CN109863369A - 旋转检测装置、换档单元以及传动*** - Google Patents

旋转检测装置、换档单元以及传动*** Download PDF

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Abstract

提供一种能够实现成本削减的旋转检测装置、换档单元以及传动***。其特征在于，在具备设置于旋转轴(2124)的端部的磁场产生部(M1)和配置于磁场产生部(M1)的附近的磁场检测部(M2)的旋转检测装置(322)中，磁场产生部(M1)具备铁磁性体(M11)以及软磁性体(M12)，随着旋转轴(2124)的旋转工作而进行旋转，磁场检测部(M2)检测随着磁场产生部(M1)旋转而变化的磁场。

Description

旋转检测装置、换档单元以及传动***
技术领域
本发明涉及旋转检测装置、换档单元以及传动***，尤其优选应用于具备磁场产生部以及磁场检测部的旋转检测装置、换档单元以及传动***。
背景技术
专利文献1中公开了一种旋转检测装置，其构成为在旋转轴的端部配置永久磁铁，在该永久磁铁相对配置磁场传感器。更具体而言，公开了如下结构，即在旋转轴的端部设置固定永久磁铁的固定构件，在该固定构件设置凹陷部等，抑制永久磁铁设置于旋转轴的端部时的突出量。由此，能够缩短设置了旋转检测装置时的旋转轴整体的轴向的长度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4704065号
发明内容
发明要解决的课题
可是，专利文献1所记载的旋转检测装置使用永久磁铁。在该情况下，由于比较昂贵的永久磁铁会增加旋转检测装置整体的成本。并且，具备该旋转检测装置的换档单元以及传动***的成本也会增加。尤其在大量地制造的情况下，成本的增加会变得显著。
本发明考虑到以上方面而提出，提出一种能够实现成本削减的旋转检测装置、换档单元以及传动***。
用于解决课题的技术方案
为了解决该课题，在本发明中提出了一种旋转检测装置，其特征在于，在具备设置于旋转轴(2124)的端部的磁场产生部(M1)和配置于磁场产生部(M1)的附近的磁场检测部(M2)的旋转检测装置(222)中，磁场产生部(M1)具备铁磁性体(M11)以及软磁性体(M12)，随着旋转轴(2124)的旋转工作而进行旋转，磁场检测部(M2)检测随着磁场产生部(M1)旋转而变化的磁场。
发明效果
根据本发明，能够实现成本削减。
附图说明
图1是传动***的整体结构图。
图2是换档单元的整体结构图。
图3是旋转检测装置的整体结构图。
图4是其他的旋转检测装置的整体结构图。
图5是其他的旋转检测装置的整体结构图。
图6是其他的旋转检测装置的整体结构图。
附图标记说明
1...传动***；20...GSU(换档单元)；322...旋转检测装置；M1(M1A、M1B、M1C)...磁场产生部；M11(M11A、M11B、M11C)...铁磁性体；M12(M12A、M12B、M12C)...软磁性体；M2...磁场检测部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行详述。此外，以下所记载的实施方式不过是本发明的一个实施方式，本发明不受其限定。
(1)传动***的整体结构
图1示出本实施方式中的传动***1的整体结构。传动***1是控制与车辆的变速相关的工作的***，例如是不通过驾驶员的离合器操作而自动地连接或切断离合器来进行变速处理的AMT(Automated Manual Transmission，自动手动传动)***。
传动***1具备传动控制单元(TCU：Transmission Control Unit)10、换档单元(GSU：Gear Shift Unit)20以及变速器30等。
TCU10具备CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)以及存储器等。TCU10在输入来自CLU(Change Lever Unit，变速杆单元)等电子设备的变速要求时，基于该变速要求和车速以及加速器开度等其他信息，算出目标变速档。并且TCU10将指示切换为所算出的目标变速档的信号作为切换要求(S1)向GSU20输出。
GSU20是马达式换档单元，具备致动器21以及传感器22等。此外，关于GSU20，在此设想马达式换档单元来进行说明，但不一定局限于此，例如也可以是气压式、液压式的换档单元。
致动器21具备选档马达、换档马达、旋转轴以及触销(striker)等。致动器21当输入来自TCU10的切换要求(S1)时，使选档马达以及换档马达工作。触销以能够在轴向上移动且能够与旋转轴一体旋转的方式结合于旋转轴，触销随着选档马达的工作而在轴向上移动(选档工作)，并且随着换档马达的工作旋转预定距离(换档工作)。
通过该选档工作以及换档工作，与触销的位置相应地，变速档的齿轮卡合，在变速器30内进行变速处理。结果，满足变速要求的所希望的驱动转矩从变速器30输出。
传感器22是始终监视GSU20的触销的位置的装置。即传感器22监视通过变速器30被卡合的实际的齿轮，监视实际的变速档。
具体而言，传感器22检测随着GSU20使选档马达以及换档马达工作而移动的触销的位置，取得检测信息(S2)。并且传感器22将所取得的该检测信息(S2)变换为作为TCU10能够读取的电信号的检测信号(S3)，向TCU10输出。
此外，TCU10通过读取检测信号(S3)能够掌握当前时刻的触销的位置。并且能够基于由该检测信号(S3)表示的当前的变速档和在此未图示的车速的信息等，将进一步的切换要求(S1)向GSU20输出，而使致动器21工作。此时，TCU10使在此未图示的离合器致动器工作而进行离合器的切断或连接。由此，能够自动地控制为适合车速的变速档。
变速器30具备与1档～6档以及倒档的各变速档对应的多个齿轮。通过TCU10的控制在GSU20中进行选档工作以及换档工作，另外，自动地进行离合器的连接或切断，由此使所希望的变速档的齿轮卡合而输出来自发动机的驱动转矩。
(2)GSU的结构
图2示出GSU20的整体结构。GSU20构成为具备致动器21以及传感器22。首先对致动器21进行说明。
致动器21具备选档马达211以及换档马达212。旋转轴(选档轴)2111以能够旋转的方式连接于选档马达211，在选档马达211工作时，选档轴2111进行旋转工作。
在选档轴2111的外周上形成有螺纹，第一滚珠丝杠2112螺纹接合于螺纹。因此，在选档马达211工作而选档轴2111旋转时，第一滚珠丝杠2112沿轴向D1在选档轴2111上移动。
另一方面，其他的旋转轴(触销旋转轴)2124以与该选档轴2111平行且能够旋转的方式配置。在触销旋转轴2124的外周上形成有花键，触销2125与该花键嵌合。
触销2125以与第一滚珠丝杠2112卡合的方式配置，能够沿轴向D2移动。
因而，在选档马达211工作，选档轴2111旋转时，第一滚珠丝杠2112沿轴向D1在选档轴2111上移动，随着该第一滚珠丝杠2112的轴向D1的移动，卡合于第一滚珠丝杠2112的触销2125沿轴向D2移动(选档工作)。
换档马达212与触销旋转轴2124高度不同且在正交的方向上配置。旋转轴(换档轴)2121也以能够旋转的方式连接于换档马达212，在换档马达212工作时，换档轴2121进行旋转工作。
在换档轴2121的外周上形成有螺纹，第二滚珠丝杠2122螺纹接合于螺纹。因而，在换档马达212工作，换档轴2121旋转时，第二滚珠丝杠2122沿轴向D3移动。
在第二滚珠丝杠2122形成有销2122A，该销2122A与形成于杆2123的端部的缺口2123A卡合。在形成有缺口2123A的一侧相反侧的杆2123的端部固定有触销旋转轴2124的端部。
因此，在换档马达212工作，换档轴2121旋转时，第二滚珠丝杠2122沿轴向D3在换档轴2121上移动，此时，销2122A经由缺口2123A沿轴向D3按压杆2123的端部，杆2123沿旋转方向D4旋转。
在杆2123沿旋转方向D4旋转时，触销旋转轴2124以及在该触销旋转轴2124上花键结合的触销2125沿旋转方向D5一体地旋转(换档工作)。结果，变速器30内的所希望的齿轮会卡合。
接着对传感器22进行说明。传感器22具备位置检测装置221以及旋转检测装置222。位置检测装置221例如配置于触销2125的侧部。并且检测触销2125的轴向D2的位置(选档位置)，将检测信息(S2)变换为检测信号(S3)，向TCU10输出。
旋转检测装置222例如与触销旋转轴2124的顶端部相对设置。并且检测触销旋转轴2124的旋转角度，算出与该旋转角度相应地确定的触销2125的旋转方向D5上的旋转角度(换档位置)作为检测信息(S2)。并且将其变换为检测信号(S3)而向TCU10输出。
在此，本实施方式中的旋转检测装置222构成为具备磁场产生部以及磁场检测部。在本实施方式中，想要实现该旋转检测装置222的成本削减。关于详细情况参照以下的图3～图6进行说明。
(3)旋转检测装置的结构
图3示出旋转检测装置222的主视结构以及截面结构。主视结构是在图3的上部示出的结构且是从图2的触销旋转轴2124的轴向(X方向)观察时的结构。另外，截面结构是在图3的下部示出的结构且是在直线Y1的位置处垂直地截断旋转检测装置222的情况下从Y2方向观察时的结构。
旋转检测装置222构成为具备磁场产生部M1以及磁场检测部M2。磁场产生部M1由永久磁铁等铁磁性体M11以及铁等软磁性体M12构成。此外，软磁性体M12除了铁以外也可以由钴、镍或合金构成。通过在磁场产生部M1使用软磁性体M12，能够削减比较昂贵的磁铁的使用量，能够实现磁场产生部M1整体的成本削减。
旋转检测装置222的铁磁性体M11以及软磁性体M12都是圆柱或四边形。另外，在使软磁性体M12的两个四边形的一面分别粘接于铁磁性体M11的长边方向的两端部的情况下，两个软磁性体M12以沿着铁磁性体M11的长边方向延伸的方式被配置。
在该情况下，磁场产生部M1在铁磁性体M11的正下方的空间形成磁通B从N极朝向S极的磁场。
另一方面，磁场检测部M2被配置成在铁磁性体M11的正下方与铁磁性体M11相对。在该情况下，磁通B的朝向与磁场检测部M2的中心线C1正交，例如即便磁场检测部M2仅检测磁通B中的正交分量，也能够恰当地检测磁场的变化。并且，磁场检测部M2能够将恰当地检测出的检测信息作为检测信号(S2)向TCU10输出。
对于这样构成的旋转检测装置222而言，磁场产生部M1中的构造简易且磁场产生部M1中的软磁性体M12所占的比例多，因此，能够大幅地削减制造的成本。
(4)旋转检测装置的其他结构
图4示出其他的旋转检测装置222A的主视结构以及截面结构。主视结构是在图4的上部示出的结构且是从图2的X方向观察时的结构。另外，截面结构是在图4的下部示出的结构且是在直线Y1的位置处垂直地截断旋转检测装置222A的情况下从Y2方向观察时的结构。
以下关于图4的旋转检测装置222A的结构，仅对与图3的旋转检测装置222相比较不同的结构进行说明。
旋转检测装置222A与图3的旋转检测装置222的不同之处在于，在使铁磁性体M11A的两个四边形的一面分别粘接于软磁性体M12A的长边方向的两端部的情况下，两个铁磁性体M11A以沿着软磁性体M12A的长边方向延伸的方式被配置。
即便在该情况下，磁场产生部M1A也能够在软磁性体M12A的正下方的空间形成磁通B从N极朝向S极的磁场。并且磁场检测部M2通过检测磁通B的正交分量能够恰当地检测磁场的变化。
另外，这样构成的旋转检测装置222A与图3所示的旋转检测装置222同样，磁场产生部M1A中的构造简易且磁场产生部M1中的软磁性体M12A所占的比例多，因此，能够大幅地削减制造的成本。
图5示出旋转检测装置222B的主视结构以及截面结构。主视结构是在图5的上部示出的结构且是从图5的X方向观察时的结构。另外，截面结构是在图5的下部示出的结构且是在直线Y1的位置处垂直地截断旋转检测装置222B的情况下从Y2方向观察时的结构。
以下关于图5的旋转检测装置222B的结构，仅对与图3的旋转检测装置222相比较不同的结构进行说明。
铁磁性体M11B呈在圆中心部形成了圆形的孔的圆环形状。另一方面，软磁性体M12B具有弓形形状。软磁性体M12B被配置成在使两个弓形形状的弧的面分别粘接于铁磁性体M11B的孔的N极侧以及S极侧的内壁的情况下两个弓形形状的弦相对。
在该情况下，磁场产生部M1B形成磁通B从被磁化为N极的软磁性体M12B朝向被磁化为S极的软磁性体M12B的磁场。在换档马达212工作，杆2123进行旋转工作时，与此相伴，磁场产生部M1B也沿旋转方向D6旋转。此时磁场产生变化。通过由磁场检测部M2检测该磁场的变化，能够检测杆2123进行旋转工作时的旋转角度。
磁场检测部M2配置于铁磁性体M11B的孔的内部。此处，磁通B如上述那样从被磁化为N极的软磁性体M12B朝向被磁化为S极的软磁性体M12B，在磁场产生部M1B附近，孔内部的磁通密度最大(磁场最强)。因此，通过在该孔内部配置磁场检测部M2，能够使检测精度提高。
另外，磁场检测部M2被配置成与软磁性体M12B的2个弦相对。在该情况下，磁通B的朝向与磁场检测部M2的中心线C1正交，即使例如磁场检测部M2仅检测磁通B中的正交分量，也能够恰当地检测磁场的变化。并且磁场检测部M2能够将精度良好且恰当地检测出的检测信息作为检测信号(S2)向TCU10输出。
此外，由于磁场检测部M2配置在铁磁性体M11B的孔的内部，因此磁场产生部M1B与磁场检测部M2之间的轴向距离为0。因而，作为旋转检测装置222B整体能够实现进一步的小型化。
图6示出其他的旋转检测装置222C的主视结构以及截面结构。主视结构是在图6的上部示出的结构，是从图6的X方向观察的情况下的结构。另外，截面结构是在图6的下部示出的结构，是在直线Y1的位置处垂直地截断旋转检测装置222C的情况下从Y2方向观察时的结构。
以下，关于图6的旋转检测装置222C的结构，仅对与图5的旋转检测装置222相比较不同的结构进行说明。
旋转检测装置222C与图5的旋转检测装置222B的不同之处在于，铁磁性体M11C为四边形，在中心部具有形成了比外周小的四边形的孔的形状。另外，与图5的旋转检测装置222B的不同之处还在于，软磁性体M12C也是四边形，以在将两个四边形的三面分别粘接于铁磁性体M11C的孔的N极侧以及S极侧的内壁的情况下两个四边形的一面彼此相互相对的方式配置。
在这样构成的旋转检测装置222C的情况下，也能够与图5的旋转检测装置222B同样地降低旋转检测装置222C的成本，在提高检测精度的同时实现进一步的小型化。
(5)本实施方式的效果
综上，根据本实施方式，采用铁磁性体M11(M11A、M11B、M11C)以及软磁性体M12(M12A、M12B、M12C)作为磁场产生部M1(M1A、M1B、M1C)，在磁场产生部M1的附近磁场最强的位置配置磁场检测部M2，来检测旋转角度，由此检测触销2125的换档位置，因此，能够在实现成本降低的同时实现检测精度的提高以及小型化。

Claims (7)

1.一种旋转检测装置，其特征在于，在具备设置于旋转轴(2124)的端部的磁场产生部(M1)和配置于该磁场产生部(M1)的附近的磁场检测部(M2)的旋转检测装置(222)中，
所述磁场产生部(M1)具备铁磁性体(M11)以及软磁性体(M12)，随着所述旋转轴(2124)的旋转工作而进行旋转，
所述磁场检测部(M2)检测随着所述磁场产生部(M1)旋转而变化的磁场。
2.根据权利要求1所述的旋转检测装置，其特征在于，
所述铁磁性体(M11)以及所述软磁性体(M12)呈圆柱形状或四边形形状，
所述软磁性体(M12)被配置成位于所述铁磁性体(M11)的长边方向的两端部并且沿着所述铁磁性体(M11)的长边方向延伸。
3.根据权利要求1所述的旋转检测装置，其特征在于，
所述铁磁性体(M11A)以及所述软磁性体(M12A)呈圆柱形状或四边形形状，
所述铁磁性体(M11A)被配置成位于所述软磁性体(M12A)的长边方向的两端部并且沿着所述软磁性体(M12A)的长边方向延伸。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转检测装置，其特征在于，
所述磁场检测部(M2)配置在所述磁场产生部(M1)的正下方并且配置在旋转轴线上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转检测装置，其特征在于，
所述铁磁性体(M11)比所述软磁性体(M12)小。
6.一种换档单元，其特征在于，在具备旋转检测装置(222)的换档单元(20)中，
所述旋转检测装置(222)具备设置于旋转轴(2124)的端部的磁场产生部(M1)和配置于该磁场产生部(M1)的附近的磁场检测部(M2)，
所述磁场产生部(M1)具备铁磁性体(M11)以及软磁性体(M12)，随着所述旋转轴(2124)的旋转工作而进行旋转，
所述磁场检测部(M2)检测随着所述磁场产生部(M1)旋转而变化的磁场。
7.一种传动***，其特征在于，在具备换档单元(20)的传动***(1)中，
所述换档单元()具备旋转检测装置(222)，
所述旋转检测装置(222)具备设置于旋转轴(2124)的端部的磁场产生部(M1)和配置于该磁场产生部(M1)的附近的磁场检测部(M2)，
所述磁场产生部(M1)具备铁磁性体(M11)以及软磁性体(M12)，随着所述旋转轴(3124)的旋转工作而进行旋转，
所述磁场检测部(M2)检测随着所述磁场产生部(M1)旋转而变化的磁场。
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