CN112710476B - 车辆部件的剩余寿命预测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆部件的剩余寿命预测装置。在基于经由无线通信取得的寿命关联数据预测车辆部件的剩余寿命的情况下,使该剩余寿命的预测精度提高。由于寿命关联数据和与车辆的行驶相关的累积行驶距离一起经由无线通信发送到剩余寿命管理中心的服务器,所以能够将累积行驶距离不连续地变化的行驶距离确定为剩余寿命管理中心未能接收到寿命关联数据的数据未取得行驶距离(S5)。因此,能够基于该数据未取得行驶距离,考虑该数据未取得行驶距离中的车辆部件的寿命降低并预测剩余寿命,该剩余寿命的预测精度提高。
Description
技术领域
本发明涉及车辆部件的剩余寿命预测装置,特别涉及将车辆的寿命关联数据经由无线通信发送到数据管理中心的剩余寿命预测装置的改进。
背景技术
已经提出了如下车辆部件的剩余寿命预测装置:基于各种寿命关联数据预测在车辆的行驶期间被施加负荷的车辆部件的剩余寿命,所述各种寿命关联数据会影响该剩余寿命。专利文献1记载的装置是其一例,基于车辆起步时的离合器滑动量、车辆加速度、与油温存在关联的离合器温度等寿命关联数据求出离合器损害度,根据该离合器损害度推定磨损量,并且求出行驶时间或行驶距离与磨损量的相关(线性近似线)并预测离合器的剩余寿命。另外,在专利文献2中记载了如下技术:经由互联网等无线通信取得行驶距离等寿命关联数据,预测车辆部件的剩余寿命并向用户告知更换时期等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-135977号公报
专利文献2:日本特开2002-183337号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,在经由无线通信取得寿命关联数据的情况下,当由于隧道内等通信环境而通信暂时中断时,数据会缺失,剩余寿命的预测精度有可能受损。
本发明将以上情况作为背景而做出,其目的在于,在基于经由无线通信取得的寿命关联数据预测剩余寿命的情况下,使该剩余寿命的预测精度提高。
用于解决课题的手段
为了达成该目的,第一发明是一种车辆部件的剩余寿命预测装置,其基于影响车辆具备的车辆部件的剩余寿命的各种寿命关联数据预测该剩余寿命,其特征在于,所述车辆部件的剩余寿命预测装置具有:(a)数据发送部,所述数据发送部设置于所述车辆,将所述寿命关联数据与所述车辆的行驶关联并经由无线通信发送到外部的数据管理中心;(b)数据未取得区间确定部,所述数据未取得区间确定部确定所述数据管理中心未能接收到所述寿命关联数据的数据未取得行驶区间;以及(c)剩余寿命运算部,所述剩余寿命运算部考虑所述数据未取得行驶区间中的所述车辆部件的寿命降低而预测所述剩余寿命。
第二发明为,在第一发明的车辆部件的剩余寿命预测装置中,其特征在于,所述剩余寿命运算部根据包含所述数据未取得行驶区间在内的所述车辆的总行驶区间与所述数据管理中心能够接收到所述寿命关联数据的数据取得行驶区间的比例,使所述剩余寿命降低。
第三发明为,在第二发明的车辆部件的剩余寿命预测装置中,其特征在于,所述车辆的总行驶区间是该车辆的总行驶距离或总行驶时间,所述数据取得行驶区间是所述数据管理中心能够接收到所述寿命关联数据的行驶距离或行驶时间。
第四发明为,在第一发明~第三发明中的任一个车辆部件的剩余寿命预测装置中,其特征在于,所述剩余寿命运算部具备:基于所述数据未取得行驶区间补全所述寿命关联数据的数据补全处理部和基于利用该数据补全处理部补全后的补全后数据算出所述剩余寿命的寿命算出部。
第五发明为,在第一发明~第四发明中的任一个车辆部件的剩余寿命预测装置中,其特征在于,所述剩余寿命运算部基于所述寿命关联数据求出作为施加于所述车辆部件的负荷的大小与频率的关系的负荷分布,与作为耐久性成立的负荷分布而预先确定的强度信息进行比较,算出累积疲劳损伤度,并基于该累积疲劳损伤度预测所述剩余寿命。
第六发明为,在第一发明~第五发明中的任一个车辆部件的剩余寿命预测装置中,其特征在于,(a)所述数据发送部将所述车辆的累积行驶距离及累积行驶时间中的至少一个作为所述车辆的行驶关联信息而与所述寿命关联数据一起发送到所述数据管理中心,(b)所述数据未取得区间确定部将所述累积行驶距离或所述累积行驶时间不连续地变化的区间判定为所述数据未取得行驶区间。
第七发明为,在第一发明~第六发明中的任一个车辆部件的剩余寿命预测装置中,其特征在于,(a)所述车辆部件是具有耐久性不同的多个构成元件的动力传递装置,(b)所述剩余寿命运算部对所述多个构成元件分别预测所述剩余寿命,并且将该多个构成元件中的预测出的该剩余寿命最短的构成元件的剩余寿命作为所述动力传递装置的剩余寿命。
第八发明为,在第一发明~第七发明中的任一个车辆部件的剩余寿命预测装置中,其特征在于,(a)所述数据未取得区间确定部及所述剩余寿命运算部设置于所述数据管理中心的服务器,并且,(b)所述服务器具备将与所述剩余寿命相关的信息发送到所述车辆的寿命信息发送部,(c)所述车辆具备将从所述服务器发送来的所述剩余寿命传达到外部的剩余寿命传达部。
发明的效果
在这种车辆部件的剩余寿命预测装置中,由于寿命关联数据与车辆的行驶关联并经由无线通信发送到数据管理中心,所以能够基于该寿命关联数据的有无等确定数据管理中心未能接收到寿命关联数据的数据未取得行驶区间。因此,能够考虑该数据未取得行驶区间中的车辆部件的寿命降低而预测剩余寿命,剩余寿命的预测精度提高。
在第二发明中,由于根据包含数据未取得行驶区间在内的车辆的总行驶区间与数据取得行驶区间的比例使剩余寿命降低,所以能够与数据未取得行驶区间中的寿命关联数据的缺失无关而以高精度预测剩余寿命。
在第三发明中,在车辆的总行驶区间为车辆的总行驶距离或总行驶时间,数据取得行驶区间为能够接收到寿命关联数据的行驶距离或行驶时间的情况下,通过根据该行驶距离的比例或行驶时间的比例使剩余寿命降低,从而能够以高精度预测剩余寿命。
在第四发明中,在基于数据未取得行驶区间补全寿命关联数据,并基于该补全后的补全后数据算出剩余寿命的情况下,能够以高精度预测剩余寿命。
在第五发明中,在基于寿命关联数据求出作为施加于车辆部件的负荷的大小与频率的关系的负荷分布,与预先确定的强度信息进行比较,算出累积疲劳损伤度,并基于该累积疲劳损伤度预测剩余寿命的情况下,能够以高精度预测剩余寿命。
在第六发明中,由于车辆的累积行驶距离及累积行驶时间中的至少一个作为车辆的行驶关联信息发送到数据管理中心,并将该累积行驶距离或累积行驶时间不连续地变化的区间判定为数据未取得行驶区间,所以能够容易地以高精度确定数据未取得行驶区间。
在第七发明中,在预测具有耐久性不同的多个构成元件的动力传递装置的剩余寿命的情况下,对多个构成元件分别预测剩余寿命,并将预测出的该剩余寿命最短的构成元件的剩余寿命作为动力传递装置的剩余寿命,所以能够适当地评价具有耐久性不同的多个构成元件的动力传递装置的剩余寿命。
在第八发明中,由于数据未取得区间确定部及剩余寿命运算部设置于外部的数据管理中心的服务器,与剩余寿命相关的信息发送到车辆并传达到维修车间的技术人员或用户等,所以能够容易地掌握车辆部件的剩余寿命并根据需要适当进行更换。
附图说明
图1是说明应用本发明的车辆的概略结构和剩余寿命预测装置的图,是一并说明各种控制功能及控制系统的主要部分的图。
图2是说明由图1例示的机械式有级变速部的多个挡位与使该挡位成立的卡合装置的关系的卡合工作表。
图3是能够用直线表示由图1例示的电气式无级变速部及机械式有级变速部的多个旋转元件的旋转速度的相对关系的共线图。
图4是说明在机械式有级变速部的变速控制中使用的变速映射图及在混合动力行驶与电机行驶的切换控制中使用的动力源切换映射图的一例的图。
图5是具体地说明图1的剩余寿命预测装置的框线图。
图6是具体地说明由图5的服务器执行的信号处理的流程图。
图7是具体地说明图6的步骤S6的数据补全处理及S7的剩余寿命运算处理的S-N线图,与作为自动变速器的一构成元件的离合器C1相关。
图8是具体地说明图6的步骤S6的数据补全处理及S7的剩余寿命运算处理的S-N线图,与作为自动变速器的一构成元件的轴承相关。
图9是具体地说明图6的步骤S6的数据补全处理及S7的剩余寿命运算处理的S-N线图,与作为自动变速器的一构成元件的电动式油泵相关。
图10是具体地说明图6的步骤S6的数据补全处理及S7的剩余寿命运算处理的S-N线图,与作为自动变速器的一构成元件的输出轴相关。
图11是说明在图6的步骤S7的剩余寿命运算处理中根据油温修正剩余寿命时的修正系数的图。
图12是说明在图6的步骤S7的剩余寿命运算处理中根据加速度修正剩余寿命时的修正系数的图。
图13是说明在图6的步骤S7的剩余寿命运算处理中根据共振修正剩余寿命时的修正系数的图。
图14是表示使车辆的显示装置显示按照图6的流程图求出的剩余寿命时显示于显示装置的输入画面的一例的图。
图15是表示接着图14的输入画面显示的剩余寿命显示画面的一例的图。
附图标记的说明
10:车辆20:机械式有级变速部(车辆部件、动力传递装置)22:输出轴(车辆部件的构成元件)36、38:行星齿轮装置(车辆部件的构成元件)90:电子控制装置100:寿命管理部102:数据发送部106:剩余寿命传达部140:剩余寿命预测装置142:服务器(数据管理中心)152:数据未取得区间确定部154:数据补全处理部(剩余寿命运算部)156:寿命算出部(剩余寿命运算部)158:寿命信息发送部C1、C2:离合器(车辆部件的构成元件)B1、B2:制动器(车辆部件的构成元件)。
具体实施方式
本发明的剩余寿命预测装置例如优选应用于预测自动变速器的剩余寿命的情况,但能够应用于预测其他动力传递装置、发动机、减振器装置、将动力源接通断开的离合器、差动装置、各部分的齿轮、轴承等轴支承部件、悬架装置、缓冲装置等各种车辆部件的剩余寿命的情况。在如自动变速器那样具有多个构成元件的情况下,也能够预测作为车辆部件的各个构成元件的剩余寿命。关于具备作为剩余寿命的预测对象的车辆部件的车辆,只要是能够利用发动机或电动机等动力源行驶的车辆即可,可以是电动汽车、混合动力车辆、发动机驱动车辆等。变速器不是必要的部件。
自动变速器具备离合器、制动器、油泵、轴承等负荷作用的多个构成元件,剩余寿命分别不同。关于按这种方式具有多个构成元件的车辆部件,优选对多个构成元件分别预测剩余寿命,并且将该多个构成元件中的预测出的剩余寿命最短的构成元件的剩余寿命设为车辆部件整体(自动变速器等)的剩余寿命。但是,也可以是,选择通过实验或模拟等预想为寿命较短的多个构成元件,而无需对全部构成元件求出剩余寿命。能够是预先确定单一的构成元件并对于该单一的构成元件求出剩余寿命,并将该剩余寿命作为车辆部件整体的剩余寿命等各种方式。
数据未取得区间确定部例如将车辆的累积行驶距离或累积行驶时间不连续地变化的区间即累积行驶距离或累积行驶时间的数据中断的区间判定为数据未取得行驶区间,但也能够使用在数据未取得行驶区间中也累积并变化的累积旋转数等其他累积量进行判定。另外,也能够用其他方式确定数据未取得行驶区间,例如也能够通过取得车辆的位置信息作为行驶关联信息,从而将该位置信息不连续地变化的区间判定为数据未取得行驶区间等。对于位置信息不连续地变化的区间,能够基于该位置信息的变化求出数据未取得行驶区间的距离,也能够求出数据取得行驶区间的距离,并能够基于与总行驶距离的比例等,对剩余寿命进行校正。上述累积行驶距离或累积行驶时间等行驶关联信息也能够作为寿命关联数据来利用。
剩余寿命运算部例如构成为根据包含数据未取得行驶区间在内的车辆的总行驶区间与数据取得行驶区间的比例使剩余寿命降低(减少),但由于在总行驶区间中剩余寿命不一定均匀地降低,所以能够根据车辆部件的寿命降低的方式适当设定,例如可以基于数据未取得行驶区间前后的一定区间中的寿命关联数据使剩余寿命降低等。另外,剩余寿命运算部例如具备基于数据未取得行驶区间补全寿命关联数据的数据补全处理部和基于利用该数据补全处理部补全后的补全后数据算出剩余寿命的寿命算出部而构成,但也能够以其他方式进行校正,例如可以基于总行驶区间与数据取得行驶区间的比例等对基于从车辆发送来的实际的寿命关联数据算出的剩余寿命进行校正等。
优选的是,剩余寿命运算部例如基于寿命关联数据求出作为施加于车辆部件的负荷(转矩、旋转速度等)的大小与频率(总次数、总时间、总旋转数等)的关系的负荷分布,与作为耐久性成立的负荷分布而预先确定的强度信息(疲劳限度等)进行比较并算出累积疲劳损伤度,基于该累积疲劳损伤度预测剩余寿命。累积疲劳损伤度是将各负荷区域中的疲劳损伤度进行累计得到的值,例如按照迈因纳定律(Miner's law)或修正迈因纳定律算出。在预测剩余寿命时,不一定需要使用负荷分布,能够根据成为对象的车辆部件的损伤原因等采用各种方式,例如也能够基于预先确定的寿命特性等仅用行驶距离或行驶时间预测剩余寿命等。对于自动变速器等动力传递装置,也能够仅根据行驶距离或行驶时间预测剩余寿命,可以仅将累积行驶距离或累积行驶时间作为寿命关联数据发送到数据管理中心。也能够使用所述专利文献1、2记载的技术预测剩余寿命。
寿命关联数据是剩余寿命运算部预测剩余寿命所需的信息,例如是求出施加于车辆部件的负荷所需的信息。由于在自动变速器的情况下,作为负荷,输入转矩产生较大影响,所以作为寿命关联数据,例如需要车辆的驱动源转矩(包含发动机制动器等的负转矩)等。当在自动变速器的输入侧配置有电气式无级变速部的情况下,该电气式无级变速部的旋转机械的再生转矩也影响自动变速器的负荷即剩余寿命。由于自动变速器的润滑油的油温、车辆的平均加速度、车辆的共振行驶距离等也影响自动变速器的各部分的剩余寿命,所以也可以包含这些信息作为寿命关联数据。由于在更换了润滑油的情况下也影响由该润滑油润滑的轴承或齿轮等车辆部件的剩余寿命,所以也可以包含维护信息,所述维护信息包含润滑油的更换的有无。由于在更换了自动变速器等车辆部件的情况下,也需要重新取得寿命关联数据,所以例如优选按每个车辆部件的个体赋予识别信息,利用该识别信息独立地管理车辆部件的寿命关联数据并算出剩余寿命。
剩余寿命预测装置的例如数据未取得区间确定部及剩余寿命运算部设置于数据管理中心的服务器,但也可以将数据未取得区间确定部及剩余寿命运算部设置于车辆的控制装置或经销商(销售公司)的终端等,从数据管理中心读入寿命关联数据等需要的数据并执行规定的处理。数据管理中心例如可以经由移动电话网、无线LAN网、互联网等无线通信的网络从车辆读入寿命关联数据或行驶关联信息并进行管理,由车辆的制造商等设置,并设置于经销商。
【实施例】
以下,参照附图详细说明本发明的实施例。
图1是说明具有机械式有级变速部20的车辆10的动力传递装置12的概略结构的图,并且是说明用于进行车辆10中的各种控制的控制系统的主要部分的图,所述动力传递装置12的剩余寿命由作为本发明的一实施例的剩余寿命预测装置140预测。在图1中,车辆10具备发动机14、第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2。动力传递装置12具备在安装于车身的作为非旋转构件的变速器壳体16内在共同的轴心上串联配设的电气式无级变速部18及机械式有级变速部20等。电气式无级变速部18直接或经由未图示的减振器等间接地与发动机14连结。机械式有级变速部20与电气式无级变速部18的输出侧连结。另外,动力传递装置12具备与作为机械式有级变速部20的输出旋转构件的输出轴22连结的差动齿轮装置24和与差动齿轮装置24连结的一对车轴26等。在动力传递装置12中,从发动机14、第二旋转机械MG2输出的动力向机械式有级变速部20传递,从该机械式有级变速部20经由差动齿轮装置24等向车辆10具备的驱动轮28传递。此外,在以下的说明中,将变速器壳体16称为壳体16,将电气式无级变速部18称为无级变速部18,将机械式有级变速部20称为有级变速部20。另外,在不特别区分的情况下,动力与转矩、力同义。另外,无级变速部18、有级变速部20等相对于上述共同的轴心大致对称地构成,在图1中,省略该轴心的下半部分。上述共同的轴心是发动机14的曲轴和后述的连结轴34等的轴心。
发动机14是作为能够产生驱动转矩的动力源发挥功能的内燃机,例如是汽油发动机、柴油发动机等公知的内燃机。关于该发动机14,通过利用后述的电子控制装置90控制设置于车辆10的节气门致动器、燃料喷射装置、点火装置等发动机控制装置50,从而控制作为发动机14的输出转矩的发动机转矩Te。在本实施例中,发动机14不经由变矩器、液力耦合器等流体式传动装置而与无级变速部18连结。
第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2是具有作为电动机(电机)的功能及作为发电机(generator)的功能的旋转电力机械,是所谓的电动发电机。第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2分别经由设置于车辆10的逆变器52与设置于车辆10的作为蓄电装置的电池54连接,通过利用后述的电子控制装置90控制逆变器52,从而控制作为第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2中的每一个的输出转矩的MG1转矩Tg及MG2转矩Tm。旋转机械的输出转矩在成为加速侧的正转矩中为牵引转矩,在成为减速侧的负转矩中为再生转矩。电池54是相对于第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2中的每一个交接电力的蓄电装置。
无级变速部18具备第一旋转机械MG1和作为动力分配机构的差动机构32,所述差动机构32将发动机14的动力机械地分配到第一旋转机械MG1及作为无级变速部18的输出旋转构件的中间传递构件30。第二旋转机械MG2与中间传递构件30能够传递动力地连结。无级变速部18是通过控制第一旋转机械MG1的运转状态从而控制差动机构32的差动状态的电气式无级变速器。第一旋转机械MG1是能够控制作为发动机14的旋转速度的发动机旋转速度Ne的旋转机械,相当于差动用旋转机械。第二旋转机械MG2是作为能够产生驱动转矩的动力源发挥功能的旋转机械,相当于行驶驱动用旋转机械。车辆10是具备发动机14及第二旋转机械MG2作为行驶用动力源的混合动力车辆。动力传递装置12向驱动轮28传递动力源的动力。
差动机构32由单小齿轮型的行星齿轮装置构成,包括太阳齿轮S0、齿轮架CA0及齿圈R0。发动机14经由连结轴34与齿轮架CA0能够传递动力地连结,第一旋转机械MG1与太阳齿轮S0能够传递动力地连结,中间传递构件30及第二旋转机械MG2与齿圈R0能够传递动力地连结。在差动机构32中,齿轮架CA0作为输入元件发挥功能,太阳齿轮S0作为反作用力元件发挥功能,齿圈R0作为输出元件发挥功能。
有级变速部20是构成中间传递构件30与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的作为有级变速器的机械式变速机构,也就是构成无级变速部18与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的机械式变速机构。中间传递构件30也作为有级变速部20的输入旋转构件发挥功能。由于第二旋转机械MG2以一体旋转的方式与中间传递构件30连结,另外,发动机14与无级变速部18的输入侧连结,所以有级变速部20是构成动力源(第二旋转机械MG2或发动机14)与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的变速器。中间传递构件30是用于向驱动轮28传递动力源的动力的传递构件。有级变速部20是公知的行星齿轮式的自动变速器,例如具备:第一行星齿轮装置36及第二行星齿轮装置38这样的多组行星齿轮装置、单向离合器F1、以及离合器C1、离合器C2、制动器B1及制动器B2这样的多个卡合装置。以下,关于离合器C1、离合器C2、制动器B1以及制动器B2,在不做特别区分的情况下,仅称为卡合装置CB。
卡合装置CB是液压式的摩擦卡合装置,由利用液压致动器推压的多板式或单板式的离合器、制动器、利用液压致动器拉紧的带制动器等构成。卡合装置CB利用从设置于车辆10的液压控制回路56内的线性电磁阀SL1-SL4等分别输出的作为调压后的卡合装置CB的各卡合压力的各卡合液压Pcb,使作为各自的转矩容量的卡合转矩Tcb变化,从而分别切换作为卡合、释放等状态的工作状态。
有级变速部20的第一行星齿轮装置36及第二行星齿轮装置38的多个旋转元件直接或经由卡合装置CB、单向离合器F1间接地相互连结,并且与中间传递构件30、壳体16或输出轴22连结。第一行星齿轮装置36能够相对旋转地具备太阳齿轮S1、齿轮架CA1及齿圈R1这三个旋转元件,第二行星齿轮装置38能够相对旋转地具备太阳齿轮S2、齿轮架CA2及齿圈R2这三个旋转元件。
有级变速部20是通过多个卡合装置CB中的任意规定的卡合装置的卡合从而形成变速比γat(=AT输入旋转速度Ni/输出旋转速度No)不同的多个挡位的有级变速器。也就是说,有级变速部20通过变更多个卡合装置CB的卡合释放状态,从而切换挡位即执行变速。有级变速部20是形成有多个挡位的有级式的自动变速器。在本实施例中,将在有级变速部20形成的挡位称为AT挡位。AT输入旋转速度Ni是有级变速部20的输入旋转构件的旋转速度,与中间传递构件30的旋转速度同值,另外,与作为第二旋转机械MG2的旋转速度的MG2旋转速度Nm同值。AT输入旋转速度Ni能够用MG2旋转速度Nm表示。输出旋转速度No是作为有级变速部20的输出旋转构件的输出轴22的旋转速度,也是将无级变速部18和有级变速部20合并而成的整个变速器即复合变速器40的输出旋转速度。复合变速器40是构成发动机14与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的变速器。
有级变速部20例如如图2的卡合工作表所示,作为多个AT挡位,形成有AT1级挡位(图中的“1st”)-AT4级挡位(图中的“4th”)这4挡的前进用的AT挡位。AT1级挡位“1st”的变速比γat最大,随着趋向高速侧即AT4级挡位“4th”侧,变速比γat变小。图2的卡合工作表汇总了各AT挡位与多个卡合装置CB的各工作状态的关系。即,图2的卡合工作表汇总了各AT挡位、作为在各AT挡位中分别卡合的卡合装置的规定的卡合装置的关系。在图2中,卡合装置一栏的“○”表示卡合,“△”表示在发动机制动时或有级变速部20的滑行降挡时卡合,空栏表示释放。
有级变速部20由后述的电子控制装置90切换根据司机(驾驶员)的加速器操作或车速V等形成的AT挡位,即选择性地形成规定的AT挡位。在有级变速部20的变速控制中,通过卡合装置CB中的任两个的卡合释放切换,即卡合装置CB中的任一个的卡合及卡合装置CB中的其他任一个的释放从而执行变速,执行所谓的离合器到离合器变速。在本实施例中,例如将从AT2级挡位“2nd”向AT1级挡位“1st”的降挡表示为2→1降挡。其他升挡或降挡也同样。
图3是能够用直线表示无级变速部18及有级变速部20的多个旋转元件的旋转速度的相对关系的共线图。在图3中,与构成无级变速部18的差动机构32的三个旋转元件对应的3条纵线Y1、Y2、Y3从左侧起依次为表示与第二旋转元件RE2对应的太阳齿轮S0的旋转速度的g轴、表示与第一旋转元件RE1对应的齿轮架CA0的旋转速度的e轴、表示与第三旋转元件RE3对应的齿圈R0的旋转速度(即有级变速部20的输入旋转速度)的m轴。另外,有级变速部20的4条纵线Y4、Y5、Y6、Y7从左起依次分别为表示与第四旋转元件RE4对应的太阳齿轮S2的旋转速度、与第五旋转元件RE5对应的相互连结的齿圈R1及齿轮架CA2的旋转速度(即输出轴22的旋转速度)、与第六旋转元件RE6对应的相互连结的齿轮架CA1及齿圈R2的旋转速度、与第七旋转元件RE7对应的太阳齿轮S1的旋转速度的轴。纵线Y1、Y2、Y3的相互的间隔根据差动机构32的传动比(也称为齿数比)ρ0确定。另外,纵线Y4、Y5、Y6、Y7的相互的间隔根据第一、第二行星齿轮装置36、38的各传动比ρ1、ρ2确定。由于差动机构32及行星齿轮装置36、38均为单小齿轮型的行星齿轮装置,所以在共线图的纵轴间的关系中,当将太阳齿轮与齿轮架的间隔设为“1”时,齿轮架与齿圈的间隔成为各行星齿轮装置的传动比ρ(=太阳齿轮的齿数Zs/齿圈的齿数Zr)。
如果使用图3的共线图来表现,则构成为:在无级变速部18的差动机构32中,发动机14(参照图中的“ENG”)与第一旋转元件RE1连结,第一旋转机械MG1(参照图中的“MG1”)与第二旋转元件RE2连结,第二旋转机械MG2(参照图中的“MG2”)与和中间传递构件30一体旋转的第三旋转元件RE3连结,经由中间传递构件30向有级变速部20传递发动机14的旋转。在无级变速部18中,利用横穿纵线Y2的各直线L0、L0R表示太阳齿轮S0的旋转速度与齿圈R0的旋转速度的关系。
另外,在有级变速部20中,第四旋转元件RE4经由离合器C1与中间传递构件30选择性地连结,第五旋转元件RE5与输出轴22连结,第六旋转元件RE6经由离合器C2与中间传递构件30选择性地连结并且经由制动器B2与壳体16选择性地连结,第七旋转元件RE7经由制动器B1与壳体16选择性地连结。在有级变速部20中,利用通过卡合装置CB的卡合释放控制而横穿纵线Y5的各直线L1、L2、L3、L4表示AT1级挡位“1st”、AT2级挡位“2nd”、AT3级挡位“3rd”及AT4级挡位“4th”下的各自的输出轴22的旋转速度。
图3中的实线所示的直线L0及直线L1、L2、L3、L4表示混合动力行驶模式下的前进行驶中的各旋转元件的相对旋转速度,混合动力行驶模式是能够进行至少将发动机14作为动力源而行驶的混合动力行驶的行驶模式。在该混合动力行驶模式下,当在差动机构32中,相对于向齿轮架CA0输入的发动机转矩Te,由第一旋转机械MG1产生的作为负转矩的反作用力转矩在正转中被输入到太阳齿轮S0时,在齿圈R0出现在正转中成为正转矩的发动机直接传动转矩(日文:直逹トルク)Td(=Te/(1+ρ0)=-(1/ρ0)×Tg)。并且,根据要求驱动力,发动机直接传动转矩Td与MG2转矩Tm的合计转矩作为车辆10的前进方向的驱动转矩,经由形成有AT1级挡位“1st”-AT4级挡位“4th”中的任一个AT挡位的有级变速部20向驱动轮28传递。此时,第一旋转机械MG1作为在正转中产生负转矩的发电机发挥功能。第一旋转机械MG1的发电电力Wg被充电到电池54或者由第二旋转机械MG2消耗。第二旋转机械MG2使用发电电力Wg的全部或一部分,或者除了发电电力Wg以外还使用来自电池54的电力来输出MG2转矩Tm。
虽然在图3中没有图示,但在能够进行使发动机14停止并且将第二旋转机械MG2作为动力源而行驶的电动机行驶的电动机行驶模式下的共线图中,在差动机构32中,使齿轮架CA0零旋转,在正转中成为正转矩的MG2转矩Tm输入到齿圈R0。此时,与太阳齿轮S0连结的第一旋转机械MG1处于无负荷状态而在反转中空转。也就是说,在电动机行驶模式下,不驱动发动机14,发动机旋转速度Ne成为零,使MG2转矩Tm作为车辆10的前进方向的驱动转矩,经由形成有AT1级挡位“1st”-AT4级挡位“4th”中的任一个AT挡位的有级变速部20向驱动轮28传递。在此的MG2转矩Tm是正转的牵引转矩。
图3中的虚线所示的直线L0R及直线LR表示在电动机行驶模式下的后退行驶中的各旋转元件的相对旋转速度。在该电动机行驶模式下的后退行驶中,在反转中成为负转矩的MG2转矩Tm输入到齿圈R0,该MG2转矩Tm作为车辆10的后退方向上的驱动转矩,经由形成有AT1级挡位“1st”的有级变速部20向驱动轮28传递。在车辆10中,利用后述的电子控制装置90,通过在形成有多个AT挡位中的前进用的低速侧的AT挡位即例如AT1级挡位“1st”的状态下,从第二旋转机械MG2输出与前进行驶时的前进用的MG2转矩Tm正负相反的后退用的MG2转矩Tm,从而能够进行后退行驶。在此,前进用的MG2转矩Tm是成为正转的正转矩的牵引转矩,后退用的MG2转矩Tm是成为反转的负转矩的牵引转矩。纵线Y5与直线LR的交点“Rev”是该后退行驶时的输出轴22的旋转速度。这样,在车辆10中,使用前进用的AT挡位,使MG2转矩Tm的正负反转从而进行后退行驶。此外,即使在混合动力行驶模式下,例如通过以将发动机旋转速度Ne维持在怠速旋转速度等的方式使第一旋转机械MG1成为无负荷,并使第二旋转机械MG2成为反转,从而也能够与电动机行驶模式同样地进行后退行驶。
在动力传递装置12中具备差动机构32,并构成通过控制第一旋转机械MG1的运转状态从而控制差动机构32的差动状态的作为电气式变速机构的无级变速部18,所述差动机构32具有能够传递动力地连结有发动机14的作为第一旋转元件RE1的齿轮架CA0、能够传递动力地连结有第一旋转机械MG1的作为第二旋转元件RE2的太阳齿轮S0以及连结有中间传递构件30的作为第三旋转元件RE3的齿圈R0这三个旋转元件。使无级变速部18作为能使变速比γ0(=Ne/Nm)变化的电气性的无级变速器工作,所述变速比γ0是与成为输入旋转构件的连结轴34的旋转速度同值的发动机旋转速度Ne和作为成为输出旋转构件的中间传递构件30的旋转速度的MG2旋转速度Nm的比值。
在此,在混合动力行驶模式下,当相对于通过在有级变速部20形成规定的AT挡位而被驱动轮28的旋转约束的齿圈R0的旋转速度,控制第一旋转机械MG1的旋转速度,从而使太阳齿轮S0的旋转速度上升或下降时,使齿轮架CA0的旋转速度也就是发动机旋转速度Ne上升或下降。因此,在混合动力行驶下,能够使发动机14在高效的运转点进行工作。也就是说,能够利用形成有规定的AT挡位的有级变速部20和作为无级变速器工作的无级变速部18,使无级变速部18和有级变速部20串联地配置而成的复合变速器40整体构成无级变速器。
另外,也能够使无级变速部18如有级变速器那样进行变速,所以能够利用形成有规定的AT挡位的有级变速部20和如有级变速器那样进行变速的无级变速部18,使复合变速器40整体如有级变速器那样变速。也就是说,在复合变速器40中,能够协调控制有级变速部20和无级变速部18,以使作为发动机旋转速度Ne相对于输出旋转速度No的比值的变速比γt(=Ne/No)不同的多个挡位成立。在本实施例中,将通过使复合变速器40整体如有级变速器那样变速从而成立的挡位称为模拟挡位。变速比γt是由串联地配置的无级变速部18及有级变速部20形成的总变速比,是将无级变速部18的变速比γ0与有级变速部20的变速比γat相乘得到的值(γt=γ0×γat)。
模拟挡位例如以利用有级变速部20的各AT挡位与无级变速部18的一种或多种变速比γ0的组合,相对于有级变速部20的各AT挡位分别成立一种或多种的方式进行分配。例如,以如下方式预先确定:相对于AT1级挡位“1st”使模拟1级挡位-模拟3级挡位成立,相对于AT2级挡位“2nd”使模拟4级挡位-模拟6级挡位成立,相对于AT3级挡位“3rd”使模拟7级挡位-模拟9级挡位成立,相对于AT4级挡位“4th”使模拟10级挡位成立。在复合变速器40中,通过以成为相对于输出旋转速度No实现多个变速比γt的发动机旋转速度Ne的方式控制无级变速部18,从而能够相对于一个AT挡位,使变速比γt不同的多个模拟挡位成立。另外,通过在复合变速器40中,与AT挡位的切换相匹配地控制无级变速部18,从而切换模拟挡位。
返回图1,车辆10具备电子控制装置90作为执行发动机14的输出控制、无级变速部18的变速控制及有级变速部20的变速控制等各种控制的控制器。图1是一并表示电子控制装置90的输入输出系统的图,还是说明由电子控制装置90执行的控制功能的主要部分的功能框线图。电子控制装置90包含具备CPU、RAM、ROM、输入输出接口等的所谓微型计算机而构成,通过按照存储于ROM的程序进行信号处理,从而执行车辆10的各种控制。电子控制装置90构成为根据需要分为发动机控制用和变速控制用等。
向电子控制装置90分别供给基于由设置于车辆10的各种传感器等(例如发动机旋转速度传感器60、输出旋转速度传感器62、MG1旋转速度传感器64、MG2旋转速度传感器66、油门开度传感器68、节气门开度传感器70、制动踏板传感器71、转向传感器72、司机状态传感器73、G传感器74、横摆率传感器76、电池传感器78、油温传感器79、车辆周边信息传感器80、GPS(全球定位系统)天线81、外部网络通信用天线82、导航系统83、驾驶辅助设定开关组84、挡位传感器85等)检测的检测值的各种信号等(例如发动机旋转速度Ne、与车速V对应的输出旋转速度No、作为第一旋转机械MG1的旋转速度的MG1旋转速度Ng、作为AT输入旋转速度Ni的MG2旋转速度Nm、作为表示驾驶员的加速要求的大小的加速踏板的踏入操作量的油门开度θacc、作为电子节气门的开度的节气门开度θth、作为表示用于使车轮制动器(常用制动器)工作的制动踏板由驾驶员操作的状态的信号的制动器接通信号Bon、与制动踏板的踩踏力对应的表示驾驶员对制动踏板的踏入操作力的大小的制动器操作量Bra、设置于车辆10的转向盘的转向角θsw及转向方向Dsw、作为表示转向盘由驾驶员握持的状态的信号的转向接通信号SWon、作为表示驾驶员的状态的信号的驾驶员状态信号Drv、车辆10的前后加速度Gx、车辆10的左右加速度Gy、作为绕车辆10的铅垂轴的旋转角速度的横摆率Ryaw、电池54的电池温度THbat或电池充放电电流Ibat、电池电压Vbat、作为向卡合装置CB的液压致动器供给的工作油即使卡合装置CB工作的工作油的温度的工作油温THoil、用相机或距离传感器等检测出的车辆周边信息Iard、GPS信号Sgps、通信信号Scom、导航信息Inavi、作为表示自动驾驶控制或自动巡航控制等驾驶辅助控制中的驾驶员进行的设定的信号的驾驶辅助设定信号Sset、设置于车辆10的换挡杆的操作位置POSsh等)。
司机状态传感器73例如包含拍摄驾驶员的表情或瞳孔等的相机、检测驾驶员的生物体信息的生物体信息传感器等中的至少一个,取得驾驶员的视线或面部的方向、眼球或面部的移动、心律的状态等驾驶员的状态。
车辆周边信息传感器80例如包含激光雷达、雷达及车载相机等中的至少一个,直接取得与正在行驶的道路相关的信息、与存在于车辆周边的物体相关的信息。激光雷达例如是分别检测车辆10的前方的物体、侧方的物体、后方的物体等的多个激光雷达或检测车辆10的整个周围的物体的一个激光雷达,将与检测出的物体相关的物体信息作为车辆周边信息Iard输出。雷达例如是分别检测车辆10的前方的物体、前方附近的物体、后方附近的物体等的多个雷达等,将与检测出的物体相关的物体信息作为车辆周边信息Iard输出。利用所述激光雷达或雷达得到的物体信息包含检测出的物体与车辆10的距离和方向。车载相机例如是设置在车辆10的前挡风玻璃的背面侧的拍摄车辆10的前方的单眼相机或立体相机,将拍摄信息作为车辆周边信息Iard输出。该拍摄信息包含行驶路径的车道、行驶路径中的标识及行驶路径中的其他车辆、行人或障碍物等信息。
驾驶辅助设定开关组84包含用于执行自动驾驶控制的自动驾驶选择开关、用于执行自动巡航控制的巡航开关、设定自动巡航控制中的车速的开关、设定巡航控制中的与前车的车间距离的开关、用于执行维持设定的车道并行驶的车道保持控制的开关等。
通信信号Scom例如包含与中心之间收发的道路交通信息等和/或不经由所述中心而与车辆10附近的其他车辆之间直接收发的车辆间通信信息等,所述中心是服务器或道路交通信息通信系统等车外装置。道路交通信息例如包含道路的堵塞、事故、施工、需要时间、停车场等信息。车辆间通信信息例如包含车辆信息、行驶信息、交通环境信息等。车辆信息例如包含表示乘用车、卡车、二轮车等车型的信息。行驶信息例如包含车速V、位置信息、制动踏板的操作信息、转向灯的闪烁信息、危险警告灯的闪烁信息等信息。交通环境信息例如包含道路的堵塞、施工等信息。
导航信息Inavi例如包含预先存储于导航系统83的基于地图数据的道路信息或设施信息等地图信息等。道路信息包含市区道路、郊外道路、山路、高速汽车道路即高速公路等道路的种类、道路的分支或合流、道路的坡度、限制车速等信息。设施信息包含超市、商店、餐馆、停车场、公园、修理车辆10的场所、自己家、高速公路中的服务区域等场所的种类、所在位置、名称等信息。服务区域例如是在高速公路上具有驻车、饮食、加油等的设备的场所。
导航系统83基于GPS信号Sgps,在预先存储的地图数据上确定本车位置。导航系统83在显示于显示装置89的地图上显示本车位置。当输入目的地时,导航系统83运算从出发地到目的地的行驶路径,并用显示装置89或扬声器等向驾驶员进行行驶路径等的指示。显示装置89例如是能够触摸操作的多功能显示器等,能够使用于导航系统83以外的各种用途,也能够显示与车辆10的检查相关的维护信息等。另外,显示装置89不仅进行图像显示,也能够发出语音或音乐等声音。
从电子控制装置90向设置于车辆10的各装置(例如发动机控制装置50、逆变器52、液压控制回路56、外部网络通信用天线82、车轮制动装置86、转向装置87、信息通知装置88等)分别输出各种指令信号(例如用于控制发动机14的发动机控制指令信号Se、用于分别控制第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2的旋转机械控制指令信号Smg、用于控制卡合装置CB的工作状态的液压控制指令信号Sat、通信信号Scom、用于控制由车轮制动器产生的制动转矩的制动控制指令信号Sbra、用于控制车轮(特别是前轮)的转向的转向控制指令信号Sste、用于向驾驶员进行警告或报告的信息通知控制指令信号Sinf等)。
车轮制动装置86是对车轮施加由车轮制动器产生的制动转矩的制动装置。车轮制动装置86根据驾驶员对例如制动踏板的踏入操作等,向设置于车轮制动器的轮缸供给制动液压。在该车轮制动装置86中,在通常时,从制动器主缸产生的与制动踏板的踩踏力对应的大小的主缸液压直接作为制动液压向轮缸供给。另一方面,在车轮制动装置86中,例如在ABS控制时、侧滑抑制控制时、车速控制时、自动驾驶控制时等,为了利用车轮制动器产生制动转矩,向轮缸供给在各控制中需要的制动液压。上述车轮是驱动轮28及未图示的从动轮。
转向装置87例如对车辆10的转向系统施加与车速V、转向角θsw及转向方向Dsw、横摆率Ryaw等对应的辅助转矩。在转向装置87中,例如在自动驾驶控制等时,对车辆10的转向系统施加控制前轮的转向的转矩。
信息通知装置88例如是在与车辆10的行驶相关的某些部件发生故障或该部件的功能下降的情况下对驾驶员进行警告或报告的装置。信息通知装置88例如是监视器、显示器或报警指示灯等显示装置和/或扬声器、蜂鸣器等声音输出装置等。也能够利用所述显示装置89作为显示装置。声音输出装置是对驾驶员进行听觉上的警告或报告的装置。
为了实现车辆10中的各种控制,电子控制装置90具备驾驶控制单元即驾驶控制部94、AT变速控制单元即AT变速控制部96及混合动力控制单元即混合动力控制部98。
作为车辆10的驾驶控制,驾驶控制部94能够进行基于驾驶员的驾驶操作而行驶的自主驾驶控制、不依据驾驶员的驾驶操作而通过自动进行车辆10的驾驶控制来行驶的自动驾驶控制,例如进行通过基于由驾驶员输入的目的地或地图信息等自动设定目标行驶状态,并基于该目标行驶状态自动进行加减速和转向从而进行行驶的自动驾驶控制。自主驾驶控制是通过基于驾驶员的驾驶操作的自主驾驶而行驶的驾驶控制,是通过基于驾驶员的驾驶操作的手动驾驶而行驶的手动驾驶控制。该自主驾驶是通过加速器操作、制动器操作、转向操作等驾驶员的驾驶操作进行车辆10的通常行驶的驾驶方法。自动驾驶控制是通过自动驾驶而行驶的驾驶控制。该自动驾驶是如下驾驶方法:不依据驾驶员的驾驶操作(想法),而是通过利用电子控制装置90进行的基于来自各种传感器的信号、信息等的控制,自动进行加减速、制动、转向等,从而进行车辆10的行驶。
在驾驶辅助设定开关组84中的自动驾驶选择开关中没有选择自动驾驶的情况下,驾驶控制部94使自主驾驶模式成立并执行自主驾驶控制。驾驶控制部94通过向AT变速控制部96及混合动力控制部98输出分别控制有级变速部20、发动机14、旋转机械MG1、MG2的指令,从而执行自主驾驶控制。
在由驾驶员操作驾驶辅助设定开关组84中的自动驾驶选择开关而选择自动驾驶的情况下,驾驶控制部94使自动驾驶模式成立并执行自动驾驶控制。具体而言,驾驶控制部94基于由驾驶员输入的目的地、油耗优先度、车速、车间距离等的各种设定、基于GPS信号Sgps的本车位置信息、基于导航信息Inavi和/或通信信号Scom的转弯等道路状态、坡度、高度、法定速度等所述地图信息、基础设施信息及天气等、基于车辆周边信息Iard的行驶路径的车道、行驶路径中的标识、行驶路径中的其他车辆、行人等信息,自动设定目标行驶状态。驾驶控制部94通过基于设定的目标行驶状态自动进行加减速、制动及转向,从而进行自动驾驶控制。该加减速是车辆10的加速和车辆10的减速,在此的减速也可以包含制动。
驾驶控制部94设定目标路线及目标行进路线、考虑了基于实际的车间距离等的安全裕度的目标车速、基于目标车速或行驶阻力量等的目标驱动转矩或目标加减速度等作为所述目标行驶状态。上述行驶阻力例如使用预先由驾驶员对车辆10设定的值、基于通过与车外的通信而取得的地图信息或车辆规格的值或者在行驶期间基于坡度、实际驱动量、实际前后加速度Gx等运算得到的推定值等。驾驶控制部94向AT变速控制部96及混合动力控制部98输出分别控制有级变速部20、发动机14、旋转机械MG1、MG2的指令,以便能够得到目标驱动转矩。在目标驱动转矩为负值的情况下,即在需要制动转矩的情况下,使由发动机14产生的发动机制动转矩、由第二旋转机械MG2产生的再生制动转矩及由车轮制动装置86产生的车轮制动转矩中的至少一个制动转矩作用于车辆10。例如,驾驶控制部94在可利用的范围运算车轮制动转矩,并向车轮制动装置86输出用于使该车轮制动转矩作用的制动控制指令信号Sbra,以便能够得到目标驱动转矩。而且,驾驶控制部94向转向装置87输出用于基于设定的目标行驶状态控制前轮的转向的转向控制指令信号Sste。
AT变速控制部96使用作为预先通过实验或设计而求出并存储的关系即预先确定的关系的图4例示的AT挡位变速映射图等,进行有级变速部20的变速判断,并根据需要执行有级变速部20的变速控制。AT变速控制部96在该有级变速部20的变速控制中,向液压控制回路56输出用于利用线性电磁阀SL1-SL4切换卡合装置CB的卡合释放状态的液压控制指令信号Sat,以便自动地切换有级变速部20的AT挡位。上述AT挡位变速映射图例如是在将车速V及要求驱动力Frdem作为变量的二维坐标上具有用于判断有级变速部20的变速的变速线的规定的关系。在此,可以使用输出旋转速度No等代替车速V,另外,可以使用要求驱动转矩Trdem、油门开度θacc、节气门开度θth等代替要求驱动力Frdem。上述AT挡位变速映射图中的各变速线是实线所示的用于判断升挡的升挡线及虚线所示的用于判断降挡的降挡线。在自动驾驶控制的情况下,例如可以应用目标驱动力或目标驱动转矩作为上述要求驱动力Frdem或要求驱动转矩Trdem。
混合动力控制部98包含以下功能:作为控制发动机14的工作的发动机控制单元即发动机控制部的功能和作为经由逆变器52控制第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2的工作的旋转机械控制单元即旋转机械控制部的功能,利用这些控制功能执行基于发动机14、第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2的混合动力驱动控制等。混合动力控制部98通过将油门开度θacc及车速V应用于作为预先确定的关系的例如驱动要求量映射图,从而算出作为驱动要求量的驱动轮28的要求驱动力Frdem[N]。作为驱动要求量,除了要求驱动力Frdem以外,也能够使用驱动轮28的要求驱动转矩Trdem[Nm]、驱动轮28的要求驱动功率Prdem[W]、输出轴22的要求AT输出转矩等。在自动驾驶控制的情况下,例如应用目标驱动力或目标驱动转矩作为上述要求驱动力Frdem或要求驱动转矩Trdem即可。
为了实现要求驱动功率Prdem,混合动力控制部98输出发动机控制指令信号Se和旋转机械控制指令信号Smg,所述发动机控制指令信号Se是控制发动机14的指令信号,所述旋转机械控制指令信号Smg是控制第一旋转机械MG1及第二旋转机械MG2的指令信号。发动机控制指令信号Se例如是输出此时的发动机旋转速度Ne下的发动机转矩Te的发动机14的功率即发动机功率Pe的指令值。旋转机械控制指令信号Smg例如是输出作为发动机转矩Te的反作用力转矩的指令输出时的MG1旋转速度Ng下的MG1转矩Tg的、第一旋转机械MG1的发电电力Wg的指令值,并且是输出指令输出时的MG2旋转速度Nm下的MG2转矩Tm的、第二旋转机械MG2的消耗电力Wm的指令值。
例如在使无级变速部18作为无级变速器进行工作而使复合变速器40整体作为无级变速器进行工作的情况下,混合动力控制部98考虑发动机最佳油耗点等,以成为能够得到实现要求驱动功率Prdem的发动机功率Pe的发动机旋转速度Ne和发动机转矩Te的方式控制发动机14并控制第一旋转机械MG1的发电电力Wg,从而执行无级变速部18的无级变速控制而使无级变速部18的变速比γ0变化。作为该控制的结果,控制作为无级变速器进行工作的情况下的复合变速器40的变速比γt。
例如在使无级变速部18如有级变速器那样变速而使复合变速器40整体如有级变速器那样变速的情况下,混合动力控制部98使用作为预先确定的关系的例如模拟挡位变速映射图进行复合变速器40的变速判断,与利用AT变速控制部96进行的有级变速部20的AT挡位的变速控制协调,执行无级变速部18的变速控制,以使多个模拟挡位选择性地成立。关于多个模拟挡位,为了能够维持各自的变速比γt,通过根据车速V并利用第一旋转机械MG1控制发动机旋转速度Ne,从而能使多个模拟挡位成立。各模拟挡位的变速比γt不一定在车速V的整个区域为恒定值,可以在规定区域进行变化,也可以根据各部分的旋转速度的上限、下限等施加限制。这样,混合动力控制部98能够进行使发动机旋转速度Ne如有级变速那样变化的变速控制。例如在由驾驶者选择了运动行驶模式等重视行驶性能的行驶模式的情况下、要求驱动转矩Trdem比较大的情况下,可以仅是优先于使复合变速器40整体作为无级变速器进行工作的无级变速控制而执行使复合变速器40整体如有级变速器那样变速的模拟有级变速控制,但也可以除规定的执行限制时以外基本上执行模拟有级变速控制。
混合动力控制部98根据行驶状态使电动机行驶模式或混合动力行驶模式作为行驶模式而选择性地成立。例如,在处于要求驱动功率Prdem小于预先确定的阈值的电动机行驶区域的情况下,混合动力控制部98使电动机行驶模式成立,另一方面,在处于要求驱动功率Prdem成为预先确定的阈值以上的混合动力行驶区域的情况下,混合动力控制部98使混合动力行驶模式成立。图4的单点划线A是用于切换将车辆10的行驶用动力源至少设为发动机14或者仅设为第二旋转机械MG2的边界线。即,图4的单点划线A是用于切换混合动力行驶和电动机行驶的混合动力行驶区域与电动机行驶区域的边界线。具有该图4的单点划线A所示的边界线的预先确定的关系是由将车速V及要求驱动力Frdem作为变量的二维坐标构成的动力源切换映射图的一例。此外,在图4中,为了方便起见,将该动力源切换映射图与AT挡位变速映射图一起表示。在自动驾驶控制中,也能够使用同样的动力源切换映射图切换电动机行驶模式和混合动力行驶模式而行驶。
另一方面,在本实施例中,利用剩余寿命预测装置140预测作为车辆部件的所述有级变速部20的剩余寿命,并显示于显示装置89。剩余寿命预测装置140构成为除了具备设置于车辆10的电子控制装置90中的寿命管理部100以外,还具备设置于车辆10的外部的剩余寿命管理中心的服务器142。图5是将作为剩余寿命预测装置140发挥功能的部分取出并表示的功能框线图,寿命管理部100能够经由外部网络通信用天线82在与剩余寿命管理中心的服务器142之间收发各种信息。剩余寿命管理中心由车辆10的制造商等设置,具备无线通信器144,并能够经由移动电话网、无线LAN网、互联网等无线通信的网络在与车辆10的寿命管理部100之间收发信息。寿命管理部100使用外部网络通信用天线82在与服务器142之间交换信息,但也可以独立于外部网络通信用天线82而另行设置寿命管理用的通信设备。剩余寿命管理中心相当于数据管理中心。
设置在车辆10的电子控制装置90中的寿命管理部100在功能上具备数据发送部102、剩余寿命存储部104及剩余寿命传达部106。数据发送部102在车辆10行驶时自动地将影响有级变速部20的剩余寿命的各种寿命关联数据与行驶关联信息一起发送到服务器142。有级变速部20具备与剩余寿命相关的多个构成元件,具体而言具备卡合装置CB、输出轴22、行星齿轮装置36、38、未图示的轴承、设置于液压控制回路56的电动式油泵等,这些构成元件的最短剩余寿命成为有级变速部20整体的剩余寿命。因此,寿命关联数据影响这些构成元件的剩余寿命即负荷或耐久性,寿命关联数据例如包含:作为驱动源的发动机14及第二旋转机械MG2的转矩(包含负转矩)、电气式无级变速部18的第二旋转机械MG2的再生转矩、有级变速部20的各AT挡位的变速比γat、有级变速部20的润滑油的油温THoil、与车速V对应的输出旋转速度No、车辆10的加速度dV/dt、包含润滑油的更换的有无等在内的车辆10的维护信息等。动力传递路径不同的AT挡位也作为寿命关联数据发送。油温THoil是液压控制回路56的工作油的温度,但由于该工作油也作为各部分的润滑油使用,所以与润滑油的油温同值。加速度dV/dt能够根据车速V的变化算出,但也可以设置加速度传感器。由于有时会根据需要更换有级变速部20,所以需要独立地识别有级变速部20,并管理其寿命关联数据。按个体向有级变速部20赋予序列编号(独立识别编号)作为识别信息,寿命关联数据与该序列编号一起发送。也发送用于确定车辆10的车身编号等。
行驶关联信息是在由于隧道等通信环境的影响而服务器142未能接收到寿命关联数据的情况下,服务器142能够判定是否为尽管车辆10正在行驶但仍无法接收寿命关联数据的数据未取得行驶区间的信息,例如累积行驶距离Lc或累积行驶时间Tc是适当的。即,在该累积行驶距离Lc或累积行驶时间Tc不连续地变化的情况下,能够将不连续地变化的行驶距离或行驶时间判定为数据未取得行驶区间。能够利用行驶距离计、定时器等检测累积行驶距离Lc、累积行驶时间Tc。在本实施例中,发送累积行驶距离Lc及累积行驶时间Tc双方作为行驶关联信息。作为用于判定数据未取得行驶区间的行驶关联信息,也能够使用伴随着车辆10的行驶而累计的其他累积量、根据GPS信号Sgps求出的车辆10的位置信息。
剩余寿命存储部104将从服务器142发送来的与剩余寿命相关的信息存储于记录介质。剩余寿命传达部106读出存储于记录介质的剩余寿命信息并传达到外部,例如显示于显示装置89。
服务器142具备所谓微型计算机而构成,所述微型计算机具有CPU、RAM、ROM、输入输出接口等。服务器142在功能上具备数据取得部150、数据未取得区间确定部152、数据补全处理部154、寿命算出部156及寿命信息发送部158,按照图6的流程图的步骤S1~S9(以下,省略“步骤”而仅称为S1~S9)执行信号处理。图6的S1~S4相当于数据取得部150,S5相当于数据未取得区间确定部152,S6相当于数据补全处理部154,S7及S8相当于寿命算出部156,S9相当于寿命信息发送部158。在本实施例中,利用数据补全处理部154及寿命算出部156构成剩余寿命运算部。
在图6的S1中,判断是否开始取得寿命关联数据,具体而言,判断是否开始伴随着车辆10的行驶而从所述数据发送部102发送与有级变速部20相关的寿命关联数据或行驶关联信息并接收到这些信息。如果没有接收到寿命关联数据等则直接结束,在接收到寿命关联数据等的情况下执行S2以下的步骤。在S2中,判断接收到的寿命关联数据的序列编号与过去接收到的车辆10的有级变速部20的序列编号是否相同,如果相同则立刻执行S4以下的步骤。在序列编号不同的情况下,由于能够判断为更换了有级变速部20,所以需要重新取得寿命关联数据,通过接着S3执行S4以下的步骤,从而用新的序列编号管理接收到的寿命关联数据。
在S4中,将接收到的寿命关联数据或行驶关联信息实时存储于数据记录介质160。在S5中,例如读出累积行驶距离Lc作为存储于数据记录介质160的行驶关联信息,判断是否有该累积行驶距离Lc不连续地变化的数据未取得行驶区间。然后,在有累积行驶距离Lc不连续地变化的数据未取得行驶区间的情况下,将该不连续行驶距离Lcl判定为数据未取得行驶区间即数据未取得行驶距离,在S6中基于数据未取得行驶距离Lcl执行数据补全处理后,执行S7的剩余寿命运算处理。在没有数据未取得行驶区间的情况下,不执行S6而执行S7的剩余寿命运算处理。此外,也能够将累积行驶时间Tc不连续地变化的不连续行驶时间Tcl判定为数据未取得行驶区间即数据未取得行驶时间,并基于该数据未取得行驶时间Tcl进行数据补全处理。
在S6的数据补全处理中,基于数据未取得行驶距离Lcl,将针对有级变速部20的多个构成元件分别根据所述寿命关联数据求出的负荷(转矩或旋转速度等)的大小与频率(总使用次数、总使用时间、总旋转数等)的关系即负荷分布补全。具体而言,通过求出作为车辆10的总行驶距离的累积行驶距离Lc与从该累积行驶距离Lc减去数据未取得行驶距离Lcl得到的数据取得行驶距离(Lc-Lcl)的比例〔Lc/(Lc-Lcl)〕,并如下式(1)所示乘以负荷分布的实际数据(频率),从而能够得到补全后数据。累积行驶距离Lc相当于车辆10的总行驶区间,数据未取得行驶距离Lcl相当于数据未取得行驶区间。此外,也能够使用作为总行驶时间的累积行驶时间Tc及数据未取得行驶时间Tcl,按照下式(2)进行负荷分布的补全处理。由于(1)式及(2)式的比例〔Lc/(Lc-Lcl)〕、〔Tc/(Tc-Tcl)〕不一定一致,所以例如可以根据作为寿命预测对象的构成元件的损伤原因等,分开使用(1)式和(2)式。
补全后数据=〔Lc/(Lc-Lcl)〕×实际数据…(1)
补全后数据=〔Tc/(Tc-Tcl)〕×实际数据…(2)
图7~图10是具体地说明与有级变速部20具备的多个构成元件相关的数据补全处理等的图,是作为负荷的大小与频率的关系的负荷分布的一例。虚线是根据所述寿命关联数据求出的实际数据,实线是通过S6的数据补全处理而得到的补全后数据。图7是与所述离合器C1相关的负荷分布,负荷是传递转矩,频率是卡合时间。图8是与轴承相关的负荷分布,负荷是旋转速度,频率是总旋转数或总旋转时间。图9是与电动式油泵相关的负荷分布,负荷是旋转转矩,频率是总旋转数或总旋转时间。图10是与输出轴22相关的负荷分布,负荷是传递转矩,频率是总旋转数或总旋转时间。在此,由于即使有级变速部20的输入转矩相同,施加在离合器C1等卡合装置CB、输出轴22、行星齿轮装置36、38的各部分的齿轮或轴承上的负荷也按AT挡位而不同,成为几分之一或几倍,所以考虑AT挡位进行计算。即,在每个AT挡位中,动力的传递路径不同,经由不同的构成元件传递动力。另外,例如在利用第二旋转机械MG2进行再生的情况下,由于成为来自驱动轮28的输入,所以各个构成元件受到的负荷不同,也考虑该情况进行计算。
由于有级变速部20的各构成元件分别耐久性不同,所以S7的剩余寿命运算处理基于按各构成元件求出的所述补全后数据,分别算出剩余寿命。即,将补全后数据与作为耐久性成立的负荷分布而预先确定的强度信息进行比较,并按照迈因纳定律等算出累积疲劳损伤度Dc,基于该累积疲劳损伤度Dc预测剩余寿命。强度信息是在各负荷区域中构成元件达到寿命的频率(疲劳限度)的信息,在图7~图10中用单点划线表示的寿命S-N线是强度信息的一例,其斜率等按构成元件而不同。该强度信息(寿命S-N线)可以通过实验或模拟等预先确定一定的映射图或运算式等并存储,但也能够基于搭载有相同的有级变速部20的多辆车辆的数据(大数据等)确定。
而且,例如如图7所示,通过使用补全后数据的负荷分布的各负荷区域Si中的频率nfi和寿命S-N线的频率Nfi,并如下式(3)所示将频率nfi除以频率Nfi,从而算出该负荷区域Si中的疲劳损伤度Dci。另外,如下式(4)所示,通过累计全部负荷区域Si的疲劳损伤度Dci,从而算出累积疲劳损伤度Dc。该累积疲劳损伤度Dc=1是指疲劳限度即该构成元件的寿命。因此,(1-Dc)与剩余寿命对应,能够使用作为当前为止的总行驶距离的累积行驶距离Lc,按照下式(5)求出剩余行驶距离Lrem。剩余行驶距离Lrem是该构成元件达到寿命前能够行驶的剩余距离,相当于该构成元件的剩余寿命。另外,能够使用作为总行驶时间的累积行驶时间Tc,并按照下式(6)算出作为该构成元件达到寿命前能够行驶的剩余时间的剩余行驶时间Trem。
Dci=nfi/Nfi…(3)
Dc=ΣDci…(4)
Lrem=〔(1-Dc)/Dc〕×Lc…(5)
Trem=〔(1-Dc)/Dc〕×Tc…(6)
上述剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem可以分别为恒定值,但在本实施例中,考虑误差等,以规定的幅度算出。例如,可以相对于利用(5)式、(6)式算出的算出值,加减其一定比例。另外,也能够分为“一般性使用”的情况和“严格的使用”的情况而求出。即,上述(5)式及(6)式以当前时刻(累积行驶距离Lc)为止的运转状态保持原样地继续为前提算出剩余寿命,可以将其作为“一般性使用”的情况,例如将使其减小一定比例而得到的剩余寿命作为“严格的使用”的情况并算出。也能够分为三种以上情况而求出剩余寿命。
在此,由于根据构成元件的不同,润滑油的油温THoil、车辆10的加速度dV/dt、共振也影响耐久性,所以能够考虑这些因素求出剩余寿命。即,可以根据油温THoil、车辆10的平均加速度或共振行驶距离等修正所述负荷分布的实际数据、补全后数据、累积疲劳损伤度Dc或作为剩余寿命的剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem。例如,一般来说油温THoil越低越对耐久性有利地发挥作用,但油温THoil根据行驶环境、行驶时间等而逐步变化。因此,优选的是,对于润滑油影响耐久性的卡合装置CB、轴承等构成元件,例如如图11所示,使用以在标准油温Soil的情况下为1.0,在比其高的高温侧大于1.0,在低温侧小于1.0的方式预先确定的修正系数的映射图等,例如在根据寿命关联数据算出所述负荷分布的实际数据等时进行修正。由于根据构成元件的不同而影响不同,所以可以按构成元件确定不同的修正系数。标准油温Soil是预先确定的设计温度等,例如为120℃左右。
一般来说车辆10的加速度dV/dt越大则越对耐久性不利地发挥作用,但由于加速度dV/dt根据行驶环境、行驶时间等逐步变化,所以使用平均加速度进行修正。关于平均加速度,例如在前进及后退行驶期间产生的正负的加速度的绝对值的平均值是适当的,但也可以是仅在前进行驶期间产生的正负的加速度的绝对值的平均值。优选的是,对于加速度dV/dt影响耐久性的卡合装置CB、输出轴22等构成元件,例如如图12所示,使用以在标准平均加速度Sacc的情况下为1.0,在比其高的高加速度侧大于1.0,在低加速度侧小于1.0的方式预先确定的修正系数的映射图等,修正例如实际数据、补全后数据或累积疲劳损伤度Dc。由于根据构成元件的不同而影响不同,所以可以按构成元件确定不同的修正系数。标准平均加速度Sacc是预先确定的设计平均加速度等,例如为0.3G左右。此外,也可以使用相反特性的修正系数,修正作为剩余寿命的剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem。
由于一般来说车辆10的共振对耐久性不利地发挥作用,所以使用车辆10一边产生共振一边行驶的共振行驶距离进行修正。在共振中有波状路共振、动力总成共振等,是否共振行驶能够利用共振检测传感器检测,也能够根据输出旋转速度No等旋转速度或转矩的周期性变动判定。优选的是,对于共振影响耐久性的卡合装置CB、输出轴22等构成元件,例如如图13所示,使用以在标准共振行驶距离Sdis的情况下为1.0,在比其长的长距离侧大于1.0,在短距离侧小于1.0的方式预先确定的修正系数的映射图等,修正例如实际数据、补全后数据或累积疲劳损伤度Dc。由于根据构成元件的不同而影响不同,所以可以按构成元件确定不同的修正系数。标准共振行驶距离Sdis是预先确定的设计共振行驶距离等。也可以使用共振行驶时间或共振行驶次数代替上述共振行驶距离。此外,也可以使用相反特性的修正系数,修正作为剩余寿命的剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem。
另外,在算出剩余寿命时,在由于波状路的行驶等而从驱动轮28输入较大的转矩的情况下,由于对耐久性不利,所以可以根据输入次数或波状路行驶时间等,例如进行使负荷分布的实际数据、补全后数据、累积疲劳损伤度Dc增大的正校正,或者进行使作为剩余寿命的剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem减少的负校正。另外,由于当更换润滑油时,润滑性能恢复,对卡合装置CB、轴承等构成元件的耐久性有利地发挥作用,所以可以根据维护信息判断润滑油的更换,例如进行使负荷分布的实际数据、补全后数据、累积疲劳损伤度Dc减少的负校正,或者进行使作为剩余寿命的剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem增大的正校正。由于当更换润滑油时,粘度变低,所以也对电动式油泵的耐久性有利,但由于与作为摩擦部件的卡合装置CB、轴承等相比影响较小,所以可以按构成元件使校正的程度(率等)不同。
当在所述S7中分别算出各构成元件的剩余寿命(剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem)时,接着执行S8。在S8中,将多个构成元件中的预测出的剩余寿命最短的构成元件的剩余寿命作为有级变速部20的剩余寿命。然后,在S9中,将与该剩余寿命相关的信息即最短的剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem发送到车辆10的寿命管理部100。也可以一起发送该剩余寿命的构成元件名等。此外,也可以是,在设置有算出剩余寿命的服务器142的剩余寿命管理中心中,也能够显示该有级变速部20的剩余寿命或各构成元件的剩余寿命。另外,也可以将该剩余寿命信息发送到车辆10,并且发送到进行该车辆10的检查等的经销商的终端等。剩余寿命管理中心或经销商等能够在更换了有级变速部20等时,提供剩余寿命的信息,或者在二手销售时敦促将剩余寿命最短的最弱构成元件更换为新品。
在接收到上述剩余寿命信息的车辆10中,利用寿命管理部100的剩余寿命存储部104将从服务器142发送来的与剩余寿命相关的信息存储于记录介质。另外,读出存储于该记录介质的剩余寿命信息并向外部传达的剩余寿命传达部106判断是否有剩余寿命的传达指示(显示指示等),在有传达指示的情况下,将剩余行驶距离Lrem、剩余行驶时间Trem作为剩余寿命显示于显示装置89。也可以用语音传达代替显示,或除了显示以外还使用语音传达。也可以是,在与传达指示无关地进行传达或者剩余寿命成为规定值以下等情况下,自动用灯的点亮或警告音等进行告知。也可以是,与车辆10分离的剩余寿命显示工具经由有线通信或无线通信与寿命管理部100连接,按照来自该剩余寿命显示工具的显示指示,在剩余寿命显示工具显示剩余寿命。剩余寿命显示工具是个人电脑、平板电脑或专用机等。
图14是显示剩余寿命时的输入画面170的一例,在输入经销商名、密码等规定事项并触摸操作输入按钮172的情况下,判断为有显示指示。图14的输入画面170设置成能够从显示装置89的维护画面等选择,能够以“经销商名”及“密码”正确为条件进入下一步。即,该剩余寿命的显示的前提是在车辆10的定期检查等时在经销商的维修车间中对预先被许可的特定作业人员例如该维修车间的技术人员等进行,限制用户等第三者随意观察。
图15是在正确输入上述“经销商名”及“密码”并触摸操作输入按钮172的情况下显示于显示装置89的剩余寿命显示画面180的一例。在该剩余寿命显示画面180中,除了“车辆名”、“车身编号”的栏之外,还设置有剩余寿命显示部182、车辆历史信息显示部184。“车辆名”、“车身编号”在车辆购买等时预先登记在电子控制装置90等,负责人确认“车身编号”一致等。在剩余寿命显示部182中,有级变速部20的预测剩余寿命(剩余行驶时间Trem及剩余行驶距离Lrem)分为“一般性使用”的情况和“严格的使用”的情况并分别以规定的幅度显示。因此,观察到预测剩余寿命的作业人员能够适当判断有级变速部20的更换时期。也可以仅显示剩余行驶时间Trem及剩余行驶距离Lrem中的任一方作为预测剩余寿命。在车辆历史信息显示部184中,除了车辆10的购买日之外,还一览显示ATF(润滑油)的更换等维护信息。
返回图1,车辆10利用车辆用软件更新系统110更新执行上述各种控制的电子控制装置90的程序或数据的一部分或全部。车辆用软件更新系统110具备与电子控制装置90分开地设置于车辆10的一对第一网关ECU120、第二网关ECU126和外部的软件发布中心而构成。第一网关ECU120、第二网关ECU126均为具备所谓微型计算机而构成的电子控制装置,所述微型计算机具有CPU、RAM、ROM、输入输出接口等。
第一网关ECU120作为无线更新部发挥功能,能够经由无线通信器122、125在与软件发布中心的服务器124之间收发信息,根据需要从服务器124下载新的更新用软件并更新电子控制装置90的软件(程序或数据)。软件发布中心由车辆10的制造商等设置,能够经由移动电话网、无线LAN网、互联网等无线通信在与第一网关ECU120之间收发信息。也能够利用所述外部网络通信用天线82代替无线通信器122。
第二网关ECU126作为有线更新部发挥功能并具备连接器128,所述连接器128能够利用有线机械地且可拆装地连接更新工具130。更新工具130是预先通过有线通信或无线通信等从服务器124等下载可使用的更新用软件并存储的工具,在本实施例中,设置于经销车辆10的各经销商。更新工具130至少使与车辆10相关的更新用软件与软件发布中心的服务器124同步(synchro),例如能够由维修车间的技术人员等操作来更新电子控制装置90的软件(程序或数据)。
这样,在本实施例的剩余寿命预测装置140中,由于寿命关联数据和与车辆10的行驶相关的累积行驶距离Lc一起经由无线通信发送到剩余寿命管理中心的服务器142,所以能够将累积行驶距离Lc不连续地变化的行驶距离确定为剩余寿命管理中心未能接收到寿命关联数据的数据未取得行驶距离Lcl。因此,能够基于该数据未取得行驶距离Lcl,考虑数据未取得行驶距离Lcl中的有级变速部20的寿命降低,预测作为剩余寿命的剩余行驶距离Lrem及剩余行驶时间Trem,该剩余行驶距离Lrem及剩余行驶时间Trem的预测精度提高。
另外,由于通过根据作为车辆10的总行驶区间的累积行驶距离Lc与作为数据取得行驶区间的数据取得行驶距离(Lc-Lcl)的比例〔Lc/(Lc-Lcl)〕,按照所述(1)式补全负荷分布的实际数据,从而使剩余寿命降低,所以能够与有数据未取得行驶距离Lcl中的寿命关联数据的缺失无关而以高精度预测作为剩余寿命的剩余行驶距离Lrem及剩余行驶时间Trem。
另外,因为基于作为数据未取得行驶区间的数据未取得行驶距离Lcl补全从寿命关联数据得到的负荷分布的实际数据,并基于该负荷分布的补全后数据算出剩余行驶距离Lrem及剩余行驶时间Trem作为剩余寿命,所以能够以高精度预测该剩余行驶距离Lrem及剩余行驶时间Trem。
另外,因为基于寿命关联数据求出作为施加于有级变速部20的负荷的大小与频率的关系的负荷分布的实际数据,对在本实施例中按照(1)式补全后的补全后数据与预先确定的强度信息(寿命S-N线)进行比较并算出累积疲劳损伤度Dc,基于该累积疲劳损伤度Dc并按照(5)式及(6)式算出剩余行驶距离Lrem及剩余行驶时间Trem作为剩余寿命,所以能够以高精度预测该剩余行驶距离Lrem及剩余行驶时间Trem。
另外,由于将累积行驶距离Lc及累积行驶时间Tc双方作为车辆10的行驶关联信息发送到数据管理中心,将该累积行驶距离Lc、累积行驶时间Tc不连续地变化的区间判定为数据未取得行驶区间(数据未取得行驶距离Lcl、数据未取得行驶时间Tcl),所以能够容易地以高精度确定数据未取得行驶区间。
另外,由于本实施例在预测作为具有耐久性不同的多个构成元件的动力传递装置的有级变速部20的剩余寿命的情况下,对多个构成元件分别预测剩余寿命(剩余行驶距离Lrem及剩余行驶时间Trem),并将预测出的该剩余寿命最短的构成元件的剩余寿命作为有级变速部20的剩余寿命,所以能够适当地评价具有耐久性不同的多个构成元件的有级变速部20的剩余寿命。
另外,由于在本实施例中数据未取得区间确定部152、作为剩余寿命运算部的数据补全处理部154及寿命算出部156设置于外部的剩余寿命管理中心的服务器142,所以,例如与利用搭载于车辆10的电子控制装置90算出剩余寿命的情况相比,能够迅速地处理大量的数据并以高精度求出剩余寿命。另外,由于将与该剩余寿命相关的信息发送到车辆10,显示于显示装置89并传达到维修车间的技术人员等,所以能够容易地掌握有级变速部20的剩余寿命并根据需要适当地更换。
以上,基于附图详细说明了本发明的实施例,但上述实施例仅为一实施方式,本发明能够以基于本领域技术人员的知识进行各种变更、改进后的形态来实施。
Claims (6)
1.一种车辆部件的剩余寿命预测装置,其基于影响车辆具备的车辆部件的剩余寿命的寿命关联数据预测该剩余寿命,其特征在于,所述车辆部件的剩余寿命预测装置具有:
数据发送部,所述数据发送部设置于所述车辆,将所述寿命关联数据与所述车辆的行驶关联并经由无线通信发送到外部的数据管理中心;
数据未取得区间确定部,所述数据未取得区间确定部确定所述数据管理中心未能接收到所述寿命关联数据的数据未取得行驶区间;以及
剩余寿命运算部,所述剩余寿命运算部考虑所述数据未取得行驶区间中的所述车辆部件的寿命降低而预测所述剩余寿命,
所述剩余寿命运算部根据包含所述数据未取得行驶区间及该数据未取得行驶区间的之前或之后的所述数据管理中心能够接收到所述寿命关联数据的数据取得行驶区间在内的规定的行驶区间与从该规定的行驶区间除去所述数据未取得行驶区间的所述数据取得行驶区间的比例,使所述剩余寿命降低,
所述剩余寿命运算部具备:数据补全处理部,所述数据补全处理部基于所述数据未取得行驶区间补全所述寿命关联数据;以及寿命算出部,所述寿命算出部基于利用该数据补全处理部补全后的补全后数据算出所述剩余寿命,
所述剩余寿命运算部基于所述寿命关联数据求出作为施加于所述车辆部件的负荷的大小与频率的关系的负荷分布即补全后数据,与作为耐久性成立的负荷分布而预先确定的强度信息即寿命S-N线进行比较,算出累积疲劳损伤度,并基于该累积疲劳损伤度预测所述剩余寿命。
2.根据权利要求1所述的车辆部件的剩余寿命预测装置,其特征在于,
所述剩余寿命运算部根据包含所述数据未取得行驶区间在内的所述车辆的总行驶区间与在该总行驶区间中所述数据管理中心能够接收到所述寿命关联数据的数据取得行驶区间的比例,使所述剩余寿命降低。
3.根据权利要求2所述的车辆部件的剩余寿命预测装置,其特征在于,
所述车辆的总行驶区间是该车辆的总行驶距离或总行驶时间,所述数据取得行驶区间是所述数据管理中心能够接收到所述寿命关联数据的行驶距离或行驶时间。
4.根据权利要求1或2所述的车辆部件的剩余寿命预测装置,其特征在于,
所述数据发送部将所述车辆的累积行驶距离及累积行驶时间中的至少一个作为所述车辆的行驶关联信息而与所述寿命关联数据一起发送到所述数据管理中心,
所述数据未取得区间确定部将所述累积行驶距离或所述累积行驶时间不连续地变化的区间判定为所述数据未取得行驶区间。
5.根据权利要求1或2所述的车辆部件的剩余寿命预测装置,其特征在于,
所述车辆部件是具有耐久性不同的多个构成元件的动力传递装置,
所述剩余寿命运算部对所述多个构成元件分别预测所述剩余寿命,并且将该多个构成元件中的预测出的该剩余寿命最短的构成元件的剩余寿命作为所述动力传递装置的剩余寿命。
6.根据权利要求1或2所述的车辆部件的剩余寿命预测装置,其特征在于,
所述数据未取得区间确定部及所述剩余寿命运算部设置于所述数据管理中心的服务器,
所述服务器具备将与所述剩余寿命相关的信息发送到所述车辆的寿命信息发送部,
所述车辆具备将从所述服务器发送来的所述剩余寿命传达到外部的剩余寿命传达部。
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