(57)【要約】【課題】  内燃機関に接続された回転系の疲労の度合いをより正確に判定する。【解決手段】  エンジンの回転数Ｎｅが変動してエンジンに接続された回転系に共振現象が発生したときに（Ｓ１１０）、この回転数Ｎｅの変動の大きさに基づいて共振現象の大きさとしての回転系に作用するインプットトルクＴｌｉｍを測定し（Ｓ１２０）、このインプットトルクＴｌｉｍが継続して作用したと仮定した場合の回転系の耐久時間ｔｌｉｍを設定して耐久時間ｔｌｉｍで単位時間ｔｏ（ルーチンの実行周期）を除して単位時間当たりの回転系の疲労度ΔＳを計算し（Ｓ１３０〜Ｓ１４０）、これを積算して回転系の疲労度Ｓを計算する（Ｓ１５０）。そして、疲労度Ｓが値１に達したときには疲労限界として警告表示する（Ｓ１６０，Ｓ１７０）。これにより、回転系の疲労の度合いをより正確に判定できる。【選択図】        図２
2005127885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に接続された回転系の疲労を検出する疲労検出装置であって、
前記回転系に共振現象が発生したときの該共振の度合いを検出する共振度合検出手段と、
前記検出された共振の度合いに基づいて前記回転系の疲労を判定する疲労判定手段と、
を備える疲労検出装置。
【請求項２】
前記疲労判定手段は、前記検出された共振の度合いが大きいほど値が大きくなる傾向に単位時間当たりの前記回転系の疲労の度合いを導出し、該導出した単位時間当たりの疲労の度合いを積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定する手段である請求項１記載の疲労検出装置。
【請求項３】
前記疲労判定手段は、前記検出された共振の度合いが大きいほど時間的に短くなる傾向に該共振が継続して発生したと仮定した場合の前記回転系の耐久時間を設定し、該設定した耐久時間に対する該共振が発生した時間の割合を積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定する手段である請求項１または２記載の疲労検出装置。
【請求項４】
前記疲労判定手段は、所定周期毎に前記耐久時間を設定し、該設定した耐久時間に対する前記周期の割合を積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定する手段である請求項３記載の疲労検出装置。
【請求項５】
前記疲労判定手段により判定された疲労の度合いが疲労限界または該疲労限界の近傍に達したときには、所定の警告を行なう警告手段を備える請求項２ないし４いずれか記載の疲労検出装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか記載の疲労検出装置であって、
前記共振度合検出手段は、前記共振の度合いとして共振現象の発生に伴って前記回転系に作用するトルクを検出する手段であり、
前記疲労判定手段は、前記検出された前記回転系に作用するトルクに基づいて該回転系の疲労を判定する手段である
疲労検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の疲労検出装置であって、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記共振度合検出手段は、前記回転数検出手段により複数回に亘って検出された内燃機関の回転数の変動に基づいて前記回転系に作用するトルクを検出する手段である
疲労検出装置。
【請求項８】
前記回転系は、前記内燃機関の出力軸にダンパを介して接続されてなる請求項１ないし７いずれか記載の疲労検出装置。
【請求項９】
回転系に接続された内燃機関を備える駆動装置であって、
前記内燃機関をクランキングするクランキング手段と、
前記回転系の共振現象の発生を判定する共振発生判定手段と、
請求項１ないし８いずれか記載の疲労検出装置と、
前記疲労検出装置の疲労判定手段により判定された前記回転系の疲労に基づいて前記クランキング手段によるクランキングの最中において前記共振発生判定手段により判定された回転系の共振現象の発生に拘わらず該クランキングの継続を許容する許容時間を設定し、該設定した許容時間を経過したときに該内燃機関のクランキングを停止するクランキング停止手段と、
を備える駆動装置。
【請求項１０】
前記クランキング停止手段は、前記疲労判定手段により判定された前記回転系の疲労の度合いが小さいほど時間的に長くなる傾向に前記許容時間を設定する手段である請求項９記載の駆動装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の駆動装置であって、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記共振発生判定手段は、前記回転数検出手段により複数回に亘って検出された前記内燃機関の回転数が所定の振れ幅を超えて変動したときに前記回転系に共振現象が発生したと判定する手段である
駆動装置。
【請求項１２】
内燃機関に接続された回転系の疲労を検出する疲労検出方法であって、
（ａ）前記回転系に共振現象が発生したときの該共振の度合いを検出し、
（ｂ）前記検出された共振の度合いに基づいて前記回転系の疲労を判定する
疲労検出方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ｂ）は、前記検出された共振の度合いが大きいほど値が大きくなる傾向に単位時間当たりの前記回転系の疲労の度合いを導出し、該導出した単位時間当たりの疲労の度合いを積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定するステップである請求項１２記載の疲労検出方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ｂ）は、前記検出された共振の度合いが大きいほど時間的に短くなる傾向に該共振が継続して発生したと仮定した場合の前記回転系の耐久時間を設定し、該設定した耐久時間に対する該共振が発生した時間の割合を積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定するステップである請求項１２または１３記載の疲労検出方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｂ）は、所定周期毎に前記耐久時間を設定し、該設定した耐久時間に対する前記周期の割合を積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定するステップである請求項１４記載の疲労検出方法。
【請求項１６】
（ｃ）前記ステップ（ｂ）により判定された疲労の度合いが疲労限界または該疲労限界の近傍に達したときには、所定の警告を行なう請求項１２ないし１５いずれか記載の疲労検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疲労検出装置および疲労検出方法並びに駆動装置に関し、詳しくは、内燃機関に接続された回転系の疲労を検出する疲労検出装置およびその方法並びに回転系に接続された内燃機関を備える駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の疲労検出装置としては、発電機の回転軸のねじり振動を監視して軸の疲労を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、発電電流により発電機の発電トルクを計算すると共に計算した発電トルクにより軸のねじり振動を算出し、算出したねじり振動に基づいて軸の疲労寿命を計算している。
【特許文献１】特開昭６３−３０２３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
こうした発電機の回転軸の疲労だけでなく、内燃機関に接続された回転系の疲労をより正確に判定することは重要な課題として考えられている。即ち、内燃機関の回転状態によっては内燃機関に接続された回転系に共振現象が発生する場合があり、この共振現象の発生は回転系の耐久性に大きな影響を与える。また、内燃機関を電動機でモータリングして始動する際、特に、内燃機関の摩擦抵抗が大きい低温時での始動の際には、内燃機関に接続された回転系の共振現象が比較的長い時間に亘って継続する場合がある。このとき、内燃機関のモータリングを停止する必要が生じるが、停止のタイミングによっては低温時などの内燃機関の始動性を損なうおそれがある。
【０００４】
本発明の疲労検出装置および疲労検出方法は、こうした問題を解決し、内燃機関に接続された回転系の疲労をより正確に検出することを目的の一つとする。また、本発明の駆動装置は、内燃機関の始動性を損なうことなく共振現象の発生によって回転系に与える影響を少なくすることを目的の一つとする。さらに、本発明の駆動装置は、内燃機関のクランキングの最中に内燃機関に接続された回転系に共振現象が発生したとき、より適切なタイミングでクランキングを停止することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の疲労検出装置および疲労検出方法並びに駆動装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
本発明の疲労検出装置は、
内燃機関に接続された回転系の疲労を検出する疲労検出装置であって、
前記回転系に共振が発生したときの該共振の度合いを検出する共振度合検出手段と、
前記検出された共振の度合いに基づいて前記回転系の疲労を判定する疲労判定手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
この本発明の疲労検出装置では、内燃機関に接続された回転系に共振現象が発生したときの共振の度合に基づいて回転系の疲労を判定するから、回転系の疲労をより正確に検出することができる。
【０００８】
こうした本発明の疲労検出装置において、前記疲労判定手段は、前記検出された共振の度合いが大きいほど値が大きくなる傾向に単位時間当たりの前記回転系の疲労の度合いを導出し、該導出した単位時間当たりの疲労の度合いを積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な処理でより正確に回転系の疲労を検出することができる。
【０００９】
また、本発明の疲労検出装置において、前記疲労判定手段は、前記検出された共振の度合いが大きいほど時間的に短くなる傾向に該共振が継続して発生したと仮定した場合の前記回転系の耐久時間を設定し、該設定した耐久時間に対する該共振が発生した時間の割合を積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、簡易な処理でより正確に回転系の疲労を検出することができる。この態様の本発明の疲労検出装置において、前記疲労判定手段は、所定周期毎に前記耐久時間を設定し、該設定した耐久時間に対する前記周期の割合を積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、周期毎の精度で回転系の疲労の度合いを判定することができる。
【００１０】
さらに、本発明の疲労検出装置において、前記疲労判定手段により判定された疲労の度合いが疲労限界または該疲労限界の近傍に達したときには、所定の警告を行なう警告手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、回転系が疲労限界やそれに近い状態にあるのを報知することができる。
【００１１】
あるいは、本発明の疲労検出装置において、前記共振度合検出手段は、前記共振の度合いとして共振現象の発生に伴って前記回転系に作用するトルクを検出する手段であり、前記疲労判定手段は、前記検出された前記回転系に作用するトルクに基づいて該回転系の疲労を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、共振現象の発生に伴って回転系に作用するトルクに基づいて回転系の疲労を判定することができる。この態様の本発明の疲労検出装置において、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記共振度合検出手段は、前記回転数検出手段により複数回に亘って検出された内燃機関の回転数の変動に基づいて前記回転系に作用するトルクを検出する手段であるものとすることもできる。こうすれば、回転系に作用するトルクをより正確に検出することができる。
【００１２】
また、本発明の疲労検出装置において、前記回転系は、前記内燃機関の出力軸にダンパを介して接続されてなるものとすることもできる。
【００１３】
本発明の駆動装置は、
回転系に接続された内燃機関を備える駆動装置であって、
前記内燃機関をクランキングするクランキング手段と、
前記回転系の共振現象の発生を判定する共振発生判定手段と、
上述の各態様のいずれかの疲労検出装置と、
前記疲労検出装置の疲労判定手段により判定された前記回転系の疲労に基づいて前記クランキング手段によるクランキングの最中における前記共振発生判定手段により判定された回転系の共振現象の発生に拘わらず該クランキングの継続を許容する許容時間を設定し、該設定した許容時間を経過したときに該内燃機関のクランキングを停止するクランキング停止手段と、
を備えることを要旨とする。
【００１４】
この本発明の駆動装置では、上述した各態様のいずれかの本発明の疲労検出装置の疲労判定手段により判定された回転系の疲労に基づいて内燃機関のクランキングの最中において判定された回転系の共振現象の発生に拘わらずクランキングの継続を許容する許容時間を設定し、設定した許容時間を経過したときに内燃機関のクランキングを停止する。したがって、回転系の疲労に応じて共振現象の発生に拘わらずクランキングの継続を許容する許容時間を設定するから、一律の許容時間を設定するものに比して、より適切なタイミングで内燃機関のクランキングを停止することができる。ここで、「クランキング手段」には、内燃機関に動力を出力可能な電動機が含まれる。
【００１５】
こうした本発明の駆動装置において、前記クランキング停止手段は、前記疲労判定手段により判定された前記回転系の疲労の度合いが小さいほど時間的に長くなる傾向に前記許容時間を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１６】
また、本発明の駆動装置において、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記共振発生判定手段は、前記回転数検出手段により複数回に亘って検出された前記内燃機関の回転数が所定の振れ幅を超えて変動したときに前記回転系に共振現象が発生したと判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、回転系の共振現象の発生をより正確に判定することができる。
【００１７】
本発明の疲労検出方法は、
内燃機関に接続された回転系の疲労を検出する疲労検出方法であって、
（ａ）前記回転系に共振が発生したときの該共振の度合いを検出し、
（ｂ）前記検出された共振の度合いに基づいて前記回転系の疲労を判定する
ことを要旨とする。
【００１８】
この本発明の疲労検出方法では、内燃機関に接続された回転系に共振現象が発生したときの共振の度合に基づいて回転系の疲労を判定するから、回転系の疲労をより正確に検出することができる。
【００１９】
こうした本発明の疲労検出方法において、前記ステップ（ｂ）は、前記検出された共振の度合いが大きいほど値が大きくなる傾向に単位時間当たりの前記回転系の疲労の度合いを導出し、該導出した単位時間当たりの疲労の度合いを積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、簡易な処理でより正確に回転系の疲労を検出することができる。
【００２０】
また、本発明の疲労検出方法において、前記ステップ（ｂ）は、前記検出された共振の度合いが大きいほど時間的に短くなる傾向に該共振が継続して発生したと仮定した場合の前記回転系の耐久時間を設定し、該設定した耐久時間に対する該共振が発生した時間の割合を積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、簡易な処理でより正確に回転系の疲労を検出することができる。この態様の本発明の疲労検出方法において、前記ステップ（ｂ）は、所定周期毎に前記耐久時間を設定し、該設定した耐久時間に対する前記周期の割合を積算した積算値をもって前記回転系の疲労の度合いを判定するステップであるものとすることもできる。こうすれば、周期毎の精度で回転系の疲労の度合いを判定することができる。
【００２１】
さらに、本発明の疲労検出方法において、（ｃ）前記ステップ（ｂ）により判定された疲労の度合いが疲労限界または該疲労限界の近傍に達したときには、所定の警告を行なうものとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態としての駆動装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、同じく動力分配統合機構３０に接続されたモータＭＧ２と、車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。実施例の駆動装置は、実施例のハイブリッド自動車２０のうち駆動輪３９ａ，３９ｂやデファレンシャルギヤ３８を除いた構成が相当する。
【００２４】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２５】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはモータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して車両前輪の駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続されている。したがって、リングギヤ３２に出力された動力は、ベルト３６，ギヤ機構３７，デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに出力されることになる。なお、駆動系として見たときの動力分配統合機構３０に接続される３軸は、キャリア３４に接続されたエンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６，サンギヤ３１に接続されモータＭＧ１の回転軸となるサンギヤ軸３１ａおよびリングギヤ３２に接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに機械的に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとなる。
【００２６】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、共に発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２の一方で発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、共にモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。この回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＭＧ１がサンギヤ３１に接続されていると共にモータＭＧ２がリングギヤ３２に接続されていることから、サンギヤ軸３１ａやリングギヤ軸３２ａの回転数になる。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２７】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）も演算している。
【００２８】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量に対応したアクセル開度Ａｄｒｖを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｄｒｖ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２９】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｄｒｖと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００３０】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２のクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続されたインプットシャフト２９や動力分配統合機構３０（以下、これらを回転系と呼ぶ）の疲労の度合いを判定する動作と、判定した回転系の疲労の度合いに基づいて次回にエンジン２２を始動する際の動作とを説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される回転系疲労判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば、イグニッションスイッチ８０がオンされたりモータ運転モードの走行中にトルク変換運転モードや充放電運転モードへの切り替えが指示されたりしてエンジン２２のモータリングが開始されてから所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。エンジン２２のモータリングは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からモータリング開始の制御信号をモータＥＣＵ４０に送信することにより、制御信号を受信したモータＥＣＵ４０がモータＭＧ１からモータリングトルクを出力すると共にモータＭＧ１のトルクに対する反力をモータＭＧ２により受け持つようモータＭＧ１，ＭＧ２を制御することにより行なう。
【００３１】
回転系疲労判定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力し（ステップＳ１００）、入力した回転数Ｎｅに基づいてエンジン２２に接続された回転系に共振現象が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。回転系に共振現象が発生しているか否かの判定は、実施例では、入力した回転数Ｎｅに対してバンドパスフィルタを作用させることにより回転数Ｎｅの変動を抽出し、抽出した回転数Ｎｅの変動が所定の閾値よりも大きいか否かを判定することにより行なうものとした。ここで、閾値は、回転数Ｎｅの変動が所定の振れ幅を超えて変動しており共振現象が発生していると見なすことのできる値として予め設定されている。なお、共振現象が発生しているか否かの判定は、上述した回転数Ｎｅの変動に基づいて行なうものに限られず、入力した回転数Ｎｅが回転系の共振周波数を中心とした所定範囲内にあるか否かを判定することにより行なうものとしてもよい。共振現象が発生していないと判定されると、そのまま本ルーチンを終了する。
【００３２】
共振現象が発生していると判定されると、発生している共振現象の度合い（大きさ）としての回転系に作用するインプットトルクＴｉｎを測定する（ステップＳ１２０）。インプットトルクＴｉｎは、前述の回転数Ｎｅの変動の大きさに基づいて求めたり、モータＭＧ１のモータリングトルク（モータＭＧ１の相電流）を検出して求めたりすることができる。また、インプットトルクＴｉｎは回転系に発生している共振現象の度合いであるから、入力した回転数Ｎｅと回転系の共振周波数との差に基づいて、即ち、回転数Ｎｅが共振周波数に近いほど大きくなるトルク値としてインプットトルクＴｉｎを求めるものとしてもよい。
【００３３】
こうしてインプットトルクＴｉｎを測定すると、このインプットトルクＴｉｎが継続して回転系に作用したと仮定した場合の回転系の耐久時間ｔｌｉｍを設定する（ステップＳ１３０）。耐久時間ｔｌｉｍの設定は、実施例では、インプットトルクＴｉｎと耐久時間ｔｌｉｍとの関係を予めマップとして求めてＲＯＭ７４に記憶しておき、インプットトルクＴｉｎが与えられるとマップから対応する耐久時間ｔｌｉｍを導出するものとした。このマップの一例を図３に示す。図示するように、耐久時間ｔｌｉｍは、インプットトルクＴｉｎが大きいほど短い時間となるよう設定される。これは、インプットトルクＴｉｎが大きいほど、即ち、発生した共振現象の度合いが大きいほど回転系に与える影響が大きくなるという理由に基づく。耐久時間ｔｌｉｍを設定すると、単位時間ｔｏ（本ルーチンの実行周期）を耐久時間ｔｌｉｍで割って単位時間ｔｏ当たりの回転系の疲労度ΔＳを計算し（ステップＳ１４０）、前回計算した回転系の前回疲労度Ｓに、計算した単位時間ｔｏ当たりの疲労度ΔＳを加えることにより新たな回転系の疲労度Ｓを計算する（ステップＳ１５０）。このように、共振現象の発生に伴って回転系に作用するトルク（インプットトルクＴｉｎ）が大きいほど短くなる耐久時間ｔｌｉｍで単位時間ｔｏを除して単位時間当たりの疲労度ΔＳを計算する共に疲労度ΔＳを積算して新たな疲労度Ｓを計算するから、疲労度Ｓは共振現象の発生時間が長いほど、またインプットトルクＴｉｎが大きいほど大きな値として計算されることになる。
【００３４】
こうして回転系の疲労度Ｓを計算すると、計算した疲労度Ｓが値１以上に達したか否かを判定し（ステップＳ１６０）、疲労度Ｓが値１に達したと判定されると、警告灯８９を点灯するよう点灯信号を出力する処理を行なって（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。
【００３５】
次に、こうした回転系の疲労度Ｓの判定結果に基づいて次回にエンジン２２を始動する際の動作について説明する。図４は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２の始動が指示されたときに実行される。なお、エンジン２２の始動の指示についての具体例は前述した。
【００３６】
エンジン始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、前述したモータＭＧ１，ＭＧ２によりエンジン２２のモータリングを開始する処理を行なう（ステップＳ２００）。続いて、エンジン２２が完爆したか否かを判定し（ステップＳ２１０）、完爆していると判定されるとそのまま本ルーチンを終了し、完爆していないと判定されると、エンジン２２の回転数Ｎｅを入力して（ステップＳ２２０）、図２のステップＳ１１０と同様の処理により回転系に共振現象が発生しているか否かを判定する（ステップＳ２３０）。回転系に共振現象が発生していないと判定されると、ステップＳ２１０の処理に戻る。一方、回転系に共振現象が発生していると判定されると、共振現象の発生の有無の状態を示すフラグＦの値を調べ（ステップＳ２４０）、フラグＦの値が値０であるときにはフラグＦに値１をセットして（ステップＳ２５０）、図２のステップＳ１５０で判定された疲労度Ｓを読み込んでこの疲労度Ｓを用いて回転系に共振現象が発生している状態でエンジン２２を連続してモータリング可能な時間としての許容される許容時間ｔｒｅｆを設定する（ステップＳ２６０）。許容時間ｔｒｅｆは、実施例では、疲労度Ｓと許容時間ｔｒｅｆとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、疲労度Ｓが与えられるとマップから対応する許容時間ｔｒｅｆを導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図５に示す。図示するように、許容時間ｔｒｅｆは、疲労度Ｓが小さいほど、即ち回転系の疲労が少ないほど長い時間となる傾向に設定される。これは、回転系の疲労が比較的少ない場合には、疲労が比較的多い場合に比して、回転系に共振現象が発生した状態でのエンジン２２のクランキングに対する回転系への影響が少ないと考えられることに基づいている。したがって、回転系への疲労が比較的少ないときには、図５の破線を示す一律の許容時間ｔｒｅｆを設定するものに比して、回転系に共振現象が発生した状態でのエンジン２２のモータリングが比較的長い時間に亘って許容されるから、エンジン２２の始動性、特に、エンジン２２の摩擦抵抗が大きくその始動が困難となる低温時におけるエンジン２２の始動性をより向上させることができる。
【００３７】
許容時間ｔｒｅｆを設定したり、ステップＳ２４０でフラグＦが値１（即ち、既に許容時間ｔｒｅｆを設定している）と判定されると、回転系に共振現象が発生してから許容時間ｔｒｅｆを経過したか否かを判定し（ステップＳ２７０）、許容時間ｔｒｅｆを経過していないと判定されるとステップＳ２１０の処理に戻り、許容時間ｔｒｅｆを経過していると判定されると、モータＭＧ１，ＭＧ２によるエンジン２２のモータリングを停止すると共に（ステップＳ２８０）、フラグＦに値０をセットして（ステップＳ２９０）、本ルーチンを終了する。
【００３８】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２に接続された回転系に共振現象が発生したときにその共振現象の度合い（インプットトルクＴｉｎ）に基づいて単位時間ｔｏ当たりの回転系の疲労度ΔＳを計算すると共に計算した単位時間当たりの疲労度ΔＳを積算した疲労度Ｓをもって回転系の疲労を判定する。この結果、エンジン２２に接続された回転系の疲労をより正確に判定することができる。
【００３９】
また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、エンジン２２を始動する際、回転系の疲労度Ｓに基づいて回転系に共振現象が発生した状態でエンジン２２を連続してモータリングする時間として許容される許容時間ｔｒｅｆを設定し、この許容時間ｔｒｅｆを経過したときにエンジン２２のモータリングを停止するから、回転系の疲労の度合いに拘わらず一律に許容時間を設定するものに比して回転系に大きな影響を与えることなくより適切なタイミングでエンジン２２のモータリングを停止することができる。この結果、エンジン２２の始動性、特に、低温時の始動性をより向上させることができる。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、回転系に共振現象が発生したときに回転系にインプットトルクＴｉｎが継続して作用したと仮定した場合の回転系の耐久時間ｔｌｉｍを設定して耐久時間ｔｌｉｍで単位時間ｔｏ（図２のルーチンの実行時間間隔）を割って単位時間当たりの回転系の疲労度ΔＳを計算すると共に計算した疲労度ΔＳを積算して全体の回転系の疲労度Ｓを計算するものとしたが、これに限られず、発生した共振現象が大きいほど疲労が早く進む傾向に疲労度Ｓを計算できれば他の手法を用いるものとしても構わない。例えば、発生した共振現象の度合い（インプットトルクＴｉｎ）が大きいほど大きな値としてのカウンタ値を設定すると共にこのカウンタ値の積算値として疲労度Ｓを計算するものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、疲労度Ｓが疲労限界（値１）に達したときに警告を発するものとしたが、疲労限界よりも若干前の段階（値０．８や値０．９など）に達したときに警告を発するものとしてもよい。このときの警告も警告灯８９を点灯させるものに限られず警告音を出力するなど如何なる手法により行なうものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、回転系としてエンジン２２にダンパ２８を介して接続されたインプットシャフト２９や動力分配統合機構３０としたが、如何なる構成の回転系としてもよい。また、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられたダンパ２８としては、トルクリミッタなどが取り付けられてなるものとしてもよいし、トルクリミッタなどが取り付けられていないものとしてもよい。
【００４３】
実施例では、ハイブリッド自動車２０に搭載するものとしたが、通常の自動車に搭載するものとしたり、自動車に搭載しないものとしても構わない。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施例である駆動装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される回転系疲労判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】インプットトルクＴｉｎと耐久時間ｔｌｉｍとの関係を示すマップである。
【図４】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるエンジン始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】疲労度Ｓと許容時間ｔｒｅｆとの関係を示すマップである。
【符号の説明】
【００４６】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）２４、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、２９  インプットシャフト、３０  動力分配統合機構、３１  サンギヤ、３１ａ  サンギヤ軸、３２  リングギヤ、３２ａ  リングギヤ軸、３３  ピニオンギヤ、３４  キャリア、３６  ベルト、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、４６  温度センサ、５０  バッテリ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、７２  ＣＰＵ、７４  ＲＯＭ、７６  ＲＡＭ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【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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