JP3671566B2 - Clutch connection / disconnection detection device and power transmission device - Google Patents

Clutch connection / disconnection detection device and power transmission device Download PDF

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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Description

【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)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for detecting connection / disconnection of a clutch and a power transmission device provided with the clutch connection / disconnection detection device.
[0002]
[Prior art]
In general, the wet multi-plate clutch is provided at a position where an input shaft connected to a drive shaft such as an engine and an output shaft on the transmission side which is a driven shaft are opposed to each other. The input shaft is integrally provided with one clutch holder for holding the clutch drive plate, and the output shaft is integrally provided with the other clutch holder for holding the clutch driven plate. Then, the clutch piston provided in the input side clutch holder or the like is appropriately advanced and retracted in the axial direction by the operating hydraulic pressure and the return spring, thereby controlling the pressure bonding and separation of the clutch plate.
[0003]
In this type of wet multi-plate clutch, the hydraulic pressure between the control valve and the clutch is sensed on the hydraulic oil circuit as a method for determining whether the clutch is connected or disconnected. This detection of clutch connection / disconnection is particularly important in a clutch employed in an automatic transmission. In other words, by accurately detecting the disengaged position and performing the shift control, it is possible to prevent shifting and distorting the gear before the clutch is disengaged, and by detecting the contact position accurately and performing the engine control, The clutch is prevented from slipping and being returned to the accelerator before it is completely joined. However, the clutch control response varies greatly depending on the temperature of the clutch hydraulic oil. When starting (especially when starting at a low temperature), the viscosity of the hydraulic oil is high, so the pressure loss in the hydraulic circuit and the control valve is large, and the control response of the clutch is significantly reduced. Therefore, the conventional clutch connection / disconnection detection method using hydraulic pressure sensing is improved if it can be sensed close to the clutch plate, but is not practical because it is extremely difficult in terms of structure.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As a technique that can solve such a problem, a clutch device (Japanese Patent Laid-Open No. 7-259887) that attempts to detect engagement / disengagement of a clutch from a piston stroke is disclosed. As shown in FIG. 7, in this clutch device, a step portion 2 is provided on the outer periphery of the piston 1 for clutch operation, and a proximity switch 5 and a sensing mechanism 6 are provided on a bracket 4 of the turbine shaft 3. . The sensing mechanism 6 includes a ball 7 that engages with the step portion 2 and a spring 8 that urges the ball 7 in a direction (protruding direction) to engage the step portion 2, and the rod 10 of the spring receiving portion 9 is close to the sensing mechanism 6. It is arranged close to the detection part of the switch 5. That is, when the piston 1 is retracted and the clutch 11 is disengaged, the ball 7 is engaged with the stepped portion 2 as shown by a two-dot chain line in the figure, and the rod 10 is raised and detected by the proximity switch 5. It will be in a state that is not. When the piston 1 moves forward and engages the clutch, the ball 7 is pushed and the rod 10 is lowered and is detected by the proximity switch 5. Therefore, ON / OFF of the proximity switch 5 corresponds to the clutch connection / disconnection.
[0005]
However, in this clutch device, since the proximity switch 5 is provided in the rotating portion (the bracket 4 of the turbine shaft 3), there is a problem that the detection accuracy and durability are not reliable due to the influence of the centrifugal force (G). was there. In addition, in order to take out the output of the proximity switch 5, complicated and expensive parts such as a slip ring are required, resulting in an increase in the number of parts and an increase in cost.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has a plurality of clutch plates provided on each of the input side and the output side, and a piston that applies a pressing force to the clutch plate, and is connected by connecting and disconnecting by driving the pistons. In a multi-plate clutch, a pulse sensor provided at a non-rotating portion of the wet multi-plate clutch and an axial direction following the movement of the piston provided at the rotating portion of the wet multi-plate clutch so as to face the pulse sensor. Pickup means, and configured to detect the state of clutch engagement / disengagement using the output of the pulse sensor.
[0007]
The present invention also relates to a power transmission device having a main clutch that operates by a piston to actuate a torque converter, the output shaft integrally including one clutch holder of the main clutch, and the other clutch of the main clutch. A piston holder that integrally includes a holder and a turbine portion of the torque converter and appropriately holds the piston, a cover portion that covers at least the piston holder, and an input shaft that integrally includes the cover portion and the pump portion of the torque converter. Provided, a pickup means that moves following the piston is provided in the piston holder and the cover portion, and a pulse sensor that faces the pickup means is provided in a housing disposed outside the cover portion.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0009]
1 and 2 show a clutch connection / disconnection detection device 20 according to the present invention. This clutch connection / disconnection detection device 20 is not rotated so as to appropriately face the pickup means 23 and the pickup means 23 provided in the rotating portion 22 so as to move following the connection / disconnection movement of the wet multi-plate clutch 19. It is mainly composed of a pulse sensor 25 provided in a housing 24 as a part.
[0010]
The wet multi-plate clutch 19 includes a plurality of clutch plates 21 provided on each of the input side and the output side, and a clutch piston 26 that applies a pressing force to the clutch plate 21, and the clutch piston 26 is driven to drive the clutch. The power transmission between the input shaft 27 and the output shaft 28 is controlled by bringing the plate 21 into press contact / separation connection. The clutch piston 26 is accommodated in a piston holder 29 that rotates along with the input shaft 27, and is urged in the direction of clutch disconnection by a return spring (not shown). The piston holder 29 is formed with an operating hydraulic path (not shown) for supplying operating hydraulic pressure to the piston head 26a. On the outer side of the piston holder 29, a cover portion 30 that extends in the radial direction from the input shaft 27 and is integrally formed, and a drive plate 32 that is attached to the input shaft 27 side by bolts 31 are provided. Further, a housing 24 is provided on the outer side, and is disposed so as to cover at least the cover portion 30.
[0011]
Coaxial through holes 33 and 34 are formed at appropriate positions of the piston holder 29 and the cover portion 30, and the clutch sensing piston 35 is formed in the through hole 33 of the piston holder 29 and the through hole 34 of the cover portion 30 is formed. A detent ball 36 and a pickup 37 are provided. That is, the clutch sensing piston 35, the detent ball 36, and the pickup 37 constitute a pickup means 23 that moves in the axial direction following the movement of the clutch piston 26. The through holes 33 and 34 are disposed so as to face the operating portion 26b of the clutch piston 26 in the axial direction. The piston holder 29 and the cover portion 30 at this position are formed with bulging portions 38 and 39 protruding to the engine side so that the through holes 33 and 34 can ensure a predetermined length. The clutch sensing piston 35 is a cylindrical body with both shaft ends appropriately rounded, and has an outer diameter smaller than the diameter of the through hole 33 and an axial length slightly longer than the length of the through hole 33. Yes. A return spring 40 is provided in the through hole 33 and urges the clutch sensing piston 35 in a direction in which the clutch sensing piston 35 comes into contact with the back surface of the clutch piston operating portion 26b (right direction in the figure). The return spring 40 is stretched between a small flange formed on the clutch sensing piston 35 and one end of a cylindrical spring holder 41 provided in the through hole 33. The spring holder 41 is interposed between the inner wall of the through hole 33 and the outer periphery of the clutch sensing piston 35, and the other end is engaged with the flange portion, thereby limiting the amount of protrusion of the clutch sensing piston 35 to the piston side. doing.
[0012]
The detent ball 36 has a diameter slightly smaller than the diameter of the through hole 34 and is movable in the axial direction in the hole. The detent ball 36 is formed by a flange 34 a formed at the piston side end of the through hole 34. The amount of protrusion is limited. The pickup 37 is formed of a cylindrical body having a head portion 37 a that abuts against the detent ball 36, and in this abutting state, an end surface 37 b opposite to the head portion 37 a is appropriately projected from the other end of the through hole 34. . Between the flange of the head portion 37a and the other end flange portion 34b of the through hole 34, a return spring 42 that biases the pickup 37 in a direction in which the detent ball 36 contacts the sensing piston 35 is provided. That is, when the clutch piston 26 presses the clutch plate 21, the sensing piston 35 and the detent ball 36 are moved to the limit position by the return springs 40 and 42, and the protruding amount of the pickup 37 is minimized (the state of FIG. 1). ) When the clutch piston 26 is separated from the clutch plate 21, the sensing piston 35 is pushed and moved to push the detent ball 36 and maximize the protruding amount of the pickup 37 (see FIG. 2 state). The drive plate 32 is formed with a hole 43 for avoiding interference with the bulging portion 39 of the cover portion 30.
[0013]
The pulse sensor 25 includes a main body 25a having a sensing portion 44 at the tip and a base portion 25b connected to a controller (not shown). A male screw 45 is formed on the outer periphery of the main body 25 a and is screwed into a female screw hole 46 formed in the housing 24 and fixed by a nut 47. When the pickup 37 is immersed and the distance S between the end face 37b and the sensing unit 44 is large, the pickup 37 is turned off. When the pickup 37 protrudes and the distance S is reduced, the pickup 37 is turned on and outputs a predetermined detection voltage. ing. For example, when the distance S is 2 mm or more, no output is produced, and when it is 1 mm or less, pulses are stably generated.
[0014]
Accordingly, in the clutch engagement state as shown in FIG. 1, the clutch piston 26 pushes the clutch plate 21, and therefore the pickup 37 is also separated from the pulse sensor 25 (distance S 1 ) because the sensing piston 35 protrudes toward the clutch piston. ) No output from the pulse sensor 25. Then, since the clutch piston 26 returns in the clutch disengaged state as shown in FIG. 2, the sensing piston 35 is pushed and the pickup 37 is brought close to the pulse sensor 25 (distance S 2 ) to generate a pulse output. At this time, as the clutch is disengaged, a pulse starts to generate noise, and eventually becomes a complete pulse (see FIG. 5). That is, ON of the pulse sensor 25 corresponds to clutch disengagement, and OFF of the pulse sensor 25 corresponds to clutch engagement.
[0015]
Thus, since the pickup means 23 that follows the clutch piston 26 and the pulse sensor 25 that senses its movement are provided, the output of the pulse sensor 25 is used to accurately connect and disconnect the wet multi-plate clutch 19. Moreover, it can be detected quickly, and clutch control can be performed in a short time. Since the pulse sensor 25 is provided in the housing 24 which is a fixed system, it is not affected by centrifugal force, and the structure for taking out the output may be very simple. That is, improvement in reliability and cost reduction are achieved. In addition, by monitoring the output voltage change caused by the gap change (S 1 to S 2 ) between the pickup 37 and the pulse sensor 25, not only the clutch connection / disconnection but also the transient region can be estimated.
[0016]
Next, a power transmission device according to the present invention will be described as a configuration including the clutch connection / disconnection detection device 20 of the above-described embodiment. As shown in FIG. 3, the power transmission device 50 is a unit that forms part of a transmission mechanism of a vehicle, and includes a main clutch 52 that is operated by a main clutch piston 51, and a torque converter that is activated by the main clutch 52. 53. The main clutch 52 is inserted so as to overlap between a plurality of drive plates 55 provided on the engine-side (drive-side) input shaft 54 and the drive plate 55, and is connected to an output shaft 56 on the transmission-side (driven side). It is comprised with the driven plate 57 provided. The torque converter 53 is constituted by a three-element impeller, and is provided with a pump unit 58 that rotates integrally with the input shaft 54, a turbine unit 59 that faces the pump unit 58, and a one-way clutch 60 in a fixed system. It consists of a stator part 61. That is, the rotation of the input shaft 54 causes the working fluid to circulate from the pump portion 58 toward the turbine portion 59 to give torque to the turbine portion 59 to rotate, and further flows into the pump portion 58 again through the stator portion 61. It is like that. The torque converter 53 is disposed on the transmission side with respect to the main clutch 52.
[0017]
The driven plate 57 is supported by the end portion of the clutch holder 62 extending radially outward of the output shaft 56, and is arranged in parallel in the axial direction. The base of the clutch holder 62 is connected to the output shaft 56 via a spline. The drive plate 55 is supported by a main clutch holder 64 adjacent to the clutch holder 62 via a bearing 63. The main clutch holder 64 is attached to the turbine part 59 with bolts (not shown) at the axial center side end. The radially outer end of the main clutch holder 64 is connected to a main clutch piston outer holder 65 that holds the main clutch piston 51. Inside the main clutch piston outer holder 65 is formed a cylinder chamber 66 for accommodating the main clutch piston 51 so as to be movable in the axial direction, and for supplying hydraulic pressure to the cylinder chamber 66 to operate the main clutch piston 51. An operating hydraulic circuit (not shown) is formed. A front cover 67 extending radially outward is integrally formed on the input shaft 54, and its extending end is connected to a torque converter housing 68 of the pump unit 58 by a bolt (not shown). . That is, the input shaft 54 and the pump portion 58 are integrally formed, and the front cover 67 and the torque converter housing 68 cover the main clutch 52 and its peripheral parts. The input shaft 54 is provided with a flywheel housing 70 via a bearing 69, and extends so as to cover the outer side in the axial direction and the outer side in the radial direction of the front cover 67, and is attached to a housing (not shown) on the transmission side. It is connected.
[0018]
The main clutch piston outer holder 65 is provided with a clutch sensing piston 35 that moves following the main clutch piston 51. The front cover 67 has a detent ball 36 that engages with the clutch sensing piston 35, and a detent. A pickup 37 that engages with the ball 36 is provided, and the pulse sensor 25 is fixed to the flywheel housing 70. That is, the clutch sensing piston 35, the detent ball 36, the pickup 37, and the pulse sensor 25 constitute the clutch connection / disconnection detection device 20 described in the above embodiment.
[0019]
In addition, a lock-up clutch 71 for directly connecting the input shaft 54 and the output shaft 56 is provided outside the main clutch 52 in the radial direction. In the lockup clutch 71, one clutch plate 72 is supported on the radially outer end of the main clutch holder 64, and the other clutch plate 73 is supported on the inner side of the end of the torque converter housing 68. A lock-up clutch piston 74 is provided at the end of the front cover 67 and is driven by a working fluid passing through the inside of the front cover 67 so as to press and separate the clutch plates 72 and 73. On the transmission side of the torque converter 53, an oil pump (not shown) is provided that is driven by the rotation of the input shaft 54 to form a predetermined hydraulic pressure.
[0020]
Therefore, when the main clutch 52 is disconnected and the lockup clutch 71 is disconnected, the pump portion 58 of the torque converter 53 is rotated by the rotation of the input shaft 54, and the turbine portion 59, the main clutch holder 64, and the main clutch piston outer holder are rotated. 65 rotates with the working fluid as a medium, but the power is not transmitted to the output shaft 56. When the main clutch piston 51 is driven and the main clutch 52 is engaged and the lock-up clutch 71 is disengaged, the torque converter 53 operates, and the output side is connected to the input shaft via the swivel portions (59, 64, 65). The torque of 54 is transmitted, and the output shaft 56 rotates appropriately. When the lock-up clutch piston 74 is further driven and the main clutch 52 and the lock-up clutch 71 are brought into contact, the rotation on the input side is directly transmitted to the swivel portions (59, 64, 65), and the output shaft 56 rotates integrally with the input shaft 54. The pulse sensor 25 detects the movement of the main clutch piston 51 as presence / absence of pulse output via the clutch sensing piston 35, the detent ball 36, and the pickup 37.
[0021]
Next, referring to FIG. 4, an example of a transmission mechanism for a vehicle incorporating the power transmission device 50 will be described. This speed change mechanism is an automatic speed change system based on a manual transmission 75, and the power transmission device 50 is provided between the engine 76 and the transmission 75 instead of the clutch portion. The unit of the power transmission device 50 is provided with an electromagnetic valve 77 for a main clutch and an electromagnetic valve 78 for lock-up of the operating hydraulic circuit, and is controlled by a control unit 79 to which the pulse sensor 25 is connected. It is like that. An oil cooler 80 is connected to the hydraulic circuit via a pipe 81, and a temperature sensor 82 and a pressure sensor 83 provided in the middle of the pipe 81 are used to detect the state of the hydraulic pressure related to the clutch operation as backup information. 79 is connected.
[0022]
The transmission 75 is provided with a transmission operation actuator (gear shift unit) 84. The transmission operation actuator 84 operates by appropriately supplying air from the air supply means 86 by switching the electromagnetic valve 85 by the control unit 79, and performs a gear shift. The air supply means 86 includes an air tank 88 connected to the engine compressor 87 and an air pipe 90 provided with a relief valve 89. The tip of the air pipe 88 is connected to the transmission operation actuator 84 (electromagnetic valve 85). Yes. The air tank 88 is provided with a pressure switch 91 connected to the control unit 79. In addition, the transmission 75 is provided with a vehicle speed sensor 92 and an input shaft rotation sensor 93, which are respectively connected to the control unit 79. An accelerator sensor 94, a change lever 95, and an emergency control switch 96 capable of shifting all stages are provided on the input side of the control unit 79, and a gear display (inside the meter) 97 and a diagnosis monitor 98 are provided on the output side. It has been. In addition, a control unit 102 of an electronic control governor that exchanges signals is provided along with the control unit 79, and appropriately controls the rack 105 of the fuel injection pump 104 based on the detection value of the engine rotation sensor 103 and the like. Yes.
[0023]
The power transmission device 50 and transmission course of this embodiment can add the following functions to a normal manual transmission. (1) Since the torque converter 53 can be used at the time of starting, a half clutch and complicated clutch control are not required. (2) The contact shock at the time of shifting can be used by the torque converter 53. (3) Since the manual transmission 75 is used, the gear ratio selection range is wider and deeper than the torque converter automatic transmission system using the planetary gear, making it possible to set a deep gear ratio. (4) The clutch life can be extended. (5) When combined with a transmission having an automatic transmission mechanism, it can be used as an automatic transmission, and when combined with a normal transmission, it can be used as an automatic clutch. (6) Since the torque converter 53 is used at the coupling portion with the engine 76, noise and vibration of the drive system can be reduced.
[0024]
In the above embodiment, since the lockup clutch 71 of the torque converter 53 is provided, the clutch holder (main clutch piston outer holder 65) is present inside the front cover 67. However, the present invention is independent. The present invention can also be applied to a normal hydraulic multi-plate clutch used. For example, as shown in FIG. 6, in this type of clutch device, a holder 112 of one clutch plate 111 is attached to an output shaft 113, and a holder of the other clutch plate 114 constitutes a rear clutch case 115. The rear clutch case 115 is connected to the front clutch case 117 by a bolt 116, and the front clutch case 117 is connected to the flange portion of the input shaft 118 by a bolt 119. That is, the rotation of the input shaft 118 causes the clutch cases 115 and 117 and the other clutch plate 114 to rotate together. A clutch piston 120 is provided in the front clutch case 117, and the clutch piston 120 is appropriately driven by the hydraulic pressure from the hydraulic circuit and the urging force of the return spring 121. Accordingly, the front clutch case 117 is provided with a detent ball 36 slidably in contact with the back surface of the clutch piston 120 and a pickup 37 engaged with the detent ball 36, and is opposed to the housing 121 as a non-rotating portion. By providing 25, movement of the clutch piston 120 (clutch connection / disconnection) can be accurately detected by the presence or absence of a pulse output.
[0025]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, since the pickup means that moves following the connection / disconnection movement of the wet multi-plate clutch and the pulse sensor that appropriately opposes the pickup means, the clutch is utilized by using the output of the pulse sensor. Disconnection can be accurately detected. And since the pulse sensor is provided in the non-rotating part, it is not affected by centrifugal force, and the structure for taking out the output can be very simple, so that the improvement in reliability and cost reduction can be achieved. The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a clutch connection / disconnection detection device according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view for explaining the operation of FIG. 1;
FIG. 3 is a side sectional view showing an embodiment of a power transmission device according to the present invention.
4 is a block diagram for explaining the operation of FIG. 3; FIG.
5 is a relationship diagram between a distance (gap) and an output voltage for explaining an operation of a pulse sensor of the clutch connection / disconnection detection device of FIG. 1;
FIG. 6 is a sectional side view of a main part showing another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side sectional view showing a conventional clutch connection / disconnection detection device.
[Explanation of symbols]
19 Wet multi-plate clutch 20 Clutch connection / disconnection detection device 21 Clutch plate 22 Rotating part 23 Pickup means 24 Housing (non-rotating part)
25 Pulse sensor 26 Clutch piston (piston)
27, 54 Input shaft 28, 56 Output shaft 29 Piston holder 30 Cover portion 35 Clutch sensing piston (pickup means)
36 Detent ball (pickup means)
37 Pickup (Pickup means)
50 Power transmission device 51 Main clutch piston (piston)
52 Main clutch 53 Torque converter 58 Pump part 59 Turbine part 62 Clutch holder (one clutch holder)
64 Main clutch holder (the other clutch holder)
65 Main clutch piston outer holder (piston holder)
67 Front cover (cover part)
70 Flywheel housing (housing)

Claims (2)

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。In the wet multi-plate clutch having a plurality of clutch plates provided on each of the input side and the output side and a piston for applying a pressing force to the clutch plate, and performing connection / disconnection by driving the piston, the wet multi-plate A pulse sensor provided in a non-rotating portion of the clutch; and a pickup means provided in the rotating portion of the wet multi-plate clutch so as to face the pulse sensor and moving in the axial direction following the movement of the piston. A clutch engagement / disconnection detection device configured to detect a clutch engagement / disengagement state using the output of the pulse sensor. 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。A power transmission device having a main clutch that operates by a piston to operate a torque converter, the output shaft integrally including one clutch holder of the main clutch, the other clutch holder of the main clutch, and the An input shaft that integrally includes a turbine portion of a torque converter and that appropriately holds the piston, a cover portion that covers at least the piston holder, and a cover portion and a pump portion of the torque converter. A pickup means that moves following the piston is provided in the piston holder and the cover portion, and a pulse sensor that faces the pickup means is provided in a housing disposed outside the cover portion. Power transmission device.
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