(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め解析に供される変速機に則して設定された計算モデルを適用し、エンジンから伝達される捻り振動により生じる上記変速機のアイドル騒音に影響を及ぼす諸条件の入力に基づき、該変速機のカウンタシャフトの角速度を各油温毎に求める角速度変動判定手段と、
上記角速度変動判定手段にて判定された角速度を微分処理して角加速度を求める角加速度変動算出手段と、
上記角加速度変動算出手段にて算出された角加速度をＲＭＳ処理するＲＭＳ処理手段と、
上記ＲＭＳ処理手段にて得られたＲＭＳ値に基づいて上記各油温毎のアイドル騒音を求め、各油温に対応してアイドル騒音をグラフ化するデータ処理手段とを備えたことを特徴とする変速機におけるアイドル騒音の解析装置。
【請求項２】
予め解析に供される変速機に則して設定された計算モデルを適用し、エンジンから伝達される捻り振動により生じる上記変速機のアイドル騒音に影響を及ぼす諸条件の入力に基づき、該変速機のカウンタシャフトの角速度を各油温毎に求める第１工程と、
上記第１工程で得られた角速度を微分処理して角加速度を求める第２工程と、
上記第２工程で得られた角加速度をＲＭＳ処理する第３工程と、
上記第３工程で得られたＲＭＳ値に基づいて上記各油温毎のアイドル騒音を求め、各油温に対応してアイドル騒音をグラフ化する第４工程とを備えたことを特徴とする変速機におけるアイドル騒音の解析方法。
【請求項３】
クラッチのばね定数、ヒステリシス、変速ギア間のバックラッシ量、変速機の回転抵抗の少なくとも何れか一つを調整することにより、上記グラフにおいて上記変速機の使用温度域で最小値のアイドル騒音が得られるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の変速機におけるアイドル騒音の解析方法。
【請求項４】
上記第１工程で適用される計算モデルは、上記変速機のカウンタシャフトに対して所定の捻り特性を有するギア噛合い部を介してメインシャフト上の遊転ギアの質量を接続した状態で設定されたことを特徴とする請求項２または３に記載の変速機におけるアイドル騒音の解析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイドル運転時のエンジンの回転抵抗及びトルク変動を起振源とした捻り振動によって変速機に発生するアイドル騒音の解析装置と解析方法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、回転変動及び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。アイドル騒音は変速機の油温と相関することから、通常の使用温度域においてアイドル騒音が最小値となるように、クラッチディスクのばね定数やヒステリシス、ギア噛合い部のバックラッシ量、或いは回転抵抗等の変速機の諸条件を設定する必要があり、このために変速機をモデル化して解析によりアイドル騒音を推定する手法が確立されている。
【０００３】
図９は解析処理に適用する計算モデルの一例を示し、インプットシャフトとカウンタシャフト間のギア噛合い部にバックラッシエリミネータ（スプリングにより回動付勢したサブギアでバックラッシを除去する機構）を設けた変速機が想定されている。
図において、F/Wはフライホイール、Hはクラッチハブ、I/Sはインプットシャフト、C/Sはカウンタシャフト、Ｘはクラッチの捻り特性、ＹはクラッチハブHとインプットシャフトI/S間のバックラッシの捻り特性、ＺはインプットシャフトI/SとカウンタシャフトC/S間のギア噛合い部の捻り特性（バックラッシエリミネータを考慮したもの）を表し、特性Ｚ中の上段はギア噛合い部のバックラッシθGを表し、下段はバックラッシエリミネータによるばね作用を表している。尚、この解析モデルでは、メインシャフトを省略してフライホイールF/WからカウンタシャフトC/Sまでをモデル化し、メインシャフトの遊転ギアの質量は、カウンタシャフトC/S側に加算されている。
【０００４】
従来の解析方法では、バックラッシエリミネータでの歯打力Ｔsがアイドル騒音と相関するとの観点の基に、次式(1)により各油温での歯打力Ｔsを算出して、変速機の諸条件の設定処理に利用している。
Ｔs＝−Ｋs（ｒI/S・θI/S＋ｒC/S・θC/S）±Ｔs0………（1）
ここに、Ｋsはバックラッシエリミネータのスプリングのばね定数、Ｔs0はスプリングのセット荷重、ｒI/SはドライブピニオンI/S側のギア半径、ｒC/SはカウンタシャフトC/S側のギア半径、θI/SはインプットシャフトI/Sの角変位、θC/SはカウンタシャフトC/Sの角変位である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０は従来の解析処理で得られた油温に対する歯打力の特性図であるが、歯打力Ｔsは油温の上昇と共に減少して最小値となり、最小値より高温域ではほぼ一定値を維持している。しかしながら、この計算モデルの変速機を用いてアイドル騒音を実測した実機試験では、図１１に示すように、最小値より高温域でアイドル騒音が油温の上昇と共に増加する特性であることが解明されている。
【０００６】
つまり、最小値より高温域において、アイドル騒音の実測値に対して解析値が大きく食い違っており、アイドル騒音の最小値に対応する油温を明確に特定できないことになる。その結果、従来の解析処理では、適切な変速機の仕様設定を行い難いという重大な問題があった。
そこで、本発明の目的は、油温に対するアイドル騒音の特性を的確に解析でき、ひいては、その解析結果に基づいて適切に変速機の諸条件を設定することができる変速機におけるアイドル騒音の解析装置及び解析方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明では、予め解析に供される変速機に則して設定された計算モデルを適用し、エンジンから伝達される捻り振動に起因して発生する変速機のアイドル騒音に影響を及ぼす諸条件の入力に基づき、変速機のカウンタシャフトの角速度を各油温毎に求める角速度変動判定手段と、角速度変動判定手段にて判定された角速度を微分処理して角加速度を求める角加速度変動算出手段と、角加速度変動算出手段にて算出された角加速度をＲＭＳ処理するＲＭＳ処理手段と、ＲＭＳ処理手段にて得られたＲＭＳ値に基づいて各油温毎のアイドル騒音を求め、各油温に対応してアイドル騒音をグラフ化するデータ処理手段とを備えた。
【０００８】
従って、予め設定された計算モデル及び入力された諸条件に基づいて角速度変動判定手段によりカウンタシャフトの角速度が各油温毎に求められ、その角速度から角加速度変動算出手段により角加速度が求められ、更に角加速度からＲＭＳ処理手段によりＲＭＳ値が求められ、そのＲＭＳ値がデータ処理手段により、例えば対数換算等で各油温毎のアイドル騒音に換算された上で、各油温に対応してアイドル騒音がグラフ化される。
【０００９】
ここで、アイドル騒音の主要因は、インプットシャフトとカウンタシャフトとのギア噛合い部、及びカウンタシャフトとメインシャフトとのギア噛合い部で発生する歯間（ギア間）の衝撃にあり、これらの双方のギア噛合い部の影響が共にカウンタシャフトに及ぶことから、カウンタシャフトに関する何らかの代表値がアイドル騒音と相関する。
カウンタシャフトの角加速度変動（角加速度）をd２/dt２θC/S、カウンタシャフトの慣性質量をＩC/S、カウンタシャフト上のインプットシャフトに対するギア噛合い部のギア半径をｒ1、カウンタシャフト上のメインシャフト側のギア噛合い部のギア半径をｒ2、それぞれの噛合い部で生じる力をＦ1,Ｆ2とすると、カウンタシャフトのトルク変動は次式で表わされる。
ＩC/S・d２/dt２θC/S＝Ｆ1・ｒ1(t)＋Ｆ2・ｒ2(t)
そして、Ｆ1・ｒ1，Ｆ2・ｒ2は時間tの関数であり、カウンタシャフトの慣性質量ＩC/Sは一定であることから、角加速度がカウンタシャフトのトルク変動、即ち、ギア噛合い部で発生する騒音と相関することになる。よって、カウンタシャフトの角加速度に基づいてアイドル騒音を求めれば、実際のアイドル騒音を忠実に再現した解析結果が得られる。
さらに本発明者は、ある変速機をモデル化して本発明の解析処理を実施し、各油温毎にカウンタシャフトの角加速度（角加速度変動d２/dt２θC/S）をＲＭＳ処理してアイドル騒音に換算し、図６に実線で示す解析値を得た。この解析値は、同一の変速機でカウンタシャフトの角加速度を実際に測定して求めた図６に破線で示す試験値、及び同一の変速機のアイドル騒音を実測した図１１に示す実測値と近似する特性になり、例えば歯打ち力に基づく従来の解析値（図１０に示す）よりアイドル騒音の実状に則した解析処理ができ、この比較結果からもアイドル騒音を推定する指標としてカウンタシャフトの角加速度が適切であることが証明される。
【００１０】
又、請求項２の発明では、予め解析に供される変速機に則して設定された計算モデルを適用し、エンジンから伝達される捻り振動により生じる上記変速機のアイドル騒音に影響を及ぼす諸条件の入力に基づき、変速機のカウンタシャフトの角速度を各油温毎に求める第１工程と、第１工程で得られた角速度を微分処理して角加速度を求める第２工程と、第２工程で得られた角加速度をＲＭＳ処理する第３工程と、第３工程で得られたＲＭＳ値に基づいて上記各油温毎のアイドル騒音を求め、各油温に対応してアイドル騒音をグラフ化する第４工程とを備えた。
【００１１】
従って、第1工程により予め設定された計算モデル及び入力された諸条件に基づいてカウンタシャフトの角速度が各油温毎に求められ、その角速度から第２工程により角加速度が求められ、更に角加速度から第３工程によりＲＭＳ値が求められ、そのＲＭＳ値が第４工程により、例えば対数換算等で各油温毎のアイドル騒音に換算された上で、各油温に対応してアイドル騒音がグラフ化される。
ここで、アイドル騒音の主要因は、インプットシャフトとカウンタシャフトとのギア噛合い部、及びカウンタシャフトとメインシャフトとのギア噛合い部で発生する歯間（ギア間）の衝撃にあり、これらの双方のギア噛合い部の影響が共にカウンタシャフトに及ぶことから、カウンタシャフトに関する何らかの代表値がアイドル騒音と相関する。
カウンタシャフトの角加速度変動（角加速度）をd２/dt２θC/S、カウンタシャフトの慣性質量をＩC/S、カウンタシャフト上のインプットシャフトに対するギア噛合い部のギア半径をｒ1、カウンタシャフト上のメインシャフト側のギア噛合い部のギア半径をｒ2、それぞれの噛合い部で生じる力をＦ1,Ｆ2とすると、カウンタシャフトのトルク変動は次式で表わされる。
ＩC/S・d２/dt２θC/S＝Ｆ1・ｒ1(t)＋Ｆ2・ｒ2(t)
そして、Ｆ1・ｒ1，Ｆ2・ｒ2は時間tの関数であり、カウンタシャフトの慣性質量ＩC/Sは一定であることから、角加速度がカウンタシャフトのトルク変動、即ち、ギア噛合い部で発生する騒音と相関することになる。よって、カウンタシャフトの角加速度に基づいてアイドル騒音を求めれば、実際のアイドル騒音を忠実に再現した解析結果が得られる。
さらに本発明者は、ある変速機をモデル化して本発明の解析処理を実施し、各油温毎にカウンタシャフトの角加速度（角加速度変動d２/dt２θC/S）をＲＭＳ処理してアイドル騒音に換算し、図６に実線で示す解析値を得た。この解析値は、同一の変速機でカウンタシャフトの角加速度を実際に測定して求めた図６に破線で示す試験値、及び同一の変速機のアイドル騒音を実測した図１１に示す実測値と近似する特性になり、例えば歯打ち力に基づく従来の解析値（図１０に示す）よりアイドル騒音の実状に則した解析処理ができ、この比較結果からもアイドル騒音を推定する指標としてカウンタシャフトの角加速度が適切であることが証明される。
【００１２】
更に、請求項３の発明では、クラッチのばね定数、ヒステリシス、変速ギア間のバックラッシ量、変速機の回転抵抗の少なくとも何れか一つを調整することにより、上記グラフにおいて変速機の使用温度域で最小値のアイドル騒音が得られるようにした。従って、変速機の使用温度域でアイドル騒音は最小値となり、アイドル騒音の低減が達成される。
更に、請求項４の発明では、第１工程で適用される計算モデルが、変速機のカウンタシャフトに対して所定の捻り特性を有するギア噛合い部を介してメインシャフト上の遊転ギアの質量を接続した状態で設定されたものである。従って、メインシャフト上の遊転ギアの質量についても実機に則してモデル化されるため、カウンタシャフトとメインシャフト間のギア噛合い部での歯打音が解析に反映され、よりアイドル騒音の実状に則した解析処理が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した変速機におけるアイドル騒音の解析装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のアイドル騒音の解析装置を示す概略構成図であり、本実施形態の解析装置は、ＣＰＵ（中央処理装置）１やＲＯＭ２及びＲＡＭ３等からなるＥＣＵ（電子コントロールユニット）４、ＥＣＵ４に対して入力インターフェース５を介して接続された入力装置６、及び出力インターフェース７を介して接続された出力装置８から構成されている。ＲＯＭ２にはＣＰＵ１が実行する解析処理プログラム等と共に、図２に示す実際の変速機と対応する図３の計算モデルが記憶されている。まず、これらの図に基づいて、実機に対する計算モデルの設定状態を説明する。
【００１４】
図２に示すように、解析に供される変速機は４速直結の前進５段、後退１段に構成されている。図において、I/Sはインプットシャフト、C/Sはカウンタシャフト、M/Sはメインシャフトであり、Ｓ1はインプットシャフトI/SとカウンタシャフトC/S間のギア噛合い部、Ｓ２はカウンタシャフトC/SとメインシャフトM/S間のギア噛合い部、Ｇはメインシャフト上の遊転ギア（１速ギアから５速ギア、及びリバースギアとリバース用アイドラギア）を表し、ギア噛合い部Ｓ1にはバックラッシエリミネータが設けられている。
【００１５】
この実機を基に、本実施形態では図２に示す計算モデルを設定している。図において、F/Wはフライホイール、RepMassはメインシャフトM/S上の全ての遊転ギアＧを想定した代表マスを表し、ＣI/SはインプットシャフトI/Sに作用する減衰要素、ＣC/SはカウンタシャフトC/Sに作用する減衰要素、ＣRepは代表マスRepMassに作用する減衰要素である。又、Ａはクラッチの捻り特性、ＢはインプットシャフトI/SとカウンタシャフトC/S間のギア噛合い部Ｓ1の捻り特性（バックラッシエリミネータを考慮したもの）、ＣはカウンタシャフトC/Sと代表マスRepMass間のギア噛合い部Ｓ2（後述のように３速ギアを介して噛合している）の捻り特性を表し、各捻り特性Ａ〜Ｃ中において、ＴC/L，Ｔ1，Ｔ2はトルク、θ0，θ1，θ2は角変位、Ｃ1，Ｃ2は減衰要素を表す。
【００１６】
尚、このときの角変位θ0，θ1，θ2は、以下のように表される。
θ0＝θF/W−θI/S………(2)
θ1＝θC/S−θI/S………(3)
θ2＝θRep−θC/S………(4)
ここに、θF/WはフライホイールF/Wの角変位、θI/SはインプットシャフトI/Sの角変位、θC/SはカウンタシャフトC/Sの角変位、θRepは代表マスRepMassの角変位である。
【００１７】
図３と従来の図９との比較から明らかなように、本実施形態で解析に適用する計算モデルでは、メインシャフトM/S上の遊転ギアＧの慣性質量を従来のモデルのように単にカウンタシャフトC/S側に加算することなく、代表マスRepMassとして独立して設定し、その代表マスRepMassをギア噛合い部Ｓ2の捻り特性Ｃを介してカウンタシャフトC/S側に接続している。つまり、メインシャフトM/S上の遊転ギアＧの質量についても、実機に則してモデル化されている。尚、このように全遊転ギアＧを単一の代表マスRepMassに置換しているのは、計算モデルを単純化するためである。
【００１８】
このように設定された計算モデルを適用して、解析処理は以下の手順で行われる。まず、試験者により入力装置６に変速機に関する諸条件、例えばクラッチディスクのばね定数やヒステリシス、ギア噛合い部のバックラッシ量、変速機の回転抵抗等が入力される。ＣＰＵ１はこの入力条件に基づき、ＲＯＭ２に記憶された解析処理プログラムに従って解析処理を実行し、解析結果（例えば、後述する図４や図６のグラフ）を出力装置８に表示或いはプリントアウトする。つまり、本実施形態では、ＣＰＵ１が角速度変動判定手段、角加速度変動算出手段、ＲＭＳ処理手段、データ処理手段として機能する。この解析処理は予め設定された各油温毎に行われ、例えば２０℃から６０℃まで、１０℃間隔の油温毎に解析処理を行う。
【００１９】
図４は油温５０℃における解析結果の一例を示し、角変位θI/Sを１回微分したインプットシャフトI/Sの角速度変動d/dtθI/S、角変位θC/Sを１回微分したカウンタシャフトC/Sの角速度変動d/dtθC/S、角変位θRepを一回微分した代表マスRepMassの角速度変動d/dtθRep、更に角変位θC/Sを２回微分したカウンタシャフトC/Sの角加速度変動d2/dt2θC/Sが表されている。
【００２０】
アイドル騒音の特性には、カウンタシャフトC/Sの角加速度変動d2/dt2θC/Sが用いられ、この値をＲＭＳ処理して、各油温でのアイドル騒音（ｄＢ）を導き出す。ここで、リニアなＲＭＳ値をアイドル騒音として対数表示に換算するために、以下の換算処理を実行する。例えば、図５のように各油温に対してＲＳＭ値Ａ1〜Ａ5が算出された場合、最小のＲＳＭ値（この場合はＡ2）を選択して、表1に示すように、各油温のＲＭＳ値を最小ＲＭＳ値で除算した対数をアイドル騒音とする。
【００２１】
【表１】
0003891250.tif 000002
【００２２】
以上の換算処理の結果をまとめると、図６に実線で示すように、各油温でのアイドル騒音が最小値を０として表示された特性が得られる。この図に示すように、アイドル騒音は油温の上昇と共に減少して最小値（＝０）となり、最小値より高温域で油温の上昇と共に増加する特性を示す。つまり、実機試験でアイドル騒音を測定した図１１の特性と酷似する結果が得られ、アイドル騒音の実状に則したモデル解析が行われたものと解釈できる。
【００２３】
そして、このようにして解析されたアイドル騒音の特性を参考とし、クラッチディスクのばね定数やヒステリシス、或いはギア噛合い部のバックラッシ量等の変速機の諸条件を入力し直し、以上の解析処理を繰り返すことにより、使用温度域でのアイドル騒音が最小値となる変速機の諸条件を割り出す。
尚、ここで示した対数表記で他の条件、即ちクラッチディスクの捻り特性他を変更した場合も含めて示す場合には、1つの条件のＡ2値を対数内の分母として、全ての条件についてＡ2の値を変化させることなく統一して使用すればよいことは言うまでもない。
【００２４】
以上の本実施形態の解析結果を検証すべく、本発明者らは計算モデルに則した実機試験を行った。以下、試験状況を説明すると、図７は実機による試験状況を示す概略構成図である。計算モデルと同様に、全遊転ギアＧに代わる代表マスRepMassをインプットシャフトI/S上に設けるのであるが、３速ギア付近のスペースが比較的あることから、代表マスRepMassを３速ギアに固定してその慣性質量を負荷させることとした（勿論、上記計算モデルも代表マスRepMassを３速ギアに負荷させている）。尚、これは３速のバックラッシが他の遊転ギアＧとほぼ同等なことが前提であり、大きく異なっている場合には、他のギアに負荷させる。一方、インプットシャフトI/S、カウンタシャフトC/S、代表マスRepMassには、それぞれの角変位θI/S，θC/S，θRepを検出するためのロータリエンコーダＥ1〜Ｅ3（以下、第１エンコーダ、第２エンコーダ、第３エンコーダという）をセットする。尚、微小角度を検出すべく、第１エンコーダＥ1の出力を１３５０パルス／回転に、第２及び第３エンコーダＥ2，Ｅ3の出力を２７００パルス／回転に設定した。
【００２５】
上記した代表マスRepMassの慣性質量は、３速ギアに負荷すべき回転慣性モーメントＩxとして規定でき、この回転慣性モーメントＩxは以下の手順で求めることができる。
メインシャフトM/S上の全遊転ギアＧの慣性モーメントＩT/Mを表すと、
ＩT/M＝Ｉ1st×(１／Ｒ1st)2＋Ｉ2nd×(１／Ｒ2nd)2
＋Ｉ3rd×(１／Ｒ3rd)2＋Ｉ5th×(１／Ｒ5th)2
＋Ｉrev×(１／Ｒrev)2＋Ｉrev-i×(１／Ｒrev-i)2………（5）
となる。ここに、Ｉ1stは1速ギアの回転慣性モーメント、Ｉ2ndは２速ギアの回転慣性モーメント、Ｉ3rdは３速ギアの回転慣性モーメント、Ｉ5thは５速ギアの回転慣性モーメント、Ｉrevはリバースギアの回転慣性モーメント、Ｉrev-iはリバース用アイドラギアの回転慣性モーメントである。又、Ｒ1stは1速ギア比、Ｒ2ndは２速ギア比、Ｒ3rdは３速ギア比、Ｒ5thは５速ギア比、Ｒrevは後退ギア比、Ｒrev-iはインプットシャフトI/Sからリバース用アイドラギアまでのギア比である。
【００２６】
得られた全遊転ギアＧの慣性モーメントＩT/Mに基づき、代表マスRepMassを負荷する３速ギア上に変換した慣性モーメントＩT/M3rdを次式(6)に従って求める。
ＩT/M3rd＝ＩT/M×Ｒ3rd2………（6）
慣性モーメントＩT/M3rdは３速ギアの慣性モーメントＩ3rdを含んでいるため、負荷すべき回転慣性モーメントＩxは、
Ｉx＝ＩT/M3rd−Ｉ3rd………（7）
となり、この回転慣性モーメントＩxが負荷されるように、代表マスRepMassの慣性質量を設定する。
【００２７】
そして、実機試験に際しては、エンジンの回転速度を上昇させて油温を所定値に保持した上で、エンジンのトルク変動を再現した角速度変動をインプットシャフトI/Sに入力し、このときの各エンコーダＥ1〜Ｅ3の出力から角変位θI/S，θC/S，θRepを求める。得られた各値を１回微分してインプットシャフトI/S、カウンタシャフトC/S、代表マスRepMassの角速度変動d/dtθI/S，d/dtθC/S，d/dtθRepを求め、角変位θC/Sを２回微分してカウンタシャフトC/Sの角加速度変動d2/dt2θC/Sを求める。
【００２８】
図８はこのような手順で求められた油温２０℃、３０℃、５０℃での試験結果を示し、その後は上記したモデルによる解析と同じく、各油温でのカウンタシャフトC/Sの角加速度変動d2/dt2θC/SをＲＭＳ処理した上でアイドル騒音に対数換算すると、図６に破線で示す結果が得られる。この試験値の特性は、実線で示す解析値及び図１１に示す実測値の双方と酷似する特性となり、この実機試験からも、解析に使用した計算モデルが適切であり、アイドル騒音の実状に則した解析処理が行われたことが証明された。
【００２９】
以上の事実は、以下に述べる要因によるものと思われる。バックラッシエリミネータを備えた変速機においては、インプットシャフトI/SとカウンタシャフトC/S間のギア噛合い部Ｓ1のバックラッシが除去されて騒音発生の主要因となる歯打音が抑制される。カウンタシャフトC/SとメインシャフトM/S間のギア噛合い部Ｓ２で歯打について考えると、低油温域においては粘性大による運動抑制効果のため歯打音も小さく、油温の上昇に伴って歯打音は増加する。一方、上記低油温域での運動抑制効果は、クラッチディスクの捻り特性上で言えば２段領域に入り易くなり、ばね定数としては大きくなることからエンジンのトルク変動を伝達し易い方向となり、騒音には不利に働く。油温が高くなるということは抵抗が小さくなるので、ばね定数としては1段目の領域に移行し、エンジンからのトルク変動は伝達し難くなり、騒音には有利に働く。これらの２つの影響が相俟って変速機の油温ベースで騒音最小値が存在することになる。
【００３０】
ここで、従来のモデルではメインシャフトM/Sが省略されていることから、油温の上昇に伴って当然増加すべきはずの、カウンタシャフトC/SとメインシャフトM/S間のギア噛合い部Ｓ２での歯打音が解析時に全く考慮されないこととなる。これに対して本実施形態の解析方法では、ギア噛合い部Ｓ2を介して代表マスRepMassが作用するため、油温の上昇に伴ってギア噛合い部Ｓ2での歯打音が増加することとなり、実状に則したモデル解析が可能となるのである。
【００３１】
又、このように、アイドル騒音の主要因となるインプットシャフトI/S側とメインシャフトM/S側の双方のギア噛合い部Ｓ1，Ｓ2の影響が共にカウンタシャフトC/Sに及ぶことから、カウンタシャフトC/Sに関する何らかの代表値がアイドル騒音と相関すると推測できる。ここで、図８の３０℃及び５０℃での試験結果を図１１のアイドル騒音の実測値と照らし合わせると、油温の上昇に伴って実際のアイドル騒音が増加するのに対して、一般にアイドル騒音を推定する指標として用いられているカウンタシャフトC/Sの角速度変動d/dtθC/Sはむしろ減少している。つまり、角速度変動d/dtθC/Sは、少なくとも本実施形態のようなバックラッシエリミネータを備えた変速機においては、指標として不適当であると言える。
【００３２】
これに対して、図８に示すように、カウンタシャフトC/Sの角加速度変動d2/dt2θC/Sは油温の上昇に伴って増加し、アイドル騒音と相関する傾向にある。これは、油温の上昇によりオイルによるギア噛合い部Ｓ1，Ｓ2の拘束が緩められて、角加速度変動d2/dt2θC/Sが増加することに起因するものと考えられる。つまり、カウンタシャフトC/Sのトルク変動を表すと、
ＩC/S・d2/dt2θC/S＝Ｆ1・ｒ1(t)＋Ｆ2・ｒ2(t)………(8)
となる。ここに、ＩC/SはカウンタシャフトC/Sの慣性質量、ｒ1はカウンタシャフトC/S上のインプットシャフトI/S側のギア噛合い部Ｓ1のギア半径、ｒ2はカウンタシャフトC/S上のメインシャフトM/S側のギア噛合い部Ｓ2のギア半径であり、Ｆ1,Ｆ2をそれぞれの噛合い部Ｓ1,Ｓ2で生じる力とすると、Ｆ1・ｒ1，Ｆ2・ｒ2は時間tの関数として表される。
【００３３】
そして、カウンタシャフトC/Sの慣性質量ＩC/Sは一定であることから、角加速度変動d2/dt2θC/SがカウンタシャフトC/Sのトルク変動、即ち、ギア噛合い部Ｓ1，Ｓ2で発生する騒音と相関することになり、本実施形態では、このカウンタシャフトC/Sの角加速度変動d2/dt2θC/SのＲＭＳ値からアイドル騒音を求めていることから、実際のアイドル騒音を忠実に再現した解析結果が得られるのである。
【００３４】
以上のように、本実施形態の変速機におけるアイドル騒音の解析装置では、メインシャフトM/S上の遊転ギアＧの質量についても代表マスRepMassとしてモデル化したことから、実状に則したモデル解析を実施でき、更に解析処理にカウンタシャフトC/Sの角加速度変動d2/dt2θC/SのＲＭＳ値を適用していることから、実際のアイドル騒音を忠実に再現した解析結果を得ることができる。その結果、油温に対するアイドル騒音の特性を的確に解析でき、ひいては、その解析結果に基づいて適切に変速機の諸条件を設定することができる。
【００３５】
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、バックラッシエリミネータを備えた前進５段、後退１段の変速機にアイドル騒音の解析方法を適用したが、変速機の仕様はこれに限定されるものではなく、バックラッシエリミネータを省略したり、変速段の構成を変更したりしてもよい。この場合であっても遊転ギアＧの質量を代表マスRepMassとして設定することで実状に則したモデル解析を実施でき、且つ、カウンタシャフトC/Sの角加速度変動d2/dt2θC/SのＲＭＳ値に基づいて適切な解析結果を得ることができる。
【００３６】
又、上記実施形態ではメインシャフトM/S上の全遊転ギアＧを単一の代表マスRepMassに置換して計算モデルの単純化を図ったが、必ずしも代表マスRepMassに置換する必要はなく、例えば個々の遊転ギアＧに対応して個別にマスを設定した計算モデルを使用して解析を実施してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明の変速機におけるアイドル騒音の解析装置によれば、解析処理にカウンタシャフトの角加速度変動のＲＭＳ値を適用していることから、油温に対するアイドル騒音の特性を的確に解析でき、ひいては、その解析結果に基づいて適切に変速機の諸条件を設定することができる。
【００３８】
又、請求項２及び請求項３の発明の変速機におけるアイドル騒音の解析方法によれば、解析処理にカウンタシャフトの角加速度変動のＲＭＳ値を適用していることから、油温に対するアイドル騒音の特性を的確に解析でき、ひいては、その解析結果に基づいて適切に変速機の諸条件を設定することができる。
又、請求項４の発明の変速機におけるアイドル騒音の解析方法によれば、メインシャフト上の遊転ギアの質量についても実機に則してモデル化していることから、よりアイドル騒音の実状に則した解析処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のアイドル騒音の解析装置を示す概略構成図である。
【図２】解析処理に供された変速機を示す概略構成図である。
【図３】解析処理に適用する計算モデルを示す説明図である。
【図４】モデルによる解析結果を示す説明図である。
【図５】ＲＭＳ値からアイドル騒音への換算手順を説明するための説明図である。
【図６】モデルによるアイドル騒音の解析値と実機による試験値とを示す説明図である。
【図７】実機による試験状況を示す概略構成図である。
【図８】実機による試験結果を示す説明図である。
【図９】従来例の解析に適用する計算モデルを示す説明図である。
【図１０】モデルによる解析結果を示す説明図である。
【図１１】アイドル騒音の実測結果を示す説明図である。
【符号の説明】
１         ＣＰＵ（角速度変動判定手段、角加速度変動算出手段、ＲＭＳ処理手段、データ処理手段）
C/S        カウンタシャフト
d/dtθC/S    カウンタシャフト角速度
d2/dt2θC/S   カウンタシャフト角加速度
【図１】
0003891250.tif 000003
【図２】
0003891250.tif 000004
【図３】
0003891250.tif 000005
【図４】
0003891250.tif 000006
【図５】
0003891250.tif 000007
【図６】
0003891250.tif 000008
【図７】
0003891250.tif 000009
【図８】
0003891250.tif 000010
【図９】
0003891250.tif 000011
【図１０】
0003891250.tif 000012
【図１１】
0003891250.tif 000013