JP6589579B2 - 駆動力伝達制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、四輪駆動車の補助駆動輪へ伝達される駆動力を調節する駆動力伝達制御装置に関する。

従来、四輪駆動車の補助駆動輪に駆動力を伝達する駆動力伝達装置と、駆動力伝達装置を制御して補助駆動輪へ伝達される駆動力を調節する制御装置とを備えた駆動力伝達制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の駆動力伝達制御装置（駆動力配分装置）は、駆動力伝達装置（トルクカップリング）と、駆動力伝達装置を制御する制御装置（ＥＣＵ）とを備えている。制御装置は、エンジンの駆動力を伝達する駆動力伝達系における少なくとも１つの発熱箇所について発熱エネルギーを積算することによりその温度を推定し、推定された温度が所定温度を超える場合には、当該発熱箇所の過熱を抑制すべく、駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を調節する過熱抑制制御を行う。また、制御装置は、駆動源としてのエンジンの停止（ＩＧオフ）からの経過時間を計測する計測装置（ＩＧオフタイマ）の計測値を取得可能であり、エンジンの再始動時には、計測装置によって計測されたエンジン停止からの経過時間に基づいて演算したエンジン停止中の発熱箇所の温度低下を、発熱箇所の温度の初期値に反映させる。

特開２００７−３８７９８号公報

特許文献１に記載の駆動力伝達制御装置は、例えば計測装置の故障によりエンジンの停止時からの経過時間を取得できない場合には、エンジンの再始動後の過熱保護制御を適切に行うことができない。また、エンジンの停止時からの経過時間を計測する計測装置を有していない車両には、特許文献１に記載の駆動力伝達制御装置を適用することができない。

そこで、本発明は、駆動源の停止時からの経過時間を計測する計測装置から計測値を取得できない場合でも、駆動源の始動後の過熱抑制制御を適切に行うことができる駆動力伝達制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、始動スイッチがオフ状態からオン状態となることにより始動する駆動源を備えた四輪駆動車に搭載され、前記駆動源の駆動力を主駆動輪および補助駆動輪に伝達する駆動力伝達系のうち前記補助駆動輪に駆動力を伝達する伝達経路中に設けられた駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置を制御して前記補助駆動輪へ伝達される駆動力を調節する制御装置と、を備えた駆動力伝達制御装置であって、前記制御装置は、前記駆動力伝達系における少なくとも１つの発熱箇所の温度を、当該発熱箇所の負荷に応じて蓄積される発熱エネルギーを積算して推定する発熱箇所温度推定手段と、前記発熱箇所温度推定手段によって推定された前記発熱箇所の温度が所定温度を超える場合に、前記駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を前記負荷を軽減するように調節して前記発熱箇所の過熱を抑制する過熱抑制手段と、前記始動スイッチがオフ状態となったときの前記駆動源および前記発熱箇所の温度ならびに外気温を記憶する温度記憶手段と、前記始動スイッチがオン状態となったときの前記駆動源の温度および外気温と、前記温度記憶手段によって記憶された前記駆動源の温度および外気温とに基づいて、前記始動スイッチがオフ状態となってからオン状態となるまでのオフ時間を推定するオフ時間推定手段と、前記温度記憶手段によって記憶された前記発熱箇所の温度ならびに前記オフ時間推定手段によって推定された前記オフ時間に基づいて、前記始動スイッチがオン状態となったときの前記発熱箇所の初期温度を推定する初期温度推定手段とを有し、前記発熱箇所温度推定手段は、前記初期温度推定手段によって推定された前記初期温度を基に前記発熱エネルギーを積算し、前記発熱箇所の温度を推定する、駆動力伝達制御装置を提供する。

本発明に係る駆動力伝達制御装置によれば、駆動源の停止時からの経過時間を計測する計測装置から計測値を取得できない場合でも、駆動源の始動後の過熱抑制制御を適切に行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。 駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。 エンジンが停止していたオフ時間と下降温度演算係数Ｄとの関係の一例を示すグラフである。 制御装置が実行する処理の手順の一例を示すフローチャートである。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の構成例を示す概略図である。この四輪駆動車１００には、駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１の出力（駆動力）を変速するトランスミッション１２と、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力を受けるフロントディファレンシャル装置１３と、フロントディファレンシャル装置１３に隣接して配置されたトランスファ１４と、車両前後方向に沿って配置されたプロペラシャフト１５と、リヤディファレンシャル装置１６と、駆動力伝達制御装置１とが搭載されている。駆動力伝達制御装置１は、プロペラシャフト１５の後端部に連結された駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置３とを備えている。リヤディファレンシャル装置１６は、プロペラシャフト１５との間に駆動力伝達装置２を挟む位置に配置されている。

フロントディファレンシャル装置１３は、主駆動輪である前輪１７（左前輪１７Ｌ及び右前輪１７Ｒ）に駆動力を配分するものであり、外周にリングギヤ１３０が固定されたデフケース１３１と、デフケース１３１と一体に回転するピニオンシャフト１３２と、ピニオンシャフト１３２に軸支された一対のピニオンギヤ１３３と、一対のピニオンギヤ１３３に噛み合う一対のサイドギヤ１３４とを有している。一対のサイドギヤ１３４のうち、一方のサイドギヤ１３４はドライブシャフト１３５Ｌによって左前輪１７Ｌに連結され、他方のサイドギヤ１３４はドライブシャフト１３５Ｒによって右前輪１７Ｒに連結されている。リングギヤ１３０には、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力が入力される。

トランスファ１４は、エンジン１１の駆動力の一部を後輪１８側に配分するものであり、フロントディファレンシャル装置１３のデフケース１３１と共に回転する入力ギヤ１４１と、入力ギヤ１４１に噛み合ってプロペラシャフト１５と共に回転する出力ギヤ１４２とを有している。入力ギヤ１４１及び出力ギヤ１４２は、例えばハイポイドギヤからなる。出力ギヤ１４２は、プロペラシャフト１５の前端部に連結されている。

リヤディファレンシャル装置１６は、補助駆動輪である後輪１８（左後輪１８Ｌ及び右後輪１８Ｒ）に駆動力を配分するものであり、駆動力伝達装置２と後輪１８との間に介在している。リヤディファレンシャル装置１６は、外周にリングギヤ１６０が固定されたデフケース１６１と、デフケース１６１と一体に回転するピニオンシャフト１６２と、ピニオンシャフト１６２に軸支された一対のピニオンギヤ１６３と、一対のピニオンギヤ１６３に噛み合う一対のサイドギヤ１６４とを有している。一対のサイドギヤ１６４のうち、一方のサイドギヤ１６４はドライブシャフト１６５Ｌによって左後輪１８Ｌに連結され、他方のサイドギヤ１６４はドライブシャフト１６５Ｒによって右後輪１８Ｒに連結されている。リングギヤ１６０には、駆動力伝達装置２との連結のためのピニオンギヤシャフト１９が噛み合わされている。リングギヤ１６０及びピニオンギヤシャフト１９は、例えばハイポイドギヤからなる。

駆動力伝達装置２は、プロペラシャフト１５からピニオンギヤシャフト１９を介してリヤディファレンシャル装置１６へ伝達される駆動力を調節可能であり、プロペラシャフト１５と一体に回転するクラッチハウジング２１と、クラッチハウジング２１と同軸上でピニオンギヤシャフト１９と一体に回転するインナシャフト２２と、クラッチハウジング２１とインナシャフト２２との間に配置された多板クラッチ２３とを備えている。駆動力伝達装置２は、多板クラッチ２３の摩擦係合力によってクラッチハウジング２１とインナシャフト２２との間で駆動力を伝達することが可能である。駆動力伝達装置２の構成の詳細については後述する。

前輪１７には、常にエンジン１１の駆動力が伝達され、後輪１８には、例えば運転者による走行モード選択スイッチの操作によって四輪駆動モードが選択された場合や、前輪１７にスリップが発生した場合等の必要時にエンジン１１の駆動力が伝達される。具体的には、駆動力伝達装置２によってプロペラシャフト１５からピニオンギヤシャフト１９への駆動力伝達が遮断されたとき、四輪駆動車１００は二輪駆動モードとなり、エンジン１１の駆動力が前輪１７にのみに伝達される。また、駆動力伝達装置２を介してプロペラシャフト１５からピニオンギヤシャフト１９へ駆動力が伝達されると、四輪駆動車１００は四輪駆動モードとなり、エンジン１１の駆動力が前輪１７及び後輪１８に伝達される。

フロントディファレンシャル装置１３、トランスファ１４、プロペラシャフト１５、リヤディファレンシャル装置１６、及び駆動力伝達装置２は、エンジン１１の駆動力を前輪１７及び後輪１８に伝達する駆動力伝達系１０を構成する。駆動力伝達装置２は、駆動力伝達系１０のうち、後輪１８に駆動力を伝達する伝達経路中に設けられている。制御装置３は、駆動力伝達装置２を制御して、後輪１８へ伝達される駆動力を調節する。

また、四輪駆動車１００には、エンジン１１を冷却する冷却水が循環するラジエータ１１１と、ラジエータ１１１に冷却風を送るファン１１２と、冷却水をエンジン１１とラジエータ１１１との間で循環させるポンプ１１３と、エンジン１１からラジエータ１１１に向かう冷却水の温度を測定する水温計１１４と、外気温を測定する外気温計１１５が搭載されている。外気温計１１５は、例えばフロントバンパーの開口部付近や、前輪１７のタイヤハウス内などのエンジン１１の排熱の影響を受けにくい部位に設置されている。

またさらに、四輪駆動車１００には、エンジン１１を始動させる始動スイッチ１１６、及び始動スイッチ１１６がオフ状態となってから次にオン状態となるまでの時間（オフ時間）を計測するオフ時間計測装置１１７が搭載されている。エンジン１１は、始動スイッチ１１６がオフ状態からオン状態となることにより始動する。オフ時間計測装置１１７には、始動スイッチ１１６がオフ状態であっても図略のバッテリーから電源が供給され、例えば始動スイッチ１１６がオフ状態となった後のクロックパルスをカウントすることで、始動スイッチ１１６がオフ状態となってからオン状態となるまでの時間を測定する。

始動スイッチ１１６は、運転者によってオン／オフ操作されるものであり、ステアリングホイール１１８の近傍に配置されている。始動スイッチ１１６は、キーシリンダの回動に応動してオン状態とオフ状態とが切り替わるイグニッションスイッチであってもよく、電子キーの電子認証によってオン状態とオフ状態とを切り替える操作が可能となる押しボタンスイッチであってもよい。また、本実施の形態では、駆動源が冷却水によって冷却される内燃機関（エンジン）である場合について説明するが、これに限らず、駆動源として電動モータを用いてもよい。

制御装置３は、始動スイッチ１１６のオン／オフ状態、水温計１１４によって測定された冷却水の温度、外気温計１１５によって測定された外気温、及びオフ時間計測装置１１７によって計測された時間の各情報を、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークを通じた通信によって取得可能である。

（駆動力伝達装置２の構成）
図２は、駆動力伝達装置２の構成例を示す断面図である。駆動力伝達装置２は、プロペラシャフト１５の後端部に連結されたクラッチハウジング２１と、クラッチハウジング２１に対して相対回転可能に支持されたインナシャフト２２と、クラッチハウジング２１の内周面とインナシャフト２２の外周面との間に配置された多板クラッチ２３と、多板クラッチ２３の軸方向に並列配置されたパイロットクラッチ２４と、パイロットクラッチ２４に対して軸方向の押圧力を作用させる電磁コイル２５及びアーマチャ２６と、パイロットクラッチ２４によって伝達されるクラッチハウジング２１の回転力を多板クラッチ２３の押圧力に変換するカム機構２７とから大略構成されている。

クラッチハウジング２１は、有底円筒状のフロントハウジング２１１、及びフロントハウジング２１１に螺着等により一体に回転するように結合された環状のリヤハウジング２１２からなる。フロントハウジング２１１の内周面には、回転軸線Ｏに沿って設けられた複数のスプライン歯２１１ａが形成されている。リヤハウジング２１２は、フロントハウジング２１１に結合された磁性材料からなる第１部材２１２ａ、第１部材２１２ａの内周側に一体に結合された非磁性材料からなる第２部材２１２ｂ、及び第２部材２１２ｂの内周側に結合された磁性材料からなる第３部材２１２ｃからなる。

インナシャフト２２は、玉軸受２８１及び針状ころ軸受２８２によってクラッチハウジング２１の内周側に支持されている。インナシャフト２２の外周面には、回転軸線Ｏに沿って設けられた複数のスプライン歯２２ａが形成されている。また、インナシャフト２２の内周面には、ピニオンギヤシャフト１９（図１参照）の一端部を相対回転不能に連結するための複数のスプライン歯２２ｂが形成されている。

多板クラッチ２３は、回転軸線Ｏに沿って交互に配置された複数のアウタクラッチプレート２３１及び複数のインナクラッチプレート２３２を有する。アウタクラッチプレート２３１は、フロントハウジング２１１の複数のスプライン歯２１１ａに係合する複数の突起２３１ａを有し、フロントハウジング２１１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。インナクラッチプレート２３２は、インナシャフト２２の複数のスプライン歯２２ａに係合する複数の突起２３２ａを有し、インナシャフト２２に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。

パイロットクラッチ２４は、回転軸線Ｏに沿って交互に配置された複数のパイロットアウタクラッチプレート２４１及び複数のパイロットインナクラッチプレート２４２を有する。パイロットアウタクラッチプレート２４１は、フロントハウジング２１１の複数のスプライン歯２１１ａに係合する複数の突起２４１ａを有し、フロントハウジング２１１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。パイロットインナクラッチプレート２４２は、後述するカム機構２７のパイロットカム２７１の外周面に形成された複数のスプライン歯２７１ａに係合する複数の突起２４２ｂを有し、パイロットカム２７１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。

カム機構２７は、パイロットカム２７１と、多板クラッチ２３を軸方向に押圧するメインカム２７３と、パイロットカム２７１とメインカム２７３との間に配置された複数の球状のカムボール２７２とを有して構成されている。メインカム２７３は、その内周面に形成されたスプライン歯２７３ａがインナシャフト２２の複数のスプライン歯２２ａに係合し、インナシャフト２２との相対回転が規制されている。パイロットカム２７１とリヤハウジング２１２の第３部材２１２ｃとの間には、スラスト針状ころ軸受２８４が配置されている。

パイロットカム２７１とメインカム２７３との対向面には、周方向に沿って軸方向の深さが変化する複数のカム溝２７１ｂ，２７３ｂが形成されている。カム機構２７は、カムボール２７２がこれらのカム溝を転動することにより、メインカム２７３を多板クラッチ２３に押し付ける軸方向の推力を発生させる。

電磁コイル２５は、玉軸受２８３によって第３部材２１２ｃに支持されたヨーク２５１に保持され、リヤハウジング２１２のパイロットクラッチ２４とは反対側に配置されている。電磁コイル２５には、電線２５２を介して制御装置３のから励磁電流が供給される。

アーマチャ２６は、環状の磁性材料からなり、リヤハウジング２１２との間にパイロットクラッチ２４を挟む位置に軸方向移動可能に配置されている。アーマチャ２６の外周面には、フロントハウジング２１１の複数のスプライン歯２１１ａに係合する複数のスプライン歯２６ａが設けられている。

上記のように構成された駆動力伝達装置２は、制御装置３から電磁コイル２５に励磁電流が供給されると、ヨーク２５１、リヤハウジング２１２の第１部材２１２ａ及び第３部材２１２ｃ、パイロットクラッチ２４、及びアーマチャ２６を通過する磁路Ｇに磁束が発生し、この磁束の磁力によってアーマチャ２６がリヤハウジング２１２側に吸引され、パイロットクラッチ２４を押圧する。

これによりパイロットクラッチ２４のパイロットアウタクラッチプレート２４１とパイロットインナクラッチプレート２４２が摩擦摺動し、クラッチハウジング２１の回転力がパイロットクラッチ２４を介してカム機構２７のパイロットカム２７１に伝達され、パイロットカム２７１がメインカム２７３に対して相対回転する。パイロットカム２７１とメインカム２７３との相対回転によって、カムボール２７２がカム溝２７１ｂ，２７３ｂを転動すると、パイロットカム２７１とメインカム２７３とが離間する方向の軸方向の推力が発生する。そして、このカム機構２７の推力によって多板クラッチ２３がメインカム２７３によって押圧され、複数のアウタクラッチプレート２３１と複数のインナクラッチプレート２３２との間に摩擦力が発生する。

多板クラッチ２３は、軸方向に押圧されることにより、クラッチハウジング２１とインナシャフト２２とをトルク伝達可能に締結する。つまり、複数のアウタクラッチプレート２３１と複数のインナクラッチプレート２３２との間に発生する摩擦力が多板クラッチ２３の締結力となる。

多板クラッチ２３の締結力は、制御装置３から電磁コイル２５に供給される励磁電流に応じて変化する。つまり、励磁電流が大きいと、パイロットアウタクラッチプレート２４１とパイロットインナクラッチプレート２４２とがアーマチャ２６によって強く押し付けられ、パイロットクラッチ２４を介してパイロットカム２７１に伝達される回転力が大きくなり、メインカム２７３が多板クラッチ２３を強く押圧する。これにより、多板クラッチ２３の締結力が大きくなる。このように、制御装置３は、電磁コイル２５に供給される励磁電流を増減することで、多板クラッチ２３の締結力を連続的に（無段階に）制御することが可能である。

なお、本実施の形態では、パイロットクラッチ２４、電磁コイル２５、アーマチャ２６、及びカム機構２７によって多板クラッチ２３を押圧するように駆動力伝達装置２を構成したが、これに限らず、例えば電動モータの回転を直線運動に変換することにより、多板クラッチ２３を押圧するようにしてもよい。

（制御装置３の構成）
制御装置３は、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶素子と、記憶素子に記憶されたプログラムに基づいて演算処理を行うＣＰＵと、駆動力伝達装置２の電磁コイル２５に励磁電流を供給する電流出力回路とを備える。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより、発熱箇所温度推定手段３１、過熱抑制手段３２、温度記憶手段３３、オフ時間推定手段３４、判定手段３５、及び初期温度推定手段３６として機能する。以下、制御装置３が有するこれら各手段について詳細に説明する。

発熱箇所温度推定手段３１は、駆動力伝達系１０における少なくとも１つの発熱箇所の温度を、当該発熱箇所の負荷に応じて蓄積される発熱エネルギーを積算して推定する。この発熱箇所には、駆動力伝達装置２、トランスファ１４、及びリヤディファレンシャル装置１６の少なくとも何れか１つが含まれる。本実施の形態では、発熱箇所温度推定手段３１が、駆動力伝達装置２、トランスファ１４、及びリヤディファレンシャル装置１６の温度を推定する場合について説明する。

発熱箇所温度推定手段３１は、回転数及び後輪１８側に伝達される駆動力（伝達トルク）に基づいて、各発熱箇所に蓄積される発熱エネルギーを演算する。そして、その演算された発熱エネルギーを積算し、これに外気温計１１５によって測定された外気温に応じた冷却効果を反映させることにより、各発熱箇所の温度を推定する。より具体的には、発熱箇所温度推定手段３１は、所定のサンプリング周期毎に、下記の演算式（１）をベースとして外気温を変数とする冷却項を追加した式に基づく演算を実行することにより、発熱箇所の温度Ｈ（ｎ）を推定する。

ここで、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は各発熱箇所に応じて予め設定された定数であり、Ｔは伝達トルク、Ｒは回転数、Ｈ（ｎ−１）は前回演算値である。各発熱箇所の温度Ｈ（ｎ）は、定数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を各発熱箇所に応じた値として演算することにより、個別に推定される。

また、発熱箇所温度推定手段３１は、始動スイッチ１１６がオフ状態からオン状態となった後の最初のサンプリング周期におけるＨ（ｎ−１）の値（初期値）として、後述する初期温度推定手段３６によって推定演算された各発熱箇所の初期温度を用いる。つまり、発熱箇所温度推定手段３１は、初期温度推定手段３６によって推定された初期温度を基に、各発熱箇所における発熱エネルギーを積算し、各発熱箇所の温度を推定する。

駆動力伝達装置２の温度を推定する場合、演算式（１）における回転数Ｒとしては、クラッチハウジング２１とインナシャフト２２との回転数差である差動回転数を用いることができる。この差動回転数は、例えばＣＡＮによって取得可能な前輪１７の回転数と後輪１８との回転数との差に基づいて求めることができる。伝達トルクＴは、プロペラシャフト１５から駆動力伝達装置２を介して後輪１８側に伝達される駆動力であり、例えば電磁コイル２５に供給する励磁電流に基づいて求めることができる。

また、トランスファ１４の温度を推定する場合、演算式（１）における回転数Ｒとしては、例えば入力ギヤ１４１の回転数を用いることができる。入力ギヤ１４１の回転数は、前輪１７の回転数に基づいて求めることができる。またさらに、リヤディファレンシャル装置１６の温度を推定する場合、演算式（１）における回転数Ｒとしては、例えばリングギヤ１６０の回転数を用いることができる。リングギヤ１６０の回転数は、後輪１８の回転数に基づいて求めることができる。

駆動力伝達装置２では、主に複数のアウタクラッチプレート２３１と複数のインナクラッチプレート２３２との滑りによって熱が発生する。トランスファ１４では、主に入力ギヤ１４１と出力ギヤ１４２との噛み合い部における歯面の滑りによって熱が発生する。また、リヤディファレンシャル装置１６では、主にピニオンギヤシャフト１９とリングギヤ１６０との噛み合い部における歯面の滑りによって熱が発生する。

過熱抑制手段３２は、発熱箇所温度推定手段３１によって推定された発熱箇所の温度が所定温度を超える場合に、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力を発熱箇所の負荷を軽減するように調節して発熱箇所の過熱を抑制する過熱抑制制御を行う。より具体的には、発熱箇所温度推定手段３１によって推定された駆動力伝達装置２の温度が所定温度を超える場合には、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力を低減する。もしくはアウタクラッチプレート２３１と複数のインナクラッチプレート２３２との滑りが発生しなくなる程度に電磁コイル２５に供給する励磁電流を増大させる。この所定温度は、アウタクラッチプレート２３１やインナクラッチプレート２３２の摩擦面に焼き付き等が発生しない温度に設定されている。

また、過熱抑制手段３２は、発熱箇所温度推定手段３１によって推定されたトランスファ１４又はリヤディファレンシャル装置１６の温度が所定温度を超える場合には、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力を低減する。この駆動力の低減は、例えば駆動力伝達装置２の伝達トルクを決定するために参照するトルクマップを、通常よりも伝達トルクが小さい過熱抑制制御用のマップに切り替えることにより行う。この所定温度は、トランスファ１４又はリヤディファレンシャル装置１６におけるギヤの噛み合い部に焼き付き等が発生しない温度に設定されている。

またさらに、過熱抑制手段３２は、温度記憶手段３３によって記憶された発熱箇所の温度が所定温度より高く、かつ後述するオフ時間推定手段３４によって推定されたオフ時間（始動スイッチ１１６がオフ状態となってからオン状態となるまでのオフ時間）が所定時間よりも短い場合に、発熱箇所の負荷を軽減するように駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力を調節して、発熱箇所の過熱を抑制する。これにより、発熱箇所の温度が所定温度より高い状態で始動スイッチ１１６がオフ状態とされ、その後すぐに始動スイッチ１１６がオン状態に切り替えられたような場合には、直ちに発熱箇所の負荷を軽減するように駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力が調節される。

温度記憶手段３３は、始動スイッチ１１６がオフ状態となったときのエンジン１１及び各発熱箇所の温度（発熱箇所温度推定手段３１によって演算された推定温度）、ならびに外気温（外気温計１１５の測定値）を記憶する。つまり、始動スイッチ１１６がオフ状態となると、その後に制御装置３への電源供給が遮断されるが、温度記憶手段３３は、例えばＣＡＮによって取得した始動スイッチ１１６のオン／オフ状態がオン状態からオフ状態となったとき、制御装置３への電源供給が遮断される前に不揮発性メモリにエンジン１１及び各発熱箇所の温度ならびに外気温の情報を記憶する。

本実施の形態では、エンジン１１の温度として、水温計１１４によって測定された冷却水の温度を記憶する。つまり、エンジン１１の温度を直接測定するためには、新たな温度センサを追加する必要があるが、エンジン１１の温度として冷却水の温度を用いることにより、新たな温度センサの追加を不要としている。

オフ時間推定手段３４は、始動スイッチ１１６がオン状態となったときのエンジン１１の温度および外気温と、温度記憶手段３３によって不揮発性メモリに記憶された前回のエンジン１１の停止時の温度及び外気温とに基づいて、始動スイッチ１１６がオフ状態となってからオン状態となるまでのオフ時間を推定する。本実施の形態では、始動スイッチ１１６がオン状態となったときのエンジン１１の温度として、始動スイッチ１１６がオン状態となったときの冷却水の温度を用いる。

このオフ時間推定手段３４は、始動スイッチ１１６がオフ状態となった直後にはエンジン１１の温度と外気温との温度差が大きく、その後エンジン１１の熱が放熱されることにより、徐々にエンジン１１の温度と外気温との温度差が小さくなることを利用して、オフ時間を推定する。具体的には、下記の演算式（２）によってオフ時間Ｔｏｆｆを演算する。

ここで、Ｃは発熱箇所の熱容量に応じて設定された定数、Ｋは発熱箇所の放熱のしやすさを示す放熱係数である。また、Ｔｅ０は温度記憶手段３３によって記憶されたエンジン１１の温度、Ｔａ０は温度記憶手段３３によって記憶された外気温、Ｔｅ１は始動スイッチ１１６がオン状態となったときのエンジン１１の温度、Ｔａ１は始動スイッチ１１６がオン状態となったときの外気温である。演算式（２）において、（Ｔｅ０−Ｔａ０）は、始動スイッチ１１６が前回オフ状態となったときのエンジン１１の温度と外気温との温度差を示し、（Ｔｅ１−Ｔａ１）は、始動スイッチ１１６がオン状態となったときのエンジン１１の温度と外気温との温度差を示している。

判定手段３５は、オフ時間計測装置１１７が正常に動作しているか否かを判定する。判定手段３５は、例えばオフ時間計測装置１１７の計測値が異常値（例えば０）である場合や、オフ時間計測装置１１７に異常が発生していることを示すエラー信号をＣＡＮを介して受信した場合にオフ時間計測装置１１７が正常に動作していないと判定し、それ以外の場合にはオフ時間計測装置１１７が正常に動作していると判定する。

初期温度推定手段３６は、判定手段３５によってオフ時間計測装置１１７が正常に動作していると判定された場合には、外気温および温度記憶手段３３によって記憶された発熱箇所の温度ならびにオフ時間計測装置１１７によって計測されたオフ時間に基づいて発熱箇所の初期温度を推定する。また、初期温度推定手段３６は、判定手段３５によってオフ時間計測装置１１７が正常に動作していないと判定された場合には、温度記憶手段３３によって記憶された発熱箇所の温度ならびにオフ時間推定手段３４によって推定されたオフ時間（Ｔｏｆｆ）に基づいて発熱箇所の初期温度を推定する。

初期温度推定手段３６は、オフ時間計測装置１１７によって計測されたオフ時間もしくはオフ時間推定手段３４によって推定されたオフ時間に応じて定まる下降温度演算係数Ｄを用いて、下記の演算式（３）によって初期温度Ｔを演算する。

ここで、ＴＨは、温度記憶手段３３によって記憶された発熱箇所（駆動力伝達装置２、トランスファ１４、及びリヤディファレンシャル装置１６）の温度、Ｔｅ１は始動スイッチ１１６がオン状態となったときのエンジン１１の温度である。なお、本実施の形態では、始動スイッチ１１６がオン状態となったときのエンジン１１の温度Ｔｅ１（具体的には水温計１１４の測定値）を用いた演算式（３）によって初期温度Ｔを演算するが、この温度Ｔｅ１に替えて、温度記憶手段３３によって記憶されたエンジン１１の温度Ｔｅ０を用いてもよい。また、温度Ｔｅ１及び温度Ｔｅ０の平均値（（Ｔｅ０＋Ｔｅ１）／２）を用いてもよい。

図３は、エンジン１１が停止していたオフ時間と、下降温度演算係数Ｄとの関係の一例を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸はオフ時間（秒）を示し、縦軸は下降温度演算係数Ｄを示している。図３に示すように、下降温度演算係数Ｄは、オフ時間に応じて指数関数的に小さくなる。制御装置３には、オフ時間と下降温度演算係数Ｄとの関係が例えばマップ形式の情報として記憶され、初期温度推定手段３６は当該記憶された情報を参照して下降温度演算係数Ｄを演算する。

このようにして演算された初期温度Ｔは、始動スイッチ１１６がオフ状態からオン状態となった後の最初のサンプリング周期において発熱箇所温度推定手段３１が実行する演算式（１）の演算におけるＨ（ｎ−１）として用いられる。

（制御装置３による処理実行手順）
図４は、制御装置３が行う主な処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。

制御装置３は、始動スイッチ１１６がオン状態となり、電源が供給されることにより処理の実行を開始する。制御装置３は、まずオフ時間計測装置１１７が正常に動作しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。この処理は、制御装置３のＣＰＵが判定手段３５として実行する処理である。この判定の結果、オフ時間計測装置１１７が正常に動作していると判定された場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）には、オフ時間計測装置１１７からオフ時間の測定値を取得する（ステップＳ１１）。一方、オフ時間計測装置１１７が正常に動作していないと判定された場合（Ｓ１０：Ｎｏ）には、演算式（２）に基づいてオフ時間を推定する（ステップＳ１２）。このオフ時間の推定処理は、制御装置３のＣＰＵがオフ時間推定手段３４として実行する処理である。

次に、制御装置３は、測定又は推定されたオフ時間、外気温、及び温度記憶手段３３によって記憶された発熱箇所の温度に基づいて、演算式（３）によって初期温度を演算する（ステップＳ１３）。この演算処理は、制御装置３のＣＰＵが初期温度推定手段３６として実行する処理である。

次に、制御装置３は、駆動力伝達装置２によって後輪１８側に伝達される駆動力（伝達トルク）及び回転数に基づいて、演算式（１）によって発熱箇所の温度を演算する（ステップＳ１４）。この演算処理は、制御装置３のＣＰＵが発熱箇所温度推定手段３１として実行する処理である。

次に、制御装置３は、発熱箇所温度推定手段３１によって推定された発熱箇所の温度が所定温度を超えるか否かを判定し（ステップＳ１５）、発熱箇所の推定温度が所定温度を超える場合（Ｓ１５：Ｙｅｓ）には、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力を発熱箇所の負荷を軽減するように調節する過熱抑制制御を行う（ステップＳ１６）。一方、発熱箇所の推定温度が所定温度を超えない場合（Ｓ１５：Ｎｏ）には、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力を、例えば予め記憶されたトルクマップを参照して調節する通常制御を行う（ステップＳ１７）。このトルクマップは、例えば前輪１７と後輪１８との差動回転が大きいほど、また運転者のアクセルペダルによる加速操作量が大きいほど、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力が大きくなるように設定されている。ステップＳ１５及びＳ１６の処理は、制御装置３のＣＰＵが過熱抑制手段３２として実行する処理である。

次に、制御装置３は、始動スイッチ１１６がオフ状態であるか否かを判定し（ステップＳ１８）、始動スイッチ１１６がオフ状態である場合（Ｓ１８：Ｙｅｓ）には、その時点でのエンジン１１及び各発熱箇所の温度（推定温度）、ならびに外気温を記憶し（ステップＳ１９）、処理を終了する。ステップＳ１８及びＳ１９の処理は、制御装置３のＣＰＵが温度記憶手段３３として実行する処理である。

一方、始動スイッチ１１６がオフ状態でない場合（Ｓ１８：Ｎｏ）には、演算式（１）によって発熱箇所の温度を演算する処理（ステップＳ１４）を再度実行する。始動スイッチ１１６のオン状態が継続する場合、ステップＳ１４の処理は、所定のサンプリング周期毎に繰り返し実行される。

（実施の形態のび効果）
以上説明した実施の形態によれば、始動スイッチ１１６がオン状態となったときのエンジン１１の温度および外気温と、温度記憶手段３３によって記憶されたエンジン１１の停止時の温度及び外気温とに基づいて、始動スイッチ１１６がオフ状態となってからオン状態となるまでのオフ時間を推定することができるので、オフ時間計測装置１１７からオフ時間の計測値を取得できない場合でも、エンジン１１の始動後の過熱抑制制御を適切に行うことができる。これにより、オフ時間計測装置１１７に異常が発生した場合に対応できると共に、オフ時間計測装置１１７が搭載されていない車両にも、本実施の形態に係る駆動力伝達制御装置１を適用することが可能となる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、始動スイッチ１１６がオフ状態となってから次にオン状態となるまでの時間を計測可能なオフ時間計測装置１１７が四輪駆動車１００に搭載されている場合について説明したが、このような装置が搭載されていない四輪駆動車に本発明を適用することも可能である。この場合、判定手段３５が不要になると共に、オフ時間推定手段３４が実行する処理のうち図４のフローチャートに示すステップＳ１０の処理を省略することができる。

１…駆動力伝達制御装置
１０…駆動力伝達系
１００…四輪駆動車
１１…エンジン（駆動源）
１１６…始動スイッチ
１１７…オフ時間計測装置
１４…トランスファ
１６…リヤディファレンシャル装置
１７…前輪（主駆動輪）
１８…後輪（補助駆動輪）
２…駆動力伝達装置
３…制御装置

Claims (5)

1. 始動スイッチがオフ状態からオン状態となることにより始動する駆動源を備えた四輪駆動車に搭載され、前記駆動源の駆動力を主駆動輪および補助駆動輪に伝達する駆動力伝達系のうち前記補助駆動輪に駆動力を伝達する伝達経路中に設けられた駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置を制御して前記補助駆動輪へ伝達される駆動力を調節する制御装置と、を備えた駆動力伝達制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記駆動力伝達系における少なくとも１つの発熱箇所の温度を、当該発熱箇所の負荷に応じて蓄積される発熱エネルギーを積算して推定する発熱箇所温度推定手段と、
   前記発熱箇所温度推定手段によって推定された前記発熱箇所の温度が所定温度を超える場合に、前記駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を前記負荷を軽減するように調節して前記発熱箇所の過熱を抑制する過熱抑制手段と、
   前記始動スイッチがオフ状態となったときの前記駆動源および前記発熱箇所の温度ならびに外気温を記憶する温度記憶手段と、
   前記始動スイッチがオン状態となったときの前記駆動源の温度および外気温と、前記温度記憶手段によって記憶された前記駆動源の温度および外気温とに基づいて、前記始動スイッチがオフ状態となってからオン状態となるまでのオフ時間を推定するオフ時間推定手段と、
   前記温度記憶手段によって記憶された前記発熱箇所の温度ならびに前記オフ時間推定手段によって推定された前記オフ時間に基づいて、前記始動スイッチがオン状態となったときの前記発熱箇所の初期温度を推定する初期温度推定手段とを有し、
   前記発熱箇所温度推定手段は、前記初期温度推定手段によって推定された前記初期温度を基に前記発熱エネルギーを積算し、前記発熱箇所の温度を推定する、
   駆動力伝達制御装置。
2. 前記四輪駆動車には、前記始動スイッチがオフ状態となってからオン状態となるまでの時間を計測するオフ時間計測装置が搭載され、
   前記制御装置は、前記オフ時間計測装置が正常に動作しているか否かを判定する判定手段をさらに備え、
   前記初期温度推定手段は、前記判定手段によって前記オフ時間計測装置が正常に動作していると判定された場合には、前記温度記憶手段によって記憶された前記発熱箇所の温度ならびに前記オフ時間計測装置によって計測された時間に基づいて前記発熱箇所の初期温度を推定し、前記判定手段によって前記オフ時間計測装置が正常に動作していないと判定された場合には、前記温度記憶手段によって記憶された前記発熱箇所の温度ならびに前記オフ時間推定手段によって推定された前記オフ時間に基づいて前記発熱箇所の初期温度を推定する、
   請求項１に記載の駆動力伝達制御装置。
3. 前記駆動源は、冷却水によって冷却される内燃機関であり、
   前記温度記憶手段は、前記駆動源の温度として前記冷却水の温度を記憶し、
   前記オフ時間推定手段は、前記始動スイッチがオン状態となったときの前記駆動源の温度として、前記始動スイッチがオン状態となったときの前記冷却水の温度を用いる、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達制御装置。
4. 前記過熱抑制手段は、前記温度記憶手段によって記憶された前記発熱箇所の温度が前記所定温度より高く、かつ前記オフ時間推定手段によって推定された前記オフ時間が所定時間よりも短い場合に、前記負荷を軽減するように前記駆動力伝達装置によって伝達される駆動力を調節して前記発熱箇所の過熱を抑制する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力伝達制御装置。
5. 前記発熱箇所は、前記駆動力伝達装置、前記駆動力伝達装置と前記補助駆動輪との間に介在するディファレンシャル装置、および前記駆動源の駆動力の一部を前記補助駆動輪側に配分するトランスファの少なくとも何れか一つを含む、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の駆動力伝達制御装置。

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