(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機構から出力される入力軸側の回転駆動力を、互いの回転差が許容されるよう２つの出力軸側へ伝達する差動装置を有する自動車の差動機構において、
前記変速機構と前記差動装置との間に設けられ、前記入力軸側の回転駆動力による発電と、供給された電力による前記入力軸側への回転駆動力の付与とを行う入力側発電モータと、
一方の前記出力軸側の回転駆動力による発電と、供給された電力による一方の前記出力軸側への回転駆動力の付与とを行う出力側発電モータと、
前記入力側発電モータと前記出力側発電モータとを電気的に接続する電気接続部とを備え、
前記入力側発電モータにて発電された電力を前記出力側発電モータに供給する出力駆動力付与制御と、前記出力側発電モータにて発電された電力を前記入力側発電モータに供給する入力駆動力付与制御とを切り換える切換制御手段を具備した
ことを特徴とする自動車の差動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の差動機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、四輪駆動の自動車には、原動機の駆動力を各前輪と各後輪とに分配伝達する差動装置が備えられる。この差動装置は、原動機から回転駆動力が伝達される入力軸と、入力軸の回転駆動力が伝達され互いの回転差が許容される出力軸とを有している。これにより、自動車がカーブ等を走行し、各前輪と各後輪とに回転差が発生してもこれが許容され、自動車がスムースに走行できるようになっている。
【０００３】
近年、四輪駆動の自動車において、各前輪と各後輪に伝達されるトルクの配分を制御するものが知られている。この自動車の差動機構によれば、前記差動装置に加えて、原動機により駆動されるオイルポンプ等が備えられ、オイルポンプにより得られた油圧により複数のクラッチ等を制御し、各出力軸に伝達される回転駆動力を変化させ、所望のトルク配分が実現されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記差動機構では、油圧により複数のクラッチ等を制御するので構造が複雑であるとともに、トルク配分制御もまた複雑になるという問題点があった。また、構造が複雑であることに加え、オイルの漏れ、劣化等により、十分な信頼性を確保することが困難であるという問題点もある。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トルク配分制御を容易に行うことができ、さらには十分な信頼性を確保することができる自動車の差動機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、変速機構から出力される入力軸側の回転駆動力を、互いの回転差が許容されるよう２つの出力軸側へ伝達する差動装置を有する自動車の差動機構において、前記変速機構と前記差動装置との間に設けられ、前記入力軸側の回転駆動力による発電と、供給された電力による前記入力軸側への回転駆動力の付与とを行う入力側発電モータと、一方の前記出力軸側の回転駆動力による発電と、供給された電力による一方の前記出力軸側への回転駆動力の付与とを行う出力側発電モータと、前記入力側発電モータと前記出力側発電モータとを電気的に接続する電気接続部とを備え、前記入力側発電モータにて発電された電力を前記出力側発電モータに供給する出力駆動力付与制御と、前記出力側発電モータにて発電された電力を前記入力側発電モータに供給する入力駆動力付与制御とを切り換える切換制御手段を具備したことを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、差動装置にて設定された各出力軸のトルク配分比よりも、一方の出力軸のトルク配分を増加させる場合、制御手段は出力駆動力付与制御に切り換え、出力側発電モータにより一方の出力軸に回転駆動力を付与する。また、一方の出力軸のトルク配分を減少させる場合、制御手段は入力駆動力付与制御に切り換え、出力側発電モータにより一方の出力軸の回転駆動力を吸収する。
また、他方の出力軸側が空転して自動車がスタック状態となった場合、制御手段は出力駆動力付与制御に切り換え、出力側発電モータにより一方の出力軸に回転駆動力を付与する。これにより、差動装置の各出力軸の差動が制限され、一方の出力軸側を回転させてスタック状態からの脱出を図ることができる。
さらに、一方の出力軸側が空転して自動車がスタック状態となった場合、制御手段は入力駆動力付与制御に切り換え、出力側発電モータにより一方の出力軸の回転駆動力を吸収することにより、他方の出力軸側に回転駆動力が付与される。これにより、差動装置の各出力軸の差動が制限され、他方の出力軸側を回転させてスタック状態からの脱出を図ることができる。
【０００８】
従って、入力側発電モータ及び出力側発電モータを用いて電力によりトルク配分を行うようにしたので、例えば油圧等によりトルク配分を行うものに比べて、トルク配分制御を容易に行うことができるし、さらには十分な信頼性を確保することができる。
また、差動装置における入力軸側と出力軸側の一方の回転駆動力により発電された電力が、他方の回転駆動力の付与に供されるようにしたので、原動機の回転駆動力を有効に利用することができる。
また、各出力軸の何れかが空転した場合に、差動装置の差動が制限されるようにしたので、差動の制限を行う機構等を別途に設ける必要はなく、実用に際して極めて有利である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は自動車の動力伝達機構を示した概略図、図２は自動車の差動機構を示した概略構成図である。
【００１３】
この自動車はいわゆる四輪駆動車であって、図１及び図２に示すように、原動機としてエンジン１を有し、エンジン１の駆動力が各前輪２と各後輪３とに分配伝達される。エンジン１の駆動力は変速機構４を介して、差動装置５の入力軸６へと伝達される。本実施形態においては、差動装置５は、各前輪２側へ回転駆動力を伝達する前側出力軸７と、各後輪３側へ回転駆動力を伝達する後側出力軸８とを有し、各出力軸７，８の回転差が許容されるよう構成されている。すなわち、この自動車の差動機構１００は、入力軸６、各出力軸７，８を備えた差動装置５を有している。
【００１４】
図２に示すように、差動機構１００は、入力軸６に設けられた入力側発電モータ９と、前側出力軸に設けられた出力側発電モータ１０と、入力側発電モータ９及び出力側発電モータ１０を電気的に接続する電力接続線１１とを有している。
【００１５】
入力側発電モータ９は、入力軸６の回転駆動力による発電と、出力側発電モータ１０から電力接続線１１を介して供給された電力による入力軸６への回転駆動力の付与とを行うようになっている。ここで、入力軸６の回転駆動力により発電する際には入力軸６の回転駆動力が吸収され、発電した電力は電力接続線１１を介して出力側発電モータ１０へと供給される。尚、出力側発電モータ１０も、入力側発電モータ９と同様の構成であるので、ここでは説明を省略する。
【００１６】
電気接続部としての電力接続線１１により、入力側発電モータ９と出力側発電モータ１０とは、互いに電力の授受が行われるようになっている。電力接続線１１にはインバータ装置１２が設けられ、一方の発電モータ９，１０にて得られた電力は、インバータ装置１２により他方の発電モータ９，１０で使用可能な状態とされた後、他方の発電モータ９，１０に供給されるようになっている。
【００１７】
また、差動機構１００は、入力側発電モータ９と、出力側発電モータ１０とに接続され、前側出力軸７と後側出力軸８とのトルク配分制御を行う制御装置１３を有している。切換制御手段としての制御装置１３は、入力側発電モータ９にて発電された電力を出力側発電モータ１０に供給する出力駆動力付与制御と、出力側発電モータ１０にて発電された電力を入力側発電モータ９に供給する入力駆動力付与制御とを切り換える。すなわち、出力駆動力付与制御においては、入力側発電モータ９を発電機として機能させて発電させるとともに、出力側発電モータ１０をモータとして機能させて前側出力軸７に回転駆動力が付与される。また、入力駆動力付与制御においては、出力側発電モータ１０を発電機として機能させて発電させるとともに、入力側発電モータ９をモータとして機能させて入力軸６に回転駆動力が付与される。尚、この制御装置１３は、エンジン１、変速機構２等に接続されており、これらにより検出される車両の走行状態等に応じたトルク配分制御が可能となっている。
【００１８】
以上のように構成された自動車の差動機構１００における制御装置１３の動作について説明する。この差動機構１００においては、各前輪２と各後輪３とのトルク配分制御を行う場合、出力側発電モータ１０により前側出力軸７に回転駆動力を付与、或いは、吸収することにより行う。
【００１９】
すなわち、差動装置５にて設定された各出力軸７，８のトルク配分比よりも、前側出力軸７のトルク配分を増加させる場合、出力駆動力付与制御に切り換え、出力駆動モータ１０により前側出力軸７に回転駆動力を付与する。また、前側出力軸７のトルク配分を減少させる場合、入力駆動力付与制御に切り換え、入力駆動モータ９により前側出力軸７の回転駆動力を吸収する。
【００２０】
ここで、各後輪３が空転して自動車がスタック状態となった場合は、各出力軸７，８の回転差が許容されることから、後側出力軸８のみが回転し、前側出力軸７は回転しない。このとき、出力駆動力付与制御に切り換え、出力側発電モータ１０により前側出力軸７に回転駆動力を付与する。これにより、差動装置５の各出力軸７，８の差動が制限され、各前輪２を回転させて、スタック状態からの脱出を図ることができる。
【００２１】
また、各前輪２が空転して自動車がスタック状態となった場合は、前側出力軸７のみが回転し、後側出力軸６は回転しない。このとき、入力駆動力付与制御に切り換え、出力側発電モータ１０により前側出力軸７に回転駆動力を吸収することにより、後側出力軸８に回転駆動力が付与される。すなわち、差動装置５の各出力軸７，８の差動が制限され、各後輪３を回転させてスタック状態からの脱出を図ることができる。このとき、入力側発電モータ９により入力軸６に回転駆動力が付与され、前側出力軸７の空転によるエネルギは、入力軸６に駆動に供されることとなる。
【００２２】
このように、本実施形態の自動車の差動機構１００によれば、各発電モータ９，１０を用いて電力によりトルク配分を行うようにしたので、例えば、油圧等によりトルク配分を行う従来のものに比べ、トルク配分制御を容易に行うことができるし、さらには十分な信頼性を確保することができる。すなわち、油圧等によりトルク配分を行う場合は、油圧制御用にオイルポンプ・クラッチ等が必要となり、機構が複雑・大型となるばかりか、オイルポンプの駆動のためにエンジン１の燃費が悪化する。これに対し、本実施形態のものは、入力軸６及び前側出力軸７にのみそれぞれ発電モータ９，１０を設けれているので機構が簡素である。また、一方の発電モータ９，１０を発電機として機能させ、他方の発電モータ９，１０へ電力を供給するようにしたので、トルク配分制御のためにエンジン１の燃費が悪化することもない。
【００２３】
また、本実施形態の自動車の差動機構１００によれば、差動装置５の入力側と、出力側とに回転駆動力の付与・吸収を行う発電モータ９，１０をそれぞれ設け、入力軸６と前側出力軸７の一方の回転駆動力により発電された電力が、他方の回転駆動力の付与に供されるようにしたので、エンジン１の回転駆動力を有効に利用することができ、エンジン１の燃費性能等において有利である。
【００２４】
また、本実施形態の自動車の差動機構１００によれば、出力側発電モータ１０を前側出力軸７に設けたので、フロントエンジン車においては、例えば、エンジンルーム内等に出力側発電モータ１０を設置することができ、出力側発電モータ１０の設置スペースを比較的確保しやすく、自動車の設計上有利である。すなわち、後側出力軸８に出力側発電モータ１０を配置すると、この発電モータを配置するために、自動車のフロアパネルの凹部（トンネル部）を大きく形成する必要等があり、車両室内の居住空間を大きく確保することができない場合もある。
【００２５】
また、本実施形態の自動車の差動機構１００によれば、各前輪２、または、各後輪３が空転した場合に、差動装置５の差動が制限されるようにしたので、自動車におけるスタック状態からの脱出を図ることができる。本実施形態の場合、差動の制限を行う機構等を別途に設ける必要はなく、実用に際して極めて有利である。
【００２７】
また、第１の実施形態においては、自動車の各前輪２、各後輪３にそれぞれエンジン１の回転駆動力を分配伝達する差動機構５に本発明を適用したものを示したが、自動車の左右輪に回転駆動力を分配伝達する差動機構に適用できることは勿論である。
【００２８】
また、第１の実施形態においては、入力軸６に入力側発電モータ９を配置したものを示したが、例えば、図３に示すように、差動装置５のケース体と一体の回転子５ａに入力側発電モータ９ａを配置したものであってもよい。ここで、ケース体と一体の回転子５ａは入力軸６と連動して回動するものであり、この差動装置５から各出力軸７，８へ回動駆動力が伝達するようになっている。これによっても、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、差動装置５の入力側に発電モータが設けられたものであれば、如何なる構成であってもよい。
【００４２】
また、第１の各実施形態においては、前側出力軸７に出力側発電モータ１０を設けたものを示したが、後側出力軸８に出力側発電モータを設けたものであっても、トルク配分制御並びに差動制限制御を行うことができるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の自動車の差動機構によれば、電力によりトルク配分を行うようにしたので、例えば油圧等によりトルク配分を行う従来のものに比べ、トルク配分制御を容易に行うことができるし、さらには十分な信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態を示す、自動車の動力伝達機構の概略図である。
【図２】  自動車の差動機構の概略構成図である。
【図３】  第１の実施形態の変形例を示す自動車の差動機構の概略構成図である。
【符号の説明】
１          エンジン
４ 変速機構
５          差動装置
６          入力軸
７          前側出力軸
８          後側出力軸
９          入力側発電モータ
１０        出力側発電モータ
１１        電力接続線
１３        制御装置
１００      差動機構
【図１】
0003961281.tif 000002
【図２】
0003961281.tif 000003
【図３】
0003961281.tif 000004