(57)【要約】【課題】駆動力伝達装置によって伝達される駆動力の精度を向上させることが可能な駆動力伝達制御装置を提供する。【解決手段】駆動力伝達制御装置８は、電磁コイル５３への通電によるアーマチャ５０の移動によって複数のクラッチプレート５１，５２間に摩擦力を発生させる電磁クラッチ機構５を有し、電磁クラッチ機構５の作動によって駆動力を伝達する駆動力伝達装置２と、駆動力伝達装置２を制御する制御装置７とを備える。制御装置７は、電磁コイル５３への通電電流を漸次増大させたときと漸次減少させたときとの所定の駆動力を伝達するために必要となる電流値の差を示すヒステリシス値を記憶する記憶部７４と、トルク指令値を演算するトルク指令値演算手段７１と、トルク指令値及びヒステリシス値に基づいて電磁コイル５３に供給すべき電流の目標値である電流指令値を演算する電流指令値演算手段７２とを有する。【選択図】図６
2019044927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークに保持された電磁コイルへの通電により発生する磁力によってアーマチャを前記ヨーク側に吸引し、前記アーマチャの移動によって複数のクラッチプレート間に摩擦力を発生させる電磁クラッチ機構を有し、当該電磁クラッチ機構の作動によって入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で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、
前記制御装置は、
前記電磁コイルへの通電電流を漸次増大させたときと漸次減少させたときとの前記両回転部材間で所定の駆動力を伝達するために必要となる電流値の差を示すヒステリシス値を記憶する記憶手段と、
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の目標値であるトルク指令値を演算するトルク指令値演算手段と、
前記トルク指令値及び前記ヒステリシス値に基づいて前記電磁コイルに供給すべき電流の目標値である電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、
前記電流指令値に対応する電流が前記電磁コイル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】
前記記憶手段は、前記電磁コイルへの通電電流を漸次増大させたときの電流値と前記両回転部材間の伝達トルクとの関係を示す特性情報を記憶し、
前記電流指令値演算手段は、前記トルク指令値の上昇時には前記特性情報に応じて前記電流指令値を演算し、前記トルク指令値の下降時には、前記特性情報を参照して得られた値から前記ヒステリシス値に対応するヒステリシス補正値を差し引いて前記電流指令値を演算する、
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、前記トルク指令値が時間と共に上昇する上昇状態から時間と共に下降する下降状態に移行した後の移行期間において、前記トルク指令値に基づいて前記特性情報を参照して基準電流指令値を求め、前記上昇状態から前記下降状態に移行したときの電流指令値である下降開始電流値と前記基準電流指令値との差である電流下降幅に応じて補正係数を求め、前記ヒステリシス値に前記補正係数を乗じて減算補正値を求め、前記下降開始電流値から前記電流下降幅及び前記減算補正値を減算して前記電流指令値を演算すると共に、前記電流下降幅が大きいほど前記補正係数を大きくする、
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、前記トルク指令値が時間と共に下降する下降状態から時間と共に上昇する上昇状態に移行した後の移行期間において、前記トルク指令値に基づいて前記特性情報を参照して基準電流指令値を求め、前記下降状態から前記上昇状態に移行したときの電流指令値である上昇開始電流値と基準電流指令値との差である電流上昇幅に応じて補正係数を求め、前記ヒステリシス値に前記補正係数を乗じて加算補正値を求め、前記上昇開始電流値に前記電流上昇幅及び前記加算補正値を加算して前記電流指令値を演算すると共に、前記電流上昇幅が大きいほど前記補正係数を大きくする、
請求項２又は３に記載の駆動力伝達制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁クラッチ機構の作動によって入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で駆動力を伝達する駆動力伝達装置及びその駆動力伝達装置を制御する制御装置を備えた駆動力伝達制御装置に関する。
【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が搭載されている（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メインクラッチ部と、一対のカム部材の相対回転によりメインクラッチ部を押圧するスラスト力を発生させるカム機構部と、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部とを有している。パイロットクラッチ部は、制御装置から電流が供給される電磁コイルと、電磁コイルを保持するヨークと、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備えた電磁クラッチ機構として構成されている。
【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部によって伝達される回転力によってカム機構部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部が押圧され、アウタケースからインナシャフトに駆動力が伝達される。
【０００５】
制御装置は、制御対象の駆動力伝達装置の組み立て後に測定された、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６４２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように構成された駆動力伝達装置は、磁性材料からなるヨークやアーマチャの磁気ヒステリシスにより、電磁コイルに供給する電流が増大するときと減少するときとで、同じ電流を供給しても駆動力伝達装置によって伝達される駆動力に差異が生じる。このため、駆動力伝達装置の組み立て後に測定されたＩ−Ｔ特性に基づいて電磁コイルに供給する電流を調節しても、補助駆動輪に所望の駆動力が伝達されない場合があった。
【０００８】
そこで、本発明は、駆動力伝達装置によって伝達される駆動力の精度を向上させることが可能な駆動力伝達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】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するため、ヨークに保持された電磁コイルへの通電により発生する磁力によってアーマチャを前記ヨーク側に吸引し、前記アーマチャの移動によって複数のクラッチプレート間に摩擦力を発生させる電磁クラッチ機構を有し、当該電磁クラッチ機構の作動によって入力側の回転部材と出力側の回転部材との間で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、前記制御装置は、前記電磁コイルへの通電電流を漸次増大させたときと漸次減少させたときとの前記両回転部材間で所定の駆動力を伝達するために必要となる電流値の差を示すヒステリシス値を記憶する記憶手段と、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の目標値であるトルク指令値を演算するトルク指令値演算手段と、前記トルク指令値及び前記ヒステリシス値に基づいて前記電磁コイルに供給すべき電流の目標値である電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、前記電流指令値に対応する電流が前記電磁コイル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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る駆動力伝達制御装置によれば、駆動力伝達装置によって伝達される駆動力の精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の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】電磁コイルに供給する電流とトルクとの関係の一例を示すグラフである。
【図４】トルク上昇状態からトルク下降状態に移行した後の移行期間における演算処理の具体例を示すグラフである。
【図５】トルク下降状態からトルク上昇状態に移行した後の移行期間における演算処理の具体例を示すグラフである。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図６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。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る駆動力伝達装置の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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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信号、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信号を取得可能であり、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。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。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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
メインクラッチ３は、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からなる。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。
【００２６】
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。また、メインインナクラッチプレート３２は、金属からなる円盤状の基材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。メインインナクラッチプレート３２には、摩擦材３３２との接触面に、潤滑油を流動させる図略の油溝が形成されている。
【００２７】
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押圧部材としてのメインカム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。
【００２８】
メインカム４２は、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、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皿バネ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、電磁コイル５３を保持する磁性材料からなる環状のヨーク５４とを有して構成されている。電磁コイル５３は、ヨーク５４に保持されてリヤハウジング２２の収容空間２２ａに収容されている。ヨーク５４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５４の内周面は、第３環状部材２２３の外周面に対向している。
【００３２】
電磁コイル５３には、電線５３１を介して制御装置７からの電流がコイル電流として供給される。電磁コイル５３に通電されると、図２に示す磁路Ｇに磁束が発生する。この磁束の通路となるヨーク５４、リヤハウジング２２の第１環状部材２２１及び第３環状部材２２３、複数の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、及びアーマチャ５０は、磁路Ｇを形成する磁路形成部材である。これらの磁路形成部材は、それぞれの材質に固有の保磁力を有し、磁化率がその時点での磁界の強さだけでなく過去の磁化過程に影響を受ける磁気ヒステリシスを有している。
【００３３】
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、鉄等の磁性材料からなる円盤状の部材であり、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、磁束の短絡を防ぐための複数の円弧状のスリットがリヤハウジング２２の第２環状部材２２２と軸方向に並ぶ位置に形成されている。
【００３４】
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。
【００３５】
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で、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。
【００３６】
電磁クラッチ機構５は、電磁コイル５３への通電により発生する磁力によってアーマチャ５０をヨーク５４側に吸引し、このアーマチャ５０の移動によって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との間に摩擦力を発生させる。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は、アーマチャ５０によってリヤハウジング２２側に押し付けられて摩擦接触する。
【００３７】
駆動力伝達装置２は、この電磁クラッチ機構５の作動によって、電磁コイル５３に供給される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。そして、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。駆動力伝達装置２は、この摩擦力によってハウジング２０とインナシャフト２３との間で駆動力を伝達し、ピニオンギヤシャフト１５０に駆動力を出力する。
【００３８】
（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）を有する制御部７０と、ＥＥＰＲＯＭあるいはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリを有する記憶手段としての記憶部７４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にコイル電流を供給するスイッチング電源部７５とを有している。スイッチング電源部７５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、コイル電流を生成する。制御部７０は、記憶部７４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。
【００３９】
記憶部７４は、プログラムの他に、Ｉ−Ｔ特性情報及びヒステリシス値を記憶している。本実施の形態では、製造ラインにおける個々の駆動力伝達装置２の組み立て後に測定されたＩ−Ｔ特性情報及びヒステリシス値が記憶部７４に記憶されている。Ｉ−Ｔ特性情報及びヒステリシス値は、駆動力伝達装置２の製造ラインの最終工程における測定工程で測定され、四輪駆動車１００への搭載時にその測定対象である駆動力伝達装置２に組み合わされる制御装置７の記憶部７４に記憶される。ただし、これに限らず、予め設定された代表的なＩ−Ｔ特性情報及びヒステリシス値を記憶部７４に記憶してもよい。
【００４０】
Ｉ−Ｔ特性情報は、電磁コイル５３に供給するコイル電流を漸次増大させたときの電流値と、ハウジング２０とインナシャフト２３との間で伝達される伝達トルクとの関係を示す特性情報である。ヒステリシス値は、電磁コイル５３に供給するコイル電流を漸次増大させたときにハウジング２０とインナシャフト２３との間で所定のトルクを伝達するために必要となる電流の電流値と、コイル電流を漸次減少させたときにハウジング２０とインナシャフト２３との間で当該所定のトルクを伝達するために必要となる電流の電流値との差を示す値である。
【００４１】
駆動力伝達装置２は、共通の製造ラインにおいて製造されても、磁路形成部材の寸法誤差や組み付け誤差あるいは材料特性のばらつき等により、Ｉ−Ｔ特性情報及びヒステリシス値が個々に異なる。本実施の形態では、磁路形成部材の寸法誤差や組み付け誤差及び材料特性のばらつき等により、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力が変動してしまうことを抑制し、伝達される駆動力の精度を向上すべく、制御装置７に個々に測定されたＩ−Ｔ特性情報及びヒステリシス値を記憶し、これらに基づいて駆動力伝達装置２を制御する。
【００４２】
制御部７０は、トルク指令値演算手段７１として、所定の演算周期（例えば５ｍｓ）ごとに、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（トルク）の目標値であるトルク指令値を演算する。また、制御部７０は、電流指令値演算手段７２として、トルク指令値及び記憶部７４に記憶されたヒステリシス値に基づいて、電磁コイル５３に供給すべき電流の目標値である電流指令値を演算する。また、制御部７０は、電流制御手段７３として、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。
【００４３】
図３は、電磁コイル５３に供給する電流を０から定格電流まで漸次増大させた後、定格電流から０まで漸次減少させた場合の、電流とハウジング２０及びインナシャフト２３の間で伝達されるトルクとの関係の一例を示すグラフである。このグラフでは、電流を漸次増大させたときのトルクを示す特性線Ｌ１を実線で示し、電流を漸次減少させたときのトルクを示す特性線Ｌ２を破線で示している。
【００４４】
記憶部７４には、Ｉ−Ｔ特性情報として、電磁コイル５３への通電電流を漸次増大させたときの電流と伝達されるトルクとの関係が、図３に示すグラフに黒丸で示す複数の座標点の座標値として記憶されている。制御部７０は、電流指令値演算手段７２として、これらの座標点を直線補間して電流指令値の演算に用いる。なお、電磁コイル５３への通電電流を漸次増大させたときの電流と伝達されるトルクとの関係をＩ−Ｔ特性情報として記憶し、電流指令値の演算に用いるのは、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力（トルク）を増大させるときの駆動力の精度が、四輪駆動車１００の走行安定性を確保するために特に重要であるためである。
【００４５】
図３に示すように、電磁コイル５３に供給する電流が徐々に増大していく場合には、電流が徐々に減少していく場合に比較して、ハウジング２０及びインナシャフト２３の間で伝達されるトルクが小さくなる。換言すれば、所望のトルクを伝達するために必要な電流は、電流の増大時において減少時よりも大きくなる。電磁コイル５３に通電される電流とハウジング２０及びインナシャフト２３の間で伝達されるトルクとの関係は、電流の０付近及び定格電流付近を除く中間域で線形となり、四輪駆動車１００に駆動力伝達装置２が搭載された状態では、主としてこの中間域で駆動力伝達装置２が使用される。
【００４６】
この中間域において、図３に示す所定のトルク値Ｔ１のトルクをハウジング２０からインナシャフト２３に伝達する場合、電磁コイル５３に供給することが必要な電流の電流値は、電流増大時にはＩ１であり、電流減少時にはＩ２である。Ｉ１とＩ２との差であるヒステリシス電流幅ΔＩ（＝Ｉ１−Ｉ２）は、中間域では略一定である。記憶部７４には、このヒステリシス電流幅ΔＩの大きさを示す値がヒステリシス値として記憶される。
【００４７】
制御部７０は、電流指令値演算手段７２として、トルク指令値の上昇時にはＩ−Ｔ特性情報に応じて電流指令値を演算し、トルク指令値の下降時には、Ｉ−Ｔ特性情報を参照して得られた値からヒステリシス値に対応するヒステリシス補正値を差し引いて電流指令値を演算する。ヒステリシス補正値は、例えばヒステリシス電流幅ΔＩであるが、潤滑油の推定温度やハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度などに応じて設定された係数をヒステリシス値に乗じてヒステリシス補正値を求めてもよい。
【００４８】
これにより、トルク指令値の下降時にも、所望のトルクがハウジング２０からインナシャフト２３に伝達される。つまり、仮にヒステリシス電流幅ΔＩを考慮しない場合には、トルク指令値の下降時においてＩ１の電流値の電流を電磁コイル５３に供給した場合、図３に示すＴ１よりも大きなＴ２のトルクがハウジング２０からインナシャフト２３に伝達されてしまうが、ヒステリシス電流幅ΔＩを考慮して、Ｉ−Ｔ特性情報を参照して得られた値からヒステリシス補正値を差し引いて電流指令値を演算することにより、このような過剰なトルクが伝達されてしまうことを防ぐことができる。
【００４９】
ところで、電磁コイル５３への通電電流は、０から定格電流付近まで単調に増大し、定格電流付近から０まで単調に減少する場合だけでなく、中間域において増大から減少に転じたり、減少から増大に転じたりする場合がある。このような場合において、単にヒステリシス補正値を差し引くだけでは、ハウジング２０及びインナシャフト２３の間で所望のトルクが伝達されない。例えば、電磁コイル５３に供給される電流の電流値が０からＩ１に増大した時に減少に転じた場合、Ｉ１からヒステリシス電流幅ΔＩを差し引いたＩ２の電流を供給すると、磁路形成部材が十分に磁化されていないので、所望のトルクよりも小さなトルクが伝達されてしまう。また、電磁コイル５３に供給される電流の電流値が定格電流付近からＩ２に減少した時に増大に転じた場合、Ｉ１の電流を供給すると、磁路形成部材が磁化されていることにより、所望のトルクよりも大きなトルクが伝達されてしまう。
【００５０】
そこで、本実施の形態では、制御部７０が電流指令値演算手段７２として、トルク指令値が時間と共に上昇するトルク上昇状態から時間と共に下降するトルク下降状態に移行した後の移行期間において、次に述べる演算処理Ａ〜Ｄを実行する。
【００５１】
演算処理Ａは、トルク上昇状態からトルク下降状態に移行したときの電流指令値を下降開始電流値として記憶する処理であり、より具体的には、トルク上昇状態からトルク下降状態に移行する直前の演算周期において演算した電流指令値を下降開始電流値として記憶部７４に記憶する処理である。
【００５２】
演算処理Ｂは、トルク指令値に対応する基準電流指令値をＩ−Ｔ特性情報を参照して求める処理である。例えば、トルク指令値が図３に示すＴ１である場合、基準電流指令値はＩ１となる。なお、演算処理Ｂにおいて、トルク指令値に基づいてＩ−Ｔ特性情報を参照して得られた値に対し、潤滑油の推定温度やハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度に応じた補正処理を施して基準電流指令値としてもよい。
【００５３】
演算処理Ｃは、演算処理Ａで記憶した下降開始電流値と演算処理Ｂで求めた基準電流指令値との差である電流下降幅（＝下降開始電流値−基準電流指令値）に応じて補正係数を求める処理である。この補正係数は、電流下降幅が大きいほど、またハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度が小さいほど、その値が大きくなる正の係数であり、例えば記憶部７４に記憶されたマップに基づいて定められる。あるいは、電流下降幅及びハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度を引数とし、電流下降幅が大きく相対回転速度が小さいほど戻り値が大きくなる関数によって補正係数を求めてもよい。
【００５４】
演算処理Ｄは、記憶部７４に記憶されたヒステリシス値に演算処理Ｃで求めた補正係数を乗じて減算補正値（＝ヒステリシス値×補正係数）を求め、下降開始電流値から電流下降幅及び減算補正値を減算して電流指令値（＝下降開始電流値−電流下降幅−減算補正値）を求める処理である。
【００５５】
これらの演算処理Ａ〜Ｄのうち、演算処理Ａはトルク上昇状態からトルク下降状態に移行したときに１回のみ実行される処理であり、演算処理Ｂ〜Ｄは演算周期ごとに実行される処理である。このように、制御部７０は電流指令値演算手段７２として、トルク上昇状態からトルク下降状態に移行した後の移行期間において、トルク指令値に基づいてＩ−Ｔ特性情報を参照して基準電流指令値を求め、下降開始電流値と基準電流指令値との差である電流下降幅に応じて補正係数を求め、ヒステリシス値に補正係数を乗じて減算補正値を求め、下降開始電流値から電流下降幅及び減算補正値を減算して電流指令値を演算すると共に、電流下降幅が大きいほど補正係数を大きくする処理を実行する。
【００５６】
また、制御部７０は、電流指令値演算手段７２として、演算処理Ｂ〜Ｄの処理を実行するか否か、すなわち移行期間としての処理を継続するか否かを各演算周期において判定する。この判定処理は、例えば電流下降幅が所定値以下か否か、あるいは補正係数が所定値以下か否かによって行うことができる。つまり、電流下降幅が所定値を超えた場合あるいは補正係数が所定値を超えた場合には移行期間としての処理を終了し、それ以降もトルク下降状態が継続する場合には、Ｉ−Ｔ特性情報を参照して得られた値からヒステリシス補正値を差し引いて電流指令値を演算する。
【００５７】
図４は、図３の一部を拡大してトルク上昇状態からトルク下降状態に移行した後の移行期間における演算処理Ａ〜Ｄの具体例を示すグラフである。図４では、トルク指令値が０からＴ０＊まで上昇した後、Ｔ１＊〜Ｔ６＊にかけて演算周期ごとに順次下降した場合の例を示している。座標点Ｐ０は、トルク指令値が上昇から下降に反転したときのトルク指令値であるＴ０＊に対応する特性線Ｌ１上の点であり、この座標点Ｐ０に対応する電流値Ｉ０は、Ｔ０＊に基づいてＩ−Ｔ特性情報を参照して得られる下降開始電流値である。
【００５８】
トルク指令値が上昇から下降に反転した次の演算周期における座標点Ｐ１０は、トルク指令値Ｔ１＊に対応する特性線Ｌ１上の点であり、座標点Ｐ１０に対応する電流値であるＩ１０とＩ０との差は、当該演算周期における電流下降幅である。また、電流値Ｉ１１は、電流値Ｉ１０から演算処理Ｄにおいて求められる減算補正値を引いた値であり、当該制御周期における電流指令値である。座標点Ｐ１１は、Ｔ１＊及びＩ１１を座標値とする点である。このように、電流指令値は、下降開始電流値（Ｉ０）から電流下降幅及び減算補正値を引いた値として求めることができる。
【００５９】
また、図４では、トルク指令値Ｔ２＊〜Ｔ６＊に対応する特性線Ｌ１上の座標点をＰ２０〜Ｐ６０で示し、これらの座標点をそれぞれの演算周期における減算補正値に対応してオフセットさせた座標点をＰ２１〜Ｐ６１として示している。これらの演算周期においても、上記と同様の処理によって電流指令値が求められる。減算補正値は、トルク指令値が小さくなるにつれて次第に大きくなるが、その増大幅は徐々に縮小する。そして、トルク指令値がＴ６＊となった演算周期において電流下降幅が所定値を超えると、移行期間としての処理を終了する。座標点Ｐ１１〜Ｐ６１は、演算周期ごとに特性線Ｌ２に漸近するが、特性線Ｌ２を超えてグラフの左側（特性線Ｌ１とは反対側）に移ることはない。
【００６０】
また、本実施の形態では、制御部７０が電流指令値演算手段７２として、トルク指令値が時間と共に下降するトルク下降状態から時間と共に上昇するトルク上昇状態に移行した後の移行期間において、次に述べる演算処理Ｅ〜Ｈを実行する。
【００６１】
演算処理Ｅは、トルク下降状態からトルク上昇状態に移行したときの電流指令値を上昇開始電流値として記憶する処理であり、より具体的には、トルク下降状態からトルク上昇状態に移行する直前の演算周期において演算した電流指令値を上昇開始電流値として記憶部７４に記憶する処理である。
【００６２】
演算処理Ｆは、トルク指令値に対応する基準電流指令値をＩ−Ｔ特性情報を参照して求める処理である。例えば、トルク指令値が図３に示すＴ１である場合、基準電流指令値はＩ１となる。
【００６３】
演算処理Ｇは、演算処理Ｆで記憶した上昇開始電流値と演算処理Ｆで求めた基準電流指令値との差である電流上昇幅（＝上昇開始電流値−基準電流指令値）に応じて補正係数を求める処理である。この補正係数は、電流上昇幅が大きいほど、またハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度が小さいほど、その値が大きくなる正の係数であり、例えば記憶部７４に記憶されたマップに基づいて定められる。あるいは、電流上昇幅及びハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度を引数とし、電流上昇幅が大きく相対回転速度が小さいほど戻り値が大きくなる関数によって補正係数を求めてもよい。
【００６４】
演算処理Ｈは、記憶部７４に記憶されたヒステリシス値に演算処理Ｇで求めた補正係数を乗じて加算補正値（＝ヒステリシス値×補正係数）を求め、上昇開始電流値に電流上昇幅及び加算補正値を加算して電流指令値（＝上昇開始電流値＋電流上昇幅＋加算補正値）を求める処理である。
【００６５】
これらの演算処理Ｅ〜Ｈのうち、演算処理Ｅはトルク下降状態からトルク上昇状態に移行したときに１回のみ実行される処理であり、演算処理Ｆ〜Ｈは演算周期ごとに実行される処理である。このように、制御部７０は電流指令値演算手段７２として、トルク下降状態からトルク上昇状態に移行した後の移行期間において、トルク指令値に基づいてＩ−Ｔ特性情報を参照して基準電流指令値を求め、トルク下降状態からトルク上昇状態に移行したときの電流指令値である上昇開始電流値と基準電流指令値との差である電流上昇幅に応じて補正係数を求め、ヒステリシス値に補正係数を乗じて加算補正値を求め、上昇開始電流値に電流上昇幅及び加算補正値を加算して電流指令値を演算すると共に、電流上昇幅が大きいほど補正係数を大きくする処理を実行する。
【００６６】
また、制御部７０は、電流指令値演算手段７２として、演算処理Ｆ〜Ｈの処理を実行するか否か、すなわち移行期間としての処理を継続するか否かを各演算周期において判定する。この判定処理は、例えば電流上昇幅が所定値以下か否か、あるいは補正係数が所定値以下か否かによって行うことができる。つまり、電流上昇幅が所定値を超えた場合あるいは補正係数が所定値を超えた場合には移行期間としての処理を終了し、それ以降もトルク上昇状態が継続する場合には、Ｉ−Ｔ特性情報を参照して得られた値に応じて電流指令値を演算する。
【００６７】
図５は、図３の一部を拡大してトルク上昇状態からトルク下降状態に移行した後の移行期間における演算処理Ｅ〜Ｈの具体例を示す説明図である。図５では、トルク指令値が最大値からＴ０＊まで下降した後、Ｔ１＊〜Ｔ６＊にかけて演算周期ごとに順次上昇した場合の例を示している。座標点Ｐ０１は、トルク指令値が下降から上昇に反転したときのトルク指令値であるＴ０＊に対応する特性線Ｌ２上の点であり、この座標点Ｐ０１に対応する電流値Ｉ０１は、Ｔ０＊に基づいてＩ−Ｔ特性情報及びヒステリシス補正値を参照して得られる上昇開始電流値である。換言すれば、電流値Ｉ０１は、トルク指令値が下降から上昇に反転する直前の演算周期における電流指令値である。座標点Ｐ００は、トルク指令値Ｔ０＊に対応する特性線Ｌ１上の点であり、この座標点Ｐ００に対応する電流値はＩ００である。
【００６８】
トルク指令値が下降から上昇に反転した次の演算周期における座標点Ｐ１０は、トルク指令値Ｔ１＊に対応する特性線Ｌ１上の点であり、この座標点Ｐ１０に対応する電流値であるＩ１０とＩ００との差は、当該演算周期における電流上昇幅である。また、電流指令値は、電流上昇幅と、電流上昇幅に応じて求められる補正係数をヒステリシス値に乗じた加算補正値とを上昇開始電流値Ｉ０１に加算して得られ、トルク指令値がＴ１＊である演算周期では、電流指令値が座標点Ｐ１１に対応するＩ１１となる。
【００６９】
また、図５では、トルク指令値Ｔ２＊〜Ｔ６＊に対応する特性線Ｌ１上の座標点をＰ２０〜Ｐ６０で示し、それぞれの演算周期におけるトルク指令値及び電流指令値を座標値とする座標点をＰ２１〜Ｐ６１として示している。これらの演算周期においても、上記と同様の処理によって電流指令値が求められる。加算補正値は、トルク指令値が大きくなるにつれて次第に大きくなるが、その増大幅は徐々に縮小する。そして、トルク指令値がＴ６＊となった演算周期において電流上昇幅が所定値を超えると、移行期間としての処理を終了する。座標点Ｐ１１〜Ｐ６１は、演算周期ごとに特性線Ｌ１に漸近するが、特性線Ｌ１を超えてグラフの右側（特性線Ｌ２とは反対側）に移ることはない。
【００７０】
図６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。制御部７０は、所定の演算周期ごとにこの制御ブロックにおける各処理を実行する。
【００７１】
制御部７０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の車輪速信号、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信号に基づいて、ハウジング２０からインナシャフト２３に伝達すべきトルクの目標値であるトルク指令値Ｔ＊をトルク指令値演算部７１１にて演算する。トルク指令値演算部７１１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が大きいほど、またアクセルペダル１１０の操作量が大きいほど、トルク指令値Ｔ＊を大きな値に設定する。
【００７２】
制御部７０は、トルク指令値Ｔ＊に応じて記憶部７４に記憶されたＩ−Ｔ特性情報７４０を参照し、トルク指令値Ｔ＊に対応する基準電流指令値Ｉ＊＊を基準電流指令値演算部７２１にて演算する。また、制御部７０は、前回の演算周期におけるトルク指令値Ｔ＊との比較により、トルク上昇状態かトルク下降状態かを判定部７２２にて判定する。またさらに、制御部７０は、判定部７２２における判定結果に基づいて、ヒステリシス補正部７２３において基準電流指令値Ｉ＊＊を補正する。
【００７３】
ヒステリシス補正部７２３の処理内容は、トルク上昇状態からトルク下降状態に移行した後の移行期間内であれば演算処理Ａ〜Ｄにより電流指令値Ｉ＊を演算する処理であり、トルク下降状態からトルク上昇状態に移行した後の移行期間内であれば演算処理Ｅ〜Ｈにより電流指令値Ｉ＊を演算する処理であり、トルク下降状態に移行した後の移行期間内ではなくトルク下降状態が継続しているときにはＩ−Ｔ特性情報を参照して得られた値からヒステリシス値に対応するヒステリシス補正値を差し引いて電流指令値Ｉ＊を演算する処理である。なお、トルク上昇状態に移行した後の移行期間内ではなくトルク上昇状態が継続しているときには、基準電流指令値Ｉ＊＊を電流指令値Ｉ＊とする。
【００７４】
また、ヒステリシス補正部７２３は、演算処理Ｃの実行に際して記憶部７４に記憶されたトルク下降時補正係数マップ７４１を参照し、演算処理Ｇの実行に際して記憶部７４に記憶されたトルク上昇時補正係数マップ７４２を参照する。トルク下降時補正係数マップ７４１には、電流下降幅及びハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度に対応する補正係数が定義されている。トルク上昇時補正係数マップ７４２には、電流上昇幅及びハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度に対応する補正係数が定義されている。なお、トルク下降時補正係数マップ７４１を参照することに替え、電流下降幅及びハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度を引数とする関数により補正係数を求めてもよい。また、トルク上昇時補正係数マップ７４２を参照することに替え、電流上昇幅及びハウジング２０とインナシャフト２３との相対回転速度を引数とする関数により補正係数を求めてもよい。
【００７５】
制御部７０は、電流指令値Ｉ＊と、電流センサ７５０によって検出されたコイル電流の検出値である実電流値Ｉとの偏差を偏差演算部７３１において演算する。また、制御部７０は、ＰＩ（Proportional-Integral）制御部７３２において、偏差演算部７３１によって演算された偏差に対してＰＩ演算を行ない、実電流値Ｉが電流指令値Ｉ＊に近づくようにスイッチング電源部７５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。さらに、制御部７０は、ＰＷＭ制御部７３３において、ＰＩ制御部７３２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７５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７５に出力する。スイッチング電源部７５は、デューティー比に応じたコイル電流を駆動力伝達装置２の電磁コイル５３に供給し、駆動力伝達装置２によって駆動力が伝達される。
【００７６】
なお、図６に示す各制御ブロックのうち、トルク指令値演算部７１１の処理は制御部７０がトルク指令値演算手段７１として実行する処理である。基準電流指令値演算部７２１、判定部７２２、及びヒステリシス補正部７２３の処理は制御部７０が電流指令値演算手段７２として実行する処理である。また、偏差演算部７３１、ＰＩ制御部７３２、及びＰＷＭ制御部７３３の処理は制御部７０が電流制御手段７３として実行する処理である。
【００７７】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した本実施の形態によれば、電磁コイル５３への通電時における磁路Ｇを構成する磁路形成部材の磁気ヒステリシスの影響により、電磁クラッチ機構５によってパイロットカム４１に伝達される回転力が変動してしまうことを抑制することができ、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力の精度を向上させることが可能となる。また、制御装置７は、駆動力伝達装置２の組み立て後に測定されたＩ−Ｔ特性情報及びヒステリシス値を記憶し、これらに基づいて駆動力伝達装置２を制御するので、磁路形成部材の寸法誤差や組み付け誤差あるいは材料特性のばらつき等による駆動力の変動をも抑制することができ、駆動力伝達装置２によって伝達される駆動力の精度をさらに向上させることが可能となる。
【００７８】
（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これら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】
【００７９】
２…駆動力伝達装置                        ５…電磁クラッチ機構
５０…アーマチャ                          ５１…パイロットアウタクラッチプレート
５２…パイロットインナクラッチプレート    ５３…電磁コイル
５４…ヨーク                              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                        ７４…記憶部
７４０…Ｉ−Ｔ特性情報                    ７５…スイッチング電源部
８…駆動力伝達制御装置
【図１】
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【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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