JP2007292185A - Magnetic flux detecting device - Google Patents

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Takafumi Suzuki
隆文 鈴木
Yutaka Sugano
裕 菅野
Takao Kurosawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic flux detecting device for actualizing precise torque control, having a reduced size while reducing cost for an electromagnetic actuator without using a search coil. <P>SOLUTION: The magnetic flux detecting device is provided for an electromagnetic clutch which consists of a core and an armature opposed to each other via an air gap, a switching means, an exciting coil connected directly to the switching means for generating a magnetic flux in the core, the armature and the air gap, and a multiple disc clutch to be fastened thereto in accordance with the magnetic flux generated in the air gap. It comprises a current detecting means for detecting a current value for a current flowing in the exciting coil, an energization control means for turning the switching means on to increase applied voltage on the exciting coil, an induced voltage calculating means for calculating induced voltage generated in the exciting coil in accordance with the applied voltage, a resistance value relating to a passage in which a current flows, and a current value during an increase in the applied voltage detected by the current detecting means, and a magnetic flux calculating means for calculating the magnetic flux of the exciting coil with the time integration of the induced voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、エアギャップを介して対向するコア及びアーマチュアと、コア、アーマチュア及びエアギャップに磁束を発生する励磁コイルと、励磁コイルに電圧を印加する電圧印加手段と、エアギャップに発生した磁束に基づき締結される多板クラッチとを有する電磁クラッチの磁束検出装置に関する。例えば、電子制御4輪駆動車両等のトルク伝達機構等で使用される電磁アクチュエータの磁束検出装置に関する。   The present invention relates to a core and an armature that face each other through an air gap, an exciting coil that generates a magnetic flux in the core, the armature, and the air gap, a voltage applying unit that applies a voltage to the exciting coil, and a magnetic flux that is generated in the air gap. The present invention relates to a magnetic flux detection device for an electromagnetic clutch having a multi-plate clutch fastened based on the clutch. For example, the present invention relates to a magnetic flux detection device for an electromagnetic actuator used in a torque transmission mechanism of an electronically controlled four-wheel drive vehicle or the like.

例えば、電子制御4輪駆動車両等のトルク伝達機構等では、左右一対のプラネタリギヤセットと、各プラネタリギヤセットに連結されたサンギヤのトルクを可変制御するための一対のブレーキ機構を含んでいる。各ブレーキ機構は、多板ブレーキと、この多板ブレーキを作動する電磁アクチュエータを含んでいる。   For example, a torque transmission mechanism or the like such as an electronically controlled four-wheel drive vehicle includes a pair of left and right planetary gear sets and a pair of brake mechanisms for variably controlling the torque of a sun gear connected to each planetary gear set. Each brake mechanism includes a multi-plate brake and an electromagnetic actuator that operates the multi-plate brake.

電磁アクチュエータは、筒状内部空間に設けられ、磁性体材料から成るコア(ヨーク)と、所定のエアギャップを以ってコアと筒状内部空間の軸方向に対向するように配置された磁性体材料から成るアーマチュアと、コアとアーマチュアとの間の環状空間に挿入された励磁コイルと、アーマチュアに連結されたピストン等から構成される。   The electromagnetic actuator is provided in a cylindrical inner space, and is arranged such that a core (yoke) made of a magnetic material and a core and a cylindrical inner space are opposed to each other with a predetermined air gap in the axial direction. The armature is made of a material, an exciting coil inserted into an annular space between the core and the armature, a piston connected to the armature, and the like.

励磁コイルに電圧を印加すると、コアとアーマチュアとエアギャップとから構成される磁気回路に磁路が形成され、コアとアーマチュア間のエアギャップに電磁力が発生する。この電磁力によりアーマチュアがコアに引き付けられて推力が発生する。この推力により、アーマチュアと一体に連結されたピストンが多板クラッチを押し付け、多板クラッチに発生する摩擦力によりブレーキトルクが発生する。このブレーキトルクにより多板クラッチに連結された車軸のトルクが制御される。   When a voltage is applied to the exciting coil, a magnetic path is formed in the magnetic circuit composed of the core, the armature, and the air gap, and an electromagnetic force is generated in the air gap between the core and the armature. This electromagnetic force attracts the armature to the core to generate thrust. Due to this thrust, the piston integrally connected to the armature presses the multi-plate clutch, and brake torque is generated by the frictional force generated in the multi-plate clutch. The torque of the axle connected to the multi-plate clutch is controlled by this brake torque.

マイクロコンピュータを搭載したECUにより、車両の旋回方向及び操舵力又は操舵角等の走行状態に応じたブレーキトルクを発生するために、左右の電磁ソレノイドに流す目標電流値を算出し、左右の電磁ソレノイドに流す励磁電流がそれぞれの目標電流値に一致するよう制御して、左右の後ろ車軸への出力トルクを可変に制御している。   The ECU equipped with the microcomputer calculates the target current value to be passed to the left and right electromagnetic solenoids in order to generate the braking torque according to the running state such as the turning direction of the vehicle and the steering force or the steering angle. Is controlled so that the exciting currents flowing through the respective target current values match each other, and the output torque to the left and right rear axles is variably controlled.

走行状態に相当するブレーキトルクに対応する励磁コイルに流す目標電流値がECUにより算出される。ECUは目標電流値と励磁コイルに流れる実電流との差分に応じて、PWM制御を行い、PWM駆動信号をスイッチング素子の制御端子に供給する。スイッチング素子は、電源とグランド間に励磁コイルと直列に設けられており、制御端子に印加されるPWM駆動信号のハイ/ローに応じてオン/オフし、励磁コイルに流れる電流が制御される。励磁コイルに流れる実電流を検出して、PID演算手段により実電流と目標電流とを比較して、実電流が目標電流値に一致するようPWM制御をする。このように、励磁コイルの電流値が目標電流値に高速に収束するようスイッチング素子に印加するPWM駆動信号のパルス幅を制御している。   A target current value to be passed through the exciting coil corresponding to the brake torque corresponding to the running state is calculated by the ECU. The ECU performs PWM control according to the difference between the target current value and the actual current flowing through the exciting coil, and supplies the PWM drive signal to the control terminal of the switching element. The switching element is provided in series with the exciting coil between the power source and the ground, and is turned on / off according to the high / low of the PWM drive signal applied to the control terminal, and the current flowing through the exciting coil is controlled. The actual current flowing through the exciting coil is detected, the actual current is compared with the target current by the PID calculation means, and PWM control is performed so that the actual current matches the target current value. In this way, the pulse width of the PWM drive signal applied to the switching element is controlled so that the current value of the exciting coil converges to the target current value at high speed.

一方、多板クラッチの摩擦力による磨耗によりコアとアーマチュアとの間のエアギャップが狭くなって変動し、エアギャップが狭くなると推力が増大する。上述のように励磁コイルに電流が流れることにより磁束回路に磁束が発生する。エアギャップにかかる推力は磁束により決まるものなので、この推力を正確に制御する必要がある。   On the other hand, the air gap between the core and the armature changes due to wear due to the frictional force of the multi-plate clutch, and the thrust increases when the air gap becomes narrower. As described above, a magnetic flux is generated in the magnetic flux circuit when a current flows through the exciting coil. Since the thrust applied to the air gap is determined by the magnetic flux, it is necessary to accurately control this thrust.

推力を正確に制御するための先行技術文献としての特許文献1がある。特許文献1は、磁束が通る磁路内にサーチコイルを配設し、パルス波形の実電流を励磁コイルに流し、磁気回路の磁路に発生する磁束の変化によるサーチコイルに発生する起電圧を測定し、磁束計算を行い、計算結果の磁束、エアギャップ断面積及びコア等の透磁率に基づいて、推力を算出することが記載されている。
特開2002−303660号公報
There exists patent document 1 as a prior art document for controlling thrust accurately. In Patent Document 1, a search coil is disposed in a magnetic path through which a magnetic flux passes, an actual current having a pulse waveform is caused to flow through an exciting coil, and an electromotive voltage generated in the search coil due to a change in magnetic flux generated in the magnetic path of the magnetic circuit is disclosed. It is described that measurement is performed, magnetic flux is calculated, and thrust is calculated based on the magnetic flux of the calculation result, the air gap cross-sectional area, and the permeability of the core and the like.
JP 2002-303660 A

しかしながら、特許文献1では、サーチコイルを用いて磁束を検出するものであるため、サーチコイルに係る部品のコストが増加するという問題があった。また、サーチコイルに発生する起電圧は、励磁コイルの巻き数に対してサーチコイルの巻き数が少ないことから、大きな磁気エネルギーを出力することはできない。そのため、サーチコイルに発生する起電圧は、車両内で使用される無線機や携帯電話機からの電波によるスパイクノイズの影響を受けてばらつき、サーチコイルの出力起電圧を積分すると、起電圧中のスパイクノイズ値なども積分されて、積分値から計算された磁束の値が変化し、推力の推定値に誤差を生じるという問題があった。   However, in Patent Document 1, since the magnetic flux is detected using the search coil, there is a problem that the cost of parts related to the search coil increases. Further, the electromotive voltage generated in the search coil cannot output large magnetic energy because the number of turns of the search coil is smaller than the number of turns of the exciting coil. For this reason, the electromotive voltage generated in the search coil varies under the influence of spike noise caused by radio waves from a radio or mobile phone used in the vehicle, and when the output electromotive voltage of the search coil is integrated, the spike in the electromotive voltage is integrated. There is a problem that noise values and the like are also integrated, and the value of magnetic flux calculated from the integrated value changes, resulting in an error in the estimated thrust value.

よって、本発明の目的は、サーチコイルをなくして電磁クラッチのコストの低減化及び装置の小型化を図るとともに、精度の良いトルク制御を行うことができる磁束検出装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic flux detection device that can eliminate the search coil, reduce the cost of the electromagnetic clutch, reduce the size of the device, and perform accurate torque control.

請求項1記載の発明によると、エアギャップを介して対向するコア及びアーマチュアと、前記コア、前記アーマチュア及び前記エアギャップに磁束を発生する励磁コイルと、前記励磁コイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記エアギャップに発生した磁束に基づき締結される多板クラッチとを有する電磁クラッチの磁束検出装置であって、前記電磁クラッチが非締結状態であるか否かを検出する電磁クラッチ非締結検出手段と、前記電磁クラッチ非締結検出手段が前記電磁クラッチの非締結状態を検出したとき、前記電圧印加手段を制御して、前記励磁コイルの印加電圧を増加させる第1の通電制御手段と、前記励磁コイルに流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、前記印加電圧、前記電流が流れる経路に係る抵抗値及び前記電流検出手段が検出した前記印加電圧の増加時の前記電流値に基づいて、前記励磁コイルに発生する印加電圧の増加時の誘導起電圧を算出する第1の誘導起電圧算出手段と、前記電圧印加手段を制御して、前記励磁コイルの印加電圧を減少させる第2の通電制御手段と、前記印加電圧、前記電流が流れる経路に係る抵抗値及び前記電流検出手段が検出した前記印加電圧の減少時の前記電流値に基づいて、前記励磁コイルに発生する印加電圧の減少時の誘導起電圧を算出する第2の誘導起電圧算出手段と、前記印加電圧の増加時及び印加電圧の減少時の前記誘導起電圧をそれぞれ時間積分し、その印加電圧の増加時及び印加電圧の減少時の積分値の差分値に基づき前記励磁コイルの磁束を算出する磁束算出手段とを具備したことを特徴とする磁束検出装置が提供される。   According to the first aspect of the present invention, the core and the armature that face each other through the air gap, the exciting coil that generates magnetic flux in the core, the armature, and the air gap, and the voltage applying means that applies a voltage to the exciting coil And an electromagnetic clutch non-engagement detection device for detecting whether or not the electromagnetic clutch is in a non-engaged state, wherein the electromagnetic clutch has a multi-plate clutch that is fastened based on a magnetic flux generated in the air gap. And when the electromagnetic clutch non-engagement detecting means detects the non-engagement state of the electromagnetic clutch, the first energization control means for controlling the voltage applying means to increase the applied voltage of the exciting coil, Current detection means for detecting a current value of a current flowing through the exciting coil, the applied voltage, a resistance value associated with a path through which the current flows, and the current First induced electromotive voltage calculation means for calculating an induced electromotive voltage when the applied voltage generated in the exciting coil is increased based on the current value when the applied voltage is increased detected by the detecting means; and the voltage application Second energization control means for controlling the means to reduce the applied voltage of the exciting coil, and when the applied voltage, the resistance value associated with the path through which the current flows, and the applied voltage detected by the current detecting means are reduced. Second induced electromotive voltage calculation means for calculating an induced electromotive voltage when the applied voltage generated in the exciting coil is decreased based on the current value of the excitation coil, and when the applied voltage is increased and when the applied voltage is decreased, And a magnetic flux calculating means for integrating the induced electromotive voltages with respect to time and calculating magnetic flux of the exciting coil based on a difference value between integrated values when the applied voltage is increased and when the applied voltage is decreased. Out apparatus is provided.

請求項2記載の発明によると、請求項1記載の発明において、前記励磁コイルの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された励磁コイルの温度に基づいて前記抵抗値を補正する温度補正手段とを更に具備し、前記誘導起電圧算出手段は、前記温度補正手段が補正した抵抗値に基づいて、前記誘導起電圧を算出することを特徴とする磁束検出装置が提供される。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the temperature detecting means for detecting the temperature of the exciting coil, and the resistance value is corrected based on the temperature of the exciting coil detected by the temperature detecting means. And a temperature correction unit that performs the calculation, and the induced electromotive force calculation unit calculates the induced electromotive voltage based on the resistance value corrected by the temperature correction unit. .

請求項1記載の発明によると、印加電圧、電流が流れる経路に係る抵抗値及び印加電圧増加時の電流値に基づいて、励磁コイルに発生する印加電圧増加時の誘導起電圧を算出し、電流が流れる経路に係る抵抗値及び印加電圧減少時の電流値に基づいて、印加電圧減少時の誘導起電圧し、印加電圧増加時及び印加電圧減少時の積分値の差分値に基づいて磁束を算出するので、励磁コイルの磁束を算出するので、サーチコイルが不要となり、磁束検出装置のコスト低減化及び装置小型化を図ることができる。更に、ドリフト誘導起電圧による影響を除去することができ、正確に磁束検出することができる。   According to the first aspect of the present invention, the induced electromotive voltage generated when the applied voltage is increased in the exciting coil is calculated based on the applied voltage, the resistance value related to the path through which the current flows, and the current value when the applied voltage is increased. Based on the resistance value of the path through which the current flows and the current value when the applied voltage is decreased, the induced electromotive force is generated when the applied voltage is decreased, and the magnetic flux is calculated based on the difference value between the integrated values when the applied voltage is increased and when the applied voltage is decreased. Therefore, since the magnetic flux of the exciting coil is calculated, a search coil is not necessary, and the cost of the magnetic flux detecting device can be reduced and the size of the device can be reduced. Further, the influence of the drift induced electromotive voltage can be removed, and the magnetic flux can be detected accurately.

請求項2記載の発明によると、励磁コイルの温度を検出して抵抗値を補正して、誘導起電圧を算出するので、誘導起電圧を精度良く算出することができ、検出する磁束の精度を向上させることができる。   According to the second aspect of the present invention, since the induced electromotive voltage is calculated by detecting the temperature of the exciting coil and correcting the resistance value, the induced electromotive voltage can be calculated accurately, and the accuracy of the detected magnetic flux is increased. Can be improved.

図1は、本発明の磁束検出装置を適用可能なフロントエンジン・フロントドライブ(FF)車ベースの4輪駆動車両の動力伝達装置の概略図を示す図である。図1に示すように、動力伝達系は、車両前方に配置されたエンジン2の動力がトランスミッション4の出力軸4aから伝達されるフロントデファレンシャル装置6と、このフロントデファレンシャル装置6からの動力がプロペラシャフト8を介して伝達される増速装置(変速装置)10と、増速装置10からの動力が伝達されるリヤデファレンシャル装置12と、車両の走行制御などを行うECU13とを主に含んでいる。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic diagram of a power transmission device for a four-wheel drive vehicle based on a front engine / front drive (FF) vehicle to which the magnetic flux detection device of the present invention can be applied. As shown in FIG. 1, the power transmission system includes a front differential device 6 in which power from an engine 2 disposed in front of the vehicle is transmitted from an output shaft 4a of a transmission 4, and power from the front differential device 6 is propeller shaft. 8 mainly includes a speed increasing device (transmission device) 10 transmitted through 8, a rear differential device 12 to which power from the speed increasing device 10 is transmitted, and an ECU 13 for performing vehicle running control and the like.

フロントデファレンシャル装置6は従来周知の構造となっており、トランスミッション4の出力軸4aからの動力をデフケース6a内の複数のギヤ14と出力軸16,18を介して左右の前輪駆動軸20,22に伝達することにより、各前輪が駆動される。リヤデファレンシャル装置12は、後で説明するように、一対のプラネリギヤセットと、それぞれ多板ブレーキ機構(多板クラッチ機構)の締結を制御する一対の電磁クラッチとしての電磁アクチュエータを含んでおり、電磁アクチュエータを制御して左右の後輪駆動軸24,26に動力を伝達することにより、各後輪が駆動される。   The front differential device 6 has a conventionally known structure, and the power from the output shaft 4a of the transmission 4 is transmitted to the left and right front wheel drive shafts 20 and 22 via the plurality of gears 14 and the output shafts 16 and 18 in the differential case 6a. By transmitting, each front wheel is driven. As will be described later, the rear differential device 12 includes a pair of planetary gear sets and an electromagnetic actuator as a pair of electromagnetic clutches for controlling the fastening of a multi-plate brake mechanism (multi-plate clutch mechanism). Each rear wheel is driven by controlling the actuator to transmit power to the left and right rear wheel drive shafts 24 and 26.

図2は、増速装置(変速装置)10と増速装置10の下流側に配置されたリヤデフンシャル装置12の断面図である。増速装置10はケーシング28中に回転可能に取り付けられた入力シャフト30と、出力シャフト(ハイポイドピニオンシャフト)32を含んでいる。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the speed increasing device (transmission device) 10 and the rear differential device 12 disposed on the downstream side of the speed increasing device 10. The speed increasing device 10 includes an input shaft 30 rotatably mounted in a casing 28 and an output shaft (hypoid pinion shaft) 32.

増速装置10は更に、オイルポンプサブアセンブリ34と、プラネタリキャリアサブアセンブリ38と、直結クラッチサブアセンブリ40と、変速ブレーキ42を含んでいる。増速装置10の下流側に設けられたリヤデファレンシャル装置12は、ハイポイドピニオンシャフト32の先端に形成されたハイポイドピニオンギヤ44を有している。   The speed increasing device 10 further includes an oil pump subassembly 34, a planetary carrier subassembly 38, a direct coupling clutch subassembly 40, and a speed change brake 42. The rear differential device 12 provided on the downstream side of the speed increasing device 10 has a hypoid pinion gear 44 formed at the tip of the hypoid pinion shaft 32.

ハイポイドピニオンギヤ44はハイポイドリングギヤ48と噛み合っており、ハイポイドリングギヤ48からの動力は左右に一対設けられたプラネタリギヤセット50A,50Bのリングギヤに入力される。   The hypoid pinion gear 44 meshes with the hypoid ring gear 48, and the power from the hypoid ring gear 48 is input to the ring gears of the planetary gear sets 50A and 50B provided on the left and right.

プラネタリギヤセット50A,50Bのサンギヤは左側後ろ車軸24、右側後ろ車軸26周りに回転可能に取り付けられている。プラネタリギヤセット50A,50Bのプラネタリキャリアは、左側後ろ車軸24、右側後ろ車軸26に固定されている。プラネタリキャリアに担持されたプラネットギヤがサンギヤ及びリングギヤに噛み合っている。左右のプラネタリギヤセット50A,50Bは、サンギヤのトルクを可変制御するために設けられたブレーキ機構51に連結される。ブレーキ機構(電磁クラッチ)51は、多板ブレーキ52と、この多板ブレーキ52を作動する電磁アクチュエータ56を含んでいる。   The sun gears of the planetary gear sets 50A and 50B are rotatably mounted around the left rear axle 24 and the right rear axle 26. The planetary carriers of the planetary gear sets 50A and 50B are fixed to the left rear axle 24 and the right rear axle 26. A planet gear carried on the planetary carrier meshes with the sun gear and the ring gear. The left and right planetary gear sets 50A and 50B are coupled to a brake mechanism 51 provided for variably controlling the torque of the sun gear. The brake mechanism (electromagnetic clutch) 51 includes a multi-plate brake 52 and an electromagnetic actuator 56 that operates the multi-plate brake 52.

多板ブレーキ52のブレーキプレートはケーシング54に固定され、ブレーキディスクはプラネタリギヤセット50A,50Bのサンギヤに固定されている。電磁アクチュエータ56は、環状溝を有する磁性材料から成るリング状コア(ヨーク)58と、リング状コア58の環状溝中に挿入された環状の励磁コイル60と、リング状コア58に所定のギャップを持って対向する磁性材料から成るリング状アーマチュア62と、アーマチュア62に連結された環状ピストン64とから構成される。   The brake plate of the multi-plate brake 52 is fixed to the casing 54, and the brake disc is fixed to the sun gears of the planetary gear sets 50A and 50B. The electromagnetic actuator 56 has a ring-shaped core (yoke) 58 made of a magnetic material having an annular groove, an annular excitation coil 60 inserted into the annular groove of the ring-shaped core 58, and a predetermined gap in the ring-shaped core 58. A ring-shaped armature 62 made of a magnetic material facing each other and an annular piston 64 connected to the armature 62 are configured.

励磁コイル60に電圧を印加すると、励磁コイル60に励磁電流が流れる。アーマチュア62が励磁コイル60に流れる励磁電流によりエアギャップに発生した磁束よりコア58に引き付けられて推力が発生する。この推力により、アーマチュア62と一体に連結されたピストン64が多板ブレーキ52を押し付けること(電磁クラッチ51が締結すること)で、ブレーキトルクが発生する。   When a voltage is applied to the excitation coil 60, an excitation current flows through the excitation coil 60. The armature 62 is attracted to the core 58 by the magnetic flux generated in the air gap by the exciting current flowing through the exciting coil 60 to generate thrust. Due to this thrust, the piston 64 integrally connected to the armature 62 presses the multi-plate brake 52 (the electromagnetic clutch 51 is fastened), thereby generating a brake torque.

これにより、プラネタリギヤセット50A,50Bのサンギヤはそれぞれケーシング54に対して固定され、ハイポイドピニオンシャフト32の駆動力はプラネタリギヤセット50A,50Bのリングギヤ、プラネットギヤ、プラネットキャリアを介して左右の後ろ車軸24,26に伝達される。   As a result, the sun gears of the planetary gear sets 50A and 50B are fixed to the casing 54, respectively, and the driving force of the hypoid pinion shaft 32 passes through the ring gear, planet gear, and planet carrier of the planetary gear sets 50A and 50B. 26.

このように、励磁コイル60に流す励磁電流を制御することにより、入力シャフト30の駆動力を直結状態で或いは増速装置10で増速して、左右の後ろ車軸24,26に任意にトルクを分配することができ、最適な旋回制御を実現することができる。   In this way, by controlling the exciting current flowing through the exciting coil 60, the driving force of the input shaft 30 is increased in a directly connected state or with the speed increasing device 10, and torque is arbitrarily applied to the left and right rear axles 24, 26. It can be distributed, and optimal turning control can be realized.

図3は、図2中の電磁アクチュエータ56の励磁コイル60に流れる励磁電流を制御するための電磁ソレノイド70及び周辺回路図である。電磁ソレノイド70は、図3に示すように、スイッチ手段80と、励磁コイル60を有する。   FIG. 3 is a circuit diagram of an electromagnetic solenoid 70 and peripheral circuits for controlling the exciting current flowing in the exciting coil 60 of the electromagnetic actuator 56 in FIG. As shown in FIG. 3, the electromagnetic solenoid 70 includes switch means 80 and an excitation coil 60.

スイッチ手段(電圧印加手段)80は、励磁コイル60に電圧を印加するために、バッテリ電源90から励磁コイル60に印加する電圧(印加電圧)のオン/オフをするスイッチであり、制御電極に印加されるPWM駆動信号のハイレベル/ローレベルに応じて、オン/オフするスイッチである。スイッチ手段80及び励磁コイル60は、バッテリ電源(例えば、12V電源)90とグランド間に直列に接続されている。例えば、スイッチ手段80は、例えば、一方の電極が12Vのバッテリ電源90に接続され、他方の電極が励磁コイル60の一端(以下、第1端)に接続されている。制御電極には、PWM駆動信号が印加される。尚、電圧印加手段は、後述する励磁コイル60の印加電圧を徐々に増加又は減少させるための回路を含む。   The switch means (voltage applying means) 80 is a switch for turning on / off a voltage (applied voltage) applied from the battery power source 90 to the exciting coil 60 in order to apply a voltage to the exciting coil 60, and is applied to the control electrode. This switch is turned on / off in accordance with the high level / low level of the PWM drive signal. The switch means 80 and the exciting coil 60 are connected in series between a battery power source (for example, 12V power source) 90 and the ground. For example, the switch means 80 has, for example, one electrode connected to a 12V battery power supply 90 and the other electrode connected to one end (hereinafter referred to as a first end) of the exciting coil 60. A PWM drive signal is applied to the control electrode. The voltage application means includes a circuit for gradually increasing or decreasing the applied voltage of the exciting coil 60 described later.

一定のクロック周期に対するPWM駆動信号のハイレベルの時間の割合をディーティ比と呼ぶ。PWM駆動信号がハイレベルになると、スイッチ手段80がオンして、励磁コイル60に励磁電流が増加し、PWM駆動信号がローレベルになると、スイッチ手段80がオフして、デューティ比に相当する励磁電流が流れる。また、PWM駆動信号がローレベルのとき、スイッチ手段80がオフし、励磁コイル60の両端に誘導起電圧が発生して、励磁コイル60からグランドに電流が流れる。   The ratio of the high level time of the PWM drive signal to a certain clock cycle is called the duty ratio. When the PWM drive signal becomes high level, the switch means 80 is turned on, the excitation current increases in the excitation coil 60, and when the PWM drive signal becomes low level, the switch means 80 is turned off and the excitation corresponding to the duty ratio. Current flows. When the PWM drive signal is at a low level, the switch unit 80 is turned off, an induced electromotive voltage is generated at both ends of the exciting coil 60, and a current flows from the exciting coil 60 to the ground.

励磁コイル60は、第1端がスイッチ手段80の他方の電極に接続され、他端(第2端)が後述する電流検出手段122に設けられた抵抗260を通してグランドに接続されている。バッテリ電源90よりスイッチ手段80、励磁コイル60及び抵抗260を通してグラウンドへ電流が流れる。このように、電磁アクチュエータ56からはサーチコイルが無くなっている。   The excitation coil 60 has a first end connected to the other electrode of the switch unit 80 and the other end (second end) connected to the ground through a resistor 260 provided in a current detection unit 122 described later. A current flows from the battery power source 90 to the ground through the switch means 80, the exciting coil 60 and the resistor 260. Thus, the search coil is eliminated from the electromagnetic actuator 56.

ECU13は、旋回方向、舵角、スロットル開度及び車速等の車両の走行状態に応じたトルク配分のための制御等を行う。例えば、ECU13は、電磁アクチュエータ56が発生するブレーキトルクが車両の走行状態に応じて最適なものとなるように電磁アクチュエータ56を制御する電磁アクチュエータ制御手段100を実現するためのプログラムの実行を行うとともに、励磁コイル60に流れる電流を検出するための周辺回路を有する。   The ECU 13 performs control for torque distribution according to the traveling state of the vehicle such as the turning direction, the steering angle, the throttle opening degree, and the vehicle speed. For example, the ECU 13 executes a program for realizing the electromagnetic actuator control means 100 that controls the electromagnetic actuator 56 so that the brake torque generated by the electromagnetic actuator 56 is optimized in accordance with the traveling state of the vehicle. And a peripheral circuit for detecting the current flowing through the exciting coil 60.

図4は本発明の実施形態による電磁アクチュエータ制御手段100のブロック図である。図4に示すように、電磁アクチュエータ制御手段100は、磁束検出手段110と、目標伝達トルク算出手段112と、目標制御電流値算出手段114と、PID演算手段116と、選択手段118と、PWM駆動信号生成手段120と、電流検出手段122を有する。   FIG. 4 is a block diagram of the electromagnetic actuator control means 100 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the electromagnetic actuator control means 100 includes a magnetic flux detection means 110, a target transmission torque calculation means 112, a target control current value calculation means 114, a PID calculation means 116, a selection means 118, and a PWM drive. A signal generation unit 120 and a current detection unit 122 are included.

図5及び図6は励磁コイル60の磁束Φを検出する原理を示す図である。図5中、抵抗Rはバッテリ電源90から電磁ソレノイド70を通してグランドまで電流が流れる経路に係る回路抵抗であり、励磁コイル60の抵抗などが含まれる。図6中、Vはバッテリ電源90の電源電圧、V’は励磁コイル60の一端とグランド間の電圧(電磁ソレノイド70の印加電圧と呼ぶ)、Iは励磁コイル60を流れる電流、eは励磁コイル60の両端に発生する誘導起電圧を示している。スイッチ手段80がオンし、定常状態では、印加電圧V’が所定電圧、例えば、バッテリ電源90の電圧Vに等しくなり、励磁コイル60に電流Iが流れる。尚、電圧印加手段を制御して、印加電圧V’をステップ状ではなく徐々に増加又は減少させ、これにより励磁電流Iを徐々に増加又は減少させても良い。   5 and 6 are diagrams showing the principle of detecting the magnetic flux Φ of the exciting coil 60. FIG. In FIG. 5, a resistance R is a circuit resistance related to a path through which a current flows from the battery power supply 90 to the ground through the electromagnetic solenoid 70, and includes a resistance of the exciting coil 60 and the like. In FIG. 6, V is a power supply voltage of the battery power supply 90, V 'is a voltage between one end of the exciting coil 60 and the ground (referred to as an applied voltage of the electromagnetic solenoid 70), I is a current flowing through the exciting coil 60, and e is an exciting coil. 60 shows the induced electromotive voltage generated at both ends of 60. In the steady state where the switch means 80 is turned on, the applied voltage V ′ becomes equal to a predetermined voltage, for example, the voltage V of the battery power supply 90, and the current I flows through the exciting coil 60. Note that the voltage application means may be controlled to gradually increase or decrease the applied voltage V ′ instead of stepwise, thereby gradually increasing or decreasing the excitation current I.

励磁コイル60の巻数をN、励磁コイル60の1巻当たりの磁束をφ、励磁コイル60の自己インダクタンスをL、N巻の磁束をΦ(=Nφ)、磁束Φの時間微分をdΦ/dt、電流Iの時間微分をdI/dt、バッテリ電源90の電圧をVとする。   The number of turns of the exciting coil 60 is N, the magnetic flux per turn of the exciting coil 60 is φ, the self-inductance of the exciting coil 60 is L, the magnetic flux of N turns is Φ (= Nφ), and the time derivative of the magnetic flux Φ is dΦ / dt, The time derivative of the current I is dI / dt, and the voltage of the battery power supply 90 is V.

Φ=Nφ=LIより、式(1)が成り立つ。   From Φ = Nφ = LI, Expression (1) is established.

dΦ=L×dI ・・・ (1)
印加電圧V’が変化すると、励磁電流Iが変化し、磁束Φが変化すること及び図5に示す回路より、式(2)が成り立つ。
dΦ = L × dI (1)
When the applied voltage V ′ changes, the excitation current I changes, the magnetic flux Φ changes, and the circuit shown in FIG.

V’=(dΦ/dt)+R×I ・・・ (2)
誘導起電圧eは式(3)より算出される。
V ′ = (dΦ / dt) + R × I (2)
The induced electromotive voltage e is calculated from the equation (3).

e=−(dΦ/dt)=R×I−V’ ・・・ (3)
磁束φは、励磁コイル60の誘導起電圧をeとすると、式(4)が成り立つ。
e = − (dΦ / dt) = R × IV ′ (3)
As for the magnetic flux φ, when the induced electromotive voltage of the exciting coil 60 is e, Expression (4) is established.

φ=−(1/N)∫edt ・・・ (4)
誘導起電圧eの積分時間は、励磁電流Iが第1の一定電流(零を含む)であり磁束Φが第1の一定磁束(零を含む)である時刻から印加電圧V’が一定(零を含む)となって、磁束Φが第2の一定磁束(零を含む)となる時刻までの時間である。印加電圧V’の変化は、零から所定電圧、例えば、電源電圧Vまで増加させる場合と、所定電圧、例えば、電源電圧Vから零に変化させる場合がある。その変化も、ステップ印加のように瞬時に変化する場合及びリニアに徐々に変化する場合がある。
φ = − (1 / N) ∫edt (4)
The integration time of the induced electromotive voltage e is such that the applied voltage V ′ is constant (zero) from the time when the exciting current I is the first constant current (including zero) and the magnetic flux Φ is the first constant magnetic flux (including zero). The time until the magnetic flux Φ becomes the second constant magnetic flux (including zero). The applied voltage V ′ may be changed from zero to a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, or may be changed from a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V to zero. The change may change instantaneously as in step application or may gradually change linearly.

(a) 印加電圧V’を零から所定電圧、例えば、電源電圧Vに増加(印加電圧増加)させる場合
ステップ印加では、バッテリ電源90から所定電圧、例えば、電源電圧Vが励磁コイル60に印加されていること及び図5に示す回路より、式(5)が成り立つ。
(A) When the applied voltage V ′ is increased from zero to a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V (applied voltage increase) In step application, a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V is applied from the battery power supply 90 to the exciting coil 60. And the circuit shown in FIG.

V=(dΦ/dt)+R×I ・・・ (5)
式(1),(5)より、式(6)が成り立つ。
V = (dΦ / dt) + R × I (5)
From the expressions (1) and (5), the expression (6) is established.

V=L×(dI/dt)+R×I ・・・ (6)
式(6)を解くと、印加電圧増加時は、電流Iの初期値が零であることから、式(7)が成り立つ。
V = L × (dI / dt) + R × I (6)
Solving equation (6), equation (7) holds because the initial value of current I is zero when the applied voltage is increased.

I=V/R(1−exp(−R/L)×t) ・・・ (7)
誘導起電圧eは式(8)より算出される。
I = V / R (1-exp (−R / L) × t) (7)
The induced electromotive force e is calculated from the equation (8).

e=−(dΦ/dt)=R×I−V ・・・ (8)
磁束φは、励磁コイル60の誘導起電圧をeとすると、式(9)が成り立つ。
e = − (dΦ / dt) = R × I−V (8)
As for the magnetic flux φ, when the induced electromotive voltage of the exciting coil 60 is e, Expression (9) is established.

φ=−(1/N)∫edt ・・・ (9)
これにより、1巻き当たりの磁束φは、式(8)により算出した誘導起電圧eを式(9)に従って時間積分することにより算出することができる。但し、誘導起電圧eの積分時間は、電流Iが零であり磁束Φが零である印加電圧V’が零から所定電圧、例えば、電源電圧Vに立ち上がった時刻t1から電流Iが略一定値(V/R)となり磁束Φが略一定となる任意の時刻t2までの時間である。尚、積分時間(t2−t1)は、式(7)に示すように、時定数L/Rに基づき予め算出される。例えば、図6に示すように、積分値S1の絶対値(面積)が磁束Φである。この誘導起電圧eの積分値を電圧増加時積分値と呼ぶ。
φ = − (1 / N) ∫edt (9)
Thus, the magnetic flux φ per turn can be calculated by time-integrating the induced electromotive voltage e calculated by the equation (8) according to the equation (9). However, the integration time of the induced electromotive voltage e is such that the applied voltage V ′ when the current I is zero and the magnetic flux Φ is zero is a constant voltage from the time t1 when the applied voltage V ′ rises from zero to a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V. (V / R) and the time until an arbitrary time t2 at which the magnetic flux Φ becomes substantially constant. The integration time (t2-t1) is calculated in advance based on the time constant L / R as shown in the equation (7). For example, as shown in FIG. 6, the absolute value (area) of the integral value S1 is the magnetic flux Φ. The integrated value of the induced electromotive voltage e is called an integrated value at the time of voltage increase.

尚、ステップ印加以外の印加電圧を徐々に増加させる場合は、印加電圧V’が所定電圧、例えば、電源電圧Vに立ち上がるまでの印加電圧V’を考慮して式(2),(3)に基づき、印加電圧V’の増加開始から終了まで誘導起電圧eを算出する。また、所定電圧が電源電圧Vと異なる場合は、式(5)〜(8)のVの代わりに、所定電圧を代入すればよい。   In the case where the applied voltage other than the step application is gradually increased, the applied voltages V ′ until the applied voltage V ′ rises to a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, are taken into consideration in the equations (2) and (3). Based on this, the induced electromotive voltage e is calculated from the start to the end of the increase in the applied voltage V ′. When the predetermined voltage is different from the power supply voltage V, the predetermined voltage may be substituted for V in the equations (5) to (8).

(b) 印加電圧V’を所定電圧、例えば、電源電圧Vから0に減少(印加電圧減少)させる場合
ステップ印加では、バッテリ電源90からは励磁コイル60に印加されないこと及び図5に示す回路より、式(10)が成り立つ。
(B) When the applied voltage V ′ is reduced from a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V to 0 (decreased applied voltage) In step application, the battery power supply 90 is not applied to the exciting coil 60 and the circuit shown in FIG. Equation (10) holds.

0=(dΦ/dt)+R×I ・・・ (10)
式(1),(10)より、式(11)が成り立つ。
0 = (dΦ / dt) + R × I (10)
From equations (1) and (10), equation (11) is established.

0=L×(dI/dt)+R×I ・・・ (11)
式(11)を解くと、印可電圧減少時は、電流Iの初期値がV/Rであることから、式(12)が成り立つ。
0 = L × (dI / dt) + R × I (11)
When equation (11) is solved, when the applied voltage is decreased, equation (12) is established because the initial value of current I is V / R.

I=V/R(exp(−R/L)×t) ・・・ (12)
誘導起電圧eは式(13)より算出される。
I = V / R (exp (−R / L) × t) (12)
The induced electromotive force e is calculated from the equation (13).

e=−(dΦ/dt)=R×I ・・・ (13)
磁束φは、励磁コイル60の誘導起電圧をeとすると、式(14)が成り立つ。
e = − (dΦ / dt) = R × I (13)
As for the magnetic flux φ, when the induced electromotive voltage of the exciting coil 60 is e, Expression (14) is established.

φ=−(1/N)∫edt ・・・ (14)
これにより、1巻き当たりの磁束φは式(13)により算出した誘導起電圧eを式(14)に従って時間積分することにより算出することができる。但し、誘導起電圧eの積分時間は、電流IがV/Rで一定であり磁束Φが一定である印加電圧V’がVから零に立ち下がった時刻t3から電流Iが略0となり磁束Φが略零となる任意の時刻t4までの時間である。尚、積分時間(t4−t3)は、式(12)に示すように、時定数L/Rに基づき予め算出される。例えば、図6に示すように、積分値S2が示す面積の絶対値が磁束Φである。この誘導起電圧eの積分値を電圧減少時積分値と呼ぶ。
φ = − (1 / N) ∫edt (14)
Thereby, the magnetic flux φ per turn can be calculated by time-integrating the induced electromotive voltage e calculated by the equation (13) according to the equation (14). However, the integration time of the induced electromotive force e is substantially zero from time t3 when the applied voltage V ′, where the current I is constant at V / R and the magnetic flux Φ is constant, falls from V to zero, and the magnetic flux Φ. Is a time until an arbitrary time t4 when becomes substantially zero. The integration time (t4-t3) is calculated in advance based on the time constant L / R as shown in the equation (12). For example, as shown in FIG. 6, the absolute value of the area indicated by the integral value S2 is the magnetic flux Φ. The integrated value of the induced electromotive voltage e is called an integrated value at the time of voltage decrease.

尚、ステップ印加以外の場合は、印加電圧V’が所定電圧、例えば、電源電圧Vから零に立ち下がるまでの印加電圧V’を考慮して式(2),(3)に基づき、誘導起電圧eを算出する。また、所定電圧が電源電圧Vと異なる場合は、式(12)のVの代わりに、所定電圧を代入すればよい。   In cases other than step application, the induced voltage is generated based on the equations (2) and (3) in consideration of the applied voltage V ′ until the applied voltage V ′ falls to zero from the power supply voltage V. The voltage e is calculated. When the predetermined voltage is different from the power supply voltage V, the predetermined voltage may be substituted for V in Expression (12).

第1実施形態
図7は本発明の第1実施形態の磁束検出手段110の機能ブロック図である。図7に示すように、磁束検出手段110は、通電制御手段150と、実電圧算出手段152と、誘導起電圧算出手段154と、磁束算出手段1546とを含む。
First Embodiment FIG. 7 is a functional block diagram of magnetic flux detection means 110 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the magnetic flux detection means 110 includes an energization control means 150, an actual voltage calculation means 152, an induced electromotive voltage calculation means 154, and a magnetic flux calculation means 1546.

通電制御手段150は、旋回方向、舵角、スロットル開度及び車速等から車両の走行状態が所定の状態、即ち、電磁クラッチ51で駆動力配分を行っていない電磁クラッチ51の非締結状態、例えば、車両が停止中(車輪回転速度が0の場合、図示しないシフトレバーがP(パーキング)又はN(ニュートラル)に操作されている場合)であるか否かを検出する(電磁クラッチ非締結検出手段)。   The energization control means 150 is a predetermined state in which the vehicle travels from the turning direction, the steering angle, the throttle opening, the vehicle speed, etc., that is, the non-engaged state of the electromagnetic clutch 51 in which the driving force distribution is not performed by the electromagnetic clutch 51, for example, Detecting whether or not the vehicle is stopped (when the wheel rotation speed is 0, the shift lever not shown is operated to P (parking) or N (neutral)) (electromagnetic clutch non-engagement detecting means) ).

電磁クラッチ51の非締結状態が検出されたとき、磁束φを検出するために、スイッチ手段80がオフされて印加電圧V’が零にされて電磁ソレノイド70への通電が停止されている状態から、スイッチ手段80がオンされて印加電圧V’が所定電圧、例えば、電源電圧Vとなり、印加電圧Vが一定時間印加された後、スイッチ手段80がオフされて印加電圧V’が零にされて電磁ソレノイド70への通電が停止されるように選択手段118を通して、PWM駆動信号生成手段120に指示する。   When the non-engaged state of the electromagnetic clutch 51 is detected, in order to detect the magnetic flux φ, the switch means 80 is turned off, the applied voltage V ′ is made zero, and the energization to the electromagnetic solenoid 70 is stopped. The switch means 80 is turned on and the applied voltage V ′ becomes a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V. After the applied voltage V is applied for a certain time, the switch means 80 is turned off and the applied voltage V ′ is made zero. The PWM drive signal generation means 120 is instructed through the selection means 118 so that the energization of the electromagnetic solenoid 70 is stopped.

一定時間とは、励磁電流Iが略一定(=V/R)となるまでの時間であり、時定数L/Rに基づいて算出される。尚、ここでは、PWM駆動信号のハイレベルが一定時間以上であれば良く、デューティ比は問題しない。電磁クラッチ51が非締結状態でエアギャップ測定を行うのは、エアギャップ計測のために電流を励磁コイル50に流す必要があり、これにより磁束が発生することから、電磁クラッチ51を締結してしまう恐れがあるからである。   The fixed time is a time until the exciting current I becomes substantially constant (= V / R), and is calculated based on the time constant L / R. Here, the high level of the PWM drive signal only needs to be a certain time or longer, and the duty ratio does not matter. The reason why the air gap measurement is performed when the electromagnetic clutch 51 is not engaged is that the current needs to flow through the exciting coil 50 for air gap measurement, which generates a magnetic flux, and thus the electromagnetic clutch 51 is engaged. Because there is a fear.

実電圧算出手段152は、印加電圧V’の増加開始時刻、例えば、スイッチ手段80がオフからオンされた時刻t1から、一定時間経過した時刻t2までの時間、電流検出手段122により検出された励磁電流Iと抵抗Rとの積R×Iを実電圧として算出する。抵抗Rは、予め計測されて、ECU13のメモリに記憶されている。   The actual voltage calculation means 152 is the excitation detected by the current detection means 122 for the time from the time when the applied voltage V ′ starts to increase, for example, from the time t1 when the switch means 80 is turned on to the time t2 when a certain time has elapsed. The product R × I of the current I and the resistance R is calculated as an actual voltage. The resistance R is measured in advance and stored in the memory of the ECU 13.

誘導起電圧算出手段154は、バッテリ電源90の電圧V及び実電圧算出手段152より算出された実電圧R×Iより、時刻t1から時刻t2までの間、式(8)より誘導起電圧eを算出する。磁束算出手段156は、時刻t1から時刻t2までの間、起電圧算出手段154により算出された誘導起電圧eを積分し、式(9)に従って、電圧増加時積分値から磁束φを算出する。   The induced electromotive voltage calculating means 154 calculates the induced electromotive voltage e from the expression (8) from time t1 to time t2 from the voltage V of the battery power supply 90 and the actual voltage R × I calculated by the actual voltage calculating means 152. calculate. The magnetic flux calculating means 156 integrates the induced electromotive voltage e calculated by the electromotive voltage calculating means 154 from time t1 to time t2, and calculates the magnetic flux φ from the integrated value at the time of voltage increase according to the equation (9).

図8は磁束検出方法の一例を示すフローチャートである。図9は磁束検出方法の一例を示すタイムチャートである。ステップS2でスイッチ手段80をオフして電磁ソレノイド70への通電を停止する。ステップS4でスイッチ手段80をオンして電磁ソレノイド70に所定電圧、例えば、電源電圧Vを印加する。例えば、図9に示すように、時刻t1でスイッチ手段80がオンしたとする。スイッチ手段80がオンすると、バッテリ電源90からスイッチ手段80、励磁コイル60を通して、グランドに電流Iが流れる。   FIG. 8 is a flowchart showing an example of the magnetic flux detection method. FIG. 9 is a time chart showing an example of a magnetic flux detection method. In step S2, the switch means 80 is turned off to stop energization of the electromagnetic solenoid 70. In step S4, the switch means 80 is turned on to apply a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, to the electromagnetic solenoid 70. For example, as shown in FIG. 9, it is assumed that the switch means 80 is turned on at time t1. When the switch unit 80 is turned on, a current I flows from the battery power source 90 through the switch unit 80 and the exciting coil 60 to the ground.

ステップS6で実電流検出手段122により検出された電流Iと抵抗Rとの積R×Iを実電圧として算出する。ステップS8で式(8)に従って、実電圧R×Iと印加電圧Vの差分から誘導起電圧eを算出する。ステップS10で誘導起電圧eを時刻t1から時刻t2までを積分する。例えば、図9に示すように、時刻t1から時刻t2まで誘導起電圧eを積分すると、図9に示す符号S1で示す積分値が電圧増加積分値である。この積分値から式(9)に従って、磁束φ0を算出する。これにより、電流Iが所定電圧/R、例えば、V/Rであるときの磁束φ0が算出される。   In step S6, the product R × I of the current I and the resistance R detected by the actual current detecting means 122 is calculated as an actual voltage. In step S8, the induced electromotive voltage e is calculated from the difference between the actual voltage R × I and the applied voltage V according to the equation (8). In step S10, the induced electromotive force e is integrated from time t1 to time t2. For example, as shown in FIG. 9, when the induced electromotive voltage e is integrated from time t1 to time t2, the integrated value indicated by reference sign S1 shown in FIG. 9 is the voltage increase integrated value. From this integrated value, the magnetic flux φ0 is calculated according to the equation (9). Thereby, the magnetic flux φ0 when the current I is a predetermined voltage / R, for example, V / R is calculated.

図4中の目標伝達トルク算出手段112は、旋回方向、図示しない操舵角センサより出力される操舵角、図示しないスロットル開度センサより出力されるスロットル開度及び図示しない車速センサ等より出力される車両の走行状態に応じて、左右の後輪車軸24,26に分配する目標伝達トルクを算出する。   4 is output from a turning direction, a steering angle output from a steering angle sensor (not shown), a throttle opening output from a throttle opening sensor (not shown), a vehicle speed sensor (not shown), and the like. A target transmission torque to be distributed to the left and right rear wheel axles 24 and 26 is calculated according to the running state of the vehicle.

目標制御電流値算出手段114は、例えば、励磁コイル60の磁束とエアギャップの関係を記憶したテーブルを検索して、磁束検出手段110により励磁電流が所定電圧/R、例えば、電源電圧V/Rであるときの磁束φ0に対応するエアギャップを推定し、各エアギャップでの各伝達トルクと励磁電流との関係を記憶したマップから推定されたエアギャップでの目標伝達トルクに該当する励磁電流を目標制御電流値として算出する。   The target control current value calculation means 114 searches, for example, a table storing the relationship between the magnetic flux of the excitation coil 60 and the air gap, and the magnetic flux detection means 110 causes the excitation current to be a predetermined voltage / R, for example, the power supply voltage V / R. The air gap corresponding to the magnetic flux φ0 is estimated, and the excitation current corresponding to the target transmission torque in the air gap estimated from the map storing the relationship between each transmission torque and the excitation current in each air gap is calculated. Calculated as the target control current value.

PID演算手段116は、電流検出手段122により検出された実電流値が目標制御電流値に収束するようにPWM駆動信号のデューティ比を決定する。即ち、電流検出手段122により検出された実電流と目標制御電流値との差分に応じて、目標制御電流値が実電流よりも大であれば、実電流が増加するよう、目標制御電流値が実電流よりも小であれば、実電流が減少するよう、目標制御電流値が実電流と一致すれば、実電流が維持されるようにデューティ比を決定する。   The PID calculation means 116 determines the duty ratio of the PWM drive signal so that the actual current value detected by the current detection means 122 converges to the target control current value. That is, according to the difference between the actual current detected by the current detection unit 122 and the target control current value, if the target control current value is larger than the actual current, the target control current value is set so that the actual current increases. If the current is smaller than the actual current, the duty ratio is determined so that the actual current decreases, and if the target control current value matches the actual current, the actual current is maintained.

選択手段118は、磁束検出手段110及びPID演算手段116のいずれか一方の出力を選択して、PWM駆動信号生成手段120に出力する。PWM駆動信号生成手段120は、選択手段118を通して出力される磁束検出手段110からのスイッチ手段80のオン/オフの指示又はPID演算手段116からのデューティ比に基づきPWM駆動信号をスイッチ手段80の制御電極に出力する。   The selection unit 118 selects one output of the magnetic flux detection unit 110 and the PID calculation unit 116 and outputs the selected output to the PWM drive signal generation unit 120. The PWM drive signal generation means 120 controls the switch means 80 based on the ON / OFF instruction of the switch means 80 from the magnetic flux detection means 110 output through the selection means 118 or the duty ratio from the PID calculation means 116. Output to electrode.

電流検出手段122は、図3に示すように、抵抗260、オペアンプ262、平均化手段264及びA/D変換器266を有する。抵抗260は一端が励磁コイル60及びオペアンプ262のマイナス端子に接続され、他端が接地されオペアンプ262のプラス端子に接続されている。オペアンプ262は、抵抗260の両端の電圧を算出することにより、励磁コイル60に流れた電流値を検出する。平均化手段264は、オペアンプ262より出力された電流値(アナログ)を、例えば、CRフィルタにより平均化する。A/D変換器266は一定のサンプリング周期で平均化手段264より出力されるアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換する。   As illustrated in FIG. 3, the current detection unit 122 includes a resistor 260, an operational amplifier 262, an averaging unit 264, and an A / D converter 266. One end of the resistor 260 is connected to the exciting coil 60 and the negative terminal of the operational amplifier 262, and the other end is grounded and connected to the positive terminal of the operational amplifier 262. The operational amplifier 262 detects the value of the current flowing through the exciting coil 60 by calculating the voltage across the resistor 260. The averaging means 264 averages the current value (analog) output from the operational amplifier 262 using, for example, a CR filter. The A / D converter 266 converts the analog voltage value output from the averaging means 264 into a digital voltage value at a constant sampling period.

以上説明したように、本実施形態では、印加電圧V’の零から所定電圧(電源電圧V)への増加時の印加電圧、電流I及び抵抗Rにより誘導起電圧eを算出し、これを積分することにより、磁束を算出するので、サーチコイルが不要となり、磁束検出装置のコスト低減化及び装置小型化を図るとともに、磁束検出の精度を向上させることができる。尚、ステップ印加以外の場合は、印加電圧V’が零から所定電圧、例えば、電源電圧Vに立ち上がるまでの印加電圧V’を考慮して式(2),(3)に基づき、誘導起電圧eを算出する。   As described above, in this embodiment, the induced electromotive voltage e is calculated from the applied voltage, current I, and resistance R when the applied voltage V ′ increases from zero to a predetermined voltage (power supply voltage V), and this is integrated. By doing so, since the magnetic flux is calculated, a search coil is not required, and it is possible to reduce the cost and size of the magnetic flux detection device and improve the accuracy of magnetic flux detection. In cases other than step application, an induced voltage is generated based on the equations (2) and (3) in consideration of the applied voltage V ′ until the applied voltage V ′ rises from zero to a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V. e is calculated.

第2実施形態
図10は発明の第2実施形態による磁束検出手段300のブロック図であり、図7中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。本実施形態の磁束検出手段300は、電磁ソレノイド70の印加電圧V’を所定電圧、例えば、電源電圧Vから0に減少させた場合に磁束を算出する。誘導起電圧算出手段302は、実電圧算出手段152より算出された実電圧R×Iより、時刻t3から時刻t4までの間、式(13)より誘導起電圧eを算出する。
Second Embodiment FIG. 10 is a block diagram of a magnetic flux detection means 300 according to a second embodiment of the present invention. Components substantially the same as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. The magnetic flux detection means 300 of this embodiment calculates a magnetic flux when the applied voltage V ′ of the electromagnetic solenoid 70 is decreased from a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V to 0. The induced electromotive voltage calculating means 302 calculates the induced electromotive voltage e from the equation (13) from time t3 to time t4 from the actual voltage R × I calculated by the actual voltage calculating means 152.

図11は磁束検出方法の一例を示すフローチャートである。図12は磁束検出方法の一例を示すタイムチャートである。ステップS50でスイッチ手段80をオフして電磁ソレノイド70への通電を停止する。ステップS52でスイッチ手段80をオンして電磁ソレノイド70に所定電圧、例えば、電源電圧Vを印加する。例えば、図12に示すように、時刻t1でスイッチ手段80がオンしたとする。スイッチ手段80がオンすると、バッテリ電源90からスイッチ手段80、励磁コイル50を通して、グランドに電流Iが流れる。時刻t1から一定時間経過後は、電流IがV/Rに等しくなる。ステップS54でスイッチ手段80をオフして電磁ソレノイド70に通電を停止する。例えば、図12に示すように、時刻t3で電磁ソレノイド70に通電を停止したとする。   FIG. 11 is a flowchart showing an example of a magnetic flux detection method. FIG. 12 is a time chart showing an example of a magnetic flux detection method. In step S50, the switch means 80 is turned off to stop energization of the electromagnetic solenoid 70. In step S52, the switch unit 80 is turned on to apply a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, to the electromagnetic solenoid 70. For example, as shown in FIG. 12, it is assumed that the switch unit 80 is turned on at time t1. When the switch unit 80 is turned on, a current I flows from the battery power source 90 through the switch unit 80 and the exciting coil 50 to the ground. After a certain time has elapsed from time t1, the current I becomes equal to V / R. In step S54, the switch means 80 is turned off to stop energization of the electromagnetic solenoid 70. For example, as shown in FIG. 12, it is assumed that energization of the electromagnetic solenoid 70 is stopped at time t3.

ステップS56で実電流検出手段122により検出された電流Iと抵抗Rとの積R×Iを実電圧として算出する。ステップS58で式(13)に従って、実電圧R×Iと印加電圧V’=0の差分から誘導起電圧eを算出する。ステップS60で誘導起電圧eを時刻t3から時刻t4までを積分する。例えば、図12に示すように、時刻t3から時刻t4まで誘導起電圧eを積分すると、図12に示す符号S2で示す積分値が電圧減少時積分値である。この電圧減少時積分値から式(14)に従って、磁束φ0を算出する。これにより、電流Iが所定電圧/R、例えば、V/Rであるときの磁束φ0が算出される。   In step S56, the product R × I of the current I and the resistance R detected by the actual current detecting means 122 is calculated as an actual voltage. In step S58, the induced electromotive force e is calculated from the difference between the actual voltage R × I and the applied voltage V ′ = 0 according to the equation (13). In step S60, the induced electromotive force e is integrated from time t3 to time t4. For example, as shown in FIG. 12, when the induced electromotive voltage e is integrated from time t3 to time t4, the integrated value indicated by reference sign S2 shown in FIG. The magnetic flux φ0 is calculated from the integrated value at the time of voltage reduction according to the equation (14). Thereby, the magnetic flux φ0 when the current I is a predetermined voltage / R, for example, V / R is calculated.

以上説明したように、本実施形態では、印加電圧V’のVから零への減少時における、電流I及び抵抗値Rにより誘導起電圧eを算出し、これを積分することにより、磁束を算出するので、サーチコイルが不要となり、磁束検出装置のコスト低減化及び装置小型化を図るとともに、磁束検出の精度を向上させることができる。尚、ステップ印加以外の場合は、印加電圧V’が所定電圧、例えば、電源電圧Vから零に立ち下がるまでの印加電圧V’を考慮して式(2),(3)に基づき、誘導起電圧eを算出する。   As described above, in the present embodiment, the induced electromotive force e is calculated from the current I and the resistance value R when the applied voltage V ′ is decreased from V to zero, and the resultant is integrated to calculate the magnetic flux. This eliminates the need for a search coil, thereby reducing the cost and size of the magnetic flux detection device and improving the accuracy of magnetic flux detection. In cases other than step application, the induced voltage is generated based on the equations (2) and (3) in consideration of the applied voltage V ′ until the applied voltage V ′ falls to zero from the power supply voltage V. The voltage e is calculated.

第3実施形態
図13は発明の第3実施形態による磁束検出手段350のブロック図であり、図7中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。本実施形態の磁束検出手段350は、印加電圧V’を零から所定電圧、例えば、電源電圧Vに増加させた時の誘導起電圧と、印加電圧V’を所定電圧、例えば、電源電圧Vから零に減少させた時の誘導起電圧とを組み合わせて磁束を算出する。誘導起電圧算出手段352は、実電圧算出手段152より算出された実電圧R×Iより、印加電圧V’を零から所定電圧、例えば、電源電圧Vとした時刻t1から電流Iが一定となる時刻t2までの間、式(8)より誘導起電圧eを算出し、印加電圧V’を所定電圧、例えば、電源電圧Vから零とした時刻t3から電流が零になる時刻t4までの間、式(13)より誘導起電圧eを算出する。磁束算出手段354は、時刻t1から時刻t2までの誘導起電圧eの電圧増加時積分値の絶対値と時刻t3から時刻t4までの誘導起電圧eの電圧減少時積分値の絶対値の平均値を磁束Φとする。
Third Embodiment FIG. 13 is a block diagram of magnetic flux detection means 350 according to a third embodiment of the present invention. Components that are substantially the same as those in FIG. 7 are given the same reference numerals. The magnetic flux detection means 350 of the present embodiment uses an induced electromotive voltage when the applied voltage V ′ is increased from zero to a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, and the applied voltage V ′ from a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V. The magnetic flux is calculated by combining with the induced electromotive voltage when it is reduced to zero. The induced electromotive force calculation means 352 makes the current I constant from time t1 when the applied voltage V ′ is changed from zero to a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, based on the actual voltage R × I calculated by the actual voltage calculation means 152. Until the time t2, the induced electromotive voltage e is calculated from the equation (8), and the applied voltage V ′ is set to a predetermined voltage, for example, from the power supply voltage V to the time t3 to the time t4 when the current becomes zero, The induced electromotive voltage e is calculated from the equation (13). The magnetic flux calculating means 354 calculates an average value of the absolute value of the integrated value at the time of voltage increase of the induced electromotive voltage e from time t1 to time t2 and the absolute value of the integrated value at the time of voltage decrease of the induced electromotive voltage e from time t3 to time t4. Is a magnetic flux Φ.

図14は磁束検出方法の一例を示すフローチャートである。図15は磁束検出方法の一例を示すタイムチャートである。ステップS80でスイッチ手段80をオフして電磁ソレノイド70に通電を停止する。ステップS82でスイッチ手段80をオンして電磁ソレノイド70に所定電圧、例えば、電源電圧Vを印加する。例えば、図15に示すように、時刻t1でスイッチ手段80がオンしたとする。そして、一定時間、所定電圧を印加した後に、スイッチ手段80をオフする。例えば、図15に示すように、時刻t3で電磁ソレノイド70に通電を停止したとする。   FIG. 14 is a flowchart showing an example of a magnetic flux detection method. FIG. 15 is a time chart showing an example of a magnetic flux detection method. In step S80, the switch means 80 is turned off to stop energization of the electromagnetic solenoid 70. In step S82, the switch means 80 is turned on to apply a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, to the electromagnetic solenoid 70. For example, as shown in FIG. 15, it is assumed that the switch unit 80 is turned on at time t1. And after applying a predetermined voltage for a fixed time, the switch means 80 is turned off. For example, as shown in FIG. 15, it is assumed that energization of the electromagnetic solenoid 70 is stopped at time t3.

ステップS84で実電流検出手段122により検出された電流Iと抵抗Rとの積R×Iを実電圧として算出する。ステップS86で式(8)に従って、実電圧R×Iと印加電圧Vの差分から誘導起電圧eを算出する。ステップS88で誘導起電圧eを時刻t1から時刻t2までを積分する。例えば、図15に示すように、時刻t1から時刻t2まで誘導起電圧eを積分すると、図15に示す符号S1で示す積分値が電圧増加時積分値である。   In step S84, the product R × I of the current I and the resistance R detected by the actual current detecting means 122 is calculated as an actual voltage. In step S86, the induced electromotive voltage e is calculated from the difference between the actual voltage R × I and the applied voltage V according to the equation (8). In step S88, the induced electromotive force e is integrated from time t1 to time t2. For example, as shown in FIG. 15, when the induced electromotive voltage e is integrated from time t1 to time t2, the integrated value indicated by reference numeral S1 shown in FIG.

ステップS90で式(13)に従って、実電圧R×Iと印加電圧V’=0の差分から誘導起電圧eを算出する。ステップS92で誘導起電圧eを時刻t3から時刻t4まで積分する。例えば、図15に示すように、時刻t3から時刻t4まで誘導起電圧eを積分すると、図15に示す符号S2で示す積分値が電圧減少時積分値である。ステップS94で電圧増加時積分値の絶対値及び電圧減少時積分値の絶対値の平均値から、磁束φ0を算出する。   In step S90, the induced electromotive voltage e is calculated from the difference between the actual voltage R × I and the applied voltage V ′ = 0 according to the equation (13). In step S92, the induced electromotive voltage e is integrated from time t3 to time t4. For example, as shown in FIG. 15, when the induced electromotive voltage e is integrated from time t3 to time t4, the integrated value indicated by reference numeral S2 shown in FIG. In step S94, the magnetic flux φ0 is calculated from the average value of the absolute value of the integrated value at the time of voltage increase and the absolute value of the integrated value at the time of voltage decrease.

以上説明したように、本実施形態によれば、第1及び第2実施形態を組み合わせることによっても、第1及び第2実施形態と同様の効果が得られる。   As described above, according to this embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained by combining the first and second embodiments.

第4実施形態
図16は本発明の第4実施形態による電磁アクチュエータ制御手段400の機能ブロック図であり、図4中の構成要素と実質的に同一の構成要素は同一の符号を付している。温度検出手段402は、抵抗Rの温度、例えば、励磁コイル60の温度を検出する。励磁コイル60の温度は、例えば、電磁アクチュエータ56の潤滑油の油温を検出することにより行う。
Fourth Embodiment FIG. 16 is a functional block diagram of an electromagnetic actuator control means 400 according to a fourth embodiment of the present invention. Components substantially the same as those in FIG. 4 are given the same reference numerals. . The temperature detection unit 402 detects the temperature of the resistor R, for example, the temperature of the exciting coil 60. The temperature of the exciting coil 60 is determined by detecting the temperature of the lubricating oil of the electromagnetic actuator 56, for example.

図17は磁束検出手段404のブロック図であり、図7中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。実電圧温度補正手段406は、抵抗Rの温度補正を行ってから、実電圧R×Iを算出するようにしている。抵抗Rの温度補正は、例えば、温度検出手段402により検出された温度から所定温度での基準抵抗値から、関係式に従って抵抗値Rが算出しても良いし、各温度と抵抗値との関係をテーブルに記憶しておき、温度に該当する抵抗値を検索して行っても良い。尚、抵抗Rに励磁コイル60以外の抵抗が含まれる場合には、その温度も検出して、その抵抗値の温度補正を行い、各温度補正された抵抗値を加算する。   FIG. 17 is a block diagram of the magnetic flux detection means 404. Components that are substantially the same as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. The actual voltage temperature correction means 406 calculates the actual voltage R × I after correcting the temperature of the resistor R. For the temperature correction of the resistance R, for example, the resistance value R may be calculated according to the relational expression from the reference resistance value at a predetermined temperature from the temperature detected by the temperature detecting means 402, or the relationship between each temperature and the resistance value. May be stored in a table and a resistance value corresponding to the temperature may be searched for. When the resistance R includes a resistance other than the exciting coil 60, the temperature is also detected, the resistance value is corrected for temperature, and the resistance value corrected for each temperature is added.

図18は磁束検出方法の一例を示すフローチャートである。ステップS100でスイッチ手段80をオフして電磁ソレノイド70に通電を停止する。ステップS102でスイッチ手段80をオンして電磁ソレノイド70に電圧Vを印加する。ステップS104で電磁ソレノイド70の温度を計測する。ステップS106で電磁ソレノイド70の温度に従って抵抗値Rを補正して、実電流検出手段122により検出された電流Iと温度補正された抵抗値Rとの積R×Iを実電圧として算出する。ステップS108で式(8)に従って、実電圧R×Iと印加電圧Vの差分から誘導起電圧eを算出する。ステップS110で誘導起電圧eを時刻t1から時刻t2まで積分する。この電圧増加時積分値から式(9)に従って、磁束φ0を算出する。   FIG. 18 is a flowchart showing an example of a magnetic flux detection method. In step S100, the switch means 80 is turned off to stop energization of the electromagnetic solenoid 70. In step S102, the switch means 80 is turned on to apply the voltage V to the electromagnetic solenoid 70. In step S104, the temperature of the electromagnetic solenoid 70 is measured. In step S106, the resistance value R is corrected according to the temperature of the electromagnetic solenoid 70, and the product R × I of the current I detected by the actual current detecting means 122 and the temperature-corrected resistance value R is calculated as an actual voltage. In step S108, the induced electromotive voltage e is calculated from the difference between the actual voltage R × I and the applied voltage V according to the equation (8). In step S110, the induced electromotive voltage e is integrated from time t1 to time t2. The magnetic flux φ0 is calculated from the integrated value at the time of voltage increase according to the equation (9).

以上説明したように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果がある上に、抵抗値を温度補正したので、誘導起電圧eをより正確に算出することができ、磁束算出の精度を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and the resistance value is temperature-corrected. Therefore, the induced electromotive voltage e can be calculated more accurately, and the magnetic flux calculation can be performed. Accuracy can be improved.

第5実施形態
図19は磁束検出手段450のブロック図であり、図7中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。磁束検出手段450は、抵抗Rの温度補正を行ってから、第2の実施形態で説明した実電圧R×Iを算出するようにしている。実電圧の温度補正は第4実施形態と同様である。
Fifth Embodiment FIG. 19 is a block diagram of the magnetic flux detection means 450. Components that are substantially the same as those in FIG. 7 are given the same reference numerals. The magnetic flux detection means 450 calculates the actual voltage R × I described in the second embodiment after correcting the temperature of the resistor R. The temperature correction of the actual voltage is the same as in the fourth embodiment.

図20は磁束検出方法の一例を示すフローチャートである。ステップS150でスイッチ手段80をオフして電磁ソレノイド70への通電を停止する。ステップS152でスイッチ手段80をオンして電磁ソレノイド70に電圧Vを印加する。ステップS154でスイッチ手段80をオフして電磁ソレノイド70への通電を停止する。ステップS156で電磁ソレノイド70の温度を計測する。ステップS158で電磁ソレノイド70の温度に従って抵抗値Rを補正して、実電流検出手段122により検出された電流Iと温度補正された抵抗値Rとの積R×Iを実電圧として算出する。ステップS160で式(13)に従って、実電圧R×Iと印加電圧V’=0の差分から誘導起電圧eを算出する。ステップS162で誘導起電圧eを時刻t3から時刻t4までを積分する。この電圧減少時積分値から式(14)に従って、磁束φ0を算出する。   FIG. 20 is a flowchart showing an example of a magnetic flux detection method. In step S150, the switch means 80 is turned off to stop energization of the electromagnetic solenoid 70. In step S152, the switch means 80 is turned on to apply the voltage V to the electromagnetic solenoid 70. In step S154, the switch means 80 is turned off to stop energization of the electromagnetic solenoid 70. In step S156, the temperature of the electromagnetic solenoid 70 is measured. In step S158, the resistance value R is corrected according to the temperature of the electromagnetic solenoid 70, and the product R × I of the current I detected by the actual current detecting means 122 and the temperature-corrected resistance value R is calculated as an actual voltage. In step S160, the induced electromotive voltage e is calculated from the difference between the actual voltage R × I and the applied voltage V ′ = 0 according to the equation (13). In step S162, the induced electromotive voltage e is integrated from time t3 to time t4. The magnetic flux φ0 is calculated from the integrated value at the time of voltage reduction according to the equation (14).

以上説明したように、本実施形態によれば、第2実施形態と同様の効果がある上に、抵抗値を温度補正したので、誘導起電圧eをより正確に算出することができ、磁束算出の精度を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the same effect as that of the second embodiment is obtained, and the resistance value is temperature-corrected. Therefore, the induced electromotive voltage e can be calculated more accurately, and the magnetic flux calculation can be performed. Accuracy can be improved.

第6実施形態
図21は磁束検出手段500のブロック図であり、図7中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。磁束検出手段500は、抵抗Rの温度補正を行ってから、第3の実施形態で説明した実電圧R×Iを算出するようにしている。実電圧の温度補正は第4実施形態と同様である。
Sixth Embodiment FIG. 21 is a block diagram of the magnetic flux detection means 500, in which components that are substantially the same as those in FIG. 7 are given the same reference numerals. The magnetic flux detection means 500 calculates the actual voltage R × I described in the third embodiment after correcting the temperature of the resistor R. The temperature correction of the actual voltage is the same as in the fourth embodiment.

図22は磁束検出方法の一例を示すフローチャートである。ステップS200でスイッチ手段80をオフして電磁ソレノイド70に通電を停止する。ステップS202でスイッチ手段80をオンして電磁ソレノイド70に所定電圧、例えば、電源電圧Vを印加する。そして、一定時間、所定電圧を印加した後、スイッチ手段80をオフする。ステップS204で電磁ソレノイド70の温度を計測する。   FIG. 22 is a flowchart showing an example of a magnetic flux detection method. In step S200, the switch means 80 is turned off to stop energization of the electromagnetic solenoid 70. In step S202, the switch unit 80 is turned on to apply a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, to the electromagnetic solenoid 70. And after applying a predetermined voltage for a fixed time, the switch means 80 is turned off. In step S204, the temperature of the electromagnetic solenoid 70 is measured.

ステップS206で電磁ソレノイド70の温度に従って抵抗値Rを温度補正して、実電流検出手段122により検出された電流Iと温度補正された抵抗値Rとの積R×Iを実電圧として算出する。ステップS208で式(8)に従って、実電圧R×Iと印加電圧Vの差分から誘導起電圧eを算出する。ステップS210で誘導起電圧eを時刻t1から時刻t2までを積分して電圧増加時積分値を算出する。   In step S206, the resistance value R is temperature-corrected according to the temperature of the electromagnetic solenoid 70, and the product R × I of the current I detected by the actual current detecting means 122 and the temperature-corrected resistance value R is calculated as an actual voltage. In step S208, the induced electromotive voltage e is calculated from the difference between the actual voltage R × I and the applied voltage V according to the equation (8). In step S210, the induced electromotive force e is integrated from time t1 to time t2 to calculate an integrated value at the time of voltage increase.

ステップS212で式(13)に従って、温度補正した実電圧R×Iと印加電圧V’=0の差分(R×I)から誘導起電圧eを算出する。ステップS214で誘導起電圧eを時刻t3から時刻t4までを積分して電圧減少時積分値を算出する。ステップS216で電圧増加時積分値の絶対値及び電圧減少時積分値の平均値から磁束φ0を算出する。尚、(電圧減少時積分値−電圧増加時積分値)の絶対値/2は、上記平均値と同じである。   In step S212, the induced electromotive voltage e is calculated from the difference (R × I) between the temperature-corrected actual voltage R × I and the applied voltage V ′ = 0 according to the equation (13). In step S214, the induced electromotive force e is integrated from time t3 to time t4 to calculate an integrated value at the time of voltage decrease. In step S216, the magnetic flux φ0 is calculated from the absolute value of the integrated value at the time of voltage increase and the average value of the integrated value at the time of voltage decrease. The absolute value / 2 of (integral value at the time of voltage decrease−integral value at the time of voltage increase) is the same as the average value.

ところで、励磁電流Iが零のときに、印加電圧が不安定であることなどから、励磁コイル60の誘導起電圧が零とはならず、ドリフトによる誘導起電圧(ドリフト起電圧)edが存在することがある。このドリフト起電圧edは略一定と見なすことができ、誘導起電圧eに含まれることから、e=e0+edとなる。e0は真の誘導起電力である。   By the way, when the excitation current I is zero, the applied voltage is unstable. For example, the induced electromotive voltage of the exciting coil 60 does not become zero, and an induced electromotive voltage (drift electromotive voltage) ed due to drift exists. Sometimes. This drift electromotive voltage ed can be regarded as substantially constant and is included in the induced electromotive voltage e, so that e = e0 + ed. e0 is a true induced electromotive force.

誘導起電圧eについて、印加電圧増加時における時刻t1〜t2までの電圧増加積分値をS1とする。真の誘導起電力e0の積分値(真の電圧増加積分値)をS0(<0)とする。ドリフト起電圧edの積分値(ドリフト成分)Sd’=ed×(t2−t1)となる。従って、式(15)が成り立つ。   For the induced electromotive voltage e, an integrated voltage increase value from time t1 to time t2 when the applied voltage is increased is S1. The integrated value (true voltage increase integrated value) of the true induced electromotive force e0 is S0 (<0). The integrated value (drift component) of the drift electromotive force ed is Sd ′ = ed × (t2−t1). Therefore, Expression (15) is established.

S1=S0+Sd’ ・・・ (15)
例えば、図24に示すように、S1=S2+S3、Sd’=S4+S3、S0=S2−S4となる。但し、S2はe<0の範囲の積分値(<0)、S3はe≧0の範囲の積分値(>0)、S4はドリフト起電圧ed(>0)による真の積分値の減少分(>0)である。
S1 = S0 + Sd ′ (15)
For example, as shown in FIG. 24, S1 = S2 + S3, Sd ′ = S4 + S3, and S0 = S2-S4. However, S2 is the integral value in the range of e <0 (<0), S3 is the integral value in the range of e ≧ 0 (> 0), and S4 is the decrease in the true integral value due to the drift electromotive force ed (> 0). (> 0).

一方、印加電圧V’の減少時には、誘導起電圧eについて、印加電圧減少時における時刻t3〜t4までの電圧減少積分値をS11とする。真の誘導起電力e0の積分値(真の電圧減少積分値)をS10とする。ドリフト起電圧edの積分値(ドリフト成分)Sd”=ed×(t4−t3)となる。従って、式(16)が成り立つ。   On the other hand, when the applied voltage V ′ is decreased, the voltage decrease integrated value from time t3 to t4 when the applied voltage is decreased is set to S11 for the induced electromotive voltage e. The integrated value (true voltage decrease integrated value) of the true induced electromotive force e0 is defined as S10. The integrated value (drift component) of the drift electromotive force ed is Sd ″ = ed × (t4−t3). Therefore, Expression (16) is established.

S11=S10+Sd” ・・・ (16)
ここで、電圧増加時の積分時間(t2−t1)と、電圧減少時の積分時間(t4−t3)を等しくすると、ドリフト成分Sd’=Sd”となり、式(16)から式(15)を減算すると、式(17)が成り立つ。
S11 = S10 + Sd ″ (16)
Here, if the integration time (t2-t1) at the time of voltage increase is equal to the integration time (t4-t3) at the time of voltage decrease, the drift component Sd ′ = Sd ″, and the equations (16) to (15) are obtained. When subtracted, Expression (17) is established.

S11−S1=S10−S0 ・・・ (17)
S10とS1は絶対値が等しいので、(電圧減少時積分値−電圧増加時積分値)/2により、ドリフト成分Sd’,Sd”が除去された真の積分値が算出される。即ち、図22中のステップS210,S220で積分時間(t2−t1),(t4−t3)を等しくすることにより、ドリフト成分が除去された真の誘導起電圧e0に基づく磁束φが算出される。尚、電圧増加時積分値の絶対値と電圧減少時積分値の絶対値の平均値を算出することによっても、真の積分値が算出される。
S11−S1 = S10−S0 (17)
Since S10 and S1 have the same absolute value, the true integrated value from which the drift components Sd ′ and Sd ″ are removed is calculated by (integration value at the time of voltage decrease−integral value at the time of voltage increase) / 2. 22, the integration time (t2-t1) and (t4-t3) are made equal in steps S210 and S220 to calculate the magnetic flux φ based on the true induced electromotive voltage e0 from which the drift component has been removed. The true integrated value is also calculated by calculating the average value of the absolute value of the integrated value at the time of voltage increase and the absolute value of the integrated value at the time of voltage decrease.

以上説明したように、本実施形態によれば、第3の実施形態と同様の効果がある上に、抵抗値を温度補正したので、誘導起電圧eをより正確に算出することができ、磁束算出の精度を向上させることができる。更に、ドリフト成分が除去された誘導起電圧に基づく精度の良い磁束を検出することができる。   As described above, according to the present embodiment, the same effect as that of the third embodiment is obtained, and the resistance value is temperature-corrected. Therefore, the induced electromotive voltage e can be calculated more accurately, and the magnetic flux The calculation accuracy can be improved. Furthermore, it is possible to detect a magnetic flux with high accuracy based on the induced electromotive voltage from which the drift component has been removed.

尚、第1〜3の実施形態では、抵抗Rを固定値としたが、抵抗Rが温度に依存することなどを考慮し、抵抗Rを測定して、測定した抵抗Rに基づいて誘導起電圧eを算出することも可能である。所定電圧を一定時間、例えば、電源電圧Vを印加電圧V’として励磁コイル60に印加すると、励磁電流Iは、所定電圧/R、例えば、V/Rとなる。これにより、抵抗Rは、所定電圧/I、例えば、V/Iとなる。この抵抗Rを式(8)又は式(13)に代入することにより、誘導起電圧eを算出できる。   In the first to third embodiments, the resistance R is a fixed value. However, the resistance R is measured in consideration of the dependence of the resistance R on temperature, and the induced electromotive voltage is measured based on the measured resistance R. It is also possible to calculate e. When a predetermined voltage is applied to the exciting coil 60 for a predetermined time, for example, with the power supply voltage V as the applied voltage V ′, the exciting current I becomes a predetermined voltage / R, for example, V / R. Thereby, the resistance R becomes a predetermined voltage / I, for example, V / I. By substituting this resistance R into the equation (8) or the equation (13), the induced electromotive voltage e can be calculated.

抵抗Rは、誘導起電圧eを算出するために図6等で示される電圧V’を印加する前に、所定電圧を一定時間、例えば、電源電圧Vを一定時間、励磁コイル60に印加したときの電流I、あるいは、誘導起電圧eを算出するための印加電圧V’が所定電圧、例えば、電源電圧Vとなり、一定となったときの電流Iから算出する。この抵抗Rをメモリに格納しておき、誘導起電圧eを算出する際に用いる。また、電源電圧Vが変動することもあることから、電源電圧Vなどを測定してから抵抗Rを算出しても良い。また、印加電圧V’の増加時や減少時に、電流Iを測定するとともに、印加電圧V’を測定し、測定した印加電圧V’及び電流Iを式(3)に代入して、誘導起電圧eを算出し、式(4)に基づいて、磁束φを算出してもよい。このとき、上記のように測定した抵抗Rを式(3)に代入して、誘導起電圧eを算出しても良い。   The resistor R applies a predetermined voltage to the exciting coil 60 for a predetermined time, for example, the power supply voltage V for a predetermined time before applying the voltage V ′ shown in FIG. 6 or the like to calculate the induced electromotive voltage e. Or the applied voltage V ′ for calculating the induced electromotive voltage e becomes a predetermined voltage, for example, the power supply voltage V, and is calculated from the current I when the voltage becomes constant. This resistance R is stored in a memory and used when calculating the induced electromotive voltage e. Since the power supply voltage V may fluctuate, the resistance R may be calculated after measuring the power supply voltage V or the like. In addition, when the applied voltage V ′ increases or decreases, the current I is measured, the applied voltage V ′ is measured, and the measured applied voltage V ′ and current I are substituted into the expression (3) to induce the induced voltage. e may be calculated, and the magnetic flux φ may be calculated based on Equation (4). At this time, the induced electromotive force e may be calculated by substituting the resistance R measured as described above into the equation (3).

また、本実施形態では電磁ブレーキに使用される磁束検出装置を例に説明したが、励磁電流による磁束に基づいてクラッチの締結が制御される電磁クラッチであれば、適用可能である。   Moreover, although the magnetic flux detection apparatus used for an electromagnetic brake was demonstrated to the example in this embodiment, it is applicable if it is an electromagnetic clutch by which engagement of a clutch is controlled based on the magnetic flux by an exciting current.

4輪駆動車両の動力伝達系を示す概略図である。It is the schematic which shows the power transmission system of a four-wheel drive vehicle. 増速装置(変速装置)及びリヤデファレンシャル装置の断面図である。It is sectional drawing of a speed increasing apparatus (transmission apparatus) and a rear differential apparatus. 電磁ソレノイド及び周辺回路を示す図である。It is a figure which shows an electromagnetic solenoid and a peripheral circuit. 電磁アクチュエータ制御手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an electromagnetic actuator control means. 磁束検出の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of magnetic flux detection. 磁束検出の原理を示す図である。It is a figure which shows the principle of magnetic flux detection. 本発明の第1実施形態による磁束検出手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the magnetic flux detection means by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による磁束検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the magnetic flux detection method by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による磁束検出方法を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the magnetic flux detection method by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による磁束検出手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the magnetic flux detection means by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による磁束検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the magnetic flux detection method by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による磁束検出方法を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the magnetic flux detection method by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による磁束検出手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the magnetic flux detection means by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による磁束検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the magnetic flux detection method by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による磁束検出方法を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the magnetic flux detection method by 3rd Embodiment of this invention. 電磁アクチュエータ制御手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an electromagnetic actuator control means. 本発明の第4実施形態による磁束検出手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the magnetic flux detection means by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による磁束検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the magnetic flux detection method by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態による磁束検出手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the magnetic flux detection means by 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態による磁束検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the magnetic flux detection method by 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態による磁束検出手段の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the magnetic flux detection means by 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態による磁束検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the magnetic flux detection method by 6th Embodiment of this invention. ドリフト誘導起電圧を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a drift induced electromotive voltage.

符号の説明Explanation of symbols

10 増速装置(変速装置)
12 リヤデファレンシャル装置
24,26 後ろ車軸
30 入力シャフト
32 出力シャフト
50A,50B プラネタリギヤセット
51 ブレーキ機構
52 多板ブレーキ
56 電磁アクチュエータ
58 コア(ヨーク)
60 励磁コイル
62 アーマチュア
70 電磁ソレノイド
80 スイッチ手段
100,400 電磁アクチュエータ制御手段
110,300,404,450,500 磁束検出手段
114 目標制御電流値算出手段
116 PID演算手段
122 電流検出手段
150 通電手段
152 実電圧算出手段
154,302,352 誘導起電圧算出手段
156,354 磁束算出手段
402 温度検出手段
406 実電圧温度補正手段
10 Speed increaser (transmission)
12 Rear differential devices 24, 26 Rear axle 30 Input shaft 32 Output shaft 50A, 50B Planetary gear set 51 Brake mechanism 52 Multi-plate brake 56 Electromagnetic actuator 58 Core (yoke)
60 Excitation coil 62 Armature 70 Electromagnetic solenoid 80 Switch means 100, 400 Electromagnetic actuator control means 110, 300, 404, 450, 500 Magnetic flux detection means 114 Target control current value calculation means 116 PID calculation means 122 Current detection means 150 Current supply means 152 Actual Voltage calculation means 154, 302, 352 Induction voltage calculation means 156, 354 Magnetic flux calculation means 402 Temperature detection means 406 Actual voltage temperature correction means

Claims (2)

エアギャップを介して対向するコア及びアーマチュアと、前記コア、前記アーマチュア及び前記エアギャップに磁束を発生する励磁コイルと、前記励磁コイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記エアギャップに発生した磁束に基づき締結される多板クラッチとを有する電磁クラッチの磁束検出装置であって、
前記電磁クラッチが非締結状態であるか否かを検出する電磁クラッチ非締結検出手段と、
前記電磁クラッチ非締結検出手段が前記電磁クラッチの非締結状態を検出したとき、前記電圧印加手段を制御して、前記励磁コイルの印加電圧を増加させる第1の通電制御手段と、
前記励磁コイルに流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記印加電圧、前記電流が流れる経路に係る抵抗値及び前記電流検出手段が検出した前記印加電圧の増加時の前記電流値に基づいて、前記励磁コイルに発生する印加電圧の増加時の誘導起電圧を算出する第1の誘導起電圧算出手段と、
前記電圧印加手段を制御して、前記励磁コイルの印加電圧を減少させる第2の通電制御手段と、
前記印加電圧、前記電流が流れる経路に係る抵抗値及び前記電流検出手段が検出した前記印加電圧の減少時の前記電流値に基づいて、前記励磁コイルに発生する印加電圧の減少時の誘導起電圧を算出する第2の誘導起電圧算出手段と、
前記印加電圧の増加時及び印加電圧の減少時の前記誘導起電圧をそれぞれ時間積分し、その印加電圧の増加時及び印加電圧の減少時の積分値の差分値に基づき前記励磁コイルの磁束を算出する磁束算出手段と、
を具備したことを特徴とする磁束検出装置。
A core and an armature facing each other through an air gap, an excitation coil for generating a magnetic flux in the core, the armature and the air gap, a voltage applying means for applying a voltage to the excitation coil, and a magnetic flux generated in the air gap A magnetic flux detection device for an electromagnetic clutch having a multi-plate clutch fastened based on
Electromagnetic clutch non-engagement detecting means for detecting whether or not the electromagnetic clutch is in a non-engaged state;
First energization control means for controlling the voltage application means to increase the applied voltage of the excitation coil when the electromagnetic clutch non-engagement detection means detects the non-engagement state of the electromagnetic clutch;
Current detecting means for detecting a current value of a current flowing through the exciting coil;
Based on the applied voltage, a resistance value related to a path through which the current flows, and the current value when the applied voltage is increased detected by the current detection unit, an induced electromotive voltage when the applied voltage is generated in the exciting coil is increased. First induced electromotive force calculation means for calculating
Second energization control means for controlling the voltage application means to reduce the applied voltage of the exciting coil;
Based on the applied voltage, a resistance value associated with a path through which the current flows, and the current value when the applied voltage is decreased detected by the current detection unit, an induced electromotive voltage when the applied voltage is reduced in the exciting coil. Second induced electromotive force calculation means for calculating
The induced electromotive voltage when the applied voltage is increased and when the applied voltage is decreased is time-integrated, and the magnetic flux of the exciting coil is calculated based on the difference value between the integrated values when the applied voltage is increased and when the applied voltage is decreased. Magnetic flux calculating means for
A magnetic flux detection device comprising:
前記励磁コイルの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された励磁コイルの温度に基づいて前記抵抗値を補正する温度補正手段とを更に具備し、前記誘導起電圧算出手段は、前記温度補正手段が補正した抵抗値に基づいて、前記誘導起電圧を算出することを特徴とする請求項1記載の磁束検出装置。   The temperature detecting means for detecting the temperature of the exciting coil, and the temperature correcting means for correcting the resistance value based on the temperature of the exciting coil detected by the temperature detecting means, the induced electromotive voltage calculating means, 2. The magnetic flux detecting device according to claim 1, wherein the induced electromotive voltage is calculated based on the resistance value corrected by the temperature correcting means.
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CN114034477A (en) * 2021-11-09 2022-02-11 上海交通大学 Micro-stroke magnetic lock type self-locking valve core motion state monitoring method

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