JP2010531987A - 位置センサを備えた制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動変速機を制御するための電子的な制御装置（１）であって、ハウジング内に制御回路（５）と、組み込まれたコネクタ（４）と、組み込まれた位置センサ（６）とが設けられており、該位置センサ（６）が、ステータとロータ（１１）とを有している形式のものに関する。位置センサの製作品質を改善するためには、位置センサ（６）のステータが、ハウジングの材料によって定置に取り囲まれている。

Description

本発明は、自動変速機を制御するための電子的な制御装置であって、ハウジング内に制御回路と、組み込まれたコネクタと、組み込まれた位置センサとが設けられており、該位置センサが、ステータとロータとを有している形式のものに関する。

さらに、本発明は、制御装置を製作するための方法に関する。

制御回路は変速機を機関特性値、たとえば機関回転数と、運転者によって所望されるギヤセレクトを検出する位置センサとの情報に基づき制御する。すなわち、位置センサは、変速機に対する、運転者によってギヤレバーを介して選択された走行段を、位置センサのステータに対するロータの位置に基づき検出する。

欧州特許出願公開第１４８９３３９号明細書には、自動変速機に用いられる制御装置が開示されている。この制御装置は、非接触式のホール位置センサと、セラミックス製の制御ボードと、２つのシェルから成るハウジングとを備えている。このハウジングは、ハウジングベースプレートとハウジングカバーとを有している。制御ボードはハウジングベースプレートに熱導出性の接着結合部によって接着されている。接続ボードがベースプレートに接地のためにねじ締結されている。電気的な接着接続部が接続ボードをホール位置センサの接続部と制御ボードの接続部とにコンタクティングしている。接続ボードは電気的な電流接続のためにしか働かず、電子的な回路素子を有していない。特別な実施形態によれば、制御ボードがハウジングベースプレートにねじ締結されている。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の制御装置および製作法を改良して、制御装置の製造が位置センサのより高い品質で可能となるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の制御装置では、位置センサのステータが、ハウジングの材料によって定置に取り囲まれているようにした。

本発明の制御装置の有利な実施態様によれば、ステータが、２つのコイルを有しており、両コイルが、ロータに設けられた１つのコイルと誘導法により協働するようになっている。

本発明の制御装置の有利な実施態様によれば、ステータが、センサプリント配線板を有しており、該センサプリント配線板の縁領域が、ハウジングのウェブによって定置に取り囲まれている。

本発明の制御装置の有利な実施態様によれば、位置センサのセンサプリント配線板の縁領域が、クリップウェブによって取り囲まれている。

本発明の制御装置の有利な実施態様によれば、位置センサのセンサプリント配線板が、ハウジング内にハウジング材料の射出成形により埋め込まれている。

本発明の制御装置の有利な実施態様によれば、ハウジングが、複数の部材から形成されていて、特にベースプレートと、ハウジング中間部材と、カバーとを有している。

本発明の制御装置の有利な実施態様によれば、センサプリント配線板が、ハウジング中間部材内にハウジング中間部材材料の射出成形により埋め込まれている。

本発明の制御装置の有利な実施態様によれば、ハウジング中間部材とカバーとが、プラスチックから製作されており、ベースプレートが、アルミニウムから製作されている。

本発明の制御装置の有利な実施態様によれば、センサプリント配線板の縁領域を取り囲むウェブが、電気的な接着接続部の領域で中断されている。

さらに、前記課題を解決するために本発明の方法では、位置センサのステータをハウジング内にハウジング材料の射出成形により埋め込むようにした。

本発明の主要な思想は、位置センサのステータが、ハウジングの材料によって定置（不動）に取り囲まれていることである。これは、組付け誤差が、ハウジング内へのステータの接着に比べて著しく減少させられるという利点を有している。これは重要である。なぜならば、組付け誤差が位置センサのシステム誤差に直接影響を与えるからである。したがって、組付け誤差の減少がシステム誤差の減少に繋がり、これによって、位置センサの電気的な信号の調整したい誤差幅が減少させられ、大量生産による製造品質が改善される。位置センサの調整は著しく迅速に行うことができる。なぜならば、位置センサの電気的な信号の誤差幅が著しく小さいからである。ロータは位置センサのステータを中心として回転運動可能に配置されていてよい。当然ながら、ロータがステータに対して非接触式に並進運動可能となる実施態様も可能である。

有利には、ステータが、２つのコイルを有しており、両コイルが、ロータに設けられた１つのコイルと誘導法により協働するようになっている。誘導的に作業する位置センサは慣用の位置センサに比べて、位置センサが高い分解能および高い信頼性で極めて精密に作業するという利点を有している。

有利な実施態様によれば、ステータが、センサプリント配線板を有しており、該センサプリント配線板の縁領域が、ハウジングのウェブによって定置に取り囲まれている。センサプリント配線板は、このセンサプリント配線板を容易にハウジング材料によって角隅のため規定的に取り囲むことができるという利点を有している。センサプリント配線板は、誘導コイルに対する評価回路を組み込むために必要となる。この場合、コイルはセンサプリント配線板にも配置されている。位置センサの評価回路は、検出された信号を処理し、この信号を、変速機に対する制御命令を発生させるための制御回路に伝送する。本発明によれば、センサプリント配線板の内縁部および外縁部を含む縁領域しかハウジングの材料によって取り囲まれていない。したがって、従来の接着時に生ぜしめられる、ハウジングに対して相対的なセンサプリント配線板のずれによるｘ軸、ｙ軸方向への付加的な誤差と、それぞれ異なる高さの接着剤層厚さによって生ぜしめられる恐れがある、ｚ軸方向への変化とが回避される。したがって、誘導コイルは、高い再現可能性ひいては高い製造品質で位置センサの、ロータに配置されたコイルに対して相対的な同じ位置に位置している。

特別な実施態様によれば、位置センサのセンサプリント配線板の縁領域が、クリップウェブによって取り囲まれている。このクリップウェブは、外向きに突出したバーブ状のウェブであってよい。このウェブは、センサプリント配線板がクリップウェブ内に引っ掛かるまで外向きに容易に撓む。クリップウェブの別の実施態様は、このクリップウェブがセンサプリント配線板内に形状接続的に溝・キー結合部のように係合し、クリップ機能がハウジングへのクリップウェブの固定時にクリップウェブとハウジングとの間で初めて発揮されるように形成されている。これは、センサプリント配線板が圧力負荷されず、したがって、センサプリント配線板の万が一の破断が回避されるという利点を有している。

製造コストおよび構成部材個数ならびに製作ステップを最小限に抑えるために、有利には、位置センサのセンサプリント配線板が、ハウジング内にハウジング材料の射出成形により埋め込まれている。これは、ハウジング内へのセンサプリント配線板の挿入の組付けステップが省略され、センサプリント配線板が位置正確にハウジング内に配置されているという利点を有している。

位置センサが、回転可能なロータと共にハウジング内に紛失に対して安全に組み込まれているようにするためには、ハウジングが、複数の部材、特に３つの部材から形成されており、これによって、ロータがハウジングによって閉じ込められる。ハウジングは、有利にはベースプレートと、ハウジング中間部材と、カバーとを有している。ハウジング中間部材には、外方に向けられたコネクタ接続部が形成されている。このコネクタ接続部を介して、制御回路に対する情報入出力と給電とが行われる。

本発明によれば、センサプリント配線板が、ハウジング中間部材内にハウジング中間部材材料の射出成形により埋め込まれている。この場合、センサプリント配線板の縁領域は外周で、ハウジング中間部材の材料から成るウェブによって取り囲まれている。セレクトレバーシャフトを貫通させるための円形の切抜きの縁領域は、ハウジング中間部材によって形成された環状のウェブによって取り囲まれている。

有利には、ハウジング中間部材とカバーとが、プラスチックから製作されており、ベースプレートが、アルミニウムから製作されている。ベースプレートはアルミニウムから製作されており、これによって、制御回路の運転時に生ぜしめられる損失熱が導出される。プラスチックは、ハウジング中間部材およびカバーに対して、複雑な形状付与を許容しかつ射出成形法で簡単に変形可能である廉価な材料である。さらに、プラスチックは、自動車構造体における軽量構造に対して有利な材料である。

センサプリント配線板と制御回路との間の電気的な接続を簡単にするためには、センサプリント配線板のエッジを取り囲むウェブが、電気的なボンディング接続部の領域で中断されている。したがって、ボンディング接続部、簡単に言うと、いわゆる「ボンディング部」をセンサプリント配線板と制御回路との間にほぼ同じハウジングレベルでかつ材料節約的に敷設することができる。

上述した特徴によって規定された制御装置を製作するための本発明による方法は、位置センサのステータをハウジング内にハウジング材料の射出成形により埋め込むことによって解決される。本発明による方法は、ハウジング内に接着したいステータに比べて、ｘ軸、ｙ軸方向および／またはｚ軸方向へのずれが著しく僅かに生ぜしめられ、したがって、位置センサの、ロータとステータとの間の関係から生ぜしめられるシステム誤差が、高い再現精度で著しく減少させられているという利点を有している。したがって、位置センサの調整の調整可能性もしくは速度が著しく改善される。

当然ながら、前述した特徴と、引き続きさらに説明する特徴とは、その都度記載した組合せだけでなく、別の組合せでも使用可能である。

カバーなしの制御装置の斜視図である。 制御装置の斜視的な横断面図である。 制御装置の分解図である。

本発明を以下に図面に相俟った実施例につき詳しく説明する。

図１には、斜視図で本発明による制御装置１が示してある。この制御装置１は、アルミニウムから製作されたベースプレート２を備えている。このベースプレート２には、ハウジング中間部材３が載着されている。このハウジング中間部材３は１つの辺部にコネクタ接続部４を有している。したがって、ハウジング中間部材３はコネクタハウジングと呼ぶこともできる。コネクタ接続部４は、給電のためのかつ電気的な情報・制御信号を受け取りかつ引き渡すための電気的な接続部を有している。ハウジング中間部材３はベースプレート２に、図示の特別な実施形態では５つのリベット締め箇所を介して固定されている。この５つのリベット締め箇所は、図３に見ることができるように、ピン１２として突出していて、ハウジング中間部材３の相補的な固定アイレット１３内に係合している。

ベースプレート２では、制御回路５がセラミックス製の回路支持体に配置されている。このセラミックス製の回路支持体は、熱導出のために、ベースプレート２に接着されている。回路支持体の側方には、位置センサ６が配置されている。この位置センサ６は、ステータとしての２つのコイルと、ロータ１１に設けられた１つのコイルとによる誘導測定法により作業する。ステータに設けられた両コイルのうちの一方のコイルは、送信コイルであり、第２のコイルは、ステータに設けられた受信コイルである。ロータ１１に設けられたコイルは、受信コイルによって測定されたインダクタンスをロータ１１の位置に関連して増減させる。

本発明によれば、非接触式の回転型の位置センサ６のステータがウェブ７，８によって取り囲まれている。ステータは、誘導位置測定のための少なくとも２つのコイルだけでなく、評価電子装置が配置されたセンサプリント配線板９も有している。評価電子装置は、誘導的に発生させられた電流を測定する。この電流は、図２および図３に示したロータ１１に設けられた別の誘導コイルと協働する。評価回路は、運転者によって操作可能なギヤレバーの規定された位置に対する評価された情報を、アルミニウムから成る電気的な、いわゆる「ボンディング接続部１０」を介して相応に制御回路５に伝送する。ボンディング接続部４５は、制御回路の電気的なコンタクトをコネクタ４のコンタクトに接続している。

これによって、位置センサ６が静的にロータ１１の位置を突き止めることができる。ボンディング接続部１０に対するセンサプリント配線板９に設けられた電気的な接続部は、センサプリント配線板９の縁領域９７、すなわち、周縁部に位置している。この縁領域９７は制御回路５の最も近くに位置している。接続部のこの領域では、センサプリント配線板９を取り囲むウェブ７が中断されており、これによって、可能な短い接続路が実現される。

センサプリント配線板９はアイレットを有している。このアイレットを、ロータ１１に形状接続的に結合されたセレクトレバーシャフト３０が貫通している。このセレクトレバーシャフト３０は、車両内室に設けられたギヤレバーに機械的にまたは電気機械的に結合されている。センサプリント配線板９の円形のアイレットの縁領域９８、すなわち、周縁部またはエッジは、ハウジング中間部材３によって形成された環状のウェブ８によって取り囲まれている。センサプリント配線板９を有するステータが、ハウジング中間部材３を製作するための１回の射出成形過程でハウジング中間部材材料内に一緒に埋め込まれることによって、ステータがロータ１１に対して、極めて高い公差等級で、予め規定された位置に位置している。ロータ１１に対するステータの相対的な位置の再現可能性ひいてはシステム誤差は、ハウジング内のセンサプリント配線板９の、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸ずれを伴って製造され得る従来の接着結合部に比べて著しく改善されている。したがって、位置センサ６の品質が高められており、制御装置１の調整時の調整可能性が容易にされている。

図２には、斜視的な横断面図で制御装置１が示してある。ベースプレート２は、いわゆる「組付け制御機器」としてエンジンルーム内の変速機（図示せず）に直接的に組み付けられる。すなわち、制御装置１は、温度負荷、温度変化負荷、加速、エンジンルーム内の媒体のような条件下で安定していなければならない。

ハウジング中間部材３は、ベースプレート２に設けられた溝１４と、突出したキー１５とにより、外的な影響に対する確実なシールのために、接着部によってシールされている。また、カバー１９も、ハウジング中間部材３との、図２に示した溝キー接着部１６，１７，１８によってシールされている。セレクトレバーシャフト３０は、ベースプレート２に設けられた孔を通して下方から組付け時に差し込まれている。セレクトレバーシャフト３０には、ロータアダプタ２０が被せ嵌められている。このロータアダプタ２０はやはり形状接続的にロータ１１に結合されている。このロータ１１はコイル（図示せず）を有している。このコイルは、センサプリント配線板９に設けられた２つのコイル（図示せず）と誘導的に協働する。カバー１９には、ラジアルシャフトシール部材２１が挿入されており、これによって、突出したセレクトレバーシャフト３０がシールされる。このセレクトレバーシャフト３０には、ギヤレバーに作用結合された機械的なセレクトレバー（図示せず）が組み付けられる。

本発明によれば、位置センサ６の、センサプリント配線板９に設けられた２つのコイル（図示せず）を有するステータが、直接ハウジング中間部材３内にハウジング中間部材材料の射出成形により埋め込まれている。ハウジング中間部材３は、制御装置１のハウジングに対する側壁を形成している。ハウジング底部をベースプレート２が形成しており、上側の閉鎖部をカバー１９が形成している。センサプリント配線板９を備えたステータは、ハウジング中間部材３によってハウジング材料で取り囲まれている。センサプリント配線板９の縁領域９７，９８、すなわち、エッジしかウェブ７，８によって内側のかつ外側の周縁部で取り囲まれていない。したがって、センサプリント配線板９では、半導体電子装置構成素子が損傷なしに射出成形よる埋込み時に突出することができる。したがって、ステータの、位置センサ６の位置誤差に直接影響を与える組付け誤差が、有利には、接着剤による従来の固定法に比べて極めて狭い範囲に減少させられている。組付けステップが減少させられている。なぜならば、制御装置１の組付け時のハウジング内へのセンサプリント配線板９の接着法が省略されているからである。

制御回路５は、スイッチの運転時に生ぜしめられる損失熱の良好な導出のために、直接ベースプレート２に接着されている。

ベースプレート２の底部に設けられた溝内に圧入されたＯリングシール部材２２は、セレクトレバーシャフト３０を取り囲む室を下方から変速機に対してシールしている。

図３には、分解図で本発明による制御装置１の有利な本発明による製作法が示してある。この製作法では、組付けが著しく簡略化されている。なぜならば、位置センサ６のステータを成すセンサプリント配線板９がすでに位置正確に極めて狭い組付け誤差でハウジング中間部材３内にハウジング中間部材材料の射出成形により埋め込まれているからである。プリント配線板９がハウジング中間部材３内に接着される接着プロセスはもはや不要となる。図３には、制御回路５が、ベースプレート２に設けられた台座に直接接着可能であることが分解図で示してある。さらに、どのようにセレクトレバーシャフト３０にロータアダプタ２０とロータ１１とが形状接続的に差被せ可能であるのかが明らかになる。ラジアル環状シール部材２１を備えたカバー１９が制御装置１を上方からシールする。

全ての図面は、単に縮尺通りでない概略図を示しているに過ぎない。それ以外では、特に図面は本発明に対して重要なものとして参照される。

１ 制御装置
２ ベースプレート
３ ハウジング中間部材
４ コネクタ接続部
５ 制御回路
６ 位置センサ
７ ウェブ
８ ウェブ
９ センサプリント配線板
１０ ボンディング接続部
１１ ロータ
１２ ピン
１３ 固定アイレット
１４ 溝
１５ キー
１６ 溝キー接着部
１７ 溝キー接着部
１８ 溝キー接着部
１９ カバー
２０ ロータアダプタ
２１ ラジアルシャフトシール部材
２２ Ｏリングシール部材
３０ セレクトレバーシャフト
４５ ボンディング接続部
９７ 縁領域
９８ 縁領域

Claims (10)

1. 自動変速機を制御するための電子的な制御装置（１）であって、ハウジング内に制御回路（５）と、組み込まれたコネクタ（４）と、組み込まれた位置センサ（６）とが設けられており、該位置センサ（６）が、ステータとロータ（１１）とを有している形式のものにおいて、位置センサ（６）のステータが、ハウジングの材料によって定置に取り囲まれていることを特徴とする、自動変速機を制御するための電子的な制御装置。
2. ステータが、２つのコイルを有しており、両コイルが、ロータ（１１）に設けられた１つのコイルと誘導法により協働するようになっている、請求項１記載の制御装置。
3. ステータが、センサプリント配線板（９）を有しており、該センサプリント配線板（９）の縁領域（９８，９７）が、ハウジングのウェブ（７，８）によって定置に取り囲まれている、請求項１記載の制御装置。
4. 位置センサ（６）のセンサプリント配線板（９）の縁領域（９７，９８）が、クリップウェブ（７，８）によって取り囲まれている、請求項１記載の制御装置。
5. 位置センサ（６）のセンサプリント配線板（９）が、ハウジング内にハウジング材料の射出成形により埋め込まれている、請求項１または２記載の制御装置。
6. ハウジングが、複数の部材から形成されていて、特にベースプレート（２）と、ハウジング中間部材（３）と、カバー（１９）とを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の制御装置。
7. センサプリント配線板（９）が、ハウジング中間部材（３）内にハウジング中間部材材料の射出成形により埋め込まれている、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御装置。
8. ハウジング中間部材（３）とカバー（１９）とが、プラスチックから製作されており、ベースプレート（２）が、アルミニウムから製作されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御装置。
9. センサプリント配線板（９）の縁領域（９７）を取り囲むウェブ（７，８）が、電気的な接着接続部（１０）の領域で中断されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の制御装置。
10. 請求項１から９までのいずれか１項記載の制御装置を製作するための方法において、位置センサのステータをハウジング（３）内にハウジング材料の射出成形により埋め込むことを特徴とする、制御装置を製作するための方法。

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