JPH0954002A - トルク検出装置 - Google Patents

トルク検出装置

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JPH0954002A
JPH0954002A JP7233497A JP23349795A JPH0954002A JP H0954002 A JPH0954002 A JP H0954002A JP 7233497 A JP7233497 A JP 7233497A JP 23349795 A JP23349795 A JP 23349795A JP H0954002 A JPH0954002 A JP H0954002A
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rotating
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Shietsupaa Furanku De
シェッパー フランク デ
Takemasu Kano
威倍 加納
Kenji Suzuki
研司 鈴木
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Aisin AW Co Ltd
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Aisin AW Co Ltd
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    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のトルク検出装置は、トルク検出用の専
用の部品が必要なため、高価であり、また構造が複雑で
あった。 【解決手段】 入力軸１に連結され外周壁の円周方向に
同一間隔の第１の被検出部１３が形成された第１の回転
部材１１と、出力軸２に連結され、前記第１の回転部材
１１と同軸的に対向配設され外周壁の円周方向に同一間
隔の第２の被検出部２３が形成された第２の回転部材２
１と、前記第１および第２の回転部材１１、２１の間に
介挿され、作用するトルクに応じて変形する弾性部材３
と、前記第１および第２の被検出部に対向して配設され
た両者の回転位相を検出する回転センサー４と、該回転
センサー４によって検出された前記第１および第２の被
検出部１３、２３の回転位相から、両者の回転位相差を
求めて作用しているトルクを算出するトルク算出手段５
とから成るトルク検出装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作用するトルクに
応じて変形する弾性部材が介挿された第１の回転部材と
第２の回転部材の回転位相を検出して、両者の回転位相
差を求めることにより作用しているトルクを算出するト
ルク検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の第１のトルク検出装置（特開昭６
２−１５７５４１）は、図１７に示すようにシャフトＳ
に一定距離隔ててそれぞれ配設された半径方向に複数の
スリットＬを形成した２枚のスリット板１Ｐ、２Ｐを挾
んで配設された２組の発光素子Ｈおよび受光素子Ｊによ
って、２枚のスリット板１Ｐ、２Ｐの相対回転角を検出
するものであった。
【０００３】従来の第２の磁歪式トルク検出装置（特開
昭６２−１５７５４２）は、図１８に示すようにシャフ
トＳに一定距離隔ててそれぞれ配設された２個の励磁コ
イルボビンＲの間に挾まれた検出コイルボビンＫとを有
し、前記シャフトＳの捩じれに応じて発生する磁気的歪
みを前記検出コイルＫにより検出して作用しているトル
クを測定するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の第１のトル
ク検出装置は、前記シャフトＳに配設された半径方向に
複数のスリットＬを形成した２枚のスリット板１Ｐ、２
Ｐを挾んで配設された２組の発光素子Ｈおよび受光素子
Ｊによって、２枚のスリット板１Ｐ、２Ｐの相対回転角
を検出するものであるため、トルク検出用の専用の部品
が必要であり、高価であるとともに、構造が複雑である
という問題があった。
【０００５】上記従来の第２の磁歪式トルク検出装置
（特開昭６２−１５７５４２）は、シャフトＳに配設さ
れた２個の励磁コイルボビンＲの間に配設された検出コ
イルボビンＫによって、前記シャフトＳの捩じれに応じ
て発生する磁気的歪みを検出して作用しているトルクを
測定するものであるため、トルク検出用の専用の部品が
必要であり、高価であるとともに、構造が複雑であると
いう問題があった。
【０００６】そこで本発明者は、作用するトルクに応じ
て変形する弾性部材が介挿された第１の回転部材と第２
の回転部材の回転位相を検出して、両者の回転位相差を
求めることにより作用しているトルクを算出するという
本発明の技術的思想に着眼し、更に研究開発を重ねて、
小さいトルクの検出を可能にするとともに、簡単な構造
であり、安価であるという目的を達成する本発明に到達
した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）のトルク検出装置は、入力軸に連結される
第１の回転部材と、出力軸に連結され、前記第１の回転
部材と同軸的に配設された第２の回転部材と、前記第１
の回転部材と前記第２の回転部材との間に介挿され、作
用するトルクに応じて変形する弾性部材と、前記第１お
よび第２の回転部材に対向して配設され、両者の回転位
相を検出するセンサーと、該センサーによって検出され
た前記第１および第２の回転部材の回転位相から、両者
の回転位相差を求めて作用しているトルクを算出するト
ルク算出手段とから成るものである。
【０００８】本発明（請求項２に記載の第２発明）のト
ルク検出装置は、第１発明において、前記第１および第
２の回転部材は、円周方向に同一間隔の第１および第２
の被検出部を有し、前記第１の被検出部と前記第２の被
検出部は同一数であるとともに、前記被検出部の円周方
向長さが、被検出部間の円周方向長さに等しいものであ
る。
【０００９】本発明（請求項３に記載の第３発明）のト
ルク検出装置は、第２発明において、前記センサーが、
前記第１および第２の被検出部に対向して配設された回
転センサーによって構成されているものである。
【００１０】本発明（請求項４に記載の第４発明）のト
ルク検出装置は、第３発明において、前記トルク算出手
段が、前記第１および第２の被検出部に対応したパルス
信号の重複部を検出してトルクを算出するものである。
【００１１】本発明（請求項５に記載の第５発明）のト
ルク検出装置は、第３発明において、前記トルク算出手
段が、前記第１および第２の被検出部に対応したパルス
信号の非重複部を検出してトルクを算出するものであ
る。
【００１２】（作用）上記構成より成る第１発明のトル
ク検出装置は、前記入力軸に連結される前記第１の回転
部材および前記出力軸に連結され前記第１の回転部材と
同軸的に配設された前記第２の回転部材に対向して配設
された前記センサーが、両者の回転位相を検出し、前記
トルク算出手段が、前記検出された前記第１および第２
の回転部材の回転位相から、前記第１の回転部材と前記
第２の回転部材との間に介挿され作用しているトルクに
応じた前記弾性部材の変形に対応する前記第１の回転部
材と前記第２の回転部材の回転位相差を求めて、作用し
ているトルクを算出するものである。
【００１３】上記構成より成る第２発明のトルク検出装
置は、前記入力軸に連結される前記第１の回転部材およ
び前記出力軸に連結され前記第１の回転部材と同軸的に
配設された前記第２の回転部材に対向して配設された前
記センサーが、前記第１および第２の回転部材の円周方
向にそれぞれ同一間隔および同一数で形成されるととも
に、前記被検出部の円周方向長さが、被検出部間の円周
方向長さに等しい前記第１および第２の被検出部に基づ
き両者の回転位相を検出し、前記トルク算出手段が、前
記検出された前記第１および第２の回転部材の回転位相
から、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間
に介挿され作用しているトルクに応じた前記弾性部材の
変形に対応する前記第１の回転部材と前記第２の回転部
材の回転位相差を求めて、作用しているトルクを算出す
るものである。
【００１４】上記構成より成る第３発明のトルク検出装
置は、前記入力軸に連結される前記第１の回転部材およ
び前記出力軸に連結され前記第１の回転部材と同軸的に
配設された前記第２の回転部材の円周方向に形成された
前記第１および第２の被検出部に対向して配設された前
記回転センサーによって構成される前記センサーが、前
記第１および第２の回転部材の円周方向にそれぞれ同一
間隔および同一数で形成されるとともに、前記被検出部
の円周方向長さが、被検出部間の円周方向長さに等しい
前記第１および第２の被検出部に基づき両者の回転位相
を検出し、前記トルク算出手段が、前記検出された前記
第１および第２の回転部材の回転位相から、前記第１の
回転部材と前記第２の回転部材との間に介挿され作用し
ているトルクに応じた前記弾性部材の変形に対応する前
記第１の回転部材と前記第２の回転部材の回転位相差を
求めて、作用しているトルクを算出するものである。
【００１５】上記構成より成る第４発明のトルク検出装
置は、前記入力軸に連結される前記第１の回転部材およ
び前記出力軸に連結され前記第１の回転部材と同軸的に
配設された前記第２の回転部材の円周方向に形成された
前記第１および第２の被検出部に対向して配設された前
記回転センサーによって構成される前記センサーが、前
記第１および第２の回転部材の円周方向にそれぞれ同一
間隔および同一数で形成されるとともに、前記被検出部
の円周方向長さが、被検出部間の円周方向長さに等しい
前記第１および第２の被検出部に基づき両者の回転位相
を検出し、前記トルク算出手段が、前記検出された前記
第１および第２の回転部材の回転位相から、前記第１の
回転部材と前記第２の回転部材との間に介挿され作用し
ているトルクに応じた前記弾性部材の変形に対応する前
記第１および第２の被検出部に対応したパルス信号の重
複部を検出してトルクを算出することにより、前記第１
の回転部材と前記第２の回転部材の回転位相差を求め
て、作用しているトルクを算出するものである。
【００１６】上記構成より成る第５発明のトルク検出装
置は、前記入力軸に連結される前記第１の回転部材およ
び前記出力軸に連結され前記第１の回転部材と同軸的に
配設された前記第２の回転部材の円周方向に形成された
前記第１および第２の被検出部に対向して配設された前
記回転センサーによって構成される前記センサーが、前
記第１および第２の回転部材の円周方向にそれぞれ同一
間隔および同一数で形成されるとともに、前記被検出部
の円周方向長さが、被検出部間の円周方向長さに等しい
前記第１および第２の被検出部に基づき両者の回転位相
を検出し、前記トルク算出手段が、前記検出された前記
第１および第２の回転部材の回転位相から、前記第１の
回転部材と前記第２の回転部材との間に介挿され作用し
ているトルクに応じた前記弾性部材の変形に対応する前
記第１および第２の被検出部に対応したパルス信号の非
重複部を検出してトルクを算出することにより、前記第
１の回転部材と前記第２の回転部材の回転位相差を求め
て、作用しているトルクを算出するものである。
【００１７】
【発明の効果】上記作用を奏する第１発明のトルク検出
装置は、前記トルク算出手段が、前記センサーによって
検出された前記第１および第２の回転部材の回転位相か
ら、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間に
介挿され作用しているトルクに応じた前記弾性部材の変
形に対応する前記第１の回転部材と前記第２の回転部材
の回転位相差を求めて、作用しているトルクを算出する
ので、小さいトルクの検出を可能にするとともに、簡単
な構造であり、安価であるという効果を奏する。
【００１８】上記作用を奏する第２発明のトルク検出装
置は、前記第１発明の効果に加え、前記第１および第２
の回転部材の円周方向に同一間隔でそれぞれ同一数の第
１および第２の被検出部が形成されているので、簡単な
構造であり、安価であるという効果を奏するとともに、
前記被検出部の円周方向長さが、被検出部間の円周方向
長さに等しいので、前記弾性部材のバネ定数を低く設定
することができ、トルクの検出精度を高くするという効
果を奏する。
【００１９】上記作用を奏する第３発明のトルク検出装
置は、前記第２発明の効果に加え、前記センサーを構成
する前記第１および第２の被検出部に対向して配設され
た回転センサーによって、前記第１および第２の被検出
部を検出して、かかる検出信号に基づき前記第１の回転
部材と前記第２の回転部材の回転位相差を求めて、作用
しているトルクを算出するので、精確にトルクを検出す
ることが出来るという効果を奏する。
【００２０】上記作用を奏する第４発明のトルク検出装
置は、前記第３発明の効果に加え、前記トルク算出手段
が、前記第１および第２の被検出部に対応したパルス信
号の重複部を検出してトルクを算出するので、作用して
いるトルクに応じた前記弾性部材の変形に対応する前記
第１の回転部材と前記第２の回転部材の回転位相差を求
めて、作用しているトルクを算出するので、簡単な信号
処理によって精確にトルクを検出することが出来るとい
う効果を奏する。
【００２１】上記作用を奏する第５発明のトルク検出装
置は、前記第３発明の効果に加え、前記トルク算出手段
が、前記第１および第２の被検出部に対応したパルス信
号の非重複部を検出してトルクを算出するので、作用し
ているトルクに応じた前記弾性部材の変形に対応する前
記第１の回転部材と前記第２の回転部材の回転位相差を
求めて、作用しているトルクを算出するので、簡単な信
号処理によって精確にトルクを検出することが出来ると
いう効果を奏する。
【００２２】
【発明の実施形態】以下本発明の実施形態につき、図面
を用いて説明する。
【００２３】（第１実施形態）第１実施形態のトルク検
出装置は、車両用自動変速機に本発明を適用したもの
で、図１ないし図４に示すように入力軸１に連結され外
周壁の円周方向に同一間隔の第１の被検出部１３が形成
された第１の回転部材１１と、前記入力軸１と同軸的に
配置された出力軸２に連結され、前記第１の回転部材１
１と同軸的に対向配設され外周壁の円周方向に同一間隔
でかつ前記第１の被検出部１３と同一数の第２の被検出
部２３が形成された第２の回転部材２１と、前記第１の
回転部材１１と前記第２の回転部材２１との間に介挿さ
れ、作用するトルクに応じて変形する弾性部材３と、前
記第１および第２の回転部材の前記第１および第２の被
検出部に対向して配設された両者の回転位相を検出する
回転センサー４と、該回転センサー４によって検出され
た前記第１および第２の回転部材１１、２１の前記第１
および第２の被検出部１３、２３の回転位相から、両者
の回転位相差を求めて作用しているトルクを算出するト
ルク算出手段５とから成るものである。
【００２４】前記第１および第２の回転部材１１、２１
は、図１および図２に示すように有底中空円筒体によっ
て構成され、外周壁に円周方向一定間隔の切欠を設ける
ことにより、円周方向に同一間隔でかつ同一数の第１お
よび第２の被検出部１３、２３が形成され、前記被検出
部１３、２３を構成する軸方向に突出した櫛状の壁部の
円周方向長さが、被検出部間を構成する切欠１４、２４
の円周方向長さに等しいものである。
【００２５】前記弾性部材３は、図１、図３および図４
に示すように前記第１の回転部材１１と前記第２の回転
部材２１の垂直底部に９０度間隔で植設された突出部１
５、２５間に円周方向に介挿された４個のコイルスプリ
ングによって構成される。
【００２６】前記回転センサー４は、図１に示すように
回転検出用の電磁ピックアップによって構成され、前記
第１および第２の回転部材１１、２１の外周部に形成さ
れた前記第１および第２の被検出部１３、２３を検出
し、両者の回転位相（図５中ＡおよびＢ）を図５に示す
ように前記第１の被検出部１３間、および第２の被検出
部２３間に形成された切欠１４、２４の共通期間だけロ
ーレベルになるパルス信号（図５中Ｃ）として検出する
ものである。
【００２７】前記トルク算出手段５は、前記回転センサ
ー４に接続されパルス信号を増幅する増幅器５１と、ト
ルクを算出するＣＰＵ５０によって構成され、前記回転
センサー４によって検出された前記第１の被検出部１３
間、および第２の被検出部２３間に形成された切欠１
４、２４の共通期間Ｔｔだけローレベルになるパルス信
号（図５中Ｃ）に基づき、作用したトルクに比例する比
例期間Ｔｐ（＝Ｔ／２−Ｔｔ、ただしＴは、入出力軸の
回転周期）を算出することにより、作用しているトルク
を算出するものである。
【００２８】次に、この比例期間Ｔｐによるトルク算出
について説明する。まず、前記第１の回転部材１１また
は前記第２の回転部材２１の１回転あたりに検出される
パルス数（第１の回転部材または第２の回転部材に形成
された被検出部の数）をＰとし、上記パルスにおいて、
１パルスあたりの時間（図５参照）をＴとする。従っ
て、角速度Ｖは、以下の数１により求められる。
【数１】
【００２９】また、作用するトルクにより変化する前記
第１の回転部材１１と前記第２の回転部材２１とのズレ
時間はＴｐ（図５参照）であるので、前記第１の回転部
材１１と前記第２の回転部材２１とのズレ角θは、以下
の数２により求められる。
【数２】 ここで、図５よりＴｐは、数３により求められる。
【数３】
【００３０】そして、前記第１の回転部材１１と前記第
２の回転部材２１との間に介挿され、作用するトルクに
応じて変形するコイルスプリング３のバネ定数をｋとす
ると、トルクＭは、数４により求められる。
【数４】 従って上記数１ないし数４を変形すると、トルクＭは、
数５により求められる。
【数５】
【００３１】上記構成より成る第１実施形態のトルク検
出装置は、前記第１の回転部材１１および前記第２の回
転部材２１の円周方向に形成された前記第１および第２
の被検出部に対向して配設された前記回転センサー４に
よって、図５に示すように前記第１の被検出部１３間、
および第２の被検出部２３間に形成された切欠１４、２
４の共通期間だけローレベルになるパルス信号（図５中
Ｃ）として検出するものである。
【００３２】また前記トルク算出手段５が、前記回転セ
ンサー４によって検出された前記第１の被検出部１３
間、および第２の被検出部２３間に形成された切欠１
４、２４の共通期間Ｔｔだけローレベルになるパルス信
号（図５中Ｃ）に基づき、作用したトルクに比例する比
例期間Ｔｐ（＝Ｔ／２−Ｔｔ、ただしＴは、入出力軸の
回転周期）を算出することにより、作用しているトルク
を算出するものである。
【００３３】上記作用を奏する第１実施形態のトルク検
出装置は、前記トルク算出手段５が、前記センサー４に
よって検出された前記第１および第２の回転部材１１、
２１の回転位相から、前記第１の回転部材１１と前記第
２の回転部材２１との間に介挿され作用しているトルク
に応じた前記コイルスプリングによって構成される前記
弾性部材３の変形に対応する前記第１の回転部材１１と
前記第２の回転部材２１の回転位相差を求めて、作用し
ているトルクを算出するので、小さいトルクの検出を可
能にするとともに、簡単な構造であり、安価であるとい
う効果を奏する。
【００３４】また第１実施形態のトルク検出装置は、前
記第１および第２の回転部材１１、２１の円周方向に同
一間隔でかつ同一数の第１および第２の被検出部１３、
２３が形成されているので、簡単な構造であり、安価で
あるという効果を奏するとともに、前記被検出部１３、
２３の壁部の円周方向長さが、被検出部間の切欠１４、
２４の円周方向長さに等しいので、前記弾性部材３のバ
ネ定数を低く設定することができ、トルクの検出精度を
高くするという効果を奏する。
【００３５】さらに第１実施形態のトルク検出装置は、
前記センサー３を構成する前記第１および第２の被検出
部１３、２３に対向して配設された回転センサーによっ
て、前記第１および第２の被検出部１３、２３を検出し
て、かかる検出信号に基づき前記第１の回転部材１１と
前記第２の回転部材２１の回転位相差を求めて、作用し
ているトルクを算出するので、精確にトルクを検出する
ことが出来るという効果を奏する。
【００３６】また第１実施形態のトルク検出装置は、前
記トルク算出手段５が、前記第１および第２の被検出部
１３、２３に対応したパルス信号の重複部を検出してト
ルクを算出するので、作用しているトルクに応じた前記
弾性部材３の変形に対応する前記第１の回転部材１１と
前記第２の回転部材２１の回転位相差を求めて、作用し
ているトルクを算出するので、前記トルク算出手段５に
おける簡単な信号処理によって精確にトルクを検出する
ことが出来るという効果を奏する。
【００３７】さらに第１実施形態のトルク検出装置は、
前記センサー３が、前記第１および第２の被検出部１
３、２３に対向して配設された、前記トルクコンバータ
出力回転数検出用の１個の回転センサーによって、前記
第１および第２の被検出部１３、２３を総合的に検出す
るので、システム全体として安価にまとめることが出来
るという効果を奏する。
【００３８】（第２実施形態）第２実施形態のトルク検
出装置は、前記第１実施形態の前記被検出部１３、２３
を構成する軸方向に突出した櫛状の壁部と、被検出部間
に形成された切欠１４、２４の代わりに、図６ないし図
８に示すように第１および第２の回転部材１１、２１の
中央部に半径方向に複数形成したスリット１５、２５に
よって前記被検出部１３、２３を構成するとともに、前
記回転センサー４を前記スリット１５、２５に対向して
配設する点が、前記第１実施形態との相違点である。
【００３９】上記構成より成る第２実施形態のトルク検
出装置は、前記回転センサー４が、図５に示すように前
記第１および第２の被検出部１３、２３の前記スリット
１５、２５の共通期間だけローレベルになるパルス信号
（図５中Ｃ）として検出され、前記トルク算出手段５
が、該パルス信号（図５中Ｃ）に基づき、作用したトル
クに比例する比例期間Ｔｐ（＝Ｔ／２−Ｔｔ、ただしＴ
は、入出力軸の回転周期）を算出することにより、作用
しているトルクを算出するものである。
【００４０】上記作用を奏する第２実施形態のトルク検
出装置は、前記トルク算出手段５が、前記センサー４に
よって検出された前記第１および第２の回転部材１１、
２１に形成された前記スリット１５、２５の回転位相か
ら、作用しているトルクを算出するので、簡単な構造で
あり安価であるという効果を奏する。
【００４１】また第２実施形態のトルク検出装置は、前
記第１の回転部材１１と前記第２の回転部材２１との間
に介挿され作用しているトルクに応じた前記弾性部材３
の変形に対応する前記第１の回転部材１１と前記第２の
回転部材２１の回転位相差を求めて、作用しているトル
クを算出するので、小さいトルクの検出を可能にすると
ともに、その他前記第１実施形態と同様の効果を奏する
ものである。
【００４２】（第３実施形態）第３実施形態のトルク検
出装置は、前記第１実施形態の１個の回転センサーの代
わりに、図９に示すように第１および第２の回転部材１
１、２１の外周壁にそれぞれ対向して２個の回転センサ
ー４１、４２を配設する点が、前記第１実施形態との相
違点である。
【００４３】上記構成より成る第３実施形態のトルク検
出装置は、前記回転センサー４１、４２が、図９に示す
ように前記第１の被検出部１３間および第２の被検出部
２３間に形成された切欠１４、２４の期間だけそれぞれ
ローレベルになる２個のパルス信号（図５中Ａおよび
Ｂ）として検出し、前記トルク算出手段５が、該２個の
パルス信号の位相差（図５中Ｃ）から作用したトルクに
比例する重複期間Ｔｐ（＝Ｔ／２−Ｔｔ、ただしＴは、
入出力軸の回転周期）を算出することにより、作用して
いるトルクを算出するものである。
【００４４】上記作用を奏する第３実施形態のトルク検
出装置は、上述の実施形態と同様の効果を奏するととも
に、前記トルク算出手段５が、前記２個のセンサー４
１、４２によって検出された２個のパルス信号の進み側
の信号の立ち下がりから遅れ側のパルス信号の立ち上が
りまでの期間によって、前記重複期間Ｔｐを直接的に算
出することが出来るので、信号処理が上述の実施形態に
比べて簡単になるという効果を奏する。
【００４５】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００４６】上述の実施形態においては、信号処理の簡
単化の観点より一例として前記被検出部の櫛状の壁部と
切欠の円周方向の長さを同一にした例について説明した
が、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、
櫛状の壁部と切欠の円周方向の長さを任意の長さに設定
することが出来るものである。
【００４７】上述の実施形態においては、一例として前
記回転センサーから前記被検出部の壁部に対応してハイ
レベルの信号が出力され、前記被検出部の切欠に対応し
てローレベルの信号が出力される例について説明した
が、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、
前記回転センサーが前記被検出部の壁部に対応してロー
レベルの信号が出力され、前記被検出部の切欠に対応し
てハイレベルの信号が出力される態様を採用することが
出来るものである。
【００４８】上述の実施形態においては、一例として前
記被検出部の壁部を櫛状の壁部および半径方向の壁部と
するとともに、前記被検出部の切欠を櫛状の凹部および
半径方向のスリットとする例について説明したが、本発
明としてはそれらに限定されるものでは無く、必要に応
じて前記第１および第２の回転部材の被検出部としてそ
の他の形状および構造を採用することが出来るものであ
る。
【００４９】上述の実施形態においては、一例として本
発明をワンウェイクラッチに適用した例について説明し
たが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、必要に応じてロックアップクラッチ、多板クラッ
チ、トルクコンバータおよびその他における作用してい
るトルクを検出することが必要な要素に本発明を適用す
ることが出来るものである。
【００５０】図１０は、本発明を適用した自動変速機で
ある。まず、この自動変速機の作動から説明する。本発
明の第１適用例の自動変速機は、前置式オーバードライ
ブプラネタリギヤユニットからなるオーバードライブ部
（Ｏ／Ｄ部）と、３プラネタリギヤトレインからなる前
進４速後進１速の主変速機構とを組み合わせた５速構成
とされ、さらに、ロックアップクラッチ付のトルクコン
バータを備えている。
【００５１】Ｏ／Ｄ部は、サンギヤＳ０、キャリヤＣ
０、リングギヤＲ０に関連して多板クラッチＣ−０およ
びこれと直列する多板ブレーキＢ−０を備えている。一
方、主変速機構は、サンギヤＳ１〜Ｓ３、キャリヤＣ１
〜Ｃ３、リングギヤＲ１〜Ｒ３からなる各変速要素を適
宜直結した３組のプラネタリギヤユニットを備え、各プ
ラネタリギヤユニットの変速要素に関連して、多板クラ
ッチＣ−１、Ｃ−２、バンドブレーキＢ−１、多板ブレ
ーキＢ−２〜Ｂ−４、ワンウェイクラッチＦ−１、Ｆ−
２が配置されている。なお、各クラッチおよびブレーキ
は、図示しない油圧制御装置によるサーボ油圧の制御
で、それらの摩擦係合要素を係合・解放操作するピスト
ン・シリンダからなる油圧サーボ装置を備えている。
【００５２】この変速機において、図示しないエンジン
の入力回転は、トルクコンバータを経てＯ／Ｄ部の入力
軸に伝達される。そして、入力軸の回転は、クラッチＣ
−０を係合させてＯ／Ｄ部を直結とし、主変速機構のク
ラッチＣ−１を係合し、他のブレーキをすべて解放とし
た場合（図１１参照）、第１速回転として出力軸から出
力される。
【００５３】次に、第２速回転は、Ｏ／Ｄ部が直結で、
主変速機構のクラッチＣ−１およびブレーキＢ−３を係
合した時に達成され、この時、主変速機構のプラネタリ
ギヤユニットのリングギヤＲ２に入った入力は、キャリ
ヤＣ１を反力要素としてキャリヤＣ２およびそれに直結
するＲ１、Ｃ３に出力され、出力軸の第２速回転とな
る。また、第３速回転は、同様にＯ／Ｄ部直結で、クラ
ッチＣ−１およびブレーキＢ−２を係合し、他を解放し
た時（図１１参照）に達成され、このとき、リングギヤ
Ｒ２に入った入力は、サンギヤＳ２を反力要素とし、キ
ャリヤＣ２およびそれに連結したキャリヤＣ３に出力さ
れ、出力軸の第３速回転となる。
【００５４】なお、第４速回転は、同じくＯ／Ｄ部直結
で、クラッチＣ−１およびクラッチＣ−２を共に係合し
た時に達成され、このとき、リングギヤＲ２およびサン
ギヤＳ２に入力されるため、主変速機構のプラネタリギ
ヤユニットが直結になり入力回転がそのまま出力され
る。
【００５５】そして、第５速回転は、主変速機構が上記
４速回転の状態で、クラッチＣ−０を解放するとともに
ブレーキＢ−０を係合することで、サンギヤＳ０を固定
して、Ｏ／Ｄ部を増速回転させることにより達成され
る。
【００５６】また、後進は、Ｏ／Ｄ部を上記のごとく増
速状態とし、主変速機構のクラッチＣ−２とブレーキＢ
−４を係合させることにより達成され、このとき、サン
ギヤＳ２に入った入力は、リングギヤＲ３を反力要素と
するキャリヤＣ２、Ｃ３の逆回転として出力される。
【００５７】上記の自動変速機において、本発明の第１
適用例のトルク検出装置ＴＤは、図１０に示すごとくト
ルクコンバータとＯ／Ｄ部との間に配設されている。例
えば上述のギヤトレーンにおいて、４速と５速の間の変
速は、ワンウェイクラッチを介さない、いわゆるクラッ
チツークラッチ変速であり、Ｃ−０を解放しながらＢ−
０を係合することにより達成される。図１２はそのとき
の油圧変化を示す図、図１３はそのときのトランスミッ
ションの入力回転数の変化を示す図、図１４はトランス
ミッションの出力トルクの変化を示す図である。
【００５８】変速機への入力トルクが大きくなれば、係
合側のブレーキ（Ｂ−０）における回転変化が開始する
時の油圧（図１２の点Ｃ）や該ブレーキ（Ｂ−０）の係
合終了油圧（図１２の点Ｂ）も大きくなり、解放側のク
ラッチ（Ｃ−０）における回転変化が開始する時の油圧
（図１２の点Ａ）も大きくなる。また逆に、変速機への
入力トルクが小さい場合は点Ａ、Ｂ、Ｃも小さくなる。
【００５９】本第１適用例のトルク検出装置を変速機の
入力軸に配置することにより、変速機への入力トルクを
簡単に計測することができ、上記の制御を簡単に行うこ
とができる。また、変速機の入力回転数と出力回転数に
よりギヤ比の検出を行っている場合には、本第１適用例
のトルク検出用の回転センサーを変速機への入力回転数
検出用の回転センサーと共用できるメリットもある。
【００６０】また、上記のクラッチツークラッチ変速に
おいて、例えば、係合側はアキュムレータの特性により
係合させ、解放側をリニアソレノイドにより制御するよ
うな場合、従来はトランスミッションの入力回転数を検
出し、その検出結果を次回のリニアソレノイドの制御に
フィードバックさせていた。しかし、トランスミッショ
ンの出力トルクの変化は、トランスミッションの入力回
転数の変化にあらわれない、換言すれば、係合側のブレ
ーキ（Ｂ−０）のピストンの無効ストロークが終了し係
合が開始されてから、トランスミッションの入力回転数
の変化が開始するまでの間に、トランスミッションの出
力トルクの変化があらわれ始めている（図１４のＤ−Ｅ
間）が、そのとき、トランスミッションの入力回転数に
変化が起きない（図１４）ので、係合側のブレーキ（Ｂ
−０）と解放側のクラッチ（Ｃ−０）がタイアップ状態
となり、図１４の一点鎖線に示すようなトルクの急激な
落ち込みが発生したとしてもそれを検出することができ
ず、トルク変化に合わせたクラッチ圧制御を行うことが
できなかった。
【００６１】このトルク変化を検出するために、トルク
検出装置をトランスミッションの出力軸に取り付ければ
よいが、従来のトルク検出装置では、トルク検出用の専
用の備品が必要であり、高価であるとともに、構造が複
雑であるという課題を有していた。しかし、図１５に示
すごとく、上記課題を解決した本発明の第２の適用例の
トルク検出装置を採用することにより、安価にしかもト
ランスミッションの構成を大きく変更することなく、ク
ラッチツークラッチ変速中のトルク変化を検出すること
が可能となり、クラッチ圧制御をトルクに基づいて行う
ことが容易になり、変速ショックの極めて少ない自動変
速機を安価に提供することが可能となる。また、変速機
の入力回転数と出力回転数によりギヤ比の検出を行って
いる場合には、本発明の第２適用例のトルク検出用の回
転センサーを変速機への出力回転数検出用の回転センサ
ーと共用できるメリットもある。
【００６２】また、別の取付け位置として、図１６に示
すように、クラッチツークラッチ変速を行う部位に直接
取り付けることが考えられる。前述のごとく、さまざま
な構成部材を介して伝達されるトランスミッションの出
力軸に本発明の第３適用例のトルク検出装置を取り付け
た場合には、ギヤの伝達効率や回転部材とオイル間の攪
拌抵抗が、ギヤ数や回転数により異なりバラツキが多く
なってしまう。従って、トランスミッションの出力軸に
おけるトルクの変化を検出するよりも、図１６に示すよ
うに、クラッチツークラッチ変速を行う部位に直接取り
付けるほうが、トルクの変化がよりレスポンス良く検出
することができる。従って、本第３適用例のトルク検出
装置を図１６の位置に取り付けた場合には、トルク変化
の検出における時間的ロスがなく、より精確な制御を行
うことが可能となる。
【００６３】また、ロックアップクラッチ付きトルクコ
ンバータとエンジンとの間に本発明の適用例のトルク検
出装置を配設した場合には（図示せず）、トルクコンバ
ータへの入力トルク（エンジンの出力トルク）を検出す
ることができ、該検出トルクを使用して、ロックアップ
クラッチの係合解放制御をトルクコンバータ入力トルク
に応じて行うことができるので、上記と同様のメリット
を生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のトルク検出装置を示す
ブロック図である。
【図２】本第１実施形態の第１および第２の回転部材の
被検出部を示す断面図である。
【図３】本第１実施形態の弾性部材を示す側面図であ
る。
【図４】本第１実施形態の弾性部材を示す図３のＡ−Ａ
線に沿う断面図である。
【図５】本第１実施形態における被検出部のパターンお
よび回転センサーによる検出信号のパターンを示す線図
である。
【図６】本発明の第２実施形態のトルク検出装置を示す
断面図である。
【図７】本第２実施形態の第１の回転部材に形成された
被検出部を示す側面図である。
【図８】本第２実施形態の第２の回転部材に形成された
被検出部を示す側面図である。
【図９】本発明の第３実施形態のトルク検出装置を示す
断面図である。
【図１０】本発明の第１適用例の自動変速機を示すスケ
ルトン図である。
【図１１】本第１適用例の自動変速機の各変速状態にお
ける各要素の動作状態を示す状態図である。
【図１２】本第１適用例のクラッチツークラッチ変速に
おける油圧変化を示す線図である。
【図１３】本第１適用例のクラッチツークラッチ変速に
おけるトランスミッションの入力回転数の変化を示す線
図である。
【図１４】本第１適用例のクラッチツークラッチ変速に
おけるトランスミッションの出力トルクの変化を示す線
図である。
【図１５】本発明の第２適用例の自動変速機を示すスケ
ルトン図である。
【図１６】本発明の第３適用例の自動変速機を示すスケ
ルトン図である。
【図１７】従来の第１のトルク検出装置を示す斜視図で
ある。
【図１８】従来の第２のトルク検出装置を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
１ 入力軸 ２ 出力軸 １１ 第１の回転部材 １３、２３ 被検出部 ２１ 第２の回転部材 ３ 弾性部材 ４ 回転センサー ５ トルク算出手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力軸に連結される第１の回転部材と、 出力軸に連結され、前記第１の回転部材と同軸的に配設
    された第２の回転部材と、 前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間に介挿
    され、作用するトルクに応じて変形する弾性部材と、 前記第１および第２の回転部材に対向して配設され、両
    者の回転位相を検出するセンサーと、 該センサーによって検出された前記第１および第２の回
    転部材の回転位相から、両者の回転位相差を求めて作用
    しているトルクを算出するトルク算出手段とから成るこ
    とを特徴とするトルク検出装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 前記第１および第２の回転部材は、円周方向に同一間隔
    の第１および第２の被検出部を有し、 前記第１の被検出部と前記第２の被検出部は同一数であ
    るとともに、 前記被検出部の円周方向長さが、被検出部間の円周方向
    長さに等しいことを特徴とするトルク検出装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、 前記センサーが、前記第１および第２の被検出部に対向
    して配設された回転センサーによって構成されているこ
    とを特徴とするトルク検出装置。
  4. 【請求項４】 請求項３において、 前記トルク算出手段が、前記第１および第２の被検出部
    に対応したパルス信号の重複部を検出してトルクを算出
    することを特徴とするトルク検出装置。
  5. 【請求項５】 請求項３において、 前記トルク算出手段が、前記第１および第２の被検出部
    に対応したパルス信号の非重複部を検出してトルクを算
    出することを特徴とするトルク検出装置。
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