JP2011053029A - Clutch torque transmission capacity analysis device of automatic transmission - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clutch torque transmission capacity analysis device of an automatic transmission for dispensing with prototyping an automatic transmission for testing and analyzing torque transmission capacity of a clutch. <P>SOLUTION: The torque transmission capacity analysis device (200) of the clutch of an automatic transmission using a parallel axis type transmission mechanism includes: a friction coefficient measurement means 200a of measuring a friction coefficient μ of the clutch from differential rotation when a slide occurs, when a friction disk of the clutch is fixed to one of relatively rotatable shafts of a testing device 100 and the friction plate is fixed to the other, and when the friction disk and the friction plate are pressed at fixed oil pressure, uniform surface pressure, and uniform temperature and a differential rotation of the relatively rotatable shafts is changed; and a torque transmission capacity calculation means 200b of calculating a torque transmission capacity of the clutch by using a behavior analysis model for simulating a fall of gear groups on shafts based on the measured friction coefficient μ and a torque transmission flow of the automatic transmission. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置に関する。   The present invention relates to a clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission.

自動変速機のトルクを解析する装置としては特許文献1記載の技術が知られている。特許文献1記載の技術にあっては、エンジンとダイナモメータを連結し、車両の走行によってエンジンに作用するであろう負荷トルクをダイナモメータに発生させることで、車両の走行試験を仮想的に行うように構成している。   As a device for analyzing the torque of an automatic transmission, a technique described in Patent Document 1 is known. In the technique described in Patent Document 1, the running test of the vehicle is virtually performed by connecting the engine and the dynamometer and generating a load torque that will act on the engine by the running of the vehicle. It is configured as follows.

特開2002−22618号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-22618

特許文献1記載の技術にあっては、プラネタリギヤ式の自動変速機を用いて車両の走行試験を仮想的に行うように構成しているが、自動変速機の別の例として、平行に配置された入力軸と出力軸に相互に噛合自在に配置される複数組のギヤ群のうちの所望の速度を確立する組のギヤ群を、その速度に対応するクラッチに油圧を供給して軸上に固定し、入力軸から入力されるトルクを出力軸から出力させる平行軸式の自動変速機が知られている。   In the technique described in Patent Document 1, a vehicle running test is virtually performed using a planetary gear type automatic transmission. However, as another example of an automatic transmission, they are arranged in parallel. A set of gear groups that establishes a desired speed among a plurality of sets of gear groups that are arranged to mesh with each other on the input shaft and the output shaft are supplied with hydraulic pressure to the clutch corresponding to the speed, and placed on the shaft. 2. Description of the Related Art A parallel shaft type automatic transmission that fixes and outputs torque input from an input shaft from an output shaft is known.

そのような平行軸式の自動変速機において、クラッチ単体の設計は一般に簡易なトルク伝達容量計算式が用いられる。しかしながら、このトルク伝達容量計算式が成立するのは、クラッチの係合時に複数枚からなるディスクのそれぞれの面圧分布が一様であり、摩擦係数がディスク面のどの箇所においても一定値をとる場合に限られる。   In such a parallel shaft type automatic transmission, a simple torque transmission capacity calculation formula is generally used for designing a clutch alone. However, this torque transmission capacity calculation formula is satisfied because the surface pressure distribution of each of a plurality of discs is uniform when the clutch is engaged, and the friction coefficient takes a constant value at any location on the disc surface. Limited to cases.

実際にはクラッチ単体のディスク面圧分布は一様ではなく、摩擦係数もディスク面の温度や滑り速度に依存する。そのため、トルク伝達容量計算式ではディスク面圧や摩擦係数は平均値が用いられてきた。   Actually, the disk surface pressure distribution of the clutch alone is not uniform, and the friction coefficient also depends on the disk surface temperature and the sliding speed. Therefore, average values have been used for the disk surface pressure and the friction coefficient in the torque transmission capacity calculation formula.

さらに、自動変速機に組み込まれたクラッチでは、駆動ギヤの軸に対する倒れ(傾き)や軸の撓みなどが生じ、それがトルク伝達容量に影響を及ぼし得ることが経験的に知られている。   Further, it is empirically known that a clutch incorporated in an automatic transmission causes a tilt (inclination) of the drive gear relative to the shaft, a shaft deflection, and the like, which can affect the torque transmission capacity.

しかしながら、この経験則は自動変速機のレイアウトや摩擦特性、さらには運転条件などにより影響を受けるため、クラッチ単体の計算式では考慮することが困難であった。そのため、自動変速機のクラッチのトルク伝達容量は、専らテスト用の自動変速機を試作し、トルク伝達容量試験を行うことで解析されてきた。   However, this rule of thumb is affected by the layout of the automatic transmission, the frictional characteristics, and the operating conditions, so it is difficult to consider in the calculation formula of the clutch alone. Therefore, the torque transmission capacity of the clutch of the automatic transmission has been analyzed exclusively by making a prototype automatic transmission for testing and performing a torque transmission capacity test.

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、テスト用の自動変速機を試作することを不要としつつ、クラッチのトルク伝達容量を解析できるようにした自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to eliminate the need for trial production of an automatic transmission for testing, and to analyze the torque transmission capacity of the clutch, and to analyze the clutch torque transmission capacity of the automatic transmission. Is to provide.

上記の目的を解決するために、請求項1にあっては、平行に配置された入力軸と出力軸に相互に噛合自在に配置される複数組のギヤ群のうちの所望の速度を確立する組のギヤ群を、前記所望の速度に対応するクラッチに油圧を供給して前記入力軸と出力軸に固定し、
前記入力軸から入力されるトルクを前記出力軸から出力させる自動変速機の前記クラッチのトルク伝達容量を解析するトルク伝達容量解析装置において、試験装置の相対回転自在な軸の一方に前記クラッチの摩擦ディスクを固定すると共に、他方に前記クラッチの摩擦プレートを固定し、前記摩擦ディスクと摩擦プレートを一定の油圧で面圧均一かつ温度均一に押圧しつつ前記相対回転自在な軸の差回転を変化させたとき、滑りが生じたときの差回転から前記クラッチの摩擦係数μを計測する摩擦係数計測手段と、前記計測された摩擦係数μと、前記自動変速機のトルク伝達フローに基づいて前記ギヤ群の前記入力軸あるいは出力軸上の倒れを模擬する挙動解析モデルを用いて前記自動変速機の前記クラッチのトルク伝達容量を算出するトルク伝達容量算出手段とを備える如く構成した。
In order to solve the above-mentioned object, in claim 1, a desired speed is established among a plurality of sets of gear groups that are arranged to engage with each other in parallel with an input shaft and an output shaft that are arranged in parallel. A set of gears is fixed to the input shaft and the output shaft by supplying hydraulic pressure to the clutch corresponding to the desired speed,
In the torque transmission capacity analyzing apparatus for analyzing the torque transmission capacity of the clutch of the automatic transmission that outputs torque input from the input shaft from the output shaft, the friction of the clutch is applied to one of the relative rotatable shafts of the test apparatus. While fixing the disk, the friction plate of the clutch is fixed to the other, and the differential rotation of the relatively rotatable shaft is changed while pressing the friction disk and the friction plate uniformly with a constant hydraulic pressure and a uniform surface pressure. Friction coefficient measuring means for measuring the friction coefficient μ of the clutch from the differential rotation when slipping occurs, the gear group based on the measured friction coefficient μ and the torque transmission flow of the automatic transmission. Torque for calculating the torque transmission capacity of the clutch of the automatic transmission using a behavior analysis model that simulates tilting of the input shaft or output shaft And a transmission capacity calculating means.

請求項2に係る自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置にあっては、前記トルク伝達容量算出手段は、前記計測された摩擦係数μから前記クラッチの摩擦面上の摩擦円を算出し、前記摩擦円の摩擦力Ffを算出する摩擦力算出手段と、前記挙動解析モデルから前記摩擦円の半径方向荷重Frを算出する半径方向荷重算出手段とを備え、前記算出された摩擦力Ffと半径方向荷重Frとから前記摩擦円の接線方向の摩擦力に相当するクラッチのトルク伝達力Ftを算出する如く構成した。   In the clutch torque transmission capacity analysis device for an automatic transmission according to claim 2, the torque transmission capacity calculation means calculates a friction circle on the friction surface of the clutch from the measured friction coefficient μ, and Friction force calculation means for calculating the friction force Ff of the friction circle, and radial load calculation means for calculating the radial load Fr of the friction circle from the behavior analysis model, the calculated friction force Ff and the radial direction The clutch torque transmission force Ft corresponding to the frictional force in the tangential direction of the friction circle is calculated from the load Fr.

請求項3に係る自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置にあっては、前記摩擦係数計測手段は、前記クラッチの摩擦係数μを温度ごとに計測する如く構成した。   In the clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to claim 3, the friction coefficient measuring means is configured to measure the friction coefficient μ of the clutch for each temperature.

請求項1に係る自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置にあっては、試験装置の相対回転自在な軸の一方にクラッチの摩擦ディスクを固定すると共に、他方にその摩擦プレートを固定し、摩擦ディスクと摩擦プレートを一定の油圧で面圧均一かつ温度均一に押圧しつつ相対回転自在な軸の差回転を変化させたとき、滑りが生じたときの差回転からクラッチの摩擦係数μを計測し、計測された摩擦係数μと、自動変速機のトルク伝達フローに基づいてギヤ群の入力軸あるいは出力軸上の倒れを模擬する挙動解析モデルを用いて自動変速機のクラッチのトルク伝達容量を算出する如く構成したので、クラッチの摩擦係数μを計測してデータベース化することが可能となり、それによって自動変速機のレイアウトが変更されるときも、テスト用の自動変速機を試作する必要なく、クラッチのトルク伝達容量を解析することができる。   In the clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to claim 1, the friction disk of the clutch is fixed to one of the relative rotatable shafts of the test apparatus, and the friction plate is fixed to the other. The friction coefficient μ of the clutch is measured from the differential rotation when slippage occurs when the differential rotation of the relatively rotatable shaft is changed while pressing the disc and the friction plate at a constant hydraulic pressure with uniform surface pressure and temperature. Based on the measured friction coefficient μ and the torque transmission flow of the automatic transmission, the torque transmission capacity of the clutch of the automatic transmission is calculated using a behavior analysis model that simulates the tilt of the input shaft or output shaft of the gear group It is possible to make a database by measuring the friction coefficient μ of the clutch, and when the layout of the automatic transmission is changed accordingly, Without having to prototype automatic transmission, it is possible to analyze the torque transmission capacity of the clutch.

請求項2に係る自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置にあっては、計測された摩擦係数μからクラッチの摩擦面上の摩擦円を算出し、その摩擦力Ffを算出すると共に、挙動解析モデルから摩擦円の半径方向荷重Frを算出し、算出された摩擦力Ffと半径方向荷重Frとから摩擦円の接線方向の摩擦力に相当するクラッチのトルク伝達力Ftを算出する如く構成したので、上記した効果に加え、クラッチのトルク伝達力Ftを算出することで、トルク伝達容量を簡易かつ精度良く解析することができる。   In the clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to claim 2, the friction circle on the friction surface of the clutch is calculated from the measured friction coefficient μ, the friction force Ff is calculated, and the behavior analysis is performed. The configuration is such that the radial load Fr of the friction circle is calculated from the model, and the clutch torque transmission force Ft corresponding to the friction force in the tangential direction of the friction circle is calculated from the calculated friction force Ff and the radial load Fr. In addition to the effects described above, the torque transmission capacity can be easily and accurately analyzed by calculating the torque transmission force Ft of the clutch.

請求項3に係る自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置にあっては、クラッチの摩擦係数μを温度ごとに計測する如く構成したので、上記した効果に加え、摩擦係数を温度ごとに計測することで、トルク伝達容量を一層精度良く解析することができる。   In the clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to claim 3, since the friction coefficient μ of the clutch is measured for each temperature, in addition to the above effect, the friction coefficient is measured for each temperature. Thus, the torque transmission capacity can be analyzed with higher accuracy.

この発明の実施例に係る自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置が前提とする、車両の自動変速機の断面図である。1 is a cross-sectional view of an automatic transmission for a vehicle on the premise of a clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to an embodiment of the present invention. 図1に示すメインシャフトMS付近の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view near a main shaft MS shown in FIG. 1. 図2に示すクラッチのトルク伝達容量の計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the torque transmission capacity of the clutch shown in FIG. 図2に示すギヤの倒れ量の計測結果を示すデータである。It is data which shows the measurement result of the amount of fall of the gear shown in FIG. 図2に示すクラッチの摩擦円を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the friction circle of the clutch shown in FIG. 図1に示す自動変速機の5速クラッチへのトルク伝達フローを模擬する挙動解析モデルの説明図である。It is explanatory drawing of the behavior analysis model which simulates the torque transmission flow to the 5-speed clutch of the automatic transmission shown in FIG. 図2に示すクラッチの摩擦係数を試測する試験装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a test apparatus for measuring the friction coefficient of the clutch shown in FIG. 2. 図7に示す試験装置を用いて得られたクラッチ摩擦材の摩擦特性を示すグラフである。It is a graph which shows the friction characteristic of the clutch friction material obtained using the test apparatus shown in FIG. 図8に示す摩擦特性を同定するのに用いられた、図7に示す試験装置の構造解析モデルの説明図である。It is explanatory drawing of the structural analysis model of the test apparatus shown in FIG. 7 used for identifying the friction characteristic shown in FIG. 図10の5速クラッチのトルク伝達容量のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the torque transmission capacity of the 5-speed clutch of FIG. 図10のトルク伝達容量のシミュレーションにおける計測結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result in the simulation of the torque transmission capacity of FIG. ギヤ倒れのない理想状態でのクラッチの解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result of the clutch in the ideal state without gear collapse. 図12に示す理想状態のクラッチと図2に示す5速クラッチが同じトルクを伝達しているときのディスク面に作用する摩擦力ベクトルを示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a friction force vector acting on the disk surface when the ideal state clutch shown in FIG. 12 and the fifth speed clutch shown in FIG. 2 transmit the same torque. 図2に示す4速クラッチと5速クラッチのギヤ倒れ量を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gear fall amount of the 4th speed clutch and 5th speed clutch which are shown in FIG. 図2に示す4速クラッチと5速クラッチの半径方向荷重を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the radial direction load of the 4-speed clutch and 5-speed clutch which are shown in FIG. 図1に示す自動変速機の実働時の4速クラッチと5速クラッチのトルク伝達容量の計算値と計測値を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing calculated values and measured values of torque transmission capacities of a 4-speed clutch and a 5-speed clutch during actual operation of the automatic transmission shown in FIG. 1. この実施例に係る自動変速機のトルク伝達容量解析装置を全体的に示すブロック図である。1 is a block diagram generally showing a torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to this embodiment. FIG. 図16に示す装置のトルク伝達容量算出部の入力条件と出力結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the input conditions and output result of the torque transmission capacity | capacitance calculation part of the apparatus shown in FIG.

以下、添付図面に即してこの発明に係る自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置を実施するための形態について説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A mode for carrying out a clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、この発明の実施例に係る自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置が前提とする、車両の自動変速機の断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of an automatic transmission for a vehicle on the premise of a clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to an embodiment of the present invention.

図1において符号10はその自動変速機を示す。自動変速機10は、メインシャフトMSと、カウンタシャフトCSとセカンダリシャフトSSとが平行に配置された平行軸式の有段式の変速機からなる。   In FIG. 1, reference numeral 10 indicates the automatic transmission. The automatic transmission 10 includes a parallel shaft stepped transmission in which a main shaft MS, a counter shaft CS, and a secondary shaft SS are arranged in parallel.

図示の自動変速機10においてはシャフト上に相対回転自在に配置されたギヤをクラッ
チ(摩擦伝達装置)でシャフト上に固定することで前進5速、後進1速のうちのいずれかの速度が確立され、トルクコンバータ12から入力される内燃機関(図示せず)の出力は確立された速度で変速され、ディファレンシャル14から出力される。
In the automatic transmission 10 shown in the figure, a gear that is relatively rotatable on the shaft is fixed on the shaft by a clutch (friction transmitting device) to establish one of the forward 5 speed and the reverse 1 speed. The output of the internal combustion engine (not shown) input from the torque converter 12 is shifted at an established speed and output from the differential 14.

図2は図1に示すメインシャフトMS付近の拡大図である。   FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the main shaft MS shown in FIG.

図示の如く、メインシャフトMSには4速クラッチ16と5速クラッチ20とが一体にされてスプライン結合されると共に、メインアイドルギヤ22もスプライン結合される。   As shown in the figure, the main gear MS is spline-coupled with the 4-speed clutch 16 and the 5-speed clutch 20 and is spline-coupled with the main idle gear 22.

さらに、メインシャフトMSにはメイン4速ギヤ24とメインリバースギヤ26が形成されるハブ30と、メイン5速ギヤ32が形成されるハブ34が、ニードルベアリング36を介して回転自在に支持される。   Furthermore, a hub 30 on which a main fourth speed gear 24 and a main reverse gear 26 are formed and a hub 34 on which a main fifth speed gear 32 is formed are rotatably supported on the main shaft MS via a needle bearing 36. .

4速クラッチ16はハブ30にスプライン結合される4枚の環状のクラッチディスク(摩擦ディスク)16aと、変速機ケースに固定されるガイド40にスプライン結合される5枚の環状のクラッチプレート(摩擦プレート)16bと、リザーバ(図示せず)から作動油(オイル)が給排されるピストン16cを備える。   The four-speed clutch 16 includes four annular clutch disks (friction disks) 16a that are splined to the hub 30 and five annular clutch plates (friction plates) that are splined to a guide 40 fixed to the transmission case. ) 16b and a piston 16c through which hydraulic oil (oil) is supplied and discharged from a reservoir (not shown).

同様に、5速クラッチ20もハブ34にスプライン結合される4枚の環状のクラッチディスク(摩擦ディスク)20aと、ガイド40に一体に固定されるガイド42にスプライン結合される5枚の環状のクラッチプレート(摩擦プレート)20bと、メインシャフトMSの内部に穿設された油路を介して作動油が給排されるピストン20cを備える。   Similarly, the five-speed clutch 20 is also spline-coupled to four annular clutch disks (friction disks) 20a spline-coupled to the hub 34 and a guide 42 fixed integrally to the guide 40. A plate (friction plate) 20b and a piston 20c through which hydraulic oil is supplied and discharged via an oil passage formed in the main shaft MS are provided.

4速クラッチ16あるいは5速クラッチ20のクラッチディスク16aあるいは20aの面上には、紙材からなるクラッチ摩擦材が貼り付けられる。   On the surface of the clutch disk 16a or 20a of the 4-speed clutch 16 or the 5-speed clutch 20, a clutch friction material made of paper is attached.

図示の如く、4速クラッチ16あるいは5速クラッチ20は交互に配置され、電子制御ユニット(図示せず)によって油圧回路の電磁ソレノイド弁が励磁・消磁されてピストン16cあるいは20cに作動油が供給され、押圧されて相互に接触(圧接)させられるとき、押圧力に応じたトルクでメイン4速ギヤ24あるいはメイン5速ギヤ32をメインシャフトMSに固定し、クラッチからクラッチへの変速を可能とする。メイン5速ギヤ32はカウンタシャフトCS上に配置されたカウンタ5速ギヤ44と噛合する。   As shown in the figure, the 4-speed clutch 16 or the 5-speed clutch 20 are alternately arranged, and an electromagnetic solenoid valve of a hydraulic circuit is excited and demagnetized by an electronic control unit (not shown), and hydraulic oil is supplied to the piston 16c or 20c. When being pressed and brought into contact with each other (pressure contact), the main 4-speed gear 24 or the main 5-speed gear 32 is fixed to the main shaft MS with a torque corresponding to the pressing force, thereby enabling a shift from the clutch to the clutch. . The main fifth speed gear 32 meshes with a counter fifth speed gear 44 arranged on the counter shaft CS.

このように、4速クラッチ16あるいは5速クラッチ20は、クラッチディスク16aあるいは20aとクラッチプレート16bあるいは20bを圧接させて動力を伝達する。説明は省略するが、図1においてカウンタシャフトCSとセカンダリシャフトSSに配置される3速以下のクラッチも同様である。   As described above, the 4-speed clutch 16 or the 5-speed clutch 20 transmits power by pressing the clutch disc 16a or 20a and the clutch plate 16b or 20b. Although the description is omitted, the same applies to the clutches of the third speed or less arranged on the countershaft CS and the secondary shaft SS in FIG.

この実施例において特徴的なことは、このような自動変速機のクラッチトルク伝達容量を解析する装置を提供することにある。   A characteristic of this embodiment is to provide a device for analyzing the clutch torque transmission capacity of such an automatic transmission.

以下、それについて説明する。   This will be described below.

図3にクラッチ16などのトルク伝達容量の計測結果を示す。計測の際、自動変速機10の内部の温度Tは潤滑油やクラッチプレートも含めて恒温状態T0に保ち、ピストン推力も一定とした。   FIG. 3 shows the measurement results of the torque transmission capacity of the clutch 16 and the like. During the measurement, the temperature T inside the automatic transmission 10 was kept at a constant temperature T0 including the lubricating oil and the clutch plate, and the piston thrust was also constant.

図3で横軸にクラッチへの入力トルクを、縦軸にクラッチディスクとクラッチプレートの間の差回転数を示す。トルク伝達容量は、差回転数が規定値に達したときの入力トルクとして定義される。   In FIG. 3, the horizontal axis represents the input torque to the clutch, and the vertical axis represents the differential rotational speed between the clutch disk and the clutch plate. The torque transmission capacity is defined as an input torque when the differential rotation speed reaches a specified value.

差回転数の規定値は、潤滑油による冷却効果でプレート温度を保てる十分小さな値として決定される。図3から明らかな如く、差回転数が上昇すると、伝達トルクも大きくなる傾向が見てとれる。これは、クラッチ摩擦材と潤滑油が持つ、摩擦特性が影響していると思われる。   The prescribed value of the differential rotation speed is determined as a sufficiently small value that can maintain the plate temperature by the cooling effect by the lubricating oil. As can be seen from FIG. 3, it can be seen that the transmission torque tends to increase as the differential rotational speed increases. This seems to be due to the friction characteristics of the clutch friction material and the lubricant.

図2から明らかな如く、4速クラッチ16と5速クラッチ20はそれぞれ4枚のクラッチディスク16a,20aを備える同一構成で、ガイド背面で溶接結合されてなる。また、クラッチディスク16a,20aに貼り付けられる摩擦材も同一のものが使用される。   As is apparent from FIG. 2, the 4-speed clutch 16 and the 5-speed clutch 20 have the same configuration including four clutch disks 16a and 20a, respectively, and are welded and connected to the back surface of the guide. In addition, the same friction material is used for the clutch disks 16a and 20a.

しかしながら、トルク伝達容量を計測してみると、4速クラッチ16の方が、5速クラッチ20より大きい。これは、クラッチ単体の構造そのものについては差異がないことから、自動変速機10の内部のトルク伝達フローに違いがあるためと考えられる。   However, when the torque transmission capacity is measured, the 4-speed clutch 16 is larger than the 5-speed clutch 20. This is presumably because there is no difference in the structure of the clutch itself, and therefore there is a difference in the torque transmission flow inside the automatic transmission 10.

クラッチ16,20などのトルク伝達容量が不足すると、クラッチディスク16a,20aとクラッチプレート16b,20bの間が滑り、差回転数が上昇する。差回転数が大きくなり過ぎると、クラッチ構造やレイアウトの変更が必要となり、開発の遅延につながる場合がある。   When the torque transmission capacity of the clutches 16 and 20 is insufficient, the clutch disks 16a and 20a and the clutch plates 16b and 20b slip between each other, and the differential rotation speed increases. If the differential rotational speed becomes too large, it is necessary to change the clutch structure and layout, which may lead to development delay.

解析対象として4速クラッチ16と5速クラッチ20で自動変速機10の実働時のトルク伝達容量が変動する原因を考えるとき、トルク伝達フロー上の違いとして挙げられるのが、ギヤの断面形状とその支持構造である。   When considering the cause of fluctuations in the torque transmission capacity during actual operation of the automatic transmission 10 between the 4-speed clutch 16 and the 5-speed clutch 20 as the object of analysis, the difference in torque transmission flow can be cited as the cross-sectional shape of the gear and its Support structure.

4速ギヤ24は5速ギヤ32よりも長いニードルベアリング36で支持されると共に、図2に示す動力伝達経路においてヘリカルギヤ部で荷重伝達する際、5速ギヤ32に比して倒れ難い構造と考えられる。   The fourth speed gear 24 is supported by a needle bearing 36 that is longer than the fifth speed gear 32, and is less likely to fall than the fifth speed gear 32 when the load is transmitted by the helical gear portion in the power transmission path shown in FIG. It is done.

実際に自動変速機10における4速ギヤ24と5速ギヤ32の倒れ量をギャップセンサで計測した結果を図4に示す。明らかに、トルク伝達容量の大きい4速ギヤ24の方が、ギヤの倒れ量が少ないことが分かる。図4でmm/divはレンジを示す。   FIG. 4 shows the result of actually measuring the tilting amount of the fourth speed gear 24 and the fifth speed gear 32 in the automatic transmission 10 with the gap sensor. Obviously, the fourth-speed gear 24 having a larger torque transmission capacity has a smaller amount of gear collapse. In FIG. 4, mm / div indicates a range.

ここで、ギヤが倒れることでトルク伝達容量が低下するメカニズムについて考えてみる。プレート温度、ディスク面圧およびすべり速度は一定とする。   Here, let us consider the mechanism by which the torque transmission capacity is reduced when the gear falls. The plate temperature, disk surface pressure and sliding speed are constant.

先ず、図5に示すような、クラッチ摩擦円上のある1点の摩擦円に着目する。摩擦円の半径を摩擦力Ffとすると、摩擦係数が一定であれば、Ffの向きによらず、摩擦円の大きさは変らない。   First, attention is paid to a certain friction circle on the clutch friction circle as shown in FIG. If the radius of the friction circle is the friction force Ff, the size of the friction circle does not change regardless of the direction of Ff if the friction coefficient is constant.

ギヤ倒れのない理想状態では、図5(a)に示す如く、クラッチディスク16a(20a)とクラッチプレート16b(20b)は同軸上で回転し、Ffは接線方向を向く。従って、Ffの全てがトルク伝達に寄与していると考えられる。   In an ideal state with no gear collapse, as shown in FIG. 5A, the clutch disk 16a (20a) and the clutch plate 16b (20b) rotate on the same axis, and Ff faces the tangential direction. Therefore, it is considered that all of Ff contributes to torque transmission.

次にギヤ倒れが生じた場合を考える。図5(b)に示す如く、ギヤ(4速ギヤ24、5速ギヤ32)が倒れると、ギヤとクラッチディスクの噛合い位置で半径方向荷重Frが生じる。これが摩擦面に伝わり、FfはFrの大きさに応じて半径方向へと傾く。   Next, let us consider a case where a gear collapse occurs. As shown in FIG. 5B, when the gear (fourth speed gear 24, fifth speed gear 32) is tilted, a radial load Fr is generated at the meshing position of the gear and the clutch disk. This is transmitted to the friction surface, and Ff is inclined in the radial direction according to the size of Fr.

その結果、摩擦円の大きさは変らないので、Ffの接線方向成分であるトルク伝達力FtはFfより小さくなる。このように、ギヤが倒れることで、クラッチディスクへの半径方向荷重が増し、トルク伝達容量が低下するものと推定した。   As a result, since the size of the friction circle does not change, the torque transmission force Ft, which is a tangential component of Ff, is smaller than Ff. Thus, it was estimated that the radial load on the clutch disk increased and the torque transmission capacity decreased due to the gear falling.

それを証明するに当たり、自動変速機10の実働時におけるクラッチの摩擦面の摩擦力およびその方向を測定するのは困難である。そこで、ギヤ倒れがない理想状態のクラッチと、5速クラッチ20のトルク伝達フローを模擬した挙動解析モデルを構築して結果を比較するようにした。   In proving that, it is difficult to measure the frictional force and direction of the frictional surface of the clutch when the automatic transmission 10 is in actual operation. Therefore, a behavior analysis model simulating the torque transmission flow of the ideal state clutch with no gear collapse and the fifth speed clutch 20 was constructed and the results were compared.

図6に自動変速機10の5速クラッチ20へのトルク伝達フローを模擬する挙動解析モデルを示す。   FIG. 6 shows a behavior analysis model that simulates the torque transmission flow to the fifth speed clutch 20 of the automatic transmission 10.

図示のモデルにおいて、メイン5速ギヤ32を支持するニードルベアリング36については、実際のクリアランスを再現できるように注意した。荷重条件については、5速クラッチ20がメインシャフトMS上に配置されているので、メインシャフトMSの右端を強制回転させ、カウンタシャフトCS上のカウンタ5速ギヤ44にトルク負荷を徐々に加えるようにした。   In the illustrated model, care was taken to reproduce the actual clearance of the needle bearing 36 that supports the main fifth-speed gear 32. Regarding the load condition, since the fifth speed clutch 20 is arranged on the main shaft MS, the right end of the main shaft MS is forcibly rotated so that a torque load is gradually applied to the counter fifth speed gear 44 on the counter shaft CS. did.

このとき、ピストン20cの推力は一定を維持するようにした。図示のモデルにおいて、トルク負荷が上昇するにつれ、クラッチディスク20aとクラッチプレート20bの間にすべり差回転が生じ始める。   At this time, the thrust of the piston 20c was kept constant. In the illustrated model, as the torque load rises, slip differential rotation begins to occur between the clutch disk 20a and the clutch plate 20b.

クラッチ摩擦材そのものの摩擦特性を計測する試験装置としてSAE#2試験機やLVFA試験機が挙げられる。これらの試験機では摩擦材を潤滑油の中に浸漬するため、潤滑油量の影響を計測できないことや、摩擦面を一定温度に維持することが難しく、さらには高面圧領域の計測が難しい。   Examples of a test apparatus that measures the friction characteristics of the clutch friction material itself include an SAE # 2 tester and an LVFA tester. In these test machines, the friction material is immersed in the lubricating oil, so it is difficult to measure the effect of the amount of lubricating oil, it is difficult to maintain the friction surface at a constant temperature, and it is also difficult to measure the high surface pressure region .

そこで、図7に示すような試験装置100を用いるようにした。   Therefore, a test apparatus 100 as shown in FIG. 7 is used.

図示の如く、試験装置100は相対回転自在で、5速クラッチ20の内径に近い直径を有する軸102,104を備える。軸102,104は同軸上に配置され、軸102が回転自在とされる一方、軸104は固定されるように構成される。   As shown in the figure, the test apparatus 100 includes shafts 102 and 104 that are relatively rotatable and have a diameter close to the inner diameter of the five-speed clutch 20. The shafts 102 and 104 are arranged on the same axis, and the shaft 102 is configured to be rotatable while the shaft 104 is fixed.

軸104にはガイド106が設けられる。5速クラッチ20のクラッチディスク20aは軸102に、クラッチプレート20bはガイド106を介して軸104に固定され、よってクラッチディスク20aとクラッチプレート20bは相互に相対回転するように取り付けられる。   A guide 106 is provided on the shaft 104. The clutch disk 20a of the 5-speed clutch 20 is fixed to the shaft 102, and the clutch plate 20b is fixed to the shaft 104 via the guide 106. Therefore, the clutch disk 20a and the clutch plate 20b are attached so as to rotate relative to each other.

ガイド106にはピストン110が収容される。ピストン110は、図1に示す自動変速機10と同様、シャフト(固定軸104)の内部に穿設される油路に接続され、作動油(潤滑油)を供給されるとき、クラッチディスク20aとクラッチプレート20bを押圧する。   A piston 110 is accommodated in the guide 106. As with the automatic transmission 10 shown in FIG. 1, the piston 110 is connected to an oil passage formed in the shaft (fixed shaft 104), and when supplied with hydraulic oil (lubricating oil), The clutch plate 20b is pressed.

試験装置100は図示のように高い剛性を備え、別の試験機(図示せず)にセットされ、軸102が回転させられる。試験装置100はクラッチディスク20aの面圧分布が一様になると共に、温度管理が容易な構造とされ、ディスク面の温度接触面圧および軸102,104間の差回転を一定値に維持しながら、トルク伝達特性試験が可能なように構成される。   The test apparatus 100 has high rigidity as shown, and is set in another test machine (not shown), and the shaft 102 is rotated. The test device 100 has a structure in which the surface pressure distribution of the clutch disk 20a is uniform and the temperature control is easy, and the temperature contact surface pressure of the disk surface and the differential rotation between the shafts 102 and 104 are maintained at a constant value. The torque transmission characteristic test is possible.

図8は、試験装置100を用いて得られた、ある一定温度条件T0におけるクラッチ摩擦材の摩擦特性を示す。   FIG. 8 shows the friction characteristics of the clutch friction material obtained under the certain constant temperature condition T0, obtained using the test apparatus 100.

図8において縦軸に摩擦係数μを、横軸に面圧(ディスク面圧)と差回転数(すべり速度)をとる。摩擦係数μは、図9に示す試験装置100を模擬した構造解析モデル100
aを用いて同定されたものである。
In FIG. 8, the vertical axis represents the friction coefficient μ, and the horizontal axis represents the surface pressure (disk surface pressure) and the differential rotation speed (sliding speed). The friction coefficient μ is a structural analysis model 100 simulating the test apparatus 100 shown in FIG.
It was identified using a.

図8から、5速クラッチ20のクラッチ摩擦材の摩擦特性は、面圧の変化には影響を受け難いが、すべり速度については正の相関を有することが理解できる。   From FIG. 8, it can be understood that the friction characteristics of the clutch friction material of the 5-speed clutch 20 are not easily affected by changes in the surface pressure, but have a positive correlation with respect to the sliding speed.

図10にこの摩擦特性を用いた5速クラッチ20のトルク伝達容量のシミュレーションの結果を、図11にその計測結果を示す。トルク負荷が増加するにつれ、差回転数が上昇するという定性的な傾向を再現できている。図10のシミュレーションでは、クラッチプレート20bの温度は一定温度T0としている。   FIG. 10 shows the simulation result of the torque transmission capacity of the 5-speed clutch 20 using this friction characteristic, and FIG. 11 shows the measurement result. The qualitative tendency that the differential rotational speed increases as the torque load increases can be reproduced. In the simulation of FIG. 10, the temperature of the clutch plate 20b is set to a constant temperature T0.

次に、ギヤ倒れのない理想状態でのクラッチの解析を行う。解析は、5速クラッチ20の挙動解析モデル(図6)のカウンタ5速ギヤ44を削除し、トルクをメイン5速ギヤ32に直接負荷するようにした。   Next, the clutch is analyzed in an ideal state where there is no gear collapse. In the analysis, the counter 5-speed gear 44 of the behavior analysis model (FIG. 6) of the 5-speed clutch 20 is deleted, and the torque is directly applied to the main 5-speed gear 32.

このとき計測された差回転数の結果を図12に示す。図11との対比から明らかな如く、同一の差回転数(縦軸)で比較したとき、トルク伝達容量(横軸)を比べると、図11(実機)では約230Nm、図12(単体)では約280Nmとなり、ギヤ倒れがない場合(単体)の方がトルク伝達容量は大きいこことが見て取れよう。   The result of the differential rotation speed measured at this time is shown in FIG. As is clear from the comparison with FIG. 11, when compared at the same differential rotational speed (vertical axis), the torque transmission capacity (horizontal axis) is compared to about 230 Nm in FIG. 11 (actual machine) and in FIG. 12 (single unit). It can be seen that the torque transmission capacity is larger when there is no gear collapse (single unit).

ギヤ倒れがないクラッチ(理想状態のクラッチ)と5速クラッチ20が同じトルクを伝達しているときのディスク面に作用する摩擦力ベクトルを図13に示す。   FIG. 13 shows the friction force vector acting on the disk surface when the clutch without gear collapse (the ideal clutch) and the fifth speed clutch 20 are transmitting the same torque.

同図(a)のギヤ倒れがないクラッチでは摩擦力ベクトルは全て回転方向に向いているが、同図(b)の5速クラッチ20では同時に半径方向にも摩擦力成分が作用している。   In the clutch with no gear collapse shown in FIG. 5A, the friction force vectors are all directed in the rotational direction. However, in the 5-speed clutch 20 shown in FIG.

両者は同じトルクを伝達していることから、回転方向成分は等価であるが、5速クラッチ20では、半径方向成分も発生しているため、摩擦合力は大きい。それ故、5速クラッチ20では、ギヤ倒れがないクラッチよりも差回転数が増加し、摩擦係数が高い状態でトルクを伝達している。   Since both transmit the same torque, the rotational direction component is equivalent, but in the fifth speed clutch 20, since the radial direction component is also generated, the resultant frictional force is large. Therefore, in the fifth speed clutch 20, the differential rotation speed is increased and the torque is transmitted in a state where the friction coefficient is high as compared with a clutch without gear collapse.

ギヤ倒れ量と摩擦力ベクトルの大小を4速クラッチ16と5速クラッチ20に置き換えて考えてみる。図14(a)(b)に示すように、駆動ギヤの倒れ量は、5速クラッチ20のメイン5速ギヤ32に比べ、4速クラッチ16のメイン4速ギヤ24の方が小さい。   Consider changing the magnitude of the gear collapse amount and the friction force vector to the 4th speed clutch 16 and the 5th speed clutch 20. As shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the amount of tilting of the drive gear is smaller in the main fourth speed gear 24 of the fourth speed clutch 16 than in the main fifth speed gear 32 of the fifth speed clutch 20.

このため、図15に示す如く、4速クラッチ16の駆動ギヤ(メイン4速ギヤ24)からディスクつめ部(ディスク16aとハブ30のギヤの噛合い箇所)の接触を介して伝わる半径方向荷重も小さくなる。その結果、4速クラッチ16の摩擦力ベクトルの半径方向性分も小さくなるため、トルク伝達容量は5速より大きくなる。尚、同図(a)は半径方向荷重を、同図(b)は図2と同様のクラッチの構成を示す。   Therefore, as shown in FIG. 15, the radial load transmitted from the drive gear of the 4-speed clutch 16 (main 4-speed gear 24) through the contact of the disk pawl portion (the meshing position of the disk 16a and the gear of the hub 30) is also reduced. Get smaller. As a result, the radial direction property of the friction force vector of the fourth speed clutch 16 is also reduced, so that the torque transmission capacity is greater than the fifth speed. 2A shows the radial load, and FIG. 2B shows the clutch configuration similar to that shown in FIG.

自動変速機10の実働時の4速クラッチ16と5速クラッチ20のトルク伝達容量についての計算値と計測値を図16に示す。   FIG. 16 shows calculated values and measured values for the torque transmission capacities of the fourth speed clutch 16 and the fifth speed clutch 20 when the automatic transmission 10 is actually operated.

上記の如く、クラッチの摩擦力ベクトルの観察から、一定温度条件T0下における自動変速機10のトルク伝達容量は、回転方向だけではなく、半径方向にも同時に生じる摩擦力成分の影響を受け、その分だけ低下することを知見した。   As described above, from the observation of the clutch friction force vector, the torque transmission capacity of the automatic transmission 10 under the constant temperature condition T0 is influenced by the friction force component generated not only in the rotational direction but also in the radial direction. It was found that it decreased by a minute.

この実施例に係る自動変速機のトルク伝達容量解析装置は上記した知見に基づいてなされたものであり、図17に示す如く、マイクロコンピュータ(符号200で示す)からなり、試験装置100を用いて計測されたクラッチ20などのディスク摩擦材の摩擦係数μ
を計測する摩擦係数計測部(手段)200aと、その計測結果から(試験装置100を模擬した)構造解析モデル100aを用いて摩擦係数μを同定して摩擦特性(図8)を作成すると共に、自動変速機10のトルク伝達フローに基づく挙動解析モデル(図5)を用いてクラッチ20などのトルク伝達容量を算出するトルク伝達容量算出部(手段)200bを備えるようにした。
The torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to this embodiment is based on the above-described knowledge, and is composed of a microcomputer (indicated by reference numeral 200) as shown in FIG. The friction coefficient μ of the disc friction material such as the measured clutch 20
The friction coefficient measuring unit (means) 200a for measuring the friction coefficient μ is identified by using the structural analysis model 100a (simulating the test apparatus 100) from the measurement result, and the friction characteristic (FIG. 8) is created. A torque transmission capacity calculation unit (means) 200b for calculating a torque transmission capacity of the clutch 20 or the like using a behavior analysis model (FIG. 5) based on the torque transmission flow of the automatic transmission 10 is provided.

摩擦係数計測部(手段)200aは、試験装置100の軸102,104にクラッチディスク(20aなど)とクラッチプレート(20bなど)を固定し、それらを一定の油圧で面圧均一かつ温度均一に押圧しつつ軸102,104の差回転をステップ状に変化させたとき、滑りが生じたときの差回転(すべり速度)からクラッチ(20など)の摩擦係数μを計測すると共に、摩擦係数μを温度、油圧(面圧)、差回転数(すべり速度)ごと、換言すればそれらを変化させつつ、上記を繰り返して計測してデータベース化する。   The friction coefficient measuring unit (means) 200a fixes a clutch disk (20a, etc.) and a clutch plate (20b, etc.) to the shafts 102, 104 of the test apparatus 100, and presses them uniformly with a constant hydraulic pressure and a uniform surface pressure. However, when the differential rotation of the shafts 102 and 104 is changed stepwise, the friction coefficient μ of the clutch (20, etc.) is measured from the differential rotation (sliding speed) when slipping occurs, and the friction coefficient μ is set to the temperature. The above is repeated to measure and create a database for each oil pressure (surface pressure) and differential rotation speed (sliding speed), in other words, while changing them.

トルク伝達容量算出部200bは、より具体的には、計測された摩擦係数μからクラッチ16などの摩擦面上の摩擦円を算出し、摩擦円の摩擦力Ffを算出する摩擦力算出部(手段)200b1と、挙動解析モデル(図5)から摩擦円の半径方向荷重Frを算出する半径方向荷重算出部(手段)200b2とを備え、算出された摩擦力Ffと半径方向荷重Frとから摩擦円の接線方向の摩擦力に相当するクラッチのトルク伝達力Ftを算出する。   More specifically, the torque transmission capacity calculation unit 200b calculates a friction circle on a friction surface such as the clutch 16 from the measured friction coefficient μ, and calculates a friction force Ff of the friction circle (means). ) 200b1 and a radial load calculation unit (means) 200b2 for calculating the radial load Fr of the friction circle from the behavior analysis model (FIG. 5), and the friction circle is calculated from the calculated friction force Ff and the radial load Fr. The torque transmission force Ft of the clutch corresponding to the frictional force in the tangential direction is calculated.

図18に、摩擦係数計測部200aにおいて温度ごとに、油圧、差回転数を変化させて摩擦係数(計測結果としてはトルク)を計測するときの入力条件と出力結果を示す。   FIG. 18 shows input conditions and output results when the friction coefficient measurement unit 200a measures the friction coefficient (torque as a measurement result) by changing the hydraulic pressure and the differential rotation speed for each temperature.

尚、トルク伝達容量算出部200bは、自動変速機10のレイアウトが変更されたとき、変更された自動変速機のトルク伝達フローに基づく挙動解析モデルを用い、摩擦係数計測部200aで計測されてデータベース化されている摩擦係数を使用してクラッチ20などのトルク伝達容量を算出する。   When the layout of the automatic transmission 10 is changed, the torque transmission capacity calculation unit 200b uses a behavior analysis model based on the changed torque transmission flow of the automatic transmission and is measured by the friction coefficient measurement unit 200a to be a database. The torque transmission capacity of the clutch 20 or the like is calculated using the converted friction coefficient.

上記した如く、この実施例にあっては、平行に配置された入力軸(メインシャフトMS)と出力軸(カウンタシャフトCS、セカンダリシャフトSS)に相互に噛合自在に配置される複数組のギヤ群(メイン4速ギヤ24、メイン5速ギヤ32、カウンタ5速ギヤ44など)のうちの所望の速度(n速)を確立する組のギヤ群を、前記所望の速度に対応するクラッチ(4速クラッチ16、5速クラッチ20など)に油圧を供給して前記入力軸と出力軸に固定し、前記入力軸から入力されるトルクを前記出力軸から出力させる自動変速機10の前記クラッチのトルク伝達容量を解析するトルク伝達容量解析装置(マイクロコンピュータ200)において、試験装置100の相対回転自在な軸102,104の一方に前記クラッチの摩擦ディスク(クラッチディスク16a,20aなど)を固定すると共に、他方に前記クラッチの摩擦プレート(クラッチプレート16b、20bなど)を固定し、前記摩擦ディスクと摩擦プレートを一定の油圧で面圧均一かつ温度均一に押圧しつつ前記相対回転自在な軸の差回転を変化させたとき、滑りが生じたときの差回転から前記クラッチの摩擦係数μを計測する摩擦係数計測手段(摩擦係数計測部)200aと、前記計測された摩擦係数μと、前記自動変速機のトルク伝達フローに基づいて前記ギヤ群の前記入力軸あるいは出力軸上の倒れを模擬する挙動解析モデル(図6)を用いて前記自動変速機の前記クラッチのトルク伝達容量を算出するトルク伝達容量算出手段(トルク伝達容量算出部)200bとを備える如く構成したので、クラッチの摩擦係数μを計測してデータベース化することが可能となり、それによって自動変速機10のレイアウトが変更されるときも、テスト用の自動変速機を試作する必要なく、クラッチのトルク伝達容量を解析することができる。   As described above, in this embodiment, a plurality of sets of gear groups are arranged so as to be meshed with each other on the input shaft (main shaft MS) and the output shaft (counter shaft CS, secondary shaft SS) arranged in parallel. A group of gears that establish a desired speed (n-speed) among the main 4-speed gear 24, the main 5-speed gear 32, the counter 5-speed gear 44, and the like is set to a clutch (4-speed) corresponding to the desired speed. Torque transmission of the clutch of the automatic transmission 10 that supplies hydraulic pressure to the input shaft and the output shaft and outputs torque input from the input shaft from the output shaft. In the torque transmission capacity analyzing apparatus (microcomputer 200) for analyzing the capacity, the friction disk of the clutch is placed on one of the relatively rotatable shafts 102 and 104 of the test apparatus 100. The clutch discs 16a, 20a, etc.) are fixed, and the friction plates (clutch plates 16b, 20b, etc.) of the clutch are fixed to the other, and the friction discs and the friction plates are pressed uniformly at a constant pressure and temperature with a constant hydraulic pressure. However, when the differential rotation of the relatively rotatable shaft is changed, the friction coefficient measuring means (friction coefficient measuring unit) 200a for measuring the friction coefficient μ of the clutch from the differential rotation when the slip occurs, and the measurement The behavior of the automatic transmission using the behavior analysis model (FIG. 6) that simulates the tilt of the gear group on the input shaft or the output shaft based on the friction coefficient μ and the torque transmission flow of the automatic transmission. The torque transmission capacity calculation means (torque transmission capacity calculation unit) 200b for calculating the torque transmission capacity of the clutch is provided. It is possible to measure the coefficient μ and create a database, and even when the layout of the automatic transmission 10 is changed, the torque transmission capacity of the clutch can be analyzed without the need to make a test automatic transmission prototype. Can do.

また、前記トルク伝達容量算出手段は、前記計測された摩擦係数μから前記クラッチの
摩擦面上の摩擦円を算出し、前記摩擦円の摩擦力Ffを算出する摩擦力算出手段(摩擦力算出部)200b1と、前記挙動解析モデルから前記摩擦円の半径方向荷重Frを算出する半径方向荷重算出手段(半径方向荷重算出部)200b2とを備え、前記算出された摩擦力Ffと半径方向荷重Frとから前記摩擦円の接線方向の摩擦力に相当するクラッチのトルク伝達力Ftを算出する如く構成したので、上記した効果に加え、クラッチのトルク伝達力Ftを算出することで、トルク伝達容量を簡易かつ精度良く解析することができる。
Further, the torque transmission capacity calculation means calculates a friction circle on the friction surface of the clutch from the measured friction coefficient μ, and calculates a friction force Ff of the friction circle (friction force calculation unit). ) 200b1 and radial load calculation means (radial load calculation unit) 200b2 for calculating the radial load Fr of the friction circle from the behavior analysis model, and the calculated frictional force Ff and radial load Fr Therefore, the torque transmission force Ft of the clutch corresponding to the frictional force in the tangential direction of the friction circle is calculated. Therefore, in addition to the above effects, the torque transmission capacity can be simplified by calculating the torque transmission force Ft of the clutch. And it can analyze with high precision.

また、前記摩擦係数計測手段は、前記クラッチの摩擦係数μを温度ごとに計測する如く構成したので、上記した効果に加え、摩擦係数を温度ごとに計測することで、トルク伝達容量を一層精度良く解析することができる。   Further, since the friction coefficient measuring means is configured to measure the friction coefficient μ of the clutch for each temperature, in addition to the effects described above, the torque transmission capacity can be more accurately determined by measuring the friction coefficient for each temperature. Can be analyzed.

尚、上記においてこの発明を4速クラッチ16あるいは5速クラッチ20を例にとって説明したが、この発明は3速以下のクラッチについても妥当する。   In the above description, the present invention has been described by taking the 4-speed clutch 16 or the 5-speed clutch 20 as an example. However, the present invention is applicable to a clutch having a speed of 3 or less.

10 自動変速機、12 トルクコンバータ、14 ディファレンシャル、16 4速クラッチ、16a クラッチディスク(摩擦ディスク)、16b クラッチプレート(摩擦プレート)、16c ピストン、20 5速クラッチ、20a クラッチディスク(摩擦ディスク)、20b クラッチプレート(摩擦プレート)、20c ピストン、24 メイン4速ギヤ、30 ハブ、32 メイン5速ギヤ、34 ハブ、36 ニードルベアリング、40,42 ガイド、44 カウンタ5速ギヤ、100 試験装置、102,104 軸、110 ピストン、200 トルク伝達容量解析装置、200a 摩擦係数計測部、200b トルク伝達容量算出部、200b1 摩擦力算出部、200b2 半径方向荷重算出部、MS メインシャフト(入力軸)、CS カウンタシャフト(出力軸)、SS セカンダリシャフト(出力軸)   10 automatic transmission, 12 torque converter, 14 differential, 16 4-speed clutch, 16a clutch disk (friction disk), 16b clutch plate (friction plate), 16c piston, 20 5-speed clutch, 20a clutch disk (friction disk), 20b Clutch plate (friction plate), 20c piston, 24 main 4 speed gear, 30 hub, 32 main 5 speed gear, 34 hub, 36 needle bearing, 40, 42 guide, 44 counter 5 speed gear, 100 test equipment, 102, 104 Shaft, 110 piston, 200 torque transmission capacity analyzer, 200a friction coefficient measurement section, 200b torque transmission capacity calculation section, 200b1 friction force calculation section, 200b2 radial load calculation section, MS main shaft (input shaft) CS counter shaft (output shaft), SS secondary shaft (output shaft)

Claims (3)

平行に配置された入力軸と出力軸に相互に噛合自在に配置される複数組のギヤ群のうちの所望の速度を確立する組のギヤ群を、前記所望の速度に対応するクラッチに油圧を供給して前記入力軸と出力軸に固定し、前記入力軸から入力されるトルクを前記出力軸から出力させる自動変速機の前記クラッチのトルク伝達容量を解析するトルク伝達容量解析装置において、試験装置の相対回転自在な軸の一方に前記クラッチの摩擦ディスクを固定すると共に、他方に前記クラッチの摩擦プレートを固定し、前記摩擦ディスクと摩擦プレートを一定の油圧で面圧均一かつ温度均一に押圧しつつ前記相対回転自在な軸の差回転を変化させたとき、滑りが生じたときの差回転から前記クラッチの摩擦係数μを計測する摩擦係数計測手段と、前記計測された摩擦係数μと、前記自動変速機のトルク伝達フローに基づいて前記ギヤ群の前記入力軸あるいは出力軸上の倒れを模擬する挙動解析モデルを用いて前記自動変速機の前記クラッチのトルク伝達容量を算出するトルク伝達容量算出手段とを備えたことを特徴とする自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置。   A set of gear groups that establishes a desired speed among a plurality of sets of gear groups that are arranged to mesh with each other on the input shaft and the output shaft that are arranged in parallel are hydraulically applied to the clutch corresponding to the desired speed. A torque transmission capacity analyzing apparatus for analyzing a torque transmission capacity of the clutch of an automatic transmission that supplies and fixes the input shaft and the output shaft to output torque input from the input shaft from the output shaft. The friction disk of the clutch is fixed to one of the relatively rotatable shafts, and the friction plate of the clutch is fixed to the other, and the friction disk and the friction plate are pressed uniformly with a constant hydraulic pressure at a constant pressure. While changing the differential rotation of the relatively rotatable shaft, the friction coefficient measuring means for measuring the friction coefficient μ of the clutch from the differential rotation when the slip occurs, and the measured Based on the friction coefficient μ and the torque transmission flow of the automatic transmission, the torque transmission capacity of the clutch of the automatic transmission is calculated using a behavior analysis model that simulates the tilt of the gear group on the input shaft or output shaft. A clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission, comprising: a torque transmission capacity calculating means for calculating. 前記トルク伝達容量算出手段は、前記計測された摩擦係数μから前記クラッチの摩擦面上の摩擦円を算出し、前記摩擦円の摩擦力Ffを算出する摩擦力算出手段と、前記挙動解析モデルから前記摩擦円の半径方向荷重Frを算出する半径方向荷重算出手段とを備え、前記算出された摩擦力Ffと半径方向荷重Frとから前記摩擦円の接線方向の摩擦力に相当するクラッチのトルク伝達力Ftを算出することを特徴とする請求項1記載の自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置。   The torque transmission capacity calculating means calculates a friction circle on the friction surface of the clutch from the measured friction coefficient μ, calculates a friction force Ff of the friction circle, and the behavior analysis model. A radial load calculating means for calculating a radial load Fr of the friction circle, and a torque transmission of a clutch corresponding to a friction force in a tangential direction of the friction circle from the calculated friction force Ff and the radial load Fr. 2. The clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to claim 1, wherein the force Ft is calculated. 前記摩擦係数計測手段は、前記クラッチの摩擦係数μを温度ごとに計測することを特徴とする請求項1または2記載の自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置。   3. A clutch torque transmission capacity analyzing apparatus for an automatic transmission according to claim 1, wherein the friction coefficient measuring means measures the friction coefficient μ of the clutch for each temperature.
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