(57)【要約】【課題】プロペラシャフトの軽量化を可能とし、燃費の改善を図ることができる四輪駆動車の駆動システム、四輪駆動車、及び四輪駆動車の制御方法を提供する。【解決手段】四輪駆動車の駆動システムは、主駆動輪である前輪１０４ａ，１０４ｂ、及び補助駆動輪である後輪１０５ａ，１０５ｂを有する四輪駆動車１００に搭載され、エンジン１０２側の駆動力を後輪１０５ａ，１０５ｂ側に伝達するプロペラシャフト２と、エンジン１０２とプロペラシャフト２との間のトルク伝達を遮断可能な噛み合いクラッチ３と、プロペラシャフト２と後輪１０５ａ，１０５ｂとの間のトルク伝達を遮断可能なトルクカップリング４と、車速が予め定められた設定速度以上であるとき、噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４によるトルク伝達を共に遮断するＥＣＵ５とを備える。【選択図】図１
2013043499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪、及び走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪を有する四輪駆動車に搭載され、
前記駆動源側の駆動力を前記補助駆動輪側に伝達するプロペラシャフトと、
前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間のトルク伝達を遮断可能な第１の断続装置と、
前記プロペラシャフトと前記補助駆動輪との間のトルク伝達を遮断可能な第２の断続装置と、
前記四輪駆動車の車速が予め定められた設定速度以上であるとき、前記第１及び第２の断続装置によるトルク伝達を共に遮断する制御部と、
を備えた四輪駆動車の駆動システム。
【請求項２】
前記プロペラシャフトの回転速度の許容値を車速に換算した前記プロペラシャフトの回転速度の車速換算許容値が、前記駆動源の駆動力を前記主駆動輪及び前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達系における他の構成部材の回転速度の車速換算許容値よりも低く設定されている、
請求項１に記載の四輪駆動車の駆動システム。
【請求項３】
駆動源と、
前記駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪と、
走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪と、
前記駆動源側の駆動力を前記補助駆動輪側に伝達するプロペラシャフトと、
前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間のトルク伝達を遮断可能な第１の断続装置と、
前記プロペラシャフトと前記補助駆動輪との間のトルク伝達を遮断可能な第２の断続装置と、
車速が予め定められた設定速度以上であるとき、前記第１及び第２の断続装置によるトルク伝達を共に遮断する制御部と、
を備えた四輪駆動車。
【請求項４】
駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪と、走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪と、前記駆動源側の駆動力を前記補助駆動輪側に伝達するプロペラシャフトと、前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間のトルク伝達を遮断可能な第１の断続装置と、前記プロペラシャフトと前記補助駆動輪との間のトルク伝達を遮断可能な第２の断続装置とを備えた四輪駆動車の制御方法であって、
前記四輪駆動車の車速が予め定められた設定速度以上であるとき、前記第１及び第２の断続装置によるトルク伝達を共に遮断する、
四輪駆動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は四輪駆動車の駆動システム、四輪駆動車、及び四輪駆動車の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の四輪駆動車には、２輪駆動状態におけるプロペラシャフトの回転による動力ロスを低減して燃費を改善するため、２輪駆動状態の走行時には、プロペラシャフトの入力側及び出力側におけるトルク伝達を遮断し、プロペラシャフトを回転させないようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の四輪駆動車は、プロペラシャフトの入力側（エンジン側）においてトルク伝達を断続することが可能なトルクカップリングと、プロペラシャフトの出力側（補助駆動輪側）においてトルク伝達を断続することが可能な駆動力断続装置と、トルクカップリング及び駆動力断続装置を制御するＥＣＵ（Electric Control Unit）とを備えている。
【０００４】
ＥＣＵは、車速，前後輪の車輪速差，及びアクセル開度に基づいてトルクカップリングのトルク伝達容量を制御し、エンジンのトルクが主駆動輪にのみに伝達される二輪駆動時には、トルクカップリング及び駆動力断続装置によるトルク伝達を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プロペラシャフトは、車両がその最高速度で走行した際の回転速度に耐え得るよう、その直径や肉厚、あるいはジョイントの数が設計されている。このため、プロペラシャフトの重量やスペースの削減には限界があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、プロペラシャフトの軽量化を可能とし、さらなる燃費の改善を図ることができる四輪駆動車の駆動システム、四輪駆動車、及び四輪駆動車の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、［１］〜［４］の四輪駆動車の駆動システム、四輪駆動車、及び四輪駆動車の制御方法を提供する。
【０００９】
［１］駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪、及び走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪を有する四輪駆動車に搭載され、前記駆動源側の駆動力を前記補助駆動輪側に伝達するプロペラシャフトと、前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間のトルク伝達を遮断可能な第１の断続装置と、前記プロペラシャフトと前記補助駆動輪との間のトルク伝達を遮断可能な第２の断続装置と、前記四輪駆動車の車速が予め定められた設定速度以上であるとき、前記第１及び第２の断続装置によるトルク伝達を共に遮断する制御部と、を備えた四輪駆動車の駆動システム。
【００１０】
［２］前記プロペラシャフトの回転速度の許容値を車速に換算した前記プロペラシャフトの回転速度の車速換算許容値が、前記駆動源の駆動力を前記主駆動輪及び前記補助駆動輪に伝達する駆動力伝達系における他の構成部材の回転速度の車速換算許容値よりも低く設定されている、［１］に記載の四輪駆動車の駆動システム。
【００１１】
［３］駆動源と、前記駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪と、走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪と、前記駆動源側の駆動力を前記補助駆動輪側に伝達するプロペラシャフトと、前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間のトルク伝達を遮断可能な第１の断続装置と、前記プロペラシャフトと前記補助駆動輪との間のトルク伝達を遮断可能な第２の断続装置と、前記四輪駆動車の車速が予め定められた設定速度以上であるとき、前記第１及び第２の断続装置によるトルク伝達を共に遮断する制御部と、を備えた四輪駆動車。
【００１２】
［４］駆動源の駆動力が常時伝達される主駆動輪と、走行状態に応じて前記駆動源の駆動力が伝達される補助駆動輪と、前記駆動源側の駆動力を前記補助駆動輪側に伝達するプロペラシャフトと、前記駆動源と前記プロペラシャフトとの間のトルク伝達を遮断可能な第１の断続装置と、前記プロペラシャフトと前記補助駆動輪との間のトルク伝達を遮断可能な第２の断続装置とを備えた四輪駆動車の制御方法であって、前記四輪駆動車の車速が予め定められた設定速度以上であるとき、前記第１及び第２の断続装置によるトルク伝達を共に遮断する、四輪駆動車の制御方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プロペラシャフトの軽量化を可能とし、さらなる燃費の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る駆動システムが搭載された四輪駆動車両の概略を説明するために示す概略図。
【図２】本発明の実施の形態に係る噛み合いクラッチの要部を説明するために示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るトルクカップリングの要部を説明するために示す断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係るプロペラシャフトを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[第１の実施の形態]
図１は四輪駆動車の概略の構成例を示す。図１に示すように、四輪駆動車１００は、駆動源としてのエンジン１０２と、トランスミッション１０３と、主駆動輪としての一対の前輪１０４ａ，１０４ｂと、補助駆動輪としての一対の後輪１０５ａ，１０５ｂと、駆動力としてのエンジン１０２のトルクを一対の前輪１０４ａ，１０４ｂ及び一対の後輪１０５ａ，１０５ｂに伝達する駆動力伝達系１０１と、制御部としてのＥＣＵ５とを備えている。
【００１６】
駆動力伝達系１０１は、フロントディファレンシャル１０６と、噛み合いクラッチ３と、プロペラシャフト２と、リヤディファレンシャル１０７と、トルクカップリング４と、前輪側アクスルシャフト１０８ａ，１０８ｂと、左右後輪側アクスルシャフト１１２ａ，１１２ｂとを有し、エンジン１０２の駆動力を前輪１０４ａ，１０４ｂ及び後輪１０５ａ，１０５ｂに伝達するように構成されている。
【００１７】
噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４は、ＥＣＵ５によってその動作が制御される。噛み合いクラッチ３は、エンジン１０２とプロペラシャフト２との間のトルク伝達を遮断可能な第１の断続装置の一例である。また、トルクカップリング４は、プロペラシャフト２と後輪１０５ａ，１０５ｂとの間のトルク伝達を遮断可能な第２の断続装置の一例である。
【００１８】
フロントディファレンシャル１０６は、一対の前輪側アクスルシャフト１０８ａ，１０８ｂに連結された一対のサイドギヤ１０９、一対のサイドギヤ１０９にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１１０、一対のピニオンギヤ１１０を支持するピニオンギヤ支持部材１１１ａ、及びこれら一対のサイドギヤ１０９と一対のピニオンギヤ１１０とピニオンギヤ支持部材１１１ａを収容するフロントデフケース１１１を有している。
【００１９】
リヤディファレンシャル１０７は、一対のサイドギヤ１１３、一対のサイドギヤ１１３にギヤ軸を直交させて噛合する一対のピニオンギヤ１１４、一対のピニオンギヤ１１４を支持するピニオンギヤ支持部材１１５、及びこれら一対のサイドギヤ１１３と一対のピニオンギヤ１１４とピニオンギヤ支持部材１１５を収容するリヤデフケース１１６を有し、プロペラシャフト２とトルクカップリング４との間に配置されている。
【００２０】
一対のサイドギヤ１１３のうち左側のサイドギヤ１１３には、サイドギヤシャフト１４が相対回転不能に連結されている。また、一対のサイドギヤ１１３のうち右側のサイドギヤ１１３には、右後輪側アクスルシャフト１１２ｂが相対回転不能に連結されている。
【００２１】
エンジン１０２は、トランスミッション１０３及びフロントディファレンシャル１０６を介して、一対の前輪側アクスルシャフト１０８ａ，１０８ｂに駆動力を出力することにより一対の前輪１０４ａ，１０４ｂを駆動する。
【００２２】
また、エンジン１０２は、トランスミッション１０３，噛み合いクラッチ３，プロペラシャフト２，リヤディファレンシャル１０７，サイドギヤシャフト１４，及びトルクカップリング４を介して駆動力を左後輪側アクスルシャフト１１２ａに出力することにより左側の後輪１０５ａを、またトランスミッション１０３，噛み合いクラッチ３，プロペラシャフト２及びリヤディファレンシャル１０７を介して右後輪側アクスルシャフト１１２ｂに駆動力を出力することにより右側の後輪１０５ｂをそれぞれ駆動する。
【００２３】
プロペラシャフト２は、噛み合いクラッチ３とリヤディファレンシャル１０７との間に配置されている。そして、プロペラシャフト２は、エンジン１０２のトルクを回転部材としてのフロントデフケース１１１から受けて、前輪１０４ａ，１０４ｂ側から後輪１０５ａ，１０５ｂ側に伝達するように構成されている。プロペラシャフト２の前輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン６ａ及びリングギヤ６ｂからなる前輪側の歯車機構６が配置されている。プロペラシャフト２の後輪側端部には、互いに噛合するドライブピニオン７ａ及びリングギヤ７ｂからなる歯車機構７が配置されている。
【００２４】
（噛み合いクラッチ３の構成）
図２（ａ）は、噛み合いクラッチ３の概略の構成例を示す断面図である。噛み合いクラッチ３は、フロントデフケース１１１の軸方向の端部に固定された第１回転部材３１と、第１回転部材３１に対して同軸上で相対回転可能な第２回転部材３２と、第１回転部材３１及び第２回転部材３２の外周側を軸方向に移動可能なスリーブ３３とを有している。
【００２５】
第１回転部材３１は、前輪側アクスルシャフト１０８ｂを挿通させる環状であり、例えばボルト締めによってフロントデフケース１１１の端部に固定され、フロントデフケース１１１と一体に回転する。第１回転部材３１の外周には、複数の噛み合い歯３１ａが形成されている。
【００２６】
第２回転部材３２は、第１回転部材３１に対向する側の軸方向の一方の端部３２１が外側に拡径した円筒状であり、その中心部を前輪側アクスルシャフト１０８ｂが貫通している。第１回転部材３１の端部３２１の外周には、複数の噛み合い歯３２ａが形成されている。第２回転部材３２の軸方向の他方の端部３２２の外周には、リングギヤ６ｂが例えばボルト締めにより相対回転不能に固定されている。
【００２７】
第２回転部材３２及びフロントデフケース１１１は、図略の軸受によって車体に対してそれぞれ独立して回転可能かつ軸方向移動不能に支持されている。
【００２８】
スリーブ３３は環状であり、その内周面には第２回転部材３２の複数の噛み合い歯３２ａと常時噛み合い、前輪側アクスルシャフト１０８ｂの回転軸Ｏに沿った軸方向移動によって第１回転部材３１の複数の噛み合い歯３１ａとも噛み合うことが可能な複数の噛み合い歯３３ａが形成されている。また、スリーブ３３の外周側には環状の溝３３ｂが形成され、溝３３ｂにフォーク３４が摺動可能に嵌合されている。フォーク３４は、図略のアクチュエータによって、スリーブ３３と共に矢印Ａの方向に進退移動されるように構成されている。また、第１回転部材３１の外周側には、スリーブ３３の位置を確認するための近接センサ３５が配置されている。
【００２９】
図２（ｂ）は、第１回転部材３１の複数の噛み合い歯３１ａ及び第２回転部材３２の複数の噛み合い歯３２ａと、スリーブ３３の複数の噛み合い歯３３ａとの噛み合い状態の一例を示す概略図である。この図に示す状態では、第２回転部材３２の複数の噛み合い歯３２ａとスリーブ３３の複数の噛み合い歯３３ａとが噛み合っているが、第１回転部材３１の複数の噛み合い歯３１ａとスリーブ３３の複数の噛み合い歯３３ａとは噛み合っていない。従って、噛み合いクラッチ３は、第１回転部材３１と第２回転部材３２との相対回転が可能な解放状態であり、フロントデフケース１１１とプロペラシャフト２との間のトルク伝達が遮断されている。
【００３０】
また、この状態からスリーブ３３が矢印Ａの方向に移動すると、スリーブ３３の噛み合い歯３３ａが第１回転部材３１の隣り合う噛み合い歯３１ａの間に入り込み、噛み合い歯３１ａと噛み合い歯３３ａとが噛み合う係合状態となる。この係合状態では、スリーブ３３の複数の噛み合い歯３３ａが、第１回転部材３１の複数の噛み合い歯３１ａ及び第２回転部材３２の複数の噛み合い歯３２ａに共に噛み合うので、第１回転部材３１と第２回転部材３２との相対回転が不能となる。従って、フロントデフケース１１１とプロペラシャフト２とがトルク伝達可能に連結される。
【００３１】
スリーブ３３を矢印Ａ方向に移動させ、第１回転部材３１と第２回転部材３２とをスリーブ３３によって連結する際には、第１回転部材３１の回転と第２回転部材３２の回転とが同期している必要がある。ＥＣＵ５は、回転センサ１５（図１に示す）によって第１回転部材３１の回転速度を検出し、回転センサ１６（図１に示す）によって第２回転部材３２の回転速度を検出し、両回転速度の差が所定の閾値以下である場合にスリーブ３３を矢印Ａ方向に移動させる。
【００３２】
（トルクカップリング４の構成）
図３はトルクカップリング４及びその周辺部の構成例を示す。トルクカップリング４は、図３に示すように、多板クラッチ８，電磁クラッチ９，及びカム機構１０を有し、リヤディファレンシャル１０７，及び歯車機構７と共にディファレンシャルキャリア１１に収容されて、四輪駆動車１０１の左側の後輪１０５ａ側に配置されている。
【００３３】
そして、トルクカップリング４は、サイドギヤシャフト１４と左後輪側アクスルシャフト１１２ａとの間の伝達トルクを調整可能に構成されている。
【００３４】
すなわち、トルクカップリング４による連結時には、左後輪側アクスルシャフト１１２ａとプロペラシャフト２とが歯車機構７，リヤディファレンシャル１０７及びサイドギヤシャフト１４を介して、また右後輪側アクスルシャフト１１２ｂとプロペラシャフト２とが歯車機構７及びリヤディファレンシャル１０７を介してトルク伝達可能に連結される。
【００３５】
一方、トルクカップリング４による伝達トルクが遮断されてサイドギヤシャフト１４と左後輪側アクスルシャフト１１２ａとの連結が解除されると、左後輪側アクスルシャフト１１２ａにプロペラシャフト２からのトルクが伝達されなくなり、これに伴って右後輪側アクスルシャフト１１２ｂにもプロペラシャフト２からのトルクが伝達されなくなる。なお、右後輪側アクスルシャフト１１２ｂにもトルクが伝達されなくなるのは、一方のサイドギヤが空転すると他方のサイドギヤにもトルクが伝達されないという一般的なディファレンシャル装置の特性によるものである。
【００３６】
多板クラッチ８は、内部に収容空間を有するハウジング１２と軸状のインナシャフト１３との間に配置され、インナシャフト１３に相対回転不能にスプライン係合するインナクラッチプレート８ａと、ハウジング１２に相対回転不能にスプライン係合するアウタクラッチプレート８ｂとからなる。
【００３７】
ハウジング１２は、サイドギヤシャフト１４に例えばスプライン嵌合によって相対回転不能に連結され、左後輪側アクスルシャフト１１２ａの軸線回りに相対回転可能に支持されている。インナシャフト１３は、ハウジング１２の収容空間内に配置され、かつ左後輪側アクスルシャフト１１２ａに例えばスプライン嵌合によって相対回転不能に連結されている。
【００３８】
電磁クラッチ９は、コイル９ａ及びアーマチャカム９ｂを有し、ハウジング１２の回転軸線上に配置されている。電磁クラッチ９は、コイル９ａによる電磁力の発生によってアーマチャカム９ｂをコイル９ａ側に移動させ、ハウジング１２にアーマチャカム９ｂを連結するように構成されている。
【００３９】
カム機構１０は、カム部材としてのアーマチャカム９ｂを含み、このアーマチャカム９ｂにハウジング５の回転軸線に沿って並列するメインカム１０ａ、及びこのメインカム１０ａとアーマチャカム９ｂとの間に介在するカムフォロア１０ｂを有し、ハウジング１２内に収容されている。そして、カム機構１０は、コイル９ａへの通電によってアーマチャカム９ｂがハウジング１２からの回転力を受け、多板クラッチ８のクラッチ力となる押圧力に変換するように構成されている。コイル９ａへの通電量が多くなるとアーマチャカム９ｂとハウジング１２との摩擦力が増大し、メインカム１０ａがより強く多板クラッチ８を押圧する。すなわち、コイル９ａへの通電量に応じて多板クラッチ８の押圧力が制御可能であり、トルクカップリング４はプロペラシャフト２と後輪１０５ａ，１０５ｂとの間の伝達トルクを調整可能である。
【００４０】
（ＥＣＵ５の構成）
ＥＣＵ５は、噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４を動作させるための信号を出力し、噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４を制御する。また、ＥＣＵ５は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車内通信網を介して、四輪駆動車１００の車速や、前輪１０４ａ，１０４ｂ及び後輪１０５ａ，１０５ｂの回転速度、エンジン１０２の出力トルク、及び操舵角等の情報を取得可能である。
【００４１】
そして、ＥＣＵ５は、取得した各情報に基づいて後輪１０５ａ，１０５ｂに伝達すべき指令トルクを演算し、この指令トルクに応じたトルクが後輪１０５ａ，１０５ｂに伝達されるよう、噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４を制御する。
【００４２】
例えば、前輪１０４ａ，１０４ｂと後輪１０５ａ，１０５ｂとの回転速度差が大きくなった場合には、後輪１０５ａ，１０５ｂに伝達するトルクを大きくするように噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４を制御する。これにより、例えば前輪１０４ａ，１０４ｂにスリップが発生した場合に四輪駆動傾向の走行状態とし、前輪１０４ａ，１０４ｂのスリップを収束させる。また、ＥＣＵ５は、エンジン１０２の出力トルクの増大に応じて後輪１０５ａ，１０５ｂに伝達するトルクが大きくなるように噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４を制御する。これにより、前輪１０４ａ，１０４ｂに過大なトルクが伝達されることによるスリップを未然に防止する。
【００４３】
またさらに、本実施の形態に係るＥＣＵ５の特徴として、ＥＣＵ５が検知した四輪駆動車１００の車速が予め定められた設定速度以上であるとき、噛み合いクラッチ３によるフロントデフケース１１１とプロペラシャフト２との間のトルク伝達、及びトルクカップリング４（多板クラッチ８）による左後輪側アクスルシャフト１１２ａとサイドギヤ１１３との間のトルク伝達を共に遮断するように制御する。これにより、プロペラシャフト２は、駆動力伝達系１０１におけるトルク伝達方向の上流側及び下流側でトルク伝達が遮断されるので、四輪駆動車１００が走行状態であっても回転しなくなる。
【００４４】
つまり、ＥＣＵ５は、前輪１０４ａ，１０４ｂと後輪１０５ａ，１０５ｂとの回転速度差や、エンジン１０２の出力トルク、及び操舵角等にかかわらず、車速が予め定められた設定速度以上である場合には、常に噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４によるトルク伝達を共に遮断するように制御する。従って、プロペラシャフト２は、車速が上記予め定められた設定速度以上であるときには、車速に対応する回転速度では回転しない。
【００４５】
このような制御方法によって、プロペラシャフト２の回転速度の上限値が抑えられるため、当該制御を行わない場合に比較して、プロペラシャフト２を軽量化することが可能となる。つまり、四輪駆動車が例えば時速２２０ｋｍで走行可能な性能を有している場合、従来の制御方法では、この最高速度で走行した場合にも、プロペラシャフトに異常を来さないように、プロペラシャフトの剛性を確保する必要があったが、本実施の形態に係る制御方法によれば、プロペラシャフト２の回転速度の上限値が抑えられるので、例えばプロペラシャフト２の直径を小さく（細く）することが可能となる。
【００４６】
上記予め定められた設定速度は、時速１００〜１３０ｋｍに設定することが望ましい。時速１００ｋｍ未満に設定した場合には、例えば高速道路を走行中に、噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４によるトルク伝達を遮断する制御が頻繁に行われることとなり得るので好ましくない。また、時速１３０ｋｍを超える値に設定した場合には、上記の制御方法によってプロペラシャフトを小型軽量化できる効果が乏しくなるので好ましくない。
【００４７】
図４は、本実施の形態に係る制御によってプロペラシャフト２を細径化した場合の効果の程度を検証するため、時速２２０ｋｍでの走行に対応するために必要なプロペラシャフトの外形を二点鎖線で示すと共に、時速１２０ｋｍでの走行に対応するために必要なプロペラシャフトの外形を実線で示した説明図である。
【００４８】
このプロペラシャフト２は、第１シャフト部２１と第２シャフト部２２とを有し、第１シャフト部２１のスプライン嵌合部２２１と第２シャフト部２２のスプライン嵌合部２２２とがスプライン嵌合することにより、第１シャフト部２１及び第２シャフト部２２が回転軸線Ｏ方向に沿って相対移動可能かつ相対回転不能とされている。
【００４９】
第１シャフト部２１は、他の回転部材に例えば十字継手によって連結されるヨーク２１１と、スプライン嵌合部２１３と、ヨーク２１１とスプライン嵌合部２１３との間に設けられた軸部２１２とを有している。第２シャフト部２２は、スプライン嵌合部２２１と、ヨーク２２３と、スプライン嵌合部２２１とヨーク２２３との間に形成された中空の円筒部２２２とを有している。図４に示す例では、第１シャフト部２１及び第２シャフト部２２の各部のうち、最も軸方向長さが長い第２シャフト部２２の円筒部２２２の直径を小さくしている。
【００５０】
図４に示す検証結果では、時速２２０ｋｍに対応する場合と時速１２０ｋｍに対応する場合とを比較すると、円筒部２２２の直径がＤ１（Ｄ１＝８２．６ｍｍ）からＤ２（Ｄ２＝４２ｍｍ）となり、円筒部２２２の直径を約半分にできると共に、プロペラシャフト２の重量も約半分となった。なお、円筒部２２２の肉厚は共に１．８ｍｍとした。
【００５１】
このように、車速が予め定められた設定速度以上であるときにプロペラシャフト２を回転しないようにすることで、プロペラシャフト２を小型化し、あるいは薄肉化することが可能となり、これによりプロペラシャフト２を軽量化することができる。また、プロペラシャフト２の両端部間（歯車機構６と歯車機構７との間）にジョイントを設ける場合、そのジョイントの数を削減し得る。
【００５２】
また、本実施の形態では、プロペラシャフト２の回転速度の許容値を車速に換算したプロペラシャフト２の回転速度の車速換算許容値が、駆動力伝達系１０１を構成するフロントディファレンシャル１０６、噛み合いクラッチ３、プロペラシャフト２、リヤディファレンシャル１０７、トルクカップリング４、前輪側アクスルシャフト１０８ａ，１０８ｂ、及び後輪側アクスルシャフト１１２ａ，１１２ｂの回転速度の車速換算許容値よりも低く設定されている。
【００５３】
ここで、車速換算許容値とは、その車速以上の速度で四輪駆動車１００が走行した場合に、当該部材又は装置に過大な振動等の何らかの異常が発生し得る速度であり、当該部材の剛性等によって定まる値である。例えば、ある部材の車速換算許容値が時速１５０ｋｍである場合、車速が時速１５０ｋｍ以下であれば当該部材に異常が発生しないことが保証されていることとなる。
【００５４】
なお、駆動力伝達系１０１を構成する各部材等は、トランスミッション１０３の出力軸の回転に対する減速比の違いによって、単に時間当たりの回転数（回転速度）によって使用に際しての許容値を比較することができないため、ここでは車速に換算した許容値を比較している。
【００５５】
従って、プロペラシャフト２の回転速度の許容値を車速に換算したプロペラシャフト２の回転速度の車速換算許容値が、駆動力伝達系１０１を構成する他の部材等の車速換算許容値よりも低い場合、噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４によるトルク伝達を共に遮断する制御を行わなければ、車速の上昇に伴って、最初にプロペラシャフト２に何らかの異常が発生することとなる。
【００５６】
しかし、このような高速走行時におけるプロペラシャフト２の異常は、車速が上記予め定められた設定速度以上であるときに噛み合いクラッチ３及びトルクカップリング４によるトルク伝達を共に遮断する制御によって回避されるので、プロペラシャフト２の回転速度の許容値を超える車速で四輪駆動車１００が走行した場合でも、プロペラシャフト２に異常が発生することなく、安定した走行を行うことが可能である。
【００５７】
［他の実施の形態］
以上、本発明の駆動力配分制御装置、及び四輪駆動車を上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【００５８】
例えば、上記実施の形態では、プロペラシャフト２のエンジン１０２側に噛み合いクラッチ３を配置し、プロペラシャフト２の後輪１０５ａ，１０５ｂ側にトルクカップリング４を配置したが、これに限らず、プロペラシャフト２のエンジン１０２側にトルクカップリング４を配置し、プロペラシャフト２の後輪１０５ａ，１０５ｂ側に噛み合いクラッチ３を配置してもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態では、前輪１０４ａ，１０４ｂを主駆動輪とし、後輪１０５ａ，１０５ｂを補助駆動輪とした場合について説明したが、これに限らず、前輪１０４ａ，１０４ｂを補助駆動輪とし、後輪１０５ａ，１０５ｂを主駆動輪とする四輪駆動車にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
２…プロペラシャフト、３…噛み合いクラッチ、４…トルクカップリング、５…ハウジング、６…歯車機構、６ａ…ドライブピニオン、６ｂ…リングギヤ、７…歯車機構、７ａ…ドライブピニオン、７ｂ…リングギヤ、８…多板クラッチ、８ａ…インナクラッチプレート、８ｂ…アウタクラッチプレート、９…電磁クラッチ、９ａ…コイル、９ｂ…アーマチャカム、１０…カム機構、１０ａ…メインカム、１０ｂ…カムフォロア、１２…ハウジング、１３…インナシャフト、１４…サイドギヤシャフト、１５，１６…回転センサ、２１…第１シャフト部、２２…第２シャフト部、３１…第１回転部材、３１ａ…噛み合い歯、３２…第２回転部材、３２ａ…噛み合い歯、３３…スリーブ、３３ａ…噛み合い歯、３３ｂ…溝、３４…フォーク、３５…近接センサ、１００…四輪駆動車、１０１…駆動力伝達系、１０２…エンジン、１０３…トランスミッション、１０４…前輪、１０５ａ，１０５ｂ…後輪、１０６…フロントディファレンシャル、１０７…リヤディファレンシャル、１０８ａ，１０８ｂ…前輪側アクスルシャフト、１０９…サイドギヤ、１１０…ピニオンギヤ、１１１…フロントデフケース、１１２ａ…左後輪側アクスルシャフト、１１２ｂ…右後輪側アクスルシャフト、１１３…サイドギヤ、１１４…ピニオンギヤ、１１５…ピニオンギヤ支持部材、１１６…リヤデフケース、２１１，２２３…ヨーク、２１２…軸部、２１３，２２１…スプライン嵌合部、２２２…円筒部、３２１，３２２…端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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