JP2002213601A - 周波数復調技法を利用したギヤ状態診断方法 - Google Patents

周波数復調技法を利用したギヤ状態診断方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の変速機ケースで診断対象ギヤにパルス
生成器を装着し、前記パルス生成器の出力信号を周波数
変調してサンプリングした後、再び周波数復調して診断
対象ギヤの回転変化を追跡する周波数復調技法を利用し
たギヤ状態診断方法を提供する。 【解決手段】 本発明の周波数復調技法を利用したギヤ
状態診断方法は、点検対象ギヤの回転を感知するため、
パルス生成器から前記点検対象ギヤの回転速度の変化に
連動する電圧値を生成する段階；モニタリング手段が前
記生成された電圧値を周波数変調する段階；前記周波数
変調された電圧値を設定されたサンプリング時間の間サ
ンプリングして復調する段階；及び前記モニタリング手
段が前記復調された周波数をモニタリングし、全回転数
の中から前記点検対象ギヤの回転変化を追跡してギヤに
エラーが発生したか否かを判定する段階を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は周波数復調技法を利
用したギヤ状態診断方法に係り、より詳しくは、車両の
変速機ケースで診断対象ギヤにパルス生成器を装着し
て、前記パルス生成器の出力信号を周波数変調してサン
プリングした後、再び周波数復調して診断対象ギヤの回
転変化を追跡することができるようにするギヤ状態診断
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両の変速機は多数のギヤを備
えたパワートレインを含む。このようなギヤは各々特定
の変速段で他のギヤと噛合ってそのギヤ比に応じて入力
側の回転力を出力側に伝達する機能を果たす。
【０００３】車両開発におけるプロトタイプ用変速機の
ギヤのエラーを計測器で確認する方法としては、ギヤの
寸法エラーにより発生する雑音を認識する診断方式と、
モニターに出力される出力回転数による診断方式と、ト
ルク変動信号を利用する方式などがある。
【０００４】このような診断方式を適用するためには、
ギヤの状態を検出する方法が必要であるが、ギヤ状態検
出方式としては、変速機に装着されている車速センサー
の信号を受信する方式や、ＣＶジョイントの回転数を利
用してモニタリングする方式などのほか、変速機周辺に
オシロスコープや振動計または加速度計を設けて振動及
び加速度変化を検出して初期エラーの発生を感知する方
式もある。
【０００５】図１に、一般的な車速センサーを利用した
ギヤ状態診断技法の車速線図を示す。開発段階でギヤの
エラーを診断するためには、車速センサーによって車速
をモニタリングし、出力車速の推移を検出して、検出さ
れる出力車速が正常な値から逸脱した程度を確認する。
即ち、出力車速線が正常な車速線を離脱する地点でギヤ
にエラーが発生したと判定する（フェイル発生時）方法
で、例えば、図１は、経過時間が約２．０秒の地点でギ
ヤにエラーが発生し、車速が急激に低下する場合にモニ
タリングされた車速線図の例を示すものである。
【０００６】しかし、このような診断方式は装置及び車
両の実動を必要とするため、開発初期に多くの時間と費
用を削くことになる他、エラー発生時点の前後状況が分
からないためエラーの修正が困難という問題点がある。
【０００７】振動計や加速度計を利用してギヤのエラー
を診断する場合には、変速機全体の複合的なエラーの状
況は検出されるが、各々のギヤに対する回転時の瞬間的
な速度変化の推移とエラー発生の状況は計測が不可能で
あるため、信頼度が高いエラーの即時修正が困難という
問題点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、車両
の変速機ケースで診断対象ギヤにパルス生成器を装着
し、前記パルス生成器の出力信号を周波数変調してサン
プリングした後、再び周波数復調して診断対象ギヤの回
転変化を追跡する周波数復調技法を利用したギヤ状態診
断方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の周波数復調技法
を利用したギヤ状態診断方法は、点検対象ギヤの回転を
感知するためのパルス生成器から前記点検対象ギヤの回
転速度の変化に連動する電圧値を生成する段階、モニタ
リング手段が前記生成された電圧値を周波数変調する段
階、前記周波数変調された電圧値を設定されたサンプリ
ング時間サンプリングして復調する段階、及び前記モニ
タリング手段が前記復調された周波数をモニタリング
し、全回転数の中から前記点検対象ギヤの回転変化を追
跡してギヤにエラーが発生したか否かを判定する段階を
含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施例について説明する。図２は本発明の周波数復調
技法を利用したギヤ状態診断方法のフローチャートであ
る。図３はパルス生成器の装着図、図４はパルス生成器
の生成信号と周波数変調信号との例示図、図５は周波数
復調によって演算された回転数波形図である。
【００１１】前記パルス生成器２２は、図３に示したよ
うに、点検対象ギヤ２１の一側に対応して装備され、ギ
ヤの回転速度に比例する電圧値を生成する（ＳＴ２
２）。パルス生成器２２によって生成された電圧値は、
図４の（ａ）に示したように、１周期ごとに最大値１と
最小値−１との間を振動する方形波または三角波とな
る。前記パルス生成器２２によって生成された電圧値は
モニタリング手段２３に印加される。
【００１２】モニタリング手段２３は電圧周波数変換器
（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｖｅｒ
ｔｅｒ）を介して前記方形波または三角波の入力電圧値
を周波数変調し、図４の（ｂ）のような波形を生成する
（ＳＴ２３）。
【００１３】その後、モニタリング手段２３は設定され
たサンプリング時間の間、前記生成された波形をサンプ
リングする（ＳＴ２４）。サンプリングした周波数変調
信号は再び周波数復調技法によって復調される。この復
調された周波数信号はギヤの出力回転数を表している。
（ＳＴ２５）。モニタリング手段２３は、前記出力回転
数の中から回転変化状態を診断する（ＳＴ２６）。
【００１４】図５は、前記周波数復調によって演算され
た出力回転数の経過時間による変化を示すもので、これ
より、点検対象ギヤ２１のエラーの有無を判断する。即
ち、ギヤの正確な回転数推移を追跡することができるた
め、エラー現象を早期に把握することが可能となる。こ
の回転数推移を追跡することによって、軌跡が不規則で
あると確認されれば、点検対象ギヤ２１にフェイル判定
を下す（ＳＴ２７）、（ＳＴ２８）。一方、回転数の追
跡を通じて軌跡の規則性が確認されれば、点検対象ギヤ
２１は正常な状態にあると判断することができる。
【００１５】従って、ギヤのピッティング（Ｐｉｔｔｉ
ｎｇ）発生時やギヤの歯が破損した場合には、前記回転
数の軌跡は一定ではなく不規則的な波形となり、また不
正確な回転数の検出も可能になる。これより、プロトタ
イプ変速機開発時のギヤのエラーについて正確な診断が
可能になるので、開発試験が容易になる。
【００１６】また、ギヤのエラーを早期に感知して回転
数の軌跡を分析すれば、ギヤ値（Ｇｅａｒ Ｍｅｓｈ）
に対する瞬間的な回転変化状況が分かるようになるの
で、ギヤ衝突時の速度変化の前後状況を知ることがで
き、ギヤ衝突時のエラーに対する原因分析が可能にな
り、ラットル騒音の根源分析を通じてギヤのエラーを訂
正することも容易になる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の周波数復調技法を利用したギヤ
状態診断方法によれば、ギヤのエラー診断のためのギヤ
状態の計測が正確に行われ、ギヤの高速回転時の正確性
及び信頼性のあるデータの管理が可能になるので、事前
にギヤのエラーに対する早期原因分析が可能になるだけ
でなく、開発の信頼性を向上させる効果がある。
【００１８】また、変速機の各段（回転部ギヤ）で発生
するエラー現象を早期に検出して変速機の破損を防止す
ることができるので、変速機の完全分解にかかる人的及
び時間的資源の浪費を防止できるメリットもあるほか、
変速機の破損を防止できるので、開発に要する高価なプ
ロトタイプ変速機の台数を減らして開発費を節減するこ
とができる。そのほか、運転中の変速機の横で、早期エ
ラーの程度を知るために雑音及び振動を検出していた従
来法における危険性及び不便さを克服することができ
る。
【００１９】以上で本発明の好ましい実施例について説
明したが、本発明は様々な変化、変更及び均等物を用い
ることができる。本発明は前記実施例を適切に変形し
て、それと同じに応用することができることは自明であ
る。従って、前記記載内容は本発明の特許請求の範囲を
限定しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車速センサーを利用したギヤ状態診断時の車速
線図である。
【図２】本発明の周波数復調技法を利用したギヤ状態診
断方法のフローチャートである。
【図３】パルス生成器の装着図である。
【図４】パルス生成器の生成信号と周波数変調信号との
例示図である。
【図５】周波数復調によって演算された回転数波形図で
ある。
【符号の説明】
２１ ギヤ ２２ パルス生成器 ２３ モニタリング手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】点検対象ギヤの回転を感知するため、パル
    ス生成器からの、前記点検対象ギヤの回転速度の変化に
    連動する電圧値を生成する段階；モニタリング手段が前
    記生成された電圧値を周波数変調する段階；前記周波数
    変調された電圧値を、設定されたサンプリング時間、サ
    ンプリングして復調する段階；及び前記モニタリング手
    段が前記復調された周波数をモニタリングし、全回転数
    の中から前記点検対象ギヤの回転変化を追跡してギヤに
    エラーが発生したか否かを判定する段階；を含むことを
    特徴とする周波数復調技法を利用したギヤ状態診断方
    法。
  2. 【請求項２】 前記パルス生成器からの、前記点検対象
    ギヤの回転速度の変化に連動する電圧値を検出する段階
    で、 前記パルス生成器から検出される電圧値が方形波である
    ことを特徴とする、請求項１に記載の周波数復調技法を
    利用したギヤ状態診断方法。
  3. 【請求項３】 前記パルス生成器から前記点検対象ギヤ
    の回転速度の変化に連動する電圧値を検出する段階で、 前記パルス生成器から検出される電圧値が三角波である
    ことを特徴とする、請求項１に記載の周波数復調技法を
    利用したギヤ状態診断方法。
  4. 【請求項４】 前記モニタリング手段が前記検出された
    電圧値を周波数変調する段階で、 前記ギヤのエラー判定時に当たり、前記回転速度の軌跡
    が規則的でなければエラーが発生したと判定することを
    特徴とする、請求項１に記載の周波数復調技法を利用し
    たギヤ状態診断方法。
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