JP2014145421A - トルクリミッタ及び車両の駆動源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 出力軸の回転速度に依存して出力トルクが大きく変化する駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達経路中に介装されて、適切なトルク制限特性が得られるトルクリミッタを提供する。
【解決手段】 出力軸５に固定された内周部材３２と、入力軸４に固定された外周部材３１と、半径方向に移動可能に設けられ、内周部材の嵌合凹部３２ａと嵌合可能な嵌合凸部３４ａ及び係止凹部３４ｂを有する駒部材３４と、駒部材３４を半径方向内側へ付勢する第１スプリング３５と、係止凹部３４ｂに嵌入可能な係止部材３６と、係止部材３６を駒部材方向に押圧するように遠心力が作用するウエイト３９等とを備える。駒部材の嵌合凸部が内周部材の嵌合凹部と嵌合したトルク伝達状態と、駒部材の嵌合凸部が嵌合凹部から離脱し、かつ係止部材が係止凹部に嵌入したトルク遮断状態とで作動する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の駆動源の駆動力を駆動輪まで伝達する駆動力伝達機構に含まれるトルクリミッタ、及び該トルクリミッタを備える車両の駆動源を制御する駆動源制御装置に関する。

特許文献１には、作業車、具体的には作物刈り取り用のコンバインに適用されるトルクリミッタが示されている。このトルクリミッタは、エンジンから作業部までトルクを伝達するトルク伝達経路中に介装されており、トルク伝達経路の、トルクリミッタより伝達下位側には変速装置が配置されている。このトルクリミッタは、変速装置の変速時に制限トルクが変更されるように構成されている。この構成により、変速装置により選択される変速段に応じた適切なトルクリミット特性が得られる。

実公平６−４３５６６号公報

車両の駆動輪を駆動する原動機として電動機を用いる場合には、図１１に示すように、電動機の出力トルクＴＲＱＭＯＴは回転速度ＮＭに依存して大きく変化するため、回転速度ＮＭにかかわらず一定のトルク制限値ＴＲＱＦＩＸで伝達トルクを制限すると以下のような不具合が発生する。すなわち、図１１に示すようにトルク制限値ＴＲＱＦＩＸを低速回転側に適したトルク値に設定すると、高速回転側では過大なトルク制限値となり、また逆に、高速回転側に適したトルク値に設定すると、低速回転側では伝達トルクが過剰に制限されることになる。したがって、トルク制限値ＴＲＱＦＩＸを図１１に示すように設定した場合には、駆動輪側から過大なトルクが逆入力されると、電動機に出力トルクＴＲＱＭＯＴを大きく上回るトルクが印加されるという課題、さらにトルクリミッタが作動した状態では過大な摩擦熱が発生し、トルクリミッタの損傷を招く可能性があるという課題がある。

特許文献１に示されたトルクリミッタは、変速段に応じてトルク制限値を変更するものであるため、上記課題を解決することはできない。

本発明はこの点に着目してなされたものであり、出力軸の回転速度に依存して出力トルクが大きく変化する駆動源の駆動力を伝達する駆動力伝達経路中に介装されて、適切なトルク制限特性が得られるトルクリミッタを提供すること、及びそのトルクリミッタを備える車両に適した駆動源制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車両の駆動力を発生する駆動源（１）の出力トルクを駆動輪（１０）まで伝達する駆動力伝達経路を構成する第１軸（５）と第２軸（４）との間に介装され、前記第１軸と第２軸との間で伝達されるトルクをトルク制限値（ＴＲＱＬＭＴ）以下に制限するトルクリミッタ（６）において、前記第１軸（５）に固定され、嵌合凹部（３２ａ）を有する円環状の内周部材（３２）と、前記第２軸（４）に固定され、前記内周部材（３２）を収容する収容部（３３）を画成する外周部材（３１）と、前記収容部（３３）内に前記第２軸（４）の半径方向に移動可能に設けられ、前記内周部材（３２）の嵌合凹部（３２ａ）と嵌合可能な嵌合凸部（３４ａ）及び係止凹部（３４ｂ）を有する駒部材（３４）と、該駒部材を前記半径方向内側へ付勢する第１スプリング（３５）と、前記駒部材（３４）の係止凹部（３４ｂ）に嵌入可能な係止部材（３６）と、該係止部材を前記駒部材方向に押圧するように遠心力が作用する作動部材（３７，３８，３９）とを備え、前記駒部材の嵌合凸部（３４ａ）が前記内周部材の嵌合凹部（３２ａ）と嵌合した係合状態と、前記駒部材の嵌合凸部（３４ａ）が前記嵌合凹部（３２ａ）から離脱し、かつ前記係止部材（３６）が前記係止凹部（３４ｂ）に嵌入した非係合状態とで作動し、前記第１スプリング（３５）の付勢力は前記第２軸の回転速度（ＮＴＬＩ）が所定回転速度（ＮＬＴＨ）以下の低速状態における前記トルク制限値（ＴＲＱＬＭＴ）に対応する値に設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のトルクリミッタにおいて、前記非係合状態における前記係止部材（３６）と前記係止凹部（３４ｂ）との接触角度（α）は、前記作動部材（３７，３８，３９）に遠心力が作用しない前記第２軸停止時において、前記第１スプリング（３５）の付勢力で前記駒部材（３４）が前記内周部材の嵌合凹部（３２ａ）へ挿入されるように設定されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のトルクリミッタにおいて、前記係止部材を前記駒部材へ押し込む方向へ前記作動部材（３７，３８，３９）を付勢する第２スプリング（４０）を備え、前記係合状態において前記係止部材がチャタリング振動することを抑制するように、前記第２スプリング（４０）の付勢力が設定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載のトルクリミッタにおいて、前記第１軸（５）が前記駆動輪（１０）側の被駆動軸であり、前記第２軸（４）が前記駆動源（１）側の駆動軸であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載のトルクリミッタ（６）、前記第１軸（５）、及び前記第２軸（４）を含む駆動力伝達機構と、前記駆動源（１）とを備える車両の駆動源制御装置において、前記トルクリミッタ（６）が前記非係合状態で作動しているときは、前記駆動源（１）の出力トルクを抑制する出力抑制制御を行う出力抑制制御手段を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車両の駆動源制御装置において、前記車両の車速（ＶＰ）を検出する車速検出手段と、前記トルクリミッタ（６）の非係合状態において前記車速（ＶＰ）が所定車速（ＶＰＳＴＰ）以下となったときに、前記第１軸と第２軸の回転位相（φ）が同期するように前記駆動源（１）を作動させる位相同期制御手段とをさらに備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、駒部材の嵌合凸部が内周部材の嵌合凹部と嵌合した係合状態では、第１軸と第２軸との間で通常のトルク伝達が行われる。駒部材は半径方向に移動可能に構成されているため、第２軸の回転速度の増加に伴って遠心力が印加され、第１スプリングの付勢力に抗して半径方向外側へ移動する。したがって、トルク制限値が回転速度の増加に伴って徐々に減少するトルク制限特性を得ることができる。その結果、例えば駆動輪側からの大きな逆トルク入力を遮断するためのトルク制限値を適切に設定し、トルクリミッタに過大な負荷が印加されることを防止できる。また、過大な負荷を回避できるので、トルクリミッタの小型軽量化が可能となる。トルクリミッタへの入力トルクがトルク制限値を超えると、駒部材の嵌合凸部が内周部材の嵌合凹部から離脱するとともに係止部材が駒部材の係止凹部に嵌入し、非係合状態へ移行する。非係合状態では、トルクリミッタを介したトルク伝達が遮断される。第１スプリングの付勢力は係合状態、すなわち通常のトルク伝達状態における第２軸の回転速度が所定回転速度以下の低速状態におけるトルク制限値に対応する値に設定されているので、駒部材にほとんど遠心力が作用しない低速回転状態では、第１スプリングの付勢力に対応するトルク制限値が得られる。

請求項２に記載の発明によれば、非係合状態における係止部材と係止凹部との接触角度は、作動部材に遠心力が作用しない第２軸停止時において、第１スプリングの付勢力で駒部材が内周部材の嵌合凹部へ挿入されるように設定されるので、第２軸が停止したときに、確実に係合状態へ復帰させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、第２スプリングによって作動部材が係止部材を駒部材へ押し込む方向へ付勢され、係合状態において係止部材がチャタリング振動することを抑制するように第２スプリングの付勢力が設定されているので、係合状態における係止部材のチャタリング振動を確実に防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、外周部材が固定される第２軸が駆動軸とされるので、非係合状態において駆動源の出力を制御することによって、駒部材及び係止部材を係合状態への復帰に適した状態に制御することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、トルクリミッタが非係合状態で作動しているときは、駆動源の出力トルクを抑制する出力抑制制御が行われ、第１軸と第２軸の回転速度をほぼ同一に制御することにより、係合状態への移行を迅速に行うことが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、トルクリミッタの非係合状態において車速が所定車速以下となったときに、第１軸と第２軸の回転位相が同期するように駆動源を作動させる制御が行われるので、非係合状態から係合状態への移行を円滑に行うことができる。

本発明の一実施形態にかかるトルクリミッタを含む車両駆動装置及びその制御装置の構成を示す図である。 トルクリミッタの縦断面図である。 トルクリミッタの横断面図である。 トルクリミッタの横断面図である。 トルクリミッタ（一部）の横断面図である。 トルクリミッタ（一部）の横断面図（拡大図）である。 電動機の回転速度（ＮＭ）と、電動機の出力トルク（ＴＲＱＭＯＴ）及びトルクリミッタのトルク制限値（ＴＲＱＬＭＴ）との関係を示す図である。 図１に示す電子制御ユニットによるモータ駆動制御処理のフローチャートである。 モータ駆動制御処理に含まれる位相同期制御処理のフローチャートである。 トルクリミッタの変形例を示す図である。 従来技術の課題を説明するための図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるトルクリミッタを含む車両駆動装置及びその制御装置の構成を示す図であり、この車両駆動装置は、電動機（以下「モータ」という）１と、モータ１の出力軸２と平行に配置されたカウンタ軸４と、カウンタ軸４と同軸に配置された出力軸５と、モータ１の出力軸２に支持されたドライブギヤ３ａ及びカウンタ軸４に支持されたドリブンギヤ３ｂからなるギヤ対３と、カウンタ軸４と出力軸５の間に介装されたトルクリミッタ６とを有し、出力軸５の駆動力はファイナルギヤ７、差動ギヤ機構８、及び駆動軸９を介して駆動輪１０を駆動するように構成されている。カウンタ軸４は、トルクリミッタ６の入力軸に相当するので、以下の説明では「入力軸４」という。

モータ１は、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）１５に接続されており、ＰＤＵ１５はバッテリ１６及び電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に接続されている。ＥＣＵ２０には、当該車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ２１、車速ＶＰを検出する車速センサ２２、モータ１の回転数ＮＭを検出するモータ回転数センサ２３、入力軸４の回転数ＮＴＬＩを検出する入力軸回転数センサ２４、出力軸５の回転数ＮＴＬＯを検出する出力軸回転数センサ２５、及び入力軸４と出力軸５の相対回転位相φを検出する回転位相センサとして機能するレゾルバ２６が接続されており、これらのセンサの検出信号はＥＣＵ２０に供給される。ＥＣＵ２０は、各種センサの検出信号に基づいて、モータ１の出力制御を行う。レゾルバ２６は、出力軸５の回転位相を検出可能に配置されており、図示しないモータ１のレゾルバにより検出される入力軸４の回転位相を参照することにより相対回転位相φが検出される。

図２はトルクリミッタ６の縦断面図であり、図３及び図４はトルクリミッタ要部の横断面図であり、図５は図３及び図４に示す要部以外の部分の横断面図（一部のみ示す）である。

トルクリミッタ６は、入力軸４の端部に固定され、入力軸４と一体回転可能な外周部材３１と、出力軸５の端部に固定され、出力軸５と一体回転可能に設けられ、外周部材３１によって画成される収容部３３内に配置された円環状の内周部材３２と、収容部３３内に格納された駒部材３４と、第１スプリング３５と、係止機構を構成する係止部材３６，リンク軸３７，支持軸３８，ウエイト３９，及び第２スプリング４０とを備えている。収容部３３は、外周部材３１の周方向に等間隔で２カ所設けられている。

駒部材３４は、収容部３３内を入力軸４の半径方向に移動可能に配置され、第１スプリング３５は駒部材３４を半径方向内側へ付勢するように設けられている。内周部材３２は嵌合凹部３２ａを有し、駒部材３４は、嵌合凹部３２ａと嵌合可能な嵌合凸部３４ａ及び係止凹部３４ｂを有する。図３は嵌合凸部３４ａが嵌合凹部３２ａと嵌合した状態（以下「係合状態」という）を示し、図４は嵌合凸部３４ａが嵌合凹部３２ａから離脱した非係合状態を示す。係合状態ではトルクリミッタ６を介したトルク伝達が行われ、非係合状態ではトルク伝達が遮断される。

係止部材３６及びウエイト３９はそれぞれリンク軸３７の両端部に固定され、リンク軸３７は支持軸３８によって回動可能に支持されており、第２スプリング４０はウエイト３９を半径方向外側へ向けて、すなわち係止部材３６を駒部材３４に押し付ける方向に付勢するように設けられている。係止機構は、係止部材３６が駒部材３４の係止凹部３４ｂに嵌入可能となるように配置されている。入力軸４の回転によってウエイト３９に遠心力が加わると、その遠心力によってリンク軸３７を介して係止部材３６が駒部材３４の方向へ押圧される。

トルクリミッタ６への入力トルクがトルク制限値ＴＲＱＬＭＴを超えると、図３に示す係合状態から図４に非係合状態へ移行し、係止部材３６が係止凹部３４ｂに嵌入して、駒部材３４の半径方向内側への動き、すなわち係合状態へ復帰する動きを規制する。

第１スプリング３５の付勢力は入力軸４の回転数ＮＴＬＩが所定回転数ＮＬＴＨ（「０」に近い低回転数に設定される）以下の低速回転状態におけるトルク制限値に対応する値に設定されている。また第２スプリング４０の付勢力は、係合状態において係止部材３６のチャタリング振動を抑制するように設定され、非係合状態における係止部材３６と係止凹部３４ｂとの摺動抵抗は、第２スプリング４０の付勢力と、ウエイト３９に作用する遠心力とを合わせた力で非係合状態（係止部材３６の嵌入状態）を維持できるように設定されている。具体的には、係止凹部３４ｂ及び係止部材３６の接触面の摩擦係数を適正値に設定することにより実現される。

なお係止機構が設けられている収容部３３以外の部分では、図５に示すように駒部材３４の動きを半径方向に規制するように外周部材３１が構成されている。

図６は、係止凹部３４ｂの係止部材３６と接触する面の構成を詳細に説明するために図４の一部を拡大して示す図である。この図において、直線Ｌ１は駒部材３４の移動方向を示し、直線Ｌ２は直線Ｌ１に垂直な方向を示し、直線Ｌ３は係止部材３６の接触面の方向を示しており、係止部材３６の接触面は直線Ｌ２に対して角度αで傾斜するように構成されている。このように傾斜角度αを設けることによって、入力軸４の回転数ＮＴＬＩが低下したときに、係止部材３６が係止凹部３４ｂから離脱し易くなる。

図７はモータ１の回転数ＮＭと、モータ１の出力トルクＴＲＱＭＯＴ及びトルクリミッタ６のトルク制限値ＴＲＱＬＭＴとの関係を示す図であり、本実施形態のトルクリミッタ６によれば、回転数ＮＭの変化に対応して、トルク制限値ＴＲＱＬＭＴは曲線Ｌ１１で示すように変化し、曲線Ｌ１０で示すモータ出力トルクＴＲＱＭＯＴが回転数ＮＭの増加に伴って減少することに対応してトルク制限値ＴＲＱＬＭＴが減少するトルク制限特性を得ることができる。

曲線Ｌ１２は、回転数ＮＭ（入力軸回転数ＮＴＬＩ）の増加に伴って駒部材３４に作用する遠心力が増加することによって、トルク制限値ＴＲＱＬＭＴを減少させる成分（以下「遠心力トルクＴＲＱＣＦ」という）を示す。遠心力トルクＴＲＱＣＦは負の値をとり、回転数ＮＭの増加に伴ってその絶対値が増加する。直線Ｌ１３は第１スプリング３５による基本トルク制限値ＴＲＱＳＰＧを示しており、トルク制限値ＴＲＱＬＭＴは、基本トルク制限値ＴＲＱＳＰＧと遠心力トルクＴＲＱＣＦとの和に相当する。

次に図８及び図９を参照して、ＥＣＵ２０によるモータ１の制御について説明する。図８は、モータ駆動制御処理のフローチャートであり、この処理は所定時間毎に実行される。

ステップＳ１１では、トルクリミッタ６がスリップしているか（非係合状態となっているか）否かを判別する。入力軸回転数ＮＴＬＩと出力軸回転数ＮＴＬＯとの速度差（｜ＮＴＬＩ−ＮＴＬＯ｜）が所定閾値以上であるときに、スリップしていると判定される。ステップＳ１１の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、スリップ制御フラグＦＬＧＴＬＳＬＰを「１」に設定し（ステップＳ１２）、回転同期制御を実行する（ステップＳ１３）。

回転同期制御では、速度差ＤＮＴが減少するようにモータ１の駆動制御が行われる。この制御では、アクセルペダル操作量ＡＰによって示される運転者の要求出力トルクＴａｐより小さい出力をモータ１の出力トルク指令値Ｔｍとして設定し、出力トルク指令値Ｔｍに応じた駆動電流をモータ１に供給する。

ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）、すなわちトルクリミッタ６が係合状態で作動しているときは、スリップ制御フラグＦＬＧＴＬＳＬＰが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。トルクリミッタ６が非係合状態から係合状態へ移行した直後は、ステップＳ１４の答は肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ１５に進んで、係合状態への移行時点から所定時間ＴＤＬＹが経過したか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）である間は、ステップＳ１３に進み、回転同期制御を継続する。

ステップＳ１５の答が肯定（ＹＥＳ）となると、スリップ制御フラグＦＬＧＴＬＳＬＰを「０」に戻し（ステップＳ１６）、通常制御に移行する（ステップＳ１７）。通常制御では、出力トルク指令値Ｔｍを運転者要求出力トルクＴａｐに設定し、運転者要求出力が得られるようにモータ１を駆動する。

図９は、トルクリミッタ６の非係合状態を車両停車後に係合状態へ復帰させるトルクリミッタ位相差同期制御処理のフローチャートである。
ステップＳ２１では、異常フラグＦＴＬＦＡＩＬが「１」であるか否かを判別する。後述するステップＳ３１が実行されない限り、この答が否定（ＮＯ）であり、車速ＶＰが「０」であるか否かを判別する（ステップＳ２２）。この判別は、具体的には車速ＶＰが「０」に近い値に設定された停止判定閾値ＶＰＳＴＰ以下となったか否かにより行われる。

ステップＳ２２の答が否定（ＮＯ）であるときは直ちに処理を終了する。ステップＳ２２の答が肯定（ＹＥＳ）であって車両が停止したときは、カウンタＮの値を「０」に設定し（ステップＳ２３）、ブレーキペダルが踏み込まれた状態でモータ１の小トルク駆動（駆動輪のブレーキトルクに相当するブレーキ相当トルクＴｂｒｋより小さい小駆動トルクＴｍｓｌでの駆動）を行い、トルクリミッタ６の入力軸４を低速度で回転させる（ステップＳ２４）。ステップＳ２５では、入力軸４と出力軸５の相対回転位相φが「０」であるか否か、すなわち駒部材３４の嵌合凸部３４ｂが内周部材３２の嵌合凹部３２ａと嵌合したか否かを判別する。非係合状態ではこの答は否定（ＮＯ）となり、ステップＳ２６に進んでカウンタＮの値を「１」だけ増加させ、カウンタＮの値が異常判定閾値ＮＦＬを超えたか否かを判別する（ステップＳ２７）。この答が否定（ＮＯ）であるときはステップＳ２４に戻る。

ステップＳ２５の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち相対回転位相φが「０」となったときは、出力トルク指令値Ｔｍを小駆動トルクＴｍｓｌより大きくかつブレーキ相当トルクＴｂｒｋより小さい所定駆動トルクＴｍＴＨ１に設定する（ステップＳ２８）。次いでモータ１の駆動電流から算出される実駆動トルクＴｍａｃｔが係合確認閾値ＴｍＴＨ２より大きいか否かを判別する（ステップＳ２９）。係合確認閾値ＴｍＴＨ２は、小駆動トルクＴｍｓｌより大きくかつ所定駆動トルクＴｍＴＨ１より小さな値に設定される。ステップＳ２９の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、出力トルク指令値Ｔｍを運転者要求出力トルクＴａｐに設定し、運転者要求出力が得られるようにモータ１を駆動する（ステップＳ３０）。

ステップＳ２７の答が肯定（ＹＥＳ）であるとき、またはステップＳ２９の答が否定（ＮＯ）であるときは、トルクリミッタ６が異常であると判定し、異常フラグＦＴＬＦＡＩＬを「１」に設定するとともに出力トルク指令値Ｔｍを「０」に設定して走行を停止する（ステップＳ３１）。

以上のように本実施形態のトルクリミッタ６においては、駒部材３４の嵌合凸部３４ａが内周部材３２の嵌合凹部３２ａと嵌合した係合状態では、入力軸４と出力軸５との間で通常のトルク伝達が行われる。駒部材３４は半径方向に移動可能に構成されているため、入力軸４の回転数ＮＴＬＩの増加に伴って遠心力が印加され、第１スプリング３５の付勢力に抗して半径方向外側へ移動する。したがって、図７に示すようにトルク制限値ＴＲＱＬＭＴが回転数ＮＴＬＩの増加に伴って徐々に減少するトルク制限特性を得ることができる。その結果、例えば駆動輪側からの大きな逆トルク入力を遮断するためのトルク制限値ＴＲＱＬＭＴを適切に設定し、トルクリミッタ６に過大な負荷が印加されることを防止できる。また、過大な負荷を回避できるので、トルクリミッタ６の小型軽量化が可能となる。

トルクリミッタ６への入力トルクがトルク制限値ＴＲＱＬＭＴを超えると、駒部材３４の嵌合凸部３４ａが内周部材３２の嵌合凹部３２ａから離脱するとともに係止部材３６が駒部材３４の係止凹部３４ｂに嵌入し、非係合状態へ移行する。非係合状態では、トルクリミッタ６を介したトルク伝達が遮断される。第１スプリング３５の付勢力は係合状態、すなわち通常のトルク伝達状態における入力軸４の回転数ＮＴＬＩが所定回転数ＮＬＴＨ以下の低速状態におけるトルク制限値に対応する値に設定されているので、駒部材３４にほとんど遠心力が作用しない低速回転状態では、第１スプリング３５の付勢力に対応するトルク制限値が得られる。

また非係合状態における係止部材３６と係止凹部３４ｂとの接触角度（α）は、ウエイト３９に遠心力が作用しない入力軸４の停止時において、第１スプリング３５の付勢力で駒部材３４が内周部材３２の嵌合凹部３２ａへ挿入されるように設定されるので、入力軸４が停止したときに、確実に係合状態へ復帰させることができる。

また第２スプリング４０によってウエイト３９が半径方向外側へ付勢され、係合状態において係止部材３６がチャタリング振動することを抑制するように第２スプリング４０の付勢力が設定されているので、係合状態における係止部材３６のチャタリング振動を確実に防止することができる。

また非係合状態における係止部材３６と係止凹部３４ｂとの摺動抵抗は、入力軸４の回転時にウエイト３９に加わる遠心力及び第２スプリング４０の付勢力と合わせて、第１スプリング３５の付勢力に抗して非係合状態を維持できるように設定されているので、非係合状態を確実に維持することができる。

また外周部材３１が固定される軸が入力軸（駆動軸）４とされるので、非係合状態においてモータ１の出力を制御することによって、駒部材３４及び係止部材３６が係合状態への復帰に適した状態となるように入力軸４の回転数ＮＴＬＩを制御することが可能となる。

またトルクリミッタ６の非係合状態において車速ＶＰが停止判定閾値ＶＰＳＴＰ以下となったときに、入力軸４と出力軸５の回転位相が同期するようにモータ１の小トルク駆動が行われるので、非係合状態から係合状態への移行を円滑に行うことができる。さらにトルクリミッタ６が非係合状態で作動しているときは、モータ１の出力トルクを抑制する回転同期制御が行われ、入力軸４と出力軸５の回転数をほぼ同一に制御することによって係合状態への移行を迅速に行うことが可能となる。

本実施形態では、モータ１が駆動源に相当し、入力軸４が第２軸に相当し、出力軸５が第１軸に相当し、リンク軸３７、支持軸３８、及びウエイト３９が、係止部材３６を駒部材方向へ押圧する作動部材を構成し、ＥＣＵ２０が位相同期制御手段の一部及び出力抑制制御手段を構成し、レゾルバ２６が位相同期制御手段の一部を構成する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、係止機構は上述したものに限るものではなく、図１０に示すように、係止部材４１と、係止部材４１の端面４１ａに先端部が当接するウエイト４２と、ウエイト４２を半径方向外側へ付勢する第２スプリング４３と、係止部材４１及びウエイト４２の移動方向を規制する規制ピン４４とによって構成するようにしてもよい。この変形例では、駒部材３４の係止凹部３４ｂの形状が係止部材４１と適合するように修正される。図１０（ａ）は係合状態を示し、図１０（ｂ）は非係合状態を示す。非係合状態では、係止部材４１が係止凹部３４ｂに嵌入して非係合状態が維持され、入力軸４の回転数が低下すると、係合状態へ復帰する。
この変形例では、ウエイト４２及び規制ピン４４が係止部材４１を駒部材方向へ押圧する作動部材を構成する。

また上述した実施形態では、入力軸４に外周部材３１を固定し、出力軸５に内周部材３２を固定するようにしたが、逆に入力軸４に内周部材３２を固定し、出力軸５に外周部材３１を固定するようにしてもよい。

また上述した実施形態ではレゾルバ２６によって入力軸４と出力軸５の回転位相同期制御に適用する相対回転位相φを検出するようにしたが、入力軸４及び出力軸５のそれぞれ回転位相検出用のパルサを設けて、入力軸４の回転位相と出力軸５の回転位相をそれぞれ検出し、両者の差をとることにより検出するようにしてもよい。
また上述した実施形態では、外周部材３１の収容部３３は、周方向等間隔に２カ所設けたが、３カ所あるいは４カ所設けるようにしてもよい。

１ 電動機（駆動源）
４ カウンタ軸（第２軸）
５ 出力軸（第１軸）
６ トルクリミッタ
２０ 電子制御ユニット（出力抑制制御手段、位相同期制御手段）
２２ 車速センサ（車速検出手段）
２６ レゾルバ（位相同期制御手段）
３１ 外周部材
３２ 内周部材
３２ａ 嵌合凹部
３３ 収容部
３４ 駒部材
３４ａ 嵌合凸部
３４ｂ 係止凹部
３５ 第１スプリング
３６ 係止部材
３７ リンク軸（作動部材）
３８ 支持軸（作動部材）
３９ ウエイト（作動部材）
４０ 第２スプリング

Claims (6)

1. 車両の駆動力を発生する駆動源の出力トルクを駆動輪まで伝達する駆動力伝達経路を構成する第１軸と第２軸との間に介装され、前記第１軸と第２軸との間で伝達されるトルクをトルク制限値以下に制限するトルクリミッタにおいて、
   前記第１軸に固定され、嵌合凹部を有する円環状の内周部材と、
   前記第２軸に固定され、前記内周部材を収容する収容部を画成する外周部材と、
   前記収容部内に前記第２軸の半径方向に移動可能に設けられ、前記内周部材の嵌合凹部と嵌合可能な嵌合凸部及び係止凹部を有する駒部材と、
   該駒部材を前記半径方向内側へ付勢する第１スプリングと、
   前記駒部材の係止凹部に嵌入可能な係止部材と、
   該係止部材を前記駒部材方向に押圧するように遠心力が作用する作動部材とを備え、
   前記駒部材の嵌合凸部が前記内周部材の嵌合凹部と嵌合した係合状態と、
   前記駒部材の嵌合凸部が前記嵌合凹部から離脱し、かつ前記係止部材が前記係止凹部に嵌入した非係合状態とで作動し、
   前記第１スプリングの付勢力は前記第２軸の回転速度が所定回転速度以下の低速状態における前記トルク制限値に対応する値に設定されていることを特徴とするトルクリミッタ。
2. 前記非係合状態における前記係止部材と前記係止凹部との接触角度は、前記作動部材に遠心力が作用しない前記第２軸停止時において、前記第１スプリングの付勢力で前記駒部材が前記内周部材の嵌合凹部へ挿入されるように設定されることを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッタ。
3. 前記係止部材を前記駒部材へ押し込む方向へ前記作動部材を付勢する第２スプリングを備え、
   前記係合状態において前記係止部材がチャタリング振動することを抑制するように、前記第２スプリングの付勢力が設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトルクリミッタ。
4. 前記第１軸が前記駆動輪側の被駆動軸であり、前記第２軸が前記駆動源側の駆動軸であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のトルクリミッタ。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載のトルクリミッタ、前記第１軸、及び前記第２軸を含む駆動力伝達機構と、前記駆動源とを備える車両の駆動源制御装置において、
   前記トルクリミッタが前記非係合状態で作動しているときは、前記駆動源の出力トルクを抑制する出力抑制制御を行う出力抑制制御手段を備えることを特徴とする車両の駆動源制御装置。
6. 前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   前記トルクリミッタの非係合状態において前記車速が所定車速以下となったときに、前記第１軸と第２軸の回転位相が同期するように前記駆動源を作動させる位相同期制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の車両の駆動源制御装置。

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