JP2008223869A - Initial stop position setting method of electric motor in differential gear with differential limiting mechanism - Google Patents

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Naoki Osawa
直樹 大澤
Yutaka Tashiro
豊 田代
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly set an initial stop position of an electric motor to operate a friction multiple plate clutch of a differential gear with a differential limiting mechanism by eliminating the influence of the temperature change. <P>SOLUTION: In setting the initial stop position of the electric motor to operate the friction multiple plate clutch to exert the differential limiting mechanism in the differential mechanism, the initial stop position MposO is set as a sum of an oil temperature dependent term f(To) changing corresponding to the oil temperature in the differential mechanism and an oil temperature independent term MposBase so that the proper initial stop position can be set to compensate the change even when the clearance of the friction multiple plate clutch fluctuates owing to the expansion and contraction of a part followed by the oil temperature change. Thereby the engagement responsibility owing to the increase of the friction multiple plate clutch can be prevented from lowering or brake drag can be prevented owing to the clearance decrease. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の出力を左右の駆動輪へ駆動力として分配する差動機構と;前記差動機構の差動動作を制限する差動制限機構としての摩擦多板クラッチと;第1カムプレートおよび第2カムプレートと、これらカムプレートの各々に相対向するように形成されたカム溝に収納されるボールとを備え、電動モータの回転力を直線方向の押力に変換して摩擦多板クラッチを係合させるボールカム機構と;電動モータの実モータ回転角を検出する回転角センサと;電動モータへ目標モータ回転角を指示するとともに、電動モータの実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するように制御する制御装置とを備える差動制限機構付き差動装置における電動モータの初期停止位置設定方法に関する。   The present invention relates to a differential mechanism that distributes the output of an internal combustion engine to left and right drive wheels as a driving force; a friction multi-plate clutch as a differential limiting mechanism that limits the differential operation of the differential mechanism; and a first cam A plate and a second cam plate, and a ball housed in a cam groove formed so as to oppose each of the cam plates, and converts the rotational force of the electric motor into a linear pushing force to increase friction. A ball cam mechanism for engaging the plate clutch; a rotation angle sensor for detecting the actual motor rotation angle of the electric motor; and instructing the target motor rotation angle to the electric motor, and setting the actual motor rotation angle of the electric motor to the target motor rotation angle The present invention relates to a method for setting an initial stop position of an electric motor in a differential device with a differential limiting mechanism that includes a control device that controls to match.

かかる差動制限機構付き差動装置は、下記特許文献1により公知である。
特開2005−249080号公報
Such a differential device with a differential limiting mechanism is known from Patent Document 1 below.
JP 2005-249080 A

ところで、この種の差動制限機構付き差動装置において、差動制限トルクを精度良く制御するためには、摩擦多板クラッチのクリアランス、つまり摩擦多板クラッチを係合させる電動モータの初期停止位置を精密に管理することが重要であるが、前記クリアランスは摩擦多板クラッチを構成する部品の温度変化に伴う伸縮により変動するため、電動モータの適正な初期停止位置も変動することになる。   By the way, in this type of differential device with a differential limiting mechanism, in order to accurately control the differential limiting torque, the clearance of the friction multi-plate clutch, that is, the initial stop position of the electric motor that engages the friction multi-plate clutch. However, since the clearance varies due to the expansion and contraction accompanying the temperature change of the parts constituting the friction multi-plate clutch, the appropriate initial stop position of the electric motor also varies.

従って、電動モータの初期停止位置を一定位置に設定すると、前記クリアランスが増加したときに摩擦多板クラッチが係合するまでの電動モータの回転角が増加して応答性が低下したり、前記クリアランスが減少したときに摩擦多板クラッチが係合状態になって意図せぬ差動制限トルクが発生したりする問題がある。   Therefore, if the initial stop position of the electric motor is set to a fixed position, when the clearance increases, the rotation angle of the electric motor until the friction multi-plate clutch is engaged increases, and the responsiveness decreases or the clearance decreases. There is a problem that the frictional multi-plate clutch is engaged and an unintended differential limiting torque is generated.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、差動制限機構付き差動装置の摩擦多板クラッチを作動させる電動モータの初期停止位置を、温度変化の影響を排除して適切に設定することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and appropriately sets an initial stop position of an electric motor that operates a friction multi-plate clutch of a differential device with a differential limiting mechanism, without the influence of temperature change. For the purpose.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、内燃機関の出力を左右の駆動輪へ駆動力として配分する差動機構と;前記差動機構の差動動作を制限する差動制限機構としての摩擦多板クラッチと;第1カムプレートおよび第2カムプレートと、これらカムプレートの各々に相対向するように形成されたカム溝に収納されるボールとを備え、電動モータの回転力を直線方向の押力に変換して摩擦多板クラッチを係合させるボールカム機構と;電動モータの実モータ回転角を検出する回転角センサと;電動モータへ目標モータ回転角を指示するとともに、電動モータの実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するように制御する制御装置とを備える差動制限機構付き差動装置において、前記制御装置は、前記差動機構内の油温を検出し、前記差動機構に差動制限力を付与しないときの電動モータの停止位置である初期停止位置に対応する目標モータ回転角を油温変化に応じて変化させることを特徴とする、差動制限機構付き差動装置における電動モータの初期停止位置設定方法が提案される。   To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a differential mechanism that distributes the output of the internal combustion engine as a driving force to the left and right drive wheels; and the differential operation of the differential mechanism is limited. A friction multi-plate clutch as a differential limiting mechanism, and a first cam plate and a second cam plate, and a ball housed in a cam groove formed so as to face each of the cam plates. A ball cam mechanism for converting the rotational force of the motor into a linear pushing force and engaging the frictional multi-plate clutch; a rotational angle sensor for detecting the actual motor rotational angle of the electric motor; and instructing the target motor rotational angle to the electric motor And a control device that controls the actual motor rotation angle of the electric motor to match the target motor rotation angle, wherein the control device includes oil in the differential mechanism. And the target motor rotation angle corresponding to the initial stop position, which is the stop position of the electric motor when no differential limiting force is applied to the differential mechanism, is changed according to the oil temperature change, An electric motor initial stop position setting method in a differential device with a differential limiting mechanism is proposed.

また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記初期停止位置に対応する目標モータ回転角は、前記摩擦多板クラッチと前記ボールカム機構の押し部との隙間が油温変化に係わらずに一定の関係に維持されるように設定され、前記制御装置は、油温変化による前記初期停止位置に対応する目標モータ回転角の変動量を油温をパラメータとして設定する補正手段を備え、前記差動機構毎の一定の固有値である基本目標モータ回転角を前記変動量により補正することで、前記初期停止位置に対応する目標モータ回転角を得ることを特徴とする、差動制限機構付き差動装置における電動モータの初期停止位置設定方法が提案される。   According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the target motor rotation angle corresponding to the initial stop position is a clearance between the friction multi-plate clutch and the pushing portion of the ball cam mechanism. Is set to be maintained in a fixed relationship regardless of the oil temperature change, and the control device sets the fluctuation amount of the target motor rotation angle corresponding to the initial stop position due to the oil temperature change using the oil temperature as a parameter. Correcting means for correcting the basic target motor rotation angle, which is a constant eigenvalue for each of the differential mechanisms, with the variation amount, thereby obtaining a target motor rotation angle corresponding to the initial stop position. An initial stop position setting method for an electric motor in a differential device with a differential limiting mechanism is proposed.

請求項2における「一定の関係に維持される」の文言は、「押力が増加する向きに目標モータ回転角を増加させたときに実モータ回転角が目標モータ回転角に追従しなくなる電動モータ駆動位置から所定モータ回転角戻した状態における摩擦多板クラッチとボールカム機構の押し部との隙間に常に維持される」の意味、あるいは単純に「一定値に維持される」の意味である。   The phrase “maintained in a certain relationship” in claim 2 is “an electric motor in which the actual motor rotation angle does not follow the target motor rotation angle when the target motor rotation angle is increased in the direction in which the pressing force increases. This means that it is always maintained in the clearance between the friction multi-plate clutch and the pushing portion of the ball cam mechanism when the motor rotation angle is returned from the drive position, or simply “maintained at a constant value”.

尚、実施の形態の電子制御ユニットUは本発明の制御装置に対応し、実施の形態の油温依存項f(To)は本発明の補正手段に対応し、実施の形態のゼロ点Mpos0は本発明の目標モータ回転角に対応し、実施の形態の油温非依存項MposBaseは本発明の基本目標モータ回転角に対応する。   The electronic control unit U of the embodiment corresponds to the control device of the present invention, the oil temperature dependent term f (To) of the embodiment corresponds to the correcting means of the present invention, and the zero point Mpos0 of the embodiment is Corresponding to the target motor rotation angle of the present invention, the oil temperature independent term MposBase of the embodiment corresponds to the basic target motor rotation angle of the present invention.

請求項1の構成によれば、差動機構に差動制限機能を発揮させる摩擦多板クラッチを作動させる電動モータの初期停止位置を設定する際に、その初期停止位置に対応する目標モータ回転角を差動機構の油温変化に応じて変化させるので、油温変化に伴う部品の伸縮により摩擦多板クラッチのクリアランスが変動しても、その変動を補償して電動モータの適正な初期停止位置を設定することができる。これにより、摩擦多板クラッチのクリアランスの増加による係合応答性の低下や、クリアランスの減少による引きずりを防止することができる。   According to the configuration of the first aspect, when setting the initial stop position of the electric motor for operating the friction multi-plate clutch that causes the differential mechanism to exhibit the differential limiting function, the target motor rotation angle corresponding to the initial stop position is set. Therefore, even if the clearance of the friction multi-plate clutch fluctuates due to the expansion and contraction of parts caused by the oil temperature change, the fluctuation is compensated for and the appropriate initial stop position of the electric motor is compensated. Can be set. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in engagement response due to an increase in the clearance of the friction multi-plate clutch and a drag due to a decrease in the clearance.

また請求項2の構成によれば、初期停止位置に対応する目標モータ回転角を、摩擦多板クラッチとボールカム機構の押し部との隙間が油温変化に係わらずに一定の関係に維持されるように設定するので、油温変化に伴う摩擦多板クラッチ係合応答性の低下や引きずりを確実に防止することができる。しかも油温変化による初期停止位置に対応する目標モータ回転角の変動量を油温をパラメータとして設定し、差動機構毎の一定の固有値である基本目標モータ回転角を前記変動量により補正して初期停止位置に対応する目標モータ回転角を得るので、初期停止位置を設定する度に摩擦多板クラッチを係合させる必要がなくなり、摩擦多板クラッチの係合により操舵トルクが変動して運転者に不快感を与えるのを防止することができる。   According to the second aspect of the present invention, the target motor rotation angle corresponding to the initial stop position is maintained in a constant relationship regardless of the oil temperature change in the gap between the friction multi-plate clutch and the push portion of the ball cam mechanism. Therefore, it is possible to reliably prevent the frictional multi-plate clutch engagement responsiveness from being lowered and dragging due to the oil temperature change. Moreover, the fluctuation amount of the target motor rotation angle corresponding to the initial stop position due to the oil temperature change is set with the oil temperature as a parameter, and the basic target motor rotation angle, which is a constant eigenvalue for each differential mechanism, is corrected by the fluctuation amount. Since the target motor rotation angle corresponding to the initial stop position is obtained, it is not necessary to engage the friction multi-plate clutch each time the initial stop position is set, and the steering torque varies due to the engagement of the friction multi-plate clutch. Can prevent discomfort.

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1〜図13は本発明の実施の形態を示すもので、図1は自動車用内燃機関の後面図、図2は差動機構およびアクチュエータの拡大断面図、図3は差動機構の構造を示す図2の3部拡大図、図4はアクチュエータの構造を示す図3の4部拡大図、図5は摩擦多板クラッチの構造を示す図3の5部拡大図、図6は図3の6−6線断面図、図7は図3の7−7線断面図、図8は図4の8−8線断面図、図9は電動モータの制御系のブロック図、図10は実施の形態の作用を説明するフローチャート、図11は手動取得要求に基づく油温非依存項MposBaseの取得手法の説明図、図12は始動時および始動後の初期停止位置設定における電動モータの回転角の説明図、図13は電動モータの初期停止位置制御の作用説明図である。   1 to 13 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a rear view of an internal combustion engine for an automobile, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a differential mechanism and an actuator, and FIG. 2 is an enlarged view of part 4 of FIG. 3 showing the structure of the actuator, FIG. 5 is an enlarged view of part 5 of FIG. 3 showing the structure of the friction multi-plate clutch, and FIG. 6 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 3, FIG. 8 is a sectional view taken along line 8-8 of FIG. 4, FIG. 9 is a block diagram of a control system of the electric motor, and FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram of an acquisition method of an oil temperature independent term MposBase based on a manual acquisition request, and FIG. 12 is an explanation of the rotation angle of the electric motor at the time of starting and initial stop position setting after starting. FIGS. 13A and 13B are explanatory diagrams of the operation of the initial stop position control of the electric motor.

図1に示すように、フロントエンジン・フロントドライブの自動車の車体前部に横置きに搭載された内燃機関Eは、その左側面に変速機Tが一体に結合され、変速機Tの後面に差動機構Dが設けられる。車体中心線から左方向にずれて配置された差動機構Dから右方向にハーフシャフト11(インターミディエイトシャフト)が延びており、ハーフシャフト11に右駆動輪(図示せず)を駆動する右車軸12が接続され、また差動機構Dから左方向に延びる左車軸13を介して左駆動輪(図示せず)が駆動される。ハーフシャフト11の右端はエンジンブロック22に固定したステー10に支持される。   As shown in FIG. 1, an internal combustion engine E mounted horizontally on the front body of a front engine / front drive automobile has a transmission T integrally coupled to a left side surface thereof, and a difference between the rear surface of the transmission T and the rear surface thereof. A moving mechanism D is provided. A half shaft 11 (intermediate shaft) extends rightward from a differential mechanism D arranged to be shifted leftward from the vehicle body center line, and a right axle that drives a right drive wheel (not shown) to the halfshaft 11. 12 is connected, and a left drive wheel (not shown) is driven via a left axle 13 extending in the left direction from the differential mechanism D. The right end of the half shaft 11 is supported by a stay 10 fixed to the engine block 22.

図2を併せて参照すると明らかなように、差動機構Dを収納するハウジング14は、変速機Tのケーシングと一体に形成されたハウジング本体15と、ハウジング本体15の左端開口部を覆うように複数本のボルト16…で固定されたカバープレート17とを備える。差動機構Dの右側に離間して取り付けられたアクチュエータAは、差動機構Dのハウジング本体15の右端開口部に嵌合するアクチュエータケース18と、アクチュエータケース18の右端開口部を覆うように複数本のボルト19…で固定されたアクチュエータカバー20とを備えており、アクチュエータケース18を貫通する複数本のボルト21…でエンジンブロック22に固定される。差動機構DおよびアクチュエータAは差動装置を構成する。   As is clear from FIG. 2, the housing 14 that houses the differential mechanism D covers the housing body 15 that is formed integrally with the casing of the transmission T and the left end opening of the housing body 15. And a cover plate 17 fixed by a plurality of bolts 16. A plurality of actuators A, which are separately attached to the right side of the differential mechanism D, are an actuator case 18 that fits into the right end opening of the housing body 15 of the differential mechanism D, and a plurality of actuators A so as to cover the right end opening of the actuator case 18. The actuator cover 20 is fixed by a plurality of bolts 19... And is fixed to the engine block 22 by a plurality of bolts 21 penetrating the actuator case 18. The differential mechanism D and the actuator A constitute a differential device.

ハウジング14の内部に収納された差動機構Dは、ハウジング本体15にローラベアリング23で支持された右側の第1ケース24と、カバープレート17にローラベアリング25で支持された左側の第2ケース26とを複数本のボルト27…で結合したディファレンシャルケース28を備えており、第1ケース24の外周に変速機Tにより駆動されるアクスルドライブギヤ29が複数本のボルト30で固定される。   The differential mechanism D housed in the housing 14 includes a first case 24 on the right side supported by the roller body 23 on the housing body 15 and a second case 26 on the left side supported by the roller bearing 25 on the cover plate 17. Are connected by a plurality of bolts 27, and an axle drive gear 29 driven by the transmission T is fixed to the outer periphery of the first case 24 by a plurality of bolts 30.

次に、図3および図5〜図7を参照して差動機構Dの構造を説明する。   Next, the structure of the differential mechanism D will be described with reference to FIGS. 3 and 5 to 7.

ハウジング14内に収納される差動機構Dは、十字状に交差するように一体化された4本のピニオンシャフト31…を備える。円形断面を有するピニオンシャフト31…は端部に面取31a…が形成されており、その面取31a…が第1ケース24の内周面に形成された4本の支持溝24a…に嵌合する。4本のピニオンシャフト31…には4個のピニオン32…が回転自在に支持される。ピニオン32…と第1ケース24の内周面との間にスペーサ33…が配置されており、これらのスペーサ33…によってピニオン32…の径方向の位置が規制される。   The differential mechanism D housed in the housing 14 includes four pinion shafts 31 integrated so as to intersect in a cross shape. The pinion shafts 31 having a circular cross section are formed with chamfers 31a at their ends, and the chamfers 31a are fitted into four support grooves 24a formed on the inner peripheral surface of the first case 24. To do. Four pinions 32 are rotatably supported on the four pinion shafts 31. Spacers 33 are arranged between the pinions 32 and the inner peripheral surface of the first case 24, and the radial positions of the pinions 32 are regulated by these spacers 33.

第1ケース24の内部に挿入されたハーフシャフト11の外周は、右側のサイドギヤ34Rにスプライン結合されてスナップリング35で抜け止めされる。また第2ケース26を貫通して第1ケース24の内部に挿入された左車軸13の右端は、クラッチインナー37にスプライン結合されてスナップリング38で抜け止めされる。クラッチインナー37の右側面に左側のサイドギヤ34Lが一体に形成される。左右のサイドギヤ34L,34Rは4個のピニオン32…に噛み合っている。   The outer periphery of the half shaft 11 inserted into the first case 24 is splined to the right side gear 34 </ b> R and is prevented from coming off by a snap ring 35. Further, the right end of the left axle 13 inserted through the second case 26 and inserted into the first case 24 is splined to the clutch inner 37 and is prevented from coming off by a snap ring 38. A left side gear 34 </ b> L is integrally formed on the right side surface of the clutch inner 37. The left and right side gears 34L and 34R mesh with the four pinions 32.

クラッチインナー37の外周に対向するように第1ケース24の内周にクラッチアウター40が一体に形成されており、クラッチアウター40の内周面に複数枚(実施の形態では5枚)のクラッチプレート41…の外周部がスプライン嵌合するとともに、クラッチインナー37の外周面に複数枚(実施の形態では6枚)のクラッチディスク42…の内周部がスプライン嵌合する。クラッチディスク42…の両面に貼り付けた摩擦材43…がクラッチプレート41…に接触するように、クラッチプレート41…およびクラッチディスク42…は交互に配置される。   A clutch outer 40 is integrally formed on the inner periphery of the first case 24 so as to face the outer periphery of the clutch inner 37, and a plurality of clutch plates (five in the embodiment) are provided on the inner peripheral surface of the clutch outer 40. 41 ... are spline-fitted to the outer peripheral portion of the clutch inner 37, and the inner peripheral portions of a plurality of (6 in the embodiment) clutch discs 42 are spline-fitted to the outer peripheral surface of the clutch inner 37. The clutch plates 41 and the clutch disks 42 are alternately arranged so that the friction materials 43 attached to both surfaces of the clutch disks 42 contact the clutch plates 41.

クラッチアウター40の内周面にプレッシャプレート44の外周部がスプライン嵌合し、このプレッシャプレート44の左側面は最右端に位置するクラッチディスク42の右側面に当接可能に対向する。プレッシャプレート44の右側面に対向する第1ケース24の内面に、径方向に延びる複数個(実施の形態では4個)の梃子レバー収納凹部24bが形成されており、各々の梃子レバー収納凹部24bの径方向外端に梃子レバー45の径方向外端の支点45aが揺動自在に係合する。   The outer peripheral portion of the pressure plate 44 is spline-fitted to the inner peripheral surface of the clutch outer 40, and the left side surface of the pressure plate 44 is opposed to the right side surface of the clutch disk 42 located at the rightmost end. A plurality (four in the embodiment) of lever lever storage recesses 24b extending in the radial direction are formed on the inner surface of the first case 24 facing the right side surface of the pressure plate 44, and each lever lever storage recess 24b is formed. A fulcrum 45a at the radially outer end of the lever lever 45 is slidably engaged with the radially outer end.

アクチュエータケース18の内部において、ハーフシャフト11の外周にニードルベアリング46(図1参照)を介して第1中空軸47が相対回転自在かつ軸方向移動自在に嵌合する。第1ケース24の内部において、第1中空軸47の左端に第2中空軸48の右端が相対回転不能に凹凸係合し、更に第2中空軸48の左端に第3中空軸49の右端が相対回転不能に凹凸係合する。第2中空軸48の左端側に第1ケース24の内周面に沿うように拡径した拡径部48aが形成されており、第3中空軸49の直径は拡径部48aの最大直径に一致している。   Inside the actuator case 18, the first hollow shaft 47 is fitted to the outer periphery of the half shaft 11 via a needle bearing 46 (see FIG. 1) so as to be relatively rotatable and axially movable. Inside the first case 24, the right end of the second hollow shaft 48 is engaged with the left end of the first hollow shaft 47 so that the right end of the second hollow shaft 48 is not rotatable relative to the left end, and the right end of the third hollow shaft 49 is connected to the left end of the second hollow shaft 48. Engages with concaves and convexes so that relative rotation is impossible. A diameter-expanded portion 48a having a diameter increased along the inner peripheral surface of the first case 24 is formed on the left end side of the second hollow shaft 48, and the diameter of the third hollow shaft 49 is set to the maximum diameter of the diameter-expanded portion 48a. Match.

第2中空軸48の拡径部48aに複数個(実施の形態では6個)の貫通孔48bが形成されており、第1ケース24の内面から突出する4個の延出部24c…が貫通孔48bを緩く貫通して拡径部48aの内側に突出する。各々の延出部24cの先端は摩擦ワッシャ50を介して右側のサイドギヤ34Rの背面に当接する。尚、左側のサイドギヤ34Lの背面、つまりクラッチインナー37の左側面は、摩擦ワッシャ51を介して第2ケース26の内面に当接する。   A plurality (six in the embodiment) of through holes 48b are formed in the enlarged diameter portion 48a of the second hollow shaft 48, and the four extended portions 24c projecting from the inner surface of the first case 24 are penetrated. It penetrates the hole 48b loosely and protrudes to the inside of the enlarged diameter portion 48a. The tip of each extending portion 24c comes into contact with the back surface of the right side gear 34R via the friction washer 50. The back surface of the left side gear 34 </ b> L, that is, the left side surface of the clutch inner 37 abuts against the inner surface of the second case 26 via the friction washer 51.

第3中空軸49には、その左端側に開口するU字状の切欠49a…が90°間隔で4個形成されている。これらの切欠49a…によって4本のピニオンシャフト31…と、その外周に嵌合するスペーサ33…との干渉を回避しながら、第3中空軸49は軸方向に移動することができる。そして第3中空軸49の左端に、梃子レバー45の径方向内端に設けられた力点45bを押圧する押圧部49bが形成される。そして梃子レバー45の中間部に、プレッシャプレート44の右側面に当接する作用点45cが設けられる。   The third hollow shaft 49 is formed with four U-shaped notches 49a that open to the left end side at 90 ° intervals. The third hollow shaft 49 can move in the axial direction while avoiding interference between the four pinion shafts 31 and the spacers 33 fitted to the outer periphery thereof by the notches 49a. And the press part 49b which presses the power point 45b provided in the radial direction inner end of the lever lever 45 is formed in the left end of the 3rd hollow shaft 49. As shown in FIG. An action point 45 c that abuts against the right side surface of the pressure plate 44 is provided at an intermediate portion of the lever lever 45.

このようにして、クラッチインナー37、クラッチアウター40、クラッチプレート41…、クラッチディスク42…、プレッシャプレート44および梃子レバー45…により、左車軸13をディファレンシャルケース28に締結するための摩擦多板クラッチ52が構成される。   In this way, the friction multi-plate clutch 52 for fastening the left axle 13 to the differential case 28 by the clutch inner 37, the clutch outer 40, the clutch plate 41, the clutch disk 42, the pressure plate 44, and the lever lever 45. Is configured.

次に、図2、図4および図8に基づいて、第1〜第3中空軸47,48,49を介して摩擦多板クラッチ52を係合させるアクチュエータAの構造を説明する。   Next, the structure of the actuator A that engages the friction multi-plate clutch 52 through the first to third hollow shafts 47, 48, and 49 will be described with reference to FIGS.

アクチュエータケース18およびアクチュエータカバー20の内部に延びる第1中空軸47の右端にフランジ部材61が摺動自在に嵌合しており、第1中空軸47にクリップ62で係止したスプリングシート63とフランジ部材61の背面との間にコイルスプリング64が圧縮状態で配置される。   A flange member 61 is slidably fitted to the right end of the first hollow shaft 47 extending inside the actuator case 18 and the actuator cover 20, and a spring seat 63 and a flange locked to the first hollow shaft 47 by a clip 62. A coil spring 64 is disposed in a compressed state between the back surface of the member 61.

フランジ部材61およびアクチュエータカバー20の内壁面20a間のハーフシャフト11上に、第1カムプレート67および第2カムプレート68がそれぞれニードルベアリング69,70を介して回転自在、かつ軸方向移動自在に支持される。第1カムプレート67はスラストベアリング85を介してフランジ部材61に当接し、第2カムプレート68はスラストベアリング86を介してアクチュエータカバー20の内壁面20aに当接する。第1、第2カムプレート67,68の対向面に傾斜したカム溝67a…,68a…が形成されており、相対向するカム溝67a…,68a…にそれぞれボール71…が収納される。第1、第2カムプレート67,68およびボール71…はボールカム機構72を構成する。   On the half shaft 11 between the flange member 61 and the inner wall surface 20a of the actuator cover 20, a first cam plate 67 and a second cam plate 68 are supported via needle bearings 69 and 70 so as to be rotatable and axially movable. Is done. The first cam plate 67 contacts the flange member 61 via the thrust bearing 85, and the second cam plate 68 contacts the inner wall surface 20 a of the actuator cover 20 via the thrust bearing 86. Inclined cam grooves 67a..., 68a... Are formed on the opposing surfaces of the first and second cam plates 67 and 68, and the balls 71 are accommodated in the cam grooves 67a. The first and second cam plates 67 and 68 and the balls 71 constitute a ball cam mechanism 72.

アクチュエータケース18に、第1軸73がボールベアリング74およびニードルベアリング75を介して支持され、また第2軸76がボールベアリング77,78を介して支持される。アクチュエータケース18に支持した電動モータ79の出力軸79aに直列に接続された第1軸73に設けられた第1ギヤ80が、第2軸76に設けられた第2、第3ギヤ81,82のうちの第2ギヤ81に噛合する。また第1、第2カムプレート67,68の外周にそれぞれ第4、第5ギヤ83,84が形成されており、第4ギヤ83が第2軸76の第2ギヤ81に噛合するとともに、第5ギヤ84が第2軸76の第3ギヤ82に噛合する。第2ギヤ81および第4ギヤ83間のギヤ比と、第3ギヤ82および第5ギヤ84間のギヤ比は僅かに異なっている。   A first shaft 73 is supported on the actuator case 18 via a ball bearing 74 and a needle bearing 75, and a second shaft 76 is supported via ball bearings 77 and 78. The first gear 80 provided on the first shaft 73 connected in series to the output shaft 79 a of the electric motor 79 supported on the actuator case 18 is the second and third gears 81 and 82 provided on the second shaft 76. Mesh with the second gear 81. In addition, fourth and fifth gears 83 and 84 are formed on the outer circumferences of the first and second cam plates 67 and 68, respectively. The fourth gear 83 meshes with the second gear 81 of the second shaft 76, and The fifth gear 84 meshes with the third gear 82 of the second shaft 76. The gear ratio between the second gear 81 and the fourth gear 83 and the gear ratio between the third gear 82 and the fifth gear 84 are slightly different.

図9に示すように、アクチュエータAの電動モータ79の作動を制御する電子制御ユニットUは、LSD(差動制限)制御部91と、モータ制御部92とを備える。例えばアンチロックブレーキ装置の電子制御ユニットから車輪速信号が入力されたLSD制御部91は、車両の加減速、旋回方向、ヨーレート等に基づいて差動機構Dに発生させるべき目標差動トルクを算出し、この目標差動トルクを電動モータ79の目標モータ回転角に変換する。LSD制御部91が出力する電動モータ79の目標モータ回転角と、インクリメンタル型エンコーダよりなる回転角センサ65(図4参照)で検出した電動モータ79の実モータ回転角との偏差が入力されるモータ制御部92は、その偏差がゼロに収束するように、モータドライバー93を介して電動モータ79の実モータ回転角をフィードバック制御する。   As shown in FIG. 9, the electronic control unit U that controls the operation of the electric motor 79 of the actuator A includes an LSD (differential limit) control unit 91 and a motor control unit 92. For example, the LSD control unit 91 to which the wheel speed signal is input from the electronic control unit of the antilock brake device calculates the target differential torque to be generated by the differential mechanism D based on the acceleration / deceleration, turning direction, yaw rate, etc. of the vehicle. The target differential torque is converted into a target motor rotation angle of the electric motor 79. A motor to which a deviation between the target motor rotation angle of the electric motor 79 output by the LSD control unit 91 and the actual motor rotation angle of the electric motor 79 detected by the rotation angle sensor 65 (see FIG. 4) composed of an incremental encoder is input. The control unit 92 feedback-controls the actual motor rotation angle of the electric motor 79 via the motor driver 93 so that the deviation converges to zero.

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

差動機構Dは通常の差動機能に加えて差動制限機能を発揮するもので、その差動制限機能により発生する差動制限トルクはアクチュエータAの作動により発生する。   The differential mechanism D exhibits a differential limiting function in addition to the normal differential function, and the differential limiting torque generated by the differential limiting function is generated by the operation of the actuator A.

先ず、差動機構Dの通常の差動機能について説明する。   First, the normal differential function of the differential mechanism D will be described.

内燃機関Eの駆動力が変速機Tを介して差動機構Dのアクスルドライブギヤ29に入力されると、アクスルドライブギヤ29にボルト30…で結合されたディファレンシャルケース28が回転する。車両が直進状態にあるとき、4個のピニオン32…はピニオンシャフト31…に対して回転せず、ピニオン32…に噛み合う左側のサイドギヤ34Lと一体の左車軸13と、ピニオン32…に噛み合う右側のサイドギヤ34Rと一体のハーフシャフト11とは同速で回転し、左右の駆動輪に駆動力が均等に配分される。   When the driving force of the internal combustion engine E is input to the axle drive gear 29 of the differential mechanism D via the transmission T, the differential case 28 coupled to the axle drive gear 29 with bolts 30. When the vehicle is in a straight traveling state, the four pinions 32 are not rotated with respect to the pinion shafts 31 and are not rotated with respect to the pinions 32, but the left side gear 34L meshed with the pinions 32 and the right axle meshed with the left axle 13 and the pinions 32. The side gear 34R and the integral half shaft 11 rotate at the same speed, and the driving force is evenly distributed to the left and right driving wheels.

例えば、車両が左旋回状態にあるとき、左側の駆動輪に連なる左車軸13が減速されて右側の駆動輪に連なるハーフシャフト11が増速されるため、左右のサイドギヤ34L,34Rに差回転が発生するが、その差回転は左右のサイドギヤ34L,34Rに噛み合うピニオン32…の回転により吸収される。同様に、車両が右旋回状態にあるとき、左側の駆動輪に連なる左車軸13が増速されて右側の駆動輪に連なるハーフシャフト11が減速されるため、左右のサイドギヤ34L,34Rに差回転が発生するが、その差回転は左右のサイドギヤ34L,34Rに噛み合うピニオン32…の回転により吸収される。   For example, when the vehicle is in a left turn state, the left axle 13 connected to the left drive wheel is decelerated and the half shaft 11 connected to the right drive wheel is accelerated, so that a differential rotation occurs between the left and right side gears 34L and 34R. Although generated, the differential rotation is absorbed by the rotation of the pinions 32 meshed with the left and right side gears 34L, 34R. Similarly, when the vehicle is in a right turn state, the left axle 13 connected to the left drive wheel is accelerated and the half shaft 11 connected to the right drive wheel is decelerated, so that the difference between the left and right side gears 34L and 34R. Although rotation occurs, the differential rotation is absorbed by the rotation of the pinions 32 meshed with the left and right side gears 34L, 34R.

次に、アクチュエータAの作動により発生する差動制限機能について説明する。   Next, the differential limiting function generated by the operation of the actuator A will be described.

アクチュエータAの電動モータ79を駆動すると、その出力軸79aに結合した第1軸73の第1ギヤ80の回転が第2ギヤ81に伝達されて第2軸76が回転する。第2軸76が回転すると、第2ギヤ81および第4ギヤ83を介して第1カムプレート67が回転し、かつ第3ギヤ82および第5ギヤ84を介して第2カムプレート68が回転するが、第2ギヤ81および第4ギヤ83間のギヤ比と、第3ギヤ82および第5ギヤ84間のギヤ比とが僅かに異なっているため、ボールカム機構72の第1、第2カムプレート67,68が相対回転する。その結果、第1、第2カムプレート67,68のカム溝67a…,68a…の相対位置が、図8(A)の状態から図8(B)の状態に変化し、ボール71…によって第1、第2カムプレート67,68が相互に離反する方向に駆動される。   When the electric motor 79 of the actuator A is driven, the rotation of the first gear 80 of the first shaft 73 coupled to the output shaft 79a is transmitted to the second gear 81 and the second shaft 76 rotates. When the second shaft 76 rotates, the first cam plate 67 rotates through the second gear 81 and the fourth gear 83, and the second cam plate 68 rotates through the third gear 82 and the fifth gear 84. However, since the gear ratio between the second gear 81 and the fourth gear 83 and the gear ratio between the third gear 82 and the fifth gear 84 are slightly different, the first and second cam plates of the ball cam mechanism 72 are different. 67 and 68 rotate relative to each other. As a result, the relative positions of the cam grooves 67a of the first and second cam plates 67, 68 change from the state shown in FIG. 8A to the state shown in FIG. 1. The second cam plates 67 and 68 are driven in directions away from each other.

ボールカム機構72により発生する右向きの荷重を受けた第2カムプレート68は、アクチュエータカバー20によって右方向への移動を阻止される。従って、ボールカム機構72により発生する左向きの荷重、つまり摩擦多板クラッチ52を係合させる押力を受けた第1カムプレート67は左方向に移動し、スラストベアリング85およびフランジ部材61を介して第1中空軸47を左方向に押圧する。   The second cam plate 68 that has received a rightward load generated by the ball cam mechanism 72 is prevented from moving rightward by the actuator cover 20. Accordingly, the first cam plate 67 that has received the leftward load generated by the ball cam mechanism 72, that is, the pressing force for engaging the friction multi-plate clutch 52, moves to the left, and the first cam plate 67 passes through the thrust bearing 85 and the flange member 61. 1 Press the hollow shaft 47 in the left direction.

アクチュエータAによって第1中空軸47に左向きの押力が作用すると、第1中空軸47に結合された第2中空軸48および第3中空軸49が左方向に移動し、第3中空軸49の左端に設けた押圧部49b…が4個の梃子レバー45…の力点45b…を押圧する。その結果、各梃子レバー45は支点45aを中心に揺動し、その作用点45cがプレッシャプレート44を左方向に押圧することで、クラッチプレート41…およびクラッチディスク42…が相互に密着し、クラッチインナー37およびクラッチアウター40が一体に結合される。   When a leftward pressing force is applied to the first hollow shaft 47 by the actuator A, the second hollow shaft 48 and the third hollow shaft 49 coupled to the first hollow shaft 47 move to the left, and the third hollow shaft 49 The pressing portions 49b provided at the left end press the force points 45b of the four lever levers 45. As a result, the lever levers 45 swing around the fulcrum 45a, and the action point 45c presses the pressure plate 44 to the left, so that the clutch plates 41 and the clutch disks 42 are in close contact with each other, and the clutch The inner 37 and the clutch outer 40 are coupled together.

梃子レバー45の支点45aおよび力点45b間の距離L1は、支点45aおよび作用点45c間の距離L2よりも大きく設定されているため、梃子レバー45に入力される押力F1をL1/L2倍に倍力した押力F2でプレッシャプレート44を押圧することができ、これによりアクチュエータAの電動モータ79を小型化しても摩擦多板クラッチ52に充分な押力を加えることができる。   Since the distance L1 between the fulcrum 45a and the force point 45b of the lever lever 45 is set larger than the distance L2 between the fulcrum 45a and the action point 45c, the pressing force F1 input to the lever lever 45 is increased by L1 / L2. The pressure plate 44 can be pressed with the boosted pressing force F2, so that a sufficient pressing force can be applied to the friction multi-plate clutch 52 even if the electric motor 79 of the actuator A is downsized.

このようにして摩擦多板クラッチ52が係合すると、クラッチインナー37と一体の左車軸13がディファレンシャルケース28と一体化されることで、左車軸13とハーフシャフト11とが、つまり左車軸13と右車軸12とが相対回転不能に一体化され、差動機構Dの差動機能が制限されてぬかるみ等の軟弱地からの脱出を可能にしたり、高速直線走行時の安定性を高めたりすることができる。このとき、電動モータ79を駆動する電流を制御してアクチュエータAが発生する押力を変化させ、摩擦多板クラッチ52に所定のスリップを発生させることで、差動機構Dに任意の大きさの差動制限トルクを発揮させることができる。   When the friction multi-plate clutch 52 is engaged in this way, the left axle 13 integrated with the clutch inner 37 is integrated with the differential case 28, whereby the left axle 13 and the half shaft 11, that is, the left axle 13. The right axle 12 is integrated so as not to rotate relative to each other, and the differential function of the differential mechanism D is limited so that it can be escaped from soft ground such as muddy, or the stability during high-speed straight running is increased. Can do. At this time, by controlling the current driving the electric motor 79 to change the pressing force generated by the actuator A and causing the friction multi-plate clutch 52 to generate a predetermined slip, the differential mechanism D has an arbitrary magnitude. Differential limiting torque can be exhibited.

以上のように、アクチュエータAが発生した摩擦多板クラッチ52の押力を、内燃機関Eの駆動力が伝達されるハーフシャフト11を介さずに、そのハーフシャフト11の外周に軸方向移動可能かつ相対回転可能に配置された第1〜第3中空軸47,48,49を介して伝達するので、内燃機関Eの駆動力を伝達することでハーフシャフト11のスプライン結合部に作用する摩擦力でアクチュエータAが発生する押力が減じられることがなくなり、摩擦多板クラッチ52を安定良く係合させることが可能になる。   As described above, the pressing force of the frictional multi-plate clutch 52 generated by the actuator A can be axially moved to the outer periphery of the half shaft 11 without passing through the half shaft 11 to which the driving force of the internal combustion engine E is transmitted. Since it transmits via the 1st-3rd hollow shafts 47, 48, and 49 arrange | positioned so that relative rotation is possible, it is the frictional force which acts on the spline coupling part of the half shaft 11 by transmitting the driving force of the internal combustion engine E. The pressing force generated by the actuator A is not reduced, and the friction multi-plate clutch 52 can be stably engaged.

ところで、摩擦多板クラッチ52の係合応答性をできるだけ高めるには、差動機構Dに差動制限力を付与しないときの電動モータ79の停止位置である初期停止位置を、クラッチプレート41…およびクラッチディスク42…が接触しない範囲で両者間のクリアランスができるだけ小さくなるように設定することが望ましい。但し、クリアランスは差動機構Dの温度変化に伴う部品の熱膨張により変動するため、電動モータ79の初期停止位置を一律に設定するだけではクリアランスを小さくすることは困難である。この問題を解消するための電動モータ79の初期停止位置の制御手法を以下に説明する。   By the way, in order to improve the engagement response of the friction multi-plate clutch 52 as much as possible, the initial stop position, which is the stop position of the electric motor 79 when the differential limiting force is not applied to the differential mechanism D, is changed to the clutch plate 41. It is desirable to set the clearance between the two as small as possible within a range where the clutch disks 42 do not contact. However, since the clearance fluctuates due to the thermal expansion of the parts accompanying the temperature change of the differential mechanism D, it is difficult to reduce the clearance only by setting the initial stop position of the electric motor 79 uniformly. A method for controlling the initial stop position of the electric motor 79 for solving this problem will be described below.

先ず、図10のフローチャートに基づいて、電動モータ79の初期停止位置(以下、ゼロ点とも言う)の設定手法を説明する。尚、このルーチンはシステムの通電中に1msec周期で実行される。   First, a method for setting an initial stop position (hereinafter also referred to as a zero point) of the electric motor 79 will be described based on the flowchart of FIG. This routine is executed at a cycle of 1 msec while the system is energized.

ステップS1で今回イグニッションスイッチがONでなく、内燃機関Eの始動前の状態であるとき、電動モータ79のゼロ点の設定は行わない。前記ステップS1でイグニッションスイッチがONしており、かつステップS2でゼロ点の手動取得要求があったとき、つまり工場でのアクチュエータAの組立時や、メンテナンスのためのアクチュエータAの組換時に強制的にゼロ点を取得する必要のある場合には、以下のステップS3〜S7を実行する。   If the ignition switch is not turned ON at this time in step S1 and the internal combustion engine E is in a state before starting, the zero point of the electric motor 79 is not set. When the ignition switch is ON in step S1 and there is a request for manual acquisition of the zero point in step S2, that is, when the actuator A is assembled at the factory or when the actuator A is replaced for maintenance. If it is necessary to obtain a zero point, the following steps S3 to S7 are executed.

即ち、ステップS3で電動モータ79の目標モータ回転角(モータ指令値)および実モータ回転角(回転角センサ65の出力)を共にゼロにリセットした後、目標モータ回転角を負方向(摩擦多板クラッチ52を係合解除する方向)に次第に増加させると、ボールカム機構72の第1、第2カムプレート67,68は相互に接近するように移動し、それ以上接近できない限界位置に達すると実モータ回転角が目標モータ回転角に追従できなくなり、両者の偏差が次第に増加する。そして前記偏差が閾値(例えば、45deg)を越えると、ボールカム機構72が突き当たりに達したと判断し、その位置で電動モータ79を停止させる(図11のa位置および図13(A)参照)。このように、電動モータ79を逆回転させてボールカム機構72を一旦突き当たり位置に戻して摩擦多板クラッチ52の係合を完全に解除することで、クラッチプレート41…およびクラッチディスク42…の係合による噛み付きを解放することができる。   That is, after the target motor rotation angle (motor command value) and the actual motor rotation angle (output of the rotation angle sensor 65) of the electric motor 79 are both reset to zero in step S3, the target motor rotation angle is set in the negative direction (the friction multiplate). When the clutch 52 is gradually increased (in the direction in which the clutch 52 is disengaged), the first and second cam plates 67 and 68 of the ball cam mechanism 72 move so as to approach each other. The rotation angle cannot follow the target motor rotation angle, and the deviation between the two increases gradually. When the deviation exceeds a threshold value (for example, 45 deg), it is determined that the ball cam mechanism 72 has reached the end, and the electric motor 79 is stopped at that position (see position a in FIG. 11 and FIG. 13A). In this way, the electric motor 79 is reversely rotated to return the ball cam mechanism 72 to the abutting position and completely disengage the friction multi-plate clutch 52, thereby engaging the clutch plates 41 ... and the clutch disks 42 ... The biting by can be released.

続いて目標モータ回転角を正方向(摩擦多板クラッチ52を係合させる方向)に次第に増加させると、電動モータ79の正回転によりボールカム機構72の第1、第2カムプレート67,68は相互に離反するように移動し、摩擦多板クラッチ52のクラッチプレート41…およびクラッチディスク42…が係合して密着する方向に圧縮される。そしてクラッチプレート41…およびクラッチディスク42…がそれ以上圧縮できない限界位置に達すると実モータ回転角が目標モータ回転角に追従できなくなり、両者の偏差が次第に増加する。そして前記偏差が閾値(例えば、60deg)を越えると、摩擦多板クラッチ52が完全に係合したと判断し、その位置で電動モータ79を停止させる(図11のb位置および図13(B)参照)。   Subsequently, when the target motor rotation angle is gradually increased in the positive direction (the direction in which the frictional multi-plate clutch 52 is engaged), the first and second cam plates 67 and 68 of the ball cam mechanism 72 are mutually moved by the positive rotation of the electric motor 79. And the clutch plates 41 of the friction multi-plate clutch 52 and the clutch discs 42 are engaged and compressed in a close contact direction. When the clutch plates 41 and the clutch disks 42 reach a limit position where they cannot be compressed any more, the actual motor rotation angle cannot follow the target motor rotation angle, and the deviation between the two gradually increases. When the deviation exceeds a threshold (for example, 60 deg), it is determined that the friction multi-plate clutch 52 is completely engaged, and the electric motor 79 is stopped at that position (position b in FIG. 11 and FIG. 13B). reference).

続いて電動モータ79を逆方向(摩擦多板クラッチ52を係合解除する方向)に設定戻し角(例えば、255deg)だけ駆動し、その位置を初期停止位置(ゼロ点)として記憶する(図11のc位置および図13(C)参照)。   Subsequently, the electric motor 79 is driven in the reverse direction (direction in which the frictional multi-plate clutch 52 is disengaged) by a set return angle (for example, 255 deg), and that position is stored as an initial stop position (zero point) (FIG. 11). C position and FIG. 13C).

尚、電動モータ79を逆回転させる前記設定戻し角は、実験的に設定される。即ち、第2カムプレート68とアクチュエータカバー20の内壁面20aとの間に実験用のロードセルを仮に配置しておき、摩擦多板クラッチ52が係合する位置から電動モータ79を逆回転させてロードセルにより検出される荷重を監視し、その荷重がゼロになったときの電動モータ79の逆回転角を前記設定戻し角とする。   The set return angle for reversely rotating the electric motor 79 is set experimentally. In other words, an experimental load cell is temporarily arranged between the second cam plate 68 and the inner wall surface 20a of the actuator cover 20, and the electric motor 79 is reversely rotated from the position where the friction multi-plate clutch 52 is engaged to thereby load the load cell. Is monitored, and the reverse rotation angle of the electric motor 79 when the load becomes zero is set as the set return angle.

ところで、差動機構Dのオイルの油温Toと電動モータ79の初期停止位置(ゼロ点)との間には、次のような関係がある。尚、次式の各項は電動モータ79の回転角を単位としている。   Incidentally, there is the following relationship between the oil temperature To of the differential mechanism D and the initial stop position (zero point) of the electric motor 79. Each term in the following equation is based on the rotation angle of the electric motor 79.

ゼロ点Mpos0=油温依存項f(To)+油温非依存項MposBase
ここで、油温依存項f(To)は油温Toをパラメータとする未知の関数であり、予めアクチュエータAの単体評価ベンチテスト等で実験的に取得したデータに基づいて、テーブル補間や近似式等の手段で取得することができる。
Zero point Mpos0 = Oil temperature dependent term f (To) + Oil temperature independent term MposBase
Here, the oil temperature dependence term f (To) is an unknown function having the oil temperature To as a parameter, and based on data obtained experimentally in advance by a unit evaluation bench test or the like of the actuator A, table interpolation or an approximate expression Or the like.

上式を油温非依存項MposBaseについて解くと、次式が得られる。   When the above equation is solved for the oil temperature independent term MposBase, the following equation is obtained.

油温非依存項MposBase=ゼロ点Mpos0−油温依存項f(To)
ここで、右辺第1項のゼロ点Mpos0は前記ステップS3(図11のc位置参照)により取得可能であり、右辺第2項の油温依存項f(To)は上述したように実験データに基づいて取得することができる。
Oil temperature independent term MposBase = zero point Mpos0−oil temperature dependent term f (To)
Here, the zero point Mpos0 of the first term on the right side can be obtained by the step S3 (refer to the position c in FIG. 11), and the oil temperature dependent term f (To) of the second term on the right side is obtained from the experimental data as described above. Can be obtained on the basis.

よって、ステップS4で差動機構Dのオイルの油温Toを取得し、ステップS5でその油温Toを油温依存項f(To)に代入してその値を算出し、ステップS6で、前記ステップS3で得たゼロ点Mpos0の値から前記ステップS6で得た油温依存項f(To)の値を減算することで、油温非依存項MposBaseの値を算出することができる。そしてステップS7で油温非依存項MposBaseの値を電子制御ユニットUの不揮発メモリに記憶する。   Therefore, the oil temperature To of the oil of the differential mechanism D is acquired in step S4, the value is calculated by substituting the oil temperature To in the oil temperature dependence term f (To) in step S5, and in step S6, the value is calculated. By subtracting the value of the oil temperature dependent term f (To) obtained in step S6 from the value of the zero point Mpos0 obtained in step S3, the value of the oil temperature independent term MposBase can be calculated. In step S7, the value of the oil temperature independent term MposBase is stored in the nonvolatile memory of the electronic control unit U.

前記ステップS2でゼロ点の手動取得要求がなく、かつステップS8で前回イグニッションスイッチがOFFしているとき、つまり今回内燃機関Eが始動したとき、ステップS9で電動モータ79を逆転駆動してボールカム機構72を突き当たりまで、つまり図12のd位置まで戻しておく。   When there is no request for manual acquisition of the zero point in step S2 and the ignition switch has been previously turned off in step S8, that is, when the internal combustion engine E is started this time, the electric motor 79 is driven in reverse rotation in step S9, and the ball cam mechanism. 72 is returned to the end, that is, to the position d in FIG.

前記ステップS8で前回イグニッションスイッチがOFFでないとき、つまり内燃機関Eの始動後には、ステップS10で車両の走行中にゼロ点の設定を行うか否かを判定する。   If the previous ignition switch is not OFF in step S8, that is, after the internal combustion engine E is started, it is determined in step S10 whether or not to set a zero point during the traveling of the vehicle.

走行中にゼロ点の設定を行うのは、以下の(1) 、(2) 、(3) の三つの条件が全て成立したときである。
(1) ステアリング操舵角が所定値以下
(2) 右駆動輪および左駆動輪の回転数差が所定値以下
(3) 駆動輪に生じる駆動力が所定値以下
上記(1) のステアリング操舵角の所定値は、例えば±5°である。この所定値は、車輪のスリップアングルから発生するサイドフォースを、運転者がステアリング反力として感じない範囲に設定される。
The zero point is set during traveling when the following three conditions (1), (2), and (3) are all satisfied.
(1) Steering angle is less than a predetermined value
(2) Difference in rotation speed between right drive wheel and left drive wheel
(3) The driving force generated in the drive wheels is a predetermined value or less. The predetermined value of the steering angle in (1) is, for example, ± 5 °. This predetermined value is set in a range where the driver does not feel the side force generated from the slip angle of the wheel as a steering reaction force.

上記(2) の右駆動輪および左駆動輪の回転数差の所定値は、例えば5rpmである。ステアリング操舵角が小さくても、片輪氷結路のようなスプリットμ路では、左右一方の車輪がスリップすることで左右輪の回転数差が発生し、このような状態で差動制限トルクが発生すると、運転者は操舵トルクの変動として感じる場合がある。よって前記所定値は、運転者が操舵トルクの変動を感じない範囲に設定される。   The predetermined value of the rotational speed difference between the right driving wheel and the left driving wheel in (2) is, for example, 5 rpm. Even if the steering angle is small, on the split μ road such as a one-wheel icing road, the left and right wheels slip, resulting in a difference in the number of rotations of the left and right wheels. In this state, differential limiting torque is generated. Then, the driver may feel as a change in steering torque. Therefore, the predetermined value is set in a range where the driver does not feel the fluctuation of the steering torque.

上記(3) の駆動輪に生じる駆動力の所定値は、タイヤが路面を蹴る力、つまりタイヤのトルクをタイヤの半径で除した値に換算して、例えば300Nである。駆動輪に生じる駆動力が大きい状態で差動制限トルクが発生すると、操舵トルクを含む車両挙動に変化が生じ易いので、前記所定値は運転者が車両挙動の変化を感じない範囲(具体的にはタイヤの転がり抵抗に相当する駆動力)に設定される。尚、駆動輪に生じる駆動トルクは、エンジン回転数、吸気負圧、可変動弁機構の差動状態に基づいて内燃機関Eの出力マップから検索したエンジントルクに、ギヤポジション情報やブレーキ情報を考慮して算出することができる。   The predetermined value of the driving force generated in the driving wheel in (3) is, for example, 300 N in terms of the force by which the tire kicks the road surface, that is, the value obtained by dividing the tire torque by the tire radius. If differential limiting torque is generated with a large driving force generated on the driving wheels, the vehicle behavior including the steering torque is likely to change. Therefore, the predetermined value is within a range in which the driver does not feel a change in the vehicle behavior (specifically, Is set to a driving force corresponding to the rolling resistance of the tire). The drive torque generated in the drive wheels takes into account the gear position information and brake information to the engine torque retrieved from the output map of the internal combustion engine E based on the engine speed, intake negative pressure, and differential state of the variable valve mechanism. Can be calculated.

前記ステップS10で(1) 、(2) 、(3) の何れかの条件が成立しない場合には、ステップS11で車両の停止中にゼロ点の設定を行うか否かを判定する。   If any of the conditions (1), (2) and (3) is not satisfied in step S10, it is determined in step S11 whether or not to set a zero point while the vehicle is stopped.

停止中にゼロ点の設定を行う条件は、以下の(1) 、(2) 、(3) の三つの条件が全て成立したときである。
(1) 車速がゼロ(または微小な所定値以下)
(2) ギヤポジションがNポジションあるいはPポジション(オートマチックトランスミッションの場合)
(3) ブレーキ作動中(ブレーキスイッチがON)
しかして、前記ステップS10で走行中にゼロ点の設定を行うべきと判定された場合と、前記ステップS11で停止中にゼロ点の設定を行うべきと判定された場合とには、ステップS12〜S15で電動モータ79のゼロ点の設定を実行する。
The condition for setting the zero point during the stop is when all of the following three conditions (1), (2), and (3) are satisfied.
(1) Vehicle speed is zero (or smaller than a predetermined value)
(2) Gear position is N position or P position (for automatic transmission)
(3) Brake is operating (Brake switch is ON)
Thus, when it is determined in step S10 that the zero point should be set during traveling, and in step S11, when it is determined that the zero point should be set during stop, steps S12 to S12 are performed. In S15, the zero point of the electric motor 79 is set.

即ち、ステップS12で差動機構Dのオイルの油温Toを取得し、ステップS13でその油温Toを油温依存項f(To)に代入してその値を算出し、ステップS14で、その油温依存項f(To)の値と前記ステップS7で不揮発揉メモリに記憶した油温非依存項MposBaseの値とを加算することで、現在の油温を考慮した新たなゼロ点Mpos0の値を算出する。そしてステップS15で新たなゼロ点Mpos0である図12のe位置に向けて電動モータ79を駆動する。   That is, the oil temperature To of the oil of the differential mechanism D is acquired in step S12, and the value is calculated by substituting the oil temperature To in the oil temperature dependency term f (To) in step S13. In step S14, the value is calculated. By adding the value of the oil temperature dependent term f (To) and the value of the oil temperature independent term MposBase stored in the non-volatile memory in step S7, a new value of the zero point Mpos0 considering the current oil temperature Is calculated. In step S15, the electric motor 79 is driven toward the e position in FIG. 12, which is a new zero point Mpos0.

図12から明らかなように、内燃機関Eの始動時には電動モータ79を一旦突き当たり位置(d位置)まで戻した後に、その時々の油温依存項f(To)の値と固定値である油温非依存項MposBaseの値とを加算したゼロ点Mpos0(e位置)に向けて電動モータ79を駆動する。そして内燃機関Eの始動後は、ゼロ点設定の停止中実施あるいは走行中実施の所定の条件が満たされたときに、その時々の油温依存項f(To)の値に固定値である油温非依存項MposBaseの値を加算したゼロ点Mpos0を用いて、ゼロ点(e位置)を逐次更新する。   As is clear from FIG. 12, when the internal combustion engine E is started, the electric motor 79 is once returned to the abutting position (d position), and then the value of the oil temperature dependence term f (To) and the oil temperature which is a fixed value at that time. The electric motor 79 is driven toward the zero point Mpos0 (e position) obtained by adding the value of the independent term MposBase. After the start of the internal combustion engine E, when a predetermined condition of the zero point setting during stoppage or during travel is satisfied, the oil temperature dependence term f (To) at that time is a fixed value. The zero point (e position) is sequentially updated using the zero point Mpos0 obtained by adding the value of the temperature independent term MposBase.

上述した図10のフローチャートのルーチンの実行後に差動制限制御に移行するが、内燃機関Eの始動後の差動制限力を付与しないときの電動モータ79の位置(実モータ回転角)を初期停止位置(ゼロ点)に対応した目標モータ回転角に合わせる動作は、この差動制限制御の中で行われる。   After the execution of the routine of the flowchart of FIG. 10 described above, the shift to the differential limiting control is performed, but the position (actual motor rotation angle) of the electric motor 79 when the differential limiting force after starting of the internal combustion engine E is not applied is initially stopped. The operation for adjusting to the target motor rotation angle corresponding to the position (zero point) is performed in the differential limiting control.

以上のように、差動機構Dのオイルの油温を考慮して電動モータ79の初期停止位置(ゼロ点)を設定するので、温度変化に伴う部品の伸縮により摩擦多板クラッチ52のクリアランスが変動しても、それに応じて常に最適のゼロ点を設定することができ、摩擦多板クラッチ52の引きずりを防止しながら、必要最小限のクリアランスを確保して摩擦多板クラッチ52の係合応答性を高めることができる。   As described above, the initial stop position (zero point) of the electric motor 79 is set in consideration of the oil temperature of the oil in the differential mechanism D. Therefore, the clearance of the friction multi-plate clutch 52 is increased by the expansion and contraction of the parts accompanying the temperature change. Even if it fluctuates, the optimum zero point can always be set accordingly, and the engagement response of the friction multi-plate clutch 52 is ensured while ensuring the necessary minimum clearance while preventing the friction multi-plate clutch 52 from dragging. Can increase the sex.

また手動取得要求時(ステップS3参照)を除いて、ゼロ点設定のために摩擦多板クラッチ52を係合させる必要がないため、電動モータ79の無駄な電力消費を回避できるだけでなく、摩擦多板クラッチ52の係合によりステアリングホイールに伝達される操舵トルクが変動して運転者に不快感を与えるのを防止することができる。   Further, except when manual acquisition is requested (see step S3), it is not necessary to engage the frictional multi-plate clutch 52 for setting the zero point. It is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable due to fluctuations in the steering torque transmitted to the steering wheel due to the engagement of the plate clutch 52.

また車両の停止中、あるいは車両の特定の走行状態においてゼロ点設定を行うので、その過程で何らかの理由で摩擦多板クラッチ52が係合する事態が発生しても、ステアリングホイールに伝達される操舵トルクの変動を最小限に抑えて運転者の不快感を解消することができる。   Further, since the zero point is set while the vehicle is stopped or in a specific running state of the vehicle, even if the friction multi-plate clutch 52 is engaged for some reason during the process, the steering transmitted to the steering wheel is transmitted. The driver's discomfort can be eliminated by minimizing torque fluctuations.

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention can perform a various design change in the range which does not deviate from the summary.

例えば、実施の形態で回転角センサ65に採用したインクリメンタル型エンコーダは、360deg以内の回転角しか検出できず、1回転+Adegと2回転+Adegとを識別できないため、図10のフローチャートのステップS3,S9では電動モータ79を一旦突き当たり位置まで戻してから、回転数をカウントしながら初期停止位置へと進めている。しかしながら、1回転+Adegと2回転+Adegとを識別できるアブソリュート型エンコーダを採用すれば、電動モータ79を一旦突き当たり位置まで戻すことなく、直接初期停止位置まで進めることができる。   For example, the incremental encoder employed in the rotation angle sensor 65 in the embodiment can only detect a rotation angle within 360 deg and cannot distinguish between 1 rotation + Adeg and 2 rotation + Adeg, so steps S3 and S9 in the flowchart of FIG. Then, the electric motor 79 is once returned to the abutting position and then advanced to the initial stop position while counting the number of rotations. However, if an absolute encoder capable of discriminating between one rotation + Adeg and two rotations + Adeg is employed, the electric motor 79 can be directly advanced to the initial stop position without once returning to the butting position.

自動車用内燃機関の後面図Rear view of automotive internal combustion engine 差動機構およびアクチュエータの拡大断面図Enlarged sectional view of differential mechanism and actuator 差動機構の構造を示す図2の3部拡大図FIG. 2 is an enlarged view of part 3 of the differential mechanism. アクチュエータの構造を示す図3の4部拡大図4 is an enlarged view of part 4 in FIG. 3 showing the structure of the actuator. 摩擦多板クラッチの構造を示す図3の5部拡大図FIG. 3 is an enlarged view of part 5 showing the structure of the friction multi-plate clutch 図3の6−6線断面図6-6 sectional view of FIG. 図3の7−7線断面図Sectional view along line 7-7 in FIG. 図4の8−8線断面図Sectional view taken along line 8-8 in FIG. 電動モータの制御系のブロック図Block diagram of electric motor control system 実施の形態の作用を説明するフローチャートFlowchart for explaining the operation of the embodiment 手動取得要求に基づく油温非依存項MposBaseの取得手法の説明図Explanatory drawing of the acquisition method of oil temperature independent term MposBase based on a manual acquisition request 始動時および始動後の初期停止位置設定における電動モータの回転角の説明図Explanatory drawing of rotation angle of electric motor at initial stop position setting at start and after start 電動モータの初期停止位置制御の作用説明図Action explanatory diagram of initial stop position control of electric motor

符号の説明Explanation of symbols

52 摩擦多板クラッチ
65 回転角センサ
67 第1カムプレート
67a カム溝
68 第2カムプレート
67b カム溝
71 ボール
72 ボールカム機構
79 電動モータ
D 差動機構
E 内燃機関
f(To) 油温依存項(補正手段)
Mpos0 初期停止位置、ゼロ点(目標モータ回転角)
MposBase 油温非依存項(基本目標モータ回転角)
U 電子制御ユニット(制御装置)
52 Friction multi-plate clutch 65 Rotation angle sensor 67 First cam plate 67a Cam groove 68 Second cam plate 67b Cam groove 71 Ball 72 Ball cam mechanism 79 Electric motor D Differential mechanism E Internal combustion engine f (To) Oil temperature dependent term (correction) means)
Mpos0 Initial stop position, zero point (target motor rotation angle)
MposBase Oil temperature independent term (basic target motor rotation angle)
U Electronic control unit (control device)

Claims (2)

内燃機関(E)の出力を左右の駆動輪へ駆動力として分配する差動機構(D)と;
前記差動機構(D)の差動動作を制限する差動制限機構としての摩擦多板クラッチ(52)と;
第1カムプレート(67)および第2カムプレート(68)と、これらカムプレート(67,68)の各々に相対向するように形成されたカム溝(67a,67b)に収納されるボール(71)とを備え、電動モータ(79)の回転力を直線方向の押力に変換して摩擦多板クラッチ(52)を係合させるボールカム機構(72)と;
電動モータ(79)の実モータ回転角を検出する回転角センサ(65)と;
電動モータ(79)へ目標モータ回転角を指示するとともに、電動モータ(79)の実モータ回転角が目標モータ回転角に一致するように制御する制御装置(U)と;
を備える差動制限機構付き差動装置において、
前記制御装置(U)は、前記差動機構(D)内の油温を検出し、前記差動機構(D)に差動制限力を付与しないときの電動モータ(79)の停止位置である初期停止位置に対応する目標モータ回転角を油温変化に応じて変化させることを特徴とする、差動制限機構付き差動装置における電動モータの初期停止位置設定方法。
A differential mechanism (D) for distributing the output of the internal combustion engine (E) to the left and right drive wheels as a drive force;
A friction multi-plate clutch (52) as a differential limiting mechanism for limiting the differential operation of the differential mechanism (D);
The first cam plate (67) and the second cam plate (68), and the balls (71) stored in the cam grooves (67a, 67b) formed so as to face each other of the cam plates (67, 68). A ball cam mechanism (72) for converting the rotational force of the electric motor (79) into a linear pressing force and engaging the friction multi-plate clutch (52);
A rotation angle sensor (65) for detecting the actual motor rotation angle of the electric motor (79);
A control device (U) for instructing the target motor rotation angle to the electric motor (79) and controlling the actual motor rotation angle of the electric motor (79) to coincide with the target motor rotation angle;
In a differential device with a differential limiting mechanism comprising:
The control device (U) detects the oil temperature in the differential mechanism (D), and is a stop position of the electric motor (79) when no differential limiting force is applied to the differential mechanism (D). A method for setting an initial stop position of an electric motor in a differential device with a differential limiting mechanism, wherein the target motor rotation angle corresponding to the initial stop position is changed according to a change in oil temperature.
前記初期停止位置に対応する目標モータ回転角は、前記摩擦多板クラッチ(52)と前記ボールカム機構(72)の押し部との隙間が油温変化に係わらずに一定の関係に維持されるように設定され、
前記制御装置(U)は、油温変化による前記初期停止位置に対応する目標モータ回転角(Mpos0)の変動量を油温をパラメータとして設定する補正手段(f(To))を備え、前記差動機構(D)毎の一定の固有値である基本目標モータ回転角(MposBase)を前記変動量により補正することで、前記初期停止位置に対応する目標モータ回転角(Mpos0)を得ることを特徴とする、請求項1に記載の差動制限機構付き差動装置における電動モータの初期停止位置設定方法。
The target motor rotation angle corresponding to the initial stop position is maintained at a constant relationship regardless of the oil temperature change in the gap between the frictional multi-plate clutch (52) and the pushing portion of the ball cam mechanism (72). Set to
The control device (U) includes correction means (f (To)) for setting a variation amount of the target motor rotation angle (Mpos0) corresponding to the initial stop position due to a change in oil temperature, using the oil temperature as a parameter. The target motor rotation angle (Mpos0) corresponding to the initial stop position is obtained by correcting the basic target motor rotation angle (MposBase), which is a constant eigenvalue for each moving mechanism (D), with the variation amount. An initial stop position setting method for an electric motor in a differential device with a differential limiting mechanism according to claim 1.
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