(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する主駆動手段と、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する副駆動手段と、同副駆動手段と前記副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結を断続する電磁制御式のクラッチと、同クラッチの断続を制御する制御装置を備え、前記副駆動輪側を駆動する際には、前記クラッチにより前記副駆動手段と前記副駆動輪側とを駆動力伝達可能に連結して、前記副駆動手段にて前記副駆動輪側を駆動する形式の前後輪駆動車用の駆動装置であり、当該駆動装置は、前記副駆動手段と前記副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結状態を前記クラッチにより遮断する際に同クラッチにおける引きずりトルクによる同クラッチより上流側部のつれ回りを防止するつれ回り防止手段を備え、前記制御装置は、前記クラッチの遮断状態を確認して前記つれ回り防止手段を動作させることを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の前後輪駆動車用の駆動装置において、前記つれ回り防止手段は、前記副駆動手段に前記クラッチの引きずりトルクとは逆方向のトルクを付与して同副駆動手段のつれ回りを所定値以下に低減するつれ回り防止手段であることを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の前後輪駆動車用の駆動装置において、前記つれ回り防止手段は、前記副駆動手段に制動力を付与して同副駆動手段のつれ回りを所定値以下に低減するつれ回り防止手段であることを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の前後輪駆動車用の駆動装置において、前記つれ回り防止手段は、前記副駆動手段と前記クラッチ間に介装されたブレーキ機構またはロック機構であることを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項５】
前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する内燃機関であるエンジンと、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する電動モータと、同電動モータと前記副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結を断続する電磁制御式のクラッチと、同クラッチの断続を制御する制御装置を備え、前記副駆動輪側を駆動する際には、前記クラッチにより前記電動モータと前記副駆動輪側とを駆動力伝達可能に連結して、前記電動モータにて前記副駆動輪側を駆動する形式の前後輪駆動車用の駆動装置であり、当該駆動装置は、前記エンジンにて駆動して前記電動モータの駆動源としての電力を発生させるジェネレータと、前記電動モータと前記副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結状態を前記クラッチにより遮断する際に同クラッチにおける引きずりトルクによる同クラッチより上流側部のつれ回りを防止するつれ回り防止手段を備え、同つれ回り防止手段は、前記ジェネレータで発電される電力を制御して前記電動モータの回転を規制する規制力を発生させるつれ回り防止手段であり、前記制御装置は、前記クラッチの遮断状態を確認して前記つれ回り防止手段を動作させることを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載の前後輪駆動車用の駆動装置において、前記ジェネレータは発電電圧可変の発電機であって、前記副駆動輪側の駆動時には前記ジェネレータから前記電動モータに電力が供給され、かつ、つれ回り防止時には前記ジェネレータの電力を蓄電している低電圧バッテリーから前記電動モータに電力が供給されることを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【請求項７】
前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する内燃機関であるエンジンと、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する電動モータと、同電動モータと前記副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結を断続する電磁制御式のクラッチと、同クラッチの断続を制御する制御装置と、同クラッチにおける引きずりトルクによる同クラッチより上流側部のつれ回りを防止するつれ回り防止手段を備え、前記副駆動輪側を駆動する際には、前記クラッチにより前記電動モータと前記副駆動輪側とを駆動力伝達可能に連結して、前記電動モータにて前記副駆動輪側を駆動する形式の前後輪駆動車用の駆動装置であり、前記電動モータは、機械的エネルギーと電気的エネルギーを選択的に切替え可能な電動モータであって、同電動モータの回生電力を駆動源とし、前記つれ回り防止手段は、前記回生電力を前記電動モータに供給して制動力を発生させるつれ回り防止手段であり、前記制御装置は、前記クラッチの遮断状態を確認して前記つれ回り防止手段を動作させることを特徴とする前後輪駆動車用の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前後輪駆動車用の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の駆動装置の一形式として、前後輪の一方である主駆動輪側を主駆動手段で駆動し、かつ、前後輪の他方である副駆動輪側を副駆動手段で駆動する形式の前後輪駆動車用の駆動装置がある。当該形式の駆動装置は、通常走行時には、主駆動手段にて主駆動輪を駆動して主駆動輪の単独駆動走行状態を形成し、かつ、車両の発進時や低速走行時には、主駆動手段および副駆動手段を駆動することにより、自動車の前後輪の両方（主駆動輪および副駆動輪）を共に駆動して前後の両輪駆動走行状態を形成するものであり、その一例が、特開２００１−２５３２５６号公報に「車両駆動装置」の名称で提案されている。
【０００３】
当該車両駆動装置は具体的には、前輪側を主駆動手段であるエンジンで駆動し、かつ、後輪側を副駆動手段である電動モータで駆動するもので、エンジンで駆動される第１の発電機、第１の発電機で発生する電力を蓄電する低電圧バッテリー、エンジンで駆動される第２の発電機を備え、第２の発電機で発生する電力を電動モータに供給して後輪側を駆動するように構成されている。
【０００４】
当該車両駆動装置によれば、通常の四輪駆動車では必須不可欠としている、エンジンの駆動力を後輪側へ伝達するための長尺のドライブシャフト等、長尺の駆動伝達機構が不要となり、車両の重量の低減と、大幅な省エネルギー化とを図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種形式の駆動装置においては、上記した車両駆動装置に認められるように、電動モータにて駆動される副駆動輪側と同電動モータ側間にクラッチが介在していて、副駆動輪側が非駆動の状態にある場合には、同クラッチにより、副駆動輪側と電動モータとの駆動力伝達可能な連結状態を遮断し、副駆動車輪側を駆動状態にする場合には、同クラッチにより、副駆動輪側と電動モータ側とを駆動力伝達可能に連結するように構成されている。
【０００６】
このような構成の駆動装置においては、駆動状態にある副駆動輪側を非駆動状態にすべく、クラッチにより、副駆動輪側と電動モータとの駆動力伝達可能な連結状態を遮断した場合には、クラッチには引きずりトルクが発生して、引きずりトルクは電動モータをつれ回りさせ、モータ構成要素やベアリングを損耗させるという不具合を生じさせるおそれがある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、当該クラッチを備えるこの種形式の前後輪駆動車用の駆動装置において、当該クラッチによる副駆動輪側と副駆動手段との駆動力伝達可能な連結状態を遮断する際に、当該クラッチにおける引きずりトルクによるつれ回りの発生を防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前後輪駆動車用の駆動装置に関するものである。本発明に係る駆動装置は、前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する主駆動手段と、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する副駆動手段と、同副駆動手段と前記副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結を断続するクラッチと、同クラッチの断続を制御する制御装置を備え、前記副駆動輪側を駆動する際には、前記クラッチにより前記副駆動手段と前記副駆動輪側とを駆動力伝達可能に連結して、前記副駆動手段にて前記副駆動輪側を駆動する形式の前後輪駆動車用の駆動装置である。
【０００９】
しかして、本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置は、上記した形式の前後輪駆動車用の駆動装置において、前記副駆動手段と前記副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結状態を前記クラッチにより遮断する際に同クラッチにおける引きずりトルクによる同クラッチより上流側部のつれ回り防止手段を備え、前記制御装置は、前記クラッチの遮断状態を確認して前記つれ回り防止手段を動作させることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置においては、前記つれ回り防止手段を、前記副駆動手段に前記クラッチの引きずりトルクとは逆方向のトルクを付与して同副駆動手段のつれ回りを所定値以下に低減させる構成とすることができ、また、前記副駆動手段に制動力を付与して同副駆動手段のつれ回りを所定値以下に低減させる構成とすることができ、また、前記副駆動手段と前記クラッチ間に介装されたブレーキ機構またはロック機構とすることができる。
【００１１】
本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置においては、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する前記副駆動手段として電動モータを採用するとともに、同副駆動手段の駆動源である電力の発生手段として、前記主駆動手段にて駆動して前記電動モータの駆動源としての電力を発生させるジェネレータを採用することができる。
【００１２】
当該駆動装置においては、前記つれ回り防止手段を、前記ジェネレータの発電電力を制御して前記電動モータの回転を規制する規制力を発生させる構成とすることができる。また、当該駆動装置においては、前記ジェネレータとして発電電圧可変の発電機を採用して、前記副駆動輪側の駆動時には前記ジェネレータから前記電動モータに電力を供給し、かつ、つれ回り防止時には前記ジェネレータの電力を蓄電している低電圧バッテリーから前記電動モータに電力を供給するように構成することができる。
【００１３】
また、本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置においては、副駆動手段である電動モータとして、機械的エネルギーと電気的エネルギーを選択的に切替えて出力可能な電動モータを採用して、同電動モータで発生する回生電力を、同電動モータの駆動源とすることができる。当該駆動装置においては、前記ジェネレータとは異なる電力源である回生電力を前記電動モータに供給して制動力を発生させる構成とすることができる。
【００１４】
【発明の作用・効果】
このように、本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置は、副駆動手段と副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結状態をクラッチにより遮断する際に、同クラッチにおける引きずりトルクによる同クラッチより上流側部のつれ回りを防止するつれ回り防止手段を備えているものである。このため、当該駆動装置によれば、クラッチによる副駆動輪側と副駆動手段との駆動力伝達可能な連結状態を遮断する際に、当該クラッチにおける引きずりトルクに起因する、同クラッチより上流側部のつれ回りを防止することができ、これにより、同クラッチの引きずりトルクに起因する副駆動手段側の構成要素やベアリング等の損耗を防止することができる。
【００１５】
本発明に係る前後輪駆動装置においては、副駆動手段を駆動する形式に応じて、つれ回り防止手段を、当該形式に見合った適宜の構成とすることができる。つれ回り防止手段は、例えば、副駆動手段にクラッチの引きずりトルクとは逆方向のトルクを付与して副駆動手段のつれ回りを所定値以下に低減させる構成、副駆動手段に制動力を付与して副駆動手段のつれ回りを所定値以下に低減させる構成、または、副駆動手段とクラッチ間にブレーキ機構またはロック機構を介装する構成等とすることができる。
【００１６】
本発明に係る前後輪駆動車用の駆動装置においては、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する副駆動手段として電動モータを採用するとともに、副駆動手段の駆動源である電力の発生手段として、主駆動手段にて駆動して電動モータの駆動源としての電力を発生させるジェネレータを採用する構成とすることができる。当該駆動装置においては、上記した各つれ回り防止手段を採用することができることは勿論であるが、つれ回り防止手段を、ジェネレータの発電電力を制御して電動モータの回転を規制する規制力を発生させる構成とすることができる。
【００１７】
この場合、ジェネレータとして発電電圧可変の発電機を採用して、副駆動輪側の駆動時にはジェネレータから電動モータに電力を供給し、かつ、つれ回り防止時にはジェネレータの電力を蓄電している低電圧バッテリーから電動モータに電力を供給するように構成することができる。
【００１８】
さらにまた、本発明に係る駆動装置においては、副駆動手段として、電気的エネルギーと機械的エネルギーを選択的に切替えて出力可能な電動モータを採用することができ、このような場合には、ジェネレータからの電力供給系路とは異なる電力供給経路から電動モータに電力を供給して制動力を発生させる構成とすることができる。
【００１９】
従来、電動モータのクラッチの引きずりトルクに起因するつれ回りを防止する手段としては、電動モータの摩擦トルクをクラッチの引きずりトルクより大きく設定する手段が採られているが、当該防止手段では、電動モータにおける摩擦が大きくてモータ駆動時の損失が大きい。しかしながら、本発明に係る前後輪駆動装置においては、電動モータ等副駆動手段の摩擦に頼らない上記した各つれ回り防止手段を採用することから、電動モータ等副駆動手段における通常の駆動時の損失を小さくすることができ、かつ、電動モータ等副駆動手段のクラッチの引きずりトルクに起因するつれ回りを的確に防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、前後輪駆動車用の駆動装置に関するものであり、前後輪の一方である主駆動輪側を駆動する主駆動手段と、前後輪の他方である副駆動輪側を駆動する副駆動手段と、同副駆動手段と前記副駆動輪側との駆動力伝達可能な連結を断続するクラッチを備え、前記副駆動輪側を駆動する際には、前記クラッチにより前記副駆動手段と前記副駆動輪側とを駆動力伝達可能に連結して、前記副駆動手段にて前記副駆動輪側を駆動する形式の前後輪駆動車用の駆動装置を適用対象とするものである。当該形式の前後輪駆動車用の駆動装置には、幾多のタイプの駆動装置があり、本実施形態では、図１および図４に示す２つのタイプの駆動装置を例示する。
【００２１】
図１には、本発明に係る第１駆動装置を搭載して構成した第１の四輪駆動車１０を概略的に示している。第１の駆動装置は、主駆動輪である前輪側を駆動する第１駆動機構１０ａと、副駆動輪である後輪側を駆動する第２駆動機構１０ｂと、第２駆動機構１０ｂを制御する制御装置１０ｃを備えている。
【００２２】
第１駆動機構１０ａは、内燃機関であるエンジン１１および発電機であるジェネレータ１２を備えている。第１駆動機構１０ａにおいて、エンジン１１の駆動力は、トランスミッション１３ａ、減速ギヤ列１３ｂ、フロントディファレンシャル１３ｃを経て各ドライブシャフト１３ｄに伝達され、各ドライブシャフト１３ｄによって前輪１３ｅが駆動される。この間、エンジン１１は、ジェネレータ１２を駆動して電力を発生させる。発生した電力は、低電圧バッテリー１４に蓄電される。低電圧バッテリー１４は、補機駆動用のバッテリーであって、例えば１２Ｖバッテリーである。
【００２３】
第２駆動機構１０ｂは、電動モータ１５、ＤＣ−ＤＣコンバータ１６、高電圧バッテリー１７、および電磁クラッチ１８を備えている。高電圧バッテリー１７は、電動モータ１５を駆動する専用のバッテリーであって、例えば３６Ｖバッテリーである。電動モータ１５は、電気的エネルギーと機械的エネルギーを選択的に切替えて出力可能な電動モータ１５であって、他励磁式モータ、ＤＣモータ、ブラシレスモータ等を適宜使用することができる。
【００２４】
第２駆動機構１０ｂにおいては、電動モータ１５は電力の供給を受けて駆動し、電動モータ１５の駆動力は減速ギヤ列１９ａ、電磁クラッチ１８、およびリヤディファレンシャル１９ｂを経て各ドライブシャフト１９ｃに伝達され、各ドライブシャフト１９ｃによって後輪１９ｄが駆動される。また、電動モータ１５は、後輪１９ｄ側からの駆動力を受けた場合には、発電機として機能して回生電力を発生させる。発生した回生電力は、制御装置１０ｃを構成する駆動回路１０ｃ2を介して高電圧バッテリー１７に蓄電される。
【００２５】
制御装置１０ｃは、図２に示すように、アクセル開度センサＳ1、車輪速センサＳ2、ブレーキセンサＳ3、高電圧バッテリーの電圧センサＳ4、４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ5、電動モータ１５の回転状態を検出するモータセンサＳ6に接続されているもので、ＭＰＵ（マイクロプロッセサ）１０ｃ1および駆動回路１０ｃ2を備えている。
【００２６】
ＭＰＵ１０ｃ1は、ＣＰＵと、電動モータ１５および電磁クラッチ１８を制御する制御用プログラムやデータを保持するメモリを有するもので、各センサＳ1〜Ｓ6から出力される検出信号を、インタフェースを介して取り込んで、電動モータ１５や電磁クラッチ１８等の動作すべき状態を判定し、電動モータ１５や電磁クラッチ１８等の動作すべき状態を指令信号として、インタフェースを介して駆動回路１０ｃ2に出力する。駆動回路１０ｃ2は、ＭＰＵ１０ｃ1からの指令信号に基づいて、電動モータ１５の駆動および発電を制御し、かつ、電磁クラッチ１８のＯＮ−ＯＦＦ制御を行う。ＭＰＵ１０ｃ1が有する制御用プログラムは、電磁クラッチ１８における引きずりトルクに起因するつれ回りを防止する制御プログラムを保持している。
【００２７】
すなわち、制御装置１０ｃは、四輪駆動状態の成否を制御する制御機能、電動モータ１５の駆動、切替えを制御する制御機能、電磁クラッチ１８における引きずりトルクに起因するつれ回りを防止する制御機能を備えている。
【００２８】
制御装置１０ｃは、４ＷＤスイッチがＯＮしている場合に、電動モータ１５よび電磁クラッチ１８の作動状態を選択する制御を行う。制御装置１０ｃは、アクセル開度センサＳ1、車輪速センサＳ2、ブレーキセンサＳ3、高電圧バッテリーの電圧センサＳ4、４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ5からの信号に基づいて、電動モータ１５が作動すべき状態、電磁クラッチ１８の作動すべき状態を判定する。判定結果は指令信号として駆動回路１０ｃ2に出力され、駆動回路１０ｃ2は、当該指令信号に基づいて電動モータ１５および電磁クラッチ１８の作動を制御する。
【００２９】
図３は、制御装置１０ｃによる電動モータ１５および電磁クラッチ１８の作動を制御する制御プログラムを実行するフローチャートである。制御装置１０ｃを構成するマイクロコンピュータは、ステップ１０１にて、４ＷＤスイッチがＯＮ状態であると判定した場合には、ステップ１０２にて、電動モータ１５の作動状態を選択すべき判定を行う。また、マイクロコンピュータは、ステップ１０１にて、４ＷＤスイッチがＯＦＦ状態であると判定した場合には、ステップ１０３にて電磁クラッチ１８をＯＦＦして、制御プログラムの実行を終了する。
【００３０】
マイクロコンピュータは、ステップ１０２にて、電動モータ１５が発電作動を選択すべき否かの発電制御の判定を行う。発電制御の判定は、高電圧バッテリー１７の電圧、車輪速、ブレーキの作動状態に基づいて行い、高電圧バッテリー１７の電圧が所定値以下で、車輪速が所定値以下で、ブレーキが作動状態にある場合には発電制御と判定して、プログラムをステップ１０４に進め、ステップ１０４にて電磁クラッチ１８をＯＮし、ステップ１０５にて電動モータ１５を発電作動可能態に制御する。これにより、電動モータ１５は、後輪１９ｄ側からの駆動力により駆動して回生電力を発生させる。発生した回生電力は、制御装置１０ｃの駆動回路１０ｃ2を介して高電圧バッテリー１７に蓄電され、高電圧バッテリー１７の電圧を所定値以上に上昇させる。
【００３１】
マイクロコンピュータは、ステップ１０２にて、発電制御でないと判定した場合には、プログラムをステップ１０６に進め、ステップ１０６にて、電動モータ１５が駆動作動を選択すべきか否かの駆動制御の判定を行う。駆動制御の判定は、アクセル開度センサや車輪速センサ等の信号に基づいて行い、車両は低速状態でアクセル開度が一定以上である場合には駆動制御と判定して、プログラムをステップ１０７に進め、ステップ１０７にて電磁クラッチ１８をＯＮし、ステップ１０８にて電動モータ１５を駆動可能状態に制御するとともに、高電圧バッテリー１７から制御装置１０ｃの駆動回路１０ｃ2を介して電動モータ１５へ電力を供給する。これにより、後輪１９ｄは、電動モータ１５の駆動によって駆動し、車両を四輪駆動走行状態とする。
【００３２】
また、マイクロコンピュータは、ステップ１０６にて、駆動制御ではないと判定した場合には、プログラムをステップ１０９に進めて電磁クラッチ１８をＯＦＦにするとともに、ステップ１１０にて、高電圧バッテリー１７から電動モータ１５へ電力を供給することなく電動モータ１５を非駆動状態に維持する。
【００３３】
マイクロコンピュータは、以上の制御プログラムを当該フローチャートに基づいて循環して実行する。この場合、電磁クラッチ１８を遮断（ＯＦＦ）した際には、後述する、電磁クラッチ１８におけるトルク発生を規制する制御を行う。
【００３４】
このように、当該駆動装置を搭載した前後輪駆動車１０においては、制御装置１０ｃの作動により、必要時、車両を四輪駆動状態に円滑に変更することができるとともに、後輪１９ｄの駆動源である電力を、その消費に応じて支障なく蓄電することができるものであるが、後輪１９ｄの駆動手段である電動モータ１５を駆動する駆動源として高電圧バッテリー１７の蓄電電力を採用して、電動モータ１５を駆動する専用の発電機の使用を廃止している。高電圧バッテリー１７は、車両の狭いスペースのどこにでも搭載可能であり、従って、当該駆動装置の車両への搭載性は極めて良好である。
【００３５】
また、電動モータ１５の駆動源として、電動モータ１５を駆動させる専用の発電機に替えて高電圧バッテリー１７の蓄電電力を採用することにより、四輪駆動車の構成には、二輪駆動車の設計を大幅に変更する必要がなくて、四輪駆動車の構成に四輪駆動車の専用設計が不要となる。このため、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を大幅に軽減することができる。
【００３６】
また、当該駆動装置においては、高電圧バッテリー１７の蓄電用電源として、主駆動手段であるエンジン１１にて駆動するジェネレータ１２で発生する電力を蓄電する低電圧バッテリー１４を選定して、低電圧バッテリー１４の蓄電電力を高電圧に変換して高電圧バッテリー１７に蓄電させるＤＣ−ＤＣコンバータ１６を備える構成としている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１６は、高電圧バッテリー１７と同様に、車両の狭いスペースのどこにでも搭載可能であり、従って、当該駆動装置の車両への良好な搭載性は十分に確保される。
【００３７】
また、当該駆動装置においては、後輪１９ｄの駆動手段として、電気的エネルギーと機械的エネルギーを選択的に変換して出力可能な電動モータ１５を採用して、高電圧バッテリー１７の蓄電用電源として電動モータ１５を選定し、電動モータ１５で発生する回生電力によっても、高電圧バッテリー１７を蓄電するように構成している。かかる構成によれば、電動モータ１５の回生電力を有効に利用して、エネルギーの利用効率を高めることができる。
【００３８】
また、当該駆動装置においては、電動モータ１５の駆動力の後輪１９ｄ側への伝達を断続する電磁クラッチ１８、および、駆動装置の各構成部品を車両の状態に応じて制御する制御装置１０ｃを備える構成としている。これにより、当該駆動装置を、意図する車両状態を的確に形成すべく作動させて、総合的に、エネルギーの利用効率を一層高めることができる。
【００３９】
当該駆動装置は、このように、当該形式の四輪駆動車を構成するために極めて有効な駆動装置であるが、当該駆動装置を構成する制御装置１０ｃは、電磁クラッチ１８のＯＦＦ時に電磁クラッチ１８における引きずりトルクによる同クラッチ１８より上流側部のつれ回りを防止する制御機能（後述するつれ回り防止手段）を備えている。当該つれ回り防止手段は、電動モータ１５を駆動して電磁クラッチ１８に、同クラッチ１８における引きずりトルクとは逆方向のトルクを付与する手段であって、制御装置１０ｃは当該逆方向のトルクを発生すべく、制御プログラムを後述するフローチャートに基づいて実行する。
【００４０】
図４は、本発明に係る第２駆動装置を搭載して形成した第２の四輪駆動車２０を概略的に示している。当該駆動装置は、前輪側を駆動する第１駆動機構２０ａと、後輪側を駆動する第２駆動機構２０ｂと、第２駆動機構２０ｂを制御する制御装置２０ｃを備えている。
【００４１】
第１駆動機構２０ａは、内燃機関であるエンジン２１および発電機であるジェネレータ２２を備えている。第１駆動機構２０ａにおいて、エンジン２１の駆動力は、トランスミッション２３ａ、減速ギヤ列２３ｂ、フロントディファレンシャル２３ｃを経て各ドライブシャフト２３ｄに伝達され、各ドライブシャフト２３ｄによって前輪２３ｅが駆動される。この間、エンジン２１は、ジェネレータ２２を駆動して電力を発生させる。
【００４２】
第２駆動機構２０ｂは、電動モータ２４および電磁クラッチ２５を備えている。電動モータ２４は、高電圧の電力の供給を受けて駆動する。電磁クラッチ２５がＯＮして結合している場合に電動モータ２４が駆動すると、電動モータ２４の駆動力は、減速ギヤ列２６ａ、電磁クラッチ２５、およびリヤディファレンシャル２６ｂを経て各ドライブシャフト２６ｃに伝達され、各ドライブシャフト２６ｃによって後輪２６ｄが駆動される。
【００４３】
第１駆動機構２０ａを構成するジェネレータ２２は発電電圧可変の発電機であって、切替スイッチ２７を介して、低電圧バッテリー２８と電動モータ２４とに選択的に接続される構成となっている。低電圧バッテリー２８は、車両に搭載されている各種の補機部品２９を駆動すべく機能する。切替スイッチ２７の切替操動作は、制御装置２０ｃの駆動回路２０ｃ2を介し行われる。
【００４４】
制御装置２０ｃは、図５に示すように、アクセル開度センサＳ1、車輪速センサＳ2、ブレーキセンサＳ3、低電圧バッテリーの電圧センサＳ4、４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ5、電動モータ２４の回転状態を検出するモータセンサＳ6に接続されているもので、ＭＰＵ（マイクロプロッセサ）２０ｃ1および駆動回路２０ｃ2を備えている。
【００４５】
ＭＰＵ２０ｃ1は、ＣＰＵと、ジェネレータ２２、電磁クラッチ２５および切替スイッチ２７を制御する制御プログラムやデータを保持するメモリを有するもので、各センサＳ1〜Ｓ6にて出力される検出信号を、インタフェースを介して取り込んで、ジェネレータ２２、電動モータ２４、電磁クラッチ２５および切替スイッチ２７の動作すべき状態を判定し、ジェネレータ２２、電動モータ２４、電磁クラッチ２５および切替スイッチ２７の動作すべき状態を指令信号として、インタフェースを介して駆動回路２０ｃ2に出力する。駆動回路２０ｃ2は、ＭＰＵ２０ｃ1からの指令信号に基づいて、切替スイッチ２７の切替動作を制御し、ジェネレータ２２の発電電力を制御し、電動モータ２４の駆動を制御し、かつ、電磁クラッチ２５のＯＮ−ＯＦＦ制御を行う。ＭＰＵ２０ｃ1が有する制御プログラムは、第１駆動装置と同様に、電磁クラッチ２５における引きずりトルクによる同クラッチ２５より上流側部のつれ回りを防止する制御プログラムを保持している。
【００４６】
すなわち、制御装置２０ｃは、四輪駆動状態の成否を制御する制御機能、ジェネレータ２２の発電電力を制御する制御機能、電動モータ２４の駆動を制御する制御機能、切替スイッチ２７の切替を制御する制御機能、電磁クラッチ２５における引きずりトルクに起因するつれ回りを防止する制御機能を備えている。
【００４７】
制御装置２０ｃを構成するマイクロコンピュータは、４ＷＤスイッチがＯＮしている場合に、四輪駆動状態を選択すべきか否かを判定し、四輪駆動状態を選択すべき判定をした場合には、切替スイッチ２７の切替状態を選択し得る状態にあるか否かを判定し、切替スイッチ２７が切替状態を選択し得る状態にあると判定した場合には、切替スイッチ２７を切替動作するとともに、電磁クラッチ２５をＯＮして結合動作し、かつ、ジェネレータ２２の発電状態を低電圧側から高電圧側に切替えて、ジェネレータ２２を電動モータ２４に接続する。
【００４８】
これにより、ジェネレータ２２は、高電圧の電力を電動モータ２４に供給して、電動モータ２４を駆動して車両を四輪駆動状態に形成する。なお、マイクロコンピュータによる四輪駆動状態を選択すべきか否かの判定は、アクセル開度センサＳ1、車輪速センサＳ2、ブレーキセンサＳ3、低電圧バッテリーの電圧センサＳ4、４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ5からの検出信号に基づいて行い、車両の発進時、加速時、低速走行時等で、低電圧バッテリー２８に十分な蓄電量が残存している場合に、四輪駆動状態を形成する。
【００４９】
制御装置２０ｃを構成するマイクロコンピュータは、以上の制御プログラムを、図６に示すフローチャートに基づいて実行する。マイクロコンピュータは、ステップ１２１にて低電圧バッテリー２８の蓄電電力の残量をモニタし、蓄電電力の残量が所定値Ａ未満であると判定した場合にはプログラムをステップ１２２に進め、また、蓄電電力の残量が所定値Ａ以上であると判定した場合にはプログラムをステップ１２３に進める。
【００５０】
マイクロコンピュータは、ステップ１２２にて、低電圧側における電力の現在の消費量をモニタし、消費量が所定値Ｂ未満である場合にはプログラムをステップ１２３に進め、また、消費量が所定値Ｂ以上である場合にはプログラムをステップ１２４に進める。これにより、ジェネレータ２２と低電圧バッテリー２８および補機部品２９との接続関係が保持され、ジェネレータ２２は、低電圧バッテリー２８および補機部品２９への低電圧の電力の供給を継続する。
【００５１】
マイクロコンピュータは、ステップ１２３では、車両が四輪駆動すべき状態か否かを判定し、車両が四輪駆動すべき状態ではないと判定した場合には、プログラムをステップ１２４に進める。これにより、ジェネレータ２２と低電圧バッテリー２８および補機部品２９との接続関係が保持され、ジェネレータ２２は、低電圧バッテリー２８および補機部品２９への低電圧の電力の供給を継続する。
【００５２】
マイクロコンピュータは、ステップ１２３にて、車両が四輪駆動すべき状態にあると判定した場合にはプログラムをステップ１２５に進める。ステップ１２５では、電磁クラッチ２５をＯＮし、切替スイッチ２７を電動モータ２４側へ切替え、かつ、ジェネレータ２２を高電圧発電側に切替える。これにより、電動モータ２４はジェネレータ２２から高電圧の電力の供給を受けて駆動し、車両を四輪駆動状態に形成する。
【００５３】
このように、当該駆動装置においては、制御装置２０ｃの作動により、必要時、車両を四輪駆動状態に円滑に形成することができるが、当該駆動装置では、主駆動手段であるエンジン２１にて駆動して電力を発生する発電機として、従来の発電機に替えて、発電電圧可変のジェネレータ２２を採用し、ジェネレータ２２を従来の低電圧系補機側である低電圧バッテリー２８および補機部品２９と、高電圧系の電動モータ２４とに選択的に接続可能に構成している。これにより、当該駆動装置においては、ジェネレータ２２で電動モータ２４を駆動して後輪２６ｄ側を駆動させることができて、ジェネレータ２２の電力によって車両を四輪駆動状態に形成することができる。
【００５４】
また、当該駆動装置においては、主駆動手段であるエンジン２１にて駆動して電力を発生する発電機として、従来の発電機に替えて、発電電圧可変のジェネレータ２２を採用して、ジェネレータ２２を電動モータ２４の駆動源としていることから、電動モータ２４を駆動するための専用の発電機や、その他の電動機専用の駆動手段は不要である。従って、当該駆動装置の車両への搭載性は極めて良好である。
【００５５】
また、当該駆動装置においては、主駆動手段であるエンジン２１にて駆動して電力を発生する発電機として発電電圧可変のジェネレータ２２を採用して構成されていることから、当該駆動装置を採用して四輪駆動車を構成する場合、二輪駆動車の構成を大幅に変更する必要はなく、四輪駆動車を構成する場合の四輪駆動車両の専用設計を省略することができる。
【００５６】
このため、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を大幅に軽減することができる。また、当該駆動装置は、それ自体、新たな高価な部品の追加が不要であることから、四輪駆動車を構成するためのコストの増大を一層大幅に軽減することができる。
【００５７】
当該駆動装置において、車両を四輪駆動状態にすることが要求される場合、例えば、車両の発進時や低速走行時等の短時間の間、ジェネレータ２２から電力を電動モータ２４に供給することから、低電圧系の補機部品２９側への電力は、従来の低電圧バッテリー２７から供給することになり、この場合には、一時的に、低電圧系の補機部品２９側への要求電力が不足することがあり得る。
【００５８】
当該駆動装置においては、この場合を想定して、一時的に低電圧系の補機部品２９側への要求電力が不足する場合には、ジェネレータ２２の高電圧系の電動モータ２４への接続を中止する制御機能を備える制御装置２０ｃを採用している。これにより、車両の四輪駆動状態の形成を一旦中断して、低電圧系補機側への要求電力の不足を補うことができる。
【００５９】
しかして、上記した各四輪駆動車１０，２０を構成している各駆動装置においては、車両の四輪駆動走行状態の切替え時には、電磁クラッチの断続（ＯＮ−ＯＦＦ）制御がなされるが、各駆動装置は、電磁クラッチにおける引きずりトルクによる同クラッチより上流側部のつれ回りを防止するつれ回り防止手段を備えている。当該つれ回り防止手段は、電動モータに、クラッチの引きずりトルクに起因するつれ廻りとは逆方向の回転を付与する手段であって、制御装置は電動モータに当該逆方向の回転を付与すべく、制御プログラムを図７に示すフローチャートに基づいて実行する。
【００６０】
制御装置を構成するマイクロコンピュータは、制御プログラムをスタートして、ステップ１３１にて電磁クラッチの作動状態を判定する。マイクロコンピュータは、ステップ１３１にて、電磁クラッチが遮断（ＯＦＦ）状態にあると判定した場合には、プログラムをステップ１３２に進め、また、電磁クラッチが結合（ＯＮ）状態にあると判定した場合には、プログラムの実行を終了する。
【００６１】
マイクロコンピュータは、ステップ１３２にて、モータセンサＳ6の検出信号に基づき電動モータにつれ廻り状態が発生しているか否かを判定し、電動モータがつれ廻り方向に回転しているものと判定した場合には、プログラムをステップ１３３に進め、電動モータがつれ廻り方向には回転していないと判定した場合には、プログラムの実行を終了する。
【００６２】
マイクロコンピュータは、ステップ１３３にて、モータセンサＳ6からの検出信号に基づき電動モータの回転速度を判定し、電動モータの回転速度が設定された所定値Ｃ未満であると判定した場合には、プログラムの実行を終了する。また、マイクロコンピュータは、ステップ１３３にて、電動モータの回転速度が設定された所定値Ｃ以上であると判定した場合には、プログラムをステップ１３４に進め、ステップ１３４では、電動モータに電力源から駆動回路を介して逆方向の電力を付与して、電動モータがつれ廻り方向の回転速度を設定された所定値Ｃ以下になるように制御し、プログラムの実行を終了する。これにより、各四輪駆動車を構成する各駆動装置においては、電磁クラッチにおける引きずりトルクによる同クラッチより上流側部である電動モータのつれ回りの発生が防止される。
【００６３】
このように、当該つれ回り防止制御は、電動モータをつれ廻り方向とは逆方向に回転させて、電動モータのつれ廻り方向の回転速度を所定値Ｃ未満になるように制御するものである。この場合、図１に示す第１の四輪駆動車１０を構成する駆動装置にあっては、電動モータ１５への電力の供給は高電圧バッテリー１７から行われる。図４に示す第２の四輪駆動車２０を構成する駆動装置にあっては、電動モータ２４の駆動時における電力の供給はジェネレータ２２から切替スイッチ２７を介して行われるが、電動モータのつれ回りの規制時における電力の供給を低電圧バッテリー２８から行う手段を採ることもできる。
【００６４】
図８は、後者の方式のつれ回り制御手段を備えた駆動装置を構成する第２駆動機構３０ｂを概略的に示している。当該第２駆動機構３０ｂは、第２の四輪駆動車を構成する駆動装置における第２駆動機構２０ｂとは、つれ回り制御手段を除いては同一の構成のものである。第２駆動装置３０ｂにおいては、ジェネレータ３２は発電電圧可変の発電機であって、第２駆動機構２０ｂと同様に、ジェネレータ３２で選択的に発電された低電圧の電力および高電圧の電力は、切替スイッチを介して選択的に、低電圧バッテリー３８および電動モータ３４に供給されるように構成されている。
【００６５】
しかして、当該第２駆動機構３０ｂにおいては、電動モータ３４の駆動時の電力供給は、制御装置３０ｃの駆動回路を介して、ジェネレータ３２から直接供給され、かつ、つれ回り防止制御では、制御装置３０ｃの駆動回路を介して、低電圧バッテリー３８から供給される。制御装置３０ｃは、つれ回り防止制御のプログラムを図９に示すフローチャートに基づいて実行する。
【００６６】
制御装置を構成するマイクロコンピュータは、制御プログラムをスタートして、ステップ１４１にて電磁クラッチ３５の遮断（ＯＦＦ）状態を判定する。マイクロコンピュータは、ステップ１４１にて、電磁クラッチ３５が結合状態にあると判定した場合には、プログラムをステップ１４２に進め、ジェネレータ３２から高電圧の電力を電動モータ３４に供給して、電動モータ３４を駆動する。
【００６７】
マイクロコンピュータは、ステップ１４１にて、電磁クラッチ３５が遮断状態にあると判定した場合には、プログラムをステップ１４３に進め、駆動回路を介して、低電圧バッテリー３８から低電圧の逆方向の電力を電動モータ３４に供給して、電動モータ３４を、電磁クラッチ３５の引きずりトルクに起因するつれ回りとは逆方向に回転させる。これにより、マイクロコンピュータは、制御プログラムの実行を終了する。
【００６８】
以上のつれ回り防止制御は、本発明の一例に係るつれ回り防止手段に基づくものである。本発明においては、つれ回り防止手段としては、その他に種々の手段、例えば、電動モータとクラッチ間に公知のブレーキ機構またはロック機構を介装して、これらのブレーキ機構またはロック機構の作動を適宜に制御するつれ回り防止制御手段を採用することができる。
【００６９】
図１０は、電動モータとクラッチ間にロック機構を介装した第２駆動装置４０ｂと、ロック機構の作動状態を示すもので、第２駆動機構４０ｂは、第１の四輪駆動車１０を構成する駆動装置における第２駆動機構１０ｂとは、つれ回り制御手段を除いては同一の構成のものである。
【００７０】
当該第２駆動装置４０ｂにおいては、図１０に示すように、電動モータ４５の出力側にロック機構４０ｄが配設されている。ロック機構４０ｄは、減速ギヤ列４９ａを構成し電動モータ４５の出力軸に設けた出力ギヤ４９ｅと、出力ギヤ４９ｅに近接して設けたロック手段とからなるもので、ロック手段は、プランジャー４９ｆ、電磁コイル４９ｇ、およびリターンスプリング４９ｈを主要構成部材としている。
【００７１】
当該ロック機構４０ｄにおいては、電磁コイル４９ｇの非通電時には、図１１（ａ）に示すように、ロック手段は非作動の状態にあって、プランジャー４９ｆは後退した状態で出力ギヤ４９ｅと対向している。当該ロック機構４０ｄにおいては、電磁コイル４９ｇに通電されると、同図（ｂ）に示すように、プランジャー４９ｆは前進して対向する出力ギヤ４９ｅの歯部に噛合し、電動モータ４５の回転を停止させる。これにより、電磁クラッチ４８の引きずりトルクに起因する電動モータ４５のつれ回りが防止される。制御装置は、つれ回り防止制御のプログラムを図１２に示すフローチャートに基づいて実行する。
【００７２】
制御装置を構成するマイクロコンピュータは、制御プログラムをスタートして、ステップ１５１にて電磁クラッチ４８の遮断（ＯＦＦ）状態を判定する。マイクロコンピュータは、ステップ１５１にて、電磁クラッチ４８が結合状態にあると判定した場合には、プログラムをステップ１５２に進め、電動モータ４５に対するロックを解除して、プログラムの実行を終了する。
【００７３】
マイクロコンピュータは、ステップ１５１にて、電磁クラッチ４８が遮断状態にあると判定した場合には、プログラムをステップ１５３に進めて電動モータ４５をロックし、電磁クラッチ４８の引きずりトルクに起因する電動モータ４５のつれ回りを防止する。これにより、マイクロコンピュータは、制御プログラムの実行を終了する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１駆動装置を搭載して構成した第１の四輪駆動車の概略的構成図である。
【図２】同駆動装置を構成する制御装置の概略構成図である。
【図３】同制御装置が有する制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図４】本発明に係る第２駆動装置を搭載して構成した第２の四輪駆動車の概略的構成図である。
【図５】同駆動装置を構成する制御装置の概略構成図である。
【図６】同制御装置が有する制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図７】本発明に係る各駆動装置の制御装置が有するつれ回り防止制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図８】他の一例に係る駆動装置の第２駆動機構を示す概略構成図である。
【図９】同駆動装置の制御装置が有するつれ回り防止制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図１０】さらに他の一例に係る駆動装置の第２駆動機構を示す概略構成図である。
【図１１】同駆動機構が有するロック機構の非作動の状態を示す説明図（ａ）、および同ロック機構の作動状態を示す説明図（ｂ）である。
【図１２】同駆動装置の制御装置が有するつれ回り防止制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０，２０…四輪駆動車、１０ａ，２０ａ…第１駆動機構、１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ…第２駆動機構、１０ｃ，２０ｃ，３０ｃ…制御装置、１１，２１…エンジン、１２，２２，３２…ジェネレータ、１３ａ，２３ａ…トランスミッション、１３ｂ，２３ｂ…減速ギヤ列、１３ｃ，２３ｃ…フロントディファレンシャル、１３ｅ，２３ｅ…前輪、１４，２８，３８…低電圧バッテリー、１５，２４，３４，４５…電動モータ、１６…ＤＣ−ＤＣコンバータ、１７…高電圧バッテリー、１８，２５，３５，４８…電磁クラッチ、１９ａ，２６ａ，４９ａ…減速ギヤ列、１９ｂ，２６ｂ…リヤディファレンシャル、１９ｃ，２６ｃ…ドライブシャフト、１９ｄ，２６ｄ…後輪、２７…切替スイッチ、２９…補機部品、４０ｄ…ロック機構、４９ｅ…出力ギヤ、４９ｆ…プランジャー、４９ｇ…電磁コイル、４９ｈ…リターンスプリング。
【図１】
0003922965.tif 000002
【図２】
0003922965.tif 000003
【図３】
0003922965.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003922965.tif 000008
【図８】
0003922965.tif 000009
【図９】
0003922965.tif 000010
【図１０】
0003922965.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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