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JPH0933336A - Vibration analysis method for system having nonlinear element, torsional vibration analysis method for vehicle driving system, torsional angle/torque characteristic decision method for multistage clutch disk, and multistage clutch disk - Google Patents

Vibration analysis method for system having nonlinear element, torsional vibration analysis method for vehicle driving system, torsional angle/torque characteristic decision method for multistage clutch disk, and multistage clutch disk

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JPH0933336A
JPH0933336A JP18041795A JP18041795A JPH0933336A JP H0933336 A JPH0933336 A JP H0933336A JP 18041795 A JP18041795 A JP 18041795A JP 18041795 A JP18041795 A JP 18041795A JP H0933336 A JPH0933336 A JP H0933336A
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JP
Japan
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clutch
subsystem
drive system
vibration analysis
speed
Prior art date
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JP18041795A
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Japanese (ja)
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JP3358398B2 (en
Inventor
Jutaro Hachiman
重太郎 八幡
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Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0933336A publication Critical patent/JPH0933336A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To operate the vibration analysis of the whole of a system having nonlinear elements surely in a short time with a simple structure by dividing the system into plural sub-systems taking nonlinear elements as boundaries, forming simultaneous motion equations on each sub-system so as to input the characteristics of the nonlinear elements, and obtaining a solution. SOLUTION: For instance, a vibration system is divided into two sub-systems taking a dry single plate clutch 2 of a 6×4 large-size truck as a boundary, from the clutch 2 to a vehicle body 16 is assigned as a sub-system 1, and from the clutch 2 to an engine 1 is assigned as a sub-system 2. On the sub-system 1, an equation of motion expressed by the model coordinate of the natural vibration of a drive system and a boundary freedom obtained by the static contraction of Guyan is formed, and on the system 2, after the equation of motion is set up considering the engine 1, the disk of the multistage clutch 2, and a torque change as external force, simultaneous motion equations are formed out of two motion equations so as to input the characteristics of the multistage clutch disk to obtain a solution. Thereby, torsional vibration analysis on the whole of the driving system can be conducted without conducting design based on experiment, experience, or the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トラックの駆動軸
系の設計等に用いて好適の、非線形要素を有する系につ
いての振動解析方法及び車両用駆動系についての捩り振
動解析方法並びに多段クラッチディスクについての捩り
角・トルク特性決定方法並びに多段クラッチディスクに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration analysis method for a system having a non-linear element, a torsional vibration analysis method for a vehicle drive system, and a multistage clutch disc, which are suitable for designing a drive shaft system of a truck. And a multi-stage clutch disc.

【0002】[0002]

【従来の技術】トラックの駆動系の低振動化・低騒音化
は、商品性の面から重要なテーマであり、振動系の捩り
振動に対して、その共振周波数を実用車速域外に逃がす
ように、クラッチディスクのバネ定数を変更すること
や、逃がせない場合にはクラッチディスクのヒステリシ
ス最適化などにより共振時の振幅を許容レベル以下に抑
制すること等が試みられている。
2. Description of the Related Art Low vibration and low noise of a drive system of a truck are important themes from the point of view of commerciality. For the torsional vibration of the vibration system, its resonance frequency should be released outside the practical vehicle speed range. Attempts have been made to change the spring constant of the clutch disc, and to suppress the amplitude at resonance below the allowable level by optimizing the hysteresis of the clutch disc when it cannot escape.

【0003】シミュレーションで低振動化・低騒音化の
ための設計諸元を予測し実験で確認するのが効果的な方
法であるが、トラックの駆動系のバリエーションは、図
2(a)〜(d)に示すように多く、なかでも図2
(b)に示すような後2軸駆動、図2(c),図2
(d)に示すような総輪駆動のような複雑な系では、ク
ラッチディスクの多段捩り特性などを含めた非線型応答
解析を行なう場合、自由度が多いために、非常に多くの
計算時間を必要とする。
It is an effective method to predict design parameters for low vibration and low noise by simulation and confirm them by experiments. The variation of the drive system of the truck is shown in FIG. As shown in FIG.
Rear two-axis drive as shown in (b), FIG. 2 (c), FIG.
In a complex system such as all-wheel drive as shown in (d), when performing non-linear response analysis including multi-stage torsional characteristics of the clutch disc, there are many degrees of freedom, and therefore a very large amount of calculation time is required. I need.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の手段
による場合には膨大なコンピュータのCPU演算時間が
かかり、また、現象の解析という面からもモデルが大き
すぎて解析しにくく、効率が悪い。そこで、実用的な範
囲内でモデルを単純化しようとすると、トラック特有の
バリエーションをモデル上に取り込めないという課題が
ある。
That is, in the case of the conventional means, a huge amount of CPU calculation time is required for the computer, and in terms of phenomenon analysis, the model is too large and difficult to analyze, resulting in poor efficiency. Therefore, when trying to simplify the model within a practical range, there is a problem that variations peculiar to the truck cannot be incorporated in the model.

【0005】例えば、後2軸車は後1軸車で近似するこ
とになり、後2軸車としてモデル化できないという課題
がある。本発明は、このような課題に鑑み創案されたも
ので、系をいくつかの分系に分けて部分構造合成法を適
用し、それぞれの分系内部は線型として必要な振動モー
ドだけを抽出し、クラッチディスクの多段特性や歯車の
バックラッシなどの非線型要素は分系を結合して全体系
を構成するときに考慮して、系全体として自由度を大幅
に減少させ、計算時間を短縮できるようにした、非線形
要素を有する系についての振動解析方法及び車両用駆動
系についての捩り振動解析方法並びに多段クラッチディ
スクについての捩り角・トルク特性決定方法を提供する
ことを目的とする。
For example, a rear two-axle vehicle is approximated by a rear single-axle vehicle, and there is a problem that it cannot be modeled as a rear two-axle vehicle. The present invention was devised in view of such a problem, the system is divided into several subsystems, the partial structure synthesis method is applied, and only the necessary vibration mode is extracted as a linear inside each subsystem. , Non-linear elements such as multi-stage characteristics of clutch discs and backlash of gears are taken into consideration when connecting subsystems to form the overall system, so that the degree of freedom of the overall system is greatly reduced and the calculation time can be shortened. It is an object of the present invention to provide a vibration analysis method for a system having a non-linear element, a torsion vibration analysis method for a vehicle drive system, and a torsion angle / torque characteristic determination method for a multi-stage clutch disc.

【0006】また、本発明は、その設計に要する演算時
間を短縮できるようにした、多段クラッチディスクを提
供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a multi-stage clutch disk which can reduce the calculation time required for its design.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このため、本発明の非線
形要素を有する系についての振動解析方法は、1以上の
非線形要素を有する系についての振動解析を行なうに際
して、該非線形要素を境界にして、該系を複数の分系に
分割してから、各分系について、運動方程式をたてたの
ち、上記の各分系についての運動方程式を連立させて、
該非線形要素の特性を入力して、解を求めることによ
り、該系全体の振動解析を行なうことを特徴としている
(請求項1)。
Therefore, the vibration analysis method for a system having a non-linear element of the present invention uses the non-linear element as a boundary when performing a vibration analysis for a system having one or more non-linear elements. , The system is divided into a plurality of subsystems, the equations of motion for each subsystem are established, and then the equations of motion for the above subsystems are made simultaneous,
The characteristics of the non-linear element are input and a solution is obtained, whereby vibration analysis of the entire system is performed (claim 1).

【0008】また、本発明の非線形要素を有する系につ
いての振動解析方法は、請求項1記載の方法について、
右辺又は左辺の一方に、線形要素がくるとともに、右辺
又は左辺の他方に、該非線形要素がくるように、該非線
形要素の特性を入力して、上記の各分系についての運動
方程式を連立させて、解を求めることにより、該系全体
の振動解析を行なうことを特徴としている(請求項
2)。
A vibration analysis method for a system having a nonlinear element according to the present invention is the method according to claim 1,
Input the characteristics of the non-linear element so that the linear element comes to either the right side or the left side and the non-linear element comes to the other side of the right side or the left side, and the equations of motion for the respective subsystems are made simultaneous. Then, the vibration analysis of the entire system is performed by obtaining a solution (claim 2).

【0009】さらに、本発明の非線形要素を有する系に
ついての振動解析方法は、請求項1記載の方法につい
て、各分系について、運動方程式をたてる際に、求める
振動の次数に応じて演算される誤差情報を加味すること
を特徴としている(請求項3)。また、本発明の非線形
要素を有する系についての振動解析方法は、請求項2又
は請求項3記載の方法について、各分系について、運動
方程式を解く際に求める振動の次数に応じて数値積分の
サイズを選択しながら解を求めることを特徴としている
(請求項4)。
Further, the vibration analysis method for a system having a non-linear element according to the present invention is the method according to claim 1, which is calculated according to the order of the vibration to be obtained when the equation of motion is established for each subsystem. It is characterized in that the error information is added. A vibration analysis method for a system having a non-linear element according to the present invention is the method according to claim 2 or 3, wherein numerical integration of numerical integration is performed according to the order of vibration obtained when solving the equation of motion for each subsystem. It is characterized in that the solution is obtained while selecting the size (claim 4).

【0010】そして、本発明の車両用駆動系についての
捩り振動解析方法は、非線形要素としてのクラッチディ
スクを有する車両用駆動系についての捩り振動解析を行
なうに際して、クラッチを境界にして、該駆動系を、該
クラッチから該駆動系の末端要素に至る第1の分系と、
エンジンから該クラッチに至る第2の分系とに分割して
から、該第1の分系については、該駆動系の固有振動の
モーダル座標とGuyanの静縮約で求めた境界自由度
とで表した運動方程式をたてるとともに、該第2の分系
については、該エンジン,該クラッチディスク,外力と
してのトルク変動を考慮した運動方程式をたてたのち、
上記の第1の分系及び第2の分系についての運動方程式
を連立させて、該クラッチディスクの特性を入力して、
解を求めることにより、該駆動系全体についての捩り振
動解析を行なうことを特徴としている(請求項5)。
The torsional vibration analysis method for a vehicle drive system according to the present invention uses a clutch as a boundary when performing a torsional vibration analysis for a vehicle drive system having a clutch disc as a non-linear element. A first subsystem from the clutch to the end element of the drive system;
After division into a second system from the engine to the clutch, with respect to the first system, the modal coordinates of the natural vibration of the drive system and the boundary degrees of freedom determined by Guyan's static contraction are used. The equation of motion shown is created, and for the second subsystem, an equation of motion is created in consideration of the engine, the clutch disc, and torque fluctuations as external force.
The above equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are made simultaneous, and the characteristics of the clutch disk are input,
A torsional vibration analysis is performed for the entire drive system by obtaining a solution (claim 5).

【0011】また、本発明の車両用駆動系についての捩
り振動解析方法は、請求項5記載の方法について、右辺
又は左辺の一方に、線形要素がくるとともに、右辺又は
左辺の他方に、該クラッチディスクのトルク情報がくる
ように、上記の第1の分系及び第2の分系についての運
動方程式を連立させて、該クラッチディスクの特性を入
力して、解を求めることにより、該駆動系全体について
の捩り振動解析を行なうことを特徴としている(請求項
6)。
Further, the torsional vibration analysis method for a vehicle drive system according to the present invention is the method according to claim 5, wherein a linear element is provided on one of the right side and the left side and the clutch is provided on the other side of the right side or the left side. The drive system is obtained by making simultaneous the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem so that the torque information of the disk comes and inputting the characteristics of the clutch disk to obtain a solution. It is characterized in that a torsional vibration analysis is performed for the whole (Claim 6).

【0012】さらに、本発明の車両用駆動系についての
捩り振動解析方法は、請求項5記載の方法において、該
第1の分系について、
Further, a torsional vibration analysis method for a vehicle drive system according to the present invention is the method according to claim 5, wherein the first subsystem is:

【0013】[0013]

【数3】 (Equation 3)

【0014】で示される誤差情報〔Kr〕を、該第1の
分系内部の剛性マトリックスと置換して、拘束モーダル
手法にモード補償を組み合わせた運動方程式をたてるこ
とを特徴としている(請求項7)。そして、本発明の多
段クラッチディスクについての捩り角・トルク特性決定
方法は、車両用駆動系に設けられる非線形要素としての
多段クラッチディスクについての低速・軽負荷時及び高
速・高負荷時の捩り角・トルク特性を求めるに際して、
共振回転数が実用車速域以下となるように、該捩り角・
トルク特性における該低速・軽負荷時領域を規定するバ
ネ定数を決定するとともに、部分構造合成法を用いた捩
り振動解析法、即ち、クラッチを境界にして、該駆動系
を、該クラッチから該駆動系の末端要素に至る第1の分
系と、エンジンから該クラッチに至る第2の分系とに分
割してから、該第1の分系については、該駆動系の固有
振動のモーダル座標とGuyanの静縮約で求めた境界
自由度とで表した運動方程式をたてるとともに、該第2
の分系については、該エンジン,該多段クラッチディス
ク,外力としてのトルク変動を考慮した運動方程式をた
てたのち、上記の第1の分系及び第2の分系についての
運動方程式を連立させて、該多段クラッチディスクの特
性を入力して、解を求めることにより、該駆動系全体に
ついての捩り振動解析を行なう捩り振動解析法を用い
て、該低速・軽負荷時領域の上限捩り角を決定し、更
に、共振回転数が実用車速域以下となるように、該捩り
角・トルク特性における該高速・高負荷時領域を規定す
るバネ定数を決定するとともに、上記の部分構造合成法
を用いた捩り振動解析法を用いて、該高速・高負荷時領
域の上限捩り角を決定することを特徴としている(請求
項8)。
The error information [Kr] represented by is replaced with the rigidity matrix inside the first subsystem, and the equation of motion combining the constraint modal method with the mode compensation is constructed (claim). 7). The method for determining the twist angle / torque characteristics of the multi-stage clutch disc of the present invention is a method of determining the twist angle / multi-stage clutch disc as a non-linear element provided in a vehicle drive system at low speed / light load and high speed / high load. When obtaining the torque characteristics,
In order to keep the resonance speed below the practical vehicle speed range,
The spring constant defining the low speed / light load region in the torque characteristic is determined, and the torsional vibration analysis method using the partial structure synthesis method, that is, the clutch is used as a boundary to drive the drive system from the clutch It is divided into a first subsystem that reaches the end element of the system and a second subsystem that extends from the engine to the clutch, and then, for the first subsystem, modal coordinates of the natural vibration of the drive system are set. The equation of motion expressed by the boundary degree of freedom obtained by Guyan's static contraction is constructed and
For the subsystem, the equations of motion considering the engine, the multi-stage clutch disc, and torque fluctuation as external force are established, and then the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are made simultaneous. Then, by inputting the characteristics of the multi-stage clutch disc and obtaining a solution, the upper limit torsion angle in the low speed / light load region is determined by using the torsional vibration analysis method for analyzing the torsional vibration of the entire drive system. In addition, the spring constant that defines the high-speed / high-load region in the torsion angle / torque characteristics is determined so that the resonance speed falls below the practical vehicle speed range, and the above partial structure synthesis method is used. The upper limit torsion angle in the high-speed / high-load region is determined by using the torsional vibration analysis method (claim 8).

【0015】また、本発明の多段クラッチディスクにつ
いての捩り角・トルク特性決定方法は、車両用駆動系に
設けられる非線形要素としての多段クラッチディスクに
ついての低速・軽負荷時及び高速・高負荷時の捩り角・
トルク特性を求めるに際して、共振回転数が実用車速域
以下となるように、該捩り角・トルク特性における該低
速・軽負荷時領域を規定するバネ定数を決定するととも
に、部分構造合成法を用いた第1の捩り振動解析法、即
ち、クラッチを境界にして、該駆動系を、該クラッチか
ら該駆動系の末端要素に至る第1の分系と、エンジンか
ら該クラッチに至る第2の分系とに分割してから、該第
1の分系については、該駆動系の固有振動のモーダル座
標とGuyanの静縮約で求めた境界自由度とで表した
運動方程式をたてるとともに、該第2の分系について
は、該エンジン,該多段クラッチディスク,外力として
のトルク変動を考慮した運動方程式をたてたのち、上記
の第1の分系及び第2の分系についての運動方程式を連
立させて、該多段クラッチディスクの特性を入力して、
解を求めることにより、該駆動系全体についての捩り振
動解析を行なう第1の捩り振動解析法を用いて、該低速
・軽負荷時領域の上限捩り角を決定し、更に、共振回転
数が実用車速域以下となるように、該捩り角・トルク特
性における該高速・高負荷時領域を規定するバネ定数を
決定するとともに、部分構造合成法を用いた第2の捩り
振動解析法、即ち、該クラッチを境界にして、該駆動系
を、該クラッチから該駆動系の末端要素に至る第1の分
系と、エンジンから該クラッチに至る第2の分系とに分
割してから、該第1の分系については、該駆動系の固有
振動のモーダル座標とGuyanの静縮約で求めた境界
自由度とで表した運動方程式を、
Further, the torsion angle / torque characteristic determining method for the multi-stage clutch disc of the present invention is applied to the multi-stage clutch disc as a non-linear element provided in the vehicle drive system at low speed / light load and high speed / high load. Torsion angle
When obtaining the torque characteristics, the spring constant that defines the low-speed / light-load area in the torsion angle / torque characteristics was determined so that the resonance speed was below the practical vehicle speed range, and the partial structure synthesis method was used. A first torsional vibration analysis method, that is, with the clutch serving as a boundary, the drive system includes a first subsystem that extends from the clutch to an end element of the drive system and a second subsystem that connects the engine to the clutch. Then, the first system is divided into and the equation of motion represented by the modal coordinates of the natural vibration of the drive system and the boundary degrees of freedom obtained by Guyan's static contraction is created, and For the second subsystem, a motion equation considering the engine, the multi-stage clutch disc, and torque fluctuation as an external force is created, and then the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are simultaneously expressed. Let the multi-stage Enter the characteristics of the Tchidisuku,
By determining the solution, the first torsional vibration analysis method that analyzes the torsional vibration of the entire drive system is used to determine the upper limit torsion angle in the low-speed / light-load region, and the resonance rotational speed is practically used. A spring constant that defines the high-speed / high-load region in the torsion angle / torque characteristics is determined so as to be equal to or lower than the vehicle speed range, and a second torsional vibration analysis method using a partial structure synthesis method, that is, With the clutch as a boundary, the drive system is divided into a first system from the clutch to the end element of the drive system and a second system from the engine to the clutch, and then the first system For the system of, the equation of motion expressed by the modal coordinates of the natural vibration of the drive system and the boundary degrees of freedom obtained by Guyan's static reduction,

【0016】[0016]

【数4】 (Equation 4)

【0017】で示される誤差情報〔Kr〕を、該第1の
分系内部の剛性マトリックスと置換して、拘束モーダル
手法にモード補償を組み合わせてたてるとともに、該第
2の分系については、該エンジン,該多段クラッチディ
スク,外力としてのトルク変動を考慮した運動方程式を
たてたのち、上記の第1の分系及び第2の分系について
の運動方程式を連立させて、該多段クラッチディスクの
特性を入力して、解を求めることにより、該駆動系全体
についての捩り振動解析を行なう第2の捩り振動解析法
を用いて、該高速・高負荷時領域の上限捩り角を決定す
ることを特徴としている(請求項9)。
The error information [Kr] represented by is replaced with the stiffness matrix inside the first subsystem to combine the modal compensation with the modal compensation and the second subsystem with respect to the second subsystem. The engine, the multi-stage clutch disc, and the equation of motion considering the torque fluctuation as the external force are created, and then the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are made simultaneous to form the multi-stage clutch disc. By determining the solution by inputting the characteristics of the above, a second torsional vibration analysis method for performing torsional vibration analysis for the entire drive system is used to determine the upper limit torsion angle in the high speed / high load region. (Claim 9).

【0018】さらに、本発明の多段クラッチディスク
は、車両用駆動系に設けられる多段クラッチディスクに
おいて、その捩り角・トルク特性における高速・高負荷
時領域の上限捩り角が、高速・高負荷時のエンジン平均
軸トルクの1.7倍近傍に対応する値に設定されるとと
もに、該捩り角・トルク特性における該高速・高負荷時
領域の下限捩り角が、該高速・高負荷時のエンジン平均
軸トルクの0.5倍近傍に対応する値に設定されている
ことを特徴としている(請求項10)。
Furthermore, the multi-stage clutch disc of the present invention is a multi-stage clutch disc provided in a vehicle drive system, in which the upper limit of the torsion angle / torque characteristic in the high-speed / high-load region is that of the high-speed / high-load condition. The value is set to a value corresponding to about 1.7 times the engine average shaft torque, and the lower limit of the torsion angle in the high speed / high load region in the torsion angle / torque characteristic is the engine average shaft at the high speed / high load. It is characterized in that it is set to a value corresponding to around 0.5 times the torque (claim 10).

【0019】そして、本発明の多段クラッチディスク
は、車両用駆動系に設けられる多段クラッチディスクに
おいて、その捩り角・トルク特性における高速・高負荷
時領域の上限捩り角が、高速・高負荷時のエンジン平均
軸トルクの1.7倍近傍に対応する値に設定され、該捩
り角・トルク特性における該高速・高負荷時領域の下限
捩り角及び低速・軽負荷時領域の上限捩り角が、それぞ
れ該高速・高負荷時のエンジン平均軸トルクの0.5倍
近傍に対応する値に設定され、且つ、該捩り角・トルク
特性における該低速・軽負荷時領域の下限捩り角が、該
高速・高負荷時のエンジン平均軸トルクの0.3倍近傍
に対応する値に設定されていることを特徴としている
(請求項11)。
The multi-stage clutch disc of the present invention is a multi-stage clutch disc provided in a vehicle drive system, wherein the upper limit torsion angle in the high-speed / high-load region of the torsion angle / torque characteristics is at high speed / high load. The value is set to a value corresponding to around 1.7 times the engine average shaft torque, and the lower limit twist angle in the high speed / high load region and the upper limit twist angle in the low speed / light load region in the twist angle / torque characteristic are respectively set. The value is set to a value corresponding to around 0.5 times the engine average shaft torque at the time of high speed / high load, and the lower limit of the twist angle / torque characteristics in the low speed / light load region is It is characterized in that it is set to a value corresponding to around 0.3 times the engine average shaft torque under high load (claim 11).

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。図1〜18は本発明の実施の
形態を示すもので、図1は6×4トラックにおける駆動
系のシミュレーションモデルを示す模式図、図2(a)
〜(d)は駆動系の各モデルを示す模式図、図3はシミ
ュレーション結果を示す模式図、図4(a)〜(c)は
クラッチ装置のヒステリシス特性を示す模式的グラフ、
図5(a)〜(c)はシミュレーションにおける駆動系
の応答特性を示すグラフ、図6〜8はシミュレーション
における駆動系の周波数応答特性を示すグラフ、図9は
シミュレーション結果に対する駆動系の周波数応答実験
特性を示すグラフ、図10はシミュレーションにおける
駆動系の周波数応答特性を示すグラフ、図11は駆動系
の騒音レベル特性を示すグラフ、図12,13は本実施
形態のクラッチ装置のヒステリシス特性を示すグラフ、
図14はシミュレーションにおけるCPU演算時間特性
を説明するための図、図15は本発明の実施形態として
の従来手法との比較におけるCPU時間演算特性を説明
するための図、図16はクラッチ装置の一例を示す縦断
面図、図17はクラッチ装置の一例をその正面構成を部
分的に破断して示す部分破断正面図、図18はクラッチ
装置の一例におけるヒステリシス特性を示すグラフであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 18 show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic diagram showing a simulation model of a drive system in a 6 × 4 track, FIG.
4D are schematic diagrams showing each model of the drive system, FIG. 3 is a schematic diagram showing simulation results, and FIGS. 4A to 4C are schematic graphs showing hysteresis characteristics of the clutch device.
5A to 5C are graphs showing the response characteristics of the drive system in the simulation, FIGS. 6 to 8 are graphs showing the frequency response characteristics of the drive system in the simulation, and FIG. 9 is a frequency response experiment of the drive system with respect to the simulation results. FIG. 10 is a graph showing the frequency response characteristic of the drive system in the simulation, FIG. 11 is a graph showing the noise level characteristic of the drive system, and FIGS. 12 and 13 are graphs showing the hysteresis characteristic of the clutch device of this embodiment. ,
FIG. 14 is a diagram for explaining a CPU calculation time characteristic in a simulation, FIG. 15 is a diagram for explaining a CPU time calculation characteristic in comparison with a conventional method as an embodiment of the present invention, and FIG. 16 is an example of a clutch device. FIG. 17 is a partially cutaway front view showing an example of the clutch device with its front structure partially broken, and FIG. 18 is a graph showing hysteresis characteristics of the example of the clutch device.

【0021】まず、本発明の部分構造合成法BBAを用
いてシミュレーションを行ない、設計を行なうべき6×
4大型トラックのV型8気筒4サイクルディーゼルエン
ジン等に付設される乾式単板クラッチは、例えば、次の
ように構成されている。すなわち、図16,17に示す
ように、スプラインハブ101が主軸(図示せず)への
スプライン嵌合を可能に設けられており、スプラインハ
ブ101の環状つば部には扇状切欠きが設けられるとと
もに、扇形の窓が設けられている。
First, a simulation should be carried out using the partial structure synthesis method BBA of the present invention to perform design.
The dry single-plate clutch attached to the V-type 8-cylinder 4-cycle diesel engine or the like of the four heavy-duty trucks is configured as follows, for example. That is, as shown in FIGS. 16 and 17, the spline hub 101 is provided so as to be capable of spline fitting to a main shaft (not shown), and the annular flange portion of the spline hub 101 is provided with a fan-shaped notch. , Fan-shaped windows are provided.

【0022】また、駆動クラッチプレート102,10
3が、スプラインハブ101における環状つば部の両端
面のそれぞれに対向するように設けられており、駆動ク
ラッチプレート102,103にも扇状切欠きが設けら
れるとともに、扇形の窓が設けられ、ピン107を介し
て連結されている。そして、サブプレート104a,1
04bが、駆動クラッチプレート102,103の内側
に設けられており、ピン106により結合されるととも
に、スプラインハブ101の外周に遊嵌され、外周側に
扇状窓と扇形切欠きとが形成されている。
The drive clutch plates 102, 10
3 is provided so as to face each of both end surfaces of the annular flange portion of the spline hub 101, and the drive clutch plates 102 and 103 are provided with fan-shaped notches, fan-shaped windows, and pins 107. Are connected via. Then, the sub plates 104a, 1
04b is provided inside the drive clutch plates 102 and 103, is coupled by the pin 106, is loosely fitted to the outer periphery of the spline hub 101, and has a fan-shaped window and a fan-shaped notch on the outer peripheral side. .

【0023】また、ブッシュ105がスプラインハブ1
01に遊嵌され、駆動クラッチプレート102に係止さ
れるようになっている。ピン107は駆動クラッチプレ
ート102,103を結合し、サブプレート104a,
104bの扇形切欠きに係合するように配設されてい
る。また、サブプレート104a,104bの扇形切欠
きは、ピン107に対し、反時計回転向きにθ2、時計
回転向きにθ2′の回転許容幅をそなえるように形成さ
れ、配設されている。
Further, the bush 105 is the spline hub 1.
01 is loosely fitted to the drive clutch plate 102. The pin 107 connects the drive clutch plates 102 and 103, and the sub-plate 104a,
It is arranged so as to engage with the fan-shaped notch of 104b. Further, the fan-shaped notches of the sub-plates 104a and 104b are formed and arranged so as to have a rotation permissible width of θ2 in the counterclockwise direction and θ2 ′ in the clockwise direction with respect to the pin 107.

【0024】さらに、ピン106が係合するスプライン
ハブ101の扇形切欠きは、ピン106に対し、反時計
回転向きにθ1、時計回転向きにθ1′の回転許容幅を
そなえるように形成され、配設されている。そして、非
金属製のフリクションワッシャ108a,108bが、
スプラインハブ1の鍔状部分とサブプレート104a,
104bとの間に介装され、フリクションワッシャ10
8a,108bとスプラインハブ101との間の摩擦係
数は小さくなるように構成されている。
Further, the fan-shaped notch of the spline hub 101 with which the pin 106 engages is formed so as to have a rotation permissible width of θ1 in the counterclockwise direction and θ1 ′ in the clockwise direction with respect to the pin 106. It is set up. Then, the non-metal friction washers 108a, 108b are
The flange portion of the spline hub 1 and the sub plate 104a,
The friction washer 10 is interposed between the friction washer 10 and 104b.
8a, 108b and the spline hub 101 are configured to have a small friction coefficient.

【0025】また、非金属製のフリクションワッシャ1
09aが、サブプレート104aと駆動クラッチプレー
ト102との間に介装され、フリクションワッシャ10
9bが、サブプレート104bと駆動クラッチプレート
103との間に介装されている。ここで、フリクション
ワッシャ109aと駆動クラッチプレート102との
間、および、フリクションワッシャ109bと駆動クラ
ッチプレート103との間の摩擦係数は大きく構成され
ている。
The non-metallic friction washer 1
09a is interposed between the sub plate 104a and the drive clutch plate 102, and the friction washer 10
9b is interposed between the sub plate 104b and the drive clutch plate 103. Here, friction coefficients between the friction washer 109a and the drive clutch plate 102 and between the friction washer 109b and the drive clutch plate 103 are set to be large.

【0026】さらに、ウエーブスプリング111が、フ
リクションワッシャ109bとサブプレート104bと
の間に介装されており、サブプレート104bに回り止
めされるようになっている。そして、フリクションプレ
ート110が、ウエーブスプリング111とフリクショ
ンワッシャ108bとの間に設けられ、サブプレート1
04bに回り止めされている。
Further, the wave spring 111 is interposed between the friction washer 109b and the sub-plate 104b, and is prevented from rotating by the sub-plate 104b. The friction plate 110 is provided between the wave spring 111 and the friction washer 108b, and the sub plate 1
It is stopped by 04b.

【0027】また、1段目ばね112が設けられてお
り、スプリングシート116,117で1段目ばね11
2を受け、スプリングシート116は図示の位置でスプ
ラインハブ101に設けた扇窓の縁とサブプレート10
4a,104bに設けられた扇窓の縁とに接している。
スプリングシート116,117の底部はスプラインハ
ブ101の鍔状部に設けた扇窓の開方向向き突起に接し
ている。
A first-stage spring 112 is provided, and the spring seats 116 and 117 are used to form the first-stage spring 11.
2, the spring seat 116 receives the edge of the fan window provided on the spline hub 101 and the sub plate 10 at the position shown in the figure.
It is in contact with the edges of the fan windows provided at 4a and 104b.
The bottom portions of the spring seats 116 and 117 are in contact with the protrusions of the fan window provided on the flange portion of the spline hub 101 that face in the opening direction.

【0028】スプリングシート116,117はサブプ
レート104a,104bと図示しない嵌合部を持ちス
プラインハブ101の中心からの距離が一定に保たれて
いる。1段目ばね112と同様の構造がスプラインハブ
101の中心に対して対称に設けられている。
The spring seats 116 and 117 have fitting portions (not shown) with the sub-plates 104a and 104b, and the distance from the center of the spline hub 101 is kept constant. A structure similar to that of the first-stage spring 112 is provided symmetrically with respect to the center of the spline hub 101.

【0029】扇窓125は、駆動クラッチプレート10
2,103、サブプレート104a,104bを貫通し
ている。スプリングシート118は、サブプレート10
4a,104bと図示しない嵌合部をそなえており、中
心からの距離が一定に保たれるように構成されている。
2段目外ばね114はスプリングシート118の外径に
よってその内径を案内され、サブプレート104a,1
04bに設けられた扇窓にはまっている。
The fan window 125 is used for the drive clutch plate 10.
2, 103 and the sub plates 104a and 104b. The spring seat 118 is the sub plate 10
4a, 104b and a fitting portion (not shown) are provided so that the distance from the center is kept constant.
The second stage outer spring 114 has its inner diameter guided by the outer diameter of the spring seat 118.
It is fitted into the fan window provided on 04b.

【0030】2段目内ばね115がスプリングシート1
18に両端を支承されている。2段目ばね113が、1
段目ばね112と同心にその外側に設けられ、サブプレ
ート104a,104bに設けられた扇窓125に挿入
されている。扇窓126は、扇窓125に対し直角の位
置に設けられた駆動クラッチプレート102,103お
よびサブプレート104a,104bを貫通している。
The second stage inner spring 115 is the spring seat 1
Both ends are supported by 18. The second step spring 113 is 1
The step spring 112 is concentrically provided on the outer side of the step spring 112 and is inserted into a fan window 125 provided on the sub plates 104a and 104b. The fan window 126 penetrates the drive clutch plates 102, 103 and the sub-plates 104a, 104b provided at positions perpendicular to the fan window 125.

【0031】切欠き縁119はスプラインハブ101の
鍔状部分に設けられてピン106が当接し、121はス
プラインハブ101の鍔に設けられた扇形切欠きのピン
107の部分の反時計回転方向の切欠き縁、120はス
プラインハブ101の鍔に設けられた扇形切欠きのピン
106の当接する部分の時計方向の切欠き縁、122は
サブプレート104a,104bに設けられた扇形切欠
きの反時計回転方向の切欠き縁、123はスプラインハ
ブ101の鍔に設けられた扇形切欠きのピン107の部
分の時計回転方向の切欠き縁である。
The notch edge 119 is provided on the collar-shaped portion of the spline hub 101 to abut the pin 106, and 121 is the portion of the fan-shaped notch pin 107 provided on the collar of the spline hub 101 in the counterclockwise rotation direction. A notch edge, 120 is a notch edge in the clockwise direction of the portion where the pin 106 of the fan notch provided on the flange of the spline hub 101 abuts, and 122 is a counterclockwise fan-notch provided on the sub plates 104a and 104b. A notch edge in the rotational direction, and 123 is a notch edge in the clockwise direction of the pin 107 portion of the fan-shaped notch provided on the flange of the spline hub 101.

【0032】このような構成により、駆動クラッチプレ
ート102,103が図示しないプレッシャプレート
で、はづみ車のクラッチ面に押しつけられると、はずみ
車の回転が伝えられ、駆動クラッチプレート102,1
03が反時計回りに回る。駆動クラッチプレート103
は駆動クラッチプレート102と一体にピン107で止
められているので、両者は共に回転する。
With this structure, when the drive clutch plates 102 and 103 are pressed against the clutch surface of the flywheel by a pressure plate (not shown), the rotation of the flywheel is transmitted and the drive clutch plates 102 and 1 are transmitted.
03 turns counterclockwise. Drive clutch plate 103
Is locked together with the drive clutch plate 102 by a pin 107, so that both rotate together.

【0033】駆動クラッチプレート102と駆動クラッ
チプレート103との間にあるサブプレート104a,
104b、フリクションワッシャ108a,108b、
フリクションワッシャ109a,109b、フリクショ
ンプレート110、スプラインハブ101の鍔状部は、
ウエーブスプリング111によって面圧が与えられてい
るので、相互に摩擦によってトルクが伝えられるが、フ
リクションワッシャ108a,108bとスプラインハ
ブ101との摩擦が小さいので、この部分で滑り、サブ
プレート104a,104b、フリクションワッシャ1
08a,108b、フリクションワッシャ109a,1
09b、ウエーブスプリング111、フリクションプレ
ート110は、駆動クラッチプレート102,103と
一体になって回る。
A sub-plate 104a between the drive clutch plate 102 and the drive clutch plate 103,
104b, friction washers 108a, 108b,
The friction washers 109a and 109b, the friction plate 110, and the collar portion of the spline hub 101 are
Since the surface pressure is applied by the wave spring 111, torque is transmitted by friction with each other, but since friction between the friction washers 108a, 108b and the spline hub 101 is small, slippage occurs at this portion and the sub plates 104a, 104b, Friction washer 1
08a, 108b, friction washers 109a, 1
09b, the wave spring 111, and the friction plate 110 rotate integrally with the drive clutch plates 102 and 103.

【0034】サブプレート104a,104bが反時計
向きに回ると1段目ばね112をスプラインハブ101
との間で圧縮するので、スプラインハブ101にトルク
が伝えられる。このとき、1段目ばね112のたわみに
よりトルク変動が、緩和される。また、前記のとおり滑
っているフリクションワッシャ108a,108bによ
ってもトルクが伝えられ、この作用により図18に示す
ような1段目のヒステリシスの特性が得られる。
When the sub-plates 104a and 104b rotate counterclockwise, the first-stage spring 112 is moved to the spline hub 101.
The torque is transmitted to the spline hub 101 because it is compressed between At this time, the torque fluctuation is alleviated by the deflection of the first-stage spring 112. The torque is also transmitted by the sliding friction washers 108a and 108b as described above, and this action provides the hysteresis characteristic of the first stage as shown in FIG.

【0035】そして、サブプレート104a,104b
のスプラインハブ101に対する反時計向きへの回転が
θ1に達すると、ピン106がスプラインハブ101の
扇形切欠きの切欠き縁119に当接し、サブプレート1
04a,104bはスプラインハブ101と一体にな
る。駆動クラッチプレート102は更に回転すると、次
に摩擦係数の大きいフリクションワッシャ109a,1
09bとそれぞれ駆動クラッチプレート102,103
の間で滑り、駆動クラッチプレート102,103およ
びブッシュ105が一体で回転する。
Then, the sub plates 104a and 104b
When the counterclockwise rotation of the spline hub 101 with respect to the spline hub 101 reaches θ1, the pin 106 comes into contact with the notch edge 119 of the fan-shaped notch of the spline hub 101, and the sub plate 1
04a and 104b are integrated with the spline hub 101. When the drive clutch plate 102 further rotates, the friction washers 109a, 1 having the next largest friction coefficient are generated.
09b and drive clutch plates 102 and 103, respectively
Sliding between them, the drive clutch plates 102, 103 and the bush 105 rotate integrally.

【0036】このとき、2段目ばね113、2段目外ば
ね114、2段目内ばね115をスプラインハブ101
との間で圧縮するので、スプラインハブ101にトルク
が伝えられる。一方、フリクションワッシャ109a,
109bの滑り面でもトルクが伝えられる。
At this time, the second step spring 113, the second step outer spring 114, and the second step inner spring 115 are connected to the spline hub 101.
The torque is transmitted to the spline hub 101 because it is compressed between On the other hand, the friction washers 109a,
Torque is also transmitted on the sliding surface of 109b.

【0037】駆動クラッチプレート102,103が更
にθ2だけ回転すると、共に回転しているピン107が
サブプレート104a,104bの切欠き縁122に当
接するので、回転はサブプレート104a,104bと
ピン106とを介してスプラインハブ101に直結して
伝えられ相対回転はなくなって、大きいトルクが伝達さ
れることになる。
When the drive clutch plates 102 and 103 further rotate by θ2, the pin 107 rotating together abuts on the notched edge 122 of the sub plates 104a and 104b, so that the rotation occurs between the sub plates 104a and 104b and the pin 106. The torque is directly transmitted to the spline hub 101 via the, and the relative rotation is lost, so that a large torque is transmitted.

【0038】このとき、サブプレート104a,104
bはスプラインハブ101の鍔状部と一体となって固定
され、駆動クラッチプレート102,103、スプリン
グシート116,117、ピン107のみが一体となっ
て回転する。そのとき、フリクションワッシャ109
a,109b部分で第2段のヒステリシスを発生する。
At this time, the sub plates 104a, 104
b is fixed integrally with the flange portion of the spline hub 101, and only the drive clutch plates 102 and 103, the spring seats 116 and 117, and the pin 107 rotate integrally. At that time, the friction washer 109
The second stage hysteresis is generated at the portions a and 109b.

【0039】このような、第1および第2段のヒステリ
シス特性を適度に設定することが、クラッチディスクに
関する騒音を低減するために必要であり、さらに、必要
に応じて第3段および第4段のヒステリシスを設ける
が、これらは次のような手段により設定される。すなわ
ち、V型8気筒4サイクルディーゼルエンジンおよび乾
式単板クラッチを搭載する6×4大型トラックについて
クラッチ装置等の設計を行なうべく、次のような解析が
行なわれる。
It is necessary to appropriately set the hysteresis characteristics of the first and second stages as described above in order to reduce the noise related to the clutch disc, and further, if necessary, the third and fourth stages. , But the hysteresis is set by the following means. That is, in order to design a clutch device and the like for a 6 × 4 large truck equipped with a V-type 8-cylinder 4-cycle diesel engine and a dry single plate clutch, the following analysis is performed.

【0040】本解析では、部分構造合成法の中の一手法
である拘束モーダル法と、モード補償法とを用いてい
る。モード補償法は、拘束モーダル法にモード補償を組
み合わせる手法であり、例えば図1に示すシミュレーシ
ョンモデルにおいて部分構造合成法BBAの演算が展開
される。
In this analysis, the constrained modal method, which is one of the substructure synthesis methods, and the mode compensation method are used. The mode compensation method is a method of combining mode compensation with a constraint modal method, and the operation of the partial structure synthesis method BBA is developed in the simulation model shown in FIG. 1, for example.

【0041】まず、クラッチを境界として駆動系を二つ
の分系に分け、クラッチ以降車体までを分系1、クラッ
チからエンジンまでを分系2とする。分系1は、クラッ
チ(クラッチハブ)2、トランスミッション3,4、プ
ロペラシャフト5,6、プロペラシャフト7、スルーシ
ャフト8、プロペラシャフト9、プロペラシャフト9,
10、ディファレンシャル11、ホィール12、車体1
3、ディファレンシャル14、ホィール15および車体
16をそなえるものとして構成されている。
First, the drive system is divided into two subsystems with the clutch serving as a boundary. Subsystem 1 is from the clutch to the vehicle body and subsystem 2 is from the clutch to the engine. The subsystem 1 includes a clutch (clutch hub) 2, transmissions 3, 4, propeller shafts 5, 6, propeller shaft 7, through shaft 8, propeller shaft 9, propeller shaft 9,
10, differential 11, wheel 12, car body 1
3, the differential 14, the wheel 15, and the vehicle body 16 are provided.

【0042】また、分系2は、エンジン1およびクラッ
チ(クラッチハブ)2をそなえるものとして構成されて
いる。ここで、分系1の運動方程式を、境界内部の従属
自由度Xfと、境界上の独立自由度Xbとに分けて記述
すると、
Further, the subsystem 2 is constructed so as to include the engine 1 and the clutch (clutch hub) 2. Here, when the equation of motion of the subsystem 1 is divided into the dependent degree of freedom Xf inside the boundary and the independent degree of freedom Xb on the boundary,

【0043】[0043]

【数5】 (Equation 5)

【0044】ここに、Mは質量、fは分系1の内部の自
由度、bは境界自由度、Xは変位、Xツードットは加速
度、Kは剛性バネ係数、「0」は内部力、Tcはクラッ
チディスクのトルクである。上式にGuyanの静縮約
を適用すると、 〔Xf′〕=−〔Kff-1 Kfb〕Xb ・・・(2) となり、質量Mを除いた式が得られる。
Here, M is the mass, f is the degree of freedom inside the subsystem 1, b is the boundary degree of freedom, X is the displacement, X to dot is the acceleration, K is the stiffness spring coefficient, "0" is the internal force, and Tc. Is the torque of the clutch disc. When the Guyan static contraction is applied to the above equation, [Xf ′] = − [Kff −1 Kfb] Xb (2), and the equation excluding the mass M is obtained.

【0045】一方、境界を固定したときの固有値問題 −(〔Kff〕−ω2 〔Mff〕)〔Xf′〕=On the other hand, the eigenvalue problem when the boundary is fixed − ([Kff] −ω 2 [Mff]) [Xf ′] =

〔0〕 ・・・(3) を解いて得られた拘束モードを〔φ〕とすると、物理自
由度Xfは次式によってモーダル座標ξに変換される。 〔Xf′′〕= 〔φ〕ξ ・・・(4) 拘束モード法によれば、境界内部の自由度は、次式、 〔Xf〕=〔Xf′〕+〔Xf′′〕=〔φ−Kff-1 Kfb〕〔ξXb〕t ・・・(5) によって表現されるので、次式が得られる。
[0] ... Assuming that the constraint mode obtained by solving (3) is [φ], the physical degree of freedom Xf is converted into modal coordinates ξ by the following equation. [Xf ″] = [φ] ξ (4) According to the constraint mode method, the degree of freedom inside the boundary is calculated by the following equation: [Xf] = [Xf ′] + [Xf ″] = [φ −Kff −1 Kfb] [ξXb] t (5), the following equation is obtained.

【0046】[0046]

【数6】 (Equation 6)

【0047】そして、(6)式を(1)式に代入し、前
から〔T〕t を乗じて(1)式を座標変換すると、
Then, by substituting the equation (6) into the equation (1) and multiplying by [T] t from the previous, the coordinate transformation of the equation (1) is performed.

【0048】[0048]

【数7】 (Equation 7)

【0049】ここで、Here,

【0050】[0050]

【数8】 (Equation 8)

【0051】次いで、分系2についての演算について説
明する。
Next, the calculation for the subsystem 2 will be described.

【0052】[0052]

【数9】 [Equation 9]

【0053】ここに、TE0はエンジンの平均軸トルク
を、ΔTE はトルク変動を表す。フライホイールの回転
変動が実測値とほぼ同じ値になるようにトルク変動の振
幅を与え、トルク変動の周波数は簡単化のため、爆発1
次成分のみの演算となっている。また、平均軸トルクは
実測値が用いられる。
Here, T E0 represents the average shaft torque of the engine, and ΔT E represents the torque fluctuation. The amplitude of the torque fluctuation is given so that the rotation fluctuation of the flywheel becomes almost the same value as the measured value, and the frequency of the torque fluctuation is simplified for the sake of explosion 1
Only the next component is calculated. The average shaft torque is a measured value.

【0054】次に、全体系についての演算について説明
する。まず、クラッチディスクの多段特性を入力し、非
線型過渡応答を計算するために、次のように展開する。
(7),(8)式から、
Next, the calculation for the entire system will be described. First, in order to calculate the nonlinear transient response by inputting the multistage characteristics of the clutch disc, the following expansion is performed.
From equations (7) and (8),

【0055】[0055]

【数10】 (Equation 10)

【0056】ここで、右辺のTE−TCは分系1側で作
用するトルク、TCは分系2側で作用するトルクであ
る。クラッチディスクの多段特性は次の(11)式で与
えられる。
Here, TE-TC on the right side is the torque acting on the subsystem 1 side, and TC is the torque acting on the subsystem 2 side. The multi-stage characteristic of the clutch disc is given by the following equation (11).

【0057】[0057]

【数11】 [Equation 11]

【0058】(10)式を解いた後に次の(12)式で
物理座標系へ変換する。
After solving the equation (10), it is converted to the physical coordinate system by the following equation (12).

【0059】[0059]

【数12】 (Equation 12)

【0060】減衰は、次式によりRayleighダン
ピングを用いて演算が行なわれている。
The attenuation is calculated by using Rayleigh damping according to the following equation.

【0061】[0061]

【数13】 (Equation 13)

【0062】比例定数α、βとモード減衰比ζrとの間
には、 ζr=(α/ωr+βωr)/2 ・・・(14) の関係がある(参考文献;長松、大熊:部分構造合成
法、培風館、1991)ので、ζrに実測値を与えて、
α,βを逆算して算出されている。また、ωrは対象と
なる振動の角振動数である。
There is a relationship of ζr = (α / ωr + βωr) / 2 (14) between the proportional constants α and β and the modal damping ratio ζr (reference document; Nagamatsu and Okuma: partial structure synthesis method). , Baifukan, 1991), so give the measured value to ζr,
It is calculated by back-calculating α and β. Further, ωr is the angular frequency of the target vibration.

【0063】一方、拘束モーダル法にモード補償を組み
合わせる場合は、
On the other hand, in the case of combining modal compensation with the constrained modal method,

【0064】[0064]

【数14】 [Equation 14]

【0065】とおいて、(6)式の変換マトリックス
〔T〕の右上成分を、−Kff-1・Kfbから−Kr・
Kfbに置き換えればよい。ここで、右辺第1項〔Kf
f〕は内部の剛性マトリックスを、右辺第2項〔Mf
f〕は内部の質量マトリックスを示しており、右辺第3
項の〔φi〕は列ベクトルを、右辺第3項の〈φi〉は
行ベクトルを表している。
In addition, the upper right component of the transformation matrix [T] of the equation (6) is changed from −Kff −1 · Kfb to −Kr ·
It may be replaced with Kfb. Here, the first term on the right side [Kf
f] is the internal stiffness matrix, the second term on the right side [Mf
f] indicates the internal mass matrix, which is the third part on the right side.
The term [φi] represents a column vector, and the third term on the right side <φi> represents a row vector.

【0066】また、ωiはi次の固有角振動数を示して
おり、ωcはある一定の固有角振動数のパラメータであ
り、対象とする振動の角振動数を与えれば良い。(6)
式以下の定式化は拘束モーダル法と同様に進行する。と
ころで、部分構造合成法BBAの適用について説明する
と、まず、高速・高負荷走行時の捩り4次振動を対象と
して演算を行なう(参考文献;自動車ハンドブック(基
礎・理論編)、自技会、1990)。
Further, ωi represents the i-th order natural angular frequency, and ωc is a parameter of a certain constant natural angular frequency, and the angular frequency of the target vibration may be given. (6)
Formulation The following formulation proceeds in the same way as the constrained modal method. By the way, the application of the partial structure synthesis method BBA will be described. First, the calculation is performed for the torsional fourth-order vibration at the time of high-speed / high-load traveling (Reference: Automotive Handbook (Basic / Theoretical Edition), JSME, 1990. ).

【0067】これは、高負荷時において歯車のバックラ
ッシなどの非線型要素を考慮する必要がなく、計算上扱
いやすいためである。そして、クラッチディスクの実作
動域を想定し、線型近似で固有振動を求める(参考文
献;K.Suzuki,Y.Tozawa:Influence of Powertrain Tors
ional Rigidityon NVH of 6×4 Trucks,SAE Paper 9224
82 )。
This is because it is not necessary to consider a non-linear element such as the backlash of the gear under a high load, and the calculation is easy to handle. Then, assuming the actual operating range of the clutch disc, the natural vibration is obtained by linear approximation (reference: K. Suzuki, Y. Tozawa: Influence of Powertrain Tors
ional Rigidityon NVH of 6 × 4 Trucks, SAE Paper 9224
82).

【0068】そうすると、数多くの振動モードが求めら
れるが、対象は捩り4次振動のみとする。ここで、部分
構造合成法BBAによる固有振動解析について、部分構
造合成法BBAを用いない従来手法と比較する。従来手
法としては、汎用コードNASTRAN(参考文献;NA
STRAN User's Manual )を用いた場合についての固有振
動数と振動モードの比較を行なっている。その比較の結
果は、図3に示すように得られる。
Then, many vibration modes are required, but the object is only the torsional fourth-order vibration. Here, the natural vibration analysis by the partial structure synthesizing method BBA will be compared with a conventional method not using the partial structure synthesizing method BBA. As a conventional method, a general-purpose code NASTRAN (reference document; NA
We are comparing the natural frequency and vibration mode when using STRAN User's Manual). The result of the comparison is obtained as shown in FIG.

【0069】また、図中1〜16の各数字は、図1中に
おける同一数字の各要素に対応しており、それぞれの数
字の位置において対応要素の変位が示されており、同変
位を実線および破線で結び、振動特性を表している。こ
こで、図中のは〔φ〕=(φ1〜φ4)、は〔φ〕
=(φ4)、は〔φ〕=(φ4+補償)、は従来の
NASTRANによる場合をそれぞれ示しているが、
〔φ〕=(φ1〜φ4)は、(4)式の拘束モード
〔φ〕から1〜4次振動を選択する場合を意味してい
る。
The numerals 1 to 16 in the figure correspond to the elements of the same numeral in FIG. 1, and the displacements of the corresponding elements are shown at the positions of the respective numerals. The vibration characteristics are represented by connecting with a broken line. Here, [φ] = (φ1 to φ4), and [φ] in the figure
= (Φ4), [φ] = (φ4 + compensation), indicates the case of the conventional NASTRAN,
[Φ] = (φ1 to φ4) means the case of selecting the 1st to 4th order vibrations from the constraint mode [φ] of the equation (4).

【0070】さらに、実線は,,の場合の特性を
示しており、振動モードは重なった特性になっている。
なお、,,の場合の固有振動数特性は、32.0
Hzの振動における特性であり、32.0Hzは500
rpm程度のアイドル回転数に対応している。一方、
の破線の特性は、29.6Hzの振動に対する特性を示
している。
Further, the solid line shows the characteristics in the case of, and the vibration modes have overlapping characteristics.
In addition, the natural frequency characteristic in the case of, is 32.0
It is the characteristic in the vibration of Hz, and 32.0 Hz is 500.
It corresponds to an idle speed of around rpm. on the other hand,
The characteristic of the broken line indicates the characteristic with respect to the vibration of 29.6 Hz.

【0071】すなわち、〔φ〕=(φ1〜φ4)の場
合、捩り4次振動は、固有振動数、振動モードとも従来
手法と有効桁で3〜4桁一致する。また、〔φ〕=(φ
4)の場合でも、補償を行なえば(この場合を〔φ〕=
(φ4+補償)と記す。)、固有振動数、振動モードと
も従来手法と有効桁で3〜4桁一致する。
That is, in the case of [φ] = (φ1 to φ4), the torsional fourth-order vibration matches the natural frequency and the vibration mode by 3 to 4 digits in effective digits as compared with the conventional method. Also, [φ] = (φ
Even in the case of 4), if compensation is performed (in this case, [φ] =
(Φ4 + compensation). ), The natural frequency and the vibration mode match with the conventional method by 3 to 4 significant digits.

【0072】結果、固有振動数と振動モードの精度(有
効桁)はほぼ同じと考えて良いものと考察される。
(4)式の拘束モード〔φ〕から必要自由度φm〜φn
を選択する場合、モードφm〜φnが全体系((10)
式)のどの振動に対応するのか見出すのは難しいが、本
実施形態では振動数の順に対応している。
As a result, it is considered that the natural frequency and the accuracy of the vibration mode (effective digits) can be considered to be almost the same.
From the constraint mode [φ] of equation (4), the required degrees of freedom φm to φn
Mode is selected, the modes φm to φn are set to the whole system ((10)
It is difficult to find out which vibration of the equation) the vibration corresponds to, but in the present embodiment, it corresponds to the order of the frequency.

【0073】ところで、部分構造合成法BBAによる非
線型応答解析について説明すると、まず、各分系のモー
ダルパラメータを計算し、それを汎用コードACSL
(参考文献;ACSL User's Guide/Reference Manual)で
読み込んで、時間応答を求めるシステムとして解析が行
なわれる。供試クラッチディスクは、1段型(図4
(a))、4段型(図4(b))、3段型(図4
(c))の3種類とし、それぞれ、クラッチA,B,C
と呼ぶ。
By the way, the nonlinear response analysis by the partial structure synthesis method BBA will be explained. First, the modal parameter of each subsystem is calculated, and the calculated modal parameter is used as the general-purpose code ACSL.
(Reference: ACSL User's Guide / Reference Manual), and the analysis is performed as a system for obtaining the time response. The clutch disc under test is a one-stage type (Fig. 4
(A)), 4-stage type (Fig. 4 (b)), 3-stage type (Fig. 4)
(C)), three types of clutches A, B, C respectively
Call.

【0074】クラッチAのヒステリシスH1aとクラッ
チCのヒステリシスH2c,H3cとは、クラッチBの
ヒステリシスH2b〜H4bの2倍である。なお、図4
(a)〜(c)では、横軸にクラッチディスクの捩り角
θをとり、縦軸に伝達トルクTcをとって、クラッチデ
ィスクのヒステリシス特性を示しており、θ1〜θ4に
より区分されるバネ定数k1〜k4に対応した特性が示
されている。
The hysteresis H1a of the clutch A and the hysteresis H2c and H3c of the clutch C are twice the hysteresis H2b to H4b of the clutch B. FIG.
In (a) to (c), the horizontal axis represents the twist angle θ of the clutch disk and the vertical axis represents the transmission torque Tc, which shows the hysteresis characteristics of the clutch disk, and the spring constants classified by θ1 to θ4 are shown. The characteristics corresponding to k1 to k4 are shown.

【0075】まず、クラッチAを供試し、そのばね定数
で計算される捩り4次の固有角振動数ω0を求め、ω0
の前後の周波数を加振周波数ωとして時間応答を従来手
法と比較する。最初にクラッチAを供試したのは、1自
由度系で理論解(参考文献;CYRIL M.HARRIS;SHOCK AND
VIBRATION HANDBOOK,THIRD EDITION,McGRAW-HILL BOOK
COMPANY)があり、理論検討を行ないやすいためであ
る。
First, the clutch A was tested, and the torsional fourth-order natural angular frequency ω0 calculated by the spring constant was obtained, and ω0
The frequency response before and after is set as the excitation frequency ω and the time response is compared with the conventional method. First, the clutch A was tested with the theoretical solution in the one-degree-of-freedom system (reference; CYRIL M.HARRIS; SHOCK AND
VIBRATION HANDBOOK, THIRD EDITION, McGRAW-HILL BOOK
COMPANY), and it is easy to conduct theoretical studies.

【0076】なお、この場合はクラッチ以外に減衰を考
慮していないので、固有振動数と加振周波数とが一致す
る場合には応答は時間とともに振幅が増大する発散状態
となる(図 5(b))。ここで、図5(a)〜(c)は
横軸に時間(秒)を、縦軸に回転変動をとって、ω/ω
0=0.98の場合、ω/ω0=1の場合、ω/ω0=
1.02の場合のそれぞれにおける、回転変動の経時変
化を示している。
In this case, since damping is not taken into consideration other than the clutch, the response is in a divergent state in which the amplitude increases with time when the natural frequency and the excitation frequency match (FIG. 5 (b )). Here, in FIGS. 5A to 5C, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents rotation fluctuation.
When 0 = 0.98, when ω / ω0 = 1, ω / ω0 =
The time-dependent change of the rotational fluctuation in each of the cases of 1.02 is shown.

【0077】〔φ〕=(φ1〜φ4)、〔φ〕=(φ4
+補償)の場合には、いずれの加振周波数でも従来手法
と有効桁2〜3桁が一致するが、図5は〔φ〕=(φ1
〜φ4)の場合の応答を示している。一方、〔φ〕=
(φ4)では固有振動数が29.6Hzと従来手法32
Hzに対して10%以上低周波数側にずれる(図3参
照)ので、それに対応して、ω/ω0=0.98〜1.
02での応答値も従来手法と有効桁1桁目から差がで
る。
[Φ] = (φ1 to φ4), [φ] = (φ4
In the case of (+ compensation), the effective digits are 2 to 3 digits in agreement with the conventional method at any excitation frequency, but FIG. 5 shows [φ] = (φ1
~ Φ4) shows the response. On the other hand, [φ] =
At (φ4), the natural frequency is 29.6 Hz and the conventional method 32
Since it shifts to the low frequency side by 10% or more with respect to Hz (see FIG. 3), correspondingly, ω / ω0 = 0.98 to 1.
The response value at 02 also differs from the conventional method from the first significant digit.

【0078】この結果から、4次振動の計算には〔φ〕
=(φ1〜φ4)または〔φ〕=(φ4+補償)を用い
ることとした。次にクラッチBを供試し、比較する。
〔φ〕=(φ1〜φ4)の場合は、クラッチAの場合と
同様に、従来手法と有効桁3桁が一致する(図6参
照)。
From this result, [φ] is calculated for the fourth vibration.
= (Φ1 to φ4) or [φ] = (φ4 + compensation) is used. Next, the clutch B is tested and compared.
In the case of [φ] = (φ1 to φ4), as in the case of the clutch A, the three digits of the effective digits match those of the conventional method (see FIG. 6).

【0079】図中、Neは機関回転数、N0はアイドル
回転数、ΔN0はアイドル時のフライホイールの回転変
動(実測値)、ΔNpはデフピニオンの回転変動であ
る。また、計算と実験との比較が図7に示されている。
この図7からもわかるように、計算では実験で得た減衰
比に対して、さらにクラッチディスクのヒステリシスを
も重ねて与えているが、共振回転速度、共振時の振幅と
もほぼ対応する。
In the figure, Ne is the engine rotational speed, N0 is the idle rotational speed, ΔN0 is the rotational fluctuation (actually measured value) of the flywheel during idling, and ΔNp is the rotational fluctuation of the differential pinion. Also, a comparison between the calculation and the experiment is shown in FIG.
As can be seen from FIG. 7, in the calculation, the hysteresis ratio of the clutch disk is added to the damping ratio obtained in the experiment, but the resonance rotational speed and the amplitude at resonance almost correspond to each other.

【0080】次に、クラッチディスクの捩り振動特性と
捩り4次振動について説明する。クラッチCは、クラッ
チBに対し実作動域のヒステリシスを2倍としたもので
ある。ヒステリシス増加により共振時の振幅において約
25%の低下が予測され(図8)、実験で効果が確認さ
れた(図9)。
Next, the torsional vibration characteristics of the clutch disc and the fourth torsional vibration will be described. The clutch C has double the hysteresis of the clutch B in the actual operating range. A decrease of about 25% in the amplitude at resonance was predicted due to the increase in hysteresis (FIG. 8), and the effect was confirmed in the experiment (FIG. 9).

【0081】なお、クラッチB,Cともに、共振の発生
域は実用車速域外であり、フィーリングは良好である。
次に、低速・軽負荷走行時の捩り4次振動を解析した結
果を説明する。軽負荷の場合については、高負荷の場合
と同様に歯車のバックラッシは無視した。
In both clutches B and C, the resonance occurrence region is outside the practical vehicle speed range, and the feeling is good.
Next, the result of analyzing the torsional fourth-order vibration during low speed / light load running will be described. In the case of light load, the backlash of the gears was ignored as in the case of high load.

【0082】クラッチBはクラッチCに対して、軽負荷
用の段を追加したものである。低速・軽負荷時のクラッ
チCに対するクラッチBの捩り振動低減効果の予測を図
10に、実車での確認結果を図11に示している。図1
1は共振域での騒音レベルであり、クラッチBにより大
幅に低減していることが分かる。
The clutch B has a light load stage added to the clutch C. FIG. 10 shows a prediction of the torsional vibration reduction effect of the clutch B with respect to the clutch C at low speed and light load, and FIG. 11 shows a confirmation result in an actual vehicle. FIG.
It can be seen that 1 is the noise level in the resonance range, which is greatly reduced by the clutch B.

【0083】なお、図10は、〔φ〕=(φ1〜φ4)
の場合の結果である。ところで、解析に必要なコンピュ
ータにおける計算時間を比較すると、図14に示すよう
になり、次のように考察される。すなわち、部分構造合
成法BBAを用いた場合のCPU時間を従来手法と比較
した結果、従来手法に対して〔φ〕=(φ1〜φ4)の
場合に12%、〔φ〕=(φ4+補償)の場合には48
%低減され、大幅な計算時間の短縮が図られる。
In FIG. 10, [φ] = (φ1 to φ4)
Is the result in the case of. By the way, when comparing the calculation time in the computer required for the analysis, it becomes as shown in FIG. 14, and it is considered as follows. That is, as a result of comparing the CPU time when the partial structure synthesis method BBA is used with the conventional method, 12% when [φ] = (φ1 to φ4) and [φ] = (φ4 + compensation) when [φ] = (φ1 to φ4) In the case of 48
%, And the calculation time is significantly shortened.

【0084】なお、比較対象である今回の演算は、同じ
積分刻み幅で計算したが、高次振動が除去されているの
で、刻み幅をより大きくできる可能性もあり、その場合
にはさらに短縮できる。実際、図15に示すうよに高次
振動除去による刻み幅拡大により、計算時間は従来手法
に比べ、1/10以下に減少する。なお、図15の横軸
NSTは積分サイズのパラメータであり、積分サイズは
0.005/NSTである。また、図15の縦軸はCP
U時間比である。
In the calculation of this time, which is a comparison target, the same integral step size was used. However, since higher-order vibrations are eliminated, the step size may be increased. In that case, the step size is further shortened. it can. In fact, as shown in FIG. 15, the calculation time is reduced to 1/10 or less as compared with the conventional method by increasing the step size by removing the higher-order vibration. The horizontal axis NST in FIG. 15 is a parameter of the integration size, and the integration size is 0.005 / NST. The vertical axis of FIG. 15 is CP
U time ratio.

【0085】すなわち、上記のように、各分系につい
て、運動方程式を解く際に求める振動の次数に応じて数
値積分のサイズを選択しながら解を求めるようにすれ
ば、演算時間の更なる短縮化が可能となるのである。上
述のように、駆動系捩り振動に対し、クラッチディスク
の多段特性などの非線型性を考慮し、必要な振動のみを
抽出して振動解析を行なう、いわゆる部分構造合成法B
BAが実用化される。
That is, as described above, for each subsystem, if the solution is obtained while selecting the size of the numerical integration according to the order of the oscillation obtained when solving the equation of motion, the calculation time is further shortened. It becomes possible. As described above, the so-called partial structure synthesizing method B in which the vibration analysis is performed by extracting only the necessary vibration in consideration of the non-linearity such as the multistage characteristic of the clutch disc with respect to the drive system torsional vibration
BA is put into practical use.

【0086】そして、この部分構造合成法BBAによれ
ば、高速・高負荷、および低速・軽負荷走行時を対象と
して、従来手法、および実験値との比較などを行なう
と、次のようになる。 従来手法とほぼ同じ計算精度で、計算時間を概ね1/
2まで短縮することができる。
According to the partial structure synthesizing method BBA, the conventional method and comparison with experimental values are performed for high speed / high load and low speed / light load running as follows. . The calculation accuracy is almost the same as the conventional method, and the calculation time is about 1 /
It can be shortened to 2.

【0087】クラッチディスクの捩り特性変更による
振動・騒音低減効果を予測し、実車で確認された。 このように、部分構造合成法BBAによるトラックの駆
動系捩り振動解析が行なわれるが、その解析手法を用い
て行なう図12に示すようなクラッチディスクの多段捩
り特性の設計は、後述の(1)〜(5)の各手順に沿い
行なわれる。
A vibration / noise reduction effect by changing the twisting characteristic of the clutch disc was predicted and confirmed in an actual vehicle. Thus, the drive system torsional vibration analysis of the truck by the partial structure synthesis method BBA is performed. The design of the multi-stage torsional characteristic of the clutch disk as shown in FIG. 12 performed by using the analysis method is described later in (1). It is performed according to each procedure of (5).

【0088】すなわち、クラッチディスクの多段捩り特
性の設計については、駆動系捩り振動に起因する振動・
騒音を発生させないために、図12に示すアイドル騒音
領域R1、低速・軽負荷領域R2、高速・高負荷領域R
3、ストッパ領域R4のそれぞれに対し、共振回転速度
が実用車速域以下となるように、バネ定数k1〜k4を
設定し、各領域を決定する捩り角θ1〜θ4を設定す
る。
That is, regarding the design of the multi-stage torsional characteristic of the clutch disc, the vibration caused by the torsional vibration of the drive system
In order not to generate noise, idle noise region R1, low speed / light load region R2, high speed / high load region R shown in FIG.
3. For each of the stopper regions R4, the spring constants k1 to k4 are set so that the resonance rotational speed is equal to or lower than the practical vehicle speed region, and the torsion angles θ1 to θ4 that determine each region are set.

【0089】基本的に駆動系捩り振動に起因する振動・
騒音を発生させないためには、バネ定数k1〜k4を低
下させることが必要であるが、低バネ定数化すると、各
領域R1〜R4で負荷されるトルクをクリヤするため、
捩り角θを大きくする必要がある。捩り角θを大きくす
ることは、クラッチハブに、より大きな穴をあけること
であり、θの拡大はクラッチハブの強度から制限を受け
る。
Basically, vibration caused by torsional vibration of the drive system
In order not to generate noise, it is necessary to reduce the spring constants k1 to k4, but if the spring constant is reduced, the torque loaded in each of the regions R1 to R4 is cleared,
It is necessary to increase the twist angle θ. Increasing the twist angle θ means making a larger hole in the clutch hub, and the expansion of θ is limited by the strength of the clutch hub.

【0090】したがって、捩り角θ1〜θ4を必要以上
に大きくならないようにしながら、バネ定数k1〜k4
をできるだけ低くなるようにバランスさせた構造とする
ことが必要である。従来は、経験と実験とからクラッチ
ディスクの捩り特性を決めており、捩り特性の決定基準
もないため、新車開発のたびごとに、またエンジン出力
が大きくなるごとに、クラッチディスクの捩り特性の見
直しが必要となるが、いずれの場合も、経験と実験で決
めるため、開発効率をあげることができない。
Therefore, the spring constants k1 to k4 are set while preventing the twist angles θ1 to θ4 from becoming larger than necessary.
It is necessary to have a balanced structure so that is as low as possible. Conventionally, the twisting characteristic of the clutch disc is determined based on experience and experiments, and there is no standard for determining the twisting characteristic.Therefore, the twisting characteristic of the clutch disc is reviewed each time a new vehicle is developed or the engine output increases. However, in either case, development efficiency cannot be increased because it is decided by experience and experiment.

【0091】しかしながら、後述のようにして、捩り特
性の中で、最もトルク変動幅の大きい高速・高負荷走行
領域R3の作動角θ2〜θ3の範囲を、エンジンの平均
軸トルクTE0を用いて定め、コンピュータ・シミュレ
ーションでθ1〜θ4を設定することができる。これに
より、高速・高負荷時の捩り振動の共振を確実に実用車
速域以下とすることができるようになる。
However, as will be described later, the range of operating angles θ2 to θ3 in the high-speed / high-load running region R3 having the largest torque fluctuation range among the torsional characteristics is determined by using the average axial torque TE0 of the engine. , Θ1 to θ4 can be set by computer simulation. As a result, the resonance of the torsional vibration at high speed and high load can be surely kept within the practical vehicle speed range.

【0092】エンジンのトルク変動をΔTとおくと、 0.5・TE0<TE0+ΔT<1.7・TE0 であるため、作動域がストッパ領域に食い込むことがな
く、振動・騒音の発生が防止される。各設定は、次の各
手順に沿い行なわれる。
Assuming that the engine torque fluctuation is ΔT, since 0.5 · TE0 <TE0 + ΔT <1.7 · TE0, the operating range does not dig into the stopper region and vibration and noise are prevented. . Each setting is performed according to the following procedures.

【0093】(1)初段:アイドリング騒音領域につい
て、共振がアイドル回転数以下となるようにバネ定数k
1を決める。 次に、コンピュータシミュレーションにより、クラッチ
ディスクの実作動域θ1′〜θ1を決める。ここで、θ
1′は初段の負側における作動域限界、θ1は初段の正
側における作動域限界である。
(1) First stage: In the idling noise region, the spring constant k is set so that the resonance becomes equal to or less than the idle speed.
Decide on 1. Next, by computer simulation, the actual operating ranges θ1 ′ to θ1 of the clutch disc are determined. Where θ
1'is the operating range limit on the negative side of the first stage, and θ1 is the operating range limit on the positive side of the first stage.

【0094】なお、θ1は後述のようにして、低速・軽
負荷領域の下限値としての、平均軸トルクTE0の0.
3倍のトルクに対応する捩り角θ値に設定される。そし
て、初段、2段目、3段目と捩り特性を決めていくが、
ストッパトルクの確保ができないとき、クラッチハブが
強度不足になるときは、ヒステリシスH1を大きくして
実作動域を狭め、より狭い作動域θ1′〜θ1内に納め
る。
Incidentally, θ1 is, as will be described later, the average shaft torque TE0 of 0.
The torsion angle θ value corresponding to triple the torque is set. Then, the torsional characteristics are decided for the first stage, the second stage, the third stage,
When the stopper torque cannot be ensured or the strength of the clutch hub becomes insufficient, the hysteresis H1 is increased to narrow the actual operating range and set it within the narrower operating range θ1 ′ to θ1.

【0095】ただし、あまりヒステリシスH1を大きく
しすぎると、アイドル騒音が悪化するので、注意する。
以上のサイクルで、バネ定数k1、ヒステリシスH1、
初段の作動域θ1′〜θ1を決める。 (2)2段目:低速・軽負荷時について、捩り4次の共
振回転数が実用車速以下となるようにバネ定数k2を決
定する。
However, note that if the hysteresis H1 is set too large, the idle noise will deteriorate.
With the above cycle, the spring constant k1, the hysteresis H1,
Determine the operating range θ1 'to θ1 of the first stage. (2) Second stage: At low speed and light load, the spring constant k2 is determined so that the fourth-order torsional rotational speed is equal to or lower than the practical vehicle speed.

【0096】次に、バネ定数k2の範囲θ1〜θ2を決
める。決め方は、前述の手法により、クラッチディスク
の実作動域を見て、低速・軽負荷時の捩り4次共振時に
作動域がθ2を超えないように、θ2を設定する。 (3)3段目:高速・高負荷時について、捩り4次の共
振回転数が実用車速域以下となるようにバネ定数k3を
決定する。
Next, the ranges θ1 and θ2 of the spring constant k2 are determined. According to the method described above, the actual operating range of the clutch disk is checked, and θ2 is set so that the operating range does not exceed θ2 during the fourth-order torsional resonance at low speed and light load. (3) Third stage: At the time of high speed and high load, the spring constant k3 is determined so that the resonance rotational speed of the fourth order of torsion is below the practical vehicle speed range.

【0097】バネ定数k3の範囲θ2〜θ3を、前述の
解析手法により決めるが、クラッチディスクの実作動域
を見て、高速・高負荷時の捩り4次共振時に作動域がθ
3を超えないようにθ3を設定する。すなわち、高速・
高負荷時の上限捩り角θ3は図13に示すように、平均
軸トルクTE0から、平均軸トルクTE0の0.7倍分
だけ大きいトルクに対応するとともに、バネ定数k3の
傾きに対応したθ位置の値に設定される。
The range θ2 to θ3 of the spring constant k3 is determined by the above-mentioned analysis method. Looking at the actual operating range of the clutch disk, the operating range is θ during torsional fourth resonance at high speed and high load.
Set θ3 so that it does not exceed 3. That is, high speed
As shown in FIG. 13, the upper limit twist angle θ3 under high load corresponds to a torque that is larger than the average axial torque TE0 by 0.7 times the average axial torque TE0, and at the θ position corresponding to the inclination of the spring constant k3. Is set to the value of.

【0098】これは、図8に示すように、最終段に移行
するトルクが比較的小さいクラッチB(図4(b)参
照)における回転変動比のピークと、最終段に移行する
トルクが比較的大きいクラッチC(図4(c)参照)に
おける回転変動比のピークとを比較すると、クラッチB
による場合の方が低い回転数側にあり、最終段に移行す
るトルクが大きくなるほどピークが高い回転数側へ移行
していく特性を利用している。
This is because, as shown in FIG. 8, the peak of the rotational fluctuation ratio in the clutch B (see FIG. 4B) in which the torque that shifts to the final stage is relatively small, and the torque that shifts to the final stage are relatively small. Comparing with the peak of the rotation fluctuation ratio in the large clutch C (see FIG. 4C), the clutch B
In this case, the characteristic is that it is on the lower rotation speed side, and as the torque shifting to the final stage increases, the peak shifts to the higher rotation speed side.

【0099】図6に示すように、平均軸トルクTE0の
0.8倍分だけ大きいトルクに対応するように最終段に
移行する捩り角θを設定した場合には、回転変動比の特
性は1点鎖線に示す状態となり、回転変動比のピーク
が、回転速度比1.0の位置に達する。したがって、こ
のような設定状態においては、共振のピークがアイドル
回転数に達する状況になり好ましくない。
As shown in FIG. 6, when the twist angle θ that shifts to the final stage is set so as to correspond to a torque 0.8 times larger than the average shaft torque TE0, the characteristic of the rotational fluctuation ratio is 1. The state shown by the dotted line is reached, and the peak of the rotation fluctuation ratio reaches the position where the rotation speed ratio is 1.0. Therefore, in such a set state, the resonance peak reaches the idle speed, which is not preferable.

【0100】そこで、図6に実線で示す特性が得られ
る、平均軸トルクTE0から、平均軸トルクTE0の
0.7倍分だけ大きいトルクに対応する値を、最終段に
移行する捩り角θの設定しうる上限値とするようになっ
ている。一方、高速・高負荷時の下限捩り角θ2は図1
3に示すように、平均軸トルクTE0から、平均軸トル
クTE0の0.5倍分だけ小さいトルク近傍に対応する
とともに、バネ定数k3の傾きに対応した捩り角θ位置
の値に設定される。
Therefore, a value corresponding to a torque that is 0.7 times larger than the average axial torque TE0 from the average axial torque TE0 for obtaining the characteristic shown by the solid line in FIG. The upper limit value that can be set is set. On the other hand, the lower limit torsion angle θ2 at high speed and high load is shown in Fig. 1.
As shown in FIG. 3, the value of the torsion angle θ is set to a value corresponding to the vicinity of a torque that is smaller than the average axial torque TE0 by 0.5 times the average axial torque TE0 and to the inclination of the spring constant k3.

【0101】すなわち、図4に示すように、比較的小さ
いバネ定数k2を含めて2段階(θ1〜θ2,θ2〜θ
3)に分割されたクラッチBと、1段階(θ1〜θ2)
のクラッチCとでは、捩り角θ2の値を大きくすること
により、クラッチディスクCの特性がクラッチBの特性
に近付いていく。ところで、低速・軽負荷時におけるク
ラッチBとクラッチCとの回転変動比特性は、図10に
示すようになる。
That is, as shown in FIG. 4, two stages (θ1 to θ2, θ2 to θ) including a relatively small spring constant k2 are included.
Clutch B divided into 3) and one stage (θ1 to θ2)
With the clutch C, the characteristic of the clutch disk C approaches the characteristic of the clutch B by increasing the value of the torsion angle θ2. By the way, the rotation variation ratio characteristics of the clutch B and the clutch C at low speed and light load are as shown in FIG.

【0102】そして、図10に示す一点鎖線の特性は、
捩り角θを平均軸トルクTE0の0.6倍のトルクに対
応させるように設定した場合の回転変動比特性であり、
点線の特性は、捩り角θを平均軸トルクTE0の0.5
倍のトルクに対応させるように設定した場合の回転変動
比特性である。これらの特性により示されるように、捩
り角θを平均軸トルクTE0の0.5倍のトルクに対応
させるように設定した場合の回転変動比特性から、クラ
ッチCの状態へ移行させると、ピークが発生してくるた
め、平均軸トルクTE0の0.6倍近傍のトルクに対応
する捩り角θ値を、低速・軽負荷領域の捩り角θの上限
とされ、0.5倍以下の値に捩り角θ2が設定される。
The characteristic of the alternate long and short dash line shown in FIG.
It is a rotation variation ratio characteristic when the torsion angle θ is set to correspond to a torque 0.6 times the average shaft torque TE0.
The characteristic of the dotted line is that the twist angle θ is 0.5 of the average axial torque TE0.
This is a rotation fluctuation ratio characteristic when it is set to correspond to double the torque. As shown by these characteristics, from the rotation variation ratio characteristics when the torsion angle θ is set to correspond to the torque of 0.5 times the average shaft torque TE0, when the state of the clutch C is shifted, the peak is obtained. Therefore, the torsion angle θ value corresponding to a torque in the vicinity of 0.6 times the average shaft torque TE0 is set as the upper limit of the torsion angle θ in the low speed / light load region, and the torsion angle θ becomes 0.5 times or less. The angle θ2 is set.

【0103】また、図10のクラッチBの特性は、低速
・軽負荷領域下限における捩り角θ1の値を、平均軸ト
ルクTE0の0.3倍に設定した場合の特性であり、図
13に示すように、この平均軸トルクTE0の0.3倍
の値を捩り角θ1の下限として設定が行なわれる。とこ
ろで、捩り角θ3がクラッチハブの強度内であればOK
で、このまま次に進めば良いが、強度不足の場合には、
捩り角θ3を狭めてヒステリシスの最適化(一般にヒス
テリシスを増大させる。)により、クラッチディスクの
実作動域を狭め、高速・高負荷時の捩り4次共振時に作
動域がθ3を超えないように、捩り角θ3を設定しなお
す。
The characteristic of the clutch B in FIG. 10 is the characteristic when the value of the torsion angle θ1 at the lower limit of the low speed / light load region is set to 0.3 times the average shaft torque TE0, and is shown in FIG. Thus, the value of 0.3 times the average shaft torque TE0 is set as the lower limit of the torsion angle θ1. By the way, if the twist angle θ3 is within the strength of the clutch hub, it is OK.
Then, proceed as it is, but if the strength is insufficient,
By narrowing the torsion angle θ3 and optimizing the hysteresis (generally increasing the hysteresis), the actual operating range of the clutch disc is narrowed so that the operating range does not exceed θ3 during torsional fourth-order resonance at high speed and high load. Reset the twist angle θ3.

【0104】(4)ストッパトルクTsを確保している
かどうかの検討を行なう。捩り特性で、θ=θ3の時の
トルクがTsに達しないとき、2段目と3段目との間
に、バネ定数k2よりも少し高いバネ定数k3′の領域
を設ける。したがって、 θ1′〜 θ1の範囲では、
バネ定数はk1 θ1 〜新θ2の範囲では、バネ定数はk2 新θ2 〜 θ2の範囲では、バネ定数はk2′ θ2 〜 θ3の範囲では、バネ定数はk3 となり、クラッチディスクの特性が決定される。
(4) Examine whether or not the stopper torque Ts is secured. In the torsional characteristic, when the torque when θ = θ3 does not reach Ts, a region having a spring constant k3 ′ slightly higher than the spring constant k2 is provided between the second step and the third step. Therefore, in the range of θ1 ′ to θ1,
The spring constant is k1 in the range of θ1 to new θ2, the spring constant is k2 in the range of new θ2 to θ2, the spring constant is k2 ′ in the range of θ2 to θ3, and the spring constant is k3, and the characteristics of the clutch disc are determined. .

【0105】(5)負側については、まずアイドリング
騒音対策用として、θ1′を決める。そして、クラッチ
ハブの強度上からθ4′を決め、新2段目、新3段目、
新4段目を決める。 (6)ストッパトルクの設計基準については、次のよう
に設定する。
(5) On the negative side, first, θ1 'is determined as a measure against idling noise. Then, from the strength of the clutch hub, θ4 'is decided, the new second stage, the new third stage,
Decide the new 4th stage. (6) The design standard of the stopper torque is set as follows.

【0106】正側:エンジン最大トルクの1.7倍以
上。 負側:エンジン最大トルク以上。 上述のようなバネ定数k1〜k4および各作動領域を決
定する作動角θ1〜θ4のコンピュータシミュレーショ
ンによる設定により、駆動系捩り振動に起因する振動・
騒音をバランス良く解消することができ、新車開発時の
開発効率向上が図られる。
Positive side: 1.7 times or more the maximum engine torque. Negative side: More than engine maximum torque. By the setting of the spring constants k1 to k4 and the operating angles θ1 to θ4 that determine each operating region by computer simulation as described above, the vibration caused by the torsional vibration of the drive system
It is possible to eliminate noise in a well-balanced manner and improve development efficiency when developing a new car.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の非線形要
素を有する系についての振動解析方法(請求項1)によ
れば、1以上の非線形要素を有する系についての振動解
析を行なうに際して、該非線形要素を境界にして、該系
を複数の分系に分割してから、各分系について、運動方
程式をたてたのち、上記の各分系についての運動方程式
を連立させて、該非線形要素の特性を入力して、解を求
めることにより、該系全体の振動解析を行なうという簡
素な構成で、非線型要素を有する系の振動解析を短時間
のCPU演算により行なえるようになり、実験や経験等
により設計を行なうことなく、確実な計算に基づいた設
計を行なえるようになる利点がある。
As described above in detail, according to the vibration analysis method for a system having a non-linear element (claim 1) of the present invention, when performing a vibration analysis for a system having one or more non-linear elements, The system is divided into a plurality of subsystems with the non-linear element as a boundary, and then the equations of motion for each subsystem are established, and then the equations of motion for the above subsystems are made simultaneous and the nonlinear equations are calculated. By inputting the characteristic of the element and obtaining the solution, the vibration analysis of the whole system can be performed, and the vibration analysis of the system having the nonlinear element can be performed by the CPU calculation in a short time. There is an advantage that it is possible to perform design based on reliable calculation without designing based on experiments and experience.

【0108】また、本発明の非線形要素を有する系につ
いての振動解析方法(請求項2)では、請求項1記載の
方法について、右辺又は左辺の一方に、線形要素がくる
とともに、右辺又は左辺の他方に、該非線形要素がくる
ように、該非線形要素の特性を入力して、上記の各分系
についての運動方程式を連立させて、解を求めることに
より、該系全体の振動解析を行なうという簡素な構成
で、非線型要素を有する系の振動解析における非線型要
素の特性を容易に入力できるようになり、系の振動解析
を短時間のCPU演算により行なえるようになり、実験
や経験等により設計を行なうことなく、確実な計算に基
づいた設計を行なえるようになる利点がある。
Further, according to the vibration analysis method for a system having a non-linear element of the present invention (claim 2), in the method according to claim 1, a linear element is provided on one of the right side and the left side, and On the other hand, by inputting the characteristics of the non-linear element so that the non-linear element comes, the equations of motion for each of the above-mentioned subsystems are simultaneous, and the solution is obtained, whereby the vibration analysis of the entire system is performed. With a simple configuration, it becomes possible to easily input the characteristics of the nonlinear element in the vibration analysis of the system having nonlinear elements, and it becomes possible to perform the vibration analysis of the system by a short-time CPU operation. Therefore, there is an advantage that a design based on reliable calculation can be performed without designing.

【0109】さらに、本発明の非線形要素を有する系に
ついての振動解析方法(請求項3)では、請求項1記載
の方法について、各分系について、運動方程式をたてる
際に、求める振動の次数に応じて演算される誤差情報を
加味するという簡素な構成で、非線型要素を有する系の
振動解析における誤差情報を容易に加味できるようにな
り、系の振動解析を短時間のCPU演算により行なえる
ようになって、実験や経験等により設計を行なうことな
く、確実な計算に基づいた設計を行なえるようになる利
点がある。
Furthermore, in the vibration analysis method (Claim 3) for a system having a non-linear element of the present invention, the order of the vibration to be obtained when the equation of motion is made for each subsystem in the method described in Claim 1. It is possible to easily add the error information in the vibration analysis of the system having non-linear elements with a simple configuration that adds the error information calculated according to the above, and the vibration analysis of the system can be performed by the CPU calculation in a short time. As a result, there is an advantage that design based on reliable calculation can be performed without designing based on experiments and experience.

【0110】また、本発明の非線形要素を有する系につ
いての振動解析方法(請求項4)では、請求項2又は請
求項3記載の方法について、各分系について、運動方程
式を解く際に求める振動の次数に応じて数値積分のサイ
ズを選択しながら解を求めるので、演算時間の更なる短
縮化が可能となる。そして、本発明の車両用駆動系につ
いての捩り振動解析方法(請求項5)によれば、非線形
要素としてのクラッチディスクを有する車両用駆動系に
ついての捩り振動解析を行なうに際して、クラッチを境
界にして、該駆動系を、該クラッチから該駆動系の末端
要素に至る第1の分系と、エンジンから該クラッチに至
る第2の分系とに分割してから、該第1の分系について
は、該駆動系の固有振動のモーダル座標とGuyanの
静縮約で求めた境界自由度とで表した運動方程式をたて
るとともに、該第2の分系については、該エンジン,該
クラッチディスク,外力としてのトルク変動を考慮した
運動方程式をたてたのち、上記の第1の分系及び第2の
分系についての運動方程式を連立させて、該クラッチデ
ィスクの特性を入力して、解を求めることにより、該駆
動系全体についての捩り振動解析を行なうという簡素な
構成で、非線型要素を有する駆動系全体の捩り振動解析
を短時間のCPU演算により行なえるようになって、実
験や経験等により設計を行なうことなく、確実な計算に
基づいた設計を行なえるようになる利点がある。
Further, in the vibration analysis method (Claim 4) for a system having a non-linear element of the present invention, in the method according to Claim 2 or Claim 3, the vibration obtained when solving the equation of motion for each subsystem Since the solution is obtained while selecting the size of the numerical integration according to the order of, the calculation time can be further shortened. According to the torsional vibration analysis method for a vehicle drive system of the present invention (Claim 5), when the torsional vibration analysis is performed for a vehicle drive system having a clutch disc as a non-linear element, a clutch is used as a boundary. , The drive system is divided into a first subsystem that extends from the clutch to the end element of the drive system and a second subsystem that extends from the engine to the clutch. , The equation of motion expressed by the modal coordinates of the natural vibration of the drive system and the boundary degree of freedom obtained by Guyan's static contraction, and the engine, the clutch disk, the external force for the second subsystem. After creating the equation of motion considering the torque fluctuation, the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are made simultaneous, and the characteristic of the clutch disk is input to obtain the solution. With the simple structure of performing torsional vibration analysis for the entire drive system, the torsional vibration analysis for the entire drive system having non-linear elements can be performed by a short-time CPU calculation. Therefore, there is an advantage that a design based on reliable calculation can be performed without designing.

【0111】また、本発明の車両用駆動系についての捩
り振動解析方法(請求項6)では、請求項5記載の方法
について、右辺又は左辺の一方に、線形要素がくるとと
もに、右辺又は左辺の他方に、該クラッチディスクのト
ルク情報がくるように、上記の第1の分系及び第2の分
系についての運動方程式を連立させて、該クラッチディ
スクの特性を入力して、解を求めることにより、該駆動
系全体についての捩り振動解析を行なうという簡素な構
成で、非線型要素を有する駆動系全体の捩り振動解析
を、クラッチディスクのトルク情報を加味して短時間の
CPU演算により行なえるようになって、実験や経験等
により設計を行なうことなく、確実な計算に基づいた設
計を行なえるようになる利点がある。
According to the torsional vibration analysis method for a vehicle drive system of the present invention (claim 6), in the method according to claim 5, a linear element is provided on one of the right side and the left side, and On the other hand, the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are made simultaneous so that the torque information of the clutch disc comes, and the characteristic of the clutch disc is input to obtain a solution. Thus, the torsional vibration analysis of the entire drive system can be performed by a short-time CPU calculation in consideration of the torque information of the clutch disk with a simple configuration of performing the torsional vibration analysis of the entire drive system. As a result, there is an advantage that it is possible to perform design based on reliable calculation without designing based on experiments and experience.

【0112】さらに、本発明の車両用駆動系についての
捩り振動解析方法(請求項7)では、請求項5記載の方
法において、該第1の分系について、
Furthermore, in the torsional vibration analysis method for a vehicle drive system according to the present invention (claim 7), in the method according to claim 5, the first subsystem is

【0113】[0113]

【数15】 (Equation 15)

【0114】で示される誤差情報〔Kr〕を、該第1の
分系内部の剛性マトリックスと置換して、拘束モーダル
手法にモード補償を組み合わせた運動方程式をたてると
いう簡素な構成で、非線型要素を有する駆動系全体の捩
り振動解析を、拘束モーダル手法にモード補償を組み合
わせた状態で短時間のCPU演算により行なえるように
なって、実験や経験等により設計を行なうことなく、確
実な計算に基づいた設計を行なえるようになる利点があ
る。
The error information [Kr] represented by is replaced with the rigidity matrix inside the first subsystem, and a nonlinear equation is formed with a simple structure in which a motion equation in which the modal compensation is combined with the constraint modal method is created. The torsional vibration analysis of the entire drive system that has elements can be performed by a short-time CPU operation in the state where the modal compensation is combined with the constraint modal method, and reliable calculation can be performed without designing based on experiments and experience. There is an advantage that it becomes possible to design based on.

【0115】そして、本発明の多段クラッチディスクに
ついての捩り角・トルク特性決定方法(請求項8)によ
れば、車両用駆動系に設けられる非線形要素としての多
段クラッチディスクについての低速・軽負荷時及び高速
・高負荷時の捩り角・トルク特性を求めるに際して、共
振回転数が実用車速域以下となるように、該捩り角・ト
ルク特性における該低速・軽負荷時領域を規定するバネ
定数を決定するとともに、部分構造合成法を用いた捩り
振動解析法、即ち、クラッチを境界にして、該駆動系
を、該クラッチから該駆動系の末端要素に至る第1の分
系と、エンジンから該クラッチに至る第2の分系とに分
割してから、該第1の分系については、該駆動系の固有
振動のモーダル座標とGuyanの静縮約で求めた境界
自由度とで表した運動方程式をたてるとともに、該第2
の分系については、該エンジン,該多段クラッチディス
ク,外力としてのトルク変動を考慮した運動方程式をた
てたのち、上記の第1の分系及び第2の分系についての
運動方程式を連立させて、該多段クラッチディスクの特
性を入力して、解を求めることにより、該駆動系全体に
ついての捩り振動解析を行なう捩り振動解析法を用い
て、該低速・軽負荷時領域の上限捩り角を決定し、更
に、共振回転数が実用車速域以下となるように、該捩り
角・トルク特性における該高速・高負荷時領域を規定す
るバネ定数を決定するとともに、上記の部分構造合成法
を用いた捩り振動解析法を用いて、該高速・高負荷時領
域の上限捩り角を決定するという簡素な構成で、車両用
駆動系に設けられる非線形要素としての多段クラッチデ
ィスクについて、そのクラッチディスクをそなえた駆動
系全体の捩り振動解析を、短時間のCPU演算により行
なえるようになって、実験や経験等により設計を行なう
ことなく、確実な計算に基づいた設計を行なえるように
なる利点がある。
According to the torsion angle / torque characteristic determining method for the multi-stage clutch disc of the present invention (claim 8), the multi-stage clutch disc as a non-linear element provided in the vehicle drive system is operated at a low speed / light load. When determining the torsion angle / torque characteristics at high speed / high load, the spring constant that defines the low speed / light load area in the torsion angle / torque characteristics is determined so that the resonance speed falls below the practical vehicle speed range. In addition, the torsional vibration analysis method using the partial structure synthesis method, that is, the first branch system from the clutch to the end element of the drive system with the clutch as the boundary, and the engine to the clutch The second system leading to the first system is divided into the second system and the operability expressed by the modal coordinates of the natural vibration of the drive system and the boundary degrees of freedom obtained by Guyan's static contraction. With make a equation, second
For the subsystem, the equations of motion considering the engine, the multi-stage clutch disc, and torque fluctuation as external force are established, and then the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are made simultaneous. Then, by inputting the characteristics of the multi-stage clutch disc and obtaining a solution, the upper limit torsion angle in the low speed / light load region is determined by using the torsional vibration analysis method for analyzing the torsional vibration of the entire drive system. In addition, the spring constant that defines the high-speed / high-load region in the torsion angle / torque characteristics is determined so that the resonance speed falls below the practical vehicle speed range, and the above partial structure synthesis method is used. The multi-stage clutch disc as a non-linear element provided in the drive system for a vehicle has a simple structure in which the upper limit torsion angle in the high-speed / high-load region is determined by using the torsional vibration analysis method. Torsional vibration analysis of the entire drive system equipped with a latch disk can be performed by CPU calculation in a short time, so that design based on reliable calculation can be performed without designing by experiment or experience. There are advantages.

【0116】また、本発明の多段クラッチディスクにつ
いての捩り角・トルク特性決定方法(請求項9)によれ
ば、車両用駆動系に設けられる非線形要素としての多段
クラッチディスクについての低速・軽負荷時及び高速・
高負荷時の捩り角・トルク特性を求めるに際して、共振
回転数が実用車速域以下となるように、該捩り角・トル
ク特性における該低速・軽負荷時領域を規定するバネ定
数を決定するとともに、部分構造合成法を用いた第1の
捩り振動解析法、即ち、クラッチを境界にして、該駆動
系を、該クラッチから該駆動系の末端要素に至る第1の
分系と、エンジンから該クラッチに至る第2の分系とに
分割してから、該第1の分系については、該駆動系の固
有振動のモーダル座標とGuyanの静縮約で求めた境
界自由度とで表した運動方程式をたてるとともに、該第
2の分系については、該エンジン,該多段クラッチディ
スク,外力としてのトルク変動を考慮した運動方程式を
たてたのち、上記の第1の分系及び第2の分系について
の運動方程式を連立させて、該多段クラッチディスクの
特性を入力して、解を求めることにより、該駆動系全体
についての捩り振動解析を行なう第1の捩り振動解析法
を用いて、該低速・軽負荷時領域の上限捩り角を決定
し、更に、共振回転数が実用車速域以下となるように、
該捩り角・トルク特性における該高速・高負荷時領域を
規定するバネ定数を決定するとともに、部分構造合成法
を用いた第2の捩り振動解析法、即ち、該クラッチを境
界にして、該駆動系を、該クラッチから該駆動系の末端
要素に至る第1の分系と、エンジンから該クラッチに至
る第2の分系とに分割してから、該第1の分系について
は、該駆動系の固有振動のモーダル座標とGuyanの
静縮約で求めた境界自由度とで表した運動方程式を、
According to the torsion angle / torque characteristic determining method for the multi-stage clutch disc of the present invention (claim 9), the multi-stage clutch disc as a non-linear element provided in the vehicle drive system is operated at a low speed / light load. And high speed
When obtaining the torsion angle / torque characteristic at high load, the spring constant that defines the low speed / light load region in the torsion angle / torque characteristic is determined so that the resonance speed falls below the practical vehicle speed range. A first torsional vibration analysis method using a partial structure synthesis method, that is, a first branch system from the clutch to the end element of the drive system with the clutch as a boundary, and from the engine to the clutch To the second system leading to the first system, the first system is expressed by the equation of motion expressed by the modal coordinates of the natural vibration of the drive system and the boundary degrees of freedom obtained by Guyan's static contraction. With respect to the second subsystem, the equation of motion considering the engine, the multi-stage clutch disc, and torque fluctuation as an external force is established, and then the first subsystem and the second subsystem are formed. The equation of motion for the system is Then, by inputting the characteristics of the multi-stage clutch disc and obtaining a solution, the first torsional vibration analysis method for analyzing the torsional vibration of the entire drive system is used, Determine the upper limit twist angle and make sure that the resonance speed is below the practical vehicle speed range.
A spring constant that defines the high-speed / high-load region in the torsion angle / torque characteristics is determined, and a second torsional vibration analysis method using a partial structure synthesis method, that is, the clutch is used as a boundary to drive the drive. The system is divided into a first subsystem that extends from the clutch to the end element of the drive system and a second subsystem that extends from the engine to the clutch, and then the drive system for the first subsystem. The equation of motion expressed by the modal coordinates of the natural vibration of the system and the boundary degrees of freedom obtained by Guyan's static contraction,

【0117】[0117]

【数16】 (Equation 16)

【0118】で示される誤差情報〔Kr〕を、該第1の
分系内部の剛性マトリックスと置換して、拘束モーダル
手法にモード補償を組み合わせてたてるとともに、該第
2の分系については、該エンジン,該多段クラッチディ
スク,外力としてのトルク変動を考慮した運動方程式を
たてたのち、上記の第1の分系及び第2の分系について
の運動方程式を連立させて、該多段クラッチディスクの
特性を入力して、解を求めることにより、該駆動系全体
についての捩り振動解析を行なう第2の捩り振動解析法
を用いて、該高速・高負荷時領域の上限捩り角を決定す
るという簡素な構成で、車両用駆動系に設けられる非線
形要素としての多段クラッチディスクについて、そのク
ラッチディスクの特性を確実に設計すべく、駆動系全体
の捩り振動解析を、短時間のCPU演算により行なえる
ようになって、実験や経験等により設計を行なうことな
く、確実な計算に基づいた設計を行なえるようになる利
点がある。
The error information [Kr] represented by is replaced with the rigidity matrix inside the first subsystem, and the constraint modal method is combined with the mode compensation, and the second subsystem is The engine, the multi-stage clutch disc, and the equation of motion considering the torque fluctuation as the external force are created, and then the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are made simultaneous to form the multi-stage clutch disc. By inputting the characteristics of the above, and obtaining a solution, the upper limit torsion angle in the high-speed / high-load region is determined by using the second torsional vibration analysis method that analyzes the torsional vibration of the entire drive system. With a simple configuration, regarding the multi-stage clutch disc as a non-linear element provided in the vehicle drive system, in order to reliably design the characteristics of the clutch disc, the torsional vibration analysis of the entire drive system is performed. Become so performed by brief CPU operation, without performing the design by experiments and experience, etc., there is an advantage to be so performed a design based on reliable calculations.

【0119】さらに、本発明の多段クラッチディスク
(請求項10)によれば、車両用駆動系に設けられる多
段クラッチディスクにおいて、その捩り角・トルク特性
における高速・高負荷時領域の上限捩り角が、高速・高
負荷時のエンジン平均軸トルクの1.7倍近傍に対応す
る値に設定されるとともに、該捩り角・トルク特性にお
ける該高速・高負荷時領域の下限捩り角が、該高速・高
負荷時のエンジン平均軸トルクの0.5倍近傍に対応す
る値に設定されているという簡素な構成で、車両用駆動
系に設けられる非線形要素としての多段クラッチディス
クについて、そのクラッチディスクの高速・高負荷時領
域における特性を確実にまた容易に設計し、確実な低騒
音化をはかる事が出来るようになり、駆動系全体の捩り
振動解析を、短時間のCPU演算により行なえるように
なって、クラッチディスクを実験や経験等により設計す
ることなく、確実な計算に基づいた設計を行なえるよう
になる利点がある。
Furthermore, according to the multi-stage clutch disc of the present invention (claim 10), in the multi-stage clutch disc provided in the vehicle drive system, the upper limit torsion angle in the high-speed / high-load region in the torsion angle / torque characteristics is high. Is set to a value corresponding to 1.7 times the engine average shaft torque at high speed and high load, and the lower limit of the twist angle / torque characteristic in the high speed / high load region is The multistage clutch disc as a non-linear element provided in the vehicle drive system has a simple configuration in which the value is set to a value corresponding to about 0.5 times the engine average shaft torque under high load, and the high speed of the clutch disc・ Characteristics in the high load area can be designed reliably and easily, and noise can be reliably reduced. Torsional vibration analysis of the entire drive system can be performed in a short time. Become so performed by the CPU operation, without designing the clutch disc by experiments and experience, etc., there is an advantage to be so performed a design based on reliable calculations.

【0120】そして、本発明の多段クラッチディスク
(請求項11)によれば、車両用駆動系に設けられる多
段クラッチディスクにおいて、その捩り角・トルク特性
における高速・高負荷時領域の上限捩り角が、高速・高
負荷時のエンジン平均軸トルクの1.7倍近傍に対応す
る値に設定され、該捩り角・トルク特性における該高速
・高負荷時領域の下限捩り角及び低速・軽負荷時領域の
上限捩り角が、それぞれ該高速・高負荷時のエンジン平
均軸トルクの0.5倍近傍に対応する値に設定され、且
つ、該捩り角・トルク特性における該低速・軽負荷時領
域の下限捩り角が、該高速・高負荷時のエンジン平均軸
トルクの0.3倍近傍に対応する値に設定されていると
いう簡素な構成で、車両用駆動系に設けられる非線形要
素としての多段クラッチディスクについて、そのクラッ
チディスクの高速・高負荷時領域および低速・軽負荷時
領域における特性を確実にまた容易に設計し、確実な低
騒音化をはかる事が出来るようになり、駆動系全体の捩
り振動解析を、短時間のCPU演算により行なえるよう
になって、クラッチディスクを実験や経験等により設計
することなく、確実な計算に基づいた設計を行なえるよ
うになる利点がある。
According to the multistage clutch disc of the present invention (claim 11), in the multistage clutch disc provided in the vehicle drive system, the upper limit torsion angle in the high-speed / high-load region in the torsion angle / torque characteristics is high. , A value corresponding to 1.7 times the engine average shaft torque at high speed / high load, the lower limit of the torsion angle / torque characteristic of the high speed / high load region, and the low speed / light load region. The upper limit of the twist angle is set to a value corresponding to around 0.5 times the engine average shaft torque at the high speed / high load, and the lower limit of the low speed / light load region in the twist angle / torque characteristic is set. With a simple configuration in which the torsion angle is set to a value corresponding to about 0.3 times the average engine shaft torque at the time of high speed and high load, the multistage clutch as a non-linear element provided in the vehicle drive system is provided. With regard to the Chi-disc, the characteristics of the clutch disc in the high-speed / high-load region and the low-speed / light-load region can be reliably and easily designed, and reliable noise reduction can be achieved. The torsional vibration analysis can be performed by a CPU calculation in a short time, and there is an advantage that a design based on reliable calculation can be performed without designing a clutch disc through experiments, experience, or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態としての6×4トラックにお
ける駆動系のシミュレーションモデルを示す模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a simulation model of a drive system in a 6 × 4 track as an embodiment of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は本発明の実施形態としての駆
動系の各モデルを示す模式図である。
2A to 2D are schematic diagrams showing respective models of a drive system as an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態としての6×4トラックにお
ける駆動系のシミュレーション結果を示す模式図であ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a simulation result of a drive system in a 6 × 4 track as an embodiment of the present invention.

【図4】(a)〜(c)は本発明の実施形態としてのク
ラッチ装置のヒステリシス特性を示す模式的グラフであ
る。
4A to 4C are schematic graphs showing hysteresis characteristics of the clutch device as the embodiment of the present invention.

【図5】(a)〜(c)は本発明の実施形態としてのシ
ミュレーションにおける駆動系の応答特性を示すグラフ
である。
5A to 5C are graphs showing response characteristics of a drive system in a simulation as an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態としてのシミュレーションに
おける駆動系の周波数応答特性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing frequency response characteristics of a drive system in a simulation as an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施形態としてのシミュレーションに
おける駆動系の周波数応答特性を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing frequency response characteristics of a drive system in a simulation as an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態としてのシミュレーションに
おける駆動系の周波数応答特性を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing frequency response characteristics of a drive system in a simulation as an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施形態としてのシミュレーション結
果に対する駆動系の周波数応答実験特性を示すグラフで
ある。
FIG. 9 is a graph showing frequency response experimental characteristics of a drive system with respect to a simulation result as an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施形態としてのシミュレーション
における駆動系の周波数応答特性を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing frequency response characteristics of a drive system in a simulation as an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施形態としての駆動系の騒音レベ
ル特性を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing noise level characteristics of the drive system according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施形態としてのクラッチ装置のヒ
ステリシス特性を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a hysteresis characteristic of the clutch device according to the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施形態としてのクラッチ装置のヒ
ステリシス特性を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing a hysteresis characteristic of the clutch device according to the embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施形態としてのシミュレーション
におけるCPU演算時間特性を説明するための図であ
る。
FIG. 14 is a diagram for explaining a CPU operation time characteristic in a simulation as an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施形態としての従来手法との比較
におけるCPU時間演算特性を説明するための図であ
る。
FIG. 15 is a diagram for explaining CPU time calculation characteristics in comparison with a conventional method as an embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施形態としてのクラッチ装置の一
例を示す縦断面図である。
FIG. 16 is a vertical cross-sectional view showing an example of a clutch device as an embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施形態としてのクラッチ装置の一
例をその正面構成を部分的に破断して示す部分破断正面
図である。
FIG. 17 is a partially cutaway front view showing an example of the clutch device according to the embodiment of the present invention with its front structure partially broken.

【図18】本発明の実施形態としてのクラッチ装置の一
例におけるヒステリシス特性を示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing hysteresis characteristics in an example of the clutch device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 クラッチ 3,4 トランスミッション 5〜7 プロペラシャフト 8 スルーシャフト 9,10 プロペラシャフト 11 ディファレンシャル 12 ホィール 13 車体 14 ディファレンシャル 15 ホィール 16 車体 101 スプラインハブ 101a 扇形切欠き 102,103 駆動クラッチプレート 104a,104a サブプレート 105 ブッシュ 106,107 ピン 108a,108b フリクションワッシャ 109a 非金属製のフリクションワッシャ 109b フリクションワッシャ 110 フリクションプレート 111 ウエーブスプリング 112 1段目ばね 113 2段目ばね 114 2段目外ばね 115 2段目内ばね 116,117 スプリングシート 118 スプリングシート 119〜123 切欠き縁 125〜126 扇窓 1 engine 2 clutch 3,4 transmission 5-7 propeller shaft 8 through shaft 9,10 propeller shaft 11 differential 12 wheel 13 vehicle body 14 differential 15 wheel 16 vehicle body 101 spline hub 101a fan notch 102,103 drive clutch plate 104a, 104a sub Plate 105 Bush 106,107 Pin 108a, 108b Friction washer 109a Non-metallic friction washer 109b Friction washer 110 Friction plate 111 Wave spring 112 First step spring 113 Second step spring 114 Second step outer spring 115 Second step inner spring 116, 117 Spring seat 118 Spring seat 119-123 Notch edge 125 126 Ogimado

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1以上の非線形要素を有する系について
の振動解析を行なうに際して、 該非線形要素を境界にして、該系を複数の分系に分割し
てから、 各分系について、運動方程式をたてたのち、 上記の各分系についての運動方程式を連立させて、該非
線形要素の特性を入力して、解を求めることにより、該
系全体の振動解析を行なうことを特徴とする、非線形要
素を有する系についての振動解析方法。
1. When performing vibration analysis on a system having one or more non-linear elements, the non-linear element is used as a boundary to divide the system into a plurality of sub-systems, and a motion equation is calculated for each sub-system. After completion, the equations of motion for each of the above-mentioned subsystems are made simultaneous, the characteristics of the non-linear elements are input, and the solution is obtained to perform the vibration analysis of the entire system. Vibration analysis method for systems with elements.
【請求項2】 右辺又は左辺の一方に、線形要素がくる
とともに、右辺又は左辺の他方に、該非線形要素がくる
ように、該非線形要素の特性を入力して、上記の各分系
についての運動方程式を連立させて、解を求めることに
より、該系全体の振動解析を行なうことを特徴とする、
請求項1記載の非線形要素を有する系についての振動解
析方法。
2. The characteristics of the non-linear element are input so that the linear element comes to one of the right side and the left side and the non-linear element comes to the other of the right side and the left side. A characteristic is that vibration analysis of the entire system is performed by making simultaneous equations of motion and obtaining a solution.
A vibration analysis method for a system having a nonlinear element according to claim 1.
【請求項3】 各分系について、運動方程式をたてる際
に、求める振動の次数に応じて演算される誤差情報を加
味することを特徴とする、請求項1記載の非線形要素を
有する系についての振動解析方法。
3. A system having a non-linear element according to claim 1, wherein error information calculated in accordance with the order of vibration to be calculated is taken into consideration when the equation of motion is created for each subsystem. Vibration analysis method.
【請求項4】 各分系について、運動方程式を解く際に
求める振動の次数に応じて数値積分のサイズを選択しな
がら解を求めることを特徴とする、請求項2又は請求項
3に記載の非線形要素を有する系についての振動解析方
法。
4. The solution according to claim 2, wherein the solution is obtained for each subsystem while selecting the size of the numerical integration according to the order of the oscillation obtained when solving the equation of motion. Vibration analysis method for systems with nonlinear elements.
【請求項5】 非線形要素としてのクラッチディスクを
有する車両用駆動系についての捩り振動解析を行なうに
際して、 クラッチを境界にして、該駆動系を、該クラッチから該
駆動系の末端要素に至る第1の分系と、エンジンから該
クラッチに至る第2の分系とに分割してから、 該第1の分系については、該駆動系の固有振動のモーダ
ル座標とGuyanの静縮約で求めた境界自由度とで表
した運動方程式をたてるとともに、 該第2の分系については、該エンジン,該クラッチディ
スク,外力としてのトルク変動を考慮した運動方程式を
たてたのち、 上記の第1の分系及び第2の分系についての運動方程式
を連立させて、該クラッチディスクの特性を入力して、
解を求めることにより、該駆動系全体についての捩り振
動解析を行なうことを特徴とする、車両用駆動系につい
ての捩り振動解析方法。
5. When performing torsional vibration analysis on a vehicle drive system having a clutch disc as a non-linear element, the first drive system extends from the clutch to the end element of the drive system with the clutch serving as a boundary. And a second subsystem extending from the engine to the clutch, and then the first subsystem was obtained by modal coordinates of natural vibration of the drive system and Guyan's static contraction. The equation of motion represented by the boundary degree of freedom is created, and the equation of motion considering the engine, the clutch disc, and the torque fluctuation as an external force is created for the second subsystem, and then the first The equations of motion for the second system and the second system are made simultaneous, and the characteristics of the clutch disk are input,
A torsional vibration analysis method for a vehicle drive system, characterized by performing a torsional vibration analysis for the entire drive system by obtaining a solution.
【請求項6】 右辺又は左辺の一方に、線形要素がくる
とともに、右辺又は左辺の他方に、該クラッチディスク
のトルク情報がくるように、上記の第1の分系及び第2
の分系についての運動方程式を連立させて、該クラッチ
ディスクの特性を入力して、解を求めることにより、該
駆動系全体についての捩り振動解析を行なうことを特徴
とする、請求項5記載の車両用駆動系についての捩り振
動解析方法。
6. The first subsystem and the second subsystem so that a linear element is provided on one of the right side and the left side and torque information of the clutch disc is provided on the other side of the right side or the left side.
6. The torsional vibration analysis of the entire drive system is performed by simultaneous equations of motion equations for the subsystem, inputting the characteristics of the clutch disc, and obtaining a solution. Torsional vibration analysis method for vehicle drive system.
【請求項7】 該第1の分系について、 【数1】 で示される誤差情報〔Kr〕を、該第1の分系内部の剛
性マトリックスと置換して、拘束モーダル手法にモード
補償を組み合わせた運動方程式をたてることを特徴とす
る、請求項5記載の車両用駆動系についての捩り振動解
析方法。
7. For the first subsystem, The error information [Kr] indicated by is replaced with the rigidity matrix inside the first subsystem to form a motion equation in which a modal compensation is combined with a constrained modal method. Torsional vibration analysis method for vehicle drive system.
【請求項8】 車両用駆動系に設けられる非線形要素と
しての多段クラッチディスクについての低速・軽負荷時
及び高速・高負荷時の捩り角・トルク特性を求めるに際
して、 共振回転数が実用車速域以下となるように、該捩り角・
トルク特性における該低速・軽負荷時領域を規定するバ
ネ定数を決定するとともに、部分構造合成法を用いた捩
り振動解析法、即ち、クラッチを境界にして、該駆動系
を、該クラッチから該駆動系の末端要素に至る第1の分
系と、エンジンから該クラッチに至る第2の分系とに分
割してから、該第1の分系については、該駆動系の固有
振動のモーダル座標とGuyanの静縮約で求めた境界
自由度とで表した運動方程式をたてるとともに、該第2
の分系については、該エンジン,該多段クラッチディス
ク,外力としてのトルク変動を考慮した運動方程式をた
てたのち、上記の第1の分系及び第2の分系についての
運動方程式を連立させて、該多段クラッチディスクの特
性を入力して、解を求めることにより、該駆動系全体に
ついての捩り振動解析を行なう捩り振動解析法を用い
て、該低速・軽負荷時領域の上限捩り角を決定し、 更に、共振回転数が実用車速域以下となるように、該捩
り角・トルク特性における該高速・高負荷時領域を規定
するバネ定数を決定するとともに、上記の部分構造合成
法を用いた捩り振動解析法を用いて、該高速・高負荷時
領域の上限捩り角を決定することを特徴とする、多段ク
ラッチディスクについての捩り角・トルク特性決定方
法。
8. A resonance speed of a multi-stage clutch disc as a non-linear element provided in a vehicle drive system at a low speed / light load and a high speed / high load when a torsional angle / torque characteristic is obtained is equal to or lower than a practical vehicle speed range. So that the twist angle
The spring constant defining the low speed / light load region in the torque characteristic is determined, and the torsional vibration analysis method using the partial structure synthesis method, that is, the clutch is used as a boundary to drive the drive system from the clutch It is divided into a first subsystem that reaches the end element of the system and a second subsystem that extends from the engine to the clutch, and then, for the first subsystem, modal coordinates of the natural vibration of the drive system are set. The equation of motion expressed by the boundary degree of freedom obtained by Guyan's static contraction is constructed and
For the subsystem, the equations of motion considering the engine, the multi-stage clutch disc, and torque fluctuation as external force are established, and then the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are made simultaneous. Then, by inputting the characteristics of the multi-stage clutch disc and obtaining a solution, the upper limit torsion angle in the low speed / light load region is determined by using the torsional vibration analysis method for analyzing the torsional vibration of the entire drive system. Furthermore, the spring constant that defines the high-speed / high-load region in the torsion angle / torque characteristics is determined so that the resonance speed falls below the practical vehicle speed range, and the above partial structure synthesis method is used. A method of determining a torsion angle / torque characteristic for a multi-stage clutch disc, characterized in that the upper limit torsion angle in the high speed / high load region is determined by using a torsion vibration analysis method.
【請求項9】 車両用駆動系に設けられる非線形要素と
しての多段クラッチディスクについての低速・軽負荷時
及び高速・高負荷時の捩り角・トルク特性を求めるに際
して、 共振回転数が実用車速域以下となるように、該捩り角・
トルク特性における該低速・軽負荷時領域を規定するバ
ネ定数を決定するとともに、部分構造合成法を用いた第
1の捩り振動解析法、即ち、クラッチを境界にして、該
駆動系を、該クラッチから該駆動系の末端要素に至る第
1の分系と、エンジンから該クラッチに至る第2の分系
とに分割してから、該第1の分系については、該駆動系
の固有振動のモーダル座標とGuyanの静縮約で求め
た境界自由度とで表した運動方程式をたてるとともに、
該第2の分系については、該エンジン,該多段クラッチ
ディスク,外力としてのトルク変動を考慮した運動方程
式をたてたのち、上記の第1の分系及び第2の分系につ
いての運動方程式を連立させて、該多段クラッチディス
クの特性を入力して、解を求めることにより、該駆動系
全体についての捩り振動解析を行なう第1の捩り振動解
析法を用いて、該低速・軽負荷時領域の上限捩り角を決
定し、 更に、共振回転数が実用車速域以下となるように、該捩
り角・トルク特性における該高速・高負荷時領域を規定
するバネ定数を決定するとともに、部分構造合成法を用
いた第2の捩り振動解析法、即ち、該クラッチを境界に
して、該駆動系を、該クラッチから該駆動系の末端要素
に至る第1の分系と、エンジンから該クラッチに至る第
2の分系とに分割してから、該第1の分系については、
該駆動系の固有振動のモーダル座標とGuyanの静縮
約で求めた境界自由度とで表した運動方程式を、 【数2】 で示される誤差情報〔Kr〕を、該第1の分系内部の剛
性マトリックスと置換して、拘束モーダル手法にモード
補償を組み合わせてたてるとともに、該第2の分系につ
いては、該エンジン,該多段クラッチディスク,外力と
してのトルク変動を考慮した運動方程式をたてたのち、
上記の第1の分系及び第2の分系についての運動方程式
を連立させて、該多段クラッチディスクの特性を入力し
て、解を求めることにより、該駆動系全体についての捩
り振動解析を行なう第2の捩り振動解析法を用いて、該
高速・高負荷時領域の上限捩り角を決定することを特徴
とする、多段クラッチディスクについての捩り角・トル
ク特性決定方法。
9. A resonance rotational speed is not more than a practical vehicle speed range when determining torsion angle / torque characteristics at low speed / light load and high speed / high load of a multi-stage clutch disk as a non-linear element provided in a vehicle drive system. So that the twist angle
The spring constant that defines the low-speed / light-load region in the torque characteristic is determined, and the first torsional vibration analysis method using the partial structure synthesis method, that is, with the clutch as the boundary, the drive system is set to the clutch. From the engine to the end element of the drive system and the second system from the engine to the clutch, the first subsystem is divided into the natural vibrations of the drive system. The equation of motion expressed by the modal coordinates and the boundary degrees of freedom obtained by Guyan's static contraction is constructed, and
For the second subsystem, a motion equation considering the engine, the multi-stage clutch disc, and torque fluctuation as an external force is created, and then the equations of motion for the first subsystem and the second subsystem are created. At the low speed / light load by using the first torsional vibration analysis method for conducting torsional vibration analysis of the entire drive system by inputting the characteristics of the multi-stage clutch disc and obtaining a solution. The upper limit torsion angle of the region is determined, and further, the spring constant that defines the high-speed / high-load region in the torsion angle / torque characteristics is determined so that the resonance rotational speed is equal to or lower than the practical vehicle speed range, and the partial structure is also determined. A second torsional vibration analysis method using a synthesis method, that is, a first branch system from the clutch to the end element of the drive system with the clutch as a boundary, and an engine to the clutch. With the second subsystem Then, for the first subsystem,
The equation of motion expressed by the modal coordinates of the natural vibration of the drive system and the boundary degrees of freedom obtained by Guyan's static contraction is given by The error information [Kr] indicated by is replaced with the stiffness matrix inside the first subsystem to combine modal compensation with modal compensation, and the second subsystem is provided with the engine, After the multi-stage clutch disc and the equation of motion considering the torque fluctuation as the external force are created,
Torsional vibration analysis of the entire drive system is performed by simultaneously establishing simultaneous equations of motion for the first and second subsystems, inputting the characteristics of the multistage clutch disc, and obtaining a solution. A method for determining a torsion angle / torque characteristic for a multi-stage clutch disc, characterized in that an upper limit torsion angle in the high speed / high load region is determined by using a second torsion vibration analysis method.
【請求項10】 車両用駆動系に設けられる多段クラッ
チディスクにおいて、その捩り角・トルク特性における
高速・高負荷時領域の上限捩り角が、高速・高負荷時の
エンジン平均軸トルクの1.7倍近傍に対応する値に設
定されるとともに、該捩り角・トルク特性における該高
速・高負荷時領域の下限捩り角が、該高速・高負荷時の
エンジン平均軸トルクの0.5倍近傍に対応する値に設
定されていることを特徴とする、多段クラッチディス
ク。
10. In a multi-stage clutch disc provided in a vehicle drive system, an upper limit twist angle in a high-speed / high-load region in a twist angle / torque characteristic thereof is 1.7 of an engine average shaft torque at high-speed / high load. The value is set to a value close to double, and the lower limit twist angle of the high-speed / high-load region in the twist angle / torque characteristic is close to 0.5 times the engine average shaft torque at the high-speed / high load. A multi-stage clutch disc characterized by being set to corresponding values.
【請求項11】 車両用駆動系に設けられる多段クラッ
チディスクにおいて、その捩り角・トルク特性における
高速・高負荷時領域の上限捩り角が、高速・高負荷時の
エンジン平均軸トルクの1.7倍近傍に対応する値に設
定され、該捩り角・トルク特性における該高速・高負荷
時領域の下限捩り角及び低速・軽負荷時領域の上限捩り
角が、それぞれ該高速・高負荷時のエンジン平均軸トル
クの0.5倍近傍に対応する値に設定され、且つ、該捩
り角・トルク特性における該低速・軽負荷時領域の下限
捩り角が、該高速・高負荷時のエンジン平均軸トルクの
0.3倍近傍に対応する値に設定されていることを特徴
とする、多段クラッチディスク。
11. In a multi-stage clutch disc provided in a vehicle drive system, an upper limit twist angle in a high-speed / high-load region in a twist angle / torque characteristic thereof is 1.7 of an engine average shaft torque at high-speed / high load. It is set to a value corresponding to approximately twice, and the lower limit twist angle in the high speed / high load region and the upper limit twist angle in the low speed / light load region in the twist angle / torque characteristic are the engine at the high speed / high load, respectively. The value is set to a value corresponding to around 0.5 times the average shaft torque, and the lower limit of the torsion angle / torque characteristic in the low speed / light load region is the engine average shaft torque at the high speed / high load. A multi-stage clutch disc, which is set to a value corresponding to about 0.3 times.
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JP2015007537A (en) * 2013-06-24 2015-01-15 住友ゴム工業株式会社 Calculation method of energy loss of polymer material

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005113934A (en) * 2003-10-02 2005-04-28 Honda Motor Co Ltd Torsional vibration analysis method and its program
JP4520718B2 (en) * 2003-10-02 2010-08-11 本田技研工業株式会社 Torsional vibration analysis method and program thereof
JP2015007537A (en) * 2013-06-24 2015-01-15 住友ゴム工業株式会社 Calculation method of energy loss of polymer material

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Hage et al. Improving low frequency torsional vibrations NVH performance through analysis and test
Yoon et al. Analysis of vibro-impacts in a torsional system under both wide open throttle and coast conditions with focus on the multi-staged clutch damper
Yang et al. Quantifying the effect of initialization errors for enabling accurate online drivetrain simulations

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