(57)【要約】入力（１０２）を有する差動（１２０）、前部車軸（１２）に連結している前部出力（１０６）及び後部車軸（１４）に連結している後部出力（１０４）を含む車両動力伝達系統システム（１００）が提供される。車両動力伝達系統システム（１００）は、前部出力（１０６）が入力（１０２）から分離される第１モードと、前部出力（１０６）が入力（１０２）と連結される第２モードとの間の差動（１２０）の働きを制御するように形成されているアクチュエータ（１３０）をさらに含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力（１０２）を有する差動（１２０）、前部車軸（１２）と連結している前部出力（１０４）及び後部車軸（１４）と連結している後部出力（１０６ａ）を含む車両動力伝達系統システム（１００）であって、前記前部出力（１０６ａ）が前記入力（１０２）から分離される第１モードと、前記前部出力（１０６ａ）が前記入力（１０２）と連結される第２モードとの間の差動（１２０）の働きを制御するように形成されるアクチュエータ（１３０）をさらに含む、車両動力伝達系統システム（１００）。
【請求項２】
前記アクチュエータが、前記差動がロックされて前記前部出力（１０６ａ）が前記入力（１０２）に連結している第３モードにおいて、前記差動の働きを制御するようにさらに形成された、請求項１に記載の車両動力伝達系統システム。
【請求項３】
前記アクチュエータ（１３０）がスライドスリーブである、請求項１又は２に記載の車両動力伝達系統システム。
【請求項４】
前記スライドスリーブが前記後部出力（１０４）の周りに同軸に配置されている、請求項３に記載の車両動力伝達系統システム。
【請求項５】
前記前部出力（１０６ａ）に駆動連結している電動機（１４０）をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両動力伝達系統システム。
【請求項６】
前記動力伝達系統システム（１００）がトランスファーケースを形成し、前記前部出力（１０６ａ）がチェーン駆動（１１０）を通じて前記前部車軸（１２）を駆動するための軸であり、前記後部出力（１０４）が後部車軸（１４）を駆動するための軸である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両動力伝達系統システム。
【請求項７】
前記差動（１２０）がかさ-歯車差動である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両動力伝達系統システム。
【請求項８】
前記差動（１２０）がプラネタリーギア差動であり、リングギア（１２０：１）、プラネットキャリア（１２０：２、１２０：３）及び太陽歯車（１２０：４）がそれぞれ前記差動入力（１０２）、前記前部出力（１０４）及び前記後部出力（１０６ａ）を形成する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両動力伝達系統システム。
【請求項９】
全輪駆動を備えるための車両動力伝達系統システム（１００）であって、前記車両の前部車軸（１２）又は後部車軸（１４）の１つと連結する駆動側（１０２、１０４）と、前記前部または前記後部車軸（１２、１４）の内の他の１つと連結する被駆動側（１０６ａ）とを有するクラッチ（１５０）を含み、これによって駆動トルクを前記クラッチ（１５０）の操作により前記被駆動側（１０６ａ）に伝達するものであって、前記クラッチ（１５０）の前記被駆動側に配置された分離（１３）と、前記クラッチ（１５０）と前部車軸差動（１２：１）との間に配置され前記クラッチ（１５０）の前記被駆動側に駆動連結している電動機（１４０）、をさらに含む車両動力伝達系統システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両動力伝達系統システムに関する。より詳しく言うと、本発明は、トランスファーケースを有する車両動力伝達系統システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界の大部分における厳格な法規制によって自家用車からのＣＯ２排出量を減少させる要求が高まっている。機能性の増加とより低いコストに対する要求とが共同した損失低減に対する要求の高まりは、新しい動力伝達系統技術に対するニーズを生み出す。今日、益々多くの車両がＡＷＤシステムの損失低減のための動力伝達系統分離システムを搭載している。これらのシステムの欠点は、これらが高いコストになりがちであることと、主に高いクラッチ抗力のために、分離された（２ＷＤ）モードにおける損失が十分最適化されていないことである。
【０００３】
また、ＣＯ２の法規制によって刺激されて、益々多くの車両が、例えばエンジンにベルト一体型始動発電機（Ｂ−ＩＳＧ）として設置される小さな４８Ｖの電動機によって、マイルドなハイブリダイゼーションを備え、又ハイブリダイゼーションを備えようとしている。Ｂ−ＩＳＧはＣＯ２の低減に関しては非常に優れているが、車両の中の小さな電動機の低減能力を十分利用していない。例えば、エンジンは再生中に回転しなければならない。これは、Ｂ−ＩＳＧが直接エンジンと連結しているからであり、このために付加的な損失が生じる。また、Ｂ−ＩＳＧとして電動機を使用することは車両に対して限定的だが追加的な機能を生む。
【０００４】
改良された車両動力伝達系統システムに対するニーズはこのためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術のシステムの欠点を克服する車両動力伝達系統システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
特定の態様次第で、独立請求項による車両動力伝達系統システムが提供される。好ましい実施形態は、添付されている従属請求項によって画定される。
【０００７】
以下に、添付図面を参照して本発明をさらに詳説する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、１つの実施形態による本発明の車両動力伝達系統システムの模式図である。
【図２】図２は、図１に示される車両動力伝達系統システムであって、前部車軸が分離されたモードで運転されている模式図である。
【図３】図３は、１つの実施形態による差動の模式図である。
【図４】図４は、図３に示す差動であって、分離モードで働いている、差動の断面図である。
【図５】図５は、１つの実施形態による差動の断面図である。
【図６】図６は、図３に示す差動であって、分離モードで働いている断面図である。
【図７】図７は、もう１つの実施形態による車両動力伝達系統システムの模式図である。
【図８】図８は、さらにもう１つの実施形態による車両動力伝達系統システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１には、車両動力伝達系統システム１００をトランスファーケースの形態で示す。トランスファーケース１００は、前部車軸１２、後部車軸１４及びトランスミッション（不表示）を通じてトランスファーケース１００を駆動するエンジン１６を有する車両１０の中に配置される。
【００１０】
トランスファーケース１００は、エンジン１６と連結している入力軸１０２、後部出力軸１０４及び前部出力軸１０６を有する。前部出力軸１０６は後部出力軸１０４に関して同軸には配置されていない。前部出力軸１０６はチェーン駆動１１０を通じて入力軸１０２と連結している。入力トルクは、後部出力軸１０４である第１出力を有する中央差動１２０に伝達されて、チェーン駆動１１０の駆動側である第２出力に伝達され、それより前部出力軸１０６につながる。前部出力軸１０６は前部車軸１２を駆動し、後部出力軸１０４は後部車軸１４を駆動する。
【００１１】
中央差動１２０を、例えば５０／５０又は６０／４０のトルク配分で使用することにより、良好なそして頑丈なＡＷＤシステムを達成することができる。一般的に、中央差動トポロジーは分離と組み合わせることはできない。なぜなら、１つの軸１０４、１０６を差動１２０から分離するということは、出力軸１０４、１０６の何れにもトルクが伝達されないであろうということを意味するであろうことからである。すでに存在している、例えば前部車軸１２の分離１３を差動１２０の機械式ロックと組み合せることにより、他の（この場合は後部）車軸に対するトルク伝達を維持することができる。前述のシステム１００はクラッチを有していないので、分離モードにおいて抗力損失は極めて小さいであろう。アクチュエータ１３０は、差動１２０の働きを制御するために設けられている。アクチュエータ１３０は、例えば、スライドスリーブ、電磁アクチュエータ、又は電磁アクチュエータでよい。
【００１２】
連結／分離機能を備えるスライドスリーブ１３０のコストは、クラッチパックよりも低いであろう。また、スライドスリーブ１３０の連結ポジションと分離ポジションとの間の操作は、クラッチ操作システムよりもより単純な操作システムによってかつより低いコストで行うことができる。スライドスリーブ１３０は前部車軸１２を分離する前に差動１２０をロックするように構成することもできる。これにより、激しいオフロード条件に適している、ＡＷＤ及びロックされた差動１２０による第３状態をつくる。
【００１３】
図１においては、アクチュエータ(actuator)１３０は、スライドスリーブとして具現され、差動１２０の前部出力を前部車軸１２に連結している連結モードで配置されている。これにより、エンジン１６からの入力トルクは前部車軸１２にも後部車軸１４にも伝達されるであろう。
【００１４】
図２においては、差動１２０の前部出力を前部車軸１２から分離するために、スライドスリーブが移動している。これにより、入力トルクは後部車軸１４のみに伝達されるであろう。
【００１５】
図３〜４は、図１〜２の動力伝達系統システム１００に使用する差動１２０の１つの実施形態を示す。差動は、例えば表示されているような、かさ歯車式でもプラネタリー式でも可能である。
【００１６】
図３及び４においては、差動は、リングギア１２０：１を駆動する入力軸１０２を有するプラネタリー式差動として具現されている。リングギア１２０：１は、内側プラネットキャリア１２０：３と回転可能な連結で固定されている外側プラネットキャリア１２０：２と噛み合う。内側プラネットキャリア１２０：３は後部出力１０４と連結している太陽歯車１２０：４と噛み合い、プラネットキャリア１２０：２、１２０：３は前部出力１０６ａと駆動連結している。例えば、スライドスリーブの形態のアクチュエータ１３０が、後部出力１０４、すなわちプラネットキャリア１２０：２、１２０：３を前部出力１０６ａ、すなわち太陽歯車１２０：４に機械的にロックするために配置される。通常運転においては、図３に示すように、アクチュエータ１３０は前部出力１０６ａをプラネットキャリア１２０：２、１２０：３に連結させている。この状態においては、差動１２０が開いているため駆動トルクが前部及び後部車軸に伝達される。
【００１７】
図４には分離された状態が示されている。分離した状態においては、アクチュエータ１３０は、差動１２０をロックするために移動するように操作されている。このポジションにおいては、プラネットキャリア１２０：２、１２０：３は太陽歯車１２０：４に機械的にロックされる。同時に、前部出力１０６ａがプラネットキャリア１２０：２、１２０：３から分離される。前部車軸１０６ａが分離された場合、駆動トルクは依然として後部車軸１０４に伝達されるであろう。
【００１８】
差動１２０の通常運転の要求により、アンロック状態は図３に示すように制御される。ここで、アクチュエータ１３０は、プラネットキャリア１２０：２、１２０：３をリングギア１２０：１からアンロックし、同時に、前部出力１０６ａをプラネットキャリア１２０：２、１２０：３に連結するように制御される。この状態においては、駆動トルクは前部出力にも後部出力にも伝達される。
【００１９】
図５及び図６に差動のもう１つの実施形態を示す。差動１２０は、入力トルクをエンジン１６から受けるための入力１０２及び２つの出力１０４、１０６ａを有する。図１に示すように、後部出力１０４は後部車軸１４と連結し、前部出力１０６ａはチェーン駆動１１０のための駆動軸を形成する。図３は、スライドスリーブ１３０が前部出力１０６ａに連結されている運転モード、すなわち図１の運転モードを示す。図４は、スライドスリーブ１３０が前部出力軸１０６ａから分離された運転モード、すなわち図２の運転モードを示す。
【００２０】
つぎに図７に転ずると、車両動力伝達系統システム１００のさらなる実施形態がトランスファーケースの形態で示される。トランスファーケースの中に、好ましくは４８Ｖで運転される電動機１４０を設置し、これを、例えばチェーン駆動１１０のチェーンスプロケットに連結し、これにより前部車軸出力軸１０６に連結されることにより、追加的な機能が生まれる可能性があり、ハイブリッド機能用のモータ１４０を使用することによって損失を低減することができる。完全に分離されたモードにおいては、動力伝達系統及び電動機１４０は静止するであろうことから損失は非常に小さくなる。再生を必要とする場合に前部車軸ドッグクラッチ１３を連結することができ、電動機１４０を再生のために使用することができる。分離された２ＷＤモードでの駆動の場合、電動機１４０は静止している前部動力伝達系統１０６、１２を加速するのに使用することができるし電動機１４０によって前部車軸１２にトルクを与えることにより、高速な４ＷＤを達成することもできる。前部車軸ドッグクラッチ１３を連結することにより、システムを、電動機１４０によるトルクを利用した低速度の電気駆動に使用することもできる。
【００２１】
つぎに図８に転ずると、車両動力伝達系統システム１００のもう１つの実施形態が示される。車両動力伝達系統システム１００はトランスファーケースを形成する。エンジン／トランスミッション１６はトランスファーケースに対する入力１０２を駆動し、後部出力１０４は後部車軸１４に連結される。前部出力１０６ａはトランスファーケース１００のチェーン駆動１１０を通じて前部車軸１２に連結する。前部車軸１２は分離１３を備える。図８がこれまでの実施形態と違うのは、トランスファーケースがこれまでの実施形態の差動１２０に代えてクラッチ１５０を備えていることである。クラッチトポロジーを備える分離システムにおける前部動力伝達系統１０６内に、電動機１４０を設置することによって図７を参照して上述したような利点を達成することができ、なおかつ、前部動力伝達系統１０６の速度を動力伝達系統の残りと同期するのに電動機１４０を使用することができる。電動機１４０のトルク制御はクラッチのトルク制御よりも優れているので、接続シーケンスは、より速くかつノイズ、振動及び耳障り（ＮＶＨ）について、より低いリスクで行うことができる。また、電動機１４０は接続シーケンス時にクラッチに代わって同期工程を引き継ぐであろうことから、クラッチ操作システムの速度及びトルクの精度ついての要求はより低くなり、これによって、より低いコストとなる。例えば、クラッチ操作システムが速度と精度を改善するために、二重ピストン及び電磁弁を有するのであれば、これらを削除することができる。
【００２２】
電動機１４０は、前部車軸差動１２：１とクラッチ１５０との間に配置することが好ましい。そのような形態によりクラッチ１５０及びチェーン駆動１１０によって形成される油入面を通すための追加的な軸の必要性はなくなる。これは、順繰りに、より少ない数のラジアルシール及び損失の減少へと結びつく。このポジションに電動機１４０を配置することにより、パッキンと動力伝達系統設計へのより少ないインパクトで、より大きな設計自由度も備えられる。
【００２３】
本発明について、特定の実施形態を参照して上述してきたが、本発明がここに記載された特定の形態に限定されることはないことを理解すべきである。むしろ、本発明は添付した請求項によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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