JP2021081193A - Gear noise measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,ギヤノイズの測定方法に関するものであり,例えば,HV(Hybrid Vehicle)トランスアクスルのように,2つの回転電機と複数の入出力回転軸を有する供試体の各所から発生するノイズを測定するギヤノイズの測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring gear noise, and measures noise generated from various parts of a specimen having two rotating electric machines and a plurality of input / output rotating shafts, such as an HV (Hybrid Vehicle) transaxle. The present invention relates to a method for measuring gear noise.
ハイブリッド自動車に用いられるHVトランスアクスルは,2つのモータ・ジェネレータ(以下,MGという)とデフとを有し,それらが各種のギヤを介して連結されているものである。2つのMGは,エンジンからの駆動力を受けて回転され,各種のギヤとデフとを介して,両輪へつながる出力軸を回転させる。以下では,エンジンからの入力軸が連結され,主にジェネレータとして機能する側のMGをMG1という。また,各種のギヤとデフとを介して両輪への出力軸が連結され,主にモータとして機能する側のMGをMG2という。なお,各種のギヤには2つのプラネタリギヤのリングギヤが一体化されたカウンタードリブンギヤが含まれ,MG1の回転軸はFrプラネタリギヤのサンギヤに,MG2の回転軸はRrプラネタリギヤのサンギヤに接続されている。 The HV transaxle used in a hybrid vehicle has two motor generators (hereinafter referred to as MG) and a differential, which are connected via various gears. The two MGs are rotated by receiving a driving force from the engine, and rotate the output shafts connected to both wheels via various gears and differentials. In the following, the MG on the side where the input shafts from the engine are connected and mainly functions as a generator is referred to as MG1. Further, the MG on the side where the output shafts to both wheels are connected via various gears and differentials and mainly functions as a motor is called MG2. The various gears include a counter-driven gear in which the ring gears of the two planetary gears are integrated. The rotating shaft of MG1 is connected to the sun gear of Fr planetary gear, and the rotating shaft of MG2 is connected to the sun gear of Rr planetary gear.
例えば,特許文献1には,第1および第2の回転電機(MG1,MG2)を有する供試体について,第1および第2の入出力回転軸を,MG1が回転しない回転速度比にて回転させ,その状態でマイクによりアコースティックノイズを取得することが記載されている。
For example, in
HVトランスアクスルのギヤノイズ測定は,ワークモータのMG1の軸及びMG2の軸と,車両側のエンジン軸及びデフ軸の4軸を駆動する制御を行う。そしてワークモータは,トルク制御を行い,エンジン軸及びデフ軸は車両加減速を再現する回転数制御を行うことにより,ギヤ対にトルク負荷をかけながら,加速及び減速のスイープ制御を実施する。 The gear noise measurement of the HV transaxle controls to drive the MG1 shaft and the MG2 shaft of the work motor, and the four shafts of the engine shaft and the differential shaft on the vehicle side. Then, the work motor performs torque control, and the engine shaft and differential shaft perform rotation speed control that reproduces vehicle acceleration / deceleration, thereby performing sweep control of acceleration and deceleration while applying a torque load to the gear pair.
しかしながら,この制御では,ワークモータのMG1及びMG2に電流を印加してトルク負荷をかける必要があるので,制御機器が多くなり設備が高額になるという問題があった。 However, in this control, it is necessary to apply a current to MG1 and MG2 of the work motor to apply a torque load, so that there is a problem that the number of control devices increases and the equipment becomes expensive.
本発明は,ワークモータでトルク負荷をかけない無負荷測定で設備を簡素化すると共に測定の品質を担保することのできるギヤノイズの測定方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gear noise measuring method capable of simplifying equipment and ensuring the quality of measurement by no-load measurement in which a torque load is not applied by a work motor.
一実施形態のギヤノイズの測定方法は,第1回転電機と,第2回転電機と,前記第1回転電機及びエンジンの回転を伝達するエンジン軸と,デフ軸とを備え,前記エンジン軸のカウンタードライブギヤ及び前記第2回転電機のドライブギヤと,カウンタードリブンギヤでカウンターギヤ対を構成し,前記カウンタードリブンギヤと,前記デフ軸のギヤでファイナルギヤ対を構成する,HVトランスアクスルに対して,前記第1回転電機及び前記第2回転電機に電流を印加させず,前記エンジン軸と前記デフ軸との回転数差を増加させることにより,カウンターギヤ対とファイナルギヤ対において引きずりトルクが発生するように,エンジン軸とデフ軸を回転させ,発生したギヤノイズを測定するようにした。 The gear noise measuring method of one embodiment includes a first rotary electric machine, a second rotary electric machine, an engine shaft for transmitting the rotation of the first rotary electric machine and the engine, and a differential shaft, and a counter drive of the engine shaft. The first gear, the drive gear of the second rotary electric machine, and the counter-driven gear form a counter gear pair, and the counter-driven gear and the differential shaft gear form a final gear pair. The engine so that drag torque is generated in the counter gear pair and the final gear pair by increasing the rotation speed difference between the engine shaft and the differential shaft without applying a current to the rotary electric machine and the second rotary electric machine. The shaft and differential shaft were rotated to measure the generated gear noise.
本発明によれば,ワークモータでトルク負荷をかけない無負荷測定で設備を簡素化すると共に測定の品質を担保することのできるギヤノイズの測定方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gear noise measuring method capable of simplifying equipment and ensuring the quality of measurement by no-load measurement in which a torque load is not applied by a work motor.
本実施の形態
以下,図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図面において,同一又は対応する要素には同一の符号が付されており,説明の明確化のため,必要に応じて重複説明を省略する。
Embodiments of the present invention Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding elements are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted as necessary to clarify the explanations.
図1は,本実施の形態に係るギヤノイズ測定の対象であるHVトランスアクスルの一例を示す模式図である。また図2は,本実施の形態に係るギヤノイズ測定の対象であるHVトランスアクスルの一例を示す模式図である。図2は図1と異なる角度からHVトランスアクスルを表した図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of an HV transaxle that is a target of gear noise measurement according to the present embodiment. Further, FIG. 2 is a schematic view showing an example of an HV transaxle that is a target of gear noise measurement according to the present embodiment. FIG. 2 is a view showing the HV transaxle from an angle different from that of FIG.
図1及びにおいて,HVトランスアクスル100は,ワークモータであるMG1及びMG2と,E/Gカウンタードライブギヤ110と,Moドライブギヤ120と,カウンタードリブンギヤ130と,デフ140とを備える。また,ギヤノイズ測定時にはHVトランスアクスル内にマイク206が配置される。
In FIGS. 1 and 1, the
MG1は,主にジェネレータとして機能する側のMG(Motor Generator)である。また,MG2は,主にモータとして機能する側のMGである。MG1及びMG2は回転電機とも呼ばれる。さらに,MG1のロータの回転軸101と同軸の位置には,このHVトランスアクスル100が自動車に搭載された状態で内燃機関(図示しない)からの駆動を受けるエンジン軸111が配置されている。
MG1 is an MG (Motor Generator) that mainly functions as a generator. Further, MG2 is an MG on the side that mainly functions as a motor. MG1 and MG2 are also called rotary electric machines. Further, at a position coaxial with the
E/Gカウンタードライブギヤ110は,ギヤの回転中心から一方に伸びるエンジン軸111と,ギヤの回転中心から他方に伸びるMG1の回転軸101を備える。エンジン軸111は内燃機関(図示しない)と接続して,内燃機関の回転運動を伝達する。MG1の回転軸101はワークモータMG1と接続して,ワークモータMG1の回転運動を伝達する。
The E / G
MG1の回転軸101及びエンジン軸111と,MG2の回転軸121は,カウンタードリブンギヤ130を介して結合されている。具体的には,カウンタードリブンギヤ130は,第1カウンタードリブンギヤ131と第2カウンタードリブンギヤ132とが同軸で結合されている。そして,E/Gカウンタードライブギヤ110及びMoドライブギヤ120が,第1カウンタードリブンギヤ131と噛み合っている。また,デフ140のギヤ141が第2カウンタードリブンギヤ132と噛み合っている。これにより,E/Gカウンタードライブギヤ110と,Moドライブギヤ120とデフ140とが,カウンタードリブンギヤ130を介して結合されている。
The
エンジン軸111のE/Gカウンタードライブギヤ110及びMG2のMoドライブギヤ120と,第1カウンタードリブンギヤ131でカウンターギヤ対が構成される。
また,第2カウンタードリブンギヤ132と,デフ140のギヤ141でファイナルギヤ対が構成される。
A counter gear pair is composed of an E / G
Further, the second counter driven
本実施の形態のギヤノイズ測定方法は,以上の構成を有するHVトランスアクスル100のカウンターギヤ対及びでファイナルギヤ対から発生されるギヤノイズを測定する。
The gear noise measuring method of the present embodiment measures the gear noise generated from the counter gear pair and the final gear pair of the
次に本実施の形態のギヤノイズ測定方法でもちいるギヤノイズ測定装置について説明する。図3は,本実施の形態に係るギヤノイズ測定装置の一例を示すブロック図である。図3において,測定装置200は,指示入力部201と,速度指令制御部202と,第1サーボアンプ203−1と,第2サーボアンプ203−2と,第1モータ204−1と,第2モータ204−2と,第1トルクメータ205−1と,第2トルクメータ205−2と,マイク206と,FFT装置207と,ノイズ測定結果取得部208とを備える。
Next, the gear noise measuring device used in the gear noise measuring method of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the gear noise measuring device according to the present embodiment. In FIG. 3, the
指示入力部201は,速度指令の入力を受け付けるインターフェース回路である。
速度指令制御部202は,指示入力部201から入力された速度指令に従って,第1サーボアンプ203−1及び第2サーボアンプ203−2に出力する制御回路である。
The
The speed
第1サーボアンプ203−1は,速度指令制御部202から指示された速度指令に基づいて第1モータ204−1の回転数を制御するサーボアンプである。第2サーボアンプ203−2は,速度指令制御部202から指示された速度指令に基づいて第2モータ204−2の回転数を制御するサーボアンプである。
The first servo amplifier 203-1 is a servo amplifier that controls the rotation speed of the first motor 204-1 based on the speed command instructed by the speed
第1モータ204−1は,エンジン軸111を回転させるモータである。第2モータ204−2は,デフ軸142を回転させるモータである。
The first motor 204-1 is a motor that rotates the
第1トルクメータ205−1は,MG1の回転軸101にかかるトルク負荷を測定するトルクメータである。第2トルクメータ205−2は,MG2の回転軸121にかかるトルク負荷を測定するトルクメータである。
The first torque meter 205-1 is a torque meter that measures the torque load applied to the rotating
マイク206は,発生したギヤノイズを集音して電気信号に変換する。そしてマイク206は,電気信号に変換したノイズ信号をFFT装置207に出力する。
The
FFT装置207は,マイク206から受けたノイズ信号をフーリエ変換して周波数解析する。そして,FFT装置207は,周波数解析した結果をノイズ測定結果取得部208に出力する。例えば,FFT装置は,CPU(Central Processing Unit)及びメモリを備えるコンピュータ装置が好適である。
The
ノイズ測定結果取得部208は,周波数解析した結果を表示する。例えば,ノイズ測定結果取得部208は,液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイが好適である。
The noise measurement
以上の構成により,本実施の形態のギヤノイズの測定方法は,HVトランスアクスル100に対して,第1回転電機MG1及び第2回転電機MG2に電流を印加させず,エンジン軸111とデフ軸142との回転数差を増加させることにより,カウンターギヤ対とファイナルギヤ対において引きずりトルクが発生するように,エンジン軸111とデフ軸142を回転させ,発生したギヤノイズを測定する。次に,エンジン軸111とデフ軸142の回転数制御について説明する。
With the above configuration, in the gear noise measuring method of the present embodiment, no current is applied to the first rotating electric machine MG1 and the second rotating electric machine MG2 with respect to the
図4は,従来のギヤノイズの測定方法におけるスイープ制御の一例を示すグラフである。また,図5は,本実施の形態に係るギヤノイズの測定方法におけるスイープ制御の一例を示すグラフである。図4及び図5において,縦軸は各軸の回転数(rpm)及びトルク(N・m)を示す。また横軸は時刻を示す。 FIG. 4 is a graph showing an example of sweep control in the conventional gear noise measuring method. Further, FIG. 5 is a graph showing an example of sweep control in the gear noise measuring method according to the present embodiment. In FIGS. 4 and 5, the vertical axis indicates the rotation speed (rpm) and torque (Nm) of each axis. The horizontal axis shows the time.
図4は,従来の方法により,ワークモータのMG1及びMG2に電流を流してトルク負荷をかけながら,エンジン軸及びデフ軸は車両加減速を再現する回転数制御を行った結果である。図5は,本実施の形態の方法により,ワークモータのMG1及びMG2に電流を流さずに,エンジン軸及びデフ軸は車両加減速を再現する回転数制御を行った結果である。 FIG. 4 shows the result of rotating the engine shaft and the differential shaft to reproduce vehicle acceleration / deceleration while applying a torque load by passing a current through MG1 and MG2 of the work motor by a conventional method. FIG. 5 shows the result of rotating the engine shaft and the differential shaft to reproduce the vehicle acceleration / deceleration without passing a current through the MG1 and MG2 of the work motor by the method of the present embodiment.
図4では,デフ軸の回転数の変化を12rpm/s,エンジン軸の回転数の変化を24rpm/sとしている。一方,図5では,デフ軸の回転数の変化を120rpm/s,エンジン軸の回転数の変化を240rpm/sとしている。したがって,エンジン軸の回転数の変化量とデフ軸の回転数の変化量との差は,120rpm/sとなる。 In FIG. 4, the change in the rotation speed of the differential shaft is 12 rpm / s, and the change in the rotation speed of the engine shaft is 24 rpm / s. On the other hand, in FIG. 5, the change in the rotation speed of the differential shaft is 120 rpm / s, and the change in the rotation speed of the engine shaft is 240 rpm / s. Therefore, the difference between the amount of change in the engine speed and the amount of change in the differential shaft speed is 120 rpm / s.
図4に示すように,従来はワークモータに電流を流す制御によりワークモータ自身がトルク負荷を発生させていた。一方,図5に示すように,本実施の形態では,ワークモータに電流を印加せずに,測定時のスイープ速度を上げた慣性による引きずりトルク負荷にてワークモータMG1及びMG2にトルク負荷を発生させることができている。 As shown in FIG. 4, conventionally, the work motor itself generates a torque load by controlling the flow of current through the work motor. On the other hand, as shown in FIG. 5, in the present embodiment, a torque load is generated on the work motors MG1 and MG2 by a drag torque load due to inertia that increases the sweep speed at the time of measurement without applying a current to the work motor. I can make you.
このように,本実施の形態のギヤノイズ測定方法によれば,測定時のスイープ速度を上げて慣性による引きずりトルク負荷にてワークモータMG1及びMG2にトルク負荷を発生させることにより,ワークモータMG1及びMG2に電流を印加することなく,ギヤノイズ測定を成立させることができる。 As described above, according to the gear noise measuring method of the present embodiment, the work motors MG1 and MG2 are generated by increasing the sweep speed at the time of measurement and generating a torque load on the work motors MG1 and MG2 by the drag torque load due to inertia. Gear noise measurement can be established without applying current to the.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施の形態では,デフ軸の回転数の変化を120rpm/s,エンジン軸の回転数の変化を240rpm/sとしている例について説明しているが,デフ軸の回転数の変化量及びエンジン軸の回転数の変化量を更に大きくしてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. For example, in the present embodiment, an example in which the change in the rotation speed of the differential shaft is 120 rpm / s and the change in the rotation speed of the engine shaft is 240 rpm / s is described. The amount of change in the rotation speed of the engine shaft may be further increased.
100 HVトランスアクスル
101 回転軸
110E/G カウンタードライブギヤ
111 エンジン軸
120 Moドライブギヤ
121 回転軸
130 カウンタードリブンギヤ
131 第1カウンタードリブンギヤ
132 第2カウンタードリブンギヤ
140 デフ
141 ギヤ
142 デフ軸
200 測定装置
201 指示入力部
202 速度指令制御部
203−1 第1サーボアンプ
203−2 第2サーボアンプ
204−1 第1モータ
204−2 第2モータ
205−1 第1トルクメータ
205−2 第2トルクメータ
206 マイク
207 FFT装置
208 ノイズ測定結果取得部
MG1,MG2 ワークモータ
100
Claims (1)
前記エンジン軸のカウンタードライブギヤ及び前記第2回転電機のドライブギヤと,カウンタードリブンギヤでカウンターギヤ対を構成し,
前記カウンタードリブンギヤと,前記デフ軸のギヤでファイナルギヤ対を構成する,HVトランスアクスルに対して,
前記第1回転電機及び前記第2回転電機に電流を印加させず,
前記エンジン軸と前記デフ軸との回転数差を増加させることにより,カウンターギヤ対とファイナルギヤ対において引きずりトルクが発生するように,エンジン軸とデフ軸を回転させ,
発生したギヤノイズを測定する,ギヤノイズの測定方法。 It is provided with a first rotary electric machine, a second rotary electric machine, an engine shaft for transmitting the rotation of the first rotary electric machine and the engine, and a differential shaft.
A counter gear pair is composed of the counter drive gear of the engine shaft, the drive gear of the second rotary electric machine, and the counter driven gear.
For the HV transaxle, which constitutes the final gear pair with the counter-driven gear and the gear of the differential shaft.
No current was applied to the first rotary electric machine and the second rotary electric machine.
By increasing the rotation speed difference between the engine shaft and the differential shaft, the engine shaft and the differential shaft are rotated so that drag torque is generated between the counter gear pair and the final gear pair.
A method of measuring gear noise that measures the generated gear noise.
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