特許 7392489 駆動力伝達制御装置及び駆動力伝達装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】駆動力伝達制御装置及び駆動力伝達装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60K 17/348 20060101AFI20231129BHJP

   F16D 27/115 20060101ALI20231129BHJP

   F16D 27/112 20060101ALI20231129BHJP

   F16D 48/06 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

B60K17/348 B

F16D27/115

F16D27/112 G

F16D48/06 101Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020006884

(22)【出願日】2020-01-20

(65)【公開番号】P2021112992

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小田 唯知郎

(72)【発明者】

【氏名】永山 剛

(72)【発明者】

【氏名】小野 智範

(72)【発明者】

【氏名】香西 貴司

【審査官】小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０６４６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４４９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１１２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２２９７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６７８０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １７／３４８

Ｆ１６Ｄ ２７／１１５

Ｆ１６Ｄ ２７／１１２

Ｆ１６Ｄ ４８／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給される電流に応じて押圧力を発生するアクチュエータによって摩擦クラッチを押圧し、入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で車両の駆動力を伝達する駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置を制御する制御装置とを備えた駆動力伝達制御装置であって、
前記制御装置は、
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を示すトルク指令値を車両情報に基づいて演算するトルク指令値演算手段と、
前記電流の目標値である電流指令値を前記トルク指令値の大きさ及び時間変化量に応じて設定する電流指令値演算手段と、
前記電流指令値演算手段によって演算された電流指令値に対応する電流が前記アクチュエータに供給されるように電流フィードバック制御を行う電流制御手段と、を有する、
駆動力伝達制御装置。

【請求項2】

前記電流指令値演算手段は、前記トルク指令値が大きいほど、また前記トルク指令値が増大したときの時間変化量が大きいほど、前記電流指令値を大きく設定する、
請求項１に記載の駆動力伝達制御装置。

【請求項3】

前記電流指令値演算手段は、前記トルク指令値の時間変化量が閾値よりも大きくなったとき、前記電流指令値を前記トルク指令値の時間変化量を加味して演算する処理の継続時間を設定し、前記継続時間の間、当該継続時間を設定したときの前記トルク指令値の時間変化量を加味して前記電流指令値を設定する、
請求項２に記載の駆動力伝達制御装置。

【請求項4】

前記電流指令値演算手段は、前記摩擦クラッチの応答性に関係する応答性関係値に基づいて前記継続時間を設定し、
前記応答性関係値は、前記摩擦クラッチを潤滑する潤滑油の温度、前記入力側の回転部材と前記出力側の回転部材との相対回転速度、及び前記摩擦クラッチの負荷量の少なくとも何れかを含む、
請求項３に記載の駆動力伝達制御装置。

【請求項5】

供給される電流に応じて押圧力を発生するアクチュエータによって摩擦クラッチを押圧し、入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で車両の駆動力を伝達する駆動力伝達装置の制御方法であって、
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を示すトルク指令値を車両情報に基づいて演算し、
前記電流の目標値である電流指令値を前記トルク指令値の大きさ及び時間変化量に応じて設定し、
前記電流指令値に対応する電流が前記アクチュエータに供給されるように電流フィードバック制御を行う、
駆動力伝達装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、潤滑油によってクラッチプレートの摩擦摺動が潤滑される摩擦クラッチを有する駆動力伝達装置と制御装置とを備えた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。

【背景技術】

【0002】

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を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の駆動力伝達装置は、同軸上で相対回転可能なアウタケース及びインナシャフトと、アウタケースとインナシャフトとの間に配置された複数のインナクラッチプレート及び複数のアウタクラッチプレートからなるメインクラッチと、一対のカム部材の相対回転により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、一対のカム部材のうち一方のカム部材に他方のカム部材に対して相対回転する回転力を伝達するパイロットクラッチとを有している。パイロットクラッチは、制御装置から電流が供給される電磁コイルと、複数のクラッチプレートと、電磁コイルとの間に複数のクラッチプレートを挟む位置に配置されたアーマチャとを有している。

【0004】

電磁コイルに制御装置から電流が供給されると、パイロットクラッチによって伝達される回転力によってカム機構の一対のカム部材が相対回転し、これにより発生するスラスト力によってメインクラッチが押圧され、複数のインナクラッチプレートと複数のアウタクラッチプレートとが摩擦接触する。そして、アウタケースからインナシャフトにメインクラッチを介して駆動力が伝達される。メインクラッチ及びパイロットクラッチは、クラッチプレート間の摩擦摺動が潤滑油によって潤滑される。

【0005】

制御装置は、電磁コイルに供給する電流と駆動力伝達装置から出力されるトルクの大きさとの関係を示すＩ－Ｔ特性を記憶しており、このＩ－Ｔ特性に基づいて、必要な駆動力が補助駆動輪側に伝達されるように電磁コイルに供給する電流を調節する。

【0006】

また、本出願人は、メインクラッチによって伝達すべき駆動力（トルク指令値）の上昇幅が閾値以上となったとき、メインクラッチの応答性に関係する応答性関係値に基づいて設定された補正継続時間にわたって電流指令値を増大補正することにより、メインクラッチによる伝達トルクの応答性を高めることが可能な駆動力伝達制御装置を提案している（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００７－６４２５１号公報

【文献】特開２０１９－４４９２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２に記載のものによれば、電流指令値を増大補正することによってクラッチプレート間に介在する潤滑油の排出が促され、伝達トルクの応答性を高められるが、トルク指令値の大きさや上昇幅によっては、必ずしもメインクラッチによって実際に伝達される駆動力を精度よくトルク指令値に応じた大きさにすることができない場合があった。

【0009】

そこで、本発明は、伝達されるトルクの制御性を高め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。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、上記の目的を達成するため、供給される電流に応じて押圧力を発生するアクチュエータによって摩擦クラッチを押圧し、入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で車両の駆動力を伝達する駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置を制御する制御装置とを備えた駆動力伝達制御装置であって、前記制御装置は、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を示すトルク指令値を車両情報に基づいて演算するトルク指令値演算手段と、前記電流の目標値である電流指令値を前記トルク指令値の大きさ及び時間変化量に応じて設定する電流指令値演算手段と、前記電流指令値演算手段によって演算された電流指令値に対応する電流が前記アクチュエータに供給されるように電流フィードバック制御を行う電流制御手段と、を有する、駆動力伝達制御装置を提供する。

【0011】

また、本発明は、上記の目的を達成するため、供給される電流に応じて押圧力を発生するアクチュエータによって摩擦クラッチを押圧し、入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で車両の駆動力を伝達する駆動力伝達装置の制御方法であって、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を示すトルク指令値を車両情報に基づいて演算し、前記電流の目標値である電流指令値を前記トルク指令値の大きさ及び時間変化量に応じて設定し、前記電流指令値に対応する電流が前記アクチュエータに供給されるように電流フィードバック制御を行う、駆動力伝達装置の制御方法を提供する。

【発明の効果】

【0012】

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、駆動力伝達装置によって伝達されるトルクの制御性を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】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2】駆動力伝達装置の構成例を示す断面図である。

【図3】制御装置の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。

【図4】制御部が実行する演算処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】（ａ）は、第１の電流指令値マップの一例を示すグラフである。（ｂ）は、第２の電流指令値マップの一例を示すグラフである。

【図6】（ａ）～（ｄ）は、トルク指令値及び電流指令値の時間的な変化の例を示すグラフである。

【図7】（ａ）は、第１の継続時間マップの一例を示すグラフである。（ｂ）は、第２の継続時間マップの一例を示すグラフである。

【図8】（ａ）は、本実施の形態に係る制御方法によって駆動力伝達装置を制御した場合のトルク指令値、実トルク、及び電流指令値の変化の一例を示すグラフである。（ｂ）は、（ａ）の一部を、時間軸を拡大して示すグラフである。

【図9】（ａ）は、比較例に係る制御方法によって駆動力伝達装置を制御した場合のトルク指令値、実トルク、及び電流指令値の変化の一例を示すグラフである。（ｂ）は、（ａ）の一部を、時間軸を拡大して示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［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。

【0015】

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。

【0016】

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（アクセル開度）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。

【0017】

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２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置７とが搭載されている。駆動力伝達装置２及び制御装置７は、駆動力伝達制御装置８を構成する。

【0018】

駆動力伝達装置２は、制御装置７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２を介してエンジン１１の駆動力が伝達される。制御装置７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情報、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情報を取得可能であり、駆動力伝達装置２に電流を供給することで駆動力伝達装置２を制御する。以下、制御装置７が駆動力伝達装置２を制御するために出力する電流を制御電流という。

【0019】

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。

【0020】

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２のハウジング２０に連結されている。駆動力伝達装置２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２３を有しており、インナシャフト２３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２の詳細については後述する。

【0021】

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。

【0022】

（駆動力伝達装置の構成）
図２は、駆動力伝達装置２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２の作動状態（トルク伝達状態）を、下側は駆動力伝達装置２の非作動状態（トルク非伝達状態）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。

【0023】

駆動力伝達装置２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２３と、ハウジング２０とインナシャフト２３との間に配置されたメインクラッチ３と、メインクラッチ３を押圧するスラスト力を発生させるカム機構４と、制御装置７から電流の供給を受けてカム機構４を作動させる電磁クラッチ機構５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２３は、本発明の出力側の回転部材の一例である。カム機構４及び電磁クラッチ機構５は、制御装置７から供給される電流に応じてメインクラッチ３を押圧する押圧力を発生するアクチュエータ６を構成する。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。

【0024】

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）が例えば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。

【0025】

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からなる。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５３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。

【0026】

インナシャフト２３は、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２３は、軸方向に延びる複数の内側スプライン突起２３１を外周面に有している。また、インナシャフト２３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２３２が形成されている。

【0027】

メインクラッチ３は、本発明の摩擦クラッチに相当するものであり、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３１及び複数のメインインナクラッチプレート３２を有している。メインアウタクラッチプレート３１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３２は、インナシャフト２３と共に回転する。メインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２との摩擦摺動は、ハウジング２０とインナシャフト２３との間に封入された図略の潤滑油によって潤滑され、摩耗や焼き付きが抑制されている。

【0028】

メインアウタクラッチプレート３１は、金属からなる円環板状であり、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３１１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３１は、係合突起３１１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。また、メインアウタクラッチプレート３１には、メインインナクラッチプレート３２との対向面に、潤滑油を流動させる図略の油溝が形成されている。

【0029】

メインインナクラッチプレート３２は、インナシャフト２３の内側スプライン突起２３１に係合する複数の係合突起３２１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３２は、係合突起３２１が内側スプライン突起２３１に係合することにより、インナシャフト２３との相対回転が規制され、かつインナシャフト２３に対して軸方向に移動可能である。

【0030】

メインインナクラッチプレート３２は、金属からなる円環板状の基材３３１と、基材３３１の両側面にそれぞれ張り付けられた摩擦材３３２とを有している。基材３３１には、摩擦材３３２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３３３が形成されている。摩擦材３３２は、例えばペーパー摩擦材又は不織布からなり、メインアウタクラッチプレート３１と対向する部分に貼着されている。

【0031】

カム機構４は、電磁クラッチ機構５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４１と、メインクラッチ３を軸方向に押圧するメインカム４２と、パイロットカム４１とメインカム４２との間に配置された複数の球状のカムボール４３とを有して構成されている。

【0032】

メインカム４２は、メインクラッチ３を押圧する押圧部材であり、メインクラッチ３の一端におけるメインインナクラッチプレート３２に接触してメインクラッチ３を押圧する環板状の押圧部４２１と、押圧部４２１よりもメインカム４２の内周側に設けられたカム部４２２とを一体に有している。メインカム４２は、押圧部４２１の内周端部に形成されたスプライン係合部４２１ａがインナシャフト２３の内側スプライン突起２３１に係合してインナシャフト２３との相対回転が規制されている。また、メインカム４２は、インナシャフト２３に形成された段差面２３ａとの間に配置されたリターンスプリングとしての皿ばね４４により、メインクラッチ３から軸方向に離間するように付勢されている。

【0033】

パイロットカム４１は、メインカム４２に対して相対回転する回転力を電磁クラッチ機構５から受けるスプライン突起４１１を外周端部に有している。パイロットカム４１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４５が配置されている。パイロットカム４１とメインカム４２のカム部４２２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４１ａ，４２２ａがそれぞれ形成されている。カムボール４３は、パイロットカム４１のカム溝４１ａとメインカム４２のカム溝４２２ａとの間に配置されている。

【0034】

カム機構４は、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転することにより、メインクラッチ３を押し付ける押圧力を発生させる。メインクラッチ３は、カム機構４から押圧力を受けてメインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２とが摩擦接触し、メインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２との間に発生する摩擦力によって駆動力を伝達する。

【0035】

電磁クラッチ機構５は、アーマチャ５０と、複数のパイロットアウタクラッチプレート５１と、複数のパイロットインナクラッチプレート５２と、電磁コイル５３とを有して構成されている。電磁コイル５３は、磁性材料からなる環状のヨーク５３０に保持され、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５３０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５３０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５３には、電線５３１を介して制御装置７からの制御電流が励磁電流として供給される。

【0036】

複数のパイロットアウタクラッチプレート５１及び複数のパイロットインナクラッチプレート５２は、アーマチャ５０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５１及びパイロットインナクラッチプレート５２には、電磁コイル５３の通電により発生する磁束の短絡を防ぐための複数の円弧状のスリットが形成されている。

【0037】

パイロットアウタクラッチプレート５１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５１１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５２は、パイロットカム４１のスプライン突起４１１に係合する複数の係合突起５２１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５１とパイロットインナクラッチプレート５２との摩擦摺動も、メインクラッチ３と同様に、潤滑油によって潤滑される。

【0038】

アーマチャ５０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５０１が形成されている。これにより、アーマチャ５０は、フロントハウジング２１に対して軸方向に移動可能、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。

【0039】

上記のように構成された駆動力伝達装置２は、電磁コイル５３に制御電流が供給されることにより磁路Ｇに磁束が発生し、アーマチャ５０が磁力によってリヤハウジング２２側に引き寄せられ、パイロットアウタクラッチプレート５１とパイロットインナクラッチプレート５２とが摩擦接触する。これにより、制御電流に応じた回転力がパイロットカム４１に伝達され、パイロットカム４１がメインカム４２に対して相対回転し、カムボール４３がカム溝４１ａ，４２２ａを転動する。このカムボール４３の転動により、メインカム４２にメインクラッチ３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３１と複数のメインインナクラッチプレート３２との間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力によってプロペラシャフト１４からピニオンギヤシャフト１５０に駆動力が伝達される。

【0040】

（制御装置の構成）
図１に示すように、制御装置７は、ＣＰＵ（演算処理装置）及び記憶素子を有する制御部７０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２の電磁コイル５３に電流を供給するスイッチング電源部７４とを有している。スイッチング電源部７４は、トランジスタ等のスイッチング素子を有し、制御部７０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、電磁コイル５３に供給する制御電流を生成する。

【0041】

制御部７０は、不揮発性の記憶素子に記憶されたプログラムを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は、ハウジング２０からインナシャフト２３に伝達すべき駆動力を示すトルク指令値を車両情報に基づいて演算する。電流指令値演算手段７２は、電磁コイル５３に供給する制御電流の目標値である電流指令値をトルク指令値に応じて設定する。電流制御手段７３は、電流指令値演算手段７２によって演算された電流指令値に対応する電流が電磁コイル５３に供給されるように、電流フィードバック制御を行う。

【0042】

また、電流指令値演算手段７２は、トルク指令値が急上昇したときには、電流指令値をトルク指令値の大きさ及びトルク指令値の時間変化量に応じて設定する。この処理は、トルク指令値が急上昇した際に、複数のメインアウタクラッチプレート３１と複数のメインインナクラッチプレート３２との間に介在する潤滑油によってメインクラッチ３の応答性が低下することを、電流指令値を増大させることにより補償するための処理である。

【0043】

図３は、制御装置７の制御構成の一例を示す制御ブロック図である。この制御ブロック図において、トルク指令値演算部７０１、電流指令値演算部７０２、及び電流制御部７０３は、それぞれ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によって実現される。

【0044】

トルク指令値演算部７０１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の車輪速情報、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開度情報に基づいてトルク指令値Ｔ^＊を演算する。車輪速情報及びアクセル開度情報は、車両情報の一例である。トルク指令値演算部７０１は、アクセル開度が大きいほど、また左右前輪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差動回転速度が大きいほど、トルク指令値Ｔ^＊を大きく設定する。なお、車両情報としては、車輪速情報やアクセル開度情報に限らず、ヨーレイトセンサや操舵角センサの検出値など、各種の車載センサの検出値を用いることができる。

【0045】

電流指令値演算部７０２は、第１の電流指令値マップ７２１、第２の電流指令値マップ７２２、第１の継続時間マップ７２３、及び第２の継続時間マップ７２４を参照し、トルク指令値Ｔ^＊に応じた電流指令値Ｉ^＊を演算する。電流指令値Ｉ^＊の演算方法については後述する。

【0046】

電流制御部７０３は、偏差演算部７３１、ＰＩ制御部７３２、及びＰＷＭ制御部７３３を含む。偏差演算部７３１は、電流センサ７４０によって検出された制御電流の検出値である実電流値Ｉと指令電流値Ｉ^＊との偏差εを演算する。ＰＩ制御部７３２は、偏差演算部７３１によって演算された偏差εに対してＰＩ（Proportional-Integral）演算を行ない、実電流値Ｉが指令電流値Ｉ^＊に近づくようにスイッチング電源部７４に出力するＰＷＭ信号のデューティー比を演算し、電流フィードバック制御を行う。ＰＷＭ制御部７４３は、ＰＩ制御部７４２により演算されたデューティー比に基づいてスイッチング電源部７４のスイッチング素子をオン又はオフさせるＰＷＭ信号を生成し、スイッチング電源部７４に出力する。

【0047】

以下、電流指令値演算手段７２が電流指令値演算部７０２として行う電流指令値Ｉ^＊の演算について説明する。この電流指令値Ｉ^＊の演算処理の概要は、次のとおりである。すなわち、電流指令値演算手段７２は、トルク指令値Ｔ^＊が大きいほど、またトルク指令値Ｔ^＊が増大したときの時間変化量が大きいほど、電流指令値Ｉ^＊を大きく設定する。また、電流指令値演算手段７２は、トルク指令値Ｔ^＊の時間変化量が閾値よりも大きくなったとき、電流指令値Ｉ^＊をトルク指令値Ｔ^＊の時間変化量を加味して演算する処理の継続時間を設定し、この継続時間の間、当該継続時間を設定したときのトルク指令値Ｔ^＊の時間変化量を加味して電流指令値Ｉ^＊を設定する。またさらに、電流指令値演算手段７２は、メインクラッチ３の応答性に関係する応答性関係値に基づいて継続時間を設定する。

【0048】

図４は、制御部７０が実行する演算処理の一例を、電流指令値演算手段７２が実行する処理を中心として示すフローチャートである。制御部７０は、このフローチャートに示す処理を、所定の制御周期（例えば５ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。このフローチャートにおいて、ステップＳ１のトルク指令値の演算処理は、制御部７０がトルク指令値演算手段７１として実行する処理であり、ステップＳ１０の電流フィードバック制御は、制御部７０が電流制御手段７３として実行する処理である。ステップＳ２～Ｓ９の各処理は、制御部７０が電流指令値演算手段７２として実行する処理である。

【0049】

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が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定処理は、トルク指令値が大きく、大きな電流が電磁コイル５３に供給される場合には、複数のメインアウタクラッチプレート３１及びメインインナクラッチプレート３２の間に介在する潤滑油が排出されやすいため、メインクラッチ３の応答性が低下してしまうという問題が発生しにくいことを考慮したものである。このため、ステップＳ２の判定処理における閾値は、例えばトルク指令値の上限値の例えば半分の値に設定される。

【0050】

次に、電流指令値演算手段７２は、後述するステップＳ８の処理で継続時間が設定された後、当該継続時間が経過していないか、すなわち継続時間中であるか否かを判定する（ステップＳ３）。具体的には、ステップＳ３の判定結果が正（Ｙｅｓ）である場合にステップＳ４でインクリメントされるタイマカウンタ値が、ステップＳ８の処理で設定された所定値に達したか否かを判定する。タイマカウンタ値は、継続時間中である間、制御周期ごとにインクリメントされる。

【0051】

電流指令値演算手段７２は、継続時間中である場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）には、タイマカウンタ値をインクリメントし（ステップＳ４）、第２の電流指令値マップ７２２を参照して電流指令値を設定する（ステップＳ５）。また、電流指令値演算手段７２は、継続時間中でない場合（Ｓ３：Ｎｏ）には、トルク指令値の時間変化量が閾値以上か否かを判定する（ステップＳ６）。

【0052】

このステップＳ６の判定におけるトルク指令値の時間変化量としては、前回の制御周期におけるトルク指令値の前回値と、今回の制御周期におけるトルク指令値の今回値との差を用いることができる。なお、複数の制御周期にわたるトルク指令値の変化量の総和もしくは平均値をステップＳ６の判定に用いる時間変化量としてもよい。ステップＳ６における閾値は、例えば左右前輪１８１，１８２の一方又は両方にスリップが発生した場合や、アクセルペダル１１０が急激に踏み込まれた場合に、判定結果が正（Ｙｅｓ）となるように設定される。

【0053】

電流指令値演算手段７２は、ステップＳ６の判定の結果が正（Ｙｅｓ）である場合、そのときの判定に用いたトルク指令値の時間変化量を記憶する（ステップＳ７）と共に、メインクラッチ３の応答性に関係する応答性関係値に基づいて継続時間を設定し（ステップＳ８）、さらに第２の電流指令値マップ７２２を参照して電流指令値を設定する（ステップＳ５）。ステップＳ８の処理として具体的には、継続時間を表す値として、ステップＳ３の判定処理でタイマカウンタ値と比較される所定値を設定する。このステップＳ８の処理内容の詳細、ならびに第１の継続時間マップ７２３及び第２の継続時間マップ７２４については後述する。

【0054】

一方、電流指令値演算手段７２は、ステップＳ２の判定又はステップＳ６の判定の結果が否（Ｎｏ）の場合には、第１の電流指令値マップ７２１を参照して電流指令値を設定する（ステップＳ９）。電流制御手段７３は、ステップＳ５又はＳ９で設定された電流指令値に対応する電流が電磁コイル５３に供給されるように、電流フィードバック制御を行う（ステップＳ１０）。

【0055】

図５（ａ）は、第１の電流指令値マップ７２１の一例を示すグラフである。図５（ｂ）は、第２の電流指令値マップ７２２の一例を示すグラフである。第１の電流指令値マップ７２１は、トルク指令値と電流指令値との関係を示すものであり、例えば駆動力伝達装置２の組み立て後に、電磁コイル５３に供給する電流をゼロから上限値まで、単位時間当たりの変化量を一定として変化させた際の伝達トルクの測定結果に基づいて設定される。

【0056】

第２の電流指令値マップ７２２には、トルク指令値の大きさと電流指令値との関係が、トルク指令値の時間変化量ごとに定義されている。図５（ｂ）に示す例では、トルク指令値の時間変化量であるΔＴが、Ｔ_１～Ｔ_５（ただし、Ｔ_１＜Ｔ_２＜Ｔ_３＜Ｔ_４＜Ｔ_５）である場合のそれぞれについて、トルク指令値の大きさと電流指令値との関係を示している。電流指令値演算手段７２は、ΔＴ＝Ｔ_１～Ｔ_５のそれぞれの場合の特性線を線形補完して、電流指令値を演算する。

【0057】

図５（ｂ）に示すように、電流指令値は、トルク指令値が大きいほど、またトルク指令値の時間変化量が大きいほど、大きな値に設定される。これにより、トルク指令値がステップ状に上昇し、図４に示すフローチャートのステップＳ６の判定が正（Ｙｅｓ）となった場合、上昇後のトルク指令値が同じであっても、時間変化量が小さければ、継続期間中における電流指令値は小さくなる。

【0058】

また、第２の電流指令値マップ７２２を参照して得られる電流指令値は、第１の電流指令値マップ７２１を参照して得られる電流指令値よりも大きな値であり、トルク指令値がステップ状に上昇した後の継続時間中には、第１の電流指令値マップ７２１を参照する通常制御時よりも大きな押圧力でメインクラッチ３が押圧される。これにより、複数のメインアウタクラッチプレート３１及びメインインナクラッチプレート３２の間に介在する潤滑油が速やかに排出され、メインクラッチ３によって伝達される駆動力（トルク）が速やかに立ち上がる。また、時間変化量が小さければ、継続期間中における電流指令値は比較的小さな値に設定されるので、制御電流が過剰に増大して必要以上の駆動力が左右後輪１９１，１９２側に伝達されてしまうことが抑制される。

【0059】

図６（ａ）～（ｄ）は、トルク指令値及び電流指令値の時間的な変化の例を示すグラフである。図６（ａ）～（ｄ）のそれぞれの左右の縦軸及び横軸の縮尺（スケール）は共通である。図６（ａ）～（ｄ）では、トルク指令値がステップ状に変化する前後の電流指令値を示しており、左縦軸におけるＴａは変化前のトルク指令値、Ｔｂは変化後のトルク指令値である。また、右縦軸におけるＩａはトルク指令値の変化前の電流指令値、Ｉｂはトルク指令値がステップ状に上昇した直後の継続期間中における電流指令値、Ｉｃは継続期間後における電流指令値である。

【0060】

図６（ａ）～（ｄ）のそれぞれにおいて、時間変化量はΔＴで表され、継続期間後における電流指令値（Ｉｃ）と継続期間中における電流指令値（Ｉｂ）との差、すなわち第２の電流指令値マップ７２２を用いることによる通常制御時に対する電流指令値の増分をΔＩで表している。

【0061】

図６（ａ）及び図６（ｂ）では、変化後のトルク指令値Ｔｂが同じであるが、変化前のトルク指令値Ｔａが異なっており、これにより時間変化量ΔＴが異なっている。第２の電流指令値マップ７２２を参照した場合には、時間変化量が大きいほど電流指令値が大きな値に設定されるので、図６（ａ）に示すΔＩが図６（ｂ）に示すΔＩよりも大きくなっている。

【0062】

図６（ｃ）及び図６（ｄ）では、時間変化量ΔＴが同じであるが、変化前後のトルク指令値Ｔａ，Ｔｂが異なっている。第２の電流指令値マップ７２２を参照した場合には、トルク指令値が大きいほど電流指令値が大きな値に設定されるが、トルク指令値が上昇する場合のトルク指令値の増加割合に対する電流指令値の増加割合が比較的低いので、継続期間後における電流指令値（Ｉｃ）に対する継続期間中における電流指令値（Ｉｂ）の比率（Ｉｂ／Ｉｃ）は、変化前後のトルク指令値Ｔａ，Ｔｂが比較的低い図６（ｄ）のグラフの方が大きくなっている。すなわち、トルク指令値が低い状態からステップ状に上昇した場合には、電流指令値の増加割合が大きくなる。

【0063】

次に、図４に示すフローチャートのステップＳ８における、応答性関連値に基づいて継続時間を設定する処理について詳細に説明する。本実施の形態では、この応答性関係値として、入力側の回転部材であるハウジング２０の回転速度と出力側の回転部材であるインナシャフト２３との相対回転速度ΔＮ、潤滑油の温度Ｔｅｍｐ、及びメインクラッチ３の負荷量Ｈｅを用いる場合について説明する。ただし、相対回転速度ΔＮ、潤滑油の温度Ｔｅｍｐ、及びメインクラッチ３の負荷量Ｈｅのうち、一つ又は二つを応答性関係値として用いてもよい。

【0064】

相対回転速度ΔＮは、換言すればメインアウタクラッチプレート３１の回転速度とメインインナクラッチプレート３２の回転速度との回転速度差である。相対回転速度ΔＮ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によって求めることができる。メインクラッチ３の負荷量Ｈｅは、例えば相対回転速度ΔＮとトルク指令値Ｔ^＊との積を所定の時定数でローパスフィルタ処理した値を用いることができる。潤滑油の温度Ｔｅｍｐは、ハウジング２０内に封入された潤滑油の温度の推定値であり、例えばメインクラッチ３の負荷量Ｈｅに基づいて求めてもよく、ヨーク５３０に取り付けた温度センサの検出値によって求めてもよい。またさらに外気温を考慮して潤滑油の温度Ｔｅｍｐを推定してもよい。

【0065】

電流指令値演算手段７２は、相対回転速度ΔＮが低いほど、また潤滑油の温度Ｔｅｍｐが低いほど、継続時間を長く設定する。相対回転速度ΔＮが低いほど継続時間を長く設定するのは、相対回転速度ΔＮが低い場合には、メインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２との間に介在される潤滑油が排出されにくいためである。また、潤滑油の温度Ｔｅｍｐが低いほど継続時間を長く設定するのは、潤滑油の温度Ｔｅｍｐが低いと潤滑油の粘性が高くなり、メインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２との間に介在される潤滑油が排出されにくいためである。

【0066】

また、電流指令値演算手段７２は、メインクラッチ３の負荷量Ｈｅが所定値未満の場合に、メインクラッチ３の負荷量Ｈｅが所定値以上の場合に比較して、継続時間を長く設定する。これは、トルク指令値Ｔ^＊が上昇する前におけるメインクラッチ３の負荷量Ｈｅが所定値以上の場合には、メインアウタクラッチプレート３１とメインインナクラッチプレート３２との間の潤滑油が既に排出されている可能性が高いことによるものである。

【0067】

図７（ａ）は、第１の継続時間マップ７２３の一例を示すグラフである。図７（ｂ）は、第２の継続時間マップ７２４の一例を示すグラフである。これらのグラフの横軸は相対回転速度ΔＮを示し、縦軸は継続時間を示している。また、図７（ａ）及び（ｂ）では、潤滑油の温度Ｔｅｍｐが－１０℃及び２５℃の場合について、相対回転速度ΔＮと継続時間との関係を示している。なお、両グラフの横軸及び縦軸の縮尺は共通である。

【0068】

電流指令値演算手段７２は、メインクラッチ３の負荷量Ｈｅが所定値未満の場合には、第１の継続時間マップ７２３を参照し、メインクラッチ３の負荷量Ｈｅが所定値以上の場合には、第２の継続時間マップ７２４を参照する。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の継続時間マップ７２３は、第２の継続時間マップ７２４よりも継続時間が長く設定されている。

【0069】

電流指令値演算手段７２は、潤滑油の温度Ｔｅｍｐが－１０℃以下の場合には、図７（ａ）及び（ｂ）に実線で示す－１０℃のマップ情報に基づいて継続時間を設定し、潤滑油の温度Ｔｅｍｐが２５℃以上の場合には、図７（ａ）及び（ｂ）に破線で示す２５℃のマップ情報に基づいて継続時間を設定する。また、潤滑油の温度Ｔｅｍｐが－１０℃よりも高く２５℃よりも低い場合には、－１０℃のマップ情報と２５℃のマップ情報とを線形補間して継続時間を設定する。継続時間の最大値は、例えば数十ｍｓである。

【0070】

図８（ａ）は、トルク指令値がステップ状に上昇する前後において、本実施の形態に係る制御方法によって駆動力伝達装置２を制御した場合のトルク指令値、ハウジング２０からインナシャフト２３に伝達される実トルク、及び電流指令値の変化の一例を示すグラフである。図８（ｂ）は、図８（ａ）の一部を、時間軸を拡大して示すグラフである。

【0071】

図９（ａ）は、トルク指令値がステップ状に上昇した場合の電流指令値の増加分をトルク指令値の時間変化量にかかわらず一定とした比較例のトルク指令値、実トルク、及び電流指令値の変化の一例を示すグラフである。図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部を、時間軸を拡大して示すグラフである。なお、図８（ａ）と図９（ａ）の時間軸、及び図８（ｂ）と図９（ｂ）の時間軸の縮尺（タイムスケール）は共通である。

【0072】

図９（ａ），（ｂ）に示す比較例では、トルク指令値がステップ状に上昇した後の実トルクがトルク指令値を大きく上回り、実トルクとトルク指令値との乖離が大きくなっている。一方、本実施の形態に係る制御方法によって制御した場合には、この乖離が抑えられている。

【0073】

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態によれば、電流指令値をトルク指令値の大きさ及び時間変化量に応じて設定するので、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力（トルク）の制御性が高められる。

【0074】

（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適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0075】

２…駆動力伝達装置
２０…ハウジング（入力側の回転部材）
２３…インナシャフト（出力側の回転部材）
３…メインクラッチ（摩擦クラッチ）
３１…メインアウタクラッチプレート（クラッチプレート）
３２…メインインナクラッチプレート（クラッチプレート）
６…アクチュエータ
７…制御装置
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…駆動力伝達制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】