(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナドラムの外周面に係合するクラッチディスクとアウタドラムの内周面に係合するクラッチディスクとを軸方向交互に配置し、両クラッチディスクを摩擦接触させることで動力伝達可能に締結作動する多板クラッチにおいて、
上記摩擦接触している一対のクラッチディスクの接触面に、円周方向等間隔にクラッチディスク本体を介して当該クラッチディスクが係合しているインナドラム若しくはアウタドラムに電気的に導通する導体を夫々配置する一方、導体間の接触面を絶縁部材で形成し、
前記一対のクラッチディスクの相対回転に伴う導体同士の接触・非接触のスイッチング作動により相対角速度を検出することを特徴とする多板クラッチの相対角速度センサ。
【請求項２】
前記導体の幅は、導体のピッチに対して４分の１以下に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多板クラッチの相対角速度センサ。
【請求項３】
前記多板クラッチは、自動変速機の遊星歯車組により複数の変速状態を得るよう締結・解放される複数の多板クラッチに用いられ、内径側のインナドラムを電気的にアースし、外径側のアウタドラムに所定電圧を印加し、相対角速度をアウタドラムの電圧変化により出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多板クラッチの相対角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多板クラッチの締結・解放される回転体間の相対角速度を検出する相対角速度検出センサに関し、特に、自動変速機に好適な多板クラッチの相対角速度センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動変速機においては多板クラッチを締結・解放することで変速動作が行われ、多板クラッチの締結・解放に伴う変速ショックを改善すべく、変速機の入力軸と出力軸との回転数を検出することで、変速機内部の状態を正確に把握し、これに基づいて変速時のタイミングを最適化し、変速フィーリングを向上させようとする変速時制御が知られており、例えば、特開平６−８７５３号公報にも開示されている。
【０００３】
これは、変速機の動力伝達経路中に逆駆動状態で空転し、正駆動状態でロックするワンウェイクラッチのロック時のショックを低減させることを目的として、車速から求めた出力軸回転数とタービン回転数（入力軸回転数）とから、動力伝達経路におけるワンウェイクラッチの前後の回転数差を算出し、変速機の駆動状態が逆駆動状態から正駆動状態へ移行する際に、上記回転数差がワンウェイクラッチをロックする寸前の設定値まで減少した時点でエンジンの出力トルクを低減させるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の遊星歯車組とこの遊星歯車組により複数の変速状態を達成する複数の多板クラッチが入力軸と出力軸との間に存在し、締結される多板クラッチのメンバー間の回転数差、即ち相対角速度の変化を入出力回転数によって予測することは難しく、実際の多板クラッチの相対角速度とは誤差を生じ、木目細かい制御を行うことができなかった。
【０００５】
これを解決するため、複数の多板クラッチ個々にクラッチディスクのドライブ側とドリブン側との回転数を検出する回転センサを配置して多板クラッチのメンバー間の相対角速度を検出することも考えられるが、多数の回転数センサを必要とし大幅に変速機の構造を変更する必要もあり実用的ではない。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構造の多板クラッチの相対角速度センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、インナドラムの外周面に係合するクラッチディスクとアウタドラムの内周面に係合するクラッチディスクとを軸方向交互に配置し、両クラッチディスクを摩擦接触させることで動力伝達可能に締結作動する多板クラッチにおいて、上記摩擦接触している一対のクラッチディスクの接触面に、円周方向等間隔にクラッチディスク本体を介して当該クラッチディスクが係合しているインナドラム若しくはアウタドラムに電気的に導通する導体を夫々配置する一方、導体間の接触面を絶縁部材で形成し、前記一対のクラッチディスクの相対回転に伴う導体同士の接触・非接触のスイッチング作動により相対角速度を検出することを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前記導体の幅は、導体のピッチに対して４分の１以下に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記多板クラッチは、自動変速機の遊星歯車組により複数の変速状態を得るよう締結・解放される複数の多板クラッチに用いられ、内径側のインナドラムを電気的にアースし、外径側のアウタドラムに所定電圧を印加し、相対角速度をアウタドラムの電圧変化により出力することを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
したがって、第１の発明では、摩擦接触している一対のクラッチディスクの接触面に、円周方向等間隔にクラッチディスク本体を介して当該クラッチディスクが係合しているインナドラム若しくはアウタドラムに電気的に導通する導体を夫々配置し、前記一対のクラッチディスクの相対回転に伴う導体同士の接触・非接触のスイッチング作動により相対角速度を検出するようにしているため、該当する多板クラッチの相対角速度を精度よく検出できる。
【００１１】
しかも、一対のクラッチディスクの接触面に円周方向等間隔に導体を配置するものであるため、多板クラッチの構造の変更を最小限にでき、回転速度センサも不要であり、構造が簡単で安価に構成できる。
【００１２】
第２の発明では、第１の発明の効果に加えて、前記導体の幅を導体のピッチに対して４分の１以下に形成したため、導体同士の接触開始から接触状態を離脱するまでの間隔を導体配置ピッチより十分小さくでき、スイッチング信号を確実に取出すことができる。
【００１３】
第３の発明では、第１または第２の発明の効果に加えて、内径側のインナドラムが入力軸、若しくは、出力軸等を介して電気的にアースされ、外径側のアウタドラムに所定電圧を印加し、相対角速度をアウタドラム側の電圧変化により出力する相対角速度センサとしたため、自動変速機のギヤトレーンの外径側から相対角速度を検出でき、構成を簡単化できる。
【００１４】
しかも、多板クラッチの相対角速度センサにより実際の相対角速度を検出できるため、変速に伴う多板クラッチの締結・解放のタイミングを木目細かく制御することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用した多板クラッチの相対角速度センサの一例を示す概略図を示す。
【００１６】
図１において、多板クラッチ１は、インナドラム２、アウタドラム３、インナドラム２に係合した複数枚の一方のクラッチディスクとしてのドライブプレート４、および、アウタドラム３に係合し前記ドライブプレート４と軸方向交互に配置された他方のクラッチディスクとしてのドリブンプレート５を備えている。
【００１７】
前記インナドラム２の外周面には、図２に示すように、軸方向に伸びる複数の溝２Ａを備え、この溝２Ａにドライブプレート４から内周側に突出させた係合突起４Ａが係合することでインナドラム２に対してドライブプレート４は軸方向移動可能であるが回転方向には一体となって回転する。
【００１８】
前記アウタドラム３の内周面には、図２に示すように、軸方向に伸びる複数の溝３Ａを備え、この溝３Ａにドリブンプレート５から外周側に突出させた係合突起５Ａが係合することでアウタドラム３に対してドリブンプレート５は軸方向移動可能であるが回転方向には一体となって回転する。
【００１９】
図１にもどり、また、多板クラッチ１には、図示しないクラッチシリンダ、および、クラッチピストンが配置されており、クラッチシリンダの作動時には、軸方向交互に配置されたドライブプレート４とドリブンプレート５とを互に摩擦圧接させてクラッチ係合がなされ、両者は一体となって回動し、回転動力を伝達する。
【００２０】
前記インナドラム２は、変速機の入力軸６に連結され、図示しないトルクコンバータからの動力を多板クラッチ１を介して下流に伝達するよう機能する。
【００２１】
前記入力軸６、および、インナドラム２は、図示しないが、他の変速機構成部材から電気的にフローティングしており、また、アウタドラム３も他の変速機構成部材から電気的にフローティングして構成される。
【００２２】
前記インナドラム２に係合するドライブプレート４のドリブンプレート５と接触する両側面には、図示しないが、フリクションフェーシングが貼付けにより一体化して備え、クラッチ係合時に、充分な伝達トルクが確保できるよう構成している。
【００２３】
また、前記複数のドライブプレート４の内の一枚のドライブプレート４Ｂと、前記複数のドリブンプレート５の内の一枚のドリブンプレート５Ｂとは、互いに対向する摩擦面に、図２に示すごとく、円周方向等間隔に導体１０が配置され、導体１０と導体１０との間に絶縁部材で構成したフェーシング１１が配置されている。
【００２４】
前記導体１０は、ドライブプレート４Ｂ上においてはドライブプレート４Ｂと、また、ドリブンプレート５Ｂ上においてはドリブンプレート５Ｂと夫々電気的に導通しており、ドライブプレート４Ｂがインナドラム２に係合するときインナドラム２、および、入力軸６と電気的に導通し、ドリブンプレート５Ｂがアウタドラム３と係合するときアウタドラム３と電気的に導通する。
【００２５】
また、ドライブプレート４Ｂとドリブンプレート５Ｂとの導体１０は、多板クラッチ１が解放されている場合であっても、引き摺りトルクが生じない範囲で接触しており、両者が相対回転して、所定回転角度範囲で接触し、所定回転角度以外で非接触となり、両者が相対回転している間は、接触、非接触のスイッチング作動を繰返してゆく。
【００２６】
前記接触している角度と非接触の角度とは、５０パーセント接触し、残りが非接触となるよう、導体１０の幅を選択することが望ましい。このためには、導体１０同士の端部が接触し始める時点から導体１０同士の接触が断たれるまでの角度範囲であり、ドライブプレート４Ｂとドリブンプレート５Ｂの導体１０の幅が同じ場合には、導体１０の幅の３倍弱の角度となるため、導体１０のピッチの１／６程度の幅が望ましい。
【００２７】
そして、入力軸６の外周と、アウタドラム３の外周には、夫々スリップリング７、８が配置され、スリップリング７、８と摺接して接触子７Ａ、８Ａが配置され、これら接触子７Ａ、８Ａ間に電位差を持たせて電圧を変速コントローラ９より印加し、両接触子７Ａ、８Ａ間の電位差を測定するようにしている。
【００２８】
上記構成になる多板クラッチ１の相対角速度センサは、以下に記載するよう作動する。
【００２９】
多板クラッチ１が開放している場合においては、入力軸６、インナドラム２、および、ドライブプレート４は、図示しないトルクコンバータにより回転され、アウタドラム３、および、ドリブンプレート５は、アウタドラム３が連結している部材と伴に回転しており、互に関連なく回転している。
【００３０】
このため、ドライブプレート４Ｂとドリブンプレート５Ｂとに設けた導体１０は、両者の相対角速度に応じて接触、および、非接触のスイッチング作動を繰返すこととなり、図３（Ａ）に示すごとく、接触時に電圧低下し、非接触時に印加電圧に復帰するパルス状の出力信号が得られる。
【００３１】
そして、出力信号の単位時間当たりの導通回数が多く、そのパルス周期は小さいため、多板クラッチの相対角速度が大きいことが判定できる。
【００３２】
クラッチシリンダを作動させると、ドライブプレート４とドリブンプレート５とが圧接され、両者間に伝達トルクが発生し、アウタドラム３の回転速度が上昇（または、低下）するか、若しくは、インナドラム２の回転速度が低下（または、上昇）されて、両者の相対角速度が減少してゆく。
【００３３】
この相対角速度の減少は、図３（Ｂ）のごとく、出力される単位時間当たりの導通回数が減少し、そのパルス周期が大きくなっていくことで判定できる。そして、多板クラッチ１が完全に締結されると、前記スイッチング作動は停止し、導体１０同士が接触したオン状態、若しくは、両者が非接触のオフ状態を維持する。
【００３４】
従って、出力信号により単位時間あたりの導通回数、若しくは、パルス周期を監視しながら、変速コントローラ９はクラッチシリンダに作用させる油圧を制御することで、正確に変速ショックなく多板クラッチ１を締結させることができる。
【００３５】
また、多板クラッチ１のクラッチシリンダに印加する作動油圧に対して、相対角速度の変化をフィードバックし、クラッチシリンダに印加する作動油圧を決定することで、クラッチ締結時のトルク変動を緩和することが可能となる。
【００３６】
以上の実施の態様においては、下記に記載した効果を奏することができる。即ち、摩擦接触している一対のクラッチディスク４Ａ、５Ａの接触面に、円周方向等間隔にクラッチディスク４Ａ、５Ａ本体を介して当該クラッチディスク４Ａ、５Ａが係合しているインナドラム２若しくはアウタドラム３に電気的に導通する導体１０を夫々配置し、前記一対のクラッチディスク４Ａ、５Ａの相対回転に伴う導体１０同士の接触・非接触のスイッチング作動により相対角速度を検出するようにしているため、該当する多板クラッチ１の相対角速度を精度よく検出できる。
【００３７】
また、一対のクラッチディスク４Ａ、５Ａの接触面に円周方向等間隔に導体１０を配置するものであるため、多板クラッチ１の構造の変更を最小限にでき、回転速度センサも不要であり、構造が簡単で安価に構成できる。
【００３８】
さらに、前記導体１０の幅を導体１０のピッチに対して４分の１以下の６分の１に形成したため、導体１０同士の接触開始から接触状態を離脱するまでの間隔を導体１０配置ピッチの半分とでき、スイッチング信号を確実に取出すことができる。
【００３９】
図４は、上記した多板クラッチの相対角速度センサを適用可能な自動変速機のギヤトレーンを示したものである。
【００４０】
図４におけるギヤトレーンは、前遊星歯車組１５、後遊星歯車組１６、入力軸６、入力軸６と前サンギヤ１５Ａとの間のリバースクラッチ１７、入力軸６と前キャリア１５Ｃとの間のハイクラッチ１８、前サンギヤ１５Ａとケース１９との間のバンドブレーキ２０、前リングギヤ１５Ｂと後キュリア１６Ｃとを連結する出力軸２１、後リングギヤ１６Ｂと前キャリア１５Ｃとの間のオーバーランクラッチ２２、後リングギヤ１６Ｂとフォワードワンウェイクラッチ２３を介して前キャリア１５Ｃとの間のフォワードクラッチ２４、前キャリア１５Ｃとケース１９との間のローアンドリバースブレーキ２５、および、同じく前キャリア１５Ｃとケース１９との間のローワンウェイクラッチ２６とから構成されている。
【００４１】
そして、図５に示す表の如く、多板ラッチのいずれか、ブレーキのいずれかを選択的に作動させることで、前進４段後進１段の自動変速を達成することができる。
【００４２】
そして、前記多板クラッチの相対角速度センサは、リバースクラッチ１７、ハイクラッチ１８、オーバーランクラッチ２２、フォワードクラッチ２４、ローアンドリバースブレーキ２５に、夫々適用することができる。
【００４３】
即ち、入力軸６、および、出力軸２１を接地させ、第１絶縁部３０によりリバースクラッチ１７のドリブン側を電気的にフローティングさせ、変速コントローラ９から所定電位を供給することで、リバースクラッチ１７の相対角速度センサを構成できる。
【００４４】
また、前キャリア１５Ｃを絶縁ブッシュ３１、および、第２絶縁部３２により前遊星歯車組１５等からフローティングさせ、変速コントローラ９から所定電位を供給することで、ハイクラッチ１８の相対角速度センサを構成できる。
【００４５】
更に、前後リングギヤ１５Ｂ、１６Ｂ間とフォワードワンウェイクラッチ２３の内外レース間とを第１、２接触子３３、３４で電気的に短絡させ、第２、３絶縁部３２、３５によりフォワードクラッチ２４のアウタドラム側を電気的にフローティングさせ、変速コントローラ９から所定電位を供給することで、フォワードクラッチ２４の相対角速度センサを構成できる。
【００４６】
また、第３、４絶縁部３５、３６でオーバーランクラッチ２２のアウタドラム側を電気的にフローティングさせ、変速コントローラ９から所定電位を供給することで、オーバーランクラッチ２２の相対角速度センサを構成できる。
【００４７】
また、第４、５絶縁部３６、３７でローアンドリバースブレーキ２５のインナドラムを電気的にフローティングさせ、変速コントローラ９から所定電位を供給することで、ローアンドリバースブレーキ２５の相対角速度センサを構成できる。
【００４８】
このローアンドリバースブレーキ２５は、動力を伝達するクラッチとは異なり、部材の回転を停止させる多板ブレーキであり、多板クラッチと同様に適用可能である。
【００４９】
なお、上記した第１〜５の各絶縁部３０、３２、３５〜３７は、その構成を明示していないが、電気的に絶縁されているも動力を伝達可能な構造であればよく、図示しないが、例えば、接合部を絶縁材を介して接触させ、その接触部を絶縁材で被覆したボルト等の締結部材で結合することで実現できる。
【００５０】
この適用例では、図１の実施態様の効果に加えて、複数の遊星歯車組１５、１６とこの遊星歯車組１５、１６により複数の変速状態を達成する複数の多板クラッチ１７、１８、２２、２４、２６が入力軸６と出力軸２１との間に存在する自動変速機の多板クラッチにおいて、内径側のインナドラムが入力軸６、若しくは、出力軸２１等を介して電気的にアースされ、外径側のアウタドラムに所定電圧を印加し、相対角速度をアウタドラム側の電圧変化により出力する相対角速度センサとしたため、自動変速機のギヤトレーンの外径側から相対角速度を検出でき、構成を簡単化できる効果を奏しえる。
【００５１】
しかも、多板クラッチの相対角速度センサにより実際の相対角速度を検出できるため、変速に伴う多板クラッチの締結・解放のタイミングを木目細かく制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す多板クラッチの相対角速度センサの概略構成図。
【図２】同じくクラッチディスクの構造を示す斜視図。
【図３】同じく出力信号を、高い相対角速度状態（Ａ）、低い相対角速度状態（Ｂ）で示す図。
【図４】本発明の多板クラッチの相対角速度センサの適用例を示す概略図。
【図５】図４のクラッチ類の作動の組合わせによる変速状態を示す表。
【符号の説明】
１  多板クラッチ
２  インナドラム
３  アウタドラム
４、４Ａ  ドライブプレート（クラッチディスク）
５、５Ａ  ドリブンプレート（クラッチディスク）
６  入力軸
７、８  スリップリング
７Ａ、８Ａ  接触子
９  変速コントローラ
１０  導体
１１  フェーシング（絶縁部材）
１５、１６  遊星歯車組
１７  リバースクラッチ
１８  ハイクラッチ
２１  出力軸
２２  オーバーランクラッチ
２４  フォワードクラッチ
２５  ローアンドリバースブレーキ
３０、３２、３５、３６、３７  絶縁部
３３、３４  第１、２接触子
【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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