JP2013151246A

JP2013151246A - 不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置

Info

Publication number: JP2013151246A
Application number: JP2012013781A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Mori; 憲一森; Kazutaka Adachi; 和孝安達; Yutaka Kaneko; 豊金子
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2012-01-26
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2013-08-08

Abstract

【課題】不可逆回転伝動系に挿置したトルクダイオードを、入力トルクの0から目標値への増大でロックオフさせるとき、これがスティックスリップするのを防止する。
【解決手段】トルクダイオードが入力軸から出力軸へ目標トルクを伝達する伝動時であって、その回転方向が負荷トルクによる出力軸の回転方向と同じ回転方向である場合のロックオフ時は、クランクシャフト回転角θが一旦、クランクシャフト回転角目標値tθを、高速でオーバーシュートし、直ちにクランクシャフト回転角目標値tθに戻るよう、クランクシャフト回転角目標値tθを、クランクシャフト回転角θのオーバーシュート以前において、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθだけ上記回転方向へ増大補正し、このように増大補正して求めたクランクシャフト回転角指令値dθをアクチュエータの駆動制御に資する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、回転位置制御などに有用な不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置に関するものである。

例えば回転位置制御を行うなどのための回転伝動系は、アクチュエータからのトルクを制御対象に伝達し、制御対象が目標の回転位置になるときアクチュエータを停止状態に保って当該目標回転位置を保つよう作用する。

かかる回転伝動系としては従来、例えば特許文献1に記載のごとく、摩擦伝動式駆動力配分装置の駆動力配分制御（トラクション伝動容量制御）用に構成した、以下のようなものが知られている。

先ず特許文献1に記載の摩擦伝動式駆動力配分装置を説明するに、これは、主駆動輪に機械的に結合された第1ローラと、従駆動輪に機械的に結合された第2ローラとを具え、
これら第1ローラおよび第2ローラを両者の外周面において相互に摩擦接触させることにより、主駆動輪へのトルクの一部を従駆動輪へ分配して出力させ得るように構成したものである。

かかる駆動力配分装置にあっては、第1ローラおよび第2ローラ間における径方向押し付け力を加減することにより、
これらローラ間のトルク伝達容量（トラクション伝動容量）、従って主駆動輪および従駆動輪間の駆動力配分を制御することができる。

この駆動力配分制御を行うための回転伝動機構として特許文献1には、第2ローラの回転軸をモータ等のアクチュエータで偏心軸線周りに旋回させることにより第2ローラを第1ローラに対し径方向へ相対変位させ、これにより第1ローラおよび第2ローラ間の径方向押し付け力、つまり主駆動輪および従駆動輪間の駆動力配分を制御し得るようにしたものが提案されている。
この用に供する回転位置制御のための回転伝動系は、アクチュエータからのトルクで第2ローラ回転軸を上記偏心軸線周りに旋回させ、第2ローラ回転軸が目標の旋回位置になるときアクチュエータを停止状態に保って当該目標旋回位置を保持するものである。

ところで上記した摩擦伝動式駆動力配分装置にあっては、第2ローラ回転軸をアクチュエータにより旋回させつつ、第1ローラに対する第2ローラの径方向押し付け力を加減する構成のため、
第2ローラ回転軸を目標旋回位置に保つべくアクチュエータを停止状態に保持するとき、アクチュエータに一定方向の反力（以下、負荷トルクと言う）が逆入力される。

この場合、第2ローラ回転軸を目標旋回位置に保つべくアクチュエータを停止状態に保持するためには、アクチュエータへ逆入力される一定方向の負荷トルクと同じ大きさの逆向き対抗トルクを出力し続けるようアクチュエータを絶えず駆動制御する必要があり、
アクチュエータの駆動エネルギーが多くなるという問題のほかに、制御が煩わしくなるという問題をも生ずる。

上記したアクチュエータへ逆入力される負荷トルクに対する対策としては、第2ローラ回転軸の旋回位置制御用の回転伝動系に、例えば特許文献2に記載のような逆入力防止クラッチ等の不可逆回転伝動素子を挿入して、当該回転伝動系を不可逆回転伝動系となすことが考えられる。
この不可逆回転伝動素子は、アクチュエータからのトルクを入力される入力軸と、該入力軸からのトルクを出力する出力軸との間に介挿され、入力軸から出力軸へトルクを伝達する伝動時は該トルクによりロックオフ状態にされてトルク伝達可能となり、入力軸から出力軸へトルクが伝達されない非伝動時は出力軸への上記負荷トルクによりロックオン状態にされて負荷トルクが入力軸へ伝達されるのを阻止するものである。

かかる不可逆回転伝動素子を挿入された不可逆回転伝動系を用いる場合、アクチュエータトルクによる第2ローラ回転軸の旋回位置制御中は、アクチュエータトルクが不可逆回転伝動素子をロックオフ状態となしているため、第2ローラ回転軸の旋回位置制御を何ら妨げない。
しかして、第2ローラ回転軸が目標旋回位置になったことで、アクチュエータトルクを0にして制御を終了するとき、不可逆回転伝動素子が上記逆入力される負荷トルクによりロックオン状態にされ、当該逆入力される負荷トルクがアクチュエータへ向かうのを防止することができる。

不可逆回転伝動系を用いる場合、上記のように、アクチュエータトルクを0にしておいても、不可逆回転伝動素子がロックオン状態により負荷トルクをアクチュエータへ向かわせなくし得るため、アクチュエータトルク＝0の非作動状態でも第2ローラ回転軸を目標旋回位置に保つことができる。
このため、アクチュエータを絶えず駆動制御する必要がなくて、アクチュエータの駆動エネルギーが多くなるという問題や、制御が煩わしくなるという問題を解消することができる。

特開２００９−１７３２６１号公報（図５）特開２０１０−１２７３４９号公報

ところで、第2ローラ回転軸を目標旋回位置に制御し終えて、アクチュエータトルクを0にした状態で、目標旋回位置の変化により当該新たな目標旋回位置へ第2ローラ回転軸を旋回させるに際しては、
当該新たな目標旋回位置を実現するためのアクチュエータトルクが、先ず不可逆回転伝動素子をロックオフ状態となし、次にかかるロックオフ状態の不可逆回転伝動素子を介しアクチュエータトルクが第2ローラ回転軸に向かって、この第2ローラ回転軸を上記新たな目標旋回位置に旋回させることとなる。

しかし、不可逆回転伝動素子がロックオフ状態にされたとき、その出力側メンバが前記の負荷トルクに応動し得るようになる。
そして、負荷トルクによる出力側メンバの回転方向と同じ方向へアクチュエータを駆動させて行う回転制御中は、この負荷トルクに応動する不可逆回転伝動素子の出力側メンバが、アクチュエータトルクにより駆動されている不可逆回転伝動素子の入力側メンバを追いかける方向へ回転する。

従って、不可逆回転伝動素子の出力側メンバが負荷トルクの大きさなどに起因して入力側メンバよりも高速回転される条件下だと、出力側メンバが入力側メンバに追いつくことで、上記のごとくアクチュエータトルクによりロックオフ状態にされた不可逆回転伝動素子が再度ロックオン状態となり、
この再ロックオン状態により不可逆回転伝動素子の出力側メンバが再停止されるのに対し、入力側メンバは引き続きアクチュエータトルクにより回転され続けることから、不可逆回転伝動素子が再度ロックオフ状態となる。

このため不可逆回転伝動素子は、かかる再ロックオンおよび再ロックオフを繰り返す現象、所謂スティックスリップを発生し、不快な異常振動や異音の発生箇所になる懸念があった。

この懸念を緩和するため特許文献2には、不可逆回転伝動素子の入力側メンバおよび出力側メンバ間に、両者の相対回転速度を制限する摩擦リングを介在させる技術が提案されている。
かかる技術によれば、負荷トルクに応動する不可逆回転伝動素子の出力側メンバが、アクチュエータトルクにより駆動されている不可逆回転伝動素子の入力側メンバを追いかける方向へ回転するときの回転速度を摩擦リングにより低下させることができ、
不可逆回転伝動素子のスティックスリップを抑制して、不可逆回転伝動素子が不快な異常振動や異音の発生箇所になるのを緩和することができる。

しかし特許文献2所載のものに代表される従来のスティックスリップ対策技術は何れも、出力側メンバの回転速度を摩擦により抑制するものであるため、
部品の追加が不可欠であってコスト上の不利益を招くだけでなく、スティックスリップを生じない条件下では上記の摩擦が無用になって不可逆回転伝動系の伝動効率を低下させ、アクチュエータのエネルギー消費を無駄に増大させるという決定的な問題が不可避である。

本発明は、特許文献2によるような部品の追加に頼ることなく、制御上の対策により不可逆回転伝動素子のスティックスリップを回避、若しくは少なくとも抑制して、上記の問題を解消し得るようにした不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため本発明による不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置は、これを以下のように構成する。
先ず前提となる不可逆回転伝動系を説明するに、これは、
アクチュエータからのトルクを入力される入力軸と、
該入力軸からのトルクを出力する出力軸と、
これら入力軸および出力軸間にあって、入力軸から出力軸へトルクを伝達する伝動時は該トルクが目標回転位置実現用トルクとなるよう前記アクチュエータを駆動制御することでロックオフ状態にされて前記トルク伝達により入力軸および出力軸を該出力軸への負荷トルクに抗し前記目標回転位置へ回転可能であるが、入力軸から出力軸へトルクが伝達されない非伝動時は出力軸への前記負荷トルクによりロックオン状態にされて出力軸の負荷トルクが入力軸へ伝達されるのを阻止する不可逆回転伝動素子とを具えたものである。

本発明は、かかる不可逆回転伝動系に対し、以下のような入出力軸間伝動時回転方向検知手段と、目標回転位置補正手段と、アクチュエータ駆動制御手段とを設けた構成に特徴づけられる。

入出力軸間伝動時回転方向検知手段は、上記入力軸から出力軸へトルク伝達する伝動時であって、これら入力軸および出力軸の回転方向が上記負荷トルクによる出力軸の回転方向と同じ回転方向であるのを検知するものである。

目標回転位置補正手段は、当該入出力軸間伝動時回転方向検知手段により、入出力軸間伝動時の回転方向が負荷トルクによる出力軸の回転方向と同じ回転方向であると検知される場合、この回転方向へ上記目標回転位置を一時的に増大補正して、入力軸が一旦目標回転位置を所定以上の回転速度で通過してオーバーシュートした後目標回転位置となるようにするための指令回転位置を求めるものである。

アクチュエータ駆動制御手段は、目標回転位置補正手段で求めた指令回転位置を目標回転位置に代えて前記アクチュエータの駆動制御に資するものである。

上記した本発明による不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置にあっては、
入力軸から出力軸へトルク伝達する伝動時であって、その回転方向が負荷トルクによる出力軸の回転方向と同じ回転方向である場合、
この回転方向への目標回転位置の一時的な増大補正により得られた指令回転位置を目標回転位置に代えてアクチュエータの駆動制御に資するため、そして、目標回転位置の当該一時的な増大補正を、入力軸が一旦目標回転位置を所定以上の回転速度で通過してオーバーシュートした後に目標回転位置となるようなものとしたことから、以下の効果が奏し得られる。

つまり、入力軸が目標回転位置をオーバーシュートするとき、ここで入力軸を目標回転位置に停止させる訳ではないことから、入力軸回転速度を低下させる必要がなく、目標回転位置を上記所定以上の回転速度で通過させても構わない。
従って、入力軸が目標回転位置をオーバーシュートするまでの間に、負荷トルクに応動して入力軸を追いかけている出力軸が入力軸に追いつくことがなく、不可逆回転伝動素子がスティックスリップするのを回避することができる。

そして、入力軸が目標回転位置をオーバーシュートした後は直ちに、入力軸がオーバーシュート位置から目標回転位置となるよう回転方向を反転されるため、そして当該反転された回転方向が負荷トルクによる出力軸の回転方向と逆向きの回転方向であることから、入力軸回転速度の如何に関わらず、不可逆回転伝動素子がスティックスリップを生ずることがない。

以上のように本発明による不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置にあっては、不可逆回転伝動素子がスティックスリップを生ずるのを確実に防止することができる。

しかもこのスティックスリップ防止効果を、アクチュエータ駆動制御の部分的な変更のみにより得ることができ、従来のように摩擦部材のごとき部品の追加に頼る必要がないため、
コスト上の不利益を生ずることがないと共に、摩擦部材のごとき追加部品が不可逆回転伝動系の伝動効率を低下させてアクチュエータのエネルギー消費を無駄に増大させるという問題を生ずることもない。

本発明の一実施例になる不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置を内蔵する駆動力配分装置をトランスファとして具えた四輪駆動車両のパワートレーンを、車両上方から見て示す概略平面図である。図1における駆動力配分装置の縦断側面図である。図2に示す駆動力配分装置で用いたクランクシャフトを示す縦断正面図である。図2に示すトランスファの動作説明図で、 (a)は、クランクシャフト回転角が基準点の0°である位置における第1ローラおよび第2ローラの離間状態を示す動作説明図、 (b)は、クランクシャフト回転角が90°である時における第1ローラおよび第2ローラの接触状態を示す動作説明図、 (c)は、クランクシャフト回転角が180°である時における第1ローラおよび第2ローラの接触状態を示す動作説明図である。図2に示す駆動力配分装置のクランクシャフト回転角に対するクランクシャフト駆動反力トルク（負荷トルク）の変化特性を示す特性線図である。図2の駆動力配分装置におけるトルクダイオードを、その出力軸側から軸線方向に見て示す端面図である。図6に示すトルクダイオードの縦断側面図である。図6,7に示すトルクダイオードの作用説明図で、 (a)は、駆動力配分制御用の入力トルクが存在しない状態における、トルクダイオードの不可逆回転伝動作用を説明するための説明図、 (b)は、駆動力配分制御用の入力トルクが発生した直後における状態を説明するための説明図、 (c)は、駆動力配分制御用の入力トルクが出力軸に伝達され始めた時の状態を説明するための説明図である。図1におけるトランファコントローラの機能別ブロック線図である。図9におけるクランクシャフト回転角目標値補正量演算部が実行する制御プログラムを示すフローチャートである。図1におけるトランファコントローラの動作タイムチャートである。図1におけるトランファコントローラのクランクシャフト回転速度に応じた動作タイムチャートを示し、 (a)は、クランクシャフト回転速度が速い場合の動作タイムチャート、 (b)は、クランクシャフト回転速度が遅い場合の動作タイムチャートである。図1におけるトランファコントローラのクランクシャフト負荷トルクに応じた動作タイムチャートを示し、 (a)は、クランクシャフト負荷トルクが大きい場合の動作タイムチャート、 (b)は、クランクシャフト負荷トルクが小さい場合の動作タイムチャートである。クランクシャフト負荷トルクに対するクランクシャフト回転角目標値補正量の変化特性を示す特性線図である。路面摩擦係数に対するクランクシャフト回転角目標値補正量の変化特性を示す特性線図である。

以下、本発明の実施の形態を、図示の実施例に基づき詳細に説明する。
＜実施例の構成＞
図1は、本発明の一実施例になる不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置を内蔵する駆動力配分装置1をトランスファとして具えた四輪駆動車両のパワートレーンを、車両上方から見て示す概略平面図で、
本実施例においては不可逆回転伝動系を後述するごとく、トランスファ1の駆動力配分制御系として用いる。

図1の四輪駆動車両は、エンジン2からの回転を変速機3による変速後、リヤプロペラシャフト4およびリヤファイナルドライブユニット5を順次経て左右後輪6L,6Rに伝達するようにした後輪駆動車をベース車両とし、
左右後輪（主駆動輪）6L,6Rへのトルクの一部を、トランスファ1により、フロントプロペラシャフト7およびフロントファイナルドライブユニット8を順次経て左右前輪（従駆動輪）9L,9Rへ伝達することにより、四輪駆動走行が可能となるようにした車両である。

トランスファ1は、上記のごとく左右後輪（主駆動輪）6L,6Rへのトルクの一部を左右前輪（従駆動輪）9L,9Rへ分配して出力することにより、左右後輪（主駆動輪）6L,6Rおよび左右前輪（従駆動輪）9L,9R間の駆動力配分比を決定するもので、本実施例においては、この駆動力配分装置1を図2に示すように構成する。

図2において、11はハウジングを示し、このハウジング11内に主軸12および副軸13を、それぞれの回転軸線O₁およびO₂が相互に平行になるよう配して、回転自在に横架する。
主軸12の両端をそれぞれ、ハウジング11から突出させ、図2において該主軸12の左端を変速機3（図1参照）の出力軸に結合し、右端はリヤプロペラシャフト4（図1参照）を介してリヤファイナルドライブユニット5に結合する。

主軸12の軸線方向中程には、第1ローラ31を同心に一体成形して設け、副軸13の軸線方向中程には、第2ローラ32を同心に一体成形して設け、これら第1ローラ31および第2ローラ32を共通な軸直角面内に配置する。

副軸13は、第1ローラ31の軸線方向両側で主軸12に対し相対回転可能に吊下したベアリングサポート23,25を介し、以下のような構成によりハウジング11に対し間接的に回転自在に支持する。
つまり、副軸13の軸線方向中程に一体成形した第2ローラ32の軸線方向両側に配置して、副軸13の両端部に中空のクランクシャフト51L,51Rを遊嵌する。
これらクランクシャフト51L,51Rの中心孔51La,51Ra（半径をRiで図示した）と、副軸13の両端部との遊嵌部に軸受52L,52Rを介在させて、副軸13をクランクシャフト51L,51Rの中心孔51La,51Ra内で、これらの中心軸線O₂の周りに自由に回転し得るよう支持する。

クランクシャフト51L,51Rには図3に明示するごとく、中心孔51La,51Ra（中心軸線O₂）に対し偏心した外周部51Lb,51Rb（半径をRoで図示した）を設定し、これら偏心外周部51Lb,51Rbの中心軸線O₃は中心孔51La,51Raの軸線O₂（第2ロータ32の回転軸線）から、両者間の偏心分εだけオフセットしている。
クランクシャフト51L,51Rの偏心外周部51Lb,51Rbはそれぞれ図2に示すごとく、軸受53L,53Rを介して対応する側におけるベアリングサポート23,25内に回転自在に支持する。

クランクシャフト51Lおよび副軸13をそれぞれ図2の左端においてハウジング11から突出させ、ハウジング11から突出するクランクシャフト51Lの左端は、フロントプロペラシャフト7（図1参照）およびフロントファイナルドライブユニット8を介して左右前輪9L,9Rに結合する。

図2に示すように、クランクシャフト51L,51Rの相互に向き合う隣接端にそれぞれ、偏心外周部51Lb,51Rbと同心で、同仕様のリングギヤ51Lc,51Rcを一体に設け、これらリングギヤ51Lc,51Rcに、共通なクランクシャフト駆動ピニオン55を噛合させる。
なおこの噛合に当たっては、クランクシャフト51L,51Rを両者の偏心外周部51Lb,51Rbが円周方向において相互に整列する回転位置にした状態で、クランクシャフト駆動ピニオン55をリングギヤ51Lc,51Rcに噛合させる。

クランクシャフト駆動ピニオン55はピニオンシャフト56に結合し、ピニオンシャフト56の両端を軸受56a,56bによりハウジング11に回転自在に支持する。
図2の右側におけるピニオンシャフト56の右端をハウジング11に貫通してこれから突出させ、
該ピニオンシャフト56の露出端部は、不可逆回転伝動素子であるトルクダイオード61を介してローラ間押し付け力制御モータ45（アクチュエータ）のモータ軸45aに駆動結合する。

ローラ間押し付け力制御モータ45によりトルクダイオード61、ピニオン55およびリングギヤ51Lc,51Rcを介しクランクシャフト51L,51Rを回転位置制御するとき、副軸13および第2ローラ32の回転軸線O₂が図3に破線で示す軌跡円αに沿って旋回する。

図3の軌跡円αに沿った回転軸線O₂（第2ローラ32）の旋回により、第2ローラ32が図4(a)〜(c)に示すごとく第1ローラ31に対し径方向へ接近し、これら第1ローラ31および第2ローラ32のローラ軸間距離L1（図2も参照）をクランクシャフト51L,51Rの回転角θの増大につれ、第1ローラ31の半径と第2ローラ32の半径との和値よりも小さくすることができる。
かかるローラ軸間距離L1の低下により、第1ローラ31に対する第2ローラ32の径方向押圧力（ローラ間伝達トルク容量）が大きくなり、ローラ軸間距離L1の低下度合いに応じてローラ間径方向押圧力（ローラ間伝達トルク容量）を任意に制御することができる。

なお図4(a)に示すように本実施例では、第2ローラ回転軸線O₂がクランクシャフト回転軸線O₃の直下に位置し、第1ローラ31および第2ローラ32の軸間距離L1が最大となる下死点でのローラ軸間距離L1を、第1ローラ31の半径と第2ローラ32の半径との和値よりも大きくする。
これにより当該クランクシャフト回転角θ＝0°の下死点においては、第1ローラ31および第2ローラ32が相互に径方向へ押し付けられることがなく、ローラ31,32間でトラクション伝動が行われないトラクション伝動容量＝0の状態を得ることができ、
トラクション伝動容量を下死点での0と、図4(c)に示す上死点（θ＝180°）で得られる最大値との間で任意に制御することができる。

なお本実施例では、クランクシャフト51L,51Rの回転角基準点をクランクシャフト回転角θ=0°の下死点であることとして説明を展開する。

また本実施例では、上記のごとく第2ローラ32の回転軸線O₂モータ45により軸線O₃の周りに旋回させつつ、第1ローラ31に対する第2ローラ32の径方向押し付け力を加減する構成のため、
クランクシャフト回転角θに応じクランクシャフト51L,51Rには、図5に示すような駆動反力トルク（負荷トルク）Tcrが作用する。

＜トルクダイオード＞
図2のごとくモータ軸45aとピニオンシャフト56との結合部に介在させたトルクダイオード61は、
ローラ間押し付け力制御モータ45（モータ軸45a）からの回転操作力が何れ方向のものであっても、ローラ間押し付け力制御モータ45（モータ軸45a）からピニオンシャフト56への伝動を自由に行わせるが、
逆にピニオンシャフト56からローラ間押し付け力制御モータ45（モータ軸45a）への逆伝動をピニオンシャフト56の両方向回転ロックにより行わせないようにする不可逆回転伝動素子の用をなすもので、図6〜8につき以下に説明するような構成とする。

つまりトルクダイオード61は、その円筒形のケース62を図2に示すごとくハウジング11に取着して固定する。
図6,7に示すごとく、かかる固定ケース62の軸線方向一方側から入力軸63を、また軸線方向他方側から出力軸64を、相互に同軸となるよう配して固定ケース62内に進入させる。
入力軸63は軸受65により固定ケース62に対し回転自在に支持し、出力軸64は軸受66により固定ケース62に対し回転自在に支持する。

固定ケース62内における出力軸64の進入端部を図8に明示するごとく、軸線方向に見て六角形の拡大端部64aとなす。
かかる六角形拡大端部64aの各辺を成す外周平坦面と、固定ケース62の円筒内周面との間に、一対1組の噛み込みローラ67L,67Rを、ローラ軸線が入出力軸63,64の軸線と平行になるよう配して介在させる。

図6,8に示すごとく、これら噛み込みローラ67L,67R間にバネ68を介在させて噛み込みローラ67L,67Rを相互に離間する方向へ附勢し、
これにより噛み込みローラ67L,67Rをそれぞれ図6および図8(a)に示すごとく、六角形拡大端部64aの対応する外周平坦面と、固定ケース62の円筒内周面との間における円周方向漸減隙間に噛み込ませる。

固定ケース62内における入力軸63の進入端部には、図6および図8(a)に示すごとく、各一対1組の噛み込みローラ67L,67Rをローラ配列方向両側から挟んでローラ保持器の用をなすよう、六角形拡大端部64aの各角部と、固定ケース62の円筒内周面との間における最小隙間に位置させて、ローラ保持爪63L,63Rを設ける。
しかして、ローラ保持爪63L,63Rと、これに隣接するローラ67L,67Rとの間には、図6(a)にαで示すごとく、常態で隙間が存在するようになす。

固定ケース62内における入力軸63の進入端部には更に、図7および図8(a)に示すごとく、六角形拡大端部64aに向け軸線方向に突出する複数の駆動ピン63aを設け、
六角形拡大端部64aの端面には、これら各駆動ピン63aが所定の径方向隙間β（β>α）をもって遊嵌する盲孔64bを穿設する。

上記の構成になるトルクダイオード61は、図2に示すように、ケース62をハウジング11に固着し、入力軸63をローラ間押し付け力制御モータ45のモータ軸45aに結合し、出力軸64をピニオンシャフト56に結合して、トランスファ1に実用する。

＜トルクダイオードの不可逆回転伝動作用＞
トルクダイオード61の作用を、図8(a),(b),(c)に基づき以下に説明する。
図8(a)は、図2のモータ45が非作動状態でモータ45から入力軸63へトルクが入力されないときの状態を示す。
この場合、入力軸63のローラ保持爪63L,63Rが、隣接するローラ67L,67Rからそれぞれ隙間αをもって離れた中立位置にあり、また入力軸63の駆動ピン53aが、出力軸64（六角形拡大端部64a）に設けた盲孔64bの中心位置にある。

この状態で出力軸64（六角形拡大端部64a）から、図5につき前述した負荷トルクの逆入力があっても、出力軸64（六角形拡大端部64a）は以下のようにして回転を阻止される。
出力軸64（六角形拡大端部64a）からの逆入力が図8(a)において時針方向のトルクである場合は、六角形拡大端部64aのトルク方向遅れ側における角部が固定ケース62の内周面との間にローラ67Lを更に噛み込ませるよう作用して、逆入力による出力軸64（六角形拡大端部64a）の回転を阻止する（トルクダイオード61のロックオン状態）。
また出力軸64（六角形拡大端部64a）からの逆入力が図8(a)において反時針方向のトルクである場合は、六角形拡大端部64aのトルク方向遅れ側における角部が固定ケース62の内周面との間にローラ67Rを更に噛み込ませるよう作用して、逆入力による出力軸64（六角形拡大端部64a）の回転を阻止する（トルクダイオード61のロックオン状態）。

よって、図2のモータ45の非作動によりこれから入力軸63へトルクが入力されない状態である間、出力軸64（六角形拡大端部64a）が上記何れ方向における負荷トルクの逆入力によっても回転されることなく現在の回転位置を保ち得て、クランクシャフト51L,51Rを現在の回転位置に保つことができ、かかる不可逆回転伝動作用によりローラ31,32間の径方向押し付け力（ローラ間伝達トルク容量）、つまり駆動力配分比を現在のままに保持することができる。

しかして、図2に示すモータ45の作動によりこれから入力軸63へトルクが入力される場合は、このトルクをトルクダイオード61が以下のようにして六角形拡大端部64a（出力軸64）に伝達し、駆動力配分制御系へ向かわせることができる。

モータ45から入力軸63へのトルクが、図8(b),(c)に矢印で示す方向のものである場合につき説明すると、
入力軸63の回転方向遅れ側におけるローラ保持爪63Lが隙間αだけ回転した後、図8(b)に示すように対応するローラ67Lに衝接し、このローラ67Lをバネ68に抗しローラ67Rに接近する方向へ押動して、図8(c)に示すごとく六角形拡大端部64aの対応する外周平坦面と固定ケース62の内周面との間隔が大きくなる方向へ変位させる。

ローラ67Rは、かかる変位により固定ケース62に対する六角形拡大端部64a（出力軸64）の回転ロックを解除する（トルクダイオード61のロックオフ状態）。
このロックオフがなされたとき、図8(c)に示すごとく入力軸63の駆動ピン63aが隙間βの回転により盲孔64bの内周面と係合し、入力軸63は駆動ピン63aと盲孔64bとの係合を介して六角形拡大端部64a（出力軸64）にトルクを伝達し、ローラ31,32間の径方向押し付け力（ローラ間伝達トルク容量）、つまり駆動力配分比を当該トルクの加減（モータ45のトルク制御）により任意に制御することができる。

モータ45から入力軸63へのトルクが、図8(b),(c)に矢印で示すと逆方向のものである場合も、入力軸63の回転方向遅れ側におけるローラ保持爪63Rが隙間αだけ回転した後、対応するローラ67Rに衝接してこのローラ67Rを押動することでロックオフを行い（トルクダイオード61のロックオフ状態）、
このとき入力軸63の駆動ピン63aが盲孔64bとの係合を介して六角形拡大端部64a（出力軸64）にトルクを伝達することで、ローラ31,32間の径方向押し付け力（ローラ間伝達トルク容量）、つまり駆動力配分比を当該トルクの加減により任意に制御することができる。

＜駆動力配分作用＞
図1〜4につき上述したトランスファ1の駆動力配分作用を以下に説明する。
変速機3（図1参照）からトランスファ1の主軸12に達したトルクは、一方でこの主軸12からそのままリヤプロペラシャフト4およびリヤファイナルドライブユニット5（ともに図1参照）を経て左右後輪6L,6R（主駆動輪）へ伝達される。

他方でトランスファ1は、モータ45によりピニオン55およびリングギヤ51Lc,51Rcを介しクランクシャフト51L,51Rを回転位置制御して、ローラ軸間距離L1を第1ローラ31および第2ローラ32の半径の和値よりも小さくするとき、これらローラ31,32が径方向相互押圧力に応じたローラ間伝達トルク容量を持つことから、このトルク容量に応じて、左右後輪6L,6R（主駆動輪）へのトルクの一部を、第1ローラ31から第2ローラ32を経て副軸13に向かわせ、左右前輪9L,9R（副駆動輪）をも駆動することができる。
かくして車両は、左右後輪6L,6R（主駆動輪）および左右前輪（従駆動輪）9L,9Rの全てを駆動しての四輪駆動走行が可能である。

なお、この伝動中における第1ローラ31および第2ローラ32間の径方向押圧反力Ftは、これらに共通な回転支持板であるベアリングサポート23,25で受け止められ、ハウジング11に達することがない。
そして径方向押圧反力Ftは、クランクシャフト回転角θが0°〜90°である間は0となり、クランクシャフト回転角θが90°〜180°である間、θの増大に応じて増加し、クランクシャフト回転角θが180°になるとき最大値となる。

かかる径方向押圧反力Ftに起因して、クランクシャフト51L,51Rには、次式によって表されるクランクシャフト駆動反力トルク（負荷トルク）Tcrが作用し、
Tcr=Ft×Ro×sinθ
このクランクシャフト駆動反力トルク（負荷トルク）Tcrは、上式から明らかなように、クランクシャフト回転角θに対し図5に示すごとき非線形な特性を呈する。

かような四輪駆動走行中、クランクシャフト51L,51Rの回転角θが図4(b)に示すごとく基準位置の90°であって、第1ローラ31および第2ローラ32が相互に、この時のオフセット量OSに対応した径方向押圧力で押し付けられて摩擦接触している場合、
これらローラ間のオフセット量OSに対応したトラクション伝動容量で左右前輪（従駆動輪）9L,9Rへの動力伝達が行われる。

そして、クランクシャフト51L,51Rを図4(b)の基準位置から、図4(c)に示すクランクシャフト回転角θ＝180°の上死点に向け回転操作してクランクシャフト回転角θを増大させるにつれ、ローラ軸間距離L1が更に減少して第1ローラ31および第2ローラ32の相互オーバーラップ量OLが増大する結果、第1ローラ31および第2ローラ32は径方向相互押圧力を増大され、これらローラ間のトラクション伝動容量を増大させることができる。

クランクシャフト51L,51Rが図4(c)の上死点位置に達すると、第1ローラ31および第2ローラ32は相互に、最大のオーバーラップ量OLに対応した径方向最大押圧力で径方向へ押し付けられて、これらの間のトラクション伝動容量を最大にすることができる。
なお最大のオーバーラップ量OLは、第2ローラ回転軸線O₂およびクランクシャフト回転軸線O₃間の偏心量εと、図4(b)につき上記したオフセット量OSとの和値である。

以上の説明から明らかなように、クランクシャフト51L,51Rをクランクシャフト回転角θ＝0°の回転位置から、クランクシャフト回転角θ＝180°の回転位置まで回転操作することにより、クランクシャフト回転角θの増大につれ、ローラ間トラクション伝動容量を0から最大値まで連続変化させることができる。
また逆に、クランクシャフト51L,51Rをクランクシャフト回転角θ＝180°の回転位置から、θ＝0°の回転位置まで回転操作することにより、クランクシャフト回転角θの低下につれ、ローラ間トラクション伝動容量を最大値から0まで連続変化させることができ、ローラ間トラクション伝動容量をクランクシャフト51L,51Rの回転操作により自在に制御し得る。

＜トラクション伝動容量制御＞
上記した四輪駆動走行中はトランスファ1が、上記のごとく左右後輪（主駆動輪）6L,6Rへのトルクの一部を左右前輪（従駆動輪）9L,9Rへ分配して出力するため、第1ローラ31および第2ローラ32間のトラクション伝動容量を、左右後輪6L,6R（主駆動輪）の駆動力と、前後輪目標駆動力配分比とから求め得る、左右前輪（従駆動輪）9L,9Rへ分配すべき目標前輪駆動力に対応させる必要がある。

この要求にかなうトラクション伝動容量制御のために本実施例においては、図1に示すようにトランスファコントローラ111を設け、これによりモータ45の回転制御（クランクシャフト回転角θの制御）を行うものとする。

そのためトランスファコントローラ111には、
エンジン2の出力を加減するアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）APOを検出するアクセル開度センサ112からの信号と、
左右後輪6L,6R（主駆動輪）の回転周速Vwrを検出する後輪速センサ113からの信号と、
車両の重心を通る鉛直軸線周りにおけるヨーレートφを検出するヨーレートセンサ114からの信号と、
車体加速度γを検出する車体加速度センサ115からの信号とを入力するほか、
図2に示すごとくハウジング11内に設けられてクランクシャフト51L,51Rの回転角θを検出するクランクシャフト回転角センサ116からの信号を入力する。

トランスファコントローラ111は、これら入力情報を基に、トランスファ1のトラクション伝動容量制御（四輪駆動車両の前後輪駆動力配分制御）を行うため、図9のブロック線図で示すごときものとする。
つまりトランスファコントローラ111は、クランクシャフト回転角目標値演算部71と、クランクシャフト回転速度演算部72と、路面μ演算部73と、クランクシャフト回転角目標値補正量演算部74と、クランクシャフト回転角指令値演算部75と、モータ駆動電流演算部76とで構成する。

クランクシャフト回転角目標値演算部71は、アクセル開度APO、後輪速Vwr、およびヨーレートφに基づき、先ず左右後輪6L,6R（主駆動輪）の駆動力および前後輪目標駆動力配分比を周知の要領で求める。
次にクランクシャフト回転角目標値演算部71は、これら左右後輪6L,6R（主駆動輪）の駆動力および前後輪目標駆動力配分比から、左右前輪（従駆動輪）9L,9Rへ分配すべき目標前輪駆動力を求める。
更にクランクシャフト回転角目標値演算部71は、第1ローラ31および第2ローラ32がこの目標前輪駆動力を伝達するのに必要なローラ間径方向押圧力（第1ローラ31および第2ローラ32間のトラクション伝動容量）をマップ検索などにより求め、このローラ間径方向押圧力（第1ローラ31および第2ローラ32間のトラクション伝動容量）を実現するのに必要なクランクシャフト51L,51R（図2,3参照）の回転角目標値tθ（本発明における目標回転位置）、つまり第2ローラ軸線O₂の目標旋回位置を演算する。

クランクシャフト回転速度演算部72は、本発明における出力軸回転速度検出手段に相当し、センサ116で検出したクランクシャフト回転角θを基にクランクシャフト回転速度ωを求める。
クランクシャフト回転角θからクランクシャフト回転速度ωを求めるに際しては、クランクシャフト回転角θの現在値（検出値）と、１制御周期前の値との差分を制御周期で除算することによりクランクシャフト回転速度ωを求める方法や、検出したクランクシャフト回転角θをハイパスフィルタに通してフィルタ処理することによりクランクシャフト回転速度ωを求める方法などがある。

路面μ演算部73は、本発明における路面μ検出手段に相当し、車体加速度γおよび後輪速Vwrを基に、例えば特開2001-334920号公報に記載のような方法で、走行路面の摩擦係数μを演算する。
かかる路面摩擦係数μの求め方によれば、これを、既存センサ113,115の検出値に基づく演算により求めるため、コスト的に有利である。

クランクシャフト回転角目標値補正量演算部74は、クランクシャフト回転角目標値演算部71で求めたクランクシャフト回転角目標値tθに対する補正量（クランクシャフト回転角目標値補正量）Δθを演算するもので、
クランクシャフト回転角目標値tθのほかに、現在のクランクシャフト回転角θと、クランクシャフト回転速度ωと、路面摩擦係数μとを入力され、これ入力情報を基に図10の制御プログラムを実行してクランクシャフト回転角目標値補正量Δθを演算する。
なお以下では、クランクシャフト回転角θが増加する方向の回転を正回転、クランクシャフト回転角θが減少する方向の回転を逆回転として説明を展開することとする。

クランクシャフト回転角指令値演算部75は、演算部71で求めたクランクシャフト回転角目標値tθに、演算部74で求めたクランクシャフト回転角目標値補正量Δθを加算して、クランクシャフト回転角目標値tθをクランクシャフト回転角目標値補正量Δθだけ補正したクランクシャフト回転角指令値dθを求める。
従って、クランクシャフト回転角目標値補正量演算部74およびクランクシャフト回転角指令値演算部75は、本発明における目標回転位置補正手段に相当する。

モータ駆動電流演算部76は、上記のクランクシャフト回転角指令値dθにクランクシャフト回転角θを所定の応答で追従させる（例えばクランクシャフト回転角指令値dθに時定数0.1secの1次ローパスフィルタをかけた値にクランクシャフト回転角θを一致させる）のに必要なモータ駆動電流Iを、PID制御や非線形反力補償などにより求めてローラ間押し付け力制御モータ45に指令する。
従ってモータ駆動電流演算部76は、本発明におけるアクチュエータ駆動制御手段に相当する。

なおローラ間押し付け力制御モータ45は、その実駆動電流を、上記指令したモータ駆動電流Iに対し所定の応答で制御されるものとし、モータ45は、かかる実駆動電流により駆動されるとき、クランクシャフト51L,51Rの回転角θを所定の応答でクランクシャフト回転角指令値dθに一致させることができる。
かかるモータ45の駆動制御により、対応する力で第1ローラ31および第2ローラ32を相互に径方向に押圧接触させ、これらローラ31,32間のトラクション伝動容量を、左右前輪（従駆動輪）9L,9Rへ前記した目標前輪駆動力が向かうよう制御することができる。

かようにしてクランクシャフト回転角θがクランクシャフト回転角指令値dθに制御され終えた後は、モータ45の出力トルクを0に向けて低下させることで、図5に示す負荷トルクTcrによりトルクダイオード61が図8(a)につき前述した通りロックオン状態に保たれるため、モータトルク無しで安価に、しかも簡単にクランクシャフト回転角θを指令値dθに保持することができる。

演算部71で求めたクランクシャフト回転角目標値tθが変化すると、これに呼応して演算部75で求めるクランクシャフト回転角指令値dθも変化し、上記したと同様にしてモータ45が新たなクランクシャフト回転角目標値tθ（クランクシャフト回転角指令値dθ）を実現するよう駆動制御される。
この時モータトルクが、トルクダイオード61を図8(b),(c)につき前述したようにロックオフ状態となして、クランクシャフト51L,51Rに向かい得ることとなり、新たなクランクシャフト回転角目標値tθ（クランクシャフト回転角指令値dθ）を実現することができる。

ところで、この時におけるクランクシャフト51L,51Rの回転方向が、図5のような変化特性を呈する負荷トルクTcrによる出力軸64の回転方向と同位相の回転方向である制御中は、この負荷トルクに応動するトルクダイオード61の出力軸64が、モータ45により駆動されているトルクダイオード61の入力軸63を追いかける方向へ回転する。

従って、トルクダイオード61の出力軸64が負荷トルクTcrの大きさなどに起因して入力軸63よりも高速回転される条件下だと、出力軸64が入力軸63に追いつくことで、上記のごとくモータトルクによりロックオフ状態にされたトルクダイオード61が再度ロックオン状態となる。
この再ロックオン状態によりトルクダイオード61の出力軸64が再停止されるのに対し、入力側軸63は引き続きモータトルクにより回転され続けることから、トルクダイオード61が再度ロックオフ状態となる。
このためトルクダイオード61は、上記の再ロックオンおよび再ロックオフを繰り返す、所謂スティックスリップを発生し、不快な異常振動や異音を生じさせる懸念がある。

＜トルクダイオードのロックオフ制御＞
本実施例においては、かかるトルクダイオード61のスティックスリップを回避すべく、図9のクランクシャフト回転角目標値補正量演算部74が図10の制御プログラムを実行して、
クランクシャフト回転角θが図11に実線で示すごとく一旦、破線で示すクランクシャフト回転角目標値tθを、高速で（トルクダイオード61の入力軸63が出力軸64よりも高速回転されるような速度で）オーバーシュートした後クランクシャフト回転角目標値tθに至るようにするための、一点鎖線で例示するクランクシャフト回転角目標値補正量Δθを演算し、
図9の演算部75でクランクシャフト回転角目標値tθをクランクシャフト回転方向へ当該Δθだけ増大補正して求めたクランクシャフト回転角指令値dθをモータ45の制御に資することとする。

図10のステップＳ11においては、トルクダイオード61がスティックスリップを生ずる方向の回転伝動中で、上記したクランクシャフト回転角目標値tθの増大補正（Δθ）が必要な条件か否かを、つまり前記した通りトルクダイオード61が入力軸63から出力軸64へトルク伝達する伝動時であって、これら入力軸63および出力軸63の回転方向が、図5のような変化を呈する負荷トルクTcrによる出力軸64の回転方向と同じ回転方向であるか否かをチェックする。
従ってステップＳ11は、本発明における入出力軸間伝動時回転方向検知手段に相当する。

ステップＳ11でトルクダイオード61がスティックスリップを生ずることのない回転伝動中（クランクシャフト回転角目標値tθの補正が不要）と判定する間は、ステップＳ12において、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθを0にする。
この場合、図9の演算部75においてクランクシャフト回転角目標値tθの補正が行われず、クランクシャフト回転角目標値tθがそのままクランクシャフト回転角指令値dθとして、モータ45の駆動制御に用いられ、トランスファ1の前後輪駆動力配分制御が通常通りに行われる。

ステップＳ11でトルクダイオード61がスティックスリップを生ずる回転伝動中（クランクシャフト回転角目標値tθの補正が必要）と判定する間は、ステップＳ13において、以下のごとくにクランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよびその設定時間Δt（図11に示す、Δθによるクランクシャフト回転角目標値tθの補正時間）を演算する。

図12(a),(b)はそれぞれ、クランクシャフト回転角θの変化速度であるクランクシャフト回転速度ωが高い場合と、低い場合とで、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δtを如何様に設定するのかを示したものである。
なお、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定開始タイミングt1は、本実施例の場合すべて同一とし、クランクシャフト回転角θとクランクシャフト回転角目標値tθとの偏差δ（目標回転位置未達回転量）を図示せざる目標回転位置未達回転量演算手段で求めてこの偏差δが設定値δ1に低下した時とする。
この場合、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定終了タイミングt2(t3)を決定するのみで、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δtを制御することができ、制御性が向上する。

そして図12(a),(b)においては、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθを同じΔθ_1に設定し、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δt（クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定終了タイミングt2,t3）を決定することで、クランクシャフト回転角θがクランクシャフト回転角目標値tθとなる時の時系列変化態様を決めるようにする。

図12(a),(b)では、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δt（クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定終了タイミングt2,t3）を、クランクシャフト回転速度ωに応じ決定する。
12(a)のようにクランクシャフト回転速度ωが高いほど、12(b) のようにクランクシャフト回転速度ωが低い場合よりも、クランクシャフト回転角θとクランクシャフト回転角目標値tθとの偏差δが大きい設定値δ2に低下した早い瞬時t2にクランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定を終了させて、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間ΔtをΔt_1のごとく短くする。
図12(b) のようにクランクシャフト回転速度ωが低い場合、クランクシャフト回転角θとクランクシャフト回転角目標値tθとの偏差δが小さな設定値δ3に低下した瞬時t3にクランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定を終了させて、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間ΔtをΔt_2のごとく長くする。

なお図12(a),(b)では、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθが同じΔθ_1である場合につき説明したが、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθを、12(a)のようにクランクシャフト回転速度ωが高いほど、12(b) のようにクランクシャフト回転速度ωが低い場合よりも、少なくなるよう設定してもよい。
但しこの場合、必要に応じてクランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δtを調整する必要がある。

ここで、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定終了タイミングは、クランクシャフト回転角θがクランクシャフト回転角目標値tθを通過するオーバーシュート開始時t4よりも遅くならないタイミングとする。
なお、クランクシャフト回転角θの当該オーバーシュートは、一瞬だけクランクシャフト回転角θが目標値tθから乖離するが、四輪駆動時の前後輪駆動力配分制御は高精度を必要としないため、問題になることはない。

ところで、図12(b) のようにクランクシャフト回転速度ωが低いほど、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δtを長くしたり、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθを大きくする理由は、
クランクシャフト回転速度ωが低いと、トルクダイオード61の入力軸回転速度も遅く、負荷トルクTcrに応動するトルクダイオード61の出力軸64が入力軸63に追いついてスティックスリップを生じやすく、これを防止するためにモータ45を高速駆動させる必要があるためである。

図13(a),(b)はそれぞれ、同じクランクシャフト回転速度ω＝ω_1のもと、クランクシャフト回転角目標値tθが140°のように大きい（負荷トルクTcrが大きい）場合と、クランクシャフト回転角目標値tθが100°のように小さい（負荷トルクTcrが小さい）場合とで、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよびその設定時間Δtを如何様に設定するのかを示したものである。
なお、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定開始タイミングt1は、前記した通り、クランクシャフト回転角θとクランクシャフト回転角目標値tθとの偏差δ（目標回転位置未達回転量）が設定値δ1に低下した時とする。

クランクシャフト回転角目標値補正量Δθは、図14に例示するごとく、クランクシャフト回転角目標値tθが大きい（負荷トルクTcrが大きい）ほど大きな補正量とし、
図13(a)ではtθ＝140°の時における負荷トルクTcrの大きさに応じΔθ＝Δθ_2のように大きく設定し、図13(b)ではtθ＝100°の時における負荷トルクTcrの大きさに応じΔθ＝Δθ_3のように小さく設定する。

またクランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δtは、特性図の例示をしなかったが、クランクシャフト回転角目標値tθが大きい（負荷トルクTcrが大きい）ほど長い時間とする。

つまり、図13(a)ではtθ＝140°の時における負荷トルクTcrの大きさに応じ、クランクシャフト回転角θとクランクシャフト回転角目標値tθとの偏差δ（目標回転位置未達回転量）が0になった（θ＝tθになった）瞬時t4にクランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定を終了させて、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間ΔtをΔt_2のごとく最大限長くする。

そして図13(b)ではtθ＝100°の時における小さな負荷トルクTcrに応じ、クランクシャフト回転角θとクランクシャフト回転角目標値tθとの偏差δ（目標回転位置未達回転量）がδ4になった瞬時t5にクランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定を終了させて、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間ΔtをΔt_2のごとく短くする。

ところで、図13(a),(b) のようにクランクシャフト回転角目標値tθが大きい（負荷トルクTcrが大きい）ほど、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθを大きくしたり、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δtを長くする理由は、
負荷トルクTcrが大きいほど、これに応動するトルクダイオード61の出力軸64が入力軸63に追いついてスティックスリップを生じやすく、これを防止するためにモータ45を高速駆動させる必要があるためである。

クランクシャフト回転角目標値補正量Δθは更に、図15に例示するごとく、路面摩擦係数μが大きいほど大きな補正量とし、
またクランクシャフト回転角目標値補正量Δθの設定時間Δtも、特性図の例示をしなかったが、路面摩擦係数μが大きいほど長い時間とする。

その理由は、路面摩擦係数μが大きい時ほど車両挙動が安定するため、クランクシャフト回転角θの目標値tθからの大きなオーバーシュートにより前後輪駆動力配分制御の精度が低下しても問題になることはなく、
路面摩擦係数μが大きい時ほど、トルクダイオード61のスティックスリップ防止を重視して、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよびその設定時間Δtを大きくした方が得策であるためである。

なお、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよびその設定時間Δtの決定に際して用いる上記のクランクシャフト回転速度ω、クランクシャフト回転角目標値tθ（負荷トルクTcr）、および路面摩擦係数μは、単独で採用してもよいし、任意の組み合わせを採用してもよい。
また、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよびその設定時間Δtは、その組み合わせではなく、いずれか一方を単独で用いてもよいのは言うまでもない。

図10のステップＳ13で上記のごとくに求めたクランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよびその設定時間Δt（補正開始タイミングt1、および補正終了タイミングt2〜t5）に基づき、図9の演算部75はクランクシャフト回転角目標値tθを図11に例示するごとく、補正開始タイミングt1から補正終了タイミングt4までの補正時間Δt中、Δθだけ増大補正して一点鎖線図示のクランクシャフト回転角指令値dθを求め、これをモータ45の駆動制御に供してトランスファ1の前後輪駆動力配分制御を行う。

これによりクランクシャフト回転角θは、図11に実線で示すごとく瞬時t4において一旦、破線で示すクランクシャフト回転角目標値tθを、高速で（トルクダイオード61の入力軸63が出力軸64よりも高速回転されるような速度で）オーバーシュートした後、直ちにクランクシャフト回転角目標値tθに戻るよう制御される。

＜実施例の効果＞
上記した本実施例によるトルクダイオード61のロックオフ制御によれば、
クランクシャフト回転角θが図11に実線で示すごとく瞬時t4において、一旦クランクシャフト回転角目標値tθを上記の高速でオーバーシュートした後、直ちにクランクシャフト回転角目標値tθに至るため、以下のような効果が奏し得られる。

つまり、クランクシャフト回転角θが瞬時t4において目標値tθを上記の高速でオーバーシュートするとき、ここでクランクシャフト51L,51Rをtθ対応の目標回転位置に停止させる訳ではないことから、モータ45の回転速度（トルクダイオード61の入力側回転速度）を低下させる必要がなく、目標回転位置を上記の高速で通過させても構わない。
従って、クランクシャフト回転角θが目標値tθをオーバーシュートするまでの間に、負荷トルクTcrに応動してトルクダイオード61の入力軸63を追いかけている出力軸64が入力軸63に追いつくことがなく、トルクダイオード61がスティックスリップするのを防止することができる。

そして、クランクシャフト回転角θが目標値tθをオーバーシュートした後は直ちに、入力軸63がオーバーシュート位置からtθ対応の目標回転位置となるよう回転方向を反転されるため、そして当該反転された回転方向が負荷トルクTcrによる出力軸64の回転方向と逆の回転方向であることから、入力軸回転速度の如何に関わらず、トルクダイオード61がスティックスリップを生ずることがない。

以上のように本実施例によるトルクダイオード61のロックオフ制御によれば、トルクダイオード61がスティックスリップを生ずるのを防止し得る。
しかもこのスティックスリップ防止効果を、モータ45の駆動制御の部分的な変更のみにより達成することができ、前記した従来対策のように摩擦部材のごとき部品の追加に頼る必要がないため、
コスト上の不利益を生ずることがないと共に、摩擦部材のごとき追加部品がトルクダイオード61の伝動効率を低下させてモータ45のエネルギー消費を無駄に増大させるという問題を生ずることもない。

なお上記のオーバーシュートは、一瞬だけクランクシャフト回転角θを目標値tθから乖離させるが、四輪駆動時の前後輪駆動力配分制御は高精度を必要としないため、問題になることはない。
また、かかるオーバーシュート後にクランクシャフト回転角θを目標値tθとなす制御は、トルクダイオード61のロックオン時における噛み込みローラ67Lまたは67Rの噛み込み力が小さく、次回のロックオフを小さなモータトルクで行い得て、ロックオフ応答が高まるという付加的な効果も得られる。

なお上記の作用効果を達成するために、不可逆回転伝動素子の入力軸63を目標回転位置まで出力軸64よりも高速で回転させるようモータ45を駆動制御することも考えられるが、入力軸63を目標回転位置に停止させるためには、入力軸63を目標回転位置まで高速回転させ続ける訳にはゆかず、入力軸63を目標回転位置の手前側から速度低下させる必要がある。
かかる速度低下時に入力軸63が、出力軸64に追いつかれて、結局はトルクダイオード61がスティックスリップを発生することになり、入力軸63を一時的に出力軸64よりも高速で回転させるだけの対策では、抜本的な解決策になり得ないが、
本実施例においては、クランクシャフト回転角θが図11に実線で示すごとく瞬時t4において、一旦クランクシャフト回転角目標値tθを高速でオーバーシュートした後、直ちにクランクシャフト回転角目標値tθに至るため、前記した通り抜本的な解決策となり得る。

本実施例においては更に、クランクシャフト回転角目標値tθの増大補正を、オーバーシュート瞬時t4以前におけるクランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよび/または該補正の時間Δtにより規定し、これら補正量Δθおよび/または補正時間Δtを、オーバーシュート瞬時t4におけるトルクダイオード入力軸63の回転速度がトルクダイオード出力軸64の同方向回転速度よりも速くなるよう決定するため、前記したスティックスリップ防止効果を顕著なものにすることができる。

また、クランクシャフト回転角θがオーバーシュート終了位置になった時からクランクシャフト回転方向が反転するため、オーバーシュート終了時にモータ45が入力軸63へのトルクを瞬時に0にすることとなり、オーバーシュート終了の直前でモータ45の回転速度が一瞬低下することがあっても、これがトルクダイオード61のスティックスリップを生じさせることはない。

更にクランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよび/または該補正の時間Δtを、図12につき前述したごとくクランクシャフト回転速度ωが遅いほど大きくし、図13,14につき前述したごとく負荷トルクTcrが大きいほど大きくしたため、
これらクランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよび/または該補正の時間Δtが常に過不足のない適切なものとなり、いかなるクランクシャフト回転速度ωおよび負荷トルクTcrのもとでも、確実にトルクダイオード61のスティックスリップを防止することができる。

加えて図15につき前述したごとく、クランクシャフト回転角目標値補正量Δθおよび/または該補正の時間Δtを路面摩擦係数μが大きいほど大きくしたため、車両挙動が安定する当該高μ路面で前後輪駆動力配分制御精度を不必要に高くせず、トルクダイオード61のスティックスリップ防止を重視した制御が行われることとなり、トルクダイオード61のスティックスリップ防止効果を更に向上させることができる。

そして、クランクシャフト回転角目標値の補正時間Δtを制御するに際し、図12,13につき前述した通り、
クランクシャフト回転角θとクランクシャフト回転角目標値tθとの偏差δ（目標回転位置未達回転量）が一定量δ1になった時、クランクシャフト回転角目標値tθの増大補正を開始し、
この目標回転位置未達回転量δが、クランクシャフト回転速度ωや、負荷トルクTcrや、路面摩擦係数μに応じた所定量δ2,δ3,δ4になる時、クランクシャフト回転角目標値tθの増大補正を終了させて補正時間Δtを制御し、
補正終了タイミングを、図13(a)に示すオーバーシュート開始タイミングt4以前と定めたため、
補正時間Δtの制御が容易であると共に、クランクシャフト回転角θの目標値tθからのオーバーシュートが過大になるのを防止して、上記の効果を更に顕著なものにすることができる。

＜その他の実施例＞
なお上記実施例では、不可逆回転伝動系がトランファ（駆動力配分制御装置）1のクランクシャフト回転位置制御系である場合について説明したが、本発明の上記した着想は、それ以外の不可逆回転伝動系にも用い得るのは言うまでもない。

また上記実施例では、不可逆回転伝動素子として図2,6〜8に示すようなトルクダイオード61を用いる場合について説明したが、不可逆回転伝動素子はこれに限られるものでないこと勿論である。

1 駆動力配分装置
2 エンジン
3 変速機
4 リヤプロペラシャフト
5 リヤファイナルドライブユニット
6L,6R 左右後輪（主駆動輪）
7 フロントプロペラシャフト
8 フロントファイナルドライブユニット
9L,9R 左右前輪（従駆動輪）
11 ハウジング
12 主軸
13 副軸
23,25 ベアリングサポート
31 第1ローラ
32 第2ローラ
45 ローラ間押し付け力制御モータ（アクチュエータ）
51L,51R クランクシャフト
51La,51Ra 中心孔
51Lb,51Rb 偏心外周部
51Lc,51Rc リングギヤ
55L,55R クランクシャフト駆動ピニオン
56 ピニオンシャフト
61 トルクダイオード（不可逆回転伝動素子）
62 固定ケース
63 入力軸
63a 駆動ピン
63L,63R ローラ保持爪
64 出力軸
64a 六角形拡大端部
64b 盲孔
65,66 軸受
67L,67R 噛み込みローラ
68 バネ
71 クランクシャフト回転角目標値演算部
72 クランクシャフト回転速度演算部（出力軸回転速度検出手段）
73 路面μ演算部（路面μ検出手段）
74 クランクシャフト回転角目標値補正量演算部（目標回転位置補正手段）
75 クランクシャフト回転角指令値演算部（目標回転位置補正手段）
76 モータ駆動電流演算部（アクチュエータ駆動制御手段）
111 トランスファコントローラ
112 アクセル開度センサ
113 後輪速センサ
114 ヨーレートセンサ
115 車体加速度センサ
116 クランクシャフト回転角センサ

Claims

アクチュエータからのトルクを入力される入力軸と、
該入力軸からのトルクを出力する出力軸と、
これら入力軸および出力軸間にあって、入力軸から出力軸へトルクを伝達する伝動時は該トルクが目標回転位置実現用トルクとなるよう前記アクチュエータを駆動制御することでロックオフ状態にされて前記トルク伝達により入力軸および出力軸を該出力軸への負荷トルクに抗し前記目標回転位置へ回転可能であるが、入力軸から出力軸へトルクが伝達されない非伝動時は出力軸への前記負荷トルクによりロックオン状態にされて出力軸の負荷トルクが入力軸へ伝達されるのを阻止する不可逆回転伝動素子とを具えた不可逆回転伝動系において、
前記入力軸から出力軸へトルク伝達する伝動時であって、これら入力軸および出力軸の回転方向が前記負荷トルクによる出力軸の回転方向と同じ回転方向であるのを検知する入出力軸間伝動時回転方向検知手段と、
該手段により、入出力軸間伝動時の回転方向が負荷トルクによる出力軸の回転方向と同じ回転方向であると検知される場合、この回転方向へ前記目標回転位置を一時的に増大補正して、入力軸が一旦前記目標回転位置を所定以上の回転速度で通過してオーバーシュートした後前記目標回転位置となるようにするための指令回転位置を求める目標回転位置補正手段と、
該手段で求めた指令回転位置を前記目標回転位置に代えて前記アクチュエータの駆動制御に資するアクチュエータ駆動制御手段と
を具備してなることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項1に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記目標回転位置補正手段は、前記目標回転位置の増大補正を、前記オーバーシュート以前における該補正の量および/または該補正の時間により規定し、これら補正量および/または補正時間を、前記入力軸が前記目標回転位置を通過するときにおける前記所定以上の回転速度が前記出力軸の同方向回転速度よりも速くなるよう決定するものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項1または2に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記アクチュエータ駆動制御手段は、入力軸が前記指令回転位置になったとき、入力軸回転方向の反転要求に伴い入力軸へのトルクを瞬時に0にするよう前記アクチュエータを駆動制御するものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項2または3に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記目標回転位置補正手段は、前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度検出手段を具え、該手段で検出した出力軸回転速度が遅いほど、前記補正量および/または補正時間を大きくするものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項2〜4のいずれか1項に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記目標回転位置補正手段は、出力軸の前記目標回転位置に対する実回転位置の目標回転位置未達回転量を検出する目標回転位置未達回転量演算手段を具え、該手段で演算した目標回転位置未達回転量が所定量になった時に前記目標回転位置の増大補正を終了させて前記補正時間を制御するものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項5に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記目標回転位置補正手段は、前記目標回転位置未達回転量演算手段で演算した目標回転位置未達回転量が一定量になった時に前記目標回転位置の増大補正を開始するものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項2〜6のいずれか1項に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記目標回転位置補正手段は、前記負荷トルクが大きいほど前記補正量および/または補正時間を大きくするものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項7に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記目標回転位置補正手段は、前記負荷トルクの大きさを前記目標回転位置から推定するものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項1〜8のいずれか1項に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
一対のローラを径方向に押圧接触させた摩擦伝動ユニットに前記不可逆回転伝動系を用い、該不可逆回転伝動系により一方のローラを偏心軸線周りに旋回させてローラ軸線間距離を変更することでローラ間径方向押圧力を制御するものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
前記摩擦伝動ユニットが、前記ローラの一方を主駆動輪と共に回転され、他方のローラを従駆動輪と共に回転されるようにして四輪駆動車両に用いられ、主従駆動輪間駆動力配分制御を司るものである、請求項9に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記目標回転位置補正手段は、前記駆動輪が接地する路面の摩擦係数を検出する路面μ検出手段を具え、該手段で検出した路面摩擦係数が大きいほど前記補正量および/または補正時間を大きくするものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。
請求項10に記載された、不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置において、
前記路面μ検出手段は、車両の加速度および駆動輪の車輪速から路面摩擦係数を演算により求めて推定するものであることを特徴とする不可逆回転伝動系のロックオフ制御装置。