JP2023158831A - 駆動力伝達制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達される駆動力の大きさの正確性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、ハウジング２０とインナシャフト３との間にメインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０を備える。パイロットクラッチ６０は、制御装置２Ｂから電磁コイル６３に供給される電流に応じたトルクをカム機構５に伝達し、カム機構５のメインカム部材５１がメインクラッチ４を押圧する。制御装置２Ｂは、メインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０のそれぞれの推定温度を算出する温度推定部７２と、電磁コイル６３に供給すべき電流の目標値である電流指令値を算出する電流指令値算出部７３とを備える。電流指令値算出部７３は、温度推定部７２が算出した各推定温度に基づいて算出されるメインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０のそれぞれの伝達トルクの合計値がトルク指令値に一致するように電流指令値を算出する。【選択図】図３

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、潤滑油によって潤滑される複数のクラッチプレートの摩擦摺動によって駆動力を伝達する多板クラッチを備え、この多板クラッチによって補助駆動輪に伝達される駆動力を車両走行状態に応じて制御可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の駆動力伝達制御装置は、電磁クラッチからなるパイロットクラッチ機構、パイロットクラッチ機構によって伝達されるトルクによって作動するカム機構、及びカム機構によって押圧されるメインクラッチ機構を有する駆動力伝達装置と、この駆動力伝達装置を制御する制御装置とを備えている。パイロットクラッチ機構及びメインクラッチ機構は、潤滑油によって潤滑される複数のクラッチプレートを有している。制御装置は、駆動力伝達装置の温度変化に応じて潤滑油の粘性抵抗が変化し、パイロットクラッチ機構及びメインクラッチ機構によって伝達されるトルクが変化してしまうことを抑制するため、駆動力伝達装置の温度を推定し、推定した温度に応じてパイロットクラッチ機構の電磁コイルに供給する電流を補正する。

特開２００２－２８６０６１号公報

上記のように構成された駆動力伝達装置は、例えば一時的に高負荷状態となってメインクラッチ機構の温度が短時間で上昇したとき、メインクラッチ機構の温度とパイロットクラッチ機構の温度との差が大きくなる場合がある。このような場合には、上記のような温度補正をしても、必ずしも十分に適切な大きさの駆動力を伝達できないおそれがある。

そこで、本発明は、駆動力伝達装置全体の温度に基づいて温度補正をする場合に比較して、駆動力伝達装置によって伝達される駆動力の大きさの正確性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、同軸上で相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、前記外側回転部材と一体に回転するメインアウタクラッチプレート、及び前記内側回転部材と一体に回転するメインインナクラッチプレートを有し、潤滑油によって潤滑されるメインクラッチと、前記内側回転部材との相対回転が規制されたメインカム部材、及び前記メインカム部材との相対回転により前記メインカム部材に前記メインクラッチを押圧するカム推力を発生させるパイロットカム部材を有するカム機構と、前記外側回転部材と一体に回転するパイロットアウタクラッチプレート、及び前記パイロットカム部材と一体に回転するパイロットインナクラッチプレートを有し、潤滑油によって潤滑されるパイロットクラッチと、前記パイロットクラッチと軸方向に並んで配置されたアーマチャと、前記アーマチャを前記パイロットクラッチ側に向かって軸方向に移動させる磁力を発生する電磁コイルと、前記電磁コイルに電流を供給する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記メインクラッチ及び前記パイロットクラッチのそれぞれの推定温度を算出する温度推定部と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との間で伝達すべきトルクの目標値であるトルク指令値を受け付け、前記温度推定部によって算出された前記メインクラッチの推定温度に基づいて算出される前記メインクラッチの伝達トルク、及び前記温度推定部によって算出された前記パイロットクラッチの推定温度に基づいて算出される前記パイロットクラッチの伝達トルクの合計値が前記トルク指令値に一致するように、前記電磁コイルに供給すべき電流の目標値である電流指令値を算出する電流指令値算出部と、前記電流指令値に応じた電流が前記電磁コイルに供給されるように電流制御を行う電流制御部と、を備える、駆動力伝達制御装置を提供する。

本発明に係る駆動力伝達制御装置によれば、駆動力伝達装置によって伝達される駆動力の大きさの正確性をより高めることが可能となる。

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。 制御装置の処理フローの一例を示す制御ブロック図である。 メインクラッチ特性情報記憶部に記憶されたメインクラッチ特性情報としての三次元マップの一例を示す説明図である。 メインクラッチ特性情報を参照してパイロットクラッチトルク指令値を算出するための手法の一例を説明するためのグラフである。 パイロットクラッチ特性情報記憶部に記憶されたパイロットクラッチ特性情報としての三次元マップの一例を示す説明図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図６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。

（四輪駆動車の構成）
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、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の情報、及び外気温センサ１０６によって検出される外気温の情報を取得可能であり、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を押圧するカム推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とを有している。ハウジング２０は、本発明の外側回転部材の一例であり、インナシャフト３は、本発明の内側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と一体に回転し、メインインナクラッチプレート４２はインナシャフト３と一体に回転する。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との摩擦摺動は、潤滑油によって潤滑される。

メインアウタクラッチプレート４１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４１１が外周端部に形成されている。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には、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が内周端部に形成されている。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３１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穴４３０が軸方向に貫通して形成されている。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、インナシャフト３との相対回転が規制されたメインカム部材５１と、メインカム部材５１に対して相対回転可能なパイロットカム部材５２と、メインカム部材５１とパイロットカム部材５２との間に配置された複数の球状のカムボール５３とを有している。

メインカム部材５１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５１１と、押圧部５１１よりもメインカム部材５１の内周側に設けられたカム部５１２とを一体に有している。押圧部５１１には、メインインナクラッチプレート４２の複数の油穴４３０と軸方向に並ぶ位置に複数の油穴５１０が形成されている。油穴５１０は、押圧部５１１を軸方向に貫通しており、潤滑油をメインクラッチ４側と電磁クラッチ機構６側との間で流動させる。

メインカム部材５１は、押圧部５１１の内周端部に形成されたスプライン係合部５１１ａがインナシャフト３の内側スプライン突起３１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、メインカム部材５１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。

パイロットカム部材５２は、メインカム部材５１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５２１を外周端部に有している。パイロットカム部材５２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。

メインカム部材５１のカム部５１２とパイロットカム部材５２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５１２ａ，５２ａがそれぞれ形成されている。カムボール５３は、メインカム部材５１のカム溝５１２ａとパイロットカム部材５２のカム溝５２ａとの間に配置され、回転軸線Ｏを中心とする所定の角度範囲でカム溝５１２ａ，５２ａを転動可能である。パイロットカム部材５２は、この角度範囲でメインカム部材５１に対して相対回転可能である。

パイロットカム部材５２は、メインカム部材５１に対して相対回転することにより、メインカム部材５１にメインクラッチ４を押圧するカム推力を発生させる。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、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を有するパイロットクラッチ６０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、パイロットクラッチ６０と軸方向に並んで配置されたアーマチャ６５とを有して構成されている。

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、アーマチャ６５をパイロットクラッチ６０側に向かって軸方向に移動させる磁力を発生する。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。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６５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。複数のパイロットアウタクラッチプレート６１は、ハウジング２０と一体に回転し、複数のパイロットインナクラッチプレート６２は、パイロットカム部材５２と一体に回転する。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６１１が外周端部に形成されている。パイロットアウタクラッチプレート６１は、係合突起６１１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。

パイロットインナクラッチプレート６２には、パイロットカム部材５２のスプライン突起５２１に係合する複数の係合突起６２１が内周端部に形成されている。パイロットインナクラッチプレート６２は、係合突起６２１がパイロットカム部材５２にスプライン突起５２１に係合することにより、パイロットカム部材５２との相対回転が規制され、かつパイロットカム部材５２に対して軸方向に移動可能である。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６５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６５１が形成されている。これにより、アーマチャ６５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６５をヨーク６４側に吸引し、このアーマチャ６５の軸方向移動によって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との間に摩擦力を発生させる。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は、アーマチャ６５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部材５２に伝達され、パイロットカム部材５２がメインカム部材５１に対して相対回転し、カムボール５３がカム溝５１２ａ，５２ａを転動する。そして、このカムボール５３の転動により、メインカム部材５１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。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。

上記のように構成された駆動力伝達装置２Ａにおいて、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の大きさである総伝達トルクは、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との間に発生する摩擦力による伝達トルクと、パイロットクラッチ６０の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との間に発生する摩擦力による伝達トルクとを合わせた大きさとなる。

ハウジング２０からパイロットクラッチ６０によってパイロットカム部材５２に伝達されたトルクは、複数のカムボール５３及びメインカム部材５１を経て、メインカム部材５１のスプライン係合部５１１ａからインナシャフト３の内側スプライン突起３１に伝達される。

メインクラッチ４の伝達トルク及びパイロットクラッチ６０の伝達トルクは、制御装置２Ｂから電磁コイル６３に供給される電流によって変化し、温度によっても変化する。温度によるメインクラッチ４の伝達トルク及びパイロットクラッチ６０の伝達トルクの変化は、潤滑油の粘性が高くなる０℃以下の低温時において特に顕著になる。つまり、メインクラッチ４の伝達トルク及びパイロットクラッチ６０の伝達トルクは、電磁コイル６３に供給される電流が一定であっても、潤滑油の粘性抵抗によって低温時ほど大きくなってしまう。

また、メインクラッチ４の発熱量は、パイロットクラッチ６０の発熱量よりも大きく、ハウジング２０とインナシャフト３との間で駆動力を伝達しているときのメインクラッチ４の温度は、パイロットクラッチ６０の温度よりも高い場合が多い。特に、メインクラッチ４が一時的に高負荷状態となってメインクラッチ４の温度が短時間で上昇したときは、メインクラッチ４とパイロットクラッチ６０との温度差が大きくなる。

本実施の形態では、以下に説明する制御装置２Ｂの構成により、メインクラッチ４とパイロットクラッチ６０との温度差が大きくなった場合にも、適切な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ように、電磁コイル６３に供給される電流を調節する。

（制御装置の構成）
図３は、制御装置２Ｂの処理フローの一例を示す制御ブロック図である。図３に示すように、制御装置２Ｂは、トルク指令値算出部７１、温度推定部７２、電流指令値算出部７３、電流制御部７４、スイッチング電源部７５、電流センサ７６、第１バッファ部７７、第２バッファ部７８、メインクラッチ特性情報記憶部７９１、及びパイロットクラッチ特性情報記憶部７９２を有している。

このうち、トルク指令値算出部７１、温度推定部７２、電流指令値算出部７３、電流制御部７４、第１バッファ部７７、及び第２バッファ部７８は、例えば制御装置２ＢのＣＰＵ（演算処理装置）がプログラムを実行することによりソフトウェア的に実現される。制御装置２Ｂは、トルク指令値算出部７１、温度推定部７２、電流指令値算出部７３、電流制御部７４、第１バッファ部７７、及び第２バッファ部７８の処理を、所定の制御周期（例えば５ｍｓ）ごとに実行する。

メインクラッチ特性情報記憶部７９１、及びパイロットクラッチ特性情報記憶部７９２は、制御装置２Ｂの不揮発性メモリの記憶領域である。スイッチング電源部７５は、直流電源とトランジスタ等のスイッチング素子によって実現される。電流センサ７６は、例えばシャント抵抗とＡＤコンバータによって実現され、電磁コイル６３に供給される電流を検出する。

トルク指令値算出部７１は、メインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０によってハウジング２０とインナシャフト３との間で伝達すべきトルクの目標値であるトルク指令値を算出する。トルク指令値は、例えば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（アクセル開度）が大きいほど、また車輪速センサ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の車輪速から求められる前後輪回転速差が大きいほど、大きな値に設定される。また、外気温センサ１０６によって検出される外気温が低温である場合には、左右前輪１８１，１８２に駆動力を配分してスリップの発生を防ぐため、トルク指令値が所定値以上に設定される。

温度推定部７２は、外気温、左右前輪１８１，１８２及び左右後輪１９１，１９２の車輪速から求められる前後輪回転速差、前回の制御周期におけるメインクラッチ４の伝達トルクの算出値であるメインクラッチ伝達トルク前回値、ならびに前回の制御周期におけるパイロットクラッチ６０の伝達トルクの指令値であるパイロットクラッチトルク指令値前回値に基づいて、メインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０のそれぞれの推定温度を算出する。

より具体的には、温度推定部７２は、メインクラッチ伝達トルク前回値及び前後輪回転速差から求められるメインクラッチ４の発熱量の積算値、メインクラッチ４とパイロットクラッチ６０との間の熱抵抗を考慮したパイロットクラッチ６０からの熱伝達量、及びメインクラッチ４の熱容量に、外気温を考慮した放熱量を加味してメインクラッチ４の推定温度を算出する。また、温度推定部７２は、パイロットクラッチトルク指令値前回値及び前後輪回転速差から求められるパイロットクラッチ６０の発熱量の積算値、パイロットクラッチ６０とメインクラッチ４との間の熱抵抗を考慮したメインクラッチ４からの熱伝達量、及びパイロットクラッチ６０の熱容量に、外気温を考慮した放熱量を加味してパイロットクラッチ６０の推定温度を算出する。なお、電磁コイル６３に温度センサが取り付けられている場合には、その温度センサの検出値をさらに加味してメインクラッチ４の推定温度やパイロットクラッチ６０の推定温度を算出してもよい。

電流指令値算出部７３は、トルク指令値算出部７１で演算されたトルク指令値を受け付け、温度推定部７２によって算出されたメインクラッチ４の推定温度に基づいて算出されるメインクラッチ４の伝達トルク、及び温度推定部７２によって算出されたパイロットクラッチ６０の推定温度に基づいて算出されるパイロットクラッチ６０の伝達トルクの合計値がトルク指令値に一致するように、電磁コイル６３に供給すべき電流の目標値である電流指令値を算出する。

本実施の形態では、電流指令値算出部７３が、メインクラッチ特性情報参照部７３１、及びパイロットクラッチ特性情報参照部７３２を有している。メインクラッチ特性情報参照部７３１は、メインクラッチ特性情報記憶部７９１に記憶された情報を参照し、パイロットクラッチ６０が伝達すべきトルクの目標値であるパイロットクラッチトルク指令値を算出する。パイロットクラッチ特性情報参照部７３２は、パイロットクラッチトルク指令値に応じてパイロットクラッチ特性情報記憶部７９２に記憶された情報を参照し、電流指令値を算出する。次に、図４及び図５を参照し、メインクラッチ特性情報参照部７３１の処理について説明する。

図４は、メインクラッチ特性情報記憶部７９１に記憶された三次元マップの一例を示す説明図である。メインクラッチ特性情報記憶部７９１には、メインクラッチ４の温度及びパイロットクラッチの伝達トルクと、メインクラッチ４によって伝達されるトルクとの関係を示す三次元マップの情報が記憶されている。この三次元マップの情報は、予め実験やシミュレーションに基づいて設定され、メインクラッチ特性情報記憶部７９１にメインクラッチ特性情報として記憶されている。

図４に示すように、メインクラッチ４の伝達トルクは、パイロットクラッチ６０の伝達トルクが大きくなるほど増大する。また、メインクラッチ４の伝達トルクは、メインクラッチ４の温度が低いほど、潤滑油の粘性によって大きくなる傾向にある。パイロットクラッチ６０の伝達トルクとメインクラッチ４の伝達トルクとの関係は、メインクラッチ４の温度よって変化する。

図５は、メインクラッチ特性情報を参照してパイロットクラッチトルク指令値を算出するための手法の一例を説明するためのグラフである。図５に示す特性線Ｌ_１は、図４に示す三次元マップから抽出されたものであり、温度推定部７２によって算出されたメインクラッチ４の推定温度におけるパイロットクラッチ６０の伝達トルクとメインクラッチ４の伝達トルクとの関係を示している。

ここで、メインクラッチ４の伝達トルクとパイロットクラッチ６０の伝達トルクとを足し合わせたものが総伝達トルクである関係から、総伝達トルクを固定値とした場合には、パイロットクラッチ６０の伝達トルクが大きいほどメインクラッチ４の伝達トルクが小さくなる。図５では、総伝達トルクに対応するメインクラッチ４の伝達トルクとパイロットクラッチ６０の伝達トルクとの関係を示す補助線Ｌ_２を直線で示している。なお、メインクラッチ４の伝達トルクは、パイロットクラッチ６０の伝達トルクに比較して、例えば２０倍程度大きいが、図５では、説明の明確化のために横軸（パイロットクラッチ６０の伝達トルク）と縦軸（メインクラッチ４の伝達トルク）のスケールを変えている。

メインクラッチ特性情報参照部７３１は、特性線Ｌ_１と補助線Ｌ_２とが交わる座標点をＰとしたとき、この座標点Ｐの横軸座標であるＴｐをパイロットクラッチトルク指令値として算出する。座標点Ｐの縦軸座標であるＴｍは、メインクラッチ４の伝達トルクの目標値である。また、総伝達トルクは、トルク指令値に応じた値であるので、換言すれば、Ｔｍは、Ｔｐのトルクがパイロットクラッチ６０によって伝達されたときに、メインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０によって伝達される総伝達トルクがトルク指令値に応じた値となる場合のメインクラッチ４の伝達トルクである。また、Ｔｐは、メインクラッチ４にＴｍの伝達トルクを発生させるために必要なパイロットクラッチ６０の伝達トルクの目標値である。

Ｔｍによって与えられるメインクラッチ４の伝達トルクの値は、第１バッファ部７７に一時記憶され、次回の制御周期においてメインクラッチ伝達トルク前回値として温度推定部７２の演算に用いられる。また、Ｔｐによって与えられるパイロットクラッチトルク指令値は、第２バッファ部７８に一時記憶され、次回の制御周期においてパイロットクラッチトルク指令値前回値として温度推定部７２の演算に用いられる。

次に、図６を参照し、パイロットクラッチ特性情報参照部７３２の処理について説明する。図６は、パイロットクラッチ特性情報記憶部７９２に記憶された三次元マップの一例を示す説明図である。パイロットクラッチ特性情報記憶部７９２には、パイロットクラッチ６０の温度及び電磁コイル６３に供給される電流と、パイロットクラッチ６０によって伝達されるトルクとの関係を示す三次元マップの情報が記憶されている。この三次元マップの情報は、予め実験やシミュレーションに基づいて設定され、パイロットクラッチ特性情報記憶部７９２にパイロットクラッチ特性情報として記憶されている。

パイロットクラッチ特性情報参照部７３２は、メインクラッチ特性情報参照部７３１によって算出されたパイロットクラッチトルク指令値、及び温度推定部７２によって算出されたパイロットクラッチ６０の推定温度に基づいてパイロットクラッチ特性情報を参照する。そして、パイロットクラッチ６０にパイロットクラッチトルク指令値の伝達トルクを発生させるために必要な電流を電流指令値として算出する。

電流制御部７４は、パイロットクラッチ特性情報参照部７３２によって算出された電流指令値に応じた電流が電磁コイル６３に供給されるようにフィードバック制御を行う。具体的には、電流センサ７６によって検出される電流の大きさが電流指令値と一致するように、スイッチング電源部７５のスイッチング素子をオン／オフさせてＰＭＷ制御を行う。このように、パイロットクラッチ特性情報参照部７３２によって算出された電流指令値の電流が電磁コイル６３に供給されることにより、図５のグラフに示すＴｍ及びＴｐのトルクがメインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０によって伝達され、トルク指令値に応じた大きさの駆動力がハウジング２０からインナシャフト３に伝達される。

（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、メインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０のそれぞれの推定温度に基づいて、メインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０のそれぞれの伝達トルクの目標値を設定し、この目標値の伝達トルクを発生させるために必要な電流を電磁コイル６３に供給するので、例えば左右前輪１８１，１８２の何れかにスリップが発生した場合や、アクセルペダル１１０が大きく踏み込まれて急加速した場合のように、駆動力伝達装置２Ａが一時的に高負荷状態となってメインクラッチ４の温度が短時間で上昇したときでも、車両状態に応じた適切な大きさの駆動力を駆動力伝達装置２Ａによって伝達することが可能となる。

（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と共に、例えば下記のように変形して実施することも可能である。

上記の実施の形態では、図５を参照して説明したように、メインクラッチ特性情報参照部７３１によってパイロットクラッチトルク指令値を算出し、このパイロットクラッチトルク指令値に応じてパイロットクラッチ特性情報参照部７３２が電流指令値を算出する場合について説明したが、これに限らず、例えばパイロットクラッチ特性情報を参照した結果に基づいてメインクラッチ特性情報を参照し、メインクラッチ４及びパイロットクラッチ６０によって伝達される総伝達トルクがトルク指令値に応じた値となるように電流指令値を算出してもよい。

また、上記の実施の形態では、制御装置２Ｂのトルク指令値算出部７１が車両状態に応じてトルク指令値を算出する場合について説明したが、これに限らず、例えば四輪駆動車１の全体を統括的に制御する上位の制御装置からトルク指令値を取得してもよい。この場合、制御装置２Ｂの電流指令値算出部７３が上位の制御装置からのトルク指令値を受け付け、電流指令値を演算する。

またさらに、本発明に係る駆動力伝達制御装置が搭載される車両の構成は、図１に例示したものに限らず、様々な構成の車両に本発明の駆動力伝達制御装置を用いることができる。

２…駆動力伝達制御装置 ２０…ハウジング（外側回転部材）
２Ａ…駆動力伝達装置 ２Ｂ…制御装置
３…インナシャフト（内側回転部材） ４…メインクラッチ
４１…メインアウタクラッチプレート ４２…メインインナクラッチプレート
５…カム機構 ５１…メインカム部材
５２…パイロットカム部材 ６０…パイロットクラッチ
６１…パイロットアウタクラッチプレート ６２…パイロットインナクラッチプレート
６３…電磁コイル ６５…アーマチャ
７２…温度推定部 ７３…電流指令値算出部
７９１…メインクラッチ特性情報記憶部 ７９２…パイロットクラッチ特性情報記憶部

Claims (4)

1. 同軸上で相対回転可能な外側回転部材及び内側回転部材と、
   前記外側回転部材と一体に回転するメインアウタクラッチプレート、及び前記内側回転部材と一体に回転するメインインナクラッチプレートを有し、潤滑油によって潤滑されるメインクラッチと、
   前記内側回転部材との相対回転が規制されたメインカム部材、及び前記メインカム部材との相対回転により前記メインカム部材に前記メインクラッチを押圧するカム推力を発生させるパイロットカム部材を有するカム機構と、
   前記外側回転部材と一体に回転するパイロットアウタクラッチプレート、及び前記パイロットカム部材と一体に回転するパイロットインナクラッチプレートを有し、潤滑油によって潤滑されるパイロットクラッチと、
   前記パイロットクラッチと軸方向に並んで配置されたアーマチャと、
   前記アーマチャを前記パイロットクラッチ側に向かって軸方向に移動させる磁力を発生する電磁コイルと、
   前記電磁コイルに電流を供給する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記メインクラッチ及び前記パイロットクラッチのそれぞれの推定温度を算出する温度推定部と、
   前記外側回転部材と前記内側回転部材との間で伝達すべきトルクの目標値であるトルク指令値を受け付け、前記温度推定部によって算出された前記メインクラッチの推定温度に基づいて算出される前記メインクラッチの伝達トルク、及び前記温度推定部によって算出された前記パイロットクラッチの推定温度に基づいて算出される前記パイロットクラッチの伝達トルクの合計値が前記トルク指令値に一致するように、前記電磁コイルに供給すべき電流の目標値である電流指令値を算出する電流指令値算出部と、
   前記電流指令値に応じた電流が前記電磁コイルに供給されるように電流制御を行う電流制御部と、を備える、
   駆動力伝達制御装置。
2. 前記制御装置は、
   前記メインクラッチの温度と前記メインクラッチによって伝達されるトルクとの関係を示すメインクラッチ特性情報を記憶するメインクラッチ特性情報記憶部と、
   前記パイロットクラッチの温度と前記パイロットクラッチによって伝達されるトルクとの関係を示すパイロットクラッチ特性情報を記憶するパイロットクラッチ特性情報記憶部と、を備え、
   前記電流指令値算出部は、前記温度推定部によって算出された前記メインクラッチの推定温度に基づいて前記メインクラッチ特性情報を参照すると共に、前記温度推定部によって算出された前記パイロットクラッチの温度に基づいて前記パイロットクラッチ特性情報を参照し、前記メインクラッチの伝達トルク及び前記パイロットクラッチの伝達トルクの合計値が前記トルク指令値に一致するように前記電流指令値を算出する、
   請求項１に記載の駆動力伝達制御装置。
3. 前記電流指令値算出部は、前記トルク指令値に応じて前記メインクラッチの伝達トルクの目標値を算出すると共に、前記メインクラッチに当該目標値の伝達トルクを発生させるために必要な前記パイロットクラッチの伝達トルクの目標値を算出し、前記パイロットクラッチに当該目標値の伝達トルクを発生させるために必要な電流を前記電流指令値として算出する、
   請求項２に記載の駆動力伝達制御装置。
4. 前記メインクラッチ特性情報記憶部には、前記メインクラッチの温度及び前記パイロットクラッチの伝達トルクと、前記メインクラッチによって伝達されるトルクとの関係を示す三次元マップが前記メインクラッチ特性情報として記憶され、
   前記パイロットクラッチ特性情報記憶部には、前記パイロットクラッチの温度及び前記電磁コイルに供給される電流と、前記パイロットクラッチによって伝達されるトルクとの関係を示す三次元マップが前記パイロットクラッチ特性情報として記憶されており、
   前記電流指令値算出部は、前記メインクラッチ特性情報を参照して前記メインクラッチの伝達トルクの目標値及び前記パイロットクラッチの伝達トルクの目標値を算出すると共に、前記パイロットクラッチ特性情報を参照して前記電流指令値を算出する、
   請求項３に記載の駆動力伝達制御装置。

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