JP2018004066A - Control device of power transmission device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動用電動機の駆動力を駆動輪に伝達するデファレンシャル装置と、前記駆動用電動機と前記デファレンシャル装置のピニオンとの間の動力伝達経路を断接する断接クラッチとを備える車両用動力伝達装置において、前記車両用動力伝達装置内に設けられたギヤのガタが詰まった際に発生する異音を好適に抑制させる技術に関するものである。 The present invention provides a vehicle power transmission comprising a differential device that transmits a driving force of a driving motor to driving wheels, and a connection / disconnection clutch that connects / disconnects a power transmission path between the driving motor and a pinion of the differential device. The present invention relates to a technique for suitably suppressing an abnormal noise generated when a backlash of a gear provided in the vehicle power transmission device is clogged.
駆動用電動機の駆動力を駆動輪に伝達するデファレンシャル装置と、前記駆動用電動機と前記デファレンシャル装置のピニオンとの間の動力伝達経路を断接する断接クラッチとを備える車両用動力伝達装置が知られている。例えば、特許文献1に記載された車両用動力伝達装置がそれである。例えば、特許文献1の車両用動力伝達装置では、駆動用電動機の駆動力を後輪に伝達するリア駆動用のデファレンシャル装置と、そのデファレンシャル装置に駆動用電動機の駆動力を伝達する減速機構と、その減速機構とデファレンシャル装置のピニオンとの間の動力伝達経路を断接する断接クラッチとが備えられている。
There is known a vehicle power transmission device including a differential device that transmits a driving force of a driving motor to driving wheels, and a connection / disconnection clutch that connects / disconnects a power transmission path between the driving motor and a pinion of the differential device. ing. For example, the power transmission device for vehicles described in
ところで、上記のような車両用動力伝達装置では、前記断接クラッチによって前記駆動用電動機と前記デファレンシャル装置のピニオンとの間が接続されている状態において、例えば駆動輪側からの入力等で、前記車両用動力伝達装置内に設けられたギヤのガタが急に詰まってそのガタの詰まりの衝撃が前記駆動用電動機のインプットシャフトまで伝わると、そのインプットシャフトがスラスト方向に移動して前記車両用動力伝達装置のケースに衝突することがあり、そのインプットシャフトに接続された前記駆動用電動機のロータの質量が比較的大きいことと相まって、前記インプットシャフトが前記ケースに衝突する際比較的大きな異音が発生する問題があった。 By the way, in the vehicle power transmission device as described above, in a state where the drive motor and the pinion of the differential device are connected by the connection / disconnection clutch, for example, by input from the drive wheel side, When the backlash of the gear provided in the vehicle power transmission device suddenly clogs and the impact of the clogging is transmitted to the input shaft of the driving motor, the input shaft moves in the thrust direction and the power for the vehicle A collision with the case of the transmission device, coupled with the relatively large mass of the rotor of the driving motor connected to the input shaft, causes a relatively large noise when the input shaft collides with the case. There was a problem that occurred.
また、前記インプットシャフトが前記ケースに衝突する際の異音を抑制するために、前記デファレンシャル装置においてサイドギヤをピニオン側へ予圧してデフプレロードトルクを増加させて、前記動力伝達装置において比較的大きなガタを有する前記サイドギヤと前記ピニオンとのガタを好適に小さくすることが考えられるが、前記デフプレロードトルクを増加させることによって、前記車両用動力伝達装置での前記駆動輪へ伝達される前記駆動用電動機の駆動力の損失が大きくなってしまう問題がある。 Further, in order to suppress abnormal noise when the input shaft collides with the case, the differential gear is preloaded to the pinion side to increase the differential preload torque, and the power transmission device has a relatively large backlash. It is conceivable that the backlash between the side gear and the pinion having the above is suitably reduced, but the drive motor transmitted to the drive wheels in the vehicle power transmission device by increasing the differential preload torque There is a problem that the loss of driving force increases.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両用動力伝達装置での駆動輪へ伝達される駆動用電動機の駆動力の損失を抑制させ、且つ、車両用動力伝達装置内に設けられたギヤのガタが詰まった際に発生する異音を抑制させる車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to suppress the loss of the driving force of the driving motor transmitted to the driving wheels in the vehicle power transmission device, and Another object of the present invention is to provide a control device for a vehicle power transmission device that suppresses an abnormal noise that occurs when a backlash of a gear provided in the vehicle power transmission device is clogged.
第1発明の要旨とするところは、(a)一対の駆動輪に連結された一対のサイドギヤを収容し、駆動用電動機により回転中心線まわりに回転駆動されるデファレンシャルケースと、前記デファレンシャルケース内に前記回転中心線まわりに相対回転可能に収容され、前記一対のサイドギヤと噛み合うピニオンをピニオンピンを介して回転可能に支持する環状のピニオン支持部材と、前記デファレンシャルケースに前記回転中心線まわりの相対回転不能且つ前記回転中心線に平行な方向に移動可能に設けられ、クラッチアクチュエータにより、前記環状のピニオン支持部材と噛み合って前記環状のピニオン支持部材を相対回転不能とする噛合位置と前記環状のピニオン支持部材との噛み合いから解放されて前記環状のピニオン支持部材の前記回転中心線まわりの相対回転を許容する解放位置との間で移動させられるクラッチ部材と、前記クラッチ部材を前記解放位置に向かって付勢するリターンスプリングとを備える車両用動力伝達装置の、制御装置であって、(b)前記クラッチ部材には、前記クラッチアクチュエータにより前記リターンスプリングの付勢力に抗して前記噛合位置側へ移動させられたときに前記サイドギヤに前記ピニオン側へ向かう荷重を付与するための荷重付与部が備えられており、(c)前記駆動用電動機により前記駆動輪を駆動する場合には、前記クラッチアクチュエータにより、前記クラッチ部材を前記噛合位置に到達する大きさの推力で駆動させ、前記駆動用電動機の回転速度と前記駆動輪の回転速度との差が所定値より大きい場合には、前記クラッチ部材を前記噛合位置に移動させていた推力よりも大きい推力で前記クラッチ部材を駆動させて前記サイドギヤに荷重を付与することにある。 The gist of the first invention is that: (a) a differential case that houses a pair of side gears coupled to a pair of drive wheels and is driven to rotate around a rotation center line by a drive motor; and the differential case An annular pinion support member that is housed so as to be relatively rotatable about the rotation center line and rotatably supports a pinion that meshes with the pair of side gears via a pinion pin, and a relative rotation about the rotation center line on the differential case An engagement position provided so as to be impossible and movable in a direction parallel to the rotation center line, and meshing with the annular pinion support member by a clutch actuator to make the annular pinion support member relatively unrotatable and the annular pinion support The rotation of the annular pinion support member is released from engagement with the member. A control device for a vehicle power transmission device, comprising: a clutch member that is moved between a release position that allows relative rotation around a center line; and a return spring that biases the clutch member toward the release position. (B) To apply a load toward the pinion to the side gear when the clutch member is moved to the meshing position side against the biasing force of the return spring by the clutch actuator. (C) When driving the driving wheel by the driving motor, the clutch actuator is driven by the clutch actuator with a thrust that is large enough to reach the meshing position. When the difference between the rotational speed of the drive motor and the rotational speed of the drive wheel is greater than a predetermined value, the clutch Wood and by driving the clutch member at a greater thrust than the thrust that has moved to the engagement position is to impart a load to the side gears.
第1発明によれば、前記クラッチ部材には、前記クラッチアクチュエータにより前記リターンスプリングの付勢力に抗して前記噛合位置側へ移動させられたときに前記サイドギヤに前記ピニオン側へ向かう荷重を付与するための荷重付与部が備えられており、前記駆動用電動機により前記駆動輪を駆動する場合には、前記クラッチアクチュエータにより、前記クラッチ部材を前記噛合位置に到達する大きさの推力で駆動させ、前記駆動用電動機の回転速度と前記駆動輪の回転速度との差が所定値より大きい場合には、前記クラッチ部材を前記噛合位置に移動させていた推力よりも大きい推力で前記クラッチ部材を駆動させて前記サイドギヤに荷重を付与する。このため、前記駆動用電動機の回転速度と前記駆動輪の回転速度との差が所定値より大きい場合には、すなわち前記車両用動力伝達装置内に設けられたギヤのガタが詰められている状態の場合には、前記クラッチ部材を前記噛合位置に移動させていた推力よりも大きい推力で前記クラッチ部材を駆動させて前記サイドギヤに荷重を付与するので、前記サイドギヤが前記ピニオンを予圧する力が上昇しデフプレロードトルクが増加させられる。これによって、前記車両用動力伝達装置内に設けられたギヤのガタが詰まった際に発生する異音が好適に抑制させられる。また、前記車両用動力伝達装置内に設けられたギヤのガタが詰められている場合にだけ一時的に前記デフプレロードトルクが増加させられるので、例えば前記異音を抑制するために常時サイドギヤがピニオンを予圧する力を上昇させデフプレロードトルクを常時増加させるものに比較して、前記車両用動力伝達装置での駆動輪へ伝達される前記駆動用電動機の駆動力の損失を好適に抑制させることができる。 According to the first invention, when the clutch member is moved to the meshing position side against the urging force of the return spring by the clutch actuator, a load toward the pinion is applied to the side gear. When the driving wheel is driven by the driving motor, the clutch actuator is driven by the clutch actuator with a thrust force that reaches the meshing position. When the difference between the rotational speed of the drive motor and the rotational speed of the drive wheel is greater than a predetermined value, the clutch member is driven with a thrust larger than the thrust that has moved the clutch member to the meshing position. A load is applied to the side gear. For this reason, when the difference between the rotational speed of the drive motor and the rotational speed of the drive wheel is larger than a predetermined value, that is, a state where the backlash of the gear provided in the vehicle power transmission device is packed. In this case, since the clutch member is driven with a thrust larger than the thrust that has moved the clutch member to the meshing position and a load is applied to the side gear, the force with which the side gear preloads the pinion is increased. The differential preload torque is increased. As a result, an abnormal noise that occurs when the backlash of the gear provided in the vehicle power transmission device is clogged is suitably suppressed. In addition, since the differential preload torque is temporarily increased only when the backlash of the gear provided in the vehicle power transmission device is packed, for example, the side gear always has a pinion to suppress the noise. The loss of the driving force of the driving motor transmitted to the driving wheels in the vehicle power transmission device can be suitably suppressed as compared with the one that increases the preload force and constantly increases the differential preload torque. it can.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明が好適に適用された動力伝達装置(車両用動力伝達装置)10が備えられた4輪駆動車両12の構成を概略的に説明する骨子図である。図1において、動力伝達装置10には、エンジン12を駆動源としエンジン14の駆動力を前輪16Lおよび16Rに伝達する前輪用動力伝達装置10a(フロントトランスアクスル)と、電動モータ(駆動用電動機)18(図2参照)を駆動源とし電動モータ18の駆動力を後輪(駆動輪)20Lおよび20Rに伝達する後輪用動力伝達装置10b(リアトランスアクスル)とが備えられている。
FIG. 1 is a skeleton diagram schematically illustrating a configuration of a four-
図1に示すように、前輪用動力伝達装置10aには、エンジン14の駆動力を前輪16L、16Rに伝達するフロントデファレンシャル装置22と、フロントデファレンシャル装置22とエンジン14との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機23と、フロントデファレンシャル装置22と後輪16L、16Rとの間の動力伝達経路に設けられた車軸24L、24Rとが備えられている。前輪用動力伝達装置10aでは、エンジン14の駆動力が、自動変速機23、フロントデファレンシャル装置22、車軸24L、24R等を介して後輪16L、16Rに伝達される。
As shown in FIG. 1, the front wheel
図2に示すように、後輪用動力伝達装置10bには、電動モータ18の駆動力を後輪20L、20Rに伝達するリアデファレンシャル装置26と、電動モータ18とリアデファレンシャル装置26のピニオン58との間の動力伝達経路を断接する断接クラッチ28と、電動モータ18とリアデファレンシャル装置26との間の動力伝達経路に設けられたカウンター軸30と、リアデファレンシャル装置26と後輪20L、20Rとの間の動力伝達経路に設けられた車軸32L、32Rとが備えられている。後輪用動力伝達装置10bでは、断接クラッチ28によって電動モータ18とリアデファレンシャル装置26のピニオン58との間の動力伝達経路が接続されると、電動モータ18の駆動力が、カウンター軸30、リアデファレンシャル装置26、車軸32L、32R等を介して後輪20L、20Rへ伝達される。
As shown in FIG. 2, the rear wheel
前記のように構成された4輪駆動車両12の2輪駆動状態では、エンジン14から自動変速機23を介して伝達された駆動力が、フロントデファレンシャル装置22および左右の車軸24Lおよび24Rを通して左右の前輪16Lおよび16Rへ伝達される。なお、2輪駆動状態では、断接クラッチ28によって電動モータ18とリアデファレンシャル装置26のピニオン58との間の動力伝達経路が遮断され、電動モータ18の駆動力が後輪20Lおよび20Rへ伝達されなくなっている。また、4輪駆動状態では、上記2輪駆動状態に加えて、断接クラッチ28によって電動モータ18とリアデファレンシャル装置26のピニオン58との間の動力伝達経路が接続され、電動モータ18からカウンター軸30を介して伝達された駆動力が、リアデファレンシャル装置26および左右の車軸32Lおよび32Rを通して左右の後輪20Lおよび20Rへ伝達される。
In the two-wheel drive state of the four-
電動モータ18には、図2に示すように、容器状のケース34内に固定された円筒状のステータ18aと、ステータ18aの内側に所定の間隙を隔てて中心部に円筒状のインプットシャフト18bが一体的に固定された円筒状のロータ18cと、ケース34に設けられた一対の第1軸受36、38よってロータ18cを第1回転中心線(回転中心線)C1まわりに回転可能に支持するインプットシャフト18bとが備えられている。
As shown in FIG. 2, the
カウンター軸30は、図2に示すように、ケース34に設けられた一対の第2軸受40、42によって第1回転中心線C1に対して平行な第2回転中心線C2まわりに回転可能に支持されており、そのカウンター軸30には、カウンター軸30の電動モータ18側の端部に形成され、インプットシャフト18bに形成された噛合歯18dと噛み合う大径歯車部30aと、その大径歯車部30aより小径に形成され、カウンター軸30の電動モータ18側とは反対側の端部に形成された小径歯車部30bとが備えられている。なお、大径歯車部30aの外周歯、大径歯車部30aと噛み合うインプットシャフト18bの噛合歯18d、小径歯車部30bの外周歯、小径歯車部30bと噛み合う後述するリングギヤ50は、例えば斜歯である。
As shown in FIG. 2, the
リアデファレンシャル装置26には、図2および図3に示すように、一対の後輪20L、20Rに車軸32L、32Rを介して連結された一対のサイドギヤ56L、56Rを収容し、電動モータ18により第1回転中心線C1まわりに回転駆動されるデファレンシャルケース48と、後述する環状のピニオン支持部材52に両端部が支持されたピニオンピン54と、ピニオンピン54を挟んで相対向する状態で、デファレンシャルケース48によって第1回転中心線C1まわりに回転可能に支持された一対のサイドギヤ56L、56Rと、ピニオンピン54が貫通させられることによってそのピニオンピン54により回転可能に支持されて一対のサイドギヤ56L、56Rとの間でそれらとそれぞれ噛み合う一対のピニオン58とを備えている。なお、デファレンシャルケース48の外周部には、カウンター軸30の小径歯車部30bと噛み合うリングギヤ50が一体的に備えられている。また、デファレンシャルケース48は、ケース34に設けられた一対の第3軸受44、46によって第1回転中心線C1まわりに回転可能に支持されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the rear
断接クラッチ28には、図2および図3に示すように、デファレンシャルケース48内に第1回転中心線C1まわりに相対回転可能に収容され、一対のサイドギヤ56L、56Rと噛み合うピニオン58をピニオンピン54を介して回転可能に支持する環状のピニオン支持部材52と、デファレンシャルケース48に第1回転中心線C1まわりの相対回転不能且つ第1回転中心線C1に平行な方向に移動可能に設けられ、後述するクラッチアクチュエータ62により、ピニオン支持部材52の第1噛合歯52aと噛み合ってピニオン支持部材52をデファレンシャルケース48に対して第1回転中心線C1まわりに相対回転不能とする噛合位置とピニオン支持部材52の第1噛合歯52aとの噛み合いから解放されてピニオン支持部材52のデファレンシャルケース48に対する第1回転中心線C1まわりの相対回転を許容する解放位置との間で移動させられるクラッチ部材60とが備えられている。なお、ピニオン支持部材52のクラッチ部材60側の側面には、第1噛合歯52aが形成され、クラッチ部材60のピニオン支持部材52側の側面には、第1噛合歯60aが形成されている。また、上記噛合位置は、クラッチ部材60がクラッチアクチュエータ62によって第1回転中心線C1方向においてピニオン58側に移動させられて、クラッチ部材60の第1噛合歯60aがピニオン支持部材52の第1噛合歯52aと噛み合う位置であり、上記噛合位置では、ピニオン支持部材52すなわちピニオンピン54がデファレンシャルケース48と一体的に第1回転中心線C1まわりに回転して、電動モータ18とリアデファレンシャル装置26のピニオン58との間の動力伝達経路が接続される。また、上記解放位置は、クラッチ部材60がクラッチアクチュエータ62によって第1回転中心線C1方向においてピニオン58側とは反対側に移動させられて、クラッチ部材60の第1噛合歯60aがピニオン支持部材52の第1噛合歯52aと噛み合わない位置であり、上記解放位置では、ピニオン支持部材52すなわちピニオンピン54がデファレンシャルケース48に対して第1軸線C1まわりに相対回転して、電動モータ18とリアデファレンシャル装置26のピニオン58との間の動力伝達経路が遮断される。
2 and 3, the connection /
クラッチ部材60には、図3に示すように、デファレンシャルケース48内において第1回転中心線C1まわりに相対回転不能且つ第1回転中心線C1に平行な方向に移動可能に配設され、第1噛合歯60aが形成された環状の環状部60bと、その環状部60bの一部からデファレンシャルケース48に形成された穴48aを挿通し位置固定のクラッチアクチュエータ62の磁性体プランジャー66側へ突出した突部60cと、環状部60bから第1回転中心線C1に接近する方向に突き出した内向フランジ部(荷重付与部)60dとが備えられている。なお、クラッチ部材60がクラッチアクチュエータ62によって前記噛合位置に移動させられると、クラッチ部材60の内向フランジ部60dがサイドギヤ56Rの背面56aに当接して、サイドギヤ56Rにピニオン58側へ向かう荷重A(図4参照)が付与されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
クラッチアクチュエータ62は、クラッチ部材60を所定の大きさの推力F(図4参照)で駆動させて、クラッチ部材60を前記噛合位置と前記解放位置とに移動させるものである。クラッチアクチュエータ62には、図3に示すように、ケース34に固定されたフレーム64に第1回転中心線C1に平行な方向に移動可能に設けられた円筒状の磁性体プランジャー66と、その磁性体プランジャー66に推力Fを付与する電磁コイル68と、クラッチ部材60を前記解放位置に向って付勢する皿ばね(リターンスプリング)70とが備えられている。なお、皿ばね70は、クラッチ部材60の電磁コイル68側の側面60eに固定された円板状の板部材72と、クラッチ部材60に対して第1回転中心線C1に平行な方向の相対移動が可能にクラッチ部材60の外周に配設された円筒状のスペーサ74との間に配設されている。また、クラッチアクチュエータ62の磁性体プランジャー66には、磁性体プランジャー66とデファレンシャルケース48との間に配設された円筒状の円筒部76aとその円筒部76aのクラッチ部材60側の端部から第1回転中心線C1から離間する方向に突き出す鍔部76bとを有する摺動メタル76が円筒状の非磁性体プランジャー77を介して備えられている。
The
上記のように構成されたクラッチアクチュエータ62では、図4に示すように、電磁コイル68によって磁性体プランジャー66に推力Fが付与されると、摺動メタル76を介してクラッチ部材60が皿ばね70の付勢力に抗して前記噛合位置へ移動させられる。また、電磁コイル68から磁性体プランジャー66に推力Fが付与されなくなると、クラッチ部材60が皿ばね70の弾性復帰力によって前記解放位置へ移動させられる。なお、電磁コイル68によって磁性体プランジャー66に推力Fが付与されると、摺動メタル76を介してクラッチ部材60に推力Fが付与されるが、クラッチ部材60が前記噛合位置に移動させられると、クラッチ部材60の内向フランジ部60dによりサイドギヤ56Rにピニオン58側へ向かう荷重Aが付与される。
In the
図5は、4輪駆動車両12に設けられた電子制御装置(制御装置)78に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図5に示すように、電子制御装置78には、4輪駆動車両12に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、モータ回転速度センサ80により検出される電動モータ18のロータ18cの回転速度Vm(rpm)を表す信号、車輪速センサ82により検出される後輪20L、20Rの回転速度Vl、Vr(rpm)を表す信号、ストロークセンサ84(図3参照)により検出される板部材72すなわち板部材72が固定されたクラッチ部材60の第1回転中心線C1方向の位置を表す信号が電子制御装置78に入力される。
FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a main part of the control function provided in the electronic control device (control device) 78 provided in the four-
また、電子制御装置78から、4輪駆動車両12に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、断接クラッチ28を係合させるためにクラッチアクチュエータ62の電磁コイル68に供給される第1電流I1、電動モータ18を駆動するために電動モータ18に供給される第2電流I2が、電子制御装置78から各部へ供給される。
Various output signals are supplied from the
図5に示す4WD切替判定部90は、エンジン14から左右の前輪16L、16Rへ駆動力を伝達する2輪駆動状態が実施される2輪駆動走行モードから、電動モータ18から左右の後輪20L、20Rへも駆動力を伝達する4輪駆動状態が実行される4輪駆動走行モードに切り替えられるか否か、すなわち電動モータ18により後輪20L、20Rを駆動するか否かを判定する。例えば、4WD切替判定部90では、4輪駆動車両12の運転走行状態が、車両の発進走行、車輪のスリップ、アンダーステア、旋回走行、加速走行、高負荷走行、減速走行のいずれか1つの4輪駆動開始条件を満たすことによって、2輪駆動走行モードから4輪駆動走行モードに切り替えられるべきか否かを判定する。
The 4WD
推力制御部96は、クラッチアクチュエータ62の電磁コイル68に供給される第1電流I1を制御することによって、電磁コイル68から磁性体プランジャー66を介してクラッチ部材60に付与される推力F(N)の大きさを制御する。推力制御部96は、4WD切替判定部90で2輪駆動走行モードから4輪駆動走行モードに切り替えると判定されると、電磁コイル68から磁性体プランジャー66を介してクラッチ部材60に付与される推力Fが予め設定された大きさの第1推力F1となるように、推力Fの大きさを制御する。なお、第1推力F1は、皿ばね70の付勢力に抗してクラッチ部材60を前記噛合位置に到達(移動)させるに必要な荷重を発生させる推力である。なお、電子制御装置78では、例えば2輪駆動走行中において、4WD切替判定部90で2輪駆動走行モードから4輪駆動走行モードに切り替えると判定されると、駆動モータ18によってピニオン支持部材52の回転速度とクラッチ部材60の回転速度とを同期させて、推力制御部96で電磁コイル68から磁性体プランジャー66を介してクラッチ部材60に付与される推力Fが第1推力F1となるように、推力Fの大きさを制御する。
The
4WD切替完了判定部98は、4WD切替判定部90で2輪駆動走行モードから4輪駆動走行モードに切り替えると判定されると、断接クラッチ28によって電動モータ18とリアデファレンシャル装置26のピニオン58との間の動力伝達経路が接続されて、すなわちクラッチ部材60がクラッチアクチュエータ62によって前記噛合位置に移動させられて、2輪駆動状態から4輪駆動状態へ切り替えられたか否かを判定する。例えば、4WD切替完了判定98では、ストロークセンサ86によってクラッチ部材60が前記噛合位置に移動したことが検出されると、2輪駆動状態から4輪駆動状態へ切り替えられたと判定する。
When the 4WD switching
モータ制御部92は、4WD切替完了判定部98で2輪駆動状態から4輪駆動状態へ切り替えられたと判定されると、電動モータ18に供給される第2電流I2を制御することによって、電動モータ18から後輪20L、20Rに出力される駆動力を制御する。また、モータ制御部92に備えられたモータトルク出力判定部92aは、4WD切替完了判定部98で2輪駆動状態から4輪駆動状態へ切り替えられたと判定されると、電動モータ18から後輪20L、20Rに駆動力が出力されているか否かを、例えば電動モータ18に第2電流I2が供給されているか否かによって判定する。
The
ガタ詰め中判定部100は、4WD切替完了判定部98で2輪駆動状態から4輪駆動状態へ切り替えられたと判定され、且つ、モータトルク出力判定部92aで電動モータ18から後輪20L、20Rに駆動力が出力されていると判定されると、後輪用動力伝達装置10b内に設けられた各ギヤ間のガタ詰め中であるか否かを判定する。例えば、ガタ詰め中判定部100では、電動モータ18の回転速度Vm(rpm)と後輪20L、20Rの平均回転速度Va(rpm)との差が予め定められたガタ詰め判定値(所定値)Vc(rpm)より大きい場合に、後輪用動力伝達装置10b内に設けられた各ギヤのガタ詰め中であると判定する。4輪駆動開始時の電動モータ18は、それまで被駆動状態であったために、後輪20L、20Rの平均回転速度Vaを上回る速度で回転して各歯車間のガタを詰める。上記ガタ詰め判定値Vcは、このような状態を判定するために予め実験的に設定された値である。なお、上記平均回転速度Vaは、後輪20Lの回転速度Vl(rpm)と後輪20Rの回転速度Vr(rpm)との平均((Vl+Vr)/2)である。
The
推力制御部96は、ガタ詰め中判定部100により後輪用動力伝達装置10b内に設けられた各ギヤ間のガタ詰め中でないと判定された場合には、電磁コイル68から磁性体プランジャー66を介してクラッチ部材60に付与される推力Fを、クラッチ部材60を前記噛合位置へ移動させ、且つガタ詰め時異音対策閾値L2より小さなデフプレロードトルクTdを発生させる第1推力F1とする。しかし、ガタ詰め中判定部100で後輪用動力伝達装置10b内に設けられた各ギヤ間のガタ詰め中であると判定されると、電磁コイル68から磁性体プランジャー66を介してクラッチ部材60に付与される推力Fを、第1推力F1よりも大きい第2推力F2へ増加するように制御する。なお、第2推力F2は、クラッチ部材60の内向フランジ部60dによってサイドギヤ56Rがピニオン58側へ向かう荷重Aが、後輪用動力伝達装置10b内に設けられたギヤのガタ詰めの際に発生する異音を好適に抑制するように予め設定された値、すなわちサイドギヤ56Rに発生するデフプレロードトルクTdが、後輪用動力伝達装置10b内に設けられたギヤのガタが詰められた際に発生する異音を好適に抑制するように予め設定されたガタ詰め時異音対策閾値L2より大きくなるように、電磁コイル68からクラッチ部材60に付与される推力Fの大きさである。なお、上記デフプレロードトルクTdは、デファレンシャルケース48が第1回転中心線C1まわりに回転することによってサイドギヤ56Rがデファレンシャルケース48と共に連れ回るトルクである。
The
図6は、電子制御装置78において、2輪駆動状態から4輪駆動状態へ切り替えられた(図7のt1時点)後において、電磁コイル68からクラッチ部材60へ付与される推力F(N)の推力制御の作動の一例を説明するフローチャートである。また、図7は、図6のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートである。なお、図7のタイムチャートは、たとえば、4輪駆動状態で発進時の状態を示す図である。
6 shows the thrust F (N) applied from the
先ず、モータトルク出力判定部92aの機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、電動モータ18から後輪20L、20Rに駆動力が出力されているか否かが判定される。S1の判定が否定される場合には、本ルーチンが終了させられるが、S1の判定が肯定される場合には、ガタ詰め中判定部100の機能に対応するS2が実行される。S2では、電動モータ18の回転速度Vm(rpm)と後輪20L、20Rの平均回転速度Va(rpm)との差がガタ詰め判定値Vc(rpm)より大きいか否か、すなわち後輪用動力伝達装置10b内に設けられた各ギヤ間のガタ詰め中であるか否かが判定される。
First, in step (hereinafter, step is omitted) S1 corresponding to the function of the motor torque output determination unit 92a, it is determined whether or not driving power is being output from the
S2の判定が否定される場合には、S4において電磁コイル68から磁性体プランジャー66を介してクラッチ部材60に付与される推力Fが第1推力F1に設定される。しかし、S2の判定が肯定される場合(図7のt2時点)には、推力制御部96の機能に対応するS3が実行される。S3では、電磁コイル68から磁性体プランジャー66を介してクラッチ部材60に付与される推力Fが、クラッチ部材60を前記噛合位置に移動させていた第1推力F1よりも大きい第2推力F2に増加するように制御される。
When the determination in S2 is negative, the thrust F applied to the
図7のタイムチャートのt1時点において、たとえば車両の発進に際してアクセル操作が行われ、2輪駆動から4輪駆動に切り替えられて、電動モータ18の力行(トルク出力)が開始されると、電磁コイル68からクラッチ部材60に付与される推力Fが、第1推力F1とされ、断接クラッチ28が噛み合わされるとともに、車速の増加が開始される。この過程で、電動モータ18の回転速度Vmが後輪20L、20Rの平均回転速度Vaよりも増加して、図6のS2で後輪用動力伝達装置10b内に設けられた各ギヤ間のガタ詰め中であると判定されると、電磁コイル68からクラッチ部材60に付与される推力Fが、第1推力F1よりも大きい第2推力F2となるように増加させられ、それによってデフプレロードトルクTdが増加する。これによって、t3時点において上記各ギヤ間のガタ詰め終了が判定されると、推力Fは第2推力F2から第1推力F1へ戻され、デフプレロードトルクTdは、例えば図7の1点鎖線L1で示すように、後輪用動力伝達装置10b内に設けられたギヤのガタが詰められている状態でも電磁コイル68からクラッチ部材60に付与される推力Fが第1推力F1のままでデフプレロードトルクTdを増加しないものに比較して、後輪用動力伝達装置10b内に設けられたギヤのガタが詰まった際に発生する異音が好適に抑制させられる。また、図7に示すように、電磁コイル68からクラッチ部材60に付与される推力Fが第2推力F2となるように増加させられるのは、すなわちデフプレロードトルクTdが増加させられるのは、後輪用動力伝達装置10b内に設けられたギヤのガタ詰め中の時だけである。このため、例えば図7の異音対策閾値L2を表す2点鎖線で示すように、前記異音を抑制するために常時サイドギヤがピニオンを予圧する力を上昇させデフプレロードトルクTdを常時増加させるものに比較して、後輪用動力伝達装置10bでの後輪20L、20Rへ伝達される電動モータ18の駆動力の損失を好適に抑制させることができる。
At time t1 in the time chart of FIG. 7, for example, when an accelerator operation is performed at the start of the vehicle, switching from two-wheel drive to four-wheel drive and powering (torque output) of the
上述のように、本実施例の動力伝達装置10の電子制御装置78によれば、クラッチ部材60には、クラッチアクチュエータ62により皿ばね70の付勢力に抗して前記噛合位置側へ移動させられたときにサイドギヤ56Rにピニオン58側へ向かう荷重Aを付与するための内向フランジ部60dが備えられており、電動モータ18により後輪20L、20Rを駆動する場合には、クラッチアクチュエータ62により、クラッチ部材60を前記噛合位置に到達する大きさの第1推力F1で駆動させ、電動モータ18の回転速度Vmと後輪20L、20Rの平均回転速度Vaとの差がガタ詰め判定値Vcより大きい場合には、クラッチ部材60を前記噛合位置に移動させていた第1推力F1よりも大きい第2推力F2でクラッチ部材60を駆動させてサイドギヤ56Rに荷重Aを付与する。このため、電動モータ18の回転速度Vmと後輪20L、20Rの平均回転速度Vaとの差がガタ詰め判定値Vcより大きい場合には、すなわち後輪用動力伝達装置10b内に設けられたギヤのガタが詰められている場合には、クラッチ部材60を前記噛合位置に移動させていた第1推力F1よりも大きい第2推力F2でクラッチ部材60を駆動させてサイドギヤ56Rに荷重Aを付与するので、サイドギヤ56Rがピニオン58を予圧する力が上昇しデフプレロードトルクTdが増加させられる。これによって、後輪用動力伝達装置10b内に設けられたギヤのガタが詰まった際に発生する異音が好適に抑制させられる。また、後輪用動力伝達装置10b内に設けられたギヤのガタが詰められている場合にだけ一時的にデフプレロードトルクTdが増加させられるので、例えば前記異音を抑制するために常時サイドギヤがピニオンを予圧する力を上昇させデフプレロードトルクを常時増加させるものに比較して、後輪用動力伝達装置10bでの後輪20L、20Rへ伝達される電動モータ18の駆動力の損失を好適に抑制させることができる。
As described above, according to the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例のクラッチアクチュエータ62では、電磁コイル68によってクラッチ部材60に推力Fを付与していたが、例えば電磁コイル68に替えて例えば空圧シリンダ、油圧シリンダ、モータアクチュエータ等が使用されても良い。すなわち、クラッチ部材60に推力Fを付与する装置であればどのような装置が使用されても良い。
For example, in the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
10:動力伝達装置(車両用動力伝達装置)
18:電動モータ(駆動用電動機)
20L、20R:後輪(駆動輪)
48:デファレンシャルケース
52:ピニオン支持部材
54:ピニオンピン
56L、56R:サイドギヤ
58:ピニオン
60:クラッチ部材
60d:内向フランジ部(荷重付与部)
62:クラッチアクチュエータ
70:皿ばね(リターンスプリング)
78:電子制御装置(制御装置)
92a:モータトルク出力判定部
96:推力制御部
98:4WD切替完了判定部
100:ガタ詰め中判定部
A:荷重
C1:第1回転中心線(回転中心線)
F:推力
Vc:ガタ詰め判定値(所定値)
10: Power transmission device (vehicle power transmission device)
18: Electric motor (drive motor)
20L, 20R: Rear wheels (drive wheels)
48: Differential case 52: Pinion support member 54: Pinion pins 56L, 56R: Side gear 58: Pinion 60:
62: Clutch actuator 70: Belleville spring (return spring)
78: Electronic control device (control device)
92a: Motor torque output determination unit 96: Thrust control unit 98: 4WD switching completion determination unit 100: Jittering determination unit A: Load C1: First rotation center line (rotation center line)
F: Thrust Vc: Backlash determination value (predetermined value)
Claims (1)
前記クラッチ部材には、前記クラッチアクチュエータにより前記リターンスプリングの付勢力に抗して前記噛合位置側へ移動させられたときに前記サイドギヤに前記ピニオン側へ向かう荷重を付与するための荷重付与部が備えられており、
前記駆動用電動機により前記駆動輪を駆動する場合には、前記クラッチアクチュエータにより、前記クラッチ部材を前記噛合位置に到達する大きさの推力で駆動させ、前記駆動用電動機の回転速度と前記駆動輪の回転速度との差が所定値より大きい場合には、前記クラッチ部材を前記噛合位置に移動させていた推力よりも大きい推力で前記クラッチ部材を駆動させて前記サイドギヤに荷重を付与することを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。 A pair of side gears connected to a pair of drive wheels, a differential case that is driven to rotate around a rotation center line by a drive motor; and a differential case that is rotatably accommodated around the rotation center line in the differential case; An annular pinion support member that rotatably supports a pinion that meshes with the pair of side gears via a pinion pin, and the differential case cannot be relatively rotated about the rotation center line and can move in a direction parallel to the rotation center line. The annular pinion support member is released from the engagement between the meshing position of the annular pinion support member and the annular pinion support member which is engaged with the annular pinion support member and makes the annular pinion support member relatively unrotatable by the clutch actuator. A solution that allows relative rotation of the member around the center of rotation. A clutch member to be moved between a position, the vehicle power transmission device including a return spring which urges said clutch member to said release position, and a control device,
The clutch member includes a load applying portion for applying a load toward the pinion to the side gear when the clutch member is moved to the meshing position side against the urging force of the return spring by the clutch actuator. And
When driving the drive wheels by the drive motor, the clutch actuator is used to drive the clutch member with a thrust that is large enough to reach the meshing position, and the rotational speed of the drive motor and the drive wheels When the difference from the rotational speed is larger than a predetermined value, the clutch member is driven with a thrust larger than the thrust that has moved the clutch member to the meshing position, and a load is applied to the side gear. A control device for a vehicle power transmission device.
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CN112918240A (en) * | 2021-03-22 | 2021-06-08 | 重庆青山工业有限责任公司 | Electric drive assembly of hybrid electric vehicle |
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CN115593211A (en) * | 2022-10-17 | 2023-01-13 | 上海纳铁福传动系统有限公司(Cn) | Transmission clutch device of gearbox |
WO2024062836A1 (en) * | 2022-09-20 | 2024-03-28 | 株式会社Soken | Vehicle control system |
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2016
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