JP5187555B2 - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばエンジンの駆動力を後輪側へ分配し、その配分を制御する駆動力伝達装置に関するものである。

駆動力伝達装置として、特開２００２−３４００５３号公報（特許文献１）に記載されているように、潤滑油の充填領域に配置されている多板クラッチの係合により、一方の駆動軸と他方の駆動軸（以下、「二部材」とも称する）との間でトルク伝達が行われる。そして、電磁石への通電電流を制御することにより、多板クラッチの係合力を調整している。

このような駆動力伝達装置において、同じ伝達トルク指令値に基づいて電磁石の通電電流を制御したとしても、経時変化により、駆動力を伝達する二部材間の伝達トルクが変化する。そこで、特許文献１には、潤滑油の温度特性が経時変化により異なることに着目して、メンテナンス時に伝達トルク特性を更新することで経時変化に対応して最適な補正指令値を演算することが記載されている。伝達トルク指令値を演算した補正指令値により補正することで、経時変化に影響を受けないようにできるとされている。

また、特開２００２−１２０４９号公報（特許文献２）には、経時変化によるクラッチ締結力の変化を考慮して、一方の駆動軸と他方の駆動軸との実回転速差が、理想の回転速差に一致するように、クラッチ締結力を補正することが記載されている。
特開２００２−３４００５３号公報 特開２００２−１２０４９号公報

本発明は、経時変化による二部材間の伝達トルクへの影響を受けないようにするために、従来よりも精度の高い補正を行う駆動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明の駆動力伝達装置は、車両の駆動源の回転駆動力が常時伝達される主駆動輪と、車両の状態に応じて駆動源のトルクが伝達される副駆動輪と、を備えた四輪駆動車に搭載され、前記副駆動輪への伝達トルクを制御することで、前記主駆動輪と前記副駆動輪とに回転駆動力を分配する駆動力伝達装置であって、相対回転可能に配置され且つ車両の駆動源の回転駆動力を前記副駆動輪側へ伝達する二部材間に設けられ、摩擦係合力に応じて前記駆動源のトルクを前記副駆動輪へ伝達するクラッチと、前記二部材間の伝達トルクの指令値である伝達トルク指令値に応じて前記クラッチの摩擦係合力を変化させるアクチュエータと、車両の走行状態に基づき前記伝達トルク指令値を演算する伝達トルク指令値演算手段と、前記二部材間の伝達トルクと前記二部材間の差動回転数とを乗算したエネルギー値を所定のサンプリング時間毎に演算するエネルギー演算手段と、前記所定のサンプリング時間毎に演算した前記エネルギー値を累積したエネルギー累積値を演算するエネルギー累積値演算手段と、使用開始時における前記伝達トルクを１としたときに、それぞれの前記エネルギー累積値のときの前記伝達トルクの逆数を補正トルクとし、前記エネルギー累積値と前記補正トルクとの関係を定義したマップを予め記憶するマップ記憶手段と、前記エネルギー累積値演算手段にて演算された前記エネルギー累積値を前記マップに適用することにより前記補正トルクを取得し、前記伝達トルク指令値演算手段にて演算された前記伝達トルク指令値に対して取得した前記補正トルクを加算補正することにより、経時変化の時間項を前記エネルギー累積値とし経時変化に対する前記伝達トルクの変化の影響を受けないようにする補正手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の駆動力伝達装置によれば、経時変化の時間項を、エネルギー累積値としている。つまり、当該装置を使用し続ければ、エネルギー累積値が増加する。ここで、エネルギー累積値と伝達トルクとの関係は、多板クラッチなどの構成によっても異なるが、例えば、駆動開始当初において僅かに小さく変化し、その後大きく変化する関係となる。さらに、エネルギー累積値が増大するにつれて、初期の伝達トルクに比べて大きくなる。

そして、本発明の駆動力伝達装置において、マップ記憶手段に記憶されているマップには、上記のようなエネルギー累積値に対する伝達トルクの関係に対応するマップとなる。具体的には、マップが定義しているエネルギー累積値と補正トルクとの関係とは、エネルギー累積値と当該伝達トルクの逆数との関係である。

このように、本発明の駆動力伝達装置によれば、経時変化の時間項に相当するエネルギー累積値と伝達トルクとの変化量（補正トルク）に基づいて、伝達トルク指令値を補正することで、経時変化による二部材間の伝達トルクへの影響を受けないようにできる。なお、本発明における差動回転数とは、単位時間当たりにおける一方の駆動軸と他方の駆動軸との回転数差である。

そして、前記エネルギー演算手段にて演算される前記エネルギー値は、前記伝達トルク指令値演算手段にて演算された前記伝達トルク指令値と、前記二部材間の差動回転数とを乗算して得てもよい。この場合、エネルギー値を演算するために、差動回転数のみを測定すればよい。従って、非常に容易にエネルギー値を演算することができる。

また、前記エネルギー演算手段にて演算される前記エネルギー値は、前記二部材間における実際の伝達トルクと前記二部材間の差動回転数とを乗算して得てもよい。実際の伝達トルクを用いることで、より正確なエネルギー値を得ることができる。ただし、実際の伝達トルクを測定するためのトルクセンサなどが必要となる。

また、前記アクチュエータは、供給される電流により前記クラッチの摩擦係合力を変化させる電磁石を備え、前記エネルギー演算手段にて演算される前記エネルギー値は、前記電磁石に供給される実際の電流に基づき演算された前記二部材間の伝達トルクと、前記二部材間の差動回転数とを乗算して得てもよい。この場合、実際の伝達トルクの測定が容易ではないため、その代わりとして、電磁石に供給される実際の電流を用いている。一般に、電磁石へ供給される電流は、伝達トルクに対して所定の関係を有している。従って、電磁石に供給される電流に基づいて、実際の伝達トルクを推定することが可能となる。ただし、電磁石に供給される電流と伝達トルクとの関係は、温度によって変化する。そこで、温度を考慮して、電磁石に供給される電流に基づいて伝達トルクを演算することで、より高精度に伝達トルクを推定できる。

＜第一実施形態＞
次に、本発明の駆動力伝達装置１について図面を参照して説明する。ここでは、駆動力伝達装置１を、四輪駆動車の駆動力分配装置に適用した場合について説明する。

（１）四輪駆動車の構成
まず、本発明の駆動力伝達装置１を適用した四輪駆動車について簡単に説明する。当該四輪駆動車は、前輪駆動車（ＦＦ車）をベースとする車両であり、エンジンの片側に組み付けられたトランスアクスルには、一対のフロントアクスルが連結されている。さらに、トランスアクスルには、プロペラシャフト８０が連結されており、該プロペラシャフト８０は、駆動力伝達装置１を介してドライブピニオンシャフト７０に連結されている。そして、ドライブピニオンシャフト７０は、リヤディファレンシャルを介して一対のリヤアクスルに連結されている。

つまり、エンジンの駆動力は、上記フロントアクスルを介して前輪に伝達される。一方、駆動力伝達装置１によりプロペラシャフト８０とドライブピニオンシャフト７０とがトルク伝達可能に連結された場合には、エンジンの駆動力がドライブピニオンシャフト７０からリヤディファレンシャル及び各リヤアクスルを介して後輪に伝達される。

（２）駆動力伝達装置１の構成
次に、図１を参照して、駆動力伝達装置１について説明する。図１は、駆動力伝達装置１の軸方向に切断した断面図である。

駆動力伝達装置１は、ディファレンシャルキャリヤ６０内に収容され且つディファレンシャルキャリヤ６０に回転可能に支持されている。そして、このディファレンシャルキャリヤ６０を介して、車体に支持されている。この駆動力伝達装置１は、外側回転部材１０と、内側回転部材２０と、メインクラッチ３０と、パイロットクラッチ機構４０と、カム機構５０とを備えている。なお、外側回転部材１０と内側回転部材２０とが、本発明における相対回転可能で伝達トルクが制御される二部材に相当する。

外側回転部材１０は、ハウジング１１と、リヤカバー１２と、ナット部材１３とにより形成されている。ハウジング１１は、非磁性材料であるアルミニウム合金からなる。ハウジング１１の内周面のうち開口端部を除く部分には、スプラインが形成されている。さらに、ハウジング１１の内周面のうち開口端部には、内径ねじが形成されている。そして、ハウジング１１の開口側が、車両後方（図１の右側）を向くように配置されている。そして、ハウジング１１の外周面とディファレンシャルキャリヤ６０の内周面との間に配置された軸受を介して、ハウジング１１は、ディファレンシャルキャリヤ６０に対して回転可能に支持されている。さらに、ハウジング１１の底部外側には、周方向に複数のボルト挿通孔が形成されている。そして、このハウジング１１は、当該ボルト挿通孔に挿通されるボルトにより、プロペラシャフト８０の後端部に連結される。つまり、外側回転部材１０には、プロペラシャフト８０の回転が直接伝達される。

リヤカバー１２は、軸方向の中央に貫通孔が形成された環状からなる。そして、このリヤカバー１２は、内周円筒部１２ａと、外周円筒部１２ｂと、内周円筒部１２ａの前端側と外周円筒部１２ｂの前端側とを連結する円盤部１２ｃとから構成される。つまり、リヤカバー１２は、内周円筒部１２ａと外周円筒部１２ｂと円盤部１２ｃとにより囲まれる部分に環状凹部１２ｄを形成している。そして、外周円筒部１２ｂの外周面に外径ねじが形成されている。この外周円筒部１２ｂの外周面の外形ねじが、ハウジング１１の後端開口部の内周側に形成された内径ねじに螺着されており、ハウジング１１の後端開口部を覆蓋している。さらに、リヤカバー１２の円盤部１２ｃの径方向ほぼ中央には、非磁性材料であるステンレス製からなる環状の非磁性部１２ｅを埋設している。なお、リヤカバー１２のうち非磁性部１２ｅ以外の部位は、磁性材料である鉄にて形成されている。

ナット部材１３は、その端面がハウジング１１の開口端面に当接するように、リヤカバー１２の外周円筒部１２ｂの外周面に形成されている外径ねじに螺合されている。つまり、ナット部材１３は、ハウジング１１とリヤカバー１２との緩みを防止して、両者の位置決め固定を行っている。

内側回転部材２０は、軸方向中央の外周側にスプラインが形成された軸状からなる。この内側回転部材２０は、リヤカバー１２の中央の貫通孔を液密的に貫通して、ハウジング１１およびリヤカバー１２の内周円筒部１２ａの内側に配置されている。そして、内側回転部材２０は、外側回転部材１０と同軸上に、外側回転部材１０に対して相対回転可能となるように、且つ、外側回転部材１０に対して軸方向位置を規制された状態で、ハウジング１１およびリヤカバー１２の内周円筒部１２ａに支持されている。さらに、内側回転部材２０の後端側は、ドライブピニオンシャフト７０の前端側に一体的に連結固定されている。そして、このドライブピニオンシャフト７０が、ディファレンシャルキャリヤ６０の内周面に軸受を介して回転可能に支持されている。なお、外側回転部材１０と内側回転部材２０とにより液密的に区画される空間内には、潤滑油が充填されている。つまり、この潤滑油は、メインクラッチ３０の各クラッチプレート間に介在している。

メインクラッチ３０は、湿式多板式の摩擦クラッチである。このメインクラッチ３０は、鉄製の多数のクラッチプレート（メイン内側クラッチプレート３１、メイン外側クラッチプレート３２）を備える。そして、このメインクラッチ３０は、ハウジング１１の内周側であって、内側回転部材２０の外周側に配置されている。

メインクラッチ３０を構成する各メイン内側クラッチプレート３１は、内周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。そして、各メイン内側クラッチプレート３１の内周側のスプラインが、内側回転部材２０の外周側のスプラインに嵌合している。つまり、各メイン内側クラッチプレート３１は、内側回転部材２０に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。メイン内側クラッチプレート３１において、メイン外側クラッチプレート３２と摺接する部分には、図略のペーパー系湿式摩擦材が貼着されている。ペーパー系湿式摩擦材は、例えば、木材パルプ或いはアラミド繊維等の繊維基材と、カシューダスト等の摩擦調整剤や炭酸カルシウム或いはケイソウ土等の体質充填剤等の充填剤とを抄造して抄紙体を得、その抄紙体に熱硬化性樹脂からなる樹脂結合剤を含浸し、次いで熱成形により加熱硬化して形成したものが挙げられる。

また、メインクラッチ３０を構成する各メイン外側クラッチプレート３２は、外周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。そして、各メイン外側クラッチプレート３２の外周側のスプラインが、ハウジング１１の内周側のスプラインに嵌合している。つまり、各メイン外側クラッチプレート３２は、ハウジング１１に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。

そして、各メイン外側クラッチプレート３２は、各メイン内側クラッチプレート３１の間に配置されている。つまり、各メイン内側クラッチプレート３１と各メイン外側クラッチプレート３２とが、相互に当接して摩擦係合したり、相互に離間して自由状態となったりする。従って、メインクラッチ３０は、各メイン内側クラッチプレート３１と各メイン外側クラッチプレート３２との摩擦力に応じて、外側回転部材１０と内側回転部材２０との間でトルク伝達を行う。

ここで、外側回転部材１０と内側回転部材２０とにより液密的に区画される空間内に充填される潤滑油は、各メイン内側クラッチプレート３１と各メイン外側クラッチプレート３２との間に介在している。つまり、外側回転部材１０と内側回転部材２０との間における伝達トルクは、各メイン内側クラッチプレート３１と各メイン外側クラッチプレート３２との摩擦力に加えて、潤滑油の粘度に応じても変化し得る。

パイロットクラッチ機構４０は、メインクラッチ３０よりも、車両後方に配置されている。このパイロットクラッチ機構４０は、ヨーク４１と、電磁石４２と、アーマチュア４３と、パイロットクラッチ４４とにより構成されている。ヨーク４１は、略円盤状からなり、後述するディファレンシャルキャリヤ６０に固定されている。このヨーク４１の内周側が、リヤカバー１２の内周円筒部１２ａの外周面に軸受を介して回転可能に支持されている。電磁石４２は、電磁コイルが巻回された環状からなり、ヨーク４１の前側に固定されている。そして、電磁石４２は、環状凹部１２ｄに配置されている。この電磁石４２は、後述する制御部１００により供給される通電電流に応じて、メインクラッチ３０の係合力を変更している。

アーマチュア４３は、磁性材料である鉄からなり、外周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。このアーマチュア４３は、メインクラッチ３０の車両後側であって、リヤカバー１２の円盤部１２ｃの車両前側に配置されている。そして、アーマチュア４３の外周側のスプラインが、ハウジング１１の内周側のスプラインに嵌合している。つまり、アーマチュア４３は、ハウジング１１に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。

パイロットクラッチ４４は、湿式多板式の摩擦クラッチである。このパイロットクラッチ４４は、鉄製の多数のクラッチプレート（パイロット内側クラッチプレート４４１、パイロット外側クラッチプレート４４２）を備える。このパイロットクラッチ４４は、ハウジング１１の内周側であって、リヤカバー１２の円盤部１２ｃとアーマチュア４３との間に配置されている。

パイロットクラッチ４４を構成する各パイロット内側クラッチプレート４４１は、内周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。そして、各パイロット内側クラッチプレート４４１の内周側のスプラインが、後述するカム機構５０の第一カム部材５１の外周側のスプラインに嵌合している。つまり、各パイロット内側クラッチプレート４４１は、カム機構５０の第一カム部材５１に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。

また、パイロットクラッチ４４を構成するパイロット外側クラッチプレート４４２は、外周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。そして、各パイロット外側クラッチプレート４４２の内周側のスプラインが、ハウジング１１の内周側のスプラインに嵌合している。つまり、各パイロット外側クラッチプレート４４２は、ハウジング１１に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。

そして、各パイロット外側クラッチプレート４４２は、各パイロット内側クラッチプレート４４１の間に配置されている。つまり、各パイロット内側クラッチプレート４４１と各パイロット外側クラッチプレート４４２とが、相互に当接して摩擦係合したり、相互に離間して自由状態となったりする。なお、各パイロット内側クラッチプレート４４１と各パイロット外側クラッチプレート４４２との間には、潤滑油が介在している。

カム機構５０は、第一カム部材５１と、第二カム部材５２と、カムフォロアー５３とから構成されている。第一カム部材５１は、外周側にスプラインが形成された円盤形状からなる。この第一カム部材５１の車両前側の面には、カム溝（図示せず）が形成されている。そして、第一カム部材５１は、内側回転部材２０の外周面に回転可能に嵌合されており、リヤカバー１２に回転可能に支承されている。さらに、第一カム部材５１の外周側のスプラインは、パイロット内側クラッチプレート４４１のスプラインに嵌合している。つまり、第一カム部材５１は、パイロット内側クラッチプレート４４１を軸方向へ移動可能に支持し、且つ、回転方向に規制している。

第二カム部材５２は、内周側にスプラインが形成された略円盤形状からなる。この第二カム部材５２の車両後側の面には、カム溝（図示せず）が形成されている。そして、第二カム部材５２のスプラインは、内側回転部材２０の外周面のスプラインに嵌合している。つまり、第二カム部材５２は、内側回転部材２０に対して、軸方向へ移動可能であり、且つ、回転方向に規制されている。そして、第二カム部材５２の車両前側の面が、メインクラッチ３０を構成するメイン内側クラッチプレート３１の車両後側の面に対向している。

そして、第一カム部材５１と第二カム部材５２の互いに対向するカム溝には、ボール状のカムフォロアー５３が介在している。つまり、カムフォロアー５３およびそれぞれのカム溝の作用により、第一カム部材５１と第二カム部材５２に相対回転が生じた際には、第一カム部材５１と第二カム部材５２とが軸方向に離間する方向へ移動する。

制御部１００は、車両の走行状態に応じて伝達トルク指令値を演算し、この伝達トルク指令値に基づいて得られた電流を電磁石４２の電磁コイルへ供給する。なお、制御部１００の詳細については、後述する。

（３）駆動力伝達装置１の動作
次に、上述した構成からなる駆動力伝達装置１の動作について説明する。以下、パイロットクラッチ機構４０を構成する電磁石４２の電磁コイルに通電する場合と、通電しない場合について説明する。

まず、電磁石４２の電磁コイルに通電する場合について説明する。駆動力伝達装置１を構成する外側回転部材１０は、プロペラシャフト８０に連結されているので、プロペラシャフト８０と共に回転する。そして、パイロットクラッチ機構４０には、電磁石４２の電磁コイルに通電されると、電磁石４２を基点としてヨーク４１、リヤカバー１２、パイロットクラッチ４４の各クラッチプレート４４１、４４２、及び、アーマチュア４３を循環するループ状の循環磁路が形成される。

このように、循環磁路が形成されることで、アーマチュア４３が電磁石４２側、すなわちリヤカバー１２側へ引き寄せられる。その結果、アーマチュア４３は、パイロットクラッチ４４を押圧して、パイロット内側クラッチプレート４４１とパイロット外側クラッチプレート４４２とが相互に当接して摩擦係合状態となる。そうすると、パイロット外側クラッチプレート４４２に回転規制されている外側回転部材１０の回転トルクが、パイロットクラッチ４４を介して、パイロット内側クラッチプレート４４１に回転規制されている第一カム部材５１へ伝達されて、第一カム部材５１が回転する。

第一カム部材５１が回転すると、第一カム部材５１と第二カム部材５２とが相対回転するため、カムフォロアー５３及びそれぞれのカム溝の作用により、第一カム部材５１に対して第二カム部材５２が車両前側へ移動する。つまり、第二カム部材５２は、メインクラッチ３０側へ移動するので、メインクラッチ３０を車両前側へ押圧することになる。

その結果、メイン内側クラッチプレート３１とメイン外側クラッチプレート３２とが相互に当接して摩擦係合状態となる。そうすると、メイン外側クラッチプレート３２に回転規制されている外側回転部材１０の回転トルクが、メインクラッチ３０を介して、メイン内側クラッチプレート３１に回転規制されている内側回転部材２０に伝達されて、内側回転部材２０が回転する。そして、内側回転部材２０の回転は、内側回転部材２０に連結されているドライブピニオンシャフト７０に伝達される。

なお、制御部１００により電磁石４２の電磁コイルへの通電電流量を制御することで、メインクラッチ３０の各クラッチプレートの摩擦係合力を制御することができる。つまり、制御部１００により電磁石４２の電磁コイルへの通電電流量を制御することで、プロペラシャフト８０の回転トルクのうちドライブピニオンシャフト７０に伝達される回転トルクを制御できる。

次に、電磁石４２の電磁コイルに通電しない場合について説明する。この場合には、パイロットクラッチ機構４０に循環磁路が形成されない。従って、パイロット内側クラッチプレート４４１とパイロット外側クラッチプレート４４２とは非係合状態となるので、両者は相対的に回転する状態となる。つまり、パイロット内側クラッチプレート４４１に回転規制されている第一カム部材５１と、パイロット外側クラッチプレート４４２に回転規制されている外側回転部材１０とは、相対的に回転する状態となる。

従って、第一カム部材５１と第二カム部材５２とに相対回転は生じないため、第一カム部材５１及び第二カム部材５２の軸方向位置は変化しない。そのため、メイン内側クラッチプレート３１とメイン外側クラッチプレート３２とは非係合状態となるので、両者は相対的に回転する状態となる。従って、メイン外側クラッチプレート３２に回転規制されている外側回転部材１０と、メイン内側クラッチプレート３１に回転規制されている内側回転部材２０とが、相対的に回転する状態となる。つまり、プロペラシャフト８０の回転トルクは、ドライブピニオンシャフト７０に伝達されない。

（４）制御部１００の詳細説明
次に、制御部１００について図２および図３を参照して詳細に説明する。図２は、制御装置１００の詳細ブロック図である。図３は、エネルギー累積値Ｅ２と補正トルクＴｒ２との関係を定義したマップを説明すると共に、後述する補正部１０６により伝達トルク指令値Ｔｒ１を補正していない場合におけるエネルギー累積値Ｅ２と伝達トルクＴｒ３との関係を示す図である。

制御部１００は、上述したように、車両の走行状態に応じて伝達トルク指令値を演算し、この伝達トルク指令値に基づいて得られた電流を電磁石４２の電磁コイルへ供給する。そして、制御部１００は、外側回転部材１０と内側回転部材２０との伝達トルクを制御する。この制御部１００は、図２に示すように、伝達トルク指令値演算部１０１と、差動回転数検出部１０２と、エネルギー演算部１０３と、エネルギー累積値演算部１０４と、マップ記憶部１０５と、補正部１０６と、駆動部１０７とから構成される。

伝達トルク指令値演算部１０１は、車両の走行状態に基づき、外側回転部材１０と内側回転部材２０との伝達トルクの指令値である伝達トルク指令値Ｔｒ１を演算する。二輪駆動モードの場合には、外側回転部材１０から内側回転部材２０への伝達トルクは０％となるので、伝達トルク指令値Ｔｒ１は０となる。また、ＬＯＣＫ状態となる四輪駆動モードの場合には、当該伝達トルクは１００％となるので、伝達トルク指令値Ｔｒ１は最大値となる。そして、伝達トルクが０％〜１００％の間となる四輪駆動モードの場合には、その伝達トルクに応じた伝達トルク指令値Ｔｒ１が求められる。

差動回転数検出部１０２は、単位時間当たりにおける、外側回転部材１０の回転数と内側回転部材２０の回転数との差である差動回転数Ｎを検出する。具体的には、外側回転部材１０に取り付けられた回転数センサからの出力値と、内側回転部材２０に取り付けられた回転数センサからの出力値とを用いて、両者の差を算出する。

エネルギー演算部１０３は、伝達トルク指令値演算部１０１により演算された伝達トルク指令値Ｔｒ１と、差動回転数検出部１０２により検出された差動回転数Ｎとを乗算したエネルギー値Ｅ１（＝Ｔｒ１×Ｎ）を所定のサンプリング時間ｔ毎に演算する。

エネルギー累積値演算部１０４は、所定のサンプリング時間ｔ毎に演算したエネルギー値Ｅ１を累積したエネルギー累積値Ｅ２を演算する。つまり、エネルギー累積値Ｅ２は、駆動力伝達装置１の使用開始から継続して、エネルギー値Ｅ１を累積した値である。

マップ記憶部１０５は、エネルギー累積値Ｅ２と補正トルクＴｒ２との関係を定義したマップを予め記憶する。このマップについて、図３を参照して説明する。図３において、補正部１０６により補正していない場合における伝達トルクＴｒ３を実線にて示し、補正トルクＴｒ２を破線にて示す。また、使用開始時における伝達トルクを１として示し、Ｔｒ２を示す破線の右端部及びＴｒ３を示す実線の右端部におけるエネルギー累積値Ｅ２は、車両の通常の耐用年数を経緯した時点におけるエネルギー累積値に相当する。

図３の実線にて示すように、伝達トルク指令値Ｔｒ１に基づいて駆動力伝達装置１の使用開始後しばらくの間は、エネルギー累積値Ｅ２に対して伝達トルクＴｒ３は僅かに小さくなる。これは前述のペーパー系湿式摩擦材が圧縮されて厚みが薄くなったり、同摩擦材の表面性状が変化して摩擦係数が小さくなること等に起因すると考えられる。その後、駆動力伝達装置１を継続使用することで、エネルギー累積値Ｅ２が増大するに伴って、伝達トルクＴｒ３が大きくなっていく。さらに、エネルギー累積値Ｅ２が増大すると、伝達トルクＴｒ３は、使用開始時における伝達トルクＴｒ３を超えて、その後も増加していく。これはパイロット内側クラッチプレート４４１及びパイロット外側クラッチプレート４４２の摩擦摺動面の摩耗により微細な凹凸が減少し、循環磁路の磁気抵抗が減少して両クラッチプレートを圧接する力が大きくなるためと考えられる。

一方、図３の破線にて示すように、補正トルクＴｒ２は、実線にて示した補正なしの場合の伝達トルクＴｒ３を伝達トルク「１」に対して線対称にしたものとなる。つまり、補正トルクＴｒ２は、伝達トルクＴｒ３の逆数となる。具体的には、補正トルクＴｒ２は、エネルギー累積値Ｅ２が０から増加するにつれて、補正トルクＴｒ２は僅かに大きくなる。その後、エネルギー累積値Ｅ２が増大するに伴って、補正トルクＴｒ２が小さくなっていく。さらに、エネルギー累積値Ｅ２が増大すると、補正トルクＴｒ２は、エネルギー累積値Ｅ２が０の場合における伝達トルクＴｒ２を下回り、その後も減少していく。

補正部１０６は、エネルギー累積値演算部１０４にて演算されたエネルギー累積値Ｅ２をマップ記憶部１０５に記憶されているマップに適用することにより、補正トルクＴｒ２を取得する。そして、補正部１０６は、伝達トルク指令値演算部１０１にて演算された伝達トルク指令値Ｔｒ１を、取得した補正トルクＴｒ２に基づいて補正する。具体的には、補正部１０６は、伝達トルク指令値Ｔｒ１に対して、補正トルクＴｒ２を加算補正し、補正指令値Ｔｒ４を演算する。

駆動部１０７は、補正部１０６にて演算された補正指令値Ｔｒ４に基づいて演算された電流を、電磁石４２へ供給する。

ここで、補正トルクＴｒ２は、図３に示すような関係からなるため、補正指令値Ｔｒ４に基づいて電磁石４２に電流を供給した場合には、エネルギー累積値Ｅ２が増加したとしても、常に「１」の状態を維持できる。換言すると、経時変化の影響を受けることなく、外側回転部材１０と内側回転部材２０との伝達トルクを得ることができる。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の駆動力伝達装置１について説明する。第二実施形態の駆動力伝達装置１は、第一実施形態の駆動力伝達装置１に対して、制御部２００のみ相違する。以下に制御部２００について、図４を参照して説明する。図４は、制御装置２００の詳細ブロック図である。また、制御部２００において、第一実施形態の制御部１００と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

制御部２００は、図４に示すように、伝達トルク指令値演算部１０１と、差動回転数検出部１０２と、実伝達トルク検出部２０１と、エネルギー演算部２０２と、エネルギー累積値演算部１０４と、マップ記憶部１０５と、補正部１０６と、駆動部１０７とから構成される。

実伝達トルク検出部２０１は、外側回転部材１０から内側回転部材２０への実際の伝達トルク（以下、「実伝達トルク」と称する）Ｔｒ５を検出している。この実伝達トルク検出部２０１は、例えば、トルクセンサなどを用いて検出する。

エネルギー演算部２０２は、実伝達トルク検出部２０１により検出された実伝達トルクＴｒ５と、差動回転数検出部１０２により検出された差動回転数Ｎとを乗算したエネルギー値Ｅ１（＝Ｔｒ５×Ｎ）を所定のサンプリング時間ｔ毎に演算する。

つまり、第一実施形態の制御部１００におけるエネルギー演算部１０３が伝達トルク指令値Ｔｒ１を用いてエネルギー値Ｅ１を演算していたのに対して、第二実施形態の制御部２００におけるエネルギー演算部２０２は、実伝達トルク検出部２０１により検出された実伝達トルクＴｒ５を用いてエネルギー値Ｅ１を演算している。

このように、実伝達トルクＴｒ５を用いてエネルギー値Ｅ１を演算し、このエネルギー値Ｅ１を用いてエネルギー累積値Ｅ２を演算しているため、より正確なエネルギー累積値Ｅ２を求めることができる。そして、このエネルギー累積値Ｅ２を用いて補正トルクＴｒ２を演算しているため、より高精度に経時変化に対する伝達トルクの変化の影響を受けないようにできる。

＜第三実施形態＞
次に、第三実施形態の駆動力伝達装置１について説明する。第三実施形態の駆動力伝達装置１は、第一実施形態の駆動力伝達装置１に対して、制御部３００のみ相違する。以下に制御部２００について、図５を参照して説明する。図５は、制御装置３００の詳細ブロック図である。また、制御部３００において、第一実施形態の制御部１００と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

制御部３００は、図５に示すように、伝達トルク指令値演算部１０１と、差動回転数検出部１０２と、実電流検出部３０１と、伝達トルク推定部３０２と、エネルギー演算部３０３と、エネルギー累積値演算部１０４と、マップ記憶部１０５と、補正部１０６と、駆動部１０７とから構成される。

実電流検出部３０１は、電磁石４２に供給される実際の電流を検出する。この実電流検出部３０１としては、例えば、電流センサを用いて検出する。伝達トルク推定部３０２は、実電流検出部３０１により検出された実電流に基づいて、外側回転部材１０から内側回転部材２０への伝達トルクＴｒ６（以下、「推定伝達トルク」と称する）を推定（演算）する。ここで、電磁石４２に供給される電流と、実際の伝達トルクとの関係は、温度によって変化する。そこで、電磁石４２に供給される電流に加えて、温度を考慮して、推定伝達トルクＴｒ６が演算される。

エネルギー演算部３０３は、伝達トルク推定部３０２により推定された推定伝達トルクＴｒ６と、差動回転数検出部１０２により検出された差動回転数Ｎとを乗算したエネルギー値Ｅ１（＝Ｔｒ６×Ｎ）を所定のサンプリング時間ｔ毎に演算する。

つまり、第一実施形態の制御部１００におけるエネルギー演算部１０３が伝達トルク指令値Ｔｒ１を用いてエネルギー値Ｅ１を演算していたのに対して、第三実施形態の制御部３００におけるエネルギー演算部３０３は、伝達トルク推定部３０２により推定された推定伝達トルクＴｒ６を用いてエネルギー値Ｅ１を演算している。

このように、推定伝達トルクＴｒ６を用いてエネルギー値Ｅ１を演算し、このエネルギー値Ｅ１を用いてエネルギー累積値Ｅ２を演算しているため、より正確なエネルギー累積値Ｅ２を求めることができる。そして、このエネルギー累積値Ｅ２を用いて補正トルクＴｒ２を演算しているため、より高精度に経時変化に対する伝達トルクの変化の影響を受けないようにできる。また、第二実施形態にように、実伝達トルクＴｒ５の検出に比べて、電磁石４２に供給される電流の検出は比較的容易である。従って、当該電流を用いて、推定伝達トルクＴｒ６の演算は容易である。

駆動力伝達装置１の軸方向に切断した断面図である。 制御装置１００を示すブロック図である。 エネルギー累積値Ｅ２と補正トルクＴｒ２との関係を定義したマップを説明すると共に、補正なしのエネルギー累積値Ｅ２と伝達トルクＴｒ３との関係を示す図である。 制御装置２００を示すブロック図である。 制御装置３００を示すブロック図である。

符号の説明

１：駆動力伝達装置
１０：外側回転部材、 １１：ハウジング
１２：リヤカバー、 １２ａ：内周円筒部、 １２ｂ：外周円筒部、 １２ｃ：円盤部
１２ｄ：環状凹部、 １２ｅ：非磁性部
１３：ナット部材、 １３ａ：係合部、 １３ｂ：フランジ部
２０：内側回転部材
３０：メインクラッチ、 ３１：メイン内側クラッチプレート
３２：メイン外側クラッチプレート
４０：パイロットクラッチ機構、 ４１：ヨーク、 ４２：電磁石
４３：アーマチュア、 ４４：パイロットクラッチ
４４１：パイロット内側クラッチプレート、 ４４２：パイロット外側クラッチプレート
５０：カム機構、 ５１：第一カム部材、 ５２：第二カム部材
５３：カムフォロアー
６０：ディファレンシャルキャリヤ、 ７０：ドライブピニオンシャフト
８０：プロペラシャフト
１００、２００、３００：制御部

Claims (4)

1. 車両の駆動源の回転駆動力が常時伝達される主駆動輪と、車両の状態に応じて駆動源のトルクが伝達される副駆動輪と、を備えた四輪駆動車に搭載され、前記副駆動輪への伝達トルクを制御することで、前記主駆動輪と前記副駆動輪とに回転駆動力を分配する駆動力伝達装置であって、
   相対回転可能に配置され且つ車両の駆動源の回転駆動力を前記副駆動輪側へ伝達する二部材間に設けられ、摩擦係合力に応じて前記駆動源のトルクを前記副駆動輪へ伝達するクラッチと、
   前記二部材間の伝達トルクの指令値である伝達トルク指令値に応じて前記クラッチの摩擦係合力を変化させるアクチュエータと、
   車両の走行状態に基づき前記伝達トルク指令値を演算する伝達トルク指令値演算手段と、
   前記二部材間の伝達トルクと前記二部材間の差動回転数とを乗算したエネルギー値を所定のサンプリング時間毎に演算するエネルギー演算手段と、
   前記所定のサンプリング時間毎に演算した前記エネルギー値を累積したエネルギー累積値を演算するエネルギー累積値演算手段と、
   使用開始時における前記伝達トルクを１としたときに、それぞれの前記エネルギー累積値のときの前記伝達トルクの逆数を補正トルクとし、前記エネルギー累積値と前記補正トルクとの関係を定義したマップを予め記憶するマップ記憶手段と、
   前記エネルギー累積値演算手段にて演算された前記エネルギー累積値を前記マップに適用することにより前記補正トルクを取得し、前記伝達トルク指令値演算手段にて演算された前記伝達トルク指令値に対して取得した前記補正トルクを加算補正することにより、経時変化の時間項を前記エネルギー累積値とし経時変化に対する前記伝達トルクの変化の影響を受けないようにする補正手段と、
   を備えたことを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 前記エネルギー演算手段にて演算される前記エネルギー値は、前記伝達トルク指令値演算手段にて演算された前記伝達トルク指令値と、前記二部材間の差動回転数とを乗算して得られる請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記エネルギー演算手段にて演算される前記エネルギー値は、前記二部材間における実際の伝達トルクと前記二部材間の差動回転数とを乗算して得られる請求項１に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記アクチュエータは、供給される電流により前記クラッチの摩擦係合力を変化させる電磁石を備え、
   前記エネルギー演算手段にて演算される前記エネルギー値は、前記電磁石に供給される実際の電流に基づき演算された前記二部材間の伝達トルクと、前記二部材間の差動回転数とを乗算して得られる請求項１に記載の駆動力伝達装置。