(57)【要約】【課題】正確に駆動電流を検出し、適切にモータを駆動することができる駆動切替用制御装置を提供する。【解決手段】車両の駆動力の伝達と遮断とを切り替える駆動切替装置１０において、駆動切替動作を行うアクチュエータ３０を作動するモータ３１の制御を行う駆動切替用制御装置４０であって、モータ３１に流れる電流を検出する電流検出回路５０と、電流検出回路５０近傍の温度を検知する温度検出回路６０と、電流検出回路５０におけるモータ３１の非通電時の電位信号を記憶し、モータ３１の通電時に電流検出回路５０で検出した電位信号からモータ３１の非通電時の電位信号を引いた差の電位信号を算出する電流値算出手段４１と、温度検出回路６０で検出した電流検出回路５０近傍の温度に基づいて、電流値算出手段で算出した電流値を補正する電流値補正手段４１と、を備える。【選択図】図４
2007245983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力の伝達と遮断とを切り替える駆動切替装置において、駆動切替動作を行うアクチュエータを作動するモータの制御を行う駆動切替用制御装置であって、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段近傍の温度を検知する温度検知手段と、
前記電流検出手段における前記モータの非通電時の電位信号を記憶し、前記モータの通電時に前記電流検出手段で検出した電位信号から前記モータの非通電時の電位信号を引いた差の電位信号を算出する電流値算出手段と、
前記温度検出手段で検出した前記電流検出手段近傍の温度に基づいて、前記電流値算出手段で算出した電流値を補正する電流値補正手段と、
を備えることを特徴とする駆動切替用制御装置。
【請求項２】
前記電流値補正手段は、予め計測した前記電流検出手段近傍の温度と前記電流検出手段が検出する前記モータに流れる電流との関係に基づいて、算出した電流値を補正することを特徴とする請求項１に記載の駆動切替用制御装置。
【請求項３】
前記駆動切替装置は、
通電により回転トルクを発生するモータと、
該モータの回転トルクに対応する駆動力を駆動対象物に接続された出力部材に伝達する動力伝達機構と、
前記駆動対象物側から加わる負荷が増大して前記出力部材の作動が停止した場合には前記モータの回転慣性エネルギを吸収して前記出力部材の駆動を可能にするためのトルクを蓄積する回転トルク蓄積機構と、を備え、
前記駆動切替用制御装置は、
前記モータへの通電と非通電を切替可能な通電切替手段と、
前記モータの通電時に前記モータの回転が停止した場合には、前記回転トルク蓄積機構に蓄積されたトルクにより前記モータが逆転しないトルクを前記モータに発生させる所定の目標電流までモータ駆動電流を低下させるように前記通電切替手段を制御する電流低減手段と、
をさらに備え、
前記電流検出手段は、
前記モータに供給されるモータ駆動電流を検出する電流検出抵抗と、
前記モータ駆動電流に応じて電位信号を出力する差動増幅回路とを備え、
該差動増幅回路は、
前記電流検出抵抗の高電位側の電位を電圧降下させる高電位側抵抗と、
前記電流検出抵抗の低電位側の電位を電圧降下させる低電位側抵抗と、
前記高電位側抵抗によって電圧降下後の電位が入力される反転入力端子と前記低電位側抵抗によって電圧降下後の電位が入力される非反転入力端子と、
前記２つの入力端子の電位差に応じたシンク電流を出力する出力端子を有する増幅素子と、
前記増幅素子の出力端子に接続され、前記シンク電流に応じて前記電位信号を出力可能なスイッチング素子を有し、
前記高電位側抵抗及び前記低電位側抵抗は、前記モータ駆動電流がいかなる値であっても常に反転入力端子に入力される電位が非反転入力端子に入力される電位より高くなるように構成されており、
前記電流値算出手段は、
前記電流低減手段の作動時において、前記駆動切替用制御装置は前記差動増幅回路が出力した前記電位信号に基づいて前記モータ駆動電流が前記目標電流を超えないように制御するとともに、前記モータが非通電時における前記電位信号をオフセット値として記憶し、少なくとも前記電流低減手段の作動時において、前記電位信号を前記オフセット値で補正した値を前記モータ駆動電流として認識する、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動切替用制御装置。
【請求項４】
前記差動増幅回路は、前記電流検出抵抗の低電位側より低い所定基準電位を供給する基準電位発生手段を備え、
前記高電位側抵抗は、
前記電流検出抵抗の高電位側に一端が接続された第1抵抗と、
前記第１抵抗の他端に一端が接続され、他端が前記基準電位発生手段に接続された第２抵抗と、
から構成され、
前記低電位側抵抗は、
前記電流検出抵抗の低電位側に一端が接続された第３抵抗と、
前記第３抵抗の他端に一端が接続され、他端が前記基準電位発生手段に接続された第４抵抗と、
から構成され、
前記第１抵抗の前記他端と前記第２抵抗の前記一端の接続点と前記反転入力端子は接続され、
前記第３抵抗の前記他端と前記第４抵抗の前記一端の接続点と前記非反転入力端子は接続され、
前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第４抵抗は同じ抵抗値を有し、
前記第３抵抗は前記３つの抵抗より大きな抵抗値を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動切替用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４輪駆動車両の駆動力の伝達を機械的に切り替える駆動切替装置の制御装置に関する。より詳しくは、４輪駆動車両の前輪、後輪への駆動力の伝達と切断とを切り替える駆動切替装置を制御する駆動切替用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、悪路や高速道路において走行安定性を高めるために４輪駆動とし、普通の走行では燃費をよくするために２輪駆動とするように、２輪駆動と４輪駆動を切り替えられる車両がある。２輪駆動と４輪駆動を切り替える装置は、例えば特許文献１に記載されているように、車両の内燃機関から変速機を介して常時駆動される後輪または前輪側の一方の回転軸に設けられたスプラインと、４輪駆動時にのみ駆動される他方の回転軸に設けられたスプラインと、両スプラインにスプライン係合可能に形成され軸方向に移動可能なスライダを有し、このスライダの軸方向位置を制御することにより、各回転軸同士を連結又は切離させることで車両の２輪駆動と４輪駆動の駆動状態の切り替えを行うものである。
【０００３】
この切替装置を作動させるアクチュエータは、モータの回転を動力伝達機構によってロッドの軸方向に沿った直線運動に変換し、ロッドの先端に固定されたフォークシャフトを変位させて、フォークシャフトの先端に固定されたシフトフォークを介して、２つの回転軸が連結する連結位置、または２つの回転軸の連結が切り離される切離位置にスライダを摺動させる構成となっている。
【０００４】
ここで、フォークシャフトによって軸方向の推力が付与されるスライダのスプラインの位相と上記２つの回転軸のスプラインの位相とが合っていない場合、スプライン同士はかみ合わないので、スライダに軸方向の推力が付与された状態でロッドの軸方向の作動は停止し、回転トルク蓄積機構がモータの回転慣性エネルギを蓄える。スライダのスプラインと上記２つ回転軸のスプラインの位相とが合致したときに、ロッドのロック状態は解除されて、ロッドは回転トルク蓄積機構が蓄えた回転慣性エネルギにより速やかに軸方向に変位して上記２つのスプライン同士を結合させる。
【０００５】
ところで、モータが外部からの駆動指令によってモータ駆動回路により通電され、上述したアクチュエータのロッドがロック状態になると、ロック状態が解消されるまではモータ及びモータ駆動回路に通常の駆動時より大きな駆動電流が流れて、これらに悪影響を与える可能性がある。
【０００６】
このようなモータ及びモータ駆動回路への悪影響を防ぐため、アクチュエータの制御装置ではＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御によりモータに流れる電流を制限してモータの出力トルクを抑えるようにしている。ＰＷＭ制御により、アクチュエータに大きな負荷が掛らなくなるものである。
【０００７】
また、このアクチュエータでは、ロック状態においてモータに保持電流を流し続けることで制御装置自体の消費電力が増加し、また制御装置内での発熱等の新たな問題が発生することを防止するため、モータへの通電を間欠通電に切り替えている。
【０００８】
上述の構成により、駆動切替装置のアクチュエータはロック状態ではモータ及びモータ駆動回路に過剰な駆動電流が流れるのを防止し、ロック状態が解消された際には回転トルク蓄積機構に蓄積された回転トルクを利用してロッドを速やかに変位させることを可能にしている。
【０００９】
さらに、特許文献２は、アクチュエータのモータ駆動電流値を小さな値から正確に検出することが可能な車両用駆動切替装置の技術が記載されている。特許文献２の技術は、電流検出抵抗の低電位側より低い所定基準電位を発生する基準電位発生装置と、電流検出抵抗の高電位側から反転入力端子へ電圧を降下させる抵抗と、電流検出抵抗の低電位側から非反転入力端子へ電圧を降下させる抵抗とを備え、常に反転入力端子の電位を非反転入力端子の電位より高くし、モータ駆動電流が小さな値であっても、常にシンク（ｓｉｎｋ）電流を発生させ、モータ駆動電流に応じた電位信号を出力可能とし、モータ通電時の電流は検出した電位信号からモータ非通電時の電位信号の値を引いた真の値を駆動電流として認識する。
【特許文献１】特開２００１−３３９９７０号公報
【特許文献２】特開２００３−２４４９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
駆動切替装置では上述のとおり、アクチュエータを作動させるモータの電流を検出して、モータの電流を制御することが必要である。従来のモータ電流検出方法では、主に電流検出回路の部品の温度特性のために、温度の変動によって検出電流が変化し、検出した電流値と実電流との誤差が生じるという問題がある。また、部品の温度特性は個体によって異なっている。
【００１１】
車両の駆動力の大きさや機構が異なることによって、駆動切替装置の仕様諸元も変化する。駆動切替装置の大きさや特性によっては、温度の変動によって正確に電流を検出できない場合、アクチュエータを作動するモータに過剰な負荷がかかったり、電流が不足して切替動作がうまくできない可能性がある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電流検出回路の温度特性による変動があっても、正確に駆動電流を検出し、適切にアクチュエータを作動させるモータを駆動することができる駆動切替用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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る駆動切替用制御装置は、車両の駆動力の伝達と遮断とを切り替える駆動切替装置において、駆動切替動作を行うアクチュエータを作動するモータの制御を行う駆動切替用制御装置であって、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段近傍の温度を検知する温度検知手段と、前記電流検出手段における前記モータの非通電時の電位信号を記憶し、前記モータの通電時に前記電流検出手段で検出した電位信号から前記モータの非通電時の電位信号を引いた差の電位信号を算出する電流値算出手段と、前記温度検出手段で検出した前記電流検出手段近傍の温度に基づいて、前記電流値算出手段で算出した電流値を補正する電流値補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記電流値補正手段は、予め計測した前記電流検出手段近傍の温度と前記電流検出手段が検出する前記モータに流れる電流との関係に基づいて、算出した電流値を補正することを特徴とする。
【００１５】
特に、前記駆動切替装置は、通電により回転トルクを発生するモータと、該モータの回転トルクに対応する駆動力を駆動対象物に接続された出力部材に伝達する動力伝達機構と、前記駆動対象物側から加わる負荷が増大して前記出力部材の作動が停止した場合には前記モータの回転慣性エネルギを吸収して前記出力部材の駆動を可能にするためのトルクを蓄積する回転トルク蓄積機構と、を備え、前記駆動切替用制御装置は、前記モータへの通電と非通電を切替可能な通電切替手段と、前記モータの通電時に前記モータの回転が停止した場合には、前記回転トルク蓄積機構に蓄積されたトルクにより前記モータが逆転しないトルクを前記モータに発生させる所定の目標電流までモータ駆動電流を低下させるように前記通電切替手段を制御する電流低減手段と、をさらに備え、前記電流検出手段は、前記モータに供給されるモータ駆動電流を検出する電流検出抵抗と、前記モータ駆動電流に応じて電位信号を出力する差動増幅回路とを備え、該差動増幅回路は、前記電流検出抵抗の高電位側の電位を電圧降下させる高電位側抵抗と、前記電流検出抵抗の低電位側の電位を電圧降下させる低電位側抵抗と、前記高電位側抵抗によって電圧降下後の電位が入力される反転入力端子と前記低電位側抵抗によって電圧降下後の電位が入力される非反転入力端子と、前記２つの入力端子の電位差に応じたシンク電流を出力する出力端子を有する増幅素子と、前記増幅素子の出力端子に接続され、前記シンク電流に応じて前記電位信号を出力可能なスイッチング素子を有し、前記高電位側抵抗及び前記低電位側抵抗は、前記モータ駆動電流がいかなる値であっても常に反転入力端子に入力される電位が非反転入力端子に入力される電位より高くなるように構成されており、前記電流値算出手段は、前記電流低減手段の作動時において、前記駆動切替用制御装置は前記差動増幅回路が出力した前記電位信号に基づいて前記モータ駆動電流が前記目標電流を超えないように制御するとともに、前記モータが非通電時における前記電位信号をオフセット値として記憶し、少なくとも前記電流低減手段の作動時において、前記電位信号を前記オフセット値で補正した値を前記モータ駆動電流として認識する、ことを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記差動増幅回路は、前記電流検出抵抗の低電位側より低い所定基準電位を供給する基準電位発生手段を備え、前記高電位側抵抗は、前記電流検出抵抗の高電位側に一端が接続された第1抵抗と、前記第１抵抗の他端に一端が接続され、他端が前記基準電位発生手段に接続された第２抵抗と、から構成され、前記低電位側抵抗は、前記電流検出抵抗の低電位側に一端が接続された第３抵抗と、前記第３抵抗の他端に一端が接続され、他端が前記基準電位発生手段に接続された第４抵抗と、から構成され、前記第１抵抗の前記他端と前記第２抵抗の前記一端の接続点と前記反転入力端子は接続され、前記第３抵抗の前記他端と前記第４抵抗の前記一端の接続点と前記非反転入力端子は接続され、前記第１抵抗、前記第２抵抗及び前記第４抵抗は同じ抵抗値を有し、前記第３抵抗は前記３つの抵抗より大きな抵抗値を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、温度の違いによる検出電流の誤差を抑えることができる。そして、温度によって特性が変化する部品を使用しても電流検出の精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る駆動切替用制御装置の一実施の形態について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る駆動切替装置１０の断面図である。図１では各構成が見難くならないように一部ハッチングを省略している。
【００１９】
車両の駆動切替装置１０は、図示しない変速機の出力軸である入力軸２４と車両の前輪駆動軸１２と後輪駆動軸１１との間に配設されており、後述する駆動切替用アクチュエータ装置の作動によって車両の駆動状態を２輪駆動、４輪駆動−センターデフロック及び４輪駆動−センターデフフリーの３つの状態に切り替える装置である。なお、本実施形態における駆動切替装置１０は、これらの３つの状態に加え、減速機２３によって４輪駆動時における終減速比をハイギヤとローギヤに切り替え可能な構成となっている。
【００２０】
ハイ＆ローシフトレバー２０を運転席から手動で切り替えることによってハイギヤとローギヤとの切り替えが行われる。後輪駆動軸１１には入力軸２４を介して回転駆動力が伝達され、後輪駆動軸１１の回転駆動力はセンターデフユニット１３からサイレントチェーン１９を介して前輪駆動軸１２に伝達するよう構成されている。センターデフユニット１３は前輪駆動軸１２と後輪駆動軸１１との間の回転数の差を吸収する装置であり、遊星歯車機構によって構成されている。
【００２１】
駆動切替装置１０は、アクチュエータ部３０の出力部材であるロッド３３（後出）に連結される第１シャフト１４と、第１シャフト１４と並行に配設される第２シャフト１５と、第１シャフト１４及び第２シャフト１５に対して所定の範囲内で軸方向に移動可能に配設される２駆／４駆切替シフトフォーク１６及びセンターデフロックシフトフォーク１７と、各シフトフォーク１６、１７の端部に固定されるスリーブ１６Ａ、１７Ａとを備えている。第１シャフト１４及び第２シャフト１５には、各シャフト１４、１５に対するシフトフォーク１６、１７の軸方向の移動可能な範囲を規定するために複数の大径部１４Ａ、１５Ａが形成されている。第１シャフト１４が軸方向へ移動して各シフトフォーク１６、１７が大径部１４Ａ、１５Ａに引っ掛かることでシフトフォーク１６、１７のそれぞれの軸方向位置が規定される。尚、第１シャフト１４が本発明における駆動対象物に相当する。
【００２２】
駆動切替装置１０による車両の駆動状態の切り替えについて図１に基づいて説明する。本実施の形態の駆動切替装置１０はロッド３３の位置に応じて車両の駆動状態を２輪駆動、４輪駆動−センターデフロック及び４輪駆動−センターデフフリーの３つの状態に切り替える。ロッド３３の位置に応じて第１シャフト１４が軸方向に移動され、各シャフト１４、１５に配設される２駆／４駆切替シフトフォーク１６及びセンターデフロックシフトフォーク１７が軸方向に移動して、各シフトフォーク１６、１７の端部に設けられたスリーブ１６Ａ、１７Ａが軸方向に移動され、車両の駆動状態が切り替えられる。
【００２３】
４輪駆動−センターデフフリー状態では、前輪駆動軸１２側の部材とセンターデフユニット１３とが連結されて、遊星歯車機構の遊星歯車作用によって両駆動軸１１、１２の回転数の差を吸収しながら後輪駆動軸１１の回転駆動力がサイレントチェーン１９を介して前輪駆動軸１２に伝達される。４輪駆動−センターデフロック状態ではスリーブ１７Ａが図面上側の位置となってセンターデフユニット１３の遊星歯車機構がロックされ、前輪駆動軸１２と後輪駆動軸１１とが直結状態となり、両駆動軸１１、１２は同じ回転数で回転駆動する。また、２輪駆動の状態では前輪駆動軸１２側の部材とセンターデフユニット１３が連結されずに、後輪駆動軸１１のみに入力軸２４の回転駆動力が伝達される。
【００２４】
次に、駆動切替用アクチュエータ装置について詳細に説明する。駆動切替用アクチュエータは、ロッド３３を実際に変位させるために駆動するアクチュエータ部３０と、アクチュエータ部３０を電気的に制御する駆動切替用制御装置４０とから構成される。図２は本実施の形態におけるアクチュエータ部３０に掛る構成の断面図であり、図３は図２のＡ視図である。
【００２５】
アクチュエータ部３０は、通電により回転トルクを発生するモータ３１と、モータ３１の出力軸３１Ａの回転トルクに対応する駆動力を軸方向の推力に変換してロッド３３に伝達する動力伝達機構３２と、サイクロイドギヤ３４と、回転トルク蓄積機構３５と、リミットスイッチ３６とをハウジング３７の内部に備えている。サイクロイドギヤ３４は、モータ３１の出力軸３１Ａと動力伝達機構３２との間に配設されロッド３３側から出力軸３１Ａ側へ伝達される動力により出力軸３１Ａが回転するのを禁止する。サイクロイドギヤ３４と動力伝達機構３２との間に配設される回転トルク蓄積機構３５は、動力伝達機構３２に連結され、第１シャフト１４から加わる負荷が増大してロッド３３の軸方向の作動が停止した場合にはモータ３１の回転慣性エネルギを吸収してロッド３３を駆動可能なトルクを蓄積する。リミットスイッチ３６は、回転トルク蓄積機構３５と出力軸３１Ａとの間に配設され、出力軸３１Ａの回転角度を検出する。尚、サイクロイドギヤ３４の代わりにウォームギヤを用いてもよい。
【００２６】
回転トルク蓄積機構３５及びリミットスイッチ３６の構成について、更に詳細に説明する。回転トルク蓄積機構３５は、サイクロイドギヤ３４を介してモータ３１の出力軸３１Ａの回転を伝達可能なモータ側回転部材３５Ａと、スパイラルスプリング３５Ｂと、出力側回転部材３５Ｃと、モータ側回転部材３５Ａと出力側回転部材３５Ｃとの間に配設されるプレート３５Ｄとを備えている。スパイラルスプリング３５Ｂは、一端がモータ側回転部材３５Ａに固定され且つモータ側回転部材３５Ａの回転方向に弾縮可能に構成されている。出力側回転部材３５Ｃは、スパイラルスプリング３５Ｂの他端に固定され、動力伝達機構３２に回転力を伝達可能にする。
【００２７】
リミットスイッチ３６は４つの端子ａ、ｂ、ｃ、ｄを有し、モータ３１の出力軸３１Ａの回転角度に応じて各端子に導通しているリミットスイッチ３６の接点の接触・非接触の組み合せが変化して、出力軸３１Ａの回転角度を検出する。リミットスイッチ３６は、上述の３つの駆動状態に対応したロッド３３の位置及び各位置の中間位置が検出可能である。尚、リミットスイッチ３６の端子ａはアースであり、常時接触している。
【００２８】
次に、駆動切替用制御装置４０について説明する。駆動切替用制御装置４０は、外部からの信号を入力して車両の駆動状態を選択し、選択された駆動状態となるべくモータ３１への通電を出力する機構であり、ハウジング３７の外部に設けられている。駆動切替用制御装置４０の回路構成を図４に示す。
【００２９】
図４に示されるように、駆動切替用制御装置４０は、モータ３１への通電・非通電を切替可能な通電切替回路４３（通電切替手段）と、マイクロコンピュータ４１と、モータ３１に供給されるモータ駆動電流を検出する電流検出回路５０と、温度検出回路６０とを備えている。マイクロコンピュータ４１は、モータ３１の通電時に出力軸３１Ａの回転が停止した場合には、回転トルク蓄積機構３５に蓄積されたトルクにより出力軸３１Ａが逆転されない程度のトルクをモータ３１に発生させる所定の目標電流までモータ駆動電流を低下させるように通電切替回路４３を制御する電流低減手段である。
【００３０】
マイクロコンピュータ４１（以下、マイコン４１と称す）は、電源回路４２からの信号、車速信号、ハイ＆ローシフトレバー２０の手動スイッチのオン・オフ、リミットスイッチ３６の各端子ｂ、ｃ、ｄの接触・非接触、及びモータ３１に流れるモータ駆動電流の大きさを示す電位信号等の各種信号を入力して、これら入力された信号に基づいて、通電切替回路４３のオン・オフを出力する。
【００３１】
また、電流検出回路５０の近傍に温度検出回路６０を設けている。マイコン４１は、温度検出回路６０によって電流検出回路５０の温度を検出し、検出した温度に基づいて電流検出回路５０で検出した電流を補正する。
【００３２】
図５は、電流検出回路５０及び温度検出回路６０の一例を示す回路図である。電流検出回路５０は、図５に示すように、モータ３１の駆動電流の検出用の抵抗（以下、電流検出抵抗）ＲＴと差動増幅回路５１とから構成される。尚、本実施の形態では電流検出抵抗ＲＴと差動増幅回路５１とを併せて電流検出回路５０とする。電流検出抵抗ＲＴの高電位側である一端は電源回路４２に、低電位側である他端はモータ３１を介して通電切替回路４３の一端に接続されている。また、通電切替回路４３の他端はアースされて電位ゼロとなっている。
【００３３】
差動増幅回路５１内では、電流検出抵抗ＲＴの一端には高電位側抵抗である抵抗Ｒ１（第１抵抗）の一端が接続されている。抵抗Ｒ１の他端には同じく高電位側である抵抗Ｒ２（第２抵抗）の一端が接続され、抵抗Ｒ２の他端は基準電位発生回路５２に接続されている。さらに、抵抗Ｒ１の他端と抵抗Ｒ２の一端との接続点は増幅器５３（増幅素子）の反転入力端子（マイナス端子）５４が接続されている。
【００３４】
電流検出抵抗ＲＴの他端には低電位側抵抗である抵抗Ｒ３（第３抵抗）の一端が接続されている。抵抗Ｒ３の他端には同じく低電位側抵抗である抵抗Ｒ４（第４抵抗）の一端が接続され、抵抗Ｒ４の他端は基準電圧回路５２に接続されている。さらに、抵抗Ｒ３の他端と抵抗Ｒ４の一端との接続点は増幅器５３の非反転入力端子（プラス端子）５５に接続されている。
【００３５】
ここで、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４は同じ抵抗値であり、抵抗Ｒ３の抵抗値は前記３つの抵抗の抵抗値より大きくなっている。このような抵抗値の設定により、抵抗Ｒ１の他端と抵抗Ｒ２の一端の接続点の電位即ち、増幅器５３の反転入力端子５４の電位は電流検出抵抗ＲＴの一端と基準電位発生回路５２の発生する電位との中間電位となっている。一方、抵抗Ｒ３の他端と抵抗Ｒ４の一端との接続点の電位即ち、増幅器５３の非反転入力端子５５の電位は反転入力端子５４の電位と較べて常に低くなっている。これは電流検出抵抗ＲＴによる電圧降下と抵抗Ｒ１より大きな抵抗値の抵抗Ｒ３による電圧降下によるもので、さらに抵抗Ｒ３の抵抗値を抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４の抵抗値より大きくしたことにより、モータ３１が通電されない時即ち、電流検出抵抗ＲＴに駆動電流が流れない時でも増幅器５３の非反転入力端子５５の電位は反転入力端子５４の電位と較べて低くなるような回路構成になっている。
【００３６】
演算増幅器５３の出力端子５６はＰＮＰ型トランジスタ（スイッチング素子、以下、トランジスタと称する）５７のベース端子５７ｂと接続され、トランジスタ５７のエミッタ端子５７ｅは抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点と接続されている。また、トランジスタ５７のコレクタ端子５７ｃは抵抗Ｒ６の一端に接続され、抵抗Ｒ６の他端はアースされ電位ゼロとなっている。さらに、トランジスタ５７のコレクタ端子５７はマイコン４１の入力端子４１ｉに接続されている。
【００３７】
温度検出回路６０は、例えば、温度を検出するためのセンサとしてサーミスタ６１を備える。温度の変化によって、サーミスタ６１の抵抗が変化し、サーミスタ６１を流れる電流が変化する。サーミスタ６１の端子電圧によって、そのときの温度を検出することができる。温度によって電圧が変化するサーミスタの端子６１ｔは、マイコン４１の入力端子４１ｔに接続されている。
【００３８】
図５に示すマイコン４１は中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えており、マイコン４１のＡ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換された電圧値を記憶することが可能である。マイコン４１は、サーミスタの端子電圧をＡ／Ｄ変換して、その値から温度を判定する。電流検出抵抗ＲＴの温度特性によって、検出する電流値が最も大きく変化するので、温度検出回路６０は、電流検出回路５０の近傍、特に電流検出抵抗ＲＴの近くに設ける。
【００３９】
温度検出回路６０で検出した温度に基づいて、電流検出回路５０で検出したモータの電流値をマイコン４１で補正するには、次のようにする。
【００４０】
駆動切替用制御装置が用いられる温度範囲で温度を変化させて、モータ３１に実際に流れる電流と、電流検出回路５０で検出される電流値を予め計測する。実際に流れる電流は、電流検出抵抗ＲＴとモータ３１の間に電流計を挿入して計測すればよい。温度検出回路６０で検出した温度ごとに、電流検出回路５０で検出した電流値と、実際に流れる電流とを対比して、各温度における検出した電流値から実際の電流値に補正する補正係数を求める。求めた補正係数をマイコン４１に記憶しておく。
【００４１】
駆動切替制御装置４０を実際の駆動切替装置で運用する場合に、電流を検出したときの温度検出回路６０で検出した温度に応じて、予め求めて記憶された補正係数によって検出した電流値を補正する。補正係数は、温度ごとの値を表として保持してもよいし、温度の関数として表してもよい。
【００４２】
実際に温度ごとの補正係数を求めるには、温度ごとに電流検出回路の電流値と実際の電流との計測を何回か行い、その平均をとって検出電流値と実際の電流を対比する。さらに、適当な温度範囲ごとに直線近似する一次関数を求めてもよい。直線近似するには、一次関数の最小二乗法を用いて、区間に区切って近似することができる。
【００４３】
本実施の形態における駆動切替用アクチュエータ装置の作動について図４乃至７に基づいて以下に説明する。
【００４４】
図４及び図５に示すように、駆動切替用制御装置４０内のマイコン４１は電流検出回路５０によりモータ３１の駆動電流値の大きさを示す電位信号を検出して、これら入力された電位信号に基づいて、モータ３１の駆動電流を算出する。そして、マイコン４１はモータ駆動電流が目標電流値より小さくロッド３３がロック状態にない時は、通電切替回路４３へデューティー比１００％を出力する。また、ロッド３３のロックにより、モータ駆動電流が大きくなり、予めマイコン４１が記憶している目標電流値を超えた場合にはモータ３１の回転の停止を判断し、判断後は電流検出回路５０により検出されたモータ駆動電流が目標電流値となるように通電切替回路４３へ指示するデューティー比をフィードバック制御する。
【００４５】
図５に示す電流検出回路５０において、電流検出抵抗ＲＴを流れるモータ駆動電流値がいかなる値であっても増幅器５３の反転入力端子５４に入力される電位が非反転入力端子５５の電位より高くなるように設定されているため、反転入力端子５４と非反転入力端子５５間の電位差に応じたシンク電流が常に出力端子５６に流れる。
【００４６】
反転入力端子５４の電位は常に一定であり、非反転入力端子５５の電位はモータ駆動電流の大きさに応じて変化するため、反転入力端子５４と非反転入力端子５５の電位差に応じて増幅器５３の出力端子５６から常にシンク電流が出力される。このシンク電流がベース端子５７ｂに流れるためトランジスタ５７はオンの状態となる。
【００４７】
ところで、電流検出抵抗ＲＴを流れるモータ駆動電流値がゼロの場合も増幅器５３の出力端子５６から常にシンク電流が出力されるため、通電切替回路４３がオフの状態でもトランジスタ５７のコレクタ端子５７ｃは正の電圧である出力信号を出力し、電流検出回路５０は正の電圧値の出力信号を出力する。従って、モータ駆動電流値がゼロも含めていかなる値であっても、マイコン４１はモータ駆動電流を検出することができる。
【００４８】
モータ３１の駆動電流がゼロになってから所定時間Ｔｓ経過後の電流検出回路５０が出力する電位信号は各抵抗の抵抗値のばらつきや増幅器５３のオフセットにより変動するものであり、マイコン４１はこの時の電位信号をオフセット値として記憶する。
【００４９】
モータ３１に通電していないときの電流検出回路５０で検出した電流値を、そのときの温度の補正係数で補正する。そして、モータに通電しているときの検出電流値をそのときの温度の補正係数で補正し、通電していないときの補正後の電流値を引いて、モータ駆動電流の値を得る。
【００５０】
マイコン４１は後述する、駆動切替用アクチュエータの制御において電流検出回路５０が出力した電位信号を、予め記憶した温度に応じた補正係数で補正し、モータ３１に通電していないときのオフセット値を差し引いて、モータ駆動電流の真の値を検出する。そして、真の値に基づいてモータ駆動電流を正確に制御することができる。
【００５１】
マイコン４１が周期的に行っている処理について、図６のフローチャートを用いて以下に説明する。マイコン４１のモータ電流制御処理がスタートすると、まずモータ３１への通電が遮断されているか否か、即ち駆動電流がゼロか否かを判定する（ステップＳ１）。モータ３１への通電が遮断されている場合は（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、連続通電遮断時間Ｔ１とマイコン４１が記憶している所定時間Ｔｓとを比較する（ステップＳ２）。連続通電遮断時間Ｔ１が所定時間Ｔｓを超えていれば（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、電流検出回路５０が出力した電位信号をＡ／Ｄ変換する（ステップＳ３）。そして、温度検出回路６０からそのときの温度を入力し、その温度における補正係数で検出電流の電位信号を補正し（ステップＳ４）、非通電時の電流オフセット値としてメモリに記憶する（ステップＳ５）。
【００５２】
ステップＳ１においてモータ３１への通電が遮断されていない場合は（ステップＳ１；Ｎｏ）、モータ３１への通電を行い（ステップＳ６）、電流検出回路５０から電流値を入力する（ステップＳ７）。さらに、温度検出回路６０からそのときの温度を入力し、その温度における補正係数で検出電流の電位信号を補正する（ステップＳ８）。そして、この処理以前にマイコン４１が記憶している電流オフセット値を電流検出回路５０の出力した電位信号の補正値（温度補正電流値）から引くことで電位信号の補正を行う（ステップＳ９）。この補正された電位信号に基づきマイコン４１はモータ３１の駆動電流を演算する。
【００５３】
ついで、マイコン４１は補正されたモータ駆動電流値と予めマイコン４１が記憶している目標電流値との大小を比較し、通電切替回路４３をオン・オフするデューティー比を算出する（ステップＳ１０）。目標電流値はロッド３３の出力荷重が目標値である時のモータ３１の駆動電流値から予め求められたものである。
【００５４】
マイコン４１はモータ駆動電流が目標電流値より小さくロッド３３がロック状態にない時は、通電切替回路４３へデューティー比１００％に設定する。また、ロッド３３のロックにより、モータ駆動電流が大きくなり、予めマイコン４１が記憶している目標電流値を超えた場合には、モータ３１の駆動電流値を目標電流値に保持するため、マイコン４１は図７に示すようにデューティー比を１０〜９０％の間に設定する。また、モータ３１の過剰発熱を防止するため図７に示すように間欠通電によるモータ３１の間欠駆動を行っている。
【００５５】
ステップＳ９で求めたデューティー比に基づいてマイコン４１は通電切替回路４３にオン・オフ信号を出力する（ステップＳ１１）。そして、通電時間が終了していなければ（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ７に戻って電流検出からオン・オフ信号出力までの処理を繰り返す（ステップＳ７〜Ｓ１１）。
【００５６】
通電時間が終了していれば（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、この回の繰り返し処理を終了する。
【００５７】
以上の処理において、マイコン４１は電流検出回路５０で検出した電流値を、予め計測して記憶された温度ごとの補正係数で補正することによって、電流検出回路５０の検出する電流が温度によって変化する場合でも、正しくモータ駆動電流を検出することができる。その結果、モータ３１の実際の駆動電流が大きくなってモータ３１に過負荷がかかったり、実際の駆動電流が小さくモータ３１の出力が不足して、駆動切替動作ができないなどの現象を回避することができる。
【００５８】
さらに、電流回路５０が出力したモータ３１の駆動電流を非通電時の電流オフセット値で補正することで、精度良くモータ駆動電流を制御することができる。従って、本実施例の駆動切替用アクチュエータの制御装置は正確に検出されたモータ３１の駆動電流に基づいて、２輪駆動と４輪駆動の切り替えを行うことができる。
【００５９】
（実施例）
図８乃至図１０は、本発明の駆動切替用制御装置における補正前の電流値と補正後の電流値を温度に対してプロットしたグラフである。図８は、２輪駆動と４輪駆動を切り替えるアクチュエータのモータ３１の駆動電流の一例を示す。図９は、前輪差動装置の伝達と切断を行うアクチュエータのモータの駆動電流の一例を示す。図１０は、ハイギヤとローギヤの切替を行うアクチュエータのモータの駆動電流の一例を示す。
【００６０】
図８乃至図１０には、それぞれ駆動電流の誤差限界を示す線が記載されている。図８乃至図１０はいずれも低温（およそ５℃〜０℃以下の範囲）で、補正前の電流値が誤差限界を超えている。検出した電流を温度の補正係数で補正しなければ、誤差限界を超えている範囲で、過大な電流がモータ３１に加えられる可能性があることを示している。
【００６１】
図８の２輪駆動−４輪駆動切替の例では、−３５℃〜−２５℃、−２５℃〜２０℃、２０℃以上の範囲に区切って直線近似して補正を行った。実際には、２０℃以上の範囲は補正係数１である。その結果、補正したのちの検出電流は、−３５℃〜８０℃の範囲で対象となるアクチュエータの設定許容誤差７％の範囲に収まっている。
【００６２】
図９の前輪差動装置の伝達と切断の切替の例では、−３５℃〜−１５℃、−１５℃〜２０℃、２０℃以上の範囲に区切って直線近似して補正を行った。実際には、２０℃以上の範囲は補正係数１である。その結果、補正したのちの検出電流は、−３５℃〜８０℃の範囲で対象となるアクチュエータの設定許容誤差７％の範囲に収まっている。
【００６３】
図１０のハイギヤとローギヤ切替の例では、−３５℃〜１０℃、１０℃以上の範囲に区切って直線近似して補正を行った。実際には、１０℃以上の範囲は補正係数１である。その結果、補正したのちの検出電流は、−３５℃〜８０℃の範囲で対象となるアクチュエータの設定許容誤差７％の範囲に収まっている。
【００６４】
電流検出回路５０で検出した電流値を、予め計測して記憶された温度ごとの補正係数で補正することによって、電流検出回路５０の検出する電流が温度によって変化する場合でも、正しくモータ駆動電流を検出し、その結果、正確に検出されたモータ３１の駆動電流に基づいて、２輪駆動と４輪駆動の切り替えを行うことができることが確かめられた。
【００６５】
その他、前記のハードウエア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更及び修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態に係る駆動切替装置の断面図である。
【図２】駆動切替装置におけるアクチュエータ部の断面図である。
【図３】図２のＡ視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る駆動切替用制御装置の回路構成図である。
【図５】電流検出回路及び温度検出回路の一例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る駆動切替用制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態の駆動切替装置の作動に関わるタイムチャートである。
【図８】２輪駆動と４輪駆動を切り替えるアクチュエータのモータの補正前と補正後の駆動電流の一例を示すグラフである。
【図９】前輪差動装置の伝達と切断を行うアクチュエータのモータの補正前と補正後の駆動電流の一例を示すグラフである。
【図１０】ハイギヤとローギヤの切替を行うアクチュエータのモータの補正前と補正後の駆動電流の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１０  駆動切替装置
３０  アクチュエータ部
３１  モータ
３２  動力伝達機構
３５  回転トルク蓄積機構
３６  リミットスイッチ
４０  駆動切替用制御装置
４１  マイコン（電流値算出手段、電流値補正手段、電流低減手段）
４３  通電切替回路（通電切替手段）
５０  電流検出回路（電流検出手段）
５１  差動増幅回路
５２  基準電位発生装置（基準電位発生手段）
５３  増幅器（増幅素子）
５７  トランジスタ（スイッチング素子）
６０  温度検出回路（温度検知手段）
ＲＴ  電流検出抵抗
Ｒ１、Ｒ２  抵抗（高電位側抵抗）
Ｒ３、Ｒ４  抵抗（低電位側抵抗）
【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】
2007245983.tif 000009
【図８】
2007245983.tif 000010
【図９】
2007245983.tif 000011
【図１０】
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