JP2018119886A - 推定装置及び推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ急接による動力伝達要素の疲労被害度を効果的に予測する。
【解決手段】クラッチ装置２０のクラッチ接続速度を取得するストロークセンサ５４と、クラッチ接続速度が所定の高速閾値以上で接続されるクラッチ急接回数をカウントするクラッチ急接回数カウント部１１０と、駆動源１０の出力回転数を取得するエンジン回転数センサ５０と、クラッチ接続速度が高速閾値以上で接続される際に、エンジン回転数センサ５０により取得される回転数及び、ストロークセンサ５４により取得されるクラッチ接続速度に基づいて、クラッチ装置２０よりも下流側の動力伝達要素８３，８４に入力される第１トルクを演算する第１トルク演算部１３０と、クラッチ急接回数及び、第１トルクに基づいて、動力伝達要素８３，８４の累積疲労被害度を推定する累積疲労被害度推定部１５０とを備えた。
【選択図】図４

Description

本発明は、推定装置及び推定方法に関し、特に、マニュアルトランスミッションを搭載した車両の動力伝達要素の疲労被害度の推定に関する。

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）。

特開２０１３−２３１６７３号公報 特開２００２−９２１３７号公報

ところで、駆動源からの回転動力が、クラッチ装置からマニュアルトランスミッション及び、デファレンシャルギヤ等を介して伝達される動力伝達経路を備えた車両においては、運転者がクラッチ装置を断から接に切り替える際に、クラッチを急激に接続すると、慣性モーメントにより過大なトルクがクラッチ装置よりも下流側の動力伝達要素に入力される。このような過大トルクがトランスミッションやデファレンシャルギヤに繰り返し入力されると、これらの動力伝達要素に破損を生じさせて、車両の路上故障を引き起こす課題がある。

本開示の技術は、クラッチ急接による動力伝達要素の疲労被害度を効果的に予測することで、車両の路上故障の防止を図ることを目的とする。

本開示の装置は、駆動源からの回転動力がクラッチ装置及びマニュアルトランスミッションを介してデファレンシャルギヤに入力される動力伝達経路を備えた車両の推定装置であって、前記クラッチ装置が断から接に切り替えられる際のクラッチ接続速度を取得する接続速度取得手段と、前記クラッチ接続速度に基づいて、該クラッチ接続速度が所定の高速閾値以上で接続されるクラッチ急接回数をカウントする急接回数カウント手段と、前記駆動源の出力回転数を取得する出力回転数取得手段と、前記クラッチ接続速度が前記高速閾値以上で接続される際に、少なくとも前記出力回転数取得手段により取得される出力回転数及び、前記接続速度取得手段により取得されるクラッチ接続速度に基づいて、前記クラッチ装置よりも下流側の動力伝達要素に入力される第１トルクを演算する第１トルク演算手段と、前記クラッチ急接回数及び、前記第１トルクに基づいて、前記動力伝達要素の累積疲労被害度を推定する推定手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記動力伝達要素は、前記動力伝達経路に配された噛合要素であり、前記噛合要素の入力回転数を取得する入力回転数取得手段と、前記クラッチ装置が接続状態の時に、前記入力回転数に基づいて前記噛合要素の噛合回数をカウントする噛合回数カウント手段と、前記クラッチ装置が接続状態の時に、前記駆動源から前記噛合要素に伝達される第２入力トルクを演算する第２入力トルク演算手段と、をさらに備え、前記推定手段が、前記クラッチ急接回数、前記第１入力トルク、前記噛合回数及び、前記第２入力トルクに基づいて、前記噛合要素の累積疲労被害度を推定してもよい。

また、前記推定手段は、前記クラッチ急接回数、前記第１入力トルク、前記噛合回数及び、前記第２入力トルクに基づいて、マイナー則又は修正マイナー則に従い前記累積疲労被害度を推定してもよい。

また、前記累積疲労被害度が破損の可能性を示す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。

また、前記動力伝達要素が、前記デファレンシャルギヤのドライブピニオンギヤ及び、該ドライブピニオンギヤと噛合するリングギヤであってもよい。

本開示の方法は、駆動源からの回転動力がクラッチ装置及びマニュアルトランスミッションを介してデファレンシャルギヤに入力される動力伝達経路を備えた車両の推定方法であって、前記クラッチ装置が断から接に切り替えられる際のクラッチ接続速度を取得し、前記クラッチ接続速度に基づいて、該クラッチ接続速度が所定の高速閾値以上で接続されるクラッチ急接回数をカウントし、少なくとも、前記クラッチ接続速度が前記高速閾値以上で接続される際に取得した前記駆動源の出力回転数及び、前記クラッチ装置のクラッチ接続速度に基づいて、前記クラッチ装置よりも下流側の動力伝達要素に入力される第１トルクを演算し、前記クラッチ急接回数及び、前記第１トルクに基づいて、前記動力伝達要素の累積疲労被害度を推定することを特徴とする。

本開示の技術によれば、クラッチ急接による動力伝達要素の疲労被害度を効果的に予測することで、車両の路上故障の防止を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る推定装置を搭載した車両の模式的な全体構成図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ装置及び、マニュアルトランスミッションの一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るデファレンシャルギヤの一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電子制御ユニットの機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係るＴ−Ｎ線図の一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る推定処理を説明するフロー図である。

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及び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。

図１は、本実施形態に係る推定装置を搭載した車両１の駆動系を示す模式的な全体構成図である。車両１には、駆動源としてのエンジン１０が搭載されている。エンジン１０には、クラッチ装置２０を介してマニュアルトランスミッション（以下、単にトランスミッションという）４０が断接可能に接続されている。

トランスミッション４０のアウトプットシャフト４３には、プロペラシャフト４７の入力端がユニバーサルジョイント４８を介して連結されている。プロペラシャフト４７の出力端には、デファレンシャルギヤ８０のドライブピニオン８２がユニバーサルジョイント４９を介して連結されている。デファレンシャルギヤ８０には、左右の駆動軸１４Ｌ，Ｒ（右駆動軸１４Ｒは図示省略）を介して左右の駆動輪１５Ｌ，Ｒ（右駆動輪１５Ｒは図示省略）がそれぞれ接続されている。

次に、図２に基づいて、本実施形態のクラッチ装置２０及び、トランスミッション４０の詳細について説明する。

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の出力端及び、トランスミッション４０のインプットシャフト４２の入力端が配置されている。トランスミッション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
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。

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を押圧することで、「接」から「断」に切り替えられるようになっている。

また、車両１には、エンジン回転数センサ５０、アクセル開度センサ５１、シフトポジションセンサ５２、出力回転数センサ（車速センサ）５３、ストロークセンサ５４、車重センサ５５が設けられている。

エンジン回転数センサ５０は、出力回転数取得手段の一例であって、エンジン１０の回転数（以下、エンジン回転数Ｎｅ）を検出する。アクセル開度センサ５１は、アクセルペダル７１の踏み込み量に応じたエンジン１０の燃料噴射量Ｑを検出する。シフトポジションセンサ５２は、シフト操作装置７２のシフト位置（トランスミッション４０の現在のギヤ段）を検出する。出力回転数センサ５３は、入力回転数取得手段の一例であって、アウトプットシャフト４３又はプロペラシャフト４７の回転数（以下、出力回転数Ｎ_Ｐ）を検出する。ストロークセンサ５４は、接続速度取得手段の一例であって、マスターシリンダ６０のロッド６４のストローク量を検出する。車重センサ５５は、図示しないエアスプリング等の変位量から車両１の重量を検出する。これら各種センサ類５０〜５５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。

次に、図３に基づいて、本実施形態のデファレンシャルギヤ８０の詳細構成について説明する。

デファレンシャルギヤ８０は、潤滑油が封入されたデフハウジング８１と、ドライブピニオン８２と、ドライブピニオンギヤ８３と、リングギヤ８４と、デフケース８５と、複数（例えば、４個）のデフピニオンギヤ８６と、左右一対のサイドギヤ８７，８８とを備えている。

ドライブピニオンギヤ８３は、ドライブピニオン８２の出力端に一体回転可能に設けられている。ドライブピニオンギヤ８３は、リングギヤ８４と常時噛合する。

リングギヤ８４は、図示しないボルトによりデフケース８５に固定されている。デフピニオンギヤ８６は、デフケース８５のスパイダ軸８９に回転可能に軸支されている。デフピニオンギヤ８６は、左右のサイドギヤ８７，８８と常時噛合する。サイドギヤ８７，８８は、左右の駆動軸１４Ｌ，Ｒにそれぞれスプライン嵌合されている。

これらデフケース８５、デフピニオンギヤ８６、サイドギヤ８７，８８及び、スパイダ軸８９により、左右の駆動軸１４Ｌ，Ｒの回転差を許容しつつ駆動力を伝達する差動機構が構成されている。

次に、図４に基づいて、本実施形態のＥＣＵ１００の詳細について説明する。

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。

また、ＥＣＵ１００は、クラッチ急接回数カウント部１１０と、ギヤ噛合回数カウント部１２０と、第１入力トルク演算部１３０と、第２入力トルク演算部１４０と、累積疲労被害度推定部１５０と、警告処理部１６０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。

クラッチ急接回数カウント部１１０は、急接回数カウント手段の一例であって、クラッチ装置２０（クラッチペダル７０）が運転者により急激に接続操作された回数（以下、クラッチ急接回数ｎ_{Ｓ_ｉ}）を演算する。より詳しくは、ＥＣＵ１００のメモリには、予め実験等により取得したクラッチ装置２０を急接した際に、クラッチ装置２０よりも下流側の駆動系にエンジン１０の最大出力トルクと略同等或は、該最大出力トルクよりも大きい衝撃トルク（ショックトルク）を伝達させるクラッチ接続速度Ｖ_Ｃの所定の高速閾値Ｖ_ｔｈが記憶されている。クラッチ急接回数カウント部１１０は、クラッチ接続時にストロークセンサ５４のセンサ値を微分して得られるクラッチ接続速度Ｖ_Ｃが高速閾値Ｖ_ｔｈ以上（Ｖ_Ｃ≧Ｖ_ｔｈ）となる回数をクラッチ急接回数ｎ_{Ｓ_ｉ}としてカウントする。

ギヤ噛合回数カウント部１２０は、噛合回数演算手段の一例であって、出力回転数センサ５３のセンサ値に基づいて、ドライブピニオンギヤ８３及び、リングギヤ８４の噛合回数をカウントする。

より詳しくは、ギヤ噛合回数カウント部１２０は、出力回転数センサ５３から入力される出力回転数Ｎ_Ｐをドライブピニオンギヤ８３の噛合回数ｎ_ＤＣ＿ｉとしてカウントする。すなわち、アウトプットシャフト４３（又は、プロペラシャフト４７）が１回転すると、ドライブピニオンギヤ８３の噛合回数ｎ_ＤＣ＿ｉは１回としてカウントされる。

また、ギヤ噛合回数カウント部１２０は、ドライブピニオンギヤ８３の噛合回数ｎ_ＤＣ＿ｉをファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒ（ドライブピニオンギヤ８３とリングギヤ８４とのギヤ比）で除算することで、リングギヤ８４の噛合回数ｎ_ＲＣ＿ｉをカウントする。すなわち、ファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒが１．０であれば、リングギヤ８４の噛合回数ｎ_ＲＣ＿ｉは、ドライブピニオンギヤ８３の噛合回数ｎ_ＤＣ＿ｉと同じ回数（ｎ_ＲＣ＿ｉ＝ｎ_ＤＣ＿ｉ）としてカウントされる。一方、ファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒが１．０以外の値（例えば、５．０）に設定されている場合には、リングギヤ８４の噛合回数ｎ_ＲＣ＿ｉは、ドライブピニオンギヤ８３の噛合回数ｎ_ＤＣ＿ｉをファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒで除算して得られる回数（ｎ_ＲＣ＿ｉ＝ｎ_ＤＣ＿ｉ／ＦＧ_Ｒ）としてカウントされる。

第１入力トルク演算部１３０は、第１トルク演算手段の一例であって、クラッチ装置２０が急接された際にクラッチ装置２０からトランスミッション４０、プロペラシャフト４７、ドライブピニオン８２を介してドライブピニオンギヤ８３に入力される衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉ及び、ドライブピニオンギヤ８３からリングギヤ８４に入力される衝撃トルクＴ_ＲＳ＿ｉを演算する。

より詳しくは、第１入力トルク演算部１３０は、まず、クラッチ装置２０が断から接に切り替えられる際に、ストロークセンサ５４のセンサ値を微分して得られるクラッチ接続速度Ｖ_Ｃが所定の高速閾値Ｖ_ｔｈ以上であるか否かを判定する。クラッチ接続速度Ｖ_Ｃが高速閾値Ｖ_ｔｈ以上であれば、第１入力トルク演算部１３０は、エンジン回転数センサ５０から入力されるエンジン回転数Ｎｅに、クラッチ接続速度Ｖ_Ｃ、シフトポジションセンサ５２から入力されるトランスミッション４０の現在のギヤ段のギヤ比及び、車重センサ５５から入力される車両重量等を含む補正係数を乗じることで、クラッチ急接時にトランスミッション４０からプロペラシャフト４７及び、ドライブピニオン８２を介してドライブピニオンギヤ８３に入力される衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉ（＝Ｎｅ×Ｖ_Ｃ×ギヤ比×補正係数）を演算する。なお、衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉの演算は数式に限定されず、各種センサ５０〜５５のセンサ値に基づいて参照されるマップ等から求めてもよい。

さらに、第１入力トルク演算部１３０は、ドライブピニオンギヤ８３の衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉにファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒを乗じることで、クラッチ急接時にドライブピニオンギヤ８３からリングギヤ８４に入力される衝撃トルクＴ_ＲＳ＿ｉを演算する。すなわち、ファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒが１．０であれば、リングギヤ８４の衝撃トルクＴ_ＲＳ＿ｉは、ドライブピニオンギヤ８３の衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉと同じ値（Ｔ_ＲＳ＿ｉ＝Ｔ_ＤＳ＿ｉ）として演算される。一方、ファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒが１．０以外の値（例えば、５．０）に設定されている場合には、リングギヤ８４の衝撃トルクＴ_ＲＳ＿ｉは、ドライブピニオンギヤ８３の衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉにファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒを乗じた値（Ｔ_ＲＳ＿ｉ＝Ｔ_ＤＳ＿ｉ×ＦＧ_Ｒ）として演算される。

第２入力トルク演算部１４０は、第２トルク演算手段の一例であって、クラッチ装置２０が接続されている状態で、エンジン１０からクラッチ装置２０、トランスミッション４０、プロペラシャフト４７、ドライブピニオン８２を介してドライブピニオンギヤ８３に入力される入力トルクＴ_ＤＣ＿ｉ及び、ドライブピニオンギヤ８３からリングギヤ８４に入力される入力トルクＴ_ＲＣ＿ｉを演算する。

より詳しくは、第２入力トルク演算部１４０は、まず、ストロークセンサ５４のセンサ値に基づいて、クラッチ装置２０が接続状態にあるか否かを判定する。クラッチ装置２０が接続状態にあれば、第２入力トルク演算部１４０は、エンジン回転数センサ５０から入力されるエンジン回転数Ｎｅ及び、アクセル開度センサ５１から入力される燃料噴射量Ｑに基づいて、エンジン１０の出力トルクＴ_Ｅｎｇを演算する。次いで、第２入力トルク演算部１４０は、出力トルクＴ_Ｅｎｇに、シフトポジションセンサ５２から入力されるトランスミッション４０の現在のギヤ段のギヤ比を乗じることで、クラッチ接続状態でトランスミッション４０からプロペラシャフト４７及び、ドライブピニオン８２を介してドライブピニオンギヤ８３に入力される入力トルクＴ_ＤＣ＿ｉを演算する。

さらに、第２入力トルク演算部１４０は、ドライブピニオンギヤ８３の入力トルクＴ_ＤＣ＿ｉにファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒを乗じることで、クラッチ接続状態でドライブピニオンギヤ８３からリングギヤ８４に入力される入力トルクＴ_ＲＣ＿ｉを演算する。すなわち、ファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒが１．０であれば、リングギヤ８４の入力トルクＴ_ＲＣ＿ｉは、ドライブピニオンギヤ８３の入力トルクＴ_ＤＣ＿ｉと同じ値（Ｔ_ＲＣ＿ｉ＝Ｔ_ＤＣ＿ｉ）として演算される。一方、ファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒが１．０以外の値（例えば、５．０）に設定されている場合には、リングギヤ８４の入力トルクＴ_ＲＣ＿ｉは、ドライブピニオンギヤ８３の入力トルクＴ_ＤＣ＿ｉにファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒを乗じた値（Ｔ_ＲＣ＿ｉ＝Ｔ_ＤＣ＿ｉ×ＦＧ_Ｒ）として演算される。

累積疲労被害度推定部１５０は、推定手段の一例であって、マイナー則又は、疲労限度以下の入力トルクについてもカウントする修正マイナー則に基づいて、ドライブピニオンギヤ８３の累積疲労被害度Ｄ_Ｄ及び、リングギヤ８４の累積疲労被害度Ｄ_Ｒをそれぞれ推定する。

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ドライブピニオンギヤ８３のＴ−Ｎ線図１５１（詳細は図５（Ａ）参照）及び、リングギヤ８４のＴ−Ｎ線図１５２（詳細は図５（Ｂ）参照）がそれぞれ記憶されている。これらＴ−Ｎ線図１５１，１５２には、縦軸にトルクＴ_ＤＣ＿ｉ，Ｔ_ＤＳ＿ｉ：Ｔ_ＲＣ＿ｉ、Ｔ_ＲＳ＿ｉ、横軸に破損に至るまでの繰り返し回数（疲労破壊限界）Ｎ_Ｄ＿ｉ：Ｎ_Ｒ＿ｉがそれぞれ設定されている。

累積疲労被害度推定部１５０は、各カウント部１１０，１２０から入力されるカウント値（ｎ_Ｓ＿ｉ,ｎ_ＤＣ＿ｉ，ｎ_ＲＣ＿ｉ）、各演算部１３０，１４０から入力される入力トルク（Ｔ_ＤＣ＿ｉ，Ｔ_ＤＳ＿ｉ：Ｔ_ＲＣ＿ｉ，Ｔ_ＲＳ＿ｉ）及び、各Ｔ−Ｎ線図１５１，１５２から読み取られる疲労破壊限界Ｎ_Ｄ＿ｉ，Ｎ_Ｒ＿ｉに基づいて、以下の数式（１），（２）から各ギヤ８３，８４の累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒをリアルタイムで算出する。

警告処理部１６０は、累積疲労被害度推定部１５０によって算出される各ギヤ８３，８４の累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒのうち、累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒが破損時期（Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒ＝１）に近い所定の閾値（例えば、０．９等）に達したギヤ８３，８４について、運転室内の表示器９０に当該ギヤ８３，８４の交換が必要な旨（又は、破損の可能性がある旨）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９０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６に基づいて、本実施形態に係る推定装置による制御フローを説明する。

ステップＳ１００では、ストロークセンサ５４のセンサ値に基づいて、クラッチ装置２０が接続状態にあるか否かが判定される。クラッチ装置２０が接続状態の場合（肯定）、本制御はステップＳ１１０に進む。一方、クラッチ装置２０が接続されていない切断状態の場合（否定）、本制御はステップＳ２００に進む。

ステップＳ１１０では、出力回転数センサ５３で検出される出力回転数Ｎ_Ｐがドライブピニオンギヤ８３の噛合回数ｎ_ＤＣ＿ｉとしてカウントされ、さらに、ステップＳ１２０では、ドライブピニオンギヤ８３の噛合回数ｎ_ＤＣ＿ｉをファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒで除算することで、リングギヤ８４の噛合回数ｎ_ＲＣ＿ｉがカウントされる。

ステップＳ１３０では、エンジン回転数センサ５０で検出されるエンジン回転数Ｎｅ及び、アクセル開度センサ５１で検出される燃料噴射量Ｑに基づいて、エンジン１０の出力トルクＴ_Ｅｎｇが演算される。

次いで、ステップＳ１４０では、出力トルクＴ_Ｅｎｇに、シフトポジションセンサ５２で検出されるトランスミッション４０の現在のギヤ段のギヤ比を乗じることで、クラッチ接続状態でトランスミッション４０からプロペラシャフト４７及び、ドライブピニオン８２を介してドライブピニオンギヤ８３に入力される入力トルクＴ_ＤＣ＿ｉが演算される。

次いで、ステップＳ１５０では、入力トルクＴ_ＤＣ＿ｉにファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒを乗じることで、クラッチ接続状態でドライブピニオンギヤ８３からリングギヤ８４に入力される入力トルクＴ_ＲＣ＿ｉが演算されて、本制御はステップＳ３００に進む。ステップＳ３００の詳細については後述する。

上述のステップＳ１００からステップＳ２００に進み、クラッチ装置２０が断から接に切り替えられる場合には、ステップＳ２００にて、ストロークセンサ５４のセンサ値を微分して得られるクラッチ接続速度Ｖ_Ｃがクラッチ急接を示す所定の高速閾値Ｖ_ｔｈ以上であるか否かが判定される。クラッチ接続速度Ｖ_Ｃが高速閾値Ｖ_ｔｈ以上の場合（肯定）、本制御はステップＳ２１０に進み、クラッチ急接回数ｎ_Ｓ＿ｉをカウントして、ステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０では、エンジン回転数Ｎｅに、クラッチ接続速度Ｖ_Ｃ、トランスミッション４０の現在のギヤ段のギヤ比及び、補正係数を乗じることで、クラッチ急接時にトランスミッション４０からプロペラシャフト４７及び、ドライブピニオン８２を介してドライブピニオンギヤ８３に入力される衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉが演算される。

次いで、ステップＳ２３０では、ドライブピニオンギヤ８３の衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉにファイナルギヤ比ＦＧ_Ｒを乗じることで、クラッチ急接時にドライブピニオンギヤ８３からリングギヤ８４に入力される衝撃トルクＴ_ＲＳ＿ｉが演算されて、本制御はステップＳ３００に進む。

ステップＳ３００では、上述した各ステップＳ１１０〜Ｓ１５０，Ｓ２００〜Ｓ２３０のカウント値や演算値及び、各Ｔ−Ｎ線図１５１，１５２（図５参照）から読み取られる寿命限界Ｎ_Ｄ＿ｉ，Ｎ_Ｒ＿ｉに基づいて、上記数式（１），（２）からドライブピニオンギヤ８３の累積疲労被害度Ｄ_Ｄ及び、リングギヤ８４の累積疲労被害度Ｄ_Ｒがそれぞれ推定される。

ステップＳ３１０では、各ギヤ８３，８４の累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒの少なくとも一方が所定の閾値（例えば、０．９等）に達したか否かが判定される。否定の場合、本制御はステップＳ１００に戻され、肯定の場合はステップＳ３２０に進む。

ステップＳ３２０では、運転室内の表示器９０に累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒが閾値に達したギヤ８３，８４の交換が必要な旨（又は、破損の可能性がある旨）を表示させる警告が実施されて、本制御は終了する。

以上詳述したように、本実施形態の推定装置及び、推定方法によれば、デファレンシャルギヤ８０の噛合要素であるドライブピニオンギヤ８３及びリングギヤ８４の各累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒをクラッチ急接時の衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉ，Ｔ_ＲＳ＿ｉ、クラッチ急接回数ｎ_{Ｓ_ｉ}及び、クラッチ接続状態時の入力トルクＴ_ＤＣ＿ｉ，Ｔ_ＲＣ＿ｉ、噛合回数ｎ_ＤＣ＿ｉ，ｎ_ＤＲ＿ｉに基づき、修正マイナー則又はマイナー則に従い推定すると共に、累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒが破損時期（Ｄ＝１）に近い所定の閾値に達したギヤ８３，８４については、表示器９０に当該ギヤ８３，８４の交換が必要な旨を適宜表示するように構成されている。これにより、破損の可能性のあるギヤ８３，８４の交換時期を運転者に適宜知らせることが可能になり、当該ギヤ８３，８４の破損により引き起こされる車両１の路上故障を未然に防止することができる。

また、クラッチ急接時の衝撃トルクＴ_ＤＳ＿ｉ，Ｔ_ＲＳ＿ｉ及び、クラッチ急接回数ｎ_{Ｓ_ｉ}を用いて累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒの推定することで、運転者により異なるクラッチ操作特性に応じた累積疲労被害度Ｄ_Ｄ，Ｄ_Ｒを効果的に推定することが可能となり、部品寿命の予測精度を確実に向上することができる。

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、累積疲労被害度の推定対象は、ドライブピニオンギヤ８３及び、リングギヤ８４に限定されず、デファレンシャルギヤ８０の他の噛合要素であるデフピニオンギヤ８６やサイドギヤ８７，８８等であってもよい。この場合は、各センサ５０〜５４のセンサ値からエンジン１０のトルク抜け回数をカウントし、該トルク抜け回数と各ギヤ８６〜８８の入力トルクとに基づいて、マイナー則又は修正マイナー則に従い累積疲労被害度をそれぞれ推定すればよい。

また、累積疲労被害度の推定対象は、デファレンシャルギヤ８０の噛合要素に限定されず、トランスミッション４０の噛合要素（変速ギヤ列４５）であってもよい。また、累積疲労被害度の推定対象は、駆動系の噛合要素に限定されず、プロペラシャフト４７等の他の動力伝達要素であってもよい。

また、ＥＣＵ１００の機能要素として、累積疲労被害度が閾値に達した場合には、デファレンシャルギヤ８０やトランスミッション４０の早期破損を抑止すべく、エンジン１０の出力トルク上昇を所定の上限値で制限する機能をさらに追加してもよい。

また、クラッチ接続速度Ｖ_Ｃを取得する手段は、ストロークセンサ５４に限定されず、クラッチ接続速度Ｖ_Ｃを検出可能なものであれば、例えば、レリーズシリンダ３０のプッシュロッド３３のストロー量やクラッチペダル７０の変位量を取得可能な他のセンサであってもよい。

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
２０ クラッチ装置
４０ トランスミッション
４７ プロペラシャフト
５０ エンジン回転数センサ（出力回転数取得手段）
５１ アクセル開度センサ
５２ シフトポジションセンサ
５３ 出力回転数センサ（入力回転数取得手段）
５４ ストロークセンサ（接続速度取得手段）
５５ 車重センサ
８０ デファレンシャルギヤ
８３ ドライブピニオンギヤ
８４ リングギヤ
９０ 表示器
１００ ＥＣＵ
１１０ クラッチ急接回数カウント部（急接回数カウント手段）
１２０ ギヤ噛合回数カウント部（噛合回数演算手段）
１３０ 第１入力トルク演算部（第１トルク演算手段）
１４０ 第２入力トルク演算部（第２トルク演算手段）
１５０ 累積疲労被害度推定部（推定手段）
１６０ 警告処理部（警告手段）

Claims (6)

1. 駆動源からの回転動力がクラッチ装置及びマニュアルトランスミッションを介してデファレンシャルギヤに入力される動力伝達経路を備えた車両の推定装置であって、
   前記クラッチ装置が断から接に切り替えられる際のクラッチ接続速度を取得する接続速度取得手段と、
   前記クラッチ接続速度に基づいて、該クラッチ接続速度が所定の高速閾値以上で接続されるクラッチ急接回数をカウントする急接回数カウント手段と、
   前記駆動源の出力回転数を取得する出力回転数取得手段と、
   前記クラッチ接続速度が前記高速閾値以上で接続される際に、少なくとも前記出力回転数取得手段により取得される出力回転数及び、前記接続速度取得手段により取得されるクラッチ接続速度に基づいて、前記クラッチ装置よりも下流側の動力伝達要素に入力される第１トルクを演算する第１トルク演算手段と、
   前記クラッチ急接回数及び、前記第１トルクに基づいて、前記動力伝達要素の累積疲労被害度を推定する推定手段と、を備える
   ことを特徴とする推定装置。
2. 前記動力伝達要素は、前記動力伝達経路に配された噛合要素であり、
   前記噛合要素の入力回転数を取得する入力回転数取得手段と、
   前記クラッチ装置が接続状態の時に、前記入力回転数に基づいて前記噛合要素の噛合回数をカウントする噛合回数カウント手段と、
   前記クラッチ装置が接続状態の時に、前記駆動源から前記噛合要素に伝達される第２入力トルクを演算する第２入力トルク演算手段と、をさらに備え、
   前記推定手段が、前記クラッチ急接回数、前記第１入力トルク、前記噛合回数及び、前記第２入力トルクに基づいて、前記噛合要素の累積疲労被害度を推定する
   請求項１に記載の推定装置。
3. 前記推定手段は、前記クラッチ急接回数、前記第１入力トルク、前記噛合回数及び、前記第２入力トルクに基づいて、マイナー則又は修正マイナー則に従い前記累積疲労被害度を推定する
   請求項２に記載の推定装置。
4. 前記累積疲労被害度が破損の可能性を示す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３の何れか一項に記載の推定装置。
5. 前記動力伝達要素が、前記デファレンシャルギヤのドライブピニオンギヤ及び、該ドライブピニオンギヤと噛合するリングギヤである
   請求項１から４の何れか一項に記載の推定装置。
6. 駆動源からの回転動力がクラッチ装置及びマニュアルトランスミッションを介してデファレンシャルギヤに入力される動力伝達経路を備えた車両の推定方法であって、
   前記クラッチ装置が断から接に切り替えられる際のクラッチ接続速度を取得し、前記クラッチ接続速度に基づいて、該クラッチ接続速度が所定の高速閾値以上で接続されるクラッチ急接回数をカウントし、少なくとも、前記クラッチ接続速度が前記高速閾値以上で接続される際に取得した前記駆動源の出力回転数及び、前記クラッチ装置のクラッチ接続速度に基づいて、前記クラッチ装置よりも下流側の動力伝達要素に入力される第１トルクを演算し、前記クラッチ急接回数及び、前記第１トルクに基づいて、前記動力伝達要素の累積疲労被害度を推定する
   ことを特徴とする推定方法。

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