JPH11287257A - 車両用摩擦係合装置の温度推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 温度推定手段２１０により、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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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外周部に位置する部材の発熱状態に
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
擦係合装置の外周部に位置する部材の発熱状態に基づい
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。

【０００９】

【発明の他の態様】ここで、好適には、前記摩擦係合装
置の外周部に位置する部材は、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
とも一方である。このようにすれば、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入力側軸受および出力側
軸受の少なくとも一方の発熱状態に基づいて摩擦係合装
置の温度が正確に推定される。

【００１０】また、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１
０の出力トルクは、トルクコンバータ付自動変速機１
２、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３
８、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３
０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３
０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４
８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７
６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８
０、左前輪２４の回転速度を検出する車輪速度センサ８
２、右前輪２６の回転速度を検出する車輪速度センサ８
４、左後輪３８の回転速度を検出する車輪速度センサ８
６、右後輪４０の回転速度を検出する車輪速度センサ８
８、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１
０４、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、ＲＡ
Ｍ、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３
０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１
１５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１
１７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１０
４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）、旋回走行時制御（図６の）、通常走
行時制御（図６の）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Ｖ
ＳＣ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１
０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_{em pc}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／（２
πｆΔ＋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２１
０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ＳＫ
４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６
２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２
１０（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（Ｓ
Ｋ６）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２
１０（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２
１０（ＳＫ３）は、電磁クラッチ３０の摩擦板４２、４
６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３
０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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 勝司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 池田 暁彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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外周部に位置する部材の発熱状態に
   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。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 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。