(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力側と出力側のそれぞれに設けられた複数のクラッチプレートと該クラッチプレートに押圧力を与えるピストンを有し、該ピストンを駆動することにより断接を行う湿式多板クラッチにおいて、該湿式多板クラッチの非回転部に設けられたパルスセンサーと、該パルスセンサーに対向するように上記湿式多板クラッチの回転部に設けられ上記ピストンの動きに追従して軸方向に移動するピックアップ手段とを備え、上記パルスセンサーの出力を利用してクラッチ断接の状態を検知するように構成したことを特徴とするクラッチ断接検知装置。
【請求項２】
ピストンにより動作してトルクコンバータを作動させるメインクラッチを有した動力伝達装置であって、上記メインクラッチの一方のクラッチホルダを一体的に有した出力軸と、上記メインクラッチの他方のクラッチホルダ及び上記トルクコンバータのタービン部を一体的に有し、上記ピストンを適宜保持するピストンホルダと、少なくとも該ピストンホルダを覆うカバー部と、該カバー部及び上記トルクコンバータのポンプ部を一体的に有した入力軸とを備え、上記ピストンホルダ及びカバー部に上記ピストンに追従して移動するピックアップ手段を設け、上記カバー部の外方に配置されたハウジングに上記ピックアップ手段に対向するパルスセンサーを設けたことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチの断接を検知する装置及びこのクラッチ断接検知装置が備えられた動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に湿式多板クラッチは、例えばエンジン等の駆動軸に連結される入力軸と、被駆動軸であるトランスミッション側の出力軸とが対向された位置に設けられる。その入力軸にはクラッチのドライブプレートを保持する一方のクラッチホルダが一体的に設けられ、出力軸にはクラッチのドリブンプレートを保持する他方のクラッチホルダが一体的に設けられている。そして入力側のクラッチホルダ等に設けられたクラッチピストンを、作動油圧及びリターンスプリングによって軸方向に適宜進退させることで、クラッチプレートの圧着及び離反を制御するようにしている。
【０００３】
この種の湿式多板クラッチでは、クラッチの断接を判断する方法として、作動油の回路上で制御バルブとクラッチとの間の油圧をセンシングすることを行っていた。このクラッチ断接の検知は、自動変速装置に採用されるクラッチにおいて特に重要である。すなわち断位置を正確に検出して変速制御を行うことにより、クラッチが切れないうちに変速してシフトミスやシンクロをいためることを防止し、接位置を正確に検出してエンジン制御を行うことにより、完全に接合しないうちにアクセルに戻されてクラッチがすべり焼けをおこしてしまうことを防止するものである。しかしクラッチの制御レスポンスは、クラッチ作動油の温度により大きく変化する。始動時（特に低温始動時）等では作動油の粘度が高いので油圧回路及び制御バルブでの圧損も大きく、クラッチの制御レスポンスが著しく低下する。従って従来の油圧センシングによるクラッチ断接検知方法は、クラッチ板に近いところでセンシングできればこの点は改善されるが、構造上極めて困難であるため、実際的でなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決し得る技術として、ピストンストロークからクラッチの断接を検知しようとするクラッチ装置（特開平７−２５９８８７号公報）が開示されている。図７に示すように、このクラッチ装置は、クラッチ作動用のピストン１の外周に段部２が設けられていると共に、タービンシャフト３のブラケット４に近接スイッチ５及びセンシング機構６が設けられている。センシング機構６は、段部２に係合するボール７と、ボール７を段部２に係合する方向（突出方向）に付勢するスプリング８とを備え、スプリング受部９のロッド１０が近接スイッチ５の検出部に近接配置されている。すなわちピストン１が後退してクラッチ１１が断の状態になると、図中二点鎖線にて示したようにボール７が段部２に嵌まることで、ロッド１０が上昇して近接スイッチ５に検知されない状態になる。またピストン１が前進してクラッチ接の状態になると、ボール７が押されてロッド１０が下降し、近接スイッチ５に検知されるようになっている。従って近接スイッチ５のＯＮ−ＯＦＦがクラッチ断接に対応する。
【０００５】
しかしながらこのクラッチ装置においては、近接スイッチ５が回転部分（タービンシャフト３のブラケット４）に設けられているため、遠心力（Ｇ）の影響を受けて検出精度及び耐久性に信頼性が欠けるという問題があった。また近接スイッチ５の出力を取り出すためにスリップリング等の複雑で高価な部品が必要となり、部品点数の増加及びコスト高をまねくという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく本発明は、入力側と出力側のそれぞれに設けられた複数のクラッチプレートとクラッチプレートに押圧力を与えるピストンを有し、このピストンを駆動することにより断接を行う湿式多板クラッチにおいて、湿式多板クラッチの非回転部に設けられたパルスセンサーと、パルスセンサーに対向するように湿式多板クラッチの回転部に設けられピストンの動きに追従して軸方向に移動するピックアップ手段とを備え、パルスセンサーの出力を利用してクラッチ断接の状態を検知するように構成したものである。
【０００７】
また本発明は、ピストンにより動作してトルクコンバータを作動させるメインクラッチを有した動力伝達装置であって、メインクラッチの一方のクラッチホルダを一体的に有した出力軸と、メインクラッチの他方のクラッチホルダ及びトルクコンバータのタービン部を一体的に有し、ピストンを適宜保持するピストンホルダと、少なくともピストンホルダを覆うカバー部と、カバー部及びトルクコンバータのポンプ部を一体的に有した入力軸とを備え、ピストンホルダ及びカバー部にピストンに追従して移動するピックアップ手段を設け、カバー部の外方に配置されたハウジングにピックアップ手段に対向するパルスセンサーを設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【０００９】
図１及び図２は、本発明にかかわるクラッチ断接検知装置２０を示したものである。このクラッチ断接検知装置２０は、湿式多板クラッチ１９の断接の動きに追従して移動するように回転部２２に設けられたピックアップ手段２３と、ピックアップ手段２３に適宜対向するように非回転部たるハウジング２４に設けられたパルスセンサー２５とにより主として構成されている。
【００１０】
湿式多板クラッチ１９は、入力側と出力側のそれぞれに設けられた複数のクラッチプレート２１と、クラッチプレート２１に押圧力を与えるクラッチピストン２６を有し、このクラッチピストン２６を駆動することによりクラッチプレート２１を圧接・離反断接させることで、入力軸２７と出力軸２８との間の動力伝達を制御するように構成されている。クラッチピストン２６は、入力軸２７につれて回転するピストンホルダ２９に収容され、図示しないリターンスプリングによってクラッチ断の方向に付勢されている。ピストンホルダ２９には、ピストン頭部２６ａに作動油圧を供給するための作動油圧路（図示せず）が形成されている。ピストンホルダ２９の外側には、入力軸２７から径方向に延出して一体形成されたカバー部３０と、ボルト３１によって入力軸２７側に取り付けられたドライブプレート３２とが設けられている。さらにその外方にはハウジング２４が設けられ、少なくともカバー部３０を覆うように配置されている。
【００１１】
そしてピストンホルダ２９及びカバー部３０の適宜位置には同軸の貫通穴３３，３４が形成されており、ピストンホルダ２９の貫通穴３３にはクラッチセンシングピストン３５が、カバー部３０の貫通穴３４にはディテントボール３６及びピックアップ３７が設けられている。すなわちこれらクラッチセンシングピストン３５、ディテントボール３６及びピックアップ３７によって、クラッチピストン２６の動きに追従して軸方向に移動するピックアップ手段２３が構成されている。貫通穴３３，３４は、クラッチピストン２６の作動部２６ｂと軸方向に対峙するように配置されている。この位置のピストンホルダ２９及びカバー部３０には、これら貫通穴３３，３４が所定の長さを確保できるように、エンジン側に突出した膨出部３８，３９が形成されている。クラッチセンシングピストン３５は、両軸端が適宜な丸みを帯びた円柱体で成り、その貫通穴３３の径よりも小さい外径と、貫通穴３３の長さよりも若干長い軸長とを有している。貫通穴３３にはリターンスプリング４０が設けられ、クラッチセンシングピストン３５をクラッチピストン作動部２６ｂの背面に当接する方向（図中右方向）に付勢している。リターンスプリング４０は、クラッチセンシングピストン３５に形成された小さい鍔部と、貫通穴３３に設けられた円筒状のスプリングホルダ４１の一端との間に掛け渡されている。スプリングホルダ４１は、貫通穴３３の内壁とクラッチセンシングピストン３５の外周との間に介設され、その他端は鍔部に係合することで、クラッチセンシングピストン３５のピストン側への飛び出し量を制限している。
【００１２】
ディテントボール３６は、貫通穴３４の径よりも僅かに小さい直径を有して、穴内を軸方向に移動自在となっており、その貫通穴３４のピストン側端部に形成された鉤部３４ａによって突出量が制限されている。ピックアップ３７はディテントボール３６に当接する頭部３７ａを有した円柱体で成り、この当接状態で頭部３７ａの反対側の端面３７ｂが貫通穴３４の他端から適宜突出するようになっている。頭部３７ａのフランジと貫通穴３４の他端鉤部３４ｂとの間には、ディテントボール３６がセンシングピストン３５に当接する方向にピックアップ３７を付勢するリターンスプリング４２が設けられている。すなわちクラッチピストン２６がクラッチプレート２１を圧着させているときは、センシングピストン３５及びディテントボール３６はリターンスプリング４０，４２によって制限位置まで移動されて、ピックアップ３７の突出量は最小となり（図１の状態）、クラッチピストン２６がクラッチプレート２１から離間するときは、センシングピストン３５がこれに押されて移動することでディテントボール３６を押し、ピックアップ３７の突出量を最大とするようになっている（図２の状態）。なおドライブプレート３２にはカバー部３０の膨出部３９との干渉を避けるための穴４３が形成されている。
【００１３】
パルスセンサー２５は、先端に感知部４４を有した本体２５ａと、コントローラ（図示せず）に結線された基部２５ｂとで成る。本体２５ａの外周にはオネジ４５が形成され、ハウジング２４に形成されたメネジ穴４６に螺合されてナット４７により固定されている。そしてピックアップ３７が没入してその端面３７ｂと感知部４４との距離Ｓが大きいとＯＦＦになり、ピックアップ３７が突出してその距離Ｓが小さくなるとＯＮとなって所定の検知電圧を出力するようになっている。例えば距離Ｓが2mm 以上になると出力は出なくなり、1mm 以下であるとパルスが安定して発生するようになる。
【００１４】
従って、図１に示したようなクラッチ接状態ではクラッチピストン２６がクラッチプレート２１を押しているため、センシングピストン３５がクラッチピストン側へ飛びだしていることでピックアップ３７もパルスセンサー２５より離れ（距離Ｓ1 ）、パルスセンサー２５から出力が行われない。そして図２に示したようなクラッチ断状態ではクラッチピストン２６が戻るため、センシングピストン３５が押されて、ピックアップ３７をパルスセンサー２５に近づけることで（距離Ｓ2 ）、パルス出力が発生する。このときクラッチが切れてくるにつれパルスがノイズ的に発生しだし、やがて完全なパルスとなる（図５参照）。すなわちパルスセンサー２５のＯＮがクラッチ断に、パルスセンサー２５のＯＦＦがクラッチ接に対応する。
【００１５】
このように、クラッチピストン２６に追従するピックアップ手段２３と、その動きを感知するパルスセンサー２５とを設けたので、パルスセンサー２５の出力を利用して、湿式多板クラッチ１９の断接を正確に且つ迅速に検出することができ、短い時間でのクラッチ制御が可能となる。そしてパルスセンサー２５は固定系であるハウジング２４に設けられているので、遠心力の影響を受けることがなく、しかも出力を取り出すための構造は極めて簡単なものでよい。すなわち信頼性の向上及びコストダウンが達成される。またピックアップ３７とパルスセンサー２５とのギャップ変化（Ｓ1 〜Ｓ2 ）につれて生じる出力電圧変化を監視することにより、クラッチ断接だけでなく、その過渡領域も推定することができる。
【００１６】
次に本発明にかかわる動力伝達装置を、前記実施の形態のクラッチ断接検知装置２０を備えた構成として説明する。図３に示すようにこの動力伝達装置５０は、車両の変速機構の一部を構成するユニットであって、メインクラッチピストン５１により動作するメインクラッチ５２と、メインクラッチ５２によって作動状態になるトルクコンバータ５３とを備えている。メインクラッチ５２は、エンジン側（駆動側）の入力軸５４に設けられる複数のドライブプレート５５と、このドライブプレート５５の間に重なるように挿入され、トランスミッション側（被駆動側）の出力軸５６に設けられるドリブンプレート５７とで構成されている。トルクコンバータ５３は、三要素の翼車によって構成され、入力軸５４と一体で回転するポンプ部５８と、ポンプ部５８に対向するタービン部５９と、固定系にワンウェイクラッチ６０を介して設けられたステータ部６１とで成る。すなわち入力軸５４の回転によって、作動流体がポンプ部５８からタービン部５９に向かって循環することでタービン部５９にトルクを与えて回転させ、さらにステータ部６１を通って再びポンプ部５８に流入するようになっている。このトルクコンバータ５３は、メインクラッチ５２よりもトランスミッション側に配置されている。
【００１７】
ドリブンプレート５７は、出力軸５６の径方向外方に延びたクラッチホルダ６２の端部に支持され、軸方向に三枚並設されている。クラッチホルダ６２の基部はスプラインを介して出力軸５６に接続されている。ドライブプレート５５は、クラッチホルダ６２に軸受６３を介して隣接されたメインクラッチホルダ６４に支持されている。メインクラッチホルダ６４は、軸心側端部においてタービン部５９にボルト（図示せず）にて取り付けられている。メインクラッチホルダ６４の径方向外方側の端部は、メインクラッチピストン５１を保持するメインクラッチピストンアウターホルダ６５に連結されている。メインクラッチピストンアウターホルダ６５の内部には、メインクラッチピストン５１を軸方向に移動自在に収容するシリンダ室６６が形成され、このシリンダ室６６に油圧を供給してメインクラッチピストン５１を作動させるための作動油圧回路（図示せず）が形成されている。入力軸５４には径方向外方に延出されたフロントカバー６７が一体に形成され、その延出端とポンプ部５８のトルクコンバータハウジング６８とがボルト（図示せず）にて連結されている。すなわち入力軸５４とポンプ部５８とが一体的に形成されていると共に、フロントカバー６７及びトルクコンバータハウジング６８がメインクラッチ５２及びその周辺部品を覆っている。入力軸５４には軸受６９を介してフライホイールハウジング７０が設けられ、フロントカバー６７の軸方向外方及び径方向外方を覆うように延出されて、トランスミッション側のハウジング（図示せず）に連結されている。
【００１８】
そしてメインクラッチピストンアウターホルダ６５には、メインクラッチピストン５１に追従して移動するクラッチセンシングピストン３５が設けられていると共に、フロントカバー６７にはクラッチセンシングピストン３５に係合するディテントボール３６と、ディテントボール３６に係合するピックアップ３７とが設けられ、フライホイールハウジング７０にはパルスセンサー２５が固定されている。すなわちこれらクラッチセンシングピストン３５、ディテントボール３６、ピックアップ３７、及びパルスセンサー２５により、前記実施の形態で説明したクラッチ断接検知装置２０が構成されている。
【００１９】
このほかメインクラッチ５２の径方向外方には、入力軸５４と出力軸５６とを直結するためのロックアップクラッチ７１が設けられている。このロックアップクラッチ７１は、一方のクラッチプレート７２がメインクラッチホルダ６４の径方向外方端部に支持され、他方のクラッチプレート７３がトルクコンバータハウジング６８の端部内側に支持されている。そしてフロントカバー６７の端部にはロックアップクラッチ用ピストン７４が設けられ、フロントカバー６７の内部を通る作動流体によって駆動されて、クラッチプレート７２，７３を圧接・離反させるようになっている。またトルクコンバータ５３のトランスミッション側には、入力軸５４の回転により駆動されて所定の油圧を形成するためのオイルポンプ（図示せず）が設けられている。
【００２０】
従って、メインクラッチ５２が断、ロックアップクラッチ７１が断の状態では、入力軸５４の回転によりトルクコンバータ５３のポンプ部５８が回転し、タービン部５９、メインクラッチホルダ６４、及びメインクラッチピストンアウターホルダ６５は作動流体を媒体としてつれ回りで回転するが、出力軸５６には動力伝達されない。そしてメインクラッチピストン５１の駆動によりメインクラッチ５２が接、ロックアップクラッチ７１が断の状態では、トルクコンバータ５３が作動し、出力側にはつれ回り部（５９，６４，６５）を介して入力軸５４のトルクが伝達されて、出力軸５６が適宜回転する。そしてさらにロックアップクラッチ用ピストン７４が駆動されて、メインクラッチ５２及びロックアップクラッチ７１が接の状態になると、入力側の回転がつれ回り部（５９，６４，６５）に直接伝達され、出力軸５６は入力軸５４と一体に回転する。パルスセンサー２５は、メインクラッチピストン５１の動きをクラッチセンシングピストン３５、ディテントボール３６、及びピックアップ３７を介してパルス出力の有無として検知する。
【００２１】
次に図４によって、この動力伝達装置５０を組み込んだ車両の変速機構の一例を説明する。この変速機構は、マニュアルトランスミッション７５をベースとした自動変速システムであって、前記動力伝達装置５０はクラッチ部の代わりにエンジン７６とトランスミッション７５との間に設けられている。この動力伝達装置５０のユニットには、その作動油圧回路のメインクラッチ用の電磁弁７７とロックアップ用の電磁弁７８とが設けられ、パルスセンサー２５が結線されているコントロールユニット７９によって制御されるようになっている。油圧回路にはオイルクーラ８０が配管８１を介して接続され、配管８１の途中に設けられた温度センサー８２及び圧力センサー８３が、クラッチ動作にかかわる油圧の状態をバックアップ情報として検知すべく、コントロールユニット７９に結線されている。
【００２２】
またトランスミッション７５には変速機操作用アクチュエータ（ギヤシフトユニット）８４が設けられている。変速機操作用アクチュエータ８４は、コントロールユニット７９による電磁弁８５の切り換えでエア供給手段８６からエアが適宜供給されることで動作し、ギヤシフトを実行するようになっている。エア供給手段８６は、エンジンコンプレッサ８７に連結されたエアタンク８８と、リリーフバルブ８９を介設したエアパイプ９０とで成り、エアパイプ８８の先端が変速機操作用アクチュエータ８４（電磁弁８５）に連結されている。エアタンク８８にはコントロールユニット７９に結線された圧力スイッチ９１が設けられている。このほかトランスミッション７５には車速センサー９２及び入力軸回転センサー９３が設けられ、それぞれコントロールユニット７９に結線されている。またコントロールユニット７９の入力側にはアクセルセンサー９４、チェンジレバー９５、全段シフトが可能な非常用コントロールスイッチ９６が設けられ、出力側にはギヤ表示（メーター内）９７及びダイヤグモニタ９８が設けられている。またこのコントロールユニット７９に併設されて信号をやりとりする電子制御ガバナのコントロールユニット102 が備えられ、エンジン回転センサー103 等の検出値に基づいて燃料噴射ポンプ104 のラック105 を適宜制御するようになっている。
【００２３】
この実施の形態の動力伝達装置５０及び変速機講は、通常のマニュアルトランスミッションに対して次のような機能を付加することができる。▲１▼発進時にトルクコンバータ５３を使用することができるため、半クラッチや複雑なクラッチ制御が不要になる。▲２▼変速時の接ショックをトルクコンバータ５３にて使用することができる。▲３▼マニュアルトランスミッション７５を使用するため、遊星ギヤを使用するトルクコンバータ自動変速システムに比べてギヤ比選択の幅が広く懐の深いギヤ比設定が可能となる。▲４▼クラッチの長寿命化が可能となる。▲５▼自動変速機構を備えたトランスミッションと組み合わせれば自動変速トランスミッションとして使用でき、通常のトランスミッションと組み合わせればオートクラッチとしての使用が可能である。▲６▼エンジン７６との結合部にトルクコンバータ５３を用いているため、駆動系の騒音や振動を低減できる。
【００２４】
なお以上の実施の形態では、トルクコンバータ５３のロックアップクラッチ７１があるためフロントカバー６７の内方にクラッチホルダ（メインクラッチピストンアウターホルダ６５）が存在する構成を示したが、本発明は単独で使用される通常の油圧多板クラッチにも適用可能である。例えば図６に示すように、この種のクラッチ装置は、一方のクラッチ板111 のホルダ112 が出力軸113 に取り付けられ、他方のクラッチ板114 のホルダが後方のクラッチケース115 を構成している。後方のクラッチケース115 は、ボルト116 にて前方のクラッチケース117 に連結され、この前方のクラッチケース117 が入力軸118 のフランジ部にボルト119 にて連結されている。すなわち入力軸118 の回転により、クラッチケース115 ，117 及び他方のクラッチ板114 が一体的に回転する。そして前方のクラッチケース117 内にクラッチピストン120 が設けられ、油圧回路からの作動油圧とリターンスプリング121 の付勢力とによって、クラッチピストン120 が適宜駆動されるようになっている。従って前方のクラッチケース117 に、クラッチピストン120 の背面に摺接するディテントボール３６と、ディテントボール３６に係合するピックアップ３７とを設け、これと対向させて、非回転部であるハウジング121 にパルスセンサー２５を設けることにより、クラッチピストン120 の動き（クラッチの断接）をパルス出力の有無により正確に検出することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、湿式多板クラッチの断接の動きに追従して移動するピックアップ手段と、ピックアップ手段に適宜対向するパルスセンサーとを備えたので、パルスセンサーの出力を利用してクラッチ断接を正確に検知することができる。そしてパルスセンサーは非回転部に設けられているので、遠心力の影響を受けることがなく、しかも出力を取り出すための構造は極めて簡単なものでよいので、信頼性の向上及びコストダウンが達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわるクラッチ断接検知装置の実施の形態を示した側断面図である。
【図２】図１の動作を説明するための側断面図である。
【図３】本発明にかかわる動力伝達装置の実施の形態を示した側断面図である。
【図４】図３の作用を説明するためのブロック図である。
【図５】図１のクラッチ断接検知装置のパルスセンサーの作用を説明するための距離（ギャップ）と出力電圧との関係図である。
【図６】本発明の他の実施の形態を示した要部側断面図である。
【図７】従来のクラッチ断接検知装置を示した側断面図である。
【符号の説明】
１９  湿式多板クラッチ
２０  クラッチ断接検知装置
２１  クラッチプレート
２２  回転部
２３  ピックアップ手段
２４  ハウジング（非回転部）
２５  パルスセンサー
２６  クラッチピストン（ピストン）
２７，５４  入力軸
２８，５６  出力軸
２９  ピストンホルダ
３０  カバー部
３５  クラッチセンシングピストン（ピックアップ手段）
３６  ディテントボール（ピックアップ手段）
３７  ピックアップ（ピックアップ手段）
５０  動力伝達装置
５１  メインクラッチピストン（ピストン）
５２  メインクラッチ
５３  トルクコンバータ
５８  ポンプ部
５９  タービン部
６２  クラッチホルダ（一方のクラッチホルダ）
６４  メインクラッチホルダ（他方のクラッチホルダ）
６５  メインクラッチピストンアウタホルダ（ピストンホルダ）
６７  フロントカバー（カバー部）
７０  フライホイールハウジング（ハウジング）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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