JPH08121585A - Torque sensor for automatic transmission - Google Patents

Torque sensor for automatic transmission

Info

Publication number
JPH08121585A
JPH08121585A JP26037994A JP26037994A JPH08121585A JP H08121585 A JPH08121585 A JP H08121585A JP 26037994 A JP26037994 A JP 26037994A JP 26037994 A JP26037994 A JP 26037994A JP H08121585 A JPH08121585 A JP H08121585A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
brake
change
clutch
automatic transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP26037994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norio Mima
紀雄 三摩
Ikuo Hayashi
育生 林
Hidehiro Oba
秀洋 大庭
Hiromichi Kimura
弘道 木村
Nobuaki Takahashi
信明 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc, Toyota Motor Corp filed Critical Nippon Soken Inc
Priority to JP26037994A priority Critical patent/JPH08121585A/en
Publication of JPH08121585A publication Critical patent/JPH08121585A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

PURPOSE: To eliminate a one-way clutch to lock a carrier by a torque sensor capable of detecting displacement of the carrier in a planetary gear system of an automatic transmission. CONSTITUTION: Spline type teeth 67, 67 are formed on a brake plate 61 of a clutch brake to fix a friction material to be connected to a carrier by way of sandwiching it, and a tooth 68 to insert between them with a clearance left is formed on the side of a case 60. A magnet 91 is installed in the tooth 68 and hole elements 92, 93 are installed on both sides of it. When torque working on the carrier becomes zero in the middle of upshifting from second gear speed to third gear speed, the tooth 68 comes to the middle of the teeth 67, and when it is detected, the clutch brake is released.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車に搭載
される自動変速装置(A/T)に係り、特に変速作動中
のトルク相においてクラッチブレーキに作用するトルク
の方向を検出することができるA/T用の小型トルク検
出センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to an automatic transmission (A / T) mounted on an automobile, and more particularly, it can detect the direction of torque acting on a clutch brake in a torque phase during a gear shifting operation. The present invention relates to a small torque detection sensor for A / T.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動変速装置には普通、遊星歯車機構が
組み込まれている。ここで、遊星歯車機構とは、図7に
示すように、サンギヤ30およびリングギヤ40と、こ
れらのギヤ30および40と同一の軸線上で回転し得る
キャリア20と、該キャリア20によって回転可能に支
持されてサンギヤ30およびリングギヤ40と同時に噛
み合う数個のピニオンギヤ10(図7には1個のみを示
す)とからなる歯車列のことである。なお、50は入力
軸を、51は出力軸を示す。従来の自動変速装置では、
遊星歯車機構の各要素をクラッチブレーキ、バンドブレ
ーキ、ワンウェイクラッチ等の摩擦要素により固定し、
入力、出力、反力の要素を切り換えることにより変速が
行われていた。
2. Description of the Prior Art Automatic transmissions usually incorporate a planetary gear mechanism. Here, the planetary gear mechanism is, as shown in FIG. 7, a sun gear 30 and a ring gear 40, a carrier 20 that can rotate on the same axis as those gears 30 and 40, and a rotatably supported by the carrier 20. The gear train includes a plurality of pinion gears 10 (only one is shown in FIG. 7) that are engaged with the sun gear 30 and the ring gear 40 at the same time. In addition, 50 shows an input shaft and 51 shows an output shaft. In the conventional automatic transmission,
Fix each element of the planetary gear mechanism with friction elements such as clutch brake, band brake, one-way clutch,
Shifting was performed by switching the input, output, and reaction force elements.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
おいては自動変速機の高効率化・軽量化・小型化を目的
として、ワンウェイクラッチの廃止、即ち、全変速範囲
にわたってクラッチ・ツウ・クラッチによる変速制御が
考えられている。その理由としては、ワンウェイクラッ
チは体格が大きくコストが高いので廃止するのが望まし
いこと、また図8に示すように、一般的なキャリア20
の固定方法として、通常の入力側駆動時にはワンウェイ
クラッチ21を作用させるが、出力側駆動時、即ちエン
ジンブレーキ作用時には他のクラッチブレーキ22を作
用させるというように、二つの摩擦要素を併用する必要
があることが挙げられる。
However, recently, in order to improve the efficiency, weight and size of an automatic transmission, the one-way clutch is abolished, that is, shift control by clutch-to-clutch over the entire shift range. Is being considered. The reason for this is that the one-way clutch is large in size and high in cost, so it is desirable to discontinue it, and as shown in FIG.
As a method of fixing the above, it is necessary to use two friction elements in combination, such that the one-way clutch 21 is actuated during normal driving on the input side, but another clutch brake 22 is actuated during driving on the output side, that is, when the engine brake is actuated. There is one thing.

【0004】図9にA/Tの2速および3速の定常時に
おけるブレーキの作動係合状態を示す。2速ではサンギ
ヤ30の一方向の回転を止めるワンウェイクラッチ31
をバックアップするブレーキ32をフリーにし、キャリ
ア20のブレーキ22をロックする。一方3速ではブレ
ーキ32をロックし、ブレーキ22をフリーにする。従
って、ワンウェイクラッチ21を廃止して、クラッチブ
レーキ22のみによる変速制御、即ちクラッチ・ツウ・
クラッチ変速制御(2速から3速へのアップシフト)を
行うためには、従来ワンウェイクラッチ21が機能して
いた場合のようにブレーキ22を理想的な時期にフリー
にする必要がある。このフリータイミング信号を得る手
段として、図9中に矢印によって示すように、2速時に
おいてクラッチブレーキ22には入力軸50の回転方向
とは反対方向のトルクが印加される一方、3速時におい
ては入力軸50の回転方向と同方向のトルクが印加され
ることから、このトルクの方向が切り換わるゼロポイン
トを利用することが考えられている。
FIG. 9 shows the operational engagement state of the brake during steady operation of the second and third speeds of A / T. A one-way clutch 31 that stops the unidirectional rotation of the sun gear 30 in the second speed
The brake 32 that backs up the vehicle is freed, and the brake 22 of the carrier 20 is locked. On the other hand, in the third speed, the brake 32 is locked and the brake 22 is free. Therefore, the one-way clutch 21 is abolished, and the shift control using only the clutch brake 22, that is, the clutch toe
In order to perform the clutch shift control (upshift from the 2nd speed to the 3rd speed), it is necessary to make the brake 22 free at an ideal time as in the case where the one-way clutch 21 has conventionally been functioning. As a means for obtaining this free timing signal, as shown by the arrow in FIG. 9, torque in the direction opposite to the rotation direction of the input shaft 50 is applied to the clutch brake 22 in the second speed, while in the third speed. Since torque is applied in the same direction as the rotation direction of the input shaft 50, it is considered to use the zero point at which the direction of this torque switches.

【0005】この目的に使用可能なトルクセンサが実開
平3−125234号公報に記載されている。このセン
サは被測定軸に接着したアモルファス膜の周囲に検出コ
イルを取り付けて、磁歪の変化に対応した出力電圧を検
出コイルに発生させるものである。従って、このトルク
センサを上記ゼロポイントを検出する目的に利用する場
合には、それが回転軸に取り付けられるものであるため
に、取り付け場所についての制約を受けることになる。
また、一般的な磁歪式、あるいはひずみゲージ式などの
検出方式をこの目的のセンサとして用いると、A/T内
部の熱やオイルの影響を受けてゼロポイント検出の精度
が低下するという問題がある。
A torque sensor that can be used for this purpose is described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-125234. In this sensor, a detection coil is attached around an amorphous film bonded to the shaft to be measured, and an output voltage corresponding to a change in magnetostriction is generated in the detection coil. Therefore, when this torque sensor is used for the purpose of detecting the zero point, it is attached to the rotary shaft, so that the place of attachment is restricted.
Further, if a general detection method such as a magnetostriction method or a strain gauge method is used as a sensor for this purpose, there is a problem that the accuracy of zero point detection is lowered due to the influence of heat and oil inside the A / T. .

【0006】そこで、本発明ではこのクラッチ・ツウ・
クラッチ変速制御に不可欠な、クラッチブレーキに作用
するトルクの方向の変換点(ゼロポイント)を正確に検
出するために、回転軸に取り付ける必要のないセンサを
提供することを目的とする。
Therefore, in the present invention, the clutch toe
An object of the present invention is to provide a sensor that does not need to be attached to a rotating shaft in order to accurately detect a conversion point (zero point) in the direction of torque acting on a clutch brake, which is essential for clutch shift control.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、トルク印加時におけるキャリアあるい
はクラッチブレーキの可動部分の挙動変化からトルクの
方向が変化するゼロポイントを検出することを特徴とす
る。即ち、トルクの方向を検出するためのセンサは、磁
石と一体化されたホール素子(均等手段を含む)から構
成され、検出要素であるキャリアまたはクラッチブレー
キの可動部分の位置変化によりホール素子内を通過する
磁束数が変化するのを利用して、キャリアあるいはクラ
ッチブレーキの可動部分の変位を検出することを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a zero point at which the direction of torque changes is detected from a behavior change of a carrier or a movable part of a clutch brake when torque is applied. And That is, the sensor for detecting the direction of the torque is composed of a Hall element (including an equalizing means) integrated with the magnet, and the Hall element inside the Hall element is changed by the position change of the carrier which is the detection element or the movable part of the clutch brake. It is characterized in that the displacement of the carrier or the movable part of the clutch brake is detected by utilizing the change in the number of passing magnetic fluxes.

【0008】[0008]

【作用】上記構成よりなる本発明のA/T用小型トルク
センサによれば、ホール素子内を通過する磁束数を計測
することにより、その変化からキャリアのロック状態の
前後におけるキャリアあるいはクラッチブレーキの可動
部分の微小な位置変化を検出し、結果としてクラッチブ
レーキに加わるトルクの方向の変化を判別することがで
きる。
According to the small torque sensor for A / T of the present invention having the above structure, by measuring the number of magnetic fluxes passing through the Hall element, the change causes the change in the carrier or clutch brake before and after the locked state of the carrier. It is possible to detect a slight change in the position of the movable portion, and as a result, it is possible to determine the change in the direction of the torque applied to the clutch brake.

【0009】[0009]

【実施例】以下、請求項2に対応する本発明の第1の実
施例を図面により詳述する。以下の各実施例において
も、先に述べた従来例と実質的に同じ構造部分について
は、同じ参照符号を付すことによって重複する説明を省
略することにする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention corresponding to claim 2 will be described in detail below with reference to the drawings. Also in each of the following embodiments, the same reference numerals are given to the substantially same structural parts as the above-mentioned conventional example, and the duplicated description will be omitted.

【0010】一般的な自動変速装置に使用される多板式
クラッチブレーキの構造を図1(a),(b)に示す。
クラッチブレーキ22は、ギヤの回転を伝達するキャリ
ア20と、キャリア20の回転を受ける摩擦材23と、
摩擦材23の回転を受けるブレーキプレート(可動部
分)61と、ブレーキプレート61の回転を止めるA/
Tケース60とからなる。キャリア20と摩擦材23
は、図1(b)に例示するように、それぞれテーパ状に
なったスプラインの歯24および25によって軸方向に
のみ相対的に移動可能に結合し、摩擦材23はブレーキ
プレート61と交互に重なり合って組み付けられ、ブレ
ーキプレート61とケース60は、ロック時の回り止め
の機能とブレーキのトルク容量を考慮して、図1(b)
に例示するようなケース60の軸方向の溝62と、ブレ
ーキプレート61の歯やエンドプレート63の歯64が
係合するスプライン構造として組み付けられている。さ
らに、ブレーキプレート61とケース60との間には、
組み付け性を考慮して僅かのクリアランス(溝幅と歯幅
の差)が存在し、それによってブレーキプレート61は
僅かに可動である。従って、この場合はブレーキプレー
ト61が「可動部分」と呼んでいるものに相当する。な
お、図1において65はクラッチブレーキ22を操作す
る油圧ピストンを、66はスナップリングを示す。
The structure of a multi-plate clutch brake used in a general automatic transmission is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b).
The clutch brake 22 includes a carrier 20 that transmits the rotation of the gear, a friction material 23 that receives the rotation of the carrier 20,
A brake plate (movable part) 61 that receives the rotation of the friction material 23, and A / that stops the rotation of the brake plate 61.
It consists of a T case 60. Carrier 20 and friction material 23
1 is movably coupled only in the axial direction by means of tapered spline teeth 24 and 25, respectively, as illustrated in FIG. 1 (b), and the friction material 23 alternately overlaps the brake plate 61. The brake plate 61 and the case 60 are assembled as shown in FIG. 1B in consideration of the function of the detent when locking and the torque capacity of the brake.
The spline structure in which the axial groove 62 of the case 60 and the teeth 64 of the brake plate 61 and the teeth 64 of the end plate 63 engage with each other is exemplified. Furthermore, between the brake plate 61 and the case 60,
There is a slight clearance (difference between the groove width and the tooth width) in consideration of the assemblability, so that the brake plate 61 is slightly movable. Therefore, in this case, the brake plate 61 corresponds to what is called a "movable part". In FIG. 1, 65 is a hydraulic piston for operating the clutch brake 22, and 66 is a snap ring.

【0011】2速から3速へアップシフトする時の、キ
ャリア20の挙動を図2に示す。定常状態では2速でも
3速でもキャリア20はブレーキ22によってロックさ
れているので、キャリア20とブレーキ22の摩擦材2
3との間に相対的な移動はない筈であるが、実際には、
2速では予め正のトルクが印加されているので、図2
(a)に示すように、キャリア20のテーパ状スプライ
ンの歯24が、テーパの作用により摩擦材23のテーパ
状スプラインの歯25に対して僅かな角度だけ矢印で示
す回転方向に食い込んで、正のトルクの大きさに応じた
分だけの微小な相対変位が両者間に生じている。3速に
移行するにつれて正のトルクが減少すると、摩擦材23
の歯25に対するキャリア20の歯24の食い込み量は
減少し、トルクがゼロになると図2(b)に示すように
キャリア20の歯24は摩擦材23の歯25の間の中心
に来て、両者は非係合のフリーな状態になる。これが本
発明のセンサによって検出すべきトルクのゼロポイント
の状態である。その状態から3速へ移行するためにさら
に負のトルクが印加されると、キャリア20はテーパの
作用によって、先とは反対側の摩擦材23に対して僅か
に回転方向に食い込んで、図2(c)に示す状態にな
る。その後、溝62と突起64の間のクリアランス分だ
け矢印で示すトルクの印加方向へ回転して3速の定常状
態になる。
The behavior of the carrier 20 when upshifting from the 2nd speed to the 3rd speed is shown in FIG. In the steady state, the carrier 20 is locked by the brake 22 in both the second speed and the third speed.
There should be no relative movement with 3, but in reality,
Since the positive torque is applied in advance at the 2nd speed,
As shown in (a), the teeth 24 of the tapered spline of the carrier 20 bite into the teeth 25 of the tapered spline of the friction material 23 by a taper action in the rotational direction indicated by the arrow to form a positive angle. A minute relative displacement corresponding to the magnitude of the torque is generated between the two. When the positive torque decreases as the gear shifts to the third speed, the friction material 23
The biting amount of the tooth 24 of the carrier 20 with respect to the tooth 25 of the carrier 20 decreases, and when the torque becomes zero, the tooth 24 of the carrier 20 comes to the center between the teeth 25 of the friction material 23 as shown in FIG. Both are in a non-engaged free state. This is the state of the zero point of torque to be detected by the sensor of the present invention. When a further negative torque is applied to shift from that state to the third speed, the carrier 20 slightly dents in the direction of rotation with respect to the friction material 23 on the side opposite to the tip due to the action of the taper, and the carrier 20 shown in FIG. The state shown in FIG. Thereafter, the clearance between the groove 62 and the protrusion 64 is rotated in the torque application direction indicated by the arrow by the amount corresponding to the clearance between the groove 62 and the projection 64, and the steady state of the third speed is achieved.

【0012】このように、変速の過渡期において、キャ
リア20には、戻り・食い込み・回転の3つの動作が現
れるので、その際のキャリア20の食い込みがなくなる
点を検出することによって、図1(b)の状態のように
トルクの方向が正逆反転する点(ゼロポイント)を判別
することが可能になる。但し、通常の運転状態ではキャ
リア20がロックされないで回転している期間があり、
それが2速の定常状態になるとブレーキプレート61に
よって摩擦材23がロックされて、キャリア20の回転
が停止する。従って、キャリア20の停止位置も様々で
あるから、キャリア20の回転角から食い込みによる微
小な回転角を識別する方法が必要になるので、それにつ
いては後に詳述する。
As described above, in the transition period of the shift, the carrier 20 undergoes three operations of return, bite, and rotation. Therefore, by detecting the point where the bite of the carrier 20 disappears at that time, as shown in FIG. It becomes possible to determine a point (zero point) at which the direction of torque reverses normally and reversely as in the state of b). However, in a normal operating state, there is a period in which the carrier 20 is rotating without being locked,
When it reaches the steady state of the second speed, the friction material 23 is locked by the brake plate 61 and the rotation of the carrier 20 is stopped. Therefore, since the stop position of the carrier 20 also varies, a method of identifying a minute rotation angle due to biting from the rotation angle of the carrier 20 is required, which will be described later in detail.

【0013】図3(a)に請求項1に対応する本発明の
基本的な構成を示す。図3(a)に図示したものは、よ
り具体的に、スプラインの形状をしているキャリア20
の歯車状の外周面の凹凸を、ホール素子のような磁気検
出素子70によって検知し、変位前後の出力電圧の差
(ΔV)からキャリア20の変位の有無を検出するよう
になっている。この場合、磁気検出素子70の前に停止
したキャリア20の部分がフラットな形状であれば、図
3(b)に示すようにΔV=0となる場合があるので、
微小な変位を検出することができない。(もっとも、ス
プラインの歯24,25の形が三角形の鋸歯状態であれ
ば、検出が可能になる場合もある。)
FIG. 3A shows a basic structure of the present invention corresponding to claim 1. More specifically, what is shown in FIG. 3A is a carrier 20 having a spline shape.
The unevenness of the gear-shaped outer peripheral surface is detected by a magnetic detection element 70 such as a Hall element, and the presence or absence of displacement of the carrier 20 is detected from the difference (ΔV) in output voltage before and after displacement. In this case, if the portion of the carrier 20 stopped before the magnetic detection element 70 has a flat shape, ΔV = 0 may occur as shown in FIG.
Small displacement cannot be detected. (However, if the shape of the spline teeth 24 and 25 is a triangular sawtooth state, detection may be possible in some cases.)

【0014】そこで、キャリア20の形状の影響を受け
ない検出装置の好適例を図4に示す。磁石71と一体化
されたホール素子72からなる3個の位置検出センサ7
3a,73b,73cを、図4(a)及び図4(c)に
示すようにスプライン状のキャリア20の側面に近接し
て固定的に設置し、通過する凹凸を検知する各センサ7
3の単位時間当りの出力電圧の変化(ΔV/Δt)から
キャリア20の変位の有無を検出する。図3に示したよ
うに、センサ73が1個の場合は、キャリア20の形状
によって出力変化を検出することができない場合がある
ため、検出不可能な部分を補う必要から複数個のセンサ
73a〜73cを用いている。この場合は複数個のセン
サ73a〜73cが、どのような場合でも同時にキャリ
ア20のフラットな部分に対向することがないように、
それらのセンサの位置を選択すればよい。図4(b)に
おいてセンサ73a,73b,73cの出力電圧の変化
がそれぞれV1 ,V2 ,V3 として示されている。正弦
波に近い波形が生じるのは、キャリア20自体が回転す
るためである。しかし、2速または3速の定常状態にな
るとキャリア20はロックされて、正弦波は消える。キ
ャリア20がブレーキ22によってロックされている状
態でも、前述のように摩擦材23への食い込みによって
微小な回転角だけ動いているときは、出力電圧の微分値
について次の条件が成立する。
Therefore, FIG. 4 shows a preferred example of the detection device which is not affected by the shape of the carrier 20. Three position detection sensors 7 including Hall element 72 integrated with magnet 71
3a, 73b, 73c are fixedly installed near the side surface of the spline-shaped carrier 20 as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (c), and each sensor 7 for detecting unevenness passing therethrough.
The presence or absence of displacement of the carrier 20 is detected from the change (ΔV / Δt) in the output voltage per unit time of 3. As shown in FIG. 3, when the number of the sensors 73 is one, it may not be possible to detect the output change depending on the shape of the carrier 20, so that it is necessary to compensate for the undetectable portion, and the plurality of sensors 73a to 73a. 73c is used. In this case, the plurality of sensors 73a to 73c should not face the flat portion of the carrier 20 at the same time in any case.
The positions of those sensors may be selected. In FIG. 4B, changes in the output voltage of the sensors 73a, 73b, 73c are shown as V 1 , V 2 , and V 3 , respectively. A waveform close to a sine wave is generated because the carrier 20 itself rotates. However, in the steady state of the second speed or the third speed, the carrier 20 is locked and the sine wave disappears. Even when the carrier 20 is locked by the brake 22, when the carrier 20 moves by a minute rotation angle due to the biting into the friction material 23 as described above, the following condition is satisfied for the differential value of the output voltage.

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】従って、前記条件(1)に示す微分値の絶
対値が全て0であるときは、キャリア20に作用するト
ルクは0と判定してよく、その状態が前述のトルクの方
向の変換点、即ちゼロポイントであって、図2の(b)
の状態に対応する。
Therefore, when all the absolute values of the differential values shown in the condition (1) are 0, it may be judged that the torque acting on the carrier 20 is 0, and that state is the conversion point in the direction of the torque described above. That is, at the zero point, (b) of FIG.
Corresponding to the state of.

【0017】以上に述べた点について、図5及び図6を
参照して更に詳細に説明する。まず、キャリア20の変
位に対するいずれか1個のセンサ73のホール素子72
の出力特性を図5に示す。出力電圧はホール素子72内
を通過する磁束数によって決定されるため、キャリア2
0がセンサ73のホール素子72から遠ざかるにつれて
出力は低下する。
The above points will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6. First, the Hall element 72 of any one sensor 73 with respect to the displacement of the carrier 20.
The output characteristics of the are shown in FIG. Since the output voltage is determined by the number of magnetic fluxes passing through the Hall element 72, the carrier 2
The output decreases as 0 moves away from the Hall element 72 of the sensor 73.

【0018】図6(a)に3個のセンサ73a〜73c
を使用した変位検出システム(広義のセンサ)の構成を
ブロック図として示す。このシステムは、センサ73を
含みキャリア20の変位を示すアナログ信号を出力する
センシング回路80と、センシング回路80によって得
られたアナログ信号を単位時間当りの出力変化に換算す
る微分回路81と、微分回路81において得られた微分
値が所定のしきい値以上かどうかを判定するウインドコ
ンパレータからなる変位判定回路82と、それぞれのセ
ンサ73に基づく変位判定回路82の出力の論理和をと
る出力回路83とからなり、これらの作用は図6(b)
に示されている。このようにして図6(a)に示す変位
検出システムはキャリア20の変位を示す信号を出力す
る。
FIG. 6A shows three sensors 73a to 73c.
The configuration of a displacement detection system (sensor in a broad sense) using the is shown as a block diagram. This system includes a sensing circuit 80 including a sensor 73, which outputs an analog signal indicating the displacement of the carrier 20, a differentiating circuit 81 for converting the analog signal obtained by the sensing circuit 80 into an output change per unit time, and a differentiating circuit. A displacement determination circuit 82 that includes a window comparator that determines whether the differential value obtained in 81 is greater than or equal to a predetermined threshold value, and an output circuit 83 that ORs the outputs of the displacement determination circuits 82 based on the respective sensors 73. And these actions are shown in FIG. 6 (b).
Is shown in. In this way, the displacement detection system shown in FIG. 6A outputs a signal indicating the displacement of the carrier 20.

【0019】また、この例ではセンサ73を3個用いて
変位検出システムを構成しているが、キャリア20の形
状に応じてセンサ73の数を増減調整すればよい。セン
サ(センシングエレメント)73はホール素子72に限
らず、同様な作動をするMREなどを用いてもよく、検
出位置についてもスペースが許す限り図3に示す磁気検
出素子70のように、キャリア20の外周の外側に近接
して複数個の位置検出センサ73a〜73cを配置して
もよい。
Further, in this example, the displacement detecting system is constructed by using three sensors 73, but the number of sensors 73 may be increased or decreased according to the shape of the carrier 20. The sensor (sensing element) 73 is not limited to the hall element 72, and an MRE or the like that operates in the same manner may be used. As long as space allows the detection position, the magnetic detection element 70 shown in FIG. A plurality of position detection sensors 73a to 73c may be arranged near the outside of the outer circumference.

【0020】以下、請求項3に対応する本発明の第2の
実施例を図面により詳述する。図10に、クラッチブレ
ーキ22にトルクを印加した場合における。クラッチブ
レーキ22の可動部分であるブレーキプレート61の具
体的な挙動を示す。まず、2速時において、キャリアの
回転力がクラッチブレーキ22のブレーキプレート61
にトルクとして加わると、ブレーキプレート61は、A
/Tケース60の溝62とブレーキプレート61の歯6
7とのクリアランス分だけ、矢印によって示すトルク印
加方向へ回転する。次に、3速へアップシフトすると、
図9に示した通り、2速時と3速時ではキャリア20の
回転方向が反対になるので、ブレーキ22の作動係合状
態が変化する。ゆえに、ブレーキ22には反対方向のト
ルクが加わり、2速時に最小であった図10におけるブ
レーキプレート61の歯67の左側のクリアランスは3
速時には最大になる。従って、このプレート61の微小
な位置変化を検出することによってトルクの方向を判別
することができる。
A second embodiment of the present invention corresponding to claim 3 will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 10 shows the case where torque is applied to the clutch brake 22. The specific behavior of the brake plate 61, which is the movable part of the clutch brake 22, is shown. First, in the second speed, the rotational force of the carrier is the brake plate 61 of the clutch brake 22.
When torque is applied to the brake plate 61,
/ Groove 62 of T case 60 and tooth 6 of brake plate 61
It rotates in the direction of torque application indicated by the arrow by the amount of the clearance with 7. Next, if you upshift to 3rd speed,
As shown in FIG. 9, since the rotation directions of the carrier 20 are opposite in the second speed and the third speed, the operation engagement state of the brake 22 changes. Therefore, torque in the opposite direction is applied to the brake 22, and the minimum clearance on the left side of the teeth 67 of the brake plate 61 in FIG.
Maximum at high speed. Therefore, the direction of the torque can be determined by detecting the minute position change of the plate 61.

【0021】図11に第2実施例の要部である検出装置
90の構造を示す。検出装置90は、A/Tケース60
からブレーキプレート61の2個の歯67の間に延びる
ように形成される歯68の内部に設けられた1個の磁石
91と、その両側に一体的に配置された2個のホール素
子92および93からなる。それぞれのホール素子9
2,93の、ブレーキプレート61の変位に対する出力
特性を図12に示す。出力はホール素子内を通過する磁
束数によって決定されるため、2個のホール素子92,
93の一方では、ブレーキプレート61の歯68が遠ざ
かるにつれて出力が低下する。反対にもう一方のホール
素子ではブレーキプレートが近づくために出力が上昇す
る。図13に、変位検出システムにおける信号処理回路
の要部のブロック図を示す。この例では、それぞれ定電
流回路に接続された出力特性の相反する2つのホール素
子92および93の出力電圧を、差動アンプ94,95
によって増幅したのちコンパレータ96に入力し、それ
ぞれの出力電圧が等しくなる点で出力端子97の2値信
号が反転するディジタル出力方式をとっている。本構成
によれば、環境温度の変動があっても、それぞれのホー
ル素子92,93が温度の影響を均等に受けるため、コ
ンパレートレベルが変動して判定レベルが変わるという
不都合がなくなる。
FIG. 11 shows the structure of a detecting device 90 which is the main part of the second embodiment. The detection device 90 is an A / T case 60.
A magnet 91 provided inside a tooth 68 formed so as to extend between two teeth 67 of the brake plate 61, and two Hall elements 92 integrally arranged on both sides of the magnet 91. It consists of 93. Each hall element 9
FIG. 12 shows the output characteristics of Nos. 2 and 93 with respect to the displacement of the brake plate 61. Since the output is determined by the number of magnetic fluxes passing through the Hall element, two Hall elements 92,
On one side of 93, the output decreases as the teeth 68 of the brake plate 61 move away. On the other hand, in the other Hall element, the output increases as the brake plate approaches. FIG. 13 shows a block diagram of a main part of a signal processing circuit in the displacement detection system. In this example, the output voltages of the two Hall elements 92 and 93 connected to the constant current circuit and having opposite output characteristics are supplied to the differential amplifiers 94 and 95.
After being amplified by, the signal is input to the comparator 96, and the binary signal at the output terminal 97 is inverted at the point where the respective output voltages become equal. According to this configuration, even if the environmental temperature fluctuates, the Hall elements 92 and 93 are equally affected by the temperature, so that there is no inconvenience that the comparison level fluctuates and the judgment level changes.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自動変速装置において、遊星歯車機構のクラッチブレー
キに加わるトルクの方向の変換点(ゼロポイント)を、
キャリアあるいはクラッチブレーキの可動部分の位置変
化から容易に検出することができる極めて小型で精度の
高いA/T用のトルクセンサが得られるので、これを使
用することによって自動変速装置のワンウェイクラッチ
を省略することが可能になる。
As described above, according to the present invention,
In the automatic transmission, the conversion point (zero point) of the direction of the torque applied to the clutch / brake of the planetary gear mechanism is
Since an extremely small and highly accurate torque sensor for A / T that can be easily detected from the position change of the carrier or the movable part of the clutch brake can be obtained, by using this, the one-way clutch of the automatic transmission can be omitted. It becomes possible to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は多板式クラッチブレーキの構造を示す
縦断面図で、(b)は出力軸側から見た横断面図であ
る。
FIG. 1A is a vertical cross-sectional view showing the structure of a multi-plate clutch brake, and FIG. 1B is a cross-sectional view seen from the output shaft side.

【図2】2速から3速へのアップシフト時におけるキャ
リアの挙動を3つの状態(a)〜(c)に分けて示した
図である。
FIG. 2 is a diagram showing the behavior of a carrier during an upshift from second gear to third gear, divided into three states (a) to (c).

【図3】磁気検出素子を用いた本発明の基本的なキャリ
アの位置検出装置について、(a)は構成を、(b)は
その作用を示す図である。
3A and 3B are diagrams showing a configuration and a function of a basic carrier position detection device of the present invention using a magnetic detection element.

【図4】本発明の第1実施例としてのA/T用小型トル
クセンサについて、(a)はセンサの配置を例示する概
念図、(b)は作動を説明する線図、(c)はクラッチ
ブレーキに取り付けられた状態を示す縦断面図である。
4A and 4B are diagrams showing a small torque sensor for A / T as a first embodiment of the present invention, FIG. 4A is a conceptual diagram illustrating the arrangement of the sensor, FIG. 4B is a diagram for explaining the operation, and FIG. FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a state where the clutch brake is attached.

【図5】キャリアの変位に対するホール素子の出力特性
を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing output characteristics of a Hall element with respect to carrier displacement.

【図6】第1実施例のための変位検出システムを示すも
ので、(a)は全体構成を示すブロック図、(b)はそ
の各部分の作用を示す線図である。
6A and 6B show a displacement detection system for the first embodiment, wherein FIG. 6A is a block diagram showing the overall configuration, and FIG. 6B is a diagram showing the operation of each part thereof.

【図7】遊星歯車機構の基本構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a basic configuration of a planetary gear mechanism.

【図8】ワンウェイクラッチとクラッチブレーキを併用
した一般的な自動変速装置の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a general automatic transmission that uses both a one-way clutch and a clutch brake.

【図9】2速および3速の定常時におけるブレーキの係
合状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an engaged state of a brake in a steady state of second speed and third speed.

【図10】2速から3速へのアップシフト時におけるブ
レーキプレートの挙動を示した断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the behavior of the brake plate at the time of upshifting from 2nd speed to 3rd speed.

【図11】第2実施例としての変位検出装置の要部の構
造を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a structure of a main part of a displacement detecting device as a second embodiment.

【図12】ブレーキプレートの変位に対する2個のホー
ル素子の出力特性を示す線図である。
FIG. 12 is a diagram showing output characteristics of two Hall elements with respect to displacement of a brake plate.

【図13】第2実施例による変位検出システムにおける
信号処理回路を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a signal processing circuit in a displacement detection system according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ピニオンギヤ 20…キャリア 22…クラッチブレーキ 23…摩擦材 24,25…スプラインの歯 30…サンギヤ 40…リングギヤ 50…入力軸 51…出力軸 60…A/Tケース 61…ブレーキプレート(可動部分) 70…磁気検出素子 71…磁石 72…ホール素子 73…位置検出センサ 80…センシング回路 81…微分回路 82…変位判定回路 83…出力回路 91…磁石 92,93…ホール素子 10 ... Pinion gear 20 ... Carrier 22 ... Clutch brake 23 ... Friction material 24, 25 ... Spline teeth 30 ... Sun gear 40 ... Ring gear 50 ... Input shaft 51 ... Output shaft 60 ... A / T case 61 ... Brake plate (movable part) 70 ... Magnetic detection element 71 ... Magnet 72 ... Hall element 73 ... Position detection sensor 80 ... Sensing circuit 81 ... Differentiation circuit 82 ... Displacement determination circuit 83 ... Output circuit 91 ... Magnet 92, 93 ... Hall element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大庭 秀洋 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 木村 弘道 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 高橋 信明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hidehiro Ohba, 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Corporation (72) Inventor, Hiromichi Kimura, 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Nobuaki Takahashi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Automobile Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力軸に連結されたサンギヤと、前記サ
ンギヤと噛み合うピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを
支持するキャリアと、出力軸に連結されて前記ピニオン
ギヤと噛み合うリングギヤとからなる遊星歯車機構と、
前記キャリアをケースに固定するクラッチブレーキとを
備える自動変速装置において、変速時に前記クラッチブ
レーキの継続の時期を決定するために、前記クラッチブ
レーキに加わるトルクの方向を、前記キャリアあるいは
前記クラッチブレーキの可動部分の位置変化から検出す
るように構成されていることを特徴とする自動変速装置
用のトルクセンサ。
1. A planetary gear mechanism including a sun gear connected to an input shaft, a pinion gear that meshes with the sun gear, a carrier that supports the pinion gear, and a ring gear that is connected to the output shaft and meshes with the pinion gear.
In an automatic transmission including a clutch brake that fixes the carrier to a case, the direction of the torque applied to the clutch brake is set to the direction of the carrier or the clutch brake in order to determine the timing of continuation of the clutch brake during a gear shift. A torque sensor for an automatic transmission, wherein the torque sensor is configured to detect a position change of a part.
【請求項2】 磁石と一体化されたホール素子から構成
される複数個のセンシング回路と、前記センシング回路
で得られたアナログ信号を単位時間当りの出力変化に換
算する微分回路と、前記微分回路で得られた微分値が所
定のしきい値以上かどうかを判定する変位判定回路と、
それぞれのセンサ出力の論理和をとる出力回路とを備え
ており、前記キャリアの位置変化に対応して前記ホール
素子内を通過する磁束数の変化を利用して前記キャリア
のロック状態の前後の微小な変位を検出することを特徴
とする請求項1記載の自動変速装置用のトルクセンサ。
2. A plurality of sensing circuits composed of Hall elements integrated with a magnet, a differentiating circuit for converting an analog signal obtained by the sensing circuit into an output change per unit time, and the differentiating circuit. Displacement determination circuit that determines whether the differential value obtained in step 1 is greater than or equal to a predetermined threshold value,
An output circuit for taking the logical sum of the respective sensor outputs is provided, and a minute change before and after the locked state of the carrier is utilized by utilizing the change in the number of magnetic flux passing through the Hall element in response to the change in the position of the carrier. The torque sensor for an automatic transmission according to claim 1, which detects various displacements.
【請求項3】 磁石と一体化されたホール素子から構成
され、前記クラッチブレーキの可動部分の位置変化に対
応して前記ホール素子内を通過する磁束数の変化を利用
して前記クラッチブレーキの可動部分の微小な変位を検
出することを特徴とする請求項1記載の自動変速装置用
のトルクセンサ。
3. A movable clutch element, which comprises a Hall element integrated with a magnet and utilizes a change in the number of magnetic fluxes passing through the Hall element in response to a change in the position of a movable portion of the clutch brake. The torque sensor for an automatic transmission according to claim 1, wherein a minute displacement of the portion is detected.
JP26037994A 1994-10-25 1994-10-25 Torque sensor for automatic transmission Withdrawn JPH08121585A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26037994A JPH08121585A (en) 1994-10-25 1994-10-25 Torque sensor for automatic transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26037994A JPH08121585A (en) 1994-10-25 1994-10-25 Torque sensor for automatic transmission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08121585A true JPH08121585A (en) 1996-05-14

Family

ID=17347109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26037994A Withdrawn JPH08121585A (en) 1994-10-25 1994-10-25 Torque sensor for automatic transmission

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08121585A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2770906A1 (en) * 1997-11-07 1999-05-14 Roulements Soc Nouvelle DEVICE FOR MEASURING A TORSION TORQUE ON A MECHANICAL ELEMENT
EP0984205A3 (en) * 1998-09-04 2001-01-17 Knut Schwedler Orbital gear box as a further development of a planetary gear
JP2012211859A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Jatco Ltd Torque detection system
CN102829966A (en) * 2012-08-25 2012-12-19 梁建军 Mechanical loader
WO2016088232A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-09 Gkn ドライブライン ジャパン株式会社 Clutch to be used by incorporation in car power transfer unit
CN106295037A (en) * 2016-08-17 2017-01-04 浙江沃得尔科技股份有限公司 A kind of Magnet design method of shift sensor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2770906A1 (en) * 1997-11-07 1999-05-14 Roulements Soc Nouvelle DEVICE FOR MEASURING A TORSION TORQUE ON A MECHANICAL ELEMENT
WO1999024805A1 (en) * 1997-11-07 1999-05-20 Snr Roulements Device for measuring torsional couple on a mechanical element
EP0984205A3 (en) * 1998-09-04 2001-01-17 Knut Schwedler Orbital gear box as a further development of a planetary gear
JP2012211859A (en) * 2011-03-31 2012-11-01 Jatco Ltd Torque detection system
CN102829966A (en) * 2012-08-25 2012-12-19 梁建军 Mechanical loader
WO2016088232A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-09 Gkn ドライブライン ジャパン株式会社 Clutch to be used by incorporation in car power transfer unit
CN106295037A (en) * 2016-08-17 2017-01-04 浙江沃得尔科技股份有限公司 A kind of Magnet design method of shift sensor
CN106295037B (en) * 2016-08-17 2019-06-11 浙江沃得尔科技股份有限公司 A kind of Magnet design method of shift sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7563200B2 (en) Transmission system and method for controlling torque transmissions
JP5436191B2 (en) Wheel bearing device with in-wheel motor built-in sensor
GB2313886A (en) Actuator control in a vehicle transmission
JPH109384A (en) Automobile and its driving method
DE69913614D1 (en) Switching device for a synchronous gear
US5767420A (en) Torque detecting device
CN101322019A (en) Torque sensor integrated with engine components
EP3982012A1 (en) Transmission and meshing clutch
US6969986B2 (en) Method for determining a rotation speed and a rotation direction of a component
JPH08121585A (en) Torque sensor for automatic transmission
JPH11194009A (en) Rolling bearing with rotational angle sensing device
JP5207703B2 (en) Drive shaft axial torque measuring device and measuring method
WO2017110191A1 (en) Rotation transfer apparatus provided with torque measuring device
ZA200600063B (en) Transmission system
JP4776764B2 (en) Control device for synchronous mesh transmission
JPH0399240A (en) Torque detector
JP2006133045A (en) Rotation detection device, and rolling bearing unit with load measuring device
JP5242122B2 (en) Drive shaft axial torque measuring device and measuring method
KR101823258B1 (en) Gear change decting device of shift lever for vehicle transmission
JPH0529257B2 (en)
WO2022270170A1 (en) Transmission system for work machine
JPH03115940A (en) Torque detector
JPH08313375A (en) Torque detecting device for bicycle
SU1620880A1 (en) Apparatus for determining wear-out of teeth of gear transmissions
JP2002181142A (en) Automatic transmission device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020115