JP5309904B2 - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力伝達装置に関するものである。

従来、エンジンのトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系の途中に設けられ、クラッチ機構の係合力に基づいて入力側から出力側へ伝達可能なトルク容量、即ちトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングを備えた駆動力伝達装置がある。

例えば、特許文献１には、フロントハウジングとインナシャフトとの間に配置され軸方向に押圧されることでこれらをトルク伝達可能に連結するメインクラッチ（クラッチ機構）と、メインクラッチを押圧するカム機構及び同カム機構を作動するパイロットクラッチを備えたトルクカップリングが開示されている。このパイロットクラッチは、電磁コイルを駆動源とする電磁クラッチとして構成されている。そして、電磁コイルへの通電量を制御することで、メインクラッチの係合力を調整しトルク伝達容量を制御可能な構成となっている。

ところで、このようなトルクカップリングでは、各クラッチプレート間に潤滑油が介在された所謂湿式クラッチとして構成されているため、パイロットクラッチの非作動時でも、その間に介在された潤滑油の粘性に基づく係合力に起因して所謂引きずりトルクが発生する。そして、潤滑油の粘性はその温度によって変化するため、トルクカップリングの温度変化によって引きずりトルクの大きさも変化してしまい、トルク伝達容量を高精度に制御できなくなる虞がある。

そこで、トルクカップリングの温度を温度センサで検出し、この検出した温度に応じてトルク伝達容量の制御目標値を補正することで、温度変化に左右されず、高精度にトルク伝達容量を制御できるようにした駆動力伝達装置が知られている。
特開２００２−６１６７７号公報

ところで、トルクカップリングの温度を温度センサにて検出する場合、フロントハウジング及びインナシャフトは何れも回転部位であるため、その温度を直接測定することは困難である。そこで、この場合には、一般に非回転部位であるヨーク等に温度センサを設け、同温度センサの検出値（ヨークの温度）に基づいてトルク伝達容量の制御目標値を補正している。

ここで、一般に、各構成部品（ヨークやリヤハウジング等）の寸法や組み付け精度等の条件に起因して、例えばリヤハウジングとヨークとの相対位置がトルクカップリング毎に異なるため、リヤハウジング等の回転部位からヨーク等の非回転部位への熱伝達特性がトルクカップリング毎に異なってしまう。つまり、トルクカップリング毎に、その回転部位からその非回転部位へ伝達される熱量がばらついてしまう。

従って、回転部位の温度と非回転部位の温度との関係がトルクカップリング毎に異なり、検出したヨークの温度に対する潤滑油の温度がトルクカップリング毎にばらついてしまう。その結果、トルクカップリング毎の熱伝達特性のばらつきに対応してトルク伝達容量を高精度に制御することが困難であり、この点においてなお改善の余地があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、熱伝達特性のばらつきに対応してトルク伝達容量を高精度に制御することができる駆動力伝達装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、エンジンのトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系の途中に設けられ入力側から出力側へ伝達するトルク容量を変更可能なトルクカップリングと、前記トルクカップリングのトルク伝達容量を制御する制御手段とを備えた駆動力伝達装置であって、前記制御手段は、前記トルクカップリングの非回転部位の温度を検出する温度検出手段の検出値、及び前記トルクカップリングの回転部位と前記非回転部位との間の熱伝達特性を示す熱伝達特性情報に基づいて前記トルク伝達容量を制御するものであり、前記トルクカップリングは、筒状の第１回転部材と、前記第１回転部材内に回転自在に同軸配置された第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材との間に配置され軸方向に押圧されることにより前記第１回転部材及び前記第２回転部材をトルク伝達可能に連結するクラッチ機構と、前記クラッチ機構の軸方向の一側に軸方向移動可能に設けられたアーマチャと、前記クラッチ機構の軸方向の他側に並置されるとともに前記第１回転部材又は前記第２回転部材と一体回転可能に設けられる磁路形成部材と、前記クラッチ機構との間に前記磁路形成部材を介在させて設けられる電磁コイルと、前記電磁コイルを支持するヨークとを備え、前記電磁コイルに吸引されて移動する前記アーマチャの押圧力により前記クラッチ機構を摩擦係合させるように構成され、前記トルクカップリングの回転部位は、前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記クラッチ機構、前記アーマチャ及び前記磁路形成部材からなり、前記トルクカップリングの非回転部位は、前記電磁コイル及び前記ヨークからなり、前記熱伝達特性情報は、前記磁路形成部材と前記ヨークとの間に形成され、前記電磁コイルの発生する磁束が通過するエアギャップの大きさを含み、前記ヨークは、車両の非回転部位に固定され、前記温度検出手段は、前記ヨークに設けられた温度センサであることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、エンジンのトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系の途中に設けられ入力側から出力側へ伝達するトルク容量を変更可能なトルクカップリングと、前記トルクカップリングのトルク伝達容量を制御する制御手段とを備えた駆動力伝達装置であって、前記制御手段は、前記トルクカップリングの非回転部位の温度を検出する温度検出手段の検出値、及び前記トルクカップリングの回転部位と前記非回転部位との間の熱伝達特性を示す熱伝達特性情報に基づいて前記トルク伝達容量を制御するものであり、前記トルクカップリングは、筒状の第１回転部材と、前記第１回転部材内に回転自在に同軸配置された第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材との間に配置され軸方向に押圧されることにより前記第１回転部材及び前記第２回転部材をトルク伝達可能に連結するクラッチ機構と、前記クラッチ機構の軸方向に並置された電磁クラッチと、前記クラッチ機構と前記電磁クラッチとの間に設けられ前記電磁クラッチを介して伝達される前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転差に基づくトルクを軸方向の押圧力に変換してカム部材を軸方向移動させることにより前記クラッチ機構を押圧するカム機構とを備え、前記電磁クラッチは、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間でトルクを伝達する複数のクラッチプレートと、前記各クラッチプレートの軸方向の一側に軸方向移動可能に設けられたアーマチャと、前記クラッチ機構の軸方向の他側に並置されるとともに前記第１回転部材又は前記第２回転部材と一体回転可能に設けられる磁路形成部材と、前記各クラッチプレートとの間に前記磁路形成部材を介在させて設けられる電磁コイルと、前記電磁コイルを支持するヨークとを備え、前記電磁コイルに吸引されて移動する前記アーマチャの押圧力により前記各クラッチプレートを摩擦係合させるように構成され、前記トルクカップリングの回転部位は、前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記クラッチ機構、前記カム機構、前記各クラッチプレート、前記アーマチャ及び前記磁路形成部材からなり、前記トルクカップリングの非回転部位は、前記電磁コイル及び前記ヨークからなり、前記熱伝達特性情報は、前記磁路形成部材と前記ヨークとの間に形成され、前記電磁コイルの発生する磁束が通過するエアギャップの大きさを含み、前記ヨークは、車両の非回転部位に固定され、前記温度検出手段は、前記ヨークに設けられた温度センサであることを要旨とする。

上記各構成によれば、制御手段は、温度検出手段の検出値及びトルクカップリングの回転部位と非回転部位との間の熱伝達特性を示す熱伝達特性情報に基づき、トルクカップリングのトルク伝達容量を制御する。そのため、トルクカップリング毎の熱伝達特性のばらつきに対応してトルク伝達容量を高精度に制御することができる。
また、上記各構成によれば、熱伝達特性情報には、磁路形成部材とヨークとの間のエアギャップの大きさが含まれるため、制御手段は、エアギャップの大きさに基づいてトルク伝達容量を制御する。
ここで、一般に、トルクカップリングでは、各クラッチプレートの硬化処理（焼入れや窒化処理）の深さや摺動面に形成する被膜の厚みのばらつきなどに起因して磁気抵抗が変動し、電磁コイルに供給される電流とトルク伝達容量との関係（Ｉ−Ｔ特性）が個々のトルクカップリング毎にばらつく。そこで、トルクカップリングの組み付け後にＩ−Ｔ特性を測定し、基準値から所定値以上外れたものについては、外周面と内周面との間の寸法が異なるヨークを取り付けて、Ｉ−Ｔ特性が所定の許容範囲内になるようにする。具体的には、例えば寸法に応じてランク分けされた予め複数のヨークを用意し、ヨーク以外の各構成部品が組み付けられた状態で、そのＩ−Ｔ特性を測定する。そして、その結果に応じたランクのヨークを組み付けることで、ヨークと磁路形成部材との間のエアギャップの大きさを調整し、トルクカップリング毎のＩ−Ｔ特性のばらつきを低減している。そのため、トルクカップリングの回転部位から非回転部位への熱伝達経路のうち、エアギャップの大きさがトルクカップリング毎に異なることとなる。従って、エアギャップの大きさを熱伝達特性情報とすることで、効率的にトルクカップリング毎の熱伝達特性のばらつきに対応することが可能になる。
さらに、上記各構成によれば、ヨークが車両の非回転部位に固定されているため、磁路形成部材との間に軸受を介してヨークを支持せずともよく、部品点数を削減できる。なお、固定とは、ヨークが磁路形成部材等の回転部位と連れ回りすることを規制する回転方向の固定のみならず、ヨークの三次元方向の移動を規制する三次元方向の固定を含むものである。
ここで、ヨークと磁路形成部材との間に軸受を介在させない場合には、ヨークが磁路形成部材に軸受を介して相対回転可能に支持された場合（例えば、特許文献１参照）と異なり、磁路形成部材からヨークへの熱伝達は、主として磁路形成部材とヨークとの間のエアギャップを介して行われる。ここで、空気は熱伝導率が小さい物質であるため、エアギャップの大きさが僅かに異なる場合でも、回転部位から非回転部位に伝達される熱量が大きく異なる。従って、熱伝達特性情報としてエアギャップの大きさが含まれる上記各構成では、トルクカップリング毎の熱伝達特性のばらつきに対し、適切に対応してトルク伝達容量を高精度に制御することができるため、特に有効である。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置において、前記制御手段は、寸法によりランク分けされた前記ヨークのランク情報に基づいて前記エアギャップの大きさを判断することを要旨とする。

上記構成によれば、制御手段は、ヨークのランク情報（ヨークの寸法ランク）により磁路形成部材とヨークとの間のエアギャップの大きさを判断する。ヨークのランク情報は、上記のようにトルクカップリングの製造時に把握できるため、トルクカップリング毎にエアギャップの大きさを測定し、該測定値を熱伝達特性情報とする場合に比べ、製造コストの増大を抑制できる。

本発明によれば、熱伝達特性のばらつきに対応してトルク伝達容量を高精度に制御することが可能な駆動力伝達装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、前輪駆動車をベースとする４輪駆動車である。車両１の前部（図１において左側）にはエンジン２が搭載されるとともに、そのエンジン２にはトランスアクスル３が組み付けられている。トランスアクスル３は、トランスミッション及びトランスファ等を有している。トランスアクスル３には、一対のフロントアクスル４が連結されるとともに、プロペラシャフト５が連結されている。プロペラシャフト５は、トルクカップリング６を介してピニオンシャフト（ドライブピニオンシャフト）７と連結可能とされ、ピニオンシャフト７は、リヤディファレンシャル８を介して一対のリヤアクスル９と連結されている。

エンジン２のトルクは、トランスアクスル３、フロントアクスル４を介して前輪１０ｆに常時伝達されるようになっている。また、プロペラシャフト５とピニオンシャフト７とがトルクカップリング６にてトルク伝達可能に連結された場合、エンジン２のトルクは、プロペラシャフト５、ピニオンシャフト７、リヤディファレンシャル８及びリヤアクスル９を介して後輪１０ｒに伝達されるようになっている。

従って、本実施形態では、前輪１０ｆが主駆動輪として、後輪１０ｒが補助駆動輪として構成されている。また、トランスアクスル３、フロントアクスル４、プロペラシャフト５、トルクカップリング６、ピニオンシャフト７、リヤディファレンシャル８、リヤアクスル９により、エンジン２のトルクを前輪１０ｆ及び後輪１０ｒにそれぞれ伝達する駆動伝達系が構成されている。

トルクカップリング６及びリヤディファレンシャル８は、車両１のフレーム（図示略）に固定されたデフキャリヤ１１内に収容されている。従って、デフキャリヤ１１は、車両１の非回転部位として構成されている。

図２に示すように、デフキャリヤ１１は、リヤディファレンシャル８（図２において図示略）が収容される本体部２１と、本体部２１の前端２１ａ（図２において右端）に固定される円筒状のカップリングケース２２とを備えている。そして、トルクカップリング６は、カップリングケース２２に収容されている。

トルクカップリング６は、第１回転部材としてのフロントハウジング２３と、第２回転部材としてのインナシャフト２４とを備えている。
フロントハウジング２３は、有底筒状をなし、その底部２３ａ（同図中、左側）がカップリングケース２２の外部に露出されるとともに、同底部２３ａの外周面がボール軸受２５を介してカップリングケース２２に対して回転可能に支持されている。

そして、フロントハウジング２３の底部２３ａは、プロペラシャフト５に設けられたフランジ部（図示略）と、ボルト２６によって連結される。これにより、フロントハウジング２３は、駆動源であるエンジン２の発生するトルクの入力により回転するようになっている。

なお、このボール軸受２５には、シール部材２７が一体に設けられている。これによりカップリングケース２２とフロントハウジング２３との間を介して外部から異物が混入することを防止するようになっている。さらに、フロントハウジング２３の開口端２３ｂには、環状のリヤハウジング２８が嵌着されている。

インナシャフト２４は、フロントハウジング２３の筒内に同一軸線上に配置されている。インナシャフト２４は、フロントハウジング２３の底部２３ａ内周面に設けられたボール軸受２９を介してフロントハウジング２３に対して回転可能に支持されている。また、ピニオンシャフト７は、リヤハウジング２８の内周に設けられたボール軸受３０及びデフキャリヤ１１の本体部２１内周に設けられた円錐ころ軸受３１を介してフロントハウジング２３及びデフキャリヤ１１に対して回転可能に支持されている。

また、インナシャフト２４は円筒状をなし、その筒内に前記したピニオンシャフト７が貫挿されている。詳しくは、ピニオンシャフト７は、その基端側（図２における左側）に形成された連結部（スプライン嵌合部）７ａが、インナシャフト２４の内周面に形成された連結部（スプライン嵌合部）２４ａとスプライン嵌合することで、トルクカップリング６のインナシャフト２４と連結固定されている。そして、ピニオンシャフト７の先端部は、リヤディファレンシャル８のデフケース（図示略）外周に形成されたリングギヤ（図示略）と噛合している。

なお、フロントハウジング２３の筒内には、同フロントハウジング２３とリヤハウジング２８との嵌合部、及びリヤハウジング２８の内周とインナシャフト２４の外周との間に設けられたシール部材３２，３３により封止されたクラッチ収容室Ｒが形成され、そのクラッチ収容室Ｒ内には所定の充填率（本実施形態では、１０〜９０％）で潤滑油３７が収容されている。なお、図２において潤滑油３７を点ハッチングにより示す。

また、フロントハウジング２３とインナシャフト２４との間には、図２左側からクラッチ機構としてのメインクラッチ３４、カム機構３５及びパイロットクラッチ３６の順に配置されている。

メインクラッチ３４は、フロントハウジング２３とインナシャフト２４とをトルク伝達可能に連結する多板式の摩擦クラッチであって、交互に配置される複数のアウタクラッチプレート３８と複数のインナクラッチプレート３９とを有している。

具体的には、各アウタクラッチプレート３８はフロントハウジング２３の内周にスプライン嵌合され、同フロントハウジング２３に対して、それぞれ軸方向移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、各アウタクラッチプレート３８は、フロントハウジング２３と一体回転可能に設けられている。一方、各インナクラッチプレート３９はインナシャフト２４の外周にスプライン嵌合され、同インナシャフト２４に対して、それぞれ軸方向に移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、各インナクラッチプレート３９は、インナシャフト２４と一体回転可能に設けられている。

そして、メインクラッチ３４は、これら各アウタクラッチプレート３８及びインナクラッチプレート３９が軸方向に押圧され、互いに摩擦係合することにより、フロントハウジング２３とインナシャフト２４（ピニオンシャフト７）とをトルク伝達可能に連結するようになっている。このとき、フロントハウジング２３とインナシャフト２４との間の伝達トルクは、各アウタクラッチプレート３８及びインナクラッチプレート３９の摩擦係合力、即ち軸方向の押圧力に応じて変化する。

メインクラッチ３４の左側に配置されたカム機構３５は、カム部材としてのメインカム４１と、パイロットカム４２と、メインカム４１とパイロットカム４２との間に介在されたカムフォロア４３とを備えている。

メインカム４１は円環状に形成され、メインクラッチ３４側に配置されている。また、メインカム４１は、インナシャフト２４に形成されたスプライン溝にスプライン嵌合し、同インナシャフト２４に対して、軸線方向に移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、メインカム４１は、インナシャフト２４と一体回転可能に設けられている。

一方、パイロットカム４２は円環状に形成され、リヤハウジング２８側に配置されている。パイロットカム４２は、インナシャフト２４に対して周方向に相対回転可能に支持されている。また、パイロットカム４２は、リヤハウジング２８との間に設けられたニードル軸受４４に摺動可能に当接されている。従って、パイロットカム４２は、リヤハウジング２８に対して一定の間隔を保持して相対回転可能に支持されている。

メインカム４１及びパイロットカム４２の各対向面には、周方向に対して傾斜する複数のＵ字溝が等角度間隔で形成されており、カムフォロア４３は、これら対向する各Ｕ字溝内に配置された状態でメインカム４１及びパイロットカム４２により挟持されている。そして、カム機構３５は、メインカム４１とパイロットカム４２とが相対回転することにより、これらメインカム４１とパイロットカム４２との間が離間、即ちメインカム４１がメインクラッチ３４側に軸方向移動し、メインカム４１がメインクラッチ３４に押圧力を付与するようになっている。

カム機構３５の左側に配置されたパイロットクラッチ３６は、フロントハウジング２３とパイロットカム４２とをトルク伝達可能に連結する多板式の摩擦クラッチであって、２枚のアウタクラッチプレート４６と１枚のインナクラッチプレート４７とを有している。

具体的には、各アウタクラッチプレート４６は、フロントハウジング２３の内周にスプライン嵌合され、同フロントハウジング２３に対して、軸方向に移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、各アウタクラッチプレート４６は、フロントハウジング２３と一体回転可能に設けられている。

一方、インナクラッチプレート４７は、２枚のアウタクラッチプレート４６の間に配置されるとともに、パイロットカム４２の外周にスプライン嵌合され、同パイロットカム４２に対して軸方向に移動可能、且つ周方向に相対回転不能に支持されている。従って、インナクラッチプレート４７は、パイロットカム４２と一体回転可能に設けられている。

そして、これらアウタクラッチプレート４６とインナクラッチプレート４７とは、軸方向に押圧されることで、互いに摩擦係合する作動状態となる。そして、パイロットクラッチ３６は、アウタクラッチプレート４６とインナクラッチプレート４７とが互いに摩擦係合することにより、フロントハウジング２３とパイロットカム４２とをトルク伝達可能に連結するようになっている。

即ち、パイロットカム４２は、アウタクラッチプレート４６とインナクラッチプレート４７とが摩擦係合していないパイロットクラッチ３６の非作動状態の時に、メインカム４１、即ちインナシャフト２４とともに一体回転する。このとき、フロントハウジング２３とパイロットカム４２との間には、フロントハウジング２３とインナシャフト２４との回転差に相当する回転差が生じるようになっている。

そして、パイロットクラッチ３６は、その作動により、フロントハウジング２３とパイロットカム４２とをトルク伝達可能に連結することで、フロントハウジング２３とインナシャフト２４（パイロットカム４２）との回転差に基づくトルクをカム機構３５に伝達するようになっている。

つまり、トルクカップリング６では、パイロットクラッチ３６が作動状態の時に、フロントハウジング２３とインナシャフト２４との回転差に基づくトルクがカム機構３５に伝達される。その結果、カム機構３５は、そのメインカム４１とパイロットカム４２との回転差に基づいて伝達されるトルクにより同メインカム４１を軸方向メインクラッチ３４側に移動させる。即ち、カム機構３５は、パイロットクラッチ３６を介して伝達されたフロントハウジング２３とインナシャフト２４との回転差に基づくトルクを軸方向の押圧力に変換し、かつ増幅する。そして、メインカム４１がメインクラッチ３４を押圧することにより、同メインクラッチ３４のアウタクラッチプレート３８とインナクラッチプレート３９とが摩擦係合し、フロントハウジング２３とインナシャフト２４とがトルク伝達可能に連結されるようになっている。

パイロットクラッチ３６は、電磁コイル５１を駆動源とする電磁クラッチとして構成されている。
詳述すると、図３に示すように、磁路形成部材としてのリヤハウジング２８は、環状の外周筒部２８ａと、その外周筒部２８ａ内に設けられた環状の内周筒部２８ｂと、外周筒部２８ａと内周筒部２８ｂとの間に設けられた環状の磁路遮断部２８ｃとを備えている。外周筒部２８ａ及び内周筒部２８ｂは鉄などの磁性材料からなり、磁路遮断部２８ｃは、ステンレス等の非磁性材料からなる。そして、リヤハウジング２８には、フロントハウジング２３の筒外（図１中右側）に開口する環状溝５２が形成されており、その環状溝５２内に電磁コイル５１がヨーク５３に包囲されて収容されている。

具体的には、環状のヨーク５３は、デフキャリヤ１１の本体部２１の前端２１ａに固定されている。本実施形態では、図２に示すように、ヨーク５３はねじ５４により本体部２１の前端２１ａに固定されている。これにより、ヨーク５３は、リヤハウジング２８等との連れ回りが規制されるとともに、ヨーク５３の三次元方向の移動が規制される。

なお、本実施形態では、ヨーク５３とリヤハウジング２８との間には、軸受が介在されていない。図３に示すように、ヨーク５３は、同ヨーク５３とリヤハウジング２８の外周筒部２８ａ及び内周筒部２８ｂとの間に、それぞれ所定のエアギャップＧ１，Ｇ２を形成して環状溝５２内に配置されている。また、ヨーク５３には、温度検出手段としての温度センサ５５が設けられている。

上記のように構成されたトルクカップリング６は、アウタクラッチプレート４６やインナクラッチプレート４７の硬化処理（焼入れや窒化処理）の深さや摺動面に形成する被膜の厚みのばらつきなどに起因して磁気抵抗が変動し、電磁コイル５１に供給される駆動電流とトルク伝達容量との関係（Ｉ−Ｔ特性）が個々のトルクカップリング毎にばらつく。そこで、トルクカップリングの組み付け後にＩ−Ｔ特性を測定し、基準値から所定値以上外れたものについては、外周面と内周面との間の寸法が異なるヨークを取り付けて、Ｉ−Ｔ特性が所定の許容範囲内になるようにする。本実施形態では、寸法に応じてランク分けされた複数のヨーク５３を予め用意し、ヨーク５３以外の各構成部品が組み付けられた状態のトルクカップリングのＩ−Ｔ特性を測定し、その結果に応じたランクのヨーク５３を組み付けている。

つまり、ヨーク５３の寸法を変更することで、ヨーク５３とリヤハウジング２８との間のエアギャップＧ１，Ｇ２を調整し、トルクカップリング６毎のＩ−Ｔ特性のばらつきを低減している。この結果、ヨーク５３の寸法及びエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさは、ヨーク５３以外の各構成部品が組み付けられた状態のＩ−Ｔ特性に応じてトルクカップリング６毎に異なることとなる。

カム機構３５のメインカム４１とパイロットクラッチ３６との間には、円環状に形成されたアーマチャ５６が配置されている。アーマチャ５６は、フロントハウジング２３の内周面に対して軸方向に移動可能にスプライン嵌合されている。

そして、電磁コイル５１への通電により、ヨーク５３、リヤハウジング２８（外周筒部２８ａ）、パイロットクラッチ３６、アーマチャ５６、パイロットクラッチ３６、リヤハウジング２８（内周筒部２８ｂ）、及びヨーク５３間を循環する磁路Ｚが形成される。この磁気誘導作用により、アーマチャ５６は電磁コイル５１側に吸引され、リヤハウジング２８との間にパイロットクラッチ３６を挟み込むように移動することにより、同パイロットクラッチ３６が摩擦係合するようになっている。

このように、トルクカップリング６は、電磁コイル５１に対する電流供給を通じてパイロットクラッチ３６の作動を制御することが可能である。そして、このパイロットクラッチ３６の作動を通じてメインクラッチ３４の作動、即ち、フロントハウジング２３とインナシャフト２４との間で伝達可能なトルクを可能に制御可能な構成となっている。

なお、本実施形態では、フロントハウジング２３、インナシャフト２４、リヤハウジング２８、メインクラッチ３４、カム機構３５、パイロットクラッチ３６及びアーマチャ５６によりトルクカップリング６の回転部位が構成されている。また、電磁コイル５１及びヨーク５３によりトルクカップリング６の非回転部位が構成されている。

次に、上記のように構成された車両１の電気的構成について説明する。
図１に示すように、トルクカップリング６には、制御手段としてのＥＣＵ（電子制御装置）６１が接続されている。ＥＣＵ６１は、ＲＯＭ等のメモリ６２を備えている。このメモリ６２には、ヨーク５３の寸法に応じた寸法情報及び熱伝達特性情報としてのランク情報Ｄｒが記憶されている。また、ＥＣＵ６１は、ヨーク５３に設けられた温度センサ５５と電気的に接続されている。

ＥＣＵ６１は、車両１の走行状態に応じてトルクカップリング６に駆動電流Ｉを供給し、この電流供給を通じてトルクカップリング６の作動を制御することにより、後輪１０ｒに伝達可能なトルク容量、即ちトルク伝達容量を制御するようになっている。そして、ＥＣＵ６１は、車両１の走行状況に加え、温度センサ５５により検出された検出値としてのヨーク温度Ｔｙ及びランク情報Ｄｒに基づいてトルク伝達容量を制御する。従って、本実施形態では、トルクカップリング６及びＥＣＵ６１により駆動力伝達装置が構成される。

具体的には、ＥＣＵ６１は、アクセル開度センサ６３及び車輪速センサ６４ａ〜６４ｄと接続されている。ＥＣＵ６１は、各車輪速センサ６４ａ〜６４ｄにより検出された各車輪速Ｖfr，Ｖfl，Ｖrr，Ｖrlに基づいて車速Ｖ及び前輪１０ｆと後輪１０ｒとの間の車輪速差ΔＷを算出する。そして、ＥＣＵ６１は、これら車速Ｖ，車輪速差ΔＷ及びアクセル開度Ｓaに基づいてトルク伝達容量の制御目標値（目標トルクτｐ）を演算する。

さらに、ＥＣＵ６１は、メモリ６２に記憶されたランク情報Ｄｒに基づいてヨーク５３とリヤハウジング２８の外周筒部２８ａ及び内周筒部２８ｂとの間のエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさを判断し、これらエアギャップＧ１，Ｇ２に基づいて温度センサ５５により検出されたヨーク温度Ｔｙからクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒ、即ち潤滑油３７の温度を推定する。本実施形態では、ＥＣＵ６１は、ヨーク５３の寸法ランク毎に設定された補正係数を用い、ヨーク温度Ｔｙに基づいてクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒを推定する。なお、ＥＣＵ６１は、エアギャップＧ１，Ｇ２が大きいほど、ヨーク温度Ｔｙに対してクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒが高いと推定する。なぜなら、エアギャップＧ１，Ｇ２が大きいことによりクラッチ収容室Ｒの熱がヨーク５３に伝導しにくいにもかかわらずヨーク温度Ｔｙが上昇していれば、クラッチ収容室Ｒ内はより温度が高いと考えられるからである。

ＥＣＵ６１は、推定したクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒに基づいて、上記トルク伝達容量の制御目標値である目標トルクτｐを補正する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ６１は、推定したクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒが低いほど、目標トルクτｐが小さくなるように補正する。なぜなら、潤滑油３７の温度が低いと潤滑油３７の粘性が高いので、目標トルクτｐを小さくなるように補正しないと所望のトルク以上のトルクが下流側（ピニオンシャフト７側）に伝達されてしまうからである。そして、ＥＣＵ６１は、補正後の目標トルクτｐａに対応する駆動電流Ｉをトルクカップリング６（電磁コイル５１）供給する。

続いて、ＥＣＵ６１の目標トルクの補正制御の処理手順について図４のフローチャートに従って説明する。先ず、ＥＣＵ６１は、上記各状態量（各車輪速Ｖfr，Ｖfl，Ｖrr，Ｖrl、アクセル開度Ｓa及びヨーク温度Ｔｙを）取得し（ステップ１０１）、トルク伝達容量の制御目標値である目標トルクτｐを演算する（ステップ１０２）。続いて、ＥＣＵ６１はランク情報Ｄｒ及びヨーク温度Ｔｙに基づいてクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒを推定する（ステップ１０３）。そして、そのクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒに基づいて目標トルクτｐを補正し（ステップ１０４）、当該補正後の目標トルクτｐａに対応する駆動電流Ｉをトルクカップリング６（電磁クラッチ１２）に通電する（ステップ１０５）。

ここで、本実施形態のトルクカップリング６では、ヨーク５３とリヤハウジング２８との間に軸受が介在されていない。従って、メインクラッチ３４等の回転部で発生した熱は、図３における白抜き矢印で示すように主としてエアギャップＧ１，Ｇ２を介して、リヤハウジング２８からヨーク５３へ伝達されるようになっている。また、上記のように、トルクカップリング６毎のＩ−Ｔ特性のばらつきを低減するため、ヨーク５３とリヤハウジング２８との間のエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさがトルクカップリング６毎に異なっている。そして、空気は熱伝導率が小さい物質であるため、エアギャップＧ１，Ｇ２の大きさが僅かに異なる場合でも、リヤハウジング２８から上記エアギャップＧ１，Ｇ２を介してヨーク５３に伝達される熱量が大きく異なる。

この点、本実施形態では、ＥＣＵ６１はエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさ（トルクカップリングの熱伝達特性）を考慮し、ヨーク温度Ｔｙに基づいて目標トルクτｐを補正する。従って、トルクカップリング６毎の熱伝達特性のばらつきに対応して高精度にトルク伝達容量を制御できる。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）エンジン２のトルクを前輪１０ｆ及び後輪１０ｒに伝達する駆動伝達系の途中に設けられ入力側（プロペラシャフト５）から出力側（ピニオンシャフト７）へのトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリング６と、トルク伝達容量を制御するＥＣＵ６１とを備えた。また、非回転部位であるヨーク５３に温度センサ５５を設けた。そして、ＥＣＵ６１は、温度センサ５５の検出したヨーク温度Ｔｙ及びメモリ６２に記憶したランク情報Ｄｒに基づいてトルク伝達容量を制御するようにした。そのため、トルクカップリング６毎のリヤハウジング２８等の回転部位からヨーク５３等の非回転部位への熱伝達特性のばらつきに対応して高精度にトルク伝達容量を制御することができる。

（２）ＥＣＵ６１は、リヤハウジング２８とヨーク５３との間に形成され、電磁コイル５１の発生する磁束が通過するエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさに基づいてヨーク温度Ｔｙからクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒを推定するようにした。そのため、トルクカップリング６のリヤハウジング２８等の回転部位からヨーク５３等の非回転部位への熱伝達経路のうち、上記のようにＩ−Ｔ特性のばらつき低減のために調整したエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさを熱伝達特性情報とすることで、効率的にトルクカップリング６毎の熱伝達特性のばらつきに対応することができる。

（３）ヨーク５３を車両１の非回転部位であるデフキャリヤ１１の本体部２１の前端２１ａに固定した。そのため、リヤハウジング２８との間に軸受を介してヨーク５３を支持せずともよく、部品点数を削減できる。

この場合には、ヨーク５３がリヤハウジング２８に軸受を介して相対回転可能に支持された場合（例えば、特許文献１参照）と異なり、リヤハウジング２８からヨーク５３への熱伝達は、主としてエアギャップＧ１，Ｇ２を介して行われる。この点、本実施形態では、熱伝達特性情報としてエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさが含まれるため、トルクカップリング６毎の熱伝達特性のばらつきに対し、適切に対応してヨーク温度Ｔｙを補正することができる。

（４）ＥＣＵ６１は、エアギャップＧ１，Ｇ２の大きさを寸法によりランク分けされたヨーク５３のランク情報Ｄｒに基づいて判断するようにした。ランク情報Ｄｒは、上記のようにトルクカップリング６の製造時に把握できるため、トルクカップリング６毎にエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさを計測し、該計測値を熱伝達特性情報とする場合に比べ、製造コストの増大を抑制できる。

なお、本実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、温度センサ５５によって、ヨーク温度Ｔｙを検出したが、これに限らず、例えば電磁コイル５１に印加する電圧の実効値と電流値との関係から抵抗値を求め、該抵抗値に基づいて電磁コイル５１の温度を検出してもよい。

・上記実施形態では、熱伝達特性情報としてヨーク５３のランク情報Ｄｒを用いたが、これに限らず、リヤハウジング２８とヨーク５３とのエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさを計測し、この計測された値を用いてもよい。

・上記実施形態では、熱伝達特性情報としてエアギャップＧ１，Ｇ２の大きさを用いたが、これに限らない。例えば、トルクカップリング６毎にリヤハウジング２８からヨーク５３への熱伝導率を実際に測定し、その結果を熱伝達特性情報としてもよい。

・上記実施形態では、ヨーク５３をデフキャリヤ１１の本体部２１の前端２１ａにねじ５４により固定したが、これに限らず、ヨーク５３を、リヤハウジング２８に対して軸受を介して相対回転可能に支持し、デフキャリヤ１１に対して回り止めのみするようにしてもよい。

・上記実施形態では、ランク情報Ｄｒ及びヨーク温度Ｔｙに基づいてクラッチ収容室Ｒ内の温度Ｔｒを推定し、該温度Ｔｒに基づいて目標トルクτｐを補正したが、これに限らない。例えば、ヨーク温度Ｔｙに基づいて目標トルクτｐを補正し、ランク情報Ｄｒのみに基づいて、補正後の目標トルクτｐａや駆動電流Ｉを補正するようにしてもよい。

・上記実施形態では、トルクカップリング６を、電磁クラッチとしてのパイロットクラッチ３６により伝達されるトルクを増幅するメインクラッチ３４及びカム機構３５を備えて構成したが、これに限らない。例えば、トルクカップリング６に、メインクラッチ３４及びカム機構３５を設けず、クラッチ機構としてのパイロットクラッチ３６によりフロントハウジング２３とインナシャフト２４とをトルク伝達可能に構成してもよい。

・上記実施形態では、パイロットクラッチ３６を電磁クラッチとして構成し、電磁コイル５１に電流を供給したが、これに限らず、油圧によりパイロットクラッチ３６を作動させ、油圧バルブに供給する電流を制御することで、トルク伝達容量を制御するようにしてもよい。

・上記実施形態では、トルクカップリング６は、プロペラシャフト５とリヤディファレンシャル８との間に介在されることとしたが、駆動系を構成するその他の箇所、例えばリヤディファレンシャル８と後輪１０ｒとの間等に配置してもよい。

・上記実施形態では、前輪１０ｆを主駆動輪とする車両１に駆動力伝達装置を搭載したが、これに限らず、後輪１０ｒを主駆動輪とする車両に搭載してもよい。

駆動力伝達装置を備えた車両の概略構成図。 トルクカップリングの断面図。 トルクカップリングの拡大断面図。 目標トルクの補正制御の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…車両、２…エンジン、６…トルクカップリング、１０ｆ…前輪、１０ｒ…後輪、２３…フロントハウジング、２４…インナシャフト、２８…リヤハウジング、３４…メインクラッチ、３５…カム機構、３６…パイロットクラッチ、３８，４６…アウタクラッチプレート、３９，４７…インナクラッチプレート、４１…メインカム、５１…電磁コイル、５３…ヨーク、５５…温度センサ、５６…アーマチャ、６１…ＥＣＵ、Ｄｒ…ランク情報、Ｇ１，Ｇ２…エアギャップ、Ｔｒ…温度。

Claims (3)

1. エンジンのトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系の途中に設けられ入力側から出力側へ伝達するトルク容量を変更可能なトルクカップリングと、前記トルクカップリングのトルク伝達容量を制御する制御手段とを備えた駆動力伝達装置であって、
   前記制御手段は、前記トルクカップリングの非回転部位の温度を検出する温度検出手段の検出値、及び前記トルクカップリングの回転部位と前記非回転部位との間の熱伝達特性を示す熱伝達特性情報に基づいて前記トルク伝達容量を制御するものであり、
   前記トルクカップリングは、筒状の第１回転部材と、前記第１回転部材内に回転自在に同軸配置された第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材との間に配置され軸方向に押圧されることにより前記第１回転部材及び前記第２回転部材をトルク伝達可能に連結するクラッチ機構と、前記クラッチ機構の軸方向の一側に軸方向移動可能に設けられたアーマチャと、前記クラッチ機構の軸方向の他側に並置されるとともに前記第１回転部材又は前記第２回転部材と一体回転可能に設けられる磁路形成部材と、前記クラッチ機構との間に前記磁路形成部材を介在させて設けられる電磁コイルと、前記電磁コイルを支持するヨークとを備え、前記電磁コイルに吸引されて移動する前記アーマチャの押圧力により前記クラッチ機構を摩擦係合させるように構成され、
   前記トルクカップリングの回転部位は、前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記クラッチ機構、前記アーマチャ及び前記磁路形成部材からなり、
   前記トルクカップリングの非回転部位は、前記電磁コイル及び前記ヨークからなり、
   前記熱伝達特性情報は、前記磁路形成部材と前記ヨークとの間に形成され、前記電磁コイルの発生する磁束が通過するエアギャップの大きさを含み、
   前記ヨークは、車両の非回転部位に固定され、
   前記温度検出手段は、前記ヨークに設けられた温度センサであることを特徴とする駆動力伝達装置。
2. エンジンのトルクを各車輪に伝達する駆動伝達系の途中に設けられ入力側から出力側へ伝達するトルク容量を変更可能なトルクカップリングと、前記トルクカップリングのトルク伝達容量を制御する制御手段とを備えた駆動力伝達装置であって、
   前記制御手段は、前記トルクカップリングの非回転部位の温度を検出する温度検出手段の検出値、及び前記トルクカップリングの回転部位と前記非回転部位との間の熱伝達特性を示す熱伝達特性情報に基づいて前記トルク伝達容量を制御するものであり、
   前記トルクカップリングは、筒状の第１回転部材と、前記第１回転部材内に回転自在に同軸配置された第２回転部材と、前記第１回転部材及び前記第２回転部材との間に配置され軸方向に押圧されることにより前記第１回転部材及び前記第２回転部材をトルク伝達可能に連結するクラッチ機構と、前記クラッチ機構の軸方向に並置された電磁クラッチと、前記クラッチ機構と前記電磁クラッチとの間に設けられ前記電磁クラッチを介して伝達される前記第１回転部材と前記第２回転部材との回転差に基づくトルクを軸方向の押圧力に変換してカム部材を軸方向移動させることにより前記クラッチ機構を押圧するカム機構とを備え、
   前記電磁クラッチは、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間でトルクを伝達する複数のクラッチプレートと、前記各クラッチプレートの軸方向の一側に軸方向移動可能に設けられたアーマチャと、前記クラッチ機構の軸方向の他側に並置されるとともに前記第１回転部材又は前記第２回転部材と一体回転可能に設けられる磁路形成部材と、前記各クラッチプレートとの間に前記磁路形成部材を介在させて設けられる電磁コイルと、前記電磁コイルを支持するヨークとを備え、前記電磁コイルに吸引されて移動する前記アーマチャの押圧力により前記各クラッチプレートを摩擦係合させるように構成され、
   前記トルクカップリングの回転部位は、前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記クラッチ機構、前記カム機構、前記各クラッチプレート、前記アーマチャ及び前記磁路形成部材からなり、
   前記トルクカップリングの非回転部位は、前記電磁コイル及び前記ヨークからなり、
   前記熱伝達特性情報は、前記磁路形成部材と前記ヨークとの間に形成され、前記電磁コイルの発生する磁束が通過するエアギャップの大きさを含み、
   前記ヨークは、車両の非回転部位に固定され、
   前記温度検出手段は、前記ヨークに設けられた温度センサであることを特徴とする駆動力伝達装置。
3. 前記制御手段は、寸法によりランク分けされた前記ヨークのランク情報に基づいて前記エアギャップの大きさを判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置。

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