JP2002340149A - 変速機の騒音低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速機やクラッチディスクの仕様に基づくア
イドル騒音特性を前提として、油温変化に関わらず確実
にアイドル騒音を低減できる変速機の騒音低減装置を提
供する。 【解決手段】 最小騒音時油温Ｔminより低い油温ＴLo
の場合には、正側の目標付加トルクを設定して、油温低
下に伴う変速機の回転抵抗の増加分をモータ／ジェネレ
ータの駆動により相殺し、逆に最小騒音時油温Ｔminよ
り高い油温ＴHiの場合には、負側の目標付加トルクを設
定して、油温上昇に伴う変速機の回転抵抗の減少分をモ
ータ／ジェネレータの制動により相殺し、結果としてク
ラッチディスクの作動角を常に最小騒音時油温Ｔminに
対応する値θに保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変速機のアイドル
騒音を低減する騒音低減装置に関するものである。

【０００２】

【関連する背景技術】周知のようにアイドル運転時のエ
ンジンには、回転変動（トルク変動）を起振源とした捻
り振動が発生し、この捻り振動により変速機内のギアの
噛合い部がバックラッシの範囲内で相対変位して歯当た
りを生じ、所謂ガラ音と呼ばれる特有のアイドル騒音を
発生させる要因となっている。

【０００３】アイドル騒音を低減するための対策とし
て、例えば特開平７−２５９９７２号公報に記載の変速
機の騒音低減装置を挙げることができる。この騒音低減
装置では、インプットシャフトにて回転駆動される従動
ギア（カウンタシャフトやメインシャフトのギア等）の
外周にブレーキシューを配設し、例えばエンジンがアイ
ドル運転中で、且つ、変速機の油温が所定値以上のとき
に、回転中の従動ギアに対してエアシリンダでブレーキ
シューを当接させて所定の制動力を作用させ、これによ
り従動ギアの動きを抑制して騒音低減を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報の変速機
の騒音低減装置では、変速機油温の上昇に伴って潤滑油
の粘度が低下すると、従動ギアが動き易くなってアイド
ル騒音が増加するとの観点の下に、このような状況のと
きに、制動により従動ギアの動きを抑制しているに過ぎ
ない。しかしながら、変速機のアイドル騒音は油温に応
じて変動するものの、その特性は単純に油温の上昇に伴
って増加するものではなく、例えば図３中の（ｃ）に示
すように、変速機やクラッチディスクの仕様から定まる
固有の最小値が存在する。よって、上記のように所定の
制動力を一義的に作用させるだけでは騒音を低減不能な
領域があり、より確実な騒音低減対策が望まれていた。

【０００５】そこで、本発明の目的は、変速機やクラッ
チディスクの仕様に基づくアイドル騒音特性を前提とし
て、油温変化に関わらず確実にアイドル騒音を低減する
ことができる変速機の騒音低減装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、断接可能なクラッチを介してエンジン
の回転を入力する変速機と、変速機の回転に対して同方
向又は逆方向の少なくとも一方のトルクを変速機に付加
可能なトルク付加手段と、変速機の油温を検出する油温
検出手段と、変速機及びクラッチのクラッチディスクの
仕様から定まる固有のアイドル騒音特性と油温検出手段
にて検出された油温とに基づいて、トルク付加手段を駆
動制御するトルク制御手段とを備えた。

【０００７】エンジンの回転変動（トルク変動）を起振
源とした捻り振動により、変速機内のギア噛合い部には
歯当たりによる歯打音が発生し、その発生状況は、クラ
ッチディスクや変速機の仕様（例えばクラッチディスク
のばね定数、ギア噛合い部のバックラッシ量、変速機の
機械的な回転抵抗等）によって相違すると共に、変速機
油温にも影響される。即ち、油温の増減に伴ってオイル
粘度と共に変速機の回転抵抗が増減すると、クラッチデ
ィスクの作動角と共に捻り振動の変速機側への伝達状態
が変化し、歯打音の発生状況にも影響が及ぶ。

【０００８】ここで、アイドル騒音特性と油温検出手段
にて検出された実際の油温とに基づいてトルク付加手段
が制御され、例えば油温変化に伴う変速機の回転抵抗の
増減を相殺する方向のトルクが変速機に付加されて、油
温変化に関わらずアイドル騒音を抑制可能となる。好適
には、トルク制御手段を、アイドル騒音が最小値のとき
の油温より油温検出手段にて検出された油温が低いとき
には、トルク付加手段により変速機に同方向のトルクを
付加すると共に、最小値のときの油温より検出された油
温が高いときには、変速機に逆方向のトルクを付加し、
最小値のときの油温と検出された油温との差が大である
ほど、付加するトルクを増加させるように構成すること
が望ましい。

【０００９】この場合には、アイドル騒音が最小値のと
きの油温より実際の油温が低い場合には、変速機に同方
向のトルクが付加されて、油温低下に伴う変速機の回転
抵抗の増加分がトルク付加手段の駆動により相殺され、
逆にアイドル騒音が最小値のときの油温より実際の油温
が高い場合には、変速機に逆方向のトルクが付加され
て、油温上昇に伴う変速機の回転抵抗の減少分がトルク
付加手段の制動により相殺される。従って、クラッチデ
ィスクの作動角はアイドル騒音が最小値のときの値に保
持され、結果として油温変化に関わらずアイドル騒音を
最小値に抑制可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した変速機
の騒音低減装置の一実施形態を説明する。図１は本実施
形態の変速機の騒音低減装置を示す概略構成図であり、
対象となる変速機の構成は、４速を直結とした前進５
段、後退１段の一般的なものである。即ち、周知のよう
に変速機１内には、インプットシャフト２とメインシャ
フト３が同軸上に配設されると共に、これらのシャフト
２，３に対してカウンタシャフト４が並列配置されてい
る。インプットシャフト２はクラッチ５を介してエンジ
ン６により回転駆動され、その回転はギア７，８を介し
てカウンタシャフト４に伝達される。カウンタシャフト
４上に固定された各変速段の駆動ギア９はメインシャフ
ト３上の遊転ギア１０と常時噛合し（リバースギアはア
イドラギア１１を介して噛合）、カウンタシャフト４の
回転に伴って各遊転ギア１０が回転駆動される。各遊転
ギア１０は図示しないシンクロ機構により選択的にメイ
ンシャフト３に固定され、そのギア比をもってメインシ
ャフト３が回転駆動されて図示しないプロペラシャフト
に伝達される。

【００１１】カウンタシャフト４の後端にはクラッチ１
２を介してモータ／ジェネレータ１３が連結され、クラ
ッチ１２の接続時にはカウンタシャフト４と一体でモー
タ／ジェネレータ１３が回転する。モータ／ジェネレー
タ１３はインバータ回路１４を介してバッテリ１５に接
続され、このインバータ回路１４により、モータ／ジェ
ネレータ１３の回生電流のバッテリ１５への充電、及び
バッテリ１５からの電流によるモータ／ジェネレータ１
３の駆動が制御される。本実施形態では、これらのクラ
ッチ１２、モータ／ジェネレータ１３、インバータ回路
１４によりトルク付加手段が構成されている。

【００１２】一方、車室内には図示しない入出力装置、
制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装
置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置
（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたトルク制御手段
としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）２１が設置されて
おり、このＥＣＵ２１により本実施形態の騒音低減装置
が制御される。ＥＣＵ２１の入力側には、車速Ｖを検出
する車速センサ２２、エンジン回転速度Ｎeを検出する
回転速度センサ２３、変速機１のギア位置を検出するギ
ア位置センサ２４、変速機１の油温Ｔを検出する油温検
出手段としての油温センサ２５等の各種センサ類が接続
され、又、ＥＣＵ２１の出力側には前記クラッチ１２及
びインバータ回路１４等の各種アクチュエータ類が接続
されている。

【００１３】そして、ＥＣＵ２１はアイドル騒音を低減
するための処理として、図２に示すモータ／ジェネレー
タ制御ルーチンを実行する。以下、その詳細を説明する
が、この制御にはクラッチディスクの作動角が密接に関
係するため、まず、作動角の設定状況を図３の特性図に
従って説明する。図３はクラッチディスクの捻り特性
（ａ）、変速機油温Ｔに対する変速機１の回転抵抗の特
性（ｂ）、変速機油温Ｔに対するアイドル騒音の特性
（ｃ）の相互関係を示す説明図である。周知のようにア
イドル騒音の主要因は、エンジン６の回転変動（トルク
変動）を起振源とした捻り振動により、変速機１内のイ
ンプットシャフト２及びカウンタシャフト４間やカウン
タシャフト４及びメインシャフト３間等のギア噛合い部
がバックラッシの範囲内で相対変位し、歯当たりによる
歯打音を発生することにある。図３中の（ａ）に示すよ
うに、このときのクラッチディスクは中立点を中心とし
て正負に作動角θを変動させながら、エンジン６からの
捻り振動を伝達している。

【００１４】歯打音の発生状況は、クラッチディスクや
変速機１の仕様（例えばクラッチディスクのばね定数、
ギア噛合い部のバックラッシ量、変速機の機械的な回転
抵抗等）によって相違するが、その他にも変速機油温Ｔ
に起因する２つの要因により逆方向の影響を受ける。即
ち、油温Ｔの上昇に伴ってオイル粘度が低下すると、ギ
アに対する運動抑制作用が低下して歯打音を増加させる
方向に影響する一方、図３中の（ｂ）に示すように、オ
イル粘度の低下と共に変速機１の回転抵抗（反力として
クラッチディスクに作用している）が低下すると、クラ
ッチディスクの作動角がばね定数小の１段目の領域内に
抑制され易くなって、歯打音を減少させる方向に影響す
る。よって、これらの２つの要因が影響し合うことで、
（ｃ）に示すようにアイドル騒音の最小値が存在する。

【００１５】そして、アイドル騒音が最小値のときの油
温（以下、最小騒音時油温という）を使用頻度の高い油
温域に設定すれば、アイドル騒音が最小値まで低下する
機会が増えて効率的に騒音を低減できることから、この
条件を満たすように、上記したクラッチディスクや変速
機１の仕様を設定している。結果として、本実施形態で
は図に示すように、最小騒音時油温としてＴminが設定
され、この最小騒音時油温Ｔminにおいて騒音が最小値
となるようにクラッチディスクの作動角としてθが設定
されている。

【００１６】一方、図２のルーチンはエンジン６の運転
中に所定の制御インターバルで実行され、まず、ステッ
プＳ２で車速Ｖが０であるか否かを、ステップＳ４でエ
ンジン回転速度Ｎeがアイドル回転速度を中心とした所
定範囲内にあるか否かを、ステップＳ６でギア位置がニ
ュートラルであるか否かを判定する。何れかの処理でＮ
Ｏ（否定）の判定を下したときには、ステップＳ８でク
ラッチ１２を遮断した後にルーチンを終了する。

【００１７】又、ステップＳ２〜６の全ての処理でＹＥ
Ｓ（肯定）の判定を下したとき、即ち、車両が停車し、
エンジン６がアイドル運転中で、変速機１がニュートラ
ルであり、所謂ガラ音が発生する条件を全て満たしてい
るときには、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１
０では変速機１の油温Ｔが最小騒音時油温Ｔminを中心
とした所定値Δｔの範囲内（Ｔmin−Δｔ≦Ｔ≦Ｔmin＋
Δｔ）にあるか否かを判定し、ＹＥＳのときには前記ス
テップＳ８を経てルーチンを終了する。

【００１８】又、ステップＳ１０の判定がＮＯのときに
はステップＳ１２に移行してクラッチ１２を接続し、続
くステップＳ１４で図４に示すマップに従って油温Ｔか
ら目標付加トルクＭtgtを設定する。このマップは図３
中の（ｂ）の特性に基づき、変速機１の回転抵抗を目標
付加トルクＭtgtに置き換えたものである。ステップＳ
１４では、最小騒音時油温Ｔminに対応する目標付加ト
ルクＭtgtを０とし、これを基準として目標付加トルク
Ｍtgtを油温Ｔの上昇に伴って増加設定（正側）し、油
温Ｔの低下に伴って減少設定（負側）する。

【００１９】続くステップＳ１６では目標付加トルクＭ
tgtの正負を判定し、正のときにはステップＳ１８でイ
ンバータ回路１４によりモータ／ジェネレータ１３をモ
ータとして作動させて、変速機１のカウンタシャフト４
に対して目標付加トルクＭtgtに相当する駆動力を付加
する。又、目標付加トルクＭtgtが負のときにはステッ
プＳ２０でモータ／ジェネレータ１３をモータとして作
動させて、カウンタシャフト４に対して目標付加トルク
Ｍtgtに相当する制動力を付加する。

【００２０】以上の制御の結果、実際の油温Ｔが最小騒
音時油温Ｔmin付近の場合には、図３に示すように、既
に最小値付近のアイドル騒音が達成されているため、モ
ータ／ジェネレータ１３による制御は不要として行われ
ない。一方、最小騒音時油温Ｔminより低い油温ＴLoの
場合には、図４のマップに従って正側の目標付加トルク
Ｍtgtが設定され、油温低下に伴う変速機１の回転抵抗
の増加分がモータ／ジェネレータ１３の駆動により相殺
され、逆に最小騒音時油温Ｔminより高い油温ＴHiの場
合には、負側の目標付加トルクＭtgtが設定され、油温
上昇に伴う変速機１の回転抵抗の減少分がモータ／ジェ
ネレータ１３の制動により相殺される。

【００２１】このように本実施形態の変速機の騒音低減
装置では、クラッチディスクや変速機１の仕様から定ま
る固有のアイドル騒音特性（図３）に基づいて、モータ
／ジェネレータ１３により変速機１の回転抵抗を最小騒
音時油温Ｔminの値に保持している。よって、油温Ｔが
増減しても、クラッチディスクの作動角は油温ＴLo,ＴH
iに対応するθLoやθHiに変化することなく、最小騒音
時油温Ｔmin時の値θに保持され、結果として（ｃ）に
破線で示すように、油温変化に関わらずアイドル騒音を
常に最小値に抑制することができる。

【００２２】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例え
ば上記実施形態では、前進５段、後退１段の変速機１を
対象とした騒音低減装置に具体化したが、変速機の仕様
はこれに限定されるものではなく、例えば変速段の数等
を変更してもよい。又、クラッチディスクの仕様につい
ても同様であり、例えば捻り特性にヒステリシスを与え
てもよい。

【００２３】又、上記実施形態では、騒音を効率的に低
減するために最小騒音時油温Ｔminを使用頻度の高い油
温域に設定した。これは従来の設定手法と同様である
が、本発明の騒音低減装置では最小騒音時油温Ｔmin以
外でもアイドル騒音を最小値に抑制できることから、使
用頻度とは関係なく、モータ／ジェネレータ１３側の制
御を優先させて最小騒音時油温Ｔminを設定してもよ
い。

【００２４】例えば、図５に実線で示すように最小騒音
時油温Ｔminを常用領域の最低油温に設定すると、変速
機１の回転抵抗は油温Ｔの上昇に伴って減少方向にしか
変化しないため、カウンタシャフト４に制動力を作用さ
せればアイドル騒音を最小値に抑制でき、逆に一点鎖線
で示すように最小騒音時油温Ｔminを最高油温に設定す
ると、変速機１の回転抵抗は油温Ｔの低下に伴って増加
方向にしか変化しないため、カウンタシャフト４に駆動
力を作用させればアイドル騒音を最小値に抑制できる。
そして、これらの場合には目標付加トルクＭtgtを正負
の何れか一方のみに制御すればよいことから制御内容を
簡略化できると共に、駆動と制動の双方を要求されない
ため、モータ／ジェネレータ１３を制動専用のジェネレ
ータ又は駆動専用のモータに代替させて、コスト低減を
果たすこともできる。

【００２５】更に、上記実施形態では、モータ／ジェネ
レータ１３を利用して電気的に制動力を発生させたが、
上記のように制動専用に使用する場合には、例えば従来
技術として挙げた特開平７−２５９９７２号公報のよう
に、ブレーキシューを利用して機械的に制動力を発生さ
せてもよい。一方、上記実施形態では、モータ／ジェネ
レータ１３のトルクをカウンタシャフト４に作用させた
が、変速機１の回転抵抗の増減を相殺可能であれば、ト
ルクを作用させる箇所はカウンタシャフト４に限定され
るものではない。従って、例えばインプットシャフト
２、或いはメインンシャフト３の何れかの遊転ギア１０
にモータ／ジェネレータ１３のトルクを作用させるよう
に構成してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の変速機の騒
音低減装置によれば、変速機やクラッチディスクの仕様
に基づくアイドル騒音特性を前提として、油温変化に関
わらず確実にアイドル騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の変速機の騒音低減装置を示す概略構
成図である。

【図２】ＥＣＵが実行するモータ／ジェネレータ制御ル
ーチンを示すフローチャートである。

【図３】クラッチディスクの捻り特性（ａ）、変速機油
温に対する変速機の回転抵抗の特性（ｂ）、変速機油温
に対するアイドル騒音の特性（ｃ）の相互関係を示す説
明図である。

【図４】変速機油温から目標付加トルクを設定するため
のマップを示す説明図である。

【図５】最小騒音時油温を最低油温及び最高油温に設定
した別例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 変速機 ５ クラッチ ６ エンジン １２ クラッチ（トルク付加手段） １３ モータ／ジェネレータ（トルク付加手段） １４ インバータ回路（トルク付加手段） ２１ ＥＣＵ（トルク制御手段） ２５ 油温センサ（油温検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相原 一二 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J063 AB02 AC03 BA09 BB23 CA01 CB01 CB41 CD11 XB06

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断接可能なクラッチを介してエンジンの
   回転を入力する変速機と、 上記変速機の回転に対して同方向又は逆方向の少なくと
   も一方のトルクを該変速機に付加可能なトルク付加手段
   と、 上記変速機の油温を検出する油温検出手段と、 上記変速機及び上記クラッチのクラッチディスクの仕様
   から定まる固有のアイドル騒音特性と上記油温検出手段
   にて検出された油温とに基づいて、上記トルク付加手段
   を駆動制御するトルク制御手段とを備えたことを特徴と
   する変速機の騒音低減装置。