(57)【要約】【課題】変速機で発生する急激かつ過大なトルクを簡単な構成で検出すること。【解決手段】トルク検出装置（１００）は、変速機（１２）の出力軸（３６）と差動機構（１６）との間に配置された終減速機構（１４）に含まれる斜歯歯車対のうち差動機構側の歯車（４０）の回転軸方向の変位量を検出するセンサ（１０２）と、変位量に基づいて、変速機で発生し、斜歯歯車対のうち出力軸側の歯車（３８）にスラスト力を生じさせるトルクを検出するトルク検出部（１０４）と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の出力軸と差動機構との間に配置された終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち前記差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出するセンサと、
前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対のうち前記出力軸側の歯車にスラスト力を生じさせるトルクを検出するトルク検出部と、
を具備することを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
前記センサは、前記差動機構側の歯車の回転軸方向から見て前記差動機構側の歯車の回転軸心を中心として前記出力軸と点対称の位置における前記差動機構側の歯車の前記変位量を検出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトルク検出装置。
【請求項３】
変速機の出力軸と差動機構との間に配置された終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち前記差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出する工程と、
前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対のうち前記出力軸側の歯車にスラスト力を生じさせたトルクを検出する工程と、
を具備することを特徴とするトルク検出方法。
【請求項４】
変速機が出力する駆動力を、第１終減速機構を介して第１差動機構に伝達すると共に、前記第１終減速機構、前後輪駆動伝達機構及び第２終減速機構を介して第２差動機構に伝達する四輪駆動車における駆動力制御装置であって、
前記前後輪駆動伝達機構に設けられ、前記第１差動機構と前記第２差動機構とに伝達する前記駆動力の分配割合を変更するカップリングと、
前記第１終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち前記第１差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出するセンサと、
前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対のうち前記変速機の出力軸側の歯車にスラスト力を生じさせたトルクを検出するトルク検出部と、
前記トルク検出部により検出された前記トルクに従って、前記カップリングを制御し、前記駆動力の分配割合を変更する分配割合変更部と、
を具備することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項５】
変速機が出力する駆動力を、第１終減速機構を介して第１差動機構に伝達すると共に、前記第１終減速機構、前後輪駆動伝達機構及び第２終減速機構を介して第２差動機構に伝達する四輪駆動車における駆動力制御方法であって、
前記第１終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち前記第１差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出する工程と、
前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対のうち前記変速機の出力軸側の歯車にスラスト力を生じさせたトルクを検出する工程と、
前記トルクに従って、前記第１差動機構と前記第２差動機構とに伝達する前記駆動力の分配割合を変更する工程と、
を具備することを特徴とする駆動力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク検出装置、トルク検出方法、駆動力制御装置及び駆動力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が走行中に車輪が急停止（ロック）すると、車軸を介して終減速機構（デファレンシャル）の回転が急に止められ、エンジンの駆動力及び慣性力が変速機に作用し、変速機に衝撃荷重が発生することがある。
【０００３】
例えば、前輪駆動車が、ブレーキによる減速中であってアンチロックブレーキシステム（以下、「ＡＢＳ」と記載する）が作動していない状態で、通常の滑りにくい乾いた路面（以下、「ドライ路面」と記載する）から滑りやすい路面（以下、「ウエット路面」と記載する）に進入したとき、当該車両の前輪がロックする。すなわち、ドライ路面では路面からの摩擦力で前輪が回転させられており、運転者による通常のブレーキ操作では、この摩擦力を前提に車両に所望の減速度が生じるようにブレーキが操作される。しかし、このブレーキ操作中にウエット路面に切り替わると、急に路面からの摩擦力による前輪の回転力がなくなり制動力が優位になり、前輪の回転が急停止する。このとき、ＡＢＳによる制御（ブレーキ操作力を低減する制御）が間に合わないと、当該車両の変速機の駆動伝達系に衝撃荷重が発生する。
【０００４】
このような衝撃荷重が発生すると、急激かつ過大なトルクがかかり、変速機の駆動伝達系が破損することが想定される。このような事態の発生を未然に防ぐためには、まず変速機の駆動伝達系で発生する急激かつ過大なトルクを検出することが重要である。
【０００５】
車両におけるトルク検出装置としては、例えば、入力軸からファイナルギヤに駆動装置（モータ等）の駆動トルクが入力されたときに、ハイポイドギヤ対によって生じた噛み合い反力のスラスト方向荷重を検出し、あらかじめ測定したスラスト荷重と伝達トルクとの関係を用いて伝達トルクを測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３１０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のような伝達トルクをハイポイドギヤ対によって生じた噛み合い反力のスラスト方向荷重に基づいて測定する方法は、上述のような衝撃荷重の発生に起因し、変速機の駆動伝達系で発生する急激かつ過大なトルクの検出に応用することについて検討されていない。
【０００８】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、変速機で発生する急激かつ過大なトルクを簡単な構成で検出できるトルク検出装置、トルク検出方法、駆動力制御装置及び駆動力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】
【０００９】
本発明のトルク検出装置の一態様は、変速機の出力軸と差動機構との間に配置された終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出するセンサと、前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対にスラスト力を生じさせるトルクを検出するトルク検出部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、変速機で発生する急激かつ過大なトルクを簡単な構成で検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係る四輪駆動車の駆動力伝達系を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る前側終端機構の要部拡大模式図である。
【図３】本実施の形態に係るトルク検出装置におけるセンサの取付け位置を示す模式図である。
【図４】本実施の形態に係るトルク検出装置に用いられる衝撃トルクを算出するためのグラフの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明を四輪駆動車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることなく変更可能である。例えば、前輪駆動車及び後輪駆動車に適用してもよい。また、本実施の形態では、四輪駆動車であって前側にエンジンが設けられている場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、本発明は、例えば、四輪駆動車であって後側にエンジンが設けられている場合にも適用することができる。
【００１３】
図１を参照して、本実施の形態に係る四輪駆動車の概略構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る四輪駆動車の駆動力伝達系を示す模式図である。
【００１４】
図１において、２は四輪駆動車、４は前輪、６は後輪である。この四輪駆動車２は、前側に横置きに内燃機関８を搭載し、クラッチ１０を介して変速機１２に連絡している。
【００１５】
変速機１２は、本発明の第１終減速機構の一例である前側終減速機構１４を介して前側差動機構１６に連絡している。前側差動機構１６は、前側デファレンシャルとも呼ばれる。本発明の第１差動機構の一例である前側差動機構１６は、前側車軸１８により前輪４に連絡している。また、変速機１２は、前側終減速機構１４を介してトランスファ２０に連絡し、プロペラ軸２２により後側終減速機構２４を介して後側差動機構２６に連絡している。本発明の第２差動機構の一例である後側差動機構２６は、後側車軸２８により後輪６に連絡している。すなわち、トランスファ２０及びプロペラ軸２２により、前側差動機構１６から後側差動機構２６に駆動力を伝達する前後輪駆動伝達機構が構成されている。なお、後側差動機構２６は、後側デファレンシャルとも呼ばれる。
【００１６】
四輪駆動車２の前側に横置きに搭載された内燃機関８の駆動力は、クランク軸３０によりクラッチ１０を介して変速機１２の変速入力軸３２に入力され、複数段の変速ギヤ列３４により所望のトルク・回転数に変換されて、本発明の出力軸の一例である変速出力軸３６に伝達される。変速出力軸３６は、カウンタシャフトとも呼ばれる。
【００１７】
変速出力軸３６は、その内燃機関８側の軸端に前側終減速ドライブギヤ３８が形成されている。変速出力軸３６の駆動力は、前側終減速機構１４の前側終減速ドライブギヤ３８とこの前側終減速ドライブギヤ３８に噛合する前側終減速ドリブンギヤ４０とにより、前側差動機構１６に伝達される。前側終減速ドライブギヤ３８は、カウンタファイナルギヤとも呼ばれる。また、前側終減速ドリブンギヤ４０は、ファイナルギヤとも呼ばれる。前側差動機構１６は前側差動ケース４２を備え、前側終減速ドリブンギヤ４０は、前側差動ケース４２に取付けられ、前側差動ケース４２と一体的に回転するように設けられている。前側終減速ドリブンギヤ４０により前側差動ケース４２に伝達された駆動力は、前側差動ケース４２に内蔵した前側差動ギヤ列４４により夫々前側車軸１８に伝達され、前輪４を駆動する。
【００１８】
また、前側終減速機構１４の前側終減速ドリブンギヤ４０には、トランスファ２０のトランスファドライブギヤ４６が噛合されている。前側終減速機構１４を介してトランスファドライブギヤ４６に分配して取出された駆動力は、四輪駆動車２の左右方向に延びるトランスファ入力軸４８に伝達され、トランスファ入力ギヤ５０とこのトランスファ入力ギヤ５０に噛合するトランスファ出力ギヤ５２とにより回転軸の方向が変更され、四輪駆動車２の前後方向に延びるトランスファ出力軸５４に伝達される。
【００１９】
トランスファ出力軸５４に伝達された駆動力は、プロペラ軸２２により、本発明の第２終減速機構の一例である後側終減速機構２４の後側終減速ドライブギヤ５６とこの後側終減速ドライブギヤ５６に噛合する後側終減速ドリブンギヤ５８とにより、本発明の第２差動機構の一例である後側差動機構２６に伝達される。後側差動機構２６は、後側差動ケース６０に後側終減速ドリブンギヤ５８を設けている。後側終減速ドリブンギヤ５８により後側差動ケース６０に伝達された駆動力は、内蔵した後側差動ギヤ列６２により夫々後側車軸２８に伝達され、後輪６を駆動する。
【００２０】
これにより、四輪駆動車２は、内燃機関８に連結された変速機１２の駆動力を、前側終減速機構１４を介し前側差動機構１６に伝達して前輪４を駆動するとともに、変速機１２の出力する駆動力を前側終減速機構１４を介しトランスファ２０に分配して入力し、このトランスファ２０の出力する駆動力をプロペラ軸２２により後側終減速機構２４を介し後側差動機構２６に伝達して後輪６を駆動する。
【００２１】
さらに、トランスファ入力軸４８には、前輪４に対する後輪６への駆動力の分配割合を変更するカップリング７０を設けている。
【００２２】
このように、四輪駆動車２は、前側差動機構１６の後側にトランスファ２０を配設し、このトランスファ２０のトランスファ入力軸４８を前側差動機構１６の前側差動ケース４２と並列に配設し、トランスファ入力軸４８にカップリング７０を設けている。
【００２３】
上述のような四輪駆動車２が、例えば、ブレーキ（図示せず）による減速中であってＡＢＳ（図示せず）が作動していない状態で、ドライ路面からウエット路面に進入したとき、前輪４がロックする恐れがあり、四輪駆動車２が走行中に前輪４が急停止（ロック）すると、前側車軸１８を介して前側終減速機構１４（前側デファレンシャル）の回転が急に止められ、内燃機関８の駆動力及び慣性力が変速機１２に作用し、変速機１２に衝撃荷重が発生することがある。さらに、四輪駆動車２の場合では、ウエット路面の前輪４はロックするが、未だドライ路面に位置する後輪６はロックせず、路面からの摩擦力による後輪６の回転力は維持されている場合がある。このとき、前輪４と後輪６との間の前後輪駆動伝達機構に衝撃荷重が発生する。
【００２４】
本発明者は、このような衝撃荷重による駆動伝達機構及び後側差動機構２６の破損を抑制するには、衝撃荷重に起因して四輪駆動車２の変速機１２で発生した、急激かつ過大なトルク（以下、「衝撃トルク」と記載する）を検出するようにし、当該トルクが検出されたならば、カップリング７０による後輪６への駆動力の配分をできるかぎり小さくして、前後輪駆動伝達機構にかかる衝撃荷重を抑制することが有効であることに気付いた。つまり、衝撃トルクが検出されたならば、カップリング７０による後輪６への駆動力の配分をできるかぎり小さくして前輪４の駆動伝達機構と後輪６の駆動伝達機構とを切り離し、前輪４と後輪６の差動を許容させるものである。
【００２５】
そして、本発明者は、変速機１２で発生した新たな衝撃トルクの検出について鋭意検討した結果、衝撃トルクによって、前側終減速ドライブギヤ３８と前側終減速ドリブンギヤ４０の噛み合い点に生じるスラスト力が、想定以上に大きくなり、両者の噛合部分において、前側終減速ドリブンギヤ４０がその回転軸方向に沿って変位することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２６】
すなわち、本発明に係るトルク検出装置の一態様は、変速機の出力軸と差動機構との間に配置された終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出するセンサと、前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対にスラスト力を生じさせるトルクを検出するトルク検出部と、を具備することを特徴とする。
【００２７】
この態様において、前記センサは、前記差動機構側の歯車の回転軸方向から見て前記差動機構側の歯車の回転軸心を中心として前記出力軸と点対称の位置における前記差動機構側の歯車の前記変位量を検出するように構成されていることが好ましい。
【００２８】
また、本発明に係るトルク検出方法の一態様は、変速機の出力軸と差動機構との間に配置された終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出する工程と、前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対にスラスト力を生じさせたトルクを検出（算出）する工程と、を具備することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の駆動力制御装置の一態様は、変速機が出力する駆動力を、第１終減速機構を介して第１差動機構に伝達すると共に、前記第１終減速機構、前後輪駆動伝達機構及び第２終減速機構を介して第２差動機構に伝達する四輪駆動車における駆動力制御装置であって、前記前後輪駆動伝達機構に設けられ、前記第１差動機構と前記第２差動機構とに伝達する前記駆動力の分配割合を変更するカップリングと、前記第１終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち前記第１差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出するセンサと、前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対のうち前記変速機の出力軸側の歯車にスラスト力を生じさせたトルクを検出するトルク検出部と、前記トルク検出部により検出された前記トルクに従って、前記カップリングを制御し、前記駆動力の分配割合を変更する分配割合変更部と、を具備する。
【００３０】
また、本発明の駆動力制御方法の一態様は、変速機が出力する駆動力を、第１終減速機構を介して第１差動機構に伝達すると共に、前記第１終減速機構、前後輪駆動伝達機構及び第２終減速機構を介して第２差動機構に伝達する四輪駆動車における駆動力制御方法であって、前記第１終減速機構に含まれる斜歯歯車対のうち前記第１差動機構側の歯車の回転軸方向の変位量を検出する工程と、前記変位量に基づいて、前記変速機で発生し、前記斜歯歯車対のうち前記変速機の出力軸側の歯車にスラスト力を生じさせたトルクを検出する工程と、前記トルクに従って、前記第１差動機構と前記第２差動機構とに伝達する前記駆動力の分配割合を変更する工程と、を具備することを特徴とする。
【００３１】
以下、本実施の形態に係るトルク検出装置について、図１を参照して詳細に説明する。
【００３２】
本実施の形態に係るトルク検出装置１００は、図１に示すように、センサ１０２と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０４と、で構成されている。
【００３３】
センサ１０２は、前側終減速ドリブンギヤ４０の変位量ｘを検出する。センサ１０２は、特に限定されないが、例えば、非接触検出方式の近接センサであることが好ましく、被検出対象物との距離を測定し、出力する測距センサが特に好ましい。センサ１０２は、後述のように、前側終減速ドリブンギヤ４０との距離ｄを検出し、距離ｄの値を示すデータ信号をＥＣＵ１０４に出力するように構成されていることが好ましい。
【００３４】
ＥＣＵ１０４は、本発明のトルク検出部及び分配割合変更部の一例である。ＥＣＵ１０４は、これら以外の四輪駆動車２に必要な各種制御を行うが、ここでは説明を省略する。本発明のトルク検出部及び分配割合変更部は、ＥＣＵ以外のコンピュータによって実現されても構わない。
【００３５】
ＥＣＵ１０４は、後述するように、距離ｄの変化量を前側終減速ドリブンギヤ４０の変位量ｘとし、駆動力の制御に利用する。
【００３６】
センサ１０２及びＥＣＵ１０４は、センサ１０２が出力したデータ信号がＥＣＵ１０４に入力されるように電気的に接続されている。ここで電気的に接続されているとは、有線であるか無線であるかは問わない。また、無線による接続には、電波、光、超音波等を利用したものが含まれる。
【００３７】
図２は、本実施の形態に係る前側終減速機構１４の要部拡大模式図である。図２に示すように、前側終減速機構１４は、前側終減速ドライブギヤ３８と、前側終減速ドライブギヤ３８に噛合する前側終減速ドリブンギヤ４０とを含んでいる。
【００３８】
前側終減速ドリブンギヤ４０は、前側差動機構１６の前側差動ケース４２に固定されている。そして、前側差動ケース４２は、軸受４３を介して変速機１２のケース（以下、「変速機ケース」と記載する）１３に回転自在に取り付けられている。軸受４３は、デフサイドベアリングとも呼ばれる。
【００３９】
前側終減速ドライブギヤ３８及び前側終減速ドリブンギヤ４０は、斜歯歯車対を構成している。斜歯歯車対は、歯筋が回転軸に対して同じ傾斜角度でねじれ方向が逆向きの斜歯歯車（以下、単に「歯車」とも記載する）を組み合わせており、ヘリカルギヤとも呼ばれる。ここで歯車は、例えば、歯筋がつるまき状である円筒歯車である。前側終減速ドライブギヤ３８が変速出力軸３６側の歯車であり、前側終減速ドリブンギヤ４０が前側差動機構１６側の歯車である。
【００４０】
斜歯歯車対において、回転を受け渡しするそれぞれの回転軸は平行であるが、歯筋が回転軸に対して傾斜している関係で、回転軸方向（スラスト方向）にお互いの歯車が逃げようとする分力（スラスト力）が発生する。なお、斜歯歯車対の使用に際しては、それぞれの歯車の発生するスラスト力を互いに打ち消し合うように複数の歯車を同軸上に配置するように構成されている。しかし、通常は、前側終減速ドリブンギヤ４０は単独で用いられるので、スラスト力を互いに打ち消し合う歯車が無く変位が発生する可能性がある。また、前側終減速ドリブンギヤ４０は、大径のギヤであり、取付けられた軸（前側差動ケース４２）の支持間隔（右側の軸受４３と左側の軸受４３との間隔）が比較的狭いことから、過大なトルクが作用したときに、前側終減速ドリブンギヤ４０や前側差動ケース４２が変形して、前側終減速ドリブンギヤ４０の変位が発生する可能性がある。
【００４１】
しかしながら、上述のように前輪４がロックしたことに起因して、前側終減速ドライブギヤ３８が取り付けられた変速出力軸３６に衝撃トルクが発生する。
【００４２】
より詳細には、走行中の四輪駆動車２において前輪４がロックすると、それまで回転していた前側終減速ドリブンギヤ４０が急停止する。これに対し、変速機１２の変速出力軸３６は、内燃機関８の駆動力や慣性力、及び変速機１２の慣性力により回転を続けるようとする。このため、回転を続けるようとする変速出力軸３６に取り付けられた前側終減速ドライブギヤ３８と、急停止した前側終減速ドリブンギヤ４０との噛み合いで、変速機１２の変速出力軸３６に衝撃トルクが発生する。
【００４３】
なお、衝撃トルクとは、上述のように、衝撃荷重に起因する急速かつ過大なトルクを意味し、想定した駆動トルクの大きさを超えていることを意味する。
【００４４】
このように衝撃トルクが発生すると、当該衝撃トルクによって前側終減速ドライブギヤ３８の前側終減速ドリブンギヤ４０との噛み合い点に生じるスラスト力（図２中矢印Ａで示す）が、前側終減速ドリブンギヤ４０に作用し、前側終減速ドリブンギヤ４０が回転軸心Ｏ１に対して傾くという現象が発生する。
【００４５】
本実施の形態では、図１、２に示すように、上述のような現象によって生じる前側終減速ドリブンギヤ４０の変位量ｘを検出するセンサ１０２を設けている。
【００４６】
図３は、本実施の形態に係るトルク検出装置１００におけるセンサ１０２の取付け位置を示す模式図である。センサ１０２の取付け位置は、特に限定されないが、図３に示すように、前側終減速ドリブンギヤ４０の回転軸方向から見て、前側終減速ドリブンギヤ４０の回転軸心Ｏ１を中心として、前側終減速ドライブギヤ３８の回転軸心Ｏ２と点対称の位置における前側終減速ドリブンギヤ４０の変位量ｘを検出するように、センサ１０２を取り付けることが好ましい。前側終減速ドリブンギヤ４０に関し、回転軸心Ｏ２と点対称の位置は、前側終減速ドライブギヤ３８との噛み合い点と同様に軸方向の変位量が大きな位置であり、精度よく変位量ｘを検出することができる。また、前側終減速ドライブギヤ３８との噛み合い点付近には、変速出力軸３６用の軸受が配置されることなどからセンサ１０２を取り付ける場所の確保が難しいが、回転軸心Ｏ２と点対称の位置は配置場所の制約が少ない。
【００４７】
より具体的には、センサ１０２は、図３に示すように、前側終減速ドリブンギヤ４０の回転軸方向から見て、前側終減速ドリブンギヤ４０の回転軸心Ｏ１を中心として、前側終減速ドライブギヤ３８の回転軸心Ｏ２と対称な位置に配置されている。さらに、図２に示すように、センサ１０２は、前側終減速ドリブンギヤ４０の側面部と対向するように配置されている。そして、センサ１０２は、前側終減速ドリブンギヤ４０の側面部との距離ｄを測定する。これにより、精度よく変位量ｘを検出することができる。
【００４８】
センサ１０２は、例えば、図２に示すように、変速機ケース１３に取り付けることができるが、特に限定されない。
【００４９】
本実施の形態に係るトルク検出装置１００において、ＥＣＵ１０４は、センサ１０２から入力されたデータ信号から距離ｄ（図２参照）の値を取得する。ＥＣＵ１０４は、距離ｄの変化量を、前側終減速ドリブンギヤ４０の変位量ｘとして算出する。例えば、ＥＣＵ１０４は、所定時間ごとに距離ｄを測定し、前回の距離ｄの測定値と今回の距離ｄの測定値との差をとり、距離ｄの変化量とすることができる。
【００５０】
さらに、ＥＣＵ１０４は、変位量ｘに基づいて、衝撃トルクを算出する。図４は、本実施の形態に係るトルク検出装置１００に用いられる衝撃トルクを算出するためのグラフの一例を示す説明図である。衝撃トルク（Ｎｍ）の求め方は特に限定されないが、例えば、ＥＣＵ１０４のメモリ（不図示）に、図４に示すような、予め測定された変位量ｘ（ｍｍ）と衝撃トルク（Ｎｍ）との関係を示すグラフを記憶し、これを用いて、変位量ｘに対応する衝撃トルクを算出することができる。グラフに代えて、それに相当するテーブル、関数等を用いてもよい。本発明におけるトルクの検出には、上述のようにトルクを算出することが含まれる。
【００５１】
また、ＥＣＵ１０４は、カップリング７０に電気的に接続され、ＥＣＵ１０４からの制御信号をカップリング７０に出力し、カップリング７０による前側差動機構１６と後側差動機構２６とに伝達する駆動力の分配割合を制御できるように構成されている。より具体的には、例えば、カップリング７０は、公知の電子制御カップリングであり、ＥＣＵ１０４からの制御信号に応じ、係合電流を制御し、カップリング７０における係合力を変更できる。
【００５２】
すなわち、本実施の形態に係る駆動力制御装置は、センサ１０２と、トルク検出部及び分配割合変更部を構成するＥＣＵ１０４と、を具備する。
【００５３】
ＥＣＵ１０４は、衝撃トルクに従って前側差動機構１６と後側差動機構２６とに伝達する駆動力の分配割合を変更する。例えば、ＥＣＵ１０４は、衝撃トルクが所定値を超える場合に、後側差動機構２６に伝達する駆動力の割合をゼロとする。言い換えれば、ＥＣＵ１０４は、衝撃トルクが所定値を超える場合、カップリング７０を完全開放し、その締結力をゼロとする。これにより、後輪６を、変速機１２及び前側差動機構１６での回転から切り離し、衝撃荷重が、トランスファ２０、プロペラ軸２２及び後側差動機構２６に作用しないようにできる。この結果、トランスファ２０、プロペラ軸２２及び後側差動機構２６の損傷を抑制することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態にかかるトルク検出装置１００によれば、変速機１２で発生する急激かつ過大なトルクを簡単な構成で検出できる。
【００５５】
また、本実施の形態にかかるトルク検出装置１００及びトルク検出方法によれば、センサ１０２は、図３に示すように、斜歯歯車対を構成する前側終減速ドライブギヤ３８及び前側終減速ドリブンギヤ４０のうち、前側終減速ドリブンギヤ４０の回転軸方向から見て前側終減速ドリブンギヤ４０の回転軸心Ｏ１を中心として、前側終減速ドライブギヤ３８の回転軸心Ｏ２と点対称の位置における前側終減速ドリブンギヤ４０の変位量ｘを検出するように構成されている。
【００５６】
これにより、前側終減速ドリブンギヤ４０の変位が大きいところで、変位量ｘを検出するので、変位の検出が容易になる。また、変速機１２（図１参照）の後下方であって、前側差動機構１６の側面部にセンサ１０２を取り付けられるので、比較的配置場所の自由度があり、センサ１０２の取り付け位置の調整が容易になる。
【００５７】
また、本実施の形態にかかる駆動力制御装置及び駆動力制御方法によれば、上述のようなトルク検出装置及びトルク検出方法により、前側終減速ドリブンギヤ４０の変位量ｘに基づいて衝撃トルクを検出できるので、衝撃トルクが検出された場合にカップリング７０による後側差動機構２６への配分割合を変更し、その締結力をゼロとする。これにより、後輪６を、変速機１２及び前側差動機構１６での回転から切り離し、衝撃荷重が、トランスファ２０、プロペラ軸２２及び後側差動機構２６に作用しないようにできる。この結果、トランスファ２０、プロペラ軸２２及び後側差動機構２６の部品の損傷を抑制することができる。
【００５８】
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
【００５９】
例えば、上記実施の形態では、ＥＣＵ１０４は、衝撃トルクが検出された場合、カップリング７０を完全開放しているが、必ずしも完全開放である必要はなく、後側差動機構２６へ伝達する駆動力の割合を小さくし、衝撃荷重によるトランスファ２０、プロペラ軸２２及び後側差動機構２６の損傷を抑制できればよい。
【００６０】
また、上記実施の形態では、ＥＣＵ１０４は、変位量ｘから求めた衝撃トルクが所定値を超える場合、衝撃トルクが検出されたと判定している。しかし、変位量ｘが所定値を超えた場合に衝撃トルクが検知されたと判定してもよいし、距離ｄが所定値よりも小さくなった場合に衝撃トルクが検知されたと判定しもよい。すなわち、ＥＣＵ１０４が実際に衝撃トルクの値を求めなくても、ＥＣＵ１０４は、衝撃トルクが発生したことを判定できれば足りる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上説明したように、本発明は、変速機で発生する急激かつ過大なトルクを簡単な構成で検出できるという効果を有し、特に、四輪駆動車の駆動力制御に有用である。
【符号の説明】
【００６２】
２  四輪駆動車
４  前輪
６  後輪
１２  変速機
１３  変速機ケース
１４  前側終減速機構（第１終減速機構）
１６  前側差動機構（第１差動機構）
２０  トランスファ
２２  プロペラ軸
２４  後側終減速機構（第２終減速機構）
２６  後側差動機構（第２差動機構）
３６  変速出力軸（出力軸）
３８  前側終減速ドライブギヤ（斜歯歯車対、歯車）
４０  前側終減速ドリブンギヤ（斜歯歯車対、歯車）
４２  前側差動ケース
７０  カップリング
１００  トルク検出装置
１０２  センサ
１０４  ＥＣＵ（トルク検出部、分配割合変更部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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