(57)【要約】【課題】レリーズベアリングの残寿命を効果的に推定する。【解決手段】クラッチ装置２０の断接作動時間を演算する作動時間演算部１１０と、レリーズベアリング２７の温度を取得する温度取得部１２０と、断接作動時間に温度を乗じて得られる被害度を積算することで、レリーズベアリング２７の累積被害度を演算する累積被害度演算部１３０と、累積被害度に基づいて、レリーズベアリング２７の残寿命を推定する残寿命推定部１４０とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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装置のレリーズベアリングの寿命推定装置であって、
前記クラッチ装置の断接作動時間を演算する作動時間演算手段と、
前記レリーズベアリングの温度を取得する温度取得手段と、
前記断接作動時間に前記温度を乗じて得られる被害度を積算することで、前記レリーズベアリング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、前記レリーズベアリングの残寿命を推定する残寿命推定手段と、を備える
ことを特徴とする寿命推定装置。
【請求項２】
前記残寿命推定手段は、予め規定した前記累積被害度と前記レリーズベアリングが破損に至るまでの残時間との関係に基づいて、前記レリーズベアリングの残寿命を推定する
請求項１に記載の寿命推定装置。
【請求項３】
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レリーズベアリングの温度との関係に基づいて該レリーズベアリングの温度を推定する
請求項１又は２に記載の寿命推定装置。
【請求項４】
前記残寿命が所定の閾値に達すると、当該情報を運転者に知らせる報知手段をさらに備える
請求項１から３の何れか一項に記載の寿命推定装置。
【請求項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装置のレリーズベアリングの寿命推定方法であって、
前記クラッチ装置の断接作動時間を演算し、前記レリーズベアリングの温度を取得し、前記断接作動時間に前記温度を乗じて得られる被害度を積算することで、前記レリーズベアリングの累積被害度を演算し、前記累積被害度に基づいて、前記レリーズベアリングの残寿命を推定する
ことを特徴とする寿命推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寿命推定装置及び寿命推定方法に関し、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装置のレリーズベアリングの寿命推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載された各種部品類の寿命を予測し、部品に破損等の可能性が生じた場合には、当該部品の交換が必要な旨を運転者に適宜知らせる技術が種々提案されている（例えば、特許文献１，２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３１６７３号公報
【特許文献２】特開２００２−９２１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的なクラッチ装置においては、ダイヤフラムスプリングとレリーズフォークとの間に、これらを相対回転可能にするレリーズベアリングが介設されている。このようなレリーズベアリングが、クラッチ断接作動により繰り返し移動され、熱による影響を長期間に亘って受け続けると、グリースの熱劣化等により焼付きを引き起こして破損する場合がある。レリーズベアリングが破損すると、駆動源から変速機に動力を伝達することができなくなり、車両が路上で走行不能に陥ってしまう虞がある。このため、レリーズベアリングの残寿命を効果的に予測して、運転者に適切な交換時期等を適宜知らせることで、車両の路上故障を未然に防ぐことが望まれる。
【０００５】
本開示の技術は、レリーズベアリングの残寿命を効果的に推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の装置は、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装置のレリーズベアリングの寿命推定装置であって、前記クラッチ装置の断接作動時間を演算する作動時間演算手段と、前記レリーズベアリングの温度を取得する温度取得手段と、前記断接作動時間に前記温度を乗じて得られる被害度を積算することで、前記レリーズベアリング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、前記レリーズベアリングの残寿命を推定する残寿命推定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記残寿命推定手段は、予め規定した前記累積被害度と前記レリーズベアリングが破損に至るまでの残時間との関係に基づいて、前記レリーズベアリングの残寿命を推定することが好ましい。
【０００８】
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レリーズベアリングの温度との関係に基づいて該レリーズベアリングの温度を推定することが好ましい。
【０００９】
また、前記残寿命が所定の閾値に達すると、当該情報を運転者に知らせる報知手段をさらに備えることが好ましい。
【００１０】
本開示の方法は、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装置のレリーズベアリングの寿命推定方法であって、前記クラッチ装置の断接作動時間を演算し、前記レリーズベアリングの温度を取得し、前記断接作動時間に前記温度を乗じて得られる被害度を積算することで、前記レリーズベアリングの累積被害度を演算し、前記累積被害度に基づいて、前記レリーズベアリングの残寿命を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の技術によれば、レリーズベアリングの残寿命を効果的に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る寿命推定装置を搭載した車両の模式的な全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る寿命推定装置を示す模式的な機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る温度推定マップの一例を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る寿命推定マップの一例を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るベアリング寿命の推定処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る寿命推定装置及び寿命推定方法について説明する。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。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る寿命推定装置を搭載した車両１の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。
【００１５】
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、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５４、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５５、ストロークセンサ５６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５０〜５６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。
【００１６】
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、クランクシャフト１１の出力側端及び、インプットシャフト４２の入力側端が配置されている。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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いる。レリーズフォーク２８は、その一端側をクラッチハウジング２１内に収容させると共に、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。
【００２０】
レリーズベアリング２７は、ダイヤフラムスプリング２６の内周縁とレリーズフォーク２８の一端部との間に位置して設けられおり、これらダイヤフラムスプリング２６とレリーズフォーク２８とを相対回転可能にする。より詳しくは、レリーズベアリング２７は、ダイヤフラムスプリング２６の内周縁が接触する内輪（回転輪）Ａと、レリーズフォーク２８の一端部が接続された外輪（非回転輪）Ｃと、これら内輪Ａ及び外輪Ｃの間に回転自在に配された球体Ｂとを備えている。レリーズベアリング２７は、クラッチ装置２０が断から接に切り替わる接作動時はダイヤフラムスプリング２６の弾性力により出力側（図中右方向）に移動され、クラッチ装置２０が接から断に切り替わる断作動時はレリーズフォーク２８により押されて入力側（図中左方向）に移動される。
【００２１】
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。
【００２２】
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５６が設けられている。
【００２３】
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。一方、クラッチ装置２０は、運転者がクラッチペダル７０を解放すると、ダイヤフラムスプリング２６の弾性力によりクラッチディスク２２のクラッチフェーシング２３がフライホイール１２に押し付けられることで、「断」から「接」に切り替えられるようになっている。
【００２４】
ＥＣＵ１００は、エンジン１０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５０〜５６のセンサ値が入力される。
【００２５】
また、ＥＣＵ１００は、図２に示すように、クラッチ作動時間演算部１１０と、ベアリング温度推定部１２０と、累積被害度演算部１３０と、ベアリング残寿命推定部１４０と、報知処理部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。
【００２６】
クラッチ作動時間演算部１１０は、本発明の作動時間演算手段の一例であって、レリーズベアリング２７が軸方向に移動されるクラッチ装置２０の断接作動時間ＴＩＭＥ＿Ｃを演算する。より詳しくは、クラッチ作動時間演算部１１０は、ストロークセンサ５６のセンサ値に基づいてクラッチ装置２０の断接作動開始（レリーズベアリング２７の移動開始）を検出すると共に、ＥＣＵ１００内蔵のタイマ１６０により断接作動開始から断接作動終了（レリーズベアリング２７の移動停止）に至るまでの時間を計時することで、断接作動時間ＴＩＭＥ＿Ｃを演算する。
【００２７】
なお、クラッチ装置２０の断接作動を検出するセンサは、ストロークセンサ５６に限定されず、レリーズベアリング２７の移動を検知できる他のセンサを備えていれば、当該他のセンサを用いてもよい。
【００２８】
ベアリング温度推定部１２０は、本発明の温度取得手段の一例であって、レリーズベアリング２７の温度（以下、ベアリング温度ＴＥＭＰ＿Ｂ）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ＴＥＭＰ＿Ｏとベアリング温度ＴＥＭＰ＿Ｂとの相関関係を規定する温度推定マップＭ１（図３参照）が記憶されている。温度推定マップＭ１において、潤滑油温ＴＥＭＰ＿Ｏが高くなるに従いベアリング温度ＴＥＭＰ＿Ｂも高くなるように設定されている。クラッチ温度推定部１２０は、温度推定マップＭ１を油温センサ５５から入力される潤滑油温ＴＥＭＰ＿Ｏに基づいて参照することで、ベアリング温度ＴＥＭＰ＿Ｂを推定する。
【００２９】
なお、温度推定マップＭ１は、必ずしも図形化して記憶する必要は無く、数値データとして記憶してもよい。また、温度推定に用いるセンサは、油温センサ５５に限定されず、クラッチハウジング２１内の温度を取得する他のセンサ等を備えていれば、当該他のセンサを用いてもよい。
【００３０】
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、クラッチ作動時間演算部１１０で演算される断接作動時間ＴＩＭＥ＿Ｃに、ベアリング温度推定部１２０で推定されるベアリング温度ＴＥＭＰ＿Ｂを乗じて被害度Ｄを算出すると共に、該被害度Ｄを積算することでレリーズベアリング２７の累積被害度ΣＤ（＝Σ（Ｑ×Ｔｃ））を演算する。
【００３１】
ベアリング残寿命推定部１４０は、本発明の残寿命推定手段の一例であって、レリーズベアリング２７がグリースの熱劣化等により焼付きを引き起こして破損に至るまでの残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍ（以下、ベアリング残寿命ともいう）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とレリーズベアリング２７が破損に至るまでの残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍとの相関関係を規定する寿命推定マップＭ２（図４参照）が記憶されている。寿命推定マップＭ２において、累積被害度ΣＤが増大するに従い、残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍは短くなるように設定されている。ベアリング残寿命推定部１４０は、寿命推定マップＭ２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、残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍを推定する。
【００３２】
なお、寿命推定マップＭ２は、必ずしも図形化して記憶する必要は無く、数値データとして記憶してもよい。また、ベアリング残寿命の推定は、時間に限定されず、車両１の走行距離等であってもよい。
【００３３】
報知処理部１５０は、本発明の報知手段の一例であって、ベアリング残寿命推定部１４０によって推定される残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍが所定の閾値に達すると、運転室内の表示器８０にレリーズベアリング２７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、報知の手法は表示器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。
【００３４】
次に、図５のフローチャートに基づいて、本実施形態のベアリング寿命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。
【００３５】
ステップＳ１００では、ストロークセンサ５６のセンサ値に基づいて、クラッチ装置２０が断作動又は接作動の何れかを開始したか否かが判定される。クラッチ装置２０の断接作動開始が検出された場合（肯定）、本制御はステップＳ１１０に進む。
【００３６】
ステップＳ１１０では、ＥＣＵ１００内蔵のタイマ１６０により断接作動時間ＴＩＭＥ＿Ｃの計時が開始され、次いで、ステップＳ１２０では、温度推定マップＭ１に基づいてベアリング温度ＴＥＭＰ＿Ｂが推定される。
【００３７】
ステップＳ１３０では、ストロークセンサ５６のセンサ値に基づいて、クラッチ装置２０の断接作動が終了したか否か（ステップＳ１００が断作動開始であれば断作動終了、ステップＳ１００が接作動開始であれば接作動終了）が判定される。肯定の場合は、ステップＳ１４０に進み、断接作動時間ＴＩＭＥ＿Ｃの計時を終了する。
【００３８】
ステップＳ１５０では、断接作動時間ＴＩＭＥ＿Ｃにベアリング温度ＴＥＭＰ＿Ｂを乗じることで、被害度Ｄｎが算出される。さらに、ステップＳ１６０では、ステップＳ１５０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。
【００３９】
ステップＳ１７０では、寿命推定マップＭ２をステップＳ１６０で演算された累積被害度ΣＤｎに基づいて参照することで、ベアリング残寿命としての残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍが推定される。
【００４０】
ステップＳ１８０では、残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍが所定の閾値に達しているか否かが判定される。残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍが閾値に達している場合（肯定）、本制御はステップＳ１９０に進み、表示器８０にレリーズベアリング２７の交換が必要な旨を表示する報知が実施される。
【００４１】
一方、残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍが閾値に達していない場合（否定）、本制御はリターンされて、次回のクラッチ断接作動開始まで保留されるようになっている。
【００４２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、クラッチ装置２０の断接作動時間ＴＩＭＥ＿Ｃ及び、ベアリング温度ＴＥＭＰ＿Ｂから演算される累積被害度Ｄに基づいて、レリーズベアリング２７が破損に至るまでの残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍを推定すると共に、該残時間ＴＩＭＥ＿Ｒｅｍが所定の閾値に達した場合には、運転者にレリーズベアリング２７の交換が必要な旨を報知するようになっている。これにより、ベアリング残寿命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、レリーズベアリング２７の破損により引き起こされる車両１の路上故障等を未然に防止することができる。
【００４３】
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。
【００４４】
例えば、クラッチ装置２０は、図示例の手動クラッチ装置に限定されず、レリーズベアリング２７を備えるクラッチ装置であれば、自動クラッチ装置等の他のクラッチ装置にも広く適用することができる。
【００４５】
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。
【符号の説明】
【００４６】
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
５５  油温センサ（温度取得手段）
５６  ストロークセンサ
８０  表示器（報知手段）
１００  ＥＣＵ
１１０  クラッチ作動時間演算部（作動時間演算手段）
１２０  ベアリング温度推定部（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  ベアリング残寿命推定部（残寿命推定手段）
１５０  報知処理部（報知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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