JP6720855B2 - 推定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、推定装置に関し、特に、車両に搭載された駆動源から変速機に伝達される動力を断接可能なクラッチの摩耗量の推定に関する。
この種の装置として、例えば、特許文献1には、クラッチの滑り量やトルク等に基づいてクラッチの発熱量を推定すると共に、該発熱量が所定の高温閾値に到達すると運転者に警告を行うことで、焼付や焼損等を回避させる技術が開示されている。
ところで、上記従来技術では、クラッチの滑り量やトルク等に基づいてクラッチの発熱量を推定しているのみであり、クラッチの摩耗量までは予測していない。このため、発熱量が高温閾値に達したことで警告を行ったとしても、クラッチが既に完全摩耗に近づいている場合もあり、車両がメンテナンス工場等に向かうまでの間に路上で走行不能に陥ってしまう可能性がある。
本開示の技術は、クラッチの摩耗量を効果的に推定することを目的とする。
本開示の技術は、車両に搭載された駆動源から変速機に伝達される動力を断接可能なクラッチの摩耗量の推定装置であって、前記クラッチの滑り量を取得する滑り量取得手段と、前記車両の加速度を取得する加速度取得手段と、前記車両の車重を取得する車重取得手段と、前記クラッチの温度を取得する温度取得手段と、少なくとも、車両発進時の前記滑り量、前記加速度及び、前記車重に基づいて、前記クラッチの吸収エネルギを演算する吸収エネルギ演算手段と、前記吸収エネルギに前記温度を乗じて得られる被害度を積算することで、前記クラッチの累積被害度を演算する累積被害度演算手段と、前記累積被害度に基づいて、前記クラッチの摩耗量を推定する摩耗量推定手段と、を備えることを特徴とする。
また、前記摩耗量推定手段は、予め規定した前記累積被害度と前記クラッチの摩耗量との関係に基づいて該クラッチの摩耗量を推定してもよい。
また、前記変速機の潤滑油温を検出する油温センサをさらに備え、前記温度取得手段は、予め規定した前記潤滑油温と前記クラッチの温度との関係に基づいて該クラッチの温度を推定してもよい。
また、前記クラッチの入力回転数を検出する入力回転数センサと、前記クラッチの出力回転数を検出する出力回転数センサと、をさらに備え、前記滑り量取得手段は、前記入力回転数から前記出力回転数を減算することで前記クラッチの滑り量を取得してもよい。
また、前記摩耗量が所定の閾値に達すると、当該情報を運転者に知らせる警告手段をさらに備えてもよい。
本開示の技術によれば、クラッチの摩耗量を効果的に推定することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る推定装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1は、本実施形態に係る推定装置を搭載した車両1の一部を示す模式的な全体構成図である。エンジン10のクランクシャフト11には、クラッチ装置20を介して変速機40のインプットシャフト42が断接可能に接続されている。変速機40の変速機ケース41内には、インプットシャフト42、アウトプットシャフト43、カウンタシャフト44、これらシャフト42〜44に設けられた複数の変速ギヤ列45、図示しないシンクロ機構等が配置されている。変速機40のアウトプットシャフト43には、プロペラシャフト47、何れも図示しない差動装置、左右の駆動軸等を介して左右の駆動輪が接続されている。
また、車両1には、クランクシャフト11の回転数を検出するエンジン回転数センサ50、インプットシャフト42の回転数を検出する変速機入力回転数センサ51、車両1の速度を検出する車速センサ52、アクセルペダル71の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ53、車両1の加速度を検出する加速度センサ54、車両1の重量を検出する車重センサ55、シフト操作装置72のシフト位置を検出するシフトポジションセンサ56、変速機ケース41内の潤滑油の温度を検出する油温センサ57、ストロークセンサ58等の各種センサ類が設けられている。これら各種センサ類50〜58のセンサ値は、電気的に接続された電子制御ユニット(以下、ECU)100に入力される。
クラッチ装置20は、例えば、乾式・単板式のクラッチ装置であって、クラッチハウジング21内には、エンジン10のクランクシャフト11及び、変速機40のインプットシャフト42が配置されている。
インプットシャフト42の入力端には、クラッチディスク22が軸方向に移動可能に設けられている。クラッチディスク22は、図示しないダンパースプリングと、クラッチフェーシング23とを備えている。
クランクシャフト11の出力端には、フライホイール12が固定され、フライホイール12の後側面には、クラッチカバー24が設けられている。これらフライホイール12とクラッチカバー24との間には、プレッシャープレート25及び、ダイヤフラムスプリング26が配置されている。また、インプットシャフト42のダイヤフラムスプリング26よりも出力側には、ダイヤフラムスプリング26の内周端に当接するレリーズベアリング27が軸方向に移動可能に設けられている。
レリーズフォーク28は、支点19を中心に揺動可能に設けられており、クラッチハウジング21内に収容された一端側をレリーズベアリング27の非回転輪に接触させている。また、レリーズフォーク28は、その他端側をクラッチハウジング21の外側に突出させている。
クラッチハウジング21の外側には、レリーズシリンダ30が設けられている。レリーズシリンダ30は、シリンダ本体31の内部に移動可能に収容されて油圧室を区画するピストン32と、基端側をピストン32に固定されると共に、先端側をレリーズフォーク28に当接させたプッシュロッド33と、シリンダ本体31内に設けられてプッシュロッド33をピストン32とレリーズフォーク28との間に保持させるスプリング34とを備えている。レリーズシリンダ30は、配管35を介してマスターシリンダ60に接続されている。
マスターシリンダ60は、作動油を貯留するリザーブタンク61と、シリンダ本体62の内部に移動可能に収容されて油圧室を区画するピストン63と、基端側をピストン63に固定されると共に、先端側をクラッチペダル70に連結させたロッド64と、油圧室内に設けられてピストン63を付勢するリターンスプリング65とを備えている。また、マスターシリンダ60には、ロッド64のストローク量を検出するストロークセンサ58が設けられている。
クラッチ装置20は、運転者がクラッチペダル70を踏み込むと、マスターシリンダ60からレリーズシリンダ30に供給される作動油圧によりピストン32がプッシュロッド33と一体にストローク移動し、レリーズフォーク28が図中反時計回りに回動してレリーズベアリング27を押圧すことで、「接」から「断」に切り替えられるようになっている。
ECU100は、エンジン10やクラッチ装置20、変速機40等の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。これら各種制御を行うため、ECU100には、各種センサ類50〜58のセンサ値が入力される。
また、ECU100は、図2に示すように、吸収エネルギ演算部110と、クラッチ温度推定部120と、累積被害度演算部130と、摩耗量推定部140と、警告処理部150とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるECU100に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
吸収エネルギ演算部110は、本発明の吸収エネルギ演算手段の一例であって、車両発進時のクラッチ滑り量ΔNc、車両加速度G及び、車両重量Wに基づいて、クラッチフェーシング23の吸収エネルギQを演算する。本実施形態において、車両発進時のクラッチ滑り量ΔNcは、エンジン回転数センサ50で検出されるクラッチ入力回転数Nc_inから、変速機入力回転数センサ51で検出されるクラッチ出力回転数Nc_outを減算することで算出される(ΔNc=Nc_in−Nc_out)。また、車両発進時の車両加速度Gは加速度センサ54によって取得され、車両重量Wは車重センサ55によって取得される。吸収エネルギQは、これらクラッチ滑り量ΔNc、車両加速度G及び、車両重量Wを入力値として含むモデル式やマップ等に基づいて演算すればよい。
クラッチ温度推定部120は、本発明の温度取得手段の一例であって、クラッチフェーシング23の温度(以下、クラッチ温度Tc)を推定する。より詳しくは、ECU100のメモリには、予め実験等により作成した、変速機40の潤滑油温Toとクラッチ温度Tcとの相関関係を規定する温度推定マップ(図3参照)が記憶されている。クラッチ温度推定部120は、温度推定マップを油温センサ57から入力される潤滑油温Toに基づいて参照することで、クラッチ温度Tcを推定する。
累積被害度演算部130は、本発明の累積被害度演算手段の一例であって、車両発進時に吸収エネルギ演算部110で演算される吸収エネルギQに、クラッチ温度推定部120で推定されるクラッチ温度Tcを乗じて被害度Dを算出すると共に、該被害度Dを積算することでクラッチフェーシング23の累積被害度ΣD(=Σ(Q×Tc))を演算する。
摩耗量推定部140は、本発明の摩耗量推定手段の一例であって、クラッチフェーシング23の摩耗量(以下、クラッチ摩耗量Wc)を推定する。より詳しくは、ECU100のメモリには、予め実験等により作成した、累積被害度ΣDとクラッチ摩耗量Wcとの相関関係を規定する摩耗量推定マップ(図4参照)が記憶されている。摩耗量推定部140は、摩耗量推定マップを累積被害度演算部130によって演算される累積被害度ΣDに基づいて参照することで、クラッチ摩耗量Wcを推定する。
警告処理部150は、本発明の警告手段の一例であって、摩耗量推定部140によって推定されるクラッチ摩耗量Wcが完全摩耗に近い所定の上限閾値(例えば、新品時に対して90〜95%の摩耗量)に達すると、運転室内の表示器80にクラッチフェーシング23の交換が必要な旨を表示させる指示信号を出力する。なお、警告の手法は表示器80への表示に限定されず、図示しないスピーカ等による音声によって行ってもよい。
次に、図5のフローチャートに基づいて、本実施形態のクラッチ摩耗量の推定処理について説明する。本制御は、エンジン10のイグニッションキーON操作と同時に開始される。
ステップS100では、車両1が発進したか否かが判定される。車両1が発進したか否かは、車速センサ52等のセンサ値に基づいて判定すればよい。車両1が発進した場合(肯定)、本制御はステップS110に進む。
ステップS110では、クラッチ滑り量ΔNc、車両加速度G及び、車両重量Wに基づいて、クラッチフェーシング23の吸収エネルギQが演算され、次いで、ステップS120では、温度推定マップ(図3参照)に基づいてクラッチ温度Tcが推定され、次いで、ステップS130では、吸収エネルギQにクラッチ温度Tcを乗じることで、被害度Dnが算出される。さらに、ステップS140では、ステップS130で算出される被害度Dnを前回演算された累積被害度ΣDn−1に随時加算することで累積被害度ΣDnがリアルタイムに演算される。
ステップS150では、摩耗量推定マップ(図4参照)をステップS140で演算された累積被害度ΣDnに基づいて参照することで、クラッチ摩耗量Wcが推定される。
ステップS160では、クラッチ摩耗量Wcが上限閾値に達しているか否かが判定される。クラッチ摩耗量Wcが上限閾値に達している場合(肯定)、本制御はステップS180に進み、表示器80にクラッチフェーシング23の交換が必要な旨を表示する警告が実施される。
一方、クラッチ摩耗量Wcが上限閾値に達していない場合(否定)、本制御はステップS170に進み、クラッチ滑り量ΔNcが0(ゼロ)になっているか否かが判定される。クラッチ滑り量ΔNcが0になっていない場合(否定)、本制御はステップS110に戻り、クラッチ滑り量ΔNcが0になるまで、上述のステップS110〜S160の各処理が繰り返し実行される。一方、クラッチ滑り量ΔNcが0になっている場合(肯定)、本制御はリターンされて、次回の車両発進まで保留されるようになっている。
以上詳述したように、本実施形態の推定装置によれば、車両発進時におけるクラッチフェーシング23の吸収エネルギQ及び、クラッチ温度Tcから演算される累積被害度Dに基づいて、クラッチ摩耗量Wcを推定すると共に、該クラッチ摩耗量Wcが完全摩耗に近い所定の上限閾値(例えば、新品時に対して90〜95%の摩耗量)に達した場合には、運転者にクラッチフェーシング23の交換が必要な旨を知らせる警告が実施されるようになっている。これにより、クラッチ摩耗量Wcを効果的に推定しつつ、部品交換の適切なタイミングを適宜把握することが可能となり、クラッチフェーシング23の完全摩耗により引き起こされる路上故障等を未然に防止することができる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、クラッチ温度Tcは、変速機40の潤滑油温Toに基づいて推定されるものとして説明したが、クラッチハウジング21の温度を検出する図示しない温度センサを備える場合には、該温度センサのセンサ値に基づいて推定してもよい。
また、車両1は、駆動源としてエンジン10を備えるものに限定されず、走行用モータを備えるハイブリット車両等であってもよい。
10 エンジン
11 クランクシャフト
20 クラッチ装置
21 クラッチハウジング
22 クラッチディスク
23 クラッチフェーシング
24 クラッチカバー
25 プレッシャープレート
26 ダイヤフラムスプリング
27 レリーズベアリング
28 レリーズフォーク
40 変速機
42 インプットシャフト
50 エンジン回転数センサ(滑り量取得手段)
51 変速機入力回転数センサ(滑り量取得手段)
54 加速度センサ(加速度取得手段)
55 車重センサ(車重取得手段)
57 油温センサ(温度取得手段)
80 表示器(警告手段)
100 ECU
110 吸収エネルギ演算部(吸収エネルギ演算手段)
120 クラッチ温度推定部(温度取得手段)
130 累積被害度演算部(累積被害度演算手段)
140 摩耗量推定部(摩耗量推定手段)
150 警告処理部(警告手段)
11 クランクシャフト
20 クラッチ装置
21 クラッチハウジング
22 クラッチディスク
23 クラッチフェーシング
24 クラッチカバー
25 プレッシャープレート
26 ダイヤフラムスプリング
27 レリーズベアリング
28 レリーズフォーク
40 変速機
42 インプットシャフト
50 エンジン回転数センサ(滑り量取得手段)
51 変速機入力回転数センサ(滑り量取得手段)
54 加速度センサ(加速度取得手段)
55 車重センサ(車重取得手段)
57 油温センサ(温度取得手段)
80 表示器(警告手段)
100 ECU
110 吸収エネルギ演算部(吸収エネルギ演算手段)
120 クラッチ温度推定部(温度取得手段)
130 累積被害度演算部(累積被害度演算手段)
140 摩耗量推定部(摩耗量推定手段)
150 警告処理部(警告手段)
Claims (5)
- 車両に搭載された駆動源から変速機に伝達される動力を断接可能なクラッチの摩耗量の推定装置であって、
前記クラッチの滑り量を取得する滑り量取得手段と、
前記車両の加速度を取得する加速度取得手段と、
前記車両の車重を取得する車重取得手段と、
前記クラッチの温度を取得する温度取得手段と、
少なくとも、車両発進時の前記滑り量、前記加速度及び、前記車重に基づいて、前記クラッチの吸収エネルギを演算する吸収エネルギ演算手段と、
前記吸収エネルギに前記温度を乗じて得られる被害度を積算することで、前記クラッチの累積被害度を演算する累積被害度演算手段と、
前記累積被害度に基づいて、前記クラッチの摩耗量を推定する摩耗量推定手段と、を備える
ことを特徴とする推定装置。 - 前記摩耗量推定手段は、予め規定した前記累積被害度と前記クラッチの摩耗量との関係に基づいて該クラッチの摩耗量を推定する
請求項1に記載の推定装置。 - 前記変速機の潤滑油温を検出する油温センサをさらに備え、
前記温度取得手段は、予め規定した前記潤滑油温と前記クラッチの温度との関係に基づいて該クラッチの温度を推定する
請求項1又は2に記載の推定装置。 - 前記クラッチの入力回転数を検出する入力回転数センサと、
前記クラッチの出力回転数を検出する出力回転数センサと、をさらに備え、
前記滑り量取得手段は、前記入力回転数から前記出力回転数を減算することで前記クラッチの滑り量を取得する
請求項1から3の何れか一項に記載の推定装置。 - 前記摩耗量が所定の閾値に達すると、当該情報を運転者に知らせる警告手段をさらに備える
請求項1から4の何れか一項に記載の推定装置。
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JP2016252379A Active JP6720855B2 (ja) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 推定装置 |
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