駆動力配分装置及び駆動力配分装置の制御方法
【課題】正確に温度推定して駆動力伝達部材が過熱することを防止できる駆動力配分装置及び駆動力配分装置の制御方法を提供する。
【解決手段】温度推定部３７は、エンジンの温度を検出する水温センサにて検出されたエンジン水温Ｔ_engに基づいて、エンジンからの熱伝達量Ｗ_engを演算する熱伝達量演算部４２と、熱伝達量Ｗ_engを考慮してトランスファ油温Ｔ_ptuを演算する温度演算部４８とを備えた。そして、ＥＣＵは、温度推定部３７で推定（演算）したトランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度以上である場合には、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度未満の場合よりも、指令トルクＴ*の目標値を小さく補正し、補正指令トルクに応じた駆動電流をトルクカップリングに供給するようした。
【解決手段】温度推定部３７は、エンジンの温度を検出する水温センサにて検出されたエンジン水温Ｔ_engに基づいて、エンジンからの熱伝達量Ｗ_engを演算する熱伝達量演算部４２と、熱伝達量Ｗ_engを考慮してトランスファ油温Ｔ_ptuを演算する温度演算部４８とを備えた。そして、ＥＣＵは、温度推定部３７で推定（演算）したトランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度以上である場合には、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度未満の場合よりも、指令トルクＴ*の目標値を小さく補正し、補正指令トルクに応じた駆動電流をトルクカップリングに供給するようした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク伝達容量を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及駆動力配分装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられ、クラッチ機構の係合力に基づいて、その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を備えた駆動力配分装置がある。このようなトルクカップリングとして、円筒状の第１回転部材と、該第１回転部材内に回転可能に同軸配置された軸状の第２回転部材とを備え、これら第１回転部材と第２回転部材との間に設けられたクラッチ機構により第１回転部材及び第２回転部材をトルク伝達可能に連結するトルクカップリングが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、トランスファ等の駆動伝達系に設けられた駆動力伝達部材は、例えばトルク伝達の際に生じる伝達ロス分が熱に変換されて発熱する。そのため、車両の走行状況等によっては過熱状態となる虞があり、ひいては、焼き付きの発生に繋がるという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献２には、トルク伝達に伴う駆動力伝達部材での発熱量及びその雰囲気温度に基づいて該駆動力伝達部材の温度を推定するようにした駆動力配分装置が開示されている。そして、この駆動力配分装置では、推定した温度が所定温度以上の場合には、該推定した温度が所定温度未満の場合よりも、トルク伝達容量の制御目標値を小さくなるように補正することで、各駆動力伝達部材にてトルク伝達に伴う発熱を抑え、過熱状態になることを防止している。
【特許文献１】特開２００５−３１６７号公報
【特許文献２】特許３９８８４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、各駆動力伝達部材の温度は、トルク伝達に伴う発熱や外気との熱交換以外の他の要因（例えば隣接する部材からの熱伝達等）によっても変化する。そのため、上記特許文献２の構成では、車両に搭載された各部材の温度等によっては、必ずしも駆動力伝達部材の温度を正確に推定することができているとはいえず、この点においてなお改善の余地があった。
【０００６】
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、正確に温度推定して駆動力伝達部材が過熱することを防止できる駆動力配分装置及び駆動力配分装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、駆動源のトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられクラッチ機構の係合力に基づいてトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記係合力の調整を通じて前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段がトルク伝達容量を変更することで前記駆動伝達系内に設けられた駆動力伝達部材が前記各車輪に伝達するトルクを変更させる駆動力配分装置であって、車両に搭載された発熱源の温度を検出する発熱源温度検出手段にて検出された前記発熱源の検出温度に基づいて、前記発熱源からの熱伝達量を演算する熱伝達量演算手段と、前記熱伝達量を考慮して前記駆動力伝達部材の温度を推定する駆動力伝達部材温度推定手段とを備え、前記制御手段は、前記駆動力伝達部材温度推定手段で推定した前記駆動力伝達部材の推定温度が所定温度以上である場合には、前記推定温度が前記所定温度未満の場合よりも前記トルク伝達容量の制御目標値を小さくすることを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、駆動力伝達部材温度推定手段により、発熱源からの熱伝達量を考慮して駆動力伝達部材の温度が推定される。そのため、車両に搭載された発熱源の温度に応じて、正確に駆動力伝達部材の温度を推定することが可能になり、該駆動力伝達部材が過熱することを防止できる。なお、所定温度とは、駆動力伝達部材が過熱し、焼き付きの発生に繋がる温度よりも、十分に小さい温度である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動力配分装置において、前記熱伝達量演算手段は、前記発熱源の定常状態における定常温度と前記検出温度との偏差に基づいて前記熱伝達量を演算することを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、発熱源の定常温度と検出温度との偏差に基づいて熱伝達量を演算するため、発熱源の検出温度が定常温度よりも低い場合には、発熱源からの熱伝達量が負の値となる。従って、駆動力伝達部材の温度下降（冷却）も含めてその温度を推定することができ、より正確な温度推定が可能になる。なお、定常状態とは、例えば車両に２名乗車した状態で平坦路を走行する状態であり、定常温度は定常状態で安定する発熱源の温度である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の駆動力配分装置において、前記駆動力伝達部材温度推定手段は、前記熱伝達量による前記駆動力伝達部材の温度変化を車速の増大に基づいて小さく推定することを要旨とする。
【００１２】
車速の増大により、駆動力伝達部材の温度変化に対する該駆動力伝達部材と外気との間での熱交換の割合が大きくなるため、発熱源からの熱伝達量等の影響は小さくなる。この点、上記構成によれば、車速の増大により、発熱源からの熱伝達量による駆動力伝達部材の温度変化を小さく推定するため、車速に応じて適切な駆動力伝達部材の温度を推定することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の駆動力配分装置において、前記発熱源は、前記駆動源及び該駆動源の回転を変速して出力する変速機のうちの少なくとも一方を含み、前記駆動力伝達部材は、前記変速機の出力を、前記変速機の出力が常時伝達される主駆動輪側及び前記車両の状態に応じて必要時に前記変速機の出力が伝達される補助駆動輪側に配分するトランスファであることを要旨とする。
【００１４】
他の車両を牽引して走行する車両牽引走行時や、登坂走行が長時間継続する場合などには、駆動源の負荷が大きくなるため、駆動源から空気や変速機を介してトランスファへ伝達される熱伝達量が大きくなる。つまり、トランスファの温度が、該トランスファでのトルク伝達に伴う発熱や外気との熱交換以外の要因により大きく変化するため、上記従来の構成（特許文献２）では、トランスファの温度を正確に推定できなくなる虞がある。この点、上記構成によれば、トランスファの温度を推定する際に、駆動源及び変速機のうちの少なくとも一方からの熱伝達量が含まれるため、同トランスファの温度を正確に推定することができる。この結果、車両牽引走行などを行う場合でも、トランスファの過熱を確実に防止することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、駆動源のトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられクラッチ機構の係合力に基づいてトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記係合力の調整を通じて前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段がトルク伝達容量を変更することで前記駆動伝達系内に設けられた駆動力伝達部材が前記各車輪に伝達するトルクを変更させる駆動力配分装置の制御方法であって、車両に搭載された発熱源の温度に基づいて該発熱源からの熱伝達量を演算し、前記熱伝達量を考慮して該駆動力伝達部材の温度を推定して、推定温度が所定温度以上である場合には、前記推定温度が前記所定温度未満の場合よりも前記トルク伝達容量の制御目標値を小さくするようにしたことを要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、車両に搭載された発熱源の温度に応じて、正確に駆動力伝達部材の温度を推定することが可能になり、該駆動力伝達部材が過熱することを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、正確に温度推定して駆動力伝達部材が過熱することを防止可能な駆動力配分装置及び駆動力配分装置の制御方法を提供ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を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４輪駆動車である。車両１の前部（図１において左側）には駆動源としてのエンジン２が搭載されるとともに、そのエンジン２には変速機としてのトランスミッション３が組み付けられている。トランスミッション３には、トランスファ４が組み付けられるとともに、トランスファ４には、第１プロペラシャフト５及び第２プロペラシャフト６が連結されている。第１プロペラシャフト５は、フロントディファレンシャル７を介して一対のフロントアクスル８に連結され、各フロントアクスル８には、前輪１０ｆが連結されている。また、第２プロペラシャフト６は、トルクカップリング１１を介してピニオンシャフト（ドライブピニオンシャフト）１２と連結可能となっている。そして、ピニオンシャフト１２は、リヤディファレンシャル１３を介して一対のリヤアクスル１４に連結され、各リヤアクスル１４には、後輪１０ｒが連結されている。なお、トルクカップリング１１は、リヤディファレンシャル１３とともに、デフキャリヤ１５内に収容されている。
【００１９】
トランスファ４は、トランスミッション３を介して伝達されたエンジン２のトルクを第１プロペラシャフト５（前輪１０ｆ側）と第２プロペラシャフト６（後輪１０ｒ側）とに配分する。従って、エンジン２のトルクは、先ずトランスミッション３を介してトランスファ４に伝達される。そして、トランスファ４から第１プロペラシャフト５、フロントディファレンシャル７及びフロントアクスル８を介して前輪１０ｆに伝達されるとともに、第２プロペラシャフト６、トルクカップリング１１、ピニオンシャフト１２、リヤディファレンシャル１３及び各リヤアクスル１４を介して後輪１０ｒに伝達されるようになっている。
【００２０】
従って、本実施形態では、トランスミッション３、駆動力伝達部材としてのトランスファ４、第１及び第２プロペラシャフト５，６、フロントディファレンシャル７、フロントアクスル８、トルクカップリング１１、ピニオンシャフト１２、リヤディファレンシャル１３及びリヤアクスル１４により、エンジン２のトルクを前輪１０ｆ及び後輪１０ｒに伝達する駆動伝達系が構成されている。
【００２１】
トルクカップリング１１は、電磁コイルに供給される電流量に応じてその摩擦係合力が変化する電磁クラッチ１６を備えており、該電磁クラッチ１６の摩擦系合力に基づいて後輪１０ｒに伝達可能なトルク容量、即ちトルク伝達容量を変更可能に構成されている。そして、トルク伝達容量を変更することで、トルクカップリング１１は主駆動輪である前輪１０ｆと補助駆動輪である後輪１０ｒとの間の駆動力配分を変更するようになっている。
【００２２】
トルクカップリング１１（電磁クラッチ１６）には、制御手段としてのＥＣＵ（電子制御装置）１７が電気的に接続されている。ＥＣＵ１７には、ＲＯＭ等のメモリ１８が設けられている。そして、ＥＣＵ１７は、車両１の走行状態に応じてトルクカップリング１１（電磁クラッチ１６）に駆動電流を供給し、この電流供給を通じて、即ち電磁クラッチ１６の摩擦係合力の調整を通じてトルクカップリング１１の作動を制御することにより、トルク伝達容量を制御する。つまり、トルクカップリング１１及びＥＣＵ１７により駆動力配分装置１９が構成されている。
【００２３】
次に、ＥＣＵ１７の電気的構成について説明する。
ＥＣＵ１７には、アクセル開度センサ２１及び車輪速センサ２２ｆ，２２ｒが接続されている。ＥＣＵ１７には、アクセル開度センサ２１からその時々のアクセル開度Ｓaが入力され、各車輪速センサ２２ｆ，２２ｒからそれぞれその時々の前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒが入力される。
【００２４】
また、ＥＣＵ１７には、エンジン２のラジエータ（図示略）に設けられた発熱源温度検出手段としての水温センサ２３及び外気温センサ２４が接続されている。そして、ＥＣＵ１７には、水温センサ２３からその時々のエンジン水温Ｔ_engが入力され、外気温センサ２４からそれぞれその時々の外気温Ｔ_ambが入力される。
【００２５】
ＥＣＵ１７は、各車輪速センサ２２ｆ，２２ｒにより測定された前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒに基づき、車速Ｖ及び前輪１０ｆと後輪１０ｒとの間の車輪速差ΔＷを算出し、これら算出した車速Ｖ及び車輪速差ΔＷ、並びにアクセル開度Ｓaに基づいて指令トルクを演算する。
【００２６】
そして、ＥＣＵ１７は、この演算した指令トルクをトランスファ４の温度（トランスファ油温Ｔ_ptu）に応じて補正し、補正後の指令トルクに基づいてトルクカップリング１１に駆動電流Ｉを供給するようになっている。
【００２７】
詳述すると、図２に示すように、ＥＣＵ１７は、各車輪速センサ２２ｆ，２２ｒから入力した前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒを、車速演算部３１及び前後車輪速差演算部３２に入力する。車速演算部３１は、前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒに基づいてその時々の車速Ｖを演算し、指令トルク演算部３４に出力する。また、前後車輪速差演算部３２は、前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒに基づいてその時々の前輪１０ｆと後輪１０ｒとの間の車輪速差ΔＷを演算し、指令トルク演算部３４に出力する。
【００２８】
指令トルク演算部３４には、車速Ｖ及び車輪速差ΔＷとともに、アクセル開度センサ２１からアクセル開度Ｓaが入力される。そして、指令トルク演算部３４は、これら車速Ｖ，車輪速差ΔＷ及びアクセル開度Ｓaに基づいて指令トルクＴ*を演算する。
【００２９】
具体的には、指令トルク演算部３４は、メモリ１８に記憶された所定のマップを参照することにより、車速Ｖ及び車輪速差ΔＷに基づいた第１トルクと、車速及びアクセル開度Ｓaに基づいた第２トルクとを演算する。続いて、指令トルク演算部３４は、これら第１トルクと第２トルクとを足し合わせることで指令トルクＴ*を演算する。そして、指令トルク演算部３４は、演算した指令トルクＴ*をトルク補正部３５に出力する。
【００３０】
トルク補正部３５は、トランスファ４の温度を推定する駆動力伝達部材温度推定手段としての温度推定部３７と、温度推定部３７にて推定された推定温度としてのトランスファ油温Ｔ_ptuに基づいて補正係数αを演算する補正係数演算部３８と、補正係数演算部３８にて演算された補正係数αを指令トルクＴ*に乗算する乗算器３９とを備えている。
【００３１】
温度推定部３７には、各車輪速センサ２２ｆ，２２ｒにより測定された前輪車輪速Ｖｆ、水温センサ２３により測定されたエンジン水温Ｔ_eng、及び外気温センサ２４により測定された外気温Ｔ_ambが入力される。また、温度推定部３７には、車速演算部３１にて演算された車速Ｖ及び指令トルク演算部３４にて演算された指令トルクＴ*が入力される。そして、温度推定部３７は、前輪車輪速Ｖｆ、エンジン水温Ｔ_eng、外気温Ｔ_amb、車速Ｖ及び指令トルクＴ*に基づいてトランスファ油温Ｔ_ptuを演算する。
【００３２】
詳述すると、図３に示すように、温度推定部３７は、仕事量演算部４１と、熱伝達量演算手段としての熱伝達量演算部４２とを備えている。
仕事量演算部４１には、前輪車輪速Ｖｆ及び指令トルクＴ*が入力される。そして、仕事量演算部４１は、前輪車輪速Ｖｆと指令トルクＴ*とを乗算器４３にて乗算することで、トルク伝達にかかるトランスファ４での仕事量Ｗ_ptuを演算し、加算器４４に出力する。
【００３３】
熱伝達量演算部４２は、偏差演算部４６と、変換部４７とを備えており、偏差演算部４６には、エンジン水温Ｔ_engが入力される。偏差演算部４６は、エンジン水温Ｔ_engと定常状態におけるエンジン水温Ｔ_eng0との偏差ε１（＝Ｔ_eng−Ｔ_eng0）を演算し、変換部４７に出力する。そして、変換部４７では、偏差演算部４６から出力された偏差ε１に対して係数Ｋ１１を乗ずることでエンジン２からの熱伝達量Ｗ_engを演算し、加算器４４に出力する。なお、係数Ｋ１１は、偏差ε１をエンジン２からの熱伝達量Ｗ_engに変換するための係数である。
【００３４】
なお、本実施形態では、定常状態とは、車両１に２名乗車した状態で平坦路を走行する状態であり、エンジン水温Ｔ_eng0は定常状態で安定するエンジン水温Ｔ_engである。この定常状態でのエンジン水温Ｔ_eng0は、予め実験などにより求められており、ＥＣＵ１７内のメモリ１８に記憶されている。
【００３５】
そして、加算器４４は、トランスファ４での仕事量Ｗ_ptu及びエンジン２からの熱伝達量Ｗ_engを加算して温度演算部４８に出力する。温度演算部４８には、仕事量Ｗ_ptu及び熱伝達量Ｗ_engに加え、外気温Ｔ_amb及び車速Ｖが入力される。本実施形態では、温度演算部４８は、下記（１）式を演算することにより、トランスファ油温Ｔ_ptuを演算する。
【００３６】
【数１】
ここで、（１）式における右辺の第１項は、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_eng及びトランスファ４での仕事量Ｗ_ptuを入力とした熱伝達モデルを用いて推定されるトランスファ４の温度変化量である。但し、「Ｋ２」は車速Ｖがパラメータとなるトランスファ４の冷却効率を示す係数であり、図４に示すように、車速Ｖが大きくなるほど、小さな値となるようになっている。また、「Ｔｆ」は時定数であって、トランスファ４の熱容量、及びトランスファ４と外部（エンジン２や外気など）との熱抵抗により適宜決定される。なお、「ｓ」はラプラス演算子である。
【００３７】
また、「Ｋ３」は、エンジン水温Ｔ_engが定常状態のエンジン水温Ｔ_eng0、指令トルクＴ*が「０」、外気温Ｔ_ambが基準温度Ｔ_amb0（例えば２７℃）である状態におけるトランスファ４の温度から前記基準温度Ｔ_amb0をオフセット（差分）した値である。「Ｋ３」の値は、予め実験などにより求められており、メモリ１８に記憶されている。
【００３８】
そして、温度演算部４８は、上記（１）式に基づいて演算したトランスファ油温Ｔ_ptuを補正係数演算部３８に出力する。つまり、温度推定部３７では、トランスファ４のトルク伝達（Ｗ_ptu）に伴う発熱量に加え、エンジン水温Ｔ_engに基づいて演算される熱伝達量Ｗ_engによるトランスファ４の温度変化を含んで、トランスファ油温Ｔ_ptuを推定（演算）し、補正係数演算部３８に出力する。従って、トランスファ油温Ｔ_ptuは、正確に推定演算されて、補正係数演算部３８に出力されることになる。
【００３９】
図２に示すように、補正係数演算部３８は、温度推定部３７にて推定されたトランスファ油温Ｔ_ptuに基づいて補正係数αを演算する。本実施形態では、補正係数演算部３８は、温度推定部３７にて推定されたトランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth以上である場合には、後輪１０ｒに配分されるトルクが指令トルクＴ*よりも小さくなるような補正係数α（本実施形態では、「０」）を乗算器３９出力する。一方、補正係数演算部３８は、Ｔ_ptuが所定温度Ｔth未満である場合には、補正係数αとして「１」を乗算器３９に出力する。
【００４０】
なお、所定温度Ｔthとは、トランスファ４が過熱し、焼き付きの発生に繋がる温度よりも、十分に小さい温度であり、予め実験などにより求められてメモリ１８に記憶されている。
【００４１】
乗算器３９は、指令トルク演算部３４で演算した指令トルクＴ*と補正係数演算部３８で演算した補正係数αを乗算した演算結果を補正指令トルクＴ**として出力する。
つまり、トルク補正部３５（乗算器３９）は、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth以上である場合には、指令トルクＴ*よりも小さい値の補正指令トルクＴ**（＝０）を指令電流値演算部５１に出力する。一方、トルク補正部３５は、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth未満である場合には、指令トルクＴ*と同じ値の補正指令トルクＴ**（＝Ｔ*）を指令電流値演算部５１に出力する。
【００４２】
指令電流値演算部５１は、電磁クラッチ１６に供給する駆動電流と後輪１０ｒに伝達するトルクとの関係を記憶したＩ−Ｔ特性マップに、補正指令トルクＴ**を照らし合わせることで指令電流値Ｉ*を演算する。なお、Ｉ−Ｔ特性マップは、メモリ１８に記憶されており、補正指令トルクＴ**の絶対値が大きくなる程、指令電流値Ｉ*が大きくなるように設定されている。そして、指令電流値演算部５１は、演算した指令電流値Ｉ*を減算器５２に出力する。
【００４３】
減算器５２は、指令トルク演算部３４により演算された指令電流値Ｉ*を入力するとともに、電磁クラッチ１６に供給される電流を検出する電流センサ５３により検出された駆動電流Ｉを入力する。減算器５２は、指令電流値Ｉ*と駆動電流Ｉとの電流偏差ΔＩ（＝Ｉ*−Ｉ）を演算する。減算器５２は、演算した電流偏差ΔＩをＦ／Ｂ（フィードバック）制御演算部５４に出力する。
【００４４】
Ｆ／Ｂ制御演算部５４は、入力された電流偏差ΔＩに基づいてフィードバック制御量を演算し、駆動信号出力部５５に出力する。駆動信号出力部５５は、このフィードバック制御量に応じて所定のデューティー（ＤＵＴＹ）比を有するパルス信号を駆動信号として駆動回路５６に出力する。そして、駆動回路５６は、駆動信号に応じた電流をトルクカップリング１１に供給することで、検出される駆動電流Ｉを指令電流値Ｉ*に追従させるようになっている。これにより、後輪１０ｒには、補正指令トルクＴ**に応じたトルクが伝達される。
【００４５】
このように、駆動力配分装置１９は、温度推定部３７において、トランスファ４でのトルク伝達に伴う仕事量Ｗ_ptuに伴う発熱量に加え、エンジン水温Ｔ_engに基づいて演算される熱伝達量Ｗ_engによる温度変化を考慮してトランスファ油温Ｔ_ptuを推定（演算）した。そして、駆動力配分装置１９は、演算したトランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth以上である場合には、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth未満の場合よりも、後輪１０ｒに配分されるトルクを小さくするようにした。このように、正確にトランスファ油温Ｔ_ptuを推定したことで、トランスファ４にてトルク伝達に伴う発熱を抑え、トランスファ４が過熱状態になることを未然に防止している。
【００４６】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）温度推定部３７は、エンジン２の温度を検出する水温センサ２３にて検出されたエンジン水温Ｔ_engに基づいて、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_engを演算する熱伝達量演算部４２と、熱伝達量Ｗ_engを考慮してトランスファ油温Ｔ_ptuを演算する温度演算部４８とを備えた。そして、ＥＣＵ１７は、温度推定部３７で推定したトランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth以上である場合には、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth未満の場合よりも、指令トルクＴ*の目標値を小さく補正し、補正指令トルクＴ**に応じた駆動電流Ｉをトルクカップリング１１に供給するようした。そのため、車両１に搭載されたエンジン２のその時々の温度も考慮して、正確にトランスファ４の温度を推定することが可能になり、該トランスファ４が過熱することを未然に防止できる。
【００４７】
（２）熱伝達量演算部４２は、エンジン２の定常状態におけるエンジン水温Ｔ_eng0と水温センサ２３により検出されたエンジン水温Ｔ_engとの偏差ε１に係数Ｋ１１を乗ずることで、熱伝達量Ｗ_engを演算するようにした。そのため、エンジン水温Ｔ_engが定常状態のエンジン水温Ｔ_eng0よりも低い場合には、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_engが負の値となる。従って、トランスファ４の温度下降（冷却）も含めてその温度を推定することができ、より正確な温度推定が可能になる。
【００４８】
（３）温度演算部４８は、上記（１）式における「Ｋ２」を、車速Ｖが大きくなるほど小さな値となるようにし、熱伝達量Ｗ_eng及び仕事量Ｗ_ptuによるトランスファ４の温度変化を車速Ｖの増大に基づいて小さくなるようにした。
【００４９】
ここで、車速Ｖの増大により、トランスファ４の温度変化に対するトランスファ４と外気と間での熱交換の割合が大きくなるため、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_engやトランスファでの仕事量Ｗ_ptuの影響は小さくなる。この点、本実施形態によれば、車速Ｖの増大により、熱伝達量Ｗ_eng及び仕事量Ｗ_ptuによるトランスファ４の温度変化を小さく推定するため、車速Ｖに応じて適切なトランスファ油温Ｔ_ptuを推定することができる。
【００５０】
（４）エンジン２の熱伝達量を考慮してトランスファ油温Ｔ_ptuを推定するようした。
ここで、車両１が他の車両を牽引して走行する車両牽引走行時や、登坂走行が長時間継続する場合などには、エンジン２の負荷が大きくなるため、エンジン２から空気やトランスミッション３を介してトランスファ４へ伝達される熱伝達量が大きくなる。つまり、トランスファ４の温度が、該トランスファ４でのトルク伝達に伴う発熱や外気との熱交換以外の要因により大きく変化することから、上記従来の構成（特許文献２）では、トランスファ油温Ｔ_ptuを正確に推定できなくなる虞がある。この点、本実施形態によれば、トランスファ油温Ｔ_ptuを推定する際に、エンジン２からの熱伝達量が含まれるため、同トランスファ４の温度を正確に推定することができる。この結果、車両１が車両牽引走行などを行う場合でも、トランスファ４の過熱を確実に防止することができる。
【００５１】
なお、本実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、エンジン２のみを発熱源としたが、これに限らず、トランスミッション３のみを発熱源としてもよい。具体的には、図５に示すように、熱伝達量演算部６１は、偏差演算部６２でトランスミッション油温Ｔ_trmと定常状態のトランスミッション油温Ｔ_trm0との偏差ε２（＝Ｔ_trm−Ｔ_trm0）を演算し、変換器６３で係数Ｋ１２を乗ずることで、トランスミッション３からの熱伝達量Ｗ_trmを演算し、温度演算部４８に出力する。なお、係数Ｋ１２は、偏差ε２をトランスミッション３からの熱伝達量Ｗ_trmに変換するための係数である。そして、上記実施形態と同様に、温度演算部４８で、下記（２）式を演算することにより、トランスファ油温Ｔ_ptuを演算する。
【００５２】
【数２】
ここで、（２）式における右辺の第１項は、トランスミッション３からの熱伝達量Ｗ_trm及びトランスファ４での仕事量Ｗ_ptuを入力とした熱伝達モデルを用いて推定されるトランスファ４の温度変化量である。但し、「Ｋ２」、「Ｔｆ」及び［ｓ］は、上記実施形態と同様の係数であり、トランスファ４の熱容量等に応じて適宜決定される。
【００５３】
また、エンジン２及びトランスミッション３を発熱源としてもよい。具体的には、図６に示すように、熱伝達量演算部６４は、偏差演算部６５でエンジン水温Ｔ_engと定常状態のエンジン水温Ｔ_eng0との偏差ε１を算出し、変換器６６で係数Ｋ１１を乗ずることで、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_engを演算し、温度演算部４８に出力する。また、熱伝達量演算部６７は、偏差演算部６８でトランスミッション油温Ｔ_trmと定常状態のトランスミッション油温Ｔ_trm0との偏差ε２を算出し、変換器６９で係数Ｋ１２を乗ずることで、トランスミッション３からの熱伝達量Ｗ_trmを演算し、温度演算部４８に出力する。そして、上記実施形態と同様に、温度演算部４８で、下記（３）式に示す演算式により、トランスファ油温Ｔ_ptuを演算する。
【００５４】
【数３】
ここで、（３）式における右辺の第１項は、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_eng、トランスミッションからの熱伝達量Ｗ_trm及びトランスファ４での仕事量Ｗ_ptuを入力とした熱伝達モデルを用いて推定されるトランスファ４の温度変化量である。但し、「Ｋ２」、「Ｔｆ」及び［ｓ］は、上記実施形態と同様の係数であり、トランスファ４の熱容量等に応じて適宜決定される。
【００５５】
・上記実施形態では、エンジン２を発熱源とし、トランスファ４を駆動力伝達部材としたが、これに限らない。例えば、リヤディファレンシャル１３を発熱源とし、トルクカップリング１１を温度推定する駆動力伝達部材としてもよい。上記実施形態のように、トルクカップリング１１及びリヤディファレンシャル１３がデフキャリヤ１５内に配置される構成では、リヤディファレンシャル１３からトルクカップリング１１に伝達される熱伝達量が大きくなる。そのため、リヤディファレンシャル１３からの熱伝達量に基づいてトルクカップリング１１の温度を推定することで、正確にその温度推定を行うことができる。
【００５６】
・上記実施形態では、水温センサ２３により測定されたエンジン水温Ｔ_engに基づいてエンジン２からの熱伝達量を演算したが、これに限らず、エンジン２の温度をその他のセンサにより測定してもよく、また、エンジン２の温度を所定の演算式により推定するようにしてもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、熱伝達量演算部４２は、定常状態のエンジン水温Ｔ_eng0と水温センサ２３により検出されたエンジン水温Ｔ_engとの偏差ε１に係数Ｋ１１を乗ずることで、熱伝達量Ｗ_engを演算するようにしたが、これに限らない。例えば、検出されたエンジン水温Ｔ_engに係数Ｋ１１を乗ずることで、熱伝達量Ｗ_engを演算するようにしもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、上記（１）式における係数Ｋ２を、車速Ｖが大きくなるほど小さな値となるようにし、熱伝達量Ｗ_eng及び仕事量Ｗ_ptuによるトランスファ４の温度変化を車速Ｖの増大に基づいて小さくなるようにしたが、これに限らず、係数Ｋ２は一定としてもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、定常状態を車両１に２名乗車した状態で平坦路を走行する状態としたが、これに限らず、例えば１名乗車でもよく、その他どのような走行状態であってもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、トルクカップリング１１のクラッチ機構には、電磁式の摩擦クラッチである電磁クラッチ１６を用いることとした。しかし、これに限らず、油圧式のクラッチ機構を用いるもの、或いは摩擦クラッチ以外のクラッチ機構を用いるものに適用してもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、トルクカップリング１１は、第２プロペラシャフト６とリヤディファレンシャル１３との間に介在されることとしたが、駆動伝達系を構成するその他の箇所、例えばリヤディファレンシャル１３と後輪１０ｒとの間等に配置してもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、前輪１０ｆを主駆動輪とする車両１に駆動力配分装置１９を搭載したが、これに限らず、後輪１０ｒを主駆動輪とする車両に搭載してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】駆動力配分装置を備えた車両の概略構成図。
【図２】駆動力配分装置のブロック図。
【図３】温度推定部のブロック図。
【図４】係数Ｋ２と車速との関係を示す波形図。
【図５】別の温度推定部のブロック図。
【図６】別の温度推定部のブロック図。
【符号の説明】
【００６４】
１…車両、２…エンジン、３…トランスミッション、４…トランスファ、１０ｆ…前輪、１０ｒ…後輪、１１…トルクカップリング、１６…電磁クラッチ、１７…ＥＣＵ、１９…駆動力配分装置、３７…温度推定部、４１…水温センサ、４２，６１，６４，６７…熱伝達量演算部、Ｋ２…係数、Ｔ_eng…エンジン水温、Ｔ_eng0…定常状態のエンジン水温、Ｔ_ptu…トランスファ油温、Ｔ_trm…トランスミッション油温、Ｔ_trm0…定常状態のトランスミッション油温、Ｔ*…指令トルク、Ｖ…車速、Ｗ_eng，Ｗ_trm…熱伝達量、ε１，ε２…偏差。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク伝達容量を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及駆動力配分装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられ、クラッチ機構の係合力に基づいて、その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を備えた駆動力配分装置がある。このようなトルクカップリングとして、円筒状の第１回転部材と、該第１回転部材内に回転可能に同軸配置された軸状の第２回転部材とを備え、これら第１回転部材と第２回転部材との間に設けられたクラッチ機構により第１回転部材及び第２回転部材をトルク伝達可能に連結するトルクカップリングが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、トランスファ等の駆動伝達系に設けられた駆動力伝達部材は、例えばトルク伝達の際に生じる伝達ロス分が熱に変換されて発熱する。そのため、車両の走行状況等によっては過熱状態となる虞があり、ひいては、焼き付きの発生に繋がるという問題があった。
【０００４】
そこで、特許文献２には、トルク伝達に伴う駆動力伝達部材での発熱量及びその雰囲気温度に基づいて該駆動力伝達部材の温度を推定するようにした駆動力配分装置が開示されている。そして、この駆動力配分装置では、推定した温度が所定温度以上の場合には、該推定した温度が所定温度未満の場合よりも、トルク伝達容量の制御目標値を小さくなるように補正することで、各駆動力伝達部材にてトルク伝達に伴う発熱を抑え、過熱状態になることを防止している。
【特許文献１】特開２００５−３１６７号公報
【特許文献２】特許３９８８４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、各駆動力伝達部材の温度は、トルク伝達に伴う発熱や外気との熱交換以外の他の要因（例えば隣接する部材からの熱伝達等）によっても変化する。そのため、上記特許文献２の構成では、車両に搭載された各部材の温度等によっては、必ずしも駆動力伝達部材の温度を正確に推定することができているとはいえず、この点においてなお改善の余地があった。
【０００６】
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、正確に温度推定して駆動力伝達部材が過熱することを防止できる駆動力配分装置及び駆動力配分装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、駆動源のトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられクラッチ機構の係合力に基づいてトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記係合力の調整を通じて前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段がトルク伝達容量を変更することで前記駆動伝達系内に設けられた駆動力伝達部材が前記各車輪に伝達するトルクを変更させる駆動力配分装置であって、車両に搭載された発熱源の温度を検出する発熱源温度検出手段にて検出された前記発熱源の検出温度に基づいて、前記発熱源からの熱伝達量を演算する熱伝達量演算手段と、前記熱伝達量を考慮して前記駆動力伝達部材の温度を推定する駆動力伝達部材温度推定手段とを備え、前記制御手段は、前記駆動力伝達部材温度推定手段で推定した前記駆動力伝達部材の推定温度が所定温度以上である場合には、前記推定温度が前記所定温度未満の場合よりも前記トルク伝達容量の制御目標値を小さくすることを要旨とする。
【０００８】
上記構成によれば、駆動力伝達部材温度推定手段により、発熱源からの熱伝達量を考慮して駆動力伝達部材の温度が推定される。そのため、車両に搭載された発熱源の温度に応じて、正確に駆動力伝達部材の温度を推定することが可能になり、該駆動力伝達部材が過熱することを防止できる。なお、所定温度とは、駆動力伝達部材が過熱し、焼き付きの発生に繋がる温度よりも、十分に小さい温度である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動力配分装置において、前記熱伝達量演算手段は、前記発熱源の定常状態における定常温度と前記検出温度との偏差に基づいて前記熱伝達量を演算することを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、発熱源の定常温度と検出温度との偏差に基づいて熱伝達量を演算するため、発熱源の検出温度が定常温度よりも低い場合には、発熱源からの熱伝達量が負の値となる。従って、駆動力伝達部材の温度下降（冷却）も含めてその温度を推定することができ、より正確な温度推定が可能になる。なお、定常状態とは、例えば車両に２名乗車した状態で平坦路を走行する状態であり、定常温度は定常状態で安定する発熱源の温度である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の駆動力配分装置において、前記駆動力伝達部材温度推定手段は、前記熱伝達量による前記駆動力伝達部材の温度変化を車速の増大に基づいて小さく推定することを要旨とする。
【００１２】
車速の増大により、駆動力伝達部材の温度変化に対する該駆動力伝達部材と外気との間での熱交換の割合が大きくなるため、発熱源からの熱伝達量等の影響は小さくなる。この点、上記構成によれば、車速の増大により、発熱源からの熱伝達量による駆動力伝達部材の温度変化を小さく推定するため、車速に応じて適切な駆動力伝達部材の温度を推定することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の駆動力配分装置において、前記発熱源は、前記駆動源及び該駆動源の回転を変速して出力する変速機のうちの少なくとも一方を含み、前記駆動力伝達部材は、前記変速機の出力を、前記変速機の出力が常時伝達される主駆動輪側及び前記車両の状態に応じて必要時に前記変速機の出力が伝達される補助駆動輪側に配分するトランスファであることを要旨とする。
【００１４】
他の車両を牽引して走行する車両牽引走行時や、登坂走行が長時間継続する場合などには、駆動源の負荷が大きくなるため、駆動源から空気や変速機を介してトランスファへ伝達される熱伝達量が大きくなる。つまり、トランスファの温度が、該トランスファでのトルク伝達に伴う発熱や外気との熱交換以外の要因により大きく変化するため、上記従来の構成（特許文献２）では、トランスファの温度を正確に推定できなくなる虞がある。この点、上記構成によれば、トランスファの温度を推定する際に、駆動源及び変速機のうちの少なくとも一方からの熱伝達量が含まれるため、同トランスファの温度を正確に推定することができる。この結果、車両牽引走行などを行う場合でも、トランスファの過熱を確実に防止することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、駆動源のトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられクラッチ機構の係合力に基づいてトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記係合力の調整を通じて前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段がトルク伝達容量を変更することで前記駆動伝達系内に設けられた駆動力伝達部材が前記各車輪に伝達するトルクを変更させる駆動力配分装置の制御方法であって、車両に搭載された発熱源の温度に基づいて該発熱源からの熱伝達量を演算し、前記熱伝達量を考慮して該駆動力伝達部材の温度を推定して、推定温度が所定温度以上である場合には、前記推定温度が前記所定温度未満の場合よりも前記トルク伝達容量の制御目標値を小さくするようにしたことを要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、車両に搭載された発熱源の温度に応じて、正確に駆動力伝達部材の温度を推定することが可能になり、該駆動力伝達部材が過熱することを防止できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、正確に温度推定して駆動力伝達部材が過熱することを防止可能な駆動力配分装置及び駆動力配分装置の制御方法を提供ことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を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４輪駆動車である。車両１の前部（図１において左側）には駆動源としてのエンジン２が搭載されるとともに、そのエンジン２には変速機としてのトランスミッション３が組み付けられている。トランスミッション３には、トランスファ４が組み付けられるとともに、トランスファ４には、第１プロペラシャフト５及び第２プロペラシャフト６が連結されている。第１プロペラシャフト５は、フロントディファレンシャル７を介して一対のフロントアクスル８に連結され、各フロントアクスル８には、前輪１０ｆが連結されている。また、第２プロペラシャフト６は、トルクカップリング１１を介してピニオンシャフト（ドライブピニオンシャフト）１２と連結可能となっている。そして、ピニオンシャフト１２は、リヤディファレンシャル１３を介して一対のリヤアクスル１４に連結され、各リヤアクスル１４には、後輪１０ｒが連結されている。なお、トルクカップリング１１は、リヤディファレンシャル１３とともに、デフキャリヤ１５内に収容されている。
【００１９】
トランスファ４は、トランスミッション３を介して伝達されたエンジン２のトルクを第１プロペラシャフト５（前輪１０ｆ側）と第２プロペラシャフト６（後輪１０ｒ側）とに配分する。従って、エンジン２のトルクは、先ずトランスミッション３を介してトランスファ４に伝達される。そして、トランスファ４から第１プロペラシャフト５、フロントディファレンシャル７及びフロントアクスル８を介して前輪１０ｆに伝達されるとともに、第２プロペラシャフト６、トルクカップリング１１、ピニオンシャフト１２、リヤディファレンシャル１３及び各リヤアクスル１４を介して後輪１０ｒに伝達されるようになっている。
【００２０】
従って、本実施形態では、トランスミッション３、駆動力伝達部材としてのトランスファ４、第１及び第２プロペラシャフト５，６、フロントディファレンシャル７、フロントアクスル８、トルクカップリング１１、ピニオンシャフト１２、リヤディファレンシャル１３及びリヤアクスル１４により、エンジン２のトルクを前輪１０ｆ及び後輪１０ｒに伝達する駆動伝達系が構成されている。
【００２１】
トルクカップリング１１は、電磁コイルに供給される電流量に応じてその摩擦係合力が変化する電磁クラッチ１６を備えており、該電磁クラッチ１６の摩擦系合力に基づいて後輪１０ｒに伝達可能なトルク容量、即ちトルク伝達容量を変更可能に構成されている。そして、トルク伝達容量を変更することで、トルクカップリング１１は主駆動輪である前輪１０ｆと補助駆動輪である後輪１０ｒとの間の駆動力配分を変更するようになっている。
【００２２】
トルクカップリング１１（電磁クラッチ１６）には、制御手段としてのＥＣＵ（電子制御装置）１７が電気的に接続されている。ＥＣＵ１７には、ＲＯＭ等のメモリ１８が設けられている。そして、ＥＣＵ１７は、車両１の走行状態に応じてトルクカップリング１１（電磁クラッチ１６）に駆動電流を供給し、この電流供給を通じて、即ち電磁クラッチ１６の摩擦係合力の調整を通じてトルクカップリング１１の作動を制御することにより、トルク伝達容量を制御する。つまり、トルクカップリング１１及びＥＣＵ１７により駆動力配分装置１９が構成されている。
【００２３】
次に、ＥＣＵ１７の電気的構成について説明する。
ＥＣＵ１７には、アクセル開度センサ２１及び車輪速センサ２２ｆ，２２ｒが接続されている。ＥＣＵ１７には、アクセル開度センサ２１からその時々のアクセル開度Ｓaが入力され、各車輪速センサ２２ｆ，２２ｒからそれぞれその時々の前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒが入力される。
【００２４】
また、ＥＣＵ１７には、エンジン２のラジエータ（図示略）に設けられた発熱源温度検出手段としての水温センサ２３及び外気温センサ２４が接続されている。そして、ＥＣＵ１７には、水温センサ２３からその時々のエンジン水温Ｔ_engが入力され、外気温センサ２４からそれぞれその時々の外気温Ｔ_ambが入力される。
【００２５】
ＥＣＵ１７は、各車輪速センサ２２ｆ，２２ｒにより測定された前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒに基づき、車速Ｖ及び前輪１０ｆと後輪１０ｒとの間の車輪速差ΔＷを算出し、これら算出した車速Ｖ及び車輪速差ΔＷ、並びにアクセル開度Ｓaに基づいて指令トルクを演算する。
【００２６】
そして、ＥＣＵ１７は、この演算した指令トルクをトランスファ４の温度（トランスファ油温Ｔ_ptu）に応じて補正し、補正後の指令トルクに基づいてトルクカップリング１１に駆動電流Ｉを供給するようになっている。
【００２７】
詳述すると、図２に示すように、ＥＣＵ１７は、各車輪速センサ２２ｆ，２２ｒから入力した前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒを、車速演算部３１及び前後車輪速差演算部３２に入力する。車速演算部３１は、前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒに基づいてその時々の車速Ｖを演算し、指令トルク演算部３４に出力する。また、前後車輪速差演算部３２は、前輪車輪速Ｖｆ及び後輪車輪速Ｖｒに基づいてその時々の前輪１０ｆと後輪１０ｒとの間の車輪速差ΔＷを演算し、指令トルク演算部３４に出力する。
【００２８】
指令トルク演算部３４には、車速Ｖ及び車輪速差ΔＷとともに、アクセル開度センサ２１からアクセル開度Ｓaが入力される。そして、指令トルク演算部３４は、これら車速Ｖ，車輪速差ΔＷ及びアクセル開度Ｓaに基づいて指令トルクＴ*を演算する。
【００２９】
具体的には、指令トルク演算部３４は、メモリ１８に記憶された所定のマップを参照することにより、車速Ｖ及び車輪速差ΔＷに基づいた第１トルクと、車速及びアクセル開度Ｓaに基づいた第２トルクとを演算する。続いて、指令トルク演算部３４は、これら第１トルクと第２トルクとを足し合わせることで指令トルクＴ*を演算する。そして、指令トルク演算部３４は、演算した指令トルクＴ*をトルク補正部３５に出力する。
【００３０】
トルク補正部３５は、トランスファ４の温度を推定する駆動力伝達部材温度推定手段としての温度推定部３７と、温度推定部３７にて推定された推定温度としてのトランスファ油温Ｔ_ptuに基づいて補正係数αを演算する補正係数演算部３８と、補正係数演算部３８にて演算された補正係数αを指令トルクＴ*に乗算する乗算器３９とを備えている。
【００３１】
温度推定部３７には、各車輪速センサ２２ｆ，２２ｒにより測定された前輪車輪速Ｖｆ、水温センサ２３により測定されたエンジン水温Ｔ_eng、及び外気温センサ２４により測定された外気温Ｔ_ambが入力される。また、温度推定部３７には、車速演算部３１にて演算された車速Ｖ及び指令トルク演算部３４にて演算された指令トルクＴ*が入力される。そして、温度推定部３７は、前輪車輪速Ｖｆ、エンジン水温Ｔ_eng、外気温Ｔ_amb、車速Ｖ及び指令トルクＴ*に基づいてトランスファ油温Ｔ_ptuを演算する。
【００３２】
詳述すると、図３に示すように、温度推定部３７は、仕事量演算部４１と、熱伝達量演算手段としての熱伝達量演算部４２とを備えている。
仕事量演算部４１には、前輪車輪速Ｖｆ及び指令トルクＴ*が入力される。そして、仕事量演算部４１は、前輪車輪速Ｖｆと指令トルクＴ*とを乗算器４３にて乗算することで、トルク伝達にかかるトランスファ４での仕事量Ｗ_ptuを演算し、加算器４４に出力する。
【００３３】
熱伝達量演算部４２は、偏差演算部４６と、変換部４７とを備えており、偏差演算部４６には、エンジン水温Ｔ_engが入力される。偏差演算部４６は、エンジン水温Ｔ_engと定常状態におけるエンジン水温Ｔ_eng0との偏差ε１（＝Ｔ_eng−Ｔ_eng0）を演算し、変換部４７に出力する。そして、変換部４７では、偏差演算部４６から出力された偏差ε１に対して係数Ｋ１１を乗ずることでエンジン２からの熱伝達量Ｗ_engを演算し、加算器４４に出力する。なお、係数Ｋ１１は、偏差ε１をエンジン２からの熱伝達量Ｗ_engに変換するための係数である。
【００３４】
なお、本実施形態では、定常状態とは、車両１に２名乗車した状態で平坦路を走行する状態であり、エンジン水温Ｔ_eng0は定常状態で安定するエンジン水温Ｔ_engである。この定常状態でのエンジン水温Ｔ_eng0は、予め実験などにより求められており、ＥＣＵ１７内のメモリ１８に記憶されている。
【００３５】
そして、加算器４４は、トランスファ４での仕事量Ｗ_ptu及びエンジン２からの熱伝達量Ｗ_engを加算して温度演算部４８に出力する。温度演算部４８には、仕事量Ｗ_ptu及び熱伝達量Ｗ_engに加え、外気温Ｔ_amb及び車速Ｖが入力される。本実施形態では、温度演算部４８は、下記（１）式を演算することにより、トランスファ油温Ｔ_ptuを演算する。
【００３６】
【数１】
ここで、（１）式における右辺の第１項は、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_eng及びトランスファ４での仕事量Ｗ_ptuを入力とした熱伝達モデルを用いて推定されるトランスファ４の温度変化量である。但し、「Ｋ２」は車速Ｖがパラメータとなるトランスファ４の冷却効率を示す係数であり、図４に示すように、車速Ｖが大きくなるほど、小さな値となるようになっている。また、「Ｔｆ」は時定数であって、トランスファ４の熱容量、及びトランスファ４と外部（エンジン２や外気など）との熱抵抗により適宜決定される。なお、「ｓ」はラプラス演算子である。
【００３７】
また、「Ｋ３」は、エンジン水温Ｔ_engが定常状態のエンジン水温Ｔ_eng0、指令トルクＴ*が「０」、外気温Ｔ_ambが基準温度Ｔ_amb0（例えば２７℃）である状態におけるトランスファ４の温度から前記基準温度Ｔ_amb0をオフセット（差分）した値である。「Ｋ３」の値は、予め実験などにより求められており、メモリ１８に記憶されている。
【００３８】
そして、温度演算部４８は、上記（１）式に基づいて演算したトランスファ油温Ｔ_ptuを補正係数演算部３８に出力する。つまり、温度推定部３７では、トランスファ４のトルク伝達（Ｗ_ptu）に伴う発熱量に加え、エンジン水温Ｔ_engに基づいて演算される熱伝達量Ｗ_engによるトランスファ４の温度変化を含んで、トランスファ油温Ｔ_ptuを推定（演算）し、補正係数演算部３８に出力する。従って、トランスファ油温Ｔ_ptuは、正確に推定演算されて、補正係数演算部３８に出力されることになる。
【００３９】
図２に示すように、補正係数演算部３８は、温度推定部３７にて推定されたトランスファ油温Ｔ_ptuに基づいて補正係数αを演算する。本実施形態では、補正係数演算部３８は、温度推定部３７にて推定されたトランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth以上である場合には、後輪１０ｒに配分されるトルクが指令トルクＴ*よりも小さくなるような補正係数α（本実施形態では、「０」）を乗算器３９出力する。一方、補正係数演算部３８は、Ｔ_ptuが所定温度Ｔth未満である場合には、補正係数αとして「１」を乗算器３９に出力する。
【００４０】
なお、所定温度Ｔthとは、トランスファ４が過熱し、焼き付きの発生に繋がる温度よりも、十分に小さい温度であり、予め実験などにより求められてメモリ１８に記憶されている。
【００４１】
乗算器３９は、指令トルク演算部３４で演算した指令トルクＴ*と補正係数演算部３８で演算した補正係数αを乗算した演算結果を補正指令トルクＴ**として出力する。
つまり、トルク補正部３５（乗算器３９）は、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth以上である場合には、指令トルクＴ*よりも小さい値の補正指令トルクＴ**（＝０）を指令電流値演算部５１に出力する。一方、トルク補正部３５は、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth未満である場合には、指令トルクＴ*と同じ値の補正指令トルクＴ**（＝Ｔ*）を指令電流値演算部５１に出力する。
【００４２】
指令電流値演算部５１は、電磁クラッチ１６に供給する駆動電流と後輪１０ｒに伝達するトルクとの関係を記憶したＩ−Ｔ特性マップに、補正指令トルクＴ**を照らし合わせることで指令電流値Ｉ*を演算する。なお、Ｉ−Ｔ特性マップは、メモリ１８に記憶されており、補正指令トルクＴ**の絶対値が大きくなる程、指令電流値Ｉ*が大きくなるように設定されている。そして、指令電流値演算部５１は、演算した指令電流値Ｉ*を減算器５２に出力する。
【００４３】
減算器５２は、指令トルク演算部３４により演算された指令電流値Ｉ*を入力するとともに、電磁クラッチ１６に供給される電流を検出する電流センサ５３により検出された駆動電流Ｉを入力する。減算器５２は、指令電流値Ｉ*と駆動電流Ｉとの電流偏差ΔＩ（＝Ｉ*−Ｉ）を演算する。減算器５２は、演算した電流偏差ΔＩをＦ／Ｂ（フィードバック）制御演算部５４に出力する。
【００４４】
Ｆ／Ｂ制御演算部５４は、入力された電流偏差ΔＩに基づいてフィードバック制御量を演算し、駆動信号出力部５５に出力する。駆動信号出力部５５は、このフィードバック制御量に応じて所定のデューティー（ＤＵＴＹ）比を有するパルス信号を駆動信号として駆動回路５６に出力する。そして、駆動回路５６は、駆動信号に応じた電流をトルクカップリング１１に供給することで、検出される駆動電流Ｉを指令電流値Ｉ*に追従させるようになっている。これにより、後輪１０ｒには、補正指令トルクＴ**に応じたトルクが伝達される。
【００４５】
このように、駆動力配分装置１９は、温度推定部３７において、トランスファ４でのトルク伝達に伴う仕事量Ｗ_ptuに伴う発熱量に加え、エンジン水温Ｔ_engに基づいて演算される熱伝達量Ｗ_engによる温度変化を考慮してトランスファ油温Ｔ_ptuを推定（演算）した。そして、駆動力配分装置１９は、演算したトランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth以上である場合には、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth未満の場合よりも、後輪１０ｒに配分されるトルクを小さくするようにした。このように、正確にトランスファ油温Ｔ_ptuを推定したことで、トランスファ４にてトルク伝達に伴う発熱を抑え、トランスファ４が過熱状態になることを未然に防止している。
【００４６】
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）温度推定部３７は、エンジン２の温度を検出する水温センサ２３にて検出されたエンジン水温Ｔ_engに基づいて、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_engを演算する熱伝達量演算部４２と、熱伝達量Ｗ_engを考慮してトランスファ油温Ｔ_ptuを演算する温度演算部４８とを備えた。そして、ＥＣＵ１７は、温度推定部３７で推定したトランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth以上である場合には、トランスファ油温Ｔ_ptuが所定温度Ｔth未満の場合よりも、指令トルクＴ*の目標値を小さく補正し、補正指令トルクＴ**に応じた駆動電流Ｉをトルクカップリング１１に供給するようした。そのため、車両１に搭載されたエンジン２のその時々の温度も考慮して、正確にトランスファ４の温度を推定することが可能になり、該トランスファ４が過熱することを未然に防止できる。
【００４７】
（２）熱伝達量演算部４２は、エンジン２の定常状態におけるエンジン水温Ｔ_eng0と水温センサ２３により検出されたエンジン水温Ｔ_engとの偏差ε１に係数Ｋ１１を乗ずることで、熱伝達量Ｗ_engを演算するようにした。そのため、エンジン水温Ｔ_engが定常状態のエンジン水温Ｔ_eng0よりも低い場合には、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_engが負の値となる。従って、トランスファ４の温度下降（冷却）も含めてその温度を推定することができ、より正確な温度推定が可能になる。
【００４８】
（３）温度演算部４８は、上記（１）式における「Ｋ２」を、車速Ｖが大きくなるほど小さな値となるようにし、熱伝達量Ｗ_eng及び仕事量Ｗ_ptuによるトランスファ４の温度変化を車速Ｖの増大に基づいて小さくなるようにした。
【００４９】
ここで、車速Ｖの増大により、トランスファ４の温度変化に対するトランスファ４と外気と間での熱交換の割合が大きくなるため、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_engやトランスファでの仕事量Ｗ_ptuの影響は小さくなる。この点、本実施形態によれば、車速Ｖの増大により、熱伝達量Ｗ_eng及び仕事量Ｗ_ptuによるトランスファ４の温度変化を小さく推定するため、車速Ｖに応じて適切なトランスファ油温Ｔ_ptuを推定することができる。
【００５０】
（４）エンジン２の熱伝達量を考慮してトランスファ油温Ｔ_ptuを推定するようした。
ここで、車両１が他の車両を牽引して走行する車両牽引走行時や、登坂走行が長時間継続する場合などには、エンジン２の負荷が大きくなるため、エンジン２から空気やトランスミッション３を介してトランスファ４へ伝達される熱伝達量が大きくなる。つまり、トランスファ４の温度が、該トランスファ４でのトルク伝達に伴う発熱や外気との熱交換以外の要因により大きく変化することから、上記従来の構成（特許文献２）では、トランスファ油温Ｔ_ptuを正確に推定できなくなる虞がある。この点、本実施形態によれば、トランスファ油温Ｔ_ptuを推定する際に、エンジン２からの熱伝達量が含まれるため、同トランスファ４の温度を正確に推定することができる。この結果、車両１が車両牽引走行などを行う場合でも、トランスファ４の過熱を確実に防止することができる。
【００５１】
なお、本実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、エンジン２のみを発熱源としたが、これに限らず、トランスミッション３のみを発熱源としてもよい。具体的には、図５に示すように、熱伝達量演算部６１は、偏差演算部６２でトランスミッション油温Ｔ_trmと定常状態のトランスミッション油温Ｔ_trm0との偏差ε２（＝Ｔ_trm−Ｔ_trm0）を演算し、変換器６３で係数Ｋ１２を乗ずることで、トランスミッション３からの熱伝達量Ｗ_trmを演算し、温度演算部４８に出力する。なお、係数Ｋ１２は、偏差ε２をトランスミッション３からの熱伝達量Ｗ_trmに変換するための係数である。そして、上記実施形態と同様に、温度演算部４８で、下記（２）式を演算することにより、トランスファ油温Ｔ_ptuを演算する。
【００５２】
【数２】
ここで、（２）式における右辺の第１項は、トランスミッション３からの熱伝達量Ｗ_trm及びトランスファ４での仕事量Ｗ_ptuを入力とした熱伝達モデルを用いて推定されるトランスファ４の温度変化量である。但し、「Ｋ２」、「Ｔｆ」及び［ｓ］は、上記実施形態と同様の係数であり、トランスファ４の熱容量等に応じて適宜決定される。
【００５３】
また、エンジン２及びトランスミッション３を発熱源としてもよい。具体的には、図６に示すように、熱伝達量演算部６４は、偏差演算部６５でエンジン水温Ｔ_engと定常状態のエンジン水温Ｔ_eng0との偏差ε１を算出し、変換器６６で係数Ｋ１１を乗ずることで、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_engを演算し、温度演算部４８に出力する。また、熱伝達量演算部６７は、偏差演算部６８でトランスミッション油温Ｔ_trmと定常状態のトランスミッション油温Ｔ_trm0との偏差ε２を算出し、変換器６９で係数Ｋ１２を乗ずることで、トランスミッション３からの熱伝達量Ｗ_trmを演算し、温度演算部４８に出力する。そして、上記実施形態と同様に、温度演算部４８で、下記（３）式に示す演算式により、トランスファ油温Ｔ_ptuを演算する。
【００５４】
【数３】
ここで、（３）式における右辺の第１項は、エンジン２からの熱伝達量Ｗ_eng、トランスミッションからの熱伝達量Ｗ_trm及びトランスファ４での仕事量Ｗ_ptuを入力とした熱伝達モデルを用いて推定されるトランスファ４の温度変化量である。但し、「Ｋ２」、「Ｔｆ」及び［ｓ］は、上記実施形態と同様の係数であり、トランスファ４の熱容量等に応じて適宜決定される。
【００５５】
・上記実施形態では、エンジン２を発熱源とし、トランスファ４を駆動力伝達部材としたが、これに限らない。例えば、リヤディファレンシャル１３を発熱源とし、トルクカップリング１１を温度推定する駆動力伝達部材としてもよい。上記実施形態のように、トルクカップリング１１及びリヤディファレンシャル１３がデフキャリヤ１５内に配置される構成では、リヤディファレンシャル１３からトルクカップリング１１に伝達される熱伝達量が大きくなる。そのため、リヤディファレンシャル１３からの熱伝達量に基づいてトルクカップリング１１の温度を推定することで、正確にその温度推定を行うことができる。
【００５６】
・上記実施形態では、水温センサ２３により測定されたエンジン水温Ｔ_engに基づいてエンジン２からの熱伝達量を演算したが、これに限らず、エンジン２の温度をその他のセンサにより測定してもよく、また、エンジン２の温度を所定の演算式により推定するようにしてもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、熱伝達量演算部４２は、定常状態のエンジン水温Ｔ_eng0と水温センサ２３により検出されたエンジン水温Ｔ_engとの偏差ε１に係数Ｋ１１を乗ずることで、熱伝達量Ｗ_engを演算するようにしたが、これに限らない。例えば、検出されたエンジン水温Ｔ_engに係数Ｋ１１を乗ずることで、熱伝達量Ｗ_engを演算するようにしもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、上記（１）式における係数Ｋ２を、車速Ｖが大きくなるほど小さな値となるようにし、熱伝達量Ｗ_eng及び仕事量Ｗ_ptuによるトランスファ４の温度変化を車速Ｖの増大に基づいて小さくなるようにしたが、これに限らず、係数Ｋ２は一定としてもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、定常状態を車両１に２名乗車した状態で平坦路を走行する状態としたが、これに限らず、例えば１名乗車でもよく、その他どのような走行状態であってもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、トルクカップリング１１のクラッチ機構には、電磁式の摩擦クラッチである電磁クラッチ１６を用いることとした。しかし、これに限らず、油圧式のクラッチ機構を用いるもの、或いは摩擦クラッチ以外のクラッチ機構を用いるものに適用してもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、トルクカップリング１１は、第２プロペラシャフト６とリヤディファレンシャル１３との間に介在されることとしたが、駆動伝達系を構成するその他の箇所、例えばリヤディファレンシャル１３と後輪１０ｒとの間等に配置してもよい。
【００６２】
・上記実施形態では、前輪１０ｆを主駆動輪とする車両１に駆動力配分装置１９を搭載したが、これに限らず、後輪１０ｒを主駆動輪とする車両に搭載してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】駆動力配分装置を備えた車両の概略構成図。
【図２】駆動力配分装置のブロック図。
【図３】温度推定部のブロック図。
【図４】係数Ｋ２と車速との関係を示す波形図。
【図５】別の温度推定部のブロック図。
【図６】別の温度推定部のブロック図。
【符号の説明】
【００６４】
１…車両、２…エンジン、３…トランスミッション、４…トランスファ、１０ｆ…前輪、１０ｒ…後輪、１１…トルクカップリング、１６…電磁クラッチ、１７…ＥＣＵ、１９…駆動力配分装置、３７…温度推定部、４１…水温センサ、４２，６１，６４，６７…熱伝達量演算部、Ｋ２…係数、Ｔ_eng…エンジン水温、Ｔ_eng0…定常状態のエンジン水温、Ｔ_ptu…トランスファ油温、Ｔ_trm…トランスミッション油温、Ｔ_trm0…定常状態のトランスミッション油温、Ｔ*…指令トルク、Ｖ…車速、Ｗ_eng，Ｗ_trm…熱伝達量、ε１，ε２…偏差。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源のトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられクラッチ機構の係合力に基づいてトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記係合力の調整を通じて前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段がトルク伝達容量を変更することで前記駆動伝達系内に設けられた駆動力伝達部材が前記各車輪に伝達するトルクを変更させる駆動力配分装置であって、
車両に搭載された発熱源の温度を検出する発熱源温度検出手段にて検出された前記発熱源の検出温度に基づいて、前記発熱源からの熱伝達量を演算する熱伝達量演算手段と、
前記熱伝達量を考慮して前記駆動力伝達部材の温度を推定する駆動力伝達部材温度推定手段とを備え、
前記制御手段は、前記駆動力伝達部材温度推定手段で推定した前記駆動力伝達部材の推定温度が所定温度以上である場合には、前記推定温度が前記所定温度未満の場合よりも前記トルク伝達容量の制御目標値を小さくすることを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記熱伝達量演算手段は、前記発熱源の定常状態における定常温度と前記検出温度との偏差に基づいて前記熱伝達量を演算することを特徴とする請求項１に記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
前記駆動力伝達部材温度推定手段は、前記熱伝達量による前記駆動力伝達部材の温度変化を車速の増大に基づいて小さく推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動力配分装置。
【請求項４】
前記発熱源は、前記駆動源及び該駆動源の回転を変速して出力する変速機のうちの少なくとも一方を含み、
前記駆動力伝達部材は、前記変速機の出力を、前記変速機の出力が常時伝達される主駆動輪側及び前記車両の状態に応じて必要時に前記変速機の出力が伝達される補助駆動輪側に配分するトランスファであることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
駆動源のトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられクラッチ機構の係合力に基づいてトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記係合力の調整を通じて前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段がトルク伝達容量を変更することで前記駆動伝達系内に設けられた駆動力伝達部材が前記各車輪に伝達するトルクを変更させる駆動力配分装置の制御方法であって、
車両に搭載された発熱源の温度に基づいて該発熱源からの熱伝達量を演算し、前記熱伝達量を考慮して該駆動力伝達部材の温度を推定して、推定温度が所定温度以上である場合には、前記推定温度が前記所定温度未満の場合よりも前記トルク伝達容量の制御目標値を小さくするようにしたことを特徴とする駆動力配分装置の制御方法。
【請求項１】
駆動源のトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられクラッチ機構の係合力に基づいてトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記係合力の調整を通じて前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段がトルク伝達容量を変更することで前記駆動伝達系内に設けられた駆動力伝達部材が前記各車輪に伝達するトルクを変更させる駆動力配分装置であって、
車両に搭載された発熱源の温度を検出する発熱源温度検出手段にて検出された前記発熱源の検出温度に基づいて、前記発熱源からの熱伝達量を演算する熱伝達量演算手段と、
前記熱伝達量を考慮して前記駆動力伝達部材の温度を推定する駆動力伝達部材温度推定手段とを備え、
前記制御手段は、前記駆動力伝達部材温度推定手段で推定した前記駆動力伝達部材の推定温度が所定温度以上である場合には、前記推定温度が前記所定温度未満の場合よりも前記トルク伝達容量の制御目標値を小さくすることを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記熱伝達量演算手段は、前記発熱源の定常状態における定常温度と前記検出温度との偏差に基づいて前記熱伝達量を演算することを特徴とする請求項１に記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
前記駆動力伝達部材温度推定手段は、前記熱伝達量による前記駆動力伝達部材の温度変化を車速の増大に基づいて小さく推定することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動力配分装置。
【請求項４】
前記発熱源は、前記駆動源及び該駆動源の回転を変速して出力する変速機のうちの少なくとも一方を含み、
前記駆動力伝達部材は、前記変速機の出力を、前記変速機の出力が常時伝達される主駆動輪側及び前記車両の状態に応じて必要時に前記変速機の出力が伝達される補助駆動輪側に配分するトランスファであることを特徴とする請求項１〜３のうちの何れか一項に記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
駆動源のトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系内に設けられクラッチ機構の係合力に基づいてトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記係合力の調整を通じて前記トルクカップリングの作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段がトルク伝達容量を変更することで前記駆動伝達系内に設けられた駆動力伝達部材が前記各車輪に伝達するトルクを変更させる駆動力配分装置の制御方法であって、
車両に搭載された発熱源の温度に基づいて該発熱源からの熱伝達量を演算し、前記熱伝達量を考慮して該駆動力伝達部材の温度を推定して、推定温度が所定温度以上である場合には、前記推定温度が前記所定温度未満の場合よりも前記トルク伝達容量の制御目標値を小さくするようにしたことを特徴とする駆動力配分装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−６４６５３（Ｐ２０１０−６４６５３Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３３７７１（Ｐ２００８−２３３７７１）
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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