特許 7053384 摩擦力計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】摩擦力計測装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20220405BHJP

   G01M 15/02 20060101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 G

G01M15/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018116388

(22)【出願日】2018-06-19

(65)【公開番号】P2019219258

(43)【公開日】2019-12-26

【審査請求日】2021-05-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】本田 篤史

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健了

(72)【発明者】

【氏名】戸田 翔大

(72)【発明者】

【氏名】小原 圭太

(72)【発明者】

【氏名】藤本 雅大

【審査官】大森 努

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－１５６２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２８０９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３６５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－２０６７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５３５２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３３２８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－０４８２５９０（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１６－０７８１７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ５／００－５／２８，

Ｇ０１Ｍ １５／００－１５／１４，

Ｆ０２Ｆ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダライナのスラスト側及びシリンダライナの反スラスト側にそれぞれ設置されると共に、前記シリンダライナに作用する荷重を検出する、複数の荷重センサと、
前記シリンダライナの振動を検出する、ライナ振動センサと、
前記複数の荷重センサを前記シリンダライナに固定しているセンサ固定部材の振動を検出する、固定部材振動センサと、を備え、
前記ライナ振動センサの検出値及び前記固定部材振動センサの検出値を用いて前記複数の荷重センサの検出値を補正し、前記シリンダライナと前記シリンダライナの内周面を摺動可能なピストンとの間に作用する摩擦力を計測する、摩擦力計測装置。

【請求項2】

前記計測された摩擦力の計測データを、順方向でローパスフィルタに通す第１のフィルタ処理を行った後に、逆方向でローパスフィルタに通す第２のフィルタ処理を行う、
請求項１に記載の摩擦力計測装置。

【請求項3】

前記シリンダライナの振動に起因する慣性力の算出に利用されるライナ質量係数Ｍ _ｉｎ の値が、装置全体の振動に起因する慣性力の算出に利用される計測装置質量係数Ｍ _ｏｕｔ の値より大きく設定されている、
請求項１又は請求項２に記載の摩擦力計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、摩擦力計測装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車載用エンジンのシリンダライナとピストンとの間に作用する摩擦力を計測する装置として、シリンダライナに作用する荷重を検出する装置が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、シリンダライナに作用する荷重を検出する荷重センサと、シリンダライナの振動を検出する振動センサと、を備える摩擦力計測装置が開示されている。特許文献１に開示されている技術では、振動センサの検出値を用いて荷重センサの検出値を補正することによって摩擦力を計測している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平９－２８０９７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

シリンダライナのスラスト側及びシリンダライナの反スラスト側にそれぞれ荷重センサを設置することがある。シリンダライナのスラスト側及びシリンダライナの反スラスト側にそれぞれ荷重センサを設置することによって、シリンダライナの支持剛性を向上させることができる。しかしながら、シリンダライナのスラスト側及びシリンダライナの反スラスト側にそれぞれ荷重センサを設置すると、摩擦力計測装置全体の振動が大きくなる。摩擦力計測装置全体の振動が大きくなると、荷重センサに作用する慣性力が大きくなる。

【0006】

荷重センサの検出値には、荷重センサに作用する慣性力に起因するノイズが含まれている。荷重センサに作用する慣性力は、シリンダライナの振動及び摩擦力計測装置全体の振動によって起こる。したがって、シリンダライナのスラスト側及びシリンダライナの反スラスト側にそれぞれ荷重センサを設置した場合、シリンダライナの振動を検出する振動センサの検出値を用いて荷重センサの検出値を補正しても、荷重センサに作用する慣性力を十分に除去することができない。

【0007】

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、シリンダライナの支持剛性を高めると共にシリンダライナに作用する慣性力に起因するノイズを十分に除去することができる摩擦力計測装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成する一態様は、摩擦力計測装置であって、シリンダライナのスラスト側及びシリンダライナの反スラスト側にそれぞれ設置されると共に、前記シリンダライナに作用する荷重を検出する、複数の荷重センサと、前記シリンダライナの振動を検出する、ライナ振動センサと、前記複数の荷重センサを前記シリンダライナに固定しているセンサ固定部材の振動を検出する、固定部材振動センサと、を備え、前記ライナ振動センサの検出値及び前記固定部材振動センサの検出値を用いて前記複数の荷重センサの検出値を補正し、前記シリンダライナと前記シリンダライナの内周面を摺動可能なピストンとの間に作用する摩擦力を計測する。

【0009】

本発明に係る摩擦力計測装置は、シリンダライナのスラスト側及びシリンダライナの反スラスト側にそれぞれ設置される複数の荷重センサを備える。シリンダライナは、スラスト側及び反スラスト側の両方から支持されているため、支持剛性が高い。さらに、本発明に係る摩擦力計測装置は、シリンダライナの振動を検出する、ライナ振動センサと、複数の荷重センサを前記シリンダライナに固定しているセンサ固定部材の振動を検出する、固定部材振動センサと、を備えている。本発明に係る摩擦力計測装置では、ライナ振動センサの検出値及び固定部材振動センサの検出値を用いて複数の荷重センサの検出値を補正することによって、シリンダライナに作用する慣性力に起因するノイズを除去している。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、シリンダライナの支持剛性を高めると共にシリンダライナに作用する慣性力に起因するノイズを十分に除去することができる摩擦力計測装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態に係る摩擦力計測装置の全体図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。

【図5】摩擦力計測装置を用いて計測された摩擦力とクランク角との関係を示すグラフである。

【図6】ローパスフィルタ処理方法のフローチャートである。

【図7】ローパスフィルタ処理後の摩擦力とクランク角との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

【0013】

まず、図１～４を参照して、本実施の形態に係る摩擦力計測装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る摩擦力計測装置の全体図である。摩擦力計測装置１１は、図１に示すように、シリンダライナ１、複数の荷重センサ３、センサ固定部材４、プレート５、シリンダヘッド部材６ａ、ベースボックス６ｂ、ヘッド固定部材７、ライナ振動センサ８ａ、固定部材振動センサ８ｂ、記録部１０ａ、及び演算部１０ｂを備える。シリンダライナ１は、図１に示すように、インナーライナ１ａ及びアウターライナ１ｂを備える。

【0014】

なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正方向が鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

【0015】

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。摩擦力計測装置１１は、図１に示す構成に加えて、ピストン２を備える。シリンダライナ１には、図２に示すように、冷媒循環路１ｃが設けられている。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。摩擦力計測装置１１は、図１及び図２に示す構成に加えて、コネクティングロッド２ａを備える。図４は、図１のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。図４は、シリンダライナ１の一例を示す。シリンダライナ１には、図４に示すように、センサ冷媒路９が設けられていてもよい。なお、図２～４では、図１に示した記録部１０ａ及び演算部１０ｂを不図示としている。

【0016】

シリンダライナ１は、図１に示すように、インナーライナ１ａ及びアウターライナ１ｂを備える。インナーライナ１ａは、図２及び図３に示すように、断面円形状の筒状部材である。アウターライナ１ｂは、図２及び図３に示すように、断面円形状の筒状部材である。インナーライナ１ａは、アウターライナ１ｂの内側に配置されている。インナーライナ１ａ及びアウターライナ１ｂは、図２に示すように、上部及び下部において固定されている。インナーライナ１ａ及びアウターライナ１ｂは、上下の固定部分にＯリングをそれぞれ挟持していることが好ましい。Ｏリングを挟持することによって、固定部分を封止することができる。

【0017】

インナーライナ１ａとアウターライナ１ｂとの間隙には、図２に示すように、冷媒循環路１ｃが設けられている。冷媒循環路１ｃに冷媒を流すことによって、シリンダライナ１が所定以上の温度になることを抑制することができる。冷媒は、シリンダライナ１を冷却することができる液体であれば特に限定されない。冷媒は、例えば、エチレングリコールや水である。

【0018】

インナーライナ１ａの内側には、図２に示すように、ピストン２が配置されている。ピストン２は、図３に示すように、断面円形状の部材である。ピストン２の縁部は、図２及び図３に示すように、インナーライナ１ａの内周面に常に接触している。ピストン２の下方には図２に示すように、コネクティングロッド２ａが接続されている。摩擦力計測装置１１は、点火プラグ、燃料噴射弁、及び吸排気バルブ（いずれも不図示）を有する。ピストン２は、シリンダライナ１内において燃料を火花点火させた際の燃焼圧によって駆動する。なお、ピストン２は、クランクシャフト等を介してコネクティングロッド２ａに接続されたテスト用モータを用いて駆動されてもよい。

【0019】

ピストン２は、コネクティングロッド２ａの作動によって、インナーライナ１ａの内周面に沿って摺動する。ピストン２及びインナーライナ１ａの内周面が接触しているため、インナーライナ１ａは、ピストン２の上下動によって摩擦力を受ける。インナーライナ１ａは、摩擦力を受けると、上下動する。したがって、インナーライナ１ａの上下方向に作用する荷重を計測することによって、ピストン２とインナーライナ１ａとの摩擦力を計測することができる。

【0020】

アウターライナ１ｂの外周面には、図２に示すように、複数の荷重センサ３が接触している。複数の荷重センサ３は、図２に示すように、シリンダライナのスラスト側及びシリンダライナの反スラスト側にそれぞれ少なくとも１つ配置されている。複数の荷重センサ３は、アウターライナ１ｂに作用するｚ軸方向の荷重を検出することができる。

【0021】

複数の荷重センサ３は、シリンダライナ１のスラスト側及びシリンダライナ１の反スラスト側に設けられたセンサ固定部材４を用いて支持されている。つまり、シリンダライナ１は、シリンダライナ１のスラスト側及びシリンダライナ１の反スラスト側の両方から支持されている。そのため、シリンダライナ１は、荷重センサやセンサ固定部材が１箇所のみに設けられた場合に比較して、支持剛性が高くなる。シリンダライナ１の支持剛性が高いため、エンジン駆動時におけるシリンダライナ１の振動が抑制される。そのため、摩擦力計測装置１１は、シリンダライナ１の振動に起因するノイズが抑制される。

【0022】

アウターライナ１ｂは、インナーライナ１ａに固定されている。そのため、アウターライナ１ｂは、インナーライナ１ａと共に上下動する。つまり、アウターライナ１ｂに作用するｚ軸方向の荷重を検出することによって、インナーライナ１ａに作用するｚ軸方向の荷重を検出することができる。したがって、複数の荷重センサ３は、インナーライナ１ａに作用するｚ軸方向の荷重を検出することができる。

【0023】

複数の荷重センサ３は、図１に示すように、記録部１０ａに接続されている。複数の荷重センサ３において検出された検出値は、記録部１０ａに記録される。演算部１０ｂは、図１に示すように、記録部１０ａに接続されている。詳細は後述するが、記録部１０ａに記録された複数の荷重センサ３の検出値は、演算部１０ｂにおいて補正され、ローパスフィルタ処理される。また、演算部１０ｂは、記録部１０ａに無線接続されていてもよい。演算部１０ｂを記録部１０ａに無線で接続する場合、例えば、記録部１０ａに送信手段を設け、無線送信によって複数の荷重センサ３の検出値を演算部１０ｂに送信する。

【0024】

複数の荷重センサ３は、図３に示すように、センサ固定部材４を用いてアウターライナ１ｂに固定されている。Ｆアウターライナ１ｂには、図４に示すように、複数の荷重センサ３の近傍にセンサ冷媒路９が設けられていてもよい。センサ冷媒路９に冷媒を通すことによって、複数の荷重センサ３を冷却することができる。複数の荷重センサ３を冷却することによって、複数の荷重センサ３の温度ドリフトを抑制し、検出精度を向上させることができる。

【0025】

センサ固定部材４は、図２に示すように、プレート５の上面に固定されている。プレート５には、貫通孔が設けられている。プレート５の貫通孔には、図２に示すように、シリンダライナ１が貫通している。プレート５は、ベースボックス６ｂに固定されている。ベースボックス６ｂは、シリンダヘッド部材６ａやプレート５等と組み合わせられてエンジンの実働状態を模する部材である。ベースボックス６ｂには、図２に示すように、コネクティングロッド２ａが収容されている。

【0026】

シリンダヘッド部材６ａは、エンジンのシリンダヘッドに対応する部材である。シリンダヘッド部材６ａは、図４に示すように、ヘッド固定部材７を用いて固定されている。ヘッド固定部材７は、プレート５に固定されている。ヘッド固定部材７が設けられる位置や個数は、特に限定されない。ヘッド固定部材７は、例えば図３に示すように、シリンダライナ１を中心として対向配置される。

【0027】

複数の荷重センサ３は、アウターライナ１ｂに接触しているため、シリンダライナ１の振動に起因する慣性力を受ける。さらに、複数の荷重センサ３は、センサ固定部材４に接触しているため、センサ固定部材４の振動に起因する慣性力を受ける。したがって、複数の荷重センサ３の検出値には、シリンダライナ１の振動に起因する慣性力及びセンサ固定部材４の振動に起因する慣性力が含まれている。そこで、ライナ振動センサ８ａの検出値及び固定部材振動センサ８ｂの検出値を用いて複数の荷重センサ３の検出値を補正する。

【0028】

ライナ振動センサ８ａは、図２に示す例では、アウターライナ１ｂに設置されている。ライナ振動センサ８ａは、シリンダライナ１の振動を検出することができる。ライナ振動センサ８ａが設置される位置は、シリンダライナ１の振動を検出することができる位置であれば、特に限定されない。ライナ振動センサ８ａは、例えば、インナーライナ１ａに設置されてもよい。ライナ振動センサ８ａは、変位、速度、及び加速度のうち少なくとも１つを検出することによって振動を検出する。

【0029】

固定部材振動センサ８ｂは、図２に示す例では、センサ固定部材４に設置されている。固定部材振動センサ８ｂは、センサ固定部材４の振動を検出することができる。固定部材振動センサ８ｂは、変位、速度、及び加速度のうち少なくとも１つを検出することによってセンサ固定部材４の振動を検出する。

【0030】

センサ固定部材４は、プレート５に固定されている。プレート５は、ベースボックス６ｂに固定されている。そのため、センサ固定部材４は、ベースボックス６ｂの振動に伴って振動する。ベースボックス６ｂは、摩擦力計測装置１１全体の振動によって振動している。したがって、固定部材振動センサ８ｂは、摩擦力計測装置１１全体の振動を検出することができる。

【0031】

ライナ振動センサ８ａは、図２に示すように、シリンダライナ１のスラスト側及びシリンダライナ１の反スラスト側にそれぞれ設置されている。シリンダライナ１の振動は、スラスト側と反スラスト側とで異なる。したがって、ライナ振動センサ８ａをシリンダライナ１のスラスト側及びシリンダライナ１の反スラスト側にそれぞれ設置することによって、シリンダライナ１の振動のばらつきを抑制することができる。

【0032】

固定部材振動センサ８ｂは、図２に示すように、シリンダライナ１のスラスト側及びシリンダライナ１の反スラスト側にそれぞれ設置されている。摩擦力計測装置１１全体の振動は、シリンダライナ１のスラスト側とシリンダライナ１の反スラスト側とで異なる。したがって、固定部材振動センサ８ｂをシリンダライナ１のスラスト側及びシリンダライナ１の反スラスト側にそれぞれ設置することによって、摩擦力計測装置１１全体の振動のばらつきを抑制することができる。

【0033】

スラスト側に設置されたライナ振動センサ８ａと、スラスト側に設置された固定部材振動センサ８ｂと、は、スラスト側に設置された複数の荷重センサ３を中心として対向する位置に設置されていることが好ましい。反スラスト側に設置されたライナ振動センサ８ａと、反スラスト側に設置された固定部材振動センサ８ｂと、は、反スラスト側に設置された複数の荷重センサ３を中心として対向する位置に設置されていることが好ましい。ライナ振動センサ８ａ及び固定部材振動センサ８ｂを複数の荷重センサ３を中心として対向する位置に設置すると、シリンダライナ１の振動と摩擦力計測装置１１の振動との差分をより正確に検出することができる。

【0034】

ライナ振動センサ８ａの検出値及び固定部材振動センサ８ｂの検出値を用いて複数の荷重センサ３の検出値を補正することによって、シリンダライナ１とピストン２との間に作用する摩擦力を精度良く計測することができる。シリンダライナ１とピストン２との間に作用する摩擦力は、以下の数式（１）に示すように複数の荷重センサ３の検出値を補正することによって算出される。

【数1】

【0035】

数式（１）において、Ｆは、シリンダライナ１とピストン２との間に作用する摩擦力である。Ｆｘは、複数の荷重センサ３の検出値である。Ｆｙは、複数の荷重センサ３に作用する慣性力である。慣性力Ｆｙは、以下の数式（２）に示すように計算される。

【数2】

【0036】

数式（２）において、Ｍ_ｉｎは、ライナ質量係数である。Ｍ_ｏｕｔは、計測装置質量係数である。Ｇ_ｉｎ_Ｔｈは、シリンダライナのスラスト側に設置されているライナ振動センサ８ａの検出値である。Ｇ_ｏｕｔ_Ｔｈは、シリンダライナのスラスト側に設置されている固定部材振動センサ８ｂの検出値である。Ｇ_ｉｎ_Ａｔｈは、シリンダライナの反スラスト側に設置されているライナ振動センサ８ａの検出値である。Ｇ_ｏｕｔ_Ａｔｈは、シリンダライナの反スラスト側に設置されている固定部材振動センサ８ｂの検出値である。

【0037】

シリンダライナのスラスト側に設置されているライナ振動センサ８ａの検出値Ｇ_ｉｎ_Ｔｈにライナ質量係数Ｍ_ｉｎを掛けることによって、シリンダライナのスラスト側におけるシリンダライナ１の振動に起因する慣性力を算出することができる。シリンダライナの反スラスト側に設置されているライナ振動センサ８ａの検出値Ｇ_ｉｎ_Ａｔｈにライナ質量係数Ｍ_ｉｎを掛けることによって、シリンダライナの反スラスト側におけるシリンダライナ１の振動に起因する慣性力を算出することができる。

【0038】

シリンダライナ１の振動は、スラスト側と反スラスト側とで異なる。そこで、数式（２）に示すように、スラスト側におけるシリンダライナ１の振動に起因する慣性力と反スラスト側におけるシリンダライナ１の振動に起因する慣性力との平均を取る。シリンダライナ１の振動に起因する慣性力の平均を取ることによって、シリンダライナ１の振動のばらつきを除去することができる。

【0039】

シリンダライナのスラスト側に設置されている固定部材振動センサ８ｂの検出値Ｇ_ｏｕｔ_Ｔｈに計測装置質量係数Ｍ_ｏｕｔを掛けることによって、シリンダライナのスラスト側における摩擦力計測装置１１全体の振動に起因する慣性力を算出することができる。シリンダライナの反スラスト側に設置されている固定部材振動センサ８ｂの検出値Ｇ_ｏｕｔ_Ａｔｈに計測装置質量係数Ｍ_ｏｕｔを掛けることによって、シリンダライナの反スラスト側における摩擦力計測装置１１全体の振動に起因する慣性力を算出することができる。

【0040】

摩擦力計測装置１１全体の振動は、スラスト側と反スラスト側とで異なる。そこで、数式（２）に示すように、スラスト側における摩擦力計測装置１１全体の振動に起因する慣性力と反スラスト側における摩擦力計測装置１１全体の振動に起因する慣性力との平均を取る。摩擦力計測装置１１全体の振動に起因する慣性力の平均を取ることによって、摩擦力計測装置１１全体の振動のばらつきを除去することができる。

【0041】

ライナ質量係数Ｍ_ｉｎ及び計測装置質量係数Ｍ_ｏｕｔは、以下の数式（３）に示す関係を満たしていることが好ましい。

【数3】

【0042】

摩擦力計測装置１１全体の振動は、複数の荷重センサ３だけでなく、センサ固定部材４にも作用する。したがって、摩擦力計測装置１１全体の振動は、シリンダライナ１の振動よりも、複数の荷重センサ３に作用しにくい。ライナ質量係数Ｍ_ｉｎを計測装置質量係数Ｍ_ｏｕｔよりも大きく設定することによって、摩擦力計測装置１１全体の振動がシリンダライナ１の振動よりも複数の荷重センサ３に作用しにくいことを反映することができる。

【0043】

複数の荷重センサ３に作用する慣性力Ｆｙは、数式（２）に示すように、シリンダライナ１の振動に起因する慣性力と摩擦力計測装置１１全体の振動に起因する慣性力との差分に相当する。数式（１）に示すように、複数の荷重センサ３の検出値と複数の荷重センサ３に作用する慣性力Ｆｙとの差分を取ることによって、シリンダライナ１に作用する摩擦力を算出することができる。摩擦力計測装置１１は、上記の構成によって、摩擦力計測装置１１全体の振動に起因する誤差を抑制すると共にシリンダライナに作用する慣性力に起因するノイズを十分に除去することができる。

【0044】

図５は、摩擦力計測装置１１を用いて計測した摩擦力とクランク角との関係を示すグラフである。図５上段において、濃い実線は、摩擦力計測装置１１を用いて計測された摩擦力である。薄い実線は、複数の荷重センサ３の検出値である。図５下段において、濃い実線は、固定部材振動センサ８ｂの検出値である。薄い実線は、ライナ振動センサ８ａの検出値である。

【0045】

複数の荷重センサ３の検出値は、シリンダライナ１に作用する慣性力に起因するノイズを含む。そこで、数式（１）及び数式（２）において示したように複数の荷重センサ３の検出値を補正する。ライナ振動センサ８ａの検出値及び固定部材振動センサ８ｂの検出値を用いて補正することによって、図５に示すように、シリンダライナ１に作用する慣性力に起因するノイズを複数の荷重センサ３の検出値から除去することができる。

【0046】

次に、図６及び図７を参照して、ローパスフィルタ処理方法について説明する。図６は、ローパスフィルタ処理方法を表すフローチャートである。図７は、ローパスフィルタ処理後における摩擦力とクランク角との関係を示すグラフである。図７上段は、摩擦力計測装置１１を用いて計測した摩擦力とクランク角との関係を示すグラフである。

【0047】

図７上段において、実線は、ローパスフィルタ処理が行われたデータである。一点鎖線は、第１のフィルタ処理のみ行われたデータを示す。点線は、ローパスフィルタ処理が行われる前のデータである。図７下段は、ライナ振動センサ８ａの振動加速度と固定部材振動センサ８ｂの振動加速度との差分と、クランク角と、の関係を示すグラフである。図７下段において、実線は、ローパスフィルタ処理が行われる前のデータである。点線は、第１のフィルタ処理が行われたデータである。

【0048】

図６に示すローパスフィルタ処理方法では、まず、第１のフィルタ処理（ステップＳ１）を行う。第１のフィルタ処理（ステップＳ１）では、摩擦力計測装置１１を用いて計測された摩擦力等の計測データを、順方向でローパスフィルタに通す。第１のフィルタ処理（ステップＳ１）において用いられるローパスフィルタのカットオフ周波数は、計測データの周波数等に応じて適宜決定される。

【0049】

ローパスフィルタに通された計測データは、ローパスフィルタに通される前のデータに比較して、立ち上がりが遅れる。したがって、第１のフィルタ処理（ステップＳ１）が施された計測データは、図７に示すように、第１のフィルタ処理（ステップＳ１）を施す前の計測データに比較して、位相が順方向に所定量ずれる。

【0050】

次に、第２のフィルタ処理（ステップＳ２）を行う。第２のフィルタ処理（ステップＳ２）では、第１のフィルタ処理が行われた計測データを、逆方向でローパスフィルタに通す。第２のフィルタ処理（ステップＳ２）において用いるローパスフィルタは、第１のフィルタ処理（ステップＳ１）において用いたローパスフィルタと同じものを用いる。

【0051】

第２のフィルタ処理（ステップＳ２）が行われた計測データは、第２のフィルタ処理（ステップＳ２）が行われる前の計測データに比較して、位相が逆方向にずれる。第２のフィルタ処理（ステップＳ２）によって起こる位相のずれは、ローパスフィルタの特性に依存する。そのため、第１のフィルタ処理（ステップＳ１）において起こる位相のずれと、及び第２のフィルタ処理（ステップＳ２）において起こる位相のずれと、は、同じ大きさかつ反対方向である。したがって、第２のフィルタ処理（ステップＳ２）が行われた計測データの位相は、第１のフィルタ処理（ステップＳ１）が行われる前の計測データの位相と同じになる。

【0052】

以上で説明したローパスフィルタ処理方法では、ローパスフィルタ処理が行われる前のデータと、ローパスフィルタ処理が行われたデータと、の間に、位相のずれが生じない。したがって、異なるローパスフィルタを用いてローパスフィルタ処理した計測データ同士を比較することができる。また、ローパスフィルタ処理後の計測データとローパスフィルタ未処理のデータとを比較することができる。

【0053】

図７に示す例では、シリンダライナ１とピストン２との間に作用する摩擦力と、ライナ振動センサ８ａの振動加速度と固定部材振動センサ８ｂの振動加速度との差分と、を比較している。図７に示す加速度は、図７に示す摩擦力に比較して、周波数が高い。したがって、加速度の計測データに摩擦力に用いたローパスフィルタを用いてローパスフィルタ処理を行うと、図７下段の点線に示すように、加速度の波形が大きく歪んでしまう。そこで、ローパスフィルタ処理が行われた摩擦力の計測データと、ローパスフィルタ処理が行われる前の加速度の計測データと、を、比較する。上記で説明したローパスフィルタ処理方法では、計測データの位相のずれが発生しない。したがって、ローパスフィルタ処理が行われた摩擦力の計測データと、ローパスフィルタ処理が行われる前の加速度の計測データと、を、比較することができる。

【0054】

以上で説明した本実施の形態に係る発明により、シリンダライナの支持剛性を高めると共にシリンダライナに作用する慣性力に起因するノイズを十分に除去することができる摩擦力計測装置を提供することができる。

【0055】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記の実施形態では、本発明を車載用エンジンのシリンダライナとピストンとの間に作用する摩擦力を計測する摩擦力計測装置に適用した場合について説明した。しかしながら、本発明は、摺動可能な部材同士の間に作用する摩擦力を計測する摩擦力計測装置であれば、どのような技術にも適用できる。本発明は、例えば、ダンパー用ピストンの摺動摩擦力を計測する装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ シリンダライナ
１ａ インナーライナ
１ｂ アウターライナ
１ｃ 冷媒循環路
２ ピストン
２ａ コネクティングロッド
３ 荷重センサ
４ センサ固定部材
５ プレート
６ａ シリンダヘッド部材
６ｂ ベースボックス
７ ヘッド固定部材
８ａ ライナ振動センサ
８ｂ 固定部材振動センサ
９ センサ冷媒路
１０ａ 記録部
１０ｂ 演算部
１１ 摩擦力計測装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】