JP2020094841A - トーショナルダンパの特性変化判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トーショナルダンパにおけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化の程度を判定することができるトーショナルダンパの特性変化判定装置を提供する。【解決手段】車両走行中におけるトーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎを積算した累積負荷Ｘが算出され、その累積負荷Ｘが判定値Ａ（第１閾値）よりも大きい場合において、インプットシャフト２０における入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃ（第２閾値）よりも大きいとき又はインプットシャフト２０における回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄ（第２閾値）よりも大きいとき、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定されて特性変化フラグが初期値「０」から「１」に設定変更される。【選択図】図６

Description

本発明は、車両用のトーショナルダンパの初期特性からの特性変化を判定する特性変化判定装置に関するものである。

エンジンのクランクシャフトと駆動輪に連結された動力伝達機構である差動機構のインプットシャフトとの間に設けられたトーショナルダンパの制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載のトーショナルダンパの制御装置がそれである。特許文献１に記載のトーショナルダンパの制御装置では、トーショナルダンパのヒステリシストルクなどの特性を学習することが開示されている。

特開２０１８−７９８４９号公報

一般に、車両において減速を得るためにエンジンブレーキ走行が行われるが、そのエンジンブレーキ走行においてエンジンのピストンの往復運動によるトルク変動が発生する。このエンジンによるトルク変動はトーショナルダンパによって減衰され、それにより動力伝達機構内で発生する異音が抑制される。トーショナルダンパにおいては、走行中の累積負荷によって摩擦材の摩耗が大きくなったり回転時の遠心力による部品の摺動によって摩擦が生じる表面積が増えたりすることで、トーショナルダンパのヒステリシストルクが増加するという特性変化（経年変化）が生じる。このため、特に減速を得たい高車速走行時や距離の長い下り坂において、エンジン高回転時にはトーショナルダンパにかかる遠心力が大きくなることで摺動部品の摩擦力が大きくなってトーショナルダンパの減衰性能（振動吸収性能）が大きく低下する。これにより、動力伝達機構内で発生する異音を想定範囲内に抑制できなくなるという問題があった。特許文献１に記載のトーショナルダンパの制御装置においては、こうしたトーショナルダンパにおけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化（経年変化）に着眼するものではない。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、トーショナルダンパにおけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化の程度を判定することができるトーショナルダンパの特性変化判定装置を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、エンジンのクランクシャフトと駆動輪に連結された動力伝達機構のインプットシャフトとの間に設けられたトーショナルダンパの特性変化判定装置において、（ａ）車両走行中における前記トーショナルダンパの負荷を積算した累積負荷を算出する累積負荷算出部と、（ｂ）前記インプットシャフトにおける入力トルク及び回転速度の少なくとも一方の変動量を取得する変動量取得部と、（ｃ）前記累積負荷算出部により算出された前記累積負荷が第１閾値よりも大きく、且つ、前記変動量取得部により取得された前記変動量が第２閾値よりも大きいときに、前記トーショナルダンパにおけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定する判定部と、を備えることにある。

本発明によれば、（ａ）車両走行中における前記トーショナルダンパの負荷を積算した累積負荷を算出する累積負荷算出部と、（ｂ）前記インプットシャフトにおける入力トルク及び回転速度の少なくとも一方の変動量を取得する変動量取得部と、（ｃ）前記累積負荷算出部により算出された前記累積負荷が第１閾値よりも大きく、且つ、前記変動量取得部により取得された前記変動量が第２閾値よりも大きいときに、前記トーショナルダンパにおけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定する判定部と、が備えられる。このような構成によりトーショナルダンパにおけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化の程度を判定することができる。

ここで、好適には本発明において、（ａ）第１回転要素、第２回転要素、及び第３回転要素を有する差動機構において、電動機が前記第１回転要素に連結され、前記エンジンが前記第２回転要素に連結され、前記駆動輪が前記第３回転要素に連結され、（ｂ）前記トーショナルダンパが前記エンジンと前記差動機構との間の動力伝達経路上に介挿されており、（ｃ）エンジン回転速度は前記電動機の回転速度により制御可能である。このような差動機構を有するハイブリッド車両においても、エンジン走行でのトーショナルダンパにおけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化の程度を判定することができる。さらに好適には、前記差動機構は、遊星歯車装置で構成されている。

本発明の実施例に係るトーショナルダンパの特性変化判定装置が搭載されたハイブリッド車両の構成を説明する骨子図であると共に、特性変化判定装置の判定機能の要部を説明する機能ブロック図である。 図１に示すトーショナルダンパの減衰性能の悪化について説明する図である。 図１に示すトーショナルダンパのヒステリシストルクによる振動の周波数と伝達率との関係を示す図である。 図１に示すトーショナルダンパの経年変化後の捩り特性を説明する図であって、ヒステリシスがトーショナルダンパの回転速度によって変化することを説明するものである。 図１に示すトーショナルダンパから伝達されるインプットシャフトにおける入力トルク変動量の経年変化について説明する図である。 図１に示すトーショナルダンパの特性変化判定装置における判定方法を説明するフローチャートの一例である。

本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の実施例に係るトーショナルダンパ１８の特性変化判定装置９０が搭載されたハイブリッド車両１０の構成を説明する骨子図であると共に、特性変化判定装置９０の判定機能の要部を説明する機能ブロック図である。

まず、図１に基づいてハイブリッド車両１０（以下、「車両１０」と記す場合がある。）の構成を説明する。車両１０は、例えばＦＦ方式（フロントエンジン・フロントドライブ）の車両である。車両１０は、エンジン１２、トーショナルダンパ１８、インプットシャフト２０、差動機構２２、カウンタギヤ対３０、ファイナルギヤ対３２、デフ３６、一対のドライブシャフト３８、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、摩擦機構４０、リダクションギヤ４２、及び一対の駆動輪５０を備える。

エンジン１２は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関であって走行用の駆動源である。エンジン１２のクランクシャフト１４は、慣性によって一定のスピードで回らせる働きを有するフライホイール１６に連結されている。

トーショナルダンパ１８は、フライホイール１６とインプットシャフト２０との間の動力伝達経路上に介挿されている。トーショナルダンパ１８は、エンジン１２から伝達される動力（特に区別しない場合にはトルクや力も同義）の回転変動を吸収して捩り振動を抑える機能を有し、スプリング１８ａ及び摩擦機構１８ｂを機能的に備える。トーショナルダンパ１８は、伝達されるトルク（捩りトルク）に応じて摩擦機構１８ｂが適宜捩られることで、トルク変動を吸収する機能を有している。例えば、トーショナルダンパ１８は、フライホイール１６におけるクランクシャフト１４に連結された一方の回転要素とインプットシャフト２０を介して差動機構２２に連結された他方の回転要素との間に、スプリング１８ａ及び摩擦機構１８ｂが介在させられることでフライホイール１６と一体的に構成されても良い。

差動機構２２は、シングルピニオン型の遊星歯車装置を主体として構成されている。この遊星歯車装置は、サンギヤＳ１、ピニオンＰ１、そのピニオンＰ１を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ１、及びピニオンＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を回転要素として備える。差動機構２２の遊星歯車装置において、キャリアＣＡ１はインプットシャフト２０を介してエンジン１２に連結され、サンギヤＳ１は第１電動機ＭＧ１に連結され、リングギヤＲ１はカウンタドライブギヤ２４を介して駆動輪５０に連結されている。このように構成された差動機構２２は、その遊星歯車装置の３つの回転要素であるサンギヤＳ１（第１回転要素）、キャリアＣＡ１（第２回転要素）、及びリングギヤＲ１（第３回転要素）がそれぞれ相互に相対回転可能とされる。

エンジン１２からトーショナルダンパ１８を介して差動機構２２のキャリアＣＡ１に伝達された動力は、その差動機構２２によって第１電動機ＭＧ１及びカウンタドライブギヤ２４に分配される。第１電動機ＭＧ１の回転速度が制御されると、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］が無段階に変速されてカウンタドライブギヤ２４から出力される。すなわち、差動機構２２及び第１電動機ＭＧ１は、電気式無段変速機として機能する。変速機として機能する差動機構２２は、エンジン１２の動力がインプットシャフト２０を介して入力され、カウンタドライブギヤ２４を介して駆動輪５０に動力を伝達する。なお、エンジン１２から出力された動力の一部によって第１電動機ＭＧ１で発生させられた電気エネルギーにより、不図示の蓄電装置が蓄電されたり第２電動機ＭＧ２が回転駆動されたりする。また、差動機構２２は、本発明における「動力伝達機構」に相当する。

カウンタドライブギヤ２４及びカウンタドリブンギヤ２６は、互いに噛み合ってカウンタギヤ対３０を構成する。カウンタドリブンギヤ２６及びデフリングギヤ２８は、互いに噛み合ってファイナルギヤ対３２を構成する。デフ３６は周知のディファレンシャルギヤである。デフ３６には、カウンタギヤ対３０及びファイナルギヤ対３２を介してエンジン１２から出力された動力が伝達される。デフ３６は一対の駆動輪５０のそれぞれに連結された一対のドライブシャフト３８に適宜差回転を与えつつ動力を伝達する。

第２電動機ＭＧ２は、摩擦機構４０を介してリダクションギヤ４２に動力を伝達する。リダクションギヤ４２及びカウンタドリブンギヤ２６は互いに噛み合っており、リダクションギヤ４２に伝達された動力はカウンタドリブンギヤ２６、ファイナルギヤ対３２、及びデフ３６を介して一対の駆動輪５０に伝達されるように構成されている。

特性変化判定装置９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を有する所謂マイクロコンピュータを備えて構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。特性変化判定装置９０は、トーショナルダンパ１８の経年変化による特性変化を判定する機能を有する。特性変化判定装置９０には、例えばクランクシャフト１４に設けられた回転速度センサ６０及び回転角センサ６２によりそれぞれ検出されたエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］及びクランクシャフト１４の回転位置である回転角度θｃｒｋ［ｒａｄ］を表す信号が供給され、インプットシャフト２０に設けられた回転速度センサ６４及び回転角センサ６６によりそれぞれ検出されたインプットシャフト２０における入力軸回転速度Ｎｉｎ［ｒｐｍ］及びインプットシャフト２０の回転位置である回転角度θｉｎ［ｒａｄ］を表す信号が供給される。特性変化判定装置９０からは、例えばインストルメントパネル７０への告知制御を行う告知制御信号Ｓｎが出力される。

図２は、図１に示すトーショナルダンパ１８の減衰性能の悪化について説明する図である。横軸が時間ｔ［ｓ］、縦軸がエンジントルクＴｅ［Ｎｍ］又は入力トルクＴｉｎ［Ｎｍ］を示している。図２の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれトーショナルダンパ１８が初期特性（車両１０の使用開始時における特性）及び経年変化後の特性の場合である。図２は、エンジン１２のエンジントルクＴｅがトーショナルダンパ１８に伝達され、トーショナルダンパ１８からインプットシャフト２０に入力トルクＴｉｎが伝達される場合である。

エンジントルクＴｅは、トルク中心値Ｔｅ＿ｃ［Ｎｍ］を中心（基準）にして変動し、その最大値と最小値とがエンジントルク変動量ΔＴｅ［Ｎｍ］だけ変動周期Ｔ１［ｓ］で変動している。トルク中心値Ｔｅ＿ｃは、所謂エンジントルクＴｅのＤＣトルクであり、エンジントルク変動量ΔＴｅは、所謂エンジントルクＴｅのＡＣトルクである。これは、前述のエンジン１２のピストンの往復運動によるトルク変動に起因する。

入力トルクＴｉｎは、トルク中心値Ｔｉｎ＿ｃ［Ｎｍ］を中心（基準）にして変動し、その最大値と最小値とが入力トルク変動量ΔＴｉｎ［Ｎｍ］だけ変動周期Ｔ１で変動する。トルク中心値Ｔｉｎ＿ｃは、所謂入力トルクＴｉｎのＤＣトルクであり、入力トルク変動量ΔＴｉｎは、所謂入力トルクＴｉｎのＡＣトルクである。トルク中心値Ｔｉｎ＿ｃはトルク中心値Ｔｅ＿ｃと同値であるが、トーショナルダンパ１８による減衰効果（振動吸収効果）のため入力トルク変動量ΔＴｉｎはエンジントルク変動量ΔＴｅよりも小さい。ここで、トーショナルダンパ１８による減衰比を「ΔＴｉｎ／ΔＴｅ」とする。図２に示すように、減衰比は、初期特性の場合の方が経年変化後の特性の場合に比較して小さい。すなわち、初期特性の場合に比較して経年変化後の特性の場合には、トーショナルダンパ１８はエンジントルク変動量ΔＴｅをあまり減衰させない入力トルク変動量ΔＴｉｎの入力トルクＴｉｎをインプットシャフト２０に伝達する。そのため、経年変化後は動力伝達機構内での異音の発生が抑制されにくくなる。なお、トルク中心値Ｔｉｎ＿ｃは、本発明における「入力トルク」に相当し、入力トルク変動量ΔＴｉｎは、本発明における「インプットシャフトにおける入力トルクの変動量」に相当する。以下、本明細書では特に区別しない場合には、エンジントルクＴｅはトルク中心値Ｔｅ＿ｃを意味するものとし、入力トルクＴｉｎはトルク中心値Ｔｉｎ＿ｃを意味するものとする。

なお、エンジン回転速度Ｎｅは、回転速度中心値Ｎｅ＿ｃ［ｒｐｍ］を中心（基準）にして変動し、その最大値と最小値とが回転速度変動量ΔＮｅ［ｒｐｍ］だけ変動周期Ｔ１［ｓ］で変動している。入力軸回転速度Ｎｉｎは、回転速度中心値Ｎｉｎ＿ｃ［ｒｐｍ］を中心（基準）にして変動し、その最大値と最小値とが回転速度変動量ΔＮｉｎ［ｒｐｍ］だけ変動周期Ｔ１で変動する。回転速度中心値Ｎｉｎ＿ｃは回転速度中心値Ｎｅ＿ｃと同値であるが、トーショナルダンパ１８による減衰効果のため回転速度変動量ΔＮｉｎは回転速度変動量ΔＮｅよりも小さい。また、初期特性の場合に比較して経年変化後の特性の場合には、トーショナルダンパ１８は回転速度変動量ΔＮｅをあまり減衰させない回転速度変動量ΔＮｉｎの入力軸回転速度Ｎｉｎをインプットシャフト２０に伝達する。そのため、経年変化後は動力伝達機構内での異音の発生が抑制されにくくなる。なお、回転速度中心値Ｎｉｎ＿ｃは、本発明における「回転速度」に相当し、回転速度変動量ΔＮｉｎは、本発明における「インプットシャフトにおける回転速度の変動量」に相当する。以下、本明細書では特に区別しない場合には、エンジン回転速度Ｎｅは回転速度中心値Ｎｅ＿ｃを意味するものとし、入力軸回転速度Ｎｉｎは回転速度中心値Ｎｉｎ＿ｃを意味するものとする。また、前述の回転速度センサ６０、回転角センサ６２、回転速度センサ６４、及び回転角センサ６６のサンプリング周期は、例えば回転速度変動量ΔＮｅ、Δエンジントルク変動量ΔＴｅ、回転速度変動量ΔＮｉｎ、及び入力トルク変動量ΔＴｉｎが取得可能なように変動周期Ｔ１のよりも短い周期に設定されている。

図３は、図１に示すトーショナルダンパ１８のヒステリシストルク（以下、「ヒステリシス」とも記す。）による振動の周波数ｆ［Ｈｚ］と伝達率ＴＲ［ｄＢ］との関係を示す図である。図３では、トーショナルダンパ１８の初期状態（車両１０の使用開始時における状態）におけるヒステリシスが小さい特性が実線で表され、経年変化後のヒステリシスが大きい特性が破線で表されている。車両１０において減速を得るためにエンジンブレーキ走行が行われる際に、エンジン１２のピストンの往復運動によるトルク変動が発生する。そのトルク変動がトーショナルダンパ１８によって減衰されることで、例えば変速機のような動力伝達機構内で発生する異音が抑制されている。そのようにトルク変動を減衰させるために、初期状態では、トーショナルダンパ１８の捩り剛性が小さくされ、そのヒステリシス（弾性ヒステリシス）が小さくされている。しかし、トーショナルダンパ１８は、走行中の負荷によって摩擦材の摩耗が大きくなったり回転時の遠心力による部品の摺動によって摩擦が生じる表面積が増えたりすることで、トーショナルダンパ１８のヒステリシスが増加するという特性変化（経年変化）が生じる。特に減速を得たい高車速走行時や距離の長い下り坂においてエンジン回転速度Ｎｅが高いときは、トーショナルダンパ１８の内部部品にかかる遠心力が大きくなることで、摺動部品の摩擦力が大きくなってヒステリシスが大きくなりトーショナルダンパ１８の減衰特性が大きく低下する。ヒステリシスの増加により、振動の周波数ｆが高い領域において、想定していた減衰性能が得られず、動力伝達機構内でのガタ打ちに起因した許容外の異音が発生するおそれがある。具体的には、図３においてヒステリシスの大きい特性を表す破線がヒステリシスの小さい特性を表す実線よりも伝達率ＴＲが大きい周波数領域（高周波領域）では、経年変化後の方が初期状態に比べて振動が大きく伝達され動力伝達機構内でのガタ打ちに起因した許容外の異音が発生しやすい。なお、ヒステリシスの大きい特性を表す破線がヒステリシスの小さい特性を表す実線よりも伝達率ＴＲが小さい周波数領域（低周波領域）では、経年変化後の方が初期状態に比べて振動が小さく伝達され動力伝達機構内でのガタ打ちに起因した許容外の異音が発生しにくい。

図４は、図１に示すトーショナルダンパ１８の経年変化後の捩り特性を説明する図であって、ヒステリシスがトーショナルダンパ１８の回転速度によって変化することを説明するものである。なお、図４では、横軸がトーショナルダンパ１８の捩れ角θｔ［ｒａｄ］を示し、縦軸がトルク［Ｎｍ］を示している。

図４に示すように、捩れ角θｔが正方向（正側）の捩れ角領域はエンジン１２側からインプットシャフト２０側にトルク（動力）が伝達される領域であり、捩れ角θｔが負方向（負側）の捩れ角領域はインプットシャフト２０側からエンジン１２側にトルクが伝達される領域である。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、それぞれトーショナルダンパ１８の回転速度が０［ｒｐｍ］、１０００［ｒｐｍ］、３０００［ｒｐｍ］、及び５０００［ｒｐｍ］における捩り特性である。ここで、ヒステリシスは、捩れ角θｔの増加時と減少時とのトルクの偏差である。また、ヒステリシス壁は、捩れ角θｔが負から正へ変化するときに捩れ角θｔの変化量に対してトルクが急激に増加する特性領域におけるトルクの偏差及び捩れ角θｔが正から負へ変化するときに捩れ角θｔの変化量に対してトルクが急激に減少する特性領域におけるトルクの偏差である。図４に示すように、回転速度１０００［ｒｐｍ］では、ヒステリシス及びヒステリシス壁が静特性である回転速度０［ｒｐｍ］の場合とほぼ変わらないが、回転速度が３０００［ｒｐｍ］及び５０００［ｒｐｍ］では、ヒステリシス及びヒステリシス壁が静特性である回転速度０［ｒｐｍ］の場合に比較して大きい。そして、回転速度５０００［ｒｐｍ］では、ヒステリシス及びヒステリシス壁が回転速度３０００［ｒｐｍ］の場合に比較して大きい。このように、トーショナルダンパ１８の回転速度が高くなるに従ってヒステリシス及びヒステリシス壁は大きくなる。したがって、特にトーショナルダンパ１８の回転速度と略同じであるエンジン回転速度Ｎｅが高回転時において、ヒステリシス壁が形成されている特性領域にてトルクが変化しても捩れ角θｔはほとんど変化しなくなる（すなわち、ほとんど捩れなくなる）。ほとんど捩れないことによりエンジン１２及びインプットシャフト２０が直結されたかのような状態となるため、トーショナルダンパ１８での減衰効果が得られず、例えば変速機等の動力伝達機構内で異音が発生するおそれがある。

図５は、図１に示すトーショナルダンパ１８から伝達されるインプットシャフト２０における入力トルク変動量ΔＴｉｎの経年変化について説明する図である。インプットシャフト２０における入力トルクＴｉｎ及び入力軸回転速度Ｎｉｎの任意の動作点において、図５に示すようにインプットシャフト２０における入力トルク変動量ΔＴｉｎは経年（時間の経過）とともに増加していく。したがって、入力トルク変動量ΔＴｉｎが予め定められた所定の判断基準よりも大きくなったことを判定することで、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きくなったと判定することができる。インプットシャフト２０における回転速度変動量ΔＮｉｎも、図５と同様の傾向で経年とともに増加していく。したがって、回転速度変動量ΔＮｉｎが予め定められた所定の判断基準よりも大きくなったことを判定することで、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きくなったと判定することができる。

図１に戻り、特性変化判定装置９０の判定機能の要部について説明する。特性変化判定装置９０は、累積負荷算出部９０ａ、エンジン回転速度判定部９０ｂ、トルク変動量取得部９０ｃ、回転速度変動量取得部９０ｄ、特性変化判定部９０ｅ、及び告知制御部９０ｆを機能的に備える。なお、後述する累積負荷フラグ、第１カウント値Ｃ１、第２カウント値Ｃ２、及び特性変化フラグは、いずれも初期値（車両１０の使用開始時の値）が「０」である。また、トルク変動量取得部９０ｃ及び回転速度変動量取得部９０ｄは、本発明における「変動量取得部」に相当し、特性変化判定部９０ｅは、本発明における「判定部」に相当する。

累積負荷算出部９０ａは、累積負荷フラグが「１」であるか否かを判定する。累積負荷算出部９０ａは、累積負荷フラグが「１」ではない（累積負荷フラグが「０」である）と判定すると、トーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎを算出する。例えば、累積負荷算出部９０ａは、エンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとの関係を表すエンジン性能曲線からエンジン回転速度Ｎｅに基づいてエンジントルクＴｅを算出し、算出したエンジントルクＴｅにエンジン回転速度Ｎｅを乗ずることで負荷Ｌｉｎを算出する。累積負荷算出部９０ａは、負荷Ｌｉｎを時間の経過とともに車両１０の使用開始時から逐次積算して累積負荷Ｘを算出する。

特性変化判定部９０ｅは、累積負荷算出部９０ａにより算出された累積負荷Ｘが判定値Ａよりも大きいか否かを判定する。特性変化判定部９０ｅは、累積負荷Ｘが判定値Ａよりも大きいと判定すると、累積負荷フラグを「０」から「１」に設定変更する。特性変化判定部９０ｅは、累積負荷Ｘが判定値Ａ以下であると判定すると、累積負荷フラグを「０」のまま維持する。判定値Ａは、累積負荷Ｘがこの判定値Ａよりも大きくなるとトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きくなった可能性があるとして、予め実験的に或いは設計的に定められた累積負荷Ｘの閾値である。なお、判定値Ａは、本発明における「第１閾値」に相当する。

累積負荷フラグが「１」である場合に、エンジン回転速度判定部９０ｂは、エンジン回転速度Ｎｅが判定値Ｂよりも大きいか否かを判定する。例えば、判定値Ｂは、本実施例ではヒステリシス及びヒステリシス壁が静特性に比較して明らかに大きくなるエンジン回転速度Ｎｅである３０００［ｒｐｍ］とされる。経年変化後において、特にヒステリシス及びヒステリシス壁が大きくなるエンジン高回転速度時が、エンジン低回転速度時に比較して減衰特性の低下が顕著であるからである。

エンジン回転速度Ｎｅが判定値Ｂよりも大きいとエンジン回転速度判定部９０ｂにより判定されると、トルク変動量取得部９０ｃは、インプットシャフト２０における入力トルク変動量ΔＴｉｎを取得する。ここで、トーショナルダンパ１８の捩れ角θｔは、クランクシャフト１４の回転位置である回転角度θｃｒｋからインプットシャフト２０の回転位置である回転角度θｉｎを減算して算出される（捩れ角θｔ＝θｃｒｋ−θｉｎ）。なお、トーショナルダンパ１８が捩れていない状態では、回転角度θｃｒｋ及び回転角度θｉｎは同じである。特性変化判定装置９０には、トーショナルダンパ１８の回転速度と略同じであるエンジン回転速度Ｎｅ毎の前述の図４で例示した経年変化後の捩り特性がマップとして予め記憶されている。トルク変動量取得部９０ｃは、例えばエンジン回転速度Ｎｅに応じた前記マップから、所定の第１期間における捩れ角θｔの変動量Δθｔ［ｒａｄ］に対応して置換されたトルクの変動量を算出し、その変動量を入力トルク変動量ΔＴｉｎとすることができる。

入力トルク変動量ΔＴｉｎがトルク変動量取得部９０ｃにより取得されると、特性変化判定部９０ｅは、入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃよりも大きいか否かを判定する。特性変化判定部９０ｅは、入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃよりも大きいと判定すると、第１カウント値Ｃ１に「＋１」加算する。以下、入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃよりも大きいと判定された場合を「トルク変動条件成立」と記すときがある。特性変化判定部９０ｅは、入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃ以下であると判定すると、第１カウント値Ｃ１を「０」にリセットする。判定値Ｃは、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいとする判定条件の１つとして予め実験的に或いは設計的に定められた入力トルク変動量ΔＴｉｎの閾値である。なお、判定値Ｃは本発明における「第２閾値」に相当する。

特性変化判定部９０ｅは、第１カウント値Ｃ１に「＋１」加算すると、加算された第１カウント値Ｃ１が連続値αよりも大きいか否かを判定する。特性変化判定部９０ｅは、第１カウント値Ｃ１が連続値αよりも大きいと判定すると、特性変化フラグを「０」から「１」に設定変更する。特性変化判定部９０ｅは、第１カウント値Ｃ１が連続値α以下であると判定すると、特性変化フラグを設定変更せずに「０」を維持する。なお、特性変化フラグが「０」から「１」に設定変更されることは、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きくなったと判定したことを意味する。特性変化フラグが「０」に維持されることは、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化がまだ大きくはなっていない、すなわちトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が小さいと判定したことを意味する。第１カウント値Ｃ１が連続値αよりも大きい場合に特性変化フラグが「０」から「１」に設定変更されるのは、入力トルク変動量ΔＴｉｎの測定誤差（算出誤差）を考慮したものである。

入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃ以下であると特性変化判定部９０ｅにより判定されるか又は第１カウント値Ｃ１が連続値α以下であると特性変化判定部９０ｅにより判定されると、回転速度変動量取得部９０ｄは、インプットシャフト２０における回転速度変動量ΔＮｉｎを取得する。回転速度変動量ΔＮｉｎは、例えば所定の第２期間における入力軸回転速度Ｎｉｎの変動量から算出される。

回転速度変動量ΔＮｉｎが回転速度変動量取得部９０ｄにより取得されると、特性変化判定部９０ｅは、回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄよりも大きいか否かを判定する。特性変化判定部９０ｅは、回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄよりも大きいと判定すると、第２カウント値Ｃ２に「＋１」加算する。以下、回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄよりも大きいと判定された場合を「回転速度変動条件成立」と記すときがある。特性変化判定部９０ｅは、回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄ以下であると判定すると、第２カウント値Ｃ２を「０」にリセットする。判定値Ｄは、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいとする判定条件の１つとして予め実験的に或いは設計的に定められた回転速度変動量ΔＮｉｎの閾値である。なお、判定値Ｄは本発明における「第２閾値」に相当する。

特性変化判定部９０ｅは、第２カウント値Ｃ２に「＋１」加算すると、加算された第２カウント値Ｃ２が連続値βよりも大きいか否かを判定する。特性変化判定部９０ｅは、第２カウント値Ｃ２が連続値βよりも大きいと判定すると、特性変化フラグを「０」から「１」に設定変更する。特性変化判定部９０ｅは、第２カウント値Ｃ２が連続値β以下であると判定すると、特性変化フラグを設定変更せずに「０」を維持する。なお、前述したように、特性変化フラグが「０」から「１」に設定変更されることは、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きくなったと判定したことを意味する。特性変化フラグが「０」に維持されることは、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化がまだ大きくはなっていない、すなわちトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が小さいと判定したことを意味する。第２カウント値Ｃ２が連続値βよりも大きい場合に特性変化フラグが「０」から「１」に設定変更されるのは、回転速度変動量ΔＮｉｎの測定誤差（算出誤差）を考慮したものである。

特性変化判定部９０ｅにより特性変化フラグが「０」から「１」に設定変更されると、告知制御部９０ｆは、「トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きい」旨の告知を行うべく、告知制御信号Ｓｎをインストルメントパネル７０に出力する。インストルメントパネル７０は、告知制御信号Ｓｎに基づいて「トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きい」旨の告知（例えば、表示や音声による告知）を行う。これにより、車両１０の乗員がトーショナルダンパ１８の修理、交換が促されることで、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化に基づく不具合の発生が事前に回避される。

図６は、図１に示すトーショナルダンパ１８の特性変化判定装置９０における判定方法を説明するフローチャートの一例である。図６のフローチャートは、例えばエンジン作動中において所定の時間（例えば、数秒）毎にスタートを繰り返して実行される。前述したように、累積負荷フラグ、第１カウント値Ｃ１、第２カウント値Ｃ２、及び特性変化フラグは、いずれも初期値が「０」である。

まず、累積負荷算出部９０ａに対応するステップＳ１０において、累積負荷フラグが「１」であるか否かが判定される。ステップＳ１０の判定が肯定される場合は、ステップＳ４０が実行される。ステップＳ１０の判定が否定される場合は、ステップＳ２０が実行される。

累積負荷算出部９０ａに対応するステップＳ２０において、トーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎが算出される。そしてステップＳ２２が実行される。

累積負荷算出部９０ａに対応するステップＳ２２において、トーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎを積算した累積負荷Ｘが算出される。そしてステップＳ３０が実行される。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ３０において、累積負荷Ｘが判定値Ａよりも大きいか否かが判定される。ステップＳ３０の判定が肯定される場合は、ステップＳ３２が実行される。ステップＳ３０の判定が否定される場合は、リターンとなる。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ３２において、累積負荷フラグが「０」から「１」に設定変更される。そしてステップＳ４０が実行される。

エンジン回転速度判定部９０ｂに対応するステップＳ４０において、エンジン回転速度Ｎｅが判定値Ｂよりも大きいか否かが判定される。ステップＳ４０の判定が肯定される場合は、ステップＳ５０が実行される。ステップＳ４０の判定が否定される場合は、リターンとなる。

トルク変動量取得部９０ｃに対応するステップＳ５０において、入力トルク変動量ΔＴｉｎが取得される。そしてステップＳ６０が実行される。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ６０において、入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃよりも大きいか否かが判定される。ステップＳ６０の判定が肯定される場合は、ステップＳ６２が実行される。ステップＳ６０の判定が否定される場合は、ステップＳ６４が実行される。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ６２において、第１カウント値Ｃ１が「＋１」加算される。そしてステップＳ６６が実行される。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ６４において、第１カウント値Ｃ１が「０」にリセットされる。そしてステップＳ７０が実行される。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ６６において、第１カウント値Ｃ１が連続値αよりも大きいか否かが判定される。ステップＳ６６の判定が肯定される場合は、ステップＳ９０が実行される。ステップＳ６６の判定が否定される場合は、ステップＳ７０が実行される。

回転速度変動量取得部９０ｄに対応するステップＳ７０において、回転速度変動量ΔＮｉｎが取得される。そしてステップＳ８０が実行される。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ８０において、回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄよりも大きいか否かが判定される。ステップＳ８０の判定が肯定される場合は、ステップＳ８２が実行される。ステップＳ８０の判定が否定される場合は、ステップＳ８４が実行される。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ８２において、第２カウント値Ｃ２が「＋１」加算される。そしてステップＳ８６が実行される。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ８４において、第２カウント値Ｃ２が「０」にリセットされる。そしてリターンとなる。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ８６において、第２カウント値Ｃ２が連続値βよりも大きいか否かが判定される。ステップＳ８６の判定が肯定される場合は、ステップＳ９０が実行される。ステップＳ８６の判定が否定される場合は、リターンとなる。

特性変化判定部９０ｅに対応するステップＳ９０において、特性変化フラグが「０」から「１」に変更される。そしてステップＳ１００が実行される。

告知制御部９０ｆに対応するステップＳ１００において、「トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きい」旨の告知を行うべく、告知制御信号Ｓｎがインストルメントパネル７０に出力される。そしてリターンとなる。

本実施例によれば、（ａ）車両走行中におけるトーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎを積算した累積負荷Ｘを算出する累積負荷算出部９０ａと、（ｂ）インプットシャフト２０における入力トルク変動量ΔＴｉｎを取得するトルク変動量取得部９０ｃ及びインプットシャフト２０における回転速度変動量ΔＮｉｎを取得する回転速度変動量取得部９０ｄと、（ｃ）累積負荷算出部９０ａにより算出された累積負荷Ｘが判定値Ａよりも大きく、且つ、トルク変動量取得部９０ｃにより取得された入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃよりも大きい場合にカウントされる第１カウント値Ｃ１が連続値αより大きくなったか又は回転速度変動量取得部９０ｄにより取得された回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄよりも大きい場合にカウントされる第２カウント値Ｃ２が連続値βより大きくなったときに、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定する特性変化判定部９０ｅと、が備えられる。トーショナルダンパ１８の累積負荷Ｘが判定値Ａよりも大きい場合には、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きくなっている可能性がある。このトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きくなっている可能性がある場合において、入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃよりも大きい場合にカウントされる第１カウント値Ｃ１が連続値αより大きくなったか又は回転速度変動量取得部９０ｄにより取得された回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄよりも大きい場合にカウントされる第２カウント値Ｃ２が連続値βより大きくなったときに、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定される。トーショナルダンパ１８の累積負荷Ｘが判定値Ａ以下である場合には、入力トルク変動量ΔＴｉｎや回転速度変動量ΔＮｉｎによることなく、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化は大きいとは判定されないので、入力トルク変動量ΔＴｉｎや回転速度変動量ΔＮｉｎの測定誤差による誤判定の影響が防止される。このように、トーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化の程度が判定される。

本実施例によれば、第１回転要素であるサンギヤＳ１、第２回転要素であるキャリアＣＡ１、及び第３回転要素であるリングギヤＲ１を有する遊星歯車装置を主体として構成される差動機構２２において、第１電動機ＭＧ１がサンギヤＳ１に連結され、エンジン１２がキャリアＣＡ１に連結され、駆動輪５０がリングギヤＲ１に連結されている。トーショナルダンパ１８がエンジン１２と変速機である差動機構２２との間の動力伝達経路上に介挿されており、エンジン回転速度Ｎｅは第１電動機ＭＧ１の回転速度により制御可能とされる。このような差動機構２２を有するハイブリッド車両１０においても、エンジン走行でのトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化の程度が判定される。

本実施例によれば、トーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎは、エンジントルクＴｅとエンジン回転速度Ｎｅとを乗じた値に基づいて算出される。エンジン回転速度Ｎｅが高いと、トーショナルダンパ１８内部の部品にかかる遠心力が大きくなって摺動部品の摩耗が多くなり、減衰特性の経年変化による低下が起きやすい。エンジントルクＴｅが大きいと、トーショナルダンパ１８が伝達するトルクも大きくなるため、トーショナルダンパ１８内部の摺動部品に加わる力が大きくなって摩耗が多くなり、減衰特性の経年変化による低下が起きやすいと考えられる。そのため、エンジントルクＴｅとエンジン回転速度Ｎｅとを乗じた値をトーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎとして算出することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

前述の実施例では、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するのは、エンジン回転速度Ｎｅが判定値Ｂよりも大きいときであったが、これに限らない。例えば、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するのは、入力軸回転速度Ｎｉｎが判定値Ｂよりも大きいときでも良い。エンジン回転速度Ｎｅ及び入力軸回転速度Ｎｉｎのいずれかが判定値Ｂよりも大きいときには、トーショナルダンパ１８の回転速度が大きいことを意味し、トーショナルダンパ１８のヒステリシスやヒステリシス壁が大きくなる可能性が高いからである。

前述の実施例では、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するにあたって、エンジン回転速度Ｎｅ（入力軸回転速度Ｎｉｎでも可）が判定値Ｂよりも大きいことが条件とされていたが、これは必須の条件ではない。エンジン回転速度Ｎｅや入力軸回転速度Ｎｉｎが低回転時である場合に比較して、高回転時である場合の方がトーショナルダンパ１８のヒステリシスやヒステリシス壁が大きく減衰特性の低下が顕著であるが、前記低回転時である場合においても経年変化によるトーショナルダンパ１８の減衰特性の低下は存在するからである。

前述の実施例では、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するのは、トルク変動条件成立が連続値αより多く発生したとき又は回転速度変動条件成立が連続値βより多く発生したときであったが、これに限らない。例えば、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するのは、トルク変動条件成立が連続値αより多く発生し且つ回転速度変動条件成立が連続値βより多く発生したときであっても良い。したがって、入力トルク変動量ΔＴｉｎ及び回転速度変動量ΔＮｉｎの少なくとも一方が取得され、取得された入力トルク変動量ΔＴｉｎが判定値Ｃより大きい場合が連続値αよりも多くなった場合及び取得された回転速度変動量ΔＮｉｎが判定値Ｄより大きい場合が連続値βよりも多くなった場合の少なくとも一方が成立したときに、特性変化判定部９０ｅはトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定しても良い。

前述の実施例では、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するのは、トルク変動条件成立が連続値αよりも多く発生したとき又は回転速度変動条件成立が連続値βよりも多く発生したときであったが、これに限らない。例えば、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するのは、トルク変動条件成立又は回転速度変動条件成立が１回だけ発生したときでも構わない。例えば、測定誤差による誤判定の影響がないように判定値Ｃや判定値Ｄが緩い判定値として大きくされて特性変化の検出能力（検出感度）が下げられれば、連続値による判定でなくても良い。また、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するのは、エンジン始動からエンジン停止までの間において、トルク変動条件成立が連続値ではなく所定回数よりも多く発生したとき又は回転速度変動条件成立が連続値ではなく所定回数よりも多く発生した場合でも良い。また、特性変化判定部９０ｅがトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定するのは、複数回のエンジン始動からエンジン停止までの間にわたって、トルク変動条件成立又は回転速度変動条件成立が発生した場合でも良い。これらの場合も、入力トルク変動量ΔＴｉｎや回転速度変動量ΔＮｉｎの測定誤差による誤判定の影響が抑制された状態でトーショナルダンパ１８におけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定される。

前述の実施例では、トーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎは、エンジントルクＴｅにエンジン回転速度Ｎｅを乗じたものとされたが、これに限らない。例えば、インプットシャフト２０における入力トルクＴｉｎにエンジン回転速度Ｎｅを乗じたもの、エンジントルクＴｅに入力軸回転速度Ｎｉｎを乗じたもの、又はインプットシャフト２０における入力トルクＴｉｎに入力軸回転速度Ｎｉｎを乗じたものがトーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎとされても良い。すなわち、エンジントルクＴｅ及び入力トルクＴｉｎのいずれか一方にエンジン回転速度Ｎｅ及び入力軸回転速度Ｎｉｎのいずれか一方を乗じたものがトーショナルダンパ１８の負荷Ｌｉｎとされても良い。エンジン１２からトーショナルダンパ１８を介して動力がインプットシャフト２０に伝達されるため、エンジントルクＴｅは入力トルクＴｉｎと同値であり、エンジン回転速度Ｎｅは入力軸回転速度Ｎｉｎと同値であるからである。また、エンジン回転速度Ｎｅは、クランクシャフト１４に設けられた回転速度センサ６０で検出されたものに限らず、例えば車速Ｖ及び第１電動機ＭＧ１の回転速度に基づいて差動機構２２を構成する遊星歯車装置のギヤ比から算出されたものであっても良い。

前述の実施例では、内燃機関であるエンジン１２の出力を第１電動機ＭＧ１及び駆動輪５０側へ分配するハイブリッド車両１０に本発明が適用されたが、これに限らない。例えば、エンジン１２を有するが第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２を有さない車両であっても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１２：エンジン
１４：クランクシャフト
１８：トーショナルダンパ
２０：インプットシャフト
２２：差動機構（動力伝達機構）
５０：駆動輪
９０：特性変化判定装置
９０ａ：累積負荷算出部
９０ｃ：トルク変動量取得部（変動量取得部）
９０ｄ：回転速度変動量取得部（変動量取得部）
９０ｅ：特性変化判定部（判定部）
Ａ：判定値（第１閾値）
Ｃ：判定値（第２閾値）
Ｄ：判定値（第２閾値）
Ｌｉｎ：負荷
Ｎｉｎ＿ｃ：回転速度中心値（回転速度）
Ｔｉｎ＿ｃ：トルク中心値（入力トルク）
Ｘ：累積負荷
ΔＮｉｎ：回転速度変動量（インプットシャフトにおける回転速度の変動量）
ΔＴｉｎ：入力トルク変動量（インプットシャフトにおける入力トルクの変動量）

Claims (1)

1. エンジンのクランクシャフトと駆動輪に連結された動力伝達機構のインプットシャフトとの間に設けられたトーショナルダンパの特性変化判定装置において、
   車両走行中における前記トーショナルダンパの負荷を積算した累積負荷を算出する累積負荷算出部と、
   前記インプットシャフトにおける入力トルク及び回転速度の少なくとも一方の変動量を取得する変動量取得部と、
   前記累積負荷算出部により算出された前記累積負荷が第１閾値よりも大きく、且つ、前記変動量取得部により取得された前記変動量が第２閾値よりも大きいときに、前記トーショナルダンパにおけるヒステリシストルクの初期特性からの特性変化が大きいと判定する判定部と、を備える
   ことを特徴とするトーショナルダンパの特性変化判定装置。

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