JPH0621636B2

JPH0621636B2 - 変速機のトルク検出装置

Info

Publication number: JPH0621636B2
Application number: JP59274099A
Authority: JP
Inventors: 正樹中野; 春芳久村; 重明山室
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPS61155716A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、変速機のトルク検出装置に関するものであ
る。

（ロ）従来の技術油圧を用いて制御を行う無段変速機、自動変速機などの
変速機には、油圧値の制御、変速制御などのために回転
軸のトルクに対応する油圧を必要とするものがある。こ
のような場合、従来は回転軸のトルクを例えばトルクセ
ンサーによって電気的に検出し、これを電気・油圧変換
装置によって油圧に変換している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかし、上記のような従来の変速機のトルク検出装置に
よる場合には、回転軸のトルクを電気的に検出する装置
及び電気信号を油圧信号に変換する装置を必要とし、価
格が非常に高いものになるという問題点がある。本発明
は、このような問題点を解決することを目的としてい
る。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、回転軸のトルクをねじり部材（例えば、トー
ションバー）を用いて機械的に検出し、電気信号を介在
させることなくトルクに応じた油圧を検出することによ
り、上記問題点を解決する。すなわち、第１発明による
変速機のトルク検出装置は、変速機の動力伝達用の２つ
の回転軸間に設けられたねじり部材（トーションバー）
と、２つの回転軸の回転方向への相対的変位に応じて油
圧を調整する油圧装置と、を有している。

また、遊星歯車装置を用いてトルクの検出をより高い精
度で達成し、しかも遊星歯車装置を変速用又は前後進切
換用に兼用することもできる。すなわち、第２発明によ
る変速機のトルク検出装置は、変速機の動力伝達用の２
つの回転軸間に設けられたねじり部材と、それぞれサン
ギア、ピニオンキャリア及びインターナルギアの３要素
から成る第１及び第２遊星歯車組と、を有しており、第
１及び第２遊星歯車組を構成する３要素のうちの第１要
素（例えば、サンギア）はとそれぞれ第１回転軸及び第
２回転軸に対して連結され、第１及び第２遊星歯車組の
３要素のうちの第２要素（例えば、ピニオンキャリア）
は剛性を有する部材によって互いに連結され、第１遊星
歯車組の第３要素（例えば、インターナルギア）は静止
部に対して連結され、また第２遊星歯車組の第３要素は
変位に応じて油圧を調整する油圧装置に連結される。

（ホ）作用２つの回転軸を通してトルクが伝達されると、ねじり部
材のねじれによって２つの回転軸間に回転方向の相対的
な変位を生ずる。この変位に応じて油圧装置が作用し、
変位に応じた油圧、すなわちトルクに応じた油圧を発生
させる。なお、第２発明の場合には遊星歯車装置によっ
て変位が拡大させるため、より精度良くトルクに対応し
た油圧を得ることができる。しかも、遊星歯車装置は変
速用又は前後進切換用にも使用されるため、変速機を大
型化させることなく効率良い配置とすることができる。

（ヘ）実施例（第１発明の実施例）第１〜６図に第１発明の実施例を示す。第１回転軸１０
はベアリング１２によってケーシング１４に対して回転
可能に支持されている。第２回転軸１６はベアリング１
８によってケーシング１４に対して回転可能に支持され
ると共にその先端部は第１回転軸１０の内径部１０ａに
はめ合せてある。第１回転軸１０と第２回転時１６とは
トーションバー２０（ねじり部材）によって連結されて
いる。すなわち、トーションバー２０の両端に設けた外
スプラインをそれぞれ第１回転軸１０及び第２回転時１
６の内スプラインとかみ合せてある。第１回転軸１０と
第２回転軸１６とによって区画される室２２に連通する
ように第１回転軸１０の外径部から半径方向の穴２４が
設けられている。穴２４は第１回転軸１０外周のみぞ２
６と連通している。みぞ２６の両側にシールリング２８
及び３０が設けられており、これによって第１回転軸１
０とケーシング１４との間を密封している。ケーシング
１４にはみぞ２６と連通する位置に開口する油路３２が
設けられている。油路３２には油圧限からライン圧が供
給されている。シールリング３０に隣接して同様のシー
ルリング３８が設けられており、第１回転軸１０外周の
シールリング３０とシールリング３８との間の部分にみ
ぞ４０が設けられている。ケーシング１４の油路４２が
みぞ４０と連通するように設けられている。油路４２
は、オリフィス３６を介してドレーン油路３４と接続さ
れている。第１回転軸１０には内径部１０ａとみぞ４０
とを連通する２つの半径方向の穴４４及び４６が設けら
れている（第２図参照）。また、第２回転軸１６にも穴
４４及び４６と同じ軸方向位置に長穴４８が設けられて
いる。長穴４８は第１回転軸１０と第２回転軸１６との
間にトルクが作用していないとき（すなわち、トーショ
ンバー２０がねじれていないとき）に、穴４４と穴４６
との間の中間位置にいくるように設定してある。これら
の長穴４８、穴４４、穴４６、油路４２、オリフィス３
６等が油圧装置を構成する。

次にこの実施例の作用について説明する。第１回転軸１
０にトルクが作用するとそのトルクトーションバー２０
を介して第２回転軸１６に伝達される。その際トーショ
ンバー２０は作用するトルクに応じた量だけねじれを生
ずる。このため、第１回転軸１０と第２回転軸１６とが
トーションバー２０のねじれに応じた量だけ回転方向に
相対的に変位する。これにより、トルクの作用方向に応
じて第３図又は第４図に示すように長穴４８が穴４４又
は穴４６と連通する。穴４４又は穴４６と長穴４８との
連通部の断面積は、第１回転軸１０と第２回転軸１６と
の相対的変位が大きいほど、すなわちトーションバー２
０を介して伝達されるトルクが大きいほど、大きくな
る。この可変連通部の面積と作用するトルクとの関係
は、例えば第５図に示すような関係となる。油路３２に
供給されているライン圧は、みぞ２６、穴２４、室２２
及び長穴４８通してこの可変連通部に達し、更に穴４４
又は穴４６、及びみ沿４０を通して油路４２に達する。
油路４２の油の一部はオリフィス３６を通して排出され
る。油路４２には可変連通部の断面積が大きいほど多量
の油が供給されるため、油路４２の油圧は可変連通部の
面積に応じたものとなる。すなわち、油路４２の油圧は
トーションバー２０に作用するトルクに応じて第６図に
示すような特性となる。結局、油路４２の油圧は第１回
転軸１０及び第２回転軸１６を介して伝達されるトルク
に応じた油圧となる。第１回転軸１０及び第２回転軸１
６をエンジンから変速機へトルクを入力する軸とすれば
油路４２の油圧はエンジントルクに応じた油圧となる。
この油路４２の油圧を例えば図示してないレギュレータ
バルブに作用させることにより、ライン圧をエンジント
ルクに応じたものとすることができる。また、第１回転
軸１０及び第２回転軸１６を変速機からファイナルユニ
ットへの出力軸とすると、油路４２は車両の駆動トルク
に対応した油圧となる。

（第２発明の第１実施例）第７図に第２発明の第１実施例を示す。この実施例は、
Ｖベルト式無段変速機構の入力側に前後進切換機構を兼
ねるトルク検出装置を設けたものである。エンジン６０
の回転力は流体継手６１を介して入力軸６２に入力され
る。入力軸６２は前進用クラッチ６３を介して第１回転
軸６４と連結可能である。また、入力軸６２は後進用ク
ラッチ６５を介して第１遊星歯車組６６のピニオンキャ
リア６７と連結可能である。第１回転軸６４は第１遊星
歯車組６６のサンギア６８と連結されており、またトー
ションバー６９（ねじり部材）を介して第２回転軸７０
と連結されている。第２回転軸７０には第２遊星歯車組
７１のサンギア７２が連結されている。第１遊星歯車組
６６のピニオンキャリア６７は互いにかみ合う２つのピ
ニオンギア７３及び７４を有しており、ピニオンギヤ７
３はサンギア６８とかみ合い、またピニオンギア７４は
ケーシングに固定されたインターナルギア７５とかみ合
うようにしてある。第２遊星歯車組７１のピニオンキャ
リア７６も互いにかみ合う２つのピニオンギア７７及び
７８を有している。ピニオンギア７８はサンギア７２と
かみ合っており、またピニオンギア７７はインターナル
ギア７９とかみ合っている。第１遊星歯車組６６のピニ
オンキャリア６７と、第２遊星歯車組７１のピニオンキ
ャリア７６とは十分な剛性を有する部材によって連結さ
れている。インターナルギア７９は、第８図に示すよう
に、一体のアーム７９ａを有しており、このアーム７９
ａはプラグ８０に押し力を作用するようにしてある。プ
ラグ８０は、軸方向に移動可能であり、スプリング８１
を介して調圧弁８２のスプール９２に押し力を作用する
ようにしてある。調圧弁８２は周知の調圧弁であり、油
路８３の油圧を油圧源とし、油路８４にスプリング８１
の力に対応した油圧を出力する。これらプラグ８０、ス
プリング８１、調圧弁８２などが油圧装置を構成する。
第２回転軸７０には駆動プーリ８５が設けられており、
この駆動プーリ８５はこれと平行に配置された従動プー
リ８６とＶベルト８７によって伝動可能に連係されてい
る。従動プーリ８６は歯車対８８、回転軸８９、及びピ
ニオンギア９０を介してファイナルユニット９１と伝動
可能に連結されている。

次にこの実施例の作用について説明する。前進用クラッ
チ６３が締結され、後進用クラッチ６５が解放された状
態では、入力軸６２の回転力は第１回転軸６４及びトー
ションバー６９を介して第２回転軸７０に伝達される。
その際の第２回転軸７０の回転方向は入力軸６２の回転
方向と同一である。上記回転力の伝達の際、トーション
バー６９は作用するトルクに応じて回転方向の変位を生
ずる。トーションバー６９にねじれを発生するため、サ
ンギア６８とサンギア７２とが相対的に回転方向に変位
する。ピニオンキャリア６７とピニオンキャリア７６と
は剛性を有する部材によって一体に連結されているた
め、サンギア６８とサンギア７２との相対的変位に応じ
てインターナルギア７５とインターナルギア７９に相対
的変位を生ずることになる。インターナルギア７５はケ
ーシングに対して固定されているため、インターナルギ
ア７９が所定量だけ回転方向に変位することになる。イ
ンターナルギア７９の回転角度は、サンギア７２とイン
ターナルギア７９との歯数比に応じてサンギア７２の回
転角度よりも増大される。インターナルギア７９の回転
方向の変位はプラグ８０の軸方向の変位に変換され、更
にスプリング８１によって力に変換され、調圧弁８２の
スプール９２に作用する。従って、油路８４の油圧はイ
ンターナルギア７９の回転角度に応じた油圧となる。イ
ンターナルギア７９の回転角度は、前述のように、トー
ションバー６９のねじれ角、すなわちトーションバー６
９に作用するトルクに対応している。従って、油路８４
の油圧は駆動プーリ８５への入力トルクに対応したもの
となる。この油路８４の油圧を用いて図示してないレギ
ュレータバルブを制御することにより、駆動プーリ８５
への入力トルクに対応したライン圧を得ることができ、
これにより駆動プーリ８５及び従動プーリ８６を効率良
く作動させることがいでる。

逆に、前進用クラッチ６３を解放し、後進用クラッチ６
５を締結させた場合には、入力軸６２の回転力はピニオ
ンキャリア６７及びピニオンキャリア７６に入力され
る。これにより、サンギア６８及びサンギア７２は入力
軸６２とは逆方向に回転する（すなわち、後進状態）。
この場合にもトーションバー６９が作用するトルクに応
じてねじれを発生するため、上述の場合と同様にトルク
を油路８４の油圧として検出することができる。

（第２発明の第２実施例）第９図に第２発明の第２実施例を示す。この実施例は、
前進用クラッチ６３及び後進用クラッチ６５と、第１遊
星歯車組６６及び第２遊星歯車組７１との軸方向の配置
を前述の第１実施例とは逆にしたものである。この実施
例においても第１実施例と全く同様の作用を得ることが
できる。

（第２発明の第３実施例）第１０図に第２発明の第３実施例を示す。この実施例
は、オーバイドライブ付き４速自動変速機のオーバドラ
イブ用遊星歯車装置にトルク検出装置を設けたものであ
る。３速自動変速機構部１００は２組の遊星歯車組を用
いた周知の前進３速後進１速の装置であり、その出力軸
にトルク検出装置が設けられている。トルク検出装置
は、前述の第７図に示した第１実施例の前進用クラッチ
６３が直結クラッチ１０１となり、後進用クラッチ６５
がオーバドライブ用クラッチ１０２となり、またピニオ
ンキャリアが１つのピニオンギアを有する形式の遊星歯
車組６６′及び７１′となっている点以外は同様の構成
である。このような構成により、直結クラッチ１０１を
作動させれば３速自動変速機構部の回転をそのまま出力
軸１０３に伝達することができ、またオーバドライブ用
クラッチ１０２を締結すれば出力軸１０３を増速させた
状態で回転させることができる。また、その際伝達され
るトルクに応じてトーションバー６９にねじれを生じ、
前述と同様にしてトルクに応じた油圧を検出することが
できる。なお、この実施例ではトルク検出部を３速自動
変速機構部１００の出力側に設けたが入力側に配置する
こともできる。

なお、以上説明した実施例では、ねじり部材としてトー
ションバーを用いたが、作用するトルクに応じてねじれ
を発生するものであれば、その他の部材であっても差し
支えない。また、油圧装置も、遊星歯車の１要素の回転
を油圧に変換し得るものであれば、説明した実施例以外
のもであってもよい。

（ト）発明の効果以上説明してきたように、本発明によると、ねじり部材
（トーションバー）のねじれ角を機械的に検出してこれ
を油圧に変換するようにしたので、電気信号を介在させ
ることなくトルクに対応した油圧を得ることができ、ト
ルクセンサー、電気・油圧変換装置等が不用となり、価
格を低減することができる。また、ねじり部材のねじれ
を遊星歯車機構を用いて拡大して取り出すことにより、
より精度の高いトルクの検出を行なうことができる。し
かも、遊星歯車装置は前後進切換用又は変速用のものと
兼用することができ、価格及びスペースを節約すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の実施例を示す図、第２図は第１図の
II−II線に沿う断面図、第３図はトルクが作用した状態
のII−II線に沿う断面図、第４図は逆向きのトルクが作
用した場合のII−II線に沿う断面図、第５図はトルクと
可変連通部面積との関係を示す図、第６図はトルクと油
圧との関係を示す図、第７図は第２発明の第１実施例を
示す図、第８図は第７図のVIII−VIII線に沿う断面図、
第９図は第２発明の第２実施例を示す図、第１０図は第
２発明の第３実施例を示す図である。１０，１６……回転軸、２０……トーションバー（ねじ
り部材）、６４，７０……回転軸、６６，７１……遊星
歯車組、６９……トーションバー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変速機の動力伝達用の２つの回転軸間に設
けられたねじり部材と、２つの回転軸の回転方向への相
対的変位に応じて油圧を調整する油圧装置と、を有する
変速機のトルク検出装置。
【請求項２】変速機の動力伝達用の第１回転軸と第２回
転軸との間に設けられたねじり部材と、それぞれサンギ
ア、ピニオンキャリア及びインターナルギアの３要素か
ら成る第１及び第２遊星歯車組と、を有しており、第１
及び第２遊星歯車組を構成する３要素のうちの第１要素
をそれぞれ第１回転軸及び第２回転軸に対して連結し、
第１及び第２遊星歯車組の３要素のうちの第２要素を剛
性を有する部材によって互いに連結し、第１遊星歯車組
の第３要素を静止部に対して連結し、第２遊星歯車組の
第３要素を回転方向の変位に応じて油圧を調整する油圧
装置に連結した変速機のトルク検出装置。