(57)【要約】【課題】走行中に、スイッチング素子の周辺温度を測定する温度センサの故障が検出された場合でも、即座に４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に切り替えないようにして４ＷＤとしての性能を維持し、車両走行の安定性を向上した駆動力配分制御装置を提供する。【解決手段】スイッチング素子の周辺温度を測定する温度センサの故障が検出された場合でも、車両の室内温度を測定する温度センサで検出した温度が所定値以下の場合には、スイッチング素子のＰＷＭ制御のＰＷＭ周波数を下げ、４ＷＤ制御を継続する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力伝達系に設けられ、電磁クラッチ機構に供給される電流に応じて入力側から出力側に伝達する伝達トルクを変化させ、主駆動輪と補駆動輪との間の駆動力配分を制御するトルクッカップリングと、
前記電磁クラッチ機構に電流を供給するスイッチング素子と、
このスイッチング素子をＰＷＭ制御して前記駆動力配分を変更するＰＷＭ制御手段と、を備えた駆動力配分制御装置において、
前記スイッチング素子の周辺温度を測定する温度センサ１と、
前記車両の室内温度を測定する温度センサ２と、
前記温度センサ１の故障を検出する温度センサ故障検出手段を有し、
前記温度センサ故障検出手段が前記温度センサ１の故障を検出し、前記温度センサ２で測定した温度が所定値以下の場合には、前記ＰＷＭ制御のＰＷＭ周波数を下げて、前記ＰＷＭ制御を継続すること、
を特徴とする駆動力配分制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力配分制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主駆動輪と補駆動輪との間の駆動力配分を変更可能な駆動力配分制御装置がある。この駆動力配分制御装置の多くは、駆動力伝達系の途中に設けられたトルクカップリングにより、入力側から出力側に伝達するトルクを変化させることにより、主駆動輪と補駆動輪との間の駆動力配分を制御するようになっている。
【０００３】
トルクカップリングは、摩擦クラッチと電磁コイルから主に構成され、電磁コイルに印加する電流値によって摩擦クラッチの結合力を制御することにより、入力側から出力側に伝達するトルクを変化させることができるよう構成されている。
そして、前記電磁コイルに印加する電流はスイッチング素子（ＦＥＴ）をオンオフ制御（ＰＷＭ制御）することにより、励消磁可能になっている。
このように前記電磁コイルの励磁により、クラッチ機構が接続され、主駆動輪と補駆動輪の駆動力配分する制御（４ＷＤ制御）に切り替える。
【０００４】
前記ＦＥＴのＰＷＭ制御は、例えば、車両が登坂状態にある場合には、前記クラッチ機構を接続して４ＷＤ制御にするため、前記電磁コイルに大きな電流を印加する。この登坂状態が長時間続くと、ＦＥＴの温度が上昇し、最悪時の場合には、ＦＥＴを焼損する場合がある。このようなＦＥＴの焼損を防止するため、ＦＥＴの近傍には温度センサが設けられ、この温度センサによる測定温度が所定温度以上になった場合に、前記電磁コイルへの通電をオンオフするリレーをオフにして、前記電磁コイルに印加する電流を直ちに停止する制御が行われる。これによりＦＥＴの温度上昇による焼損を防止している。
【０００５】
このような駆動力配分制御装置においては、前記温度センサの故障検出を行うようになっている。この温度センサの故障検出は、例えば、イグニッションスイッチ（ＩＧ、電源スイッチ）がオンしたときや、走行中における所定タイミングで実行される。
この温度センサの故障には、温度センサの入力端子と出力端子がショートする温度センサショート故障と、温度センサの検出値が出力されない基板温度センサオープン故障とがある。
【０００６】
このような温度センサの故障検出により、温度センサの故障を検出した場合には、ＦＥＴの温度上昇を監視できないため、電磁コイルへの通電をオンオフするリレーをオフ（リレーをオン禁止処理）にし、ＦＥＴへの通電を直ちに停止していた。そのため、即座に、主駆動輪と補駆動輪の駆動力配分する制御（４ＷＤ制御）から主駆動輪にのみに駆動力配分する制御（２ＷＤ制御）に切り替えていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、スイッチング素子（ＦＥＴ）の周辺温度を測定する温度センサの故障を検出した場合、走行中であっても、即座に、リレーをオン禁止処理にして、４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に切り替える制御が実行されてしまう。
その結果、４ＷＤとしての性能を維持できず、路面状態によっては車両走行が不安定になる場合があった。
【０００８】
本発明は、上述の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、走行中に、スイッチング素子（ＦＥＴ）の周辺温度を測定する温度センサの故障を検出した場合でも、即座に４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に切り替えないようにして４ＷＤとしての性能を維持し、車両走行の安定性を向上した駆動力配分制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両の駆動力伝達系に設けられ、電磁クラッチ機構（８）に供給される電流に応じて入力側から出力側に伝達する伝達トルクを変化させ、主駆動輪と補駆動輪との間の駆動力配分を制御するトルクッカップリング（７）と、前記電磁クラッチ機構（８）に電流を供給するスイッチング素子（ＦＥＴ、３５）と、このスイッチング素子（ＦＥＴ、３５）をＰＷＭ制御（マイコン、３０）して前記駆動力配分を変更するＰＷＭ制御手段（マイコン、３０）と、を備えた駆動力配分制御装置（ＥＣＵ、１２）において、前記スイッチング素子（ＦＥＴ、３５）の周辺温度を測定する温度センサ１（３６）と、前記車両の室内温度を測定する温度センサ２（１３）と、前記温度センサ１（３６）の故障を検出する温度センサ故障検出手段（マイコン、３０）を有し、前記温度センサ故障検出手段（マイコン、３０）が前記温度センサ１（３６）の故障を検出し、前記温度センサ２（１３）で測定した温度が所定値以下の場合には、前記ＰＷＭ制御（マイコン、３０）のＰＷＭ周波数を下げて、前記ＰＷＭ制御（マイコン、３０）を継続すること、を要旨とする。
【００１０】
即ち、スイッチング素子の周辺温度を測定する温度センサ１の故障が検出された場合でも、車両の室内温度を測定する温度センサ２が所定値以下であれば、駆動力配分を変更するＰＷＭ制御手段によるスイッチング素子のＰＷＭ制御のＰＷＭ周波数を下げる。
【００１１】
上記構成によれば、スイッチング素子の周辺温度を測定する温度センサ１の故障が検出された場合でも、車両の室内温度を測定する温度センサ２で測定した温度が所定値以下の場合には、ＰＷＭ制御のＰＷＭ周波数を下げて、４ＷＤ制御を継続することができるので、車両走行の安定性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、走行中に、スイッチング素子の周辺温度を測定する温度センサの故障が検出された場合でも、即座に４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に切り替えないようにして４ＷＤとしての性能を維持できるので、車両走行の安定性を向上した駆動力配分制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態における４輪駆動車の概略構成図。
【図２】本実施形態における駆動伝達装置の電気的接続を示すブロック図。
【図３】本実施形態における基板温度センサ異常の処理手順を示すフローチャート図。
【図４】本実施形態におけるＰＷＭ周波数（低周波数）f0を決定するマップ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を４輪駆動車の駆動力配分装置に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、４輪駆動車１は、内燃機関であるエンジン２及びトランスアクスル３を備えている。トランスアクスル３には、一対のフロントアクスル４、４及びプロペラシャフト５が連結されている。両フロントアクスル４、４にはそれぞれ主駆動輪としての前輪６、６が連結されている。プロペラシャフト５にはトルクカップリング７が連結されており、同トルクカップリング７にはドライブピニオンシャフト（図示略）を介してリヤディファレンシャル９が連結されている。リヤディファレンシャル９には一対のリヤアクスル１０、１０を介して補駆動輪としての両後輪１１、１１が連結されている。
【００１５】
エンジン２の駆動力は、トランスアクスル３及び両フロントアクスル４、４を介して両前輪６、６に伝達される。また、プロペラシャフト５とドライブピニオンシャフトとがトルクカップリング７にてトルク伝達可能に連結された場合、エンジン２の駆動力は、プロペラシャフト５、ドライブピニオンシャフト、リヤディファレンシャル９及び両リヤアクスル１０、１０を介して両後輪１１、１１に伝達される。また、エンジン２の駆動力は、発電機（図示略）を回転させ、バッテリ２０（図２参照）に電力を供給している。
【００１６】
トルクカップリング７は、湿式多板式の電磁クラッチ機構８を備えており、同電磁クラッチ機構８は互いに摩擦係合又は離間する複数のクラッチ板（図示略）を有している。電磁クラッチ機構８に内蔵された電磁コイルＬ０（図２参照）に対して、駆動力配分制御装置（ＥＣＵ）１２が電流指令値に応じた電流を供給すると各クラッチ板は互いに摩擦係合し、後輪１１にトルクの伝達が行なわれ、主駆動輪と補駆動輪の駆動力配分する４ＷＤ制御になる。ＥＣＵ１２が電磁クラッチ機構８への電流指令値に応じた電流の供給を遮断すると、各クラッチ板は互いに離間し、後輪１１におけるトルクの伝達も遮断され、主駆動輪のみに駆動力配分する前輪駆動となる（２ＷＤ制御）。
【００１７】
また、各クラッチ板の摩擦係合力は電磁クラッチ機構８の電磁コイルＬ０へ供給する電流指令値に応じた電流の量（電流の強さ）に応じて増減し、これにより後輪１１への伝達トルク、即ち後輪１１への拘束力（電磁クラッチ機構８の摩擦係合力）を任意に調整可能となっている。この結果、ＥＣＵ１２は、４ＷＤ制御又は２ＷＤ制御のいずれかを選択すると共に、４ＷＤ制御において前後輪６、１１間の駆動力配分率（トルク配分率）を制御する。尚、本実施形態では、車両室内に車両の室内温度を測定する車室内温度センサ１３が設けられ、ＥＣＵ１２に接続されている。
【００１８】
次に、トルクカップリング７のＥＣＵ１２の電気的構成を図２に従って説明する。
ＥＣＵ１２はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース等を備えたマイコン３０を中心として構成されている。ＲＯＭにはＥＣＵ１２が実行する各種の制御プログラム、各種のデータ及び各種のマップ等が格納されている。マップは車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められたものである。ＲＡＭはＲＯＭに書き込まれたリレー故障検出プログラムを始めとして制御プログラムを展開してＣＰＵが各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。
【００１９】
ＥＣＵ１２の入力側（Ｉ／Ｏインターフェースの入力端子）には各車輪速センサ（図示略）及びスロットル開度センサ（図示略）がそれぞれ接続されている。ＥＣＵ１２の出力側（Ｉ／Ｏインターフェースの出力端子）にはトルクカップリング７及びエンジン制御装置（図示略）がそれぞれ接続されている。
【００２０】
尚、前記車輪速センサは各車輪６、１１毎にそれぞれ設けられており、各車輪６、１１の速度（以下、車輪速度という）を各別に検出する。スロットル開度センサは、スロットルバルブ（図示略）に接続されており、スロットルバルブの開度、即ち運転者のアクセルペダル（図示略）の踏込操作量を検出する。そして、ＥＣＵ１２のマイコン３０は、前記各センサからの検出信号に基づいて、定常走行か否かを判定するとともに、前記電磁クラッチ機構８へ供給する電流指令値を演算する。
【００２１】
また、図２に示すようにバッテリ２０には、ヒューズ２１、リレー３１、ノイズ除去フィルタ３２のコイルＬ、電磁コイルＬ０、ＦＥＴ３５の直列回路が接続されている。コイルＬと電磁コイルＬ０との接続点には、一方が接地されたコンデンサＣの他方が接続されている。前記コンデンサＣとコイルＬとにより、ノイズ除去フィルタ３２が構成されている。又、電磁コイルＬ０の両端には、フライホイールダイオード３４が接続されている。
【００２２】
電源スイッチとしてのイグニッションスイッチ（ＩＧ）２２は、バッテリ２０の電力をマイコン３０に供給する。マイコン３０は、ＩＧ２２がオン操作されて、電力が供給されると、各種制御プログラムの処理を行う。
【００２３】
又、マイコン３０は前記電流指令値をＰＷＭ制御手段としての駆動回路３３に出力する。駆動回路３３は前記電流指令値に応じて電磁クラッチ機構８の電磁コイルＬ０へ供給する電流の量を制御すべく、ＦＥＴ３５をオンオフ制御（ＰＷＭ制御）する。この結果、電磁クラッチ機構８の電磁コイルＬ０へ供給する電流指令値に応じた電流の量が制御されることにより、前輪側と後輪側との駆動力配分が変更される。尚、本実施形態では、ＥＣＵ１２内にＥＣＵ１２のＦＥＴ３５の周辺温度を測定する基板温度センサ３６が設けられている。
【００２４】
次に、上記のように構成した４輪駆動車のＥＣＵ１２の作用を図３を参照して説明する。図３はＥＣＵ１２において、ＩＧ２２がオン時にて実行処理される基板温度センサ異常検出プログラムのフローチャートである。
【００２５】
本実施形態の制御方法を説明する。
本実施形態の制御では、まず、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２３に基板温度センサ３６の異常が記憶されているか否かを判定する。これは、ＥＥＰＲＯＭ２３に基板温度センサ３６が異常であることを示す基板温度センサ異常が記憶されている場合には、ＦＥＴ３５の基板温度センサ３６ではなく、車両の室内温度を測定する車室内温度センサ１３による温度測定に変える。そして、車室内温度センサ１３で測定した車両の室内温度が低い場合には、主駆動輪と補駆動輪の駆動力配分する制御である４ＷＤ制御を継続する。
【００２６】
しかし、基板上のＦＥＴ３５の温度として車室内温度センサ１３の温度を用いた場合には、車室内温度センサ１３で測定した温度と、ＦＥＴ３５の温度では大きな差異がある。
そのため、４ＷＤ制御を継続している場合、ＦＥＴ３５の温度が大きく上昇しないように、ＦＥＴ３５の温度上昇への寄与度が大きいＰＷＭ制御のＰＷＭ周波数fをＰＷＭ周波数（低周波数）f0に変更する。
【００２７】
一方、車室内温度センサ１３で測定した車両の室内温度が高い場合には、それ以上ＦＥＴに電流を流し続けるとＦＥＴ３５が焼損する場合があるため、ＦＥＴ３５に対するＰＷＭ制御を停止し、主駆動輪と補駆動輪の駆動力配分する４ＷＤ制御を、主駆動輪のみに駆動力配分する制御である２ＷＤ制御に切り替える。
【００２８】
また、ＥＥＰＲＯＭ２３に基板温度センサ異常が記憶されていない場合には、温度センサ故障検出手段により、基板温度センサが異常か否かを判定する。そして、基板温度センサ３６が異常でない場合には、ＰＷＭ周波数fを変更せず、現ＰＷＭ周波数（高周波数）のまま４ＷＤ制御を継続する。そして、基板温度センサ３６が異常の場合には、ＥＥＰＲＯＭ２３に基板温度センサ異常を記憶させる。
【００２９】
詳述すると、図３のフローチャートに示すように、ＣＰＵ２０は、ＥＥＰＲＯＭ２３に基板温度センサ異常が記憶されているか否かを判定する（ステップ１０１）。ＥＥＰＲＯＭ２３に基板温度センサ異常が記憶されている場合（ＦＬＧ１＝１、ステップ１０１：ＹＥＳ）には、車室内温度センサ１３が検出した車室内温度Ｔrが閾値Ｔrsより小さいか否かを判定する（ステップ１０２）。
【００３０】
そして、車室内温度センサ１３が検出した車室内温度Ｔrが閾値Ｔrsより小さい場合（Ｔr＜Ｔrs、ステップ１０２：ＹＥＳ）には、ステップ１０３に進み、ＰＷＭ周波数（低周波数）f0をマップ（図４参照、後述する）から取り込む。次に、ステップ１０４に進み、ＰＷＭ周波数fをＰＷＭ周波数（低周波数）f0に変更して処理を終わる。
【００３１】
一方、車室内温度センサ１３が検出した車室内温度Ｔrが閾値Ｔrs以上の場合（Ｔr≧Ｔrs、ステップ１０２：ＮＯ）には、ステップ１０５に進み、ＰＷＭ制御を停止する。即ち、主駆動輪と補駆動輪の駆動力配分する制御である４ＷＤ制御から主駆動輪のみに駆動力配分する制御である２ＷＤ制御に切り替える。
【００３２】
また、ステップ１０１で、ＥＥＰＲＯＭ２１に基板温度センサ異常が記憶されていない場合（ＦＬＧ１＝０、ステップ１０１：ＮＯ）には、基板温度センサ３６が異常か否かを判定する（ステップ１０６）。そして、基板温度センサ３６が異常の場合（ステップ１０６：ＹＥＳ）には、ステップ１０７に進み、ＥＥＰＲＯＭ２１に基板温度センサ異常を書き込む（ＦＬＧ１＝１）。そして、ステップ１０１に戻り同じ処理を繰り返す。
一方、基板温度センサ３６が異常でない場合（ステップ１０６：ＮＯ）には、処理を終わる。
【００３３】
次に、ＰＷＭ周波数（低周波数）f0決定方法を図４を参照して説明する。図４で示すマップの横軸はＰＷＭ周波数fを示す。また、縦軸はＦＥＴ３５のジャンクション温度（ＦＥＴ内部のリード線とＦＥＴ素子を構成する部材の接続部の温度）を示す。
本マップのラインＬ１（実験値）を求める方法を説明する。まず、負荷条件は、車両が登坂状態であると想定し、横軸のＰＷＭ周波数を徐々に上昇させていき、ＦＥＴ３５の表面温度を測定する。但し、ジャンクション温度は表面温度ではないため、熱損失（計算）と熱抵抗（ＦＥＴのデータ）より演算で求めプロットする。
【００３４】
そして、ＦＥＴ３５の放熱板の放熱効果を加味して、許容されるＦＥＴ３５のジャンクション温度t0を決定する。次に、ＦＥＴ３５のジャンクション温度t0からラインＬ１までの線を引き交点Ｑを求め、交点Ｑから垂直に引いたＰＷＭ周波数（低周波数）f0を求める。このＰＷＭ周波数（低周波数）f0がステップ１０４で使用される。
【００３５】
以上、本実施形態によれば、ＦＥＴ３５の周辺温度を測定する基板温度センサ３６の故障が検出された場合でも、即座に、４ＷＤ制御から２ＷＤ制御に切り替えないようにして４ＷＤとしての性能を維持できるので、車両走行の安定性を向上した駆動力配分制御装置を提供することができる。
【００３６】
また、基板上のＦＥＴ３５の温度として車室内温度センサ１３の温度を用いた場合には、車両の室内温度を測定する車室内温度センサ１３の温度と、ＦＥＴ３５の周辺温度とは誤差が生じるので、ＦＥＴ３５の温度上昇の要因となるＰＷＭ周波数を下げて、ＦＥＴ３５の温度上昇を抑えるようにする。
【００３７】
その結果、ＦＥＴ３５の周辺温度を測定する車室内温度センサ１３の故障が検出された場合でも、車両の室内温度を測定する車室内温度センサ１３で検出した温度が所定値以下の場合には、ＰＷＭ制御のＰＷＭ周波数を下げて、ＰＷＭ制御、即ち４ＷＤ制御を継続することができるので、車両走行の安定性を向上させることができる。
【００３８】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を、前輪を主駆動輪とする車両の駆動力配分装置に具体化したが、後輪を主駆動輪とする車両の駆動力配分装置に具体化してもよい。
【００３９】
・本実施形態では、車室内温度Ｔrが閾値Ｔrsより小さい場合には、ＰＷＭ周波数を直ちにＰＷＭ周波数（低周波数）f0に変更して、４ＷＤ制御を継続することとしたが、これに限ったことではなく、車室内温度Ｔrが上昇するに応じて、ＰＷＭ周波数を徐々に低下させていくこととしてもよい。
【００４０】
・本実施形態では、車室内に温度センサを取り付けたが、温度センサの取り付け位置はこれに限ったものではなく、エンジンの吸気管に設けられた吸気温センサから温度推定したものを使用してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１：４輪駆動車、２：エンジン、３：トランスアクスル、４：フロントアクスル、
５：プロペラシャフト、６：前輪、７：トルクカップリング、８：電磁クラッチ機構、９：リヤディファレンシャル、１０：リヤアクスル、１１：後輪、
１２：駆動力配分制御装置（ＥＣＵ）、１３：車室内温度センサ、
２０：バッテリ、２１：ヒューズ、２２：イグニッションスイッチ（ＩＧ）、
２３：不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、３０：マイコン、３１：リレー、
３２：ノイズ除去フィルタ、３３：駆動回路、３４：フライホイールダイオード、
３５：スイッチング素子（ＦＥＴ）、３６：基板温度センサ、Ｌ０：電磁コイル、
Ｔr：車室内温度、Ｔrs：閾値、
f：ＰＷＭ周波数、f0：ＰＷＭ周波数（低周波数）、t0：ジャンクション温度、
ＦＬＧ1：基板温度センサ異常記憶確定フラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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