JP2021109460A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】四輪駆動車の駆動力伝達系における発熱箇所の温度推定の精度を高めることが可能な車両用制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１１の駆動力を主駆動輪及び補助駆動輪に配分する駆動力伝達系１０を備えた四輪駆動車１に搭載され、補助駆動輪側に伝達される駆動力を調節可能な駆動力伝達装置２を制御する制御装置６は、駆動力伝達装置２によって伝達すべき駆動力を示す指令トルクを車両情報に基づいて演算する指令トルク演算手段６１と、指令トルクに基づいて駆動力伝達系１０における発熱箇所の温度を推定する温度推定手段６２とを備える。温度推定手段６２は、エンジン１１が発生する駆動力の大きさ又は車輪１９のスリップの発生に起因して、指令トルクに応じた駆動力を補助駆動輪側に伝達できないとき、駆動力伝達装置２に入力される駆動力の推定値に基づいて発熱箇所の温度を推定する。【選択図】図４

Description

本発明は、駆動源の駆動力を主駆動輪及び補助駆動輪に配分する駆動力伝達系を備えた四輪駆動車の制御装置に関する。

従来、主駆動輪及び補助駆動輪を有する四輪駆動車の駆動力伝達系における発熱箇所の温度を推定し、推定された温度が所定値以上となったとき、補助駆動輪に伝達する駆動力を低減させる制御手段を備えた車両用の制御装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。これらの制御装置は、補助駆動輪側に伝達される駆動力をクラッチによって調節可能な駆動力伝達装置を制御すると共に、駆動力伝達装置によって伝達される駆動力に基づいて算出される発熱量を積算して発熱箇所の温度を推定する。

特開２００２−３４９６０４号公報 特開２０１７−８７９８４号公報

ところで、駆動力伝達系における発熱箇所の温度推定を駆動力伝達装置におけるクラッチの締結力の指令値に基づいて行うと、例えば車輪のスリップ（空転）が発生しやすい低μ路の走行時など、走行状態によっては実際の温度よりも高い温度が推定されてしまう場合があった。

そこで、本発明は、四輪駆動車の駆動力伝達系における発熱箇所の温度推定の精度を高めることが可能な車両用制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、駆動源の駆動力を主駆動輪及び補助駆動輪に配分する駆動力伝達系を備えた四輪駆動車に搭載され、前記補助駆動輪側に伝達される駆動力を調節可能な駆動力伝達装置を制御する車両用制御装置であって、車両情報に基づいて前記駆動力伝達装置の入力回転部材から出力回転部材に伝達すべき駆動力を示す指令トルクを演算する指令トルク演算手段と、前記指令トルクに基づいて前記駆動力伝達系における発熱箇所の温度を推定する温度推定手段とを備え、前記温度推定手段は、前記駆動源が発生する駆動力の大きさ又は車輪のスリップの発生に起因して前記指令トルクに応じた駆動力を前記補助駆動輪側に伝達できないとき、前記入力回転部材に入力される駆動力の推定値に基づいて前記発熱箇所の温度を推定する、車両用制御装置を提供する。

本発明に係る車両用制御装置によれば、四輪駆動車の駆動力伝達系における発熱箇所の温度推定の精度を高めることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の制御装置が搭載された四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。 駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。 制御装置における制御構成の一例を示す制御ブロック図である。 制御部が実行する演算処理の一例を示すフローチャートである。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の制御装置が搭載された四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。

図１に示すように、四輪駆動車１は、アクセルペダル１１０の操作量（アクセル開度）に応じた駆動力を発生する駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１の出力を変速するトランスミッション１２と、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力が常に伝達される主駆動輪としての左右前輪１９１，１９２と、エンジン１１の駆動力が四輪駆動車１の車両情報に応じて伝達される補助駆動輪としての左右後輪１９３，１９４とを備えている。左右前輪１９１，１９２及び左右後輪１９３，１９４には、車輪速センサ１０１〜１０４がそれぞれ対応して配置されている。なお、駆動源として電動モータを用いてもよく、エンジンと電動モータとを組み合わせて駆動源としてもよい。なお、以下の説明において、左右前輪１９１，１９２及び左右後輪１９３，１９４を総称して車輪１９という場合がある。

また、四輪駆動車１は、エンジン１１の駆動力を左右前輪１９１，１９２及び左右後輪１９３，１９４に配分する駆動力伝達系１０を備えている。駆動力伝達系１０は、前輪側に配置されたフロントディファレンシャル１３及びトランスファ１４と、車両前後方向に駆動力を伝達するプロペラシャフト１５と、後輪側に配置されたリヤディファレンシャル１６と、リヤディファレンシャル１６に駆動力を伝達するピニオンギヤシャフト１６０と、左右の前輪側のドライブシャフト１７１，１７２と、左右の後輪側のドライブシャフト１８１，１８２と、プロペラシャフト１５とピニオンギヤシャフト１６０との間に配置された駆動力伝達装置２とを有している。駆動力伝達装置２は、車載の制御装置６によって制御される。

駆動力伝達装置２は、制御装置６から供給される電流に応じた駆動力をプロペラシャフト１５からピニオンギヤシャフト１６０に伝達する。左右後輪１９３，１９４には、駆動力伝達装置２を介してエンジン１１の駆動力が伝達される。制御装置６は、車輪速センサ１０１〜１０４によって検出される左右前輪１９１，１９２及び左右後輪１９３，１９４の回転速度を示す車輪速情報、アクセルペダルセンサ１０５によって検出されるアクセルペダル１１０の操作量を示すアクセル開度情報、及び外気温センサ１０６によって検出される外気温情報を取得可能であり、駆動力伝達装置２に電流を供給することで駆動力伝達装置２を制御する。以下、制御装置６が駆動力伝達装置２を制御するために出力する電流を制御電流という。

左右前輪１９１，１９２には、エンジン１１の駆動力が、トランスミッション１２、フロントディファレンシャル１３、及び左右の前輪側のドライブシャフト１７１，１７２を介して伝達される。フロントディファレンシャル１３は、左右の前輪側のドライブシャフト１７１，１７２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１３１，１３１と、一対のサイドギヤ１３１，１３１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１３２，１３２と、一対のピニオンギヤ１３２，１３２を支持するピニオンギヤシャフト１３３と、これらを収容するフロントデフケース１３４とを有している。

トランスファ１４は、フロントデフケース１３４に固定されたピニオンギヤ１４１と、プロペラシャフト１５の車両前方側の端部に連結されてピニオンギヤ１４１に噛み合うリングギヤ１４２とを有し、プロペラシャフト１５に駆動力を伝達する。ピニオンギヤ１４１及びリングギヤ１４２は、ハイポイドギヤからなり、潤滑油によって潤滑される。プロペラシャフト１５の車両後方側の端部は、駆動力伝達装置２のハウジング２０に連結されている。駆動力伝達装置２は、ハウジング２０と相対回転可能に配置されたインナシャフト２３を有しており、インナシャフト２３にピニオンギヤシャフト１６０が相対回転不能に連結されている。駆動力伝達装置２の詳細については後述する。

リヤディファレンシャル１６は、左右の後輪側のドライブシャフト１８１，１８２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１６１，１６１と、一対のサイドギヤ１６１，１６１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１６２，１６２と、一対のピニオンギヤ１６２，１６２を支持するピニオンギヤシャフト１６３と、これらを収容するリヤデフケース１６４と、リヤデフケース１６４に固定されてピニオンギヤシャフト１６０と噛み合うハイポイドギヤからなるリングギヤ１６５とを有している。

（駆動力伝達装置の構成）
図２は、駆動力伝達装置２の構成例を示す断面図である。図２において、回転軸線Ｏよりも上側は駆動力伝達装置２の作動状態（トルク伝達状態）を、下側は駆動力伝達装置２の非作動状態（トルク非伝達状態）を、それぞれ示す。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。

駆動力伝達装置２は、フロントハウジング２１及びリヤハウジング２２からなるハウジング２０と、ハウジング２０と同軸上で相対回転可能に支持された筒状のインナシャフト２３と、ハウジング２０とインナシャフト２３との間に配置されたメインクラッチ３と、メインクラッチ３を押圧するスラスト力を発生させるカム機構４と、制御装置６から制御電流の供給を受けてカム機構４を作動させる電磁クラッチ機構５とを有して構成されている。ハウジング２０は、本発明の入力回転部材の一例であり、インナシャフト２３は、本発明の出力回転部材の一例である。ハウジング２０の内部には、図略の潤滑油が封入されている。

フロントハウジング２１は、円筒状の筒部２１ａと底部２１ｂとを一体に有する有底円筒状であり、底部２１ｂにプロペラシャフト１５（図１参照）が例えば十字継手を介して連結される。筒部２１ａの内面には、軸方向に延びる複数の外側スプライン突起２１１が形成されている。リヤハウジング２２は、径方向の一部がリング状の非磁性体２２１によって形成されており、フロントハウジング２１と一体に回転する。

インナシャフト２３は、軸受２４，２５によってハウジング２０の内周側に支持されており、軸方向に延びる複数の内側スプライン突起２３１を外周面に有している。また、インナシャフト２３の一端部における内面には、ピニオンギヤシャフト１６０（図１参照）の一端部が相対回転不能に嵌合されるスプライン嵌合部２３２が形成されている。

メインクラッチ３は、軸方向に沿って交互に配置された複数のメインアウタクラッチプレート３１及び複数のメインインナクラッチプレート３２からなる。メインアウタクラッチプレート３１は、外周側の端部がフロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合している。メインインナクラッチプレート３２は、内周側の端部がインナシャフト２３の内側スプライン突起２３１に係合している。

カム機構４は、電磁クラッチ機構５を介してハウジング２０の回転力を受けるパイロットカム４１と、メインクラッチ３を軸方向に押圧するメインカム４２と、パイロットカム４１とメインカム４２との間に配置された複数の球状のカムボール４３とを有して構成されている。パイロットカム４１とメインカム４２との対向面には、周方向に沿って軸方向の深さが変化する複数のカム溝４１ａ，４２ａがそれぞれ形成されており、これらのカム溝４１ａ，４２ａの間にカムボール４３が配置されている。パイロットカム４１とリヤハウジング２２との間には、スラスト軸受４４が配置されている。メインカム４２は、インナシャフト２３の内側スプライン突起２３１に相対回転不能かつ軸方向移動可能に係合しており、リターンスプリングとしての皿ばね４４によってパイロットカム４１側に付勢されている。

電磁クラッチ機構５は、アーマチャ５０と、複数のパイロットアウタクラッチプレート５１と、複数のパイロットインナクラッチプレート５２と、電磁コイル５３とを有して構成されている。電磁コイル５３は、軸受２６によってリヤハウジング２２に支持されたヨーク５３０に保持されている。電磁コイル５３には、電線５３１を介して制御装置６からの制御電流が励磁電流として供給される。

複数のパイロットアウタクラッチプレート５１及びパイロットインナクラッチプレート５２は、アーマチャ５０とリヤハウジング２２との間に、軸方向に沿って交互に配置されている。パイロットアウタクラッチプレート５１及びアーマチャ５０は、外周側の端部がフロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合している。パイロットインナクラッチプレート５２は、内周側の端部がパイロットカム４１のスプライン突起４１１に係合している。

上記のように構成された駆動力伝達装置２は、電磁コイル５３に供給される制御電流によって磁路Ｇに磁束が発生し、アーマチャ５０がリヤハウジング２２側に引き寄せられ、パイロットアウタクラッチプレート５１とパイロットインナクラッチプレート５２とが摩擦接触する。これにより、制御電流に応じた回転力がパイロットカム４１に伝達され、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転し、カムボール４３がカム溝４１ａ，４２ａを転動する。このカムボール４３の転動により、メインカム４２にメインクラッチ３を押圧するスラスト力が発生し、複数のメインアウタクラッチプレート３１と複数のメインインナクラッチプレート３２との間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力によってハウジング２０からインナシャフト２３に、すなわちプロペラシャフト１５からピニオンギヤシャフト１６０に、駆動力が伝達される。制御装置６は、制御電流を増減させることにより、駆動力伝達装置２から左右後輪１９１，１９２側に伝達される駆動力を調節可能である。

（制御装置の構成）
図１に示すように、制御装置６は、ＣＰＵ（演算処理装置）及び記憶素子を有する制御部６０と、バッテリー等の直流電源の電圧をスイッチングして駆動力伝達装置２の電磁コイル５３に電流を供給するスイッチング電源部６６とを有している。スイッチング電源部６６は、トランジスタ等のスイッチング素子を有し、制御部６０から出力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に基づいて直流電圧をスイッチングし、電磁コイル５３に供給する制御電流を生成する。

制御部６０は、不揮発性の記憶素子に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、トルク指令値演算手段６１、温度推定手段６２、過熱保護制御手段６３、電流指令値演算手段６４、及び電流制御手段６５として機能する。

トルク指令値演算手段６１は、ハウジング２０からインナシャフト２３に伝達すべき駆動力の大きさを示すトルク指令値を車両情報に基づいて演算する。温度推定手段６２は、トルク指令値に基づいて駆動力伝達系１０における発熱箇所の温度を推定する。過熱保護制御手段６３は、温度推定手段６２によって推定された温度によって発熱箇所が過熱状態であると判定されたとき、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力を低減して当該発熱箇所の発熱を抑制する。電流指令値演算手段６４は、電磁コイル５３に供給する制御電流の目標値である電流指令値をトルク指令値に応じて演算する。電流制御手段６５は、電流指令値演算手段６４によって演算された電流指令値に対応する電流が電磁コイル５３に供給されるように、電流フィードバック制御を行う。

図３は、制御装置６の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。この制御ブロック図において、トルク指令値演算部７１、温度推定部７２、過熱保護制御部７３、電流指令値演算部７４、及び電流制御部７５は、それぞれトルク指令値演算手段６１、温度推定手段６２、過熱保護制御手段６３、電流指令値演算手段６４、及び電流制御手段６５によって実現される。

トルク指令値演算部７１は、車輪速センサ１０１〜１０４によって検出される左右前輪１９１，１９２及び左右後輪１９３，１９４の車輪速情報、及びアクセルペダルセンサ１０５によって検出されるアクセル開度情報に基づいてトルク指令値Ｔ^＊を演算する。車輪速情報及びアクセル開度情報は、車両情報の一例である。トルク指令値演算部７１は、アクセル開度が大きいほど、また左右前輪１９１，１９２の平均回転速度と左右後輪１９３，１９４の平均回転速度との差である前後輪差動回転速度が大きいほど、トルク指令値Ｔ^＊を大きく設定する。なお、車両情報としては、車輪速情報やアクセル開度情報に限らず、例えばヨーレイトセンサや操舵角センサの検出値など、各種の車載センサの検出値を用いることができる。

温度推定部７２は、トルク指令値演算部７１が演算したトルク指令値Ｔ^＊と、アクセル開度情報、車輪速情報、及び外気温情報とに基づいて、発熱箇所の温度を推定する。この温度推定部７２の処理内容の詳細については後述する。過熱保護制御部７３は、温度推定部７２によって演算された温度が閾値以上であるとき、トルク指令値演算部７１が演算したトルク指令値Ｔ^＊を低減補正して補正トルク指令値Ｔ^＊＊を算出する。

電流指令値演算部７４は、例えば駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力（伝達トルク）と制御電流との関係を示すマップ情報を参照し、電流指令値を演算する。電流制御部７５は、偏差演算部７５１、ＰＩ制御部７５２、及びＰＷＭ制御部７５３を含む。偏差演算部７５１は、電流センサ６６０によって検出された制御電流の検出値である実電流値Ｉと指令電流値Ｉ^＊との偏差εを演算する。ＰＩ制御部７５２は、偏差演算部７５１によって演算された偏差εに対してＰＩ（Proportional-Integral）演算を行ない、実電流値Ｉが指令電流値Ｉ^＊に近づくようにスイッチング電源部６６に出力するＰＷＭ信号のデューティー比を演算し、電流フィードバック制御を行う。ＰＷＭ制御部７５３は、ＰＩ制御部７５２により演算されたデューティー比に基づいてスイッチング電源部６６のスイッチング素子をオン又はオフさせるＰＷＭ信号を生成し、スイッチング電源部６６に出力する。

本実施の形態では、温度推定部７２が、駆動力伝達系１０の発熱箇所として、トランスファ１４の温度を推定する。温度推定部７２は、通常時には次式（１）によってトランスファ１４の温度Ｔｅｍｐを推定演算する。

ここで、Ｋ１，Ｋ２は、例えば実験もしくはシミュレーションに基づいて予め設定された係数であり、Ｔｏは外気温センサ１０６によって検出された外気温である。Ｈ（ｎ）は、エンジン１１の始動後のｎ回目（ｎは自然数）の演算におけるトランスファ１４の負荷量である。このＨ（ｎ）は、次式（２）によって求められる。

ここで、Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５は、例えば実験もしくはシミュレーションに基づいて予め設定された係数であり、Ｔ^＊は、トルク指令値演算部７１で演算されるトルク指令値である。Ｖｆは、左右前輪１９１，１９２の平均車輪速であり、Ｈ（ｎ−１）は、トランスファ１４の負荷量の前回値である。温度推定部７２は、所定の制御周期（例えば５ｍｓ）ごとに、トランスファ１４の負荷量及びトランスファ１４の温度Ｔｅｍｐを演算する。なお、式（２）における「Ｋ５×Ｈ（ｎ−１）」の項は、トランスファ１４からの放熱量に相当し、Ｖｆは、トランスファ１４のピニオンギヤ１４１の回転速度に相当する。

ところで、車輪１９にスリップ（空転）が発生すると、トルク指令値Ｔ^＊に応じた大きさの駆動力を駆動力伝達装置２からリヤディファレンシャル１６側に伝達できない場合がある。また、エンジン１１から駆動力伝達装置２のハウジング２０に伝達される駆動力（入力トルク）がトルク指令値Ｔ^＊より小さい場合にも、トルク指令値Ｔ^＊に応じた駆動力を駆動力伝達装置２からリヤディファレンシャル１６側に伝達することができない。このような場合には、上記式（２）によってトランスファ１４の負荷量Ｈ（ｎ）を正確に演算することができず、その結果、トランスファ１４の温度Ｔｅｍｐをも正確に求めることができなくなる。

そこで、本実施の形態では、温度推定手段７２が、エンジン１１が発生する駆動力の大きさ又は車輪１９のスリップの発生に起因して、指令トルクＴ^＊に応じた大きさの駆動力を駆動力伝達装置２から左右後輪１９３，１９４側に伝達できないとき、駆動力伝達装置２のハウジング２０に入力される駆動力の推定値に基づいてトランスファ１４の温度を推定する。

この推定値は、車輪１９にスリップが発生しておらず、エンジン１１が発生する駆動力の大きさが小さいことにより指令トルクＴ^＊に応じた駆動力を駆動力伝達装置２から左右後輪１９３，１９４側に伝達できない場合には、エンジン１１からプロペラシャフト１５を経て駆動力伝達装置２のハウジング２０に伝達される駆動力の演算値である。この演算値は、例えばアクセルペダル１１０の操作量によって求められるエンジン１１の駆動力の大きさ（出力軸であるクランクシャフトのトルク）に、トランスミッション１２の変速比及びトランスファ１４のギヤ比を乗じて求めることができる。以下、エンジン１１が発生する駆動力にトランスミッション１２の変速比及びトランスファ１４のギヤ比を乗じて得られたトルク、すなわちプロペラシャフト１５のトルクを「軸上トルク」という。この軸上トルクは、エンジン１１の出力軸のトルクを駆動力伝達装置２のハウジング２０に入力される入力トルクに換算した換算値である。

また、左右後輪１９３，１９４の少なくとも何れかにスリップが発生したとき、駆動力伝達装置２のハウジング２０に入力される駆動力の推定値は、スリップが発生している左右後輪１９３，１９４のグリップ力をプロペラシャフト１５のトルク、すなわち駆動力伝達装置２のハウジング２０のトルクに換算した換算値である。また、左右前輪１９１，１９２の少なくとも何れかにスリップが発生したとき、駆動力伝達装置２のハウジング２０に入力される駆動力の推定値は、スリップが発生している左右前輪１９１，１９２のグリップ力を駆動力伝達装置２のハウジング２０のトルクに換算した換算値を軸上トルクから差し引いて求められる演算値である。これらのグリップ力を駆動力伝達装置２のハウジング２０のトルクに換算した換算値Ｔｇは、次式（３）によって求められる。

ここで、ｒｔは、車輪１９のタイヤ半径であり、Ｒｆはトランスファ１４のギヤ比である。Ｗは、左右前輪１９１，１９２の一方又は両方にスリップが発生した場合には前輪荷重であり、左右後輪１９３，１９４の一方又は両方にスリップが発生した場合には後輪荷重である。μは車輪１９のタイヤと路面との摩擦係数（動摩擦係数）である。なお、ここではトランスファ１４のギヤ比（リングギヤ１４２の歯数／ピニオンギヤ１４１の歯数）とリヤディファレンシャル１６の減速比（リングギヤ１６５の歯数／ピニオンギヤシャフト１６０の歯数）とが同じであるものとする。

また、路面摩擦係数μは、例えば車載カメラで撮像した路面状態等によって推定した値を用いてもよいが、次式（４）によって求めてもよい。

ここで、Ｇｌｏは、車両前後方向の加速度であり、Ｇｌａは、横方向（車幅方向）の加速度である。これらの加速度の値は、加速度センサの検出値によって得ることができる。仮に路面摩擦係数がゼロであれば、車両前後方向の加速度も横方向の加速度もゼロであるため、式（４）によれば、実際に発生している車両前後方向及び横方向の加速度から路面摩擦係数を推定することができる。

図４は、制御部６０が実行する演算処理の一例を示すフローチャートである。制御部６０は、このフローチャートに示す処理を、所定の制御周期（例えば５ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。

制御部６０は、車両情報に基づいてトルク指令値を演算する（ステップＳ１）。次に制御部６０は、左右前輪１９１，１９２及び左右後輪１９３，１９４の何れかの車輪１９にスリップが発生しているか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定は、例えば最も車輪速が遅い車輪１９の回転速度に対する最も車輪速が速い車輪１９の回転速度の比率が閾値以上であるか否かによって行うことができる。

ステップＳ２の判定で、スリップが発生していない（Ｓ２：Ｎｏ）と判定した場合、制御部６０は、指令トルクが軸上トルク以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、指令トルクが軸上トルク以下である場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、制御部６０は、上記式（２）によってトランスファ１４の負荷量Ｈ（ｎ）を演算する（ステップＳ４）。一方、指令トルクが軸上トルクより大きい場合（Ｓ３：Ｎｏ）、制御部６０は、次式（５）によってトランスファ１４の負荷量Ｈ（ｎ）を演算する（ステップＳ５）。

ここで、Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５、及びＶｆは、上記式（２）と同じであり、Ｔｑは軸上トルクである。

また、制御部６０は、ステップＳ２の判定でスリップが発生している（Ｓ２：Ｙｅｓ）と判定した場合、左右後輪１９３，１９４の一方又は両方にスリップが発生しているか否かを判定し（ステップＳ６）、左右後輪１９３，１９４の少なくとも何れかにスリップが発生している場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、次式（６）によってトランスファ１４の負荷量Ｈ（ｎ）を演算する（ステップＳ７）。

ここで、Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５、及びＶｆは、上記式（２）と同じであり、Ｔｇは、Ｗを後輪荷重として上記式（３）によって演算したグリップ力の換算値である。

一方、制御部６０は、左右後輪１９３，１９４にスリップが発生しておらず、左右前輪１９１，１９２の少なくとも何れかにスリップが発生している場合（Ｓ６：Ｎｏ）、次式（７）によってトランスファ１４の負荷量Ｈ（ｎ）を演算する（ステップＳ８）。

ここで、Ｋ３，Ｋ４，Ｋ５、及びＶｆは、上記式（２）と同じであり、Ｔｑは軸上トルクである。Ｔｇは、Ｗを前輪荷重として上記式（３）によって演算したグリップ力の換算値である。

制御部６０は、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８の何れかでトランスファ１４の負荷量Ｈ（ｎ）を演算した後、演算した負荷量Ｈ（ｎ）を用いて上記式（１）によってトランスファ１４の温度Ｔｅｍｐを演算し（ステップＳ９）、トランスファ１４の温度Ｔｅｍｐが閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。そして、トランスファ１４の温度Ｔｅｍｐが閾値以上である場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１で演算したトルク指令値を低減するように補正する（ステップＳ１１）。このトルク指令値の低減補正として、具体的には、ステップＳ１で演算したトルク指令値に１未満の係数を乗じて補正トルク指令値としてもよく、トルク指令値から所定値を減算して補正トルク指令値としてもよい。また、所定値以下に補正トルク指令値を制限してもよい。

その後、制御部６０は、ステップＳ１で演算されたトルク指令値もしくはステップＳ１１で低減補正された補正トルク指令値に基づいて電流指令値を演算し（ステップＳ１２）、電流指令値に対応する電流が電磁コイル５３に供給されるように電流フィードバック制御を行う（ステップＳ１３）。

このフローチャートにおいて、ステップＳ１の処理は、トルク指令値演算手段６１としての処理であり、ステップＳ２〜Ｓ９の処理は、温度推定手段６２としての処理である。また、ステップＳ１０，Ｓ１１の処理は、過熱保護制御手段６３としての処理であり、ステップＳ１２の処理は、電流指令値演算手段６４としての処理であり、ステップＳ１３の処理は、電流制御手段６５としての処理である。なお、上記のフローチャートの処理は、次のように変形してもよい。

（変形例１）
ステップＳ７の処理において、左右後輪１９３，１９４の何れか一方の車輪１９のみにスリップが発生した場合には、当該スリップが発生した車輪１９の荷重を車両前後方向及び横方向の加速度を加味して算出し、算出された荷重を２倍した値を変数Ｗとして上記式（３）に適用して得られる値をグリップ力の換算値としてもよい。また、ステップＳ８の処理において、左右前輪１９１，１９２の何れか一方の車輪１９のみにスリップが発生した場合には、当該スリップが発生した車輪１９の荷重を車両前後方向及び横方向の加速度を加味して算出し、算出された荷重を２倍した値を変数Ｗとして上記式（３）に適用して得られる値をグリップ力の換算値としてもよい。

（変形例２）
変形例１に加え、リヤディファレンシャル１６として左右後輪１９３，１９４の差動回転を抑制する差動制限機能を有するものを用いた場合には、車両前後方向及び横方向の加速度を加味して算出された車輪１９（スリップ輪）の荷重に、さらに（トルクバイアスレシオ＋１）の係数を乗じた値を変数Ｗとして上記式（３）に適用して得られる値をグリップ力の換算値としてもよい。また、フロントディファレンシャル１３として左右前輪１９１，１９２の差動回転を抑制する差動制限機能を有するものを用いた場合には、車両前後方向及び横方向の加速度を加味して算出された車輪１９（スリップ輪）の荷重に、さらに（トルクバイアスレシオ＋１）の係数を乗じた値を変数Ｗとして上記式（３）に適用して得られる値をグリップ力の換算値としてもよい。

（変形例３）
路面摩擦係数μを、車輪１９のそれぞれに対して個別に推定可能な場合には、上記式（３）に用いるμの値を、当該個別に推定された値としてもよい。

［実施の形態の効果］
以上説明した本発明の実施の形態によれば、車輪１９にスリップが発生した場合や軸上トルクがトルク指令値Ｔより小さい場合でも、トランスファ１４の温度を高い精度で推定することができ、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力を必要以上に小さくしてしまうことを抑えながら、トランスファ１４の過熱保護を適切に行うことができる。また、変形例１〜３によれば、さらに正確にトランスファ１４の温度推定を行うことが可能となる。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記の実施の形態では、駆動力伝達系１０の発熱箇所として、トランスファ１４の温度を推定する場合について説明したが、これに限らず、例えばリヤディファレンシャル１６やプロペラシャフト１５あるいは駆動力伝達装置２を発熱箇所として、これらの発熱箇所の温度推定及び過熱保護を行ってもよい。

また、上記の実施の形態では、プロペラシャフト１５とリヤディファレンシャル１６との間に駆動力伝達装置２を配置した場合について説明したが、駆動力伝達装置２の配置はこれに限らず、例えばリヤディファレンシャル１６と左右後輪１９３，１９４との間に駆動力伝達装置２を配置してもよい。

また、上記の実施の形態では、カム機構４及び電磁クラッチ機構５によってメインクラッチ３を押圧する場合について説明したが、これに限らず、例えば電動モータや油圧ピストンによってメインクラッチ３を押圧するようにしてもよい。

またさらに、上記の実施の形態では、左右前輪１９１，１９２をエンジン１１の駆動力が常に伝達される主駆動輪とし、左右後輪１９３，１９４を車両状態によってエンジン１１の駆動力が伝達される補助駆動輪とする四輪駆動車１に本発明を適用した場合について説明したが、左右後輪を主駆動輪とし、左右前輪を補助駆動輪とする四輪駆動車にも本発明を適用することが可能である。

１…四輪駆動車 １０…駆動力伝達系
１１…エンジン（駆動源） １４…トランスファ（発熱箇所）
１５…プロペラシャフト １９…車輪
１９１，１９２…左右前輪（主駆動輪） １９３，１９４…左右後輪（補助駆動輪）
２…駆動力伝達装置 ２０…ハウジング（入力回転部材）
２３…インナシャフト（出力回転部材） ６…制御装置（車両用制御装置）
６１…指令トルク演算手段 ６２…温度推定手段
６３…過熱保護制御手段

Claims (7)

1. 駆動源の駆動力を主駆動輪及び補助駆動輪に配分する駆動力伝達系を備えた四輪駆動車に搭載され、前記補助駆動輪側に伝達される駆動力を調節可能な駆動力伝達装置を制御する車両用制御装置であって、
   車両情報に基づいて前記駆動力伝達装置の入力回転部材から出力回転部材に伝達すべき駆動力を示す指令トルクを演算する指令トルク演算手段と、
   前記指令トルクに基づいて前記駆動力伝達系における発熱箇所の温度を推定する温度推定手段とを備え、
   前記温度推定手段は、前記駆動源が発生する駆動力の大きさ又は車輪のスリップの発生に起因して前記指令トルクに応じた駆動力を前記補助駆動輪側に伝達できないとき、前記入力回転部材に入力される駆動力の推定値に基づいて前記発熱箇所の温度を推定する、
   車両用制御装置。
2. 前記温度推定手段は、前記補助駆動輪にスリップが発生したとき、前記補助駆動輪のグリップ力を前記入力回転部材のトルクに換算した換算値を前記推定値として前記発熱箇所の温度を推定する、
   請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記温度推定手段は、前記主駆動輪にスリップが発生したとき、前記主駆動輪のグリップ力を前記入力回転部材のトルクに換算した換算値を前記駆動源から前記入力回転部材に伝達される駆動力の演算値から差し引いて求められる演算値を前記推定値として前記発熱箇所の温度を推定する、
   請求項１又は２に記載の車両用制御装置。
4. 前記温度推定手段は、前記スリップが発生した車輪の荷重を加味して前記グリップ力を演算する、
   請求項２又は３に記載の車両用制御装置。
5. 前記温度推定手段は、前記主駆動輪及び前記補助駆動輪にスリップが発生しておらず、かつ前記駆動源から前記入力回転部材に伝達される駆動力の演算値が前記指令トルクよりも小さいとき、当該演算値を前記推定値として前記発熱箇所の温度を推定する、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の車両用制御装置。
6. 前記推定された温度によって前記発熱箇所が過熱状態であると判定されたとき、前記駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を低減して当該発熱箇所の発熱を抑制する過熱保護制御手段をさらに備えた、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の車両用制御装置。
7. 前記駆動力伝達系は、車両前後方向に駆動力を伝達するプロペラシャフトと、前記プロペラシャフトに駆動力を伝達するトランスファとを備え、
   前記温度推定手段は、前記発熱箇所として前記トランスファの温度を推定する、
   請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用制御装置。

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