JP2010074996A - Current limiting device, electromagnetic clutch device, and driving force distribution arrangement - Google Patents

Current limiting device, electromagnetic clutch device, and driving force distribution arrangement Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current limiting device capable of stably executing overload driving, with a simple configuration, without rasing a current output up to a use limit for current output blocking. <P>SOLUTION: An ECU sets a cooling time for cooling an output element heated under execution of overload driving, by decreasing an upper limit value Ilim of current limitation to a first value I1 corresponding to a rated current value from a second value I2 corresponding to the limit conduction value for a predetermined time Tx after execution of the overload driving. The ECU measures a continuation time t of overload driving. Based on the continuation time t, it calculates the time period for the cooling time, i.e., the predetermined time Tx. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電流制限装置、電磁クラッチ装置及び駆動力配分装置に関するものである。   The present invention relates to a current limiting device, an electromagnetic clutch device, and a driving force distribution device.

従来、エンジンの駆動力を各車輪に伝達する駆動系の途中に設けられた電磁クラッチの係合力に基づき、その伝達可能なトルク容量(トルク伝達容量)を任意に変更可能なトルクカップリングを備えた駆動力配分装置がある。そして、その係合力の調整、即ちトルク伝達容量の変更は、同電磁クラッチへの通電量を制御することにより行なわれる(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a torque coupling that can arbitrarily change its torque capacity (torque transmission capacity) based on the engagement force of an electromagnetic clutch provided in the middle of the drive system that transmits engine driving force to each wheel has been provided. There is a driving force distribution device. Then, the adjustment of the engagement force, that is, the change of the torque transmission capacity is performed by controlling the energization amount to the electromagnetic clutch (see, for example, Patent Document 1).

ところで、近年、幅広い車種にその採用が進むにつれ、このような駆動力配分装置に要求される性能もまた、一段と高くなっている。例えば、大型の車両、或いは出力の大きな車両への搭載時には、より高いトルク伝達性能が要求される一方、小型車両への搭載時には、その小型化及び低コスト化が求められることになる。   By the way, in recent years, as the adoption of a wide range of vehicles progresses, the performance required for such a driving force distribution device has become higher. For example, when mounted on a large vehicle or a vehicle with a large output, higher torque transmission performance is required. On the other hand, when mounted on a small vehicle, downsizing and cost reduction are required.

しかしながら、要求されるトルク伝達性能の上昇に合わせてクラッチを強化(例えばクラッチ枚数の増加等)するとすれば、装置サイズの大型化と製造コストの上昇を招くことになり、更には、その要求される性能に合わせた複数の仕様を設定することで、多大な管理コストが発生することになる。   However, if the clutch is reinforced (for example, an increase in the number of clutches, etc.) in accordance with the required increase in torque transmission performance, the size of the apparatus will be increased and the manufacturing cost will be increased. By setting a plurality of specifications according to the performance, a great management cost is generated.

そこで、このような機械的にクラッチを強化する手法に代えて、その電磁クラッチに出力する駆動電流を増大させることによって、要求されるトルク伝達性能を確保することが考えられる。即ち、電磁クラッチの係合力は、その入力される駆動電流の大きさに依存する。また、所謂定格電流値は、その連続通電が許容される最大の値である。そして、何れの車両においても、実際にその要求されるトルク伝達容量がピークとなる状況が継続する時間は、比較的短時間である。   In view of this, it is conceivable to secure the required torque transmission performance by increasing the drive current output to the electromagnetic clutch, instead of such a method of mechanically strengthening the clutch. That is, the engaging force of the electromagnetic clutch depends on the magnitude of the input drive current. The so-called rated current value is the maximum value that allows continuous energization. In any vehicle, the time during which the required torque transmission capacity actually peaks continues for a relatively short time.

つまり、電磁クラッチに対する電流出力については、現状においても、その要求されるトルク伝達性能の上昇に応えうる増強の余地を残しており、例えば定格電流値のような通常の使用方法において基準とされる値を超えた駆動電流出力、即ち過負荷駆動を実行することが可能である。そして、その増大した駆動電流の出力に伴う電流出力素子(FET)等の発熱の問題については、例えば、特許文献2に示されるような電流出力遮断機能を用いて速やかにフェールセーフを図ることにより、これに対処することが可能である。
特開2004−340345号公報 特開2003−324841号公報
In other words, the current output to the electromagnetic clutch still has room for enhancement that can respond to the required increase in torque transmission performance, and is used as a standard in normal usage methods such as rated current values. It is possible to execute drive current output exceeding the value, that is, overload drive. And about the problem of heat_generation | fever of the current output element (FET) etc. accompanying the output of the increased drive current, for example, by aiming at fail safe promptly using the current output interruption | blocking function as shown in patent document 2, for example. It is possible to deal with this.
JP 2004-340345 A JP 2003-324841 A

しかしながら、上記従来技術によりフェールセーフが図られるとはいえ、その電流出力の遮断により、トルクカップリングの作動は停止する。つまり、一度、その使用限界に達した場合には、復旧するまでの間、その駆動力配分装置としての機能が失われてしまうことになる。そして、このような使用限界に至る自体を回避するために、電流出力素子の容量を大型化する、或いはヒートシンクのような放熱部材を設ける等の物理的な熱対策は、その製造コストが押し上げる要因になるという課題を残しており、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。   However, although fail safe is achieved by the above prior art, the operation of the torque coupling is stopped by the interruption of the current output. In other words, once the use limit is reached, the function as the driving force distribution device is lost until recovery. And in order to avoid such a use limit itself, physical heat countermeasures such as increasing the capacity of the current output element or providing a heat radiating member such as a heat sink are factors that increase the manufacturing cost. In this respect, there was still room for improvement.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて電流出力を遮断すべき使用限界に至しめることなく安定的に過負荷駆動を実行することができる電流制限装置、電磁クラッチ装置及び駆動力配分装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to stably perform overload driving without reaching the use limit where the current output should be cut off with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a current limiting device, an electromagnetic clutch device, and a driving force distribution device.

上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、出力電流を所定の上限値以下に制限するとともに、前記上限値以下である所定の基準値を超える前記出力電流の継続時間を計測し、該出力電流が所定の設定値以下となった後、前記継続時間に基づく所定時間、前記上限値を低減する電流制限装置であること、を要旨とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 limits the output current to a predetermined upper limit value or less, and sets the duration of the output current exceeding a predetermined reference value that is equal to or less than the upper limit value. The gist of the invention is that the current limiting device reduces the upper limit for a predetermined time based on the duration after the output current becomes equal to or lower than a predetermined set value.

即ち、上記のように、過負荷駆動の実行後、電流制限の上限値を低減して電流出力素子の冷却を図るとともに、その上限値を低減する冷却時間を適切に設定することにより、電流出力素子を使用限界に至しめることなく、より安定的に基準値を超えた電流出力を実行することが可能となる。   That is, as described above, after the overload drive is performed, the current output element is cooled by reducing the upper limit value of the current limit, and the current output is set by appropriately setting the cooling time for reducing the upper limit value. The current output exceeding the reference value can be executed more stably without reaching the limit of use of the element.

ここで、多くの場合、電流制限装置としての機能は、その電流制限を適用する電流出力装置(ECU等)に実装されることになる。しかしながら、当該電流出力装置は、当然、その主たる機能である電流出力及び当該電流出力を通じた対象物の制御(例えば駆動力配分制御等)に関する即時性の高い数多くの演算処理をも実行しなければならない。従って、その優先順位を考慮するならば、付加的機能ともいえる電流制限処理に関連する演算負荷は、できる限り軽くすることが望ましい。また、実際の車両において、その要求されるトルク伝達容量がピークとなる状況が継続する時間は、比較的短いことから、上記冷却時間の設定は、あくまで、その例外が発生した場合の対策としての意味合いが強い。つまり、冷却時間として設定する所定時間については、その厳密な管理を行なうことに特別の利点はない。そして、過負荷駆動の継続時間は、当該過負荷駆動により電流出力素子に生ずる発熱の程度を推測するために極めて有用であるにも関わらず、その計測に、さしたる演算負荷の増大は生じない。   Here, in many cases, the function as the current limiting device is implemented in a current output device (ECU or the like) to which the current limitation is applied. However, the current output device must naturally execute a large number of high-immediate arithmetic processes related to the current function as its main function and the control of the object through the current output (for example, driving force distribution control). Don't be. Therefore, if the priority order is taken into consideration, it is desirable to make the calculation load related to the current limiting process, which can be called an additional function, as light as possible. Also, in an actual vehicle, the time during which the required torque transmission capacity reaches a peak is relatively short, so the setting of the cooling time is only a countermeasure when an exception occurs. Strong meaning. In other words, there is no particular advantage in strictly managing the predetermined time set as the cooling time. Although the duration of overload driving is extremely useful for estimating the degree of heat generated in the current output element due to the overload driving, the calculation load does not increase significantly.

従って、上記構成によれば、その演算負荷の増大を招かない程度において、冷却時間となる所定時間を適切に設定することができる。その結果、効率的、且つ安定的に所定の基準値を超える電流出力、即ち過負荷駆動を実行することができるようになる。   Therefore, according to the above configuration, it is possible to appropriately set the predetermined time as the cooling time to the extent that the calculation load is not increased. As a result, current output exceeding a predetermined reference value, that is, overload driving can be executed efficiently and stably.

請求項2に記載の発明は、前記継続時間が設定時間を超えた場合には、前記設定値以下への前記出力電流の低下を待つことなく、前記上限値を低減すること、を要旨とする。
上記構成によれば、過負荷駆動が持続するような状況においても、電流出力素子の過熱を抑制することができる。
The gist of the invention described in claim 2 is that, when the duration exceeds a set time, the upper limit value is reduced without waiting for the output current to fall below the set value. .
According to the above configuration, overheating of the current output element can be suppressed even in a situation where overload driving is sustained.

請求項3に記載の発明は、前記出力電流の電流値を所定期間に亘って記憶した値の平均値を監視し、該平均値が所定の閾値を超える場合には、前記上限値を低減すること、を要旨とする。   The invention according to claim 3 monitors an average value of the values of the output current stored over a predetermined period, and reduces the upper limit value when the average value exceeds a predetermined threshold value. This is the gist.

上記構成によれば、電流出力素子の発熱が少ない状態に限定して、その過負荷駆動を許容することにより、当該電流出力素子の過熱により駆動電流の出力を遮断すべき状況、即ち使用限界に至しめることなく、安定的に基準値を超えた電流出力を実行することができる。   According to the above configuration, the current output element is limited to a state where heat generation is small, and the overload drive is allowed, so that the output of the drive current should be cut off due to overheating of the current output element, that is, the use limit. Without arriving, current output exceeding the reference value can be executed stably.

請求項4に記載の発明は、前記基準値及び前記設定値は、連続通電が許容される定格電流値に相当する値であって、前記上限値は該定格電流値まで低減されること、を要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the reference value and the set value are values corresponding to a rated current value that allows continuous energization, and the upper limit value is reduced to the rated current value. The gist.

即ち、連続通電が許容される定格電流を基準値及び設定値とすることで、電流出力素子の発熱及び冷却を精度よく管理することができる。その結果、簡素な構成にて、効率よく、電流出力素子を使用限界に至しめることなく、安定的に過負荷駆動を実行することができるようになる。   That is, by setting the rated current at which continuous energization is allowed as the reference value and the set value, it is possible to accurately manage the heat generation and cooling of the current output element. As a result, it is possible to stably perform overload driving with a simple configuration without efficiently reaching the use limit of the current output element.

請求項5に記載の発明は、電磁石に対する駆動電流の出力を通じてクラッチ機構の発生する係合力を変更可能な電磁クラッチ装置であって、前記駆動電流を出力する制御手段には、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の電流制限装置が設けられること、を要旨とする。   The invention according to claim 5 is an electromagnetic clutch device capable of changing the engagement force generated by the clutch mechanism through the output of the drive current to the electromagnet, and the control means for outputting the drive current includes: The gist is that the current limiting device according to any one of Items 4 is provided.

請求項6に記載の発明は、電磁クラッチの係合力に基づきトルク伝達容量が変化するトルクカップリングと、前記電磁クラッチに対する駆動電流の出力を通じて前記トルクカップリングを介した駆動力配分を制御する制御手段とを備えた駆動力配分装置であって、前記制御手段には、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の電流制限装置が設けられること、を要旨とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a torque coupling in which a torque transmission capacity changes based on an engaging force of the electromagnetic clutch, and a control for controlling a driving force distribution through the torque coupling through an output of a driving current to the electromagnetic clutch. The control means is provided with the current limiting device according to any one of claims 1 to 4. The gist of the invention is a driving force distribution device.

上記各構成によれば、制御手段に余分な演算負荷を掛けることなく、効率的に電流出力素子の発熱を管理することができ、その結果、より安定的に所定の基準値を超える電流出力、即ち過負荷駆動を実行することができるようになる。特に、駆動力配分装置の制御手段は、単純なトルクカップリングの制御のみならず、車両の走行状態等に応じた適切な駆動力配分を実現するための制御、即ち駆動力配分制御に関する即時性の高い数多くの演算処理を実行しなければならない。従って、このようなものに適用することで、より顕著な効果を得ることができる。   According to each of the above configurations, heat generation of the current output element can be efficiently managed without imposing an extra calculation load on the control means, and as a result, a current output exceeding a predetermined reference value more stably, That is, overload driving can be executed. In particular, the control means of the driving force distribution device is not only simple torque coupling control but also immediacy regarding control for realizing appropriate driving force distribution according to the running state of the vehicle, that is, driving force distribution control. A large number of high processing operations must be executed. Therefore, a more remarkable effect can be acquired by applying to such a thing.

本発明によれば、簡素な構成にて電流出力を遮断すべき使用限界に至しめることなく安定的に過負荷駆動を実行することが可能な電流制限装置、電磁クラッチ装置及び駆動力配分装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a current limiting device, an electromagnetic clutch device, and a driving force distribution device capable of stably performing overload driving without reaching a use limit where current output should be cut off with a simple configuration. Can be provided.

以下、本発明を四輪駆動車に搭載された駆動力配分装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、車両1は、前輪駆動車をベースとする四輪駆動車であり、エンジン2の片側に組み付けられたトランスアクスル3には、一対のフロントアクスル4が連結されている。また、トランスアクスル3には、上記各フロントアクスル4とともにプロペラシャフト5が連結されており、該プロペラシャフト5は、リヤディファレンシャル7を介して一対のリヤアクスル8と連結されている。そして、エンジン2の駆動力は、これらフロントアクスル4を介して前輪6fに伝達されるとともに、プロペラシャフト5及び各リヤアクスル8を介して後輪6rに伝達されるようになっている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a driving force distribution device mounted on a four-wheel drive vehicle will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the vehicle 1 is a four-wheel drive vehicle based on a front wheel drive vehicle, and a pair of front axles 4 are connected to a transaxle 3 assembled on one side of the engine 2. Further, a propeller shaft 5 is connected to the transaxle 3 together with the front axles 4, and the propeller shaft 5 is connected to a pair of rear axles 8 via a rear differential 7. The driving force of the engine 2 is transmitted to the front wheels 6f through these front axles 4, and is also transmitted to the rear wheels 6r through the propeller shafts 5 and the respective rear axles 8.

即ち、本実施形態では、トランスアクスル3、フロントアクスル4、プロペラシャフト5、リヤディファレンシャル7及びリヤアクスル8により、エンジン2の駆動力を各車輪(6f,6r)へと伝達する駆動系が構成されている。   In other words, in the present embodiment, the transaxle 3, the front axle 4, the propeller shaft 5, the rear differential 7, and the rear axle 8 constitute a drive system that transmits the driving force of the engine 2 to each wheel (6f, 6r). Yes.

また、本実施形態では、上記のような駆動系を構成するプロペラシャフト5とリヤディファレンシャル7との間には、そのクラッチ機構の係合力に基づいて、伝達可能なトルク容量、即ちトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリング9が介在されており、同トルクカップリング9は、制御手段としてのECU10により、その作動が制御されている。   In the present embodiment, a torque capacity that can be transmitted, that is, a torque transmission capacity, is set between the propeller shaft 5 and the rear differential 7 constituting the drive system as described above based on the engagement force of the clutch mechanism. A changeable torque coupling 9 is interposed, and the operation of the torque coupling 9 is controlled by an ECU 10 as control means.

具体的には、本実施形態のトルクカップリング9は、電磁コイルに供給される電流量に応じて摩擦係合力が変化する電磁クラッチ12を備えており、その摩擦係合力に基づく駆動力をプロペラシャフト5からリヤディファレンシャル7へと伝達する。そして、ECU10は、駆動電流の出力を通じて電磁クラッチ12の摩擦係合力を調整、即ちトルクカップリング9のトルク伝達容量を変更することにより、当該トルクカップリング9を介して伝達される駆動力配分を制御する構成となっている、
即ち、本実施形態では、これらトルクカップリング9及びECU10により駆動力配分装置が構成されている。そして、本実施形態の車両1は、この駆動力配分装置により、プロペラシャフト5からリヤディファレンシャル7へと伝達される駆動力を変化させることで、その前輪6fと後輪6rとの間の駆動力配分を連続的に変更することが可能な構成となっている。
Specifically, the torque coupling 9 of the present embodiment includes an electromagnetic clutch 12 whose frictional engagement force changes according to the amount of current supplied to the electromagnetic coil, and the driving force based on the frictional engagement force is propeller. Transmission from the shaft 5 to the rear differential 7 is performed. Then, the ECU 10 adjusts the friction engagement force of the electromagnetic clutch 12 through the output of the drive current, that is, changes the torque transmission capacity of the torque coupling 9, thereby distributing the driving force transmitted through the torque coupling 9. It is configured to control,
That is, in the present embodiment, the torque coupling 9 and the ECU 10 constitute a driving force distribution device. And the vehicle 1 of this embodiment changes the driving force transmitted from the propeller shaft 5 to the rear differential 7 by this driving force distribution device, so that the driving force between the front wheel 6f and the rear wheel 6r is changed. The distribution can be changed continuously.

さらに詳述すると、本実施形態のECU10には、アクセル開度センサ13、ブレーキセンサ14及び車輪速センサ15a〜15d等、多数のセンサが接続されており、ECU10は、これら各センサの出力信号に基づき車両の各種状態量、例えばアクセル開度、ブレーキ状態、車速及び車輪速差等を検出する。そして、ECU10は、その検出される車両状態量に基づいて、トルクカップリング9(電磁クラッチ12)に出力する駆動電流を制御、即ち駆動力配分制御を実行する。   More specifically, the ECU 10 of the present embodiment is connected to a number of sensors such as an accelerator opening sensor 13, a brake sensor 14, and wheel speed sensors 15a to 15d, and the ECU 10 receives output signals from these sensors. Based on various state quantities of the vehicle, for example, accelerator opening, brake state, vehicle speed, wheel speed difference, and the like are detected. Then, the ECU 10 controls the drive current output to the torque coupling 9 (electromagnetic clutch 12) based on the detected vehicle state quantity, that is, executes drive force distribution control.

具体的には、図2のフローチャートに示すように、ECU10は、車両の各種状態量を取得すると(ステップ101)、続いてトルクカップリング9(電磁クラッチ12)に出力する駆動電流の実電流値Iを検出する(ステップ102)。次に、ECU10は、上記検出された各種の状態量に基づいて、その制御目標値である電流指令値I*を演算し(ステップ103)、更に、この電流指令値I*について、後述する電流制限処理を実行する(ステップ104)。そして、ステップ103において演算された電流指令値I*(又はステップ104における電流制限処理後の電流指令値I**)に上記検出された実電流値Iを追従させるべく、電流フィードバック演算を実行し(ステップ105)、その演算結果に基づいて、トルクカップリング9(電磁クラッチ12)に対する駆動電流出力(ステップ106)を実行する。   Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 2, when the ECU 10 acquires various state quantities of the vehicle (step 101), the actual current value of the drive current that is subsequently output to the torque coupling 9 (electromagnetic clutch 12). I is detected (step 102). Next, the ECU 10 calculates a current command value I *, which is a control target value, based on the detected various state quantities (step 103). A restriction process is executed (step 104). Then, a current feedback calculation is executed so that the detected actual current value I follows the current command value I * calculated in step 103 (or the current command value I ** after the current limiting process in step 104). (Step 105) Based on the calculation result, a drive current output (Step 106) for the torque coupling 9 (electromagnetic clutch 12) is executed.

(電流制限処理)
次に、本実施形態における電流制限処理の態様について説明する。
図3は、本実施形態のECU10による電流制限処理の一例を示す説明図、図4は、その電流制限の処理手順を示すフローチャート、そして、図5は、当該電流制限処理における冷却判定の処理手順を示すフローチャートである。尚、これら図4及び図5、並びに図2のフローチャートに示される各処理は、それぞれ所定の演算周期で実行されるものである。
(Current limit processing)
Next, the aspect of the current limiting process in this embodiment will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a current limiting process performed by the ECU 10 of the present embodiment, FIG. 4 is a flowchart illustrating the current limiting process, and FIG. 5 is a cooling determination process in the current limiting process. It is a flowchart which shows. Each process shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 5 and FIG. 2 is executed at a predetermined calculation cycle.

上述のように、本実施形態のECU10では、トルクカップリング9(電磁クラッチ12)に対して駆動電流を出力する電流出力素子(FET)の過熱抑制を図るべく、その出力する駆動電流の値を所定の上限値Ilim以下に制限する電流制限処理が行なわれる(図2参照、ステップ104)。   As described above, in the ECU 10 of this embodiment, in order to suppress overheating of the current output element (FET) that outputs a drive current to the torque coupling 9 (electromagnetic clutch 12), the value of the output drive current is set. A current limiting process is performed to limit the current value to a predetermined upper limit value Ilim or less (see FIG. 2, step 104).

詳述すると、本実施形態では、その電流制限処理における上限値Ilimとして、二つの値(I1,I2)が設定されている。具体的には、その第1の値I1には、連続通電が許容される最大値である所謂定格電流値が設定され、第2の値I2には、短時間の通電のみが許容される限界通電値が設定されている。尚、この場合において、「定格電流値」は、電流出力素子の仕様により定められた値であるのに対し、「限界通電値」は、実験やシミュレーション等により決定される値(例えば、定格電流値の1.5倍程度)である。そして、本実施形態のECU10は、その駆動電流の出力状態に応じて、これら二つの値(I1,I2)の何れかを上限値Ilimとして選択し、上記電流制限処理を実行する構成となっている。   Specifically, in the present embodiment, two values (I1, I2) are set as the upper limit value Ilim in the current limiting process. Specifically, a so-called rated current value that is a maximum value that allows continuous energization is set as the first value I1, and a limit that allows only short-time energization is set as the second value I2. The energization value is set. In this case, the “rated current value” is a value determined by the specifications of the current output element, whereas the “limit energization value” is a value determined by experiment or simulation (for example, the rated current value). (About 1.5 times the value). And ECU10 of this embodiment becomes a structure which selects either of these two values (I1, I2) as upper limit Ilim according to the output state of the drive current, and performs the said current limiting process. Yes.

さらに詳述すると、本実施形態のECU10は、過去に出力した駆動電流の平均値Iavrを監視、詳しくは上記検出される実電流値Iの移動平均を随時演算している。即ち、過去に出力した電流値を所定期間に亘って記憶した値の平均値を監視している。そして、その平均値Iavrが所定の閾値I0(例えば、定格電流値の半分程度)を超える場合には、第1の値I1を上限値Ilimとし、平均値Iavrが閾値I0以下である場合には、第2の値I2を上限値Ilimとする。即ち、本実施形態では、過去に出力した駆動電流の平均値Iavrが所定の閾値I0以下である場合には、定格電流を超える駆動電流の出力が許容される。そして、これにより、電磁クラッチ12(のクラッチ機構)を大型化することなく、要求されるトルク伝達性能を確保する構成となっている。   More specifically, the ECU 10 of the present embodiment monitors the average value Iavr of the drive current output in the past, and calculates the moving average of the actual current value I detected in detail as needed. That is, the average value of the values stored in the past for the current value output in the past is monitored. When the average value Iavr exceeds a predetermined threshold value I0 (for example, about half of the rated current value), the first value I1 is set as the upper limit value Ilim, and the average value Iavr is equal to or less than the threshold value I0. The second value I2 is the upper limit value Ilim. That is, in this embodiment, when the average value Iavr of the drive current output in the past is equal to or less than the predetermined threshold value I0, the output of the drive current exceeding the rated current is allowed. Thus, the required torque transmission performance is ensured without increasing the size of the electromagnetic clutch 12 (the clutch mechanism).

具体的には、例えば、図3に示す例では、時間T0から時間T1までの間、上記駆動電流の平均値Iavrは所定の閾値I0を超えており(Iavr>I0)、ECU10による電流制限の上限値Ilimは、定格電流値に相当する第1の値I1となっている。つまり、この時間T0から時間T1までの区間は、定格電流を超える駆動電流の出力が禁止された超過禁止区間となっている。   Specifically, for example, in the example shown in FIG. 3, during the period from time T0 to time T1, the average value Iavr of the drive current exceeds a predetermined threshold value I0 (Iavr> I0). The upper limit value Ilim is a first value I1 corresponding to the rated current value. That is, the section from time T0 to time T1 is an excess prohibition section in which the output of the drive current exceeding the rated current is prohibited.

一方、時間T1以降、上記駆動電流の平均値Iavrが閾値I0以下となったことで(Iavr≦I0)、電流制限の上限値Ilimは、上記限界通電値に相当する第2の値I2に切り替えられている。つまり、時間T1以降の区間では、定格電流を超える駆動電流の出力が許容されている。そして、この例では、時間T2から時間T3までの間、その定格電流値に相当する基準値として設定された第1の値を超える電流指令値I*の演算、即ち定格電流値を超えた駆動電流を出力する過負荷駆動が実行されている。   On the other hand, after the time T1, the average value Iavr of the drive current becomes equal to or less than the threshold value I0 (Iavr ≦ I0), and the current limit upper limit value Ilim is switched to the second value I2 corresponding to the limit energization value. It has been. That is, output of drive current exceeding the rated current is allowed in the section after time T1. In this example, from time T2 to time T3, calculation of the current command value I * exceeding the first value set as the reference value corresponding to the rated current value, that is, driving exceeding the rated current value Overload drive that outputs current is being executed.

また、本実施形態のECU10は、このような過負荷駆動の実行後は、所定時間Tx、その電流制限の上限値Ilimを上記第1の値I1に低減する。即ち、本実施形態では、電流制限の上限値Ilimを上記限界通電値に相当する第2の値I2から定格電流値に相当する第1の値I1に低減することで、その過負荷駆動の実行により発熱した電流出力素子の冷却を図る冷却時間が設定される構成になっている。   In addition, after such overload driving is performed, the ECU 10 of the present embodiment reduces the upper limit value Ilim of the current limit to the first value I1 for a predetermined time Tx. That is, in the present embodiment, the overload drive is executed by reducing the upper limit value Ilim of the current limit from the second value I2 corresponding to the limit energization value to the first value I1 corresponding to the rated current value. The cooling time for cooling the current output element that generates heat is set.

具体的には、例えば、図3に示す例では、時間T3において電流指令値I*が定格電流値に相当する第1の値I1となり、過負荷駆動が終了したことで、同時間T3から時間T6までの所定時間Txは、電流制限の上限値Ilimを定格電流値に相当する第1の値I1まで引き下げる冷却区間(冷却時間)となっている。そのため、この例では、時間T4から時間T5までの区間、第1の値I1を超える電流指令値I*が演算されているものの、その電流制限により制限された電流指令値I**、即ち上記第1の値I1に基づいて、トルクカップリング9(電磁クラッチ12)に対する駆動電流の出力が実行されている。そして、その所定時間Txが経過した後の上記時間T6以降の区間は、駆動電流の平均値Iavrが閾値I0以下であることを条件として、電流制限の上限値Ilimが第2の値I2まで引き上げられ、その後、時間T7には、再び規格電流値に相当する第1の値I1を超える電流指令値I*が発生、即ち過負荷駆動が開始されている。   Specifically, for example, in the example shown in FIG. 3, the current command value I * becomes the first value I1 corresponding to the rated current value at time T3, and overload driving is completed, so that time The predetermined time Tx up to T6 is a cooling section (cooling time) in which the upper limit value Ilim of the current limit is lowered to a first value I1 corresponding to the rated current value. Therefore, in this example, although the current command value I * exceeding the first value I1 is calculated in the section from time T4 to time T5, the current command value I ** limited by the current limit, that is, the above-mentioned Based on the first value I1, the output of drive current to the torque coupling 9 (electromagnetic clutch 12) is executed. In the section after the time T6 after the predetermined time Tx has elapsed, the upper limit value Ilim of the current limit is raised to the second value I2 on the condition that the average value Iavr of the drive current is not more than the threshold value I0. Thereafter, at time T7, the current command value I * exceeding the first value I1 corresponding to the standard current value is generated again, that is, overload driving is started.

ここで、本実施形態では、ECU10は、上記電流制限の上限値Ilimが限界通電値に相当する第2の値I2まで引き上げられた場合、その基準値として設定された上記定格電流値に相当する第1の値I1を超える駆動電流の出力が実行された継続時間tを計測する。より詳しくは、本実施形態のECU10は、最初に第1の値I1を超える電流指令値I*を演算した時点(図3参照、時間T2)から、当該電流指令値I*が第1の値I1以下となった時点(同図参照、時間T3)までの時間を計測し、これを第1の値I1を超える駆動電流の出力が実行された過負荷駆動の継続時間tとする。そして、その計測された継続時間tに基づいて、上記冷却時間として設定する所定時間Txを決定する。尚、本実施形態では、上記所定時間Txとして予め設定された複数の時間(例えば、10秒間、30秒間、50秒間等)と継続時間tとの対応が規定されており、継続時間tが長いほど所定時間Txも長くなるように設定されている。そして、ECU10は、その予め規定された対応に基づき所定時間Txを決定する。ここで、所定時間Txは、電流出力素子が過熱により損傷を受けないよう、ECU10の冷却構造を考慮して予め実験等により設定しておくべき値である。   Here, in this embodiment, when the upper limit value Ilim of the current limit is raised to a second value I2 corresponding to the limit energization value, the ECU 10 corresponds to the rated current value set as the reference value. The duration t during which the output of the drive current exceeding the first value I1 is executed is measured. More specifically, the ECU 10 of the present embodiment first calculates the current command value I * from the time when the current command value I * exceeding the first value I1 is calculated (see FIG. 3, time T2). The time until the point of time when I1 or less (see the figure, time T3) is measured, and this is defined as the overload drive duration t during which the output of the drive current exceeding the first value I1 is executed. Then, based on the measured duration t, a predetermined time Tx set as the cooling time is determined. In the present embodiment, the correspondence between a plurality of times (for example, 10 seconds, 30 seconds, 50 seconds, etc.) preset as the predetermined time Tx and the duration t is specified, and the duration t is long. The predetermined time Tx is set so as to be longer. Then, the ECU 10 determines the predetermined time Tx based on the predetermined response. Here, the predetermined time Tx is a value that should be set in advance through experiments or the like in consideration of the cooling structure of the ECU 10 so that the current output element is not damaged by overheating.

近年、車両においては、その電子制御の高度化に伴ってECUの演算負荷が極めて高くなっており、本実施形態のECU10もまた、いわば付加的機能である上記電流制限処理に関する演算以外にも、その主たる機能である駆動力配分制御に関する即時性の高い数多くの演算処理を実行しなければならない。従って、その優先順位を考慮するならば、電流制限処理に関連する演算負荷は、できる限り軽くすることが望ましい。   In recent years, in vehicles, the calculation load of the ECU has become extremely high with the advancement of its electronic control, and the ECU 10 of the present embodiment also has a function other than the calculation related to the current limiting process, which is an additional function. A large number of highly-immediate arithmetic processes related to the driving force distribution control that is the main function must be executed. Therefore, if the priority order is taken into consideration, it is desirable to reduce the calculation load related to the current limiting process as much as possible.

この点を踏まえ、本実施形態では、上記のように、その定格電流値を超える駆動電流の出力が実行された過負荷駆動の継続時間tを計測することをもって、上記過負荷駆動の実行により生ずる電流出力素子の発熱及びその温度推定に代える。   In consideration of this point, in the present embodiment, as described above, it is caused by the execution of the overload driving by measuring the duration t of the overload driving in which the output of the driving current exceeding the rated current value is executed. Instead of heat generation of the current output element and temperature estimation thereof.

即ち、実際の車両において、その要求されるトルク伝達容量がピークとなる状況が継続する時間は、比較的短いことから、上記冷却時間の設定は、あくまで、その例外が発生した場合の対策としての意味合いが強い。従って、その冷却時間として設定する所定時間Txについて厳密な管理を行なうことに特別の利点はなく、むしろ、その演算負荷の増大を招かない程度において、適切に設定されることが望ましい。そして、定格電流値に相当する第1の値I1を超える駆動電流の出力は、電流出力素子の発熱を引き起こす直接要因であることから、その継続時間tは、当該過負荷駆動により生ずる発熱の程度を推測するために極めて有用であるにも関わらず、その計測に、さしたる演算負荷の増大は生じない。   That is, in an actual vehicle, the time during which the required torque transmission capacity reaches a peak is relatively short, so the setting of the cooling time is only a countermeasure when an exception occurs. Strong meaning. Therefore, there is no particular advantage in performing strict management with respect to the predetermined time Tx set as the cooling time. Rather, it is desirable that the time is set appropriately to the extent that the calculation load is not increased. Since the output of the drive current exceeding the first value I1 corresponding to the rated current value is a direct factor causing the heat generation of the current output element, the duration t is the extent of the heat generated by the overload drive. In spite of being extremely useful for inferring, the calculation load does not increase much.

以上より、本実施形態では、上記のように、過負荷駆動の継続時間tに基づいて、上記冷却時間として設定する所定時間Txを決定する。そして、これにより、ECU10の演算負荷を増大させることなく、効率的、且つ安定的に定格電流を超えた駆動電流の出力を可能として、機械的にクラッチを強化する手法を用いることなく、低コストにて、要求されるトルク伝達容量を確保する構成となっている。   As described above, in the present embodiment, as described above, the predetermined time Tx set as the cooling time is determined based on the overload driving duration t. As a result, the driving current exceeding the rated current can be output efficiently and stably without increasing the calculation load of the ECU 10, and the cost can be reduced without using a mechanically strengthening clutch. Thus, the required torque transmission capacity is ensured.

次に、本実施形態のECU10による電流制限の処理手順について説明する。
図4のフローチャートに示すように、ECU10は、その電流制限処理において、先ず、過去に出力した駆動電流の平均値Iavrを演算する(ステップ201)。次に、ECU10は、上記冷却時間内であるか否かを判定し(ステップ202)、冷却時間内ではない場合(ステップ202:NO)には、続いて、上記過負荷駆動中であるか否かを判定する(ステップ203)。尚、上記ステップ202の冷却時間内判定、及びステップ203の過負荷駆動中判定は、それぞれ、後述する冷却フラグ及び過負荷フラグに基づいて行なわれる。
Next, a current limiting process procedure by the ECU 10 of the present embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 4, in the current limiting process, the ECU 10 first calculates the average value Iavr of the drive current output in the past (step 201). Next, the ECU 10 determines whether or not it is within the cooling time (step 202). If it is not within the cooling time (step 202: NO), it is subsequently determined whether or not the overload driving is being performed. (Step 203). The determination within the cooling time in step 202 and the determination during overload driving in step 203 are performed based on a cooling flag and an overload flag, which will be described later, respectively.

次に、ステップ203において、過負荷駆動中ではないと判定した場合(ステップ203:NO)、上記ステップ201において演算された過去に出力した駆動電流の平均値Iavrが所定の閾値I0以下であるか否かを判定する(ステップ204)。そして、平均値Iavrが閾値I0以下である場合(ステップ204:YES)には、限界通電値に相当する第2の値I2を電流制限の上限値Ilimとし(ステップ205)、平均値Iavrが閾値I0を超える場合(ステップ204:NO)には、定格電流値に相当する第1の値I1を上限値Ilimとする(ステップ206)。   Next, if it is determined in step 203 that overload driving is not being performed (step 203: NO), is the average value Iavr of the drive current output in the past calculated in step 201 equal to or less than a predetermined threshold value I0? It is determined whether or not (step 204). When the average value Iavr is equal to or less than the threshold value I0 (step 204: YES), the second value I2 corresponding to the limit energization value is set as the upper limit value Ilim of the current limit (step 205), and the average value Iavr is the threshold value. If it exceeds I0 (step 204: NO), the first value I1 corresponding to the rated current value is set as the upper limit value Ilim (step 206).

尚、上記ステップ203において、既に過負荷駆動中である判定した場合(ステップ203:YES)、ECU10は、上記ステップ204の処理を実行することなく、ステップ205において、電流制限の上限値Ilimとして、上記第2の値I2を維持する。そして、上記ステップ202において冷却時間内であると判定した場合(ステップ202:YES)には、上記ステップ203〜ステップ206の処理を実行することなく、ステップ207において定格電流値に相当する第1の値I1を上限値Ilimとする。   If it is determined in step 203 that overload driving has already been performed (step 203: YES), the ECU 10 does not execute the process of step 204, but sets the current limit upper limit value Ilim in step 205. The second value I2 is maintained. If it is determined in step 202 that it is within the cooling time (step 202: YES), the first step corresponding to the rated current value in step 207 is performed without executing the processing in steps 203 to 206. The value I1 is set as the upper limit value Ilim.

更に、上記ステップ205において上限値Ilimを第2の値I2と設定し、又はステップ207において上限値Ilimを第1の値I1と設定した場合、ECU10は、続いて上記冷却時間の設定及びその解除に関する一連の判定処理を実行する(冷却判定、ステップ208)。即ち、上記ステップ202の冷却時間内判定に用いられる冷却フラグ、及びステップ203の過負荷駆動中判定に用いられる過負荷フラグは、ともに、この冷却判定処理において、そのセット及びリセットが実行される。   Further, when the upper limit value Ilim is set to the second value I2 in step 205 or the upper limit value Ilim is set to the first value I1 in step 207, the ECU 10 subsequently sets and cancels the cooling time. A series of determination processes relating to cooling is executed (cooling determination, step 208). That is, both the cooling flag used for the determination within the cooling time in step 202 and the overload flag used for the determination during overload driving in step 203 are set and reset in this cooling determination process.

尚、上記ステップ206において上限値Ilimを第1の値I1と設定した場合には、このステップ208の冷却判定は実行されない。つまり、上記ステップ204において平均値Iavrが閾値I0を超えると判定された場合(ステップ204:NO)には、過負荷フラグはセットされない。   When the upper limit value Ilim is set to the first value I1 in step 206, the cooling determination in step 208 is not executed. That is, if it is determined in step 204 that the average value Iavr exceeds the threshold value I0 (step 204: NO), the overload flag is not set.

図5のフローチャートに示すように、その冷却判定処理(図4参照、ステップ208)において、ECU10は、先ず、既に冷却フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ301)。そして、未だ冷却フラグがセットされていない場合(ステップ301:NO)には、電流フィードバック制御の目標値として演算された電流指令値I*(図2参照、ステップ103)が、定格電流値に相当する基準値として設定された上記第1の値I1よりも大きいか否かを判定する(ステップ302)。   As shown in the flowchart of FIG. 5, in the cooling determination process (see FIG. 4, step 208), the ECU 10 first determines whether or not the cooling flag has already been set (step 301). If the cooling flag has not yet been set (step 301: NO), the current command value I * (see FIG. 2, step 103) calculated as the target value for current feedback control corresponds to the rated current value. It is determined whether or not it is larger than the first value I1 set as the reference value to be executed (step 302).

次に、ステップ302において、電流指令値I*が上記第1の値I1よりも大きい場合(ステップ302:YES)、ECU10は、既に過負荷フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ303)。そして、未だ過負荷フラグがセットされていない場合(ステップ303:NO)には、過負荷フラグをセットして(ステップ304)、当該過負荷フラグのセットにより実行される過負荷駆動、即ち定格電流値に相当する第1の値I1を超える駆動電流出力の継続時間tを計測するための過負荷カウンタをリセットする(t=0、ステップ305)。尚、このステップ305の実行により過負荷カウンタをリセットした後、ECU10は、当該演算周期において、以下に示すステップ306以降の処理を実行しない。   Next, when the current command value I * is larger than the first value I1 in step 302 (step 302: YES), the ECU 10 determines whether or not the overload flag has already been set (step 303). ). If the overload flag has not yet been set (step 303: NO), the overload flag is set (step 304), and overload driving executed by setting the overload flag, that is, the rated current is set. The overload counter for measuring the duration t of the drive current output exceeding the first value I1 corresponding to the value is reset (t = 0, step 305). In addition, after resetting the overload counter by execution of step 305, the ECU 10 does not execute the processing after step 306 shown below in the calculation cycle.

即ち、この冷却判定(図4参照、ステップ208)が実行され、且つ未だ冷却フラグがセットされていない状況(ステップ301:NO)とは、駆動電流の平均値Iavrが閾値I0以下となり(図4参照、ステップ204:YES)、電流制限の上限値Ilimが第2の値I2に引き上げられた後のみである。そして、このような状況において、電流指令値I*が定格電流に相当する上記第1の値I1よりも大きい(ステップ302:YES)にも関わらず、未だ過負荷フラグがセットされていない(ステップ303:NO)ということは、その許容後、初めて定格電流を超える駆動電流の出力が発生する、つまり過負荷駆動の開始を意味している。そして、本実施形態のECUは、この時点から過負荷駆動の継続時間tの計測を開始するのである。   That is, when the cooling determination (see FIG. 4, step 208) is executed and the cooling flag is not yet set (step 301: NO), the average value Iavr of the drive current is equal to or less than the threshold value I0 (FIG. 4). (Refer to step 204: YES), only after the upper limit value Ilim of the current limit has been raised to the second value I2. In such a situation, although the current command value I * is larger than the first value I1 corresponding to the rated current (step 302: YES), the overload flag is not yet set (step 303: NO) means that the output of the drive current exceeding the rated current is generated for the first time after the permission, that is, the overload drive is started. Then, the ECU of the present embodiment starts measuring the duration t of overload driving from this point.

また、上記ステップ303において、既に過負荷フラグがセットされていると判定した場合(ステップ303:YES)、即ち既に過負荷駆動が開始されている場合、ECU10は、過負荷カウンタをインクリメントし(ステップ306)、そのカウント値、即ち継続時間tが所定の閾値t0を超えるか否かを判定する(ステップ307)。そして、継続時間tが閾値t0以下である場合(t≦t0、ステップ307:NO)には、ECU10は、当該演算周期において、以下に示すステップ308以降の処理を実行しない。   If it is determined in step 303 that the overload flag has already been set (step 303: YES), that is, if overload driving has already started, the ECU 10 increments the overload counter (step 306), it is determined whether or not the count value, that is, the duration t exceeds a predetermined threshold t0 (step 307). When the duration t is equal to or less than the threshold value t0 (t ≦ t0, step 307: NO), the ECU 10 does not execute the processing after step 308 shown below in the calculation cycle.

一方、上記ステップ302において、電流指令値I*が上記第1の値I1以下と判定された場合(ステップ302:NO)にも、ECU10は、既に過負荷フラグがセットされているか否かを判定する(ステップ308)。そして、既に過負荷フラグがセットされている場合(ステップ308:YES)には、過負荷フラグをリセットし(ステップ309)、続いて冷却フラグをセット(ステップ310)するとともに、冷却時間の経過時間Tを計測するための冷却時間カウンタをリセットする(T=0、ステップ311)。   On the other hand, when it is determined in step 302 that the current command value I * is equal to or less than the first value I1 (step 302: NO), the ECU 10 determines whether or not the overload flag has already been set. (Step 308). If the overload flag has already been set (step 308: YES), the overload flag is reset (step 309), then the cooling flag is set (step 310) and the elapsed time of the cooling time. A cooling time counter for measuring T is reset (T = 0, step 311).

即ち、ステップ304の実行により過負荷フラグがセットされた後、続くステップ305においてリセットされた過負荷カウンタは、その過負荷フラグが上記ステップ309においてリセットされるまで、その演算周期毎にインクリメントされていく。そして、本実施形態では、これにより、最初に第1の値I1を超える電流指令値I*が演算された時点から、当該電流指令値I*が第1の値I1以下となった時点までのカウント値が、その過負荷駆動の継続時間tとして演算されるようになっている。   That is, after the overload flag is set by the execution of step 304, the overload counter reset in the subsequent step 305 is incremented every calculation cycle until the overload flag is reset in step 309. Go. In the present embodiment, this allows the time from when the current command value I * exceeding the first value I1 is first calculated to the time when the current command value I * becomes equal to or less than the first value I1. The count value is calculated as the duration t of the overload drive.

そして、上記のように、本実施形態のECU10は、その過負荷カウンタのカウンタ値に示される継続時間tに基づいて、その冷却時間として設定する所定時間Txを演算する(ステップ312)。   And as mentioned above, ECU10 of this embodiment calculates the predetermined time Tx set as the cooling time based on the continuation time t shown by the counter value of the overload counter (step 312).

尚、上記ステップ308において、未だ過負荷フラグがセットされていない場合(ステップ308:NO)は、過負荷駆動自体が開始されていないため、当然ながら冷却時間の設定に関連するステップ309以降の処理は実行されない。   In step 308, if the overload flag has not yet been set (step 308: NO), the overload drive itself has not started, and of course, the processing after step 309 related to the setting of the cooling time. Is not executed.

また、本実施形態のECU10は、上記ステップ307において、過負荷カウンタのカウント値に示される継続時間tが閾値t0を超えると判定した場合(t>t0、ステップ307:YES)にも、上記ステップ309〜312の処理を実行する。   The ECU 10 according to the present embodiment also performs the above step even when it is determined in the above step 307 that the duration t indicated by the count value of the overload counter exceeds the threshold t0 (t> t0, step 307: YES). Processes 309 to 312 are executed.

即ち、本実施形態では、その過負荷駆動の継続時間tが、上記所定の閾値t0に示される設定時間を超えた場合には、その電流指令値I*が第1の値I1以下まで低下(上記ステップ302:NO)することを待つことなく、強制的に冷却時間を設定する。そして、これにより、過負荷駆動が持続するような状況が生じた場合でも、ECU10を構成する電流出力素子の過熱を抑制することが可能な構成となっている。   That is, in this embodiment, when the duration t of the overload drive exceeds the set time indicated by the predetermined threshold t0, the current command value I * decreases to the first value I1 or less ( Step 302: NO) The cooling time is forcibly set without waiting. As a result, even when a situation in which overload driving is sustained occurs, it is possible to suppress overheating of the current output elements constituting the ECU 10.

一方、上記ステップ301において既に冷却フラグがセットされていると判定した場合(ステップ301:YES)、即ち上記ステップ309〜ステップ312の処理を実行することにより冷却時間が設定された後の演算周期では、ECU10は、先ず冷却カウンタをインクリメントし(ステップ313)、そのカウント値、即ち経過時間Tが上記ステップ312において設定した所定時間Txを超えるか否かを判定する(ステップ314)。そして、その経過時間Tが所定時間Txを超える場合(T>Tx、ステップ314:YES)には、冷却フラグをリセットする(ステップ315)。尚、経過時間Tが所定時間Tx以下である場合(T≦Tx、ステップ314:NO)には、このステップ315の処理は実行されない。   On the other hand, when it is determined in step 301 that the cooling flag has already been set (step 301: YES), that is, in the calculation cycle after the cooling time is set by executing the processing in steps 309 to 312. The ECU 10 first increments the cooling counter (step 313), and determines whether or not the count value, that is, the elapsed time T exceeds the predetermined time Tx set in step 312 (step 314). If the elapsed time T exceeds the predetermined time Tx (T> Tx, Step 314: YES), the cooling flag is reset (Step 315). When the elapsed time T is equal to or shorter than the predetermined time Tx (T ≦ Tx, step 314: NO), the process of step 315 is not executed.

さて、このようにして図4のフローチャートに示されるステップ208の冷却判定を実行し、又は上記ステップ206において上限値Ilimを第1の値I1と設定すると、ECU10は、次に、その電流制御の目標値として演算された電流指令値I*(図2参照、ステップ103)が、上限値Ilimより大きいか否かを判定する(ステップ209)。そして、電流指令値I*が上限値Ilimより大きい場合(ステップ209:YES)には、上限値Ilim、即ち上記ステップ205において決定された第2の値I2、又はステップ206において決定された第1の値I1を、新たな電流指令値I**として更新する(ステップ210)。尚、電流指令値I*が上限値Ilim以下である場合(ステップ209:NO)には、このステップ210の処理は実行されない。   When the cooling determination in step 208 shown in the flowchart of FIG. 4 is executed in this way, or when the upper limit value Ilim is set to the first value I1 in step 206, the ECU 10 next performs the current control. It is determined whether or not the current command value I * calculated as the target value (see FIG. 2, step 103) is larger than the upper limit value Ilim (step 209). When the current command value I * is larger than the upper limit value Ilim (step 209: YES), the upper limit value Ilim, that is, the second value I2 determined in step 205, or the first value determined in step 206. Is updated as a new current command value I ** (step 210). If the current command value I * is equal to or lower than the upper limit value Ilim (step 209: NO), the process of step 210 is not executed.

そして、その新たな電流指令値I**に基づき電流フィードバック制御が実行されることにより(図2参照)、トルクカップリング9(電磁クラッチ12)に出力する駆動電流が、上記の上限値Ilim以下に制限される構成となっている。   Then, when current feedback control is executed based on the new current command value I ** (see FIG. 2), the drive current output to the torque coupling 9 (electromagnetic clutch 12) is equal to or less than the upper limit value Ilim. The configuration is limited to the above.

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)ECU10は、過去に出力した駆動電流の平均値Iavrが所定の閾値I0以下である場合には、その電流制限の上限値を、短時間の通電のみが許容される限界通電値に相当する値として設定された第2の値I2に切り替えることにより、定格電流値に相当する基準値として設定された上記第1の値I1を超える駆動電流の出力を許容する。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) When the average value Iavr of the drive current output in the past is equal to or less than the predetermined threshold value I0, the ECU 10 corresponds to the upper limit value of the current limit as the limit energization value that allows only short-time energization. By switching to the second value I2 set as the value to be performed, the output of the drive current exceeding the first value I1 set as the reference value corresponding to the rated current value is allowed.

上記構成によれば、電磁クラッチ12(のクラッチ機構)を大型化することなく、要求されるトルク伝達性能を確保することができる。そして、電流出力素子の発熱が少ない状態に限定して、その過負荷駆動を許容することによって、当該電流出力素子の過熱により駆動電流の出力を遮断すべき状況、即ち使用限界に至しめることなく、安定的に定格電流を超えた駆動電流を出力することができる。   According to the above configuration, the required torque transmission performance can be ensured without increasing the size of the electromagnetic clutch 12 (the clutch mechanism). Then, by limiting the current output element to a state where heat generation is small and allowing the overload drive, the output of the drive current should be cut off due to overheating of the current output element, that is, without reaching the use limit. Drive current that exceeds the rated current can be output stably.

(2)ECU10は、過負荷駆動の実行後は、所定時間Tx、その電流制限の上限値Ilimを上記第1の値I1に上記限界通電値に相当する第2の値I2から定格電流値に相当する第1の値I1に低減することにより、過負荷駆動の実行により発熱した電流出力素子の冷却を図る冷却時間を設定する。また、ECU10は、過負荷駆動の継続時間tを計測する。そして、その継続時間tに基づいて、上記冷却時間の長さ、即ち所定時間Txを演算する。   (2) After the overload drive is executed, the ECU 10 changes the current limit upper limit value Ilim from the second value I2 corresponding to the limit energization value to the rated current value from the first value I1 for the predetermined time Tx. By reducing to the corresponding first value I1, a cooling time for cooling the current output element that generates heat due to the overload drive is set. Further, the ECU 10 measures the duration t of overload driving. Based on the duration t, the length of the cooling time, that is, the predetermined time Tx is calculated.

即ち、過負荷駆動の実行後、適切な冷却時間を設定して電流出力素子の冷却を図ることにより、使用限界に至しめることなく、より安定的に定格電流を超えた駆動電流を出力することが可能となる。しかしながら、ECU10は、その主たる機能である駆動力配分制御に関する即時性の高い数多くの演算処理を実行しなければならない。従って、その優先順位を考慮するならば、付加的機能ともいえる電流制限処理に関連する演算負荷は、できる限り軽くすることが望ましい。また、実際の車両において、その要求されるトルク伝達容量がピークとなる状況の継続時間は、比較的短時間であることから、上記冷却時間の設定は、あくまで、その例外が発生した場合の対策としての意味合いが強い。つまり、その冷却時間として設定する所定時間Txについて厳密な管理を行なうことに特別の利点はない。そして、定格電流値に相当する第1の値I1を超える駆動電流の出力は、電流出力素子の発熱を引き起こす直接要因であり、その継続時間tは、当該過負荷駆動により生ずる発熱の程度を推測するために極めて有用であるにも関わらず、その計測に、さしたる演算負荷の増大は生じない。   In other words, after executing overload driving, by setting an appropriate cooling time and cooling the current output element, the drive current exceeding the rated current can be output more stably without reaching the use limit. Is possible. However, the ECU 10 must execute a large number of highly immediate arithmetic processes related to the driving force distribution control which is the main function. Therefore, if the priority order is taken into consideration, it is desirable to make the calculation load related to the current limiting process, which can be called an additional function, as light as possible. Also, since the duration of the required peak torque transmission capacity in an actual vehicle is a relatively short time, the above cooling time setting is only a countermeasure when an exception occurs. The meaning as is strong. That is, there is no special advantage in performing strict management for the predetermined time Tx set as the cooling time. Then, the output of the drive current exceeding the first value I1 corresponding to the rated current value is a direct factor causing the heat generation of the current output element, and the duration t thereof estimates the degree of heat generated by the overload drive. In spite of being extremely useful for this purpose, the calculation load does not increase significantly.

従って、上記構成によれば、その演算負荷の増大を招かない程度において、冷却時間となる所定時間Txを適切に設定することができる。その結果、効率的、且つ安定的に定格電流を超えた駆動電流の出力ができるようになる。   Therefore, according to the above configuration, it is possible to appropriately set the predetermined time Tx serving as the cooling time without causing an increase in the calculation load. As a result, the drive current exceeding the rated current can be output efficiently and stably.

(3)ECU10は、過負荷駆動の継続時間tが、上記所定の閾値t0に示される設定時間を超えた場合には、その電流指令値I*が第1の値I1以下まで低下することを待つことなく、強制的に冷却時間を設定する。   (3) When the duration t of the overload drive exceeds the set time indicated by the predetermined threshold t0, the ECU 10 determines that the current command value I * decreases to the first value I1 or less. Set the cooling time forcibly without waiting.

上記構成によれば、過負荷駆動が持続するような状況においても、電流出力素子の過熱を抑制することができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
According to the above configuration, overheating of the current output element can be suppressed even in a situation where overload driving is sustained.
In addition, you may change this embodiment as follows.

・本実施形態では、本発明を、車両の駆動力配分装置を構成するトルクカップリング9(の電磁クラッチ12)に駆動電流を出力するECU10に実装された電流制限装置に具体化した。しかし、これに限らず、駆動力配分装置以外の用途に用いられるトルクカップリング、或いは電磁クラッチ単体への出力電流を制限する電流制限に具体化してもよい。そして、更には、電磁クラッチ以外の電気部品に対する出力電流に関する電流制限装置に具体化してもよい。   In the present embodiment, the present invention is embodied in a current limiting device mounted on the ECU 10 that outputs a driving current to the torque coupling 9 (the electromagnetic clutch 12 thereof) constituting the driving force distribution device of the vehicle. However, the present invention is not limited to this, and it may be embodied as a torque coupling used for applications other than the driving force distribution device or a current limit for limiting an output current to the electromagnetic clutch alone. Further, the present invention may be embodied in a current limiting device relating to an output current for electric parts other than the electromagnetic clutch.

・本実施形態では、過負荷駆動を許容する場合には、その電流制限の上限値Ilimとして、短時間の通電のみが許容される限界通電値に相当する値として設定された第2の値I2を用いることとした。しかし、これに限らず、過負荷駆動を許容する場合における電流制限の上限値Ilimは、任意に設定してもよい。   In the present embodiment, when overload driving is permitted, the upper limit value Ilim of the current limit is set to a second value I2 set as a value corresponding to a limit energization value in which only short-time energization is permitted. It was decided to use. However, the present invention is not limited to this, and the upper limit value Ilim of the current limit when overload driving is allowed may be arbitrarily set.

・また、本実施形態では、過負荷駆動の判断基準となる定格電流値に相当する上記第1の値I1を基準値として設定することとしたが、必ずも厳密に定格電流値を超える駆動電流を出力することを過負荷駆動と定義する必要はなく、基準値は任意に設定してもよい。   In addition, in the present embodiment, the first value I1 corresponding to the rated current value that is the criterion for overload driving is set as the reference value, but the driving current that always exceeds the rated current value strictly Is not defined as overload driving, and the reference value may be set arbitrarily.

・更に、本実施形態では、冷却時間内は、電流制限の上限値Ilimを上記第1の値I1に低減することとしたが、例えばより低い値に低減する等、これについても任意に設定してもよい。   In addition, in the present embodiment, the upper limit value Ilim of the current limit is reduced to the first value I1 during the cooling time. However, for example, this may be arbitrarily set, for example, to a lower value. May be.

・また更に、本実施形態では、継続時間tの計測を開始する基準となる電流値(本願請求項1に係る発明の「基準値」)と該計測を停止する基準となる電流値(本願請求項1に係る発明の「設定値」)を同一の値(第1の値I1)としたが、両者は必ずしも同一でなくともよい。例えば、継続時間tの計測を停止する基準となる電流値を該計測を開始する電流値より小さくしてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, a current value that is a reference for starting measurement of the duration t (“reference value” of the invention according to claim 1 of the present application) and a current value that is a reference for stopping the measurement (requested by the present application) The “setting value” of the invention according to item 1) is the same value (first value I1), but they are not necessarily the same. For example, the current value serving as a reference for stopping the measurement of the duration t may be made smaller than the current value at which the measurement is started.

・また、過負荷駆動の許容、或いは冷却時間への以降時等、電流制限の上限値Ilimの切替時には、フィルタ処理を行なう等により、その値が徐々に変更される構成としてもよい。これにより、急激な電流制限の実行又は解除を防止して、その円滑にその制限状態の移行を行なうことができる。   In addition, when the current limit upper limit value Ilim is switched, such as when overload driving is allowed or after the cooling time, the value may be gradually changed by performing a filter process or the like. As a result, it is possible to prevent the sudden current limit from being executed or released, and to smoothly shift the limit state.

・本実施形態では、過負荷駆動の継続時間tを計測し、その継続時間tに基づいて、冷却時間の長さ、即ち所定時間Txを演算することとした。しかし、これに限らず、情報処理装置の演算能力に余裕がある場合には、例えば、基準値からの超過した値を積算し、その積算値に基づき冷却時間を設定する等によって、その発熱推定の精度を高めても良い。そして、更には、その発熱推定の精度向上に合わせて、電流制限の上限値Ilimの低減程度を可変とする等により、冷却時間の設定方法を変更してもよい。   In the present embodiment, the duration t of overload driving is measured, and the length of the cooling time, that is, the predetermined time Tx is calculated based on the duration t. However, the present invention is not limited to this, and when there is a margin in the computing power of the information processing device, for example, the heat generation is estimated by integrating the excess value from the reference value and setting the cooling time based on the integrated value. The accuracy of the may be increased. Further, the cooling time setting method may be changed by varying the degree of reduction of the upper limit value Ilim of the current limit in accordance with the improvement in accuracy of heat generation estimation.

・本実施形態では、電流制御の目標値である電流指令値I*を補正することにより、電流制限を行なうこととしたが、出力電流自体を制限する構成であってもよい。また、過負荷駆動判定についても、検出される実電流に基づき実行する構成としてもよい。   In the present embodiment, the current limit is performed by correcting the current command value I *, which is the target value for current control. However, the output current itself may be limited. The overload drive determination may also be executed based on the detected actual current.

・本実施形態では、ECU10は、電流フィードバック制御の実行により駆動電流の出力を行なうこととしたが、オープン制御により電流出力を実行する構成に具体化してもよい。   In the present embodiment, the ECU 10 outputs the drive current by executing the current feedback control. However, the ECU 10 may be embodied in a configuration that executes the current output by open control.

駆動力分配装置が搭載された車両の概略構成図。The schematic block diagram of the vehicle by which a driving force distribution apparatus is mounted. ECUによる駆動電流出力の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the drive current output by ECU. 本実施形態の電流制限処理の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the current limiting process of this embodiment. 電流制限の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of an electric current limitation. 電流制限処理における冷却判定の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the cooling determination in an electric current limiting process.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両、9…トルクカップリング、10…ECU、12…電磁クラッチ、I…実電流値、I*,I**…電流指令値、I0…閾値、I1…第1の値、I2…第2の値、Iavr…平均値、Ilim…上限値、t…継続時間、t0…閾値、T…経過時間、Tx…所定時間。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 9 ... Torque coupling, 10 ... ECU, 12 ... Electromagnetic clutch, I ... Actual current value, I *, I ** ... Current command value, I0 ... Threshold value, I1 ... First value, I2 ... First The value of 2, Iavr ... average value, Ilim ... upper limit value, t ... duration, t0 ... threshold, T ... elapsed time, Tx ... predetermined time.

Claims (6)

出力電流を所定の上限値以下に制限するとともに、前記上限値以下である所定の基準値を超える前記出力電流の継続時間を計測し、該出力電流が所定の設定値以下となった後、前記継続時間に基づく所定時間、前記上限値を低減する電流制限装置。   The output current is limited to a predetermined upper limit value or less, the duration of the output current exceeding a predetermined reference value that is equal to or less than the upper limit value is measured, and after the output current becomes a predetermined set value or less, A current limiting device that reduces the upper limit for a predetermined time based on a duration. 請求項1に記載の電流制限装置において、
前記継続時間が設定時間を超えた場合には、前記設定値以下への前記出力電流の低下を待つことなく、前記上限値を低減すること、を特徴とする電流制限装置。
The current limiting device according to claim 1,
When the duration exceeds a set time, the upper limit value is reduced without waiting for a decrease in the output current below the set value.
請求項1又は請求項2に記載の電流制限装置において、
前記出力電流の電流値を所定期間に亘って記憶した値の平均値を監視し、該平均値が所定の閾値を超える場合には、前記上限値を低減すること、を特徴とする電流制限装置。
In the current limiting device according to claim 1 or 2,
A current limiting device that monitors an average value of values stored for a predetermined period of the current value of the output current and reduces the upper limit value when the average value exceeds a predetermined threshold value. .
請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電流制限装置において、
前記基準値及び前記設定値は、連続通電が許容される定格電流値に相当する値であって、前記上限値は該定格電流値まで低減されること、を特徴とする電流制限装置。
In the current limiting device according to any one of claims 1 to 3,
The reference value and the set value are values corresponding to a rated current value at which continuous energization is permitted, and the upper limit value is reduced to the rated current value.
電磁石に対する駆動電流の出力を通じてクラッチ機構の発生する係合力を変更可能な電磁クラッチ装置であって、
前記駆動電流を出力する制御手段には、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の電流制限装置が設けられること、を特徴とする電磁クラッチ装置。
An electromagnetic clutch device capable of changing an engagement force generated by a clutch mechanism through an output of a drive current to an electromagnet,
An electromagnetic clutch device characterized in that the control means for outputting the drive current is provided with the current limiting device according to any one of claims 1 to 4.
電磁クラッチの係合力に基づきトルク伝達容量が変化するトルクカップリングと、前記電磁クラッチに対する駆動電流の出力を通じて前記トルクカップリングを介した駆動力配分を制御する制御手段とを備えた駆動力配分装置であって、
前記制御手段には、請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の電流制限装置が設けられること、を特徴とする駆動力配分装置。
A driving force distribution device comprising: a torque coupling whose torque transmission capacity changes based on an engaging force of the electromagnetic clutch; and a control means for controlling the driving force distribution through the torque coupling through an output of a driving current to the electromagnetic clutch. Because
A driving force distribution device, wherein the control means is provided with the current limiting device according to any one of claims 1 to 4.
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