(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから変速機を介して駆動力が直接的に伝達される一方の車輪と、
前記変速機からの前記駆動力を伝達する出力軸と、
前記出力軸に一端が取り付けられるカップリング手段と、を備え、
前記カップリング手段の他端から他方の車輪を駆動できるように構成され、
前記カップリング手段の他端にモータを接続し、
前記カップリング手段は前記一端と前記他端で回転数差の発生によりトルク伝達が可能なものであり、
前記モータは電源を介して制御部と接続されるとともに、前記制御部には前記カップリング手段の両側における回転数を検出する２つの回転数検出手段が接続される構成を備え、
前記制御部は、前記一方の車輪でも十分なトラクションが得られる際に、前記回転数検出手段により求められた２つの前記回転数に基づいて、前記モータにより前記カップリング手段の両側の回転数を同期させ、実質的に前記他方の車輪へ前記駆動力を伝達させないようにした事を特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
エンジンから変速機を介して駆動力が直接的に伝達される一方の車輪と、
前記変速機からの駆動力を伝達する出力軸と、
前記出力軸に一端が取り付けられるカップリング手段と、を備え、
前記カップリング手段の他端から他方の車輪を駆動できるように構成され、
前記カップリング手段の他端にモータを接続し、
前記カップリング手段は前記一端と前記他端で回転数差の発生によりトルク伝達が可能なものであり、
前記モータは電源を介して制御部と接続され、
前記制御部は、前記一方の車輪のスリップを検出した際に、前記出力軸において、前記モータが車両進行方向とは逆方向のトルクを発生するように制御するようにした車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カップリング手段を備えた全輪駆動車の車両用駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カップリング手段としてのビスカスカップリング付き全輪駆動（４ＷＤ）車が、たとえば特許文献１に提案されている。このような車両の制御装置の概略図を図４に示す。
【０００３】
図４において、エンジン１１２の出力は変速機１１４で変速して前輪１２２と後輪１３０をそれぞれ駆動すると共に、ビスカスカップリング１３２がプロペラシャフト１２４に介挿される構成を備える。次に、動作を述べる。まず、ビスカスカップリング１３２の前後の回転差を算出し、算出された回転差からビスカスカップリング１３２が発生すると推定されるトルクを算出する。そして、算出されたトルクを打ち消すためにエンジン１１２に要求される要求トルクを算出し、算出された要求トルクを出力するようにエンジン１１２の運転を制御する。
【０００４】
このような構成、動作により、ビスカスカップリング１３２による引き摺り抵抗をハードウエアの変更に依存することなく、解消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２７４８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した車両の制御装置によると、ビスカスカップリング１３２による引き摺り抵抗を解消すると記載されるのであるが、そのために、内燃機関を制御してトルクを打ち消している。従って、この制御は、パワートレーン系の応答性への制限、トルク変動による振動性能への悪影響、および燃料噴射の増減によるエンジン出力の制御、のため、結果として損失が発生するという課題があった。
【０００７】
また、一般のビスカスカップリング付き全輪駆動車については、ビスカスカップリング前後の回転数差に基づいて主駆動輪から従駆動輪へトルクが伝達されるので、車両発進時などの、二輪駆動（２ＷＤ）で十分なトラクションが得られる場合でも、従駆動輪にトルクが伝達される。従って、その分、燃費が低下するという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、カップリング手段を備えた全輪駆動車において、損失を低減し燃費を向上することができる車両用駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の車両用駆動装置は、エンジンから変速機を介して駆動力が直接的に伝達される一方の車輪と、前記変速機からの前記駆動力を伝達する出力軸と、前記出力軸に一端が取り付けられるカップリング手段と、を備え、前記カップリング手段の他端から他方の車輪を駆動できるように構成され、前記カップリング手段の他端にモータを接続し、前記カップリング手段は前記一端と前記他端で回転数差の発生によりトルク伝達が可能なものであり、前記モータは電源を介して制御部と接続されるとともに、前記制御部には前記カップリング手段の両側における回転数を検出する２つの回転数検出手段が接続される構成を備え、前記制御部は、前記一方の車輪でも十分なトラクションが得られる際に、前記回転数検出手段により求められた２つの前記回転数に基づいて、前記モータにより前記カップリング手段の両側の回転数を同期させ、実質的に前記他方の車輪へ前記駆動力を伝達させないようにしたものである。
また、本発明の車両用駆動装置は、エンジンから変速機を介して駆動力が直接的に伝達される一方の車輪と、前記変速機からの駆動力を伝達する出力軸と、前記出力軸に一端が取り付けられるカップリング手段と、を備え、前記カップリング手段の他端から他方の車輪を駆動できるように構成され、前記カップリング手段の他端にモータを接続し、前記カップリング手段は前記一端と前記他端で回転数差の発生によりトルク伝達が可能なものであり、前記モータは電源を介して制御部と接続され、前記制御部は、前記一方の車輪のスリップを検出した際に、前記出力軸において、前記モータが車両進行方向とは逆方向のトルクを発生するように制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車両用駆動装置によれば、車両発進時など二輪駆動で十分な際に、カップリング手段の他端に接続されたモータが、カップリング手段の両側の回転数を同期させることができるので、従駆動輪へトルクがほとんど伝達されない。さらに、内燃機関の制御を行うこともない。従って、損失が低減され燃費が向上するという効果を奏する。
また、本発明の車両用駆動装置によれば、スリップ検出時にカップリング手段には大きな滑りが発生し、エンジンのトルクが他方の車輪に積極的に伝達される。その結果、燃費改善効果に加え、一方の車輪の過大なスリップが防止され、高い走破性を発揮すると共に、無駄な燃料消費も抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における車両用駆動装置の概略図
【図２】本発明の実施の形態１における車両用駆動装置の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の実施の形態２における車両用駆動装置の動作を示すフローチャート
【図４】従来の車両の制御装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における車両用駆動装置の概略図である。図２は、本発明の実施の形態１における車両用駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【００１４】
図１において、車両用駆動装置１１は、エンジン１３から変速機１５、前輪側ディファレンシャルギヤ３１を介して、駆動力が直接的に伝達される一方の車輪（以下、前輪２９）と、変速機１５からの駆動力を他方の車輪（以下、後輪３５）側へ伝達する出力軸（以下、プロペラシャフト１９）と、プロペラシャフト１９に一端が取り付けられるカップリング手段２１と、カップリング手段２１の他端に接続される後輪側ディファレンシャルギヤ３３と、後輪側ディファレンシャルギヤ３３に機械的に接続されたモータ２３を備えるようにした。
【００１５】
これにより、車両発進時など二輪駆動で十分な際に、モータ２３はカップリング手段２１の両側の回転数を同期させる事ができるので、後輪３５側へエンジン１３のトルクがほとんど伝達されない。さらに、従来のように内燃機関の制御を行う事もない。従って損失を低減し、燃費を向上させる事が可能となる。
【００１６】
以下、より具体的に本実施の形態１の構成、動作について説明する。
【００１７】
図１において、車両用駆動装置１１は、エンジン１３を備える。エンジン１３は変速機１５、および前輪側ディファレンシャルギヤ３１を介して、前輪２９に機械的に接続され、車両を牽引する駆動力を主に前輪２９に供給する。
【００１８】
また、前輪側ディファレンシャルギヤ３１には後輪３５側へ延びるプロペラシャフト１９を駆動するトランスファー５０が機械的に接続される。プロペラシャフト１９の他端には、カップリング手段２１の一端が取り付けられる。
【００１９】
カップリング手段２１はカップリングの両端で回転数差が発生する事でトルクを伝達可能な種類のものであり、例えばビスカスカップリングが挙げられる。
【００２０】
カップリング手段２１の他端には、後輪側ディファレンシャルギヤ３３が機械的に接続され、後輪３５を駆動可能な構成としている。
【００２１】
従って、エンジン１３の出力は前輪２９のみならず、時としてカップリング手段２１により、後輪３５をも同時に駆動可能としている。
【００２２】
後輪側ディファレンシャルギヤ３３にはモータ２３が機械的に接続され、モータ２３は電源３７を介して制御部３９と接続される。
【００２３】
電源３７は蓄電手段やインバータなどから構成されるが、ここではこれらを総称して電源３７と呼ぶ。また、制御部３９はマイクロコンピュータと周辺回路で構成され、電源３７を制御してモータ２３の動作を司る。
【００２４】
また、制御部３９には、カップリング手段２１の両側における回転数を検出する２つの回転数検出手段、すなわち、前輪側回転数検出手段４１と後輪側回転数検出手段４３が接続される構成を備える。
【００２５】
前輪側回転数検出手段４１および後輪側回転数検出手段４３は、ここでは磁気式回転数センサを用いているが、このような構成に限定されるものではなく、軸の回転数が検出、あるいは推定できる構成のもの、すなわち、例えばアンチロックブレーキ用の車輪回転数センサによる左右輪の平均演算を行うなど、間接的な構成、方法のものでもよい。
【００２６】
次に、このような車両用駆動装置１１の動作について、図２を用いて説明する。図２は制御部３９の前記マイクロコンピュータが実行するフローチャートである。なお、図２のフローチャートは、図示しないメインルーチンから所定期間ごとに実行されるサブルーチンである。
【００２７】
図２のサブルーチンが実行されると、制御部３９は、まず、前輪側回転数検出手段４１および後輪側回転数検出手段４３の出力から、カップリング手段２１の両側の２つの回転数を検出する（ステップ番号：Ｓ１）。
【００２８】
次に、制御部３９は、Ｓ１で求めた２つの回転数が等しくないか否かを判断する（Ｓ３）。もし、２つの回転数が等しければ（Ｓ３のＮｏ）、車両は通常の走行状態、たとえば定速走行状態であるので、ほぼ二輪（前輪）駆動（本実施の形態１の場合）となる。この場合は、既に２つの回転数がほぼ等しいので、カップリング手段２１における滑り損失がほとんど発生していない。従って、後述するモータ２３による回転数の同期を取る必要がないので、このまま図２のサブルーチンを終了して前記メインルーチンに戻る。
【００２９】
一方、２つの回転数が等しくなければ（Ｓ３のＹｅｓ）、カップリング手段２１における滑りが発生している。そこで、次に、制御部３９は、現在の車両の走行状態が二輪（前輪）駆動で十分か否かを判断する（Ｓ５）。
【００３０】
なお、二輪（前輪）駆動でも十分な状態とは、例えば乾燥アスファルト路面での発進時などのように、カップリング手段２１の両側における回転数が相違するものの、二輪（前輪）駆動でも十分なトラクションが得られる状態をいう。
【００３１】
一方、二輪（前輪）駆動では不十分で、全輪駆動が必要な走行状態とは、主な駆動輪である前輪が摩擦限界を超え、ホイールスピンをしているような走行状態である。
【００３２】
もし、制御部３９が、カップリング手段２１の両側における回転数に相違があるにも関わらず（Ｓ３のＹｅｓ）、前記判断基準に基づき、二輪駆動で十分と判断すると（Ｓ５のＹｅｓ）、制御部３９は、Ｓ１で求めた２つの回転数において、入力軸２７の回転数が出力軸１９の回転数に同期するようにモータ２３を制御する（Ｓ７）。これにより、入力軸２７の回転数と出力軸１９の回転数が実質的に等しくなるので、カップリング手段２１における滑りがほとんど発生しなくなる。
【００３３】
Ｓ７のあとは、制御部３９は図２のサブルーチンを終了して前記メインルーチンに戻る。
【００３４】
なお、Ｓ５でＮｏの場合は、二輪駆動では不十分なため、車両側が全輪駆動となるように動作する。従って、制御部３９では特に何も制御せずに図２のサブルーチンを終了して前記メインルーチンに戻る。
【００３５】
ここまでで説明した図２の動作をまとめると、次のようになる。
【００３６】
制御部３９は、回転数検出手段（前輪側回転数検出手段４１と後輪側回転数検出手段４３）により求められた２つの回転数がカップリング手段２１の両側において相違するが、全輪駆動が不要であると判断した場合、前記カップリング手段の一端の回転数が前記カップリング手段の他端の回転数に同期するようにモータ２３を制御する。
【００３７】
これにより、２つの回転数が異なるものの、全輪駆動とするトルクが不要な場合、回転数が相違する分、モータ２３により２つの回転数を合わせるので、無駄にカップリング手段２１で滑りを発生させることがなくなり、燃費向上が可能となる。
【００３８】
以上の構成、動作により、車両発進時など二輪駆動で十分な際に、カップリング手段２１の後段に設けたモータ２３が、カップリング手段２１の両側の回転数を同期させることができるので、従駆動輪へトルクがほとんど伝達されない。さらに、内燃機関の制御を行うこともない。従って、損失を低減し、燃費を向上する車両用駆動装置１１を実現できる。
【００３９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における車両用駆動装置の動作を示すフローチャートである。なお、本実施の形態２において、その構成は実施の形態１と同じであるので、詳細な説明を省略する。また、本実施の形態２では、実施の形態１と同じ動作も行う。本実施の形態２の特徴となる点は、以下の追加された動作である。
【００４０】
すなわち、制御部３９は、一方の車輪（前輪２９）のスリップを検出した際に、出力軸（プロペラシャフト１９）において、モータ２３が車両進行方向とは逆方向のトルクを発生するように制御するようにしたことである。
【００４１】
これにより、スリップ検出時にカップリング手段２１には大きな滑りが発生し、エンジン１３のトルクが他方の車輪（後輪３５）に積極的に伝達される。その結果、実施の形態１で述べた燃費改善効果に加え、前輪２９の過大なスリップが防止され、高い走破性を発揮すると共に、無駄な燃料消費も抑制可能となる。
【００４２】
以下、本実施の形態２の詳細な動作について、図３を用いて説明する。
【００４３】
図３は制御部３９の前記マイクロコンピュータが実行するフローチャートである。なお、図３のフローチャートは、図示しないメインルーチンから所定期間ごとに実行されるサブルーチンである。
【００４４】
図３のサブルーチンが実行されると、制御部３９は、まず、一方の車輪（前輪２９）のスリップを検出したか否かを判断する（Ｓ１１）。
【００４５】
ここで、スリップは、たとえば一般の車両に装備されるアンチロックブレーキ用の車輪回転数センサ（図示せず、４輪分）の情報から判断する。すなわち、非駆動輪（ここでは後輪３５）の回転数や加速度情報を元に演算された絶対車速と比べて、前輪２９の回転数が所定値以上であればスリップしていると判断できる。
【００４６】
もし、スリップを検出しなければ（Ｓ１１のＮｏ）、車両は定常状態で走行していることになるので、特に何も制御をする必要がない。そこで、図３のサブルーチンを終了して前記メインルーチンに戻る。
【００４７】
一方、スリップを検出すれば（Ｓ１１のＹｅｓ）、車両はスリップしている状態なので、制御部３９はスリップを抑制する制御を行う。すなわち、制御部３９は、モータ２３が、車両の進行方向に回転しているプロペラシャフト１９の回転方向とは逆方向のわずかなトルクを積極的に発生するように制御する（Ｓ１３）。
【００４８】
この結果、スリップ検出時のモータ２３の制御により、カップリング手段２１には大きな滑りが発生し、エンジン１３からの前後輪へのトルク配分がより後輪３５側へ増す事になり、結果として前輪２９のスリップが抑制される。
【００４９】
Ｓ１３のあと、制御部３９は、前記メインルーチンに戻るよう制御する。
【００５０】
以上の構成、動作により、スリップを抑制することで、燃費改善効果と、高い走破性を発揮することが可能な車両用駆動装置１１を実現できる。
【００５１】
なお、本実施の形態２では、実施の形態１の動作（図２）に加え、図３の動作も行うようにしているが、これは図３の動作のみを行うようにしてもよい。この場合は、図１の構成で、スリップを抑制することができる車両用駆動装置１１を実現できる。
【００５２】
また、実施の形態１、２では前輪２９を主駆動輪として、場合により後輪３５側へトルクを移送する構成としているが、これは逆であってもよい。
【００５３】
また、実施の形態１、２ではモータ２３が後輪側ディファレンシャルギヤ３３の後方に位置しているが、これはカップリング手段２１と後輪側ディファレンシャルギヤ３３の中間に位置していてもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明にかかる車両用駆動装置は、損失を低減し燃費を向上することができるので、特にカップリング手段を備える全輪駆動の車両用駆動装置等として有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１１  車両用駆動装置
１３  エンジン
１５  変速機
１９  出力軸（プロペラシャフト）
２１  カップリング手段
２３  モータ
２９  一方の車輪
３５  他方の車輪
３７  電源
３９  制御部
４１  前輪側回転数検出手段
４３  後輪側回転数検出手段
【要約】
【課題】カップリング手段を備えた全輪駆動車において、損失を低減し燃費を向上することができる車両用駆動装置を提供すること。
【解決手段】車両用駆動装置１１は、エンジン１３から変速機１５、前輪側ディファレンシャルギヤ３１を介して、駆動力が直接的に伝達される前輪２９と、変速機１５からの駆動力を後輪３５側へ伝達する出力軸（プロペラシャフト１９）と、プロペラシャフト１９に一端が取り付けられるカップリング手段２１と、カップリング手段２１の他端に接続される後輪側ディファレンシャルギヤ３３と、後輪側ディファレンシャルギヤ３３に機械的に接続されたモータ２３を備える。
【選択図】図１【図１】
0005866531.tif 000002
【図２】
0005866531.tif 000003
【図３】
0005866531.tif 000004
【図４】
0005866531.tif 000005