JP3570214B2

JP3570214B2 - 車両用摩擦係合装置の温度推定装置

Info

Publication number: JP3570214B2
Application number: JP08730498A
Authority: JP
Inventors: 充大葉; 浩一鈴木; 貴史山本; 勝司山下; 暁彦池田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11287257A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の動力伝達経路に設けられた摩擦係合装置の温度を推定する車両用摩擦係合装置の温度推定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車輪へ伝達されるトルクを制御するために車両の動力伝達経路に設けられて作動させられる摩擦係合装置が知られている。このような摩擦係合装置は、その作動温度が耐久性に影響を与えることから、温度推定装置を用いてその作動温度を推定することが提案されている。たとえば、特開平１−１２２７２８号公報に記載された装置がそれである。
【０００３】
このような車両用摩擦係合装置の温度推定装置においては、その摩擦係合装置の前後回転数差すなわち入力側回転部材と出力側回転部材との間の回転速度差、およびその摩擦係合装置の伝達トルクに基づいて発熱量を算出し、その発熱量に基づいて、発熱が抑制されるように摩擦係合装置を制御する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用摩擦係合装置の温度推定装置では、単に摩擦材における発熱量しか考慮されていないことから、摩擦係合装置の温度の推定精度が充分に得られず、車両用摩擦係合装置の耐久性が損なわれる可能性があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、温度の推定精度を一層高めることができる車両用摩擦係合装置の温度推定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、摩擦係合装置の入力軸および出力軸を回転可能に支持する軸受の発熱が、摩擦係合装置の発熱に無視できない大きさで影響していることを見いだした。本発明はかかる知見に基づいて成されたものである。
【０００７】
すなわち、本発明の要旨とするところは、車両の動力伝達経路に設けられた摩擦係合装置の温度を推定する車両用摩擦係合装置の温度推定装置であって、前記摩擦係合装置の摩擦板の発熱状態と、その摩擦係合装置の入力軸を回転可能に支持する入力側軸受およびその摩擦係合装置の出力軸を回転可能に支持する出力側軸受の少なくとも一方の発熱状態とに基づいてその摩擦係合装置の温度を推定する温度推定手段を、含むことにある。
【０００８】
【発明の効果】
このようにすれば、温度推定手段は、摩擦係合装置の摩擦板の発熱状態と、その摩擦係合装置の入力軸を回転可能に支持する入力側軸受およびその摩擦係合装置の出力軸を回転可能に支持する出力側軸受の少なくとも一方の発熱状態とに基づいてその摩擦係合装置の温度を推定することから、摩擦係合装置の温度の推定精度が一層高められる。
【００１０】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記温度推定手段により推定された前記摩擦係合装置の温度に基づいてその摩擦係合装置を制御する摩擦係合制御手段がさらに設けられる。このようにすれば、温度推定手段による推定温度に基づいて摩擦係合装置が制御されるので、摩擦係合装置の耐久性が高められる。
【００１１】
また、好適には、前記温度推定手段により逐次推定される温度を、前記摩擦係合装置における温度上昇の時定数よりも短い値の時定数で逐次平滑化処理する平滑化処理手段が、さらに設けられる。このようにすれば、前記温度推定手段により逐次推定される温度が平滑化処理手段によって逐次平滑化されるので、信号変動の影響を受け難くなって安定した推定が行われる。また、平滑化処理手段により、前記摩擦係合装置における温度上昇の時定数よりも短い値の時定数で推定温度が平滑化されるので、実際の温度よりも早期に温度上昇を把握できる利点がある。
【００１２】
また、好適には、前記車両は４輪駆動車両であり、前記摩擦係合装置は、その車両のトランフファと前部差動歯車装置或いは後部差動歯車装置との間に設けられて前輪或いは後輪へのトルク配分を行うトルク配分クラッチである。
【００１３】
また、好適には、前記摩擦係合制御手段は、前記温度推定手段により逐次推定され且つ前記平滑化処理手段により逐次平滑化された推定温度が予め設定された判断基準値を越えると、前記摩擦係合装置を解放させるものである。このようにすれば、摩擦係合装置の過熱状態となるとその摩擦係合装置が解放されるので、その摩擦係合装置の耐久性が高められる。
【００１４】
また、好適には、前記温度推定手段は、前記摩擦係合装置の摩擦部材の仕事率に関連する量と前記軸受の仕事率に関連する量とに基づいて、その摩擦係合装置の温度を推定するものである。このようにすれば、摩擦係合装置の摩擦部材の仕事率と軸受の仕事率とに基づいて摩擦係合装置の温度が推定されるので、温度の推定精度が一層高められる。
【００１５】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例の温度推定装置を備えた車両の動力伝達装置を示している。図において、原動機として機能するエンジン１０には、トルクコンバータ付自動変速機１２、前部差動歯車装置１４、およびトランスファ１６を収容するトランクアクスルハウジング１８が締結されている。これにより、エンジン１０の出力トルクは、トルクコンバータ付自動変速機１２、前部差動歯車装置１４、左右１対の車軸２０、２２を介して左右１対の前輪２４、２６へ伝達される一方、上記トルクコンバータ付自動変速機１２、トランスファ１６、プロペラシャフト２８、トルク配分クラッチとして機能する電磁クラッチ３０、後部差動歯車装置３２、左右１対の車軸３４、３６を介して左右１対の後輪３８、４０へ伝達されるようになっている。
【００１７】
上記電磁クラッチ３０は、エンジン１０から前輪２４、２６と後輪３８、４０とへそれぞれ伝達されるトルクの割合を調節するためのトルク配分クラッチとして機能するものであって、プロペラシャフト２８に接続されてそれと共に回転する入力側摩擦板４２と、後部差動歯車装置３２のドライブピニオン４４に接続されてそれと共に回転する出力側摩擦板４６と、それら入力側摩擦板４２と出力側摩擦板４６とを電磁力に従って押圧することにより相互に摩擦係合させる電磁ソレノイド４８とを基本的に備える摩擦係合装置であって、後述の電子制御装置１１０からの指令値ｔ_ｒｅｆに対応した大きさの伝達トルクを発生するように構成されている。上記電磁クラッチ３０が解放された場合には、エンジン１０から出力されるトルクの１００％が前輪２４、２６へ伝達されるが、電磁クラッチ３０が完全係合された場合には、エンジン１０から出力されるトルクの５０％が前輪２４、２６へ伝達され、残りの５０％が後輪３８、４０へ伝達されるので、本実施例では、上記電磁クラッチ３０によるトルク配分調節範囲は、前輪と後輪との重量配分比が０．５：０．５である場合には、１：０から０．５：０．５の間までのトルク配分比範囲となっている。一般には、電磁クラッチ３０が完全係合された場合には、前後輪の重量配分相当に前後輪のトルクが分配される。本実施例では、電磁クラッチ３０により前輪駆動状態から直結４ＷＤまで前後輪のトルクを調節できる。
【００１８】
図２に詳しく示すように、電磁クラッチ３０は、プロペラシャフト２８に連結されるユニバーサルジョイント５０およびクラッチドラム５２を両軸端に有し、クラッチハウジング５４によりベアリング（入力側軸受）５６を介して回転可能に支持された入力軸５８と、その入力軸５８に対して同心となる状態でクラッチハウジング５４によりベアリング（出力側軸受）６０を介して回転可能に支持された出力軸６２と、入力軸５８の軸端面に相対回転可能に嵌合された状態でその入力軸５８と連結されたクラッチロータ６４と、回転不能となるように非回転部材であるクラッチハウジング５４の突起６５に係合させられた状態でベアリング６６を介して入力軸５８に支持された電磁ソレノイド４８と、電磁ソレノイド４８の磁力により吸引される環状磁性部材６８を有してクラッチドラム５２の内周面とクラッチロータ６４の外周面との間に設けられ、その電磁ソレノイド４８の磁力によって比較的小さな摩擦トルクが発生させられるコントロール（パイロット）クラッチ７０と、そのコントロールクラッチ７０からの摩擦トルクが伝達されるカムリング７２とそのカムリング７２に接触するボールカム７４とを有し、上記コントロールクラッチ７０を介して伝達された比較的小さな回転力をスラスト方向（軸心方向）の力に変換し且つ倍力して環状押圧部材７６に伝達する押圧装置７８と、軸方向において互いに重ねられた状態でクラッチドラム５２の内周面およびクラッチロータ６４の外周面に対して軸方向の移動可能且つ軸まわりの相対回転不能に設けられて、上記環状押圧部材７６からのスラスト方向の力により押圧される前記入力側摩擦板４２および出力側摩擦板４６とを備え、たとえば図３に示す特性に従って、電磁ソレノイド４８に供給される駆動電流に対応した大きさの伝達トルクを発生させる。
【００１９】
図１に戻って、車両には、４輪駆動モードを選択するときに操作される４輪駆動選択スイッチ８０、左前輪２４の回転速度を検出する車輪速度センサ８２、右前輪２６の回転速度を検出する車輪速度センサ８４、左後輪３８の回転速度を検出する車輪速度センサ８６、右後輪４０の回転速度を検出する車輪速度センサ８８、車両の前後加速度すなわち走行方向の加速度Ｇ_Ｘを検出する前後Ｇセンサ９０、車両の左右加速度すなわち横方向の加速度Ｇ_Ｙを検出する左右Ｇセンサ９２、ステアリングホイール９３により操作される車両の舵角を検出する舵角センサ９４、アクセルペダルにより操作されるスロットル開度を検出するスロットルセンサ９６、エンジン１０の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ９８、自動変速機１２の実際のギヤ段すなわちシフト位置を検出するシフト位置センサ１００、ブレーキペダル１０２が操作されたことを検出するブレーキセンサ１０４、パーキングブレーキレバー１０６が操作されたことを検出するＰＢブレーキセンサ１０８がそれぞれ設けられており、それらのスイッチ或いはセンサからは、４輪駆動モードを選択されたことを示す信号Ｓ４ＷＤ、左前輪２４の回転速度Ｎ_ＦＬを示す信号ＳＮ_ＦＬ、右前輪２６の回転速度Ｎ_ＦＲを示す信号ＳＮ_ＦＲ、左後輪３８の回転速度Ｎ_ＲＬを示す信号ＳＮ_ＲＬ、右後輪４０の回転速度Ｎ_ＲＲを示す信号ＳＮ_ＲＲ、前後加速度Ｇ_Ｘを示す信号ＳＧ_Ｘ、左右（横）加速度Ｇ_Ｙを示す信号ＳＧ_Ｙ、車両の舵角δを示す信号Ｓδ、スロットル開度θ_ｔｈを示す信号Ｓθ、エンジン１０の回転速度Ｎ_Ｅを示す信号ＳＮ_Ｅ、シフト位置ＳＰを示す信号ＳＳＰ、ブレーキペダル１０２の操作を示す信号ＳＢＫ、パーキングブレーキレバー１０６の操作を示す信号ＳＰＢが、トルク配分制御用の電子制御装置１１０へ供給される。
【００２０】
上記前後Ｇセンサ９０および左右Ｇセンサ９２は、比較的大きな質量をもった部材とその部材に作用する力すなわち加速度を検出する圧電素子とを備えた圧電型や、比較的大きな質量をもった部材とその部材に加えられる加速度による変位を元位置に保つような平衡力を電磁力にて発生させる電磁コイルとを備えてその電磁コイルの駆動電流に基づいて加速度を検出するサーボ型などにより構成されている。
【００２１】
上記電子制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを含む所謂マイクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより上記の入力信号を処理し、電磁クラッチ３０へ制御信号を出力するとともに、電磁クラッチ３０の作動中を示す作動表示灯１１２および電磁クラッチ３０の異常を示す異常表示灯１１４を表示させる。図４は、上記電子制御装置１１０の構成例を詳細に示すものである。エンジン制御および変速制御用電子制御装置１１５からは、スロットル開度θ_ｔｈ、自動変速機１２のギヤ段、エンジン系のフェイルを表す信号とエンジン１０の回転速度に対応した周波数のエンジンパルス信号が電子制御装置１１０に供給される。電子制御装置１１０は、ＡＢＳ用制御装置１１６および４ＷＤ用制御装置１１７と、指令値ｔ_ｒｅｆを表す指令信号に応じて電磁クラッチ３０に制御電流を出力する駆動回路１１８とを備えている。
【００２２】
図５は、上記電子制御装置１１０の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図５において、トルク配分クラッチ制御手段１２０は、たとえば発進時制御、旋回走行時制御、通常走行時制御、制動時制御など、車両の前輪および後輪のトルク配分を制御する複数種類の制御モードの中のいずれか１つを、車両状態に基づいて択一的に選択し、選択した制御モードにおいて予め設定された制御式に従って、電磁クラッチ３０の伝達トルク或いはその電磁クラッチ３０に供給すべき駆動電流に対応する大きさの指令値ｔ_ｒｅｆを表す制御信号ＳＣを出力すると共に、作動表示灯１１２を点灯させる。たとえば、４輪駆動選択スイッチ８０によって４輪駆動モードが選択されているとき、ブレーキセンサ１０４により主ブレーキの操作が検出されると制動時制御が選択される。また、たとえば図６に示す関係から車速Ｖと車両舵角δとで示される走行状態に基づいて発進時制御（図６の▲１▼）、旋回走行時制御（図６の▲２▼）、通常走行時制御（図６の▲３▼）のいずれかが選択されるのである。
【００２３】
上記発進時制御では、車両状態に応じた最大のトラクションを得るために、前輪２４、２６と後輪３８、４０とに対する車両の重量配分に相当するトルク配分となるように電磁クラッチ３０が制御されたり、舵角δに応じて後輪３８、４０への伝達トルクを制限するように電磁クラッチ３０が制御される。また、上記旋回走行時制御では、特に路面摩擦係数が小さい圧雪路或いは凍結路における旋回走行中の操縦安定性を高めるために、たとえばアンダーステアとオーバーステアとの中間の中立ステアとなる目標ヨーレート（重心を通る鉛直線まわりの旋回角速度）に実際のヨーレートが追従するように、電磁クラッチ３０が制御される。また、上記通常走行時制御では、基本的には重量配分に対応したトルク配分となるように電磁クラッチ３０の入力側および出力側の回転速度差が発生すると伝達トルクが大きくなるようにされるが、燃費を高めるために直進走行などのような４輪駆動が不要なときには可及的に締結力を小さくするように、電磁クラッチ３０が制御される。また、上記制動時制御では、ＡＢＳ制御やＶＳＣ制御との制御干渉を回避するために、ブレーキペダル１０２が操作されると、ＡＢＳ制御が開始されるまでは電磁クラッチ３０が締結されてエンジンブレーキ力を４輪に分配させるが、ＡＢＳ制御が開始されると締結力が小さくされ、またＶＳＣ制御が開始されると解放されるように、電磁クラッチ３０が制御される。
【００２４】
入力トルク算出手段１２２は、エンジン１０のプロペラシャフト２８まわりの出力トルク（車両の駆動トルク）すなわち電磁クラッチ３０の入力トルクｔ_ｉｎ（Ｎ・ｍ）を、たとえば図７に示す予め記憶された関係から実際のエンジン回転速度Ｎ_Ｅ（ｒｐｍ）およびスロットル開度θ_ｔｈ（％）或いは吸入空気量Ｑに基づいて逐次算出する。この入力トルク算出手段１２２では、予め設定された時間幅を有して時間経過とともに移動させられる移動区間内に得られた複数個の入力トルクｔ_ｉｎの平均値すなわち移動平均値として入力トルクｔ_ｉｎａｖが算出される。ここで、上記入力トルクｔ_ｉｎは、前輪２４、２６側へ配分されるトルクｔ_ｆと電磁クラッチ３０から後輪３８、４０側へ配分されるトルクｔ_ｒとの和（ｔ_ｉｎ＝ｔ_ｆ＋ｔ_ｒ）として定義される。上記後輪３８、４０側へ配分されるトルクｔ_ｒは電磁クラッチ３０の伝達トルクであり、定常状態では電磁クラッチ３０に対する指令値ｔ_ｒｅｆに対応している。
【００２５】
回転速度差算出手段１２４は、電磁クラッチ３０の入力軸５８の回転速度Ｎ_ｆを前輪回転速度Ｎ_ＦＬおよびＮ_ＦＲの平均値〔（Ｎ_ＦＬ＋Ｎ_ＦＲ）／２〕と前部差動歯車装置１４のギヤ比とに基づいて算出するとともに、電磁クラッチ３０の出力軸６２の回転速度Ｎ_ｒを後輪回転数度Ｎ_ＲＬおよびＮ_ＲＲの平均値〔（Ｎ_ＲＬ＋Ｎ_ＲＲ）／２〕と後部差動歯車装置３２のギヤ比とに基づいて算出し、入力軸５８の回転速度Ｎ_ｆから出力軸６２の回転速度Ｎ_ｒを差し引くことにより、入力軸５８と出力軸６２との回転速度差ΔＮ（ｒｐｍ）すなわち電磁クラッチ３０の差動（スリップ）回転数ΔＮ（＝Ｎ_ｆ−Ｎ_ｒ）を算出し、温度推定手段２１０へ供給する。
【００２６】
温度推定手段２１０は、数式１に示す予め記憶された温度推定式から、実際の入力軸回転速度Ｎ_ｆ、出力軸回転速度Ｎ_ｒ、回転速度差ΔＮ、電磁クラッチ３０の伝達トルクｔ_ｒ（≒トルク指令値ｔ_ｒｅｆ）に基づいて、電磁クラッチ３０の温度飽和状態における温度Ｔ_ｅｍｐｃを逐次推定する。この数式１において、Ｋ_ＡおよびＫ_Ｂは、予め実験的に求められた定数である。また、Ｔ_Ｃは、最高外気温度に対応する定数である。数式１において、その右辺第１項は、電磁クラッチ３０の入力軸５８を回転可能に支持するベアリング５６の仕事率に対応するものであり、定数Ｋ_Ａはその仕事率が継続したときに到達する飽和温度に対応させるものである。また、その数式１の右辺第２項は、電磁クラッチ３０の出力軸６２を回転可能に支持するベアリング６０の仕事率に対応するものであり、定数Ｋ_Ｂはその仕事率が継続したときに到達する飽和温度に対応させるものである。また、数式１の右辺第３項は、電磁クラッチ３０の摩擦板４２、４６の仕事率に対応するものであり、定数Ｋ_Ｃはその仕事率が継続したときに到達する飽和温度に対応させるものである。
【００２７】
【数１】
Ｔ_ｅｍｐｃ＝Ｋ_Ａ・Ｎ_ｆ＋Ｋ_Ｂ・Ｎ_ｒ＋Ｋ_Ｃ・ｔ_ｒ・ΔＮ＋Ｔ_Ｃ・・・（１）
【００２８】
平滑化処理手段２１２は、図８に示すように、上記温度推定手段２１０により逐次推定される電磁クラッチ３０の推定温度Ｔ_ｅｍｐｃを、たとえばローパスフィルタ処理などを用いて逐次平滑化し、平滑化した推定温度Ｔ_{ｅｍｐｃ１}を推定温度Ｔ_ｅｍｐｃとして出力する。このローパスフィルタ処理では、その時定数が前記電磁クラッチ３０の実際の温度上昇の時定数（数十分程度）よりも充分に短い値に設定されている。これにより、図９に示すように、推定温度Ｔ_ｅｍｐｃ（図９の１点鎖線）に基づいて実際の温度上昇（図９の実線）よりも早期に電磁クラッチ３０の温度を知ることができ、その推定温度Ｔ_ｅｍｐｃにより過熱が判断されれば、電磁クラッチ３０の損傷を回避できる。上記ローパスフィルタ処理は、たとえば数式２に従って実行される。数式２において、ＫＬＰ１は、ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆ（Ｈｚ）とロジック演算周期のタイムステップΔとの函数〔ＫＬＰ１＝１／（２πｆΔ＋１）〕であり、ＫＬＰ２も、ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆとタイムステップΔとの函数｛ＫＬＰ２＝〔１−１／（２πｆΔ＋１）〕｝である。上記ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆを小さくするほど、フィルタ処理値である推定温度Ｔ_{ｅｍｐｃ１}の時間的変化率が抑制され、パラメータの変動やノイズによる影響が好適に防止される。
【００２９】
【数２】
Ｔ_{ｅｍｐｃ１}＝ＫＬＰ１・Ｔ_{ｅｍｐｃ１}＋ＫＬＰ２・Ｔ_ｅｍｐｃ・・・（２）
【００３０】
温度判定手段２１４は、上記平滑化された推定温度Ｔ_{ｅｍｐｃ１}が予め設定された温度判断基準値Ｔ_Ｊを越えたか否かを判断し、越えた場合には過熱信号を前記トルク配分クラッチ制御手段１２０へ出力してそれに電磁クラッチ３０を優先的に解放させる。すなわち、トルク配分クラッチ制御手段１２０は、その温度判定手段２１４から過熱信号が出力されると、電磁クラッチ３０へ出力される指令値ｔ_ｒｅｆを零として電磁クラッチ３０を優先的に解放させるのである。この意味において、トルク配分クラッチ制御手段１２０は、温度推定手段２１０により推定された電磁クラッチ３０の推定温度Ｔ_ｅｍｐｃに基づいてその電磁クラッチ３０を制御する摩擦係合制御手段としても機能している。なお、上記温度判断基準値Ｔ_Ｊは、電磁クラッチ３０の摩擦板４２、４６や電磁ソレノイド４８などの耐久性に影響を与える程の過熱温度であるか否かを判断するための値であり、その過熱温度或いはそれより余裕値だけ小さい値に設定される。
【００３１】
図１０は、電子制御装置１１０の制御作動の要部を説明するフローチャートであって、電磁クラッチ３０の温度を推定するルーチンを示している。図１０のステップ（以下、ステップを省略する）ＳＫ１において入力信号が読み込まれた後、前記回転速度差算出手段１２４に対応するＳＫ２において、電磁クラッチ３０の入力軸５８の回転速度Ｎ_ｆが前輪回転速度Ｎ_ＦＬおよびＮ_ＦＲの平均値〔（Ｎ_ＦＬ＋Ｎ_ＦＲ）／２〕と前部差動歯車装置１４のギヤ比とに基づいて算出されるとともに、電磁クラッチ３０の出力軸６２の回転速度Ｎ_ｒが後輪回転数度Ｎ_ＲＬおよびＮ_ＲＲの平均値〔（Ｎ_ＲＬ＋Ｎ_ＲＲ）／２〕と後部差動歯車装置３２のギヤ比とに基づいて算出され、それら入力軸５８の回転速度Ｎ_ｆから出力軸６２の回転速度Ｎ_ｒを差し引くことにより、入力軸５８と出力軸６２との回転速度差ΔＮ（ｒｐｍ）が算出される。
【００３２】
次いで、前記温度推定手段２１０に対応するＳＫ３において、数式１に示す予め記憶された温度推定式から、実際の入力軸回転速度Ｎ_ｆ、出力軸回転速度Ｎ_ｒ、回転速度差ΔＮ、電磁クラッチ３０の伝達トルクｔ_ｒ（≒トルク指令値ｔ_ｒｅｆ）に基づいて、電磁クラッチ３０の温度飽和状態における温度Ｔ_ｅｍｐｃが逐次推定される。また、前記平滑化処理手段２１２に対応するＳＫ４においては、上記ＳＫ３において逐次推定される電磁クラッチ３０の推定温度Ｔ_ｅｍｐｃが、たとえばローパスフィルタ処理などを用いて逐次平滑化される。
【００３３】
前記温度判定手段２１４に対応するＳＫ５では、上記ＳＫ４において平滑化された推定温度Ｔ_{ｅｍｐｃ１}が予め設定された温度判断基準値Ｔ_Ｊを越えたか否かが判断される。このＳＫ５の判断が否定された場合は、ＳＫ６が実行されないが、肯定された場合は、電磁クラッチ３０の過熱状態或いは過熱が予想される状態であるから、前記摩擦係合制御手段に対応するＳＫ６において、電子制御装置１１０から電磁クラッチ３０へ出力されるトルク指令値（制御量）ｔ_ｒｅｆが「０」に設定され、続くＳＫ７においてそのトルク指令値ｔ_ｒｅｆ（＝０）が駆動回路１１８へ出力されることにより、電磁クラッチ３０が優先的に解放される。
【００３４】
上述のように、本実施例によれば、温度推定手段２１０（ＳＫ３）により、電磁クラッチ（摩擦係合装置）３０の外周部に位置する部材であるベアリング５６、６０の発熱状態に基づいてその電磁クラッチ３０の温度Ｔ_ｅｍｐｃが推定されることから、電磁クラッチ３０の温度の推定精度が一層高められる。すなわち、電磁クラッチ３０の外周部に位置して入力軸５８を回転可能に支持するベアリング（入力側軸受）５６および出力軸６２を回転可能に支持するベアリング（出力側軸受）６０の発熱状態に基づいて、電磁クラッチ３０の温度Ｔ_ｅｍｐｃが推定されることから、軸方向或いは軸に直角な方向の負荷を受けつつ回転させられることにより比較的多くの熱を発生するベアリング５６、６０の発熱状態が考慮され、電磁クラッチ３０の温度Ｔ_ｅｍｐｃが一層正確に推定されるのである。
【００３５】
また、本実施例によれば、温度推定手段２１０（ＳＫ３）により推定された電磁クラッチ３０の推定温度Ｔ_ｅｍｐｃに基づいてその電磁クラッチ３０を制御するトルク配分クラッチ（摩擦係合）制御手段１２０（ＳＫ６）が設けられていることから、電磁クラッチ３０の耐久性が高められる。
【００３６】
また、本実施例によれば、温度推定手段２１０（ＳＫ３）により逐次推定される推定温度Ｔ_ｅｍｐｃを、電磁クラッチ３０における温度上昇の時定数よりも短い値の時定数で逐次平滑化処理する平滑化処理手段２１２（ＳＫ４）が設けられていることから、温度推定手段２１０（ＳＫ３）により逐次推定される温度Ｔ_ｅｍｐｃが平滑化処理手段２１２（ＳＫ４）によって逐次平滑化されるので、信号変動の影響を受け難くなって安定した推定が行われる。また、その平滑化処理手段２１２（ＳＫ４）により、電磁クラッチ３０における温度上昇の時定数よりも短い値の時定数で推定温度Ｔ_ｅｍｐｃが平滑化されるので、実際の温度よりも早期に温度上昇を把握できる利点がある。
【００３７】
また、本実施例によれば、トルク配分クラッチ（摩擦係合）制御手段１２０（ＳＫ６）は、温度推定手段２１０（ＳＫ３）により逐次推定され且つ平滑化処理手段２１２（ＳＫ４）により逐次平滑化された推定温度Ｔ_{ｅｍｐｃ１}が予め設定された判断基準値Ｔ_Ｊを越えると、電磁クラッチ３０を解放させるものであることから、電磁クラッチ３０の過熱状態或いはそれが予測される状態となるとそれが直ちに解放されるので、その電磁クラッチ３０の耐久性が高められる。
【００３８】
また、本実施例によれば、温度推定手段２１０（ＳＫ３）は、電磁クラッチ３０の摩擦板４２、４６の仕事率に関連する量とベアリング５６、６０の仕事率に関連する量とに基づいて、その電磁クラッチ３０の温度を推定するものであるので、電磁クラッチ３０の温度の推定精度が一層高められる。
【００３９】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４０】
たとえば、前述の温度推定手段２１０は、入力軸５８を回転可能に支持するベアリング５６、および出力軸６２を回転可能に支持するベアリング６０の仕事率を加味した算出式（数式１）から電磁クラッチ３０の推定温度Ｔ_ｅｍｐｃを算出していたが、それらベアリング５６および６０のうちの相対的に影響度の大きい側だけを加味した算出式により電磁クラッチ３０の推定温度Ｔ_ｅｍｐｃを算出してもよい。
【００４１】
また、前記ベアリング５６および６０は、複数個の転動体を備えたころがり軸受であったが、摺接面を介して荷重を受けるメタル軸受であっても差し支えない。
【００４２】
また、前記温度推定手段２１０においては、ベアリング５６および６０の仕事率を加味して推定温度Ｔ_ｅｍｐｃを算出するために、数式１に示す右辺第１項および第２項において、入力軸回転速度Ｎ_ｆおよび出力軸回転速度Ｎ_ｒが用いられていたが、それらの入力軸回転速度Ｎ_ｆおよび出力軸回転速度Ｎ_ｒに替えて、電磁クラッチ３０のハウジングから温度センサにより検出される温度が用いられてもよい。要するに、電磁クラッチ３０の外周部に位置する部材の発熱状態を表すパラメータが用いられればよいのである。
【００４３】
また、前述の平滑化処理手段２１２は、ローパスフィルタ処理を用いて推定温度Ｔ_ｅｍｐｃを平滑化するものであったが、予め設定された移動区間内の平均値を求めることにより平滑化するものであってもよい。
【００４４】
また、前述の実施例の電磁クラッチ３０は、プロペラシャフト２８と後部差動歯車装置３２との間に設けられるものであったが、所謂センターデフの差動を制限するためにそれに並列に設けられた差動制限クラッチ、トランスファと前部差動歯車装置との間に設けられたクラッチ、プロペラシャフト２８とそれに連結された差動歯車装置の出力側の１対の車軸との３軸のうちの何れかの２軸間に設けられたクラッチなどであってもよい。要するに、原動機から複数の車輪へそれぞれ伝達されるトルクの割合を調節する電磁式、油圧式などのトルク配分クラッチであればよいのである。
【００４５】
また、前述の実施例において、原動機として機能するエンジン１０は、電気モータや電気モータとエンジンとのハイブリッドであっても差し支えない。
【００４６】
その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の電磁クラッチ用温度推定装置を備えた車両の動力伝達経路を説明する図である。
【図２】前輪および後輪のトルク配分を行うために、図１の動力伝達経路に設けられた電磁クラッチの構成を説明する断面図である。
【図３】図２の電磁クラッチのクラッチ特性を説明する特性図である。
【図４】図１の電子制御装置の構成例を詳細に説明する図である。
【図５】図１の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図６】図５のトルク配分クラッチ制御手段において複数種類の制御モードを切り換えるために予め記憶された関係を示す図である。
【図７】図５の入力トルク算出手段において入力トルクを算出するために予め記憶された関係を示す図である。
【図８】図５の温度推定手段により求められた推定温度Ｔ_ｅｍｐｃと、平滑化処理手段により平滑化された後の推定温度Ｔ_{ｅｍｐｃ１}とを対比して例示する図である。
【図９】図５の温度推定手段により求められ且つ平滑化処理手段により平滑化された後の推定温度Ｔ_ｅｍｐｃと、電磁クラッチの実際の温度とを対比して例示する図である。
【図１０】図４の電子制御装置の制御作動の要部を説明するためのフローチャートであって、クラッチ温度推定ルーチンを示す図である。
【符号の説明】
３０：電磁クラッチ（トルク配分クラッチ、摩擦係合装置）
５６：ベアリング（入力側軸受）
６０：ベアリング（出力側軸受）
１２０：トルク配分クラッチ制御手段（摩擦係合制御手段）
１２４：回転速度差算出手段
２１０：温度推定手段
２１２：平滑化処理手段

Claims

車両の動力伝達経路に設けられた摩擦係合装置の温度を推定する車両用摩擦係合装置の温度推定装置であって、
前記摩擦係合装置の摩擦板の発熱状態と、該摩擦係合装置の入力軸を回転可能に支持する入力側軸受および該摩擦係合装置の出力軸を回転可能に支持する出力側軸受の少なくとも一方の発熱状態とに基づいて該摩擦係合装置の温度を推定する温度推定手段を、含むことを特徴とする車両用摩擦係合装置の温度推定装置。
前記温度推定手段により推定された前記摩擦係合装置の温度に基づいて該摩擦係合装置を制御する摩擦係合制御手段をさらに含むものである請求項１の車両用摩擦係合装置の温度推定装置。
前記温度推定手段により逐次推定される温度を、前記摩擦係合装置における温度上昇の時定数よりも短い値の時定数で逐次平滑化処理する平滑化処理手段を、さらに含むものである請求項１または２の車両用摩擦係合装置の温度推定装置。