(57)【要約】【課題】電子制御カップリング内の温度上昇を早める、車両の制御装置の提供すること。【解決手段】カップリングの温度Ｔが検出されると、この検出されたカップリング温度Ｔがしきい値Ｔ０未満であるか否かが判別される。このとき、カップリング温度Ｔがしきい値Ｔ０未満と判別された場合には、カップリングに第１の電流値Ｉ０が通電され、その後に前後輪に差回転Ｒが生じているかが判別される。その判別の結果、前後輪に差回転Ｒが生じている場合には、カップリングに第１の電流値Ｉ０に第２の電流値ΔＩを加算した電流値Ｉ０＋ΔＩが通電される。一方、前後輪に差回転Ｒが生じていない場合には、カップリングに第１の電流値Ｉ０から第２の電流値ΔＩを減算した電流値Ｉ０−ΔＩが通電される。【選択図】図４
2010215019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と出力軸との間に設けられて、コイルにより発生させられる磁力に応じて入力軸から出力軸への駆動力の伝達を制御する電子制御カップリングを備えている、車両の制御装置であって、
前記カップリングの温度を検出するためのカップリング温度検出手段と、
前記カップリング温度検出手段により検出された前記カップリングの温度がしきい値未満であるか否かを判別するための第１の判別手段と、
前記第１の判別手段により前記カップリング温度検出手段により検出された前記カップリングの温度がしきい値未満であると判別された場合には、前記カップリングに第１の電流値を通電するための第１の通電手段と、
前記第１の通電手段により前記カップリングに第１の電流値が通電された後に、前後輪に差回転が生じているかを判別するための第２の判別手段と、
前記第２の判別手段により前後輪に差回転が生じていると判別された場合には、前記カップリングに前記第１の電流値に第２の電流値を加算して通電するための第２の通電手段と、
前記第２の判別手段により前後輪に差回転が生じていないと判別された場合には、前記カップリングに前記第１の電流値から第２の電流値を減算して通電するための第３の通電手段と、を含むことを特徴とする、車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸と出力軸との間に設けられて、コイルにより発生させられる磁力に応じて入力軸から出力軸への駆動力の伝達を制御する電子制御カップリングを備えている、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１では、クラッチ制御用オイルを短時間で昇温させて暖機時間の短縮を図るための技術が提案されている。
【０００３】
この特許文献にかかる車両の動力伝達装置は、油圧制御式摩擦クラッチとトルクコンバータとを直列に組み合わせ、トルクコンバータのスリップによりオイルを昇温させてクラッチを短時間で作動可能とする。オイルが低温で高粘度のとき、第１の手法では、同じく低温で高粘度のミッションオイルを利用してトランスミッションの入力側を制動し、摩擦クラッチを接続してトルクコンバータをスリップさせる。トランスミッションは、ニュートラルレンジに変速する。第２の手法では、ブレーキ手段によりトランスミッションの入力側を積極制動し、摩擦クラッチを接続してトルクコンバータをスリップさせる。いずれの手法でも、車両の発進が防止されるので、アクセルペダルの踏み込みによりスリップが増し、暖機を促進できる。
【０００４】
また、特許文献２では、 変速機内の潤滑油温度を速やかに上昇させるように自動クラッチを制御するようにした技術が提案されている。
【０００５】
この特許文献２にかかる車両用変速機の制御装置においては、シフトレバーが非走行位置に操作されているときに変速機内の潤滑油の粘性が高い場合には、自動クラッチが係合側に制御されることから、エンジンの回転が変速機の入力軸に伝達されてその変速機内の潤滑油が攪拌されるので、特に寒冷環境において車両を走行させるに際して、変速機内の潤滑油が比較的速やかに温度上昇させられる。したがって、変速機内の潤滑油の粘性が高い期間が短くなることから、比較的大きな引き摺り抵抗（トルク）の発生期間や変速フィーリングが低下する期間が短縮されるとともに、シフト負荷が軽減されて同期装置の耐久性が高められる。
【０００６】
さらに、特許文献３では、湿式クラッチの引き摺りでモータが被駆動部により連れ回されて過回転するのを、ロータ界磁コイルへの通電により湿式クラッチを予熱することで防止するようにした技術が提案されている。
【０００７】
この特許文献３にかかるモータ駆動系のモータ連れ回り防止装置は、クラッチ温度がモータの過回転を生じさせる設定温度未満の低温域であると判定された場合、ロータ界磁コイルをクラッチ暖機用に通電させる制御を行なう。ロータ界磁コイルは、この通電により発熱し、この発生した熱がモータ出力軸を含むモータ駆動系を経て湿式クラッチに至り、その暖機を促進する。これによりクラッチディスク間の潤滑油の粘度が早期に低下されてクラッチの引き摺りも速やかに低下され、モータの連れ回りによる過回転を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２３８５５７号公報
【特許文献２】特開２００２−３９２３０号公報
【特許文献３】特開２００６−３２５３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、四輪駆動車（４ＷＤ（Ｆｏｕｒ−Ｗｈｅｅｌ  Ｄｒｉｖｅ）車）においては、エンジンが発生する動力を前輪および後輪に適切に分配するために電子制御カップリングが使用されている。
【００１０】
この電子制御カップリングにあっては、コイルに十分な電流値が流れているときは、クラッチが直結状態となり、クラッチオイル攪拌分のみの温度上昇になる。
【００１１】
そこで、電子制御カップリング内の温度上昇を早めることが要望されている。
【００１２】
本発明は、上記の要望に鑑みてなされたもので、電子制御カップリング内の温度上昇を早めうる、車両の制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明者は、電気制御４ＷＤにおいて、カップリングクラッチ引き摺りを用いて電子制御カップリングを加熱するように制御すればよいのではないかと着想した。
【００１４】
かかる着想に基づく具体的な発明は、以下の通りである。
【００１５】
本発明にかかる車両の制御装置は、入力軸と出力軸との間に設けられて、コイルにより発生させられる磁力に応じて入力軸から出力軸への駆動力の伝達を制御する電子制御カップリングを備えている、車両の制御装置であって、前記カップリングの温度を検出するためのカップリング温度検出手段と、前記カップリング温度検出手段により検出された前記カップリングの温度がしきい値未満であるか否かを判別するための第１の判別手段と、前記第１の判別手段により前記カップリング温度検出手段により検出された前記カップリングの温度がしきい値未満であると判別された場合には、前記カップリングに第１の電流値を通電するための第１の通電手段と、前記第１の通電手段により前記カップリングに対して第１の電流値が通電された後に、前後輪に差回転が生じているかを判別するための第２の判別手段と、前記第２の判別手段により前後輪に差回転が生じていると判別された場合には、前記カップリングに前記第１の電流値に第２の電流値を加算して通電するための第２の通電手段と、前記第２の判別手段により前後輪に差回転が生じていないと判別された場合には、前記カップリングに前記第１の電流値から第２の電流値を減算して通電するための第３の通電手段と、を含む。
【００１６】
上記構成において、カップリング温度検出手段によりカップリングの温度が検出されると、第１の判別手段は、この検出されたカップリングの温度がしきい値未満であるか否かを判別する。このとき、カップリングの温度がしきい値未満であると判別された場合には、第１の通電手段は、カップリングに第１の電流値を通電する。その後、第２の判別手段は、前後輪に差回転が生じているかを判別する。この判別の結果、前後輪に差回転が生じている場合には、第２の通電手段は、カップリングに第１の電流値に第２の電流値を加算して通電する。一方、前後輪に差回転が生じていない場合には、第３の通電手段は、カップリングに第１の電流値から第２の電流値を減算して通電する。
【００１７】
このように、前後輪差回転情報をコイルへの電流値指示にフィードバックし、差回転を常に発生させるようにしているので、本制御がない場合と比較すると、クラッチオイル攪拌分だけでなく、クラッチの摩擦力による仕事量により発熱が生じる。そのため、電子制御カップリング内の温度上昇を早めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、電子制御カップリング内の温度上昇を早めることができる、車両の制御装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる車両の制御装置が適用される４ＷＤシステムの構成を簡略化して示す図である。
【図２】電子制御カップリングの概略構成を示す断面図である。
【図３】図２の電子制御カップリングに備えられたコイルに供給される制御電流と伝達トルクとの関係を示すグラフである。
【図４】本実施の形態の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
＜全体構成＞
図１は本発明の実施の形態にかかる車両の制御装置が適用される４ＷＤシステム１０を簡略化して示す図である。
【００２２】
図１を参照して、４ＷＤシステム１０では、駆動力源であるエンジン１２により発生させられたトルクは、トルクコンバータ１４、変速機１６、前輪用差動歯車装置１８、および左右一対の前輪車軸２０を介して左右一対の前輪２２へ伝達される一方、プロペラシャフト２４、電子制御カップリング（以下、単に「カップリング」という。）２６、後輪用差動歯車装置２８、および左右一対の後輪車軸３０を介して左右一対の後輪３２へ伝達される。また、４ＷＤシステム１０には、カップリング２６を制御するための４ＷＤ電子制御ユニット（以下、「４ＷＤＥＣＵ」という。）３４が備えられている。すなわち、図１に示す４ＷＤシステム１０は、エンジン１２により発生させられたトルクを走行状態に応じて前後輪２２，３２に配分する、電子制御トルクスプリット式４輪駆動車の駆動系の一例である。
【００２３】
エンジン１２は、たとえば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンなどの内燃機関である。
【００２４】
トルクコンバータ１４は、たとえば、エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車と、変速機１６の入力軸に連結されたタービン翼車と、一方向クラッチを介して変速機ケースに固定されたステータ翼車とを備えており、ポンプ翼車とタービン翼車との間で流体を介して動力伝達を行なう流体式動力伝達装置である。
【００２５】
変速機１６は、たとえば、複数の摩擦係合要素を備え、それら摩擦係合要素の係合ないし解放の組み合わせに応じて複数の変速比を選択的に成立させて、入力軸から入力された駆動力を変速して出力させる自動変速機である。
【００２６】
４ＷＤＥＣＵ３４は、いわゆるマイクロコンピュータであって、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）および入出力インターフェイスなどを含んで構成され、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムにしたがって信号処理を実行する。この４ＷＤＥＣＵ３４は、たとえば、カップリング２６に備えられたコイル６８（図２参照）に供給される電流値の指令値を制御することによるカップリング２６の伝達トルク制御など、４ＷＤシステム１０による前後輪２２，３２の駆動に関する各種制御を実行する。
【００２７】
かかる制御を実行するために、４ＷＤシステム１０には、車速に対応する後輪３２の実際の回転速度を検出する車輪速センサ３６、変速機１６の変速段を検出するトランスミッションシフト段センサ３８、エンジン１２の給排気管内に設けられたスロットル弁の実際の開度を検出するスロットルセンサ４０、エンジン１２の実際の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ４２、前後Ｇセンサ４４、およびカップリング２６の温度を検出する温度センサ４６などが設けられている。これらのセンサから車速を表す信号、シフト段を表す信号、スロットル開度を表す信号、エンジン回転速度を表す信号、前後加速度を表す信号、およびカップリング温度を表す信号などが４ＷＤＥＣＵ３４へ供給される。
【００２８】
＜電子制御カップリングの構成＞
図２は電子制御カップリング２６の概略成例を示す断面図である。
【００２９】
図２を参照して、電子制御カップリング２６は、第１のハウジング５０、第２のハウジング５２、出力軸５４、制御カム５６、制御クラッチ５８、アーマチュア６０、メインクラッチ６２およびメインカム６４を備えて構成されている。
【００３０】
第１のハウジング５０は、入力軸としてのプロペラシャフト２４と同軸に且つプロペラシャフト２４と共通の軸心６６周りに一体回転させられるように構成されている。
【００３１】
第２のハウジング５２は、コイル（電磁ソレノイド）６８を含み、第１のハウジング５０の内周側に固設されている。
【００３２】
出力軸５４は、第１のハウジング５０と同軸にその軸心６６周りに相対回転可能に配設されている。
【００３３】
制御カム５６は、出力軸５４と同軸にその軸心６６周りに相対回転可能に配設されている。
【００３４】
制御クラッチ５８は、第１のハウジングと制御カム５６との相対回転を阻止したりスリップさせたりするために、係合要素である複数のクラッチプレート７０，７２を交互に備えて構成されている。
【００３５】
アーマチュア６０は、環状鉄片であって、第２のハウジング５２との間に制御クラッチ５８を構成するクラッチプレート７０，７２を挟圧するために出力軸５４と同軸にその軸心６６方向に相対移動可能に配設されている。
【００３６】
メインクラッチ６２は、第１のハウジング５０と出力軸５４との相対回転を阻止したりスリップさせたりするために、係合要素である複数のクラッチプレート７４，７６を交互に備えて構成されている。
【００３７】
メインカム６４は、第１のハウジング５０との間にメインクラッチ６２を構成するクラッチプレート７４，７６を挟圧するために、出力軸５４と同軸にその軸心６６周りの相対回転不能且つ軸心方向の相対移動可能に配設されている。
【００３８】
また、出力軸５４は、上記後輪用差動歯車装置２８の入力軸（入力歯車）に連結されている。
【００３９】
制御カム５６およびメインカム６４の相対向する側には、それぞれのカム面に対応する複数の凹部（図示せず。）がそれぞれ形成されており、制御カム５６とメインカム６４との間には、それぞれ対応する凹部の間に嵌め入れられるように複数のボール７８が配設されている。
【００４０】
各ボール７８の内周側および外周側には、温度に応じて熱膨張する材料により形成された一対のリング部材８０，８２が配設されている。
【００４１】
上記のように構成されたカップリング２６において、コイル６８が非励磁状態である場合には、制御クラッチ５８およびメインクラッチ６２のいずれも非係合状態とされるため、プロペラシャフト２４の駆動力（トルク）は出力軸５４に伝達されない。コイル６８が励磁状態である場合には、コイル６８の周囲に磁束が生じることにより、アーマチュア６０が第２のハウジング５２側へ引き付けられて第２のハウジング５２とアーマチュア６０との間でクラッチプレート７０，７２が挟圧され、制御クラッチ５８がコイル６８への制御電流値に応じて係合またはスリップさせられる。このようにして制御クラッチ５８が係合またスリップさせられることで、制御カム５６とメインカム６４との間に相対的な回転速度差が生じる。そうすると、ボール７８が制御カム５６における凹部の斜面に押されてメインカム６４側へ押し付けられ、メインカム６４がプロペラシャフト２４側へ押し付けられる。これにより、第１のハウジング５０とメインカム６４との間でクラッチプレート７４，７６が挟圧されてメインクラッチ６２が係合またはスリップさせられ、プロペラシャフト２４の駆動力が所定の割合で出力軸５４に伝達される。
【００４２】
上記カップリング２６により伝達される伝達トルクは、たとえば、図３に示すように、コイル６８に供給される制御電流値により比例的に定まる。具体的には、コイル６８に供給される電流値が比較的小さい場合には、アーマチュア６０が第２のハウジング５２側へ引き付けられる力が比較的弱く、制御クラッチ５８の係合力が比較的小さいことから、制御カム５６とメインカム６４との間の相対回転速度差が小さくなり、メインカム６４がプロペラシャフト２４側へ押し付けられる力が比較的弱くなって伝達トルクは比較的小さくなる。コイル６８に供給される電流値が比較的大きい場合には、アーマチュア６０が第２のハウジング５２側へ引き付けられる力が比較的強く、制御クラッチ５８の係合力が比較的大きいことから、制御カム５６とメインカム６４との間の回転速度差が大きくなり、メインカム６４がプロペラシャフト２４側へ押し付けられる力が比較的強くなって伝達トルクは比較的大きくなる。そして、コイル６８に供給される電流値が所定値以上になると、直結４輪駆動車に近い状態で前後輪２２，３２に駆動力が伝達される。
【００４３】
以上の構成により、上記変速機１６から出力された全駆動力に対する後輪３２に伝達される駆動力の比率が「０」ないし「０．５」の範囲内で無段階に制御される。
【００４４】
＜制御の流れ＞
図４は本実施の形態の制御内容を示すフローチャートである。このフローチャートは、カップリングクラッチ引き摺りを用いてカップリング２６を加熱するように構成されている。
【００４５】
図４を参照して、まず、４ＷＤＥＣＵ３４は、温度センサ４６からの検出信号に基づいて、カップリング２６の温度Ｔを測定する（ステップＳ１０）。
【００４６】
カップリング２６の温度Ｔの測定が終了すると、４ＷＤＥＣＵ３４は、測定したカップリング２６の温度Ｔがしきい値Ｔ０未満であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。カップリング２６の温度Ｔがしきい値Ｔ０以上である場合には、４ＷＤＥＣＵ３４は、通常制御処理を行なう（ステップＳ２４）。一方、カップリング２６の温度Ｔがしきい値Ｔ０未満である場合には、制御をステップＳ１４に進める。
【００４７】
制御がステップＳ１４に進むと、４ＷＤＥＣＵ３４は、カップリング２６に制御電流として第１の電流値Ｉ０を通電する。その後、４ＷＤＥＣＵ３４は、前後輪２２，３２の差回転Ｒを測定する（ステップＳ１６）。
【００４８】
前後輪２２，３２の差回転Ｒの測定が終了すると、４ＷＤＥＣＵ３４は、差回転Ｒが生じている（Ｒ＞０）か否かを判別する（ステップ１８）。差回転Ｒが生じている場合には、４ＷＤＥＣＵ３４は、カップリング２６に制御電流として上記第１の電流値Ｉ０に第２の電流値ΔＩを加算した電流値Ｉ０＋ΔＩを通電する（ステップＳ２０）。その後、４ＷＤＥＣＵ３４は、制御をステップＳ１０に戻す。一方、差回転Ｒが生じていない場合には、４ＷＤＥＣＵ３４は、カップリング２６に制御電流として上記第１の電流値Ｉ０から第２の電流値ΔＩを減算した電流値Ｉ０−ΔＩを通電する（ステップＳ２２）。その後、４ＷＤＥＣＵ３４は、制御をステップＳ１０に戻す。
【００４９】
上記一連の制御は、エンジン１２が停止されるまで繰り返し実行される。
【００５０】
＜作用・効果＞
カップリング２６の温度Ｔが検出されると、この検出されたカップリング２６の温度Ｔがしきい値Ｔ０未満であるか否かが判別される。このとき、カップリング２６の温度Ｔがしきい値Ｔ０未満であると判別された場合には、カップリング２６に制御電流として第１の電流値Ｉ０が通電され、その後、前後輪２２，３２に差回転Ｒが生じているかが判別される。その判別の結果、前後輪２２，３２に差回転Ｒが生じている場合には、カップリング２６に制御電流として第１の電流値Ｉ０に第２の電流値ΔＩを加算した電流値Ｉ０＋ΔＩが通電される。一方、前後輪２２，３２に差回転Ｒが生じていない場合には、カップリング２６に制御電流として第１の電流値Ｉ０から第２の電流値ΔＩを減算した電流値Ｉ０−ΔＩが通電される。
【００５１】
このように、前後輪２２，３２の差回転情報をコイル６８への電流値指示にフィードバックし、差回転を常に発生させるようにしているので、本制御がない場合と比較すると、クラッチオイル攪拌分だけでなく、カップリングクラッチ５６，６２の摩擦力による仕事量により発熱が生じる。そのため、カップリング内の温度上昇を早めることができる。また、低温過大トルクから４ＷＤシステム１０を保護することができる。さらに、カップリング引き摺りトルクを減少させることができ、燃費の向上につながる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定さるものではなく、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加えうることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
２２  前輪
２４  プロペラシャフト（入力軸）
２６  電子制御カップリング
３２  後輪
３４  ４ＷＤＥＣＵ
４６  温度センサ
６８  コイル
【図１】
2010215019.tif 000003
【図２】
2010215019.tif 000004
【図３】
2010215019.tif 000005
【図４】
2010215019.tif 000006