JP3517004B2 - 自動変速機の回転センサ取り付け構造 - Google Patents

自動変速機の回転センサ取り付け構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の外側に取
り付けられ、自動変速機の軸線回りで回転する回転要素
に先端部分を近接させて回転速度を検知する回転センサ
を設けた自動変速機の回転センサ取り付け構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】エンジンの入出力状態や走行条件に適合
させて変速比を自動的に切り替える自動変速機が自動車
に広く普及している。自動変速機は、エンジンの回転を
入力してトルクを変換するトルクコンバーター、トルク
コンバーターの出力を入力して3〜5段階に変速する変
速機構、変速された出力を車輪側に出力する出力軸、変
速機構を制御し駆動する油圧機構、機構各部にオイルを
循環させるオイルポンプを含む。変速機構は、複数のブ
レーキやクラッチを含み、ブレーキとクラッチの締結の
組み合わせを変更して変速段を切り替える。油圧機構
は、クラッチを駆動する回転可能なピストン機構や、ブ
レーキバンドを駆動する固定のブレーキサーボ機構(ピ
ストン機構)を含む。
【0003】従来、自動変速機では、ブレーキとクラッ
チの締結の組み合わせを変更して変速段を切り替える際
に、ブレーキとクラッチの締結と解放に関するタイミン
グと速度を制御して不愉快な変速ショックを排除してお
り、このような変速関連制御は、自動変速機の外側で検
知できるエンジンの出力回転数と自動変速機の出力軸の
回転数に基づいて実行されていた。しかし、現在では、
自動変速機の変速機構の入力軸に回転センサを設けて、
変速機構内の回転要素の回転速度を直接に測定し、変速
ショックをさらに削減できる精密な変速関連制御を実行
している。
【0004】例えば、トルクコンバーターの出力軸(タ
ービン軸)の回転速度を検知し、変速機構の入力側の回
転速度と出力側の回転速度が「切り替えようとする新し
い変速比」で同期したタイミングでクラッチを締結させ
る。エンジンの出力回転数がトルクコンバーターによっ
て変換されたタービン軸の回転速度は、外部からは検知
できない。この変速関連制御によれば、入力側が出力側
に比較して高速である場合に発生する突き出し感や、出
力側が入力側に比較して高速である場合に発生する引き
込み感を、車体の全速度範囲、エンジンの全出力範囲に
おいてほぼ完全に排除できる。その他の変速関連制御と
しては、変速のショックを和らげるためのクラッチ圧力
過渡制御や、エンジントルクダウン制御等がある。
【0005】図3は、縦置き型の自動変速機における従
来の回転センサ取り付け構造の説明図である。図中、
(a)は車体内の自動変速機の配置、(b)は自動変速
機の配置状態の平面図、(c)は、(b)の一点鎖線A
の断面図である。
【0006】図3の(a)において、自動変速機52
は、車室50Bの中心線に沿って床面を車室50B側へ
膨らませたトンネル50C内に配置される。トンネル5
0Cの形状は、自動変速機52の外観に沿った最小の容
積と自然な外観を持たせて成型される。自動変速機52
の入力側は、エンジン室50Aに配置されたエンジン5
1に連結される。自動変速機52の出力側は、トンネル
50Aに配置されたドライブ軸53に連結される。
【0007】図3の(b)、(c)において、自動変速
機52の出力側から見た右肩部分に回転センサ62が取
り付けられる。回転センサ62は、自動変速機52の外
壁からタービン軸にまで達する取り付け孔に挿入され、
先端部分をタービン軸に近接させている。取り付け孔
は、自動変速機52に組み込まれたオイルポンプの筐体
を放射状に貫通している。自動変速機52の出力側から
見た左側部分に油圧シリンダー65Bが配置される。油
圧シリンダー65Bは、図示しないピストンを垂直方向
に駆動して自動変速機52に組み込まれたブレーキバン
ドの締結/解放を実現する。
【0008】タービン軸の回転速度を検知する回転セン
サの取り付け構造は、特開平4−362349号公報に
も示される。ここでは、タービン軸が自動変速機の筐体
を横断して、トルクコンバーターの反対側の壁面にまで
達しているから、タービン軸の端部に形成したスプライ
ンの山と谷を筐体に取り付けた磁気センサで検知するこ
とが可能である。また、実開昭51−107583号公
報には、縦置き型の自動変速機の変速機構の入力側と出
力側に回転センサを取り付けた構造が示される。すなわ
ち、軸に取り付けた歯車や形成したスプラインの山と谷
を磁気センサで識別し、出力波形の周波数や波長から軸
の回転速度を検知する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−36234
9号公報の回転センサ取り付け構造は、一般的な縦置き
型の自動変速機には採用できない。とりわけ、縦置き
(FR)型の自動変速機では、相対回転可能に連結した
タービン軸と出力軸が同一軸線上に配置され、タービン
軸と出力軸の連結体がオイルポンプとトランスミッショ
ンケースによって両持ち支持される。タービン軸と出力
軸の連結体の周囲には、同一軸線まわりで相対回転する
クラッチ、ブレーキ、遊星歯車装置、トルク伝達用の殻
構造が幾重にも配置される。従って、タービン軸の端部
に対して、自動変速機の外側から回転センサを接近でき
ない。
【0010】実開昭51−107583号公報には、縦
置き型の自動変速機の変速機構に回転センサを配置する
例が図示されるが、自動変速機の外観上、どのように回
転センサを取り付けるべきかについて説明されない。特
に、縦置き型の自動変速機の筐体構造の特徴や車体への
組み込み状態に関して、回転センサを配置すべき位置が
説明されていない。また、縦置き型の自動変速機に内蔵
される他の機構の配置に対して、回転センサを配置すべ
き相対的な位置関係が説明されていない。
【0011】図3の従来の回転センサ取り付け構造で
は、比較的に大きなブレーキサーボ機構部分を避けて、
自動変速機52の筐体(トランスミッションケース)の
出力軸側から見た右肩部分に回転センサ62を取り付け
てある。この場合、トンネル50Cの壁面との隙間をセ
ンサ62の外側に確保するため、(b)、(c)に示さ
れるように、トンネル50Cの壁面を破線位置まで後退
させる必要がある。
【0012】通常、エンジン51と自動変速機52は、
車体に対して相対振動が可能な状態に取り付けてあり、
エンジンの起動や停止に伴う衝撃や運転中の振動を車室
50Bに直接に伝達させない。このため、自動変速機5
2や回転センサ62の輪郭からトンネル50Cの壁面ま
での隙間(クリアランス)は、設計上の最大振幅が作用
しても自動変速機52や回転センサ62がトンネル50
Cの壁面に衝突しないように設定している。これに対し
て、回転センサ62が無い従来の車種の場合、回転セン
サ62のクリアランスが不要であるから、トンネル50
Cの壁面を実線50Eまで自動変速機52に接近させて
いる。
【0013】このようにして、回転センサを装備した車
種では、回転センサ62の無い車種よりも、トンネル5
0Cが拡張した分だけ車室50Bが狭くなる。右ハンド
ル車では運転席、左ハンドル車では助手席のフットスペ
ースが損なわれる。回転センサ62を装備した車種で
は、他の仕様や装備がすべて共通でも従来の車体は利用
できなくなる。回転センサ62を使用しない車種で回転
センサ62を装備した車種と共通の車体を利用すると、
自動変速機52の周囲に不必要なデッドスペースが生じ
る。車幅の大きな高級車種ならば、デッドスペースが存
在しても十分なフットスペースを確保できるが、車幅の
狭い車種では、デッドスペースによってフットスペース
が不足し、車室の居住性や運転性が損なわれる。
【0014】ところで、回転センサを装備した車種で
は、トンネル50Cの大部分を実線50Eのように成型
し、回転センサ62に相当する部分だけを部分的に突出
させてもよい。しかし、右ハンドル車の運転者の足元の
目立つ位置に突起が位置することになり、運転者が突起
に足をぶつけて運転感覚を損ねたり、車室内の美観を損
なう問題がある。カーペットの成型や内装パネルの取り
付けに関する特別な配慮も必要となり、内装設計の自由
度が損なわれる。従って、回転センサ62の前後にデッ
ドスペースを設けて、トンネル50Cの外観をなだらか
で自然な曲面に構成している。
【0015】本発明は、回転センサの有無にかかわらず
最小限の容積のトンネルを共通に利用でき、トンネルの
外観に不自然な突起を形成する必要が無く、運転者の足
元に広い空間を確保できる自動変速機の回転センサ取り
付け構造を提供することを目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】請求項1の自動変速機の
回転センサ取り付け構造は、自動変速機の出力軸と同一
軸線上に配置されたトルクコンバーターのタービン軸
と、前記軸線回りで回転するブレーキドラムを拘束する
ブレーキバンドと、自動変速機の一方の側面側に配置さ
れて前記ブレーキバンドを拘束してタービン軸に対して
垂直方向に駆動するブレーキサーボ機構と、自動変速機
の外側に取り付けられ、先端部分を前記軸線回りで回転
する回転要素に近接する位置まで到達させて回転速度を
検知する回転センサと、を有する自動変速機において、
前記軸線の方向から見て前記ブレーキサーボ機構に重な
り合う角度範囲に前記回転センサを取り付けたものであ
る。
【0017】そして、前記トルクコンバーターのタービ
ン軸がオイルポンプ筐体構造を貫通する部分を前記回転
要素の検知位置とし、前記オイルポンプ筐体構造を放射
状に貫通して自動変速機の外側に至る取り付け孔に前記
回転センサを挿入したものである。
【0018】請求項2の自動変速機の回転センサ取り付
け構造は、請求項1または2の構成における前記自動変
速機を、前記タービン軸を出力軸と同一軸線上に配置し
た縦置き型としたものである。
【0019】
【作用】請求項1の自動変速機の回転センサ取り付け構
造では、トンネル内でブレーキサーボ機構の前後に形成
されるデッドスペースに回転センサを配置するから、回
転センサ専用の格納スペースや回転センサの前後のデッ
ドスペースをトンネル内に設ける必要が無い。筐体側か
ら拘束力を得るブレーキドラムは、タービン軸の軸線回
りに同心円状に配置された回転要素の最も外側に配置さ
れる。ブレーキバンドは、ブレーキドラムの外側に巻き
付けてさらに外側に配置される。ブレーキバンドを駆動
するブレーキサーボ機構は、自動変速機の一方の側面側
に配置されてタービン軸に対して垂直方向の駆動軸線を
持つから、ブレーキバンドよりもさらに側面側に張り出
して配置され、自動変速機の筐体のブレーキサーボ機構
を納めた部分が側面側に突出する。この突出部分との干
渉を避けて配置されるトンネル壁面は、この突出部分の
前後にデッドスペースを形成している。
【0020】自動変速機の変速機構は、変速機構の下部
に納められたコントロールバルブを通じて油圧制御され
る。オイルポンプで加圧されたオイルは、オイルポンプ
を内蔵するオイルポンプ筐体構造に形成されたオイル吐
出路を通じて、コントロールバルブに出力される。オイ
ルポンプ筐体構造は、また、タービン軸を回転可能に保
持して変速機構を支持するとともに、タービン軸内に配
置されて変速機構に油圧を供給する複数の油路を、コン
トロールバルブのそれぞれの油路に接続するオイル供給
路の役割も兼ねている。そこで、請求項1の発明では、
とくにオイル吐出路やオイル供給路に干渉しない位置に
取り付け孔が形成され、取り付け孔に挿入された回転セ
ンサの先端部分がタービン軸に近接配置される。取り付
け孔の配置を優先して、取り付け孔に干渉しないように
オイル供給路を配置してもよい。
【0021】請求項2の自動変速機の回転センサ取り付
け構造では、自動変速機が縦置き型に限定される。縦置
き型の自動変速機では、タービン軸と出力軸を中間で相
対回転可能に連結した連結体が、筐体の前後に設けた軸
受けによって両持ち支持される。
【0022】
【実施例】図1、図2を参照して実施例の自動変速機の
回転センサ取り付け構造を説明する。図1は実施例の自
動変速機の回転センサ取り付け構造の説明図、図2は取
り付け状態の詳細な説明図である。図1中、(a)は自
動変速機の側面図、(b)は出力軸側から見た自動変速
機の背面図、(c)は(b)の部分的な拡大図である。
図2中、(a)は回転センサの取り付け状態を示す断面
図、(b)は回転センサの検知部分の模式図である。図
1、図2の自動変速機は、複数の遊星歯車装置、クラッ
チ、ブレーキを組み込んだ変速機構をトルクコンバータ
ーに連結して構成され、タービン軸に相対回転可能に連
結してトルコンバーターの反対側に延長した出力軸を有
する。タービン軸と出力軸の連結体は、タービン軸側で
オイルポンプ筐体構造、出力軸側でトランスミッション
ケースにそれぞれ支持され、タービン軸と出力軸の連結
体の周囲を囲んで同心円状に配置される変速機構を両持
ち式に保持する。このような構成は、後輪駆動用の縦置
き型(FR)駆動系として実用化されている。
【0023】図1において、自動変速機の筐体構造は、
(a)に示されるように、トルクコンバーターを格納す
る左側のコンバーターハウジング11と、変速機構を格
納する中央のトランスミッションケース12と、出力軸
を納める右側のリヤエクステンション18とを連結して
構成される。(b)では、(a)のリアエクステンショ
ン18を取り外した状態が示される。トランスミッショ
ンケース12の側面におけるコンバーターハウジング1
1側の位置に、ブレーキバンド15を拘束する機構を格
納するための突出部12Aが形成される。突出部12A
の頂部には、ブレーキバンド15の一端を拘束するアン
カーボルト15Aが配置される。トランスミッションケ
ース12の下部には、ブレーキバンド15の他端を駆動
する油圧ピストン15Bや、コントロールバルブ等を一
体に格納するための突出部12Bが形成されている。ト
ランスミッションケース12は、(b)に示されるよう
に、変速機構を格納した円筒部分の下部が箱状の突出部
12Bとして円筒部分の外側まで張り出している。
【0024】突出部12Bの出力軸側に設けたコネクタ
に一端を接続したケーブル22Cがコントロールユニッ
ト(ATCU:Automatic Transmission Control Unit
)23に接続される。コントロールユニット23は、
突出部12Bに格納されたコントロールバルブに組み込
まれた電磁弁をケーブル22Cを通じて制御する。
【0025】回転センサ21は、ブレーキバンド15を
拘束する機構に出力軸側から見て重なり合う角度範囲
で、軸方向でブレーキバンド15を避けた位置に取り付
けてある。具体的には、軸方向から見てトランスミッシ
ョンケース12の左肩部分であってアンカーボルト15
Aに匹敵する高さ位置に取り付けている。回転センサ2
1は、(b)、(c)に一点鎖線Bで示すように、変速
機構の中心線に向かって深く挿入されており、ケーブル
21Cを保持する回転センサ21のヘッドがトランスミ
ッションケースの外側に突出する。回転センサ21の出
力は、ヘッドから延びるケーブル21Cを通じてコント
ロールユニット23に出力される。ケーブル21Cは、
トランスミッションケース12に固定したクリップで側
面に固定される。
【0026】図2の(a)は、図1の(b)、(c)の
一点鎖線Bに沿った軸方向の断面である。図2の(b)
は、(a)に破線で示した円Aを軸方向に見た図であ
る。左側のコンバーターハウジング11と右側のトラン
スミッションケース12は、オイルポンプ13を中央に
挟み込んでボルト11Aで一体に固定される。ボルト1
1Aは、オイルポンプ13を囲んで複数配置される。
【0027】オイルポンプ13の内部にローター(1組
の内接ギヤ)13Aが配置され、ローター13Aは駆動
軸17によって回転駆動される。コンバーターハウジン
グ11に格納された図示しないトルクコンバーターの外
殻は、エンジン側でエンジンの出力軸に連結され、オイ
ルポンプ13側で駆動軸17に連結される。従って、駆
動軸17はエンジンと一体に回転する。駆動軸17の中
心にタービン軸16が配置される。タ−ビン軸16は、
トルクコンバーターによって回転速度(およびトルク)
を変換された駆動力を変速機構に入力する。
【0028】オイルポンプ13の右側に隣接して配置さ
れる図示しない変速機構の最も外側にブレーキドラム1
4が配置される。ブレーキドラム14のほぼ全周に巻き
付けてブレーキバンド15が配置される。図1を参照し
て説明したように、ブレーキバンド15の一端はアンカ
ーボルト15Aに固定され、ブレーキバンド15の他端
は油圧ピストン15Bに接続される。油圧ピストン15
Bが垂直方向に押し出されてブレーキバンド15の他端
を押し上げると、ブレーキバンド15がブレーキドラム
を締め付けて制動する。ブレーキバンド15の両端を拘
束するそれぞれの金具、ボルト、ピストン軸等がトラン
スミッションケース12の突出部12Aの内側空間に格
納される。
【0029】オイルポンプ13の筐体構造を放射状に貫
通して取り付け孔13Bが形成される。取り付け孔13
Bは、オイルポンプ13をトランスミッションケース1
2に固定した状態で、トランスミッションケース12側
の取り付け孔12Dと重なり合う角度位置を占める。取
り付け孔12D、13Bに挿入して回転センサ21をト
ランスミッションケース12に取り付けた状態で、ター
ビン軸16に形成したスプライン16Aの外周円の外側
に、回転センサ21の先端の検知部21Aが近接してい
る。(b)に示すように、回転センサ21の検知部21
Aは、タービン軸16のスプライン16Aの山と谷を磁
気的に検知して、回転に伴うインクリメンタル信号を形
成する。インクリメンタル信号の周波数、周期等を計測
してタービン軸の回転速度が演算される。センサ21の
箱状の頭部21Bがトランスミッションケース12の外
側に突出する。頭部21Bからケーブル21Cが延長さ
れる。
【0030】以上のように構成された実施例の自動変速
機の回転センサ取り付け構造によれば、ブレーキバンド
15を拘束し、駆動する機構を格納する突出部12A、
12B、アンカーボルト15A等によって車体側のトン
ネル内に既に存在するデッドスペースに回転センサ21
を配置するから、図3の(b)、(c)に示されるよう
な回転センサ62のための特別な配慮が不要である。す
なわち、トンネル50Cの壁面を破線位置まで後退させ
る必要が無く、従来のセンサ62が無い場合のトンネル
位置50Eまでトンネル50Cを縮小できる。従って、
トンネルが小さくなる分、利用可能な車室の容積が拡大
する。右ハンドル車では運転車の足元のスペースが広が
り、運転の快適性が増す。左ハンドル車では、助手席の
足元のスペースが広がる。
【0031】また、回転センサ21の有無にかかわらず
必要なトンネルの大きさが同じとなるから、回転センサ
21を取り付ける車種と取り付けない車種で車体を共有
でき、取り付けない車種でもトンネル内に無駄なスペー
スが発生しない。さらに、トンネルの設計に伴って、カ
ーペットの裁断や成型、内装パネルの設計や取り付け構
造も広い範囲で共通化できるから、自動車製造に関する
合計の製造コストが削減される。
【0032】また、回転センサ21はオイルポンプ筐体
構造の取り付け孔にほぼ全長が保持されるから、回転セ
ンサ21自身や取り付け構造自体の強度が不要であるに
もかかわらず、衝撃や振動によって検知部21Aがスプ
ライン16Aを検知し損なうことが無い。従って、正確
な回転速度の計測と精密で信頼性の高い自動変速機の制
御が可能となる。また、回転センサ21は、複雑な機構
を納めたトランスミッションケース12内の変速機構と
は隔離して配置されるから、万が一、回転センサ21の
取り付け部分のシールが損傷した場合でも、深刻な異物
巻き込みやオイル漏れ事故を生じないで済む。
【0033】なお、本実施例では、回転センサ21のヘ
ッドがかなり高い位置になるように配置しているが、こ
れは、既存のオイルポンプの筐体構造に形成された複数
のオイル経路と干渉しないでタービン軸16に到達でき
る角度位置を選択した結果である。従って、既存のオイ
ルポンプとは異ならせて、出力軸側から見て右側半分に
オイル経路を偏在させれば、さらに低い位置に回転セン
サ21を挿入することも可能である。また、本実施例は
縦置き型(FR)の自動変速機を説明しているが、本発
明は横置き型(FF)の自動変速機にも応用される。横
置き型の自動変速機でも、自動変速機の突出部分をひと
まとめに配置することによって、エンジンルーム内の限
られた空間における機器配置、メンテナンススペース、
配線等のレイアウトの自由度を高めることができる。
【0034】
【発明の効果】本発明の自動変速機の回転センサ取り付
け構造によれば、縦置き型の自動変速機においては、車
体に設けるトンネルを回転センサを取り付けない場合と
同程度に小さくできる。また、横置き型の自動変速機に
おいては、エンジンルーム内のレイアウトの自由度が高
まる。これにより、回転センサ付き自動変速機の車体へ
の搭載性が向上する。とりわけ、縦置き型の自動変速機
においては、右ハンドル車の運転者の足元スペースが拡
大されて、車室幅の狭い自動車でも足元の不自由さや束
縛感が無くなり、運転性が向上する。足の置き場や運転
姿勢の自由度が高まるため、疲労も軽減される。また、
回転センサを取り付ける車種と取り付けない車種でトン
ネル構造を共有できるから、金型の共通化や内装材等を
含めた部品の共有化が達成され、自動車の製造コストが
削減される。
【0035】そして、オイルポンプ筐体構造の取り付け
孔に回転センサを挿入してタービン軸の回転速度を検知
するので、従来のFR型自動変速機の構造では外から直
接接近できないタービン軸の回転数を正確に検出でき
る。タービン軸の回転数を正確に求めることで、変速機
構のクラッチやブレーキの解放と連結のタイミングを正
確かつ容易に制御でき、円滑で迅速な自動変速が可能と
なる。また、実績のある既存のFR型自動変速機からの
全体構造や部品の変更が最小限で済み、自動変速機の大
型化を招かず、回転センサ以外に部品点数が増大するこ
ともないから、高性能、高信頼性で安価な自動変速機を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の自動変速機の回転センサ取り付け構造
の説明図である。
【図2】回転センサ取り付け構造の詳細を示す断面図で
ある。
【図3】従来の回転センサ取り付け構造と自動変速機の
車体取り付け状態の説明図である。
【符号の説明】
11 コンバーターハウジング 12 トランスミッションケース 13 オイルポンプ 14 ブレーキドラム 15 ブレーキバンド 16 タービン軸 17 駆動軸 18 リヤエクステンション 21 回転センサ 23 コントロールユニット 51 エンジン 52 自動変速機 11A ボルト 12A、12B 突出部 12D、13B 取り付け孔 13A ローター 15A アンカーボルト 15B、65B 油圧シリンダー 16A スプライン 21A 検知部 21B 頭部 21C 、22C ケーブル 50A エンジンル−ム 50B 車室 50C トンネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 57/00 - 57/12 F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トルクコンバーターのタービン軸の軸線
    回りで回転するブレーキドラムを拘束するブレーキバン
    ドと、 自動変速機の一方の側面側に配置されて前記ブ
    レーキバンドを拘束してタービン軸に対して垂直方向に
    駆動するブレーキサーボ機構と、 自動変速機の外側に
    取り付けられ、先端部分を前記軸線回りで回転する回転
    要素に近接する位置まで到達させて回転速度を検知する
    回転センサと、を有する自動変速機において、前記トルクコンバーターのタービン軸がオイルポンプ筐
    体構造を貫通する部分を前記回転要素の検知位置とし、 前記軸線の方向から見て前記ブレーキサーボ機構に重な
    り合う角度範囲で、前記オイルポンプ筐体構造を放射状
    に貫通して自動変速機の外側に至る取り付け孔に前記回
    転センサを挿入して取り付けたことを特徴とする自動変
    速機の回転センサ取り付け構造。
  2. 【請求項2】 前記自動変速機は、前記タービン軸を出
    力軸と同一軸線上に配置した縦置き型であることを特徴
    とする請求項1記載の自動変速機の回転センサ取り付け
    構造。
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