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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bereichserfassungsvorrichtung, die einen Schaltbereich eines Automatikgetriebes erfasst.
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Eine Bereichserfassungsvorrichtung, die erfasst, welcher Bereich bei einer Schaltstellung eines Automatikgetriebes gewählt ist, ist bekannt. Bei solch einer Bereichserfassungsvorrichtung wird beispielsweise eine Position eines beweglichen Elements, das sich mit einem Element bewegt, welches die Schaltstellung des Automatikgetriebes schaltet, derart erfasst, dass ein von einem Fahrzeuginsassen gewählter Schaltbereich erfasst wird. Als Verfahren zur Erfassung der Position des beweglichen Elements sind ein berührungsgebundenes Verfahren zur Erfassung der Position des beweglichen Elements durch eine Kontaktierung des beweglichen Elements mit einem Erfassungsabschnitt und ein berührungsloses Verfahren zur Erfassung der Position des beweglichen Elements ohne eine Kontaktierung des beweglichen Elements mit einem Erfassungsabschnitt bekannt. Die
US 4 022 078 A offenbart eine Bereichserfassungsvorrichtung des berührungslosen Typs. Bei der Bereichserfassungsvorrichtung erfasst ein Magneterfassungselement des Erfassungsabschnitts Magnetismus eines auf dem beweglichen Element angeordneten Magneten derart, dass die Position des beweglichen Elements erfasst wird.
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Demgegenüber offenbart die
JP 2009 - 68 535 A eine Bereichserfassungsvorrichtung des berührungslosen Typs, die innerhalb eines Automatikgetriebes in Öl getaucht ist. Bei der Bereichserfassungsvorrichtung sind, um zu verhindern, dass ein Magneterfassungselement und ein Substrat, an dem elektronische Komponenten, wie beispielsweise das Magneterfassungselement, befestigt sind, dem Öl (nachstehend als AT-Hydrauliköl bezeichnet) ausgesetzt sind, das Magneterfassungselement und das Substrat mit einem Versiegelungselement bedeckt.
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Bei den Fertigungsprozessen der in der
JP 2009 - 68 535 A offenbarten Bereichserfassungsvorrichtung ist jedoch ein schmaler Zwischenraum zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement vorhanden, ist der Zwischenraum nicht mit dem Versiegelungselement gefüllt und kann das Versiegelungselement mit Luftblasen zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement aushärten. Wenn Luftblasen zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement vorhanden sind und eine Temperatur einer Installationsumgebung der Bereichserfassungsvorrichtung zunimmt, dehnen sich die Luftblasen aus und wird eine Belastung auf das Magneterfassungselement aufgebracht, so dass sich eine Magneterfassungseigenschaft des Magneterfassungselements ändern kann. Ferner kann es dann, wenn sich die Luftblasen zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement zu sehr ausdehnen, passieren, dass sich die Belastung an einem Lötverbindungsabschnitt zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement konzentriert und der Lötverbindungsabschnitt zerstört wird. Ferner kann sich eine Position des Magneterfassungselements bezüglich des Substrats ändern. Auf diese Weise kann sich dann, wenn sich die Eigenschaft und Position des Magneterfassungselements ändern, die Erfassungsgenauigkeit der Position des beweglichen Elements durch das Magneterfassungselement ändern, d. h. die Erfassungsgenauigkeit des Bereichs des Automatikgetriebes verringern.
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Dadurch, dass eine Entgasung, wie beispielsweise eine Vakuumbildung, ausgeführt wird, bevor das Versiegelungselement gehärtet wird, können die Luftblasen zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement zum Teil entfernt werden. Es ist jedoch schwierig, die Luftblasen vollständig zu entfernen. Wenn solch eine Entgasung ausgeführt wird, können die Gerätekosten zunehmen und die Fertigungsprozesse kompliziert werden, was zu einer Erhöhung der Fertigungskosten führt.
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Eine weitere Bereichserfassungsvorrichtung ist aus der
JP 2008 - 144 798 A bekannt. Die
DE 10 2006 059 741 A1 betrifft eine Bereichserfassungsvorrichtung mit einem versiegelten Sensorträger.
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Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bereichserfassungsvorrichtung bereitzustellen, die auf einfache Weise gefertigt werden kann und eine vorbestimmte Bereichserfassungsgenauigkeit aufrechterhält, und zwar unabhängig von einer Temperaturänderung einer Installationsumgebung.
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Die Aufgabe wird durch eine Bereichserfassungsvorrichtung nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist eine Bereichserfassungsvorrichtung, die an einer Steuervorrichtung befestigt ist, die eine Schaltstellung eines Automatikgetriebes über einen Schaltabschnitt ändert, und die dazu ausgelegt ist, zu erfassen, welcher Bereich bei der Schaltstellung gewählt ist, auf: ein bewegliches Element mit einem Magneterzeugungsabschnitt, wobei das bewegliche Element dazu ausgelegt ist, sich mit dem Schaltabschnitt zu bewegen; ein Halteelement mit einem Plattenabschnitt mit einer Oberfläche gegenüberliegend dem Magneterzeugungsabschnitt des beweglichen Elements und einer Vertiefung in einer Oberfläche des Plattenabschnitts dem beweglichen Element gegenüberliegend gebildet, wobei das Halteelement das bewegliche Element derart hält, dass das bewegliche Element dazu ausgelegt ist, sich parallel zum Plattenabschnitt zu bewegen; ein Substrat, das in der Vertiefung im Wesentlichen parallel zum Plattenabschnitt angeordnet ist und ein erstes Loch aufweist, das eine Verbindung herstellt zwischen einer ersten Oberfläche des Substrats auf einer Seite des Plattenabschnitts und einer zweiten Oberfläche des Substrats auf einer gegenüberliegenden Seite des Plattenabschnitts; ein Magneterfassungselement, das an der ersten Oberfläche des Substrats befestigt bzw. installiert ist, um einer Position des ersten Lochs zu entsprechen, wobei das Magneterfassungselement dazu ausgelegt ist, Magnetismus des Magneterzeugungsabschnitts zu erfassen; und ein Versiegelungselement, das in die Vertiefung gefüllt ist und das Substrat und das Magneterfassungselement bedeckt.
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Folglich erfasst die Bereichserfassungsvorrichtung eine Position des beweglichen Elements bezüglich des Halteelements auf der Grundlage einer Intensität oder dergleichen des Magnetismus, der vom Magneterfassungselement erfasst wird, so dass eine Position des Schaltabschnitts bezüglich der Position des beweglichen Elements, d. h. ein Schaltbereich des Automatikgetriebes erfasst werden kann.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist das Versiegelungselement in die Vertiefung des Halteelements gefüllt und bedeckt das Versiegelungselement das Substrat und das Magneterfassungselement. Folglich kann selbst dann, wenn die Bereichserfassungsvorrichtung innerhalb des Automatikgetriebes in Öl getaucht ist, verhindert werden, dass das Substrat und das Magneterfassungselement dem AT-Hydrauliköl ausgesetzt sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Substrat, wie vorstehend beschrieben, das erste Loch auf und ist das Magneterfassungselement derart am Substrat befestigt, dass das Magneterfassungselement entsprechend der Position des ersten Lochs angeordnet ist. Folglich können bei den Fertigungsprozessen der Bereichserfassungsvorrichtung auch dann, wenn ein Zwischenraum vorhanden ist, in welchen das Versiegelungselement nicht gefüllt ist, d. h. Luftblasen zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement vorhanden sind, wenn das Versiegelungselement eingefüllt wird, die Luftblasen über das erste Loch nach Außerhalb des Versiegelungselements abgegeben werden. Folglich kann bei der Bereichserfassungsvorrichtung auf die Fertigungsprozesse folgend der Zwischenraum zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement, d. h. der Zwischenraum um das Magneterfassungselement herum auf einer Seite des Substrats, mit dem Versiegelungselement gefüllt werden. Dies führt dazu, dass selbst dann, wenn eine Temperatur einer Installationsumgebung der Bereichserfassungsvorrichtung zunimmt, die Aufbringung einer Belastung auf das Magneterfassungselement und eine Änderung einer Position des Magneterfassungselements bezüglich des Substrats verglichen mit einem Fall, in dem Luftblasen zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement vorhanden sind, beschränkt werden können. Folglich kann die Bereichserfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine vorbestimmte Bereichserfassungsgenauigkeit unabhängig von einer Temperaturänderung der Installationsumgebung aufrechterhalten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Bereichserfassungsvorrichtung auf einfache Weise gefertigt werden, da ein Prozess zum Entfernen der Luftblasen zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement (d. h. eine Entgasung), wie vorstehend beschrieben, nicht erforderlich ist. Ferner kann bei der vorliegenden Erfindung eine Belastungskonzentration an einem Lötverbindungsabschnitt zwischen dem Substrat und dem Magneterfassungselement beschränkt werden, so dass die Zuverlässigkeit bei einer gelöteten Verbindung verbessert werden kann.
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Die Aufgabe, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich. In den Zeichnungen zeigt/zeigen:
- 1A eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer Bereichserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie IA-IA in der 1 B;
- 1 B eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung der Bereichserfassungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie IB-IB in der 1A;
- 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung zur Veranschaulichung der Befestigung der Bereichserfassungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer hydraulischen Steuervorrichtung;
- 3 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung eines die Lage betreffenden Verhältnisses zwischen einem ersten Loch in einem Substrat und einem Magneterfassungselement in der Bereichserfassungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 4A bis 4C schematische Ansichten zur Veranschaulichung eines Teils der Fertigungsprozesse der Bereichserfassungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5A bis 5C Ansichten zur Veranschaulichung einer Bereichserfassung der Bereichserfassungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein die Lage betreffendes Verhältnis zwischen einem Magneterzeugungsabschnitt und einem Magneterfassungselement, eine magnetische Änderung um das Magneterfassungselement herum und eine Änderung eines Ausgangssignals des Magneterfassungselements gezeigt sind; und
- 6 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung eines die Lage betreffenden Verhältnisses zwischen einem ersten Loch in einem Substrat und einem Magneterfassungselement in einer Bereichserfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Nachstehend sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und diese Komponenten nicht wiederholt beschrieben werden.
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(Erste Ausführungsform)
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Die 1 und 2 zeigen eine Bereichserfassungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Eine Bereichserfassungsvorrichtung 1 ist, wie in 2 gezeigt, an einem Gehäuse 11 einer hydraulischen Steuervorrichtung 10 als eine Steuervorrichtung befestigt. Die hydraulische Steuervorrichtung 10 weist einen hydraulisch schaltenden Schieber (nachstehend als manueller Schieber bezeichnet) 12 als einen Schaltabschnitt auf. Wenn ein Fahrzeuginsasse einen Schaltbereich (d. h. eine Schaltstellung) wählt und einen Schalthebel (nicht gezeigt) betätigt, wird eine Betätigungskraft auf den Schalthebel über ein Kabel 13, einen Gestängemechanismus 14 und einen Arretierhebel 15 auf den manuellen Schieber 12 der hydraulischen Steuervorrichtung 10 übertragen. Der manuelle Schieber 12 bewegt sich im Gehäuse 11 durch die Betätigungskraft derart hin und her, dass ein Ölkanal in der hydraulischen Steuervorrichtung 10 geändert wird. Auf diese Weise wird eine Versorgung des Hydrauliköls für einen Leitungsdruck zu mehreren Reibungselementen, wie beispielsweise einer Kupplung oder einer Bremse (nicht gezeigt) eines Automatikgetriebes, gesteuert und werden die Reibungselement in Eingriff gebracht, um den gewählten Schaltbereich vorzusehen. Dies führt dazu, dass die Schaltstellung des Automatikgetriebes auf den vom Fahrzeuginsassen gewählten Schaltbereich geändert wird.
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Was die vorstehend beschriebene hydraulische Steuervorrichtung 10 und den Betrieb des Automatikgetriebes betrifft, ist die Bereichserfassungsvorrichtung 1 dazu ausgelegt, zu erfassen, welcher Bereich im Schaltbereich des Automatikgetriebes gewählt ist. Die Bereichserfassungsvorrichtung 1 ist in einer Ölwanne (nicht gezeigt) des Automatikgetriebes angeordnet. D. h., die Bereichserfassungsvorrichtung 1 ist innerhalb des Automatikgetriebes in Öl eingetaucht bzw. im Zustand einer Ölimmersion.
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Die Bereichserfassungsvorrichtung 1 weist, wie in den 1A und 1B gezeigt, ein bewegliches Element 20, ein Halteelement 30, ein Substrat 40, Magneterfassungselemente 51, 52, 53, ein Versiegelungselement 60 und dergleichen auf.
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Das bewegliche Element 20 ist beispielsweise aus einem Plastik-Magnet-Material, d. h. einem Mischmaterial aus Harz und einem magnetischen Material, aufgebaut. Das bewegliche Element 20 weist einen plattenförmigen flachen Plattenabschnitt 21 und einen Eingriffsstift 22, der von einer Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 21 hervorragt, auf. Eine Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 21, welche der Oberfläche gegenüberliegt, auf welcher der Eingriffsstift 22 angeordnet ist, ist teilweise magnetisiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 1B gezeigt, drei Abschnitte in der Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 21 magnetisiert. Nachstehend werden die drei Abschnitte, die magnetisiert sind, als magnetisierte Abschnitte 211, 212 und 213 bezeichnet. Jeder der magnetisierten Abschnitte 211 bis 213 entspricht einem Magneterzeugungsabschnitt in den Ansprüchen. Nachstehend wird ein magnetisiertes Muster von jedem der magnetisierten Abschnitte 211 bis 213 näher beschrieben.
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Der Eingriffsstift 22 ist dazu ausgelegt, in Eingriff mit einem Eingriffsabschnitt 121 des manuellen Schiebers 12 der hydraulischen Steuervorrichtung 10 zu stehen (siehe 2). Folglich kann sich das bewegliche Element 20 dann, wenn sich der manuelle Schieber 12 im Gehäuse 11 hin- und herbewegt, zusammen mit der Hin- und Herbewegung des manuellen Schiebers 12 bewegen.
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Das Halteelement 30 ist am Gehäuse 11 der hydraulischen Steuervorrichtung 10 befestigt. Insbesondere wird das Halteelement 30 mit einer Schraube oder dergleichen (nicht gezeigt) am Gehäuse 11 befestigt. Ein Positionierungsstift 34 des Halteelements 30 steht derart in Eingriff mit einem Positionierungsgraben 111 des Gehäuses 11, dass das Halteelement 30 auf einfache Weise bezüglich des Gehäuse 11 positioniert und am Gehäuse 11 befestigt werden kann (siehe 2).
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Das Halteelement 30 ist beispielsweise aus Harz aufgebaut und weist, wie in den 1A und 1B gezeigt, einen Plattenabschnitt 31 und eine Vertiefung 32 auf. Der Plattenabschnitt 31 weist einer Oberfläche 311 auf, welche den magnetisierten Abschnitten 211 bis 213 des beweglichen Elements 20 gegenüberliegt. Die Vertiefung 32 ist in einer Oberfläche des Plattenabschnitts 31 gegenüberliegend der Oberfläche 311 gebildet.
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Der Plattenabschnitt 31 weist zwei Schienenabschnitte 33 auf, die von der Oberfläche 311 hervorragen. Jeder der zwei Schienenabschnitte 33 ist entlang eines Endkantenabschnitts des Plattenabschnitts 31 gebildet. Die zwei Schienenabschnitte 33 weisen jeweils Schienengräben 331 in ihren Oberflächen auf, die sich gegenüberliegen. Die Schienengräben 331 erstrecken sich parallel zur Oberfläche 311. Der flache Plattenabschnitt 21 des beweglichen Elements 20 weist Vorsprünge 23 auf seinen beiden Oberflächenseiten auf. Die Vorsprünge 23 entsprechen jeweils den Schienengräben 331. Die zwei Vorsprünge 23 sind jeweils verschiebbar in die Schienengräben 331 des Halteelements 30 eingepasst, so dass sich das bewegliche Element 20 in einem Zustand, in welchem das bewegliche Element 20 parallel zur Oberfläche 311 des Plattenabschnitts 31 angeordnet ist, hin- und herbewegen kann. D. h., das Halteelement 30 hält das bewegliche Element 20 derart, dass das bewegliche Element 20 dazu ausgelegt ist, sich parallel zum Plattenabschnitt 31 zu bewegen. Nachstehend wird eine Richtung der Hin- und Herbewegung des beweglichen Elements 20 als x-Richtung bezeichnet (siehe 1A). Eine Richtung, die senkrecht zur x-Richtung und parallel zur Oberfläche 311 verläuft, wird nachstehend als y-Richtung bezeichnet (siehe 1B).
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Das Substrat 40 ist in der Vertiefung 32 angeordnet, um im Wesentlichen parallel zum Plattenabschnitt 31 des Halteelements 30 angeordnet zu sein. D. h., es ist nicht erforderlich, dass das Substrat 40 genau parallel zum Plattenabschnitt 31 angeordnet ist. Das Substrat 40 weist erste Löcher 41, 42, 43 auf, die eine Verbindung zwischen einer Oberfläche des Substrats 40 auf einer Seite des Plattenabschnitts 31 (nachstehend als erste Oberfläche des Substrats 40 bezeichnet) und einer Oberfläche des Substrats 40 auf einer gegenüberliegenden Seite des Plattenabschnitts 31 (nachstehend als zweite Oberfläche des Substrats 40 bezeichnet) herstellen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten Löcher 41 bis 43, wie in 1B gezeigt, zu vorbestimmten Intervallen in der y-Richtung im Substrat 40 gebildet. Ferner weist das Substrat 40 ein zweites Loch 44 auf, das eine Verbindung zwischen der ersten Oberfläche des Substrats 40 und der zweiten Oberfläche des Substrats 40 herstellt, an einer Position, die sich von den Positionen unterscheidet, an welchen die ersten Löcher 41 bis 43 gebildet sind (siehe 1A).
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Die Magneterfassungselemente 51 bis 53 sind an der ersten Oberfläche des Substrats 40 befestigt, um den ersten Löchern 41 bzw. 42 bzw. 43 zu entsprechen. D. h., die Mitte eines jeweiligen der Magneterfassungselemente 51 bis 53 überlappt die Mitte eines jeweiligen der ersten Löcher 41 bis 43.
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Jedes der Magneterfassungselemente 51 bis 53 ist ein Element, das Magnetismus um es herum erfassen kann, d. h. ein Hall-Element, wie beispielsweise ein Hall-IC oder ein Magnetowiderstandselement, wie beispielsweise ein MRE oder ein GMR. Die Magneterfassungselemente 51 bis 53 sind beispielsweise mittels SMT (Oberflächenmontagetechnik) an das Substrat 40 gelötet.
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Die Magneterfassungselemente 51 bis 53 sind derart am Substrat 40 befestigt bzw. installiert, dass ein jeweiliges der Magneterfassungselemente 51 bis 53 an der Position angeordnet ist, welche der Position entspricht, an der ein jeweiliger der magnetisierten Abschnitte 211 bis 213 des beweglichen Elements 20 gebildet wird, wobei sie in der Vertiefung 32 angeordnet sind (siehe 1B).
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Ferner ist ein Anschluss 45 in das Substrat 49 eingefügt und am Substrat 40 befestigt. Der Anschluss 45 wird von der Seite des Plattenabschnitts 31 in das Substrat 40 eingefügt und auf der gegenüberliegenden Seite des Plattenabschnitts 31 an das Substrat 40 gelötet.
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3 zeigt das erste Loch 41 der drei ersten Löcher und das Magneterfassungselement 51, das am Substrat 40 befestigt wird, um der Position des ersten Lochs 41 zu entsprechen. Das erste Loch 41 ist, wie in 3 gezeigt, derart gebildet, dass ein Öffnungsabschnitt des ersten Lochs 41 in der ersten Oberfläche des Substrats 40 auf einer Seite des Magneterfassungselements 51 eine im Wesentlichen kreisrunde Form aufweist. D. h., das erste Loch 41 ist derart ausgebildet, dass es beispielsweise eine zylindrische Form aufweist. Ein Durchmesser des Öffnungsabschnitts des ersten Lochs 41, eine Breite des Magneterfassungselements 51 in einer Querrichtung und eine Breite des Magneterfassungselements 51 in einer Querrichtung sind entsprechend durch d, w1 und w2 gekennzeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Wert von d derart festgelegt, dass er kleiner als der Wert von w2 ist. Genauer gesagt, d ist auf einen Wert von 0,7 bis 1,7 mm gesetzt. Der obere Grenzwert von d, d. h. 1,7 mm, ist ein Wert, der unter Berücksichtigung einer Breite eines gewöhnlichen Magneterfassungselements festgelegt wird. Dies liegt daran, dass es gegebenenfalls schwierig ist, das Magneterfassungselement 51 am Substrat 40 zu befestigen, wenn d größer als die Breite w2 des Magneterfassungselements 51 ist. Demgegenüber ist der untere Grenzwert von d, d. h. 0,7 mm, ein Wert, der unter Berücksichtigung einer Fließleistung des Versiegelungselements 60, das nachstehend noch beschrieben wird, und der Luftblasen im ersten Loch 41 festgelegt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die ersten Löcher 42, 43 derart festgelegt, dass sie die gleiche Form und Größe wie das erste Loch 41 aufweisen.
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Ferner weist das Magneterfassungselement 51 bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, drei Anschlüsse 54 auf und ist jeder der Anschlüsse 54 an das Substrat 40 gelötet. In gleicher Weise weisen die Magneterfassungselemente 52, 53 jeweils drei Anschlüsse 54 auf. Die Anschlüsse 54 der Magneterfassungselemente 52, 53 sind an das Substrat 40 gelötet.
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Das Versiegelungselement 60 ist, wie in den 1a und 1B gezeigt, in die Vertiefung 32 des Halteelements 30 gefüllt. Das Versiegelungselement 60 bedeckt das Substrat 40 und die Magneterfassungselemente 51 bis 53. Folglich kann selbst dann, wenn die Bereichserfassungsvorrichtung 1 im Automatikgetriebe, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, in Öl getaucht ist, verhindert werden, dass das Substrat 40 und die Magneterfassungselemente 51 bis 53 dem AT-Hydrauliköl ausgesetzt sind. Folglich können bei der vorliegenden Ausführungsform eine Korrosion des Substrats 40 und der Magneterfassungselemente 51 bis 53 aufgrund des AT-Hydrauliköls und ein Kurzschluss von Verdrahtungen auf dem Substrat 40 aufgrund einer Kontamination mit Metallpulver im AT-Hydrauliköl beschränkt werden.
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Das Versiegelungselement 60 ist aus einem Harz, wie beispielsweise Epoxidharz, aufgebaut. Das Versiegelungselement 60 weist einen flüssigen Zustand auf, wenn es in die Vertiefung 32 gefüllt wird, und härtet mit der Zeit. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Versiegelungselement 60 eine dunkle Farbe, wie beispielsweise schwarz, auf.
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Nachstehend werden die Prozesse zum Füllen des Versiegelungselements 60 in die Vertiefung 32 des Halteelements 30 unter den Fertigungsprozessen der Bereichserfassungsvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf die 4A bis 4C beschrieben.
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Bei der Bereichserfassungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform wird das Versiegelungselement 60 mittels der folgenden Prozesse in die Vertiefung 32 gefüllt.
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Das Versiegelungselement 60 wird über das zweite Loch 44 in die Vertiefung 32 des Halteelements 30 auf einer Seite des Magneterfassungselements 52 (der Magneterfassungselemente 51, 53) vom Substrat 40 gefüllt (siehe 4A). Der Prozess wird nachstehend als erster Füllprozess bezeichnet.
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Auf den ersten Füllprozess folgend wird das Füllen des Versiegelungselements 60 weiter fortgesetzt, derart, dass das Versiegelungselement 60 aus dem ersten Loch 42 (den ersten Löchern 41, 43) heraus zu einer gegenüberliegenden Seite des Magneterfassungselements 52 (der Magneterfassungselemente 51, 53) vom Substrat 40 in die Vertiefung 32 fließt. Das Fließen des Versiegelungselements 60 aus dem ersten Loch 42 heraus wird überprüft (siehe 4B). Der Prozess wird nachstehend als Überprüfungsprozess bezeichnet.
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Auf den Überprüfungsprozess folgend wird das Versiegelungselement 60 in die Vertiefung 32 auf der gegenüberliegenden Seite des Magneterfassungselements 52 (der Magneterfassungselemente 51, 53) vom Substrat 40 gefüllt (siehe 4C). Der Prozess wird nachstehend als zweiter Füllprozess bezeichnet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Magneterfassungselement 52 (sind die Magneterfassungselemente 51, 53), wie in den 4A bis 4C gezeigt, mit einem Zwischenraum 100 einer vorbestimmten Breite c zum Substrat 40 am Substrat 40 befestigt. D. h., der Zwischenraum 100 ist zwischen dem Substrat 40 und dem Magneterfassungselement 52 (den Magneterfassungselementen (51, 53) gebildet. Die Breite c des Zwischenraums 100 kann beliebig eingestellt werden, indem die Länge des Anschlusses 54 des Magneterfassungselements 52 (der Magneterfassungselemente 51 und 53) zum Substrat 40 abgestimmt wird. Dadurch, dass der Zwischenraum 100 der vorbestimmten Breite c zwischen dem Magneterfassungselement 52 (den Magneterfassungselementen 51 und 53) und dem Substrat 40 gebildet ist, kann das Versiegelungselement 60 bei dem ersten Füllprozess und dem Überprüfungsprozess auf einfache Weise durch den Zwischenraum 100 in das erste Loch 42 (die ersten Löcher 41 und 43) fließen. Folglich kann ein Zwischenraum um die Magneterfassungselemente 51 bis 53 herum auf einer Seite des Substrats 40, d. h. ein Zwischenraum zwischen den Magneterfassungselementen 51 bis 53 und dem Substrat 40 zuverlässig mit dem Versiegelungselement 60 gefüllt werden. Dementsprechend sind in der Bereichserfassungsvorrichtung 1 auf die Fertigungsprozesse folgend keine Luftblasen zwischen dem Substrat 40 und den Magneterfassungselementen 51 bis 53 vorhanden.
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Nachstehend werden das magnetisierte Muster von jedem der magnetisierten Abschnitte 211 bis 213 und die Erfassung des Schaltbereichs durch die Bereichserfassungsvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf die 5A bis 5C beschrieben.
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5A zeigt den flachen Plattenabschnitt 21 des beweglichen Elements 20 und die Magneterfassungselemente 51 bis 53 aus einer z-Richtung in der 1A. Die z-Richtung entspricht einer Richtung, die senkrecht zu sowohl der x-Richtung als auch der y-Richtung verläuft. In der 5A sind das Halteelement 30 und dergleichen der Klarheit halber nicht gezeigt. Es sind einzig der flache Plattenabschnitt 21 des beweglichen Elements 20 und die Magneterfassungselemente 51 bis 53 gezeigt.
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Die drei Abschnitte in der Oberfläche des flachen Plattenabschnitts 21 auf einer Seite der Magneterfassungselemente 51 bis 53 sind, wie in 5A gezeigt, magnetisiert. Die drei magnetisierten Abschnitte entsprechen den magnetisierten Abschnitten 211 bis 213. Die magnetisierten Abschnitte 211 bis 213 sind derart gebildet, dass sie sich jeweils in der x-Richtung erstrecken, und im flachen Plattenabschnitt 21 derart magnetisiert, dass ein Nordpol und ein Südpol abwechselnd in der x-Richtung angeordnet sind.
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Die Magneterfassungselemente 51 bis 53 sind, wie vorstehend beschrieben, derart am Substrat 40 befestigt, dass ein jeweiliges der Magneterfassungselemente 51 bis 53 an der Position entsprechend der Position eines jeweiligen der magnetisierten Abschnitte 211 bis 213 angeordnet ist. Folglich können die Magneterfassungselemente 51 bis 53 entsprechend den Magnetismus der magnetisierten Abschnitte 211 bis 213 erfassen.
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Wenn sich das bewegliche Element 20 beispielsweise von der in der 5A gezeigten Position derart in der x-Richtung bewegt, dass die magnetisierten Abschnitte 211 bis 213 auf den durch die gestrichelte Linie P gezeigten Positionen jeweils über den Magneterfassungselementen 51 bis 53 angeordnet sind, erfasst das Magneterfassungselement 51 einen Südpolmagnetismus, das Magneterfassungselement 52 einen Nordpolmagnetismus und das Magneterfassungselement 53 einen Nordpolmagnetismus.
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Die magnetische Änderung um ein jeweiliges der Magneterfassungselemente 51 bis 53 herum ist durch eine jeweilige der durchgezogenen Linien I, II, II in der 5B gezeigt. Wenn sich das bewegliche Element 20 von der in der 5A gezeigten Position in der x-Richtung bewegt, ändert sich der Magnetismus um jedes der Magneterfassungselemente 51 bis 53 gemäß der 5B.
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Jedes der Magneterfassungselemente 51 bis 53 gibt ein Signal hohen Pegels (H-Pegel-Signal) aus, wenn es den Nordpolmagnetismus erfasst, und ein Signal niedrigen Pegels (L-Pegel-Signal) aus, wenn es den Südpolmagnetismus erfasst. S1, S2 und S3 in der 5C kennzeichnen die Signale, die von den Magneterfassungselementen 51 bis 53 ausgegeben werden. Wenn sich das bewegliche Element 20 von der in der 5A gezeigten Position in der x-Richtung bewegt, ändern sich die Ausgangssignale S1 bis S3 der Magneterfassungselemente 51 bis 53 gemäß der 5C.
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Auf diese Weise ändern sich die Arten der Ausgangssignale S1 bis S3 (H oder L) der Magneterfassungselemente 51 bis 53 mit der Position des beweglichen Elements 20. Folglich kann die Bereichserfassungsvorrichtung 1 die Position des manuellen Schiebers 12 in der hydraulischen Steuervorrichtung 10 auf der Grundlage der Kombination der Ausgangssignale S1 bis S3 erfassen. Folglich kann die Bereichserfassungsvorrichtung 1 erfassen, welcher Bereich (P, R, N, D) im Schaltbereich des Automatikgetriebes gewählt ist, oder auf welchen Bereich der Schaltbereich des Automatikgetriebes geschaltet wird (P-R, R-N, N-D).
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist das Substrat 40, wie vorstehend beschrieben, die ersten Löcher 41 bis 43 auf und sind die Magneterfassungselemente 51 bis 53 derart am Substrat 40 befestigt, dass ein jeweiliges der Magneterfassungselemente 51 bis 53 an der Position entsprechend der Position eines jeweiligen der ersten Löcher 41 bis 43 angeordnet ist. Folglich können bei den Fertigungsprozessen der Bereichserfassungsvorrichtung 1 auch dann, wenn ein Zwischenraum, in welchen das Versiegelungselement 60 nicht gefüllt wird, vorhanden ist, d. h. wenn Luftblasen zwischen dem Substrat 40 und den Magneterfassungselementen 51 bis 53 vorhanden sind, wenn das Versiegelungselement 60 eingefüllt wird, die Luftblasen über die ersten Löcher 41 bis 43 aus dem Versiegelungselement 60 entfernt werden. Folglich kann in der Bereichserfassungsvorrichtung 1 auf die Fertigungsprozesse folgend der Zwischenraum zwischen dem Substrat 40 und den Magneterfassungselementen 51 bis 53, d. h. der Zwischenraum um die Magneterfassungselemente 51 bis 53 herum auf der Seite des Substrats 40, mit dem Versiegelungselement 60 gefüllt werden. Dies führt dazu, dass selbst dann, wenn eine Temperatur einer Installationsumgebung der Bereichserfassungsvorrichtung 1 zunimmt, die Aufbringung einer Belastung auf die Magneterfassungselemente 51 bis 53 und eine Änderung der Position der Magneterfassungselemente 51 bis 53 bezüglich des Substrats 40 verglichen mit dem Fall, in dem Luftblasen zwischen dem Substrat 40 und den Magneterfassungselementen 51 bis 53 vorhanden sind, beschränkt werden kann. Folglich kann die Bereichserfassungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform eine vorbestimmte Bereichserfassungsgenauigkeit unabhängig von einer Temperaturänderung der Installationsumgebung aufrechterhalten. Ferner kann eine Belastungskonzentration am Lötverbindungsabschnitt zwischen dem Substrat 40 und den Magneterfassungselementen 51 bis 53 bei der vorliegenden Ausführungsform beschränkt werden, so dass die Zuverlässigkeit bei der gelöteten Verbindung verbessert werden kann.
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Ferner weist das Substrat 40 bei der vorliegenden Ausführungsform das zweite Loch 44 an der Position auf, die sich von den Positionen unterscheidet, an denen die ersten Löcher 41 bis 43 gebildet sind. Gemäß der Konfiguration kann die Bereichserfassungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform mittels der Fertigungsprozesse gefertigt werden, welche den ersten Füllprozess, den Überprüfungsprozess und den zweiten Füllprozess umfassen. Bei der vorliegenden Ausführungsform fließt das Versiegelungselement 60 aus den ersten Löchern 41 bis 43 heraus zur gegenüberliegenden Seite der Magneterfassungselemente 51 bis 53 vom Substrat 40 in die Vertiefung 32 und kann das Fließen des Versiegelungselements 60 aus den ersten Löchern 41 bis 43 heraus bei dem Überprüfungsprozess überprüft werden. Folglich kann ein Füllen des Zwischenraums zwischen dem Substrat 40 und den Magneterfassungselementen 51 bis 53 mit dem Versiegelungselement 60 zuverlässig überprüft werden. Demgemäß wird ein Prozess zum Entfernen der Luftblasen zwischen dem Substrat 40 und den Magneterfassungselementen 51 bis 53 unnötig. Folglich kann die Bereichserfassungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform auf einfache Weise gefertigt werden und können die Fertigungskosten für die Bereichserfassungsvorrichtung verringert werden, da eine Vorrichtung zur Entgasung nicht erforderlich ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Magneterfassungselemente 51 bis 53 mit dem Zwischenraum 100 der vorbestimmten Breite c zum Substrat 40 am Substrat 40 befestigt. Dadurch, dass der Zwischenraum absichtlich zwischen dem Substrat 40 und den Magneterfassungselementen 51 bis 53 gebildet wird, kann das Versiegelungselement 60 auf einfache Weise durch den Zwischenraum 100 in die ersten Löcher 41 bis 43 fließen, wenn das Versiegelungselement 60 eingefüllt wird. Folglich kann der Zwischenraum um die Magneterfassungselemente 51 bis 53 herum auf der Seite des Substrats 40 zuverlässig mit dem Versiegelungselement 60 gefüllt werden.
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Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform jedes der ersten Löcher 41 bis 43 derart gebildet, dass sein Öffnungsabschnitt die im Wesentlichen kreisrunde Form aufweist. Der Durchmesser d des Öffnungsabschnitts von jedem der ersten Löcher 41 bis 43 ist auf 0,7 bis 1,7 mm gesetzt. Gemäß dem Aufbau können die Magneterfassungselemente 51 bis 53 bei der vorliegenden Ausführungsform auf einfache Weise am Substrat 40 befestigt werden und kann die Fließleistung des Versiegelungselements 60 und der Luftblasen in den ersten Löchern 41 bis 43 gewährleistet werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Ein Teil einer Bereichserfassungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der 6 gezeigt. Bei der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die Form des ersten Lochs von der der ersten Ausführungsform.
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6 zeigt ein erstes Loch 71 von drei ersten Löchern, die im Substrat 40 gebildet sind, und das Magneterfassungselement 51, das am Substrat 40 befestigt ist, um der Position des ersten Lochs 71 zu entsprechen. Das erste Loch 71 ist, wie in 6 gezeigt, derart gebildet, dass sein Öffnungsabschnitt in der ersten Oberfläche des Substrats 40 auf einer Seite des Magneterfassungselements 51 eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist. D. h., das erste Loch 71 ist derart ausgebildet, dass es eine schlitzartige Form (viereckige Prismenform) aufweist. Eine Breite w3 des Öffnungsabschnitts des ersten Lochs 71 in einer Längsrichtung ist derart festgelegt, dass sie in der Längsrichtung größer als die Breite w1 des Magneterfassungselements 51 ist. Folglich wird dann, wenn das Magneterfassungselement 51 am Substrat 40 befestigt ist, ein Abschnitt, der nicht vom Magneterfassungselement 51 bedeckt ist (Abschnitte, die in der 6 durch a und b gekennzeichnet sind), im Öffnungsabschnitt des ersten Lochs 71 gebildet. Folglich kann das Versiegelungselement 60 selbst dann, wenn sich das Substrat 40 und das Magneterfassungselement 51 in engem Kontakt zueinander befinden und keinen Zwischenraum zwischen ihnen vorgesehen ist, über einen Abschnitt des Öffnungsabschnitts (die Abschnitte a und b) des ersten Lochs 71 zum ersten Loch 71 fließen, wenn das Versiegelungselement 60 eingefüllt wird. Dementsprechend kann ein Zwischenraum um das Magneterfassungselement 51 herum auf einer Seite des Substrats 40 zuverlässig mit dem Versiegelungselement 60 gefüllt werden.
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Da eine Breite w4 des Öffnungsabschnitts des ersten Lochs 71 in einer Querrichtung derart festgelegt ist, dass sie kleiner als die Breite w2 des Magneterfassungselements 51 in der Querrichtung ist, ist es nicht schwierig, das Magneterfassungselement 51 am Substrat 40 zu befestigen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei vom ersten Loch 71 verschiedene erste Löcher ähnlicher bzw. gleicher Form wie das erste Loch 71 im Substrat 40 gebildet. Die Magneterfassungselemente 52 und 53 (in der 6 nicht gezeigt) sind entsprechend den zwei ersten Löchern am Substrat 40 befestigt.
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Ferner kann das Magneterfassungselement 51 (die Magneterfassungselemente 52 und 53) bei der vorliegenden Ausführungsform am Substrat 40 befestigt sein, ohne dass ein Zwischenraum einer vorbestimmten Breite zum Substrat 40 vorgesehen ist. D. h., das Magneterfassungselement 51 (die Magneterfassungselemente 52 und 53) kann derart am Substrat 40 befestigt sein, dass es das Substrat 40 in geringem Abstand kontaktiert. Dies liegt daran, dass das Versiegelungselement 60 bei der vorliegenden Ausführungsform über den Teil des Öffnungsabschnitts (die Abschnitte a und b) des ersten Lochs 71 zum ersten Loch 71 fließen kann, wenn das Versiegelungselement 60 eingefüllt wird, und zwar auch dann, wenn kein Zwischenraum zwischen dem Substrat 40 und dem Magneterfassungselement 51 (den Magneterfassungselementen 52 und 53) vorgesehen ist.
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(Weitere Ausführungsformen)
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Bei den obigen Ausführungsformen sind die drei ersten Löcher im Substrat gebildet und die drei Magneterfassungselemente am Substrat befestigt. Demgegenüber kann bei den weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, solange die Anzahl der ersten Löcher derjenigen der Magneterfassungselemente entspricht, die Anzahl der ersten Löcher und diejenige der Magneterfassungselemente bei eins, zwei, vier oder mehr als vier liegen. Ferner ist die Anzahl der zweiten Löcher nicht auf eins beschränkt. Es können mehrere Löcher gebildet sein.
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Bei den obigen Ausführungsformen ist die Form des Öffnungsabschnitts des ersten Lochs im Substrat die kreisrunde Form oder die rechteckige Form. Demgegenüber kann die Form des Öffnungsabschnitts des ersten Lochs bei den weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine elliptische oder eine polygonale Form sein, die sich von der rechteckigen Form unterscheidet.
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Ferner wird bei den obigen Ausführungsformen das Verfahren zur Erfassung einer Position des beweglichen Elements durch Bilden der drei Magneterzeugungsabschnitte und der drei Magneterfassungselemente beschrieben. Demgegenüber können die Anzahl der Magneterzeugungsabschnitte und diejenige der Magneterfassungselemente bei den weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei eins, zwei, vier oder mehr als vier liegen. Die Erfassungsgenauigkeit und die Erfassungszuverlässigkeit der Position des beweglichen Elements können verbessert werden, indem die Anzahl der Magneterfassungselemente erhöht wird. Demgegenüber können die Fertigungskosten der Bereichserfassungsvorrichtung verringert werden, indem die Anzahl der Magneterfassungselemente verringert wird.
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Ferner ist bei den obigen Ausführungsformen ein Teil des beweglichen Elements derart magnetisiert, dass das Teil als Magneterzeugungsabschnitte verwendet wird. Demgegenüber kann bei den weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Permanentmagnet als Magneterzeugungsabschnitt in einem beweglichen Element aus beispielsweise Harz eingebettet sein.
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Ferner können bei den weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung elektronische Komponenten, wie beispielsweise ein Kondensator zum Schutz des Magneterfassungselements vor einer Überspannung und ein Widerstand zur Verhinderung von externem Rauschen, welches das Magneterfassungselement stört, am Substrat befestigt sein.
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Bei den weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Bereichserfassungsvorrichtung nicht im Automatikgetriebe in Öl getaucht sein.
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Ferner kann die Bereichserfassungsvorrichtung bei den weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf ein Automatikgetriebe angewandt werden, das eine Schaltstellung über einen Schaltabschnitt ändert, der sich von dem hydraulischen Schaltschieber unterscheidet.
