(57)【要約】【課題】製造上の誤差によるクラッチ伝達トルク特性のバラツキの影響に左右されることなく、クラッチ伝達制御を可能としたクラッチ制御装置を提供する。【解決手段】モータ電流に対する誘起トルクと加減速に伴う慣性トルクとの差に基づいてモータの出力トルクを演算する手段５３，５４と、モータ出力トルクから、多板クラッチの伝達トルクを推定する手段５５とを有しており、推定トルクと目標トルクの偏差に応じて、推定値を目標値に一致させるべくモータの正逆回転駆動を制御する。【選択図】図３
2011106670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達軸上に設けられた多板クラッチと、
前記多板クラッチに対する押圧操作を介して伝達されるトルクを付与するモータと、
前記モータの電流を検出する電流検出手段と、
前記モータの加速度を検出する加速度検出手段と、
前記モータの電流に対する誘起トルクを演算する手段と、
前記モータ加速度から、加減速に伴う慣性トルクを演算する手段と、
前記誘起トルク及び前記慣性トルクの差に基づいて前記モータの出力トルクを演算する手段と、
前記モータ出力トルクから、前記多板クラッチが伝達するトルクを推定するトルク推定手段と、
前記推定トルクと目標トルクの偏差に応じて、前記推定トルクを前記目標トルクに一致させるべく前記モータの正逆回転駆動を制御する手段とを備えてなることを特徴とするクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記モータの正方向回転時に前記モータ出力トルクに対する第１の伝達トルクを表す第１の推定トルク線、及び前記モータの逆方向回転時に前記モータ出力トルクに対する第２の伝達トルクを表す第２の推定トルク線を設定し、
前記モータの回転又は停止状態、及び回転時における回転方向を判別する判別手段を更に備え、
前記トルク推定手段は、前記判別手段の判別結果に基づいて、前記モータの正方向回転時には前記第１の推定トルク線上において前記第１の伝達トルクを推定し、前記モータの逆方向回転時には前記第２の推定トルク線上において前記第２の伝達トルクを推定し、前記モータの停止時には、停止する直前のトルク推定値を保持するように構成されてなることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記加速度検出手段は、前記モータに設けた位置検出器の信号から回転速度を求め、得られた前記回転速度を微分演算して前記モータの加速度を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載のクラッチ制御装置。
【請求項４】
前記加速度検出手段は、前記モータの回転により誘起される電圧に基づいて前記モータの加速度を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載のクラッチ制御装置。
【請求項５】
前記加速度検出手段は、前記モータの入力電圧、モータ電流、回路定数、及び逆起電力定数に基づいて回転速度を求め、得られた前記回転速度を微分演算して前記モータの加速度を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載のクラッチ制御装置。
【請求項６】
前記多板クラッチにおける最大トルク相当のモータ回転位置を越えないように制限する手段を有してなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置。
【請求項７】
前記多板クラッチにおける最小トルク相当の前記モータ回転位置からトルク伝達領域に向けて最大トルク相当の電流により前記モータを駆動し、当該モータが静止した位置を多板クラッチ最大トルク位置とすることを特徴とする請求項６に記載のクラッチ制御装置。
【請求項８】
前記モータに流れる電流に対して低周波のディザー信号を加えることを特徴とする請求項７に記載のクラッチ制御装置。
【請求項９】
前記多板クラッチにおける最小トルク相当のモータ回転位置を越えて戻らないように制限する手段を有してなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置。
【請求項１０】
前記多板クラッチを押し付けないフリー位置からトルク伝達領域に向けて一定電圧により前記モータを駆動し、所定以上の減速度が発生した位置を多板クラッチ最小トルク位置とすることを特徴とする請求項９に記載のクラッチ制御装置。
【請求項１１】
前記モータに流す電流と当該電流に対する誘起トルクを計測し、その計測により得られたバラツキを所定範囲に層別使用するための層別区分に従い選別し、その選別した層別ランクを識別する手段を有するとともに、前記層別ランクを認識させる手段を有してなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置。
【請求項１２】
前記モータの正逆回転駆動を制御する手段により前記モータに所定の電流を流し、そのときの電流検出信号を所定の電流であると認識させる手段を有してなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置。
【請求項１３】
前記モータの正逆回転駆動を制御する手段により前記モータに電流を流したときの前記モータの発生トルクを計測し、そのときの電流検出信号を前記モータの発生トルクに相当する電流であると認識させる手段を有してなり、
前記モータ及び前記モータの正逆回転駆動を制御する手段を一組として使用することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば第１伝達部材と第２伝達部材との間に設けられたクラッチの伝達トルクを制御するクラッチ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、４輪駆動車両の動力伝達機構の一例としては、例えばエンジンの駆動力が伝達される入力軸と、入力軸の駆動力を後輪へ伝達する第１出力軸と、第１出力軸の駆動力を前輪へ伝達する第２出力軸と、この第１出力軸と第２出力軸とのトルク配分比を調整する摩擦クラッチとを備えた動力伝達機構がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載された従来の動力伝達機構には、モータ及び減速機の回転変位を軸方向変位に変換する変換機構を介して第１出力軸の軸方向に移動する押圧板が設けられている。この押圧板の押圧操作により摩擦クラッチの伝達トルクが制御される構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平４−５０６６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の動力伝達機構においては、摩擦クラッチの伝達トルクがモータ電流に比例することを前提とし、モータ電流を制御することで後輪側への伝達トルクを調整している。しかし、モータの回転速度が変化する際には、実際にモータから出力されるトルクは、モータ電流により誘起されるトルクからモータを加速するために必要なトルクを差し引いたものとなり、モータ電流のみから求められる摩擦クラッチの伝達トルクの計算値と実際の伝達トルクとの間に誤差が生じる。この誤差は、モータの加減速度を大きくして伝達トルクの高い応答性を得ようとする場合に特に顕著となる。
【０００６】
そこで、本発明は、クラッチによる伝達トルクを高精度に制御することが可能なクラッチ制御装置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】
【０００７】
［１］本発明は、上記目的を達成するため、動力伝達軸上に設けられた多板クラッチと、前記多板クラッチに対する押圧操作を介して伝達されるトルクを付与するモータと、前記モータの電流を検出する電流検出手段と、前記モータの加速度を検出する加速度検出手段と、前記モータ電流に対する誘起トルクを演算する手段と、前記モータ加速度から、加減速に伴う慣性トルクを演算する手段と、前記誘起トルク及び前記慣性トルクの差に基づいて前記モータの出力トルクを演算する手段と、前記モータ出力トルクから、前記多板クラッチが伝達するトルクを推定するトルク推定手段と、前記推定トルクと目標トルクの偏差に応じて、前記推定トルクを前記目標トルクに一致させるべく前記モータの正逆回転駆動を制御する手段とを備えてなることを特徴とするクラッチ制御装置にある。
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記モータの正方向回転時に前記モータ出力トルクに対する第１の伝達トルクを表す第１の推定トルク線、及び前記モータの逆方向回転時に前記モータ出力トルクに対する第２の伝達トルクを表す第２の推定トルク線を設定し、前記モータの回転又は停止状態、及び回転時における回転方向を判別する判別手段を更に備え、前記トルク推定手段は、前記判別手段の判別結果に基づいて、前記モータの正方向回転時には前記第１の推定トルク線上において前記第１の伝達トルクを推定し、前記モータの逆方向回転時には前記第２の推定トルク線上において前記第２の伝達トルクを推定し、前記モータの停止時には、停止する直前のトルク推定値を保持するように構成されてなることを特徴としている。
［３］上記［１］記載の発明にあって、前記加速度検出手段は、前記モータに設けた位置検出器の信号から回転速度を求め、得られた前記回転速度を微分演算して前記モータの加速度を求めることを特徴としている。
［４］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記加速度検出手段は、前記モータの回転により誘起される電圧に基づいて前記モータの加速度を求めることを特徴としている。
［５］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記加速度検出手段は、前記モータの入力電圧、モータ電流、回路定数、及び逆起電力定数に基づいて回転速度を求め、得られた前記回転速度を微分演算して前記モータの加速度を求めることを特徴としている。
［６］上記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の発明にあって、前記多板クラッチにおける最大トルク相当のモータ回転位置を越えないように制限する手段を有してなることを特徴としている。
［７］上記［６］記載の発明にあって、前記多板クラッチにおける最小トルク相当の前記モータ回転位置からトルク伝達領域に向けて最大トルク相当の電流により前記モータを駆動し、当該モータが静止した位置を多板クラッチ最大トルク位置とすることを特徴としている。
［８］上記［７］記載の発明にあって、前記モータに流れる電流に対して低周波のディザー信号を加えることを特徴としている。
［９］上記［１］〜［８］のいずれか１つに記載の発明にあって、前記多板クラッチにおける最小トルク相当のモータ回転位置を越えて戻らないように制限する手段を有してなることを特徴としている。
［１０］上記［９］記載の発明にあって、前記多板クラッチを押し付けないフリー位置からトルク伝達領域に向けて一定電圧により前記モータを駆動し、所定以上の減速度が発生した位置を多板クラッチ最小トルク位置とすることを特徴としている。
［１１］上記［１］〜［１０］のいずれか１つに記載の発明にあって、前記モータに流す電流と当該電流に対する誘起トルクを計測し、その計測により得られたバラツキを所定範囲に層別使用するための層別区分に従い選別し、その選別した層別ランクを識別する手段を有するとともに、前記層別ランクを認識させる手段を有してなることを特徴としている。
［１２］上記［１］〜［１１］のいずれかに記載の発明にあって、前記モータの正逆回転駆動を制御する手段に所定の電流を流し、そのときの電流検出信号を所定の電流であると認識させる手段を有してなることを特徴としている。
［１３］上記［１］〜［１２］のいずれかに記載の発明にあって、前記モータの正逆回転駆動を制御する手段により前記モータに電流を流したときの前記モータの発生トルクを計測し、そのときの電流検出信号を前記モータの発生トルクに相当する電流であると認識させる手段を有してなり、前記モータ及び前記モータの正逆回転駆動を制御する手段を一組として使用することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、本発明は、クラッチによる伝達トルクを高精度に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係る四輪駆動車の動力伝達系を簡略的に示す説明図である。
【図２】第１の実施の形態に係るトランスファの内部構造を模式的に示す一部断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るトランスファの制御系を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係る伝達トルク値を推定計算する一例を示すブロック図である。
【図５】第１の実施の形態に係るモータ回転位置とクラッチ伝達トルクとの関係を示す図である。
【図６】（ａ）は、図５に示す特性曲線に最小トルク相当のモータ回転位置を検出する一例を説明するための図であり、（ｂ）は、最大トルク相当のモータ回転位置を検出する一例を説明するための図である。
【図７】第１の実施の形態に係るモータ駆動制御装置の一例を示す図である。
【図８】（ａ）は、第２の実施の形態に係るモータ及びその周辺部の構成例を模式的に示す概略図であり、（ｂ）は、発電機及び速度検出回路の構成例を示す回路図である。
【図９】第２の実施の形態に係るトランスファの制御系を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施の形態に係るトランスファの制御系を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
（車両の動力伝達系の全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）タイプの四輪駆動車の全体構成を模式的に示している。この四輪駆動車１は、エンジン２と、変速動作を行うトランスミッション３と、エンジン２の駆動力がトランスミッション３を介して伝達されるセンタードライブシャフト４と、センタードライブシャフト４の駆動力が入力されるトランスファ５と、トランスファ５によりエンジン２の駆動力が所定の配分比で出力されるフロントドライブシャフト６及びリヤドライブシャフト７とを備えている。フロントドライブシャフト６の駆動力は、フロントデファレンシャル８を介して左右一対の前輪９，９に伝達される。リヤドライブシャフト７の駆動力は、リヤデファレンシャル１０を介して左右一対の後輪１１，１１に伝達される。
【００１２】
トランスファ５は、図１及び図２に示すように、センタードライブシャフト４と一体に回転する図示しない入力軸と、フロントドライブシャフト６に接続される同じく図示を省略した前輪用出力軸と、リヤドライブシャフト７に接続される後輪用出力軸１２とを備えている。後輪用出力軸１２は、ボールベアリング１４を介してケース１３に回転自在に支持されている。入力軸と前輪用出力軸のそれぞれは、後輪用出力軸１２と同様に、図示しないボールベアリングを介してケース１３に回転自在に支持されている。
【００１３】
入力軸は後輪用出力軸１２と同一軸上に配されており、入力軸の駆動力は図示しない副変速機を介して後輪用出力軸１２に伝達されるようになっている。後輪用出力軸１２の入力側には、後輪用出力軸１２に対して回転自在なスプロケット１５が設けられている。一方、前輪用出力軸は、後輪用出力軸１２と平行に配されている。前輪用出力軸の外周に固定された図示しないスプロケットと後輪用出力軸１２のスプロケット１５にはチェーンベルト１６が巻回されている。後輪用出力軸１２からスプロケット１５に駆動力が伝達されると、チェーンベルト１６を介して前輪用出力軸が回転駆動するようになっている。
【００１４】
（トランスファの構成）
トランスファ５のケース１３内には、図２に示すように、トルク配分クラッチとして機能するクラッチ機構１８が設けられている。図示例によるクラッチ機構１８は、後輪用出力軸１２と前輪用出力軸とを断続するための多板式の摩擦クラッチ１９と、摩擦クラッチ１９の押圧及び開放を行うクラッチ押付部材２０と、モータ２５の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１７とを備えている。これらの構成部材により前後輪間の駆動力配分比が制御される。
【００１５】
摩擦クラッチ１９は、図２に示すように、トルク伝達を行う多数枚のクラッチプレートを有している。このクラッチプレートは、スプロケット１５に固定されたクラッチドラム２１と、後輪用出力軸１２の外周に固定されたクラッチハブ２２との間に形成された第１環状空間内に軸方向移動自在に支持されている。クラッチ押付部材２０は、摩擦クラッチ１９の締結力を調整する。クラッチ押付部材２０は、クラッチドラム２１とクラッチハブ２２との間の第２環状空間内に設けられたリターンスプリング２３により摩擦クラッチ１９の開放方向に付勢されており、アクチュエータ２４の駆動により軸方向へ移動されるようになっている。アクチュエータ２４は、モータ２５と、モータ２５の出力を減速する減速機２６とを備えている。減速機２６はケース１３に固定されるとともに、モータ２５は図示しないブラケットを介してケース１３に固定されている。
【００１６】
運動変換機構１７は、図２に示すように、摩擦クラッチ１９のクラッチ締結力を無段階に調整するボールカムからなる。このボールカムは、駆動側の第１カムプレート２８、反力側の第２カムプレート２９、及びボール３０を有する。第１カムプレート２８は、クラッチ押付部材２０にスラスト軸受３１を介して配されており、後輪用出力軸１２の外周まわりに回転自在に支持されている。第１カムプレート２８の先端は、減速機２６の出力軸２６ａに接続されたピニオンギヤ２７と噛み合わされている。一方の第２カムプレート２９は、固定部材３２にスラスト軸受３３を介して配されており、後輪用出力軸１２の外周に回転自在に支持されている。このカムプレート２８，２９が互いに対向するカム面には、その回転中心を中心とする同一円周上に所定の位相差をもって傾斜溝状をなす複数のボールカム溝２８ａ，２９ａがそれぞれ形成されている。ボールカム溝２８ａ，２９ａ内にはボール３０が回動自在に挟持されている。
【００１７】
摩擦クラッチ１９を締結する場合は、第１カムプレート２８の先端が減速機２６のピニオンギヤ２７を介して回転駆動することで、第１カムプレート２８が第２カムプレート２９に対して回転駆動される。第１カムプレート２８が回転駆動すると、第１カムプレート２８は、ボールカム溝２８ａ，２９ａ内のボール３０による押圧を受けながら、後輪出力軸１２の軸方向に移動する。第１カムプレート２８が軸方向に移動すると、クラッチ押付部材２０は、後輪出力軸１２の軸方向に押されて摩擦クラッチ１９を押す。一方、摩擦クラッチ１９の締結を解除する場合は、減速機２６のピニオンギヤ２７が逆方向に回転駆動することで、上記操作とは逆の操作を行うことになる。これにより、クラッチ押付部材２０は上記操作とは逆の軸方向へ移動する。
【００１８】
（クラッチ制御装置の構成）
以上のように構成された第１の実施の形態に係るトランスファ５、運動変換機構１７、及びクラッチ機構１８等の構成部分は、従来周知の構成と変わるところはない。従って、本発明は、これらの構成に限定されるものではない。この第１の実施の形態は、摩擦クラッチ１９の荷重を検出する荷重センサを排除してクラッチ伝達トルクを制御する構成に特徴部を有している。
【００１９】
本発明に係るクラッチ制御機構にあっては図示例に特定されるものではないが、以下、図３〜図７を参照しながら、エンジン２から前後輪９，１１の間に伝達される駆動力配分比を制御するクラッチ制御機構を有する４輪駆動車において、クラッチ伝達トルクを制御する一構成例について説明する。
【００２０】
トランスファ５によるフロントドライブシャフト６及びリヤドライブシャフト７への駆動力配分比は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０により決定される。このＥＣＵ４０は、図３に示すように、ステアリングの舵角を検出する舵角センサ４１、乗員により操作される操作スイッチ４２、車両の速度を検出する車速センサ４３、車両の横方向加速度を検出する加速度センサ４４、前輪９の回転数を検出する前輪回転センサ４５、後輪１１の回転数を検出する後輪回転センサ４６、エンジン２におけるスロットル開度を検出するスロットルセンサ４７、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転センサ４８等の各種のセンサに電気的に接続されている。
【００２１】
このＥＣＵ４０は、図３に示すように、モード入力部５０と、車両状態入力部５１と、目標トルク演算部５２とを有している。モード入力部５０には、操作スイッチ４２からの信号が入力される。車両状態入力部５１には、各種のセンサ４１，４３〜４８等からの信号が入力される。目標トルク演算部５２は、モード入力部５０及び車両状態入力部５１に入力された信号に基づいてフロントドライブシャフト６及びリヤドライブシャフト７に要求されるトルク（以下、目標トルクという。）を演算する。
【００２２】
ＥＣＵ４０は、図１及び図３に示すように、操作スイッチ４２に入力されたモードに従ってトランスファ５の制御を行う。このモードの一例としては、例えば２ＷＤモード、４ＷＤオートモード、及び４ＷＤロックモードの３つのモードが挙げられる。操作スイッチ４２により２ＷＤモードが選択されると、リヤドライブシャフト７に全ての駆動力が伝達され、フロントドライブシャフト６には駆動力が伝達されないようにＥＣＵ４０がトランスファ５を制御する。操作スイッチ４２により４ＷＤロックモードが選択されると、フロントドライブシャフト６とリヤドライブシャフト７とには５０：５０の割合で駆動力が伝達されるようにＥＣＵ４０がトランスファ５を制御する。操作スイッチ４２により４ＷＤオートモードが選択されると、舵角センサ４１、車速センサ４３、加速度センサ４４、前輪回転センサ４５、後輪回転センサ４６、スロットルセンサ４７やエンジン回転センサ４８等の車両の状態に応じて、フロントドライブシャフト６及びリヤドライブシャフト７へ伝達される駆動力の配分を調整するようにＥＣＵ４０がトランスファ５を制御する。
【００２３】
アクチュエータ２４のモータ２５は、図３に示すように、ＥＣＵ４０からの信号に基づいて制御される。モータ２５の回転軸には、回転方向、回転位置（回転角）や回転速度（回転数）等を検出する回転検出器である２個のパルスセンサ４９が設けられている。パルスセンサ４９の一例としては、例えば光学式ロータリエンコーダ、あるいは磁気式ロータリエンコーダ等が使用される。
【００２４】
ＥＣＵ４０は更に、図３に示すように、モータ電流入力部５３と、モータ速度入力部５４と、推定トルク演算部５５とを有している。モータ電流入力部５３は、電流センサにより検出されるモータ電流の検出値を算出する。モータ速度入力部５４は、パルスセンサ４９により検出されるパルス信号に基づきモータ回転速度（モータ角速度）を検出する。推定トルク演算部５５は、モータ電流入力部５３及びモータ速度入力部５４からの信号に基づいて、推定される伝達トルク（以下、推定トルクという。）を推定計算する。
【００２５】
ＥＣＵ４０は更に、図３に示すように、加減算部５６と、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御部５７と、電流出力部５８とを有している。加減算部５６は、目標トルク演算部５２の目標トルク及び推定トルク演算部５５の推定トルクの偏差を求める。ＰＩＤ制御部５７は、加減算部５６からの偏差に基づいて推定トルクが目標トルクに一致するように制御する。電流出力部５８は、ＰＩＤ制御部５７からの駆動パルス信号（デューティ信号）をモータ駆動回路に供給してモータ２５を駆動する。
【００２６】
（推定トルク演算部の構成）
図４を参照すると、図４には推定トルク演算部５５の一構成例が機能的にブロック化して示されている。同図において、推定トルク演算部５５は、モータ発生トルク演算部５９と、モータ加速度演算部６０と、モータ慣性トルク演算部６１と、加減算部６２と、モータ状態判定部６３と、伝達トルク推定部６４とにより構成される。
【００２７】
モータ発生トルク演算部５９は、図４に示すように、モータ電流入力部５３で得られたモータ電流検出値に所定のトルク定数を乗じてモータ発生トルク（以下、誘起トルクともいう。）を演算し、加減算部６２のプラス側へ出力する。以下に、モータ発生トルクの演算式（１）を示す。
モータ発生トルク＝トルク定数×モータ電流  ……（１）
【００２８】
モータ加速度演算部６０は、図４に示すように、モータ速度入力部５４で得られたモータ回転速度（モータ角速度）を微分してモータ加速度（モータ角加速度）を求める。モータ慣性トルク演算部６１は、モータ加速度演算部６０を介して入力されるモータ加速度（モータ角加速度）に所定のモータ・イナーシャを乗じてモータ加減速に伴うモータ慣性トルク（以下、加減速トルクともいう。）を演算し、加減算部６２のマイナス側へ出力する。以下に、慣性トルクの演算式（２）を示す。
モータ慣性トルク＝モータ・イナーシャ×モータ角加速度  ……（２）
【００２９】
加減算部６２は、図４に示すように、加減速トルクをモータ発生トルクから除去し、実際の出力としてモータ出力トルクを出力する。以下に、モータ出力トルクの演算式（３）を示す。
モータ出力トルク＝モータ発生トルク−加減速トルク  ……（３）
【００３０】
モータ状態判定部６３は、図４に示すように、例えばモータ回転軸に対向して配された一対のパルスセンサ４９から位相差をもって出力される第１検出信号のレベルと第２検出信号のレベルとの推移に基づいてモータ２５が正回転状態、逆回転状態、あるいは停止状態であるかを定法に従い判定し、モータ２５の回転数や回転方向等のモータ状態を表す信号を出力する。
【００３１】
より具体的には、モータ状態判定部６３は、所定時間内に一対のパルスセンサ４９の何れの信号も変化しない場合にはモータ２５が停止状態であると判定し、この所定時間内に一対のパルスセンサ４９の少なくとも何れかの信号が変化すれば回転状態であると判定する。また、モータ状態判定部６３は、モータ２５が回転状態である場合には、一対のパルスセンサ４９のうちの一方及び他方のいずれの信号の位相が進んでいるかに基づいてモータ２５の回転方向を判定する。
【００３２】
伝達トルク推定部６４は、図４に示すように、モータ出力トルクに対する推定トルクの関数として形成される推定トルク−モータ出力トルク特性が４つのコーナー点を有する推定トルク設定マップとして保持されている。伝達トルク推定部６４では、加減算部６２からのモータ出力トルク信号とモータ状態判定部６３からのモータ状態信号とを入力して、モータ出力トルクに対する推定トルクを求め、摩擦クラッチ１９の推定トルク値を加減算部５６のマイナス側へ出力する。
【００３３】
（推定トルク設定マップの構成）
ところで、摩擦クラッチ押付機構であるクラッチ機構１８にフリクションがない場合には、伝達トルクはモータ正逆回転ともに同じ線を描いて変化するが、実際にはフリクションがあるため、図４に示す推定トルク設定マップのグラフで示すように、モータ正方向回転時には余分なモータ出力トルクを必要とする。モータ逆方向回転時にはフリクションが逆に作用するため、モータ出力トルク以上の伝達トルクが残る。このような傾向を踏まえて、推定トルク設定マップが作成される。
【００３４】
この推定トルク設定マップの構成は、図４に示すように、クラッチ伝達トルクを推定するのにクラッチ機構１８の剛性曲線を使用することなく、例えば電流や回転数などのモータ情報のみで伝達トルクを推定計算し、その推定トルク値（以下、トルク推定値ともいう。）をフィードバックすることで、推定トルクが目標トルクに一致するようにモータ正逆回転駆動を制御することに特徴部を有している。図示例では、推定トルク演算部５５の推定トルクと目標トルク演算部５２の目標トルクとの偏差がゼロとなるようにフィードバック制御が行われ、モータ２５が回転駆動される。
【００３５】
この推定トルク設定マップは、図４に示すように、クラッチ締結状態となるモータ正方向回転時にモータ出力トルクに対する第１の伝達トルクを表す第１の推定トルク線Ｔ１と、クラッチ締結解除状態となるモータ逆方向回転時にモータ出力トルクに対する第２の伝達トルクを表す第２の推定トルク線Ｔ２とにより基本的に構成される。この推定トルク設定マップに従い、モータ正方向回転時には、第１の推定トルク線Ｔ１上において第１の伝達トルクが推定計算され、モータ逆方向回転時には、第２の推定トルク線Ｔ２上において第２の伝達トルクが推定計算される。モータ正逆回転停止時においては、停止する直前のトルク推定値Ｔ１ａ，Ｔ２ａのそれぞれが保持されるようになっている。なお、このトルク推定値Ｔ１ａ及びＴ２ａは、目標トルクの変化により推定トルク線Ｔ１及びＴ２上における任意の位置に変化するものであり、図示例に特定されるものではない。
【００３６】
図示例によると、モータ回転方向を正方向から逆方向に変化させる場合は、モータ正方向回転でトルク推定値Ｔ１ａに達した後にモータ出力トルクを減少させても、フリクションが大きいので、モータ２５は回転することができないが、伝達トルクをトルク推定値Ｔ１ａに保持したままの状態で、推定トルク線Ｔ３に沿ってモータ出力トルクがトルク推定値Ｔ１ｂに減少した時に初めて、モータ２５は逆回転駆動し、推定トルク線Ｔ２に沿ってトルク推定値Ｔ１ｂからＴ２ａへ変化する。
【００３７】
一方、モータ回転方向を逆方向から正方向に変化させる場合は、モータ逆方向回転でトルク推定値Ｔ２ａに達した後に、伝達トルクをトルク推定値Ｔ２ａに保持したままの状態で、推定トルク線Ｔ４に沿ってモータ出力トルクがトルク推定値Ｔ２ｂに増大した時に始めて、モータ２５は正回転駆動し、推定トルク線Ｔ１に沿って伝達トルクが変化する。
【００３８】
（第１の実施の形態の効果）
以上のように構成された第１の実施の形態に係るクラッチ制御装置では、モータ出力トルクに対する推定トルクの関数として形成される推定トルク設定マップを検索することで、クラッチ制御機構を制御するための情報を得ているので、以下の効果が得られる。
（１）摩擦クラッチ押付系の剛性バラツキの影響を受けないため、剛性バラツキに関係する部品の精度を高くする必要がなくなり、製造コストを低減することができる。
（２）高トルク領域でも、伝達トルク誤差を小さくすることができ、４ＷＤ車に適用した場合には駆動伝達系の強度及び剛性を必要以上に高める必要がなくなり、小型軽量化や低コスト化を達成することができる。
【００３９】
図５を参照すると、図５には上記第１の実施の形態に係るクラッチ制御装置を４ＷＤ車に適用した場合のモータ回転位置と４ＷＤオートモードでの伝達トルク制御領域が概念的に示されている。
【００４０】
図５において、グラフ上にプロットしたＡ点は、モータ２５の回転変位がゼロの状態となる初期位置（２ＷＤモード位置）を示している。この２ＷＤモード位置においては、モータ出力軸の回転変位をゼロ位置に固定して摩擦クラッチ１９が非締結となるように設定される。Ａ点−Ｂ点の間は、摩擦クラッチ１９のクラッチプレート同士に隙間が開いたクラッチ締結解除状態（フリー）となるようにクラッチ隙間領域として設定されており、モータ出力軸の回転変位が増大しても、推定トルクはゼロのままの状態である動作制限領域となる。この動作制限領域では、クラッチ押付部材２０の移動に伴いリターンスプリング２３が圧縮されていくので、モータ出力トルクは増大するものの、摩擦クラッチ１９を押し付けていないため、伝達トルクはゼロのままの状態である。Ｂ点は推定トルクの最小トルク位置を示し、Ｃ点は推定トルクの最大トルク位置を示している。Ｂ点−Ｃ点の間は、トルク制御領域となる。
【００４１】
図５に示すグラフ上のＢ点である推定トルクの最小トルク位置は、クラッチ押付部材２０が摩擦クラッチ１９のクラッチプレートに当接する４ＷＤモード開始位置（以下、４ＷＤフルタイムモードの原点ともいう。）となるように設定されている。Ｂ点−Ｃ点の間であるトルク制御領域は、４ＷＤオートモード（以下、４ＷＤフルタイムモードともいう。）位置であり、車両状態に応じて摩擦クラッチ１９の締結力が変化するように設定されている。Ｃ点である推定トルクの最大トルク位置は、４ＷＤロックモード位置であり、クラッチ押付部材２０が摩擦クラッチ１９を押し付けているときの摩擦クラッチ１９の締結力が最大となるように設定されている。
【００４２】
（モータの下限回転位置の制限処理）
ところで、モータ２５が、図５に示す動作制限領域（グラフ上のＡ点−Ｂ点）上を回転変位しているときは、クラッチ締結解除状態となっているので、伝達トルクはゼロのままの状態であり、制御上ではモータ回転位置が定まらず、２ＷＤ位置（グラフ上のＡ点）まで逆戻りしてしまう場合がある。このような場合において目標トルクが上昇すると、モータ出力軸は、グラフ上の全領域Ａ点−Ｂ点−Ｃ点のうち、動作制限領域（グラフ上のＡ点−Ｂ点）の最も長い距離を回転変位しなければならず、クラッチ締結解除状態からクラッチ締結状態へ移る際の応答時間がかかり、トルク伝達の応答性が悪化する。
【００４３】
これを防止するための対策としては、例えばエンコーダのパルスカウンタ値に基づいて、モータ２５の回転変位がゼロの状態となる初期位置（グラフ上のＡ点）を基準位置として、その初期位置からモータ回転位置（グラフ上の全領域Ａ点−Ｂ点−Ｃ点）までのパルスカウンタ数を求めておき、４ＷＤフルタイムモード時には４ＷＤフルタイムモードの原点（グラフ上のＢ点）から２ＷＤ側（グラフ上のＡ点−Ｂ点側）へ逆戻りしないように制御することで、トルク伝達の応答性の悪化を回避することができる。
【００４４】
（モータの上限回転位置の制限処理）
一方、制御のオーバーシュートにより伝達トルクが最大トルクを超えてしまう場合がある。これを防止するための対策としては、例えばエンコーダのパルスカウンタ値に基づいて最大トルク相当のモータ回転位置（グラフ上のＣ点）を特定しておき、４ＷＤオートモード時、及びロックモードに入る時に、最大トルク相当のモータ位置を越えないようにモータ２５の回転駆動を制限することで、過大なトルクの発生を防止することができる。
【００４５】
最小トルク位置を設定する設定手段の一例としては、図６（ａ）に示すように、例えば一定電圧により２ＷＤ位置から４ＷＤ位置領域に向けて摩擦クラッチ１９に当接する位置ａ２までモータ２５を回転駆動させると、摩擦クラッチ１９に当接した位置でモータ２５にブレーキがかかり、モータ２５が減速する。この摩擦クラッチ当接位置ａ２を最小トルク相当の位置ａ２として検出する。好ましくは、モータ２５の減速度が所定の閾値αを超えた位置を最小トルク相当位置ａ２とすることが好適である。
【００４６】
最大トルク位置を設定する設定手段の一例としては、図６（ｂ）に示すように、徐々に電流を増加させることにより４ＷＤ開始位置から４ＷＤロック位置に向けてモータ２５を回転駆動させ、最終的にはモータ電流を最大トルク相当の一定電流に変化させると、モータ２５は最大トルク相当の位置ｂ２に停止する。この位置を最大トルク相当位置ｂ２とする。
【００４７】
最小トルク位置及び最大トルク位置を設定するとき、ＥＣＵ４０の加減算部５６にディザー信号を入力させることでモータ電流に対して低周波のディザー信号を印加・重畳させる。モータ２５の電流値とクラッチ伝達トルクとの関係に大きなヒステリシスが生じない。減速機２６等のスティックスリップを防止し、モータ２５の応答を高めることでモータ停止精度を向上させることができる。
【００４８】
クラッチ伝達トルクを推定するのにクラッチ機構の剛性曲線を使用しないため、クラッチ制御機構の剛性にバラツキがあっても、クラッチ制御機構の特性を全ての領域において予め求めておかなくても、各部品の加工精度や組立精度を向上させることによるクラッチ制御機構の製造コストを高騰させることはない。
【００４９】
それに加えて、クラッチ制御機構の特性のデータ取りに手間や時間等をかける必要もない。特性曲線上において高トルク側の精度が高められる。トルクオーバーが小さくなり、四輪駆動車の前後駆動力配分に適用した場合でも、駆動伝達系全体の剛性や強度を大きくして設計する必要がなくなり、小型軽量化や低コスト化を達成することが可能となる。
【００５０】
（モータ駆動制御手段の構成）
ＥＣＵ４０には、図７に示すように、電流出力部５８としてのモータ駆動回路６６やモータ電流入力部５３としての電流検出回路６７を備えた図示しない制御基板が組み込まれている。このモータ駆動回路６６では、ブリッジ形態で接続された４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）６８〜７１のオンオフ切替えによりモータ２５が正逆方向に回転駆動される。
【００５１】
直列接続された２つのＦＥＴ６８とＦＥＴ６９の間にはモータ２５の一側が電気的に接続されている。直列接続された２つのＦＥＴ７０とＦＥＴ７１の間にはモータ２５の他側が電気的に接続されている。４つのＦＥＴ６８〜７１はＥＣＵ４０の電流出力部５８に電気的に接続されている。この電流出力部５８からの入力信号によりＦＥＴ６８，７１をオフし、ＦＥＴ６９，７０をオンすることで、モータ２５に図７に矢印で示す方向に電流が流れるようになっている。一方、ＦＥＴ６８，７１をオンし、ＦＥＴ６９，７０をオフすることで、モータ２５に図７に矢印で示す方向とは逆方向に電流が流れるようになっている。
【００５２】
モータ駆動回路６６には、図７に示すように、モータ２５への通電電流値を検出する検出用の抵抗７２が設けられている。この抵抗７２の出力が電流検出回路６７を介してＣＰＵ６５に電気的に接続されている。抵抗７２に発生する電圧は電流検出回路６７に入力される。入力された電圧は、電流検出回路６７で増幅され、ＣＰＵ６５に入力される。ＣＰＵ６５は、Ａ／Ｄ変換してデジタル値として読み込むことでモータ電流を検出する。
【００５３】
（モータ制御手段のキャリブレーション処理）
ところで、抵抗７２及び電流検出回路６７には部品精度のバラツキがあるため、そのモータ電流の検出値には誤差が発生する。この誤差を小さく抑えるのには、部品精度を高める必要があるが、製造コストが高くなるので好ましくない。
【００５４】
この対策としては、例えば製造過程において実際に所定の電流をモータ駆動回路６６に流し、電流検出回路６７の出力のキャリブレーション（以下、キャリともいう。）を行う。ＣＰＵ６５では、電流検出回路６７の電流検出値をキャリブレーション値として記憶部７４に記憶する。このキャリブレーション値に基づいて、ＣＰＵ６５では、下記の式（４）を用いた演算が行われ、モータ駆動回路６６に流れる電流を認識する。これにより、抵抗７２及び電流検出回路６７の部品精度のバラツキをキャンセルすることが可能である。
電流＝検出電圧×キャリ電流／キャリ検出電圧  ……（４）
【００５５】
（モータのキャリブレーション処理）
モータ２５は、種類が同じであっても、個々について品質バラツキがあり、特性が異なることがある。そのようなモータ２５の個体差の影響により、モータ電流に対する誘起トルクにバラツキが発生すると、モータ２５の制御精度がばらつくという問題がある。
【００５６】
その対策としては、例えばモータ製造時において所定の電流及びその電流に対する誘起トルク等のモータ固有の特性値を測定し、そのバラツキを所定範囲に層別使用するための層別区分に従ってモータ２５をバラツキの所定範囲毎にグループ化する。そして、グループ化したモータ個体毎の層別ランクをＣＰＵ６５に認識させる。ＣＰＵ６５では、モータ個体毎の電流と誘起トルクとをキャリブレーション値として記憶部７４に記憶する。従って、モータ２５の層別ランクに従った制御を行うことで、モータ電流及びその電流に対する誘起トルクのバラツキの影響を小さく抑えることができる。
【００５７】
モータ個体毎のモータ固有の特性値に応じたランクに応じて層別ランクをＣＰＵ６６に認識させる手段の一例としては、次の（１）〜（３）などが挙げられる。
（１）制御基板上に層別ランク識別用のディップスイッチを設け、モータ表面に層別ランク識別用の記号等の情報を印刷する。この情報によりモータランクに従った設定を行う。
（２）層別ランク識別用のジャンパースイッチを同梱する。ＣＰＵ６６に層別ランク識別用のジャンパースイッチをセットすることで、モータランクに従った設定を行う。
（３）モータ２５のコネクタ部に層別ランク識別用のディップスイッチを設け、モータランクに応じた接続状態とする。ＣＰＵ６６と接続する側のコネクタをモータ２５に接続することで、モータランクが認識できる。
【００５８】
（モータ及び制御手段のキャリブレーション処理）
モータ単体のキャリブレーションでは、モータ個体毎の層別ランク分けしかできず、層別ランク内のバラツキが残る。その対策としては、例えば製造時においてモータ２５とＣＰＵ６５とのバラツキを所定範囲に層別使用するためにバラツキの所定範囲毎にグループ化し、その層別区分に従って組み合わせた状態で、実際に所定の電流をモータ駆動回路６６に流すことで、モータ電流に対する誘起トルクを測定する。ＣＰＵ６５では、電流検出回路６７の電流検出値とモータ誘起トルクとをキャリブレーション値として記憶部７４に記憶する。
【００５９】
このキャリブレーション値に基づいて、ＣＰＵ６５では、上記式（４）及び下記式（５）を用いた演算が行われ、電流及びモータ誘起トルクを認識する。モータ２５とＣＰＵ６５とを２個一組としてバラツキの所定範囲毎にグループ化したので、モータ２５及びＣＰＵ６５の部品毎に調整を行う必要がなくなり、バラツキの影響を小さく抑えることができる。下記式（５）において、キャリ誘起トルク／キャリ電流はモータトルク定数である。
モータ誘起トルク＝電流×キャリ誘起トルク／キャリ電流  ……（５）
【００６０】
なお、ＥＣＵ４０の各構成要素は、ＣＰＵ、メモリ、各構成要素を実現する制御プログラム、制御プログラムを格納する記憶ユニット、外部接続用インターフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現されるものである。その方法や装置としては、従来周知の各種の方法や装置を使用することができることは当業者には理解されるところであり、上記各実施の形態、及び図示例に特定されるものではない。
【００６１】
以上のように構成されたモータの下限回転位置の制限処理、モータの上限回転位置の制限処理、モータ制御手段のキャリブレーション処理、モータのキャリブレーション処理、並びにモータ及び制御手段のキャリブレーション処理により、４ＷＤ車に搭載されたクラッチ制御機構の制御をより一層効果的に行うことができる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図８及び図９を参照して説明する。第１の実施の形態では、パルスセンサ４９の出力信号に基づいてモータ２５の位置及び速度を求めていたが、本実施の形態では、パルスセンサ４９に加え、モータ２５の回転により電圧を誘起する発電機を備え、この発電機の出力に基づいてモータ２５の回転速度を求める構成が第１の実施の形態とは異なり、その他の構成については同様である。以下、第１の実施の形態について説明したものと共通の機能を有する構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
図８（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係るモータ２５及びその周辺部の構成例を模式的に示す概略図である。この図に示すように、モータ２５の出力軸としてのシャフト２５０には、円盤状の磁気リング２５１が相対回転不能に固定されている。この磁気リング２５１の外周部には、複数のＮ極２５１ａと複数のＳ極２５１ｂとが交互に等間隔で配置されている。
【００６４】
磁気リング２５１の外周面に対向して、パルスセンサ４９としての一対のホール素子４９ａ，４９ｂが配置されている。これらのホール素子４９ａ，４９ｂは、例えばＮ極２５１ａに対向する際にはＬレベルの信号を出力し、Ｓ極２５１ｂに対向する際にはＨレベルの信号を出力する。また、これらのホール素子４９ａ，４９ｂは、磁気リング２５１の回転に伴って変動する出力信号の位相が９０°ずれており、この位相差に基づいてシャフト２５０の回転方向を検出できるように構成されている。
【００６５】
また、磁気リング２５１の外方には、複数のコア（鉄心）、及びそれぞれのコアに螺旋状に巻き回されたコイルを備えた発電機８０が配置されている。本実施の形態では、磁気リング２５１の外周面に対向する円柱状の第１〜第３のコア８１０，８２０，８３０と、第１〜第３のコア８１０，８２０，８３０のそれぞれの外周面に巻き回された第１〜第３のコイル８１，８２，８３により発電機８０が構成されている。
【００６６】
この発電機８０は、磁気リング２５１の回転に伴って第１〜第３のコイル８１，８２，８３に鎖交する磁束が増減することにより電圧を誘起する。また、第１〜第３のコア８１０，８２０，８３０は、磁気リング２５１の回転に伴う第１〜第３のコイル８１，８２，８３の誘起電圧が１２０°の位相差を有するように、Ｎ極２５１ａとＳ極２５１ｂの周方向幅に対応した所定の間隔で周方向に並んで配列されている。
【００６７】
図８（ｂ）は、発電機８０の回路構成例、及び発電機８０の出力電圧に基づいてモータ２５の回転速度に対応した信号を出力する速度検出回路９０の要部の回路構成例を示す回路図である。
【００６８】
この図に示すように、発電機８０の第１〜第３のコイル８１，８２，８３は、それぞれの一端が共通の接点８０ａに接続されると共に、それぞれの他端が速度検出回路９０に接続されている。
【００６９】
速度検出回路９０は、三相ブリッジ整流回路を構成する第１〜第６のダイオード９１１，９１２，９２１，９２２，９３１，９３２と、抵抗器９４と、コンデンサ９５と、増幅器９６とを有している。抵抗器９４の一端はコンデンサ９５の一端に接続され、抵抗器９４とコンデンサ９５は直列接続されている。また、抵抗器９４の他端には、第１のダイオード９１１，第３のダイオード９２１，及び第５のダイオード９３１のカソードが接続され、コンデンサ９５の他端には第２のダイオード９１２，第４のダイオード９２２，及び第６のダイオード９３２のアノードが接続されている。
【００７０】
第１のダイオード９１１のアノードと第２のダイオード９１２のカソードとの間には、第１のコイル８１が接続されている。第３のダイオード９２１のアノードと第４のダイオード９２２のカソードとの間には、第２のコイル８２が接続されている。また、第５のダイオード９３１のアノードと第６のダイオード９３２のカソードとの間には、第３のコイル８３が接続されている。
【００７１】
コンデンサ９５の両端は増幅器９６の入力側に接続されている。コンデンサ９５には、発電機８０の第１〜第３のコイル８１，８２，８３に鎖交する磁束の時間当たりの変化量に応じた電荷が蓄積されるので、増幅器９６の出力信号は、モータ２５の回転速度に応じて変化する。そして、増幅器９６は、その出力信号をモータ速度入力部５４に入力するように構成されている。
【００７２】
図９は、本実施の形態におけるトランスファの制御系を示すブロック図である。この図に示すように、本実施の形態に係るモータ速度入力部５４Ａは、速度検出回路９０の出力信号を受け付け、その信号に基づいてモータ回転速度（モータ角速度）を求める。より具体的には、モータ速度入力部５４Ａは、速度検出回路９０の増幅器９６の出力電圧をアナログ信号から量子化されたデジタル信号に変換してモータ回転速度の情報を生成する。また、推定トルク演算部５５は、一対のパルスセンサ４９（ホール素子４９ａ，４９ｂ）により検出されるパルス信号を受け付ける。そして、推定トルク演算部５５は、モータ電流入力部５３及びモータ速度入力部５４Ａからの信号、並びにパルスセンサ４９からの信号に基づいて、推定トルクを推定計算する。
【００７３】
推定トルク演算部５５が行う処理の内容は、第１の実施の形態において図４を参照して説明した処理内容と同様である。すなわち、推定トルク演算部５５は、モータ加速度演算部６０の処理により、モータ速度入力部５４Ａが求めたモータ回転速度を微分してモータ加速度を求め、このモータ加速度に基づいて慣性トルク演算部６１がモータ慣性トルクを演算する。そして、このモータ慣性トルクに基づいて伝達トルク推定部６４が摩擦クラッチ１９の推定トルク値を求め、加減算部５６のマイナス側へ出力する。
【００７４】
（第２の実施の形態の効果）
以上のように構成された第２の実施の形態に係るクラッチ制御装置では、第１の実施の形態の効果に加え、発電機８０の出力電圧に基づいてモータ回転速度を求め、さらにこのモータ回転速度に基づいてモータ加速度を求めるので、モータ２５の低速回転時における速度検出精度が高まり、また、検出遅れも改善される。つまり、パルスセンサ４９によりモータ回転速度を検出する場合には、磁気リング２５１がＮ極２５１ａ又はＳ極２５１ｂの周方向の幅に対応する角度以上に回転しなければその回転を検出することができないが、発電機８０の出力電圧に基づいてモータ回転速度を求める場合には、第１〜第３のコイル８１，８２，８３の鎖交磁束の変化によってモータ２５の回転を検出できるので、より高精度にモータ回転速度ひいてはモータ加速度を求めることができる。
【００７５】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１０を参照して説明する。本実施の形態では、モータ２５の入力電圧、モータ電流、回路定数、及び逆起電力定数に基づいてモータ回転速度を求め、このモータ回転速度を微分演算してモータ加速度を求める制御系の構成が第１の実施の形態とは異なり、他の構成については同様である。以下、第１の実施の形態について説明したものと共通の機能を有する構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７６】
図１０は、本実施の形態におけるトランスファの制御系を示すブロック図である。この図に示すように、本実施の形態に係るＥＣＵ４０は、第１の実施の形態におけるモータ速度入力部５４に替えて、モータ速度演算部５４Ｂ、及びモータ電圧入力部５４Ｃを有している。
【００７７】
モータ電圧入力部５４Ｃは、電流出力部５８がモータ２５に出力する出力電圧（モータ２５の入力電圧）を示す信号を受け付ける。出力電圧を示す信号としては、例えば電流出力部５８における出力端子間の端子電圧を電圧計で検出した信号を用いることができる。より具体的には、モータ駆動回路６６（図７参照）のＦＥＴ６８及びＦＥＴ６９の間の電位と、ＦＥＴ７０及びＦＥＴ７１の間の電位との電位差を電圧計で測定した信号を用いることができる。そして、モータ電圧入力部５４Ｃは、受け付けた信号に基づいてモータ電圧の検出値の情報を生成する。
【００７８】
モータ速度演算部５４Ｂは、モータ電圧入力部５４Ｃからモータ電圧の検出値の情報を取得すると共に、モータ電流入力部５３が算出したモータ電流の検出値の情報を取得する。
【００７９】
また、モータ速度演算部５４Ｂは、記憶部７３からモータ２５の回路定数及び逆起電力定数の情報を取得する。この回路定数には、モータ２５のモータ巻線の直流抵抗値やリアクタンス値等の情報が含まれる。また、逆起電力定数は、モータ２５の逆起電力を演算するためのパラメータであり、モータ２５の回転により発生する逆起電力を単位回転数あたりで表した値である。これらの情報は、モータ２５の機種に応じて予め設定された値であってもよく、製品としての個々のトランスファ５に搭載される各モータ２５ごとに測定された値であってもよい。個々のモータ２５ごとに測定された値を用いる場合には、モータ２５の個体差が制御精度に与える影響を抑制することができる。
【００８０】
モータ電流の検出値をＩｍ（Ａ）、モータ２５への出力電圧の検出値をＶｏ（Ｖ）、モータ巻線の直流抵抗値をＲ（Ω）、逆起電力定数をＫｅ（Ｖ／ｒｐｍ）、逆起電力をＥ（Ｖ）、モータ巻線による電圧降下をＶｄ（Ｖ）、モータ２５の回転数をＮｍ（ｒｐｍ）とすると、下記関係式（６）及び（７）が成り立つ。
Ｅ＝Ｋｅ×Ｎｍ＝Ｖｏ−Ｖｄ  ……（６）
Ｖｄ＝Ｉｍ×Ｒ  ……（７）
【００８１】
これらの関係式に基づいて、モータ２５の回転数Ｎｍは、下記の演算式（８）により求めることができる。
Ｎｍ＝（Ｖｏ−Ｖｄ）／Ｋｅ＝（Ｖｏ−Ｉｍ×Ｒ）／Ｋｅ  ……（８）
モータ速度演算部５４Ｂは、この演算式によってモータ回転速度を演算し、その演算結果を推定トルク演算部５５にモータ電流検出値として出力する。
【００８２】
推定トルク演算部５５が行う処理の内容は、第１の実施の形態において図４を参照して説明した処理内容と同様である。すなわち、推定トルク演算部５５は、モータ加速度演算部６０の処理により、モータ速度演算部５４Ｂが求めたモータ回転速度を微分してモータ加速度を求め、このモータ加速度に基づいて慣性トルク演算部６１がモータ慣性トルクを演算する。そして、このモータ慣性トルクに基づいて伝達トルク推定部６４が摩擦クラッチ１９の推定トルク値を求め、加減算部５６のマイナス側へ出力する。
【００８３】
（第３の実施の形態の効果）
以上のように構成された第３の実施の形態に係るクラッチ制御装置では、第１の実施の形態の効果に加え、モータ２５の入力電圧、モータ電流、回路定数、及び逆起電力定数に基づいて回転速度を求め、この回転速度を微分演算してモータ２５の加速度を求めるので、モータ２５の低速回転時における速度検出精度が高まり、検出遅れも改善され、より高精度にモータ回転速度ひいてはモータ加速度を求めることができる。
【００８４】
［他の実施の形態］
上記第１の実施の形態では、アクチュエータ２４のモータ出力軸の変位を検出する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１カムプレート２８の変位を検出するようにしてもよく、減速機２６の出力軸２６ａの回転位置を検出してもよい。モータ２５の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構１７としては、例えばボールネジ等であってもよい。
【００８５】
上記第１の実施の形態では、前輪のみ、あるいは後輪のみを駆動する２ＷＤモード、車両状態に応じて前後輪間の駆動力を自動制御する４ＷＤオートモード、及び最大駆動力に保持する４ＷＤロックモードの３つのモードに切り換えられる構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば少なくとも４ＷＤオートモードを備えた構成、あるいは４ＷＤオートモードと４ＷＤロックモードの２つのモードに切り換えられる構成のものにも適用が可能である。
【００８６】
上記第１の実施の形態では、ＦＲタイプの４ＷＤ車における前後輪間の駆動力を制御する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えばＦＲタイプの４ＷＤ車における左右前輪間、あるいは左右後輪間の駆動力を制御する構成のもの、ＦＦタイプの４ＷＤ車における前後輪間、左右前輪間、あるいは左右後輪間の駆動力を制御する構成のものにも適用することができる。
【００８７】
上記第１の実施の形態では、トランスファに本発明のクラッチ制御装置を適用した場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではないことは勿論であり、例えばデファレンシャルなどの各種の駆動伝達経路上に本発明のクラッチ制御装置を効果的に使用することができる。
【００８８】
また、上記第２の実施の形態では、発電機８０が複数（３つ）のコア及びコイルを有する場合について説明したが、これに限らず、１つ又は２つ、あるいは４つ以上のコア及びコイルを用いて発電機を構成してもよい。また、上記第２の実施の形態では、モータ回転速度を微分演算してモータ加速度を求めたが、これに限らず、例えばコンデンサ、抵抗器、及びオペアンプ等からなる微分器によって速度検出回路９０の出力電圧を微分し、モータ加速度を求めてもよい。
【００８９】
また、上記第３の実施の形態では、上記の演算式（８）の演算によってモータ回転速度を求めたが、モータ回転速度を求めるための演算式はこれに限定されるものではないことは勿論である。
【００９０】
以上の説明から明らかなように、本発明は、上記各実施の形態、及び図示例に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲内で様々に設計変更が可能である。本発明は、例えば入力側と出力側の間でトルクを伝達する各種の装置に使用することができることは勿論であり、例えば農業機械、建設土木機械、運搬機械等の作業用車両、不整地用四輪走行車（ＡＴＶ）、鉄道等の各種の車両、各種の産業機械や工作機械等にも適用可能であり、本発明の初期の目的を十分に達成することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１                四輪駆動車
２                エンジン
３                トランスミッション
４                センタードライブシャフト
５                トランスファ
６                フロントドライブシャフト
７                リヤドライブシャフト
８                フロントデファレンシャル
９                前輪
１０              リヤデファレンシャル
１１              後輪
１２              後輪用出力軸
１３              ケース
１４              ボールベアリング
１５              スプロケット
１６              チェーンベルト
１７              運動変換機構
１８              クラッチ機構
１９              摩擦クラッチ
２０              クラッチ押付部材
２１              クラッチドラム
２２              クラッチハブ
２３              リターンスプリング
２４              アクチュエータ
２５              モータ
２６              減速機
２６ａ            出力軸
２７              ピニオンギヤ
２８              第１カムプレート
２８ａ，２９ａ    ボールカム溝
２９              第２カムプレート
３０              ボール
３１，３３        スラスト軸受
３２              固定部材
４０              ＥＣＵ
４１              舵角センサ
４２              操作スイッチ
４３              車速センサ
４４              加速度センサ
４５              前輪回転センサ
４６              後輪回転センサ
４７              スロットルセンサ
４８              エンジン回転センサ
４９              パルスセンサ
４９ａ，４９ｂ    ホール素子
５０              モード入力部
５１              車両状態入力部
５２              目標トルク演算部
５３              モータ電流入力部
５４，５４Ａ      モータ速度入力部
５４Ｂ            モータ速度演算部
５４Ｃ            モータ電圧入力部
５５              推定トルク演算部
５６，６２        加減算部
５７              ＰＩＤ制御部
５８              電流出力部
５９              モータ発生トルク演算部
６０              モータ加速度演算部
６１              モータ慣性トルク演算部
６３              モータ状態判定部
６４              伝達トルク推定部
６５              ＣＰＵ
６６              モータ駆動回路
６７              電流検出回路
６８〜７１        ＦＥＴ
７２              抵抗
７３，７４        記憶部
８１，８２，８３  コイル
９４              抵抗器
９５              コンデンサ
９６              増幅器
２５０            シャフト
２５１            磁気リング
２５１ａ          Ｎ極
２５１ｂ          Ｓ極
８１０，８２０，８３０    コア
９１１，９１２，９２１，９２２，９３１，９３２    ダイオード
【図１】
2011106670.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011106670.tif 000012