JP2019070400A - 駆動力伝達制御装置及び駆動力伝達装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多板クラッチによって伝達される駆動力に誤差を生じさせるような不調が油圧回路に発生したとき、電動モータの制御によってその誤差を小さくすることが可能な駆動力伝達制御装置及び駆動力伝達装置の制御方法を提供する。【解決手段】駆動力伝達制御装置１は、多板クラッチ５３と、シリンダ２２０における作動油の圧力により多板クラッチ５３を押圧するピストン５０と、ポンプ８２と、ポンプ８２を動作させる電動モータ８１と、ポンプ８２から吐出された作動油の一部をシリンダ２２０に導く流路構成部材と、電動モータ８１を制御する制御装置９とを備える。制御装置９は、電流指令値を演算する電流指令値演算手段９１１と、電流指令値を補正して補正電流指令値を演算する補正手段９１２とを有する。補正手段９１２は、所定の動作条件で電動モータ８１を動作させたときの回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差に応じて補正値を算出する。【選択図】図８

Description

本発明は、電動モータによって動作するポンプ、及びポンプから吐出される作動流体の圧力により押圧される多板クラッチを有し、入力回転部材と出力回転部材との間で多板クラッチを介して伝達される駆動力を制御する駆動力伝達制御装置、及び駆動力伝達装置の制御方法に関する。

従来、エンジン等の駆動源の駆動力が油圧によって押圧される多板クラッチを介して補助駆動輪に伝達される４輪駆動車がある。多板クラッチは、電動モータによって動作するポンプから吐出される作動油の圧力を受けるピストンによって押圧される。制御装置は、電動モータにモータ電流を供給し、多板クラッチを介して補助駆動輪に伝達される駆動力を制御する（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載の油圧ユニットは、電動モータと、電動モータにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプからピストンのシリンダに至る管路に配置された制御バルブと、油圧ポンプと制御バルブとの間の管路から分岐した管路において、同管路の分岐点とリザーバとの間に配置された固定絞りとを有している。

特許文献２に記載の油圧供給装置は、電動モータと、電動モータにより回転駆動されるオイルポンプと、オイルポンプの吐出側に介挿された逆止弁と、逆止弁とシリンダとの間の管路に接続されたアキュムレータと、アキュムレータよりもシリンダ側の管路に介挿された圧力制御弁とを有している。また、特許文献２に記載の車両には、各種のセンサや制御装置あるいは電動モータや圧力制御弁等の機器に異常が発生した際にそれを検出する各種の異常検出回路が搭載されている。

特開２０１７−１１４４３２号公報 特開平２−２９６５６９号公報

油圧ユニット等の油圧回路では、異常が検出されるには至らない様々な不調が発生する場合がある。このような不調は、例えば機器の摺動部における摩耗や管路における異物の堆積、あるいは固定絞りにおける流路面積の変化等に起因する。このような不調があると、所望の圧力の作動油をシリンダに供給することができず、多板クラッチを介して伝達される駆動力に誤差が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、多板クラッチによって伝達される駆動力に誤差を生じさせるような不調が油圧回路に発生したとき、電動モータの制御によってその誤差を小さくすることが可能な駆動力伝達制御装置及び駆動力伝達装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、駆動力が入力される入力回転部材と、前記入力回転部材と相対回転可能に配置された出力回転部材と、前記入力回転部材と前記出力回転部材との間に配置された多板クラッチと、シリンダに供給される作動流体の圧力により前記多板クラッチを押圧するピストンと、リザーバに貯留された作動流体を吸入して吐出するポンプと、モータ電流の供給を受けて前記ポンプを動作させる電動モータと、前記ポンプから吐出された作動流体のうち一部を弁体を介して前記リザーバに還流させると共に他の一部を前記シリンダに導く流路構成部材と、モータ電流を増減して前記電動モータを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、モータ電流の目標値である電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、前記電流指令値演算手段で演算された前記電流指令値を補正して補正電流指令値を演算する補正手段と、前記補正電流指令値に応じたモータ電流が前記電動モータに供給されるようにフィードバック制御をおこなう電流制御手段とを有し、
前記補正手段は、所定の動作条件で前記電動モータを動作させたときの前記電動モータの回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差に応じて補正値を算出し、前記補正値を前記電流指令値に適用して前記補正電流指令値を演算する、駆動力伝達制御装置を提供する。

また、本発明は、上記の目的を達成するため、駆動力が入力される入力回転部材と、前記入力回転部材と相対回転可能に配置された出力回転部材と、前記入力回転部材と前記出力回転部材との間に配置された多板クラッチと、シリンダに供給される作動流体の圧力により前記多板クラッチを押圧するピストンと、リザーバに貯留された作動流体を吸入して吐出するポンプと、モータ電流の供給を受けて前記ポンプを動作させるトルクを発生する電動モータと、前記ポンプから吐出された作動流体のうち一部を前記リザーバに還流させると共に他の一部を前記シリンダに導く流路構成部材とを備えた駆動力伝達装置の制御方法であって、所定の動作条件で前記電動モータを動作させたときの前記電動モータの回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差に応じて電流指令値の補正値を算出し、前記補正値を前記電流指令値に適用して得られた補正電流指令値に応じたモータ電流を前記電動モータに供給する、駆動力伝達装置の制御方法を提供する。

本発明に係る駆動力伝達制御装置及び駆動力伝達装置の制御方法によれば、多板クラッチによって伝達される駆動力に誤差を生じさせるような不調が油圧回路に発生したとき、電動モータの制御によってその誤差を小さくすることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る４輪駆動車の構成例を示す構成図である。 駆動力伝達機構の構成例を示す断面図である。 図２の部分拡大図である。 油圧ユニットにおける油圧回路の構成例を示す構成図である。 モータ電流と電動モータが発生するトルク及びモータ回転数との相互関係を２軸グラフの形式で示す特性線図である。 モータ電流を一定とした場合について、高温時負荷特性線に対して許容される誤差の上限値及び下限値を示す上限特性線及び下限特性線を示すグラフである。 モータ回転数を一定とした場合について、高温時負荷特性線に対して許容される誤差の上限値及び下限値を示す上限特性線及び下限特性線を示すグラフである。 電動モータを所定の動作条件で動作させて補正値を演算する際に制御部が実行する処理の一例を示すフローチャートである。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る４輪駆動車の構成例を模式的に示す構成図である。４輪駆動車１００は、走行用の駆動力を発生させる駆動源としてのエンジン１０２と、トランスミッション１０３と、左右一対の主駆動輪としての前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び左右一対の補助駆動輪としての後輪１０５Ｌ，１０５Ｒと、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達する駆動力伝達機構７を含む駆動力伝達系１０１と、駆動力伝達機構７に作動油を供給する油圧ユニット８と、油圧ユニット８を制御する制御装置９とを備えている。

駆動力伝達機構７及び油圧ユニット８は、駆動力伝達装置１０を構成する。駆動力伝達装置１０は、制御装置９と共に駆動力伝達制御装置１を構成する。駆動力伝達機構７は、油圧ユニット８から供給される作動流体としての作動油の圧力により作動する。駆動力伝達機構７、油圧ユニット８、及び制御装置９の詳細については後述する。

４輪駆動車１００は、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒ及び後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達する４輪駆動状態と、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４Ｌ，１０４Ｒのみに伝達する２輪駆動状態とを切り替え可能である。本実施の形態において、各符号における「Ｌ」及び「Ｒ」は、車両の前進方向に対する左側及び右側の意味で使用している。なお、駆動源としては、内燃機関であるエンジン１０２に限らず、同期モータ等の電動機を駆動源としてもよく、内燃機関と電動機とを組み合わせて駆動源を構成してもよい。

駆動力伝達系１０１は、その構成要素として、駆動力伝達機構７の他、フロントディファレンシャル１１と、駆動力の伝達を遮断可能な噛み合いクラッチ１２と、車両前後方向に延在するプロペラシャフト１０８と、前輪側のドライブシャフト１０６Ｌ，１０６Ｒ及び後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒとを有する。前輪１０４Ｌ，１０４Ｒには、フロントディファレンシャル１１及びドライブシャフト１０６Ｌ，１０６Ｒを介してエンジン１０２の駆動力が常に伝達される。後輪１０５Ｌ，１０５Ｒには、噛み合いクラッチ１２、プロペラシャフト１０８、駆動力伝達機構７、及びドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒを介してエンジン１０２の駆動力が伝達される。

駆動力伝達機構７は、プロペラシャフト１０８から入力された駆動力を遮断可能に、かつ差動を許容してドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒに伝達する。駆動力伝達機構７は、油圧ユニット８から供給される作動油の圧力に応じて後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達される駆動力を調節することが可能である。２輪駆動状態での走行時には、噛み合いクラッチ１２及び駆動力伝達機構７における駆動力の伝達が共に遮断され、駆動力伝達系１０１の一部であるプロペラシャフト１０８の回転が停止する。これにより、プロペラシャフト１０８の回転に伴う動力ロスが低減され、燃費性能が向上する。

フロントディファレンシャル１１は、一対の前輪側のドライブシャフト１０６Ｌ，１０６Ｒにそれぞれ連結された一対のサイドギヤ１１１、一対のサイドギヤ１１１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１１２、一対のピニオンギヤ１１２を支持するピニオンギヤ支持部材１１３、及びこれら一対のサイドギヤ１１１と一対のピニオンギヤ１１２とピニオンギヤ支持部材１１３を収容するフロントデフケース１１４を有している。フロントデフケース１１４には、トランスミッション１０３で変速されたエンジン１０２の駆動力が伝達される。

噛み合いクラッチ１２は、フロントデフケース１１４と一体に回転する第１回転部材１２１と、第１回転部材１２１と軸方向に並んで配置された第２回転部材１２２と、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とを相対回転不能に連結することが可能なスリーブ１２３とを有している。スリーブ１２３は、制御装置９に制御される図略のアクチュエータにより、第１回転部材１２１及び第２回転部材１２２に噛み合う連結位置と、第２回転部材１２２にのみ噛み合う非連結位置との間を軸方向に移動する。スリーブ１２３が連結位置にあるとき、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とが相対回転不能に連結され、スリーブ１２３が非連結位置にあるとき、第１回転部材１２１と第２回転部材１２２とが相対回転自在となる。

プロペラシャフト１０８は、エンジン１０２の駆動力をフロントデフケース１１４から噛み合いクラッチ１２を介して受け、駆動力伝達機構７側に伝達する。プロペラシャフト１０８の前輪側端部にはピニオンギヤ１０８ａが設けられており、このピニオンギヤ１０８ａが、噛み合いクラッチ１２の第２回転部材１２２に相対回転不能に連結されたリングギヤ１０８ｂに噛み合っている。駆動力伝達機構７は、プロペラシャフト１０８から入力される駆動力を後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒに差動を許容して配分する。ドライブシャフト１０７Ｌは左後輪１０５Ｌに連結され、ドライブシャフト１０７Ｒは右後輪１０５Ｒに連結されている。

（駆動力伝達装置の全体構成）
図２は、駆動力伝達機構７の構成例を示す断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。図２では、駆動力伝達機構７の全体を、後輪側のドライブシャフト１０７Ｌ，１０７Ｒの一部と共に示している。

駆動力伝達機構７は、車体に支持される装置ケース２と、プロペラシャフト１０８が連結される連結部材３１と、連結部材３１と一体に回転するピニオンギヤシャフト３２と、ピニオンギヤシャフト３２からエンジン１０２の駆動力を受けて回転するデフケース４０と、デフケース４０に入力された駆動力を一対のサイドギヤ４３から差動を許容して出力する差動歯車機構４と、差動歯車機構４の一方のサイドギヤ４３に連結された軸状の中間軸６０と、中間軸６０とドライブシャフト１０７Ｌとの間での駆動力の伝達を断続するクラッチ機構５とを備えている。

連結部材３１とピニオンギヤシャフト３２とは、ボルト３０１及び座金３０２によって結合されている。また、ピニオンギヤシャフト３２は、軸部３２１とギヤ部３２２とを有し、軸部３２１が一対の円錐ころ軸受６１，６２によって回転可能に支持されている。ギヤ部３２２は、複数のボルト４００によってデフケース４０と一体に回転するように固定されたリングギヤ４４に噛み合っている。ピニオンギヤシャフト３２のギヤ部３２２及びリングギヤ４４は、例えばハイポイドギヤからなり、装置ケース２に封入されたギヤオイルによって潤滑される。

差動歯車機構４は、デフケース４０に支持されたピニオンシャフト４１と、ピニオンシャフト４１に軸支された一対のピニオンギヤ４２と、一対のピニオンギヤ４２にギヤ軸を直交させて噛合する一対のサイドギヤ４３とを有している。デフケース４０は、円錐ころ軸受６３，６４によって装置ケース２に回転可能に支持されている。中間軸６０は、例えばスプライン嵌合により一対のサイドギヤ４３のうち一方のサイドギヤ４３と相対回転不能に連結されている。

４輪駆動車１００の直進時において、一方のサイドギヤ４３から中間軸６０及びクラッチ機構５を経てドライブシャフト１０７Ｌに伝達される駆動力が調節されると、差動歯車機構４の差動機能により、ドライブシャフト１０７Ｒにも、ドライブシャフト１０７Ｌに伝達される駆動力と同等の駆動力が伝達される。ドライブシャフト１０７Ｒは、一対のサイドギヤ４３のうち、中間軸６０とは反対側の他方のサイドギヤ４３にスプライン嵌合によって相対回転不能に連結されている。ドライブシャフト１０７Ｌは、スプライン嵌合によって後述する第２回転部材５２の連結部５２１に相対回転不能に連結されている。クラッチ機構５によるドライブシャフト１０７Ｌへの駆動力の伝達が遮断されると、ドライブシャフト１０７Ｌにも駆動力が伝達されなくなる。

（クラッチ機構の構成）
クラッチ機構５は、油圧ユニット８から供給される作動油の圧力によって移動するピストン５０と、中間軸６０と一体に回転する第１回転部材５１と、ドライブシャフト１０７Ｌと一体に回転する第２回転部材５２と、第１回転部材５１と第２回転部材５２との間に配置された多板クラッチ５３と、ピストン５０と多板クラッチ５３との間に配置されたプレッシャプレート５４及びスラストころ軸受５５とを有している。クラッチ機構５は、第１回転部材５１に入力される駆動力を第２回転部材５２からドライブシャフト１０７Ｌに出力する。第１回転部材５１は、クラッチ機構５において中間軸６０から駆動力が入力される入力回転部材である。第２回転部材５２は、クラッチ機構５の出力回転部材であり、第１回転部材５１と同軸上で相対回転可能に配置されている。

多板クラッチ５３は、図３に示すように、第１回転部材５１と共に回転する複数のインナクラッチプレート５３１と、第２回転部材５２と共に回転する複数のアウタクラッチプレート５３２とからなる。インナクラッチプレート５３１とアウタクラッチプレート５３２との摩擦摺動は、図略の潤滑油によって潤滑される。複数のインナクラッチプレート５３１及び複数のアウタクラッチプレート５３２は、軸方向に沿って交互に配置されている。

ピストン５０は、第１回転部材５１及び第２回転部材５２の回転軸線Ｏに沿う軸方向移動により多板クラッチ５３を押圧する。多板クラッチ５３は、ピストン５０の押圧力をプレッシャプレート５４及びスラストころ軸受５５を介して受けることによって発生する複数のインナクラッチプレート５３１と複数のアウタクラッチプレート５３２との摩擦力により、第１回転部材５１と第２回転部材５２との間で駆動力を伝達する。

第１回転部材５１は、外周面に軸方向に沿って延びる複数のスプライン突起からなるスプライン係合部５１１ａが形成された円筒状の円筒部５１１と、円筒部５１１よりも小径で、中間軸６０がスプライン嵌合により連結される有底円筒状の連結部５１２と、円筒部５１１と連結部５１２とを接続する接続部５１３とを一体に有している。連結部５１２の外周面には、装置ケース２に支持されたシール部材６９０が摺接する。

プレッシャプレート５４は、第１回転部材５１の円筒部５１１の端部に形成された突起５１１ｂを挿通させる挿通孔５４０が形成されており、第１回転部材５１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能である。プレッシャプレート５４は、第１回転部材５１の円筒部５１１よりも外周側に配置されて多板クラッチ５３を押圧する押圧部５４１と、円筒部５１１の内側に配置された内壁部５４２とを有している。挿通孔５４０は、押圧部５４１と内壁部５４２との間に形成されている。プレッシャプレート５４の内壁部５４２と、第１回転部材５１の接続部５１３との間には、複数のコイルばね５７が軸方向に圧縮された状態で配置されている。図２及び図３では、このうち１つのコイルばね５７を図示している。複数のコイルばね５７は、その復元力によりプレッシャプレート５４をピストン５０側に付勢している。

第２回転部材５２は、第１回転部材５１と軸方向に並置されている。第２回転部材５２は、図３に示すように、ドライブシャフト１０７Ｌが連結される連結部５２１と、連結部５２１の第１回転部材５１側の端部から軸方向に突出するボス部５２２と、連結部５２１から外方に張り出した環状の壁部５２３と、壁部５２３の外周端部から軸方向に延びる円筒状の円筒部５２４とを一体に有している。

多板クラッチ５３は、第１回転部材５１の円筒部５１１と、第２回転部材５２の円筒部５２４との間に配置されている。インナクラッチプレート５３１には、その内周側の端部に第１回転部材５１の円筒部５１１のスプライン係合部５１１ａに係合する複数の突起５３１ａが形成されている。これにより、インナクラッチプレート５３１は、第１回転部材５１に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結されている。また、アウタクラッチプレート５３２には、その外周側の端部に第２回転部材５２の円筒部５２４の内周面に形成されたスプライン係合部５２４ａに係合する複数の突起５３２ａが形成されている。これにより、アウタクラッチプレート５３２は、第２回転部材５２に対して軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結されている。

第１回転部材５１は、装置ケース２に取り付けられた玉軸受６５によって支持されている。第２回転部材５２は、連結部５２１と装置ケース２の内面との間に配置された玉軸受６６によって支持されている。第２回転部材５２のボス部５２２の外周面と第１回転部材５１との間には、玉軸受６７が配置されている。また、第２回転部材５２の壁部５２３と第１ケース部材２１の内面との間には、スラストころ軸受６８が配置されている。

装置ケース２は、クラッチ機構５を収容する第１ケース部材２１と、シリンダ２２０が形成された第２ケース部材２２と、差動歯車機構４及びデフケース４０を収容する第３のケース部材２３とを有している。第１ケース部材２１と第２ケース部材２２、及び第２ケース部材２２と第３のケース部材２３とは、例えばボルト締結によって結合されている。図２及び図３では、第１ケース部材２１と第２ケース部材２２とを結合する複数のボルト２０１を図示している。

第１ケース部材２１には、第２回転部材５２を挿通させる挿通孔の内面にシール部材６９１が嵌着されている。第３のケース部材２３には、ドライブシャフト１０７Ｒを挿通させる挿通孔の内面にシール部材６９２が嵌着され、連結部材３１及びピニオンギヤシャフト３２を挿通させる挿通孔の内面にシール部材６９３が嵌着されている。

第２ケース部材２２には、ピストン５０に油圧を付与して多板クラッチ５３側に移動させる作動油が供給される環状のシリンダ２２０、及びシリンダ２２０に作動油を供給する作動油供給孔２２１が設けられている。シリンダ２２０は、回転軸線Ｏを中心として環状に形成されている。

シリンダ２２０には、作動油供給孔２２１を介して油圧ユニット８から作動油が供給される。ピストン５０は、軸方向の一部がシリンダ２２０内に配置された状態で回転軸線Ｏと平行な軸方向に進退移動可能であり、シリンダ２２０に供給された作動油の油圧によって多板クラッチ５３を軸方向に押圧し、インナクラッチプレート５３１とアウタクラッチプレート５３２とを摩擦接触させる。多板クラッチ５３は、ピストン５０の移動によって、駆動力の伝達状態と遮断状態とが切り替わる。

また、ピストン５０は、シリンダ２２０の作動油の圧力が低下すると、プレッシャプレート５４を介して受けるコイルばね５７の付勢力によってシリンダ２２０の奥側に移動し、多板クラッチ５３から離間する。ピストン５０の内周面及び外周面には、それぞれ周方向溝が形成され、これらの周方向溝にＯリング６９４，６９５が保持されている。

（油圧ユニット及び制御装置の構成）
図４は、制御装置９及び油圧ユニット８における油圧回路の構成例を示す構成図である。油圧ユニット８は、管路８０と、電動モータ８１と、電動モータ８１が出力するトルクによって作動して作動油を吐出するポンプ８２と、ポンプ８２から吐出される作動油を受けてピストン５０に作用する油圧を調整する電磁弁８３と、作動油が貯留されたリザーバ８４と、ポンプ８２の吐出側とリザーバ８４との間に配置されたオリフィス（固定絞り弁）８５とを有している。

管路８０は、ポンプ８２と電磁弁８３の入力ポートとの間の第１管路８０１と、第１管路８０１から分岐してオリフィス８５に至る第２管路８０２と、電磁弁８３の出力ポートと作動油供給孔２２１とを結ぶ第３管路８０３とを有している。管路８０、電磁弁８３、及びオリフィス８５は、ポンプ８２から吐出された作動油のうち一部を弁体としての電磁弁８３及びオリフィス８５を介してリザーバ８４に還流させると共に、他の一部をシリンダ２２０に導く流路構成部材の一態様である。

電動モータ８１は、例えば三相ブラシレスモータであり、制御装置９からモータ電流の供給を受けてポンプ８２を動作させるトルクを発生する。電動モータ８１の回転子とポンプ８２のロータとは連結軸８６によって連結されている。ポンプ８２は、それ自体は周知のものであり、電動モータ８１の回転数に応じた量の作動油をリザーバ８４から吸入して吐出し、油圧を発生させる。ポンプ８２としては、例えば外接ギヤポンプや内接ギヤポンプ、あるいはベーンポンプを用いることができる。

電磁弁８３は、ポンプ８２からシリンダ２２０に供給される作動油の圧力を調節する圧力制御弁であり、より具体的には電磁比例圧力制御バルブである。電磁弁８３の弁開度は、制御装置９から供給される制御電流に応じて変化する。電磁弁８３は、第１管路８０１から供給される作動油の一部を排出ポートからリザーバ８４に還流させ、作動油の圧力を減圧して第３管路８０３に出力する。制御装置９は、モータ電流を増減し、ポンプ８２の吐出圧がピストン５０に作用させるべき作動油の油圧よりもやや高くなるように電動モータ８１を制御する。なお、オリフィス８５を設けることにより、電磁弁８３が全閉状態でも、ポンプ８２から吐出された作動油が還流するので、電動モータ８１を低速で回転させておくことができ、必要時には速やかに電動モータ８１の回転速度を高めることができる。

制御装置９は、ＣＰＵ（演算処理装置）を有する制御部９１と、ＣＰＵが実行するプログラム等を記憶する不揮発性メモリを有する記憶部９２と、バッテリー等の電源の直流電圧をスイッチングして電磁弁８３に制御電流を供給する電磁弁駆動部９３と、同じく直流電圧をスイッチングして電動モータ８１にモータ電流を供給するインバータ回路部９４とを有している。インバータ回路部９４は、トランジスタ等の複数のスイッチング素子を有し、制御部９１から出力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に基づいて直流電圧をスイッチングし、モータ電流を生成する。

制御部９１は、記憶部９２に記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、電磁弁制御手段９１０、電流指令値演算手段９１１、補正手段９１２、電流制御手段９１３、及び異常時処理手段９１４として機能する。なお、これら各手段９１０〜９１４の一部又は全部の機能をＡＳＩＣやＦＰＧＡ等の回路で実現してもよい。

制御部９１は、電動モータ８１の回転子の回転を検出する回転検出部８１１の検出信号により、電動モータ８１の実際の回転速度（単位時間当たりの回転数の測定値）を取得することが可能である。また、制御部９１は、電流センサ９４０の検出信号により、モータ電流の大きさ（実電流値）を取得することが可能である。

電磁弁制御手段９１０は、ポンプ８２の吐出圧が電磁弁８３で減圧されてシリンダ２２０に供給されるように制御電流の電流値を演算し、演算した電流値の電流が電磁弁８３に供給されるように電磁弁駆動部９３に駆動信号を出力する。

電流指令値演算手段９１１は、例えば前輪１０４Ｌ，１０４Ｒと後輪１０５Ｌ，１０５Ｒとの回転速度差である前後輪回転差に基づいて、電動モータ８１に供給すべきモータ電流の目標値である電流指令値を演算する。より具体的には、前後輪回転差に略比例して大きくなるように多板クラッチ５３によって伝達すべき駆動力（トルク）の目標値であるトルク指令値を演算し、このトルク指令値に対応する電動モータ８１の回転速度を得るために必要なモータ電流を電流指令値として演算する。

補正手段９１２は、電流指令値演算手段９１１で演算された電流指令値を補正して補正電流指令値を演算する。電流制御手段９１３は、電流センサ９４０によって検出された実電流値に基づいて、補正電流指令値に応じたモータ電流が電動モータ８１に供給されるようにＰＷＭ信号のデューティーを演算し、電流フィードバック制御をおこなう。異常時処理手段９１４は、補正手段９１２が実行する補正処理（後述）によってもトルク指令値に対応する速度で電動モータ８１を回転させることができないと判断されるとき、異常の発生を記憶部９２の不揮発性メモリに記憶し、あるいは４輪駆動車１００の運転者に報知する。

図５は、電動モータ８１に供給されるモータ電流（指令値）と、電動モータ８１が発生するトルクと、電動モータ８１の単位時間（１分）当たりの回転数であるモータ回転数との相互関係を２軸グラフの形式で示す特性線図である。図５において、横軸はトルクを示し、第１軸はモータ回転数を、第２軸はモータ電流を、それぞれ示している。

また、この特性線図では、モータ電流とトルクとの関係を示すＩ−Ｔ特性線を細線で示し、油圧ユニット８の温度が低温（例えば０℃）の場合の低温時負荷特性線ならびに高温（例えば８０℃）の場合の高温時負荷特性線を太線で示している。また、モータ回転数とトルクとの関係を示す第１及び第２Ｎ−Ｔ特性線を一点鎖線で示している。例えば、モータ電流がＩ_１の場合のＩ−Ｔ特性線に対応するトルクはＴ_１であり、Ｔ_１に対応する高温時負荷特性線上の点をＰ_１とし、Ｔ_１に対応する低温時負荷特性線上の点をＰ_２とすると、Ｐ_１に対応するモータ回転数はＮ_１であり、Ｐ_２に対応するモータ回転数はＮ_２である。図５に示す各特性線は、それぞれの特性の基準値となる代表的な特性を示すものである。

なお、図５では、例として２本の負荷特性線（高温時負荷特性線及び低温時負荷特性線）を示しているが、温度毎に異なるより多くの負荷特性線を用いてもよい。この場合、測定された油圧ユニット８の温度に最も近い負荷特性線を用いてもよく、あるいは測定された温度の上側及び下側でそれぞれ最も近い２つの負荷特性線間を線形補間してもよい。負荷特性線の情報は、例えばマップの形式で記憶部９２に記憶されている。

ところで、任意のモータ電流を電動モータ８１に供給した場合のモータ回転数は、温度変化に伴う作動油の粘性の変化によって変動する他、例えば電動モータ８１やポンプ８２あるいは電磁弁８３やオリフィス８５の寸法誤差や組立て誤差等によっても変動する。寸法誤差や組立て誤差等に起因するモータ回転数の変動幅は、通常、許容範囲内の比較的小さなものである。

また、電動モータ８１、ポンプ８２、あるいは電磁弁８３の摺動部における摩耗や作動油に混入した異物の堆積、あるいはオリフィス８５における流路面積の変化等に起因して、モータ回転数が許容範囲を超えて大きく変動してしまう不調が発生すると、所望の圧力の作動油をシリンダ２２０に供給することができず、多板クラッチ５３を介して後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに伝達される駆動力に誤差が生じてしまう。本実施の形態では、このような不調が発生していることを検知した場合、制御部９１が補正手段９１２によって電流指令値を補正し、シリンダ２２０に所望の圧力の作動油を供給することを可能にしている。以下、このための処理について詳細に説明する。

図６は、図５に示すグラフから低温時負荷特性線及び第２Ｎ−Ｔ特性線を省略し、高温時負荷特性線に対して許容される誤差の上限値及び下限値を示す上限特性線及び下限特性線を示すグラフである。上限特性線及び下限特性線を示す数値情報は、例えば複数の温度毎にマップの形式で記憶部９２に記憶されている。図６の図示例では、上限特性線及び下限特性線を、高温時負荷特性線上の各値に対して所定の係数を乗じて得られる直線として示しているが、これに限らず例えば高温時負荷特性線を第１軸の上下方向に所定量オフセットさせて上限特性線及び下限特性線を規定してもよい。

図６に示すように、モータ電流がＩ_１の場合のトルクＴ_１に対応する下限特性線上の点をＰ_１１とし、Ｔ_１に対応する上限特性線上の点をＰ_１２とすると、Ｐ_１１に対応するモータ回転数はＮ_１１であり、Ｐ_１２に対応するモータ回転数はＮ_１２である。すなわち、モータ電流Ｉ_１に対するモータ回転数の許容幅の下限値はＮ_１１あり、上限値はＮ_１２である。また、モータ回転数の誤差の許容範囲は、モータ回転数の高速側ではＮ_１２−Ｎ_１であり、低速側ではＮ_１−Ｎ_１１である。

ここで、モータ電流をＩ_１とした場合のモータ回転数がＮ_１２よりも大きいＮ_３であった場合には、例えばオリフィス８５の緩み等によって、第２管路８０２を介したリザーバ８４への作動油の還流量が大きくなっていることが考えられる。このため、Ｎ_１とＮ_３との差である回転数偏差ΔＮに応じた補正値で電動モータ８１の電流指令値を補正することで、シリンダ２２０に所望の圧力の作動油を供給することが可能となる。この場合、制御部９１の補正手段９１２は、電流指令値演算手段９１１によって演算された電流指令値に補正値を加算して、より大きな電流が電動モータ８１に供給されるように補正電流指令値を演算する。

なお、電流指令値に適用される補正値は、回転数偏差ΔＮの絶対値が大きいほど大きな値となる正の値である。補正手段９１２は、回転数偏差ΔＮに基づいて、記憶部９２に記憶したマップを参照して補正値を求めてもよく、プログラム中に定義された関数によって補正値を求めてもよい。

また、モータ電流をＩ_１とした場合のモータ回転数がＮ_１１よりも小さいＮ_４であった場合には、例えばオリフィス８５における流路面積が異物によって狭くなり、第２管路８０２を介したリザーバ８４への作動油の還流量が小さくなっていることが考えられる。このため、Ｎ_１とＮ_４との差である回転数偏差ΔＮに応じた補正値で電動モータ８１の電流指令値を補正することで、シリンダ２２０に所望の圧力の作動油を供給することが可能となる。この場合、制御部９１の補正手段９１２は、電流指令値演算手段９１１によって演算された電流指令値から補正値を減算し、電動モータ８１に供給される電流を小さくするように補正電流指令値を演算する。

このような補正処理によれば、制御部９１は、油圧ユニット８に不調が発生していても、補正手段９１２の処理により、所定の動作条件で電動モータ８１を動作させたときのモータ回転数（回転速度）の測定値と基準値との差に応じて補正値を算出し、この補正値を電流指令値に適用して補正電流指令値を演算することで、シリンダ２２０に所望の圧力の作動油を供給することができる。ここで、所定の動作条件とは、例えば図６に示すように電流指令値を所定値Ｉ_１とすることであり、この場合のモータ回転数の基準値はＮ_１である。

制御部９１は、電動モータ８１の回転数の測定値と基準値との差が許容範囲を超えたとき、補正手段９１２により上記の処理を実行する。これにより、不要な演算負荷の増大を避けることができる。また、制御部９１は、電動モータ８１の回転数の測定値と基準値との差が補正手段９１２により補正可能な範囲を超えているとき、異常時処理手段９１４の処理により、異常の発生を記憶部９２に記録し又は運転者に報知する。ここで、「又は」とは、記録及び報知の少なくとも何れかを行うことをいう。異常の発生を記憶部９２に記録すれば、例えば４輪駆動状態と２輪駆動状態との切り替えが適切に行えなくなった４輪駆動車１００の修理の際に制御装置９の記憶部９２に記録された情報を読み出すことにより、故障の発生原因を特定しやすくなる。また、異常の発生を運転者に報知すれば、運転者に修理を促すことが可能となる。

なお、電動モータ８１の回転数の測定値と基準値との差が補正手段９１２により補正可能な範囲を超える事態は、電動モータ８１の負荷が軽くなり、回転数の測定値が基準値よりも大きくなった場合に発生しやすい。このような場合には、電動モータ８１の回転数を高くしてシリンダ２２０における作動油の圧力を高めることに限界があるためである。一方、例えばオリフィス８５の詰まりによって電動モータ８１の負荷が増大した場合には、モータ電流を小さくすることによってシリンダ２２０における作動油の圧力を適正値に近づけることができる。したがって、電動モータ８１の負荷が増大した場合には、必ずしも異常を記録あるいは報知しなくてもよい。

また、図６では、電動モータ８１に供給するモータ電流を所定値としたときの電動モータ８１の回転速度の測定値と基準値との差に応じて補正値を算出する場合について説明したが、電動モータ８１を所定の回転速度で回転させたときのモータ電流の測定値と基準値との差に応じて補正値を算出することも可能である。次に、この場合の制御部９１の補正手段９１２の処理について、図７を参照して説明する。

図７に示すように、モータ回転数Ｎ_１に対応する高温時負荷特性線、下限特性線、及び上限特性線上の点は、それぞれＰ_１，Ｐ_１３，Ｐ_１４である。また、Ｐ_１３及びＰ_１４をＩ−Ｔ特性線に投影して得られるモータ電流はＩ_３，Ｉ_４である。すなわち、モータ回転数Ｎ_１に対するモータ電流の許容幅の下限値はＩ_４であり、上限値はＩ_３である。また、モータ電流の誤差の許容範囲は、Ｉ_１を基準値として、高電流側ではＩ_３−Ｉ_１であり、低電流側ではＩ_１−_４である。

また、モータ回転数をＮ_１とした場合のモータ電流の測定値がＩ_３よりも大きい場合には、その測定値とＩ_１との差である電流偏差ΔＩに応じた補正値で電動モータ８１の電流指令値を補正することで、シリンダ２２０に所望の圧力の作動油を供給することが可能となる。この場合、制御部９１の補正手段９１２は、電流指令値演算手段９１１によって演算された電流指令値から補正値を減算し、電動モータ８１に供給される電流を小さくするように補正電流指令値を演算する。

一方、モータ回転数をＮ_１とした場合のモータ電流の測定値がＩ_４よりも小さい場合には、その測定値とＩ_１との差である電流偏差ΔＩに応じた補正値で電動モータ８１の電流指令値を補正することで、シリンダ２２０に所望の圧力の作動油を供給することが可能となる。この場合、制御部９１の補正手段９１２は、電流指令値演算手段９１１によって演算された電流指令値に補正値を加算し、電動モータ８１に供給される電流を大きくするように補正電流指令値を演算する。

図８は、電動モータ８１を所定の動作条件で動作させて補正値を演算する際に制御部９１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。制御部９１は、このフローチャートに示す処理を、多板クラッチ５３が作動しても走行に与える影響が少ない試験動作可能時に実行する。この試験動作可能時は、例えば停車時や、二輪駆動状態で一定の速度で直進走行する定常走行時である。

この処理において、制御部９１は、電磁弁８３に制御電流を供給して弁開度を全開とし（ステップＳ１）、所定の動作条件で電動モータ８１を駆動する（ステップＳ２）。この所定の動作条件は、図６に示す例では電動モータ８１に一定のモータ電流を供給することであり、図７に示す例では一定のモータ回転数で電動モータ８１を回転させることである。

次に、制御部９１は、モータ回転数又はモータ電流の測定値が下限値未満か否かを判定し（ステップＳ３）、この判定結果が否（Ｎｏ）であれば、測定値が上限値を超えているか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ３の判定で測定値が下限値未満である場合、制御部９１は、偏差（電流偏差ΔＩ又は回転数偏差ΔＮ）を演算し（ステップＳ５）、この偏差が補正可能な範囲か否かを判定する（ステップＳ６）。そして、偏差が補正可能な範囲であれば、偏差に基づいて補正値を演算する（ステップＳ７）。この補正値は、記憶部９２に記憶され、その後における４輪駆動状態での走行時にモータ電流の電流指令値に適用される。

一方、ステップＳ６の処理で偏差が補正可能な範囲でない場合、制御部９１は第２カウンタをクリアし（ステップＳ８）、第１カウンタをカウントアップする（ステップＳ９）。そして、第１カウンタが所定値に達しているか否かを判定し（ステップＳ１０）、所定値に達していれば異常時の処理（異常の記録又は報知）を実行する（ステップＳ１１）。また、第１カウンタが所定値に達していなければ、所定時間（例えば５ｍｓ）の経過後にステップＳ３以降の処理を再度実行する。

また、ステップＳ４の判定で測定値が上限値を超えている場合、制御部９１は、偏差を演算し（ステップＳ１２）、この偏差が補正可能な範囲か否かを判定する（ステップＳ１３）。そして、偏差が補正可能な範囲であれば、偏差に基づいて補正値を演算する（ステップＳ７）。

一方、ステップＳ１３の処理で偏差が補正可能な範囲でない場合、制御部９１は第１カウンタをクリアし（ステップＳ１４）、第２カウンタをカウントアップする（ステップＳ１５）。そして、第２カウンタが所定値に達しているか否かを判定し（ステップＳ１６）、所定値に達していれば異常時の処理を実行する（ステップＳ１７）。また、第２カウンタが所定値に達していなければ、所定時間（例えば５ｍｓ）の経過後にステップＳ３以降の処理を再度実行する。

なお、第１カウンタ及び第２カウンタを用いたステップＳ８〜Ｓ１１及びステップＳ１４〜Ｓ１７の処理は、異常の誤検出を防ぐための処理であり、例えば１秒間連続して補正不能な偏差が発生した場合に異常発生を確定させる。第１カウンタがカウントアップされるのは、図６に示すように一定のモータ電流を供給する場合には電動モータ８１の負荷が高い高負荷時であり、図７に示すようにモータ回転数を一定にする場合には、電動モータ８１の負荷が低い低負荷時である。また、第２カウンタがカウントアップされるのは、図６に示すように一定のモータ電流を供給する場合には電動モータ８１の負荷が低い低負荷時であり、図７に示すようにモータ回転数を一定にする場合には、電動モータ８１の負荷が高い高負荷時である。

なお、図８のフローチャートに示す処理は、油圧ユニット８の温度が大きく変化することのない所定の時間間隔で実行することが望ましい。油圧ユニット８の温度が大きく変化すると、温度変化によって測定値が変化し、電流指令値に適用すべき補正値も変わるためである。

また、上記の例では、所定の動作条件として、モータ電流を所定値とする場合ならびに所定の回転速度で電動モータ８１を回転させる場合について説明したが、これに限らず、電動モータ８１に印加する電圧の実効値を所定値としたときの電動モータ８１の回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差に応じて補正値を算出してもよい。この場合、具体的にはＰＷＭ信号のデューティーを一定とし、測定値としてモータ電流又は回転速度を用いて図８に示すフローチャートの処理を実行する。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、多板クラッチ５３によって伝達される駆動力に誤差を生じさせるような不調が油圧ユニット８の油圧回路に発生したとき、電流指令値を補正することにより伝達される駆動力の誤差を小さくすることが可能となる。これにより、４輪駆動車１００の４輪駆動状態での走行時において、適切な駆動力が後輪１０５Ｌ，１０５Ｒに配分される。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、４輪駆動車１００の構成は、図１に例示したものに限らず、様々な構成の４輪駆動車に本発明の駆動力伝達制御装置を適用することが可能である。

１…駆動力伝達制御装置 ５１…第１回転部材（入力回転部材）
５２…第２回転部材（出力回転部材） ５３…多板クラッチ
８０…管路（流路構成部材） ８１…電動モータ
８２…ポンプ ８３…電磁弁（流路構成部材）
８４…リザーバ ８５…オリフィス（流路構成部材）
９…制御装置 ９１１…電流指令値演算手段
９１２…補正手段 ９１３…電流制御手段
９１４…異常時処理手段

Claims (7)

1. 駆動力が入力される入力回転部材と、前記入力回転部材と相対回転可能に配置された出力回転部材と、前記入力回転部材と前記出力回転部材との間に配置された多板クラッチと、シリンダに供給される作動流体の圧力により前記多板クラッチを押圧するピストンと、リザーバに貯留された作動流体を吸入して吐出するポンプと、モータ電流の供給を受けて前記ポンプを動作させる電動モータと、前記ポンプから吐出された作動流体のうち一部を弁体を介して前記リザーバに還流させると共に他の一部を前記シリンダに導く流路構成部材と、モータ電流を増減して前記電動モータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、モータ電流の目標値である電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、前記電流指令値演算手段で演算された前記電流指令値を補正して補正電流指令値を演算する補正手段と、前記補正電流指令値に応じたモータ電流が前記電動モータに供給されるようにフィードバック制御をおこなう電流制御手段とを有し、
   前記補正手段は、所定の動作条件で前記電動モータを動作させたときの前記電動モータの回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差に応じて補正値を算出し、前記補正値を前記電流指令値に適用して前記補正電流指令値を演算する、
   駆動力伝達制御装置。
2. 前記補正手段は、前記電動モータの回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差が所定の許容範囲を超えたとき、前記補正値を算出して前記電流指令値に適用する、
   請求項１に記載の駆動力伝達制御装置。
3. 前記制御装置は、前記電動モータの回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差が前記補正手段により補正可能な範囲を超えているとき、異常の発生を記録又は報知する異常時処理手段を有する、
   請求項１又は２に記載の駆動力伝達制御装置。
4. 前記補正手段は、前記電動モータに供給するモータ電流を所定値としたときの前記電動モータの回転速度の測定値と基準値との差に応じて前記補正値を算出する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力伝達制御装置。
5. 前記補正手段は、前記電動モータを所定の回転速度で回転させたときのモータ電流の測定値と基準値との差に応じて前記補正値を算出する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力伝達制御装置。
6. 前記補正手段は、前記電動モータに印加する電圧の実効値を所定値としたときの前記電動モータの回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差に応じて前記補正値を算出する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動力伝達制御装置。
7. 駆動力が入力される入力回転部材と、前記入力回転部材と相対回転可能に配置された出力回転部材と、前記入力回転部材と前記出力回転部材との間に配置された多板クラッチと、シリンダに供給される作動流体の圧力により前記多板クラッチを押圧するピストンと、リザーバに貯留された作動流体を吸入して吐出するポンプと、モータ電流の供給を受けて前記ポンプを動作させるトルクを発生する電動モータと、前記ポンプから吐出された作動流体のうち一部を前記リザーバに還流させると共に他の一部を前記シリンダに導く流路構成部材とを備えた駆動力伝達装置の制御方法であって、
   所定の動作条件で前記電動モータを動作させたときの前記電動モータの回転速度又はモータ電流の測定値と基準値との差に応じて電流指令値の補正値を算出し、前記補正値を前記電流指令値に適用して得られた補正電流指令値に応じたモータ電流を前記電動モータに供給する、
   駆動力伝達装置の制御方法。

Images