JP2014015141A - Driving force distribution system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動力配分装置に関するものである。 The present invention relates to a driving force distribution device.
特許文献1には、主駆動輪伝達系と共に回転する第1ローラと、従駆動輪伝達系と共に回転する第2ローラと、第2ローラをその回転軸線からオフセットした偏心軸線周りに回動自在に支持するクランクシャフトと、クランクシャフトを回転駆動する電動モータ(径方向押し付け力制御用アクチュエータ)とを備えた駆動力配分装置が開示されている。
上記従来技術では、電動モータの作動によりクランクシャフトを回転駆動して第2ローラを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、これにより両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ている。 In the above prior art, the crankshaft is rotationally driven by the operation of the electric motor and the second roller is turned around the eccentric axis, thereby causing the second roller to be displaced relative to the first roller in the radial direction, whereby both rollers It controls the radial pressing force between them, that is, the distribution of the driving force between the main driving wheel and the sub driving wheel.
この従来技術では、上記に加え、電動モータの回転がトルクダイオードを介してクランクシャフトに伝達されるよう構成し、両ローラ間の径方向押し付け力を保持する際には、電動モータを非作動とすることで、トルクダイオードの不可逆伝動作用を利用してクランクシャフト回転角を保持している。 In this prior art, in addition to the above, the rotation of the electric motor is configured to be transmitted to the crankshaft via the torque diode, and when the radial pressing force between the two rollers is maintained, the electric motor is deactivated. Thus, the crankshaft rotation angle is maintained by utilizing the irreversible transmission operation of the torque diode.
しかしながら、上記従来技術にあっては、四輪駆動走行中に電動モータが故障した場合、トルクダイオードの不可逆伝動作用によりクランクシャフト回転角が固定され、二輪駆動走行に移行できなくなる。この場合、常に従駆動輪に駆動力配分がなされるため、従駆動輪のデファレンシャルギヤの油温の過熱等が問題となる。 However, in the above prior art, when the electric motor breaks down during four-wheel drive traveling, the crankshaft rotation angle is fixed due to the irreversible transmission operation of the torque diode, and it becomes impossible to shift to two-wheel drive traveling. In this case, since the driving force is always distributed to the driven wheels, overheating of the oil temperature of the differential gear of the driven wheels becomes a problem.
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、四輪駆動走行中に径方向押し付け力制御用アクチュエータに故障が発生した場合であっても、二輪駆動走行への移行を実現できる駆動力伝達装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to move to two-wheel drive traveling even when a failure occurs in the radial direction pressing force control actuator during four-wheel drive traveling. It is in providing the driving force transmission device which can implement | achieve transfer of this.
本発明では、第2ローラを偏心軸線周りに回動自在に支持する第2ローラ偏心支持部材に対し、コイルへの通電量に応じた制動力を付与する電磁ブレーキを設けた。 In the present invention, an electromagnetic brake that applies a braking force corresponding to the amount of current supplied to the coil is provided to the second roller eccentric support member that supports the second roller so as to be rotatable about the eccentric axis.
よって、両ローラ間の径方向押し付け力を保持する場合には、電磁ブレーキのコイルへの通電により制動力を発生させ、径方向押し付け力制御用アクチュエータを非作動とした状態で第2ローラの偏心軸線周りの回転を停止させることができる。
また、コイルへの通電停止により制動力はゼロとなるため、第2ローラ偏心支持部材は第1ローラおよび第2ローラ間に作用する径方向押圧反力によって従駆動輪への駆動力配分がゼロとなる位置まで戻される。
よって、四輪駆動走行中に径方向押し付け力制御用アクチュエータに故障が発生した場合であっても、二輪駆動走行への移行を実現できる。
Therefore, in order to maintain the radial pressing force between the two rollers, the braking force is generated by energizing the coil of the electromagnetic brake, and the eccentricity of the second roller with the radial pressing force control actuator deactivated. The rotation around the axis can be stopped.
In addition, since the braking force becomes zero by stopping energization to the coil, the second roller eccentric support member has zero driving force distribution to the driven wheels due to the radial pressing reaction force acting between the first roller and the second roller. It returns to the position that becomes.
Therefore, even when a failure occurs in the radial pressing force control actuator during four-wheel drive traveling, the shift to two-wheel drive traveling can be realized.
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1〕
図1は、実施例1の駆動力配分装置1をトランスファーとして備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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the illustrated examples.
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic plan view showing a power train of a four-wheel drive vehicle equipped with the driving
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する。そして、左右後輪(主駆動輪)6L,6Rへのトルクの一部を、駆動力配分装置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。
The four-wheel drive vehicle shown in FIG. 1 is a rear-wheel drive vehicle in which rotation from the
駆動力配分装置1は、上記のように左右後輪6L,6Rへのトルクの一部を左右前輪9L,9Rへ分配して出力することにより、左右後輪6L,6Rおよび左右前輪9L,9R間の駆動力配分比を決定するもので、実施例1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。
As described above, the driving
図2において11は、駆動力配分装置1のハウジングを示し、このハウジング11内に入力軸12および出力軸13を、それぞれの回転軸線O1およびO2が交差するよう相互に傾斜させて横架する。入力軸12は、その両端におけるニードルローラベアリング14,15によりハウジング11に対し回転自在に支承する。ここで、ニードルローラベアリングに代えてボールベアリングを用いてもよい。入力軸12の両端をそれぞれ、シールリング25,26による液密封止下でハウジング11から突出させる。図2において入力軸12の左端を変速機3(図1参照)の出力軸に駆動結合し、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に駆動結合する。
In FIG. 2,
入力軸12および出力軸13の両端近くにそれぞれ配して、これら入出力軸12,13間に一対のベアリングサポート16,17を架設し、これらベアリングサポート16,17をそれぞれの中程で、ボルト(図示せず)によりハウジング11の軸線方向対向内壁に取着する。ここで、ベアリングサポート16,17はハウジング11に固定しなくてもよい。このベアリングサポート16,17は、入力軸12が貫通する入力軸貫通孔16a,17aと、出力軸13及びクランクシャフト(第2ローラ偏心支持部材)51L,51Rが貫通する出力軸貫通孔16c,17cと、入力軸貫通孔16a,17aと出力軸貫通孔16c,17cとの間をつなぐ縦壁16b,17bとを有し、軸方向正面視において略メガネ形状である。ベアリングサポート16,17と入力軸12との間にはローラベアリング21,22を介在させ、これにより入力軸12をベアリングサポート16,17に対し回転自在となすことで、ベアリングサポート16,17を介しても入力軸12をハウジング11内に回転自在に支持する。
Arranged near the both ends of the
ベアリングサポート16,17間(ローラベアリング21,22間)における入力軸12の軸線方向中程位置に第1ローラ31を同軸に一体成形し、この第1ローラ31に動力伝達可能に作動油を介して摩擦接触し得るよう配して出力軸13の軸線方向中程位置に第2ローラ32を同軸に一体成形する。
これら第1ローラ31および第2ローラ32の外周面31a,32aは、入力軸12および出力軸13の前記した傾斜によっても、相互に線接触し得るような円錐テーパ面とする。ここで、円錐テーパ面に代えてクラウニング形状としてもよく、例えば、第1ローラ31を凸クラウニング形状、第2ローラ32を凹クラウニング形状としてもよい。
第1ローラ31及び第2ローラ32の径方向延在部の両側にはスラストベアリング31cL,31cR及び32cL,32cRと当接し、このスラストベアリング31cL,31cR及び32cL,32cRを径方向に保持する保持溝31b,32bが形成されている。スラストベアリング31cL,31cRはベアリングサポート16,17の側壁16a1,17a1と当接することで第1ローラ31の軸方向位置決めを行う。一方、スラストベアリング32cL,32cRは、後述するクランクシャフト51L,51Rのローラ側当接部51Ld,51Rdと当接することで第2ローラ32の軸方向位置決めを行う。
A
The outer
Thrust bearings 31cL, 31cR and 32cL, 32cR abut on both sides of the radially extending portions of the
出力軸13は、両端13L,13Rの近くにおける前記のベアリングサポート16,17に対し旋回可能に支承することで、これらベアリングサポート16,17を介してハウジング11内に旋回可能に支持する。
このように出力軸13(13L,13R)をベアリングサポート16,17に対し旋回可能に支承するに当たっては、以下のような偏心支承構造を用いる。
The
Thus, when the output shaft 13 (13L, 13R) is pivotally supported on the bearing supports 16, 17, the following eccentric support structure is used.
出力軸13(13L,13R)と、これが貫通するベアリングサポート16,17との間にそれぞれ、中空アウターシャフト型式のクランクシャフト51L,51Rを遊嵌する。
クランクシャフト51Lおよび出力軸13(13L)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、該突出部においてハウジング11およびクランクシャフト51L間にシールリング27を介在させると共に、クランクシャフト51Lおよび出力軸13(13L)間にシールリング28を介在させることにより、ハウジング11から突出するクランクシャフト51Lおよび出力軸13(13L)の突出部をそれぞれ液密封止する。
A hollow outer
The
図2においてハウジング11から吐出する出力軸13の左端13L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に駆動結合する。
In FIG. 2, the
クランクシャフト51L,51Rの中空孔51La,51Ra(半径Ri)と、出力軸13の対応端部13L,13Rとの間にそれぞれローラベアリング52L,52Rを介在させて、出力軸13(13L,13R)をクランクシャフト51L,51Rの中空孔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。
The
クランクシャフト51L,51Rの中空孔51La,51Ra(中心軸線O2)は図3に明示するように、外周部51Lb,51Rb(中心軸線O3、半径Ro)に対し偏心させた偏心中空孔とし、これら偏心中空孔51La,51Raの中心軸線O2は外周部51Lb,51Rbの中心軸線O3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の外周部51Lb,51Rbはそれぞれ、ラジアルベアリングであるローラベアリング53L,53Rを介して対応する側におけるベアリングサポート16,17の出力軸貫通孔16c,17cの内周に回転自在に支持する。また、クランクシャフト51L,51Rのローラ側当接部51Ld,51Rdがスラストベアリング32cL,32cRにより回転自在に支持される。さらに、このスラストベアリング32cL,32cRと軸方向外側に配置されたスラストベアリング54L,54Rを有し、このスラストベアリング54L,54Rはスペーサ60L,60Rと回転自在に当接すると共に後述するリングギヤ51Lc,51Rcと回転自在に当接し、これによりクランクシャフト51L,51Rを回転自在に支持する。
As clearly shown in FIG. 3, the hollow holes 51La, 51Ra (center axis O 2 ) of the
The outer peripheries 51Lb and 51Rb of the
スペーサ60L,60Rは、縦壁16b,17bの第2ローラ32側に面した壁面16b1,17b1と当接すると共に出力軸貫通孔16c,17cの内周面よりも内径側であってクランクシャフト51L,51Rに接触しない位置まで延在された第1スペーサ部61L,61Rと、出力軸貫通孔16c,17c内に挿入可能に延在された第2スペーサ部62L,62R(延在部)とを有する。
そして、この第2スペーサ部62L,62Rの外周と、出力軸貫通孔16c,17cの内周面との間で当接させてスペーサ60L,60Rの径方向位置決めを行うと共に、ローラベアリング53L,53Rとスラストベアリング54R,54Lとの相互干渉を回避する。
The
Then, the
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、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にそれぞれ、共通なクランクシャフト駆動ピニオン55を噛合させ、これらクランクシャフト駆動ピニオン55をピニオンシャフト56に結合する。
Ring gears 51Lc and 51Rc of the same specification are integrally provided at adjacent ends of the
なお、上記のようにリングギヤ51Lc,51Rcにクランクシャフト駆動ピニオン55を噛合させるに当たっては、クランクシャフト51L,51Rを両者の外周部51Lb,51Rbが円周方向において相互に整列して同位相となる回転位置にした状態で、当該リングギヤ51Lc,51Rcに対するクランクシャフト駆動ピニオン55の噛合を行わせる。
As described above, when the
ピニオンシャフト56は、その両端を軸受56a,56bによりハウジング11に対し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の右端側には、大径出力ギヤ(減速ギヤ)57bが固定されている。この大径出力ギヤ57bの外径側には、矢視Aに示すように、大径出力ギヤ57bの歯面の凹凸57b1,57b2を検知して大径出力ギヤ57bの回転角を検出するクランクシャフト回転角センサ115が設けられている。このクランクシャフト回転角センサ115は磁気式センサであって、大径出力ギヤ57bの歯面の凹凸変化による磁束密度変化を検出し、ピニオンシャフト56の回転角ひいてはクランクシャフト51L,51Rの回転角を検知する。
Both ends of the
このように、大径出力ギヤ57bの歯面の凹凸を検出する回転角センサの場合、モータ回転角を検知するロータリエンコーダのように回転体側とステータ側との両方に部品を必要とするような高価な構成に比べて、スペース的にもコンパクト化を図りつつ、安価に回転角を検出できる。また、大径出力ギヤ57bの外周スペースのいずれか余裕のある箇所のハウジング11外周側から取り付けることができるため、スペース的にも有利な配置が可能である。
As described above, in the case of the rotation angle sensor that detects the unevenness of the tooth surface of the large-
また、大径出力ギヤ57bの外周には大径出力ギヤ57bと噛合する小径出力ギヤ(減速ギヤ)57aが設けられている。この小径出力ギヤ57aは、小径出力ギヤシャフト57a1と一体形成され、さらに、図2の左端側においてローラ間径方向押し付け力制御モータ(電動モータ)35のモータ駆動軸58aに組み付けられ、電動モータ35と一体回転する。
A small-diameter output gear (reduction gear) 57a that meshes with the large-
小径出力ギヤシャフト57a1の右端側には、この小径出力ギヤシャフト57a1に対し制動力を付与することで小径出力ギヤシャフト57a1の回転を固定可能な電磁ブレーキ59が設けられている。電磁ブレーキ59は、電磁力を発生させるコイル59aと、小径出力ギヤシャフト57a1の右端において軸方向にストローク可能にスプライン嵌合されたクラッチプレート59bとを有する。
小径出力ギヤ57aの軸方向左右には、電動モータ35および電磁ブレーキ59をハウジング11の内部に対してシールするためのシールリング63およびシールリング64が設けられている。
On the right end side of the small-diameter output gear shaft 57a1, an
A
クラッチプレート59bにはアーマチュアが設けられ、コイル59aに通電することでクラッチプレート59bが電磁吸引力により軸方向に移動してコイル59a外周のヨークに吸引固定される。コイル59aへの電流供給により電磁ブレーキ59がオン(締結状態)の場合は、電流値に応じた制動トルクがピニオンシャフト56に付与され、この制動トルクを第2ローラ32側からピニオンシャフト56に作用するトルク以上とすることで、ピニオンシャフト56を固定し、所望のローラ軸間距離を維持できる。一方、コイル59aへの電流供給を停止して電磁ブレーキ59がオフ(解放状態)の場合は、電動モータ35の回転動作をピニオンシャフト56に伝達できるため、所望のローラ軸間距離を達成できる。
The
なお、電動モータ35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を回転位置制御するとき、出力軸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に沿って中心軸線O3の周りに旋回する。
When the
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は、後で詳述するが図4(a)〜(c)に示すように第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:トラクション伝動容量)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:トラクション伝動容量)、つまり駆動力配分比を任意に制御することができる。
As will be described later in detail, the
なお図4(a)に示すように実施例1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。なお実施例1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。
As shown in FIG. 4A, in the first embodiment, the second roller rotation axis O 2 is located immediately below the crankshaft rotation axis O 3 , and the inter-axis distance L1 between the
[駆動力配分作用]
図1〜4につき上述したトランスファー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)からトランスファー1の入力軸12に達したトルクは、一方でこの入力軸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へ伝達される。
[Driving force distribution]
The drive force distribution action of the
他方でトランスファー1は、電動モータ35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(図4参照)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を経て出力軸13に向かわせ、左右前輪9L,9R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および左右前輪9L,9Rの全てを駆動しての四輪駆動走行が可能である。
On the other hand, the
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16,17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。なお、これらの角度の割り付けは自由に設定可能である。
Note that the radial pressing reaction force between the
この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)に示すように基準位置の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9L,9Rへの動力伝達が行われる。
During such four-wheel drive traveling, the rotation angle θ of the
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がさらに減少して第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。
Then, the
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。
When the
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。
As is apparent from the above description, the crankshaft rotation angle is controlled by rotating the
[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ー1が、上記のように左右後輪6L,6Rへのトルクの一部を左右前輪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の駆動力および前後輪目標駆動力配分比から求め得る、左右前輪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。
[Traction transmission capacity control]
Since the
この要求にかなうトラクション伝動容量制御のために実施例1においては、図1に示すようにトランスファーコントローラ111を設け、これにより電動モータ35の回転位置制御(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ーコントローラ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を検出すアクセル開度センサ112からの信号と、左右後輪6L,6R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、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115からの信号と、トランスファー1(ハウジング11)内における作動油の温度TEMPを検出する油温センサ116からの信号を入力する。
In order to control the traction transmission capacity that meets this requirement, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, a
Therefore, the
トランスファーコントローラ111は、上記した各センサ112〜116の検出情報を基に、トランスファー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)を概略以下のように行う。
つまり先ずトランスファーコントローラ111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。
次にトランスファーコントローラ111は、これら左右後輪6L,6Rの駆動力および前後輪目標駆動力配分比から、左右前輪9L,9Rへ分配すべき目標前輪駆動力を求める。
The
That is, first, the
Next, the
さらにトランスファーコントローラ111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、つまり第2ローラ軸線O2の目標旋回位置を演算する。
Further, the
そしてトランスファーコントローラ111は、センサ115で検出したクランクシャフト回転角θおよび上記のクランクシャフト回転角目標値tθ間におけるクランクシャフト回転角偏差に応じ、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に一致するよう、電動モータ35を駆動制御する。当該電動モータ35の駆動制御によりクランクシャフト51L,51Rの回転角θが目標値tθに一致することで、第1ローラ31および第2ローラ32は上記の目標前輪駆動力を伝達可能な程度だけ相互に径方向に押圧接触され、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前後輪目標駆動力配分比となるよう制御することができる。
Then, the
トランスファーコントローラ111は、クランクシャフト51L,51Rの回転角θが目標値tθに一致したとき、電磁ブレーキ59をオンして回転角θを維持すると共に、電動モータ35を非作動とする。
このとき、電磁ブレーキ59に供給する電流値を、クランクシャフト51L,51Rの回転角保持に必要となる最小電流値とすることで、消費電力の抑制を図る。
When the rotation angle θ of the
At this time, the current value supplied to the
図5は、実施例1のトランスファーコントローラ111における電磁ブレーキ59の電流指令値演算制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
ステップS1では、クランクシャフト回転角θを入力する。
ステップS2では、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と一致しているか否かを判定し、YESの場合はステップS3へ進み、NOの場合はリターンへ進む。
ステップS3では、図6に示すマップを参照し、クランクシャフト回転角θに応じた電流指令値を演算する。
ステップS4では、電磁ブレーキ59への供給電流がステップS3で演算した電流指令値となるよう、電磁ブレーキ59への供給電流を増減する。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of current command value calculation control processing of the
In step S1, the crankshaft rotation angle θ is input.
In step S2, it is determined whether or not the crankshaft rotation angle θ matches the crankshaft rotation angle target value tθ. If YES, the process proceeds to step S3, and if NO, the process proceeds to return.
In step S3, a current command value corresponding to the crankshaft rotation angle θ is calculated with reference to the map shown in FIG.
In step S4, the supply current to the
図6は、実施例1のクランクシャフト回転角θに応じた電流指令値の演算マップであり、電流指令値は、クランクシャフト回転角θ=0°〜90°である間は最小値(>0)、θ=90°〜135°である間はθが大きくなるほど大きくなり、135°〜180°である間はθが大きくなるほど小さくなるように設定している。図6に示したクランクシャフト回転角θに対する電流指令値の特性は、第1ローラ31および第2ローラ32の径方向押圧反力に抗してクランクシャフト回転角θを保持、すなわちクランクシャフト51L,51Rの回転を止めるために必要な電磁ブレーキ59の制動トルクを得る最小限の電流値である。
FIG. 6 is a calculation map of a current command value according to the crankshaft rotation angle θ of the first embodiment. The current command value is a minimum value (> 0 while the crankshaft rotation angle θ = 0 ° to 90 °). ), Θ is set so as to increase as θ increases in the range of 90 ° to 135 °, and decreases as θ increases in the range of 135 ° to 180 °. The characteristic of the current command value with respect to the crankshaft rotation angle θ shown in FIG. 6 is to maintain the crankshaft rotation angle θ against the radial pressing reaction force of the
上記した実施例1の駆動力配分装置1によれば、以下の作用効果を奏する。
実施例1では、クランクシャフト(第2ローラ偏心支持部材)51L,51Rに対しコイル59aへの通電量に応じた制動トルクを付与する電磁ブレーキ(径方向押し付け力制御用アクチュエータ)59を設けた。
上記構成を採用したことにより、両ローラ31,32間の径方向押し付け力を保持する場合には、電磁ブレーキ59のコイル59aへの通電により制動力を発生させ、電動モータ35を非作動とした状態で第2ローラ32の偏心軸線周りの回転を停止させることができる。
また、コイル59aへの通電停止により制動力はゼロとなるため、クランクシャフト51L,51Rは第1ローラ31および第2ローラ32間に作用する径方向押圧反力によって左右前輪9L,9Rへの駆動力配分がゼロとなる位置まで戻される。
よって、四輪駆動走行中に電動モータ35に故障が発生した場合であっても、二輪駆動走行への移行を実現できる。
According to the driving
In the first embodiment, an electromagnetic brake (radial pressing force control actuator) 59 is provided that applies a braking torque corresponding to the amount of current supplied to the
When the radial pressing force between the
Also, since the braking force becomes zero by stopping energization of the
Therefore, even when a failure occurs in the
実施例1では、第2ローラ32を、当該第2ローラ32の回転軸線からオフセットした偏心軸線周りに回動自在に支持する第2ローラ偏心支持部材をクランクシャフト51L,51Rとし、クランクシャフト51L,51Rを回転駆動する径方向押し付け力制御用アクチュエータを電動モータ35とした。
電動モータ35によりクランクシャフト回転角θを制御することで、前後輪駆動力配分制御の高応答性、高信頼性を実現できる。
In the first embodiment, the second roller eccentric support members that rotatably support the
By controlling the crankshaft rotation angle θ by the
さらに、実施例1では、電動モータ35のモータ駆動軸58aに組み付けられた小径出力ギヤシャフト57a1に小径出力ギヤ57aを設け、電磁ブレーキ59を、小径出力ギヤ57aを挟んで電動モータ35と反対側に配置した。
上記構成を採用したことにより、電磁ブレーキ59を小径出力ギヤ57aよりも電動モータ側に配置した構成を採用した場合と比較して、小径出力ギヤシャフト57a1におけるモータ駆動軸58aとの組み付け位置から小径出力ギヤ57aまでの軸長を短くできるため、同一の軸径でも小径出力ギヤシャフト57a1のねじり剛性をより高めることができ、軸耐力を向上できる。言い換えると、小径出力ギヤシャフト57a1の軸径をより小さくできるため、軽量化の点で有利となる。
Further, in the first embodiment, a small-
By adopting the above configuration, compared with the case where the
〔実施例2〕
図7は、実施例2の駆動力配分装置(トランスファー)70の模式図であり、実施例2では、電磁ブレーキ59を、小径出力ギヤ57aよりも電動モータ35側であって、小径出力ギヤ57aと電動モータ35との間に配置した点で実施例1と相違する。
図7において、小径出力ギヤ57aの軸方向左側には、電磁ブレーキ59をハウジング11の内部に対してシールするシールリング71が設けられている。
なお、その他の構成は実施例1と同じであるため、図示並びに説明を省略する。
[Example 2]
FIG. 7 is a schematic diagram of a driving force distribution device (transfer) 70 according to the second embodiment. In the second embodiment, the
In FIG. 7, a
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.
実施例2の駆動力配分装置70によれば、以下の作用効果を奏する。
実施例2では、電動モータ35のモータ駆動軸58aに組み付けられた小径出力ギヤシャフト57a1に小径出力ギヤ57aを設け、電磁ブレーキ59を、小径出力ギヤ57aよりも電動モータ35側に配置した。
実施例1の駆動力配分装置1では、電動モータ35と電磁ブレーキ59を別々にハウジング11に取り付ける構造上、それぞれをハウジング11の内部に対してシールするための構造が個別に必要であったのに対し、実施例2の駆動力配分装置70では、電磁ブレーキ59をシールする構造のみで足り、電動モータ35をシールする構造は不要である。よって、シール構造を簡略化でき、構造の簡素化を図ることができる。
また、実施例1の駆動力配分装置1では、2つのシールリング63,64(図2参照)が必要であるのに対し、実施例2の駆動力配分装置70では、1つのシールリング71で済むため、部品点数を削減できる。
なお、上記以外の構成による作用効果は実施例1と同様である。
According to the driving
In the second embodiment, the small diameter output gear shaft 57a1 assembled to the
In the driving
The driving
In addition, the effect by the structure other than the above is the same as that of Example 1.
〔実施例3〕
図8は、実施例3の駆動力配分装置(トランスファー)80の模式図であり、実施例3では、電磁ブレーキ59を、小径出力ギヤ57aよりも電動モータ35側であって、電動モータ35を挟んで小径出力ギヤ57aと反対側に配置した点で実施例1と相違する。
図8において、小径出力ギヤ57aの軸方向左側には、電動モータ35をハウジング11の内部に対してシールするシールリング81が設けられている。
なお、その他の構成は実施例1と同じであるため、図示並びに説明を省略する。
Example 3
FIG. 8 is a schematic diagram of a driving force distribution device (transfer) 80 according to the third embodiment. In the third embodiment, the
In FIG. 8, a
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, illustration and description thereof are omitted.
実施例3の駆動力配分装置80によれば、以下の作用効果を奏する。
実施例3の駆動力配分装置80では、電磁ブレーキ59を、電動モータ35を挟んで小径出力ギヤ57aと反対側に配置した。
上記構成を採用したことにより、小径出力ギヤシャフト57a1におけるモータ駆動軸58aとの組み付け位置から小径出力ギヤ57aまでの軸長を実施例1と同じにできるため、軸耐力の向上とシール構造の簡略化および部品点数の削減とを共に実現できる。
According to the driving
In the driving
By adopting the above configuration, the shaft length from the assembly position of the small-diameter output gear shaft 57a1 to the
1,70,80 駆動力配分装置(トランスファー)
6L,6R 左右後輪
9L,9R 左右前輪
12 入力軸
13 出力軸
31 第1ローラ
32 第2ローラ
35 電動モータ(径方向押し付け力制御用アクチュエータ)
51L,51R クランクシャフト(第2ローラ偏心支持部材)
57a 小径出力ギヤ(減速ギヤ)
59 電磁ブレーキ
59a コイル
1,70,80 Driving force distribution device (transfer)
6L, 6R left and right rear wheels
9L, 9R left and right front wheels
12 Input shaft
13 Output shaft
31 1st roller
32 Second roller
35 Electric motor (actuator for radial pressing force control)
51L, 51R Crankshaft (second roller eccentric support member)
57a Small-diameter output gear (reduction gear)
59 Electromagnetic brake
59a coil
Claims (5)
前記入力軸上に設けた第1ローラと、
従駆動輪伝達系と共に回転する出力軸と、
前記出力軸上に設けた第2ローラと、
前記第2ローラを、当該第2ローラの回転軸線からオフセットした偏心軸線周りに回動自在に支持する第2ローラ偏心支持部材と、
前記第2ローラ偏心支持部材を回転駆動する径方向押し付け力制御用アクチュエータと、
前記第2ローラ偏心支持部材に対しコイルへの通電量に応じた制動力を付与する電磁ブレーキと、
を備えたことを特徴とする駆動力配分装置。 An input shaft that rotates with the main drive wheel transmission system;
A first roller provided on the input shaft;
An output shaft that rotates with the driven wheel transmission system;
A second roller provided on the output shaft;
A second roller eccentric support member that rotatably supports the second roller around an eccentric axis offset from the rotation axis of the second roller;
A radial pressing force control actuator for rotationally driving the second roller eccentric support member;
An electromagnetic brake for applying a braking force corresponding to the amount of current supplied to the coil to the second roller eccentric support member;
A driving force distribution device comprising:
前記第2ローラ偏心支持部材は、前記第2ローラを、当該第2ローラの回転軸線からオフセットした偏心軸線周りに回動可能に支持するクランクシャフトであり、
前記径方向押し付け力制御用アクチュエータは、前記クランクシャフトを回転駆動する電動モータであることを特徴とする駆動力配分装置。 The driving force distribution device according to claim 1,
The second roller eccentric support member is a crankshaft that supports the second roller so as to be rotatable around an eccentric axis offset from the rotation axis of the second roller,
The driving force distribution device according to claim 1, wherein the radial pressing force control actuator is an electric motor that rotationally drives the crankshaft.
前記電動モータの駆動軸上に減速ギヤを設け、
前記電磁ブレーキを、前記減速ギヤを挟んで前記電動モータと反対側に配置したことを特徴とする駆動力配分装置。 The driving force distribution device according to claim 2,
A reduction gear is provided on the drive shaft of the electric motor,
The driving force distribution device, wherein the electromagnetic brake is disposed on the opposite side of the electric motor with the reduction gear interposed therebetween.
前記電動モータの駆動軸上に減速ギヤを設け、
前記電磁ブレーキを、前記減速ギヤよりも前記電動モータ側に配置したことを特徴とする駆動力配分装置。 In the driving force distribution device according to claim 1 or 2,
A reduction gear is provided on the drive shaft of the electric motor,
The driving force distribution device, wherein the electromagnetic brake is disposed closer to the electric motor than the reduction gear.
前記電磁ブレーキを、前記電動モータを挟んで前記減速ギヤと反対側に配置したことを特徴とする駆動力配分装置。 The driving force distribution device according to claim 4,
The driving force distribution device according to claim 1, wherein the electromagnetic brake is disposed on the opposite side of the reduction gear with the electric motor interposed therebetween.
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