JP2012122538A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御トルクの精度を向上することができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】回転可能に配置され駆動トルクが入力される入力部材３と、この入力部材３と相対回転可能に配置され入力部材３に入力された駆動トルクを出力する出力部材５と、入力部材３と出力部材５との間に配置され入力部材３と出力部材５との間に伝達される駆動トルクを断続する断続部７と、この断続部７を作動させる操作機構９と、この操作機構９を作動させる起動源１１とを備えた動力伝達装置１において、出力部材５の軸トルクを計測する検出手段１３と、この検出手段１３と起動源１１に接続され検出手段１３が計測した出力部材５の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるように起動源１１の起動を制御する制御手段とを有した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に適用される動力伝達装置に関する。

従来、入出力部材間に伝達される駆動トルクを断続する断続部を備えた動力伝達装置としては、エンジントルクを前輪と後輪に配分する駆動系に設けられたトルク配分クラッチを備え、このトルク配分クラッチがトルク配分コントローラからの制御指令により前輪と後輪に伝達されるトルク配分比が制御されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この動力伝達装置では、トルク配分コントローラに、車輪速センサからの信号に基づいて前後回転数差を計算する前後回転数差計算手段と、前後回転数差計算値にフィルタをかけて前後回転数差フィルタ値を演算する前後回転数差フィルタ値演算手段と、前後回転数差フィルタ値をクラッチ滑り推定値とし、前後回転数差フィルタ値に基づいて求めたクラッチ負荷がクラッチ保護判定しきい値以上になるとクラッチ完全解放あるいは相対滑りのない完全締結によるクラッチ保護機能を作動させるクラッチ保護制御手段とが設けられている。

このような動力伝達装置では、前後回転数差計算値をフィルタ処理した前後回転数差フィルタ値を用いるようにしているので、前後回転数差フィルタ値を、駆動系のねじれ振動・車輪外乱ノイズ等による影響部分がカットされ、トルク配分クラッチでの実滑りに近い推定値とすることができる。このため、トルク配分クラッチにおけるクラッチ滑りを過大評価することがなく、トルク配分クラッチ保護の早期作動が防止され、前後トルク配分制御機能を十分に生かすことができる。

特開２００１−２２５６５４号公報

しかしながら、上記のような動力伝達装置では、前後回転数差フィルタ値演算手段によって前後回転数差計算値にフィルタをかけて前後回転数差フィルタ値を演算するので、トルク配分クラッチでの実滑りに近い推定値とすることができるが、断続部を介して出力される制御トルクが結局は予測制御となっている。

ここで、予測で出力されるトルクの制御を行う場合には、断続部や断続部を作動させるための機構などの耐久性、温度などの環境の変化を考慮して、断続部を介して出力されるであろう予測の目標トルクが低めに抑えられていた。

このため、予測の目標トルクで断続部を制御してしまうと、実際に出力される実トルクと予測の目標トルクとに差が出てしまい、各部材の性能を最大限生かすことができなかった。

このように出力されるトルクを推定で求めてしまうと、制御トルクの精度が低下してしまい、必要なときに必要な分だけの正確なトルク供給を行うことができなかった。

そこで、この発明は、制御トルクの精度を向上することができる動力伝達装置の提供を目的としている。

本発明は、回転可能に配置され駆動トルクが入力される入力部材と、この入力部材と相対回転可能に配置され前記入力部材に入力された駆動トルクを出力する出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に配置され前記入力部材と前記出力部材との間に伝達される駆動トルクを断続する断続部と、この断続部を作動させる操作機構と、この操作機構を作動させる起動源とを備えた動力伝達装置であって、前記出力部材の軸トルクを計測する検出手段と、この検出手段と前記起動源とに接続され前記検出手段が計測した前記出力部材の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるように前記起動源の起動を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

この動力伝達装置では、検出手段が出力部材の軸トルクを計測するので、実際に断続部を介して出力部材が出力する軸トルクを検出することができ、推定である予測の目標トルクを設定する必要がない。

また、制御手段は、検出手段が計測した出力部材の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるように起動源の起動を制御するので、実際の軸トルクを目標の駆動トルクとなるように断続部を制御することができ、各部材、そして動力伝達装置の性能を最大限生かすことができる。

従って、このような動力伝達装置では、実際の出力部材の軸トルクを検出して必要なときに必要な分だけの正確なトルク供給を行うことができ、制御トルクの精度を向上することができる。

本発明によれば、制御トルクの精度を向上することができる動力伝達装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用された車両のシステム図である。 本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の制御を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の制御手段の制御を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の制御手段による起動源の起動を制御したときの伝達トルクと印加電流との関係の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。

まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両のシステムの一例について説明する。なお、ここでは、第１実施形態に係る動力伝達装置１を適用した動力系とするが、他の実施形態に係る動力伝達装置も第１実施形態の動力伝達装置１と同様に適用することができる。

図１に示すように、車両の動力系は、エンジン３０１やモータ・ジェネレータ３０３などの駆動源と、変速ギヤ機構３０５と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ３０７と、前車軸３０９，３１１と、前輪３１３，３１５と、プロペラシャフト３１７と、動力伝達装置１と、前輪側から後輪側へ伝達される駆動トルクを制御可能に断続する断続部７と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフ３１９と、後車軸３２１，３２３と、後輪３２５，３２７などから構成されている。なお、フロントデフ３０７の前車軸３１１側には、パワーテイクオフ３２９を介してジェネレータ３３１が配置されている。このジェネレータ３３１は、車両がエンジン３０１で駆動されている状態で、発電機として機能してモータ・ジェネレータ３０３が駆動源として機能するときなどに使用される電源であるバッテリ（不図示）に充電する。加えて、この状態では、モータ・ジェネレータ３０３も発電機として機能してバッテリに充電する。

このように構成された車両の動力系では、駆動源の駆動トルクが変速ギヤ機構３０５を介してフロントデフ３０７に伝達される。このフロントデフ３０７に伝達された駆動トルクは、前車軸３０９，３１１を介して前輪３１３，３１５に配分されると共に、プロペラシャフト３１７に分岐されて動力伝達装置１の断続部７に伝達される。

この断続部７に伝達された駆動トルクは、断続部７が接続されるとリヤデフ３１９に伝達されて後車軸３２１，３２３から後輪３２５，３２７に配分され、車両は前後輪駆動の四輪駆動状態になる。また、断続部７の接続が解除されると、車両は前輪駆動の二輪駆動状態になる。

このような車両のシステムは、メインＥＣＵ３３３によってその作動が制御されており、このメインＥＣＵ３３３には各種センサ情報が入力される。詳細には、エンジン３０１とモータ・ジェネレータ３０３にはそれらの回転を検出する回転センサ３３５，３３７が設けられると共に、各車軸３０９，３１１，３２１，３２３上にはそれぞれの車輪速を検出する回転センサ３３９が設けられている。また、車両には、アクセル開度センサ、加速度センサ、ヨーレイトセンサなどの車両情報センサ３４１が設けられている。また、断続部７には、断続部７の温度を直接検出することができないので、断続部７の周辺温度を検出して断続部７の温度を推定する温度センサ３４３が設けられている。これらの各種センサ情報がメインＥＣＵ３３３に入力される。

このようなメインＥＣＵ３３３には、ＣＡＮ通信によって動力伝達装置１の駆動トルクを制御する制御手段であるトルク伝達装置ＥＣＵ１５に接続されている。このトルク伝達装置ＥＣＵ１５は、動力伝達装置１に設けられた軸トルクを検出する検出手段１３の情報が入力され、起動源としてのアクチュエータ１１の作動を制御して動力伝達装置１の駆動トルクを制御する。なお、このトルク伝達装置ＥＣＵ１５には、温度センサ３４３の情報も入力される。以下、図２〜図６を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。

（第１実施形態）
図２〜図５を用いて第１実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置１は、回転可能に配置され駆動トルクが入力される入力部材３と、この入力部材３と相対回転可能に配置され入力部材３に入力された駆動トルクを出力する出力部材５と、入力部材３と出力部材５との間に配置され入力部材３と出力部材５との間に伝達される駆動トルクを断続する断続部としてのメインクラッチ７と、このメインクラッチ７を作動させる操作機構９と、この操作機構９を作動させる起動源としてのアクチュエータ１１とを備えている。

そして、出力部材５の軸トルクを計測する検出手段１３と、この検出手段１３とアクチュエータ１１に接続され検出手段１３が計測した出力部材５の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるようにアクチュエータ１１の起動を制御する制御手段としてのトルク伝達装置ＥＣＵ１５（図１参照）を有する。

また、検出手段１３は、出力部材５上に設けられている。

さらに、検出手段１３は、出力部材５に一体回転可能に設けられたロータ１８と、このロータ１８の外周側に間隔をおいて静止系部材としてのキャリア１７に固定されたステータ１９とを備えたレゾルバを２組有し、この２組のレゾルバの位相差によって出力部材５の軸トルクを計測する。

図２に示すように、入力部材３は、ベアリング２１を介してキャリア１７に回転可能に支持され、ハウジング２３と、ロータハウジング２５とから構成されている。ハウジング２３は、複数の部材が溶接などの固定手段によって一体に固定され、有底の筒状に形成されている。このハウジング２３の底部側の軸部２７の外周には、スプライン形状の連結部２９が形成されている。この連結部２９には、プロペラシャフト３１７（図１参照）と一体回転可能に連結されたフランジ部材３１が入力部材３と一体回転可能に連結され、軸部２７の端部に固定されたナット３３によってフランジ部材３１が位置決めされる。また、フランジ部材３１とキャリア１７との径方向間にはキャリア１７の内部と外部とを区画するシール部材３５が設けられると共に、フランジ部材３１の外周にはシール部材３５を飛び石や粉塵などから保護するダストカバー３７が設けられている。また、ハウジング２３の底壁には、入力部材３内に潤滑油を流入させる注入孔３９が設けられ、潤滑油を注入させた後、蓋部材４１によって閉塞される。

また、ハウジング２３の筒状の内周には、スプライン形状の係合部４３が形成され、メインクラッチ７の外側クラッチ板が係合されている。また、係合部４３と軸方向に隣り合うハウジング２３の内周には、スプライン形状の係合部４５が形成され、パイロットクラッチ７９の外側プレートが係合されている。このハウジング２３の端部側の内周には、ねじ締結部４７が設けられ、ロータハウジング２５が一体回転可能にねじ締結されている。

ロータハウジング２５は、磁性材料からなり、ねじ締結部４７にねじ締結されると共にねじ締結部４７に固定されるナット４９によるダブルナット機能によって、ハウジング２３と一体回転可能に固定されている。また、ハウジング２３とロータハウジング２５との径方向間には、入力部材３の内部を外部から区画するシール手段としてのＯリング５１が設けられている。また、ロータハウジング２５とキャリア１７との径方向間には、キャリア１７の内部で入力部材３側とリヤデフ３１９（図１参照）側とを区画するシール部材５３が設けられている。このロータハウジング２５は、アクチュエータ１１としての電磁石の周囲を覆うように配置され、電磁石のコア９７との径方向間に微小隙間を持って対向するエアギャップが設けられており、電磁石のコア９７からロータハウジング２５への磁束の受け渡しが可能となっている。このような入力部材３の回転軸心部には、出力部材５が入力部材３と相対回転可能に配置されている。

出力部材５は、中空状部材５５と、軸状部材５７とからなる。中空状部材５５は、外周でベアリング５９、Ｘリング６１、ニードルベアリング６３を介して入力部材３に回転可能に支持されている。なお、Ｘリング６１は、入力部材３の内部に潤滑オイルを封入した後、外部に対して区画するシール手段となっている。また、中空状部材５５の外周には、スプライン形状の係合部６５が形成され、メインクラッチ７の内側クラッチ板が係合されている。また、中空状部材５５の軸心側の中央部には、区画壁６７が中空状部材５５と連続する一部材で設けられ、入力部材３の内部と外部とを区画している。この中空状部材５５の内周には、スプライン形状の連結部６９が形成され、軸状部材５７が一体回転可能に連結されている。

軸状部材５７は、ベアリング７１，７３を介してキャリア１７に回転可能に支持されている。また、軸状部材５７の中央部には、軸状部材５７の軸方向位置を位置決めすると共に、ベアリング７１，７３に対して予圧を付与するナット７５が固定されている。この軸状部材５７の端部にはギヤ部７７が軸状部材５７と連続する一部材で形成され、このギヤ部７７がリヤデフ３１９（図１参照）に駆動トルクを入力させる動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、出力部材５からリヤデフ３１９側に駆動トルクを出力する。このような入力部材３と出力部材５との間に伝達される駆動トルクは、メインクラッチ７によって断続される。

メインクラッチ７は、複数の内側クラッチ板と、複数の外側クラッチ板とを備えている。複数の内側クラッチ板は、中空状部材５５の外周に形成された係合部６５に軸方向移動可能で出力部材５と一体回転可能に係合されている。複数の外側クラッチ板は、複数の内側クラッチ板に対して軸方向に交互に配置され、ハウジング２３の内周に形成された係合部４３に軸方向移動可能で入力部材３と一体回転可能に係合されている。このメインクラッチ７は、複数の内側クラッチ板と複数の外側クラッチ板とで構成された多板クラッチであり、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の摩擦クラッチとなっている。このメインクラッチ７は、操作機構９によって作動され、入力部材３と出力部材５との間に伝達される駆動トルクを断続する。

操作機構９は、パイロットクラッチ７９と、アーマチャ８１と、カムリング８３と、プレッシャリング８５と、カム機構８７とから構成されている。パイロットクラッチ７９は、入力部材３内でロータハウジング２５とアーマチャ８１との軸方向間に配置され、ハウジング２３の係合部４５に軸方向移動可能で入力部材３と一体回転可能に連結する複数の外側プレートと、カムリング８３の外周に複数の外側プレートに対して軸方向間に交互に配置され軸方向移動可能でカムリング８３と一体回転可能に連結する複数の内側プレートとで構成されている。このパイロットクラッチ７９は、アーマチャ８１がアクチュエータ１１としての電磁石の励磁によって吸引移動されることにより接続される。

アーマチャ８１は、磁性材料からなり、入力部材３内に軸方向移動可能で軸方向にパイロットクラッチ７９を挟んでロータハウジング２５と対向配置されている。このアーマチャ８１は、電磁石が励磁されたときに形成される磁束ループによって電磁石側に吸引移動され、パイロットクラッチ７９を接続させる。

カムリング８３は、中空状部材５５の外周に軸方向移動可能に配置され、パイロットクラッチ７９の複数の内側プレートが一体回転可能に連結されている。このカムリング８３とロータハウジング２５との軸方向間には、カム機構８７で生じるスラスト反力を受けるスラストベアリング８９が配置されている。

プレッシャリング８５は、中空状部材５５の外周に軸方向移動可能に配置されている。このプレッシャリング８５は、カム機構８７で生じるスラスト力によってメインクラッチ７の接続方向に軸方向移動され、メインクラッチ７に押圧力を付与して接続させる。

カム機構８７は、カムリング８３とプレッシャリング８５とに周方向に形成されたカム面を対向させ、この間に介在させたカムボール９１を備えている。このカムボール９１は、パイロットクラッチ７９の接続によってカムリング８３とプレッシャリング８５との間に差回転が生じることにより、パイロットクラッチ７９に生じる摩擦トルクに応じた強さでプレッシャリング８５をメインクラッチ７側へ軸方向押圧移動させるカムスラスト力を発生させる。このような操作機構９は、アクチュエータ１１によって制御可能に作動される。

アクチュエータ１１は、ロータハウジング２５内でベアリング９３を介して入力部材３の外部に配置され、電磁コイル９５とコア９７とを備えた電磁石からなる。電磁コイル９５は、軸方向の一側を覆うようにコア９７の内部に配置されている。コア９７は、コネクタ９９，１０１とリード線１０３とを介して通電を制御するトルク伝達装置ＥＣＵ１５（図１参照）に接続されており、トルク伝達装置ＥＣＵ１５による制御によってメインクラッチ７で必要な摩擦トルクを生じさせるように電磁コイル９５に通電される。また、コア９７には、キャリア１７と係合して電磁石を回り止めさせる回り止め部材１０５が設けられている。

この電磁石への通電により、コア９７、ロータハウジング２５、パイロットクラッチ７９、アーマチャ８１を介した磁力線が循環されて磁束ループが形成され、アーマチャ８１が電磁石側に吸引移動されてパイロットクラッチ７９が締結される。このパイロットクラッチ７９の締結トルクは、カムリング８３とカム機構８７とプレッシャリング８５とを介して軸方向推力に変換され、プレッシャリング８５がメインクラッチ７を押圧して所定の駆動トルクが伝達される。

詳細には、電磁石への通電によってアーマチャ８１が吸引移動され、パイロットクラッチ７９を押圧し、パイロットクラッチ７９が接続される。パイロットクラッチ７９が接続されるとカム機構８７でカムスラスト力が発生してプレッシャリング８５がメインクラッチ７側に押圧移動される。このプレッシャリング８５の移動によりメインクラッチ７が接続され、入力部材３と出力部材５とが接続されて入力部材３と出力部材５との間の駆動トルクの伝達が可能となる。このような動力伝達装置１は、出力部材５の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるようにするため、検出手段１３とトルク伝達装置ＥＣＵ１５とを有している。

検出手段１３は、ベアリング７１，７３間に配置された２組のレゾルバからなり、このレゾルバはそれぞれロータ１８と、ステータ１９とを備えている。ロータ１８は、軸状部材５７の外周に出力部材５と一体回転可能に設けられている。ステータ１９は、ロータ１８の外周側に微少隙間を有してキャリア１７に固定され、リード線１０７を介してトルク伝達装置ＥＣＵ１５に接続されている。このレゾルバは、ロータ１８の角度φに比例してsinφとcosφの電圧が発生し、この電圧をステータ１９が検出する。この検出された２組のレゾルバの位相差によって、出力部材５の軸トルクが計測される。このように検出手段１３としてレゾルバを適用することにより、構造が複雑なエンコーダなどに比較して、簡易な構造とすることができると共に、温度や湿度、振動や衝撃などに対する耐環境性を格段に向上することができる。この検出手段１３が検出した出力部材５の軸トルクは、トルク伝達装置ＥＣＵ１５に入力される。

トルク伝達装置ＥＣＵ１５は、メインＥＣＵ３３３（図１参照）と検出手段１３とアクチュエータ１１とに接続されている。このトルク伝達装置ＥＣＵ１５は、図３に示す制御ブロック図のように、各種センサ（図１参照）がそれぞれの情報を検出し、メインＥＣＵ３３３に各種センサの情報が入力され、メインＥＣＵ３３３が決定した目標トルクが入力される。この目標トルクと出力部材５の軸トルクとが同一となるように、起動源としてのアクチュエータ１１への通電を制御する。このとき、検出手段１３は、出力部材５の軸トルクを検出し、トルク伝達装置ＥＣＵ１５に実際の軸トルクを入力する。そして、再び、実際の軸トルクが目標トルクとなるように、アクチュエータ１１への通電を制御する。

ここで、このトルク伝達装置ＥＣＵ１５の制御について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。まず、トルク伝達装置ＥＣＵ１５は、メインＥＣＵ３３３からＣＡＮ通信により入力されたセンサ情報を基に目標トルクを決定し、起動源への負荷（本実施の形態では電流）を付与する（Ｓ１）。次に、この目標トルクに基づきアクチュエータ１１への通電を制御する（Ｓ２）。次に、検出手段１３から実際の出力部材５の軸トルクを計測し入力させる（Ｓ３）。そして、この実際の軸トルクが目標トルクであるか、否かを判断し（Ｓ４）、実際の軸トルクが目標トルクである場合には通電状態を維持させた後、再び目標トルクを決定し（Ｓ１）、実際の軸トルクが目標トルクでない場合には軸トルクが目標トルクとなるようにアクチュエータ１１への通電を制御する（Ｓ２）。

このようなトルク伝達装置ＥＣＵ１５のアクチュエータ１１の制御は、例えば、図５に示すように、実際の軸トルクが目標トルクよりも高い場合には印加電流を下げて目標トルクとなるようにし、実際の軸トルクが目標トルクよりも低い場合には印加電流を上げて目標トルクとなるようにする。このように検出手段１３とトルク伝達装置ＥＣＵ１５とを用いて、実際の軸トルクを検出して軸トルクを目標トルクとするようなフィードバック制御を行うことにより、操作機構９などのユニットの固体差や耐環境性を考慮するような予測の目標トルクを設定する必要がなく、各部材の性能を最大限生かすように制御トルクの精度を向上することができる。

従って、動力伝達装置１の組付時に構成部材の個体差による性能のばらつきが生じていても、再度組付調整を行うことなく、車両への搭載後に所望の特性が得られるように断続部の駆動トルクを調整することができる。

このような動力伝達装置１では、検出手段１３が出力部材５の軸トルクを計測するので、実際にメインクラッチ７を介して出力部材５が出力する軸トルクを検出することができ、推定である予測の目標トルクを設定する必要がない。

また、トルク伝達装置ＥＣＵ１５は、検出手段１３が計測した出力部材５の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるようにアクチュエータ１１の起動を制御するので、実際の軸トルクを目標の駆動トルクとなるようにメインクラッチ７を制御することができ、各部材、そして動力伝達装置１の性能を最大限生かすことができる。

従って、このような動力伝達装置１では、実際の出力部材５の軸トルクを検出して必要なときに必要な分だけの正確なトルク供給を行うことができ、制御トルクの精度を向上することができる。

また、検出手段１３は、出力部材５上に設けられているので、確実に出力部材５の軸トルクを検出することができ、トルク伝達装置ＥＣＵ１５によるアクチュエータ１１の制御の精度を向上することができる。

さらに、検出手段１３は、出力部材５に一体回転可能に設けられたロータ１８と、このロータ１８の外周側に間隔をおいて静止系部材としてのキャリア１７に固定されたステータ１９とを備えたレゾルバを２組有し、この２組のレゾルバの位相差によって出力部材５の軸トルクを計測するので、簡易な構造で出力部材５の軸トルクを検出することができると共に、耐環境性に優れ、車両への搭載性を向上することができる。

なお、図５に記載のユニットの現時のＩ−Ｔ特性とは、動力伝達装置１における駆動トルクの伝達特性で、電流（Ｉ）を通電したときに伝達される駆動トルク（Ｔ）を示したものである。このＩ−Ｔ特性は、構成部材の個体差によりばらつくものであるが、ここでは１つの動力伝達装置を一例とした傾向を示している。

（第２実施形態）
図６を用いて第２実施形態について説明する。

本実施の形態に係る動力伝達装置２０１は、回転可能に配置され駆動トルクが入力される入力部材２０３と、この入力部材２０３と相対回転可能に配置され入力部材２０３に入力された駆動トルクを出力する出力部材２０５と、入力部材２０３と出力部材２０５との間に配置され入力部材２０３と出力部材２０５との間に伝達される駆動トルクを断続する断続部２０７と、この断続部２０７を作動させる操作機構２０９と、この操作機構２０９を作動させる起動源としてのアクチュエータ２１１とを備えている。

そして、出力部材２０５の軸トルクを計測する検出手段１３と、この検出手段１３とアクチュエータ２１１に接続され検出手段１３が計測した出力部材２０５の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるようにアクチュエータ２１１の起動を制御する制御手段としてのトルク伝達装置ＥＣＵ１５を有する。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。

図６に示すように、入力部材２０３は、軸状に形成され、ベアリング２１３を介してキャリア２１５に回転可能に支持されている。また、入力部材２０３の軸方向一側の外周には、スプライン形状の連結部２１７が形成されている。この連結部２１７には、プロペラシャフト３１７（図１参照）と一体回転可能に連結されたフランジ部材２１９が入力部材２０３と一体回転可能に連結され、端部に固定されたナット２２１によってフランジ部材２１９が位置決めされる。また、フランジ部材２１９とキャリア２１５との径方向間にはキャリア２１５の内部と外部とを区画するシール部材２２３が設けられている。また、入力部材２０３の軸方向他側の外周には、スプライン形状の係合部２２５が形成され、断続部２０７の内側クラッチ板が係合されている。このような入力部材２０３の軸方向他側には、出力部材２０５が入力部材２０３と相対回転可能に配置されている。

出力部材２０５は、ハウジング２２７と、軸部材２２９とからなる。ハウジング２２７の大径側の内周には、スプライン形状の係合部２３１が形成され、断続部２０７の外側クラッチ板が係合されている。このハウジング２２７の小径側の内周には、スプライン形状の連結部２３３が形成され、軸部材２２９が一体回転可能に連結されている。

軸部材２２９は、軸方向に配置された一対のローラが同一のアウタレースに保持され、このアウタレースがキャリア２１５にボルトで固定されたユニットベアリング２３５，２３７を介してキャリア２１５に回転可能に支持されている。この軸部材２２９の端部には、ギヤ部２３９が軸部材２２９と連続する一部材で形成され、このギヤ部２３９がリヤデフ３１９に駆動トルクを入力させる動力伝達ギヤ３４５と噛み合い、出力部材２０５からリヤデフ３１９側に駆動トルクを出力する。このような入力部材２０３と出力部材２０５との間に伝達される駆動トルクは、断続部２０７によって断続される。

断続部２０７は、複数の内側クラッチ板と、複数の外側クラッチ板とを備えている。複数の内側クラッチ板は、入力部材２０３の外周に形成された係合部２２５に軸方向移動可能で入力部材２０３と一体回転可能に係合されている。複数の外側クラッチ板は、複数の内側クラッチ板に対して軸方向に交互に配置され、ハウジング２２７の内周に形成された係合部２３１に軸方向移動可能で出力部材２０５と一体回転可能に係合されている。この断続部２０７は、複数の内側クラッチ板と複数の外側クラッチ板とで構成された多板クラッチであり、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の摩擦クラッチとなっている。この断続部２０７は、操作機構２０９によって作動され、入力部材２０３と出力部材２０５との間に伝達される駆動トルクを断続する。

操作機構２０９は、遊星ギヤ２４１と、一対のギヤ２４３，２４５と、押圧部材２４７と、カム機構２４９とから構成されている。遊星ギヤ２４１は、キャリア２１５に固定されたキャリアピン２５１に自転可能に支承されている。この遊星ギヤ２４１は、一対のギヤ２４３，２４５と噛み合っている。

一対のギヤ２４３，２４５のうちギヤ２４３は、内径側がスプライン形状の連結部２５３でアクチュエータ２１１の回転駆動軸２６５と一体回転可能で且つ軸方向移動可能に連結され、外径が遊星ギヤ２４１と噛み合っている。また、ギヤ２４３とキャリア２１５との軸方向間には、カム機構２４９で生じるスラスト反力を受けるスラストベアリング２５５が配置されている。一対のギヤ２４３，２４５のうちギヤ２４５は、内径側が押圧部材２４７の外周に軸方向移動可能に配置され、外径が遊星ギヤ２４１と噛み合っている。また、ギヤ２４５と押圧部材２４７との軸方向間には、カム機構２４９で生じるスラスト力を受けるスラストベアリング２５７が配置されている。この一対のギヤ２４３，２４５の歯数は、僅かに異なって設定されている。

押圧部材２４７は、断続部２０７とギヤ２４５との軸方向間に軸方向移動可能に配置されている。この押圧部材２４７は、カム機構２４９で生じるスラスト力によって断続部２０７の接続方向に軸方向移動され、断続部２０７に押圧力を付与して接続させる。

カム機構２４９は、一対のギヤ２４３，２４５に周方向に形成されたカム面を対向させ、この間に介在させたカムボール２５９を備えている。このカムボール２５９は、ギヤ２４３の回転により遊星ギヤ２４１が回転され、ギヤ比の異なる一対のギヤ２４３，２４５と遊星ギヤ２４１との噛み合いによって一対のギヤ２４３，２４５の間に差回転が生じることにより、ギヤ２４５を介して押圧部材２４７を断続部２０７側へ軸方向押圧移動させるカムスラスト力を発生させる。このような操作機構２０９は、アクチュエータ２１１によって制御可能に作動される。

アクチュエータ２１１は、ベアリング２６１，２６３を介してキャリア２１５に回転可能に支持された中空の回転駆動軸２６５を出力部材とする電動モータからなる。この電動モータは、コネクタやリード線（不図示）など介して通電を制御するトルク伝達装置ＥＣＵ１５に接続されており、トルク伝達装置ＥＣＵ１５による制御によって断続部２０７で必要な摩擦トルクを生じさせるように通電される。

この電動モータへの通電により、電動モータが回転駆動され、回転駆動軸２６５を介してギヤ２４３が一体に回転駆動される。このギヤ２４３が回転駆動されると、これに噛み合う遊星ギヤ２４１が自転し、遊星ギヤ２４１に噛み合うギヤ２４５が連動して回転駆動される。このとき、一対のギヤ２４３，２４５と遊星ギヤ２４１とのギヤ比が異なるので、一対のギヤ２４３，２４５は相対回転する。この一対のギヤ２４３，２４５の相対回転により、カム機構２４９でカムスラスト力が発生してギヤ２４５が押圧部材２４７側に軸方向移動され、押圧部材２４７が断続部２０７側に押圧移動される。この押圧部材２４７の移動により断続部２０７が接続され、入力部材２０３と出力部材２０５とが接続されて入力部材２０３と出力部材２０５との間の駆動トルクの伝達が可能となる。

このような動力伝達装置２０１においても、出力部材２０５の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるようにするため、検出手段１３とトルク伝達装置ＥＣＵ１５とを有している。

検出手段１３は、軸部材２２９の外周側に配置された２組のレゾルバからなる。このレゾルバのロータ１８は、軸部材２２９の外周に出力部材２０５と一体回転可能に設けられている。また、レゾルバのステータ１９は、ロータ１８の外周側に微少隙間を有してキャリア２１５に固定された固定部材２６７に固定され、リード線２６９を介してトルク伝達装置ＥＣＵ１５に接続されている。

トルク伝達装置ＥＣＵ１５は、メインＥＣＵ３３３と検出手段１３とアクチュエータ２１１とに接続されている。このトルク伝達装置ＥＣＵ１５は、第１実施形態の動力伝達装置１と同様に、各種センサ（図１参照）がそれぞれの情報を検出し、メインＥＣＵ３３３に各種センサの情報が入力され、トルク伝達装置ＥＣＵ１５が決定した目標トルクが入力される。この目標トルクと出力部材２０５の軸トルクとが同一となるように、起動源としてのアクチュエータ２１１への通電を制御する。このとき、検出手段１３は、出力部材２０５の軸トルクを検出し、トルク伝達装置ＥＣＵ１５に実際の軸トルクを入力する。そして、再び、実際の軸トルクが目標トルクとなるように、アクチュエータ２１１への通電を制御する。

このような動力伝達装置２０１では、検出手段１３が出力部材２０５の軸トルクを計測するので、実際に断続部２０７を介して出力部材２０５が出力する軸トルクを検出することができ、推定である予測の目標トルクを設定する必要がない。

また、トルク伝達装置ＥＣＵ１５は、検出手段１３が計測した出力部材２０５の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるようにアクチュエータ２１１の起動を制御するので、実際の軸トルクを目標の駆動トルクとなるように断続部２０７を制御することができ、各部材、そして動力伝達装置２０１の性能を最大限生かすことができる。

従って、このような動力伝達装置２０１では、実際の出力部材２０５の軸トルクを検出して必要なときに必要な分だけの正確なトルク供給を行うことができ、制御トルクの精度を向上することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、起動源としてのアクチュエータが電磁石と電動モータとなっており、制御手段がこれらの通電を制御しているが、起動源として油圧アクチュエータを適用して、制御手段が油圧を制御して出力部材の軸トルクを制御する構造としてもよい。

このように起動源は、どのような形態であってもよく、断続部を介して出力部材に駆動トルクを出力する構造であれば、検出手段が出力部材の軸トルクを検出し、制御手段が起動源の起動力を制御して軸トルクを目標トルクとするように制御することができる。

１，２０１…動力伝達装置
３，２０３…入力部材
５，２０５…出力部材
７，２０７…メインクラッチ（断続部）
９，２０９…操作機構
１１，２１１…アクチュエータ
１３…検出手段
１５…トルク伝達装置ＥＣＵ（制御手段）
１７…キャリア（静止系部材）
１８…ロータ
１９…ステータ

Claims (3)

1. 回転可能に配置され駆動トルクが入力される入力部材と、この入力部材と相対回転可能に配置され前記入力部材に入力された駆動トルクを出力する出力部材と、前記入力部材と前記出力部材との間に配置され前記入力部材と前記出力部材との間に伝達される駆動トルクを断続する断続部と、この断続部を作動させる操作機構と、この操作機構を作動させる起動源とを備えた動力伝達装置であって、
   前記出力部材の軸トルクを計測する検出手段と、この検出手段と前記起動源とに接続され前記検出手段が計測した前記出力部材の軸トルクが目標とする駆動トルクとなるように前記起動源の起動を制御する制御手段とを有することを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記検出手段は、前記出力部材上に設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１又は２記載の動力伝達装置であって、
   前記検出手段は、前記出力部材に一体回転可能に設けられたロータと、このロータの外周側に間隔をおいて静止系部材に固定されたステータとを備えたレゾルバを２組有し、この２組のレゾルバの位相差によって前記出力部材の軸トルクを計測することを特徴とする動力伝達装置。

Images