JP2007139129A - Clutch control device - Google Patents

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丈夫 西島
Hirotaka Kusukawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clutch control device for controlling a clutch in consideration of protection with its temperature guarantee while minimizing the occurrence of dispersion in torque to be transmitted depending on the condition of a clutch part. <P>SOLUTION: The clutch control device controls the operation of a clutch mechanism which controls torque to be transmitted to wheels. This control is performed in accordance with a clutch fastening command value and a clutch-operation actually measured value to suppress clutch input energy bases on a clutch temperature predicted value. Clutch transmission torque is estimated by multiplying the clutch fastening command value by clutch friction coefficient property specified by a differential rotating speed between clutch input and output. The temperature of the clutch part is predicted by using an input energy estimated value for the clutch part, the temperature near the clutch part, the heat capacity of the clutch mechanism and a heat radiation constant. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、クラッチ制御装置に関し、特に、４輪駆動車に用いられる電子制御クラッチのクラッチ制御装置に関する。   The present invention relates to a clutch control device, and more particularly to a clutch control device for an electronic control clutch used in a four-wheel drive vehicle.

従来、小型・軽量の４輪駆動システムを採用した車両で砂漠や雪道等の低μ路を走破しようとする場合、クラッチの限界トルクでの駆動伝達を頻繁に行う必要があることから、クラッチの温度保証による保護を考慮した制御が求められることが知られている。
ところで、クラッチの温度を測定しようとしても、クラッチ部は、クラッチハウジングに格納されており、クラッチハウジングと一体で回転するため、例えば、センサによる直接の温度測定は不可能である。 Conventionally, when a vehicle adopting a small and lightweight four-wheel drive system is going to run on a low μ road such as a desert or snowy road, it is necessary to frequently transmit the drive with the clutch's limit torque. It is known that control in consideration of protection by guaranteeing temperature is required.
By the way, even if it is going to measure the temperature of a clutch, since the clutch part is stored in the clutch housing and rotates integrally with a clutch housing, the direct temperature measurement by a sensor is impossible, for example.

そこで、クラッチへの入力エネルギを、クラッチ部の差動回転速度及び締結力指令値のみにより推定し、制御定数にて一律に規定される初期温度に対する単位時間の上昇温度を、前述のクラッチ入力エネルギ推定値から計算し、また、放熱による単位時間当たりの温度変化を制御定数により一律に規定することで、多板表面温度、即ち、摩擦部分の温度を予測している。
クラッチ温度予測値がある閾値を超えた場合、クラッチ保護を目的として、クラッチ締結力を弱めるか、クラッチ締結力を強めて差動回転を抑制することにより、クラッチ入力エネルギを抑える制御を行う。 Therefore, the input energy to the clutch is estimated only from the differential rotational speed of the clutch portion and the engagement force command value, and the rising temperature per unit time with respect to the initial temperature uniformly defined by the control constant is determined as the above-mentioned clutch input energy. By calculating from the estimated value and uniformly defining the temperature change per unit time due to heat dissipation by the control constant, the multi-plate surface temperature, that is, the temperature of the friction part is predicted.
When the predicted clutch temperature value exceeds a certain threshold value, for the purpose of protecting the clutch, control is performed to reduce clutch input energy by weakening the clutch engagement force or increasing the clutch engagement force to suppress differential rotation.

このようなクラッチの温度保証による保護を考慮した制御を行うものとして、「４輪駆動車の前後輪トルク配分制御装置」（特許文献１参照）がある。この「４輪駆動車の前後輪トルク配分制御装置」は、前後輪に伝達されるトルク配分を制御する電子制御クラッチを有する４輪駆動車において、クラッチ回転速度差とクラッチ伝達トルクにより電子制御クラッチに加わる入力エネルギを算出する入力エネルギ算出手段と、算出された入力エネルギの大きさに応じ、時間の経過と共に上昇したり下降したりするクラッチ温度の変動を予測し、この温度変動予測に基づいてクラッチ推定温度を算出するクラッチ推定温度算出手段と、算出されたクラッチ推定温度がクラッチ保護判定温度以上になると、クラッチ温度を降下させるクラッチ保護制御を行うクラッチ保護制御手段とを備えている。
特開２００２−１６６７３７号公報 There is a “front-and-rear wheel torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle” (see Patent Document 1) that performs control in consideration of protection by clutch temperature guarantee. This “front and rear wheel torque distribution control device for a four-wheel drive vehicle” is a four-wheel drive vehicle having an electronically controlled clutch that controls the distribution of torque transmitted to the front and rear wheels. Input energy calculating means for calculating the input energy applied to the vehicle, and predicting the fluctuation of the clutch temperature that rises and falls over time according to the magnitude of the calculated input energy, and based on this temperature fluctuation prediction Clutch estimated temperature calculating means for calculating the estimated clutch temperature and clutch protection control means for performing clutch protection control for lowering the clutch temperature when the calculated estimated clutch temperature is equal to or higher than the clutch protection determination temperature.
JP 2002-166737 A

しかしながら、算出の根拠となるものは温度や入出力差等の推定値であるが、推定値はクラッチの状態により変化するものであるため、クラッチ部の状態によって伝達されるトルクにばらつきが生じてしまうことが避けられない。
この発明の目的は、クラッチ部の状態によって伝達されるトルクにばらつきが生じることを極力防止して、クラッチの温度保証による保護を考慮した制御を行うことができるクラッチ制御装置を提供することである。 However, the basis for the calculation is an estimated value such as temperature and input / output difference, but the estimated value varies depending on the state of the clutch. Inevitable.
An object of the present invention is to provide a clutch control device capable of performing control in consideration of protection by guaranteeing the temperature of the clutch by preventing variations in torque transmitted depending on the state of the clutch portion as much as possible. .

上記目的を達成するため、この発明に係るクラッチ制御装置は、車輪に伝達されるトルクを制御するクラッチ機構の作動を制御するクラッチ制御装置において、クラッチ温度予測値に基づくクラッチ入力エネルギを抑える制御を、クラッチ締結指令値及びクラッチ作動時の実測値に基づき行っている。この際、クラッチ伝達トルクを、前記クラッチ締結指令値にクラッチ入出力間の差動回転速度により規定されるクラッチ摩擦係数特性を乗算して推定し、また、クラッチ部温度を、クラッチ部入力エネルギ推定値・クラッチ部近傍温度・クラッチ機構熱容量及び放熱定数を用いることにより予測する。   In order to achieve the above object, a clutch control device according to the present invention is a clutch control device that controls the operation of a clutch mechanism that controls torque transmitted to wheels, and performs control for suppressing clutch input energy based on a predicted clutch temperature value. , Based on the clutch engagement command value and the actual measured value at the time of clutch operation. At this time, the clutch transmission torque is estimated by multiplying the clutch engagement command value by the clutch friction coefficient characteristic defined by the differential rotational speed between the clutch input and output, and the clutch portion temperature is estimated by the clutch portion input energy. Predict by using the value, the temperature near the clutch part, the heat capacity of the clutch mechanism and the heat dissipation constant.

この発明によれば、車輪に伝達されるトルクを制御するクラッチ機構の作動を制御するクラッチ制御装置において、クラッチ締結指令値及びクラッチ作動時の実測値に基づき、クラッチ温度予測値に基づくクラッチ入力エネルギを抑える制御が行われる。このため、クラッチ部の状態によって伝達されるトルクにばらつきが生じることを極力防止して、クラッチの温度保証による保護を考慮した制御を行うことができる。   According to the present invention, in the clutch control device that controls the operation of the clutch mechanism that controls the torque transmitted to the wheels, the clutch input energy based on the estimated clutch temperature value based on the clutch engagement command value and the actually measured value at the time of clutch operation. Control to suppress this is performed. For this reason, it is possible to prevent the torque transmitted depending on the state of the clutch portion from being varied as much as possible, and to perform control in consideration of protection by guaranteeing the temperature of the clutch.

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係るクラッチ制御装置の概略構成図である。図１に示すように、クラッチ制御装置１０は、例えば、前後輪に伝達されるトルク配分を制御する電子制御クラッチを有する４輪駆動（４−Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ：４ＷＤ）車に用いられており、第１減算器１１、第２減算器１２、第３減算器１３、第１積算器１４、第２積算器１５、第３積算器１６、第１除算器１７、積分器１８、及びクラッチ摩擦定数設定部１９を有している。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a clutch control device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the clutch control device 10 is used in, for example, a four-wheel drive (4-WD) vehicle having an electronically controlled clutch that controls distribution of torque transmitted to the front and rear wheels. 1 subtractor 11, second subtractor 12, third subtractor 13, first integrator 14, second integrator 15, third integrator 16, first divider 17, integrator 18, and clutch friction constant setting It has a part 19.

このクラッチ制御装置１０は、クラッチの入力回転速度（入力１）・出力回転速度（入力２）、クラッチの締結力指令値であるクラッチ押し付け力（入力３）、及びセンシング或いは何らかの推定によるクラッチ雰囲気温度（入力４）のそれぞれの入力が可能な場合、クラッチの入力／出力の回転速度差に依存する摩擦定数特性（設定１）・クラッチの熱容量係数（設定２）・クラッチの放熱係数（設定３）を、例えば、台上実験等により把握することで、クラッチの温度予測を実施する。   The clutch control device 10 includes an input rotational speed (input 1) and an output rotational speed (input 2) of the clutch, a clutch pressing force (input 3) that is a clutch engagement force command value, and a clutch ambient temperature by sensing or some estimation. (Input 4) When each input is possible, friction constant characteristics (setting 1) depending on the rotational speed difference between the input and output of the clutch (setting 1), heat capacity coefficient of the clutch (setting 2), heat dissipation coefficient of the clutch (setting 3) For example, the temperature of the clutch is predicted by grasping the above by a bench test or the like.

図２は、図１のクラッチ制御装置により制御される電子制御クラッチの構成を示す断面説明図である。図２に示すように、電子制御クラッチ２０は、４輪駆動車のリアファイナルドライブ（Ｒｅａｒ Ｆｉｎａｌ Ｄｒｉｖｅ）に設けられており、４ＷＤコントローラ（図示しない）が電子制御カップリング２１に指令電流Ｉを流すことにより、コントロールクラッチ２２が電磁石２３により締結され、カム機構２４により、コントロールクラッチトルクが増幅されてメインクラッチ２５が締結される。この結果、プロペラシャフト（Ｐ／ＳＦＴ）から伝達されたトルク（Ｔｏｒｑｕｅ Ｆｌｏｗ）は、電子制御クラッチ２０を介して後輪軸（Ｒ／ＡＸＬＥ）に伝達される。伝達トルクは、入力電流に比例して増加する。   FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an electronic control clutch controlled by the clutch control device of FIG. As shown in FIG. 2, the electronic control clutch 20 is provided in a rear final drive of a four-wheel drive vehicle, and a 4WD controller (not shown) sends a command current I to the electronic control coupling 21. Thus, the control clutch 22 is fastened by the electromagnet 23, and the control clutch torque is amplified by the cam mechanism 24, and the main clutch 25 is fastened. As a result, torque (Torque Flow) transmitted from the propeller shaft (P / SFT) is transmitted to the rear wheel shaft (R / AXLE) via the electronic control clutch 20. The transmission torque increases in proportion to the input current.

図３は、図１のクラッチ制御装置への各入力と図２の電子制御クラッチの関係を示す概念説明図である。図３に示すように、電子制御クラッチ２０の複数のクラッチ板２０ａは、クラッチハウジング２６に格納されており、クラッチハウジング２６と一体で回転する。クラッチ入力回転速度（入力１）によりクラッチハウジング２６が回転し、電磁石２３の電磁力によりクラッチ押し付け力（入力３）が発生し、クラッチ板２０ａの相互締結によって、クラッチ出力回転速度（入力２）により後輪軸が回転する。なお、電磁石２３は、温度依存性、即ち、温度の上昇に応じて抵抗値が下降する電磁抵抗の温度依存性を有している。   FIG. 3 is a conceptual explanatory diagram showing the relationship between each input to the clutch control device of FIG. 1 and the electronic control clutch of FIG. As shown in FIG. 3, the plurality of clutch plates 20 a of the electronic control clutch 20 are stored in the clutch housing 26 and rotate integrally with the clutch housing 26. The clutch housing 26 is rotated by the clutch input rotation speed (input 1), the clutch pressing force (input 3) is generated by the electromagnetic force of the electromagnet 23, and the clutch output rotation speed (input 2) is generated by mutual engagement of the clutch plate 20a. The rear wheel axle rotates. The electromagnet 23 has temperature dependency, that is, temperature dependency of electromagnetic resistance in which the resistance value decreases as the temperature increases.

図１に示すクラッチ制御装置１０において、クラッチ入力回転速度ａ（入力１）とクラッチ出力回転速度ｂ（入力２）は第１減算器１１に、クラッチ押し付け力ｃ（入力３）は第１積算器１４に、センシング或いは何らかの推定によるクラッチ雰囲気温度ｄ（入力４）は第３減算器１３と積分器１８に、それぞれ入力する。   In the clutch control device 10 shown in FIG. 1, the clutch input rotational speed a (input 1) and the clutch output rotational speed b (input 2) are applied to the first subtractor 11, and the clutch pressing force c (input 3) is applied to the first integrator. 14, the clutch ambient temperature d (input 4) by sensing or some estimation is input to the third subtractor 13 and the integrator 18, respectively.

第１減算器１１は、クラッチの入力回転速度ａから出力回転速度ｂを減算し、算出結果ｅを、クラッチの入力／出力の回転速度差に依存するクラッチ摩擦定数特性（設定１）を設定するクラッチ摩擦定数設定部２０と第２積算器１５に出力する。クラッチ押し付け力ｃと、クラッチ摩擦定数設定部２０で設定されたクラッチ摩擦定数特性ｆ（設定１）が入力した第１積算器１４は、クラッチ押し付け力ｃとクラッチ摩擦定数特性ｆを積算し、算出結果であるクラッチトルク推定値ｇを、第２積算器１５に出力する。   The first subtractor 11 subtracts the output rotation speed b from the clutch input rotation speed a, and sets the calculation result e to a clutch friction constant characteristic (setting 1) that depends on the clutch input / output rotation speed difference. This is output to the clutch friction constant setting unit 20 and the second integrator 15. The first accumulator 14 to which the clutch pressing force c and the clutch friction constant characteristic f (setting 1) set by the clutch friction constant setting unit 20 are inputted, adds and calculates the clutch pressing force c and the clutch friction constant characteristic f. The resulting clutch torque estimation value g is output to the second integrator 15.

第１減算器１１の算出結果ｅとクラッチトルク推定値ｇが入力した第２積算器１５は、算出結果ｅとクラッチトルク推定値ｇを積算し、算出結果である単位時間クラッチ入力エネルギｈを、第２減算器１２に出力する。
クラッチ雰囲気温度ｄと、クラッチ雰囲気温度ｄが初期値として入力した積分器１８からの出力、即ち、クラッチ推定温度ｉ（出力１）がフィードバックされた第３減算器１５は、フィードバック値ｉからクラッチ雰囲気温度ｄを減算し、算出結果ｊを第３積算器１６に入力する。クラッチ放熱係数ｋ（設定３）と算出結果ｊが入力した第３積算器１６は、クラッチ放熱係数ｋと算出結果ｊを積算し、算出結果である単位時間クラッチ放出エネルギｌを、第２減算器１２に出力する。 The second accumulator 15 to which the calculation result e of the first subtractor 11 and the clutch torque estimation value g are input integrates the calculation result e and the clutch torque estimation value g, and the unit time clutch input energy h, which is the calculation result, is obtained. Output to the second subtractor 12.
The third subtractor 15 to which the clutch ambient temperature d and the output from the integrator 18 to which the clutch ambient temperature d is input as an initial value, that is, the estimated clutch temperature i (output 1), is fed back from the feedback value i to the clutch atmosphere. The temperature d is subtracted and the calculation result j is input to the third integrator 16. The third accumulator 16 to which the clutch heat dissipation coefficient k (setting 3) and the calculation result j are input integrates the clutch heat dissipation coefficient k and the calculation result j, and the unit time clutch release energy l which is the calculation result is added to the second subtractor. 12 is output.

単位時間クラッチ入力エネルギｈと単位時間クラッチ放出エネルギｌが入力した第２減算器１２は、単位時間クラッチ入力エネルギｈから単位時間クラッチ放出エネルギｌを減算し、算出結果ｍを第１除算器１７に出力する。クラッチ熱容量係数ｎ（設定２）と算出結果ｍが入力した第１除算器１７は、算出結果ｍからクラッチ熱容量係数ｎを除算し、算出結果ｏを積分器１８に出力する。クラッチ雰囲気温度ｄと算出結果ｏが入力した積分器１８は、クラッチ雰囲気温度ｄと算出結果ｏについて積分し、算出結果であるクラッチ推定温度ｉを出力する。   The second subtractor 12 to which the unit time clutch input energy h and the unit time clutch release energy l are input subtracts the unit time clutch release energy l from the unit time clutch input energy h, and the calculation result m is sent to the first divider 17. Output. The first divider 17 to which the clutch heat capacity coefficient n (setting 2) and the calculation result m are input divides the clutch heat capacity coefficient n from the calculation result m and outputs the calculation result o to the integrator 18. The integrator 18 to which the clutch atmosphere temperature d and the calculation result o are input integrates the clutch atmosphere temperature d and the calculation result o, and outputs a clutch estimated temperature i which is the calculation result.

一般に、低温時に大きくなるクラッチ摩擦係数特性（設定１）を考慮し、推定されるクラッチ温度に基づき低温時にはクラッチ押し付け力を下げる制御、を実施することで、クラッチ機構のトルク伝達特性の個体バラツキ幅温度依存性を抑えることが可能になる。バラツキ幅を抑えることで、期待されるシステム性能との両立を図りつつ、クラッチを含むクラッチ下流側のシステムへの過大入力を抑え、システムの信頼性向上、即ち、制御性向上を図ることができる。
また、クラッチ温度によりクラッチを保護する必要がある場合には、従来と同様に、推定温度に基づきクラッチを保護する制御機能を作動させることも可能である。 In general, the clutch friction coefficient characteristic (setting 1) that increases at low temperatures is taken into account, and the control to lower the clutch pressing force at low temperatures based on the estimated clutch temperature is performed, so that the individual variation width of the torque transmission characteristics of the clutch mechanism It becomes possible to suppress temperature dependence. By suppressing the variation range, it is possible to improve the reliability of the system, that is, to improve the controllability, while suppressing the excessive input to the system on the downstream side of the clutch including the clutch while achieving compatibility with the expected system performance. .
In addition, when it is necessary to protect the clutch by the clutch temperature, it is also possible to operate a control function for protecting the clutch based on the estimated temperature, as in the prior art.

また、センシング或いは何らかの推定によるクラッチ雰囲気温度（入力４）については、以下の方法がある。
第１に、クラッチ近傍に電磁石等電気抵抗を有する機構がレイアウトされている場合、その電気抵抗の温度依存性を台上実験等により把握し、抵抗値をセンシングすることで、電気抵抗を有する機構の自己温度を推定する。電気抵抗を有する機構は、クラッチ近傍にレイアウトされているため、機構の自己温度はクラッチ雰囲気温度相当となる。
第２に、クラッチと共に自転するクラッチハウジングに格納されているクラッチ装置を有するシステムにおいては、非接触型のセンサを用いてクラッチと共に自転するクラッチハウジングの表面温度を測定する、即ち、直接センシングすることにより、クラッチ推定温度の精度向上を図ることができる。 As for the clutch ambient temperature (input 4) by sensing or some kind of estimation, there are the following methods.
First, when a mechanism having an electrical resistance such as an electromagnet is laid out in the vicinity of the clutch, a mechanism having an electrical resistance is obtained by sensing the temperature dependence of the electrical resistance by a bench experiment or the like and sensing the resistance value. Estimate the self-temperature. Since the mechanism having electrical resistance is laid out in the vicinity of the clutch, the self-temperature of the mechanism is equivalent to the clutch ambient temperature.
Second, in a system having a clutch device housed in a clutch housing that rotates with the clutch, the surface temperature of the clutch housing that rotates with the clutch is measured using a non-contact type sensor, that is, directly sensed. Thus, the accuracy of the estimated clutch temperature can be improved.

このように、車輪に伝達されるトルクを制御する一般的なクラッチ機構において、クラッチ温度予測値に基づくクラッチ入力エネルギを抑える制御を、クラッチ締結指令値及びクラッチ作動時の実測値に基づき行う。
つまり、クラッチ伝達トルクの推定を、クラッチ締結指令値に、クラッチ入出力間の差動回転速度により規定されるクラッチ摩擦係数特性を乗ずることで行う。これにより、クラッチの伝達トルクを、クラッチ部入出力回転速度をセンシングすることのみで精度良く推定することが可能になる。更に、伝達トルクを精度良く推定可能になるため、精度良いクラッチ部への入力エネルギ予測が可能になる。 Thus, in a general clutch mechanism that controls the torque transmitted to the wheels, the control for suppressing the clutch input energy based on the estimated clutch temperature value is performed based on the clutch engagement command value and the actually measured value at the time of clutch operation.
That is, the clutch transmission torque is estimated by multiplying the clutch engagement command value by the clutch friction coefficient characteristic defined by the differential rotational speed between the clutch input and output. Thereby, it is possible to accurately estimate the clutch transmission torque only by sensing the clutch input / output rotational speed. Furthermore, since the transmission torque can be estimated with high accuracy, the input energy to the clutch portion can be accurately predicted.

また、一般的なクラッチ機構において、クラッチ部温度を、クラッチ部入力エネルギ推定値・クラッチ部近傍温度・クラッチ機構熱容量（実測により把握）及び放熱定数を用いることにより予測する。これにより、従来の手法に対して、精度良いクラッチ部温度の予測が可能となる。   Further, in a general clutch mechanism, the clutch part temperature is predicted by using the estimated value of the clutch part input energy, the temperature in the vicinity of the clutch part, the heat capacity of the clutch mechanism (obtained by actual measurement), and the heat radiation constant. As a result, the clutch portion temperature can be accurately predicted with respect to the conventional method.

また、クラッチ近傍に電磁石がレイアウトされ、且つ、電磁石の抵抗値がリアルタイムに把握される装置において、クラッチ部雰囲気温度を、クラッチと共に自転するハウジングの表面温度から推定する。ハウジングの表面温度は、クラッチ部近傍にレイアウトされる電磁石抵抗値を把握し、抵抗値の温度依存性から磁石自体の温度を予測することで推定する。これにより、温度センサを付加することなく電磁石抵抗値を把握することのみで、クラッチ部の初期相当温度の把握及びクラッチ部放熱量の把握が可能になる。   Further, in an apparatus in which an electromagnet is laid out in the vicinity of the clutch and the resistance value of the electromagnet is grasped in real time, the clutch portion ambient temperature is estimated from the surface temperature of the housing that rotates together with the clutch. The surface temperature of the housing is estimated by grasping an electromagnet resistance value laid out in the vicinity of the clutch portion and predicting the temperature of the magnet itself from the temperature dependence of the resistance value. As a result, it is possible to grasp the initial equivalent temperature of the clutch portion and grasp the amount of heat released from the clutch portion only by grasping the electromagnet resistance value without adding a temperature sensor.

また、クラッチがクラッチと共に自転するハウジングに格納される装置において、クラッチ部雰囲気温度を、非接触型センサを用いて、クラッチと共に自転するハウジングの表面温度を測温することで把握する。これにより、精度良いクラッチ部の初期相当温度の把握及びクラッチ部放熱量の把握が可能になる。   Further, in a device in which the clutch is housed in a housing that rotates together with the clutch, the ambient temperature of the clutch portion is grasped by measuring the surface temperature of the housing that rotates together with the clutch using a non-contact type sensor. As a result, it is possible to accurately grasp the initial equivalent temperature of the clutch part and to grasp the heat radiation amount of the clutch part.

また、一般的なクラッチ機構において、クラッチ摩擦係数の温度依存性を考慮して、温度推定値によりクラッチ締結力を調整することで、クラッチのトルク伝達温度依存性バラツキ幅を小さくする。これにより、クラッチトルク伝達特性の個体バラツキを抑えることで、制御性の向上が可能になる。また、一般に、低温時に大きくなるクラッチ摩擦係数特性を考慮し、低温時のクラッチ締結力を抑制する制御を実施することで、期待されるシステム性能との両立を図りつつ、クラッチを含むクラッチ下流のシステムへの過大入力を抑え、システムの信頼性向上を図ることができる。   Further, in a general clutch mechanism, the clutch engagement force is adjusted by the estimated temperature value in consideration of the temperature dependency of the clutch friction coefficient, thereby reducing the torque transmission temperature dependency variation width of the clutch. Thereby, controllability can be improved by suppressing individual variations in clutch torque transmission characteristics. In general, the clutch friction coefficient characteristics that increase at low temperatures are taken into account, and control to suppress the clutch fastening force at low temperatures is performed to achieve compatibility with the expected system performance and at the downstream of the clutch including the clutch. It is possible to suppress excessive input to the system and improve system reliability.

このように、この発明によれば、車輪に伝達されるトルクを制御するクラッチ機構の作動を制御するクラッチ制御装置において、クラッチ締結指令値及びクラッチ作動時の実測値に基づき、クラッチ温度予測値に基づくクラッチ入力エネルギを抑える制御が行われるので、クラッチ部の状態によって伝達されるトルクにばらつきが生じることを極力防止して、クラッチの温度保証による保護を考慮した制御を行うことができる。
クラッチ温度予測値に基づくクラッチ入力エネルギを抑える制御が行われる際、クラッチ伝達トルクが、クラッチ締結指令値にクラッチ入出力間の差動回転速度により規定されるクラッチ摩擦係数特性を乗算して推定され、また、クラッチ部温度が、クラッチ部入力エネルギ推定値・クラッチ部近傍温度・クラッチ機構熱容量及び放熱定数を用いることにより予測される。
上記実施の形態では、前輪と後輪にトルクを配分する４輪駆動車両用のクラッチ機構について説明したが、本発明は、これに限らず、モータの駆動トルクを前輪か後輪に伝達するクラッチ機構にも適用することができる。 Thus, according to the present invention, in the clutch control device that controls the operation of the clutch mechanism that controls the torque transmitted to the wheels, the estimated clutch temperature is obtained based on the clutch engagement command value and the actually measured value at the time of clutch operation. Since the control to suppress the clutch input energy is performed, it is possible to prevent the torque transmitted depending on the state of the clutch portion from being varied as much as possible, and to perform the control in consideration of the protection by guaranteeing the clutch temperature.
When control for suppressing clutch input energy based on the estimated clutch temperature value is performed, the clutch transmission torque is estimated by multiplying the clutch engagement command value by the clutch friction coefficient characteristic defined by the differential rotational speed between the clutch input and output. Further, the clutch portion temperature is predicted by using the estimated clutch portion input energy, the temperature in the vicinity of the clutch portion, the heat capacity of the clutch mechanism and the heat radiation constant.
In the above embodiment, the clutch mechanism for a four-wheel drive vehicle that distributes the torque to the front wheels and the rear wheels has been described. However, the present invention is not limited to this, and the clutch that transmits the drive torque of the motor to the front wheels or the rear wheels. It can also be applied to mechanisms.

この発明の一実施の形態に係るクラッチ制御装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a clutch control device according to an embodiment of the present invention. 図１のクラッチ制御装置により制御される電子制御クラッチの構成を示す断面説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view showing a configuration of an electronic control clutch controlled by the clutch control device of FIG. 1. 図１のクラッチ制御装置への各入力と図２の電子制御クラッチの関係を示す概念説明図である。FIG. 3 is a conceptual explanatory diagram showing the relationship between each input to the clutch control device of FIG. 1 and the electronic control clutch of FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

１０ クラッチ制御装置
１１ 第１減算器
１２ 第２減算器
１３ 第３減算器
１４ 第１積算器
１５ 第２積算器
１６ 第３積算器
１７ 第１除算器
１８ 積分器
１９ クラッチ摩擦定数設定部
２０ 電子制御クラッチ
２０ａ クラッチ板
２１ 電子制御カップリング
２２ コントロールクラッチ
２３ 電磁石
２４ カム機構
２５ メインクラッチ
２６ クラッチハウジング
Ｉ 指令電流
ａ クラッチ入力回転速度
ｂ クラッチ出力回転速度
ｃ クラッチ押し付け力
ｄ クラッチ雰囲気温度
ｅ 算出結果
ｆ クラッチ摩擦定数特性
ｇ クラッチトルク推定値
ｈ 単位時間クラッチ入力エネルギ
ｉ クラッチ推定温度
ｊ 算出結果
ｋ クラッチ放熱係数
ｌ 単位時間クラッチ放出エネルギ
ｍ 算出結果
ｎ クラッチ熱容量係数
ｏ 算出結果

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Clutch control apparatus 11 1st subtractor 12 2nd subtractor 13 3rd subtractor 14 1st integrator 15 2nd integrator 16 3rd integrator 17 1st divider 18 Integrator 19 Clutch friction constant setting part 20 Electron Control clutch 20a Clutch plate 21 Electronic control coupling 22 Control clutch 23 Electromagnet 24 Cam mechanism 25 Main clutch 26 Clutch housing I Command current a Clutch input rotation speed b Clutch output rotation speed c Clutch pressing force d Clutch atmosphere temperature e Calculation result f Clutch Friction constant characteristic g Clutch torque estimated value h Unit time clutch input energy i Clutch estimated temperature j Calculation result k Clutch heat release coefficient l Unit time clutch release energy m Calculation result n Clutch heat capacity coefficient o Calculation result

Claims (7)

車輪に伝達されるトルクを制御するクラッチ機構の作動を制御するクラッチ制御装置において、
クラッチ温度予測値に基づくクラッチ入力エネルギを抑える制御を、クラッチ締結指令値及びクラッチ作動時の実測値に基づき行うことを特徴とするクラッチ制御装置。 In the clutch control device for controlling the operation of the clutch mechanism for controlling the torque transmitted to the wheels,
A clutch control device that performs control for suppressing clutch input energy based on a predicted clutch temperature value based on a clutch engagement command value and an actual measurement value at the time of clutch operation. クラッチ伝達トルクを、前記クラッチ締結指令値にクラッチ入出力間の差動回転速度により規定されるクラッチ摩擦係数特性を乗算して推定することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ制御装置。   The clutch control device according to claim 1, wherein the clutch transmission torque is estimated by multiplying the clutch engagement command value by a clutch friction coefficient characteristic defined by a differential rotational speed between the clutch input and output. クラッチ部温度を、クラッチ部入力エネルギ推定値・クラッチ部近傍温度・クラッチ機構熱容量及び放熱定数を用いることにより予測することを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ制御装置。   The clutch control device according to claim 1 or 2, wherein the clutch part temperature is predicted by using an estimated input energy of the clutch part, a temperature near the clutch part, a heat capacity of the clutch mechanism, and a heat radiation constant. クラッチ部雰囲気温度を、クラッチと共に自転するハウジングの表面温度から推定し、前記ハウジングの表面温度は、クラッチ部近傍にレイアウトされる電磁石の抵抗値を把握し、抵抗値の温度依存性から電磁石自体の温度を予測することで推定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。   The clutch portion ambient temperature is estimated from the surface temperature of the housing that rotates together with the clutch. The surface temperature of the housing grasps the resistance value of the electromagnet laid out in the vicinity of the clutch portion, and from the temperature dependence of the resistance value, The clutch control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature is estimated by predicting the temperature. クラッチ部雰囲気温度を、非接触型センサを用いて、クラッチと共に自転するハウジングの表面温度を測温することで把握することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。   The clutch control according to any one of claims 1 to 3, wherein the ambient temperature of the clutch part is grasped by measuring a surface temperature of a housing that rotates together with the clutch by using a non-contact type sensor. apparatus. クラッチ摩擦係数の温度依存性を考慮して、温度推定値によりクラッチ締結力を調整することで、クラッチのトルク伝達温度依存性バラツキ幅を小さくすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。   6. The clutch torque transmission temperature dependency variation width of the clutch is reduced by adjusting the clutch fastening force based on the estimated temperature value in consideration of the temperature dependency of the clutch friction coefficient. The clutch control device according to one item. 前記クラッチ機構は、前輪と後輪にトルクを配分する４輪駆動車両用のクラッチ機構であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。

The clutch control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the clutch mechanism is a clutch mechanism for a four-wheel drive vehicle that distributes torque to a front wheel and a rear wheel.

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