CN101909919B - 位置传感器的定位装置 - Google Patents

Abstract

将位置传感器紧固后进行导通确认及角度保证，但在该阶段如果不能进行角度保证，则必须重新进行定位、紧固作业，所以，要避免安装角度的不良。在定位工具(10)设有驱动部(11)和定位部(12)，放在位置传感器(1)上，使定位部(12)的定位突部(22～24)与中立位置槽卡合，在该状态，用驱动部(11)使定位部(12)转动，使位置传感器(1)一体地转动到R接点ON的位置，测定从中立位置到倒转接点ON的N→R角度，然后，使定位部(12)倒转，测定从倒转接点OFF到前进接点成为ON的N→D角度，根据该测定结果，再用驱动部(11)使定位部(12)转动，将位置传感器(1)移动到正确的中立位置，在该状态，将位置传感器(1)紧固。

Description

位置传感器的定位装置

技术领域

本发明涉及用于在安装机动车等的自动变速器用位置传感器时进行正确定位的装置。

背景技术

已往的自动变速器用位置传感器，通过使与变速杆连动的转换轴转动而使位置传感器内的转子转动，使得预先配置有与变速档位对应个数的固定接点和转子的可动接点之间的连接机械地进行接点的切换，根据转子从中立位置转动的转动角度，检测出变速档位(把这种形式称为开关式传感器)。

但是，需要正确地定位传感器的中立位置进行安装，例如要采用定位工具进行安装。

另外，利用电位计的方法，可以减少接点数(例如见专利文献1和2)。

专利文献1：日本国特开平7-310823号公报

专利文献2：日本国特开2002-120587号公报

图11是表示采用已往的定位工具进行定位的图。位置传感器100是大致扇形，在其壳体101的要部设置了凸起102，中空的转子轴103可自由转动地穿过该凸起102，另外，把穿过该转子轴103内侧的转换轴104与转子轴103一体旋转地嵌合，使转换轴104转动时，转子轴103就一体地转动，另外，与转子轴103成一体的转子105在位置传感器100内部转动，设在转子105上的可动接点与多个固定接点依次切换，该多个固定接点预先与各档位对应地配列在同一圆弧上。

各固定接点配置在以转子轴103的中立位置为基准的转动角度，在把位置传感器100安装到自动变速器(图未示)上时，该中立位置由定位工具110正确定位。

该定位工具110备有沿着定位基准线L成直线状的定位部111，将该定位部111嵌合到形成在壳体101表面的定位凹部106a、106b内，位置传感器100就被定位。上述定位基准线L是连接转子轴103的转动中心和可动接点且位于中立位置的直线。然后，用螺栓108a、108b把设在壳体101外周部2个部位的安装凸起107a、107b安装到自动变速器上，这样，在中立位置被定位了的状态下，位置传感器100被安装到自动变速器上。

发明内容

上述利用电位计的方法，传感器的构造特殊且复杂、高价，所以，从成本等观点来看，要求使用上述开关式传感器。但是，开关式传感器，在安装时，要求高精度地定位中立位置，并且，在安装后，要进行导通确认和角度保证，需要很多劳力和时间。下面说明这一点。

如图8所示，各变速档位依次是停车P、后退R、中立N、驱动D、3速固定D3、二档2、低速档1，与之对应的固定接点配置在以转子轴103和转换轴102的共同中心O为中心的同心圆弧上。把各固定接点的中央作为变速档位。在下面的说明中，用变速档位的记号表示变速档位(固定接点的中央位置)和各固定接点。

各固定接点配置在以N接点的中央(N位置)为基准(0°)的预定角度。把从该N位置到各变速档位位置的角度称为接点角度。另外，由于转子轴103和转换轴102一体地转动，所以，转子105的转动使转子轴103及转换轴102同时转动，在下面的说明中，把该一体的转动简称为转换轴102的转动。

位置传感器100的安装时，由于不进行导通确认和角度保证，所以，在安装后，必须进行导通确认和角度保证的作业。所谓导通确认是指在各档位确认是否导通，检测固定接点有无异常。所谓角度保证是指朝R或D变速时，要把从N接点到R接点或D接点成为ON的角度保证在预定范围内。

首先，使转换轴102从N→P地转动，确认在P、R各档位是否导通，同时，检测从N接点的OFF到R接点成为ON的角度α1。

接着，使转换轴102从P→1地朝相反方向转动，确认各档位的导通，同时，检测从N接点的OFF到D接点成为ON的角度β1。

位置传感器100的定位必须正确地设定N位置，例如，对α1、β1分别要求高精度，必须保证在1/10°级的预定容许范围内。

但是，要求该高精度的角度保证时，用上述定位工具100进行定位的方法需要较多劳力和时间。

即，用定位工具110一边定位一边安装时，定位工具110的设置受作业者的熟练程度、判断力影响，有时会产生一些偏差，不可避免地会产生一定程度比例的角度保证的容许范围以外的偏差，在位置传感器100安装后还需要额外的导通确认和角度保证的作业，产生了上述角度保证的偏差时，要再次松开螺栓108a、108b，用定位工具110进行再次定位、再次紧固，有时，这种作业要反复进行几次等。

为此，本发明的目的是能够在安装前、在上述角度保证的状态下决定中立位置。

为了解决上述课题，本发明技术方案1记载的位置传感器的定位装置，在把自动变速器用的位置传感器安装到自动变速器上时，用于将自动变速器用的位置传感器定位在中立位置，在该位置传感器中，与转子的转动角度相应地，转子的可动接点和多个与各变速档位对应的固定接点切换；其特征在于，上述定位装置备有进行上述位置传感器的定位的定位部、通过该定位部使上述位置传感器转动的驱动部、检测上述位置传感器的转动角度的转动角度检测部、和驱动控制上述驱动部的控制部；在上述转子停止转动的状态下，用上述驱动部使定位在上述定位部的上述位置传感器转动；

用上述转动角度检测部检测从中立位置到相邻的变速档位的预定位置的转动角度；

根据该检测值，上述控制部算出正确的中立位置的角度，再驱动上述驱动部，使上述位置传感器朝上述正确的中立位置修正转动。

技术方案2记载的发明，在上述技术方案1中，其特征在于，上述驱动部备有伺服马达、将其旋转输出减速的减速部、从该减速部传递驱动力的驱动轴、制动该驱动轴的旋转的制动部、上述转动角度检测部。

技术方案3记载的发明，在上述技术方案1中，其特征在于，上述减速部是谐波传动器。

技术方案4记载的发明，在上述技术方案1中，其特征在于，上述定位部备有与上述位置传感器嵌合的定位突部或凹部。

技术方案5记载的发明，在上述技术方案1中，其特征在于，使上述位置传感器从中立位置朝其左右相邻的反转位置或前进(ドライブ)位置的任一侧转动、测定直到接点ON的转动角度，然后，使其朝相反侧转动，测定直到另一侧接点ON的转动角度，这样，同时进行正确的中立位置的算出、以及中立位置和反转位置及前进位置之间的角度保证。

发明效果

根据技术方案1的发明，在安装前，借助定位装置，实测接点间的转动角度，决定正确的中立位置，使位置传感器修正转动、正确定位后再安装，所以，安装时，中立位置的正确位置已被定位，同时角度被保证，所以，安装后不需要角度保证作业，不必重新安装，作业效率提高。

根据技术方案2的发明，由于驱动部由伺服马达、减速部、驱动轴、制动部、转动角度检测部构成，所以，除了驱动轴外，各部在驱动轴的轴方向可并排配置，可实现小型化。而且，采用带制动器的伺服马达，可以高精度地调节转动角度。

根据技术方案3的发明，减速部是谐波传动器，可更高精度地调节转动角度，并且，可更加小型化、轻量化。

根据技术方案4的发明，由于在定位部设置定位突部或凹部，与定位凹部或突部嵌合，可以把位置传感器定位在大致中立位置，另外，使位置传感器转动，可以正确定位。

根据技术方案5的发明，使上述位置传感器从中立位置朝倒转位置或前进位置的任一侧转动，测定转动到接点ON的转动角度，然后，朝相反侧转动，测定转动到另一侧接点ON的转动角度，从而可用实测算出正确的中立位置，并且，可同时进行中立位置和倒转位置及前进位置之间的角度保证。

附图说明

图1是定位工具的立体图。

图2是定位工具的剖面图。

图3是向位置传感器上安装的状态的连接部的上面视图。

图4是连接部的下面视图。

图5是表示定位槽的概略图。

图6是关于凸起周边部构造的说明图。

图7是位置传感器的示意剖面图。

图8是表示固定接点的配置的图。

图9是位置修正原理的说明图。

图10是定位安装作业的流程图。

图11是表示已往的定位方法的图。

附图标记的说明

1...位置传感器，2...凸起，3...转子轴，4...转换轴，5...转子，10...定位工具，11...驱动部，12...定位部，15...伺服马达，16...减速部，17...转子固定部，18...传感器转动轴，22～24...定位突部，26～28...定位槽，30...壳体，31...盖，32...可动接点，34...固定接点

具体实施方式

下面，参照附图说明一实施例。图1是概略地表示定位装置整体的图。定位工具10是上下方向长的大致筒状，备有驱动部11和位于其下端的定位部12，用该定位部12把位置传感器1定位在中立位置。位置传感器1设置在自动变速器8的预定位置上，自动变速器8的转换轴4预先嵌合在位置传感器1内(见图7)。定位工具10与控制部9连接，被其控制信号控制驱动。另外，位置传感器10的联接器7也与控制部9连接，把位置信号从位置传感器10送给控制部9。

图2是定位工具10的剖面图。驱动部11自上而下依次备有制动部13、编码器部14、伺服马达15和减速部16，驱动轴18沿上下方向穿过驱动部11的轴心部。驱动部11的下部与定位部12连接。标记17是转子固定部。

制动部13具有设在驱动轴18上端的制动盘20和夹持该制动盘20进行制动的制动板21，由促动器22使制动板21动作。制动部13、编码器部14、伺服马达15和减速部16可沿着驱动轴18并排配置，所以，可以使整体小型化、轻量化。

编码器部14相当于本发明申请的转动角度检测部，旋转传感器24检测与驱动轴18一体设置着的传感器盘23的旋转，从而检测出旋转角度。该检测可采用公知的各种构造，例如，利用在传感器盘23的周方向等间隔设置的缝隙来检测磁力变化等。

伺服马达15是公知的，输出用于自由正反旋转的旋转驱动力，该旋转输出传递给减速部16。尤其是，通过采用带制动器的伺服马达15，可得到高精度的旋转角度，另外，如果一并采用后述的谐波传动器的减速部16，则可以进行分解率为0.01°级的高精度的角度调节及定位。另外，对整个驱动部11的小型化、轻量化也有好处。

减速部16由谐波传动器构成，将伺服马达15的旋转输出减速，使驱动轴18减速旋转。谐波传动器是高减速比且高精度、无齿隙的，而且具有构造简单、重量轻、小型化的特点。但是，也可以适当采用其它公知的减速机构。

转子固定部17与驱动部11的壳体一体化，是定位部12中的其它部分那样不转动的部分，该转子固定部17从驱动部11的壳体下端外周附近朝下方伸出，途中弯曲后，沿驱动轴18的轴心延长线朝下方延伸，与位于驱动轴18同轴位置的转换轴4的上端嵌合，将转换轴4的旋转止住地固定。

驱动轴18的下端在减速部16的下端与定位部12连接。定位部12备有轴部12a和板部20。轴部12a从驱动轴18开始呈曲柄状弯曲。轴部12a的下端连接着板部20。定位部12以驱动轴18的中心轴线为中心，与驱动轴18一体地转动。转子固定部17呈曲柄状弯曲，其下端部25侧与驱动轴18同轴，所以，轴部12a避免与该转子固定部17干涉地弯曲。轴部12a和板部20的连接部位于偏离驱动轴18的轴线的位置，转子固定部17的下端部25位于驱动轴18的轴线上。

板部20是朝大致水平方向扩开的板状部件，在其一端侧设有呈直线状伸出的指针部20a，在下面一体地形成朝下方突出的肋20b，在另一端部形成与凸起2的上端重合的圆形部21。在圆形部21的下面的一部分，一体地突出形成了朝下方突出的定位突部22、23。在凸起2外侧的位置也形成定位突部24，该定位突部24和定位突部23分离地形成在肋20b的长度方向两端部分。

转子固定部17的下端部25贯穿圆形部21的中心，并朝下方伸出，在该下端部25形成了朝下方突出的嵌合突部25a，将该嵌合突部25a与转换轴4的上端嵌合，由此，转换轴4与定位工具10连接并固定而不能旋转。在该状态下，经由定位部12，借助驱动轴18，使位置传感器1以下端部25a为中心自由转动。

图3是安装在位置传感器上的状态下的定位部12的上面视图，图4是定位部12的下面视图。

先说明图3中的位置传感器1的概要。位置传感器1，与图1所示已往例是大致同样的构造，备有扇形的壳体30和覆盖壳体30的盖31，在壳体30外周部的2个部位，一体地形成了朝外方突出的安装突部6。在各安装突部6设有长孔6a，一边调节安装位置，一边用螺检6b安装到变速器8(图1)上。7是联接器，把由转换轴4转动而导致的位置传感器1内的接点切换产生的位置信号，输出给控制部9。

下面，根据图3和图4说明定位部12。圆形部21覆盖着凸起2，在其中央部设有贯通孔21a，转子固定部17的下端部25穿过该贯通孔21a。因此，定位部12能够以下端部25为中心绕着下端部25a转动。

板部20的中间部，以比圆形部21稍小的宽度在位置传感器1上延伸到外周部侧，其前端部作为指针部20a，以狭窄的宽度伸出。

如图4所示，在板部20的下面，沿着定位基准线L形成了定位突部22～24。上述定位基准线L相当于圆形部21的直径中其延长通过指针部20a的直线。定位突部23、24作为在板部20的下面突出形成的肋部20b的一部分而设置。肋20b与指针部20a相连续，用与指针部20a同样小的宽度，沿着定位基准线L，朝圆形部21侧延伸，其一端部到达圆形部21的座部21b。

座部21b是包围贯通孔21a的环状部分，是与凸起2的上端面相接的部分。在该座部21b的定位基准线L上，在夹着贯通孔21a的中心的相向位置形成了定位突部22、23。

定位基准线L用于在安装位置传感器1时把位置传感器1安装在中立位置，若把该线上的定位突部22～24与位置传感器1上的定位槽26～28(图5、6)嵌合，就可以把位置传感器1配置在中立位置。

图5是表示定位槽26～28的配置的概略图。图6是示意地表示凸起2及其周边部的图。如这些图所示，定位槽26～28沿着定位基准线L形成在一直线上。其中，定位槽26、27分别与定位突部22、23对应，形成为朝凸起2的上端面切入的槽状(图6)，定位突部22与定位槽26嵌合，定位突部23与定位槽27嵌合。

定位槽28形成在一对相向的突部28a、28a之间，与定位突部24嵌合。该一对相向的突部28a、28a一体地突出形成在盖31的外周部上。

这样，通过向各定位槽26～28嵌合各对应的定位突部22～24，从而位置传感器1借助定位部12被调节在大致中立位置，在该状态下，放在自动变速器8上，使各安装突部6的长孔6a位于形成在自动变速器8的安装座上的螺母部(图未示)上(图3)。

下面，说明位置传感器1的详细构造。首先，在图6中，把中空的转子轴3可自由转动地穿过凸起2，再从图中下方，把转换轴4穿过该转子轴3的内侧。转子轴3是树脂制，在包围其轴孔35的内面设有与轴方向平行的卡合槽36，在转换轴4外周部与轴方向平行形成的卡合突起37与该卡合槽36卡合，这样，转子轴3和转换轴4一体地自由转动。

在转换轴4的上部形成有带角孔38。从转子轴3的上方插入的、转子固定部17的下端部25的前端，形成有朝轴方向突出的带角断面的嵌合突部25a，该嵌合突部25a与带角孔38嵌合。由于转子固定部17安装在定位工具10的壳体上，所以，定位调节时不动，将转换轴4不能动地固定住。因此，定位调节时，借助驱动轴18，经由定位部12，位置传感器1绕转换轴4转动。

图7是沿图3中7-7线的位置传感器的示意剖面图。位置传感器1备有扇形的朝上方开放的壳体30和覆盖该开放部的盖31，在扇形盖31的要部位置设有凸起2。

转子轴3贯穿凸起2及壳体30。转子轴3与转子5成为一体，转子轴3转动时，转子5也一体地转动，设在转子5上的可动接点32与设在壳体30内的基板33上的各固定接点34可切换。

中空的转子轴3可自由转动地穿过凸起2，转换轴4穿过该转子轴3的内侧，将该转换轴4与转子轴3一体转动地嵌合，使转换轴4转动时，转子轴3一体地转动，另外，与转子轴3成一体的转子5在位置传感器1的内部转动，这样，设在转子5上的可动接点32与设在壳体30内的基板33上的固定接点34切换。

如图8所示，固定接点34与各档位对应地配置在同一圆弧上。在该实施例中，从N(中立)位置起，前进侧依次地设有D、D3、2(二档)、1(低速档)4个档位，与其对应的固定接点34以预定长度设置，相邻的固定接点34之间有间隙。另外，各档位位置是对应的各固定接点的中央。

转子5，以转换轴4的轴心O为中心转动，可动接点32在各固定接点上选择地移动，只在滑动到某个固定接点上时，与该固定接点对应的档位成为ON，离开了固定接点时，成为OFF。该ON、OFF信号，从联接器7经过信号线送到车辆的CPU。但是，在本实施例中，联接器7与控制部9连接，ON、OFF作为档位信号送到控制部9。

各档位的ON范围由转子5的转动角度决定，设N位置的中间为0°时，若向左转动α1，则R接点成为ON，持续到α2，若越过α2，则成为OFF，然后，从α3到α4之间，P接点成为ON。

另外，若向右转动β1，则D接点成为ON，并持续到β2，在β3～β4的范围，D3接点成为ON，在β5～β6的范围，2(二档)接点成为ON，在β7～β8的范围，1(低速档)接点成为ON。

下面，说明角度保证安装的原理。图9是将图8的一部分放大的示意说明图。设正确的中立位置是N0时，在实际定位、把位置传感器设置在自动变速器上时的临时中立位置是N1，N1从N0向右侧偏移了Δ。另外，N1是由定位部12定位的状态(下面称为初始状态)，该Δ程度的偏移是因加工精度、组装精度等各种原因造成的。

在该初始状态，控制部9用伺服马达15使传感器转动轴18朝图中顺时针方向转动，使位置传感器1朝同方向旋转，检测从N接点成为OFF后到R接点成为ON时的转动角度。该转动角度是α1+Δ，位置传感器1继续转动，直到R接点成为OFF(即直到α2)，在成为OFF时停止。

接着，使位置传感器1倒转，一直转动到D接点成为ON，测定从R接点成为ON后成为OFF的时刻(α1)到D接点成为ON为止的角度。该角度是α1+β1。

从该测定结果，用控制部9计算应修正的N0位置。由于α1和β1作为给定值预先储存在控制部9内的存储器内，所以，从当初的测定值α1+Δ，可算出修正值。但是，由于现在的停止位置是β1，所以，从该位置返回角度β1的位置是N0位置，Δ程度的偏移也要修正。为此，控制部9驱动伺服马达，使得从现在位置返回β1，使位置传感器朝N0位置修正转动，则从当初的N1位置，朝正确的N0位置修正。在该修正状态，紧固螺栓6b，位置传感器的安装完成。

这时，把位置传感器1对准正确的N0位置，这样，可以保证角度α1、β1，而且，对于N、R及D各接点的导通确认也完成。但是，本实施例中，位置传感器1的可转动范围受到长孔6a的宽度的制约，所以，对于其它接点导通确认，要另外地进行。但是，只要不进行螺栓6b的临时固定，也可以进行全部接点的同时导通确认。

下面，以图10所示的控制部9中的控制流程图为中心说明位置传感器安装工序。图10的流程图中的步骤S·2～S·5是控制部9中的控制流程。

首先，如图1和图3所示，把自动变速器8的转换轴4穿过位置传感器1的转子轴3并设置在预定位置，将螺栓6b穿过安装突部6的长孔6a，临时固定在自动变速器8上。该临时固定是防止位置传感器1脱落、并且借助定位工具10可以使位置传感器1自由转动程度的松弛地固定螺栓6b的状态。

在该状态，将定位工具10放在位置传感器1之上，如图2和图7所示，使转子固定部17的嵌合突部25a与转换轴4的带角孔38嵌合，将定位突部22～24与位置传感器1的定位槽26～28嵌合，这样，位置传感器1被定位在大致中立位置(S·1)。

接着，驱动部11使定位部12转动，使位置传感器1转动到R接点成为ON的位置。这时，位置传感器1由于转换轴4与连接突部25a的嵌合而被固定，所以，转子轴3不动，固定接点34(位置传感器1)侧绕转子轴3转动。

R接点成为ON时，用编码器部14检测出从该N接点上的临时固定当初位置到R接点成为ON的转动角度α1，得到N→R角度α1，同时，使伺服马达15倒转(S·2)。

D接点成为ON时，停止伺服马达15的旋转，并且，用制动部13停止驱动轴18的旋转。编码器部14测定从R接点OFF到D接点ON的角度(相当于α1+β1)(S·3)。

这样，现在的中立位置被测定，并且，与设定值的差也被计算(S·4)。

为此，与该误差相应地驱动伺服马达15，从现在位置转动位置传感器1，一直到设定值的中立位置为止，正确的中立位置被定位(S·5)。

这时，借助伺服马达15和制动部13，可高精度、正确地进行位置传感器1的转动。

然后，在2个部位的安装突部6，用螺栓6b分别紧固，这样，把位置传感器1正确定位安装在中立位置(S·6)。而且，在该状态，对于角度保证以及一部分接点的导通确认(仅N、R及D接点)已经完成，所以，不需要以后的角度保证作业以及再定位、再紧固等，作业效率高。

本发明并不限定于上述各实施例，在发明原理内，可作各种变形、应用。

例如，在上述实施例中，测定N→R的转动角度，然后测定R→D的转动角度。但是，由于α1、β1是规定值，所以，也可以在测定最初的N→R、检测α1+Δ的时刻，决定修正值Δ。因此，在该时刻，只要使位置传感器1朝反方向转动α1，就可以正确定位在适当的N位置，在该阶段，α1和β1的角度保证也完成，这时，只要朝一侧(R侧)转动即可，所以，定位作业也最为缩短。另外，最初朝R侧的相反侧D侧转动，测定β1，也是同样的。

另外，关于角度保证，在上述实施例中，是从N位置到相邻的R及D接点的ON位置的转动角度，但也可以适当设定直到各接点中央或OFF位置等的转动角度。另外，定位突部22～24和定位槽26～28的位置关系也可以相反，可以把定位突部22～24设在位置传感器1侧，把定位槽26～28设在定位部12侧。

Claims (5)

1.一种位置传感器的定位装置，在把自动变速器用的位置传感器安装到自动变速器上时，用于将自动变速器用的位置传感器定位在中立位置，在该位置传感器中，与转子的转动角度相应地，转子的可动接点和多个与各变速档位对应的固定接点切换；其特征在于，

上述定位装置备有进行上述位置传感器的定位的定位部、通过该定位部使上述位置传感器转动的驱动部、检测上述位置传感器的转动角度的转动角度检测部、和驱动控制上述驱动部的控制部；

在上述转子停止转动的状态下，用上述驱动部使定位在上述定位部的上述位置传感器转动；

用上述转动角度检测部检测从中立位置到相邻的变速档位的预定位置的转动角度；

根据检测出的值，上述控制部算出正确的中立位置的角度，再驱动上述驱动部，使上述位置传感器朝上述正确的中立位置修正转动。

2.如权利要求1所述的位置传感器的定位装置，其特征在于，上述驱动部备有伺服马达、将其旋转输出减速的减速部、从该减速部传递驱动力的驱动轴、制动该驱动轴的旋转的制动部和上述转动角度检测部。

3.如权利要求2所述的位置传感器的定位装置，其特征在于，上述减速部是谐波传动器。

4.如权利要求1所述的位置传感器的定位装置，其特征在于，上述定位部备有与上述位置传感器嵌合的定位突部或凹部。

5.如权利要求1所述的位置传感器的定位装置，其特征在于，使上述位置传感器从中立位置朝其左右相邻的反转位置或前进位置的任一侧转动、测定直到接点ON的转动角度，然后，使其朝相反侧转动，测定直到另一侧接点ON的转动角度，这样，同时进行正确的中立位置的算出、以及中立位置和反转位置及前进位置之间的角度保证。

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