(57)【要約】 【課題】  各車輪の独立制御が容易なハイブリッド駆動システムの提供。【解決手段】  少なくとも２個のトランスファ入力軸（１２、１４）と少なくとも１個のトランスファ出力軸（１６）を有し、駆動トルクを変速装置（３）から車両の駆動軸（６、７）の駆動輪（４）に導くためのトランスファ（５）が設けられる。１つのトランスファ入力軸（１２）は変速装置出力軸（８Ａ、８Ｂ）と、別のトランスファ入力軸（１４）は駆動装置（１５）と連動し、トランスファ出力軸（１６）は駆動輪（４）と連動する。【選択図】  図１
2004331058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個のトランスファ入力軸（１２、１４）及び少なくとも１個のトランスファ出力軸（１６）を有し、駆動トルクを変速装置（３）から車両の駆動軸（６、７）の駆動輪（４）に導くためのトランスファ（５）であって、
一つのトランスファ入力軸（１２）が変速装置出力軸（８Ａ、８Ｂ）と連動し、他のトランスファ入力軸（１４）が駆動装置（１５）と連動し、トランスファ出力軸（１６）が駆動輪（４）と連動することを特徴とするトランスファ。
【請求項２】
駆動装置（１５）の駆動回転数が可変であって、かつ駆動装置（１５）の回転方向が反転可能であることを特徴とする、請求項１に記載のトランスファ。
【請求項３】
駆動装置（１５）が電動機として構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のトランスファ。
【請求項４】
電動機がブレーキを備え、或いは電動機と連動するトランスファ入力軸がブレーキと連結可能であり、このブレーキにより電動機と連動するトランスファ入力軸に高いバックアップトルクが、電動機の電力消費なしで得られるように構成されていることを特徴とする、請求項３に記載のトランスファ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２個のトランスファ入力軸及び少なくとも１個のトランスファ出力軸を有し、駆動トルクを変速装置から車両の駆動軸の駆動輪に導くためのトランスファに関する。
【背景技術】
【０００２】
同時に駆動される単数個又は複数個の駆動軸を備えた種々の車両駆動方式が実際に知られている。駆動機関、例えばオットーエンジン又はジーゼル内燃機関の駆動トルクは変速機を介して駆動軸又は駆動輪に導かれる。その場合変速機又は変速装置は無段又は多段変速機として構成され、種々の機能、例えば車両の発進及び高速走行を可能にするために、特定の変速比範囲をカバーする。
【０００３】
このような変速装置には、通常、いわゆる差動装置（デフ）が後置される。差動装置によって駆動トルクが必要に応じて１つの駆動軸の２個の駆動輪及びいわゆる四輪駆動車の複数の駆動軸に分配される。デフは、いわゆる横デフ又は平衡歯車装置と、いわゆる縦デフとに分類される。縦デフは車両の走行方向に見て駆動機関の駆動動力を車両の複数の被駆動軸に前後に分配するために使用される。これに対して横デフは車両の走行方向に関して駆動動力を１つの車軸の駆動輪に左右に分配するために使用される。
【０００４】
実際によく知られている差動装置の構造は、いわゆるかさ歯車デフ、遊星歯車型の平歯車デフ又はウオームギヤ・デフのいずれかである。平歯車デフは非対称のトルク分配が可能であるから、たいてい縦デフとして使用される。かさ歯車デフは車両の横デフとして標準的なものであり、ウオームギヤ・デフは車両の前後分配（縦デフ）にも左右分配（横デフ）にも使用される。
【０００５】
このような分配装置によって駆動トルクを任意の比率で複数の駆動軸に分配することが可能であり、それによって動力伝達経路のひずみが回避される。また平衡歯車装置（横デフ）を使用することによって、駆動車軸の駆動輪を左右の走行軌道の異なる経路長に応じて異なる回転数で互いに独立に駆動することができ、こうして駆動トルクをヨーモーメントなしで２つの駆動輪に分配することができる。
【０００６】
ところがこれらの利点の一方で次の欠点がある。即ち車道に伝達される１つの車軸の２個の駆動輪又は２つ以上の駆動軸の推進力は、差動装置の平衡作用に基づき２つの駆動輪又は駆動軸の比較的小さな又は極めて小さな駆動トルクに左右される。このことは、例えば凍結路面上の駆動輪が空転すると、他方の駆動輪は滑らない地面にあっても、空転する駆動輪より高いトルクが供給されないことを意味する。差動装置の２つの出力軸の間に回転数差を生じさせる差動装置の平衡作用に基づき、車両はこのような運転状況で発進できないことが欠点である。
【０００７】
そこで実際には、危険な走行状態が現われた時に適当な処置により平衡歯車装置の平衡運動を阻止する処置が取られるようになった。これは例えば機械式、磁気式、空気式又は油圧式手段により手動的又は自動的に作動するそれ自体公知のデフロックによって実現される。デフロックは平衡歯車装置のあらゆる平衡運動を１００％ロックする。  
【０００８】
またリミテッドスリップ・ディファレンシャルギヤ又はロッキングデフとも呼ばれる自動ロッキング式デフが使用される。この種の平衡歯車装置は、車輪のグリップが不良なため一方の車輪（複数の駆動軸の場合は一方の駆動軸）が空転しても、車軸の他方の車輪（複数の駆動軸の場合は他方の駆動軸）にトルクを伝達することを可能にする。ところが同時に前述のヨーモーメントなしの動力伝達の利点が失われ、１つの駆動軸の２つの駆動輪の２つの走行軌道の経路長への車輪回転数の自由な適応も妨げられる欠点がある。
【０００９】
また平衡歯車装置の平衡作用の度合を調整するために、外部制御式デフブレーキを設けることが実際に知られている。このようなデフブレーキはたいてい電気制御油圧操作系であり、通常はロックされないか或いはごく僅かにロックされたデフを走行状態に応じて広い範囲でロックすることができる。差動装置の平衡作用の阻止の程度は、制御によってそれぞれ実際の走行状態に適応させることができる。四輪駆動車では駆動トルクの分配のために少なくとも２個の横デフと１個の縦デフに加えて３個の前述のロックが必要であり、最適な運転のためにこれらの共同動作に多額の制御費用が必要であることが欠点である。
【００１０】
これの代案として、車両の個々の駆動輪にそれぞれ別個の電動式個別車輪駆動装置を配属し、検出された走行状態又は設定に従って電動機により各駆動輪を駆動することが実際に知られている。
【００１１】
ところがこの駆動方式は、車両の運転者に妥当な駆動動力を提供することができるように、個別車輪駆動装置の電動機を大きく設計しなければならない欠点がある。電動機の必要な駆動電力と寸法を小さく設計することができるように、電動式個別車輪駆動装置と在来の内燃機関を組合せることは、単一の駆動装置の駆動トルクを必要に応じて分配する場合の上記の欠点のため、決して十分な解決策でない。
【００１２】
実際に知られている別の動力分配駆動方式では、可変伝動能力を持つ摩擦クラッチを介して個々の駆動輪を動力伝達経路に連結するように構成されている。ところがこのような駆動方式では、クラッチがたいていスリップ動作で働くため動力損失を伴い、それが効率を著しく低下させる。
【００１３】
そこで本発明の根底にある課題は、駆動トルクを駆動輪に導く際の実際に知られている欠点が回避されるトランスファを提供することである。
【００１４】
この課題は、一つのトランスファ入力軸が変速装置出力軸と連動するとともに他の一つのトランスファ入力軸が駆動装置と連動し、トランスファ出力軸が駆動輪と連動するように構成された本発明に基づくトランスファにより解決される。
【００１５】
駆動トルクを変速装置から車両の１つの駆動軸の一方の駆動輪に導くための少なくとも２個のトランスファ入力軸と少なくとも１個のトランスファ出力軸とを有する本発明のトランスファによって、実際に知られている差動装置に現われる平衡作用を平衡歯車装置なしで簡単に変更することができ、同時に１つの車軸の２個の駆動輪を異なる回転数で運転することが可能になるから、１つの駆動軸の一方の駆動輪が滑りやすい地面にあり、車軸の他方の駆動輪が滑らない地面にある場合でも、車両の発進を行うことができる利点がある。
【００１６】
これは次のようにして達成される。即ち本発明に基づくトランスファの２つの入力軸の一つが変速装置の変速装置出力軸と、別の入力軸が駆動装置とそれぞれ連動する。さらに駆動装置により一方の駆動輪の回転数又は検出された走行状態に対応する各駆動輪の車輪側被駆動回転数を必要に応じて調整することができるように、トランスファの出力軸が駆動輪と連動する。こうして車両の駆動機関から車両の駆動輪へのヨートルクのない動力伝達が可能である。
【００１７】
本発明に基づくトランスファは構造が簡単であるため、車両の在来の駆動方式又は動力伝達経路に組込むことができ、従来横デフが配置されていた車両の場所に問題なく取付けることができるから、本発明に基づく変速機を既存の車両構造に多額の費用をかけずに組込むことが可能である。
【００１８】
また、一方のトランスファ入力軸を駆動装置と連結した本発明に基づくトランスファでは、走行状態に対応する車輪側被駆動回転数を一方の駆動輪又はすべての駆動輪で必要に応じて現出することが可能であり、そのために前述の実際に知られている電動式個別車輪駆動装置の場合よりはるかに小さな駆動動力で済むという利点が根底にある。
【００１９】
さらに、本発明に基づくトランスファにより構成された動力伝達経路の総効率は、駆動輪が可変カップリングを介して動力伝達経路及びその駆動機関に連結された実際に知られている動力伝達経路と比較して高い。可変カップリングで生じる動力損失が本発明に基づくトランスファには生じないからである。
【００２０】
本発明に基づくトランスファのその他の利点と有利な実施態様は明細書、図面及び特許請求の範囲で明らかである。
【００２１】
本発明に基づくトランスファの実施例を図面に概略図で簡単に示し、以下の説明で詳述する。
【００２２】
図１には、駆動機関、変速装置、及び変速装置と駆動輪の間に配置された本発明に基づくトランスファを有する四輪駆動乗用車の動力伝達経路１が、概略的に示されている。
【００２３】
動力伝達経路１は、駆動機関（例えば内燃機関）２と、動力伝達経路１の動力の流れに関して駆動機関２に後置された変速装置３と、変速装置３と各駆動輪４との間に１個ずつ間挿されたトランスファ５と、を含んでいる。
【００２４】
変速装置３は、図１では詳しく図示はしないが、周知のように主変速機および主変速機に後置された前後動力分配装置からなる多グループ変速機として構成されている。駆動機関２の駆動トルクは、前後動力分配装置によって四輪乗用車の前部駆動軸６及び後部駆動軸７に分配される。変速装置３に通された駆動機関の駆動トルクは、２つの変速装置出力軸８Ａ、８Ｂをそれぞれ経て、かさ歯車装置９、１０をそれぞれ介して、２つの駆動軸６及び７にそれぞれ導かれる。
【００２５】
後部駆動軸７はトランスファ５側の端部に平歯車１１を備えている。平歯車１１は遊星歯車装置として構成されたトランスファ５の内歯車１２とかみ合う。図示された実施形態において、内歯車１２はトランスファ５の（第１の）入力軸をなす。内歯車１２は内歯１８を備えており、平歯車１１が内歯１８にかみ合い、ここで内歯１８によって回転数の反転が回避される。
【００２６】
一方、後部駆動軸７によって駆動される内歯車１２はトランスファ５の遊星歯車１３とかみ合い、遊星歯車１３はトランスファ５の太陽歯車１４とかみ合う。太陽歯車１４は駆動装置１５と結合され、この場合内歯車１２のようにトランスファ５の（第２の）入力軸をなすから、内歯車１２に働く駆動トルクを駆動機関２によってバックアップし、場合によっては増強することができる。
【００２７】
遊星歯車１３はプラネットキャリア１６に回転可能に支承される。プラネットキャリア１６は駆動輪４と結合されておりトランスファ５の出力軸をなすから、内歯車１２を経て働く駆動機関２の駆動トルクと、駆動装置１５が必要に応じて発生する太陽歯車１４に働くトルクとの合成駆動トルクが駆動輪４に伝達される。
【００２８】
図示された実施形態においては、駆動装置１５は電動機として構成されている。電動機は可変かつ方向反転可能な回転数により、駆動輪４の走行状態に対応する車輪側被駆動回転数を調整することができる。即ち、駆動装置１５が電動機として動作する場合には駆動輪４の回転数又は駆動トルクを駆動装置１５の加速トルクによって増加することができ、駆動装置１５が発電機として動作する場合には駆動装置１５の制動トルクに基づき駆動輪４の駆動トルクが減少される。
【００２９】
図示されているように、４つの駆動輪４の各々の走行状態に対応する車輪側被駆動回転数の調整のために、太陽歯車１４と連動する駆動装置１５を備えたトランスファ５が四輪駆動乗用車の各駆動輪４に前置されている。個々の駆動輪４の駆動装置１５はすべて制御装置１７と連結されており、この制御装置１７を介して、検出された走行状態に応じて車両の安全な運転挙動を保証できるような車輪回転数を、各車輪４ごとにそれぞれ他の駆動輪の車輪回転数に関連して調整することができる。
【００３０】
動力伝達経路１の前述の配置又は構成によって、今や４つの駆動輪を異なる回転数で運転することが可能である。このことは特に曲線走行、変動する道路性状又は強い横風の場合に車両の運転挙動に有利な影響を及ぼす。
【００３１】
例えば、カーブを曲がるときの内側の駆動輪の回転数は当該駆動輪に配属された電動機の発電機動作によって減少され、外側の駆動輪の回転数は当該駆動輪に配属された電動機の電動機動作により高められるから、車両の曲線走行が具合よく調節される。
【００３２】
さらに、平滑な地面にあって、送られてくる駆動機関２の駆動トルクに基づき空転する駆動輪を、電動機すなわち駆動装置１５が働かせる駆動トルクによってバックアップし、この駆動輪の空転を回避し、同じ駆動軸と結合された他方の駆動輪に十分な駆動トルクを送ることが可能である。こうして車両の発進が保証される。
【００３３】
駆動輪に配属され、電動機又は油圧駆動装置として構成することができる別個の駆動装置による車両の発進は、前進方向又は後退方向に行うことができる。その場合発進操作に続く前進方向又は後退方向の以後の走行は駆動機関の駆動力で行うようになっている。
【００３４】
駆動装置１５がトランスファ５又は太陽歯車１４にバックアップトルクを働かせない場合は、停車時に変速機のいわゆる「中立」状態で変速装置３を連結状態のままにしておいても、内燃機関として構成された駆動機関２の「エンスト」を引き起こすことはない。駆動軸７及び８を介して駆動輪４に送られる駆動トルクは、静止するプラネットキャリア１６を経て駆動装置の方向に太陽歯車１４へ導かれ、その際には逆トルクなしで駆動軸の回転だけが生じ、どの車輪も回転しない。
【００３５】
またトランスファ及びこれと連動する駆動装置の本発明駆動方式を用いて、駆動装置の制御された加速又は減速作用により電子安定化プログラム（ＥＳＰ）の機能を簡単に実現することができる。駆動装置が電動機として構成されているならば、電動機の発電機動作により実現される減速作用の際に適当な貯蔵装置でさらにエネルギーの回収を行うことができる。
【００３６】
本発明に基づく駆動方式により実現することができる別の可能な機能は、単数個又は複数個の駆動装置が停車時に、内燃機関として構成された駆動機関のいわゆるスタータ機能を引き受けることができることである。その場合駆動機関の始動を行った後に、前述の運転状態「中立」を現出させることができる。
【００３７】
本発明に基づくトランスファを使用することにより生じるもう一つの利点は、駆動機関の駆動トルクの分配のために車両に設けられる縦軸及び横軸の直径を小さく設計できることである。これらの軸の高い回転数を本発明に基づくトランスファで初めて車輪回転数に低減すればよいからである。
【００３８】
発明の主題の有利な改良においては、電動機がブレーキ（図示せず）を備えているか、或いは電動機と連動するトランスファ入力軸に作用するブレーキ（図示せず）が設けられ、当該ブレーキによって高いバックアップトルクが電動機の電力消費なしで、電動機と連動するトランスファ入力軸で得られるように構成される。このようにすれば、電動機を小さく設計することができ、出力ピークをブレーキによってバックアップすることが可能であるという利点がある。またブレーキをかけることによって電動機の電力消費を減少し、場合によっては電動機の損傷を招く高い負荷が長く持続する場合に電動機の負担を軽減することが可能であり、それによって電動機の寿命を高めることができる。
【００３９】
変速装置から車両の駆動軸の駆動輪に駆動トルクを導くための少なくとも２個のトランスファ入力軸と少なくとも１個のトランスファ出力軸を有する本発明トランスファの図示した実施態様は、現実の用途によっては、本発明に基づく前述の作用原理を実施することができる他の適当なエピサイクリックギヤと置き換えることができる。
【００４０】
駆動装置を本発明に基づくトランスファの内歯車又はプラネットキャリアと結合し、もしくは駆動装置又はトランスファ出力軸の代わりに駆動輪を内歯車又は太陽歯車と連結することも全く可能である。さらにトランスファを適当に連結された２個の遊星歯車セットを有する二重遊星歯車セットとして構成することも考えられる。その場合トランスファ出力軸は被駆動輪と、２つのトランスファ入力軸のそれぞれ一方が主変速機の出力軸又は駆動装置と結合される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】四輪駆動乗用車の動力伝達経路の部分概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  動力伝達経路
２  駆動機関
３  変速装置
４  駆動輪
５  トランスファ
６  前部駆動軸
７  後部駆動軸
８Ａ、８Ｂ  変速装置出力軸
９  かさ歯車装置
１０  かさ歯車装置
１１  平歯車
１２  内歯車
１３  遊星歯車
１４  太陽歯車
１５  駆動装置
１６  プラネットキャリア
１７  制御装置
１８  内歯車の歯部
【図１】
2004331058.tif 000003