KR20110001506A

KR20110001506A - 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치

Info

Publication number: KR20110001506A
Application number: KR1020090059071A
Authority: KR
Inventors: 채창국; 이승민
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-06

Abstract

본 발명은 실차 조건으로 수동변속기의 래틀 소음을 정확히 구현하도록 엔진토크 변동을 재현하는 인풋 모터와 수동변속기에 부하를 가하는 아웃풋 모터를 포함하여 구성하고, 구성요소들을 각각의 흡차음재를 통해 외부와 차단시켜 수동변속기 래틀 민감도를 정확히 측정함으로써, 차량 개발 시에 별도의 튜닝 없이 수동변속기 자체의 래틀 민감도를 개선할 수 있어 제작원가를 절감시킬 수 있도록 한다.

수동변속기, 래틀 소음, 래틀 민감도

Description

수동변속기용 래틀 민감도 측정장치{RATTLE SENSITIVITY MEASURING INSTRUMENT FOR MANUAL TRANSMISSION}

본 발명은 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실차 조건으로 수동변속기의 래틀 소음을 정확히 구현하여 수동변속기 래틀 민감도를 측정하도록 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수동변속기 차량의 파워트레인 시스템은 엔진, 클러치, 변속기, 구동축 및 휠로 구분되며, 이 중, 클러치는 엔진에서 발생되는 차량의 동력을 변속기에 전달하거나 차단하는 역할 및 클러치 디스크의 슬립을 발생시켜 차량의 부드러운 출발을 가능하게 해주는 역할을 수행한다.

이러한 클러치는 엔진에서 발생하는 고유의 진동을 흡수하여 트랜스미션 방향으로 전달되는 진동을 흡수하는 중요한 기능을 하며, 구체적으로 엔진의 회전속도의 변동량(또는 각가속도 변동량)을 줄여주어 트랜스미션 내부에서 발생하는 기어들 간의 충돌에 의한 소음을 줄여주는 역할을 한다.

여기서, 수동변속기의 고질적인 문제 중 하나인 기어 래틀 소음은 운전 중에 각 기어들이 충돌하면서 발생되는 충격 에너지가 변속기 케이스에 진동을 발생시키 고, 이러한 진동이 각 마운트를 통해 실내로 전달되어 발생되는 불쾌한 소음을 말하며, 기어 백래쉬(Backlash)의 존재로 인해 피할 수 없는 현상으로 인식되고 있다.

이러한 래틀 소음을 저감하기 위하여 종래에는 클러치를 튜닝하거나 TGS 케이블, 흡차음재 등의 전달계를 개선하여 변속기로부터 차체로 전달되는 래틀 소음을 저감시키고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 트랜스미션 시스템에서 수동변속기의 래틀 소음을 저감시키기 위해 차량의 튜닝 시, 시행착오가 빈번히 발생되어 원가가 상승하며, 최근에는 엔진의 대형화(고토크화) 및 변속기의 대용량화에 따라 클러치의 튜닝으로는 래틀 소음을 저감시키는데 한계가 발생되는 문제점이 있다.

또한, 수동변속기의 래틀 소음을 근본적으로 저감시키기 위해서는 래틀 소음의 원인이 되는 변속기 내부 기어들끼리의 충돌에 의한 치차음을 저감시키도록 기어들끼리의 충돌확률을 낮춰 수동변속기 자체의 래틀 민감도를 개선하는 방법이 요구되지만, 이를 위해서는 수동변속기의 래틀 소음을 정확히 구현하여 래틀 민감도를 정확하게 측정해야 하나, 실차 조건의 엔진토크 변화량과 수동변속기에 가해지는 부하조건을 정확하게 구현하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 실차 조건으로 수동변속기의 래틀 소음을 정확히 구현하도록 엔진토크 변동을 재현하는 인풋 모터와 수동변속기에 부하를 가하는 아웃풋 모터를 포함하여 구성하고, 구성요소들을 각각의 흡차음재를 통해 외부와 차단시켜 수동변속기 래틀 민감도를 정확히 측정함으로써, 차량 개발 시에 별도의 튜닝 없이 수동변속기 자체의 래틀 민감도를 개선할 수 있어 제작원가를 절감시킬 수 있도록 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치는 실차 조건으로 수동변속기의 래틀 소음을 구현하여 수동변속기 래틀 민감도를 측정하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치에 있어서, 실험실 바닥에 설치되는 베이스 플레이트; 차량의 엔진토크 변동을 재현하기 위해 상기 베이스 플레이트의 일측 상부에 설치되며, 컨버터와 연결되는 인풋 모터; 상기 인풋 모터의 구동축에 일단이 연결되는 인풋 샤프트; 상기 수동변속기를 지지하기 위해 상기 인풋 샤프트의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트 상에 설치되며, 상기 인풋 샤프트와 연결되는 변속기 지지유닛; 상기 수동변속기에 부하를 가하도록 상기 베이스 플레이트의 타측 상부에 설치되며, 상기 컨버터와 연결되는 아웃풋 모터; 상기 아웃풋 모터의 구동축에 일단이 연결되는 아웃풋 샤프트; 상기 아웃풋 샤프트의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트 상에 장착되며, 상기 인풋 샤프트에서 발생하는 비틀림 변동량으로부터 아웃풋 샤프트를 절연시키기 위해 상기 아웃풋 샤프트와 연결되는 디커플링(Decoupling)유닛; 상기 컨버터와 연결되어 상기 인풋 모터와 아웃풋 모터를 제어하는 제어기; 및 상기 수동변속기와 연결되어 수동변속기로부터 발생되는 래틀 소음을 측정하는 측정기를 포함한다.

상기 변속기 지지유닛은 상기 인풋 샤프트의 타단부에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트 상에 장착되는 장착 프레임; 및 링 형상으로 상기 수동변속기가 장착되도록 상기 장착 프레임의 상부에 장착되며, 중앙은 상기 인풋 샤프트와 연결되는 변속기 장착판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 디커플링 유닛은 상기 아웃풋 샤프트의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트 상에 장착되는 장착 서포트; 상기 장착 서포트를 통해 장착되며, 일측이 상기 아웃풋 샤프트의 타단과 연결되고, 외부는 휠 흡차음재로 차단되는 DMF(Dual Mass Flywheel); 및 상기 DMF의 타측에 장착되며, 상기 인풋 모터로부터 회전력을 전달받도록 상기 변속기 지지유닛을 통해 장착된 수동변속기의 출력축과 연결되는 아답터 샤프트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 인풋 모터와 아웃풋 모터는 각각 지지대를 통해 상기 베이스 플레이트 상에 설치되며, 상기 지지대 상에서 높이 조절이 가능하도록 조절블록을 통해 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트는 그 재질이 탄소섬유 강화 플라스틱 소재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 인풋 모터와 아웃풋 모터는 구동 시 발생되는 소음이 유출되는 것을 방지하도록 모터 흡차음재를 통해 외부와 차단되는 것을 특징으로 한다.

상기 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트는 상기 각 모터의 작동에 의한 회전 시, 소음 발생을 방지하도록 샤프트 흡차음재를 통해 외부와 차단되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치에 의하면, 엔진토크 변동을 재현하는 인풋 모터와 수동변속기에 부하를 가하는 아웃풋 모터를 포함하여 구성하고, 각 구성요소를 각각의 흡차음재를 통해 외부와 차단시킴으로써, 실차 조건으로 수동변속기의 래틀 소음을 정확하게 구현시킬 수 있어 측정대상 수동변속기의 래틀 민감도를 정확히 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치는 차량 개발 시, 별도의 클러치나 동력 전달계의 튜닝 없이 수동변속기 자체의 래틀 민감도를 개선하여 차량에 적용할 수 있어 원가절감 및 작업공수를 줄일 수 있고, 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능을 향상시키는 효과도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 A부분 확대 사시도이며, 도 3은 도 1의 B부분 확대 사시도이고, 도 4는 도 3의 C부분 확대 사시도로서, 본 발명의 실시예에 따른 디커플링 유닛의 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치(1)는 실차 조건으로 수동변속기(70)의 래틀 소음을 정확히 구현하도록 엔진토크 변동을 재현하는 인풋 모터(10)와 수동변속기(70)에 부하를 가하는 아웃풋 모터(30)를 포함하여 구성하고, 구성요소들을 각각의 흡차음재(13, 15, 33, 35, 47)를 통해 외부와 차단시켜 수동변속기(70)의 래틀 민감도를 정확히 측정함으로써, 차량 개발 시에 별도의 클러치 튜닝 없이 수동변속기(70) 자체의 래틀 민감도를 개선할 수 있어 래틀 소음을 저감시키고, 전체적인 원가를 절감시킬 수 있도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치(1)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 베이스 플레이트(3), 인풋 모터(10), 인풋 샤프트(11), 변속기 지지유닛(20), 아웃풋 모터(30), 아웃풋 샤프트(31), 디커플링 유닛(40), 제어기(50), 및 측정기(60)로 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 베이스 플레이트(3)은 실험실 바닥에 설치된다.

이러한 베이스 플레이트(3)의 일측 상부에는 차량의 엔진토크 변동을 재현하기 위한 인풋 모터(10)가 설치되며, 이러한 인풋 모터(10)는 컨버터(9)와 연결된다.

상기 인풋 샤프트(11)는 상기 인풋 모터(10)의 구동축에 일단이 연결된다.

본 실시예에서, 상기 변속기 지지유닛(20)은 상기 수동변속기(70)를 지지하기 위해 상기 인풋 샤프트(11)의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트(3) 상에 설치되며, 상기 인풋 샤프트(11)와 연결된다.

이러한 변속기 지지유닛(20)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 장착 프레임(21)과 변속기 장착판(23)을 이루어진다.

먼저, 상기 장착 프레임(21)은 상기 인풋 샤프트(11)의 타단부에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트(3) 상에 장착된다.

그리고 상기 변속기 장착판(23)은 링 형상으로 상기 수동변속기(70)가 장착되도록 상기 장착 프레임(21)의 상부에 장착되며, 중앙은 상기 인풋 샤프트(11)와 연결된다.

즉, 상기 수동변속기(70)는 상기 변속기 장착판(23)을 통해 장착된 상태로, 상기 수동변속기(70)의 입력축이 상기 인풋 모터(10)와 연결된 상기 인풋 샤프트(11)와 연결됨으로써, 엔진 토크변동을 재현하는 상기 인풋 모터(10)의 구동력을 전달받게 된다.

본 실시예에서, 상기 아웃풋 모터(30)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 수동변속기(70)에 부하를 가하도록 상기 베이스 플레이트(3)의 타측 상부에 설치되면, 상기 컨버터(9)와 연결된다.

이러한 아웃풋 모터(30)의 구동축은 상기 아웃풋 샤프트(31)의 일단과 연결된다.

여기서, 상기 인풋 모터(10)와 아웃풋 모터(30)는 각각 지지대(5, 7)를 통해 상기 베이스 플레이트(3) 상에 설치되며, 상기 각 지지대(5, 7) 상에서 높이 조절이 가능하도록 각 모서리부가 각각 조절블록(8)을 통해 장착되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 인풋 모터(10)와 아웃풋 모터(30)는 구동 시 발생되는 소음이 실험실로 유출되는 것을 방지하도록 상기 인풋 모터(10)와 아웃풋 모터(30)의 외부를 각각 모터 흡차음재(13, 33)를 통해 외부와 차단된다.

본 실시예에서, 상기 인풋 샤프트(11)는 엔진 토크변동을 재현하는 상기 인풋 모터(10)의 회전 가진력을 오차 없이 상기 수동변속기(70)로 그대로 전달하기 위해 그 재질이 극 비틀림 고강성의 특성을 갖는 탄소섬유 강화 플라스틱(CFK) 소재의 튜브형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 아웃풋 샤프트(31)는 상기 인풋 모터(10)와 아웃풋 모터(30) 간 완벽한 절연을 위해 그 재질이 상기 인풋 샤프트(11)와 동일한 재질인 탄소섬유 강화 플라스틱(CFK) 소재의 튜브형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 인풋 샤프트(11)와 아웃풋 샤프트(31)는 상기 인풋 모터(10)와 아웃풋 모터(30)의 작동에 의한 회전 시, 소음 발생을 방지하도록 각각 샤프트 흡차음재(15, 35)를 통해 외부와 차단되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 디커플링 유닛(40)은 상기 아웃풋 샤프트(31)의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트(3) 상에 장착되며, 상기 인풋 샤프트(11)에서 발생하는 비틀림 변동량으로부터 아웃풋 샤프트(31)를 절연시키기 위해 상기 아웃풋 샤프트(31)와 연결된다.

이러한 디커플링 유닛(40)은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 장착 서포트(41), DMF(43 :Dual Mass Flywheel), 및 아답터 샤프트(45)로 이루어진다.

먼저, 상기 장착 서포트(41)는 상기 아웃풋 샤프트(31)의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트(3) 상에 장착된다.

본 실시예에서, 상기 DMF(43)는 상기 장착 서포트(41)를 통해 장착되며, 일측이 상기 아웃풋 샤프트(31)의 타단과 연결되고, 외측 둘레가 휠 흡차음재(47)로 둘러싸여져 외부와 차단된다.

그리고 상기 아답터 샤프트(45)는 상기 DMF(43)의 타측에 장착되며, 상기 인풋 모터(10)로부터 회전력을 전달받도록 상기 변속기 지지유닛(20)을 통해 장착된 수동변속기(70)의 출력축과 연결된다.

본 실시예에서, 상기 제어기(50)는 상기 컨버터(9)와 연결되며, 상기 컨버터(9)와 각각 연결되는 상기 인풋 모터(10)와 아웃풋 모터(30)를 설정모드에 따라 제어하게 된다.

그리고 상기 측정기(60)는 상기 수동변속기(70)와 연결되어 수동변속기(70)로부터 발생되는 래틀 소음을 측정하게 된다.

여기서, 상기 측정기(60)는 래틀 소음 측정 시, 상기 인풋 및 아웃풋 모 터(10, 30), 인풋 및 아웃풋 샤프트(11, 31) 및 DMF(43)의 소음이 상기 모터 흡차음재(13, 33), 샤프트 흡차음재(15, 35), 및 휠 흡차음재(47)를 통해 실험실로 유출되는 것을 방지시킨 상태로 측정을 실시함으로써, 소음 없이 측정 대상인 수동변속기(70)의 래틀 소음을 정확히 측정할 수 있게 된다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치(1)는 측정 대상 수동변속기(70)의 래틀 민감도를 정확하게 측정할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치(1)를 적용하면, 엔진토크 변동을 재현하는 인풋 모터(10)와 수동변속기(70)에 부하를 가하는 아웃풋 모터(30)를 포함하여 구성하고, 구성요소들을 각각의 흡차음재(13, 15, 33, 35, 47)를 통해 외부와 차단시킴으로써, 실차 조건으로 수동변속기(70)의 래틀 소음을 정확하게 구현시킬 수 있어 측정대상 수동변속기(70)의 래틀 민감도를 정확히 측정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치(1)는 차량 개발 시, 별도의 클러치 튜닝이나 동력 전달계의 개선을 통한 시행착오 없이 수동변속기(70) 자체의 래틀 민감도를 개선하여 차량에 적용할 수 있어 원가절감 및 작업공수를 줄일 수 있고, 차량의 NVH(Noise Vibration Harshness) 성능을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치의 구성도이다.

도 2는 도 1의 A부분 확대 사시도이다.

도 3은 도 1의 B부분 확대 사시도이다.

도 4는 도 3의 C부분 확대 사시도로서, 본 발명의 실시예에 따른 디커플링 유닛의 사시도이다.

Claims

실차 조건으로 수동변속기의 래틀 소음을 구현하여 수동변속기 래틀 민감도를 측정하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치에 있어서,

실험실 바닥에 설치되는 베이스 플레이트;

차량의 엔진토크 변동을 재현하기 위해 상기 베이스 플레이트의 일측 상부에 설치되며, 컨버터와 연결되는 인풋 모터;

상기 인풋 모터의 구동축에 일단이 연결되는 인풋 샤프트;

상기 수동변속기를 지지하기 위해 상기 인풋 샤프트의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트 상에 설치되며, 상기 인풋 샤프트와 연결되는 변속기 지지유닛;

상기 수동변속기에 부하를 가하도록 상기 베이스 플레이트의 타측 상부에 설치되며, 상기 컨버터와 연결되는 아웃풋 모터;

상기 아웃풋 모터의 구동축에 일단이 연결되는 아웃풋 샤프트;

상기 아웃풋 샤프트의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트 상에 장착되며, 상기 인풋 샤프트에서 발생하는 비틀림 변동량으로부터 아웃풋 샤프트를 절연시키기 위해 상기 아웃풋 샤프트와 연결되는 디커플링(Decoupling)유닛;

상기 컨버터와 연결되어 상기 인풋 모터와 아웃풋 모터를 제어하는 제어기; 및

상기 수동변속기와 연결되어 수동변속기로부터 발생되는 래틀 소음을 측정하 는 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 변속기 지지유닛은

상기 인풋 샤프트의 타단부에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트 상에 장착되는 장착 프레임; 및

링 형상으로 상기 수동변속기가 장착되도록 상기 장착 프레임의 상부에 장착되며, 중앙은 상기 인풋 샤프트와 연결되는 변속기 장착판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 디커플링 유닛은

상기 아웃풋 샤프트의 타단에 대응하는 위치에서 상기 베이스 플레이트 상에 장착되는 장착 서포트;

상기 장착 서포트를 통해 장착되며, 일측이 상기 아웃풋 샤프트의 타단과 연결되고, 외부는 휠 흡차음재로 차단되는 DMF(Dual Mass Flywheel); 및

상기 DMF의 타측에 장착되며, 상기 인풋 모터로부터 회전력을 전달받도록 상기 변속기 지지유닛을 통해 장착된 수동변속기의 출력축과 연결되는 아답터 샤프트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 인풋 모터와 아웃풋 모터는 각각 지지대를 통해 상기 베이스 플레이트 상에 설치되며, 상기 지지대 상에서 높이 조절이 가능하도록 조절블록을 통해 장착되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트는 그 재질이 탄소섬유 강화 플라스틱 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 인풋 모터와 아웃풋 모터는 구동 시 발생되는 소음이 유출되는 것을 방지하도록 모터 흡차음재를 통해 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트는 상기 각 모터의 작동에 의한 회전 시, 소음 발생을 방지하도록 샤프트 흡차음재를 통해 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는 수동변속기용 래틀 민감도 측정장치.