JP2017178002A - 駆動力伝達機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指令に基づいて正確なクラッチトルクを得ることのできる駆動力伝達機構の制御装置を提供する。【解決手段】駆動源（３）からの駆動力を伝達する駆動力伝達経路（１０）と、駆動力伝達経路（１０）の入力側（１０ａ）と駆動力伝達経路（１０）の出力側（１０ｂ）とを接続又は切断する油圧作動式の断接機構（２０）を有する駆動力伝達機構（８）と、断接機構（２０）に作動油を供給するためのオイルポンプ（７５）と、オイルポンプ（７５）を駆動する油圧供給用電動機（７７）と、油圧供給用電動機（７７）の駆動を制御する制御部（５０）と、を備え、制御部（５０）は、油圧供給用電動機（７７）への指令値と駆動力伝達経路（１０）の出力側（１０ｂ）へ伝達される駆動力との関係について予め測定された特性に基づいて油圧供給用電動機（７７）の制御を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、駆動源からの駆動力を車両の駆動輪へ伝達する駆動力伝達機構の制御装置に関する。

従来、エンジン等の駆動源からの駆動力を車両の全ての駆動輪へ伝達する駆動力伝達機構がある。このような駆動力伝達機構においては、前輪側に付帯される駆動源から後輪側へ駆動力を断接する前後トルク配分用クラッチがある（例えば、特許文献１参照）。そして、駆動力伝達機構には、クラッチトルクを制御する制御部として４ＷＤ・ＥＣＵが付帯される。

ところで、駆動力伝達機構が油圧クラッチである場合、油圧回路のオリフィス径の加工精度の違いやクラッチの摩擦係数等の違いにより、駆動力伝達機構に個体差が生じる。この場合、４ＷＤ・ＥＣＵが同一の指令を油圧回路に出したとしても、得られるクラッチトルクにばらつきが生じるおそれがある。

特開２０１２−２１９９７５号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、指令に基づいて正確なクラッチトルクを得ることのできる駆動力伝達機構の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかる駆動力伝達機構の制御装置（６０）は、駆動源（３）からの駆動力を伝達する駆動力伝達経路（１０）と、駆動力伝達経路（１０）の入力側（１０ａ）と、駆動力伝達経路（１０）の出力側（１０ｂ）とを接続又は切断する油圧作動式の断接機構（２０）を有する駆動力伝達機構（８）と、断接機構（２０）に作動油を供給するためのオイルポンプ（７５）と、オイルポンプ（７５）を駆動する油圧供給用電動機（７７）と、油圧供給用電動機（７７）の駆動を制御する制御部（５０）と、を備え、制御部（５０）は、油圧供給用電動機（７７）への指令値と駆動力伝達経路（１０）の出力側（１０ｂ）へ伝達される駆動力との関係について予め測定された特性に基づいて油圧供給用電動機（７７）の制御を行うこととする。

このように、制御部（５０）が、油圧供給用電動機（７７）への指令値と駆動力伝達経路（１０）の出力側（１０ｂ）へ伝達される駆動力との関係について予め測定された特性に基づいて油圧供給用電動機（７７）の制御を行うことで、駆動力伝達機構（８）の個体差を加味した特性に基づいて油圧供給用電動機（７７）の制御を行うことができ、制御部（５０）の指令値に対する駆動力伝達経路（１０）の出力側（１０ｂ）へ伝達される駆動力を、所望の値で得ることができる。

また、上記駆動力伝達機構の制御装置（６０）は、制御部（５０）の油圧供給用電動機（７７）への指令値は、油圧供給用電動機（７７）の回転数であることとしてもよい。このように、制御部（５０）が油圧供給用電動機（７７）を制御する直接の値である回転数をパラメータとして測定を行うことで、より実際の挙動に近い特性を得ることができる。

また、上記駆動力伝達機構の制御装置（６０）は、駆動力伝達経路（１０）の入力側（１０ａ）へ一定の駆動力の入力を行った場合に、制御部（５０）の油圧供給用電動機（７７）に対する所定指令値と駆動力伝達経路（１０）の出力側（１０ｂ）に出力される出力値との関係を測定し、特性は、当該測定を複数回行うことで得られることとしてもよい。これにより、制御部（５０）が油圧供給用電動機（７７）に出す指令値と、オイルポンプ（７５）及び断接機構（２０）を介して実際に駆動力伝達経路（１０）の出力側（１０ｂ）に出力される出力値との特性に基づいて制御を行うことができる。

また、上記駆動力伝達機構の制御装置（６０）において、断接機構（２０）を押圧して係合させるピストン（１２）に対して油圧を発生するピストン室（３２）と、オイルポンプ（７５）からピストン室（３２）に通じる油路（８０）に作動油を封入するための作動油封入弁（７６）と、該作動油封入弁（７６）とピストン室（３２）との間の油路（８０）を開閉するための開閉弁（７８）と、で構成された油圧回路（３０）を備えることとしてもよい。このように、封入式の油圧回路（３０）を備える駆動力伝達機構（８）に対しても適用可能であり、好適である。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる駆動力伝達機構の制御装置によれば、指令に基づいて正確なクラッチトルクを得ることができる。

制御装置を備えた車両の概略構成を示す図である。 制御装置に制御される油圧回路の油圧回路図である。 油圧回路のモータの回転数に対する前後トルク伝達機構の個体差を概念的に示した図である。 前後トルク伝達機構の特性を決定する指令値と出力値との関係を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる制御装置６０を備えた車両１の概略構成を示す図である。同図に示す車両１は、四輪駆動車両であり、車両の前部に横置きに搭載したエンジン３（駆動源）と、エンジン３と一体に設置された自動変速機４と、エンジン３からの駆動力を前輪Ｗ１，Ｗ２及び後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達するための駆動力伝達経路１０とを備えている。

エンジン３の出力軸（図示せず）は、自動変速機４、フロントディファレンシャル５、左右のフロントドライブシャフト６を介して、主駆動輪である左右の前輪Ｗ１，Ｗ２に連結されている。さらに、エンジン３の出力軸は、自動変速機４、フロントディファレンシャル５、プロペラシャフト７、前後トルク伝達機構８（駆動力伝達機構）、リアデファレンシャル１９、左右のリアドライブシャフト９を介して副駆動輪である左右の後輪Ｗ３，Ｗ４に連結されている。

前後トルク伝達機構８には、駆動力伝達経路１０の入力側１０ａにあるプロペラシャフト７から、駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂにあるリアデファレンシャル１９への駆動力伝達経路を接続・切断するためのクラッチ２０（断接機構）が設けられている。本実施形態の前後トルク伝達機構８は油圧式であり、駆動力伝達経路１０から後輪Ｗ３，Ｗ４に駆動力の伝達量を制御する機構である。また、本実施形態のクラッチ２０は、湿式多板クラッチである。

また、車両１には、クラッチ２０に作動油を供給するための油圧回路３０と、油圧回路３０による供給油圧を制御するための４ＷＤ・ＥＣＵ５０（制御部）と、情報を記憶するＲＯＭやＲＡＭ等の記憶部５０ａや各種センサを有する制御装置６０が設置されている。本実施形態においては、記憶部５０ａが４ＷＤ・ＥＣＵ５０の内部に付帯する構成とするが、外部にあってもよい。

４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータなどで構成されている。４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、記憶部５０ａ等の情報に基づき、油圧回路３０による供給油圧を制御することで、クラッチ２０により後輪Ｗ３，Ｗ４に伝達する駆動力を制御する。これにより、前輪Ｗ１，Ｗ２を主駆動輪とし、後輪Ｗ３，Ｗ４を副駆動輪とする駆動制御を行うようになっている。

４ＷＤ・ＥＣＵ５０は、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力およびこれに対応するクラッチ２０への油圧供給量を演算すると共に、当該演算結果に基づく駆動信号をクラッチ２０に出力する。これにより、クラッチ２０が切断されているときには、プロペラシャフト７の駆動力がリアデファレンシャル１９側に伝達されず、エンジン３のトルクがすべて前輪Ｗ１，Ｗ２に伝達されることで、前輪駆動（２ＷＤ）状態となる。

一方、クラッチ２０が接続されているときには、プロペラシャフト７の回転がリアデファレンシャル１９側に伝達されることで、エンジン３のトルクが前輪Ｗ１，Ｗ２と後輪Ｗ３，Ｗ４の両方に配分されて四輪駆動（４ＷＤ）状態となる。この際、クラッチ２０の締結力を適宜に制御することで、後輪Ｗ３，Ｗ４に配分する駆動力を制御するようになっている。

図２は、制御装置６０に制御される油圧回路３０の油圧回路図である。同図に示す油圧回路３０は、ストレーナ７３を介してオイルタンク７１に貯留されている作動油を吸い込み圧送する電動のオイルポンプ７５と、オイルポンプ７５を駆動するモータ７７（油圧供給用電動機）と、オイルポンプ７５からクラッチ２０のピストン室３２に連通する油路７０とを備えている。

クラッチ２０は、複数の摩擦材を有する摩擦係合部２３と、ピストンハウジング３１と、ピストンハウジング３１内で進退移動することで摩擦係合部２３を押圧するピストン３３とを備えている。ピストンハウジング３１内には、ピストン３３との間に作動油が導入されるピストン室３２が画成されている。ピストン３３は、摩擦係合部２３の複数の摩擦材における積層方向の一端に対向配置されている。したがって、ピストン室３２に供給された作動油の油圧でピストン３３が摩擦係合部２３を摩擦材の積層方向に押圧することで、クラッチ２０を所定の係合圧で係合させるようになっている。

オイルポンプ７５からピストン室３２に連通する油路７０には、逆止弁７６、リリーフ弁７４、開閉弁であるソレノイド弁７８、油圧センサ７９がこの順に設置されている。逆止弁７６は、オイルポンプ７５側からピストン室３２側に向かって作動油を流通させるが、その逆の向きには作動油の流通を阻止するように構成されている。これにより、オイルポンプ７５の駆動で逆止弁７６の下流側に送り込まれた作動油を、逆止弁７６とピストン室３２との間の油路８０に封じ込めることができる。このように、逆止弁７６は、オイルポンプ７５からピストン室３２に通じる油路８０に作動油を封入するための作動油封入弁である。上記の逆止弁７６とオイルポンプ７５を設けた油路８０によって、封入型の油圧回路３０が構成されている。

リリーフ弁７４は、逆止弁７６とピストン室３２との間の油路８０の圧力が所定の閾値を超えて異常上昇したときに開くことで、作動油を排出して油路８０の油圧を解放するように構成された弁である。リリーフ弁７４から排出された作動油は、オイルタンク７１に戻されるようになっている。ソレノイド弁７８は、オンオフ型の開閉弁で、４ＷＤ・ＥＣＵ５０の指令に基づいてＰＷＭ制御されることで、油路８０の開閉を制御することができる。これにより、ピストン室３２の油圧を制御することができる。なお、ソレノイド弁７８が開かれることで油路８０から排出された作動油は、オイルタンク７１に戻されるようになっている。

また、油圧センサ７９は、油路８０及びピストン室３２の油圧を検出するための油圧検出手段であり、その検出値は、４ＷＤ・ＥＣＵ５０に送られるようになっている。オイルタンク７１内には、作動油の温度を検出するための油温センサ７２が設けられている。油温センサ７２の検出値は、４ＷＤ・ＥＣＵ５０に送られる。

次に、前後トルク伝達機構８の特性の個体差について説明する。出力トルク（駆動力）は、油圧とクラッチの摩擦係数の個体差により影響される。また、油圧は、油路のオリフィス径、モータ７７の回転数、作動油の粘性、オイルポンプ７５の効率、その他機械効率によって影響される。このため、前後トルク伝達機構８を構成する部品等のばらつきにより、前後トルク伝達機構８は個体差が生じることになる。

図３は、油圧回路３０のモータ７７の回転数に対する前後トルク伝達機構８の個体差を概念的に示した図である。例えば、図３に示すように、モータ７７の回転数に対する油圧特性にばらつきがある場合、破線で示すように油圧特性の上限値と下限値の間で個体差が生じる。そして、クラッチの摩擦係数にはばらつきがあるので、前後トルク伝達機構８の個体差は、同じモータ７７の回転数に対して更に大きなものとなり、実線で示すような状態となる。

このように、前後トルク伝達機構８には個体差があるため、本実施形態では、当該個体差についての特性を予め測定して制御装置６０の記憶部５０ａに書き込んでおく。ここで、特性とは、具体的には、モータ７７への指令値と駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂへ伝達される駆動力との関係について予め測定された特性である。この特性に基づいてモータ７７の制御を行う。なお、本実施形態において、モータ７７への指令値は、モータ７７の回転数であるが、これに限るものではない。

次に、実際の測定手順について説明する。本実施形態においては、前後トルク伝達機構８を例示して説明する。前後トルク伝達機構８の製造が完成した場合、試験設備において、前後トルク伝達機構８の特性を個別に測定する。具体的には、前後トルク伝達機構８の入力側にある駆動力伝達経路１０の入力側１０ａのプロペラシャフト７に一定の駆動力の入力を行う（駆動軸の構成は図１参照）。この作業は、プロペラシャフト７を試験用モータ等により強制的に回転させる。

この場合、制御装置６０の４ＷＤ・ＥＣＵ５０からの油圧回路３０への指令値を変更しつつ、４ＷＤ・ＥＣＵ５０のモータ７７に対する指令値と駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂに出力される出力値との関係を測定する。そして、これを複数回行うことで前後トルク伝達機構８の個体の特性を得る。

具体的に図を用いて説明する。図４は、前後トルク伝達機構８の特性を決定する指令値と出力値との関係を示すグラフである。同図では、モータ７７に対する指令値である回転数Ｎと駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂに出力される出力値である出力トルクＴとの関係を示している。また、（ａ）は前後トルク伝達機構８のある個体ａの測定値をプロットしたグラフであり、（ｂ）は（ａ）のプロット値から得られる複数の個体ａ，ｂ，ｃの特性曲線を示すグラフである。

上述のように、測定対象である前後トルク伝達機構８の個体ａを駆動力伝達経路１０に設置する。そして、入力側にある駆動力伝達経路１０の入力側１０ａのプロペラシャフト７に一定の駆動力の入力を行う。

ここで、図４（ａ）に示すように、制御装置６０の４ＷＤ・ＥＣＵ５０からの油圧回路３０への所定指令値としてのモータ７７の回転数を変更する。本実施形態においては、所定指令値として回転数Ｎ１から回転数Ｎ６の６つとしているが、これに限るものではない。より多い値を所定指令値として測定するとより正確な特性が得られる。測定は少なくとも複数回行うことが好ましい。

そして、駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂに出力される出力値を測定する。本実施形態においては、出力トルクＴａ１から出力トルクＴａ６の６点をプロットする。これらのプロットを繋げることで、図４（ｂ）に示すように、前後トルク伝達機構８の個体ａの特性曲線が得られる。

これを他の個体に対しても同様の測定を行うことで、他の個体ｂ及び個体ｃについても特性曲線が得られる。このようにして得られた各個体に対する特性曲線は、個体のばらつきを上限値と下限値の間、又はそれらの上に形成されることとなる。この特性曲線の値は、記憶部５０ａに記憶される。

以上説明したように、本発明にかかる駆動力伝達機構の制御装置６０は、４ＷＤ・ＥＣＵ５０が、モータ７７への指令値と駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂへ伝達される駆動力との関係について予め測定された特性に基づいてモータ７７の制御を行うことで、前後トルク伝達機構８の個体差を加味した特性に基づいてモータ７７の制御を行うことができ、４ＷＤ・ＥＣＵ５０の指令値に対する駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂへ伝達される駆動力を所望の値で得ることができる。このため、前後トルク伝達機構８を構成する部品のばらつきによる、クラッチ２０を介して駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂへ伝達される出力トルクの精度を高い状態で維持することができる。

また、上記駆動力伝達機構の制御装置６０は、４ＷＤ・ＥＣＵ５０のモータ７７への指令値は、モータ７７の回転数であることとしてもよい。このように、４ＷＤ・ＥＣＵ５０がモータ７７を制御する直接の値である回転数をパラメータとして測定を行うことで、より実際の挙動に近い特性を得ることができる。

また、上記駆動力伝達機構の制御装置６０は、駆動力伝達経路１０の入力側１０ａへ一定の駆動力の入力を行った場合に、４ＷＤ・ＥＣＵ５０のモータ７７に対する所定指令値と駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂに出力される出力値との関係を測定し、特性は、当該測定を複数回行うことで得られることとしてもよい。これにより、４ＷＤ・ＥＣＵ５０がモータ７７に出す指令値と、オイルポンプ７５及びクラッチ２０を介して実際に駆動力伝達経路１０の出力側１０ｂに出力される出力値との特性に基づいて制御を行うことができる。

また、上記駆動力伝達機構の制御装置６０において、クラッチ２０を押圧して係合させるピストン３３に対して油圧を発生するピストン室３２と、オイルポンプ７５からピストン室３２に通じる油路８０に作動油を封入するための逆止弁７６と、該逆止弁７６とピストン室３２との間の油路８０を開閉するためのソレノイド弁７８と、で構成された油圧回路３０を備えることとしてもよい。このように、封入式の油圧回路３０を備える前後トルク伝達機構８に対しても適用可能であり、好適である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１…車両
３…エンジン
７…プロペラシャフト
８…前後トルク伝達機構
９…リアドライブシャフト
１０…駆動力伝達経路
１０ａ…入力側
１０ｂ…出力側
１９…リアデファレンシャル
２０…クラッチ
２３…摩擦係合部
３０…油圧回路
３２…ピストン室
３３…ピストン
５０…４ＷＤ・ＥＣＵ
５０ａ…記憶部
６０…制御装置
７０…油路
７５…オイルポンプ
７６…逆止弁
７７…モータ
７８…ソレノイド弁
８０…油路
Ｗ１，Ｗ２…前輪
Ｗ３，Ｗ４…後輪

Claims (4)

1. 駆動源からの駆動力を伝達する駆動力伝達経路と、
   前記駆動力伝達経路の入力側と前記駆動力伝達経路の出力側とを接続又は切断する油圧作動式の断接機構を有する駆動力伝達機構と、
   前記断接機構に作動油を供給するためのオイルポンプと、
   前記オイルポンプを駆動する油圧供給用電動機と、
   前記油圧供給用電動機の駆動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記油圧供給用電動機への指令値と前記駆動力伝達経路の前記出力側へ伝達される駆動力との関係について予め測定された特性に基づいて前記油圧供給用電動機の制御を行う
   ことを特徴とする駆動力伝達機構の制御装置。
2. 前記制御部の前記油圧供給用電動機への前記指令値は、前記油圧供給用電動機の回転数である
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達機構の制御装置。
3. 前記駆動力伝達経路の前記入力側へ一定の駆動力の入力を行った場合に、前記制御部の前記油圧供給用電動機に対する所定指令値と前記駆動力伝達経路の前記出力側に出力される出力値との関係を測定し、
   前記特性は、当該測定を複数回行うことで得られる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動力伝達機構の制御装置。
4. 前記断接機構を押圧して係合させるピストンに対して油圧を発生するピストン室と、
   前記オイルポンプから前記ピストン室に通じる油路に前記作動油を封入するための作動油封入弁と、
   該作動油封入弁と前記ピストン室との間の前記油路を開閉するための開閉弁と、で構成された油圧回路を備える
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の駆動力伝達機構の制御装置。

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