ノイズ測定装置およびノイズ測定方法
【課題】簡単な制御でＭＧ２によるノイズの測定精度を上昇させることのできるノイズ測定装置およびノイズ測定方法を提供すること。
【解決手段】本発明のノイズ測定装置１は，第１および第２の回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）を有する供試体１０の回転時のアコースティックノイズを測定するものであって，第１および第２の入出力回転軸（３１，３２，３３）の回転速度を個別に操作するモータ４２，４４，４７と，各モータを制御する操作計測盤２０と，供試体１０のアコースティックノイズを取得するマイク２４とを有し，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２４により供試体１０のアコースティックノイズを取得するものである。
【解決手段】本発明のノイズ測定装置１は，第１および第２の回転電機（ＭＧ１，ＭＧ２）を有する供試体１０の回転時のアコースティックノイズを測定するものであって，第１および第２の入出力回転軸（３１，３２，３３）の回転速度を個別に操作するモータ４２，４４，４７と，各モータを制御する操作計測盤２０と，供試体１０のアコースティックノイズを取得するマイク２４とを有し，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２４により供試体１０のアコースティックノイズを取得するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，例えばＨＶ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ための測定装置および測定方法に関する。さらに詳細には，２つの回転電機のそれぞれを発生源とするノイズを個別に測定できるノイズ測定装置およびノイズ測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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，それらが各種のギア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，各種のギアとデフとを介して，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，各種のギア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，各種のギアには２つのプラネタリギアのリングギアが一体化された複合プラネタリギアが含まれ，ＭＧ１の回転軸はＦｒプラネタリギアのサンギアに，ＭＧ２の回転軸はＲｒプラネタリギアのサンギアに接続されている。
【０００３】
モータノイズ，ギアノイズ等のノイズを測定する際には，ノイズの発生源毎にできるだけ個別に測定することが望まれる。しかし，ノイズの測定は，一般にマイクによる集音によって行われるため，測定対象箇所から発生するノイズを，測定箇所以外の駆動音や測定装置自体によるノイズと分けて抽出することは難しい。これに対してギアノイズの測定方法として従来より，ダミー供試体を用いて暗騒音を求める測定方法（特許文献１参照。）や，冷却装置のモータ騒音を小さくした測定方法（特許文献２参照。）等が提案されている。
【０００４】
なお，従来のＨＶトランスアクスルのノイズ測定方法は，以下のようなものであった。まず，測定対象のＨＶトランスアクスルのエンジンからの入力軸と両輪への出力軸との３軸を，それぞれ３軸ベンチの各軸に接続する。そして，ＭＧ１のノイズを測定する際には，両輪への出力軸をベンチ側から停止させることにより，ＭＧ２を停止させた状態で，ＭＧ１にトルクを発生させる。また，ＭＧ２のノイズ測定の際には，ＭＧ２にトルクを発生させるとともに，エンジンからの入力軸をフリーにしていた。
【特許文献１】特開２００４−１０１４００号公報
【特許文献２】特開２００６−２３２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した従来のノイズ測定方法では，ＭＧ２によるノイズの測定精度を上昇させることは容易ではなかった。その理由は，ＭＧ２のノイズ測定のためにＭＧ２にトルクを発生させると，複合プラネタリギアを介してＭＧ１の連れ回りが発生してしまうからである。そのうえ，このときのサンギアとキャリアとの速度比は不安定な状態であり，測定の度にＭＧ１によるノイズの重畳量が変化する。そのため，ＭＧ２によるノイズを精密に求めることは困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は，前記した従来のノイズ測定方法が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，簡単な制御でＭＧ２によるノイズの測定精度を上昇させることのできるノイズ測定装置およびノイズ測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明のノイズ測定装置は，第１および第２の回転電機と，第１および第２の入出力回転軸とを有し，第１の回転電機と第１の入出力回転軸と第２の入出力回転軸との３者の回転速度が１次結合の関係となるとともに，第２の回転電機と第２の入出力回転軸との２者の回転速度が比例関係となるようにギヤで結合されている供試体の回転時のアコースティックノイズを測定するノイズ測定装置であって，第１および第２の入出力回転軸の回転速度を個別に操作する回転速度操作部と，回転速度操作部を制御する制御部と，供試体のアコースティックノイズを取得するノイズ取得部とを有し，制御部は，回転速度操作部により，第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させ，その状態でノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得する第１モードの測定を行うものである。
【０００８】
本発明のノイズ測定装置によれば，回転速度操作部により第１および第２の入出力回転軸の回転速度を個別に操作するので，第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させることができる。すなわち，第２の回転電機を回転させたときの第１の回転電機の連れ回りを打ち消すように，第１および第２の入出力回転軸を回転させることができる。従って，第１の回転電機が回転していない状態で第２の回転電機から発生するノイズを取得できる。これにより，簡単な制御で第２の回転電機によるノイズの測定精度を上昇させることができる。なお，本発明におけるアコースティックノイズとは，騒音または振動を意味する。また，本発明における回転速度比には，符号，すなわち回転の向きの関係も含むものとする。
【０００９】
制御部は，加速時および減速時に，ノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得することが望ましい。
このようなものであれば，特にノイズが発生しやすい加速時と減速時のアコースティックノイズを取得することができる。
【００１０】
制御部は，回転速度操作部により第１の入出力回転軸を回転させるとともに第２の入出力回転軸を停止させ，その状態でノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得する第２モードの測定を行うことが望ましい。
このようにすれば，第２の回転電機が回転していない状態で，第１の回転電機から発生するアコースティックノイズを取得することができる。
【００１１】
第２の入出力回転軸を２つ有し，それらがデフを介して第２の回転電機に結合されている供試体を対象とし，回転速度操作部は，２つの第２の入出力回転軸の回転速度を常に一致させることが望ましい。
このようにすれば，デフから発生するノイズをより小さくした状態でアコースティックノイズを測定することができる。
【００１２】
制御部は，基準回転速度にゲインを掛けた回転速度で第１の入出力回転軸を回転させることを回転速度操作部に指示する第１速度指令信号と，基準回転速度に第２のゲインを掛けた回転速度で第２の入出力回転軸を回転させることを回転速度操作部に指示する第２速度指令信号とを出力する速度指令制御部と，第１モードの測定の際に，速度指令制御部における第１のゲインと第２のゲインとの比を，供試体にて第１の回転電機を停止させた状態での第１および第２の入出力回転軸のギア比と等しく設定するゲイン設定部とを有することが望ましい。
供試体にて第１の回転電機を停止させた状態での第１および第２の入出力回転軸のギア比と等しい回転速度比で第１および第２の入出力回転軸を回転させると，第１の回転電機を停止させた状態で第２の回転電機を回転させることができる。
【００１３】
第２の回転電機にトルクを発生させる運転部を有し，制御部は，運転部により第２の回転電機にトルクを発生させつつ，第１モードの測定を行うことが望ましい。
このようにすれば，トルク発生時のアコースティックノイズを測定することができる。なお，運転部は第１の回転電機にもトルクを発生させることが望ましい。
【００１４】
また，本発明は，第１および第２の回転電機と，第１および第２の入出力回転軸とを有し，第１の回転電機と第１の入出力回転軸と第２の入出力回転軸との３者の回転速度が１次結合の関係となるとともに，第２の回転電機と第２の入出力回転軸との２者の回転速度が比例関係となるようにギヤで結合されている供試体の回転時のアコースティックノイズを測定するノイズ測定方法であって，第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させ，その状態で供試体のアコースティックノイズを取得するノイズ測定方法にも及ぶ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のノイズ測定装置およびノイズ測定方法によれば，簡単な制御でＭＧ２によるノイズの測定精度を上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ＨＶトランスアクスルのノイズを測定する測定装置に本発明を適用したものである。
【００１７】
本形態のノイズ測定装置１は，図１に示すように，供試体１０を取り付けて使用されるものである。図中太線で囲んだ部分が供試体１０である。まず，本形態の測定対象である供試体１０について説明する。本形態の供試体１０は，ＨＶ車に搭載されるＨＶトランスアクスルである。
【００１８】
本形態の測定対象である供試体１０は，図２に示すように，２つのＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）とデフ１３とを有している。さらにそれらが互いに複合プラネタリギア１４とカウンタドリブンギア１５とを介して結合されている。ＭＧ１は，主にジェネレータとして機能する側のＭＧであり，ＭＧ２は，主にモータとして機能する側のＭＧである。さらに，ＭＧ１とＭＧ２の各ロータの回転軸１１ａ，１２ａと同軸の位置には，この供試体１０が自動車に搭載された状態でエンジンからの駆動を受けるエンジン軸１６が配置されている。そして，デフ１３の左右の軸が，左右の車軸に結合される左右のドライブシャフト軸１７，１８である。
【００１９】
図２中に実線で示す範囲が供試体１０である。ＭＧ１の回転軸１１ａとＭＧ２の回転軸１２ａとエンジン軸１６とは，複合プラネタリギア１４を介して結合されている。複合プラネタリギア１４は，ＭＧ１側のＦｒプラネタリギア１４Ａと，ＭＧ２側のＲｒプラネタリギア１４Ｂとの２組のプラネタリギア機構を有し，このうち，Ｆｒプラネタリギア１４Ａのリングギア１４Ａ１とＲｒプラネタリギア１４Ｂのリングギア１４Ｂ１とが一体的に形成されているものである。
【００２０】
すなわち，複合プラネタリギア１４は，大リングギア１４Ｄを有している。リングギア１４Ａ１，１４Ｂ１はともに，大リングギア１４Ｄの内面側に形成されている。また，大リングギア１４Ｄの外面側には，カウンタドライブギア１４Ｃが形成されている。カウンタドライブギア１４Ｃは，カウンタドリブンギア１５と噛み合っている。これにより，大リングギア１４Ｄとデフ１３とが，カウンタドリブンギア１５を介して結合されている。
【００２１】
これらのギアの関係を簡略化して図３に示す。Ｆｒプラネタリギア１４Ａは，リングギア１４Ａ１，キャリア１４Ａ２，サンギア１４Ａ３が組み合わされたものである。Ｒｒプラネタリギア１４Ｂは，リングギア１４Ｂ１，キャリア１４Ｂ２，サンギア１４Ｂ３が組み合わされたものである。Ｆｒプラネタリギア１４Ａのキャリア１４Ａ２はエンジン軸１６に，同じくサンギア１４Ａ３はＭＧ１の回転軸１１ａに，それぞれ接続されている。
【００２２】
また，ＭＧ２の回転軸１２ａは，Ｒｒプラネタリギア１４Ｂのサンギア１４Ｂ３に接続されている。Ｒｒプラネタリギア１４Ｂのキャリア１４Ｂ２は固定されている。これにより，カウンタドリブンギア１５とＭＧ２とは，単にギアで結合されているのと同等の関係である。なお，ＭＧ１が第１の回転電機，ＭＧ２が第２の回転電機，エンジン軸１６が第１の入出力回転軸，ドライブシャフト軸１７，１８が第２の入出力回転軸にそれぞれ相当する。
【００２３】
このように結合されていることから，ＭＧ１の回転軸１１ａとエンジン軸１６と左右のドライブシャフト軸１７，１８との回転速度の関係は，１次結合の関係となっている。すなわちそれらの３つのうちの１つの回転速度は，他の２つの回転速度を用いて１次式で表すことができる。ここで，後述の理由により，ドライブシャフト軸１７，１８の回転速度は等しいものとする。また，ＭＧ２の回転軸１２ａとカウンタドリブンギア１５との回転速度の関係は，比例関係となっている。従って，左右のドライブシャフト軸１７，１８とＭＧ２の回転軸１２ａとの回転速度の関係も，比例関係となっている。すなわち定数倍である。なお，これらの関係の係数は，供試体１０の種類ごとに異なる。
【００２４】
本形態のノイズ測定装置１は，図１に示すように，操作計測盤２０，バッテリシミュレータ２１，トルク指令制御装置２２，インバータ２３，マイク２４，ＦＦＴ装置２５を有している。さらに，供試体１０が配置されて，その各軸の回転を制御するための３軸ベンチ３０を有している。３軸ベンチ３０は，ＩＮＰＵＴ軸３１，左ＯＵＴＰＵＴ軸３２，右ＯＵＴＰＵＴ軸３３の３軸を有している。
【００２５】
測定時には，図２に示すように，供試体１０のエンジン軸１６がＩＮＰＵＴ軸３１に，左右のドライブシャフト軸１７，１８がそれぞれ，左ＯＵＴＰＵＴ軸３２と右ＯＵＴＰＵＴ軸３３とに結合される。なお，本形態のノイズ測定装置１での測定時には，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３は常時同じ速度で回転するか，またはともに停止するように操作される。すなわち，左右のドライブシャフト軸１７，１８は，あたかもデフ１３がロックされているかのように等速に制御される。
【００２６】
本形態のノイズ測定装置１は，図１に示すように，ＩＮＰＵＴ軸３１には，第１トルクメータ４１と第１モータ４２（Ｍ１）とが接続されている。すなわち，第１モータ４２の軸はＩＮＰＵＴ軸３１に直結されている。左ＯＵＴＰＵＴ軸３２には，第２トルクメータ４４と第２モータ４５（Ｍ２）が接続されている。また，右ＯＵＴＰＵＴ軸３３には，第３トルクメータ４６と第３モータ４７（Ｍ３）とが接続されている。第２モータ４５の軸は左ＯＵＴＰＵＴ軸３２に，第２モータ４７の軸は右ＯＵＴＰＵＴ軸３３にそれぞれ直結されている。各モータ４２，４５，４７には，それぞれサーボアンプ５１，５２，５３が接続されている。いずれの軸も，サーボアンプからの入力を受けたモータによって回転制御される。回転時のトルクは，トルクメータで測定される。
【００２７】
操作計測盤２０は，計測者が操作して，測定のための各種パラメータを設定し，測定結果を取得するためのものである。操作計測盤２０には，指示入力部６１，ノイズ測定結果取得部６２，速度指令制御部６３が設けられている。指示入力部６１は，測定の開始・終了の指示や供試体１０の種類，設定トルク，設定速度等を，計測者が指示入力するためのものである。この指示入力部６１が，本形態のノイズ測定装置１の全体の統括制御を行う。指示入力部６１には，供試体１０の種類等に対応させて，測定起動からの経過時間に対する複数種類の設定速度ｖが記憶されているので，計測者はそのうちから選択して入力する。指示入力部６１はさらに，供試体１０の種類等の入力を受けて，後述する速度ゲインＫａ，Ｋｂを速度指令制御部６３に設定する。
【００２８】
本形態のノイズ測定は，ＭＧ１の回転軸１１ａやＭＧ２の回転軸１２ａの加速時と減速時とに発生するノイズをそれぞれ測定することを目的としている。そのために，測定対象のＭＧの回転軸の回転速度を，例えば図４の最上段に示すように，停止状態から一定割合で最高速度まで加速する加速期間と，最高速度から一定割合で停止状態まで減速する減速期間とが設けられるように変化させる。この一連の速度変化を速度スイープという。この速度変化を示すのが上記の設定速度ｖであり，加速度や到達させる最高速度は，供試体１０の種類や測定条件によりそれぞれ異なる。
【００２９】
ノイズ測定結果取得部６２は，測定結果を取得して，操作計測盤２０に表示するとともに記録するためのものである。速度指令制御部６３は，測定対象の供試体１０の種類に応じた速度指令によって，３軸ベンチ３０の各軸の回転速度を制御するためのものである。速度指令制御部６３は，ＯＵＴＰＵＴ軸制御部６３ａとＩＮＰＵＴ軸制御部６３ｂとを有している。ＯＵＴＰＵＴ軸制御部６３ａは，サーボアンプ５２，５３に速度指令を出力して，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の回転を制御するためのものである。本形態では，サーボアンプ５２，５３に出力される速度指令は同じものである。ＩＮＰＵＴ軸制御部６３ｂは，サーボアンプ５１に速度指令を出力して，ＩＮＰＵＴ軸３１の回転速度を制御するためのものである。
【００３０】
速度指令制御部６３は，指示入力部６１に入力された供試体１０の種類と測定対象（ＭＧ１またはＭＧ２）とに基づいて算出された速度ゲインＫａ，Ｋｂの設定を受ける。あるいは，供試体１０の種類を受けて，速度指令制御部６３において速度ゲインＫａ，Ｋｂを算出するようにしてもよい。そして，測定時には，速度指令制御部６３は，時々刻々の設定速度ｖに速度ゲインＫａ，Ｋｂをそれぞれ乗算して，２種類の速度指令ω２，ω１を算出する。さらに，サーボアンプ５１に速度指令ω１を，サーボアンプ５２，５３の両方に速度指令ω２をそれぞれ出力する。なお，速度ゲインＫａ，Ｋｂの算出方法については後述する。
【００３１】
バッテリシミュレータ２１は，ＭＧ１とＭＧ２とに電力を供給するバッテリを模したものである。そして，バッテリシミュレータ２１は，操作計測盤２０から運転の開始や停止等の指示を受け，指示入力部６１によって設定された各種の運転条件に基づいてインバータ２３に駆動用の電力を供給するものである。トルク指令制御装置２２は，指示入力部６１からの計測者の指示に従って，インバータ２３にトルク指令を出力するものである。また，トルク指令が許容範囲外であるような場合にはエラー信号を操作計測盤２０へ出力することになる。
【００３２】
インバータ２３は，バッテリシミュレータ２１から供給された電力を供試体１０の駆動に適した交流電力に変換するものである。そのとき，トルク指令制御装置２２からのトルク指令に基づいて，交流電力の電力値が調整される。インバータ２３は，ＭＧ１とＭＧ２とに個別に調整した電力を供給することができる。マイク２４は，ノイズを集音してＦＦＴ装置２５へ送出するものである。ＦＦＴ装置２５は，各トルクメータ４１，４４，４６から受けたトルク値に基づいて，マイク２４から受けた音のデータを周波数解析するものである。この結果は，各トルクメータ４１，４４，４６のトルク値とともに，ノイズ分布として操作計測盤２０のノイズ測定結果取得部６２に入力される。
【００３３】
本形態では，例えば，ＭＧ１を回転させるときには，トルク指令制御装置２２によるトルク指令に基づいて，インバータ２３からＭＧ１に交流電力を供給する。ＭＧ２についても同様である。ここで，ＭＧ１，ＭＧ２から見て，モータ４２，４５，４７が非常に重い。そのため，実際の回転速度は各モータに支配される。そこで，例えばＭＧ１については，速度指令ω１に基づいて，サーボアンプ５１からモータ４２に電力が印加される。これにより，モータ４２→ＩＮＰＵＴ軸３１→エンジン軸１６→キャリア１４Ａ２→サンギア１４Ａ３→回転軸１１ａと動力が伝搬され，ＭＧ１が速度指令ω１に基づいた回転速度で回転される。
【００３４】
次に，本形態による測定方法について説明する。測定開始に先立ち，計測者は，本形態のノイズ測定装置１に供試体１０を取り付ける。さらに計測者は，供試体１０の種類を指示入力部６１から入力する。本形態では，以下の２種のモードでのノイズ測定を行う。
（１）ＭＧ２のノイズ＋ギアノイズの測定（第１モード）
（２）ＭＧ１のノイズ測定（第２モード）
である。なお，（１）において「ギアノイズ」とは，主にＲｒプラネタリギア１４Ｂリングギア１４Ｂ１の噛み合い，カウンタドリブンギア１５の噛み合い，デフ１３の噛み合いなどのギアの噛み合いノイズである。これらは，ＭＧ２を回転させると必ず連動して回転される部材である。そのため，ＭＧ２のノイズをギアノイズと切り離して測定することは不可能である。（１）と（２）のいずれの測定においても，他方のＭＧを停止させた状態で，測定対象であるＭＧを速度スイープさせる。
【００３５】
（１）ＭＧ２のノイズ＋ギアノイズの測定は，ＭＧ１を停止させた状態でＭＧ２を速度スイープさせることによって行う。そして，ＭＧ２の加速期間と減速期間とができるようにするのである。ＭＧ２の回転速度が左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の回転速度に比例することから，ＭＧ２の回転速度を速度スイープさせるためには，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３を設定速度ｖに基づいて回転させればよい。すなわち，ω２＝ｖであるので，Ｋａ＝１とすればよい。
【００３６】
一方，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３が回転されている状態でＭＧ１を停止させるために，連れ回りを打ち消す回転をＩＮＰＵＴ軸３１に与える。そのために，ＩＮＰＵＴ軸３１の回転速度に対するＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の回転速度の比を示すギア比Ｐを求め，速度ゲインＫｂを，Ｋｂ＝Ｐとする。すなわち，ω１＝ｖ×Ｋｂ＝ｖＰとする。この回転速度は，何らかの手段によりＭＧ１を強制的に停止させた状態で，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３を回転させたときの，ＩＮＰＵＴ軸３１の連れ回り回転速度と同じである。
【００３７】
ギア比係数Ｐは，以下の式で求めることができる。
Ｐ ＝ ｒ１×ｒ２×ｒ３
ただし，
ｒ１ ＝ デフ１３のギア比
ｒ２ ＝ カウンタドリブンギア１５のギア比
ｒ３ ＝ Ｆｒプラネタリギア１４Ａのサンギア１４Ａ３を固定したときのキャリア１４Ａ２とリングギア１４Ａ１とのギア比
である。なお，ｒ１〜ｒ３のギア比はいずれも，ＩＮＰＵＴ側／ＯＵＴＰＵＴ側の比率である。
【００３８】
すなわち，このモードの測定では，Ｋａ＝１，Ｋｂ＝Ｐに設定される。このようにすれば，ＭＧ１を停止させた状態でＭＧ２を速度スイープさせることができる。なお，このギア比Ｐは，供試体１０のギア構成により決定される。従って，この速度ゲインＫａ，Ｋｂは供試体１０ごとに決まった値である。そこで，あらかじめ算出して，供試体１０の種類に対応させて操作計測盤２０に記憶させておくとよい。
【００３９】
この測定時の各所の速度変化を図４に示す。計測者によって測定開始が指示されると，バッテリシミュレータ２１が運転開始され，インバータ２３に電力が供給される。インバータ２３からの電力によりＭＧ２にトルクが発生し，やや遅れて速度指令ω２が立ち上げられる。この時点を時刻ｔ１とする。このとき同時に速度指令ω１も立ち上げる。すると，速度指令ω２に従って，ＭＧ２の回転速度が上昇する。このときＭＧ２はトルクを発生し続けている。そして，ＭＧ２の速度が，あらかじめ決められた最高速度に到達した時点を時刻ｔ２とする。時刻ｔ２に到達したら，ＭＧ２に発生させるトルクをいったん０にする。速度指令ω２は，時刻ｔ２の後も，しばらくの間最高速度のままに保持される。その後，ＭＧ２に逆向きのトルクを発生させ，それとともに速度指令ω２も減少させていく。ＭＧ２が減速し始めた時点が時刻ｔ３である。そして，ＭＧ２の回転速度が０になった時点が時刻ｔ４である。
【００４０】
このモードでは，図４の３段目に「Ｍ２，Ｍ３軸速度」として示している速度がＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の速度であり，これが設定速度ｖでもある。ＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の速度が，この速度となるように，速度指令ω２（ｖに相当）に基づいて，サーボアンプ５２，５３によって第２モータ４５，第３モータ４７の回転が制御される。一方，ＩＮＰＵＴ軸３１は，速度指令ω１（ｖ×Ｋｂに相当）に基づいて回転される。すなわち，サーボアンプ５１によって，図４の１段目に示すように第１モータ４２の回転が制御される。これにより，ＭＧ１は停止された状態で保持される。
【００４１】
そして本形態では，加速期間（ｔ１〜ｔ２の間）と減速期間（ｔ３〜ｔ４の間）の発生ノイズをマイク２４で集音し，ＦＦＴ解析する。この測定期間中は，ＭＧ１は停止されているので，主な騒音の発生源はＭＧ２およびカウンタドリブンギア１５，デフ１３である。従って，ＭＧ２によるノイズをかなり精密に測定することができる。
【００４２】
（２）ＭＧ１のノイズ測定は，ＭＧ２を停止させた状態でＭＧ１を速度スイープさせることによって行う。ＭＧ２は，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の回転を停止させることで停止させることができる。従って，ω２＝０とすればよい。すなわち，Ｋａ＝０とすればよい。一方，ＩＮＰＵＴ軸３１は，設定速度ｖに基づいて速度スイープさせる。すなわち，ω１＝ｖであり，Ｋｂ＝１とすればよい。これにより，図５の２段目に示すように，ＭＧ１の回転速度が制御される。なお，この設定速度ｖは，（１）の測定の場合と同じでなくてもよい。
【００４３】
この測定時の各所の速度変化を図５に示す。計測者によって測定開始が指示されると，バッテリシミュレータ２１が運転開始され，インバータ２３に電力が送出される。インバータ２３は，トルク指令制御装置２２によるトルク指令に基づいて，ＭＧ１に交流電力を供給する。その後，速度指令ω１が立ち上げられる。そして，サーボアンプ５１によって第１モータ４２の回転が制御され，それによりＭＧ１の回転が開始される。この時点を時刻ｔ５とする。そして速度指令ω１の上昇により速度がさらに上昇し，あらかじめ決められた最高速度に到達する。この時点を時刻ｔ６とする。時刻ｔ６に到達したら，ＭＧ１に発生させるトルクを０にする。その後，ＭＧ１に逆向きのトルクを発生させ，それとともに速度指令ω１を減少させて，ＭＧ１を減速させる。この減速し始めた時点を時刻ｔ７とする。そして，ＭＧ１の速度が０になった時点が時刻ｔ８である。
【００４４】
このモードでは，ＭＧ２には速度指令ω２＝０が設定されているので，図５の４段目のグラフに示すように，第２モータ４５，第３モータ４７は回転されない。すなわち，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３は回転しない。これより，図５の５段目のグラフに示すように，ＭＧ２は回転しない。そして，このモードでは，加速期間（ｔ５〜ｔ６の間）と減速期間（ｔ７〜ｔ８の間）の発生ノイズをマイク２４で集音し，ＦＦＴ解析する。この測定中は，ＭＧ２は停止されているので，主な騒音の発生源はＭＧ１である。従って，ＭＧ１によるノイズを精密に測定することができる。
【００４５】
以上詳細に説明したように，本形態のノイズ測定装置１によれば，
（１）ＭＧ２ノイズ＋ギアノイズの測定では，Ｋａ＝１，Ｋｂ＝Ｐとする。従って，ＭＧ１の回転が停止された状態で，ＭＧ２の回転速度が速度スイープされる。
（２）ＭＧ１のノイズ測定では，Ｋａ＝０，Ｋｂ＝１とする。従って，ＭＧ２の回転が停止された状態で，ＭＧ１の回転速度が速度スイープされる。
従って，測定箇所以外からの余分な騒音はごく小さく，簡単な制御でＭＧ２のノイズの測定精度を上昇させることのできるノイズ測定方法となっている。なお，（１）と（２）の測定の順序は逆でもよいし，（１）のみを行うものでもよい。
【００４６】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記の形態の（１）の測定ではＯＵＴＰＵＴ軸３２の設定速度ｖを記憶しておき，ＩＮＰＵＴ軸３１の速度指令ω１を算出するとしているが，ＩＮＰＵＴ軸３１の速度指令ω１に相当するものを設定速度として記憶しておき，ＯＵＴＰＵＴ軸３２の速度指令ω２をω２＝ω１／Ｐから算出するとしてもよい。
また，トルク発生の有無でノイズに差がないものであれば，ＭＧ１，ＭＧ２にトルクを発生させない状態でノイズの測定をしてもよい。
また例えば，マイクに変えて加速度ピックアップを供試体に接触させて設けることにより，振動を測定するためのものとすることもできる。レーザーを利用すれば，非接触で振動を測定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本形態に係るノイズ測定装置の概略構成図である。
【図２】ノイズ測定装置の測定対象である供試体の概略構成図である。
【図３】供試体のギア構成を模式的に示した説明図である。
【図４】ＭＧ２ノイズおよびギアノイズ測定時のタイムチャートである。
【図５】ＭＧ１ノイズ測定時のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１ ノイズ測定装置
１０ 供試体
２０ 操作計測盤
２３ インバータ
２４ マイク
４２ 第１モータ
４４ 第２モータ
４７ 第３モータ
６１ 指示入力部
６３ 速度指令制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は，例えばＨＶ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ための測定装置および測定方法に関する。さらに詳細には，２つの回転電機のそれぞれを発生源とするノイズを個別に測定できるノイズ測定装置およびノイズ測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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，それらが各種のギア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，各種のギアとデフとを介して，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，各種のギア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，各種のギアには２つのプラネタリギアのリングギアが一体化された複合プラネタリギアが含まれ，ＭＧ１の回転軸はＦｒプラネタリギアのサンギアに，ＭＧ２の回転軸はＲｒプラネタリギアのサンギアに接続されている。
【０００３】
モータノイズ，ギアノイズ等のノイズを測定する際には，ノイズの発生源毎にできるだけ個別に測定することが望まれる。しかし，ノイズの測定は，一般にマイクによる集音によって行われるため，測定対象箇所から発生するノイズを，測定箇所以外の駆動音や測定装置自体によるノイズと分けて抽出することは難しい。これに対してギアノイズの測定方法として従来より，ダミー供試体を用いて暗騒音を求める測定方法（特許文献１参照。）や，冷却装置のモータ騒音を小さくした測定方法（特許文献２参照。）等が提案されている。
【０００４】
なお，従来のＨＶトランスアクスルのノイズ測定方法は，以下のようなものであった。まず，測定対象のＨＶトランスアクスルのエンジンからの入力軸と両輪への出力軸との３軸を，それぞれ３軸ベンチの各軸に接続する。そして，ＭＧ１のノイズを測定する際には，両輪への出力軸をベンチ側から停止させることにより，ＭＧ２を停止させた状態で，ＭＧ１にトルクを発生させる。また，ＭＧ２のノイズ測定の際には，ＭＧ２にトルクを発生させるとともに，エンジンからの入力軸をフリーにしていた。
【特許文献１】特開２００４−１０１４００号公報
【特許文献２】特開２００６−２３２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した従来のノイズ測定方法では，ＭＧ２によるノイズの測定精度を上昇させることは容易ではなかった。その理由は，ＭＧ２のノイズ測定のためにＭＧ２にトルクを発生させると，複合プラネタリギアを介してＭＧ１の連れ回りが発生してしまうからである。そのうえ，このときのサンギアとキャリアとの速度比は不安定な状態であり，測定の度にＭＧ１によるノイズの重畳量が変化する。そのため，ＭＧ２によるノイズを精密に求めることは困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は，前記した従来のノイズ測定方法が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，簡単な制御でＭＧ２によるノイズの測定精度を上昇させることのできるノイズ測定装置およびノイズ測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明のノイズ測定装置は，第１および第２の回転電機と，第１および第２の入出力回転軸とを有し，第１の回転電機と第１の入出力回転軸と第２の入出力回転軸との３者の回転速度が１次結合の関係となるとともに，第２の回転電機と第２の入出力回転軸との２者の回転速度が比例関係となるようにギヤで結合されている供試体の回転時のアコースティックノイズを測定するノイズ測定装置であって，第１および第２の入出力回転軸の回転速度を個別に操作する回転速度操作部と，回転速度操作部を制御する制御部と，供試体のアコースティックノイズを取得するノイズ取得部とを有し，制御部は，回転速度操作部により，第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させ，その状態でノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得する第１モードの測定を行うものである。
【０００８】
本発明のノイズ測定装置によれば，回転速度操作部により第１および第２の入出力回転軸の回転速度を個別に操作するので，第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させることができる。すなわち，第２の回転電機を回転させたときの第１の回転電機の連れ回りを打ち消すように，第１および第２の入出力回転軸を回転させることができる。従って，第１の回転電機が回転していない状態で第２の回転電機から発生するノイズを取得できる。これにより，簡単な制御で第２の回転電機によるノイズの測定精度を上昇させることができる。なお，本発明におけるアコースティックノイズとは，騒音または振動を意味する。また，本発明における回転速度比には，符号，すなわち回転の向きの関係も含むものとする。
【０００９】
制御部は，加速時および減速時に，ノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得することが望ましい。
このようなものであれば，特にノイズが発生しやすい加速時と減速時のアコースティックノイズを取得することができる。
【００１０】
制御部は，回転速度操作部により第１の入出力回転軸を回転させるとともに第２の入出力回転軸を停止させ，その状態でノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得する第２モードの測定を行うことが望ましい。
このようにすれば，第２の回転電機が回転していない状態で，第１の回転電機から発生するアコースティックノイズを取得することができる。
【００１１】
第２の入出力回転軸を２つ有し，それらがデフを介して第２の回転電機に結合されている供試体を対象とし，回転速度操作部は，２つの第２の入出力回転軸の回転速度を常に一致させることが望ましい。
このようにすれば，デフから発生するノイズをより小さくした状態でアコースティックノイズを測定することができる。
【００１２】
制御部は，基準回転速度にゲインを掛けた回転速度で第１の入出力回転軸を回転させることを回転速度操作部に指示する第１速度指令信号と，基準回転速度に第２のゲインを掛けた回転速度で第２の入出力回転軸を回転させることを回転速度操作部に指示する第２速度指令信号とを出力する速度指令制御部と，第１モードの測定の際に，速度指令制御部における第１のゲインと第２のゲインとの比を，供試体にて第１の回転電機を停止させた状態での第１および第２の入出力回転軸のギア比と等しく設定するゲイン設定部とを有することが望ましい。
供試体にて第１の回転電機を停止させた状態での第１および第２の入出力回転軸のギア比と等しい回転速度比で第１および第２の入出力回転軸を回転させると，第１の回転電機を停止させた状態で第２の回転電機を回転させることができる。
【００１３】
第２の回転電機にトルクを発生させる運転部を有し，制御部は，運転部により第２の回転電機にトルクを発生させつつ，第１モードの測定を行うことが望ましい。
このようにすれば，トルク発生時のアコースティックノイズを測定することができる。なお，運転部は第１の回転電機にもトルクを発生させることが望ましい。
【００１４】
また，本発明は，第１および第２の回転電機と，第１および第２の入出力回転軸とを有し，第１の回転電機と第１の入出力回転軸と第２の入出力回転軸との３者の回転速度が１次結合の関係となるとともに，第２の回転電機と第２の入出力回転軸との２者の回転速度が比例関係となるようにギヤで結合されている供試体の回転時のアコースティックノイズを測定するノイズ測定方法であって，第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させ，その状態で供試体のアコースティックノイズを取得するノイズ測定方法にも及ぶ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のノイズ測定装置およびノイズ測定方法によれば，簡単な制御でＭＧ２によるノイズの測定精度を上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ＨＶトランスアクスルのノイズを測定する測定装置に本発明を適用したものである。
【００１７】
本形態のノイズ測定装置１は，図１に示すように，供試体１０を取り付けて使用されるものである。図中太線で囲んだ部分が供試体１０である。まず，本形態の測定対象である供試体１０について説明する。本形態の供試体１０は，ＨＶ車に搭載されるＨＶトランスアクスルである。
【００１８】
本形態の測定対象である供試体１０は，図２に示すように，２つのＭＧ（ＭＧ１，ＭＧ２）とデフ１３とを有している。さらにそれらが互いに複合プラネタリギア１４とカウンタドリブンギア１５とを介して結合されている。ＭＧ１は，主にジェネレータとして機能する側のＭＧであり，ＭＧ２は，主にモータとして機能する側のＭＧである。さらに，ＭＧ１とＭＧ２の各ロータの回転軸１１ａ，１２ａと同軸の位置には，この供試体１０が自動車に搭載された状態でエンジンからの駆動を受けるエンジン軸１６が配置されている。そして，デフ１３の左右の軸が，左右の車軸に結合される左右のドライブシャフト軸１７，１８である。
【００１９】
図２中に実線で示す範囲が供試体１０である。ＭＧ１の回転軸１１ａとＭＧ２の回転軸１２ａとエンジン軸１６とは，複合プラネタリギア１４を介して結合されている。複合プラネタリギア１４は，ＭＧ１側のＦｒプラネタリギア１４Ａと，ＭＧ２側のＲｒプラネタリギア１４Ｂとの２組のプラネタリギア機構を有し，このうち，Ｆｒプラネタリギア１４Ａのリングギア１４Ａ１とＲｒプラネタリギア１４Ｂのリングギア１４Ｂ１とが一体的に形成されているものである。
【００２０】
すなわち，複合プラネタリギア１４は，大リングギア１４Ｄを有している。リングギア１４Ａ１，１４Ｂ１はともに，大リングギア１４Ｄの内面側に形成されている。また，大リングギア１４Ｄの外面側には，カウンタドライブギア１４Ｃが形成されている。カウンタドライブギア１４Ｃは，カウンタドリブンギア１５と噛み合っている。これにより，大リングギア１４Ｄとデフ１３とが，カウンタドリブンギア１５を介して結合されている。
【００２１】
これらのギアの関係を簡略化して図３に示す。Ｆｒプラネタリギア１４Ａは，リングギア１４Ａ１，キャリア１４Ａ２，サンギア１４Ａ３が組み合わされたものである。Ｒｒプラネタリギア１４Ｂは，リングギア１４Ｂ１，キャリア１４Ｂ２，サンギア１４Ｂ３が組み合わされたものである。Ｆｒプラネタリギア１４Ａのキャリア１４Ａ２はエンジン軸１６に，同じくサンギア１４Ａ３はＭＧ１の回転軸１１ａに，それぞれ接続されている。
【００２２】
また，ＭＧ２の回転軸１２ａは，Ｒｒプラネタリギア１４Ｂのサンギア１４Ｂ３に接続されている。Ｒｒプラネタリギア１４Ｂのキャリア１４Ｂ２は固定されている。これにより，カウンタドリブンギア１５とＭＧ２とは，単にギアで結合されているのと同等の関係である。なお，ＭＧ１が第１の回転電機，ＭＧ２が第２の回転電機，エンジン軸１６が第１の入出力回転軸，ドライブシャフト軸１７，１８が第２の入出力回転軸にそれぞれ相当する。
【００２３】
このように結合されていることから，ＭＧ１の回転軸１１ａとエンジン軸１６と左右のドライブシャフト軸１７，１８との回転速度の関係は，１次結合の関係となっている。すなわちそれらの３つのうちの１つの回転速度は，他の２つの回転速度を用いて１次式で表すことができる。ここで，後述の理由により，ドライブシャフト軸１７，１８の回転速度は等しいものとする。また，ＭＧ２の回転軸１２ａとカウンタドリブンギア１５との回転速度の関係は，比例関係となっている。従って，左右のドライブシャフト軸１７，１８とＭＧ２の回転軸１２ａとの回転速度の関係も，比例関係となっている。すなわち定数倍である。なお，これらの関係の係数は，供試体１０の種類ごとに異なる。
【００２４】
本形態のノイズ測定装置１は，図１に示すように，操作計測盤２０，バッテリシミュレータ２１，トルク指令制御装置２２，インバータ２３，マイク２４，ＦＦＴ装置２５を有している。さらに，供試体１０が配置されて，その各軸の回転を制御するための３軸ベンチ３０を有している。３軸ベンチ３０は，ＩＮＰＵＴ軸３１，左ＯＵＴＰＵＴ軸３２，右ＯＵＴＰＵＴ軸３３の３軸を有している。
【００２５】
測定時には，図２に示すように，供試体１０のエンジン軸１６がＩＮＰＵＴ軸３１に，左右のドライブシャフト軸１７，１８がそれぞれ，左ＯＵＴＰＵＴ軸３２と右ＯＵＴＰＵＴ軸３３とに結合される。なお，本形態のノイズ測定装置１での測定時には，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３は常時同じ速度で回転するか，またはともに停止するように操作される。すなわち，左右のドライブシャフト軸１７，１８は，あたかもデフ１３がロックされているかのように等速に制御される。
【００２６】
本形態のノイズ測定装置１は，図１に示すように，ＩＮＰＵＴ軸３１には，第１トルクメータ４１と第１モータ４２（Ｍ１）とが接続されている。すなわち，第１モータ４２の軸はＩＮＰＵＴ軸３１に直結されている。左ＯＵＴＰＵＴ軸３２には，第２トルクメータ４４と第２モータ４５（Ｍ２）が接続されている。また，右ＯＵＴＰＵＴ軸３３には，第３トルクメータ４６と第３モータ４７（Ｍ３）とが接続されている。第２モータ４５の軸は左ＯＵＴＰＵＴ軸３２に，第２モータ４７の軸は右ＯＵＴＰＵＴ軸３３にそれぞれ直結されている。各モータ４２，４５，４７には，それぞれサーボアンプ５１，５２，５３が接続されている。いずれの軸も，サーボアンプからの入力を受けたモータによって回転制御される。回転時のトルクは，トルクメータで測定される。
【００２７】
操作計測盤２０は，計測者が操作して，測定のための各種パラメータを設定し，測定結果を取得するためのものである。操作計測盤２０には，指示入力部６１，ノイズ測定結果取得部６２，速度指令制御部６３が設けられている。指示入力部６１は，測定の開始・終了の指示や供試体１０の種類，設定トルク，設定速度等を，計測者が指示入力するためのものである。この指示入力部６１が，本形態のノイズ測定装置１の全体の統括制御を行う。指示入力部６１には，供試体１０の種類等に対応させて，測定起動からの経過時間に対する複数種類の設定速度ｖが記憶されているので，計測者はそのうちから選択して入力する。指示入力部６１はさらに，供試体１０の種類等の入力を受けて，後述する速度ゲインＫａ，Ｋｂを速度指令制御部６３に設定する。
【００２８】
本形態のノイズ測定は，ＭＧ１の回転軸１１ａやＭＧ２の回転軸１２ａの加速時と減速時とに発生するノイズをそれぞれ測定することを目的としている。そのために，測定対象のＭＧの回転軸の回転速度を，例えば図４の最上段に示すように，停止状態から一定割合で最高速度まで加速する加速期間と，最高速度から一定割合で停止状態まで減速する減速期間とが設けられるように変化させる。この一連の速度変化を速度スイープという。この速度変化を示すのが上記の設定速度ｖであり，加速度や到達させる最高速度は，供試体１０の種類や測定条件によりそれぞれ異なる。
【００２９】
ノイズ測定結果取得部６２は，測定結果を取得して，操作計測盤２０に表示するとともに記録するためのものである。速度指令制御部６３は，測定対象の供試体１０の種類に応じた速度指令によって，３軸ベンチ３０の各軸の回転速度を制御するためのものである。速度指令制御部６３は，ＯＵＴＰＵＴ軸制御部６３ａとＩＮＰＵＴ軸制御部６３ｂとを有している。ＯＵＴＰＵＴ軸制御部６３ａは，サーボアンプ５２，５３に速度指令を出力して，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の回転を制御するためのものである。本形態では，サーボアンプ５２，５３に出力される速度指令は同じものである。ＩＮＰＵＴ軸制御部６３ｂは，サーボアンプ５１に速度指令を出力して，ＩＮＰＵＴ軸３１の回転速度を制御するためのものである。
【００３０】
速度指令制御部６３は，指示入力部６１に入力された供試体１０の種類と測定対象（ＭＧ１またはＭＧ２）とに基づいて算出された速度ゲインＫａ，Ｋｂの設定を受ける。あるいは，供試体１０の種類を受けて，速度指令制御部６３において速度ゲインＫａ，Ｋｂを算出するようにしてもよい。そして，測定時には，速度指令制御部６３は，時々刻々の設定速度ｖに速度ゲインＫａ，Ｋｂをそれぞれ乗算して，２種類の速度指令ω２，ω１を算出する。さらに，サーボアンプ５１に速度指令ω１を，サーボアンプ５２，５３の両方に速度指令ω２をそれぞれ出力する。なお，速度ゲインＫａ，Ｋｂの算出方法については後述する。
【００３１】
バッテリシミュレータ２１は，ＭＧ１とＭＧ２とに電力を供給するバッテリを模したものである。そして，バッテリシミュレータ２１は，操作計測盤２０から運転の開始や停止等の指示を受け，指示入力部６１によって設定された各種の運転条件に基づいてインバータ２３に駆動用の電力を供給するものである。トルク指令制御装置２２は，指示入力部６１からの計測者の指示に従って，インバータ２３にトルク指令を出力するものである。また，トルク指令が許容範囲外であるような場合にはエラー信号を操作計測盤２０へ出力することになる。
【００３２】
インバータ２３は，バッテリシミュレータ２１から供給された電力を供試体１０の駆動に適した交流電力に変換するものである。そのとき，トルク指令制御装置２２からのトルク指令に基づいて，交流電力の電力値が調整される。インバータ２３は，ＭＧ１とＭＧ２とに個別に調整した電力を供給することができる。マイク２４は，ノイズを集音してＦＦＴ装置２５へ送出するものである。ＦＦＴ装置２５は，各トルクメータ４１，４４，４６から受けたトルク値に基づいて，マイク２４から受けた音のデータを周波数解析するものである。この結果は，各トルクメータ４１，４４，４６のトルク値とともに，ノイズ分布として操作計測盤２０のノイズ測定結果取得部６２に入力される。
【００３３】
本形態では，例えば，ＭＧ１を回転させるときには，トルク指令制御装置２２によるトルク指令に基づいて，インバータ２３からＭＧ１に交流電力を供給する。ＭＧ２についても同様である。ここで，ＭＧ１，ＭＧ２から見て，モータ４２，４５，４７が非常に重い。そのため，実際の回転速度は各モータに支配される。そこで，例えばＭＧ１については，速度指令ω１に基づいて，サーボアンプ５１からモータ４２に電力が印加される。これにより，モータ４２→ＩＮＰＵＴ軸３１→エンジン軸１６→キャリア１４Ａ２→サンギア１４Ａ３→回転軸１１ａと動力が伝搬され，ＭＧ１が速度指令ω１に基づいた回転速度で回転される。
【００３４】
次に，本形態による測定方法について説明する。測定開始に先立ち，計測者は，本形態のノイズ測定装置１に供試体１０を取り付ける。さらに計測者は，供試体１０の種類を指示入力部６１から入力する。本形態では，以下の２種のモードでのノイズ測定を行う。
（１）ＭＧ２のノイズ＋ギアノイズの測定（第１モード）
（２）ＭＧ１のノイズ測定（第２モード）
である。なお，（１）において「ギアノイズ」とは，主にＲｒプラネタリギア１４Ｂリングギア１４Ｂ１の噛み合い，カウンタドリブンギア１５の噛み合い，デフ１３の噛み合いなどのギアの噛み合いノイズである。これらは，ＭＧ２を回転させると必ず連動して回転される部材である。そのため，ＭＧ２のノイズをギアノイズと切り離して測定することは不可能である。（１）と（２）のいずれの測定においても，他方のＭＧを停止させた状態で，測定対象であるＭＧを速度スイープさせる。
【００３５】
（１）ＭＧ２のノイズ＋ギアノイズの測定は，ＭＧ１を停止させた状態でＭＧ２を速度スイープさせることによって行う。そして，ＭＧ２の加速期間と減速期間とができるようにするのである。ＭＧ２の回転速度が左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の回転速度に比例することから，ＭＧ２の回転速度を速度スイープさせるためには，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３を設定速度ｖに基づいて回転させればよい。すなわち，ω２＝ｖであるので，Ｋａ＝１とすればよい。
【００３６】
一方，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３が回転されている状態でＭＧ１を停止させるために，連れ回りを打ち消す回転をＩＮＰＵＴ軸３１に与える。そのために，ＩＮＰＵＴ軸３１の回転速度に対するＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の回転速度の比を示すギア比Ｐを求め，速度ゲインＫｂを，Ｋｂ＝Ｐとする。すなわち，ω１＝ｖ×Ｋｂ＝ｖＰとする。この回転速度は，何らかの手段によりＭＧ１を強制的に停止させた状態で，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３を回転させたときの，ＩＮＰＵＴ軸３１の連れ回り回転速度と同じである。
【００３７】
ギア比係数Ｐは，以下の式で求めることができる。
Ｐ ＝ ｒ１×ｒ２×ｒ３
ただし，
ｒ１ ＝ デフ１３のギア比
ｒ２ ＝ カウンタドリブンギア１５のギア比
ｒ３ ＝ Ｆｒプラネタリギア１４Ａのサンギア１４Ａ３を固定したときのキャリア１４Ａ２とリングギア１４Ａ１とのギア比
である。なお，ｒ１〜ｒ３のギア比はいずれも，ＩＮＰＵＴ側／ＯＵＴＰＵＴ側の比率である。
【００３８】
すなわち，このモードの測定では，Ｋａ＝１，Ｋｂ＝Ｐに設定される。このようにすれば，ＭＧ１を停止させた状態でＭＧ２を速度スイープさせることができる。なお，このギア比Ｐは，供試体１０のギア構成により決定される。従って，この速度ゲインＫａ，Ｋｂは供試体１０ごとに決まった値である。そこで，あらかじめ算出して，供試体１０の種類に対応させて操作計測盤２０に記憶させておくとよい。
【００３９】
この測定時の各所の速度変化を図４に示す。計測者によって測定開始が指示されると，バッテリシミュレータ２１が運転開始され，インバータ２３に電力が供給される。インバータ２３からの電力によりＭＧ２にトルクが発生し，やや遅れて速度指令ω２が立ち上げられる。この時点を時刻ｔ１とする。このとき同時に速度指令ω１も立ち上げる。すると，速度指令ω２に従って，ＭＧ２の回転速度が上昇する。このときＭＧ２はトルクを発生し続けている。そして，ＭＧ２の速度が，あらかじめ決められた最高速度に到達した時点を時刻ｔ２とする。時刻ｔ２に到達したら，ＭＧ２に発生させるトルクをいったん０にする。速度指令ω２は，時刻ｔ２の後も，しばらくの間最高速度のままに保持される。その後，ＭＧ２に逆向きのトルクを発生させ，それとともに速度指令ω２も減少させていく。ＭＧ２が減速し始めた時点が時刻ｔ３である。そして，ＭＧ２の回転速度が０になった時点が時刻ｔ４である。
【００４０】
このモードでは，図４の３段目に「Ｍ２，Ｍ３軸速度」として示している速度がＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の速度であり，これが設定速度ｖでもある。ＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の速度が，この速度となるように，速度指令ω２（ｖに相当）に基づいて，サーボアンプ５２，５３によって第２モータ４５，第３モータ４７の回転が制御される。一方，ＩＮＰＵＴ軸３１は，速度指令ω１（ｖ×Ｋｂに相当）に基づいて回転される。すなわち，サーボアンプ５１によって，図４の１段目に示すように第１モータ４２の回転が制御される。これにより，ＭＧ１は停止された状態で保持される。
【００４１】
そして本形態では，加速期間（ｔ１〜ｔ２の間）と減速期間（ｔ３〜ｔ４の間）の発生ノイズをマイク２４で集音し，ＦＦＴ解析する。この測定期間中は，ＭＧ１は停止されているので，主な騒音の発生源はＭＧ２およびカウンタドリブンギア１５，デフ１３である。従って，ＭＧ２によるノイズをかなり精密に測定することができる。
【００４２】
（２）ＭＧ１のノイズ測定は，ＭＧ２を停止させた状態でＭＧ１を速度スイープさせることによって行う。ＭＧ２は，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３の回転を停止させることで停止させることができる。従って，ω２＝０とすればよい。すなわち，Ｋａ＝０とすればよい。一方，ＩＮＰＵＴ軸３１は，設定速度ｖに基づいて速度スイープさせる。すなわち，ω１＝ｖであり，Ｋｂ＝１とすればよい。これにより，図５の２段目に示すように，ＭＧ１の回転速度が制御される。なお，この設定速度ｖは，（１）の測定の場合と同じでなくてもよい。
【００４３】
この測定時の各所の速度変化を図５に示す。計測者によって測定開始が指示されると，バッテリシミュレータ２１が運転開始され，インバータ２３に電力が送出される。インバータ２３は，トルク指令制御装置２２によるトルク指令に基づいて，ＭＧ１に交流電力を供給する。その後，速度指令ω１が立ち上げられる。そして，サーボアンプ５１によって第１モータ４２の回転が制御され，それによりＭＧ１の回転が開始される。この時点を時刻ｔ５とする。そして速度指令ω１の上昇により速度がさらに上昇し，あらかじめ決められた最高速度に到達する。この時点を時刻ｔ６とする。時刻ｔ６に到達したら，ＭＧ１に発生させるトルクを０にする。その後，ＭＧ１に逆向きのトルクを発生させ，それとともに速度指令ω１を減少させて，ＭＧ１を減速させる。この減速し始めた時点を時刻ｔ７とする。そして，ＭＧ１の速度が０になった時点が時刻ｔ８である。
【００４４】
このモードでは，ＭＧ２には速度指令ω２＝０が設定されているので，図５の４段目のグラフに示すように，第２モータ４５，第３モータ４７は回転されない。すなわち，左右のＯＵＴＰＵＴ軸３２，３３は回転しない。これより，図５の５段目のグラフに示すように，ＭＧ２は回転しない。そして，このモードでは，加速期間（ｔ５〜ｔ６の間）と減速期間（ｔ７〜ｔ８の間）の発生ノイズをマイク２４で集音し，ＦＦＴ解析する。この測定中は，ＭＧ２は停止されているので，主な騒音の発生源はＭＧ１である。従って，ＭＧ１によるノイズを精密に測定することができる。
【００４５】
以上詳細に説明したように，本形態のノイズ測定装置１によれば，
（１）ＭＧ２ノイズ＋ギアノイズの測定では，Ｋａ＝１，Ｋｂ＝Ｐとする。従って，ＭＧ１の回転が停止された状態で，ＭＧ２の回転速度が速度スイープされる。
（２）ＭＧ１のノイズ測定では，Ｋａ＝０，Ｋｂ＝１とする。従って，ＭＧ２の回転が停止された状態で，ＭＧ１の回転速度が速度スイープされる。
従って，測定箇所以外からの余分な騒音はごく小さく，簡単な制御でＭＧ２のノイズの測定精度を上昇させることのできるノイズ測定方法となっている。なお，（１）と（２）の測定の順序は逆でもよいし，（１）のみを行うものでもよい。
【００４６】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記の形態の（１）の測定ではＯＵＴＰＵＴ軸３２の設定速度ｖを記憶しておき，ＩＮＰＵＴ軸３１の速度指令ω１を算出するとしているが，ＩＮＰＵＴ軸３１の速度指令ω１に相当するものを設定速度として記憶しておき，ＯＵＴＰＵＴ軸３２の速度指令ω２をω２＝ω１／Ｐから算出するとしてもよい。
また，トルク発生の有無でノイズに差がないものであれば，ＭＧ１，ＭＧ２にトルクを発生させない状態でノイズの測定をしてもよい。
また例えば，マイクに変えて加速度ピックアップを供試体に接触させて設けることにより，振動を測定するためのものとすることもできる。レーザーを利用すれば，非接触で振動を測定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本形態に係るノイズ測定装置の概略構成図である。
【図２】ノイズ測定装置の測定対象である供試体の概略構成図である。
【図３】供試体のギア構成を模式的に示した説明図である。
【図４】ＭＧ２ノイズおよびギアノイズ測定時のタイムチャートである。
【図５】ＭＧ１ノイズ測定時のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１ ノイズ測定装置
１０ 供試体
２０ 操作計測盤
２３ インバータ
２４ マイク
４２ 第１モータ
４４ 第２モータ
４７ 第３モータ
６１ 指示入力部
６３ 速度指令制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の回転電機と，第１および第２の入出力回転軸とを有し，第１の回転電機と第１の入出力回転軸と第２の入出力回転軸との３者の回転速度が１次結合の関係となるとともに，第２の回転電機と第２の入出力回転軸との２者の回転速度が比例関係となるようにギヤで結合されている供試体の回転時のアコースティックノイズを測定するノイズ測定装置において，
第１および第２の入出力回転軸の回転速度を個別に操作する回転速度操作部と，
前記回転速度操作部を制御する制御部と，
供試体のアコースティックノイズを取得するノイズ取得部とを有し，
前記制御部は，前記回転速度操作部により，第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させ，その状態で前記ノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得する第１モードの測定を行うことを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のノイズ測定装置において，
前記制御部は，加速時および減速時に，前記ノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得することを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のノイズ測定装置において，
前記制御部は，前記回転速度操作部により第１の入出力回転軸を回転させるとともに第２の入出力回転軸を停止させ，その状態で前記ノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得する第２モードの測定を行うことを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のノイズ測定装置において，
第２の入出力回転軸を２つ有し，それらがデフを介して第２の回転電機に結合されている供試体を対象とし，
前記回転速度操作部は，２つの第２の入出力回転軸の回転速度を常に一致させることを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載のノイズ測定装置において，
前記制御部は，
基準回転速度にゲインを掛けた回転速度で第１の入出力回転軸を回転させることを前記回転速度操作部に指示する第１速度指令信号と，基準回転速度に第２のゲインを掛けた回転速度で第２の入出力回転軸を回転させることを前記回転速度操作部に指示する第２速度指令信号とを出力する速度指令制御部と，
第１モードの測定の際に，前記速度指令制御部における第１のゲインと第２のゲインとの比を，供試体にて第１の回転電機を停止させた状態での第１および第２の入出力回転軸のギア比と等しく設定するゲイン設定部とを有することを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載のノイズ測定装置において，
第２の回転電機にトルクを発生させる運転部を有し，
前記制御部は，前記運転部により第２の回転電機にトルクを発生させつつ，第１モードの測定を行うことを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項７】
第１および第２の回転電機と，第１および第２の入出力回転軸とを有し，第１の回転電機と第１の入出力回転軸と第２の入出力回転軸との３者の回転速度が１次結合の関係となるとともに，第２の回転電機と第２の入出力回転軸との２者の回転速度が比例関係となるようにギヤで結合されている供試体の回転時のアコースティックノイズを測定するノイズ測定方法において，
第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させ，その状態で供試体のアコースティックノイズを取得することを特徴とするノイズ測定方法。
【請求項１】
第１および第２の回転電機と，第１および第２の入出力回転軸とを有し，第１の回転電機と第１の入出力回転軸と第２の入出力回転軸との３者の回転速度が１次結合の関係となるとともに，第２の回転電機と第２の入出力回転軸との２者の回転速度が比例関係となるようにギヤで結合されている供試体の回転時のアコースティックノイズを測定するノイズ測定装置において，
第１および第２の入出力回転軸の回転速度を個別に操作する回転速度操作部と，
前記回転速度操作部を制御する制御部と，
供試体のアコースティックノイズを取得するノイズ取得部とを有し，
前記制御部は，前記回転速度操作部により，第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させ，その状態で前記ノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得する第１モードの測定を行うことを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のノイズ測定装置において，
前記制御部は，加速時および減速時に，前記ノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得することを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のノイズ測定装置において，
前記制御部は，前記回転速度操作部により第１の入出力回転軸を回転させるとともに第２の入出力回転軸を停止させ，その状態で前記ノイズ取得部により供試体のアコースティックノイズを取得する第２モードの測定を行うことを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載のノイズ測定装置において，
第２の入出力回転軸を２つ有し，それらがデフを介して第２の回転電機に結合されている供試体を対象とし，
前記回転速度操作部は，２つの第２の入出力回転軸の回転速度を常に一致させることを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載のノイズ測定装置において，
前記制御部は，
基準回転速度にゲインを掛けた回転速度で第１の入出力回転軸を回転させることを前記回転速度操作部に指示する第１速度指令信号と，基準回転速度に第２のゲインを掛けた回転速度で第２の入出力回転軸を回転させることを前記回転速度操作部に指示する第２速度指令信号とを出力する速度指令制御部と，
第１モードの測定の際に，前記速度指令制御部における第１のゲインと第２のゲインとの比を，供試体にて第１の回転電機を停止させた状態での第１および第２の入出力回転軸のギア比と等しく設定するゲイン設定部とを有することを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載のノイズ測定装置において，
第２の回転電機にトルクを発生させる運転部を有し，
前記制御部は，前記運転部により第２の回転電機にトルクを発生させつつ，第１モードの測定を行うことを特徴とするノイズ測定装置。
【請求項７】
第１および第２の回転電機と，第１および第２の入出力回転軸とを有し，第１の回転電機と第１の入出力回転軸と第２の入出力回転軸との３者の回転速度が１次結合の関係となるとともに，第２の回転電機と第２の入出力回転軸との２者の回転速度が比例関係となるようにギヤで結合されている供試体の回転時のアコースティックノイズを測定するノイズ測定方法において，
第１および第２の入出力回転軸を，第１の回転電機が回転しない回転速度比にて回転させ，その状態で供試体のアコースティックノイズを取得することを特徴とするノイズ測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２１６４８６（Ｐ２００９−２１６４８６Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５９１８８（Ｐ２００８−５９１８８）
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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