JP2005282719A

JP2005282719A - 車両の駆動力配分装置

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Publication number: JP2005282719A
Application number: JP2004097734A
Authority: JP
Inventors: Shigenobu Sekiya; 重信関谷; Kizashi Ri; 萌李
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP4429777B2

Abstract

【課題】
磁束検出をするべきでない場合に、磁束検出を禁止することにより、エアギャップ測定のための磁束検出中の電流による予期せぬトルクの発生を防止すること、温度によるエアギャップの測定の精度を向上することのできる駆動力配分装置を提供する。
【解決手段】
駆動力配分装置において、磁気回路に発生した磁束密度を検出する磁束密度検出手段と、目標締結力に基づいて磁気回路に発生するべき磁束密度を算出する磁束密度算出手段と、励磁コイルに所定の電流を流したときに磁気回路に発生した磁束が磁束密度検出手段により検出された磁束密度と規準磁束密度とを比較して、磁束密度算出手段により算出された磁束密度に対応する励磁コイルに通電する目標電流値を補正する補正手段と、目標電流値に基づいて、励磁コイルに通電する制御手段と、摩擦係合部の線膨張と電磁ソレノイド又は押圧部材の線膨張の差によってエアギャップが変化したと判断される場合には、磁束密度検出手段による磁束密度の検出を禁止する磁束密度検出禁止手段とを具備して構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子制御４輪駆動車両等のトルク伝達機構等で使用される車両の駆動力配分装置に関する。

例えば、電子制御４輪駆動車両等のトルク伝達機構等では、左右一対のプラネタリギヤセットと、各プラネタリギヤセットに連結されたサンギヤのトルクを可変制御するための一対のブレーキ機構を含んでいる。各ブレーキ機構は、湿式多板ブレーキと、この多板ブレーキを作動する電磁アクチュエータを含んでいる。

電磁アクチュエータは、筒状内部空間に設けられ、磁性体材料から成るコア（ヨーク）と、所定のギャップを持ってコアと筒状内部空間の軸方向に対向するように配置された磁性体材料から成るアーマチュアと、コアとアーマチュアとの間の環状空間に挿入された励磁コイルと、アーマチュアに連結されたピストンとから構成される。

励磁コイルに電流を印加すると、コアとアーマチュアとギャップとから構成される磁気回路に磁路が形成されて、コアとアーマチュア間のギャップに電磁力が発生する。この電磁力によりアーマチュアがコアに引き付けられて推力が発生する。この推力により、アーマチュアと一体に連結されたピストンが多板ブレーキを押し付け、多板ブレーキに発生する摩擦力によりブレーキトルクが発生する。

マイクロコンピュータを搭載した電子制御ユニットにより、車両の旋回方向及び操舵力又は操舵角に基づいて目標電流値を算出し、左右の電磁ソレノイドに流す電流値を制御して、左右の後ろ車軸への出力トルクを可変に制御している。

一方、多板ブレーキの摩擦力による磨耗によりコアとアーマチュアとの間のエアギャップが狭くなり、エアギャップが狭くなると推力が増大する。上述のように励磁コイルに電流が流れることにより磁気回路に磁束が発生する。ギャップにかかる電磁力は磁束により決まるものなので、この電磁力を正確に制御している。

電磁力を正確に制御するための先行技術文献として特許文献１がある。特許文献１は、駆動力配分制御の非実行時に所定電流を電磁クラッチに流し、そのときの磁束センサの出力に基づいて、駆動力配分制御の実行時に目標磁束密度あるいは目標締結力を補正することを開示している。

また、電磁ブレーキのエアギャップは温度変化により変動することから、温度変化に伴いエアギャップを制御するための先行技術として特許文献２がある。特許文献２は、温度変化に伴うアーマチュアとコアとの間のエアギャップの変動を抑制可能する電磁ブレーキを開示している。
特開２００２−２２５５８１号公報特願２００２−２１５４３５号

しかしながら、従来、駆動力配分制御の実行時に目標磁束密度あるいは目標締結力の補正を行うための磁束検出は、何ら制限されることなく行われていた、もしくは、特許文献１のように、駆動力配分制御の実行時は行わず、駆動力配分制御の非実行時に行うことの開示に留まっていた。

このように、ソレノイド推力制御中に磁束検出はできないが、ソレノイド推力制御していない場合でも磁束検出を禁止しなければならない場合がある。

走行中にソレノイドに磁束検出用の電流パターンを通電するとクラッチが予期せぬトルクを発生してしまうという問題がある。また、車両旋回中は、左右の車輪に差回転が発生している、例えば、左旋回では、右車軸が左車軸よりも回転速度が速くなっている。

一方、ソレノイドに磁束検出用の電流パターンを通電すると、左右の車輪に対応する電磁ソレノイドのエアギャップに同じソレノイド推力が働くことから、左右の車輪に分配するトルクが同じになるように制御されることとなる。これより、旋回のために最適に配分されているトルクが変化して、ドライバーが予期せぬようなクラッチトルクが発生してしまうことがある。

また、電磁ブレーキは、クラッチ、ケース、プレッシャガイド、ソレノイドの部材から構成される。特許文献２は、これらの部材が一様に温度変化する際に線膨張の影響をキャンセルして、温度変化しても、エアギャップが変動しないよう制御することを開示するものであるが、しかしながら、クラッチ、ケース、プレッシャガイド及びソレノイドが一様に変化しない場合がある。

例えば、通常走行ではありえないようなクラッチ差回転とトルクによりクラッチの温度だけが上昇して、他のソレノイドやケース、プレッシャガイドの温度がクラッチに比べて上昇していない場合がある。例えば、四輪駆動車において、左右の後輪のうち少なくとも一方の後輪が溝に落ちているとき、溝に落ちている後輪には回転を阻止しようとする力が外部からかかることから、摩擦力により発生した熱が後輪車軸に連結されたクラッチに伝導して、クラッチが線膨張する。

一方、ケース、プレッシャガイド及びソレノイドは、後輪車軸に連結されていないことから、熱が伝達し難いことから、クラッチに比較して線膨張をしない。熱膨張したクラッチはプレッシャガイドを介してアーマチュアをソレノイド推力の方向とは反対方向に押圧することから、エアギャップが広がる。

エアギャップが広がると磁束が小さくなることから、このようにクラッチのみが線膨張した状態で磁束の検出を行うと、正常よりも小さい値の磁束が検出されることから、磁束が所定の値となるように、正常値よりも大きな励磁電流を通電してソレノイド推力制御することとなるため、トルクの配分が異常なものとなってしまうという問題点がある。このような場合には、特許文献２により解決することはできない。

よって、本発明の目的は、磁束検出をするべきでない場合に、磁束検出を禁止することにより、エアギャップ測定のための磁束検出中の電流による予期せぬトルクの発生を防止すること、温度によるエアギャップの測定の精度を向上することのできる駆動力配分装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、車軸をリング中心とする第１リング形状の溝に励磁コイルが巻かれエアギャップを有する前記車軸を中心とする第２リング形状の磁気回路より構成される電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドの前記車軸方向の端部に接触して前記エアギャップに働くソレノイド推力を前記車軸方向にガイドする前記軸をリング中心とする第３リング形状の押圧部材と、前記押圧部材の前記電磁ソレノイドに固定された部分とは反対の前記車軸方向の端部に接触し前記押圧部材による押圧により前記車軸方向に移動可能であり回転が規制されるブレーキプレートと前記車軸方向に移動可能であり前記車軸とともに回転するディスクプレートとを含む摩擦係合部とを有する電磁式係合装置により車両の駆動輪の駆動力配分を行う車両の駆動力配分装置であって、前記磁気回路に発生した磁束密度を検出する磁束密度検出手段と、前記電磁式係合装置の目標締結力を算出する目標締結力算出手段と、前記目標締結力算出手段により算出した前記目標締結力に基づいて前記磁気回路に発生するべき磁束密度を算出する磁束密度算出手段と、前記励磁コイルに所定の電流を流したときに前記磁気回路に発生した磁束が前記磁束密度検出手段により検出された磁束密度と当該所定の電流における規準磁束密度とを比較して、前記磁束密度算出手段により算出された磁束密度に対応する前記励磁コイルに通電する目標電流値を補正する補正手段と、前記目標電流値に基づいて、前記励磁コイルに通電する制御手段と、前記摩擦係合部の線膨張と前記電磁ソレノイド又は前記押圧部材の線膨張の差によって前記エアギャップが変化したと判断される場合には、前記磁束密度検出手段による磁束密度の検出を禁止する磁束密度検出禁止手段とを具備したことを特徴とする車両の駆動力配分装置が提供される。

請求項１の車両の駆動力配分装置によると、摩擦係合部の線膨張と電磁ソレノイド又は押圧部材の線膨張の差によってエアギャップが変化したと判断される場合には、磁束密度検出手段による磁束密度の検出を禁止するので、エアギャップが変化したときに検出した不正確な磁束密度に基づいて駆動力が配分されることがなくなる。

請求項２記載の発明によると、前記摩擦係合部の温度を検出する摩擦係合部温度検出手段と、前記摩擦係合部を潤滑する潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段とを具備し、前記磁束密度検出禁止手段は、前記摩擦係合部の温度と前記潤滑油の温度との差が所定以上である場合に、前記磁束密度検出手段による磁束密度の検出を禁止することを特徴とする車両の駆動力配分装置が提供される。

請求項２の車両の駆動力配分装置によると、摩擦係合部の温度を検出する摩擦係合部温度検出手段と、摩擦係合部を潤滑する潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段とにより検出された摩擦係合部の温度と潤滑油の温度との差により、エアギャップが変化したか否かを容易に判断することができる。

請求項３記載の発明によると、駆動車の車軸をリング中心とする第１リング形状の溝に励磁コイルが巻かれエアギャップを有する前記車軸を中心とする第２リング形状の磁気回路より構成される電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドの前記車軸方向の端部に接触して前記エアギャップに働くソレノイド推力を前記車軸方向にガイドする前記軸をリング中心とする第３リング形状の押圧部材と、前記押圧部材の前記電磁ソレノイドに接触する部分とは反対の前記車軸方向の端部に接触し前記押圧部材による押圧により前記車軸方向に移動可能であり回転が規制されるブレーキプレートと前記車軸方向に移動可能であり前記車軸とともに回転するディスクプレートとを含む摩擦係合部とを有する電磁式係合装置により車両の駆動輪の駆動力配分を行う車両の駆動力配分装置であって、前記磁気回路に発生した磁束密度を検出する磁束密度検出手段と、前記電磁式係合装置の目標締結力を算出する目標締結力算出手段と、前記目標締結力算出手段により算出した前記目標締結力に基づいて前記磁気回路に発生するべき磁束密度を算出する磁束密度算出手段と、前記励磁コイルに所定の電流を流したときに前記磁気回路に発生した磁束が前記磁束密度検出手段により検出された磁束密度と規準磁束密度とを比較して、前記磁束密度算出手段により算出された磁束密度に対応する前記励磁コイルに通電する目標電流値を補正する補正手段と、前記目標電流値に基づいて、前記励磁コイルに通電する制御手段と、前記車両の走行を検出する走行検出手段と、前記車両の旋回を検出する旋回検出手段と、前記車両の走行又は旋回が検出されたとき、前記補正手段で用いるための前記磁束密度検出手段による磁束密度検出のための前記励磁コイルへの通電を禁止する磁束密度検出禁止手段とを具備したことを特徴とする車両の駆動力配分装置が提供される。

請求項３の磁束検出装置によると、走行検出手段により車両走行時の磁束検出を禁止するので、車両走行中の磁束検出中の電流による予期せぬトルクの発生を防止することができる。また、走行検出手段では停止と判断してしまう極低速走行時に旋回検出手段により車両の旋回を検出して磁束検出を禁止するので車両極低速走行時の磁束検出中の電流による予期せぬトルクの発生を防止することができる。

請求項１記載の発明によると、摩擦係合部の線膨張と電磁ソレノイド又は押圧部材の線膨張の差によってエアギャップが変化したと判断される場合には、磁束密度検出手段による磁束密度の検出を禁止するので、エアギャップが変化したときに検出した不正確な磁束密度に基づいて駆動力が配分されることがなくなる。

請求項２記載の発明によると、摩擦係合部の温度を検出する摩擦係合部温度検出手段と、摩擦係合部を潤滑する潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段とにより検出された摩擦係合部の温度と潤滑油の温度との差により、エアギャップが変化したか否かを容易に判断することができる。

請求項３記載の発明によると、走行検出手段により車両走行時の磁束検出を禁止するので、車両走行中の磁束検出中の電流による予期せぬトルクの発生を防止することができる。また、走行検出手段では停止と判断してしまう極低速走行時に旋回検出手段により車両の旋回を検出して磁束検出を禁止するので車両極低速走行時の磁束検出中の電流による予期せぬトルクの発生を防止することができる。

図１は、本発明の磁束検出装置を適用可能なフロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車ベースの４輪駆動車両の動力伝達装置の概略構成を示す図である。

図１に示すように、動力伝達系は、車両前方に配置されたエンドン２の動力がトランスミッション４の出力軸４ａから伝達されるフロントデファレンシャル装置６と、このフロントデファレンシャル装置６からの動力がプロペラシャフト８を介して伝達される増速装置（変速装置）１０と、増速装置１０からの動力が伝達されるリヤデファレンシャル装置１２を主に含んでいる。

フロントデファレンシャル装置６は従来周知の構造となっており、トランスミッション４の出力軸４ａからの動力をデフケース６ａ内の複数のギヤ１４と出力軸１６，１８を介して左右の前輪駆動軸２０，２２に伝達することにより、各前輪が駆動される。

リヤデファレンシャル装置１２は、後で説明するように、一対のプラネリギヤセットと、それぞれ多板ブレーキ機構（多板クラッチ機構）の締結を制御する一対の電磁アクチュエータを含んでおり、電磁アクチュエータを制御して左右の後輪駆動軸２４，２６に動力を伝達することにより、各後輪が駆動される。

図２は増速装置（変速装置）１０と、増速装置１０の下流側に配置されたリヤデフンシャル装置１２の断面図である。増速装置１０はケーシング２８中に回転可能に取り付けられた入力シャフト３０と、出力シャフト（ハイポイドピニオンシャフト）３２を含んでいる。

増速装置１０は更に、オイルポンプサブアセンブリ３４と、プラネタリキャリアサブアセンブリ３８と、直結クラッチサブアセンブリ４０と、変速ブレーキ４２を含んでいる。

増速装置１０の下流側に設けられたリヤデファレンシャル装置１２は、ハイポイドピニオンシャフト３２の先端に形成されたハイポイドピニオンギヤ４４を有している。

ハイポイドピニオンギヤ４４はハイポイドリングギヤ４８と噛み合っており、ハイポイドリングギヤ４８からの動力は左右に一対設けられたプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤに入力される。

プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤは左側後ろ車軸２４、右側後ろ車軸２６周りに回転可能に取り付けられている。プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのプラネタリキャリアは、左側後ろ車軸２４、右側後ろ車軸２６に固定されている。プラネタリキャリアに担持されたプラネットギヤがサンギヤ及びリングギヤに噛み合っている。

左右のプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂは、サンギヤのトルクを可変制御するために設けられたブレーキ機構５１に連結される。ブレーキ機構５１は、クラッチ（摩擦係合装置）５２と、このクラッチ５２を作動する電磁アクチュエータ５６を含んでいる。

電磁アクチュエータ５６は、環状溝を有する磁性材料から成るリング状コア（ヨーク）５８と、リング状コア５８の環状溝中に挿入された環状の励磁コイル６０と、リング状コア５８に所定のギャップを持って対向する磁性材料から成るリング状アーマチュア６２と、アーマチュア６２に連結されたプレッシャガイド６４とから構成される。

クラッチ５２は複数のクラッチクプレート及び複数のディスクプレートが車軸方向に平行方向に交互に配設されている。クラッチプレートは、外周部においてケーシング５４の内周に形成されたインナースプラインに噛合して、スプライン結合されて、車軸に平行な方向に移動可能であるが、半径方向の移動及び回転が規制されている。

ディスクプレートは内周部においてサンギヤにアウタスプラインに噛合して、スプライン結合されて、車軸に平行な方向に移動可能であり、サンギヤと一体回転するようになっている。クラッチプレートのエンドプレートに隣接して車軸をリング中心とするリング形状のシムを介して車軸２４，２６をリング中心とするリング形状のサークリップが配設されている。

シムはコア５８とアーマチュア６２との間のエアギャップの長さが一定となるように調整するためのエアギャップ調整用治具である。サークリップは、クラッチプレート及びディスクプレートを車軸に平行な方向に支持して、クラッチプレート及びディスクプレートの車軸に平行な方向への移動を規制する。

励磁コイル６０に電流を印加すると、アーマチュア６２が励磁コイル６０に流れる電流により発生した磁束よりコア５８に引き付けられて推力が発生する。この推力により、アーマチュア６２と一体に連結されたプレッシャガイド６４がクラッチ５２を押し付けることで、ブレーキトルクが発生する。

これにより、プラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのサンギヤはそれぞれケーシング５４に対して固定され、ハイポイドピニオンシャフト３２の駆動力はプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂのリングギヤ、プラネットギヤ、プラネットキャリアを介して左右の後ろ車軸２４，２６に伝達される。

このように、励磁コイル６０に流す電流を制御することにより、入力シャフト３０の駆動力を直結状態で或いは増速装置１０で増速して、左右の後ろ車軸２４，２６に任意に分配することができ、最適な旋回制御を実現することができる。

サーチコイル６１がリング状コア５８の環状溝中に励磁コイル６０に隣接して挿入されて配設されている。サーチコイル６１は、コア５８、アーマチュア６２及びエアギャップで構成される磁気回路の磁束を検出する。

図３は、本発明の実施形態による車両の駆動力配分装置８０の機能ブロック図である。車両の駆動力配分装置８０は、入力シャフト３０の駆動力を直結状態で或いは増速装置１０で増速して、左右の後ろ車軸２４，２６に任意に分配するための旋回制御を行う制御装置である。

駆動力配分装置８０は、目標締結力算出手段９０、磁束密度算出手段９２、走行検出手段９４、旋回検出手段９６、摩擦係合部（クラッチ）温度検出手段９８、潤滑油温度検出手段１００、磁束密度検出禁止手段１０２、磁束密度検出パターン生成手段１０４、起電圧検出手段１０６、磁束密度検出手段１０８、補正手段１１０、電流検出手段１１２及び制御手段１１４を具備する。駆動力配分装置８０は左右の電磁ソレノイド毎に設けられて、左車輪又は右車輪の回転を制御するが、以降の説明において、単に車輪や車軸等と表現した場合には、該当する左・右の車輪や車軸等を意味する。

目標締結力算出手段９０は、車両の後輪に分配するトルクを最適にするために電磁クラッチの目標ソレノイド推力（目標締結力）を算出する。磁束密度算出手段９２は、目標ソレノイド推力と磁束密度との関係に基づいて目標ソレノイド推力に該当する目標磁束密度Φを算出する。

走行検出手段９４は車両の走行を検出する。車両の走行検出方法としては、例えば、４輪（前輪又は図２中の後輪）に組み込まれた車輪速度を検出する車輪速度センサの出力より車輪速度を求めて閾値と比較することにより車両が走行していることを検出する方法、図２中のギア５０Ａ，５０Ｂの回転を検出する駆動力を伝達するデフ１２に組み込まれたギア回転センサの出力からデフ１２の回転速度を求め、デフ回転速度と閾値を比較することにより車両が走行していることを検出する方法がある。尚、車両が停止寸前の極低速では車輪速度センサやギア回転センサが不感帯になってしまう。

旋回検出手段９６は、図示しないハンドルに組み込まれた舵角センサの出力から舵角を求め、舵角の絶対値と閾値を比較することで車両が旋回していることを検出する。閾値は磁束検出を行っても問題が無いか否かにより設定される。

旋回検出手段９６により車両の旋回を検出するのは、走行検出手段９８は車両の走行を検出していない場合にも極低速にて車両の走行中の可能性があり、この場合に、車両が直進しているときには、磁束検出を行っても問題がないが、車両が旋回しているときには、磁束検出を行うと上記のように問題があるからである。

図４は車両の旋回を検出する方法を示す図である。図４中横軸に右旋回、左旋回、直進のいずれであるかが示されており、縦軸に舵角絶対値が示されている。図４に示すように、舵角絶対値が閾値よりも小さいとき、車両が直進していると判断される。図４に示すように、舵角絶対値が閾値よりも大きいとき、車両が右旋回又は左旋回しているものと判断される。

クラッチ温度検出手段９８は、次の機能を有する。

（１）後輪に伝達するべき図１中のプロペラシャフト８の回転速度とプラネタリサンギア５０Ａ，５０Ｂの回転速度との差を示すクラッチ差回転と後輪２４，２６を回転するために目標クラッチトルクより車軸２４，２６に関わるプラネタリサンギア５０Ａ，５０Ｂ等における摩擦によりクラッチ５２に発生したクラッチ発熱量を求める。

（２）デフのプラネタリギヤセット５０Ａ，５０Ｂ、車軸２４，２６、プレッシャガイド６４が滑らかに回転及び移動可能なように増速装置１０よりケーシング５４の内部に潤滑油（デフ油）が供給されている。このデフ油温度検出手段１００より検出されるデフ油温とクラッチ発熱量によるクラッチ５２の温度との温度差及びクラッチ５２に供給されるクラッチ潤滑の油量からクラッチ放熱量を求める。

（３）クラッチ発熱量とクラッチ放熱量の差とクラッチ熱マスからクラッチ温度を計算にて求める。

デフ油温度検出手段１００は、デフ１２に組み込まれた図示しない油温センサの出力からデフ油温を検出する。

図５は磁束密度検出禁止手段１０２の動作フローチャートである。ステップＳ２において、ソレノイド推力制御中であるか否かを判断する。ソレノイド推力制御中でなければ、ステップＳ４に進む。ソレノイド推力制御中であれば、ステップＳ１２に進む。ステップＳ４において、走行検出手段９４の検出結果より車両が走行中であるか否を判断する。車両が走行中でなければ、ステップＳ６に進む。車両が走行中であれば、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ６において、旋回検出手段９６の検出結果により車両が旋回中であるか否かを判断する。車両が旋回中でなければ、ステップＳ８に進む。車両が旋回中であれば、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ８において、クラッチ温度検出手段９８により検出されたクラッチ温度とデフ油温検出手段１００により検出されたデフ油温との温度差が閾値を越えるか否かを判断する。

温度差が閾値を越えない場合は、クラッチ５２と電磁アクチュエータ５６の温度差が余りなく、クラッチ５２及び電磁アクチュエータ５６が一様に線膨張としていると判断されることから、ステップＳ１０に進む。温度差が閾値を越える場合は、クラッチ７０が電磁アクチュエータ５６に比して線膨張していると判断されることから、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ８は、実質的にはクラッチ５２が電磁アクチュエータ５６に比して線膨張していることによりエアギャップ６３が変化しているか否かを判断しているのであり、クラッチ５２の温度とデフ油温の温度差によりこれを判断することに限定されることがない。尚、クラッチ温度検出手段９８とデフ油温検出手段１００により、容易に上記を判断することができる。

ステップＳ１０において、磁束検出パターン生成手段１０４に磁束検出を許可する。ステップＳ１２において、磁束検出パターン生成手段１０４に磁束検出を禁止する。

磁束密度検出パターン生成手段１０４は、磁束密度検出禁止手段１０２により、磁束密度検出が禁止されているときは、磁束密度検出用パターンを生成しない。また、磁束密度検出禁止手段１０２により、磁束密度検出が禁止されていないとき、磁束密度検出用パターンを生成する。磁束密度検出用パターンは、磁束密度検出のための目標電流（磁束検出用目標電流）の電流レベルを示す一定時間ハイレベル、その後一定時間ローレベルとなるパターンである。目標電流は、例えば、磁束密度の検出精度の最も高い電流値とする。

図６は励磁コイル６０に流れる電流と、ソレノイド推力Ｆと、磁束Φと、エアギャップ６３との関係を示す図である。図６に示すように、励磁コイル６０に電流が流れると、コア５８、アーマチュア６２及びギャップ６３より成る磁気回路に磁束Φが発生する。この磁束Φの変化率（ｄΦ／ｄｔ）に対応してサーチコイル６１の両端に起電圧ｅが発生する。

起電圧検出手段１１２はサーチコイル６１の両端に発生した起電圧ｅを検出する。サーチコイル６１の起電圧ｅと、サーチコイル６１の巻き数Ｎと、励磁コイル６０に流れる電流により発生する磁束Φの時間変化率ｄΦ／ｄｔとの関係は、ファラデーの法則により次式（１）の関係が成り立つ。

ｅ＝Ｎ×（ｄΦ／ｄｔ）・・・（１）
磁束Φは起電圧ｅを時間に対して積分すれば算出できるため、磁束密度検出手段１０８は、式（１）を変形して式（２）により時間積分をすることにより、磁束Φを検出する。

但し、ｔ０は積分開始時刻、ｔ１はｔ０より一定時間が経過した時刻、ｔ２はｔ１より上述の一定時間が経過した時刻である。式（２）で第１項から第２項を減算するのは、後で詳細に説明するように、第１項には第２項と同じ値だけドリフト起電圧による誤差が含まれることから、第１項から第２項を減算することによりドリフト起電圧による誤差を除去するためである。

補正手段１１０は、磁束検出用目標電流を励磁コイル６０に流したときの磁束密度検出手段１０８により検出された磁束密度と磁束検出用目標電流と同じ電流における規準磁束密度との差分に基づいて、磁束密度算出手段９２により算出された目標磁束密度に該当する目標電流を算出し、エアギャップ６３の変動による磁束密度の変化を補正する。電流検出手段１１２は、励磁コイル６０に流れる電流を検出する。

制御手段１１４は、次の機能を有する。（１）補正手段１１０より目標電流が指示されているとき、補正手段１１０より指示された目標電流を選択する。磁束密度検出パターン生成手段１０４より磁束密度検出パターンが出力されているとき、補正手段１１０より指示されていない場合に限り磁束密度検出パターンを選択する。以下、選択された目標電流又は磁束密度検出パターンを目標電流パターンと呼ぶ。（２）目標電流パターンと電流検出手段１１２より検出された励磁電流とを比較して、両者が一致するように、ＰＷＭ駆動信号のデューティ比を変更して、ＰＷＭ駆動信号を後述するソレノイドのスイッチ手段に印加する。

ソレノイドは、例えば、励磁コイル６０、スイッチ手段及び電流還流用ダイオードを有する。スイッチ手段はＰＷＭ駆動信号のハイレベル／ローレベルに応じてオン／オフするスイッチである。励磁コイル６０とスイッチ手段はバッテリ電源とグラウンド間に直列に接続されている。電流還流用ダイオードは、励磁コイル６０と並列に接続されている。このように、電流還流用ダイオードを用いるのは、目標パターンに励磁コイル６０の励磁電流を高速に収束するためである。

以下、車両の駆動力配分装置の動作説明をする。

（１）磁束密度検出が禁止される場合
磁束密度検出禁止手段１０２は、以下の場合において、磁束密度検出を禁止する。

（ａ）走行検出手段９４により走行中であることが検出された場合
（ｂ）走行検出手段９４により走行中であるとは検出されなかったが、旋回検出手段９６により車両が旋回中であることが検出された場合
（ｃ）クラッチ５２の温度とデフ油温の温度差が閾値よりも大きく、クラッチ５２のみ線膨張し、コア５８、アーマチュア６２、プレッシャガイド６４がクラッチ５２に比較して線膨張していないと判断されて、エアギャップ６３が変化している場合
（ｄ）更に、制御手段１１４は、ソレノイド推力の制御中は磁束密度検出を禁止する。

（２）磁束密度検出が禁止されない場合
磁束密度検出パターン生成手段１０４は、磁束密度検出のための磁束密度検出パターンを生成して制御手段１１４に出力する。制御手段１１４は磁束密度検出パターンが示す磁束検出用目標電流値と電流検出手段１１２により検出された励磁電流とを比較して、励磁電流が目標電流に一致するように励磁コイル６０に印加するＰＷＭ駆動信号を制御する。

起電圧検出手段１０６は、サーチコイル６１に発生する起電圧ｅを検出する。磁束密度検出手段１０８は、ＰＷＭ駆動信号に同期して、起電圧ｅに基づいて、式（１）で示すように、積分して、磁束密度Φを検出する。補正手段１１０は磁束検出用目標電流における磁束密度と当該電流における規準磁束密度とを比較して、磁束密度算出手段９２より出力される目標電流を補正する。

（３）ソレノイド推力制御を行う場合
制御手段１１４は、補正手段１１０により補正された目標電流と電流検出手段１１２より検出された励磁電流とが一致するようにＰＷＭ駆動信号を制御して、ソレノイドに発生した磁束密度により発生するソレノイド推力が目標締結力となるように制御する。この目標締結力がプレッシャガイド６４を通して、クラッチ５２に与えられて所望のトルク分配制御がなされる。

以上説明したように、走行検出手段９４により車両走行時の磁束検出を禁止するので、車両走行中の磁束検出中の電流による予期せぬトルクの発生を防止することができる。また、走行検出手段９４では停止と判断してしまう極低速走行時に旋回検出手段９６により車両の旋回を検出して磁束検出を禁止するので車両極低速走行時の磁束検出中の電流による予期せぬトルクの発生を防止することができる。

クラッチ温度検出手段９８とデフ油温検出手段１００によりクラッチ温度とデフ油温を求め、その差が閾値を越えている場合は磁束検出を禁止するので、通常走行ではありえない条件によってエアギャップがクラッチ発熱により変化している場合に磁束を検出しないので、ソレノイド推力の制御が異常になることがない。

４輪駆動車両の動力伝達系を示す概略図である。増速装置（変速装置）及びリヤデファレンシャル装置の断面図である。本発明の実施形態による車両の駆動力配分装置の構成図である。車両の旋回を検出する方法を示す図である。磁束密度検出禁止手段の動作フローチャートである。磁束、起電圧及び吸引力を示す図である。

符号の説明

１０増速装置（変速装置）
１２リヤデファレンシャル装置
２４，２６後ろ車軸
３０入力シャフト
３２出力シャフト
５０Ａ，５０Ｂプラネタリギヤセット
５１ブレーキ機構
５２クラッチ（摩擦係合装置）
５６電磁アクチュエータ
５８コア（ヨーク）
６０励磁コイル
６１サーチコイル
６２アーマチュア
８０駆動力配分装置
９０目標締結力算出手段
９２磁束密度算出手段
９４走行検出手段
９６旋回検出手段
９８摩擦係合部温度検出手段
１００潤滑油温度検出手段
１０２磁束密度検出禁止手段
１０４磁束密度検出パターン生成手段
１０６起電圧検出手段
１０８磁束密度検出手段
１１０補正手段
１１２電流検出手段
１１４制御手段

Claims

車軸をリング中心とする第１リング形状の溝に励磁コイルが巻かれエアギャップを有する前記車軸を中心とする第２リング形状の磁気回路より構成される電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドの前記車軸方向の端部に固定され前記エアギャップに働くソレノイド推力を前記車軸方向にガイドする前記車軸をリング中心とする第３リング形状の押圧部材と、前記押圧部材の前記電磁ソレノイドに固定された部分とは反対の前記車軸方向の端部に接触し前記押圧部材による押圧により前記車軸方向に移動可能であり回転が規制されるブレーキプレートと前記車軸方向に移動可能であり前記車軸とともに回転するディスクプレートとを含む摩擦係合部とを有する電磁式係合装置により車両の駆動輪の駆動力配分を行う車両の駆動力配分装置であって、
前記磁気回路に発生した磁束密度を検出する磁束密度検出手段と、
前記電磁式係合装置の目標締結力を算出する目標締結力算出手段と、
前記目標締結力算出手段により算出した前記目標締結力に基づいて前記磁気回路に発生するべき磁束密度を算出する磁束密度算出手段と、
前記励磁コイルに所定の電流を流したときに前記磁気回路に発生した磁束が前記磁束密度検出手段により検出された磁束密度と当該所定の電流における規準磁束密度とを比較して、前記磁束密度算出手段により算出された磁束密度に対応する前記励磁コイルに通電する目標電流値を補正する補正手段と、
前記目標電流値に基づいて、前記励磁コイルに通電する制御手段と、
前記摩擦係合部の線膨張と前記電磁ソレノイド又は前記押圧部材の線膨張の差によって前記エアギャップが変化したと判断される場合には、前記磁束密度検出手段による磁束密度の検出を禁止する磁束密度検出禁止手段と、
を具備したことを特徴とする車両の駆動力配分装置。
前記摩擦係合部の温度を検出する摩擦係合部温度検出手段と、前記摩擦係合部を潤滑する潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出手段とを具備し、
前記磁束密度検出禁止手段は、前記摩擦係合部の温度と前記潤滑油の温度との差が所定以上である場合に、前記磁束密度検出手段による磁束密度の検出を禁止することを特徴とする請求項１記載の車両の駆動力配分装置。
車軸をリング中心とする第１リング形状の溝に励磁コイルが巻かれエアギャップを有する前記車軸を中心とする第２リング形状の磁気回路より構成される電磁ソレノイドと、前記電磁ソレノイドの前記車軸方向の端部に固定されて前記エアギャップに働くソレノイド推力を前記車軸方向にガイドする前記車軸をリング中心とする第３リング形状の押圧部材と、前記押圧部材の前記電磁ソレノイドに固定された部分とは反対の前記車軸方向の端部に接触し前記押圧部材による押圧により前記車軸方向に移動可能であり回転が規制されるブレーキプレートと前記車軸方向に移動可能であり前記車軸とともに回転するディスクプレートとを含む摩擦係合部とを有する電磁式係合装置により車両の駆動輪の駆動力配分を行う車両の駆動力配分装置であって、
前記磁気回路に発生した磁束密度を検出する磁束密度検出手段と、
前記電磁式係合装置の目標締結力を算出する目標締結力算出手段と、
前記目標締結力算出手段により算出した前記目標締結力に基づいて前記磁気回路に発生するべき磁束密度を算出する磁束密度算出手段と、
前記励磁コイルに所定の電流を流したときに前記磁気回路に発生した磁束が前記磁束密度検出手段により検出された磁束密度と当該所定の電流における規準磁束密度とを比較して、前記磁束密度算出手段により算出された磁束密度に対応する前記励磁コイルに通電する目標電流値を補正する補正手段と、
前記目標電流値に基づいて、前記励磁コイルに通電する制御手段と、
前記車両の走行を検出する走行検出手段と、
前記車両の旋回を検出する旋回検出手段と、
前記車両の走行又は旋回が検出されたとき、前記補正手段で用いるための前記磁束密度検出手段による磁束密度検出のための前記励磁コイルへの通電を禁止する磁束密度検出禁止手段と、
を具備したことを特徴とする車両の駆動力配分装置。