JP6753352B2 - 4輪駆動車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、供給された駆動電流に応じて伝達トルクを変化させる電子制御カップリングを備え、予め設定された駆動電流と伝達トルクとの関係に基づいて前記電子制御カップリングに供給される前記駆動電流を制御する4輪駆動車両において、車両走行中に前記関係を学習補正する技術に関する。
供給された駆動電流に応じて入力側の回転部材から出力側の回転部材へ伝達する伝達トルクを変化させる電子制御カップリングと、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に制動トルクを与える電磁アクチュエータの動作により前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材への動力の入力を断接する断接機構とを備えた4輪駆動車両が知られている。例えば、特許文献1に記載された4輪駆動車両がそれである。上記のような電子制御カップリングを備える4輪駆動車両には、車両の挙動を高精度に制御するために、例えば前記電子制御カップリングの部品のバラツキや前記電子制御カップリングの経時変化等に係わらず前記伝達トルクを高精度に制御することが要求される。
これに対して、特許文献2に記載された4輪駆動車両では、前記電子制御カップリングに供給する駆動電流と前記入力側の回転部材から前記出力側の回転部材へ伝達する伝達トルクとの関係を学習補正することが提案されている。
特開2016−074370号公報 特開2009−090835号公報
ところで、上記特許文献2の4輪駆動車両では、車両をリフトアップした状態、或いは車両をシャーシダイナモ上に設置した状態で、前記関係を学習補正する必要があるので、車両使用中における前記電子制御カップリングの経時変化に対して前記電子制御カップリングの伝達トルクを高精度に制御することができないという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両使用中における電子制御カップリングの経時変化に対して伝達トルクを高精度に制御する4輪駆動車両の制御装置を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、(a)供給された駆動電流に応じて入力側の回転部材から出力側の回転部材へ伝達する伝達トルクを変化させる電子制御カップリングと、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に制動トルクを与える電磁アクチュエータの動作により前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材への動力の入力を断接する断接機構とを備えた4輪駆動車両の、制御装置であって、(b)前記電子制御カップリングに供給される前記駆動電流と前記電子制御カップリングの前記伝達トルクとの第1の関係を記憶する記憶部と、(c)前記第1の関係に基づいて前記電子制御カップリングに供給される前記駆動電流を制御する制御部と、(d)前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えて前記第1の関係を学習補正する学習部と、を備えており、(e)前記学習部は、前記制御部により前記入力側の回転部材の回転速度が増大させられて、前記入力側の回転部材の回転速度と前記出力側の回転部材の回転速度とに基づき前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったと判定されたときにおける前記電子制御カップリングに供給された前記駆動電流と前記制動トルクとによって、前記記憶部に記憶された前記第1の関係を学習補正することにある。
また、第2発明の要旨とするところは、前記制御部は、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に前記制動トルクが与えられているときに、前記電子制御カップリングの前記伝達トルクを前記制動トルクよりも低いトルクから増大させることによって、前記制動トルクにより前記出力側の回転部材の回転速度より低下させられた前記入力側の回転部材の回転速度を増大させることにある。
また、第3発明の要旨とするところは、(a)前記電磁アクチュエータは、供給される第1駆動電流に応じて前記入力側の回転部材に与える前記制動トルクを変化させるものであり、(b)前記制御装置には、前記電磁アクチュエータに供給される前記第1駆動電流と前記制動トルクとの第2の関係を記憶する第1記憶部と、(c)前記第2の関係に基づいて前記電磁アクチュエータに供給される前記第1駆動電流を制御する第1制御部と、(d)前記第2の関係を学習補正する第1学習部とを備えていることにある。
また、第4発明の要旨とするところは、(a)前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったか否かを判定するトルク釣合判定部を備えており、(b)前記トルク釣合判定部では、前記入力側の回転部材の回転速度が前記出力側の回転部材の回転速度に同期することによって、前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったと判定することにある。
また、第5発明の要旨とするところは、(a)前記電子制御カップリングは、アウトプットシャフトから出力されるトルクを一対の副駆動輪のそれぞれに伝達する一対の電子制御カップリングであり、(b)前記断接機構は、駆動力源から一対の主駆動輪に伝達される駆動力の一部が入力されるプロペラシャフトに動力伝達可能に連結されたリングギヤと前記アウトプットシャフトとの間の動力伝達経路を断接するものであり、(c)前記断接機構は、前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えるより前に、前記リングギヤと前記アウトプットシャフトとの間の動力伝達経路を切断しており、(d)前記制御部は、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に前記制動トルクが作用しているときに、前記一対の電子制御カップリングの一方の前記伝達トルクを零から増大させることにある。
また、第6発明の要旨とするところは、(a)前記4輪駆動車両には、前記駆動力源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路を断接する第1断接機構が備えられており、(b)前記第1断接機構は、前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えるより前に、前記駆動力源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路を切断することにある。
また、第7発明の要旨とするところは、(a)前記断接機構は、前記リングギヤに形成された第1断接歯に噛合可能な第2断接歯を有し、前記アウトプットシャフトに相対回転不能かつ回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第2断接歯が前記第1断接歯に噛み合う噛合位置と前記第2断接歯が前記第1断接歯に噛み合わない非噛合位置との間で移動させられる断接スリーブと、(b)前記断接スリーブを前記非噛合位置から前記噛合位置に向けて付勢するリターンスプリングと、(c)前記アウトプットシャフトに対して相対回転可能に設けられ、前記リターンスプリングの付勢力に抗して前記断接スリーブを前記非噛合位置へ移動させるピストンと、(d)前記電磁アクチュエータの動作により前記回転軸線まわりに相対回転させられる一対のカム部材、及び前記一対のカム部材の対向面にそれぞれに形成された溝状のカム面に挟まれた球状転動体を有し、前記一対のカム部材が相対回転させられると、前記一対のカム部材の一方が前記ピストンに向けて移動させられるボールカムと、(e)複数段の掛止歯を有し、前記アウトプットシャフトに相対回転不能かつ前記回転軸線方向に移動不能に設けられ、前記複数段の掛止歯の何れかで前記ピストンを掛け止めることにより前記断接スリーブを前記噛合位置および前記非噛合位置に位置決めするホルダーと、を含み、(f)前記電磁アクチュエータの動作により前記一対のカム部材の他方に前記制動トルクを与えて前記一対のカム部材を相対回転させることによって前記一対のカム部材の一方を往復移動させて、前記ホルダーによって前記ピストンを掛け止める位置を変えることにより、前記断接スリーブが前記非噛合位置と前記噛合位置との間で移動させられることにある。
第1発明によれば、(b)前記電子制御カップリングに供給される前記駆動電流と前記電子制御カップリングの前記伝達トルクとの第1の関係を記憶する記憶部と、(c)前記第1の関係に基づいて前記電子制御カップリングに供給される前記駆動電流を制御する制御部と、(d)前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えて前記第1の関係を学習補正する学習部と、を備えており、(e)前記学習部は、前記制御部により前記入力側の回転部材の回転速度が増大させられて、前記入力側の回転部材の回転速度と前記出力側の回転部材の回転速度とに基づき前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったと判定されたときにおける前記電子制御カップリングに供給された前記駆動電流と前記制動トルクとによって、前記記憶部に記憶された前記第1の関係を学習補正する。このため、車両走行中において、前記入力側の回転部材に前記制動トルクが与えられているときに前記制御部によって前記入力側の回転部材の回転速度が増大させられて、前記入力側の回転部材の回転速度と前記出力側の回転部材の回転速度とに基づき前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったと判定された際に、前記記憶部に記憶された前記第1の関係が学習補正されるので、車両使用中における前記電子制御カップリングの経時変化に対して前記伝達トルクを高精度に制御することが可能になる。
第2発明によれば、前記制御部は、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に前記制動トルクが与えられているときに、前記電子制御カップリングの前記伝達トルクを前記制動トルクよりも低いトルクから増大させることによって、前記制動トルクにより前記出力側の回転部材の回転速度より低下させられた前記入力側の回転部材の回転速度を増大させるので、好適に、前記入力側の回転部材の回転速度と前記出力側の回転部材の回転速度とに基づき前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったと判定することができる。
第3発明によれば、(a)前記電磁アクチュエータは、供給される第1駆動電流に応じて前記入力側の回転部材に与える前記制動トルクを変化させており、(b)前記制御装置には、前記電磁アクチュエータに供給される前記第1駆動電流と前記制動トルクとの第2の関係を記憶する第1記憶部と、(c)前記第2の関係に基づいて前記電磁アクチュエータに供給される前記第1駆動電流を制御する第1制御部と、(d)前記第2の関係を学習補正する第1学習部とを備えていることにある。このため、前記第1学習部によって前記第2の関係が学習補正されて前記電磁アクチュエータの前記制動トルクを高精度に制御することができるので、車両使用中における前記電子制御カップリングの経時変化に対して好適に前記電子制御カップリングの前記伝達トルクを高精度に制御することが可能になる。
第4発明によれば、(a)前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったか否かを判定するトルク釣合判定部を備えており、(b)前記トルク釣合判定部では、前記入力側の回転部材の回転速度が前記出力側の回転部材の回転速度に同期することによって、前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったと判定する。このため、例えば、前記伝達トルクおよび前記制動トルクを検出するトルクセンサを用いることなく、前記入力側の回転部材の回転速度および前記出力側の回転部材の回転速度を検出する回転速度センサを用いて、前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったか否かを比較的高精度に判定することができる。
第5発明によれば、(a)前記電子制御カップリングは、アウトプットシャフトから出力されるトルクを一対の副駆動輪のそれぞれに伝達する一対の電子制御カップリングであり、(b)前記断接機構は、駆動力源から一対の主駆動輪に伝達される駆動力の一部が入力されるプロペラシャフトに動力伝達可能に連結されたリングギヤと前記アウトプットシャフトとの間の動力伝達経路を断接するものであり、(c)前記断接機構は、前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えるより前に、前記リングギヤと前記アウトプットシャフトとの間の動力伝達経路を切断しており、(d)前記制御部は、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に前記制動トルクが作用しているときに、前記一対の電子制御カップリングの一方の前記伝達トルクを零から増大させる。このため、車両走行中において、前記断接機構によって前記リングギヤと前記アウトプットシャフトとの間の動力伝達経路が切断される4輪駆動走行から2輪駆動走行への切替後に、前記学習部によって前記一対の電子制御カップリングの一方において前記記憶部に記憶された前記第1の関係が学習補正される。
第6発明によれば、(a)前記4輪駆動車両には、前記駆動力源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路を断接する第1断接機構が備えられており、(b)前記第1断接機構は、前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えるより前に、前記駆動力源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路を切断する。このため、車両走行中において、前記断接機構および前記第1断接機構によって前記副駆動輪へ駆動力を伝達する前記プロペラシャフトを前記副駆動輪から切り離す、4輪駆動走行から2輪駆動走行への切替後に、前記学習部によって前記一対の電子制御カップリングの一方において前記記憶部に記憶された前記第1の関係が学習補正される。
第7発明によれば、(a)前記断接機構は、前記リングギヤに形成された第1断接歯に噛合可能な第2断接歯を有し、前記アウトプットシャフトに相対回転不能かつ回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第2断接歯が前記第1断接歯に噛み合う噛合位置と前記第2断接歯が前記第1断接歯に噛み合わない非噛合位置との間で移動させられる断接スリーブと、(b)前記断接スリーブを前記非噛合位置から前記噛合位置に向けて付勢するリターンスプリングと、(c)前記アウトプットシャフトに対して相対回転可能に設けられ、前記リターンスプリングの付勢力に抗して前記断接スリーブを前記非噛合位置へ移動させるピストンと、(d)前記電磁アクチュエータの動作により前記回転軸線まわりに相対回転させられる一対のカム部材、及び前記一対のカム部材の対向面にそれぞれに形成された溝状のカム面に挟まれた球状転動体を有し、前記一対のカム部材が相対回転させられると、前記一対のカム部材の一方が前記ピストンに向けて移動させられるボールカムと、(e)複数段の掛止歯を有し、前記アウトプットシャフトに相対回転不能かつ前記回転軸線方向に移動不能に設けられ、前記複数段の掛止歯の何れかで前記ピストンを掛け止めることにより前記断接スリーブを前記噛合位置および前記非噛合位置に位置決めするホルダーと、を含み、(f)前記電磁アクチュエータの動作により前記一対のカム部材の他方に前記制動トルクを与えて前記一対のカム部材を相対回転させることによって前記一対のカム部材の一方を往復移動させて、前記ホルダーによって前記ピストンを掛け止める位置を変えることにより、前記断接スリーブを前記非噛合位置と前記噛合位置との間で移動させられる。このため、前記断接機構によって前記断接スリーブを前記非噛合位置に移動させた後に前記電磁アクチュエータの動作により前記一対のカム部材の他方に前記制動トルクを与えることにより、好適に、前記入力側の回転部材の回転速度を前記出力側の回転部材の回転速度より低下させられる。
本発明が好適に適用された4輪駆動車両の構成を概略的に説明する骨子図である。 図1の4輪駆動車両に設けられたトランスファの構成を説明する断面図である。 図1の4輪駆動車両に設けられた後輪用駆動力配分装置の構成を説明する断面図である。 図2のトランスファに設けられた第1移動機構および図3の後輪用駆動力配分装置に設けられた第2移動機構の作動原理を説明する模式図である。 図1の4輪駆動車両に設けられた電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図を示す図である。 図5の電子制御装置に設けられた学習補正部において、学習値取得部で取得された学習値によって制動トルクと駆動電流との第1の関係を示すI−T特性を学習補正する一例を説明する図である。 図5の電子制御装置に設けられたノミナル特性記憶部に記憶されているノミナル特性の一例を示す図である。 図5の電子制御装置に設けられたズレ量算出部において、制動トルク発生部において所定の制動トルクを与えるために第2電磁コイルに供給される所定の第2駆動電流からシンクロ同期速度を算出するために用いられるマップの一例を示す図である。 図5の電子制御装置に設けられた学習補正部において、ズレ量算出部で算出されたズレ量によってノミナル特性を学習補正する一例を説明する図である。 図5の電子制御装置において、車両走行中に4輪駆動走行モードから2輪駆動走行モードに切り替えられて、例えば左電子制御カップリングを制御する第1カップリング制御部のI−T特性記憶部に予め記憶されたI−T特性を学習補正する学習制御の制御作動の一例を説明するフローチャートである。 図10のフローチャートに基づく作動結果を示すタイムチャートである。 本発明の他の実施例の4輪駆動車両の電子制御装置を示す図であり、その電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図を示す図である。 図12の電子制御装置において、車両走行中に4輪駆動走行モードから2輪駆動走行モードに切り替えられて、例えば左電子制御カップリングを制御する第1カップリング制御部のI−T特性記憶部に予め記憶されたI−T特性を学習補正する学習制御の制御作動の一例を説明するフローチャートである。 図13のフローチャートに基づく作動結果を示すタイムチャートである。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が好適に適用された4輪駆動車両10の構成を概略的に説明する骨子図である。図1において、4輪駆動車両10は、駆動力源であるエンジン12の駆動力を主駆動輪に対応する左右の前輪14L、14Rに伝達する第1の動力伝達経路と、エンジン12の駆動力を副駆動輪に対応する左右の後輪16L、16Rに伝達する第2の動力伝達経路とを有しているFFベースの4輪駆動装置を備えている。この4輪駆動車両10の2輪駆動状態では、エンジン12から自動変速機18を介して伝達された駆動力が前輪用駆動力配分装置20および左右の車軸22L、22Rを介して左右の前輪14L、14Rへ伝達される。この2輪駆動状態では、少なくともトランスファ26に設けられた第1クラッチ(第1断接機構)24が解放され、プロペラシャフト28、および、後輪用駆動力配分装置30および後輪16L、16Rへは駆動力が伝達されない。しかし、4輪駆動状態では、上記2輪駆動状態に加えて、第1クラッチ24および第2クラッチ(断接機構)32が共に係合されて、プロペラシャフト28、および、後輪用駆動力配分装置30および後輪16L、16Rへエンジン12からの駆動力が伝達される。なお、第1クラッチ24は、エンジン12とプロペラシャフト28との間の動力伝達経路を選択的に断接する断接機構である。
前輪用駆動力配分装置20は、図1に示すように、第1回転軸線C1まわりに回転可能に設けられ、自動変速機18の出力歯車18aと噛み合うリングギヤ20rと、リングギヤ20rに固定されたデフケース20cと、デフケース20c内に収容された差動歯車機構20dとを有しており、前輪14L、14Rに連結された左右の車軸22L、22Rの差回転を許容しつつリングギヤ20rに伝達された駆動力を左右の車軸22L、22Rへ伝達する。なお、デフケース20cには、トランスファ26に設けられた円筒形状の入力軸34のデフケース20c側の端部に形成された第1外周スプライン歯34aと嵌合する内周噛合歯20aが形成されている。これにより、エンジン12からデフケース20cを介して左右の前輪14L、14Rへ伝達する駆動力の一部が、入力軸34を介してトランスファ26にすなわちトランスファ26を介してプロペラシャフト28に入力されるようになっている。
トランスファ26は、図1および図2に示すように、プロペラシャフト28の前輪14L、14R側の端部に連結されたドリブンピニオン36と噛み合う円筒状の第1リングギヤ38と、エンジン12からデフケース20cを介して前輪14L、14Rへ伝達される駆動力の一部が入力される円筒状の入力軸34と、エンジン12からプロペラシャフト28への動力伝達経路において、デフケース20cとプロペラシャフト28との間すなわちデフケース20cに連結された入力軸34とプロペラシャフト28に連結された第1リングギヤ38との間の動力伝達経路を断接する第1クラッチ24とを備えており、第1クラッチ24が係合して入力軸34と第1リングギヤ38との間の動力伝達経路が接続されると、エンジン12から左右の前輪14L、14Rに伝達される駆動力の一部が、プロペラシャフト28を介して左右の後輪16L、16Rへ出力されるようになっている。
第1リングギヤ38は、図2に示すように、例えば斜歯又はハイポイドギヤが形成された傘歯車である。また、第1リングギヤ38には、第1リングギヤ38の内周に形成された略円筒状の円筒部38aと、円筒部38aの前輪14L側の端部の内周に形成された第1内周断接歯38bとが一体に形成されている。なお、円筒部38aには、第1リングギヤ38の側面38cから前輪14R側に略円筒状に突き出した軸部38dが形成されており、その軸部38dが軸受40を介してユニットケース42に支持されている。すなわち、第1リングギヤ38は、ユニットケース42によって第1回転軸線C1まわりに回転可能に軸受40を介して片持状に支持されている。
入力軸34は、図2に示すように、第1リングギヤ38の円筒部38aの内側を貫通して、入力軸34の一部が第1リングギヤ38の円筒部38aの内側に配置されている。また、入力軸34は、入力軸34の両端部が第1軸受44および第2軸受46を介してユニットケース42に支持されることによって、入力軸34が第1回転軸線C1まわりに回動可能にすなわち第1リングギヤ38と同心に回転可能に支持されている。
第1クラッチ24は、トランスファ26において入力軸34と第1リングギヤ38との間の動力伝達経路を断接するための断接機構である。また、第1クラッチ24には、図2に示すように、入力軸34に対して第1回転軸線C1方向に移動可能且つ入力軸34に対して相対回転不能に入力軸34に配設され、外周に第1外周断接歯48aが形成された第1断接スリーブ48と、第1断接スリーブ48を第1非噛合位置から第1噛合位置に向けて付勢するコイル状の第1リターンスプリング50と、第1断接スリーブ48を第1回転軸線C1方向に移動させて、第1断接スリーブ48を前記第1噛合位置と前記第1非噛合位置との間で移動させる第1移動機構52と、第1移動機構52を駆動させる第1電磁アクチュエータ54とが備えられている。なお、上記第1噛合位置は、第1移動機構52によって第1断接スリーブ48が第1回転軸線C1方向に移動し第1断接スリーブ48の第1外周断接歯48aが第1リングギヤ38の第1内周断接歯38bと噛み合う位置であり、上記第1噛合位置では、第1リングギヤ38と入力軸34との相対回転が不能となる。また、上記第1非噛合位置は、第1移動機構52によって第1断接スリーブ48が第1回転軸線C1方向に移動し第1断接スリーブ48の第1外周断接歯48aが第1リングギヤ38の第1内周断接歯38bと噛み合わない位置であり、上記第1非噛合位置では、第1リングギヤ38と入力軸34との相対回転が可能となる。また、第1リターンスプリング50は、第1軸受44と第1断接スリーブ48との間に予圧された状態で介在されており、第1リターンスプリング50によって第1断接スリーブ48が第1回転軸線C1方向において前輪14R側に付勢されている。
第1移動機構52には、図2に示すように、入力軸34に対して第1回転軸線C1まわりの相対回転が可能に設けられ、第1リターンスプリング50の付勢力に抗して第1断接スリーブ48を前記第1非噛合位置へ移動させる第1ピストン56と、第1電磁アクチュエータ54の動作により第1回転軸線C1まわりに相対回転させられる環状の一対の第1カム部材58および第2カム部材60、および一対の第1カム部材58および第2カム部材60が互いに向い合う対向面58a、60aにそれぞれに形成された溝状のカム面58b、60bに挟まれた第1球状転動体62とを有し、一対の第1カム部材58および第2カム部材60が第1回転軸線C1まわりに相対回転させられると、第1カム部材58が第1ピストン56に向けて移動させられる第1ボールカム64と、第1カム部材58を第2カム部材60に向けて付勢する第2リターンスプリング66と、複数段(本実施例では2段)の第1掛止歯(図4参照)68aおよび第2掛止歯(図4参照)68bを有し、入力軸34に対して第1回転軸線C1まわりの相対回転が不能かつ第1回転軸線C1方向の移動が不能に設けられ、第1掛止歯68aまたは第2掛止歯68bで第1ピストン56を掛け止める第1ホルダー68とが備えられている。なお、第1移動機構52には、第1断接スリーブ48が前記第1非噛合位置から前記第1噛合位置へ移動する際に、入力軸34すなわち第1断接スリーブ48の回転(回転速度)と第1リングギヤ38の回転(回転速度)とを同期させる第1同期装置70が、第1断接スリーブ48と第1ピストン56との間に配設されている。
第1電磁アクチュエータ54には、図2に示すように、ユニットケース42に一体的に固定された環状の第1電磁コイル72と、ユニットケース42に対して第1回転軸線C1まわりに回転可能に支持された環状の部材74と、第1電磁コイル72に隣接するように環状の部材74の外周側に配設された環状の第1可動片76とが備えられている。なお、第1可動片76は、前記環状の部材74に対して相対回転不能かつ前記環状の部材74に対して第1回転軸線C1方向に移動可能に設けられている。また、前記環状の部材74の内周には、第2カム部材60を前記環状の部材74に対して相対回転不能且つ前記環状の部材74に対して第1回転軸線C1方向に移動可能に、第2カム部材60の外周に形成された外周スプライン歯60cに噛み合う内周スプライン歯74aが形成されている。なお、第1カム部材58の内周面には、図示されていないが、入力軸34に対して相対回転不能且つ第1回転軸線C1方向の移動可能に、入力軸34に形成された外周スプライン歯と噛み合う内周噛合歯が形成されている。
以上のように構成された第1電磁アクチュエータ54では、例えば、車両走行中で入力軸34が第1回転軸線C1まわりに回転している状態において、電子制御装置(制御装置)78から第1電磁コイル72に供給される第1駆動電流I1(図1参照)によって第1可動片76が第1電磁コイル72に吸着されると、第1可動片76が非回転部材であるユニットケース42に一体的に固定された第1電磁コイル72に吸着されることによって、前記環状の部材74を介して第2カム部材60に制動トルクが与えられる。このため、第1電磁アクチュエータ54によって第2カム部材60に前記制動トルクが与えられると、第1カム部材58と第2カム部材60とが相対回転して、第1カム部材58が第1球状転動体62を介して第1回転軸線C1方向において第1リターンスプリング50および第2リターンスプリング66の付勢力に抗して第1ピストン56に向けて移動すると共に、第1ピストン56等を介して第1断接スリーブ48が前輪14L側へ移動させられる。また、電子制御装置78によって第1電磁アクチュエータ54が作動した状態から非作動となると、すなわち電子制御装置78から第1電磁コイル72に第1駆動電流I1が供給されている状態から第1駆動電流I1が供給されなくなると、第1リターンスプリング50の付勢力によって第1断接スリーブ48が前輪14R側へ移動させられると共に、第2リターンスプリング66の付勢力によって第1カム部材58が第2カム部材60に接近する方向へ移動する。
図4は、第1移動機構52の作動原理を説明する模式図であり、環状の第1ピストン56、環状の第1カム部材58に形成された押圧部58c、および環状の第1ホルダー68をそれぞれ展開した状態を示している。図4に示すように、環状の第1ピストン56には、第1ホルダー68側に突設された突起56aが形成されている。また、環状の第1ホルダー68には、第1ピストン56の突起56aを掛け止めるための円周方向に連なる鋸歯状の第1掛止歯68aおよび第2掛止歯68bが周期的に形成されており、第1ホルダー68は、入力軸34に位置固定に配設されている。また、環状の第1カム部材58の押圧部58cには、第1ホルダー68の第1掛止歯68aおよび第2掛止歯68bと同様の鋸歯形状であるが周方向に所定位相ずれた形状で周方向に連なり、第1ピストン56の突起56aを受け止める2段の第1受止歯58dおよび第2受止歯58eが周期的に形成されている。環状の第1カム部材58の押圧部58cは、第1ホルダー68に対して相対回転不能且つ第1回転軸線C1方向の移動可能に設けられ、第1リターンスプリング50および第2リターンスプリング66の付勢力に抗して第1ピストン56を第1ボールカム64の1ストローク分だけ移動させられる。なお、第1カム部材58の押圧部58cの第2受止歯58eおよび第1ホルダー68の第2掛止歯68bの先端の斜面には、第1ピストン56の突起56aの滑りを止めるストッパ58fおよび68cがそれぞれ設けられている。
図4の(a)および(e)は、第1ピストン56の突起56aが第1ホルダー68の第1掛止歯68aに掛け止められ、第1断接スリーブ48が前記第1噛合位置にある時を示している。図4の(a)および(e)に示すように、第1ピストン56から突設された突起56aが第1ホルダー68の第1掛止歯68aに掛け止められた位置に位置している状態では、第1カム部材58の押圧部58cがそのベース位置に位置させられている。図4の(b)は、第1電磁コイル72へ第1駆動電流I1が供給されることによる第1電磁アクチュエータ54の作動によって、第1ボールカム64が駆動して第1ピストン56が移動ストロークST分だけ第1リターンスプリング50および第2リターンスプリング66の付勢力に抗してそのベース位置から移動させられた状態を示している。この過程では、第1カム部材58の押圧部58cにより第1ピストン56が移動させられて第1ホルダー68から離されると共に、第1ピストン56が第1カム部材58の押圧部58cの第1受止歯58dの斜面58gを滑り落ちる。なお、図4の(b)に示されている一点鎖線は、移動ストロークSTを説明するために図4の(a)の第1カム部材58の押圧部58cのベース位置を示すものである。図4の(c)は、第1電磁コイル72へ第1駆動電流I1が供給されないことによる第1電磁アクチュエータ54の非作動によって、第1ボールカム64が駆動せず第1カム部材58の押圧部58cが第1リターンスプリング50および第2リターンスプリング66の付勢力によって移動ストロークST分だけ戻されてベース位置に位置させられた状態を示している。この過程では、第1ピストン56の突起56aが第1ホルダー68の第2掛止歯68bに掛け止められ、第1断接スリーブ48が前記第1非噛合位置に位置させられる。図4の(d)は、再び第1カム部材58の押圧部58cが、第1電磁コイル72へ第1駆動電流I1が供給されることによる第1ボールカム64の駆動により移動ストロークST分だけ第1リターンスプリング50および第2リターンスプリング66の付勢力に抗してそのベース位置から移動させられた状態を示している。この過程では、第1ピストン56が更に第1リターンスプリング50側に移動させられて第1断接スリーブ48が前記第1非噛合位置を超えて第1軸受44側に移動させられるので、第1同期装置70によって第1リングギヤ38の回転速度と第1断接スリーブ48すなわち入力軸34の回転速度とが同期させられる。次いで、図4の(e)に示すように、第1カム部材58の押圧部58cが、第1電磁コイル72へ第1駆動電流I1が供給されないことによる第1ボールカム64の非駆動により第2リターンスプリング66の付勢力によって移動ストロークST分だけ戻されてベース位置に位置させられると、第1ピストン56の突起56aが第1ホルダー68の第1掛止歯68aに掛け止められ、第1断接スリーブ48が前記第1噛合位置へ位置させられる。
後輪用駆動力配分装置30は、図1および図3に示すように、プロペラシャフト28から左右の後輪16L、16Rへの動力伝達経路に、プロペラシャフト28の後輪16L、16R側の端部に連結されたドライブピニオン80と噛み合う第2リングギヤ82と、第2回転軸線(回転軸線)C2まわりに回転可能に後輪用駆動力配分装置30のユニットケース84に第1軸受86および第2軸受88を介して支持された円筒状のアウトプットシャフト90と、アウトプットシャフト90から後輪16L、16R側へ出力されるトルクを左右の後輪16L、16Rのそれぞれに伝達する一対の左電子制御カップリング(電子制御カップリング)92Lおよび右電子制御カップリング(電子制御カップリング)92Rと、第2リングギヤ82とアウトプットシャフト90との間の動力伝達経路を断接する第2クラッチ32とを備えている。
左電子制御カップリング92Lは、図3に示すように、アウトプットシャフト90とスプライン嵌合するクラッチドラム(入力側の回転部材)94Lと、左後輪車軸96Lとスプライン嵌合するクラッチハブ(出力側の回転部材)98Lと、クラッチドラム94Lとクラッチハブ98Lとの間に設けられている主摩擦係合要素100Lと、主摩擦係合要素100Lを押圧するための押圧機構102Lとを備えている。
主摩擦係合要素100Lは、図3に示すように、クラッチドラム94Lに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に嵌合された複数枚の外側摩擦プレート100Laと、クラッチハブ98Lに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に嵌合された複数枚の内側摩擦プレート100Lbとを備えており、それら外側摩擦プレート100Laと内側摩擦プレート100Lbとが第2回転軸線C2方向において交互に積層されている。
押圧機構102Lは、図3に示すように、主摩擦係合要素100Lを押圧するピストンとして機能する環状の第1カム部材104Lと、クラッチハブ98Lに対して相対回転可能に設けられた環状の第2カム部材106Lと、一対の第1カム部材104Lおよび第2カム部材106Lの対向面104La、106Laにそれぞれ形成された溝状のカム面104Lb、106Lbに挟まれた複数個の球状転動体108Lと、ユニットケース84に一体的に固定された環状の左電磁コイル110Lと、後述する副摩擦係合要素114Lを介して左電磁コイル110Lに隣接する位置に設けられ、クラッチドラム94Lに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向に移動可能にクラッチドラム94Lに嵌合した環状の可動片112Lと、それら左電磁コイル110Lと可動片112Lとの間に配置され且つ第2カム部材106Lの外周側に設けられた副摩擦係合要素114Lと、を備えている。なお、第1カム部材104Lは、クラッチハブ98Lに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能にクラッチハブ98Lに嵌合されている。また、副摩擦係合要素114Lは、第2カム部材106Lに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に第2カム部材106Lに嵌合された一対の内側摩擦プレート114Laと、それら一対の内側摩擦プレート114Laとの間に配設され、クラッチドラム94Lに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に嵌合された外側摩擦プレート114Lbとを備えている。
以上のように構成された左電子制御カップリング92Lでは、電子制御装置78から左電磁コイル110Lに第3駆動電流(駆動電流)I3が供給されない場合には、第1カム部材104Lと第2カム部材106Lとが後輪16Lと一体的に回転して第1カム部材104Lが主摩擦係合要素100Lを押圧しないので、クラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lに動力が伝達されず、後輪16Lにはエンジン12からの動力が伝達されない。
また、電子制御装置78から左電磁コイル110Lに第3駆動電流I3が供給される場合には、左電磁コイル110Lに可動片112Lが吸着されて可動片112Lが副摩擦係合要素114Lを押圧するので、第2カム部材106Lに制動トルクが発生して第1カム部材104Lと第2カム部材106Lとが相対回転する。これによって、第1カム部材104Lが主摩擦係合要素100Lを押圧するので、クラッチドラム94Lの動力が主摩擦係合要素100Lを介してクラッチハブ98Lに伝達される。また、電子制御装置78から左電磁コイル110Lに供給される第3駆動電流I3が大きくなるほど、可動片112Lが左電磁コイル110Lに吸着される力が大きくなり第1カム部材104Lが主摩擦係合要素100Lを押圧する力が大きくなる。このため、電子制御装置78から左電磁コイル110Lに供給される第3駆動電流I3が大きくなるほど、クラッチドラム94Lから主摩擦係合要素100Lを介してクラッチハブ98Lに伝達される動力、すなわちクラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lへ伝達する伝達トルクT1(Nm)が大きくなる。つまり、左電子制御カップリング92Lは、電子制御装置78から供給された第3駆動電流I3(mA)に応じてクラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lへ伝達する伝達トルクT1(Nm)を変化させるものである。
右電子制御カップリング92Lは、図3に示すように、アウトプットシャフト90とスプライン嵌合するクラッチドラム(入力側の回転部材)94Rと、右後輪車軸96Rとスプライン嵌合するクラッチハブ(出力側の回転部材)98Rと、クラッチドラム94Rとクラッチハブ98Rとの間に設けられている主摩擦係合要素100Rと、主摩擦係合要素100Rを押圧するための押圧機構102Rとを備えている。
主摩擦係合要素100Rは、図3に示すように、クラッチドラム94Rに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に嵌合された複数枚の外側摩擦プレート100Raと、クラッチハブ98Rに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に嵌合された複数枚の内側摩擦プレート100Rbとを備えており、それら外側摩擦プレート100Raと内側摩擦プレート100Rbとが第2回転軸線C2方向において交互に積層されている。
押圧機構102Rは、図3に示すように、主摩擦係合要素100Rを押圧するピストンとして機能する環状の第1カム部材104Rと、クラッチハブ98Rに対して相対回転可能に設けられた環状の第2カム部材106Rと、一対の第1カム部材104Rおよび第2カム部材106Rの対向面104Ra、106Raにそれぞれ形成された溝状のカム面104Rb、106Rbに挟まれた複数個の球状転動体108Rと、ユニットケース84に一体的に固定された環状の右電磁コイル110Rと、後述する副摩擦係合要素114Rを介して左電磁コイル110Rに隣接する位置に設けられ、クラッチドラム94Rに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向に移動可能にクラッチドラム94Rに嵌合した環状の可動片112Rと、それら右電磁コイル110Rと可動片112Rとの間に配置され且つ第2カム部材106Rの外周側に設けられた副摩擦係合要素114Rと、を備えている。なお、第1カム部材104Rは、クラッチハブ98Rに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能にクラッチハブ98Rに嵌合されている。また、副摩擦係合要素114Rは、第2カム部材106Rに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に第2カム部材106Rに嵌合された一対の内側摩擦プレート114Raと、それら一対の内側摩擦プレート114Raとの間に配設され、クラッチドラム94Rに対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に嵌合された外側摩擦プレート114Rbとを備えている。
以上のように構成された右電子制御カップリング92Rでは、電子制御装置78から右電磁コイル110Rに第4駆動電流(駆動電流)I4が供給されない場合には、第1カム部材104Rと第2カム部材106Rとが後輪16Rと一体的に回転して第1カム部材104Rが主摩擦係合要素100Rを押圧しないので、クラッチドラム94Rからクラッチハブ98Rに動力が伝達されず、後輪16Rにはエンジン12からの動力が伝達されない。
また、電子制御装置78から右電磁コイル110Rに第4駆動電流I4が供給される場合には、右電磁コイル110Rに可動片112Rが吸着されて可動片112Rが副摩擦係合要素114Rを押圧するので、第2カム部材106Rに制動トルクが発生して第1カム部材104Rと第2カム部材106Rとが相対回転する。これによって、第1カム部材104Rが主摩擦係合要素100Rを押圧するので、クラッチドラム94Rの動力が主摩擦係合要素100Rを介してクラッチハブ98Rに伝達される。また、電子制御装置78から右電磁コイル110Rに供給される第4駆動電流I4が大きくなるほど、可動片112Rが右電磁コイル110Rに吸着される力が大きくなり第1カム部材104Rが主摩擦係合要素100Rを押圧する力が大きくなる。このため、電子制御装置78から右電磁コイル110Rに供給される第4駆動電流I4(mA)が大きくなるほど、クラッチドラム94Rから主摩擦係合要素100Rを介してクラッチハブ98Rに伝達される動力、すなわちクラッチドラム94Rからクラッチハブ98Rへ伝達する伝達トルクT2(Nm)が大きくなる。つまり、右電子制御カップリング92Rは、電子制御装置78から供給された第4駆動電流I4(mA)に応じてクラッチドラム94Rからクラッチハブ98Rへ伝達する伝達トルクT2(Nm)を変化させるものである。
第2リングギヤ82は、図3に示すように、例えば斜歯又はハイポイドギヤが形成された傘歯車である。また、第2リングギヤ82には、第2リングギヤ82の内周に形成された略円筒状の円筒部82aと、円筒部82aの後輪16R側の端部の内周に形成された第2内周断接歯(第1断接歯)82bとが一体に形成されている。なお、円筒部82aには、第2リングギヤ82の側面82cから後輪16L側に略円筒状に突き出した軸部82dが形成されており、その軸部82dが軸受116を介してユニットケース84に支持されている。すなわち、第2リングギヤ82は、ユニットケース84によって第2回転軸線C2まわりに回転可能に軸受116を介して片持状に支持されている。
アウトプットシャフト90は、図3に示すように、第2リングギヤ82の円筒部82aの内側を貫通して、アウトプットシャフト90の一部が第2リングギヤ82の円筒部82aの内側に配置されている。また、アウトプットシャフト90は、アウトプットシャフト90の両端部が第1軸受86および第2軸受88を介してユニットケース84に支持されることによって、アウトプットシャフト90が第2回転軸線C2まわりに回動可能にすなわち第2リングギヤ82と同心に回転可能に支持されている。
第2クラッチ32には、図3に示すように、第2リングギヤ82に形成された第2内周断接歯82bに噛合可能な第2外周断接歯(第2断接歯)122aを有し、アウトプットシャフト90に対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向に移動可能に設けられ、第2噛合位置(噛合位置)と第2非噛合位置(非噛合位置)との間で移動させられる第2断接スリーブ(断接スリーブ)122と、第2断接スリーブ122を前記第2非噛合位置から前記第2噛合位置に向けて付勢するコイル状の第1リターンスプリング(リターンスプリング)124と、第2断接スリーブ122を第2回転軸線C2方向に移動させて、第2断接スリーブ122を前記第2噛合位置と前記第2非噛合位置との間で移動させる第2移動機構126と、第2移動機構126を駆動させる第2電磁アクチュエータ(電磁アクチュエータ)128とが備えられている。なお、上記第2噛合位置は、第2移動機構126によって第2断接スリーブ122が第2回転軸線C2方向に移動し第2断接スリーブ122の第2外周断接歯122aが第2リングギヤ82の第2内周断接歯82bと噛み合う位置であり、上記第2噛合位置では、第2リングギヤ82とアウトプットシャフト90との相対回転が不能となる。また、上記第2非噛合位置は、第2移動機構126によって第2断接スリーブ122が第2回転軸線C2方向に移動し第2断接スリーブ122の第2外周断接歯122aが第2リングギヤ82の第2内周断接歯82bと噛み合わない位置であり、上記第2非噛合位置では、第2リングギヤ82とアウトプットシャフト90との相対回転が可能となる。また、第1リターンスプリング124は、第1軸受86と第2断接スリーブ88との間に予圧された状態で介在されており、第1リターンスプリング124によって第2断接スリーブ122が第2回転軸線C2方向において後輪16R側に付勢されている。
第2移動機構126には、図3に示すように、アウトプットシャフト90に対して第2回転軸線C2まわりの相対回転が可能に設けられ、第1リターンスプリング124の付勢力に抗して第2断接スリーブ122を前記第2非噛合位置へ移動させる第2ピストン(ピストン)130と、第2電磁アクチュエータ128の動作により第2回転軸線C2まわりに相対回転させられる環状の一対の第1カム部材(カム部材)132および第2カム部材(カム部材)134、および一対の第1カム部材132および第2カム部材134が互いに向い合う対向面132a、134aにそれぞれに形成された溝状のカム面132b、134bに挟まれた第2球状転動体(球状転動体)136とを有し、一対の第1カム部材132および第2カム部材134が第2回転軸線C2まわりに相対回転させられると、第1カム部材132が第2ピストン130に向けて移動させられる第2ボールカム(ボールカム)138と、第1カム部材132を第2カム部材134に向けて付勢する第2リターンスプリング140と、複数段(本実施例では2段)の第1掛止歯(掛止歯)142a(図4参照)および第2掛止歯(掛止歯)142b(図4参照)を有し、アウトプットシャフト90に対して第2回転軸線C2まわりの相対回転が不能かつ第2回転軸線C2方向の移動が不能に設けられ、第1掛止歯142aまたは第2掛止歯142bで第2ピストン130を掛け止めることにより第2断接スリーブ122を前記第2噛合位置および前記第2非噛合位置に位置決めする第2ホルダー(ホルダー)142とが備えられている。なお、第2移動機構126には、第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置から前記第2噛合位置へ移動する際に、アウトプットシャフト90すなわち第2断接スリーブ122の回転(回転速度)と第2リングギヤ82の回転(回転速度)とを同期させる第2同期装置144が、第2断接スリーブ122と第2ピストン130との間に配設されている。
第2電磁アクチュエータ128には、図3に示すように、ユニットケース84に一体的に固定された環状の第2電磁コイル146と、ユニットケース84に対して第2回転軸線C2まわりに回転可能に支持された環状の部材148と、第2電磁コイル146に隣接するように前記環状の部材148の外周側に配設された環状の第2可動片150とが備えられている。なお、第2可動片150は、前記環状の部材148に対して相対回転不能かつ前記環状の部材148に対して第2回転軸線C2方向に移動可能に設けられている。また、前記環状の部材148の内周には、第2カム部材134に対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向に移動可能に、第2カム部材134の外周に形成された外周スプライン歯134cと噛み合う内周スプライン歯148aが形成されている。なお、第1カム部材132の内周面には、図示されていないが、第1カム部材132がアウトプットシャフト90に対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に、アウトプットシャフト90に形成された外周スプライン歯と噛み合う内周噛合歯が形成されている。
以上のように構成された第2電磁アクチュエータ128では、例えば、車両走行中でアウトプットシャフト90が第2回転軸線C2まわりに回転している状態において、電子制御装置78から第2電磁コイル146に供給される第2駆動電流(第1駆動電流)I2(図1参照)によって第2可動片150が第2電磁コイル146に吸着されると、第2可動片150が非回転部材であるユニットケース84に一体的に固定された第2電磁コイル146に吸着されることによって、前記環状の部材148を介して第2カム部材134に制動トルクTs(Nm)が与えられる。このため、第2電磁アクチュエータ128によって第2カム部材134に制動トルクTsが与えられると、第1カム部材132と第2カム部材134とが相対回転して、第1カム部材132が第2球状転動体136を介して第2回転軸線C2方向において第1リターンスプリング124および第2リターンスプリング140の付勢力に抗して第2ピストン130に向けて移動すると共に、第2ピストン130等を介して第2断接スリーブ122が後輪16L側へ移動させられる。なお、第2電磁アクチュエータ128によって、第2ボールカム138の第2カム部材134に制動トルクTsが与えられると、第2ボールカム138の第2球状転動体136および第1カム部材132を介してアウトプットシャフト90に連結されたクラッチドラム94L、94Rに制動トルクTsが与えられる。また、電子制御装置78によって第2電磁アクチュエータ128が作動した状態から非作動となると、すなわち電子制御装置78から第2電磁コイル146に第2駆動電流I2が供給されている状態から第2駆動電流I2が供給されなくなると、第1リターンスプリング124の付勢力によって第2断接スリーブ122が後輪16R側へ移動させられると共に、第2リターンスプリング140の付勢力によって第1カム部材132が第2カム部材134に接近する方向へ移動する。
図4は、第2移動機構126の作動原理も説明する模式図であり、環状の第2ピストン130、環状の第1カム部材132に形成された押圧部132c、および環状の第2ホルダー142をそれぞれ展開した状態を示している。図4に示すように、環状の第2ピストン130には、第2ホルダー142側に突設された突起130aが形成されている。また、環状の第2ホルダー142には、第2ピストン130の突起130aを掛け止めるための円周方向に連なる鋸歯状の第1掛止歯142aおよび第2掛止歯142bが周期的に形成されており、第2ホルダー142は、アウトプットシャフト90に位置固定に配設されている。また、環状の第1カム部材132の押圧部132cには、第2ホルダー142の第1掛止歯142aおよび第2掛止歯142bと同様の鋸歯形状であるが周方向に所定位相ずれた形状で周方向に連なり、第2ピストン130の突起130aを受け止める2段の第1受止歯132dおよび第2受止歯132eが周期的に形成されている。環状の第1カム部材132の押圧部132cは、第2ホルダー142に対して相対回転不能且つ第2回転軸線C2方向の移動可能に設けられ、第1リターンスプリング124および第2リターンスプリング140の付勢力に抗して第2ピストン130を第2ボールカム138の1ストローク分だけ移動させられる。なお、第1カム部材132の押圧部132cの第2受止歯132eおよび第2ホルダー142の第2掛止歯142bの先端の斜面には、第2ピストン130の突起130aの滑りを止めるストッパ132fおよび142cがそれぞれ設けられている。
図4の(a)および(e)は、第2ピストン130の突起130aが第2ホルダー142の第1掛止歯142aに掛け止められ、第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置にある時を示している。図4の(a)および(e)に示すように、第2ピストン130から突設された突起130aが第2ホルダー142の第1掛止歯142aに掛け止められた位置に位置している状態では、第1カム部材132の押圧部132cがそのベース位置に位置させられている。図4の(b)は、第2電磁コイル146へ第2駆動電流I2が供給されることによる第2電磁アクチュエータ128の作動によって、第2ボールカム138が駆動して第2ピストン130が移動ストロークST分だけ第1リターンスプリング124および第2リターンスプリング140の付勢力に抗してそのベース位置から移動させられた状態を示している。この過程では、第1カム部材132の押圧部132cにより第2ピストン130が移動させられて第2ホルダー142から離されると共に、第2ピストン130が第1カム部材132の押圧部132cの第1受止歯132dの斜面132gを滑り落ちる。なお、図4の(b)に示されている一点鎖線は、移動ストロークSTを説明するために図4の(a)の第1カム部材132の押圧部132cのベース位置を示すものである。図4の(c)は、第2電磁コイル146へ第2駆動電流I2が供給されないことによる第2電磁アクチュエータ128の非作動によって、第2ボールカム138が駆動せず第1カム部材132の押圧部132cが第1リターンスプリング124および第2リターンスプリング140の付勢力によって移動ストロークST分だけ戻されてベース位置に位置させられた状態を示している。この過程では、第2ピストン130の突起130aが第2ホルダー142の第2掛止歯142bに掛け止められ、第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置に位置させられる。図4の(d)は、再び第1カム部材132の押圧部132cが、第2電磁コイル146へ第2駆動電流I2が供給されることによる第2ボールカム138の駆動により移動ストロークST分だけ第1リターンスプリング124および第2リターンスプリング140の付勢力に抗してそのベース位置から移動させられた状態を示している。この過程では、第2ピストン130が更に第1リターンスプリング124側に移動させられて第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置を超えて第1軸受86側に移動させられるので、第2同期装置144によって第2リングギヤ82の回転速度と第2断接スリーブ122すなわちアウトプットシャフト90の回転速度とが同期させられる。次いで、図4の(e)に示すように、第1カム部材132の押圧部132cが、第2電磁コイル146へ第2駆動電流I2が供給されないことによる第2ボールカム138の非駆動により第2リターンスプリング140の付勢力によって移動ストロークST分だけ戻されてベース位置に位置させられると、第2ピストン130の突起130aが第2ホルダー142の第1掛止歯142aに掛け止められ、第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置へ位置させられる。
以上のように構成された第2クラッチ32では、例えば第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置に位置させられた状態において、第2電磁アクチュエータ128による第2ボールカム138の第2カム部材134に制動トルクTsを与える動作により、すなわち制動トルクTsを第2ボールカム138およびアウトプットシャフト90を介してクラッチドラム94L、94Rに与える第2電磁アクチュエータ128の動作により、第1カム部材132と第2カム部材134とを相対回転させると、第2ピストン130が第1カム部材132によって1回往復移動させられて第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置に位置させられる。なお、左電子制御カップリング92Lおよび右電子制御カップリング92Rにおいて例えばクラッチドラム94L、94Rからクラッチハブ98L、98Rへ伝達する伝達トルクT1、T2が零(Nm)であり、且つ第2電磁アクチュエータ128の動作によって第2クラッチ32の第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置に位置させられると、エンジン12すなわちプロペラシャフト28と後輪16L、16Rとの間の動力伝達経路において第2リングギヤ82とアウトプットシャフト90との間の動力伝達経路が第2クラッチ32によって解放され、クラッチドラム94L、94Rおよびアウトプットシャフト90へのエンジン12からの動力の入力が遮断されるようになっている。すなわち、第2クラッチ32は、第2電磁アクチュエータ128の動作により左電子制御カップリング92Lおよび右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94L、94Rへのエンジン12からの動力の入力を選択的に断接する。
第2同期装置144には、図3に示すように、第2断接スリーブ122と第2ピストン130との間に介在された環状の環状部材152と、環状部材152の外周に形成され第2回転軸線C2に対して僅かに傾斜した円錐状外周摩擦面152aと第2リングギヤ82の第2ピストン130側の端部の内周に形成され第2回転軸線C2に対して僅かに傾斜した円錐状内周当接面82eとの間にそれぞれ配設された環状の一対の第1摩擦係合部材154および第2摩擦係合部材156とが備えられている。なお、環状部材152は、アウトプットシャフト90に対して相対回転不能かつ第2回転軸線C2方向に移動可能に設けられている。また、環状部材152の一部は、第1リターンスプリング124の付勢力によって第2断接スリーブ122と第2ピストン130とに挟まれているので、環状部材152は、第2断接スリーブ122および第2ピストン130の第2回転軸線C2方向の移動に連動して第2回転軸線C2方向に移動するようになっている。また、第1摩擦係合部材154には、第2摩擦係合部材156の内周面に形成され第2回転軸線C2に対して僅かに傾斜した第2円錐状内周摩擦面156aに摺接可能な第1円錐状外周摩擦面154aと、環状部材152の円錐状外周摩擦面152aに摺接可能な第1円錐状内周摩擦面154bとが形成されている。また、第2摩擦係合部材156には、前述した第2円錐状内周摩擦面156aと、第2リングギヤ82の円錐状内周当接面82eに当接可能な第2円錐状外周当接面156bとが形成されている。
このため、第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置で第2ピストン130が第1カム部材132によって1回往復移動させられる時において、第1カム部材132が往動して第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置を超えて移動させられると、第2摩擦係合部材156の第2円錐状外周当接面156bが第2リングギヤ82の円錐状内周当接面82eに当接し、環状部材152の円錐状外周摩擦面152aが、第1摩擦係合部材154および第2摩擦係合部材156を介して第2リングギヤ82の円錐状内周当接面82eを押し付けるので、環状部材152が相対回転不能に設けられたアウトプットシャフト90の回転速度と第2リングギヤ82の回転速度とを同期させる同期動作が行われる。なお、第1カム部材132が復動すると、第2リングギヤ82の円錐状内周当接面82eから第2摩擦係合部材156の第2円錐状外周当接面156bが離れるので、前記同期動作が停止させられる。
図5は、図1の4輪駆動車両10に設けられた電子制御装置78に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図5に示すように、電子制御装置78には、4輪駆動車両10に設けられた各センサにより検出された各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、ステアリングセンサ160により検出される操舵角θを表す信号、車速センサ162により検出される車速V(km/h)を表す信号、第1回転速度センサ164により検出される後輪16L、16Rの回転速度Nwrl、Nwrr(rpm)を表す信号、第2回転速度センサ166により検出される前輪14L、14Rの回転速度Nwfl、Nwfr(rpm)を表す信号、第3回転速度センサ168により検出されるプロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)を表す信号、第1ポジションセンサ170により検出される第1断接スリーブ48が前記第1噛合位置に位置しているか否かを表すON、OFF信号、第2ポジションセンサ172により検出される第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置に位置しているか否かを表すON、OFF信号等と、が電子制御装置78に入力される。
また、電子制御装置78から、4輪駆動車両10に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、第1クラッチ24において第1断接スリーブ48を第1回転軸線C1方向に移動させるために第1電磁アクチュエータ54の第1電磁コイル72に供給される第1駆動電流I1(mA)と、第2クラッチ32において第2断接スリーブ122を第2回転軸線C2方向に移動させるために第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に供給される第2駆動電流I2(第1駆動電流)(mA)と、左電子制御カップリング92Lにおいてクラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lへ伝達する伝達トルクT1(Nm)を制御するために押圧機構102Lの左電磁コイル110Lに供給される第3駆動電流(駆動電流)I3(mA)と、右電子制御カップリング92Rにおいてクラッチドラム94Rからクラッチハブ98Rへ伝達する伝達トルクT2(Nm)を制御するために押圧機構102Rの右電磁コイル110Rに供給される第4駆動電流(駆動電流)I4(mA)等と、が電子制御装置78から各部へ供給される。
図5に示す走行状態切替判定部174は、エンジン12から左右の前輪14L、14Rだけに駆動力を伝達する2輪駆動が実行される2輪駆動走行モードから、エンジン12から左右の後輪16L、16Rへも駆動力を伝達する4輪駆動が実行される4輪駆動走行モードへ切り替えられたか否かを判定する。例えば、走行状態切替判定部174では、自動判定又は手動操作に基づいて車両走行中に4WD切替許可条件が成立すると、前記2輪駆動走行モードから前記4輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定する。
また、走行状態切替判定部174は、前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたか否かを判定する。例えば、走行状態切替判定部174では、自動判定又は手動操作に基づいて車両走行中に2WD切替許可条件が成立すると、前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定する。
第1クラッチ制御部176は、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定されると、第1ポジションセンサ170によって第1断接スリーブ48が前記第1噛合位置に位置していると検出された場合に、第1断接スリーブ48を前記第1非噛合位置へ移動させて第1クラッチ24を解放(ディスコネクト)させるために、第1電磁アクチュエータ54の第1電磁コイル72に第1駆動電流I1を所定時間供給する。第1駆動電流I1が所定時間供給されることにより第1ボールカム64が作動して第1ピストン56が第1カム部材58によって1回往復移動させられると、第1断接スリーブ48が前記第1噛合位置から前記第1非噛合位置へ移動する。
第1クラッチ制御部176に備えられたディスコネクト完了判定部176aは、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定されると、第1クラッチ24の解放(ディスコネクト)が完了したか否かを判定する。例えば、ディスコネクト完了判定部176aでは、第1ポジションセンサ170によって第1クラッチ24の第1断接スリーブ48が前記第1噛合位置に位置していないと検出されると、第1クラッチ24の解放が完了したと判定する。
第2クラッチ制御部178は、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定され、且つディスコネクト完了判定部176aで第1クラッチ24の解放が完了したと判定されると、第2ポジションセンサ172によって第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置に位置していると検出された場合に、第2断接スリーブ122を前記第2非噛合位置へ移動させて第2クラッチ32を解放(ディスコネクト)させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に第2駆動電流I2を所定時間供給する。第2駆動電流I2が所定時間供給されることにより第2ボールカム138が作動して第2ピストン130が第1カム部材132によって1回往復移動させられると、第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置から前記第2非噛合位置へ移動する。
第2クラッチ制御部178に備えられたディスコネクト完了判定部178aは、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定され、且つディスコネクト完了判定部176aで第1クラッチ24の解放が完了したと判定されると、第2クラッチ32の解放(ディスコネクト)が完了したか否かを判定する。例えば、ディスコネクト完了判定部178aでは、第2ポジションセンサ172によって第2クラッチ32の第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置に位置していないと検出されると、第2クラッチ32の解放が完了したと判定する。
第1カップリング制御部180は、車両走行中においてその車両の走行状態に応じて左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lへ伝達する伝達トルクT1(Nm)を適宜変化させるために、後述するI−T特性記憶部(記憶部)180aに記憶されたI−T特性L(図6参照)に基づいて第3駆動電流I3(mA)を押圧機構102Lの左電磁コイル110Lに供給して左電子制御カップリング92Lを制御する。
I−T特性記憶部180aには、例えば図6に示すように、左電子制御カップリング92Lにおいて押圧機構102Lの左電磁コイル110Lに供給される第3駆動電流I3(mA)と、左電子制御カップリング92Lにおいてクラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lに伝達する伝達トルクT1(Nm)との第1の関係を示すI−T特性Lが記憶されている。なお、第1カップリング制御部180では、車両走行中に例えば所定の伝達トルクT1a(Nm)を左電子制御カップリング92Lに出力するために、例えば図6に示すI−T特性Lを用いて所定の第3駆動電流I3a(mA)を求めて、その第3駆動電流I3a(mA)を左電磁コイル110Lに供給する。
第2カップリング制御部182は、車両走行中においてその車両の走行状態に応じて右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94Rからクラッチハブ98Rへ伝達する伝達トルクT2(Nm)を適宜変化させるために、後述するI−T特性記憶部182aに記憶されたI−T特性L(図6参照)に基づいて第4駆動電流I4(mA)を押圧機構102Rの左電磁コイル110Rに供給して右電子制御カップリング92Rを制御する。
I−T特性記憶部182aには、例えば図6に示すように、右電子制御カップリング92Rにおいて押圧機構102Rの右電磁コイル110Rに供給される第4駆動電流I4(mA)と、右電子制御カップリング92Rにおいてクラッチドラム94Rからクラッチハブ98Rに伝達する伝達トルクT2(Nm)との第1の関係を示すI−T特性Lが記憶されている。なお、第2カップリング制御部182では、車両走行中に例えば所定の伝達トルクT2a(Nm)を右電子制御カップリング92Rに出力するために、例えば図6に示すI−T特性Lを用いて所定の第4駆動電流I4a(mA)を求めて、その第4駆動電流I4a(mA)を右電磁コイル110Rに供給する。
カップリング選択部184は、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定されると、第1カップリング制御部180のI−T特性記憶部180aに記憶されたI−T特性Lすなわち左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正するか、または第2カップリング制御部182のI−T特性記憶部182aに記憶されたI−T特性Lすなわち右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正するかを選択する。なお、カップリング選択部184では、例えば、左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正すると選択すると、次回、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定された場合には、右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正すると選択する。すなわち、カップリング選択部184では、例えば、4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替えられる毎に、交互に左電子制御カップリング92LのI−T特性Lの学習補正と右電子制御カップリング92RのI−T特性Lの学習補正とが切り替わる。また、カップリング選択部184では、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定されると、例えば左電子制御カップリング92Lの学習補正を実行し、その左電子制御カップリング92Lの学習補正が完了した後に右電子制御カップリング92Rの学習補正を実行するようにしても良い。
第2クラッチ制御部178に備えられた制動トルク発生部178bは、ディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、その判定後予め設定された第1所定時間t1c(sec)が経過すると、左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lおよび右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94Rにすなわちアウトプットシャフト90に予め設定された所定の制動トルクTs1(Nm)を、後述するトルク釣合判定部186で伝達トルクT1、T2と制動トルクTs1とが釣り合ったと判定されて第3所定時間t3c(sec)が経過するまで発生させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に供給される第2駆動電流I2(mA)を制御する。なお、制動トルク発生部178bにおいて、前記制動トルクTs1(Nm)の大きさは、第2ボールカム138を作動させて第2ピストン130によって第2同期装置144を作動させる程度の大きさである。また、制動トルク発生部178bでは、ディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、その判定後第1所定時間t1c(sec)が経過すると、制動トルクTs1を発生しており、第1クラッチ24および第2クラッチ32は、それぞれ、制動トルク発生部178bで制動トルクTs1が発生する前に解放される。
第2カップリング制御部182は、第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、且つカップリング選択部184で左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正すると選択されると、後述するトルク釣合判定部186で伝達トルクT1と制動トルクTs1とが釣り合ったと判定されて第3所定時間t3c(sec)が経過するまで、クラッチドラム94Rからクラッチハブ98Rに伝達される伝達トルクT2が零(Nm)となるように右電子制御カップリング92Rの右電磁コイル110Rに供給される第4駆動電流I4(mA)を制御する。
第1カップリング制御部180は、第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、且つカップリング選択部184で左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正すると選択されると、予め設定された第2所定時間t2c(sec)の間クラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lに伝達される伝達トルクT1が零(Nm)となるように左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに第3駆動電流I3を制御する。また、第1カップリング制御部180では、前記第2所定時間t2cが経過すると、伝達トルクT1が制動トルク発生部178bで発生される制動トルクTs1より低いトルクすなわち伝達トルクT1が零(Nm)から所定の勾配で増大するように左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに供給する第3駆動電流I3を制御する。なお、第2所定時間t2c(sec)は、左電子制御カップリング92Lの伝達トルクT1および右電子制御カップリング92Rの伝達トルクT2が共に零(Nm)であり、制動トルク発生部178bで発生された制動トルクTs1(Nm)によって、アウトプットシャフト90の回転速度すなわち左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lの回転速度が、後輪16Lの回転速度Nwrlすなわち左電子制御カップリング92Lのクラッチハブ98Lの回転速度より十分に低下するまでの予め実験等により求められた時間である。
トルク釣合判定部186は、カップリング選択部184で左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つ第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、且つその判定後第2所定時間t2c(sec)が経過すると、第1カップリング制御部180によって所定の勾配で増大する伝達トルクT1(Nm)と、制動トルク発生部178bによって左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに与えられた所定の制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったか否かを判定する。例えば、トルク釣合判定部186では、プロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)と後輪16Lの回転速度Nwrl(rpm)とが同期すると、すなわちプロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)と後輪16Lの回転速度Nwrl(rpm)との差が所定範囲内になると、第1カップリング制御部180によって所定の勾配で増大する伝達トルクT1(Nm)と、制動トルク発生部178bによって左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに与えられた制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定する。なお、トルク釣合判定部186では、第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定されて第2所定時間t2cが経過した後に、すなわち制動トルク発生部178bによって第2カム部材134に制動トルクTs1が与えられて第2同期装置144が作動した後に、第3回転速度センサ168によりプロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)が検出されているので、プロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)は、第2同期装置144の作動によりアウトプットシャフト90すなわちクラッチドラム94Lの回転速度(rpm)と第2回転軸線C2上の換算値では略同じである。また、後輪16Lの回転速度Nwrl(rpm)は、クラッチハブ98Lの回転速度(rpm)と同じである。
第1カップリング制御部180に備えられた学習補正部180bは、カップリング選択部184で左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つトルク釣合判定部186で伝達トルクT1(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定されると、後述する学習値取得部180cで取得された制動トルクTs1(Nm)と後述する第3駆動電流I3c(mA)とによって、I−T特性記憶部180aに記憶されたI−T特性Lを学習補正する。
学習値取得部180cは、カップリング選択部184で左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つトルク釣合判定部186で伝達トルクT1(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定されると、トルク釣合判定部186で伝達トルクT1(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定された時における第1カップリング制御部180で左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに供給された所定の第3駆動電流I3c(mA)と、制動トルク発生部178bで発生している制動トルクTs1(Nm)とを学習値A1として取得する。
第1カップリング制御部180の学習補正部180bは、カップリング選択部184で左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つトルク釣合判定部186で伝達トルクT1(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定され、且つ学習値取得部180cで学習値A1として制動トルクTs1(Nm)と第3駆動電流I3c(mA)とが取得されると、その学習値A1によって、I−T特性記憶部180aに記憶されたI−T特性Lを学習補正する。例えば、第1カップリング制御部180の学習補正部180bでは、学習値取得部180cで学習値A1が取得されると、図6に示すように、例えばI−T特性記憶部180aに予め記憶されたI−T特性Lが学習値A1を通るように、そのI−T特性Lを伝達トルクT1(Nm)を表す軸方向に平行移動させるようになっている。なお、図6において、1点鎖線で示されているI−T特性L1は、学習値取得部180cで取得された学習値A1によって学習補正部180bで学習補正された後のI−T特性である。
第1カップリング制御部180は、トルク釣合判定部186で伝達トルクT1(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定されると、ディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32が解放されたと判定されて第2所定時間t2c経過後に所定の勾配で増大させていた伝達トルクT1(Nm)の増大を停止させて、トルク釣合判定部186で伝達トルクT1と制動トルクTs1とが釣り合ったと判定された時の伝達トルクT1が予め設定された第3所定時間t3c(sec)の間左電子制御カップリング92Lに出力されるように、左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに供給される第3駆動電流I3(sec)を制御する。なお、第1カップリング制御部180では、第3所定時間t3c(sec)が経過すると伝達トルクT1(Nm)が零になるまで低下させ、その後は車両の走行状態に応じて伝達トルクT1(Nm)を適宜変化させるようになっている。
また、第1カップリング制御部180は、第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、且つカップリング選択部184で右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正すると選択されると、トルク釣合判定部186で伝達トルクT2と制動トルクTs1とが釣り合ったと判定されて第3所定時間t3c(sec)が経過するまで、クラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lに伝達される伝達トルクT1が零(Nm)となるように左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに供給される第3駆動電流I3(mA)を制御する。
第2カップリング制御部182は、第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、且つカップリング選択部184で右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正すると選択されると、第2所定時間t2c(sec)の間クラッチドラム94Rからクラッチハブ98Rに伝達される伝達トルクT2が零(Nm)となるように右電子制御カップリング92Rの右電磁コイル110Rに第4駆動電流I4を制御する。また、第2カップリング制御部182では、第2所定時間t2cが経過すると、伝達トルクT2が制動トルク発生部178bで発生される制動トルクTs1より低いトルクすなわち伝達トルクT2が零(Nm)から所定の勾配で増大するように右電子制御カップリング92Rの右電磁コイル110Rに供給する第4駆動電流I4を制御する。
トルク釣合判定部186は、カップリング選択部184で右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つ第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、且つその第2クラッチ32の解放が完了した後に第2所定時間t2c(sec)が経過すると、第2カップリング制御部182によって所定の勾配で増大する伝達トルクT2(Nm)と、制動トルク発生部178bによって右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94Rに発生した制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったか否かを判定する。例えば、トルク釣合判定部186では、プロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)と後輪16Rの回転速度Nwrr(rpm)とが同期すると、すなわちプロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)と後輪16Rの回転速度Nwrr(rpm)との差が所定範囲内になると、第2カップリング制御部182によって所定の勾配で増大する伝達トルクT2(Nm)と、制動トルク発生部178bによって右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94Rに発生させられた所定の制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定する。なお、トルク釣合判定部186では、第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定されて第2所定時間t2cが経過した後に、すなわち制動トルク発生部178bによって第2カム部材134に制動トルクTs1が与えられて第2同期装置144が作動した後に、第3回転速度センサ168によりプロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)が検出されているので、プロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)は、第2同期装置144の作動によりアウトプットシャフト90すなわちクラッチドラム94Rの回転速度(rpm)と第2回転軸線C2上の換算値では略同じである。また、後輪16Rの回転速度Nwrr(rpm)は、クラッチハブ98Rの回転速度(rpm)と同じである。
第2カップリング制御部182に備えられた学習補正部182bは、カップリング選択部184で右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つトルク釣合判定部186で伝達トルクT2(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定されると、後述する学習値取得部182cで取得された制動トルクTs1(Nm)と後述する第4駆動電流I4c(mA)とによって、I−T特性記憶部182aに記憶されたI−T特性Lを学習補正する。
学習値取得部182cは、カップリング選択部184で右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つトルク釣合判定部186で伝達トルクT2(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定されると、トルク釣合判定部186で伝達トルクT2(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定された時における第2カップリング制御部182で右電子制御カップリング92Rの右電磁コイル110Rに供給された所定の第4駆動電流I4c(mA)と、制動トルク発生部178bで発生している制動トルクTs1(Nm)とを学習値A2として取得する。
第2カップリング制御部182の学習補正部182bは、カップリング選択部184で右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つトルク釣合判定部186で伝達トルクT2(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定され、且つ学習値取得部182cで学習値A2として制動トルクTs1(Nm)と第4駆動電流Ic(mA)とが取得されると、その学習値A2によって、I−T特性記憶部182aに記憶されたI−T特性Lを学習補正する。例えば、第2カップリング制御部182の学習補正部182bでは、学習値取得部182cで学習値A2が取得されると、図6に示すように、例えばI−T特性記憶部182aに予め記憶されたI−T特性Lが学習値A2を通るように、そのI−T特性Lを制動トルクT2(Nm)を表す軸方向に平行移動させるようになっている。なお、図6において、2点鎖線で示されているI−T特性L2は、学習値取得部182cで取得された学習値A2によって学習補正部182bで学習補正された後のI−T特性である。
第2カップリング制御部182は、トルク釣合判定部186で伝達トルクT2(Nm)と制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったと判定されると、ディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32が解放されたと判定されて第2所定時間t2c経過後に所定の勾配で増大させていた伝達トルクT2(Nm)の増大を停止させて、トルク釣合判定部186で伝達トルクT2と制動トルクTs1とが釣り合ったと判定された時の伝達トルクT2が予め設定された第3所定時間t3c(sec)の間右電子制御カップリング92Rに出力されるように、右電子制御カップリング92Rの右電磁コイル110Rに供給される第4駆動電流I4(sec)を制御する。なお、第2カップリング制御部182では、第3所定時間t3c(sec)が経過すると伝達トルクT2(Nm)が零になるまで低下させ、その後は車両の走行状態に応じて伝達トルクT2(Nm)を適宜変化させるようになっている。
第2クラッチ制御部178は、走行状態切替判定部174で前記2輪駆動走行モードから前記4輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定され、第2ポジションセンサ172によって第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置に位置していないと検出された場合に、第2断接スリーブ122を前記第2噛合位置へ移動させて第2クラッチ32を係合(コネクト)させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に第2駆動電流I2を所定時間供給する。第2駆動電流I2が所定時間供給されることにより第2ボールカム138が作動して第2ピストン130が第1カム部材132によって1回往復移動させられると、第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置から前記第2噛合位置へ移動する。
第2クラッチ制御部178に備えられたコネクト完了判定部178cは、走行状態切替判定部174で前記2輪駆動走行モードから前記第4輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定されると、第2クラッチ32の係合(コネクト)が完了したか否かを判定する。例えば、コネクト完了判定部178cでは、第2ポジションセンサ172によって第2クラッチ32の第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置に位置していると検出されると、第2クラッチ32の係合が完了したと判定する。
第1クラッチ制御部176は、走行状態切替判定部174で前記2輪駆動走行モードから前記第4輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定され、且つコネクト完了判定部178cで第2クラッチ32の係合が完了したと判定され、第1ポジションセンサ170によって第1断接スリーブ48が前記第1噛合位置に位置していないと検出された場合に、第1断接スリーブ48を前記第1噛合位置へ移動させて第1クラッチ24を係合(コネクト)させるために、第1電磁アクチュエータ54の第1電磁コイル72に第1駆動電流I1を所定時間供給する。第1駆動電流I1が所定時間供給されることにより第1ボールカム64が作動して第1ピストン56が第1カム部材58によって1回往復移動させられると、第1断接スリーブ48が前記第1非噛合位置から前記第1噛合位置へ移動する。
第2クラッチ制御部178に備えられたノミナル特性記憶部(第1記憶部)178dには、例えば図7に示すように、第2クラッチ32において第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に供給される第2駆動電流I2(mA)と、第2電磁アクチュエータ128において左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lおよび右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94Rにすなわちアウトプットシャフト90に与えられる制動トルクTs(Nm)との第2の関係を示すノミナル特性Nが記憶されている。なお、例えば、第2クラッチ制御部(第1制御部)178の制動トルク発生部178bでは、車両走行中に所定の制動トルクTs1(Nm)をアウトプットシャフト90に与えるために、例えば図7に示すノミナル特性Nを用いて所定の第2駆動電流I2c(mA)を求めて、その第2駆動電流I2c(mA)を第2電磁コイル146に供給する。
第2クラッチ制御部178に備えられた学習補正部(第1学習部)178eは、走行状態切替判定部174で前記2輪駆動走行モードから前記第4輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定されると、実際のプロペラシャフト28のシンクロ同期速度Nsrと、制動トルクTs1をアウトプットシャフト90に与えるために第2電磁コイル146に供給される所定の第2駆動電流I2cから例えば図8に示すマップにより求められるプロペラシャフト28のシンクロ同期速度Nsvと、からノミナル特性記憶部178dに記憶されたノミナル特性Nを学習補正する。なお、前記実際のプロペラシャフト28のシンクロ同期速度Nsrとは、第1クラッチ24および第2クラッチ32が解放されてプロペラシャフト28の回転が例えば停止した状態から、第2同期装置144を作動させてプロペラシャフト28の回転速度Npが第2回転軸線C2上の換算値においてアウトプットシャフト90の回転速度に略同期するまでのプロペラシャフト28の上昇速度である。例えば、学習補正部178eでは、走行状態切替判定部174で前記2輪駆動走行モードから前記第4輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定された時のプロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)と、コネクト完了判定部178cで第2クラッチ32の係合が完了したと判定された時のプロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)から前記実際のプロペラシャフト28のシンクロ同期速度Nsrが算出される。
学習補正部178eに備えられたズレ量算出部178fは、走行状態切替判定部174で前記2輪駆動走行モードから前記第4輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定され、且つコネクト完了判定部178cで第2クラッチ32の係合が完了したと判定されると、ノミナル特性記憶部178dに予め記憶されたノミナル特性Nと、実際に第2電磁コイル146に供給される第2駆動電流I2(mA)と実際にアウトプットシャフト90に与えられる制動トルクTs(Nm)との第2の関係を示すノミナル特性N1との、ズレ量Xを算出する。例えば、ズレ量算出部178fでは、学習補正部178eにおいて算出された、前記実際のプロペラシャフト28のシンクロ回転速度Nsrと、図8に示すマップから求められたプロペラシャフト28のシンクロ同期速度Nsvとの差(Nsr−Nsv)から、例えば図示しないマップ等を用いてズレ量Xを算出する。
第2クラッチ制御部178の学習補正部178eは、ズレ量算出部178fでズレ量Xが算出されると、そのズレ量Xによって、ノミナル特性記憶部178dに記憶されたノミナル特性Nを学習補正する。例えば、学習補正部178eでは、ズレ量算出部178fでズレ量Xが算出されると、図9に示すように、例えばノミナル特性記憶部178dに予め記憶されたノミナル特性Nを制動トルクTsを表す軸方向にズレ量X分だけ平行移動させるようになっている。なお、図9において、実線で示されたノミナル特性Nは、ノミナル特性記憶部178dに予め記憶されたノミナル特性Nであり、1点鎖線で示されたノミナル特性N1は、ズレ量算出部178fで算出されたズレ量Xによって学習補正部178eで学習補正された後のノミナル特性である。
図10は、電子制御装置78において、車両走行中に前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードに切り替えられて、例えば左電子制御カップリング92Lを制御する第1カップリング制御部180のI−T特性記憶部180aに予め記憶されたI−T特性Lを学習補正する学習制御の制御作動の一例を説明するフローチャートである。なお、図11は、図10のフローチャートに基づく作動結果を示すタイムチャートである。
先ず、第1クラッチ制御部176の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S1において、第1クラッチ24を解放(ディスコネクト)させるために、第1電磁アクチュエータ54の第1電磁コイル72に第1駆動電流I1が所定時間供給される。次に、ディスコネクト完了判定部176aの機能に対応するS2において、第1クラッチ24の解放が完了したか否かが判定される。S2の判定が否定される場合には、S2が再度実行させられるが、S2の判定が肯定される場合(図11に示す第1時点t1)には、第2クラッチ制御部178の機能に対応するS3が実行させられる。S3では、第2クラッチ32を解放(ディスコネクト)させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に第2駆動電流I2が所定時間供給される。
次に、ディスコネクト完了判定部178aの機能に対応するS4において、第2クラッチ32の解放が完了したか否かが判定される。S4の判定が否定される場合には、S4が再度実行させられるが、S4の判定が肯定される場合(図11に示す第2時点t2)には、第1所定時間tc1経過後(図11に示す第3時点t3)に制動トルク発生部178bの機能に対応するS5が実行させられる。S5では、左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに所定の制動トルクTs1(Nm)を発生させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に所定の第2駆動電流I2c(mA)が供給される。
次に、第1カップリング制御部180の機能に対応するS6において、予め設定された第2所定時間t2c(sec)の間クラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lに伝達される伝達トルクT1が零(Nm)となるように左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに供給される第3駆動電流I3が制御される。また、次に、第1カップリング制御部180の機能に対応するS7において、第2所定時間t2c経過後(図11に示す第4時点t4)に伝達トルクT1が零(Nm)から所定の勾配で増大するように左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに供給する第3駆動電流I3が制御される。
次に、トルク釣合判定部186の機能に対応するS8において、所定の勾配で増大する伝達トルクT1(Nm)と、左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに与えられた所定の制動トルクTs1(Nm)とが釣り合ったか否かが、すなわちプロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)が第2回転軸線C2上の換算値において後輪16Lの回転速度Nwrl(rpm)に同期したか否かが判定される。S8の判定が否定される場合には、S7が実行されるが、S8の判定が肯定される場合(図11に示す第5時点t5)には、学習補正部180bおよび学習値取得部180cの機能に対応するS9が実行される。S9では、学習値A1として制動トルクTs1(Nm)と第3駆動電流I3c(mA)とが取得され、その取得された学習値A1によってI−T特性Lが学習補正される。
上述のように、本実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置78によれば、左電子制御カップリング92Lに供給される第3駆動電流I3と左電子制御カップリング92Lの伝達トルクT1との第1の関係を示すI−T特性Lを記憶するI−T特性記憶部180aと、I−T特性Lに基づいて左電子制御カップリング92Lに供給される第3駆動電流I3を制御する第1カップリング制御部180と、第2電磁アクチュエータ128によりクラッチドラム94Lに制動トルクTs1を与えてI−T特性Lを学習補正する学習補正部180bと、を備えており、学習補正部180bは、第1カップリング制御部180によりクラッチドラム94Lの回転速度すなわちプロペラシャフト28の回転速度Npが増大させられて、プロペラシャフト28の回転速度Npとクラッチハブ98Lの回転速度すなわち後輪16Lの回転速度Nwrlとに基づき伝達トルクT1が制動トルクTs1に釣り合ったと判定されたときにおける左電子制御カップリング92Lに供給された第3駆動電流I3cと制動トルクTs1とによって、I−T特性記憶部180aに記憶されたI−T特性Lを学習補正する。このため、車両走行中において、クラッチドラム94Lに制動トルクTs1が与えられているときに第1カップリング制御部180によってクラッチハブ94Lの回転速度すなわちプロペラシャフト28の回転速度Npが増大させられて、プロペラシャフト28の回転速度Npと後輪16Lの回転速度Nwrlとに基づき伝達トルクT1が制動トルクTs1に釣り合ったと判定された際に、I−T特性記憶部180aに記憶されたI−T特性Lが学習補正されるので、車両使用中における左電子制御カップリング92Lの経時変化に対して伝達トルクT1を高精度に制御することが可能になる。
また、本実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置78によれば、第1カップリング制御部180は、左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに制動トルクTs1が与えられているときに、左電子制御カップリング92Lの伝達トルクT1を制動トルクTs1よりも低いトルクすなわち零から増大させることによって、制動トルクTs1によりクラッチハブ98Lの回転速度すなわち後輪16Lの回転速度Nwrlより低下させられたクラッチドラム94Lの回転速度すなわち第2回転軸線C2上の換算値において第2同期装置144によってクラッチドラム94Lの回転速度に略同期させられたプロペラシャフト28の回転速度Npを増大させるので、好適に、プロペラシャフト28の回転速度Npと後輪16Lの回転速度Nwrlとに基づき伝達トルクT1が制動トルクTs1に釣り合ったと判定することができる。
また、本実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置78によれば、第2電磁アクチュエータ128は、供給される第2駆動電流I2に応じてクラッチドラム94Lに与える制動トルクTsを変化させるものであり、電子制御装置78には、第2電磁アクチュエータ128に供給される第2駆動電流I2と制動トルクTsとの第2の関係を示すノミナル特性Nを記憶するノミナル特性記憶部178dと、ノミナル特性Nに基づいて第2電磁アクチュエータ128に供給される第2駆動電流I2を制御する第2クラッチ制御部178と、ノミナル特性Nを学習補正する学習補正部178eとを備えていることにある。このため、車両使用中に学習補正部180bによってノミナル特性Nが学習補正されて第2電磁アクチュエータ128の制動トルクTsを高精度に制御することができるので、車両使用中における左電子制御カップリング92Lの経時変化に対して好適に左電子制御カップリング92Lの伝達トルクT1を高精度に制御することが可能になる。
また、本実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置78によれば、伝達トルクT1が制動トルクTs1に釣り合ったか否かを判定するトルク釣合判定部186を備えており、トルク釣合判定部186では、クラッチドラム94Lの回転速度Nclすなわち第2回転軸線C2上の換算値において第2同期装置144によってクラッチドラム94Lの回転速度Nclに略同期させられたプロペラシャフト28の回転速度Npが、クラッチハブ98Lの回転速度すなわち後輪16Lの回転速度Nwrlに同期することによって、伝達トルクT1が制動トルクTs1に釣り合ったと判定する。このため、例えば、伝達トルクT1および制動トルクTsを検出するトルクセンサを用いることなく、第2回転軸線C2上の換算値においてクラッチドラム94Lの回転速度Nclに相当するプロペラシャフト28の回転速度Npおよびクラッチハブ98Lの回転速度に相当する後輪16Lの回転速度Nwrlを検出する第1回転速度センサ164および第3回転速度センサ168を用いて、伝達トルクT1が制動トルクTs1に釣り合ったか否かを比較的高精度に判定することができる。
また、本実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置78によれば、アウトプットシャフト90から出力されるトルクを一対の後輪16L、16Rのそれぞれに伝達する一対の左電子制御カップリング92Lおよび右電子制御カップリング92Rが設けられており、第2クラッチ32は、エンジン12から一対の前輪14L、14Rに伝達される駆動力の一部が入力されるプロペラシャフト28に動力伝達可能に連結された第2リングギヤ82とアウトプットシャフト90との間の動力伝達経路を断接するものであり、第2クラッチ32は、第2電磁アクチュエータ128によりクラッチドラム94Lに制動トルクTs1を与えるより前に、第2リングギヤ82とアウトプットシャフト90との間の動力伝達経路を切断しており、第1カップリング制御部180は、左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに制動トルクTs1が作用しているときに、左電子制御カップリング92Lの伝達トルクT1を零から増大させる。このため、車両走行中において、第2クラッチ32によって第2リングギヤ82とアウトプットシャフト90との間の動力伝達経路が切断される4輪駆動走行から2輪駆動走行への切替後に、学習補正部180bによって左電子制御カップリング92LにおいてI−T特性記憶部180aに記憶されたI−T特性Lが学習補正される。
また、本実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置78によれば、4輪駆動車両10には、エンジン12とプロペラシャフト28との間の動力伝達経路を断接する第1クラッチ24が備えられており、第1クラッチ24は、第2電磁アクチュエータ128によりクラッチドラム94Lに制動トルクTs1を与えるより前に、エンジン12とプロペラシャフト28との間の動力伝達経路を切断する。このため、車両走行中において、第2クラッチ32および第1クラッチ24によって後輪16L、16Rへ駆動力を伝達するプロペラシャフト28を後輪16L、16Rから切り離す、4輪駆動走行から2輪駆動走行への切替後に、学習補正部180bによって左電子制御カップリング92LにおいてI−T特性記憶部180aに記憶されたI−T特性Lが学習補正される。
また、本実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置78によれば、第2クラッチ32は、第2リングギヤ82に形成された第2内周断接歯82bに噛合可能な第2外周断接歯122aを有し、アウトプットシャフト90に相対回転不能かつ第2回転軸線C2方向に移動可能に設けられ、第2外周断接歯122aが第2リングギヤ82の第2内周断接歯82bに噛み合う前記第2噛合位置と第2外周断接歯122aが第2リングギヤ82の第2内周断接歯82bに噛み合わない前記第2非噛合位置との間で移動させられる第2断接スリーブ122と、第2断接スリーブ122を前記第2非噛合位置から前記第2噛合位置に向けて付勢する第1リターンスプリング124と、アウトプットシャフト90に対して相対回転可能に設けられ、第1リターンスプリング124の付勢力に抗して第2断接スリーブ122を前記第2非噛合位置へ移動させる第2ピストン130と、第2電磁アクチュエータ128の動作により第2回転軸線C2まわりに相対回転させられる一対の第1カム部材132と第2カム部材134、及び一対の第1カム部材132と第2カム部材134の対向面132a、134aにそれぞれに形成された溝状のカム面132b、134bに挟まれた第2球状転動体136を有し、一対の第1カム部材132と第2カム部材134とが相対回転させられると、一対の第1カム部材132と第2カム部材134の一方の第1カム部材134が第2ピストン130に向けて移動させられる第2ボールカム138と、第1掛止歯142aおよび第2掛止歯142bを有し、アウトプットシャフト90に相対回転不能かつ第2回転軸線C2方向に移動不能に設けられ、第1掛止歯142aまたは第2掛止歯142bで第2ピストン130を掛け止めることにより第2断接スリーブ122を前記第2噛合位置および前記第2非噛合位置に位置決めする第2ホルダー142と、を含み、第2電磁アクチュエータ128の動作により第2カム部材134に制動トルクTsを与えて第1カム部材132と第2カム部材134とを相対回転させることによって第1カム部材132を往復移動させて、第2ホルダー142によって第2ピストン130を掛け止める位置を変えることにより、第2断接スリーブ122が前記第2非噛合位置と前記第2噛合位置との間で移動させられる。このため、第2クラッチ32によって第2断接スリーブ122を前記第2非噛合位置に移動させた後に第2電磁アクチュエータ128の動作により第2カム部材134に制動トルクTs1を与えることにより、好適に、クラッチドラム94Lの回転速度Nclをクラッチハブ98Lの回転速度より低下させられる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、前述の実施例1と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図12から図14は、本発明の他の実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置(制御装置)190を説明する図である。本実施例の4輪駆動車両10の電子制御装置190は、実施例1の電子制御装置78に比較して、第1クラッチ制御部176の機能が削除されて4輪駆動走行から2輪駆動走行へ切り替えられる際に第1クラッチ24が解放されず係合した状態である点と、第2クラッチ制御部178に備えられていたノミナル特性記憶部178d、学習補正部178e、コネクト完了判定部178cの機能が削除された点と、第2クラッチ制御部178に備えられた制動トルク発生部178gの機能が異なる点と、プロペラシャフト28の回転速度Np(rpm)を検出する第3回転速度センサ168に代えてクラッチドラム94L、94Rの回転速度Ncl、Ncr(rpm)を検出する第4回転速度センサ192を用いてトルク釣合判定部186で判定が行われる点等と、で相違しており、その他は実施例1の電子制御装置78と略同じである。
第2クラッチ制御部178は、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードへ切り替えられたと判定されると、第2ポジションセンサ172によって第2断接スリーブ122が前記第2噛合位置に位置していると検出された場合に、第2断接スリーブ122を前記第2非噛合位置へ移動させて第2クラッチ32を解放(ディスコネクト)させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に第2駆動電流I2を所定時間供給する。
第2クラッチ制御部178に備えられた制動トルク発生部178gは、ディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、その判定後予め設定された第1所定時間t1c(sec)が経過すると、左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lおよび右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94Rにすなわちアウトプットシャフト90に予め設定された所定の制動トルクTs2(Nm)を、後述するトルク釣合判定部186で伝達トルクT1、T2と制動トルクTs2とが釣り合ったと判定されて第3所定時間t3c(sec)が経過するまで発生させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に供給される第2駆動電流I2(mA)を制御する。なお、制動トルク発生部178gにおいて、アウトプットシャフト90に与えられる制動トルクTs2(Nm)の大きさは、第2ボールカム138において第2カム部材134に前記制動トルクTs2を与えても第1カム部材132と第2カム部材134とが相対回転せず、第2リターンスプリング140の付勢力によって第2ボールカム138が作動しない程度の大きさである。
トルク釣合判定部186は、カップリング選択部184で左電子制御カップリング92LのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つ第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、且つその第2クラッチ32の解放が完了した後に第2所定時間t2c(sec)が経過すると、第1カップリング制御部180によって所定の勾配で増大する伝達トルクT1(Nm)と、制動トルク発生部178gによって左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに発生した制動トルクTs2(Nm)とが釣り合ったか否かを判定する。例えば、トルク釣合判定部186では、クラッチドラム94Lの回転速度Ncl(rpm)と後輪16Lの回転速度Nwrl(rpm)とが同期、すなわちクラッチドラム94Lの回転速度Ncl(rpm)と後輪16Lの回転速度Nwrl(rpm)との差が所定範囲内になると、第1カップリング制御部180によって所定の勾配で増大する伝達トルクT1(Nm)と、制動トルク発生部178gによって左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに発生させられた制動トルクTs2(Nm)とが釣り合ったと判定する。
また、トルク釣合判定部186は、カップリング選択部184で右電子制御カップリング92RのI−T特性Lを学習補正すると選択され、且つ第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、且つその第2クラッチ32の解放が完了した後に第2所定時間t2c(sec)が経過すると、第2カップリング制御部182によって所定の勾配で増大する伝達トルクT2(Nm)と、制動トルク発生部178gによって右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94Rに発生した制動トルクTs2(Nm)とが釣り合ったか否かを判定する。例えば、トルク釣合判定部186では、クラッチドラム94Rの回転速度Ncr(rpm)と後輪16Rの回転速度Nwrr(rpm)とが同期、すなわちクラッチドラム94Rの回転速度Ncr(rpm)と後輪16Rの回転速度Nwrr(rpm)との差が所定範囲内になると、第2カップリング制御部182によって所定の勾配で増大する伝達トルクT2(Nm)と、制動トルク発生部178gによって右電子制御カップリング92Rのクラッチドラム94Rに発生させられた制動トルクTs2(Nm)とが釣り合ったと判定する。
図13は、電子制御装置190において、車両走行中に前記4輪駆動走行モードから前記2輪駆動走行モードに切り替えられて、例えば左電子制御カップリング92Lを制御する第1カップリング制御部180のI−T特性記憶部180aに予め記憶されたI−T特性Lを学習補正する学習制御の制御作動の一例を説明するフローチャートである。なお、図14は、図13のフローチャートに基づく作動結果を示すタイムチャートである。
先ず、第2クラッチ制御部178の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S11において、第2クラッチ32を解放(ディスコネクト)させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に第2駆動電流I2が所定時間供給される。次に、ディスコネクト完了判定部178aの機能に対応するS12において、第2クラッチ32の解放が完了したか否かが判定される。S12の判定が否定される場合には、S12が再度実行させられるが、S12の判定が肯定される場合(図14に示す第1時点t1a)には、第1所定時間t1c経過後(図14に示す第2時点t2a)に制動トルク発生部178gの機能に対応するS13が実行させられる。S13では、左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに所定の制動トルクTs2(Nm)を発生させるために、第2電磁アクチュエータ128の第2電磁コイル146に第2駆動電流I2(mA)が供給される。
次に、第1カップリング制御部180の機能に対応するS14において、予め設定された第2所定時間t2c(sec)の間クラッチドラム94Lからクラッチハブ98Lに伝達される伝達トルクT1が零(Nm)となるように左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに供給される第3駆動電流I3が制御される。また、次に、第1カップリング制御部180の機能に対応するS15において、第2所定時間t2c経過後(図14に示す第3時点t3a)に伝達トルクT1が零(Nm)から所定の勾配で増大するように左電子制御カップリング92Lの左電磁コイル110Lに供給する第3駆動電流I3が制御される。
次に、トルク釣合判定部186の機能に対応するS16において、所定の勾配で増大する伝達トルクT1(Nm)と、左電子制御カップリング92Lのクラッチドラム94Lに発生した制動トルクTs2(Nm)とが釣り合ったか否かが、すなわちクラッチドラム94Lの回転速度Ncl(rpm)と後輪16Lの回転速度Nwrl(rpm)とが同期したか否かが判定される。S16の判定が否定される場合には、S15が実行されるが、S16の判定が肯定される場合(図14に示す第4時点t4a)には、学習補正部180bおよび学習値取得部180cの機能に対応するS17が実行される。S17では、学習値として制動トルクTs2(Nm)と第4時点t4aに左電磁コイル110Lに供給された所定の第3駆動電流I3(mA)とが取得され、その取得された学習値によってI−T特性Lが学習補正される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えは、前述の実施例において、4輪駆動車両10には、一対の左電子制御カップリング92Lおよび右電子制御カップリング92Rが備えられていたが、例えば、一対の左電子制御カップリング92Lおよび右電子制御カップリング92Rのいずれか一方だけが設けられた4輪駆動車両10に本発明を適用させても良い。なお、例えば左電子制御カップリング92Lだけが設けられる場合には、4輪駆動車両10には、右電子制御カップリング92Rに代えて差動装置がアウトプットシャフト90と後輪16Rとの間に配設され、且つアウトプットシャフト90と前記差動装置のデフケースとの間にそのアウトプットシャフト90と前記差動装置との間の動力伝達経路を選択的に断接する断接装置が設けられている。上記のような4輪駆動車両10では、左電子制御カップリング92LにおいてI−T特性記憶部180aに記憶されたI−T特性Lを学習補正する場合には、前記断接装置によってアウトプットシャフト90と前記差動装置との間の動力伝達経路が切断されるようになっている。
また、前述の実施例において、学習補正部180b、182bは、走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記第2輪駆動走行モードへ切り替えられる毎に交互にI−T特性Lを学習補正していたが、必ずしも走行状態切替判定部174で前記4輪駆動走行モードから前記第2輪駆動走行モードへ切り替えられる毎に学習補正する必要はなく、例えば前記4輪駆動走行モードから前記第2輪駆動走行モードへ切り替えられた回数が所定回数であるときに学習補正をしても良い。
また、前述の実施例において、制動トルク発生部178b、178gでは、ディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定され、その判定後予め設定された第1所定時間t1c(sec)が経過すると制動トルクTs1、Ts2を発生していたが、ディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定された直後に制動トルクTs1、Ts2を発生しても良い。また、第1カップリング制御部180および第2カップリング制御部182では、第2クラッチ制御部178のディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定されて、予め設定された第2所定時間t2c(sec)経過後に、伝達トルクT1、T2を零(Nm)から所定の勾配で増大するように制御していたが、例えばディスコネクト完了判定部178aで第2クラッチ32の解放が完了したと判定された直後に、伝達トルクT1、T2を零(Nm)から所定の勾配で増大するように制御しても良い。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:4輪駆動車両
12:エンジン(駆動力源)
14L、14R:前輪(主駆動輪)
16L、16R:後輪(副駆動輪)
28:プロペラシャフト
24:第1クラッチ(第1断接機構)
32:第2クラッチ(断接機構)
78、190:電子制御装置(制御装置)
82:第2リングギヤ(リングギヤ)
82b:第2内周断接歯(第1断接歯)
90:アウトプットシャフト
92L:左電子制御カップリング(電子制御カップリング)
92R:右電子制御カップリング(電子制御カップリング)
94L、94R:クラッチドラム(入力側の回転部材)
98L、98R:クラッチハブ(出力側の回転部材)
122:第2断接スリーブ(断接スリーブ)
122a:第2外周断接歯(第2断接歯)
124:第1リターンスプリング(リターンスプリング)
128:第2電磁アクチュエータ(電磁アクチュエータ)
130:第2ピストン(ピストン)
132:第1カム部材(カム部材)
132a:対向面
132b:カム面
134:第2カム部材(カム部材)
134a:対向面
134b:カム面
136:第2球状転動体(球状転動体)
138:第2ボールカム(ボールカム)
142:第2ホルダー(ホルダー)
142a:第1掛止歯(掛止歯)
142b:第2掛止歯(掛止歯)
178:第2クラッチ制御部(第1制御部)
178b、178g:制動トルク発生部
178d:ノミナル特性記憶部(第1記憶部)
178e:学習補正部(第1学習部)
180:第1カップリング制御部(制御部)
180a:I−T特性記憶部(記憶部)
180b:学習補正部(学習部)
182:第2カップリング制御部(制御部)
182a:I−T特性記憶部(記憶部)
182b:学習補正部(学習部)
186:トルク釣合判定部
I2:第2駆動電流(第1駆動電流)
I3:第3駆動電流(駆動電流)
I4:第4駆動電流(駆動電流)
T1、T2:伝達トルク
Ts:制動トルク

Claims (7)

  1. 供給された駆動電流に応じて入力側の回転部材から出力側の回転部材へ伝達する伝達トルクを変化させる電子制御カップリングと、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に制動トルクを与える電磁アクチュエータの動作により前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材への動力の入力を断接する断接機構とを備えた4輪駆動車両の、制御装置であって、
    前記電子制御カップリングに供給される前記駆動電流と前記電子制御カップリングの前記伝達トルクとの第1の関係を記憶する記憶部と、
    前記第1の関係に基づいて前記電子制御カップリングに供給される前記駆動電流を制御する制御部と、
    前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えて前記第1の関係を学習補正する学習部と、を備えており、
    前記学習部は、前記制御部により前記入力側の回転部材の回転速度が増大させられて、前記入力側の回転部材の回転速度と前記出力側の回転部材の回転速度とに基づき前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったと判定されたときにおける前記電子制御カップリングに供給された前記駆動電流と前記制動トルクとによって、前記記憶部に記憶された前記第1の関係を学習補正することを特徴とする4輪駆動車両の制御装置。
  2. 前記制御部は、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に前記制動トルクが与えられているときに、前記電子制御カップリングの前記伝達トルクを前記制動トルクよりも低いトルクから増大させることによって、前記制動トルクにより前記出力側の回転部材の回転速度より低下させられた前記入力側の回転部材の回転速度を増大させる請求項1の4輪駆動車両の制御装置。
  3. 前記電磁アクチュエータは、供給される第1駆動電流に応じて前記入力側の回転部材に与える前記制動トルクを変化させるものであり、
    前記制御装置には、
    前記電磁アクチュエータに供給される前記第1駆動電流と前記制動トルクとの第2の関係を記憶する第1記憶部と、
    前記第2の関係に基づいて前記電磁アクチュエータに供給される前記第1駆動電流を制御する第1制御部と、
    前記第2の関係を学習補正する第1学習部とを備えている請求項1または2の4輪駆動車両の制御装置。
  4. 前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったか否かを判定するトルク釣合判定部を備えており、
    前記トルク釣合判定部では、前記入力側の回転部材の回転速度が前記出力側の回転部材の回転速度に同期することによって、前記伝達トルクが前記制動トルクに釣り合ったと判定する請求項1から3のいずれか1の4輪駆動車両の制御装置。
  5. 前記電子制御カップリングは、アウトプットシャフトから出力されるトルクを一対の副駆動輪のそれぞれに伝達する一対の電子制御カップリングであり、
    前記断接機構は、駆動力源から一対の主駆動輪に伝達される駆動力の一部が入力されるプロペラシャフトに動力伝達可能に連結されたリングギヤと前記アウトプットシャフトとの間の動力伝達経路を断接するものであり、
    前記断接機構は、前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えるより前に、前記リングギヤと前記アウトプットシャフトとの間の動力伝達経路を切断しており、
    前記制御部は、前記電子制御カップリングの前記入力側の回転部材に前記制動トルクが作用しているときに、前記一対の電子制御カップリングの一方の前記伝達トルクを零から増大させることにある請求項2から4のいずれか1の4輪駆動車両の制御装置。
  6. 前記4輪駆動車両には、前記駆動力源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路を断接する第1断接機構が備えられており、
    前記第1断接機構は、前記電磁アクチュエータにより前記入力側の回転部材に前記制動トルクを与えるより前に、前記駆動力源と前記プロペラシャフトとの間の動力伝達経路を切断する請求項5の4輪駆動車両の制御装置。
  7. 前記断接機構は、
    前記リングギヤに形成された第1断接歯に噛合可能な第2断接歯を有し、前記アウトプットシャフトに相対回転不能かつ回転軸線方向に移動可能に設けられ、前記第2断接歯が前記第1断接歯に噛み合う噛合位置と前記第2断接歯が前記第1断接歯に噛み合わない非噛合位置との間で移動させられる断接スリーブと、
    前記断接スリーブを前記非噛合位置から前記噛合位置に向けて付勢するリターンスプリングと、
    前記アウトプットシャフトに対して相対回転可能に設けられ、前記リターンスプリングの付勢力に抗して前記断接スリーブを前記非噛合位置へ移動させるピストンと、
    前記電磁アクチュエータの動作により前記回転軸線まわりに相対回転させられる一対のカム部材、及び前記一対のカム部材の対向面にそれぞれに形成された溝状のカム面に挟まれた球状転動体を有し、前記一対のカム部材が相対回転させられると、前記一対のカム部材の一方が前記ピストンに向けて移動させられるボールカムと、
    複数段の掛止歯を有し、前記アウトプットシャフトに相対回転不能かつ前記回転軸線方向に移動不能に設けられ、前記複数段の掛止歯の何れかで前記ピストンを掛け止めることにより前記断接スリーブを前記噛合位置および前記非噛合位置に位置決めするホルダーと、を含み、
    前記電磁アクチュエータの動作により前記一対のカム部材の他方に前記制動トルクを与えて前記一対のカム部材を相対回転させることによって前記一対のカム部材の一方を往復移動させて、前記ホルダーによって前記ピストンを掛け止める位置を変えることにより、前記断接スリーブが前記非噛合位置と前記噛合位置との間で移動させられる請求項5または6の4輪駆動車両の制御装置。
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