(57)【要約】【課題】簡易な構成で従来よりも正確なトルク伝達制御ができる駆動力伝達装置及び駆動力配分装置を提供すること。【解決手段】カップリング２０に、メインカムの軸方向への変位Ｄを検出する検出手段４０を設けた。駆動力配分装置１２は、トルク指令値Ｔ＊に基づいた電流指令値Ｉ＊を算出する第１の電流指令値演算部６７及び変位指令値Ｄ＊を算出する変位指令値演算部６８を備えた。また、駆動力配分装置１２は、変位指令値Ｄ＊と変位Ｄとの変位偏差に基づいて補正値αを算出する補正値演算部７０を備え、電流指令値Ｉ＊を補正値αに基づいて補正するようにした。そして、駆動力配分装置１２は、電流指令値Ｉ＊を補正値αに基づいて補正した補正電流指令値Ｉ＊＊をカップリング２０に供給してトルク伝達制御を行うようにした。【選択図】図４
2008286236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクの入力により回転する円筒状の外側回転部材と、前記外側回転部材の内側にて前記外側回転部材と同軸上で相対回転可能な内側回転部材と、前記外側回転部材及び前記内側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外側回転部材及び前記内側回転部材をトルク伝達可能に連結する第１クラッチと、前記第１クラッチの軸方向に並置された第２クラッチと、前記外側回転部材及び前記内側回転部材のうちの何れか一方に軸方向移動可能且つ一体回転可能に係合し前記第１クラッチを軸方向に押圧可能な第１カム部材、並びに前記外側回転部材及び前記内側回転部材のうちの何れか他方に前記第２クラッチを介して連結され前記第１カム部材と同軸上で相対回転可能な第２カム部材を有するカム機構と、を備えた駆動力伝達装置であって、
少なくとも前記第１カム部材及び前記第２カム部材のうちの何れか一方の位置情報を検出可能な検出手段を備えたことを特徴とする駆動力伝達装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記位置情報として前記第１カム部材の中立位置からの軸方向への変位を検出することを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達装置。
【請求項３】
車両の駆動源のトルクが常時伝達される主駆動輪と車両の状態に応じて必要時に駆動源のトルクが伝達される補助駆動輪とを備えた４輪駆動車の前記駆動源と前記補助駆動輪との間に設けられ、入力側から出力側に伝達する伝達トルクを変更させることにより前記主駆動輪と前記補助駆動輪との間のトルク配分を変更可能な駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置に電流を供給することで伝達トルクを制御する制御手段とを備え、前記駆動力伝達装置は、駆動力の入力により回転する円筒状の外側回転部材と、前記外側回転部材の内側にて前記外側回転部材と同軸上で相対回転可能な内側回転部材と、前記外側回転部材及び前記内側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外側回転部材及び前記内側回転部材をトルク伝達可能に連結する第１クラッチと、前記第１クラッチの軸方向に並置された第２クラッチと、前記外側回転部材及び前記内側回転部材のうちの何れか一方に軸方向移動可能且つ一体回転可能に係合し前記第１クラッチを軸方向に押圧可能な第１カム部材、並びに前記外側回転部材及び前記内側回転部材のうちの何れか他方に前記第２クラッチを介して連結され前記第１カム部材と同軸上で相対回転可能な第２カム部材を有するカム機構とから構成された、駆動力配分装置であって、
少なくとも前記第１カム部材及び前記第２カム部材のうちの何れか一方の位置情報を検出可能な検出手段を備え、
前記制御手段は、前記位置情報に基づいて前記主駆動輪と前記補助駆動輪との間のトルク配分を制御することを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項４】
前記補助駆動輪に配分するトルクのトルク指令値に基づいて前記駆動力伝達装置に供給する電流の電流指令値を算出する第１の電流指令値演算手段と、
前記位置情報に基づいて前記電流指令値を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
前記補助駆動輪に配分するトルクのトルク指令値と前記位置情報との関係を記憶した位置情報特性マップを有し、前記トルク指令値を前記位置情報特性マップに照らし合わせることにより、位置指令値を算出する位置指令値演算手段と、
前記位置指令値に基づいて前記駆動力伝達装置に供給する電流の電流指令値を算出する第２の電流指令値演算手段と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力伝達装置、及び該駆動力伝達装置を備えた駆動力配分装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動力の入力により回転する円筒状の外側回転部材と、該外側回転部材内に回転自在に同軸配置された軸状の内側回転部材とを備え、これら外側回転部材と内側回転部材との間に設けられたクラッチ機構により外側回転部材及び内側回転部材をトルク伝達可能に連結可能とした駆動力伝達装置がある。そして、その中には、軸方向に押圧されることにより作動して外側回転部材及び内側回転部材をトルク伝達可能に連結するメインクラッチと、該メインクラッチの軸方向に並置されたパイロットクラッチと、該パイロットクラッチの作動によりメインクラッチを軸方向に押圧するカム機構とを有しているものがある。例えば、特許文献１には、電磁石を駆動源とする電磁クラッチとしてパイロットクラッチを構成し、電磁石に供給する電流量に応じて外側回転部材と内側回転部材との間で伝達可能なトルクを自在に制御する駆動力伝達装置が開示されている。
【０００３】
そして、上記構成の駆動力伝達装置を４輪駆動車両における駆動伝達系の途中に設け、外側回転部材と内側回転部材との間の伝達トルクを変更することにより、主駆動輪と補助駆動輪との間のトルク配分を制御する駆動力配分装置が知られている。例えば、特許文献２には、車速やスロットル開度等に基づいてトルク指令値を算出し、トルク指令値と電流値との関係を示すＴ−Ｉ特性マップを参照することにより電流指令値を算出して、電磁クラッチに電流指令値を供給する駆動力配分装置が開示されている。そして、電流指令値と電磁クラッチに供給されている電流との偏差に基づいてフィードバック制御することで、電磁クラッチに供給される電流を電流指令値に追従させ、所望のトルク（トルク指令値）が補助駆動輪に配分される。
【０００４】
このような駆動力配分装置では、近年の車両の高出力化や、トラクションコントロールあるいはＶＳＣ（Vehicle Stability Control）等の電子制御技術の高度化に対応し、車両走行状態に応じて最適なトルクを精度よく補助駆動輪に伝達することが望まれている。しかし、実際には構成部品の加工誤差や組み付け誤差などが不可避的に発生し、その個体ごとに供給される電流と出力されるトルクとの間の関係が若干異なるものとなっていた。特に、パイロットクラッチを、電磁石を駆動源とする電磁クラッチとして構成したものでは、磁路を構成する部材の加工誤差や組み付け誤差により磁気抵抗がばらつき、この結果、補助駆動輪に伝達されるトルクがばらついてしまう。そこで、本出願人は駆動力伝達装置の個々の出力特性のばらつきを記憶し、記憶された情報を考慮してコイルに流す電流を補正することを提案している（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−３４０３４５号公報
【特許文献２】特開２００４−９０７０２号公報
【特許文献３】特開２００７−６４２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の方法によってもなお、パイロットクラッチの摩耗等による経時変化に対しては十分に対応することができず、さらなる改良が求められている。また、駆動力伝達装置の多くは、パイロットクラッチの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るため、各クラッチプレート間が非係合である場合であっても、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、この引きずりトルクは、電磁クラッチに供給されている電流とは関係なく潤滑油の粘性及び主駆動輪と補助駆動輪との回転数差等に基づいて発生するため、電磁クラッチに供給される電流を電流指令値に追従させる制御を行っても正確なトルク伝達制御が困難であるという問題があった。仮にパイロットクラッチの各クラッチプレート間に介在する潤滑油の温度を正確に測定することができれば、温度補償制御を行うことも可能ではあるが、この測定は現実的には極めて困難である。
【０００６】
そこで、外側回転部材と内側回転部材との間の伝達トルクを直接検出してフィードバック制御を行うことが考えられるが、外側回転部材及び内側回転部材は共に回転しているため、正確なトルクを検出することは極めて困難であるという問題があった。
【０００７】
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、簡易な構成で、従来よりも正確なトルク伝達制御ができる駆動力伝達装置及び駆動力配分装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、駆動力の入力により回転する円筒状の外側回転部材と、前記外側回転部材の内側にて前記外側回転部材と同軸上で相対回転可能な内側回転部材と、前記外側回転部材及び前記内側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外側回転部材及び前記内側回転部材をトルク伝達可能に連結する第１クラッチと、前記第１クラッチの軸方向に並置された第２クラッチと、前記外側回転部材及び前記内側回転部材のうちの何れか一方に軸方向移動可能且つ一体回転可能に係合し前記第１クラッチを軸方向に押圧可能な第１カム部材、並びに前記外側回転部材及び前記内側回転部材のうちの何れか他方に前記第２クラッチを介して連結され前記第１カム部材と同軸上で相対回転可能な第２カム部材を有するカム機構と、を備えた駆動力伝達装置であって、少なくとも前記第１カム部材及び前記第２カム部材のうちの何れか一方の位置情報を検出可能な検出手段を備えたことを要旨とする。
【０００９】
駆動力伝達装置は、第２クラッチを介して外側回転部材と内側回転部材との回転差に基づくトルクが第２カム部材に伝達されて第１カム部材と第２カム部材とが相対回転し、第１カム部材が軸方向に移動することで第１クラッチを押圧して、外側回転部材及び内側回転部材がトルク伝達可能に連結される。つまり、基本的には第１カム部材の軸方向への変位に応じて外側回転部材と内側回転部材との間の伝達トルクが決まる。そのため、第１カム部材又は第２カム部材の位置情報によって、第１カム部材の軸方向への変位を把握し、駆動力伝達装置の伝達トルクを推定することができる。従って、上記構成によれば、検出手段によって、少なくとも第１カム部材及び第２カム部材のうちの何れか一方の位置情報、例えば第１カム部材と第２カム部材との相対回転角や第１カム部材の軸方向への変位が検出されるため、第１カム部材又は第２カム部材の位置情報によって、駆動力伝達装置の伝達トルクが推定される。従って、Ｔ−Ｉ特性マップを参照して駆動力伝達装置に供給される電流からその伝達トルクを推定する場合と異なり、製造誤差により生じる磁気抵抗のばらつき等による個体差がなく、より正確な伝達トルクが推定される。また、第１カム部材又は第２カム部材の位置情報によって駆動力伝達装置の伝達トルクを推定するため、温度の変化によってオイルの粘性が変化することに起因するパイロットクラッチの伝達トルクの変化をもフィードバック制御により補償することが可能となる。そして、位置情報によって推定された伝達トルクにより駆動力伝達装置を制御することで、より正確なトルク伝達制御がされる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動力伝達装置において、前記検出手段は、前記位置情報として前記第１カム部材の中立位置からの軸方向への変位を検出することを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、第１カム部材の中立位置からの軸方向への変位に基づいて、駆動力伝達装置の伝達トルクが推定される。従って、第１カム部材と第２カム部材との相対回転角から第１カム部材の軸方向の変位を推定して伝達トルクを推定する場合に比べ、誤差が低減される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、車両の駆動源のトルクが常時伝達される主駆動輪と車両の状態に応じて必要時に駆動源のトルクが伝達される補助駆動輪とを備えた４輪駆動車の前記駆動源と前記補助駆動輪との間に設けられ、入力側から出力側に伝達する伝達トルクを変更させることにより前記主駆動輪と前記補助駆動輪との間のトルク配分を変更可能な駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置に電流を供給することで伝達トルクを制御する制御手段とを備え、前記駆動力伝達装置は、駆動力の入力により回転する円筒状の外側回転部材と、前記外側回転部材の内側にて前記外側回転部材と同軸上で相対回転可能な内側回転部材と、前記外側回転部材及び前記内側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外側回転部材及び前記内側回転部材をトルク伝達可能に連結する第１クラッチと、前記第１クラッチの軸方向に並置された第２クラッチと、前記外側回転部材及び前記内側回転部材のうちの何れか一方に軸方向移動可能且つ一体回転可能に係合し前記第１クラッチを軸方向に押圧可能な第１カム部材、並びに前記外側回転部材及び前記内側回転部材のうちの何れか他方に前記第２クラッチを介して連結され前記第１カム部材と同軸上で相対回転可能な第２カム部材を有するカム機構とから構成された、駆動力配分装置であって、少なくとも前記第１カム部材及び前記第２カム部材のうちの何れか一方の位置情報を検出可能な検出手段を備え、前記制御手段は、前記位置情報に基づいて前記主駆動輪と前記補助駆動輪との間のトルク配分を制御することを要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、第１カム部材又は第２カム部材の位置情報によって、駆動力伝達装置の正確な伝達トルクが推定され、その推定された伝達トルクによって主駆動輪と補助駆動輪との間のトルク配分が制御される。位置情報によって伝達トルクを推定するため、製造誤差により生じる磁気抵抗のばらつき等による個体差のない正確な伝達トルクが推定され、正確なトルク伝達制御が可能になる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の駆動力配分装置において、前記制御手段は、前記補助駆動輪に配分するトルク指令値に基づいて前記駆動力伝達装置に供給する電流指令値を算出する第１の電流指令値演算手段と、前記位置指令値情報に基づいて前記電流指令値を補正する補正手段とを備えたことを要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、補助駆動輪に配分するトルクのトルク指令値に基づいた電流指令値が算出され、該電流指令値が位置指令値情報に基づく補正値により補正されて駆動力伝達装置に供給される。従って、第１カム部材又は第２カム部材の位置情報に基づいて正確なトルク伝達制御が行われる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の駆動力配分装置において、前記制御手段は、前記補助駆動輪に配分するトルクのトルク指令値と前記位置情報との関係を記憶した位置情報特性マップを有し、前記トルク指令値を前記位置情報特性マップに照らし合わせることにより、位置指令値情報を算出する位置指令値情報演算手段と、前記位置指令値情報に基づいて前記駆動力伝達装置に供給する電流の電流指令値を算出する第２の電流指令値演算手段とを備えたことを要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、トルク指令値を位置情報特性マップに照らし合わせることにより、位置指令値情報が算出され、該位置指令値情報に基づいて算出された電流指令値に基づく電流が駆動力伝達装置に供給される。従って、第１カム部材又は第２カム部材の位置情報に基づいて正確なトルク伝達制御が行われる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡易な構成で従来よりも正確なトルク伝達制御が可能な駆動力伝達装置及び駆動力配分装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第一実施形態）
以下、本発明を４輪駆動車両の駆動力配分装置に具体化した第一実施形態を図面に従って説明する。
【００２０】
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輪駆動車であり、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、そのエンジン２に組み付けられたトランスアクスル３には、一対のフロントアクスル４が連結されている。また、トランスアクスル３には、上記各フロントアクスル４とともにプロペラシャフト５が連結されており、該プロペラシャフト５は、カップリング２０を介してピニオンシャフト（ドライブピニオンシャフト）６と連結可能にされている。そして、ピニオンシャフト６は、リヤディファレンシャルギア７を介して一対のリヤアクスル８と連結されている。従って、エンジン２のトルクは、トランスアクスル３からフロントアクスル４を介して前輪９ｆに伝達されるとともに、トランスアクスル３からプロペラシャフト５、ピニオンシャフト６、リヤディファレンシャルギア７及び各リヤアクスル８を介して後輪９ｒに伝達されるようになっている。
【００２１】
カップリング２０には、制御手段としてのＥＣＵ６０が接続されている。ＥＣＵ６０には、アクセル開度センサ１０及び車輪速センサ１１ａ〜１１ｄが接続されている。ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ１０及び車輪速センサ１１ａ〜１１ｄからの信号に基づいてカップリング２０の作動を制御する。これにより、前輪９ｆと後輪９ｒとの間のトルク配分が変更される。つまり、カップリング２０及びＥＣＵ６０により駆動力配分装置１２が構成されている。そして、カップリング２０は、ピニオンシャフト６、及びリヤディファレンシャルギア７とともに、ディファレンシャルキャリヤ１３内に収容されている。
【００２２】
次にカップリング２０の構成について説明する。
図２に示すように、カップリング２０は、ディファレンシャルキャリヤ１３のカップリングケース２１内に回転自在に収容された有底筒状のフロントハウジング２２と、同フロントハウジング２２の筒内に回転自在に同軸配置された軸状のインナシャフト２３とを備えている。
【００２３】
外側回転部材としてのフロントハウジング２２は、その底部２２ａ（同図中、左側）がカップリングケース２１外部に露出された状態で、ボール軸受２４により回転自在に支承されるとともに、その開口端２２ｂには、環状のリヤハウジング２５が嵌着されている。また、内側回転部材としてのインナシャフト２３は、リヤハウジング２５の内周に設けられたニードル軸受２６及びフロントハウジング２２の筒内に設けられたボール軸受２７により回転自在に支承されている。そして、フロントハウジング２２の筒内は、同フロントハウジング２２とリヤハウジング２５との嵌合部、及びリヤハウジング２５の内周とインナシャフト２３の外周との間に設けられたシール部材２８，２９により封止され、その筒内には潤滑油が収容されている。
【００２４】
尚、フロントハウジング２２の底部２２ａ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３０によって連結される。これにより、フロントハウジング２２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。また、インナシャフト２３の上記ニードル軸受２６に支承された側の軸端（同図中、右側）の内周には、ピニオンシャフト６との連結部（スプライン嵌合部）３１が形成されている。即ち、車両１に搭載した状態において、フロントハウジング２２は主駆動輪である前輪９ｆ側と連結され、インナシャフト２３は補助駆動輪である後輪９ｒ側と連結されるようなっている。
【００２５】
また、フロントハウジング２２の筒内には、フロントハウジング２２とインナシャフト２３とをトルク伝達可能に連結可能なメインクラッチ３２が設けられるとともに、メインクラッチ３２の軸方向、リヤハウジング２５側にはパイロットクラッチ３３が並置されている。そして、これらメインクラッチ３２とパイロットクラッチ３３との間にカム機構３４が設けられている。
【００２６】
第１クラッチとしてのメインクラッチ３２には、軸方向に移動可能に設けられた複数のアウタクラッチプレート３５及びインナクラッチプレート３６を交互に配置してなる多板式の摩擦クラッチが採用されている。具体的には、各アウタクラッチプレート３５はフロントハウジング２２の内周にスプライン嵌合され、各インナクラッチプレート３６はインナシャフト２３の外周にスプライン嵌合されることにより、それぞれ軸方向に移動可能、且つ対応するフロントハウジング２２又はインナシャフト２３と一体回転可能に設けられている。メインクラッチ３２は、これら各アウタクラッチプレート３５及びインナクラッチプレート３６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２２とインナシャフト２３とをトルク伝達可能に連結するようになっている。そして、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との間の伝達トルクは、各アウタクラッチプレート３５及びインナクラッチプレート３６の摩擦係合力、即ち軸方向の押圧力に応じて変化する。
【００２７】
カム機構３４は、インナシャフト２３に回転自在に支承されたパイロットカム３７と、インナシャフト２３の外周にスプライン嵌合されることにより同インナシャフト２３と一体回転可能且つ軸方向に移動可能に設けられたメインカム３８と、パイロットカム３７とメインカム３８との間に介在されたボール部材３９とを備えてなる。パイロットカム３７のメインカム３８との対向面４１の反対側の面は、リヤハウジング２５との間に設けられたニードル軸受５４に当接している。これにより、パイロットカム３７はリヤハウジング２５と一定の間隔を保持して相対回転可能に支持されている。
【００２８】
パイロットカム３７には、パイロットカム３７とメインカム３８との相対距離、即ち、メインカム３８の軸方向への変位を検出する検出手段４０が設けられている。また、メインカム３８は、インナクラッチプレート３６が嵌合しているインナシャフト２３のスプライン溝のパイロットクラッチ３３側にスプライン嵌合している。第１カム部材としてのメインカム３８及び第２カム部材としてのパイロットカム３７は、ともに円環状に形成されている。
【００２９】
これらパイロットカム３７及びメインカム３８の対向面４１，４２には、ボール部材３９がパイロットカム３７及びメインカム３８の周方向に転動する溝部が設けられている。この溝部の転動面はパイロットカム３７及びメインカム３８の周方向に対して傾斜しており、本実施形態では略Ｖ字状に形成されている。以下、この溝部をＶ字溝という。パイロットカム３７には複数のＶ字溝４３が形成されており、メインカム３８にはＶ字溝４３と対向するように複数のＶ字溝４４が形成されている。
【００３０】
ボール部材３９は、これら対向する各Ｖ字溝４３，４４内に配置された状態でパイロットカム３７及びメインカム３８により挟持されている。パイロットカム３７とメインカム３８との相対距離は、ボール部材３９が各Ｖ字溝４３，４４の底部、即ち最も深い部分に位置するときに最も短くなる。この状態におけるメインカム３８の位置を中立位置と定義する。そして、パイロットカム３７とメインカム３８とが相対回転することにより、Ｖ字溝４３，４４に沿ってボール部材３９が転動し、これらパイロットカム３７とメインカム３８との間が離間、即ちメインカム３８がメインクラッチ３２側に軸方向移動するようになっている。
【００３１】
第２クラッチとしてのパイロットクラッチ３３には、上記メインクラッチ３２と同様に、軸方向に移動可能に設けられた複数のアウタクラッチプレート４５及びインナクラッチプレート４６を交互に配置してなる多板式の摩擦クラッチが採用されている。具体的には、各アウタクラッチプレート４５は、フロントハウジング２２の内周にスプライン嵌合され、インナクラッチプレート４６はパイロットカム３７の外周にスプライン嵌合されることにより、それぞれ軸方向に移動可能、且つ対応するフロントハウジング２２又はパイロットカム３７と一体回転可能に設けられている。そして、パイロットクラッチ３３は、これら各アウタクラッチプレート４５及びインナクラッチプレート４６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２２とパイロットカム３７とをトルク伝達可能に連結するようになっている。
【００３２】
即ち、メインカム３８との間にボール部材３９を挟持したパイロットカム３７は、パイロットクラッチ３３の非作動時、メインカム３８、即ちインナシャフト２３とともに一体回転し、フロントハウジング２２とパイロットカム３７との間には、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との回転差に相当する回転差が生じている。そして、パイロットクラッチ３３は、その作動により、フロントハウジング２２とパイロットカム３７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２２とインナシャフト２３（パイロットカム３７）との回転差に基づくトルクをカム機構３４に伝達するようになっている。
【００３３】
つまり、カップリング２０では、パイロットクラッチ３３の作動により、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との回転差に基づくトルクがカム機構３４に伝達され、カム機構３４は、そのトルクにより生ずるパイロットカム３７とメインカム３８との回転差に基づいて同メインカム３８を軸方向メインクラッチ３２側に移動させる。即ち、カム機構３４は、パイロットクラッチ３３を介して伝達されたフロントハウジング２２とインナシャフト２３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、そのメインカム３８がメインクラッチ３２を押圧することにより、同メインクラッチ３２が作動、即ちフロントハウジング２２とインナシャフト２３とがトルク伝達可能に連結されるようになっている。つまり、メインカム３８の軸方向への変位（移動量）に基づいて、メインクラッチ３２の押圧力を推定できるようになっている。
【００３４】
パイロットクラッチ３３は、電磁石４７を駆動源とする電磁クラッチとして構成されている。具体的には、リヤハウジング２５には、フロントハウジング２２の筒外（反フロントハウジング２２側、図２中右側）に開口する環状溝４８が形成されており、電磁石４７は、この環状溝４８内に収容されている。電磁石４７には、カップリング２０の外部に設けられた図示しない電源から電源線４９を介して電力が供給される。尚、リヤハウジング２５には、その内周部から軸方向、反フロントハウジング２２側に延びる円筒部２５ａが設けられており、電磁石４７は、この円筒部２５ａに設けられたボール軸受５０によりリヤハウジング２５（及びフロントハウジング２２）と相対回転可能に支承されている。
【００３５】
また、フロントハウジング２２の筒内には、円環状に形成されたアーマチャ５１が、同アーマチャ５１とリヤハウジング２５との間に上記アウタクラッチプレート４５及びインナクラッチプレート４６を挟む位置において、軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されている。そして、パイロットクラッチ３３は、このアーマチャ５１が、電磁石４７の電磁力に吸引され、リヤハウジング２５との間に各アウタクラッチプレート４５及びインナクラッチプレート４６を挟み込むように移動することにより、該各アウタクラッチプレート４５及びインナクラッチプレート４６が摩擦係合するようになっている。
【００３６】
このように、カップリング２０は、電磁石４７に対する電力供給を通じてパイロットクラッチ３３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３３の作動を通じてメインクラッチ３２の作動、即ち、フロントハウジング２２とインナシャフト２３との間で伝達可能なトルクを自在に制御可能な構成となっている。
【００３７】
次に、パイロットカム３７に設けられた検出手段４０について説明する。本実施形態では、検出手段４０には、図示しないコイルに高周波電流を流して測定対象物（メインカム３８）に渦電流を発生させ、測定対象物の距離に応じて変化するコイルのインピーダンスに基づいて距離を検出する渦電流式のギャップセンサが用いられている。
【００３８】
図３に示すように、検出手段４０は、パイロットカム３７の対向面４１におけるＶ字溝４３とスプライン溝５２との間に設けられ、メインカム３８の対向面４２と対向する。検出手段４０には、電源線４９からの電力が電力供給手段５３を介して供給される。本実施形態では、電力供給手段５３は、電源線４９側に設けられたコイル（図示略）に交流電流を流すことによりリヤハウジング２５側に設けられたコイル（図示略）に起電力を発生させる非接触の電磁誘導方式によることで、静止体である電源線４９から回転体であるリヤハウジング２５を介して検出手段４０に電力供給している。
【００３９】
また、検出手段４０は、図５（ａ）に示すように、中立位置におけるメインカム３８と検出手段４０との距離を０として、図５（ｂ）に示すように、パイロットクラッチ３３を介して伝達されるトルクによりパイロットカム３７が相対回転し、メインカム３８の軸方向メインクラッチ３２側への変位Ｄを測定する。渦電流式のギャップセンサによりメインカム３８の軸方向への変位Ｄを検出する場合には、測定精度を向上させるためパイロットカム３７の対向面４１から突出して設けられることが望ましい。従って、検出手段４０をパイロットカム３７の対向面４１から突出して設けることができるように、パイロットカム３７とメインカム３８との間に隙間が形成されたボール部材３９を備えるカム機構３４が好ましい。
【００４０】
次に、駆動力配分装置１２の電気的構成について説明する。
図４に示すように、ＥＣＵ６０は、マイコン（マイクロコンピュータ）６１を備え、マイコン６１には、アクセル開度センサ１０からアクセル開度信号Ｓａが入力され、各車輪速センサ１１ａ〜１１ｄからそれぞれ、右前車輪速Ｖｆｒ，左前車輪速Ｖｆｌ，右後車輪速Ｖｒｒ及び左後車輪速Ｖｒｌが入力される。ＥＣＵ６０は、これら各センサの出力信号に基づき、アクセル開度信号Ｓａ、車速Ｖ、及び前輪９ｆと後輪９ｒとの間の回転数差ΔＮを検出する。そして、マイコン６１は、これら車速Ｖ及びアクセル開度信号Ｓａ、並びに回転数差ΔＮに基づいてトルク配分を制御する。
【００４１】
具体的には、各車輪速センサ１１ａ〜１１ｄにより検出された各車輪速Ｖｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌは、マイコン６１の車速演算部６２及び前後回転数差演算部６３に入力される。車速演算部６２は、各車輪速Ｖｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌに基づいて車速Ｖを算出し、前後回転数差演算部６３は、各車輪速Ｖｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌに基づいて前輪９ｆと後輪９ｒとの間の回転数差ΔＮを算出する。第１トルク演算部６４には、車速Ｖ及びアクセル開度信号Ｓａが入力される。第１トルク演算部６４は、入力された車速Ｖ及びアクセル開度信号Ｓａに基づいて運転者の意思に応じた第１トルクＴ１を算出する。また、第２トルク演算部６５には、車速Ｖ及び回転数差ΔＮが入力される。第２トルク演算部６５は、入力された車速Ｖ及び回転数差ΔＮに基づいて路面状況に応じた第２トルクＴ２を算出する。そして、加算器６６は、第１トルク演算部６４により算出された第１トルクＴ１と第２トルク演算部６５により算出された第２トルクＴ２とを加算した値をトルク指令値Ｔ＊として第１の電流指令値演算手段としての第１の電流指令値演算部６７及び位置指令値演算手段としての変位指令値演算部６８に出力する。
【００４２】
第１の電流指令値演算部６７には、トルク指令値Ｔ＊と電流指令値Ｉ＊との関係を記憶したＴ−Ｉ特性マップが設けられている。第１の電流指令値演算部６７は、加算器６６により算出されたトルク指令値Ｔ＊をＴ−Ｉ特性マップに照らし合わせることにより電流指令値Ｉ＊を算出し、加算器６９に出力する。尚、Ｔ−Ｉ特性マップは、トルク指令値Ｔ＊の絶対値が大きくなる程、電流指令値Ｉ＊が大きくなるように設定されている。
【００４３】
また、変位指令値演算部６８には、図６に示すようなトルク指令値Ｔ＊とメインカム３８の変位指令値Ｄ＊との関係を記憶した位置情報特性マップとしての変位特性マップが設けられている。変位指令値演算部６８は、加算器６６により算出されたトルク指令値Ｔ＊を変位特性マップに照らし合わせることにより位置指令値としての変位指令値Ｄ＊を算出し、補正手段としての補正値演算部７０に出力する。具体的には、変位特性マップは、トルク指令値Ｔ＊の絶対値が大きくなる程、変位指令値Ｄ＊が大きくなるように設定されている。
【００４４】
補正値演算部７０には、変位指令値演算部６８により算出された変位指令値Ｄ＊及び検出手段４０により検出されたメインカム３８の変位Ｄが入力される。補正値演算部７０は、変位指令値Ｄ＊から変位Ｄを減算して変位偏差ΔＤを算出する。補正値演算部７０には、図７に示すような変位偏差ΔＤと補正値αとの関係を記憶した補正マップが設けられている。そして、補正値演算部７０は、算出した変位偏差ΔＤを補正マップに照らし合わせることにより補正値αを算出し、加算器６９に出力する。具体的には、補正マップは、変位偏差ΔＤの値が正の値である場合、即ち変位指令値Ｄ＊が変位Ｄよりも大きい場合には電流指令値Ｉ＊を増加させ、変位偏差ΔＤの値が負の値である場合、即ち変位指令値Ｄ＊が変位Ｄよりも小さい場合には電流指令値Ｉ＊を減少させる補正値αが算出されるように設定されている。そして、変位偏差ΔＤの絶対値が大きい程、補正値αが大きくなる、即ち電流指令値Ｉ＊を大きく補正するように設定されている。
【００４５】
加算器６９には、第１の電流指令値演算部６７により算出された電流指令値Ｉ＊及び補正値演算部７０により算出された補正値αが入力される。加算器６９は、電流指令値Ｉ＊と補正値αとを加算した値を補正電流指令値Ｉ＊＊として減算器７１に出力する。
【００４６】
減算器７１には、加算器６９により算出された補正電流指令値Ｉ＊＊が入力されるとともに、電磁石４７に供給される電流を検出する電流センサ７２により検出された電流値Ｉが入力される。減算器７１は、補正電流指令値Ｉ＊＊と電流値Ｉとの電流偏差ΔＩを算出し、Ｆ／Ｂ（フィードバック）制御演算部７３に出力する。Ｆ／Ｂ制御演算部７３は、入力された電流偏差ΔＩに基づいてフィードバック制御量を算出し、駆動信号出力部７４に出力する。本実施形態では、Ｆ／Ｂ制御演算部７３は、電流偏差ΔＩに所定の比例ゲインを乗じた値と、電流偏差ΔＩの積分値に所定の積分ゲインを乗じた値との合計をフィードバック制御量として算出する。即ち、Ｆ／Ｂ制御演算部７３は、ＰＩ制御（比例・積分制御）によりフィードバック制御量を演算する。駆動信号出力部７４は、このフィードバック制御量に応じたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）演算を行い、所定のＤＵＴＹ比を有するパルス信号を駆動信号として駆動回路７５に出力する。そして、駆動回路７５により、駆動信号に応じた電流が電源線４９を介して電磁石４７に供給されることで、検出される電流値Ｉを補正電流指令値Ｉ＊＊に追従させるようになっている。
【００４７】
次に、駆動力配分装置１２の動作について説明する。
駆動力配分装置１２は、運転者の意思及び路面状況に応じたトルク指令値Ｔ＊を第１トルク演算部６４及び第２トルク演算部６５により算出された第１トルクＴ１及び第２トルクＴ２に基づいて算出し、該トルク指令値Ｔ＊に基づいた電流指令値Ｉ＊を第１の電流指令値演算部６７により算出する。また、駆動力配分装置１２は、トルク指令値Ｔ＊に基づいた変位指令値Ｄ＊を変位指令値演算部６８により算出し、検出手段４０によって検出されたメインカム３８の変位Ｄと変位指令値Ｄ＊とに基づいて補正値演算部７０により補正値αを算出する。つまり、駆動力配分装置１２は、メインカム３８の変位Ｄに基づいてカップリング２０の伝達トルクを推定し、検出される変位Ｄが変位指令値Ｄ＊に近づくように電流指令値Ｉ＊を補正する。そして、駆動力配分装置１２は、電流指令値Ｉ＊を補正値αに基づいて補正した補正電流指令値Ｉ＊＊に応じた電流をカップリング２０に供給してトルク伝達制御を行う。
【００４８】
ここで、メインカム３８の軸方向への変位Ｄに基づいて伝達トルクを推定すると、Ｔ−Ｉ特性マップを参照してカップリング２０に供給される電流からその伝達トルクを推定する場合と異なり、製造誤差により生じる磁気抵抗のばらつき等による個体差や温度の影響を受けないで、高精度な伝達トルクを推定できる。従って、駆動力配分装置１２により正確な伝達トルク制御が行われる。
【００４９】
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）カップリング２０に、メインカム３８の軸方向への変位Ｄを検出する検出手段４０を設けた。駆動力配分装置１２は、トルク指令値Ｔ＊に基づいた電流指令値Ｉ＊を算出する第１の電流指令値演算部６７及び変位指令値Ｄ＊を算出する変位指令値演算部６８を備えた。また、駆動力配分装置１２は、変位指令値Ｄ＊と変位Ｄとの変位偏差ΔＤに基づいて補正値αを算出する補正値演算部７０を備え、電流指令値Ｉ＊を補正値αに基づいて補正するようにした。つまり、駆動力配分装置１２は、メインカム３８の変位Ｄに基づいてカップリング２０の伝達トルクを推定し、検出される変位Ｄが変位指令値Ｄ＊に近づくように電流指令値Ｉ＊を補正するようにした。そして、駆動力配分装置１２は、電流指令値Ｉ＊を補正値αに基づいて補正した補正電流指令値Ｉ＊＊をカップリング２０に供給してトルク伝達制御を行うようにした。このように、メインカム３８の軸方向への変位Ｄに基づいて伝達トルクを推定するため、Ｔ−Ｉ特性マップを参照してカップリング２０に供給される電流からその伝達トルクを推定する場合と異なり、製造誤差により生じる磁気抵抗のばらつき等による個体差がなく、より正確な伝達トルクを推定できる。また、メインカム３８の軸方向への変位Ｄに基づいて伝達トルクを推定するため、温度の変化によってオイルの粘性が変化することに起因するパイロットクラッチ３３の伝達トルクの変化をもフィードバック制御により補償することができる。従って、駆動力配分装置１２により正確な伝達トルク制御を行うことができる。
【００５０】
（２）メインカム３８の中立位置からの軸方向への変位Ｄに基づいて、カップリング２０の伝達トルクが推定されるため、パイロットカム３７とメインカム３８との相対回転角からメインカム３８の軸方向の変位Ｄを推定する場合に比べ、推定される伝達トルクの誤差を低減できる。
【００５１】
（第二実施形態）
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図面に従って説明する。
尚、本実施形態の駆動力配分装置８０は、ＥＣＵ６０の電気的構成のみが上記第一実施形態の駆動力配分装置１２と相違する。このため、同一の構成については上記第一実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
図８に示すように、各車輪速Ｖｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌ及びアクセル開度信号Ｓａに基づいて算出されたトルク指令値Ｔ＊は、変位指令値演算部６８のみに入力され、変位指令値演算部６８は、減算器８１に変位指令値Ｄ＊を出力する。減算器８１には、変位指令値Ｄ＊が入力されるとともに、検出手段４０により検出された変位Ｄが入力される。減算器８１は、変位指令値Ｄ＊と変位Ｄとの変位偏差ΔＤを算出し、第２の電流指令値演算手段としての第２の電流指令値演算部８２に出力する。第２の電流指令値演算部８２は、所定周期毎に、入力された変位偏差ΔＤに基づいて電流指令値Ｉ＊を算出し、減算器８３に出力する。減算器８３には、第２の電流指令値演算部８２により算出された電流指令値Ｉ＊及び電流センサ７２により検出された電流値Ｉが入力される。減算器８３は、電流指令値Ｉ＊と電流値Ｉとの電流偏差ΔＩを算出し、Ｆ／Ｂ制御演算部８４に出力する。Ｆ／Ｂ制御演算部８４は、入力された電流偏差ΔＩに基づいてＰＩ制御によりフィードバック制御量を算出し、駆動信号出力部８５に出力する。駆動信号出力部８５は、このフィードバック制御量に応じたＰＷＭ演算を行い、所定のＤＵＴＹ比を有するパルス信号を駆動信号として駆動回路８６に出力する。そして、駆動回路８６により、駆動信号に応じた電流が電源線４９を介して電磁石４７に供給されることで、検出される電流値Ｉを電流指令値Ｉ＊に追従させ、検出される変位Ｄが変位指令値Ｄ＊に追従するようになっている。
【００５３】
次に、第２の電流指令値演算部８２の処理手順について詳細に説明する。図９のフローチャートに示すように、第２の電流指令値演算部８２は、減算器８１により算出された変位偏差ΔＤを取得し（ステップ１００）、変位偏差ΔＤが０であるか否かの判定を実行する（ステップ１０１）。そして、変位偏差ΔＤが０でない場合（ステップ１０１：ＮＯ）には、変位偏差ΔＤが０よりも大きいか否かを判定し（ステップ１０２）、変位偏差ΔＤが０よりも大きい場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、電流指令値Ｉ＊に所定値βを加算する（ステップ１０３）。一方、変位偏差ΔＤが０よりも小さい場合（ステップ１０２：ＮＯ）には、電流指令値Ｉ＊から所定値βを減算する（ステップ１０４）。また、変位偏差ΔＤが０である場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）には、第２の電流指令値演算部８２は、ステップ１０２〜ステップ１０４の処理を実行しない。
【００５４】
次に、駆動力配分装置８０の動作について説明する。
駆動力配分装置８０は、運転者の意思及び路面状況に応じたトルク指令値Ｔ＊を第１トルク演算部６４及び第２トルク演算部６５により算出された第１トルクＴ１及び第２トルクＴ２に基づいて算出し、該トルク指令値Ｔ＊に基づいた変位指令値Ｄ＊を変位指令値演算部６８により算出する。そして、駆動力配分装置８０は、検出手段４０によって検出されたメインカム３８の変位Ｄと変位指令値Ｄ＊との変位偏差ΔＤに基づいて第２の電流指令値演算部８２により電流指令値Ｉ＊を算出し、電流指令値Ｉ＊に応じた電流をカップリング２０に供給してトルク伝達制御を行う。つまり、駆動力配分装置８０は、変位Ｄと変位指令値Ｄ＊に基づくフィードバック制御により電流指令値Ｉ＊を算出し、検出される変位Ｄを変位指令値Ｄ＊に追従させる。従って、メインカム３８の変位Ｄに基づいてカップリング２０の伝達トルクが制御されることで、駆動力配分装置８０により正確な伝達トルク制御が行われる。
【００５５】
以上、本実施形態によれば、第一実施形態で記載した効果と同様の効果を奏する。
尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記各実施形態では、検出手段４０によりメインカム３８の軸方向への変位Ｄを検出したが、パイロットカム３７とメインカム３８の相対回転角を検出し、相対回転角から変位Ｄを推定してもよい。
【００５６】
・上記第二実施形態では、変位偏差ΔＤが０でない場合に、電流指令値Ｉ＊に対して一律に所定値βを加算又は減算したが、これに限らず、変位偏差ΔＤの絶対値に応じて電流指令値Ｉ＊に加算又は減算する値を変化させてもよい。
【００５７】
・上記第一実施形態では、カップリング２０に供給されている電流値Ｉをフィードバックし、電流偏差ΔＩに基づいて駆動信号を生成して駆動回路７５に出力したが、これに限らず、電流値Ｉをフィードバックせずに補正電流指令値Ｉ＊＊に基づいて駆動信号を生成して駆動回路７５に出力してもよい。また同様に、上記第二実施形態において、カップリング２０に供給される電流値Ｉをフィードバックせずに、電流指令値Ｉ＊に基づいて駆動信号を生成して駆動回路８６に出力してもよい。
【００５８】
・上記各実施形態では、検出手段４０に渦電流式のギャップセンサを用いたが、これに限らず、電極間の距離に逆比例して静電容量が変化することを利用して変位を測定する静電容量式のギャップセンサを用いてもよい。
【００５９】
・上記各実施形態では、非接触の電磁誘導方式によって電源線４９から検出手段４０に電力を供給したが、これに限らず、スリップリングを用いて、電源線４９から検出手段４０に電力を供給してもよい。
【００６０】
・上記各実施形態では、カム機構３４をパイロットカム３７，メインカム３８及びボール部材３９から構成したが、これに限らず、パイロットカム３７及びメインカム３８の対向面に、それぞれ周方向に沿って互いに近接する斜面が形成されたカム機構であってもよい。このようにカム機構を構成した場合には、一般にパイロットカム３７とメインカム３８との間に隙間を有さず構成されるため、パイロットカム３７とメインカム３８の相対回転角を検出することで、メインカムの軸方向の変位を推定することが好ましい。
【００６１】
・上記各実施形態では、メインカム３８をインナシャフト２３と一体回転可能且つ軸方向に移動可能に設けたが、フロントハウジング２２と一体回転可能且つ軸方向に移動可能に設けてもよい。
【００６２】
・上記各実施形態では、パイロットクラッチ３３を電磁クラッチとして構成し、電磁石４７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３３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、伝達トルクの制御を行ってもよい。
【００６３】
・上記各実施形態では、本発明を、前輪９ｆを主駆動輪とする車両１の駆動力配分装置１２に具体化したが、後輪９ｒを主駆動輪とする車両の駆動力配分装置に具体化してもよい。この場合、駆動力配分装置１２は前輪９ｆ側へのトルク配分量を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】駆動力配分装置を備えた車両の概略構成図。
【図２】カップリングの断面図。
【図３】パイロットカムの平面図。
【図４】第一実施形態の駆動力配分装置のブロック図。
【図５】（ａ）,（ｂ）カム機構の動作説明図。
【図６】トルク指令値と変位指令値との関係を示す波形図。
【図７】変位偏差と補正値との関係を示す波形図。
【図８】第二実施形態の駆動力配分装置のブロック図。
【図９】第２の電流指令値演算部の処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６５】
１…車両、２…エンジン、９ｆ…前輪、９ｒ…後輪、１２，８０…駆動力配分装置、２０…カップリング、３…フロントハウジング、４…インナシャフト、６…リヤハウジング、３２…メインクラッチ、３３…パイロットクラッチ、３４…カム機構、３７…パイロットカム、３８…メインカム、４０…検出手段、６０…ＥＣＵ、６７…第１の電流指令値演算部、６８…変位指令値演算部、７０…補正値演算部、８２…第２の電流指令値演算部、Ｄ…変位、Ｄ＊…変位指令値、Ｉ＊…電流指令値、Ｉ＊＊…補正電流指令値、Ｔ＊…トルク指令値。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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