自動変速機のクラッチトルク伝達容量解析装置

【課題】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する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。
【解決手段】平行軸式の自動変速機のクラッチのトルク伝達容量解析装置（２００）において、試験装置１００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、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を計測する摩擦係数計測手段２００ａと、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軸上の倒れを模擬する挙動解析モデルを用いて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２００ｂを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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。
【図２】図１に示すメインシャフトＭＳ付近の拡大図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】図２に示すクラッチの摩擦円を示す説明図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【実施例】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
以下、それについて説明する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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１００ａを用いて同定されたものである。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【符号の説明】
【００７７】
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、１６４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、２０５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）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。

【図１】