JP2023151317A - 駆動力伝達制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達トルクの精度をより高めることが可能な駆動力伝達制御装置を提供する。【解決手段】駆動力伝達制御装置２は、電磁コイル６３に供給される電流に応じたトルクの駆動力を伝達する駆動力伝達装置２Ａと、電磁コイル６３に供給する電流によって駆動力伝達装置２Ａを制御する制御装置２Ｂとを備える。制御装置２Ｂは、電磁コイル６３に供給する電流を一定に保持したときの伝達トルクと電流の大きさとの関係を示す関係情報８２を記憶する記憶部８と、トルク指令値を演算するトルク指令値演算手段７１と、トルク指令値に応じて電磁コイル６３に供給すべき電流の値を電流指令値として演算する電流指令値演算手段７２とを備える。電流指令値演算手段７２は、トルク指令値の時間当たりの変化量が所定値以上である変動状態から前記所定値未満である定常状態に移行したとき、電流指令値を、関係情報８２を参照して得られる値に徐々に近づける。【選択図】図５

Description

本発明は、駆動力伝達制御装置に関する。

従来、主駆動輪と補助駆動輪とを備え、主駆動輪のみに駆動源の駆動力が伝達される二輪駆動状態と、駆動源の駆動力が主駆動輪及び補助駆動輪に伝達される四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車には、補助駆動輪に伝達される駆動力を調節可能な駆動力伝達装置が搭載されている。本出願人は、このような駆動力伝達装置に関するものとして、特許文献１に記載のものを提案している。

特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、潤滑油によって摩擦摺動が潤滑される複数のクラッチプレートを有するメインクラッチと、メインクラッチを押圧するスラスト力を発生させるカム機構と、カム機構を作動させる電磁クラッチ機構と、制御装置とを備える。電磁クラッチ機構は、電磁コイルと、アーマチャと、複数のパイロットアウタクラッチプレート及びパイロットインナクラッチプレートと、電磁コイルを保持するヨークとを有している。制御装置は、メインクラッチによって伝達すべき駆動力であるトルク指令値を車両状態に基づいて演算するトルク指令値演算部、トルク指令値に対応する電流指令値を演算する電流指令値演算部、電流指令値を補正する電流補正部、及び電流補正部によって補正された電流指令値に応じた電流が電磁コイルに供給されるように電流供給回路を制御する電流制御部を有している。

電流補正部は、トルク指令値が増大した後に定トルク状態となったとき、定トルク状態の継続時間に応じた補正量で電流指令値を漸減させる補正を行う。また、電流補正部は、トルク指令値が減少した後に定トルク状態となったとき、定トルク状態の継続時間に応じた補正量で電流指令値を漸増させる補正を行う。

特開２０２１－８５４８９号公報

上記のように構成された四輪駆動車では、走行状態によってはトルク指令値が増大する状態と減少する状態とが頻繁に切り替わる場合がある。このような場合には、必ずしも電流補正部における電流指令値の補正が十分に行われないケースがあり、なお改善の余地を残すものとなっていた。

そこで、本発明は、伝達トルクの精度をより高めることが可能な駆動力伝達制御装置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、電磁コイルに供給される電流に応じたトルクの駆動力を入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で伝達する駆動力伝達装置と、前記電磁コイルに供給する電流によって前記入力側の回転部材と前記出力側の回転部材との間で伝達される駆動力を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記電磁コイルに供給する電流を一定に保持したときに前記入力側の回転部材と前記出力側の回転部材との間で伝達されるトルクと前記電流の大きさとの関係を示す関係情報を記憶する記憶部と、前記入力側の回転部材から前記出力側の回転部材に伝達すべき駆動力の大きさをトルク指令値として演算するトルク指令値演算手段と、前記トルク指令値に応じて前記電磁コイルに供給すべき電流の値を電流指令値として演算する電流指令値演算手段と、前記電流指令値に対応する電流を前記電磁コイルに供給する電流制御手段とを備え、前記電流指令値演算手段は、前記トルク指令値の時間当たりの変化量が所定値以上である変動状態から前記所定値未満である定常状態に移行したとき、前記電流指令値を、前記関係情報を参照して得られる値に徐々に近づける、駆動力伝達制御装置を提供する。

本発明にかかる駆動力伝達制御装置によれば、伝達トルクの高精度化が可能となる。

本発明の実施の形態に係る駆動力伝達制御装置が搭載された四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。 駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。 制御装置の機能構成例を示すブロック図である。 電磁コイルに供給する電流を変化させた場合の電流と伝達トルクとの関係の一例を示すグラフである。 第１のトルク特性線、第２のトルク特性線、及び第３のトルク特性線の一部を拡大して示すグラフである。 （ａ），（ｂ）は、電磁コイルに供給される電流と伝達トルクの時間的な変化の例を示すグラフである。 （ａ），（ｂ）は、電磁コイルに供給される電流と伝達トルクの時間的な変化の例を示すグラフである。 （ａ）は、第１のマップ情報の一例を示すグラフである。（ｂ）は、第２のマップ情報の一例を示すグラフである。 制御部が制御周期ごとに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、図面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駆動力伝達制御装置が搭載された四輪駆動車の概略の構成例を示す概略構成図である。

図１に示すように、四輪駆動車１は、アクセルペダル１１０の操作量（踏み込み量）に応じた駆動力を発生する駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１の出力を変速するトランスミッション１２と、トランスミッション１２で変速されたエンジン１１の駆動力が常に伝達される主駆動輪としての左右前輪１８１，１８２と、エンジン１１の駆動力が四輪駆動車１の走行状態に応じて伝達される補助駆動輪としての左右後輪１９１，１９２とを備えている。左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２には、車輪速センサ１０１～１０４がそれぞれ対応して配置されている。

また、四輪駆動車１には、フロントディファレンシャル１３と、プロペラシャフト１４と、リヤディファレンシャル１５と、リヤディファレンシャル１５に駆動力を伝達するピニオンギヤシャフト１５０と、左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２と、左右の後輪側のドライブシャフト１７１，１７２と、プロペラシャフト１４とピニオンギヤシャフト１５０との間に配置された駆動力伝達装置２Ａと、駆動力伝達装置２Ａを制御する制御装置２Ｂとが搭載されている。駆動力伝達装置２Ａ及び制御装置２Ｂは、駆動力伝達制御装置２を構成する。

駆動力伝達装置２Ａは、制御装置２Ｂから供給される電流に応じた駆動力をプロペラシャフト１４からピニオンギヤシャフト１５０に伝達する。左右後輪１９１，１９２には、駆動力伝達装置２Ａを介してエンジン１１の駆動力が伝達される。制御装置２Ｂは、車輪速センサ１０１～１０４によって検出される左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２の回転速度を示す車輪速信号、及びアクセルペダルセンサ１０５によって検出されるアクセルペダル１１０の操作量を示すアクセル開度信号を取得可能であり、駆動力伝達装置２Ａに電流を供給することで駆動力伝達装置２Ａを制御する。

左右前輪１８１，１８２には、エンジン１１の駆動力が、トランスミッション１２、フロントディファレンシャル１３、及び左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２を介して伝達される。フロントディファレンシャル１３は、左右の前輪側のドライブシャフト１６１，１６２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１３１，１３１と、一対のサイドギヤ１３１，１３１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１３２，１３２と、一対のピニオンギヤ１３２，１３２を支持するピニオンギヤシャフト１３３と、これらを収容するフロントデフケース１３４とを有している。

フロントデフケース１３４には、リングギヤ１３５が固定され、このリングギヤ１３５がプロペラシャフト１４の車両前方側の端部に設けられたピニオンギヤ１４１に噛み合っている。プロペラシャフト１４の車両後方側の端部は、駆動力伝達装置２Ａのハウジング２０に連結されている。駆動力伝達装置２Ａは、ハウジング２０と相対回転可能に配置されたインナシャフト３を有しており、インナシャフト３にピニオンギヤシャフト１５０が相対回転不能に連結されている。駆動力伝達装置２Ａの詳細については後述する。

リヤディファレンシャル１５は、左右の後輪側のドライブシャフト１７１，１７２にそれぞれ相対回転不能に連結された一対のサイドギヤ１５１，１５１と、一対のサイドギヤ１５１，１５１にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１５２，１５２と、一対のピニオンギヤ１５２，１５２を支持するピニオンギヤシャフト１５３と、これらを収容するリヤデフケース１５４と、リヤデフケース１５４に固定されてピニオンギヤシャフト１５０と噛み合うリングギヤ１５５とを有している。

（駆動力伝達装置の構成）
図２は、駆動力伝達装置２Ａの構成例を示す断面図である。図２において、回転軸線Ｏよりも上側は駆動力伝達装置２Ａの作動状態を、下側は駆動力伝達装置２Ａの非作動状態を、それぞれ示す。以下、回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。

駆動力伝達装置２Ａは、フロントハウジング２１及びリヤハウジング２２からなるハウジング２０と、ハウジング２０と同軸上で相対回転可能に支持された筒状のインナシャフト３と、ハウジング２０とインナシャフト３との間に配置されたメインクラッチ４と、メインクラッチ４を押圧するスラスト力を発生させるカム機構５と、制御装置２Ｂから電流の供給を受けてカム機構５を作動させる電磁クラッチ機構６とを有して構成されている。ハウジング２０は、本発明の入力側の回転部材の一例であり、インナシャフト３は、本発明の出力側の回転部材の一例である。ハウジング２０の内部には、図略の潤滑油が封入されている。

フロントハウジング２１は、円筒状の筒部２１ａと底部２１ｂとを一体に有する有底円筒状である。筒部２１ａの開口端部における内面には、雌ねじ部２１ｃが形成されている。フロントハウジング２１の底部２１ｂには、プロペラシャフト１４（図１参照）が十字継手を介して連結される。また、フロントハウジング２１は、軸方向に延びる複数の外側スプライン突起２１１を筒部２１ａの内周面に有している。

リヤハウジング２２は、鉄等の磁性材料からなる第１環状部材２２１、第１環状部材２２１の内周側に溶接等により一体に結合されたオーステナイト系ステンレス等の非磁性材料からなる第２環状部材２２２、及び第２環状部材２２２の内周側に溶接等により一体に結合された鉄等の磁性材料からなる第３環状部材２２３によって構成されている。第１環状部材２２１と第３環状部材２２３との間には、電磁コイル６３を収容する環状の収容空間２２ａが形成されている。また、第１環状部材２２１の外周面には、フロントハウジング２１の雌ねじ部２１ｃに螺合する雄ねじ部２２１ａが形成されている。

インナシャフト３は、軸方向に延びる複数の内側スプライン突起３１を外周面に有しており、玉軸受２４及び針状ころ軸受２５によってハウジング２０の内周側に支持されている。インナシャフト３の一端部における内面には、ピニオンギヤシャフト１５０（図１参照）の一端部が相対回転不能に嵌合されるスプライン嵌合部３２が形成されている。

メインクラッチ４は、軸方向に沿って交互に配置された複数のメインアウタクラッチプレート４１及び複数のメインインナクラッチプレート４２からなる。メインアウタクラッチプレート４１はフロントハウジング２１と共に回転し、メインインナクラッチプレート４２はインナシャフト３と共に回転する。メインアウタクラッチプレート４１は、フロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起４１１を外周端部に有している。メインアウタクラッチプレート４１は、係合突起４１１が外側スプライン突起２１１に係合することにより、フロントハウジング２１との相対回転が規制され、かつフロントハウジング２１に対して軸方向に移動可能である。

メインインナクラッチプレート４２は、インナシャフト３の内側スプライン突起３１に係合する複数の係合突起４２１を内周端部に有している。メインインナクラッチプレート４２は、係合突起４２１が内側スプライン突起３３１に係合することにより、インナシャフト３との相対回転が規制され、かつインナシャフト３に対して軸方向に移動可能である。また、メインインナクラッチプレート４２は、金属からなる円盤状の基材４３１と、基材４３１の両側面にそれぞれ張り付けられた摩擦材４３２とを有している。基材４３１には、摩擦材４３２が貼着された部分よりも内側に、潤滑油を流通させる複数の油孔４３３が形成されている。メインアウタクラッチプレート４１には、摩擦材４３２との接触面に、潤滑油を流動させる図略の油溝が形成されている。

カム機構５は、電磁クラッチ機構６を介してハウジング２０の回転力を受けるパイロットカム５１と、メインクラッチ４を軸方向に押圧する押圧部材としてのメインカム５２と、パイロットカム５１とメインカム５２との間に配置された複数の球状のカムボール５３とを有して構成されている。

メインカム５２は、メインクラッチ４の一端におけるメインインナクラッチプレート４２に接触してメインクラッチ４を押圧する環板状の押圧部５２１と、押圧部５２１よりもメインカム５２の内周側に設けられたカム部５２２とを一体に有している。メインカム５２は、押圧部５２１の内周端部に形成されたスプライン係合部５２１ａがインナシャフト３の内側スプライン突起３３１に係合し、インナシャフト３との相対回転が規制されている。また、メインカム５２は、インナシャフト３に形成された段差面３ａとの間に配置された皿ばね５４により、メインクラッチ４から軸方向に離間するように付勢されている。

パイロットカム５１は、メインカム５２に対して相対回転する回転力を電磁クラッチ機構６から受けるスプライン突起５１１を外周端部に有している。パイロットカム５１とリヤハウジング２２の第３環状部材２２３との間には、スラスト針状ころ軸受５５が配置されている。パイロットカム５１とメインカム５２のカム部５２２との対向面には、周方向に沿って軸方向の深さが変化する複数のカム溝５１ａ，５２２ａがそれぞれ形成されている。カムボール５３は、パイロットカム５１のカム溝５１ａとメインカム５２のカム溝５２２ａとの間に配置されている。

カム機構５は、パイロットカム５１がメインカム５２に対して相対回転することにより、メインクラッチ４を押し付ける押圧力を発生させる。メインクラッチ４は、カム機構５から押圧力を受けてメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２とが摩擦接触し、メインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２との間に発生する摩擦力によって駆動力を伝達する。

電磁クラッチ機構６は、アーマチャ６０と、複数のパイロットアウタクラッチプレート６１と、複数のパイロットインナクラッチプレート６２と、電磁コイル６３と、電磁コイル６３を保持する磁性材料からなる環状のヨーク６４とを有して構成されている。電磁コイル６３は、ヨーク６４に保持されてリヤハウジング２２の収容空間２２ａに収容されている。ヨーク６４は、玉軸受２６によってリヤハウジング２２の第３環状部材２２３に支持され、その外周面が第１環状部材２２１の内周面に対向している。また、ヨーク６４の内周面は、第３環状部材２２３の外周面に対向している。

電磁コイル６３には、電線６３１を介して制御装置２Ｂからの電流が励磁電流として供給される。電磁コイル６３に通電されると、図２に示す磁路Ｇに磁束が発生する。この磁束の通路となるヨーク６４、リヤハウジング２２の第１環状部材２２１及び第３環状部材２２３、複数のパイロットアウタクラッチプレート６１及びパイロットインナクラッチプレート６２、及びアーマチャ６０は、磁路Ｇを形成する磁路形成部材である。これらの磁路形成部材は、それぞれの材質に固有の保磁力を有し、磁化率がその時点での磁界の強さだけでなく過去の磁化過程に影響を受ける磁気ヒステリシスを有している。

複数のパイロットアウタクラッチプレート６１及び複数のパイロットインナクラッチプレート６２は、鉄等の磁性材料からなる円盤状の部材であり、アーマチャ６０とリヤハウジング２２との間に、軸方向に沿って交互に配置されている。パイロットアウタクラッチプレート６１及びパイロットインナクラッチプレート６２には、磁束の短絡を防ぐための複数の円弧状のスリットがリヤハウジング２２の第２環状部材２２２と軸方向に並ぶ位置に形成されている。

パイロットアウタクラッチプレート６１は、フロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起６１１を外周端部に有している。パイロットインナクラッチプレート６２は、パイロットカム５１のスプライン突起５１１に係合する複数の係合突起６２１を内周端部に有している。なお、パイロットアウタクラッチプレート６１とパイロットインナクラッチプレート６２との摩擦摺動も、メインクラッチ４と同様に、潤滑油によって潤滑される。

アーマチャ６０は、鉄等の磁性材料からなる環状の部材であり、外周部にはフロントハウジング２１の外側スプライン突起２１１に係合する複数の係合突起６０１が形成されている。これにより、アーマチャ６０は、フロントハウジング２１に対して軸方向に移動可能で、かつフロントハウジング２１に対する相対回転が規制されている。

電磁クラッチ機構６は、電磁コイル６３への通電により発生する磁力によってアーマチャ６０をヨーク６４側に吸引し、このアーマチャ６０の移動によってパイロットアウタクラッチプレート６１とパイロットインナクラッチプレート６２との間に摩擦力を発生させる。パイロットアウタクラッチプレート６１及びパイロットインナクラッチプレート６２は、アーマチャ６０によってリヤハウジング２２側に押し付けられて摩擦接触する。

駆動力伝達装置２Ａは、この電磁クラッチ機構６の作動によって、電磁コイル６３に供給される電流に応じた回転力がパイロットカム５１に伝達され、パイロットカム５１がメインカム５２に対して相対回転し、カムボール５３がカム溝５１ａ，５２２ａを転動する。そして、このカムボール５３の転動により、メインカム５２にメインクラッチ４を押圧するスラスト力が発生し、複数のメインアウタクラッチプレート４１と複数のメインインナクラッチプレート４２との間に摩擦力が発生する。すなわち、駆動力伝達装置２Ａは、電磁コイル６３に供給される電流に応じたトルクの駆動力をハウジング２０とインナシャフト３との間で伝達する。制御装置２Ｂは、電磁コイル６３に供給する電流によってハウジング２０とインナシャフト３との間で伝達される駆動力を制御する。以下、ハウジング２０とインナシャフト３との間で伝達される駆動力の大きさを伝達トルクという。

（制御装置の構成）
図３は、制御装置２Ｂの機能構成例を示すブロック図である。制御装置２Ｂは、ＣＰＵ（演算処理装置）を有する制御部７と、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを有する記憶部８と、バッテリー等の直流電源の電圧をスイッチングして駆動力伝達装置２Ａの電磁コイル６３に電流を供給するスイッチング電源部９とを有している。スイッチング電源部９は、トランジスタ等のスイッチング素子を有し、制御部７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、電流を生成する。

制御部７は、記憶部８に記憶されたプログラム８１をＣＰＵが実行することにより、トルク指令値演算手段７１、電流指令値演算手段７２、及び電流制御手段７３として機能する。トルク指令値演算手段７１、電流指令値演算手段７２、及び電流制御手段７３としての処理動作は、所定の制御周期（例えば５ｍｓ）ごとに実行される。

トルク指令値演算手段７１はハウジング２０からインナシャフト３に伝達すべき駆動力の大きさをトルク指令値として演算する。トルク指令値は、例えば左右前輪１８１，１８２の平均回転速度と左右後輪１９１，１９２の平均回転速度との差である前後輪回転速度差が大きいほど、またアクセルペダル１１０の操作量が大きいほど、大きな値に設定される。例えば、アクセルペダル１１０が所定の操作量まで操作され、その後に操作量が一定となった場合には、トルク指令値も同様に変化する。また、ヨーレイトや車両前後方向及び車両左右方向の加速度等に応じてトルク指令値を増減させてもよい。以下、トルク指令値が実質的に一定である状態をトルク指令値の定常状態といい、トルク指令値が時間の経過とともに変動している状態をトルク指令値の変動状態という。より具体的には、定常状態とは、制御周期あたりのトルク指令値の変化量が所定値（例えば駆動力伝達装置２Ａの定格トルクの０．０１％）未満であることをいい、変動状態とは、制御周期あたりのトルク指令値の変化量がこの所定値以上であることをいう。

電流指令値演算手段７２は、トルク指令値演算手段７１が演算したトルク指令値に応じて電磁コイル６３に供給すべき電流の値を電流指令値として演算する。電流制御手段７３は、電流指令値演算手段７２が演算した電流指令値に対応する電流を電磁コイル６３に供給する。具体的には、スイッチング電源部９のスイッチング素子をオン・オフさせるＰＷＭ信号のデューティー比を調整し、電流指令値に対応する電流が電磁コイル６３に供給されるようにフィードバック制御を行う。

記憶部８は、プログラム８１の他に、制御部７の処理に用いられる情報として、関係情報８２、第１のトルク特性情報８３、第２のトルク特性情報８４、第１のマップ情報８５、及び第２のマップ情報８６を記憶している。

関係情報８２は、電磁コイル６３に供給する電流を一定に保持したときにハウジング２０とインナシャフト３との間で伝達されるトルクと電流の大きさとの関係を示す情報である。第１のトルク特性情報８３は、電磁コイル６３に供給する電流を漸次増大させたときの伝達トルクの変化の特性である第１のトルク特性を示す情報である。第２のトルク特性情報８４は、電磁コイル６３に供給する電流を漸次減少させたときの伝達トルクの変化の特性である第２のトルク特性を示す情報である。第１のマップ情報８５は、トルク指令値が漸次増大する変動状態から定常状態に移行したとき電流指令値演算手段７２が参照するマップ情報である。第２のマップ情報８６は、トルク指令値が漸次減少する変動状態から定常状態に移行したとき電流指令値演算手段７２が参照するマップ情報である。

第１のトルク特性情報８３及び第２のトルク特性情報８４は、駆動力伝達装置２Ａの製造ラインにおける個々の駆動力伝達装置２Ａの組み立て後において、電磁コイル６３に供給する電流を所定の時間変化率で増大及び減少させたときの伝達トルクを測定した結果に基づくものである。制御装置２Ｂの記憶部８には、制御装置２Ｂの四輪駆動車１への搭載時に、その四輪駆動車１において組み合わされる駆動力伝達装置２Ａの第１のトルク特性情報８３及び第２のトルク特性情報８４が記憶される。なお、第２のトルク特性情報８４は、電磁コイル６３に供給する電流を漸次増大させたときと電磁コイル６３に供給する電流を漸次減少させたときの伝達トルクの差であってもよい。すなわち、以下の説明において、第２のトルク特性に基づく制御は、第１のトルク特性及び上記の差に基づく制御とすることができる。

関係情報８２は、例えば複数の駆動力伝達装置２Ａを用いた実験結果又はコンピュータシミュレーションの結果に基づいて設定される。複数の駆動力伝達装置２Ａを用いた実験結果に基づいて関係情報８２を設定する場合には、ヨーク６４等の磁路形成部材における磁束密度の増減や、複数のメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２との間ならびに複数のパイロットアウタクラッチプレート６１とパイロットインナクラッチプレート６２との間に介在する潤滑油の量の増減がなく、伝達トルクが一定となったときの電磁コイル６３への供給電流と伝達トルクの測定結果に基づいて関係情報８２が設定される。

駆動力伝達装置２Ａは、電磁コイル６３に供給される電流が増大する過程では、この電流に対してヨーク６４等の磁路形成部材が十分に磁化されていないので、電磁コイル６３に供給される電流に対する伝達トルクの値が小さくなる。一方、電磁コイル６３に供給される電流が減少する過程では、ヨーク６４等の磁路形成部材の残留磁気によって磁路形成部材における磁束密度が高められており、電磁コイル６３に供給される電流に対する伝達トルクの値が大きくなる。また、複数のメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２との間ならびに複数のパイロットアウタクラッチプレート６１とパイロットインナクラッチプレート６２との間に介在する潤滑油の量の変化も、伝達トルクを変動させる要因となる。

図４は、電磁コイル６３に供給する電流を０から定格電流まで漸次増大させた後、定格電流から０まで漸次減少させた場合の、電流と伝達トルクとの関係の一例を示すグラフである。このグラフでは、電磁コイル６３に供給する電流を漸次増大させたときの伝達トルクを示す第１のトルク特性線Ｌ_１、及び電磁コイル６３に供給する電流を漸次減少させたときの伝達トルクを示す第２のトルク特性線Ｌ_２を示している。図４に示すように、電磁コイル６３に供給する電流が徐々に増大していく場合には、電流が徐々に減少していく場合に比較して、ハウジング２０とインナシャフト３との間の伝達トルクが小さくなる。

図４の縦軸に示すＴのトルクをハウジング２０からインナシャフト３に伝達する場合、このトルクＴに対応する第１のトルク特性線Ｌ_１上の座標点Ｐ_１の電流値はＩ_１であり、トルクＴに対応する第２のトルク特性線Ｌ_２上の座標点Ｐ_２の電流値はＩ_２である。つまり、トルクＴの伝達トルクを得る場合に電磁コイル６３に供給することが必要な電流の電流値は、電流増大時にはＩ_１であり、電流減少時にはＩ_２である。

ここで、電磁コイル６３に供給する電流を漸次増大させたときと漸次減少させたときとで、ハウジング２０とインナシャフト３との間で所定の大きさの駆動力を伝達するために必要となる電流値の差をヒステリシス量と定義する。図４に示す例では、Ｉ_１とＩ_２との差であるΔＩ（＝Ｉ_１－Ｉ_２）が、トルクＴに対応するヒステリシス量となる。ヒステリシス量は、トルクの大きさによって異なる。

また、図４では、関係情報８２を示す第３のトルク特性線Ｌ_３を破線で示している。第３のトルク特性線Ｌ_３は、第１のトルク特性線Ｌ_１と第２のトルク特性線Ｌ_２との間にあり、第１のトルク特性線Ｌ_１及び第２のトルク特性線Ｌ_２の中央位置よりも第２のトルク特性線Ｌ_２側に片寄っている。図４に示すように、トルクＴに対応する第３のトルク特性線Ｌ_３上の座標点Ｐ_３の電流値をＩ_３としたとき、電流値Ｉ_１と電流値Ｉ_３との差をヒステリシス量ΔＩで除した値である電流差係数は、（Ｉ_１－Ｉ_３）／ΔＩの演算式で求められる。関係情報８２には、０から定格トルクまでの複数のトルク指令値に対応する電流差係数が記憶されている。なお、電流差係数は、左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２との相対回転速度や温度によって変化する値であってもよい。

上記のように、第３のトルク特性線Ｌ_３は、第２のトルク特性線Ｌ_２側に片寄っているため、電流差係数は何れのトルク指令値においても０．５より大きな値である。この理由としては、カム機構５のメインカム５２がインナシャフト３に形成された段差面３ａとの間に配置された皿ばね５４によってメインクラッチ４から離間するように付勢されており、電磁コイル６３に供給される電流が減少する過程では、皿ばね５４の付勢力によって速やかにメインクラッチ４の複数のメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２との摩擦力が低減されることが要因として挙げられる。

電流指令値演算手段７２は、トルク指令値が増大するとき、第１のトルク特性情報８３として記憶された第１のトルク特性を参照して電流指令値を演算し、トルク指令値が減少するとき、第２のトルク特性情報８４として記憶された第２のトルク特性を参照して電流指令値を演算する。また、電流指令値演算手段７２は、トルク指令値が増大又は減少する状態から、トルク指令値の時間当たりの変化量が所定値未満の定常状態に移行したとき、電流指令値を、第１のトルク特性又は第２のトルク特性を参照して得られる値から、関係情報８２として記憶された第３のトルク特性を参照して得られる値に徐々に近づける。この際、電流指令値演算手段７２は、定常状態となる前の制御状態に応じて、電流指令値を、第１のトルク特性側から又は第２のトルク特性側から、第３のトルク特性を参照して得られる値に徐々に近づける。

すなわち、電流指令値演算手段７２は、トルク指令値の時間当たりの変化量が所定値以上である変動状態から、トルク指令値の時間当たりの変化量がこの所定値未満である定常状態に移行したとき、電流指令値を、関係情報８２を参照して得られる値に徐々に近づける。これにより、ヨーク６４等の磁路形成部材の磁気ヒステリシスや複数のメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２との間ならびに複数のパイロットアウタクラッチプレート６１とパイロットインナクラッチプレート６２との間に介在する潤滑油の影響によって伝達トルクが変動してしまうことが抑制され、伝達トルクの精度が高められる。

また、電流指令値演算手段７２は、トルク指令値が増大する変動状態から定常状態に移行したとき、定常状態に移行してからの経過時間に応じて第１のマップ情報８５を参照して得られる第１の電流補正量に基づいて電流指令値を小さくなるように補正し、トルク指令値が減少する変動状態から定常状態に移行したとき、定常状態に移行してからの経過時間に応じて第２のマップ情報８６を参照して得られる第２の電流補正量に基づいて電流指令値を大きくなるように補正する。電流指令値演算手段７２は、この補正の方向、すなわち電流指令値を小さくなるように補正するか大きくなるように補正するかを、定常状態となる前の制御状態が、図４のグラフにおける第３のトルク特性の右側（大電流側）か左側（小電流側）かによって切り替える。

次に、図５及び図６（ａ），（ｂ）を参照し、トルク指令値の変動状態から定常状態に移行する前後の駆動力伝達制御装置の動作例について具体的に説明する。

図５は、第１のトルク特性線Ｌ_１、第２のトルク特性線Ｌ_２、及び第３のトルク特性線Ｌ_３の一部を拡大して示すグラフである。図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ）は、電磁コイル６３に供給される電流と伝達トルクの時間的な変化の例を示すグラフである。図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ）では、電磁コイル６３に供給される電流の変化を実線で示し、伝達トルクの変化を破線で示している。

図５では、電磁コイルに６３に供給する電流を０から一定の時間変化率でＩ_１まで上昇させた変動状態の後に、電磁コイルに６３に供給する電流をＩ_１で一定にした場合の電流と伝達トルクとの関係の変化を矢印Ａ_１で示している。図６（ａ）では、このときの伝達トルク及び電流の時間的な変化を示している。トルク指令値の変動状態から定常状態に移行するタイミングは、図６（ａ）の横軸（時間軸）に示す時刻ｔ_１である。

このように電磁コイル６３に供給する電流を変化させた場合には、時刻ｔ_１以降に電流を一定にしているにもかかわらず伝達トルクが上昇してしまう。これは、時刻ｔ_１以降において、ヨーク６４等の磁路形成部材の磁気ヒステリシスによって磁路形成部材の磁束密度が徐々に増大してしまうこと、及び複数のメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２との間ならびに複数のパイロットアウタクラッチプレート６１とパイロットインナクラッチプレート６２との間に介在する潤滑油の量が減少することによるものである。

本実施の形態では、トルク指令値が漸次増大する状態から定常状態に移行したとき、定常状態に移行してからの経過時間に応じて第１のマップ情報８５を参照して得られる第１の電流補正量に基づいて電流指令値を小さくなるように補正する。図５では、この場合の電流と伝達トルクとの関係の変化を矢印Ａ_２で示している。図６（ｂ）では、このときの伝達トルク及び電流の時間的な変化を示している。図５に矢印Ａ_２で示すように、時刻ｔ_１以降に電磁コイルに６３に供給する電流の電流値をＩ_１から徐々に小さくすることにより、時刻ｔ_１以降における伝達トルクの変動が抑えられる。

また、図５では、電磁コイル６３に供給する電流を定格電流から一定の時間変化率でＩ_２まで減少させた変動状態の後に、電磁コイルに６３に供給する電流をＩ_２で一定にした場合の電流と伝達トルクとの関係の変化を矢印Ｂ_１で示している。図７（ａ）では、このときの伝達トルク及び電流の時間的な変化を示している。トルク指令値の変動状態から定常状態に移行するタイミングは、図７（ａ）の横軸（時間軸）に示す時刻ｔ_２である。

このように電磁コイル６３に供給する電流を変化させた場合には、時刻ｔ_２以降に電流を一定にしているにもかかわらず伝達トルクが下降してしまう。これは、ヨーク６４等の磁路形成部材の磁気ヒステリシスによって時刻ｔ_２以降に磁路形成部材の磁束密度が減少してしまうこと、及び複数のメインアウタクラッチプレート４１とメインインナクラッチプレート４２との間ならびに複数のパイロットアウタクラッチプレート６１とパイロットインナクラッチプレート６２との間に介在する潤滑油の量が増大することによるものである。

本実施の形態では、トルク指令値が漸次減少する状態から定常状態に移行したとき、定常状態に移行してからの経過時間に応じて第２のマップ情報８６を参照して得られる第２の電流補正量に基づいて電流指令値を大きくなるように補正する。図５では、この場合の電流と伝達トルクとの関係の変化を矢印Ｂ_２で示している。図７（ｂ）では、このときの伝達トルク及び電流の時間的な変化を示している。図５に矢印Ｂ_２で示すように、時刻ｔ_２以降に電磁コイルに６３に供給する電流の電流値をＩ_２から徐々に大きくすることにより、時刻ｔ_２以降における伝達トルクの変動が抑えられる。

図８（ａ）は、第１のマップ情報８５の一例を示すグラフである。第１のマップ情報８５には、定常状態に移行してからの経過時間が長くなるほど、絶対値が大きくなる第１の電流補正量が記憶されている。なお、第１の電流補正量は、負の値であるが、図８（ａ）では、第１の電流補正量の絶対値を縦軸に示している。

図８（ｂ）は、第２のマップ情報８６の一例を示すグラフである。第２のマップ情報８６には、第１のマップ情報８５と同様に、定常状態に移行してからの経過時間が長くなるほど、絶対値が大きくなる正の値の第２の電流補正量が記憶されている。ただし、第２の電流補正量は、何れのトルク指令値及び経過時間においても、第１の電流補正量の絶対値より小さく設定されている。図８（ｂ）に示すグラフの各軸のスケールは、図８（ａ）に示すグラフの各軸のスケールと共通である。

図９は、制御部７が制御周期ごとに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７は、トルク指令値演算手段７１、電流指令値演算手段７２、及び電流制御手段７３として、図９に示す処理を制御周期ごとに繰り返し実行する。図９に示すフローチャートの各ステップのうち、ステップＳ１はトルク指令値演算手段７１としての処理であり、ステップＳ１６は電流制御手段７３としての処理である。その他のステップは、電流指令値演算手段７２としての処理である。

トルク指令値演算手段７１は、前後輪回転速度差やアクセルペダル１１０の操作量等の各種の車両状態に基づいてトルク指令値を演算する（ステップＳ１）。電流指令値演算手段７２は、ステップＳ１で演算されたトルク指令値に応じて、例えば第１のトルク特性情報８３又は第２のトルク特性情報８４を参照し、第１のトルク特性と第２のトルク特性との間で電流指令値を演算する（ステップＳ２）。

次に、電流指令値演算手段７２は、前回の制御周期におけるトルク指令値の値であるトルク指令値前回値と、ステップＳ１で演算されたトルク指令値との差の絶対値が所定値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３の判定の結果がＹｅｓである場合、カウント値をインクメントする（ステップＳ４）。このカウント値は、トルク指令値が定常状態となってからの経過時間を示している。一方、ステップＳ３の判定の結果がＹｅｓである場合には、カウント値をゼロにクリアする（ステップＳ５）。

次に、電流指令値演算手段７２は、ステップＳ１で演算されたトルク指令値に応じて関係情報８２を参照して得られる値である関係情報参照値を求め、ステップＳ２で演算された電流指令値がこの関係情報参照値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定は、図４に示すグラフでは、ステップＳ２で演算された電流指令値が第３のトルク特性線Ｌ_３の右側であるか否かの判定に相当する。

ステップＳ６の判定がＹｅｓである場合、電流指令値演算手段７２は、ステップＳ１で演算されたトルク指令値及びカウンタ値に示される経過時間に応じて第１のマップ情報８５を参照し、第１の電流補正値を取得する（ステップＳ７）。次に、電流指令値演算手段７２は、ステップＳ２で演算した電流指令値にステップＳ７で取得した第１の電流補正値を加算して電流指令値とする（ステップＳ８）。前述のように、第１の電流補正量は負の値であるため、ステップＳ２で演算した電流指令値に第１の電流補正値を加算することにより、加算後の電流指令値は、ステップＳ２で演算した電流指令値よりも第１の電流補正量の絶対値分だけ小さな値となる。

次に、電流指令値演算手段７２は、ステップＳ８で演算された電流指令値が上記の関係情報参照値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。このステップＳ９の判定の結果がＮｏである場合、ステップＳ８で行った電流指令値の補正が過剰であることとなるので、電流指令値を関係情報参照値とする（ステップＳ１０）。

一方、ステップＳ６の判定の結果がＮｏである場合、電流指令値演算手段７２は、ステップＳ１で演算されたトルク指令値及びカウンタ値に示される経過時間に応じて第２のマップ情報８６を参照し、第２の電流補正値を取得する（ステップＳ１１）。次に、電流指令値演算手段７２は、ステップＳ２で演算した電流指令値にステップＳ１１で取得した第２の電流補正値を加算して電流指令値とする（ステップＳ１２）。第２の電流補正値は正の値であるので、ステップＳ２で演算した電流指令値に第２の電流補正値を加算することにより、加算後の電流指令値は、ステップＳ２で演算した電流指令値よりも第２の電流補正量の絶対値分だけ大きな値となる。

次に、電流指令値演算手段７２は、ステップＳ１２で演算された電流指令値が上記の関係情報参照値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３の判定の結果がＮｏである場合、ステップＳ１２で行った電流指令値の補正が過剰であることとなるので、電流指令値を関係情報参照値とする（ステップＳ１４）。

電流制御手段７３は、ステップＳ２で演算された電流指令値、もしくはステップＳ４及びＳ６～１４の処理で補正された電流指令値の電流が電磁コイル６３に供給されるように、電磁コイル６３に供給される電流を検出する電流センサの検出値に基づいてスイッチング電源部９のスイッチング素子をオン・オフさせるＰＷＭ信号のデューティー比を調整し、フィードバック制御を行う。これにより、トルク指令値に応じた大きさの駆動力がハウジング２０とインナシャフト３との間で伝達される。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した本実施の形態によれば、トルク指令値が変動状態から定常状態に移行したとき、そのことを検知して電流指令値を関係情報８２を参照して得られる値に徐々に近づけるので、ヨーク６４等の磁路形成部材の磁気ヒステリシスや複数のクラッチプレート間に介在する潤滑油の影響によって伝達トルクが変動してしまうことが抑制され、伝達トルクの精度が高められる。

（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、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。

２…駆動力伝達制御装置 ２０…ハウジング（入力側の回転部材）
２Ａ…駆動力伝達装置 ２Ｂ…制御装置
３…インナシャフト（出力側の回転部材） ７１…トルク指令値演算手段
７２…電流指令値演算手段 ７３…電流制御手段
８…記憶部 ８２…関係情報
８３…第１のトルク特性情報 ８４…第２のトルク特性情報
８５…第１のマップ情報 ８６…第２のマップ情報

Claims (3)

1. 電磁コイルに供給される電流に応じたトルクの駆動力を入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で伝達する駆動力伝達装置と、前記電磁コイルに供給する電流によって前記入力側の回転部材と前記出力側の回転部材との間で伝達される駆動力を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記電磁コイルに供給する電流を一定に保持したときに前記入力側の回転部材と前記出力側の回転部材との間で伝達されるトルクと前記電流の大きさとの関係を示す関係情報を記憶する記憶部と、
   前記入力側の回転部材から前記出力側の回転部材に伝達すべき駆動力の大きさをトルク指令値として演算するトルク指令値演算手段と、
   前記トルク指令値に応じて前記電磁コイルに供給すべき電流の値を電流指令値として演算する電流指令値演算手段と、
   前記電流指令値に対応する電流を前記電磁コイルに供給する電流制御手段とを備え、
   前記電流指令値演算手段は、前記トルク指令値の時間当たりの変化量が所定値以上である変動状態から前記所定値未満である定常状態に移行したとき、前記電流指令値を、前記関係情報を参照して得られる値に徐々に近づける、
   駆動力伝達制御装置。
2. 前記記憶部は、前記トルク指令値が増大する状態から前記定常状態に移行したときに前記電流指令値演算手段が参照する第１のマップ情報と、前記トルク指令値が減少する状態から前記定常状態に移行したときに前記電流指令値演算手段が参照する第２のマップ情報とを記憶し、
   前記電流指令値演算手段は、
   前記トルク指令値が増大する状態から前記定常状態に移行したとき、前記定常状態に移行してからの経過時間に応じて前記第１のマップ情報を参照して得られる第１の電流補正量に基づいて前記電流指令値を小さくなるように補正し、
   前記トルク指令値が減少する状態から前記定常状態に移行したとき、前記定常状態に移行してからの経過時間に応じて前記第２のマップ情報を参照して得られる第２の電流補正量に基づいて前記電流指令値を大きくなるように補正する、
   請求項１に記載の駆動力伝達制御装置。
3. 前記第１のマップ情報を参照して得られる前記第１の電流補正量の絶対値が、前記第２のマップ情報を参照して得られる前記第２の電流補正量の絶対値よりも大きい、
   請求項２に記載の駆動力伝達制御装置。

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