(57)【要約】【課題】クラッチプレートの温度を検出するセンサのレイアウト性及び組み付け性を向上しつつ、クラッチプレートの温度の検出精度を向上すること。【解決手段】多板クラッチ機構と、クラッチプレートの内方側から前記クラッチプレートへ潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、クラッチドラムの前記周壁の外方に設けられ、前記クラッチドラムを被検知ロータとして前記クラッチドラムの回転数を検出する回転数センサと、前記回転数センサを支持する支持部材と、を備えた自動変速機において、前記クラッチドラムの周壁に形成され、前記潤滑油を径方向に排出させる排出口と、前記クラッチドラムの前記周壁の外方に設けられ、前記排出口から排出される前記潤滑油の油温を検出する温度センサと、を備え、前記温度センサが前記支持部材により支持されることを特徴とする。【選択図】図２
2007170500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチドラムと、該クラッチドラムの内方に設けられたクラッチハブと、前記クラッチドラムの周壁と前記クラッチハブの周壁との間において前記クラッチドラム及び前記クラッチハブの回転軸方向に列設された複数のクラッチプレートと、を有する多板クラッチ機構と、
前記クラッチプレートの内方側から前記クラッチプレートへ潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、
前記クラッチドラムの前記周壁の外方に設けられ、前記クラッチドラムを被検知ロータとして前記クラッチドラムの回転数を検出する回転数センサと、
前記回転数センサを支持する支持部材と、
を備えた自動変速機において、
前記クラッチドラムの前記周壁に形成され、前記潤滑油を径方向に排出させる排出口と、
前記クラッチドラムの前記周壁の外方に設けられ、前記排出口から排出される前記潤滑油の油温を検出する温度センサと、
を備え、
前記温度センサが前記支持部材により支持されることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記支持部材は、
前記クラッチドラムを収納する前記自動変速機の変速機ケースのうち、前記クラッチドラムの前記周壁の外側表面に対峙する部分に固定される固定部と、
前記固定部から前記外側表面へ向けて延び、その先端に前記温度センサが配設される延設部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
【請求項３】
前記排出口が、
前記クラッチプレートの列設領域のうち、前記回転軸方向の中央部分に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機。
【請求項４】
前記回転数センサと前記温度センサとを直列に接続したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機に関し、特に、多板クラッチ機構のクラッチプレートの温度検出技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動変速機においては、各変速段のギヤ比を得る複数組のプラネタリギヤが用いられる。また、各変速段の少なくとも一部の切り換えには、各組の遊星歯車の回転要素（サンギヤ、リングギヤ、キャリア）間の締結を行なう多板クラッチ機構が用いられる。また、自動変速機を制御するにあたっては自動変速機内の回転要素の回転数を電磁ピックアップ式の回転数センサ等により検出することが知られている（特許文献１）。なお、このような回転数センサにより、クラッチドラムを被検知ロータとしてクラッチドラムの回転数を検出し、多板クラッチ機構の動作制御を行なうことも公知である。
【０００３】
ここで、多板クラッチ機構のクラッチプレートは締結時や開放途中に摩擦により発熱する。発熱量が高くなると、クラッチプレートの摺動部分に設けられたフェーシング材の焼き付きを生じ、締結時に十分な締結力が得られなくなる。
【０００４】
そこで、自動変速機内に供給する潤滑油の油温を検出し、油温各変速段の切り換え時の変速時間を変更する制御が提案されている（特許文献２）。特許文献２には油温が高い場合はクラッチプレートの発熱量が高くなり易いことに着目し、変速時間を短くすることが開示されている。また、潤滑油の油温は油圧回路内に油温センサを設けることで検出することが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９６３５４号公報
【特許文献２】特公平６−３３８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２のものは油圧回路内の油温を検出してクラッチプレートの温度を推定するものであり、油圧回路内の潤滑油は自動変速機の各部位を循環したものであるから、クラッチプレートの温度の検出精度が必ずしも高くない。クラッチプレートの温度の検出精度を高めるためには、クラッチプレートの近傍に温度センサを設けることが望ましいが、クラッチプレートの近傍は複雑な構成となっておりその配設部位が問題となる。
【０００７】
従って、本発明の目的は、クラッチプレートの温度を検出するセンサのレイアウト性及び組み付け性を向上しつつ、クラッチプレートの温度の検出精度を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、クラッチドラムと、該クラッチドラムの内方に設けられたクラッチハブと、前記クラッチドラムの周壁と前記クラッチハブの周壁との間において前記クラッチドラム及び前記クラッチハブの回転軸方向に列設された複数のクラッチプレートと、を有する多板クラッチ機構と、前記クラッチプレートの内方側から前記クラッチプレートへ潤滑油を供給する潤滑油供給手段と、前記クラッチドラムの前記周壁の外方に設けられ、前記クラッチドラムを被検知ロータとして前記クラッチドラムの回転数を検出する回転数センサと、前記回転数センサを支持する支持部材と、を備えた自動変速機において、前記クラッチドラムの前記周壁に形成され、前記潤滑油を径方向に排出させる排出口と、前記クラッチドラムの前記周壁の外方に設けられ、前記排出口から排出される前記潤滑油の油温を検出する温度センサと、を備え、前記温度センサが前記支持部材により支持されることを特徴とする自動変速機が提供される。
【０００９】
本発明の自動変速機によれば、前記温度センサは前記排出口から排出される潤滑油の油温を検出する。前記排出口から排出される潤滑油は前記クラッチプレートを経由したものとなるため、その油温は前記クラッチプレートの温度と略一致する。従って、前記クラッチプレートの温度の検出精度を向上することができる。また、前記温度センサは前記回転数センサと共に前記支持部材により支持され、これらのセンサを１ユニット化できる。従って、前記温度センサのレイアウト性及び組み付け性を向上することができる。
【００１０】
本発明において、前記支持部材は、前記クラッチドラムを収納する前記自動変速機の変速機ケースのうち、前記クラッチドラムの前記周壁の外側表面に対峙する部分に固定される固定部と、前記固定部から前記外側表面へ向けて延び、その先端に前記温度センサが配設される延設部と、を備える構成を採用できる。この構成によれば、前記回転数センサ及び前記温度センサの双方を安定して支持することができる。特に、前記温度センサを前記排出口に、より近接した位置に安定して配置することができ、前記クラッチプレートの温度の検出精度を向上することができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記排出口が、前記クラッチプレートの列設領域のうち、前記回転軸方向の中央部分に形成されている構成を採用できる。クラッチプレートの発熱量が全体的に高い場合、複数枚のクラッチプレートの温度分布は必ずしも一様ではなく、回転軸方向の両端側に位置するクラッチプレートに比較して中央側に位置するクラッチプレートは相対的に高温になり易い。これは、回転軸方向の両端側に位置するクラッチプレートに比較して中央側に位置するクラッチプレートは相対的に放熱性が悪いためである。上記構成によれば、中央側に位置するクラッチプレートを経由した前記潤滑油が前記排出口から排出され、前記検出手段がその潤滑油の温度を検出するので、複数枚のクラッチプレートの温度分布が一様でない場合に最も高温となるクラッチプレートの温度を検出することができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記回転数センサと前記温度センサとを直列に接続した構成を採用できる。この構成によれば、センサからの信号線を削減でき、回路の端子数、ハーネス数の削減が図れる。
【発明の効果】
【００１３】
以上述べた通り、本発明によれば、クラッチプレートの温度を検出するセンサのレイアウト性及び組み付け性を向上しつつ、クラッチプレートの温度の検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る自動変速機Ａの要部断面図である。自動変速機Ａはその外壁を構成する変速機ケース１を有し、その端部にはトルクコンバータ室２が形成されている。トルクコンバータ室２にはポンプインペラ２ａを含む不図示のトルクコンバータが配設される。ポンプインペラ２ａにはエンジンの出力が入力される。ポンプインペラ２ａにはオイルポンプ３が連結されており、オイルポンプ３はポンプインペラ２ａの回転力により潤滑油を圧送する。
【００１５】
トルクコンバータはポンプインペラ２ａに対峙するタービンを有し、タービンにはタービンシャフト４が連結される。タービンシャフト４はタービンの回転力により回転する。図１において線Ｌ１はタービンシャフト４の軸線を示しており、タービンシャフト４はその上半分の部分が図示されている。タービンシャフト４内には潤滑油の油路４ａが形成されており、オイルポンプ３から油圧制御装置を経由して圧送される潤滑油は油路４ａから変速機ケース１内へ吐出される。
【００１６】
自動変速機Ａは、タービンシャフト４の回りに配設され、変速機ケース１に内包されたプラネタリギヤ１０を有する。プラネタリギヤ１０はリングギヤ１１と、サンギヤ１２と、リングギヤ１１の内歯とサンギヤ１２の外歯に噛合するピニオン１３と、を備える。リングギヤ１１は連結部材１１ａを介してタービンシャフト４に連結されており、タービンシャフト４と共に線Ｌ１回りに回転する。サンギヤ１２は変速機ケース１に固定されている。サンギヤ１２はタービンシャフト４に遊嵌され、線Ｌ１回りに回転自在に配設されている。ピニオン１３にはキャリア１４が回転自在に支持されており、キャリア１４は線Ｌ１回りに回転自在に配設されている。
【００１７】
自動変速機Ａは、また、タービンシャフト４の回りに配設され、変速機ケース１に内包された多板クラッチ機構２０を備える。多板クラッチ機構２０はクラッチドラム２１と、クラッチドラム２１の内方に設けられたクラッチハブ２２と、を備える。クラッチドラム２１とクラッチハブ２２とはタービンシャフト４周りに回転自在に配設されており、その回転軸方向は線Ｌ１方向である。クラッチドラム２１はキャリア１４に連結されており、キャリア１４の回転に従って回転する。クラッチハブ２２は後続のプラネタリギヤ（不図示）の回転要素に連結されている。
【００１８】
クラッチドラム２１の周壁２１ａとクラッチハブ２２の周壁２２ａとの間には、クラッチドラム２１及びクラッチハブ２２の回転軸方向（線Ｌ１方向）に列設された複数のクラッチプレート２３、２４が配設されている。クラッチプレート２３は４枚設けられており、いずれもクラッチドラム２１に保持されている。クラッチプレート２４も４枚設けられており、いずれもクラッチハブ２２に保持されている。図１において右端のクラッチプレート２３の右側方には皿バネ２５が設けられている。また、左端のクラッチプレート２３の左側方にはクラッチプレート２３、２４の移動を規制するリテーニングリング２６、リテーナ２７が設けられている。
【００１９】
皿バネ２５にはピストン部材２８の一部が当接している。ピストン部材２８は線Ｌ１方向に摺動可能に設けられており、タービンシャフト４から供給される潤滑油を作動油として図１の左方向に移動し、スプリング２８ａの付勢により図１の右方向に移動する。しかして、ピストン部材２８が図１の左方向に移動すると、皿バネ２５を介してクラッチプレート２３、２４がピストン部材２８に押圧され、ピストン部材２８とリテーニングリング２６との間で挟持されて締結状態となる。この締結状態はピストン部材２８が図１の右方向に移動することで解除される。
【００２０】
なお、タービンシャフト４から供給される潤滑油の一部は、クラッチプレート２３、２４の内方側からクラッチプレート２３、２４に供給される。図１における矢印はクラッチプレート２３、２４への潤滑油の供給経路の例を示しており、オイルポンプ３並びに油路４ａを含む油路は、クラッチプレート２３、２４の内方側からクラッチプレート２３、２４へ潤滑油を供給する潤滑油供給手段として機能する。供給される潤滑油はクラッチプレート２３、２４の冷却媒体として機能する。
【００２１】
ここで、本実施形態では、クラッチドラム２１の周壁２１ａに排出口２１ｂが複数箇所設けられている。排出口２１ｂはクラッチプレート２３、２４に供給された潤滑油を径方向（クラッチドラム２１の外方）へ排出するための開口部である。
【００２２】
自動変速機Ａにはセンサユニット３０が配設されている。センサユニット３０は変速機ケース１のうち、クラッチドラム２１の周壁２１ａの外側表面に対峙する部分１ａに固定されている。図２はセンサユニット３０（一部破断）の周辺の拡大図である。図２の矢印はクラッチプレート２３、２４周辺における潤滑油の移動経路の例を示している。
【００２３】
センサユニット３０は、クラッチドラム２１の周壁２１ａの外方に設けられ、クラッチドラム２１を被検知ロータとしてクラッチドラム２１の回転数を検出する回転数センサ３４と、クラッチドラム２１の周壁２１ａの外方に設けられ、排出口２１ｂから排出される潤滑油の油温を検出する温度センサ３３と、回転数センサ３４及び温度センサ３３を支持する支持部材３１と、を備える。
【００２４】
回転数センサ３４は筒状のコア３４ａとコア３４ａの上端部に配設された筒状の永久磁石３４ｂと、コア３４ａの周囲に設けられたコイル３４ｃとを備えた、電磁ピックアップ式の回転数センサである。クラッチドラム２１の周壁２１ａの外側表面に、その周方向に等ピッチで凹凸を形成しておくことで、コア３４ａの下端面とクラッチドラム２１の周壁２１ａの外側表面との距離が変化することによりコア３４ａを通る磁束が変化し、この磁束の変化に応じた電圧をコイル３４ｃが起電する。
【００２５】
なお、クラッチドラム２１の周壁２１ａの外側表面に等ピッチで形成される凹凸は回転数センサ３４用に形成しておくこともできるが、クラッチドラム２１の周壁２１ａには通常、クラッチプレート２３が係合するスプラインが形成されており、このスプラインの形成に伴う凹凸が周方向に等ピッチで形成されている。従って、この凹凸を利用すればよい。また、本実施形態では回転数センサ３４として電磁ピックアップ式の回転数センサを用いたが、非接触式で、回転数を電気信号に変換できるものであれば、他の種類の回転数センサも用いることができる。
【００２６】
温度センサ３３は、温度を電気信号に変換するセンサであり、例えば熱電対、サーミスタ等が挙げられる。支持部材３１は筒状をなし、変速機ケース１の部分１ａに固定される固定部３１ａと、固定部３１ａからクラッチドラム２１の周壁２１ａの外側表面へ向けて延びる延設部３１ｂと、を有する。固定部３１ａは変速機ケース１の部分１ａを貫通しており、ネジ締結或いは接着剤等により部分１ａに固定される。延設部３１ｂの先端の部分には温度センサ３３が配設されている。温度センサ３３はコア３４ａの先端の開口部に配設され、その信号線はコア３４ａ及び永久磁石３４ｂを通過して上方へ延びている。支持部材３１の内部には樹脂材３２が充填されており、回転数センサ３４及び温度センサ３３が固定される。
【００２７】
しかして、本実施形態では温度センサ３３が排出口２１ｂから排出される潤滑油の油温を検出する。排出口２１ｂから排出される潤滑油はクラッチプレート２３、２４を経由したものとなるため、その油温はクラッチプレート２３、２４の温度と略一致する。従って、クラッチプレート２３、２４の温度の検出精度を向上することができる。
【００２８】
また、温度センサ３３は回転数センサ３４と共に支持部材３１により支持され、これらのセンサが１ユニット化されてセンサユニット３０を構成している。センサユニット３０を変速機ケース１に固定する構成とすることで、これらのセンサが自動変速機Ａの内部機構と干渉することが回避され、また、回転数センサ３４と温度センサ３３とを別々に配設する場合に比べて、温度センサ３３のレイアウト性及び組み付け性を向上することができる。また、支持部材３１により変速機ケース１に回転数センサ３４及び温度センサ３３の双方を安定して支持することができる。特に、温度センサ３３を排出口２１ｂに、より近接した位置に安定して配置することができ、排出口２１ｂから排出された直後の潤滑油の油温を検出することができ、クラッチプレート２３、２４の温度の検出精度を向上することができる。
【００２９】
ここで、クラッチプレート２３、２４の発熱量が全体的に高い場合、複数枚のクラッチプレート２３、２４の温度分布は必ずしも一様ではなく、線Ｌ１方向の両端側に位置するクラッチプレート２３、２４に比較して中央側に位置するクラッチプレート２３、２４は相対的に高温になり易い。これは、両端側に位置するクラッチプレート２３、２４に比較して中央側に位置するクラッチプレート２３、２４は相対的に放熱性が悪いためである。
【００３０】
本実施形態では、排出口２１ｂがクラッチプレート２３、２４の列設領域Ｓのうち、線Ｌ１（図１）方向の中央部分Ｓｃに少なくとも設けられており、温度センサ３３は中央部分Ｓｃに設けられた排出口２１ｂに対峙した位置に配設されている。この構成によれば、中央側に位置するクラッチプレート２３、２４を経由した潤滑油が中央部分Ｓｃの排出口２１ｂから排出され、温度センサ３３がその潤滑油の温度を検出するので、複数枚のクラッチプレート２３、２４の温度分布が一様でない場合に最も高温となる、中央側のクラッチプレート２３、２４の温度を検出することができる。
【００３１】
次に、温度センサ３３、回転数センサ３４の検出結果に基づく制御について説明する。図３は自動変速機Ａの制御ユニット５０の構成を示すブロック図である。制御ユニット５０はＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１が実行する制御プログラムを記憶したＥＥＰＲＯＭ５２と、ＣＰＵ５１の演算結果等を記憶するＲＡＭ５３と、外部デバイスに対するインターフェースとして機能する入出力インターフェース（Ｉ／ＯＩＦ）５４と、エンジンの制御ユニット（ＥＣＵ）に対する通信インターフェース（通信ＩＦ）５５と、を備える。
【００３２】
Ｉ／ＯＩＦ５４には自動変速機Ａが搭載される車両に設けられる各種のセンサ、自動変速機Ａの油圧系統を制御する各種の制御弁が接続されている。制御弁には多板クラッチ機構２０の動作を制御する制御弁（ピストン２８への作動油の供給・遮断）も含まれる。また、センサには温度センサ３３、回転数センサ３４も含まれる。ＣＰＵ５１はＩ／ＯＩＦ５４を介して得られる各種のセンサの検知結果、ＥＣＵからのエンジン制御状態等の情報、に基づいて各制御弁を制御する。
【００３３】
多板クラッチ機構２０の動作の制御の例としては、回転数センサ３４の検出結果に応じたスリップ制御、温度センサ３３により検出された油温に応じて変速時間を変化させることが挙げられる。例えば、油温が予め定めた閾値よりも高い場合はクラッチプレート２３、２４の発熱量が大であるとして、当該発熱量がより少なくなる制御、例えば、クラッチプレート２３、２４のスリップ制御時間を通常よりも短縮し、早期に完全締結又は完全解放する。このような制御により多板クラッチ機構２０の動作の信頼性を向上できる。
【００３４】
また、制御ユニット５０が通信ＩＦ５５を備えたことにより、温度センサ３３が検出した油温の情報をＥＣＵへ送信することができる。ＥＣＵは受信した油温の情報に基づいてエンジントルクの制御を行なうことができる。例えば、油温が予め定めた閾値よりも高い場合は、クラッチプレート２３、２４の発熱量が大であるとして、エンジントルクを低減する制御を行なう。これによりクラッチプレート２３、２４の発熱量をエンジン制御においても低減できる。
【００３５】
＜他の実施形態＞
回転数センサ３４と温度センサ３３とは、その信号線を直列に接続することが望ましい。このようにすることで、センサユニット３０から制御ユニット５０への信号線を削減でき（４本から２本へ削減）、回路の端子数、ハーネス数の削減が図れる。図４（ａ）は温度センサ３３及び回転数センサ３４を直列に接続した場合の、これらの信号処理の回路例を示す図である。
【００３６】
回転数センサ３４として上記の通り電磁ピックアップ式の回転数センサを用いた場合、その出力である電気信号はクラッチドラム２１の回転数に応じた周期の正弦波となる。また、温度センサ３３として熱電対を用いた場合、その出力である電気信号は油温に応じた電圧の信号となる。従って、回転数センサ３４と温度センサ３３とを直列に接続した場合の電気信号の出力波形は図４（ｂ）のように、温度センサ３３の出力電圧Ｖａだけオフセットした正弦波となる。なお、同図の例は温度センサ３３の出力電圧が一定の場合（油温が一定の状態）を示している。
【００３７】
しかして、フィルタ回路５６ａにより信号処理を行い、回転数センサ３４と温度センサ３３との出力信号から回転数センサ３４の検出結果に基づく矩形信号を生成し（図４（ｃ））、また、温度センサ３３の検出結果に基づく信号（オフセット電圧Ｖａ）を生成する（図４（ｄ）。図４（ｃ）の矩形信号はカウンタ回路５６ｂによりカウントしてＩ／ＯＩＦ５４へ出力する。これによりクラッチドラム２１の回転数が検出されたことになる。また、図４（ｄ）の信号はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器５６ｃによりデジタル信号に変換してＩ／ＯＩＦ５４へ出力する。これにより潤滑油の油温（クラッチプレートの温度）が検出されたことになる。
【００３８】
回転数センサ３４、温度センサ３３として他の種類のセンサを用いた場合も同様の考え方で直列接続とすることができる。例えば、温度センサ３３としてサーミスタを採用した場合について説明する。サーミスタは温度により抵抗値が変化するので、フィルタ５６ａに入力される電気信号は、図４（ｂ）のようにオフセット電圧Ｖａが無い代わりに電気信号の電流値が変化する。従って、電流値を検出する回路を設けることでサーミスタの検出結果を抽出できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動変速機Ａの要部断面図である。
【図２】センサユニット３０（一部破断）の周辺の拡大図である。
【図３】自動変速機Ａの制御ユニット５０のブロック図である。
【図４】（ａ）は温度センサ３３及び回転数センサ３４の信号処理の回路例を示す図、（ｂ）はフィルタ５６ａに入力される信号波形の例、（ｃ）はカウンタ５６ｂへ入力される信号波形の例、（ｄ）はＡ／Ｄ変換器５６ｃへ入力される信号波形の例、をそれぞれ示す。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ  自動変速機
１  変速機ケース
１０  プラネタリギヤ
２０  多板クラッチ機構
２１  クラッチドラム
２１ｂ  排出口
２２  クラッチハブ
２３、２４  クラッチプレート
３０  センサユニット
３１  支持部材
３３  温度センサ
３４  回転数センサ
５０  制御ユニット
【図１】
2007170500.tif 000003
【図２】
2007170500.tif 000004
【図３】
2007170500.tif 000005
【図４】
2007170500.tif 000006