JP2574851B2

JP2574851B2 - 変速機の同期性能評価方法

Info

Publication number: JP2574851B2
Application number: JP63041391A
Authority: JP
Inventors: 紀之瀬戸
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JPH01216225A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車等に搭載される手動変速機に備えら
れた同期噛合機構の同期性能を定量的に評価する、変速
機の同期性能評価方法に関する。

（従来の技術）自動車等に搭載される手動変速機は、通常、入力軸
と、入力軸により回転せしめられるカウンタ軸と、カウ
ンタ軸に平行に配置された出力軸と、入力軸の回転をカ
ウンタ軸を介して出力軸に伝達する複数のギア列とを有
し、シフトレバーがシフト操作されることにより、複数
のギア列を構成するギアのうちの出力軸上に回転自在に
配置されたものの一つが同期噛合機構を介して出力軸に
結合されて、当該ギアを含むギア列のギア比に応じた変
速段が得られ、また、入力軸が同期噛合機構を介して出
力軸に結合され、それによって一つの変速段が得られる
ようにされる。

手動変速機に設けられた同期噛合機構は、基本的には
出力軸に嵌合固定され、外周部にスプライン歯が形成さ
れたクラッチハブと、クラッチハブに噛合するスプライ
ン歯が内周部に形成された同期スリーブと、外周部にス
プライン歯が形成され、出力軸上に回転自在に配置され
る。もしくは、入力軸に固定されるギア（被同期ギア）
と一体的に設けられたクラッチギアとを有するものとさ
れ、シフトレバーの操作により、同期スリーブが出力軸
に沿って移動し、同期スリーブに形成されたスプライン
歯が、クラッチハブに形成されたスプライン歯及びクラ
ッチギアに形成されたスプライン歯の両方に跨がって噛
合するものとされ、被同期ギアの回転が、クラッチギ
ア，同期スリーブ及びクラッチハブを介して出力軸に伝
達されるようになされている。

斯かる構成を有する同期噛合機構は、同期スリーブの
スプライン歯とクラッチギアのスプライン歯とを円滑に
噛合させるため、同期スリーブと一体的に回転する出力
軸の回転と、出力軸もしくは入力軸に配された被同期ギ
アの回転とを同期させる必要があり、一般に、同期スリ
ーブとクラッチギアとの間には、外周部に同期スリーブ
のスプライン歯に噛合するスプライン歯が形成された同
期リングが配置され、同期スリーブ，同期リング及びク
ラッチギアの夫々に形成されたスプライン歯の端部に、
それらを噛合可能な位置関係にかき分けるためのチャン
ファが形成される。

このような同期リングを有する同期噛合機構にあって
は、シフトレバーが操作されることにより、同期スリー
ブがクラッチギア側に移動せしめられ、同期スリーブに
伴うものとされた同期キーによって同期リングが押圧さ
れて、同期リングがクラッチギア側に移動せしめられ
る。それにより、同期リングが、被同期ギアに設けられ
た同期スリーブ側に突出するコーン部に嵌合する状態と
され、同期リングとコーン部との間に生じる摩擦力によ
って、出力軸，クラッチハブ及び同期スリーブの回転に
被同期ギアの回転が同期せしめられる。このように同期
スリーブの回転と被同期ギアとの回転とが同期せしめら
れた状態のもとで、同期スリーブに形成されたスプライ
ン歯によるかき分け動作が行われ、同期スリーブに形成
されたスプライン歯と同期リングに形成されたスプライ
ン歯との噛合がなされる。斯かる状態から同期スリーブ
はさらに移動せしめられ、同期スリーブに形成されたス
プライン歯による、クラッチギアに形成されたスプライ
ン歯に対するかき分け動作が行われて、同期スリーブに
形成されたスプライン歯とクラッチギアに形成されたス
プライン歯との噛合がなされる。

（発明が解決しようとする課題）上述の如くの同期噛合機構が備えられた手動変速機に
あっては、シフトレバーのシフト操作時に、被同期ギア
と出力軸とを円滑に係合させるためには、同期噛合機構
の同期性能が良好なものであることが必要とされ、斯か
る同期性能が良好でないと、被同期ギアと同期スリーブ
との同期タイミングが不適切なものとなって、異音が発
生するだけでなく、シフトフィーリングが悪化する等の
種々の問題が生じる虞がある。また、シフト操作時にお
けるシフトレバーに作用する荷重やシフトレバーのスト
ローク等の測定が行われ、その測定により得られたデー
タが用いられてシフト操作の重さや滑らかさ等について
の定量的な評価が行われるに際しては、同期噛合機構の
同期動作が良好に行われていない場合には、シフト操作
の重さや滑らかさ等の評価が信頼性に欠けるものとなっ
てしまう。そのため、同期噛合機構の同期性能が良好と
されている状態を検知すべく、同期噛合機構における同
期性能の評価が必要とされることになるが、斯かる評価
は従来シフトレバーを操作するものの感覚に頼るものと
なっており、実際の同期噛合機構の同期性能に的確に対
応するものとされているとは言えない。

斯かる点に鑑み、本発明は、手動変速機のシフト操作
時における同期噛合機構の同期性能を、操作者の感覚に
頼ることなく、実際の同期性能に適正に対応するものと
なる値をもって定量的に評価することができ、それによ
り、例えば、手動変速機におけるシフトフィーリングの
定量的評価の結果の信頼性を向上させることに貢献する
ものとなる、変速機の同期性能評価方法を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段）上述の目的を達成すべく、本発明に係る変速機の同期
性能評価方法は、手動変速機に設けられた複数のギア列
のうちのいずれかを、同期スリーブ及び同期リングを含
んで構成される同期噛合機構を介して動力伝達状態にす
べく、手動変速機に備えられたシフトレバーをシフト操
作し、同期スリーブに形成されたスプライン歯のチャン
ファが同期リングに形成されたスプライン歯のチャンフ
ァに係合し始める時点から、同期スリーブの回転速度と
同期リングに摩擦係合して同期スリーブの回転に同期せ
しめられるべき被同期ギアの回転速度とが一致する時点
までの期間における、シフトレバーに作用する荷重及び
手動変速機の出力トルクの測定を行い、その測定により
得られるデータを用いて同期リングと被同期ギアとの間
の摩擦係数を算出し、算出された摩擦係数に基づいて同
期噛合機構の同期性能を評価する。

（作用）上述の如くの構成とされる、本発明に係る変速機の同
期性能評価方法によれば、同期スリーブに形成されたス
プライン歯のチャンファが、同期リングに形成されたス
プライン歯のチャンファに係合し始める時点から、同期
スリーブの回転速度と同期リングに摩擦係合して同期ス
リーブの回転に同期せしめられるべき被同期ギアの回転
速度とが一致する時点までの期間における、シフトレバ
ーに作用する荷重及び手動変速機の出力トルクの測定が
行われ、その測定により得られるデータを用いて、例え
ば、同期動作完了時点における同期リングと被同期ギア
との間の摩擦係数が求められる。その場合、摩擦係数
は、同期噛合機構における同期性能が良好なものであれ
ば、同期動作開始時点から時間の経過に従って増大し、
同期動作完了時点においては、基準値より大なるものと
なるが、同期噛合機構における同期性能が良好でなけれ
ば、同期動作完了時点においても基準値に達しないもの
となる。従って、斯かる摩擦係数に基づいて手動変速機
における同期性能が定量的に評価されることになる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係る変速機の同期性能評価方法の
一例の実施に用いられる試験装置に、同期性能の評価が
行われる手動式の変速機が配置された状態を概略的に示
す。

試験装置10は、変速機１を駆動するモータ11,変速機
１の入力軸12に配設されたクラッチ13,変速機１の出力
軸14に接続され、変速機１が搭載される車体に相当する
慣性質量を変速機１の出力軸14に作用させるフライホイ
ール15,変速機１の変速段を切換えるためのシフトレバ
ー２を所定の態様に従って操作するアクチュエータ17を
有するとともに、モータ11の回転数を検出し、その検出
された回転数に応じた検出信号Smを送出するモータ回転
数センサ21,変速機１の入力軸12の回転数を検出し、そ
の回転数に応じた検出信号Siを送出する入力軸回転数セ
ンサ22,出力軸14の回転数を検出し、その回転数に応じ
た検出信号Soを送出する出力軸回転数センサ23,シフト
レバー２に作用する荷重及びそのストロークを夫々検出
し、それら荷重及びストロークに応じた検出信号Sw及び
Ssを送出する荷重センサ26及びストロークセンサ27,変
速機１の出力トルクを検出し、その出力トルクに応じた
検出信号Stを送出するトルクセンサ28が夫々所定の態様
で配されている。

モータ回転数センサ21,入力軸回転数センサ22及び出
力軸回転数センサ23から得られる検出信号Sm,Si及びSo
は、夫々、F/V（周波数−電圧）変換回路31,32及び33に
供給された後、AD（アナログ／ディジタル）変換回路3
4,35及び38においてディジタル化され、夫々ディジタル
信号Sm′,Si′及びSo′とされて、A/D変換回路34,35及
び38の出力端からデータ処理ユニット60におけるCPU
（中央演算処理部）を内蔵したコントローラ70と、駆動
制御ユニット80におけるCPUを内蔵したコントローラ90
とに供給される。また、荷重センサ26,ストロークセン
サ27及びトルクセンサ28から得られる検出信号Sw,Ss及
びStは、夫々、A/D変換回路36,37及び39においてディジ
タル化されて、夫々、ディジタル信号Sw′,Ss′及びS
t′とされてA/D変換回路36,37及び39の出力端からデー
タ処理ユニット60におけるコントローラ70及び駆動制御
ユニット80におけるコントローラ90に供給される。

データ処理ユニット60におけるコントローラ70及び駆
動制御ユニット80におけるコントローラ90には、ディジ
タル信号Sm′,Si′,So′,Sw′,Ss′及びSt′の他に、キ
ーボード等のデータ入力部41及び42から入力データ信号
Dx及びDyが夫々供給される。データ処理ユニット60は、
コントローラ70に加えて、コントローラ70におけるデー
タ処理のための演算プログラムの書込み及び読出しが行
われるRAM（ランダム・アクセス・メモリ）71と、コン
トローラ70において得られる演算データの書込み及び読
出しが行われるRAM72とを有し、出力データ信号Oaを、
フロッピィディスク装置等の演算出力データメモリ74,
プリンタ75及び表示装置76に供給する。

また、駆動制御ユニット80は、コントローラ90に加え
て、コントローラ90におけるデータ処理のための演算プ
ログラムの読出しが行われるROM（リード・オンリー・
メモリ）91と、コントローラ90において得られる演算デ
ータの書込み及び読出しが行われるRAM92とを有し、ラ
ンプ83に制御信号Crを供給しそれを点灯状態にするとと
もに、モータ11,クラッチ13及びアクチュエータ17の動
作制御を行うべく、制御信号Ca,Cb及びCcをD/A（ディジ
タル／アナログ）変換回路84,85及び86に夫々供給す
る。

制御信号Ca,Cb及びCcは、D/A変換回路84,85及び86に
おいてアナログ化されて夫々駆動制御部87,88及び89に
供給される。駆動制御部87は、制御信号Caに応じた駆動
信号Ca′を形成して、それをモータ11に供給し、駆動制
御部88は、制御信号Cbに応じた駆動信号Cb′を形成し
て、それをクラッチ13に供給する。また、駆動制御部89
は、制御信号Ccに応じた駆動信号Cc′を形成して、それ
をアクチュエータ17に供給する。そして、モータ11,ク
ラッチ13及びアクチュエータ17は、夫々駆動信号Ca′,C
b′及びCc′に応じた動作制御が行われるものとされ
る。

一方、変速機１は、シフトレバー２が操作されること
により、例えば、前進４段後退１段の各変速段を選択的
に取るものとされ、各変速段の切換えが、第２図に示さ
れる如くの変速機１に設けられた同期噛合機構50を介し
て行われる。

第２図に示される同期噛合機構50は、変速機１の出力
軸14に嵌合せしめられて出力軸14に伴って回転するもの
とされ、外周部にスプライン歯46aが形成されたクラッ
チハブ46と、クラッチハブ46のスプライン歯46aに噛合
するスプライン歯47aが内周部に形成され、出力軸14に
沿って摺動可能とされた同期スリーブ47と、クラッチハ
ブ46及び同期スリーブ47の夫々におけるスプライン歯46
a及び47aの噛合部における周方向で見て複数箇所に配さ
れ、リング状のスプリング49a及び49bにより同期スリー
ブ47に押し付けられる同期キー51と、出力軸14に回転自
在に配されてカウンタ軸に固定されたギア48に噛合する
被同期ギア52と一体形成され、同期スリーブ47のスプラ
イン歯47aに噛合せしめられるスプライン歯53aが外周部
に形成されたクラッチギア53と、被同期ギア52と一体形
成されてクラッチハブ46側に突出するコーン部54と、コ
ーン部54に嵌合するコーン状内周面が形成され、外周部
に同期スリーブ47とスプライン歯47aに噛合せしめられ
るスプライン歯55aが形成された同期リング55とを備え
るものとされており、同期スリーブ47のスプライン歯47
aにおける両端部には、チャンファ47bが形成されるとと
もに、クラッチギア53及び同期リング55に夫々設けられ
たスプライン歯53a及び55aにおけるクラッチハブ46側端
部には、チャンファ47bに対向するチャンファ53b及び55
bが夫々形成されている。

斯かる構成を有する同期噛合機構50にあっては、シフ
トレバー２が、例えば、変速機１における変速段のシフ
トアップを行うべくシフト操作されたとき、第３図Ａ〜
Ｆに示される如くの動作を順次行い、被同期ギア52を出
力軸14に結合させる。その際における、シフトレバー２
に作用する荷重L,シフトレバー２のストロークK,被同期
ギア52の回転速度Ｎ及び出力軸14の出力トルクＲは、夫
々、第４図Ａ〜Ｄに示される如くに変化するものとされ
る。

第４図Ａ〜Ｄに示される時点t₀においてシフトレバー
２のシフト操作が開始されると、同期スリーブ47が第２
図において矢印ｙで示される方向（以下、ｙ方向とい
う）に移動せしめられる。シフトレバー２によって同期
スリーブ47が、第２図及び第３図Ａに示される中立状態
から、第４図Ｂに示されるシフトレバー２の初期のスト
ローク値K₁に対応する距離をもって、クラッチギア53側
に移動せしめられると、それに伴って同期キー51が同期
リング55をｙ方向に押圧する状態となる。それにより、
同期リング55が、クラッチギヤ53側に移動せしめられ
て、コーン部54の外周面に押し付けられ、それに続いて
同期スリーブ47のスプライン歯47aに形成されたチャン
ファ47bが、第３図Ｂに示される如く、第４図Ａ〜Ｄに
示される時点t₁において同期リング55のスプライン歯55
aに形成されたチャンファ55bに係合し始め、被同期ギア
52と同期スリーブ47との同期動作が開始される。

斯かる時点t₁においては、第４図Ｃに示される如く、
被同期ギア52の回転速度Ｎと出力軸14の回転速度Noとの
間に差があり、同期リング55のコーン状内周面とコーン
部54の外周面とが摺接して、それら摺接面間に、シフト
レバー２による同期スリーブ47をｙ方向に押圧する力に
応じた摩擦力が発生する。そして、この摩擦力によっ
て、被同期ギア52の回転が、同期リング55及びコーン部
54を介して、出力軸14と一体的に回転する同期スリーブ
47の回転に同期せしめられ、第４図Ｃに示される如く、
第４図Ａ〜Ｄに示される時点t₂において、被同期ギア52
の回転速度Ｎと同期スリーブ47の回転速度Noとが等しい
ものとなる。このような、被同期ギア52と同期スリーブ
47とが同期し始める同期動作開始時点t₁から被同期ギア
52と同期スリーブ47との同期が完了する同期動作完了時
点t₂までの同期動作期間Taにおいては、第４図Ｂに示さ
れる如く、シフトレバー２の操作が極めて小なるストロ
ーク値K₂をもって行われるとともに、第４図Ａに示され
る如く、シフトレバー２に作用する荷重Ｌが、同期リン
グ55とコーン部54との間に摩擦力が発生したことによっ
て比較的大なるものとされる。また、第４図Ｄに示され
る如く、出力軸14には、被同期ギア52及びそれに回転せ
しめられる回転部材の回転慣性力に応じた出力トルクＲ
が発生する。

このように同期スリーブ47と被同期ギア52との同期動
作が完了すると、引き続き、シフトレバー２によって同
期スリーブ47に加えられているｙ方向の力により、同期
スリーブ47のスプライン歯47aによる同期リング55のス
プライン歯55aに対するかき分け動作が行われる。この
かき分け動作時においては、同期スリーブ47は、第３図
Ｂに示される如くの、同期スリーブ47のスプライン歯47
aに形成されたチャンファ47bが、同期リング55のスプラ
イン歯55aに形成されたチャンファ55bに係合した状態か
ら、第４図Ｂに示されるシフトレバー２のストローク値
K₃に対応する距離だけ、ｙ方向に移動する。それによ
り、同期リング55は同期スリーブ47に対して一定量だけ
相対回転する。その際、同期リング55は、被同期ギア52
と一体的に回転するものとされているので、被同期ギア
52の回転速度Ｎと出力軸14の回転速度Noとの間に、第４
図Ｃに示される如くの回転速度差ΔV₁が発生する。

そして、第４図Ａ〜Ｄに示される時点t₃において、同
期スリーブ47のスプライン歯47aと同期リング55のスプ
ライン歯55aとが、第３図Ｃに示される如くに噛合する
状態となり、同期スリーブ47による同期リング55に対す
るかき分け動作が完了する。斯かるかき分け動作が行わ
れる時点t₂から時点t₃までのかき分け動作期間Tbにおい
ては、シフトレバー２によって同期スリーブ47に加えら
れているｙ方向の力により、同期リング55及び被同期ギ
ア52が同期スリーブ47に対して一定量だけ相対回転され
るので、第４図Ａに示される如く、シフトレバー２には
比較的大なる荷重Ｌが作用する。

このようにして、時点t₃において、同期スリーブ47に
よる同期リング55に対するかき分け動作が完了すると、
時点t₃以後においては、同期スリーブ47がｙ方向に移動
して、同期スリーブ47のスプライン歯47aと同期リング5
5のスプライン歯55aとが噛合せしめられるが、斯かる際
には、同期スリーブ47のｙ方向への移動に対する抵抗が
減少するので、第４図Ａに示される如く、シフトレバー
２に作用する荷重Ｌが急速に減少し、同期スリーブ47が
ｙ方向に容易に移動するものとなり、同期スリーブ47の
スプライン歯47aが、同期リング55のスプライン歯55aに
噛合する。そして、同期スリーブ47が、第４図Ｂに示さ
れるシフトレバー２のストローク値K₄に対応する距離だ
け移動した、第４図Ａ〜Ｄに示される時点t₄において、
第３図Ｄに示される如く、同期スリーブ47のスプライン
歯47aに形成されたチャンファ47bが、クラッチギア53の
スプライン歯53aに形成されたチャンファ53bに係合し、
同期スリーブ47によるクラッチギア53に対するかき分け
動作が行われる。

同期スリーブ47によるクラッチギア53に対するかき分
け動作時には、同期スリーブ47及び同期リング55に対し
て、クラッチギア53及び被同期ギア52が相対回転せしめ
られるが、斯かる相対回転は、コーン部54と同期リング
55との対接面部における摩擦抵抗に抗して行われるの
で、時点t₄直後においては、第４図Ａに示される如く、
シフトレバー２に再び大なる荷重Ｌが作用し始める。そ
して、荷重Ｌが、コーン部54と同期リング55との摺接面
部における摩擦抵抗を上回ったとき、同期リング55とコ
ーン部54とが相対回転せしめられ、それにより、同期ス
リーブ47と被同期ギア52とが相対回転を開始する。そし
て、同期スリーブ47が、第４図Ｂに示されるシフトレバ
ー２のストローク値K₅に対応する距離だけ移動した、第
４図Ａ〜Ｄに示される時点t₅において、同期スリーブ47
のスプライン歯47aと、クラッチギア53のスプライン歯5
3aとが、第３図Ｅに示される如くに噛合する状態とな
る。斯かる状態となった直後においては、シフトレバー
２に作用する荷重Ｌが、第４図Ａに示される如く急速に
減少し、また、第４図Ｃに示される如く、出力軸14の回
転速度Noと被同期ギア52の回転速度Ｎとの間に回転速度
差ΔV₂が発生する。

そして、時点t₄から時点t₅までの同期スリーブ47のク
ラッチギア53に対するかき分け動作が行われるかき分け
動作期間Tcが経過した後、シフトレバー２の操作により
同期スリーブ47がさらに移動せしめられて、第３図Ｆに
示される如く、同期スリーブ47のスプライン歯47aがク
ラッチギア53のスプライン歯53aに噛合するものとさ
れ、出力軸14とクラッチギア53との結合動作が完了す
る。

上述の如くの動作を行う同期噛合機構50が備えられた
変速機１における同期噛合機構50の同期性能の評価に用
いられるデータの作成が、第１図に示される試験装置10
が用いられて、本発明に係る変速機の同期性能評価方法
が実施されることにより行われる。その際、試験装置10
においては、まず、変速機１が搬入される。その際、搬
入された変速機１の機種名の読み取りが行われて、機種
名をあらわすデータ入力信号Dxが、データ入力部41から
データ処理ユニット60におけるコントローラ70に供給さ
れるとともに、機種名に応じて試験装置10における各部
の段取りがなされる。

次いで、変速機１が試験装置10における所定の位置に
セットされるとともに、モータ回転数センサ21,入力軸
回転数センサ22,出力軸回転数センサ23,荷重センサ26,
ストロークセンサ27及びトルクセンサ28が退避位置をと
る状態から検出位置をとる状態とされ、さらに、アクチ
ュエータ17がシフトレバー２を操作すべく配置される。
また、モータ11の回転軸と変速機１の入力軸12とがクラ
ッチ13を介して連結されるとともに、変速機１の出力軸
14がフライホイール15に接続される。

このようにして、準備が完了すると、データ入力部42
から試験開始を指示する入力データ信号Dyが、駆動制御
ユニット80におけるコントローラ90に供給される。コン
トローラ90は、入力データ信号Dyに応じた制御信号Cbを
送出する。制御信号Cbは、D/A変換回路85を通じて駆動
制御部88に供給され、駆動制御部88において制御信号Cb
に基づく駆動信号Cb′が形成されてクラッチ13に供給さ
れる。それにより、クラッチ13が締結状態とされる。ま
た、コントローラ90は、入力データ信号Dyに基づく制御
信号Caを送出する。制御信号Caは、D/A変換回路84を通
じて駆動制御部87に供給され、駆動制御部87において制
御信号Caに基づく駆動信号Ca′が形成されてモータ11に
供給される。それにより、モータ11が回転せしめられ
て、入力軸12がそれに伴って回転するものとなる。さら
に、コントローラ90は、ディジタル信号Sm′に基づい
て、モータ11の回転速度の所定の回転数に達したか否か
を判断し、モータ11の回転数が所定の回転数に達したと
きには、クラッチ13を遮断状態にすべく、制御信号Cbを
送出するとともに、ランプ83に制御信号Crを供給してそ
れを点灯させ、試験装置10が試験動作状態にあることを
表示する。

コントローラ90によりクラッチ13が遮断状態にされる
と、モータ11の回転速度と入力軸12の回転速度とに回転
速度差が生じ始め、回転速度差が所定の値以上になった
とき、コントローラ90は、変速機１の変速段の切換えを
行うべく、D/A変換回路86に制御信号Ccを供給する。制
御信号Ccは、D/A変換回路86を通じて駆動制御部89に供
給され、駆動制御部89において制御信号Ccに基づく駆動
信号Cc′が形成されてアクチュエータ17に供給される。
それにより、アクチュエータ17が作動せしめられる。

アクチュエータ17は、駆動信号Cc′が供給されること
により、所定の態様に従ってシフトレバー２のシフト操
作を行い、変速機１における変速段を切り変える。アク
チュエータ17によるシフトレバー２のシフト操作が終了
すると、コントローラ90は、再び制御信号Caを送出して
モータ11の作動を開始し、モータ11の回転速度と入力軸
12の回転速度とが一致すると、制御信号Cbを送出してク
ラッチ13を締結状態にする。試験装置10は、このような
動作制御を他の変速段の切換操作においても、予め定め
られた順序に従って行い、また、必要に応じて、各変速
段についての切換えを、モータ11の回転速度やシフトレ
バー２の操作速度等の運転パターンを変更して複数回実
行し、当該変速機１についての動作制御を終了する。

斯かる試験装置10における動作制御は、主として駆動
制御ユニット80におけるコントローラ90によって実行さ
れるが、斯かるコントローラ90が実行するプログラムの
一例を、第５図のフローチャートを参照して説明する。

第５図のフローチャートで示されるプログラムにおい
ては、スタート後、プロセス101において初期設定を行
う。この初期設定により各種信号に対する取り込み状態
が整えられる。次に、ディシジョン102において、試験
開始を指示する入力データ信号Dyが到来したか否かを判
断し、試験開始を指示する入力データ信号Dyが到来して
いないと判断された場合には、斯かる判断を試験開始を
指示する入力データ信号Dyが到来するまで繰り返して行
い、また、試験開始を指示する入力データ信号Dyが到来
したと判断された場合には、プロセス103において制御
信号Cbを送出してクラッチ13を締結状態にし、続くプロ
セス104において制御信号Caを送出してモータ11を作動
状態にする。そして、ディシジョン105において、ディ
ジタル信号Sm′に基づき、モータ11の回転速度Nmが所定
の値N₁以上となったか否かを判断し、回転速度Nmが値N₁
に達していないと判断された場合にはプロセス104に戻
り、また、回転速度Nmが値N₁以上になったと判断された
場合には、プロセス106において、制御信号Crを送出し
てランプ83を点灯状態にする。続いて、プロセス107に
おいて制御信号Cbを送出してクラッチ13を遮断状態に
し、ディシジョン108に進む。

ディシジョン108においては、モータ11の回転速度Nm
と入力軸12の回転速度Niとの差ΔNuが所定の値α以上と
なったか否かを判断する。差ΔNuが所定の値α以上でな
いと判断された場合には、斯かる判断を差ΔNuが値α以
上となるまで繰り返して行い、差ΔNuが値α以上になっ
たと判断された場合には、プロセス109において、予め
定められた態様に従って制御信号Ccを送出し、変速機１
における変速段を切換えるべくアクチュエータ17を作動
させてシフトレバー２のシフト操作を行う。そして、シ
フトレバー２のシフト操作が終了した後、再び、プロセ
ス110において制御信号Caを送出してモータ11の動作制
御を行い、ディシジョン111において、モータ11の回転
速度Nmが入力軸12の回転速度Niに一致したか否かを判断
し、回転速度Nmが回転速度Niに一致していないと判断さ
れた場合には、プロセス110に戻り、回転速度Nmが回転
速度Niに一致したと判断された場合には、プロセス112
に進み、制御信号Cbを送出してクラッチ13を締結状態に
し、プロセス114において後続プログラムを実行し、上
述と同様に変速機１における他の変速段の切換操作を順
次行って、プログラムを終了する。

試験装置10における上述の如くの動作制御が、駆動制
御ユニット80による制御に基づいて行われるもとで、変
速機１における同期噛合機構50の同期性能を評価するた
めのデータの作成が行われる。斯かるデータの作成にあ
たっては、先ず、データ処理ユニット60におけるコント
ローラ70に、データ入力部41から試験装置10のデータ作
成開始を指示する入力データ信号Dxが供給される。入力
データ信号Dxが供給されると、コントローラ70は、クラ
ッチ13が遮断状態にされたことを、ディジタル信号Sm′
があらわすモータ11の回転速度Nmと、ディジタル信号S
i′があらわす入力軸12の回転速度Niとの差ΔNuが、所
定の値α以上になることに基づいて検知する。

そして、ディジタル信号Ss′があらわすシフトレバー
２のストローク値K₁に基づいて、第４図に示される時点
t₁を検知し、また、ディジタル信号Si′のあらわす入力
軸12の回転速度Niと変速機１におけるギア比とに基づい
て被同期ギア52の回転速度Ｎを算出し、ディジタル信号
So′に基づき、第４図Ｃに示される如くの、被同期ギア
52の回転速度Ｎが出力軸14の回転速度Noに一致する時点
t₂を検知する。なお、被同期ギア52の回転速度Ｎは、変
速機１における変速段がシフトアップにされるときに
は、第４図Ｃに示される如くに、同期動作期間Taにおい
て低下するものとなるが、変速機１における変速段がシ
フトダウンされるときには、同期動作期間Taにおいて上
昇するものとなり、同期動作が完了する時点t₂におい
て、出力軸14の回転速度Noに一致するものとなる。そし
て、同期動作期間Taにおいて、ディジタル信号Sw′に基
づいてシフトレバー２に作用する荷重Ｌの測定を行い、
それにより得られるデータを用いてコーン部54と同期リ
ング55との間の動摩擦係数μを式：μ＝（２・Ｒ・sin
β）／（η・Ｌ・Ｄ），（但し、Ｒは、ディジタル信号
Stがあらわす出力トルク，βは、第２図に示されるコー
ン部54のテーパー角度の1/2に等しい角度，ηは、シフ
トレバー２と同期スリーブ47との間の操作力伝達定数,D
は、コーン部54の有効径である。）により算出し、算出
された動摩擦係数μをRAM72に格納する。

以後、同様にして、変速機１における変速段のシフト
操作が行われる毎に、動摩擦係数μを求め、それらをRA
M72に書き込む。そして、動摩擦係数μのRAM72への書き
込みが終了した後においては、データ入力部41からデー
タ出力を指示する入力データ信号Dxがコントローラ70に
供給され、コントローラ70から演算出力データメモリ7
4,プリンタ75及び表示装置76に出力データ信号Oaが送出
される。それにより、動摩擦係数μをあらわすデータ
が、プリンタ75からプリントアウトされるとともに、表
示装置76により表示され、また演算出力データメモリ74
に格納される。

上述の如くにしてなされる変速機１における同期噛合
機構50の同期性能の評価に用いられるデータの作成は、
主としてデータ処理ユニット60におけるコントローラ70
により行われるが、斯かるデータの作成にあたってコン
トローラ70が実行するプログラムの一例を、第６図のフ
ローチャートを参照して説明する。

第６図のフローチャートで示されるプログラムにおい
ては、スタート後、プロセス151において初期設定を行
う。この初期設定により各種信号に対する取込状態が整
えられる。次に、ディシジョン152において、データ作
成開始を指示する入力データ信号Dxが到来した否かを判
断し、データ作成開始を指示する入力データ信号Dxが到
来していないと判断された場合には、斯かる判断を繰り
返して行い、また、データ作成開始を指示する入力デー
タ信号Dxが到来したと判断された場合には、ディシジョ
ン153に進む。

ディシジョン153においては、ディジタル信号Sm′が
あらわすモータ11の回転速度Nmからディジタル信号Si′
があらわす入力軸12の回転速度Niを減じ、得られる差Δ
Nuが所定の値α以上であるか否かを判断する。そして、
ディシジョン153において、差ΔNuが値αに達していな
いと判断された場合には、差ΔNuが値α以上となるまで
ディシジョン153の判断を繰り返して行い、差ΔNuが値
α以上であると判断された場合には、ディシジョン154
において、シフトレバー２のストロークＫがストローク
値K₁以上であるか否かを判断する。ディシジョン154に
おいて、ストロークＫがストローク値K₁以上でないと判
断された場合には、ストロークＫがストローク値K₁以上
となるまでディシジョン154の判断を繰り返して行い、
また、ストロークＫがストローク値K₁以上であると判断
された場合には、プロセス155に進み、ディジタル信号S
w′があらわすシフトレバー２に作用する荷重Ｌを検知
し、検知された荷重Ｌの値を用いてコーン部54と同期リ
ング55との間の動摩擦係数μを式：μ＝（２・Ｒ・sin
β）／（η・Ｌ・Ｄ）により算出し、プロセス157に進
む。

プロセス157においては、算出された動摩擦係数μをR
AM72に格納し、ディシジョン158において、ディジタル
信号Si′があらわす入力軸12の回転速度Niと変速機１に
おけるギア比とに基づいて算出される被同期ギア52の回
転速度Ｎが、ディジタル信号So′があらわす出力軸14の
回転速度No以下になったか否かを判断し、被同期ギア52
の回転速度Ｎが出力軸14の回転速度No以下でないと判断
された場合には、プロセス155及び157を被同期ギア52の
回転速度Ｎが出力軸14の回転速度No以下となるまで繰り
返して行い、被同期ギア52の回転速度Ｎが出力軸14の回
転速度No以下になったと判断された場合には、プロセス
159に進む。プロセス159においては、変速機１の変速段
のシフト操作が行われる毎に、上述の如くにして動摩擦
係数μを求め、それらをRAM72に格納して、プログラム
を終了する。

このようにして、算出された同期動作期間Taにおける
動摩擦係数μをあらわすデータが、プリンタ75によりプ
リントアウトされ、あるいは、表示装置76により表示さ
れるが、それらのデータ用いて同期噛合機構50の同期性
能を、例えば、次のようにして評価する。

先ず、上述の如くにして算出された同期動作期間Taに
おける同期噛合機構50の動摩擦係数μの値を、縦軸に動
摩擦係数μがとられ、横軸に時間Ｈがとられた第７図に
示される如くの評価基準特性図上に表わし、算出された
同期動作期間Taにおける動摩擦係数μの値が、許容値μ
ｘ未満となる領域X₁にあるか、許容値μｘ以上となる領
域X₂にあるかにより、同期噛合機構50の同期性能が許容
範囲内にあるか否かを評価する。

ここで、同期動作期間Taにおける動摩擦係数μの値
は、同期噛合機構50における同期動作が良好に行われて
いる場合には、同期動作開始時点t₁直後から時間Ｈの経
過に従って増大するものとされ、同期動作完了時点t₂以
前に許容値μｘ以上となるが、同期動作が良好に行われ
ていない場合には、同期動作開始時点t₁直後から時間Ｈ
の経過に従って増大するものの同期動作完了時点t₂に至
っても、許容値μｘ以上とならないので、同期動作期間
Taにおける動摩擦係数μを算出し、算出された動摩擦係
数μの値を許容値μｘと比較することにより、同期噛合
機構50の同期性能の良否が定量的に評価されることにな
る。

このように、同期噛合機構50の同期性能の良否の評価
が、操作者の感覚等に頼ることなく定量的に評価される
ことにより、例えば、シフトフィーリングの評価に際し
て用いられる、シフトレバー２に作用する荷重Ｌやシフ
トレバー２のストロークＫ等の測定により得られるデー
タを、同期噛合機構50の同期動作が良好に行われるもと
で得られるもののみに限定することが可能となる。斯か
る同期噛合機構50の同期動作が良好に行われたもとで得
られた測定データに基づいてシフトフィーリングの評価
が行われることにより、その評価結果が高い信頼性を有
するものとなる。

なお、上述の例においては、同期動作期間Taにおける
動摩擦係数μを所定の周期をもって算出し、算出された
動摩擦係数μに基づいて同期性能を評価するようにされ
ているが、本発明に係る変速機の同期性能評価方法は、
それに限られることなく、例えば、同期動作完了時点t₂
における動摩擦係数μを算出し、その同期動作完了時点
t₂における動摩擦係数μに基づいて同期性能を評価する
ようになされてもよい。

（発明の効果）以上の説明から明らかな如く、本発明に係る変速機の
同期性能評価方法によれば、手動変速機のシフト操作時
における同期噛合機構の同期性能を、その良否に応じた
適切な値、即ち、同期スリーブと被同期ギアとの間の動
摩擦係数値をもって、定量的に評価することができる。
従って、例えば、手動変速機におけるシフトフィーリン
グの評価に際して用いられる、シフトレバーに作用する
荷重やシフトレバーのストローク等の測定により得られ
るデータを、同期噛合機構の同期動作が良好に行われる
もとで得られるもののみに限定することが可能となり、
シフトフィーリングの評価の結果を信頼性の高いものと
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る変速機の同期性能評価方法の一例
の実施に用いられる試験装置を示す概略構成図、第２図
は第１図に示される試験装置に供されて変速機の同期性
能評価がなされる手動変速機の主要部を示す部分断面
図、第３図Ａ〜Ｆは第２図に示される手動変速機の動作
説明に供される図、第４図Ａ〜Ｄは第２図に示される手
動変速機の動作説明に供されるタイムチャート、第５図
及び第６図は第１図に示されるデータ処理ユニット及び
駆動制御ユニットが実行するプログラムの一例を示すフ
ローチャート、第７図は第１図に示されるデータ処理ユ
ニットから得られるデータを用いてなされる変速機の同
期性能の評価の説明に供される図である。図中、11はモータ、12は入力軸、13はクラッチ、14は出
力軸、15はフライホイール、17はアクチュエータ、21は
モータ回転数センサ、22は入力軸回転数センサ、23は出
力軸回転数センサ、26は荷重センサ、27はストロークセ
ンサ、28はトルクセンサ、41及び42はデータ入力部、61
はデータ処理ユニット、70はコントローラ、74は演算出
力データメモリ、75はプリンタ、76は表示装置、80は駆
動制御ユニット、90はコントローラである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】手動変速機に設けられた複数のギア列のう
ちのいずれかを、同期スリーブ及び同期リングを含んで
構成される同期噛合機構を介して動力伝達状態にすべ
く、上記手動変速機に備えられたシフトレバーをシフト
操作し、上記同期スリーブに形成されたスプライン歯の
チャンファが上記同期リングに形成されたスプライン歯
のチャンファに係合し始める時点から、上記同期スリー
ブの回転速度と上記同期リングに摩擦係合して上記同期
スリーブの回転に同期せしめられるべき被同期ギアの回
転速度とが一致する時点までの期間における、上記シフ
トレバーに作用する荷重及び上記手動変速機の出力トル
クの測定を行い、該荷重及び出力トルクの測定により得
られるデータを用いて上記同期リングと被同期ギアとの
間の摩擦係数を算出し、算出された摩擦係数に基づいて
上記同期噛合機構の同期性能を評価することを特徴とす
る変速機の同期性能評価方法。