JP2012122538A - 動力伝達装置 - Google Patents
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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
【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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010273232A JP2012122538A (ja) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | 動力伝達装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010273232A JP2012122538A (ja) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | 動力伝達装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012122538A true JP2012122538A (ja) | 2012-06-28 |
Family
ID=46504191
Family Applications (1)
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JP2010273232A Pending JP2012122538A (ja) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | 動力伝達装置 |
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JP (1) | JP2012122538A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101856339B1 (ko) * | 2016-07-18 | 2018-05-09 | 현대다이모스(주) | 전자식 커플링의 제어장치 및 제어방법 |
US10738836B2 (en) | 2016-11-30 | 2020-08-11 | Saint-Gobain Performance Plastics Rencol Limited | Adjustable torque assembly |
-
2010
- 2010-12-08 JP JP2010273232A patent/JP2012122538A/ja active Pending
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