JP2014104766A - Power transmission apparatus for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両の動力伝達装置に係る。特に、本発明は、車輪に対するトルク伝達状態を切り換え可能な動力伝達装置の改良に関する。 The present invention relates to a power transmission device for a vehicle. In particular, the present invention relates to an improvement in a power transmission device capable of switching a torque transmission state for wheels.
従来、例えば下記の特許文献1および特許文献2に開示されているように、二輪駆動状態と四輪駆動状態とが切り換え可能な車両が知られている。この種の車両は、動力源からの動力を主駆動輪および従駆動輪それぞれに伝達する四輪駆動状態(以下、四輪駆動モードという場合もある)と、動力源からの動力を主駆動輪のみに伝達する二輪駆動状態(以下、二輪駆動モードという場合もある)とが切り換え可能となっている。
Conventionally, as disclosed in, for example,
また、特許文献3には、従駆動輪側のディファレンシャル装置のデフケースに中空シャフトを取り付け、この中空シャフトにワンウェイクラッチを介して電動モータを連結した構成が開示されている。また、一方の従駆動輪に連結された遊星歯車機構と電動モータとの間にクラッチを介在させ、クラッチを係合状態とすることで、電動モータの動力を、遊星歯車機構を経て一方の従駆動輪に伝達可能な構成となっている。そして、電動モータに正回転方向のトルクを発生させる状態と逆回転方向のトルクを発生させる状態とを切り換えることにより、右側の従駆動輪が増速される状態と左側の従駆動輪が増速される状態とが切り換え可能となっている。
しかしながら、特許文献3に開示されている動力伝達装置は、デフケースに一体的に設けられているリングギヤと従駆動輪との間での動力伝達を遮断することができない構成となっている。このため、二輪駆動状態における従駆動輪の回転に伴ってリングギヤやプロペラシャフトが回転(連れ回り)することになり、引き摺り損失が増大して燃料消費率の悪化に繋がってしまうものであった。
However, the power transmission device disclosed in
また、左右輪の駆動力を互いに異ならせることで車両の旋回性能の向上を図るようにした動力分配制御(所謂トルクベクトリング(Torque−Vectoring)制御)を可能にする機構と、二輪駆動状態および四輪駆動状態の切り換えを行う機構との両立を、簡素な構成で実現する技術については未だ提案されていない。 Also, a mechanism that enables power distribution control (so-called torque vectoring control) that improves the turning performance of the vehicle by making the driving forces of the left and right wheels different from each other, No technology has yet been proposed for realizing a compatibility with a mechanism for switching the four-wheel drive state with a simple configuration.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車輪の回転に伴う前記リングギヤの連れ回りを回避可能とし、また、左右輪に対する動力分配制御を行うことによる車両走行性能の向上を図ることができる車両の動力伝達装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to make it possible to avoid rotation of the ring gear accompanying the rotation of the wheel and to perform power distribution control on the left and right wheels. An object of the present invention is to provide a vehicle power transmission device capable of improving running performance.
前記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、動力源からの動力が伝達可能なリングギヤと、このリングギヤに接続されたディファレンシャル装置とを備え、このディファレンシャル装置のサイドギヤから車輪への動力伝達が可能とされた車両の動力伝達装置を前提とする。この車両の動力伝達装置に対し、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路に、このサイドギヤと一方の車輪との間での動力伝達状態と動力非伝達状態とが切り換え可能な動力伝達断接機構を設ける。また、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路、または、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと他方の車輪との間の動力伝達経路に電動機を設ける構成としている。 The solution of the present invention devised to achieve the above object comprises a ring gear capable of transmitting power from a power source, and a differential device connected to the ring gear, from the side gear of the differential device to the wheel. It is assumed that the vehicle power transmission device is capable of power transmission. For this vehicle power transmission device, the power transmission path between the side gear and one wheel can be switched between a power transmission state and a power non-transmission state between the side gear and one wheel of the differential device. A simple power transmission / disconnection mechanism is provided. In addition, an electric motor is provided in a power transmission path between the side gear of the differential device and one wheel or in a power transmission path between the side gear of the differential device and the other wheel.
より具体的には、前記動力伝達断接機構が前記動力伝達状態にある際、車両走行状態に応じて、前記電動機が、車両を前進させる回転方向のトルクを発生する状態と、この回転方向とは逆回転方向のトルクを発生する状態とを切り換える構成としている。 More specifically, when the power transmission / disconnection mechanism is in the power transmission state, the electric motor generates a torque in a rotational direction for moving the vehicle forward according to the vehicle traveling state, and the rotational direction. Is configured to switch between a state of generating torque in the reverse rotation direction.
この特定事項により、動力伝達断接機構を動力非伝達状態とした場合には、ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達が遮断(動力が非伝達)される。このため、車両の走行に伴って左右の車輪が回転している場合であっても、動力源からの動力がリングギヤに伝達されていない状態であれば、このリングギヤは回転しないことになる。つまり、車輪の回転に伴ってリングギヤが連れ回ることを回避でき、この連れ回りによる引き摺り損失の発生を防止できてエネルギ効率の改善を図ることができる。例えば動力源を内燃機関とした場合には燃料消費率の改善を図ることができる。 Due to this specific matter, when the power transmission / disconnection mechanism is in a power non-transmission state, power transmission between the side gear of the differential device and one wheel is cut off (power is not transmitted). For this reason, even if the left and right wheels are rotating as the vehicle travels, the ring gear will not rotate if the power from the power source is not transmitted to the ring gear. That is, it is possible to avoid the ring gear from being rotated along with the rotation of the wheel, to prevent the occurrence of drag loss due to the rotation, and to improve the energy efficiency. For example, when the power source is an internal combustion engine, the fuel consumption rate can be improved.
一方、動力伝達断接機構を動力伝達状態とした場合には、ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達が可能となる。この場合に、電動機からのトルクを動力伝達経路に付与することにより、走行性能の高い車両走行状態が実現できる。例えば電動機から車両前進方向のトルクを発生させて動力伝達経路に付与すると、この電動機が配設されている側の動力伝達経路に繋がる車輪へのトルクが増大し、この車輪の駆動力を高めることができる。逆に、電動機から車両後退方向のトルク(制動トルク)を発生させて動力伝達経路に付与すると、この電動機が配設されている側の動力伝達経路に繋がる車輪へのトルクが減少し、ディファレンシャル装置を経て反対側の動力伝達経路に伝達されるトルクが上昇する。このため、反対側の動力伝達経路に繋がる車輪へのトルクが増大し、この車輪の駆動力を高めることができる。 On the other hand, when the power transmission connecting / disconnecting mechanism is in the power transmission state, power transmission between the side gear of the differential device and one of the wheels becomes possible. In this case, a vehicle traveling state with high traveling performance can be realized by applying torque from the electric motor to the power transmission path. For example, when torque in the vehicle forward direction is generated from the electric motor and applied to the power transmission path, the torque to the wheel connected to the power transmission path on the side where the electric motor is disposed increases, and the driving force of the wheel is increased. Can do. Conversely, when torque (braking torque) in the vehicle reverse direction is generated from the electric motor and applied to the power transmission path, the torque to the wheels connected to the power transmission path on the side where the electric motor is disposed decreases, and the differential device The torque transmitted to the power transmission path on the opposite side through the increases. For this reason, the torque to the wheel connected to the power transmission path on the opposite side increases, and the driving force of this wheel can be increased.
このように、本解決手段では、エネルギ効率の改善を図ることが可能な車両走行状態と、高い走行性能での車両走行状態との切り換えを比較的簡素な構成で実現することが可能である。 As described above, according to the present solution, it is possible to realize switching between a vehicle traveling state capable of improving energy efficiency and a vehicle traveling state with high traveling performance with a relatively simple configuration.
また、前記動力伝達断接機構が動力伝達状態にある際の車両減速走行時、前記車輪の回転力を前記動力伝達経路を経て前記電動機に伝達して、この電動機を被駆動状態とすることにより電動機の発電を行う構成としている。 In addition, when the vehicle is traveling at a reduced speed when the power transmission / disconnection mechanism is in a power transmission state, the rotational force of the wheels is transmitted to the motor through the power transmission path, thereby bringing the motor into a driven state. The motor is configured to generate electricity.
これにより、車両減速走行時の制動力を電気エネルギに変換して蓄電装置への充電等を行うことが可能になり、エネルギ効率の向上を図ることができる。 As a result, it becomes possible to charge the power storage device by converting the braking force when the vehicle decelerates to electric energy, and to improve the energy efficiency.
前記動力伝達断接機構および電動機の配設位置として具体的には以下のものが挙げられる。 Specific examples of positions where the power transmission / disconnection mechanism and the electric motor are disposed include the following.
まず、前記動力伝達断接機構および電動機を、ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路にそれぞれ設ける構成である。 First, the power transmission connecting / disconnecting mechanism and the electric motor are respectively provided in a power transmission path between a side gear of the differential device and one wheel.
この場合のより具体的な構成としては、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路において、前記電動機を、動力伝達断接機構よりも車輪側に設ける構成が挙げられる。 A more specific configuration in this case is a configuration in which the electric motor is provided on the wheel side of the power transmission connection / disconnection mechanism in the power transmission path between the side gear of the differential device and one wheel.
また、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路において、前記電動機を、動力伝達断接機構よりもサイドギヤ側に設ける構成も挙げられる。 Moreover, the structure which provides the said electric motor in the side gear side rather than a power transmission connection / disconnection mechanism in the power transmission path | route between the side gear and one wheel of the said differential apparatus is also mentioned.
また、前記動力伝達断接機構および電動機の他の配設位置としては、前記動力伝達断接機構を、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路に設け、前記電動機を、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと他方の車輪との間の動力伝達経路に設ける構成も挙げられる。 Further, as another arrangement position of the power transmission connection / disconnection mechanism and the electric motor, the power transmission connection / disconnection mechanism is provided in a power transmission path between a side gear of the differential device and one wheel, and the electric motor is The structure provided in the power transmission path | route between the side gear of the said differential apparatus and the other wheel is also mentioned.
特に、前記電動機を、動力伝達断接機構よりもサイドギヤ側に設けた構成の場合、動力伝達断接機構の動力非伝達状態では、車輪の回転に伴う電動機の連れ回りを回避する状態とすることが可能になる。この場合にもエネルギ効率の向上を図ることができる。 In particular, in the case where the electric motor is provided on the side gear side with respect to the power transmission connecting / disconnecting mechanism, in a power non-transmitting state of the power transmission connecting / disconnecting mechanism, a state in which the motor is accompanied by rotation of the wheel is avoided. Is possible. Also in this case, energy efficiency can be improved.
また、動力伝達断接機構を、ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路に設け、電動機を、ディファレンシャル装置のサイドギヤと他方の車輪との間の動力伝達経路に設けた構成では、ディファレンシャル装置を車幅方向の略中央位置に配置することが可能になると共に、動力伝達断接機構および電動機の配設位置の自由度を高めることができる。 Further, in the configuration in which the power transmission / disconnection mechanism is provided in the power transmission path between the side gear of the differential device and one wheel, and the electric motor is provided in the power transmission path between the side gear of the differential device and the other wheel. In addition, the differential device can be arranged at a substantially central position in the vehicle width direction, and the degree of freedom of the arrangement positions of the power transmission / disconnection mechanism and the electric motor can be increased.
前記動力伝達断接機構を動力非伝達状態から動力伝達状態に切り換える際の電動機の制御として具体的には、前記動力伝達経路において前記動力伝達断接機構よりもサイドギヤ側の回転速度と前記動力伝達断接機構よりも車輪側の回転速度とを同期させるように前記電動機のトルク制御を行うことが挙げられる。 Specifically, as the control of the electric motor when the power transmission / disconnection mechanism is switched from the power non-transmission state to the power transmission state, the rotational speed on the side gear side with respect to the power transmission / disconnection mechanism in the power transmission path and the power transmission For example, torque control of the electric motor is performed so as to synchronize the rotational speed on the wheel side with respect to the connection / disconnection mechanism.
これによれば、動力伝達断接機構を動力非伝達状態から動力伝達状態に切り換える動作を円滑に行うことができ、この切り換え動作の信頼性を高めることができる。また、特別なシンクロ機構を必要とすることがないため、構成の複雑化を招くこともない。 According to this, the operation of switching the power transmission / disconnection mechanism from the power non-transmission state to the power transmission state can be smoothly performed, and the reliability of the switching operation can be improved. Further, since a special synchronization mechanism is not required, the configuration is not complicated.
前記動力伝達断接機構の構成として、さらに以下の構成とすることも可能である。つまり、前記動力伝達断接機構に第1の動力伝達断接機構部分と第2の動力伝達断接機構部分とを備えさせる。前記第1の動力伝達断接機構部分は、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間での動力伝達状態と動力非伝達状態とを切り換えるものとする。また、第2の動力伝達断接機構部分は、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転可能にする解放状態と相対回転不能にする係合状態とを切り換えるものとする。 The power transmission connecting / disconnecting mechanism may be configured as follows. That is, the power transmission connection / disconnection mechanism is provided with a first power transmission connection / disconnection mechanism portion and a second power transmission connection / disconnection mechanism portion. The first power transmission connection / disconnection mechanism portion switches between a power transmission state and a power non-transmission state between the side gear of the differential device and one wheel. Further, the second power transmission / disconnection mechanism portion switches between a release state in which the side gear and the differential case of the differential device are relatively rotatable and an engagement state in which the relative rotation is impossible.
この場合に、前記第1の動力伝達断接機構部分によって前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間を動力伝達状態とし、前記第2の動力伝達断接機構部分によって前記ディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転不能にする係合状態とすることによって、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースと一方の車輪とをそれぞれ相対回転不能に連結する構成となっている。 In this case, a power transmission state is established between the side gear of the differential device and one wheel by the first power transmission connection / disconnection mechanism portion, and the side gear of the differential device is connected by the second power transmission connection / disconnection mechanism portion. By engaging with the differential case so as not to be relatively rotatable, the side gear of the differential device, the differential case, and one of the wheels are connected so as not to be relatively rotatable.
これらの構成によれば、第1の動力伝達断接機構部分によってディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間を動力非伝達状態とし、第2の動力伝達断接機構部分によってディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転可能にすることで、車輪の回転に伴ってリングギヤが連れ回ることを回避でき、この連れ回りによる引き摺り損失の発生を防止できてエネルギ効率の改善を図ることができる。 According to these configurations, the first power transmission connecting / disconnecting mechanism portion makes a power non-transmission state between the side gear of the differential device and one of the wheels, and the second power transmission connecting / disconnecting mechanism portion allows the side gear of the differential device to By making the differential case relatively rotatable, it is possible to avoid the ring gear from being rotated along with the rotation of the wheel, to prevent the occurrence of drag loss due to the rotation, and to improve the energy efficiency.
また、第1の動力伝達断接機構部分によってディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間を動力非伝達状態とし、第2の動力伝達断接機構部分によってディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転不能にすることで、動力源からリングギヤに伝達された動力はサイドギヤを介して一方の車輪のみに伝達される状態となる(片輪ロックモード)。この構成において他方の車輪の動力伝達経路に電動機を設けることにより、左右の各車輪それぞれの駆動力を異なる駆動源(内燃機関等の動力源および電動機)によって調整できることになり、各車輪の駆動力の制御を高い精度で行うことが可能になる。 Further, the first power transmission connecting / disconnecting mechanism portion makes a power non-transmission state between the side gear of the differential device and one of the wheels, and the second power transmission connecting / disconnecting mechanism portion relatively rotates the side gear of the differential device and the differential case. By disabling, the power transmitted from the power source to the ring gear is transmitted to only one wheel via the side gear (single wheel lock mode). In this configuration, by providing an electric motor in the power transmission path of the other wheel, the driving force of each of the left and right wheels can be adjusted by different driving sources (power source and electric motor such as an internal combustion engine). Can be controlled with high accuracy.
また、第1の動力伝達断接機構部分によってディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間を動力伝達状態とし、第2の動力伝達断接機構部分によってディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転可能にした場合には、電動機からのトルクを動力伝達経路に付与することにより、走行性能の高い車両走行状態が実現できる。つまり前述した如く、電動機から車両前進方向のトルクを発生させて動力伝達経路に付与すると、この電動機が配設されている側の動力伝達経路に繋がる車輪へのトルクが増大し、この車輪の駆動力を高めることができる。逆に、電動機から車両後退方向のトルク(制動トルク)を発生させて動力伝達経路に付与すると、この電動機が配設されている側の動力伝達経路に繋がる車輪へのトルクが減少し、ディファレンシャル装置を経て反対側の動力伝達経路に伝達されるトルクが上昇する。このため、反対側の動力伝達経路に繋がる車輪へのトルクが増大し、この車輪の駆動力を高めることができる(トルクベクトリングモード)。 Further, the first power transmission connecting / disconnecting mechanism portion allows power transmission between the side gear of the differential device and one of the wheels, and the second power transmission connecting / disconnecting mechanism portion allows relative rotation of the differential device side gear and the differential case. In this case, by applying torque from the electric motor to the power transmission path, a vehicle traveling state with high traveling performance can be realized. That is, as described above, when torque in the vehicle forward direction is generated from the electric motor and applied to the power transmission path, the torque to the wheels connected to the power transmission path on the side where the electric motor is disposed increases, and the driving of the wheels is increased. You can increase your power. Conversely, when torque (braking torque) in the vehicle reverse direction is generated from the electric motor and applied to the power transmission path, the torque to the wheels connected to the power transmission path on the side where the electric motor is disposed decreases, and the differential device The torque transmitted to the power transmission path on the opposite side through the increases. For this reason, the torque to the wheel connected to the power transmission path on the opposite side increases, and the driving force of this wheel can be increased (torque vectoring mode).
さらに、第1の動力伝達断接機構部分によってディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間を動力伝達状態とし、第2の動力伝達断接機構部分によってディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転不能にする係合状態とした場合には、ディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースと一方の車輪とをそれぞれ相対回転不能に連結することにより、左右の車輪に回転差が生じない状態となる。このため、車両の高い走破性を得ることが可能になる(デフロックモード)。なお、この場合に、電動機から前進回転方向のトルクを発生させることにより、左右の車輪に対して前進駆動力のアシストを行うことも可能であり、よりいっそう高い走破性を得ることができる。 Further, the first power transmission connecting / disconnecting mechanism portion makes a power transmission state between the side gear of the differential device and one wheel, and the second power transmission connecting / disconnecting mechanism portion cannot relatively rotate the side gear and the differential case of the differential device. In the engaged state, the side gear of the differential device, the differential case, and one wheel are connected to each other so as not to be relatively rotatable, so that a rotation difference does not occur between the left and right wheels. For this reason, it becomes possible to obtain high running performance of the vehicle (diff lock mode). In this case, the forward driving force can be assisted to the left and right wheels by generating torque in the forward rotation direction from the electric motor, and even higher running performance can be obtained.
前述した各解決手段を二輪駆動状態と四輪駆動状態とが切り換え可能な車両に適用した場合の構成としては以下のものが挙げられる。つまり、前記動力源からの動力を従駆動輪に伝達する係合状態と、その動力を従駆動輪に伝達しない解放状態とが切り換え可能な動力切り換え機構を備えさせる。そして、前記動力源からの動力を主駆動輪のみに伝達する二輪駆動状態では、前記動力伝達断接機構が動力非伝達状態となり、且つ前記動力切り換え機構が解放状態となる一方、前記動力源からの動力を主駆動輪および従駆動輪の両方に伝達する四輪駆動状態では、前記動力伝達断接機構が動力伝達状態となり、且つ前記動力切り換え機構が係合状態となる構成としている。 Examples of the configuration when the above-described solving means are applied to a vehicle that can be switched between a two-wheel drive state and a four-wheel drive state include the following. That is, a power switching mechanism capable of switching between an engaged state in which power from the power source is transmitted to the driven wheels and a released state in which the power is not transmitted to the driven wheels is provided. In a two-wheel drive state in which power from the power source is transmitted only to main drive wheels, the power transmission / disconnection mechanism is in a power non-transmission state and the power switching mechanism is in a release state, while the power source In a four-wheel drive state in which the motive power is transmitted to both the main drive wheel and the slave drive wheel, the power transmission / disconnection mechanism is in a power transmission state and the power switching mechanism is in an engagement state.
この構成により、左右輪の駆動力を互いに異ならせることで車両の走行性能の向上を図る動力分配制御を可能にする機構と、二輪駆動状態および四輪駆動状態の切り換えを行う機構との両立が可能になる。 With this configuration, both a mechanism that enables power distribution control that improves the running performance of the vehicle by making the driving forces of the left and right wheels different from each other, and a mechanism that switches between the two-wheel drive state and the four-wheel drive state can be achieved. It becomes possible.
本発明では、車輪の回転に伴うリングギヤの連れ回りを回避可能とすると共に、左右輪に対する動力分配制御を行うことによる車両走行性能の向上を図ることができる。 In the present invention, it is possible to avoid rotation of the ring gear accompanying the rotation of the wheel, and it is possible to improve vehicle running performance by performing power distribution control on the left and right wheels.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。本実施形態では、エンジン縦置き型のFR(フロントエンジン・リヤドライブ)方式を基本とする四輪駆動車に本発明を適用した場合について説明する。つまり、二輪駆動モードでは後輪(主駆動輪)のみにエンジンからの動力が伝達され、四輪駆動モードでは前輪(従駆動輪)および後輪の両方にエンジンからの動力が伝達される後輪駆動ベースの四輪駆動車に本発明を適用した場合について説明する。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. In the present embodiment, a description will be given of a case where the present invention is applied to a four-wheel drive vehicle based on an FR (front engine / rear drive) system of a vertical engine type. That is, in the two-wheel drive mode, the power from the engine is transmitted only to the rear wheels (main drive wheels), and in the four-wheel drive mode, the rear wheels in which the power from the engine is transmitted to both the front wheels (secondary drive wheels) and the rear wheels. A case where the present invention is applied to a drive-based four-wheel drive vehicle will be described.
図1は本実施形態に係る四輪駆動車の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive vehicle according to the present embodiment.
この図1に示すように、四輪駆動車は、車両走行用の動力を発生するエンジン(動力源;内燃機関)1と、このエンジン1の出力軸(クランクシャフト)の回転速度を変速するトランスミッション(変速機構)2と、このトランスミッション2から出力された回転動力を前輪4L,4R側のフロントプロペラシャフト40および後輪5L,5R側のリヤプロペラシャフト50に分配するトランスファ(動力分配機構)3とを備えている。以下、エンジン1、トランスミッション2、トランスファ3、各プロペラシャフト40,50を含む動力伝達系について説明する。
As shown in FIG. 1, a four-wheel drive vehicle includes an engine (power source; internal combustion engine) 1 that generates power for driving the vehicle, and a transmission that changes the rotational speed of an output shaft (crankshaft) of the
−エンジン−
エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど、燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、例えば、吸気通路に設けられたスロットルバルブ(図示省略)のスロットル開度(吸入空気量の制御量)、燃料噴射量、点火時期などを制御できるように構成されている。これら制御量は後述するECU100(図2を参照)によって制御される。
-Engine-
The
−トランスミッション−
トランスミッション2は、図示しないトルクコンバータを介してエンジン1の後方側に配設されている。このトランスミッション2は、例えば、複数のクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素と遊星歯車装置とを用いてギヤ段を設定する有段式(遊星歯車式)の自動変速機である。これら摩擦係合要素は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合要素である。また、これらクラッチおよびブレーキは、図示しない油圧制御装置のリニアソレノイドバルブの励磁、非励磁や、電流制御により、係合/解放状態が切り換えられると共に、係合/解放時の過渡油圧などが制御されるようになっている。このようにして摩擦係合要素に対する供給油圧を制御することによって、それぞれの係合および解放を制御し、これにより所定の変速段(例えば前進6速段のうちの所定の変速段または後進段)を成立させる構成となっている。このようにしてトランスミッション2は、エンジン1側から入力された回転動力に対し、変速動作によってトルクおよび回転速度を変更した後、トランスファ3側へ出力する。なお、トランスミッション2としては、変速比を無段階に調整するベルト式などの無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)であってもよい。
-Transmission-
The
−トランスファ−
トランスファ3は、トランスミッション2の後方側に配設され、ドライブスプロケット31、ドリブンスプロケット32、および、これらドライブスプロケット31とドリブンスプロケット32との間に巻き掛けられたチェーン33などを備えている。ドライブスプロケット31は前記リヤプロペラシャフト50に回転一体に取り付けられている。ドリブンスプロケット32は、後述するディスコネクト機構(動力切り換え機構)6を介してフロントプロペラシャフト40に連結可能となっている。各スプロケット31、32にチェーン33が巻き掛けられていることにより、トランスファ3では、エンジン1からの動力の一部がリヤプロペラシャフト50に伝達され、他の一部がドライブスプロケット31およびチェーン33を介してドリブンスプロケット32に伝達されることになる。
-Transfer-
The
−フロントプロペラシャフトおよびフロントディファレンシャル装置−
前記フロントプロペラシャフト40は、トランスファ3から前方に向けて延びている。このフロントプロペラシャフト40は、差動機構であるフロントディファレンシャル装置41を介して左右のフロントドライブシャフト(本発明でいう「動力伝達経路」を構成するシャフト)42L,42Rに連結されている。左右のフロントドライブシャフト42L,42Rには、前記左右の前輪4L,4Rが連結されている。
-Front propeller shaft and front differential device-
The
具体的に、フロントディファレンシャル装置41のデフケース41aにはリングギヤ43が回転一体に設けられている。このリングギヤ43は、フロントプロペラシャフト40の前端部に一体的に設けられたドライブピニオンギヤ44と噛合されている。
Specifically, a
また、フロントディファレンシャル装置41の構成としては、前記デフケース41a内に設けられた一対のピニオンギヤ41b,41bと、これらピニオンギヤ41b,41bに噛み合う一対のサイドギヤ41c,41cとを備えている。各ピニオンギヤ41b,41bは、デフケース41a内において、フロントドライブシャフト42L,42Rの軸心方向に対して直交する方向に配設されたピニオンギヤシャフト45によって回転自在に支持されている。つまり、各ピニオンギヤ41b,41bは、デフケース41aとともにフロントドライブシャフト42L,42Rの軸心回りを公転すると共に、ピニオンギヤシャフト45の軸心回りを自転自在となっている。そして、トランスファ3およびフロントプロペラシャフト40を経て伝達された動力がリングギヤ43を経てデフケース41aに入力されると、デフケース41aが回転し、このデフケース41a内のピニオンギヤ41b,41bがフロントドライブシャフト42L,42Rの軸心回りを公転しながら、サイドギヤ41c,41cを回転させて、フロントドライブシャフト42L,42Rに動力が伝達される。また、車両の旋回時等において、左右の前輪4L,4R(左右のフロントドライブシャフト42L,42R)に回転差が生じた場合には、ピニオンギヤ41b,41bがピニオンギヤシャフト45の軸心回りを自転することに伴って左右のサイドギヤ41c,41cが相対的に回転して左右のフロントドライブシャフト42L,42Rの回転差を吸収する。
The front
−リヤプロペラシャフトおよびリヤディファレンシャル装置−
前記リヤプロペラシャフト50は、トランスファ3から後方に向けて延びている。このリヤプロペラシャフト50は、差動機構であるリヤディファレンシャル装置51を介して左右のリヤドライブシャフト52L,52Rに連結されている。左右のリヤドライブシャフト52L,52Rには、前記左右の後輪5L,5Rが連結されている。
-Rear propeller shaft and rear differential device-
The
具体的に、リヤディファレンシャル装置51のデフケース51aにはリングギヤ53が回転一体に設けられている。このリングギヤ53は、リヤプロペラシャフト50の後端部に一体的に設けられたドライブピニオンギヤ54と噛合されている。
Specifically, a
前記リヤディファレンシャル装置51は、上述したフロントディファレンシャル装置41と同様の構成となっているため、ここでの説明は省略する。
Since the rear
−ディスコネクト機構−
前記トランスファ3とフロントプロペラシャフト40との間にはディスコネクト機構6が設けられている。このディスコネクト機構6は、トランスファ3とフロントプロペラシャフト40との間でトルク伝達(動力伝達)を行う伝達状態と、トルク伝達を行わない非伝達状態(遮断状態)とを切り換えるように構成されている。
−Disconnect mechanism−
A
具体的に、ディスコネクト機構6は、トランスファ3のドリブンスプロケット32に回転一体に連結されたトランスファ側係合プレート61、フロントプロペラシャフト40の後端部に回転一体に取り付けられたプロペラシャフト側係合プレート62、および、これらトランスファ側係合プレート61とプロペラシャフト側係合プレート62との係合および非係合を切り換えるディスコネクトスリーブ63などを備えている。
Specifically, the
トランスファ側係合プレート61およびプロペラシャフト側係合プレート62は互いに同一径であって、その外周面にはスプラインがそれぞれ形成されている。一方、ディスコネクトスリーブ63の内周面には、前記トランスファ側係合プレート61およびプロペラシャフト側係合プレート62の各外周面に形成されている前記スプラインに係合可能なスプラインが形成されている。ディスコネクトスリーブ63は、ディスコネクトアクチュエータ64によってフロントプロペラシャフト40の軸心に沿う方向にスライド移動するように構成されている。これにより、ディスコネクトスリーブ63は、プロペラシャフト側係合プレート62(またはトランスファ側係合プレート61)のみに係合する位置(図1に示す位置)と、プロペラシャフト側係合プレート62およびトランスファ側係合プレート61の両方に係合する位置(図3(b)に示す位置)との間でスライド移動可能となっている。このディスコネクトスリーブ63が一方の係合プレート(例えばプロペラシャフト側係合プレート62)のみに係合する位置にある場合には、トランスファ3からフロントプロペラシャフト40にトルクが伝達されない状態となる(非伝達状態となる;ディスコネクト機構6の解放状態)。これに対し、ディスコネクトスリーブ63がプロペラシャフト側係合プレート62およびトランスファ側係合プレート61の両方に係合する位置にある場合には、トランスファ3からフロントプロペラシャフト40にトルクが伝達可能な状態となる(ディスコネクト機構6の係合状態)。なお、前記ディスコネクトアクチュエータ64としては、例えば、電動モータを駆動源とする電動式アクチュエータ、あるいは、油圧式アクチュエータなどが挙げられる。
The transfer
−ADD機構−
前記左右のフロントドライブシャフト42L,42Rのうち、右側のフロントドライブシャフト42RにはADD機構(動力伝達断接機構)7が設けられている。このADD機構7は、フロントディファレンシャル装置41と右前輪4Rとの間でトルク伝達(動力伝達)を行う動力伝達状態と、トルク伝達を行わない動力非伝達状態(遮断状態)とを切り換えるように構成されている。
-ADD mechanism-
Of the left and right
具体的に、右側のフロントドライブシャフト42Rは、フロントディファレンシャル装置41側に位置するディファレンシャル側フロントドライブシャフト42Raと、右前輪4R側に位置する車輪側フロントドライブシャフト42Rbとに分割されている。ADD機構7は、前記ディファレンシャル側フロントドライブシャフト42Raの車幅方向外側端に取り付けられたディファレンシャル側係合プレート71、前記車輪側フロントドライブシャフト42Rbの車幅方向内側端に取り付けられた前輪側係合プレート72、および、これらディファレンシャル側係合プレート71と前輪側係合プレート72との係合および非係合を切り換えるADDスリーブ73などを備えている。
Specifically, the right
ディファレンシャル側係合プレート71および前輪側係合プレート72は互いに同一径であって、その外周面にはスプラインがそれぞれ形成されている。一方、ADDスリーブ73の内周面には、前記ディファレンシャル側係合プレート71および前輪側係合プレート72の各外周面に形成されている前記スプラインに係合可能なスプラインが形成されている。ADDスリーブ73は、ADDアクチュエータ74によってフロントドライブシャフト42Rの軸心に沿う方向にスライド移動するように構成されている。これにより、ADDスリーブ73は、前輪側係合プレート72(またはディファレンシャル側係合プレート71)のみに係合する位置(図1に示す位置)と、前輪側係合プレート72およびディファレンシャル側係合プレート71の両方に係合する位置(図3(b)に示す位置)との間でスライド移動可能となっている。このADDスリーブ73が一方の係合プレート(例えば前輪側係合プレート72)のみに係合する位置にある場合には、フロントディファレンシャル装置41から右前輪4Rにトルクが伝達されない状態となる(非伝達状態となる;ADD機構7の解放状態)。これに対し、ADDスリーブ73が前輪側係合プレート72およびディファレンシャル側係合プレート71の両方に係合する位置にある場合には、フロントディファレンシャル装置41から右前輪4Rにトルクが伝達可能な状態となる(ADD機構7の係合状態)。なお、前記ADDアクチュエータ74としては、例えば、電動モータを駆動源とする電動式アクチュエータ、あるいは、油圧式アクチュエータなどが挙げられる。
The differential
−モータジェネレータ−
前記車輪側フロントドライブシャフト42Rbにはモータジェネレータ(電動機)8が配設されている。このモータジェネレータ8は、永久磁石からなり車輪側フロントドライブシャフト42Rbと回転一体のロータ81と、3相巻線が巻回されたステータ82とを備えた交流同期発電機であって、電動機(電動モータ)として機能するとともに発電機としても機能する。
-Motor generator-
A motor generator (electric motor) 8 is disposed on the wheel side front drive shaft 42Rb. The
また、このモータジェネレータ8は、インバータ200(図2を参照)を介してバッテリ(蓄電装置)Bに接続されている。インバータ200はECU100によって制御され、そのインバータ200の制御によりモータジェネレータ8の回生または力行(アシスト)が設定される。その際の回生電力はインバータ200を介してバッテリBに充電される。また、モータジェネレータ8の駆動用電力はバッテリBからインバータ200を介して供給される。
Further, the
−ECU−
ECU100は、エンジン1の運転制御、前記ディスコネクトアクチュエータ64およびADDアクチュエータ74の制御、モータジェネレータ8のトルク制御などを実行する電子制御装置であって、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびバックアップRAMなどを備えている。
-ECU-
The
ROMには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMはCPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMはエンジン1の停止時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
The ROM stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU executes arithmetic processing based on various control programs and maps stored in the ROM. The RAM is a memory for temporarily storing calculation results from the CPU, data inputted from each sensor, and the backup RAM is a non-volatile memory for storing data to be saved when the
図2に示すように、ECU100には、エンジン1のクランクシャフトが所定角度だけ回転する度にパルス信号を発信するクランクポジションセンサ91、エンジン1の吸気通路に配置されたスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ92、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度Accを検出するアクセル開度センサ93、ブレーキペダルに対する踏力(ブレーキ踏力)を検出するブレーキペダルセンサ94、運転席近傍に配設され運転者により操作される2WD/4WD切換スイッチ95、左前輪4Lの回転速度を検出する左前輪回転速度センサ96L、右前輪4Rの回転速度を検出する右前輪回転速度センサ96R、左後輪5Lの回転速度を検出する左後輪回転速度センサ97L、右後輪5Rの回転速度を検出する右後輪回転速度センサ97R、ステアリングホイール(図示省略)のステアリング量(ドライバによる操舵量)である操舵角度を検出する操舵角センサ98、前記ディスコネクトスリーブ63のスライド移動位置を検出するディスコネクトスリーブ位置検出センサ99A、前記ADDスリーブ73のスライド移動位置を検出するADDスリーブ位置検出センサ99Bなどが接続されている。その他、ECU100には、エンジン冷却水温を検出する水温センサ、吸入空気量を検出するエアフロメータ、トランスミッション2のシフトレバー位置を検出するシフトポジションセンサなどが接続されており、これらの各センサからの信号がECU100に入力される。
As shown in FIG. 2, the
そして、ECU100は、前記各種センサの出力信号に基づいて、エンジン1のスロットル開度制御(吸入空気量制御)、燃料噴射量制御、および、点火時期制御などを含むエンジン1の各種制御を実行する。また、ECU100は、前記ディスコネクトアクチュエータ64によってディスコネクトスリーブ63のスライド移動位置を制御するディスコネクト機構6の係合/解放制御、および、ADDアクチュエータ74によってADDスリーブ73のスライド移動位置を制御するADD機構7の係合/解放制御を実行し、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り換える。さらに、ECU100は、前記モータジェネレータ8の出力トルク制御も行う。
The
具体的に、前記ディスコネクトアクチュエータ64によってディスコネクト機構6が解放され、且つADDアクチュエータ74によってADD機構7が解放されると、二輪駆動状態となる(図1および図3(a)に示す状態を参照)。一方、前記ディスコネクトアクチュエータ64によってディスコネクト機構6が係合され、且つADDアクチュエータ74によってADD機構7が係合されると、四輪駆動状態となる(図3(b)に示す状態を参照)。
Specifically, when the
前記二輪駆動状態では、ディスコネクト機構6によりトランスファ3とフロントプロペラシャフト40とが切り離され、トランスファ3とフロントプロペラシャフト40との間でトルクを伝達しない状態となる。つまり、トランスミッション2からトランスファ3へ入力されるトルクをリヤプロペラシャフト50のみへ伝達する動力伝達経路が成立する。これにより、二輪駆動状態では、後輪5L,5Rのみにトルクが伝達され、前輪4L,4Rにはトルクが伝達されない。また、この二輪駆動状態ではADD機構7が解放されるため、フロントディファレンシャル装置41(より詳しくはフロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41c)と右前輪4Rとが切り離された状態(動力非伝達状態)となり、フロントディファレンシャル装置41のデフケース41aおよびリングギヤ43の回転を伴うことなく各前輪4L,4Rの回転が可能な状態となる。このように、二輪駆動状態では、ディスコネクト機構6およびADD機構7が共に解放されることによってフロントプロペラシャフト40およびリングギヤ43の回転は停止し、これらフロントプロペラシャフト40およびリングギヤ43の回転による引き摺り損失が無くなる。
In the two-wheel drive state, the
一方、前記四輪駆動状態では、ディスコネクト機構6によりトランスファ3とフロントプロペラシャフト40とが連結され、トランスファ3とフロントプロペラシャフト40との間でトルクを伝達する状態となる。つまり、トランスミッション2からトランスファ3へ入力されるトルクをフロントプロペラシャフト40およびリヤプロペラシャフト50の両方へ伝達する動力伝達経路が成立する。また、この四輪駆動状態ではADD機構7が係合されるため、フロントディファレンシャル装置41(より詳しくはフロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41c)と右前輪4Rとの間でトルクを伝達する状態(動力伝達状態)となる。これにより、四輪駆動状態では、前輪4L,4Rおよび後輪5L,5Rそれぞれにトルクが伝達されることになる。
On the other hand, in the four-wheel drive state, the
また、この四輪駆動状態において、モータジェネレータ8に正回転方向(車両前進方向)のトルクを発生させると、右側のフロントドライブシャフト42Rの前進回転方向のトルクが増大し、右前輪4Rの駆動力が増大する。一方、モータジェネレータ8に逆回転方向(車両後退方向)のトルク(制動トルク)を発生させると、このトルクが、右側のフロントドライブシャフト42Rの前進回転方向に対する制動力として作用し、右前輪4Rの駆動力が減少する。これに伴い、左前輪4Lの駆動力が増大する(詳しくは後述する)。
In this four-wheel drive state, if the
−車両走行モード−
次に、上述の如く構成された車両の走行モードについて説明する。
-Vehicle driving mode-
Next, the traveling mode of the vehicle configured as described above will be described.
本実施形態に係る四輪駆動車は、前記ディスコネクト機構6のディスコネクトスリーブ63のスライド移動位置、および、ADD機構7のADDスリーブ73のスライド移動位置に応じて、二輪駆動状態となる燃費優先モードでの走行と、四輪駆動モードでの走行とが切り換え可能となっている。また、この四輪駆動モードにあっては、さらに4種類の走行モードに切り換えられるようになっている。具体的には、直進走行時の四輪駆動モード、左旋回時のトルクベクトリングモード、右旋回時のトルクベクトリングモード、減速回生時のトルクベクトリングモードに切り換え可能となっている。以下、具体的に説明する。
The four-wheel drive vehicle according to the present embodiment is in a two-wheel drive state according to the slide movement position of the
<燃費優先モード>
まず、燃費優先モードについて説明する。
<Fuel consumption priority mode>
First, the fuel efficiency priority mode will be described.
図3(a)は、燃費優先モードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図3(a)に示すように燃費優先モードでは、ディスコネクトスリーブ63がプロペラシャフト側係合プレート62のみに係合する位置とされてディスコネクト機構6が解放される。また、ADDスリーブ73が前輪側係合プレート72のみに係合する位置とされてADD機構7も解放される。これにより、トランスファ3からフロントプロペラシャフト40にはトルクが伝達されず、且つフロントディファレンシャル装置41と右前輪4Rとの間でもトルクが伝達されない状態、つまり、左右の前輪4L,4Rが切り離された状態となる。
FIG. 3A is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
このため、この燃費優先モードでは、二輪駆動状態となり、トランスミッション2からトランスファ3へ入力されたトルクをリヤプロペラシャフト50のみへ伝達する動力伝達経路が成立する。この二輪駆動状態では、後輪5L,5Rのみにトルクが伝達され、前輪4L,4Rにはトルクが伝達されない。
For this reason, in this fuel efficiency priority mode, the two-wheel drive state is set, and a power transmission path for transmitting the torque input from the
そして、この燃費優先モードでは、ディスコネクト機構6およびADD機構7が共に解放されているため、前述した如く、フロントプロペラシャフト40およびリングギヤ43の回転は停止しており、これらフロントプロペラシャフト40およびリングギヤ43の回転による引き摺り損失が無くなるため、燃料消費率の改善を図ることが可能となっている。
In this fuel consumption priority mode, since both the
<直進走行時の四輪駆動モード>
次に、直進走行時の四輪駆動モードについて説明する。
<Four-wheel drive mode when running straight>
Next, the four-wheel drive mode during straight traveling will be described.
図3(b)は、直進走行時の四輪駆動モードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図3(b)に示すように直進走行時の四輪駆動モードでは、ディスコネクトスリーブ63がプロペラシャフト側係合プレート62およびトランスファ側係合プレート61の両方に係合する位置とされてディスコネクト機構6が係合される。また、ADDスリーブ73が前輪側係合プレート72およびディファレンシャル側係合プレート71の両方に係合する位置とされてADD機構7も係合される。これにより、トランスファ3に伝達されたトルクの一部はフロントプロペラシャフト40に伝達され、且つフロントディファレンシャル装置41から左右の前輪4L,4Rに略均等に分配される状態となる。
FIG. 3B is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
このように、四輪駆動モードでは、トランスミッション2からトランスファ3へ入力されるトルクをフロントプロペラシャフト40およびリヤプロペラシャフト50の両方へ伝達する動力伝達経路が成立し、前輪4L,4Rおよび後輪5L,5Rの両方にトルクが伝達される。
As described above, in the four-wheel drive mode, a power transmission path for transmitting the torque input from the
そして、この直進走行時の四輪駆動モードにあっては、基本的にはモータジェネレータ8への通電は停止され、モータジェネレータ8からはトルクが生じていない。なお、このモータジェネレータ8のロータ81は右側のフロントドライブシャフト42Rと一体的に回転しているため、このロータ81の存在に起因して左右のフロントドライブシャフト42L,42Rに慣性力の差が生じている。このため、この慣性力の差に起因して左右の前輪4L,4Rの駆動力に差が生じている場合には、この駆動力の差が無くなるようにモータジェネレータ8のトルク制御を行うようにしてもよい。例えば四輪駆動モードでの発進時に、モータジェネレータ8に正回転方向のトルクを発生させて、左右の前輪4L,4Rの駆動力に差が生じないようにして発進性能を良好に確保することが挙げられる。
In the four-wheel drive mode during straight traveling, the
<左旋回時のトルクベクトリングモード>
次に、左旋回時のトルクベクトリングモードについて説明する。
<Torque vectoring mode when turning left>
Next, the torque vectoring mode during left turn will be described.
図3(c)は、左旋回時のトルクベクトリングモードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図3(c)に示すように、左旋回時のトルクベクトリングモードでは、前記直進走行時の四輪駆動モードの場合と同様に、ディスコネクト機構6およびADD機構7が共に係合される。
FIG. 3C is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
そして、モータジェネレータ8のトルク制御によって正回転方向(車両前進方向)のトルクを発生させ、これにより、右前輪4Rにおける前進回転方向の駆動力を増大させる。つまり、左前輪4Lには、フロントプロペラシャフト40を経てフロントディファレンシャル装置41に伝達されたエンジン1からの動力が、左側のフロントドライブシャフト42Lを介して伝達される。これに対し、右前輪4Rには、フロントプロペラシャフト40を経てフロントディファレンシャル装置41に伝達されたエンジン1からの動力が、右側のフロントドライブシャフト42Rを介して伝達されると共に、前記モータジェネレータ8が発生するトルクも右側のフロントドライブシャフト42Rを介して右前輪4Rに伝達されることになる。つまり、右前輪4Rに伝達されるトルクが、左前輪4Lに伝達されるトルクよりも大きくなることで、右前輪4Rの駆動力が相対的に高くなり車両の左旋回の回頭性が高められることになる。
Then, torque in the forward rotation direction (vehicle forward direction) is generated by torque control of the
<右旋回時のトルクベクトリングモード>
次に、右旋回時のトルクベクトリングモードについて説明する。
<Torque vectoring mode when turning right>
Next, the torque vectoring mode when turning right will be described.
図3(d)は、右旋回時のトルクベクトリングモードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図3(d)に示すように、右旋回時のトルクベクトリングモードでは、前記直進走行時の四輪駆動モードおよび左旋回時のトルクベクトリングモードの場合と同様に、ディスコネクト機構6およびADD機構7が共に係合される。
FIG. 3D is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
そして、モータジェネレータ8のトルク制御によって逆回転方向(車両後退方向)のトルク(制動トルク)を発生させ、これにより、右前輪4Rの前進回転方向の駆動力を減少させる。つまり、左前輪4Lには、フロントプロペラシャフト40を経てフロントディファレンシャル装置41に伝達されたエンジン1からの動力が、左側のフロントドライブシャフト42Lを介して伝達される。これに対し、右前輪4Rには、フロントプロペラシャフト40を経てフロントディファレンシャル装置41に伝達されたエンジン1からの動力が、右側のフロントドライブシャフト42Rを介して伝達されると共に、前記モータジェネレータ8が発生するトルク(制動トルク)も右前輪4Rに伝達されることになる。このようにして右前輪4Rに伝達されるトルクが減少されることに伴って左前輪4Lに伝達されるトルクが増大する。つまり、前記制動トルクの反力が右側のフロントドライブシャフト42Rからフロントディファレンシャル装置41に伝達され、前記ピニオンギヤ41b,41bがピニオンギヤシャフト45の回りを自転することに伴って左右のサイドギヤ41c,41cが相対的に回転し(右側のサイドギヤ41cの回転速度に対して左側のサイドギヤ41cの回転速度が高くなり)、左側のフロントドライブシャフト42Lに伝達されるトルクを増大させる。これにより、左前輪4Lに伝達されるトルクが、右前輪4Rに伝達されるトルクよりも大きくなることで、左前輪4Lの駆動力が相対的に高くなり車両の右旋回の回頭性が高められることになる。
Then, torque (braking torque) in the reverse rotation direction (reverse direction of the vehicle) is generated by the torque control of the
<減速回生時のトルクベクトリングモード>
次に、減速回生時のトルクベクトリングモードについて説明する。
<Torque vectoring mode during deceleration regeneration>
Next, the torque vectoring mode during deceleration regeneration will be described.
図3(e)は、減速回生時のトルクベクトリングモードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図3(e)に示すように減速回生時のトルクベクトリングモードでは、前記四輪駆動モードおよび各トルクベクトリングモードの場合と同様に、ディスコネクト機構6およびADD機構7が共に係合される。
FIG. 3 (e) is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
そして、前記インバータ200の制御により、右側のフロントドライブシャフト42Rの回転力(走行中において路面と右前輪4Rとの摩擦力による右前輪4Rの回転力)によってモータジェネレータ8を被駆動状態にする。これにより、モータジェネレータ8の発電が行われる。このモータジェネレータ8で発電された回生電力はインバータ200を介してバッテリBに充電される。
Then, under the control of the
−走行モード切り換え制御−
次に、走行モード切り換え制御について説明する。この走行モード切り換え制御は、車両の走行状態等に応じて前述した各車両走行モードの何れかを選択するものである。
-Driving mode switching control-
Next, traveling mode switching control will be described. This travel mode switching control is to select one of the vehicle travel modes described above according to the travel state of the vehicle.
図4は、走行モード切り換え制御の手順を示すフローチャート図である。この図4に示すフローチャートは、車両の走行中(前記各車輪回転速度センサ96L,96R,97L,97Rの出力信号に基づいて算出される車速が所定車速(例えば5km/h)以上)である場合において数msec毎に実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of traveling mode switching control. The flowchart shown in FIG. 4 is when the vehicle is running (the vehicle speed calculated based on the output signals of the wheel
まず、ステップST1において、前記各センサの出力値を読み込む。例えば、アクセル開度センサ93によって検出されているアクセル開度Accの情報、ブレーキペダルセンサ94によって検出されているブレーキ踏力の情報、各車輪速度センサ96L,96R,97L,97Rによって検出されている各車輪速度の情報、操舵角センサ98によって検出されているステアリングホイールの操舵角度の情報等を読み込む。また、運転者により操作される前記2WD/4WD切換スイッチ95からの信号(2WD/4WD切り換え信号)も読み込む。
First, in step ST1, the output value of each sensor is read. For example, information on the accelerator opening Acc detected by the
その後、ステップST2に移り、四輪駆動走行条件が成立しているか否かを判定する。この四輪駆動走行条件としては、前記2WD/4WD切換スイッチ95によって運転者が四輪駆動走行を選択している場合が挙げられる。また、各車輪速度センサ96L,96R,97L,97Rによって検出されている各車輪速度相互の偏差が所定値以上となっている場合(悪路走行や低μ路走行等によって各車輪速度相互の偏差が所定値以上となっている場合)にも四輪駆動走行条件が成立していると判定される。
Then, it moves to step ST2 and determines whether the four-wheel drive driving condition is satisfied. Examples of the four-wheel drive traveling condition include a case where the driver selects the four-wheel drive traveling by the 2WD /
四輪駆動走行条件が成立しておらず、ステップST2でNO判定された場合には、ステップST3に移り、前記燃費優先モードでの走行を行う。つまり、図3(a)に示すように、ディスコネクト機構6およびADD機構7を共に解放すると共に、モータジェネレータ8からの出力トルクが「0」に制御される。なお、この場合、前記ディスコネクトスリーブ63のスライド移動位置をディスコネクトスリーブ位置検出センサ99Aによって検出しながら前記ディスコネクトアクチュエータ64を制御し、また、前記ADDスリーブ73のスライド移動位置をADDスリーブ位置検出センサ99Bによって検出しながら前記ADDアクチュエータ74を制御することにより、ディスコネクト機構6およびADD機構7が共に解放される。
If the four-wheel drive travel condition is not satisfied and the determination is NO in step ST2, the process proceeds to step ST3 and travels in the fuel efficiency priority mode. That is, as shown in FIG. 3A, both the
一方、四輪駆動走行条件が成立しており、ステップST2でYES判定された場合には、ステップST4に移り、四輪駆動モードでの走行状態に移る。つまり、ディスコネクト機構6およびADD機構7を共に係合する。この場合も、ディスコネクトスリーブ63のスライド移動位置をディスコネクトスリーブ位置検出センサ99Aによって検出しながらディスコネクトアクチュエータ64を制御し、また、ADDスリーブ73のスライド移動位置をADDスリーブ位置検出センサ99Bによって検出しながらADDアクチュエータ74を制御することにより、ディスコネクト機構6およびADD機構7が共に係合される。
On the other hand, if the four-wheel drive traveling condition is satisfied and YES is determined in step ST2, the process proceeds to step ST4, and the process proceeds to the traveling state in the four-wheel drive mode. That is, the
その後、ステップST5で、現在、車両は減速中であるか否かを判定する。この判定として具体的には、アクセル開度センサ93によって検出されているアクセル開度Accが所定開度以下である場合や、ブレーキペダルセンサ94によって検出されているブレーキ踏力が所定値以上である場合に車両が減速中であると判定する。車両が減速中であると判定するためのアクセル開度Accやブレーキ踏力の閾値としては適宜設定されている。
Thereafter, in step ST5, it is determined whether or not the vehicle is currently decelerating. Specifically, as this determination, when the accelerator opening Acc detected by the
車両が減速中でなく、ステップST5でNO判定された場合には、ステップST6に移り、操舵角センサ98によって検出されているステアリングホイールの操舵角度が略「0」であるか否か、つまり、運転者は直進走行を意図しているか否かを判定する。
If the vehicle is not decelerating and NO is determined in step ST5, the process proceeds to step ST6, whether the steering angle of the steering wheel detected by the
ステアリングホイールの操舵角度が略「0」であって運転者が直進走行を意図している場合には、ステップST6でYES判定されてステップST7に移る。このステップST7では、左前輪回転速度センサ96Lによって検出されている左前輪4Lの回転速度と、右前輪回転速度センサ96Rによって検出されている右前輪4Rの回転速度とに差が生じているか否かを判定する。つまり、ステアリングホイールの操舵角度が略「0」であるにも拘わらず、左前輪4Lおよび右前輪4Rそれぞれにおける路面抵抗の差によって回転速度に差が生じていて、安定した直進走行が行えない状況にあるか否かを判定する。なお、この左右の前輪4L,4Rの回転速度に差が生じる原因としては、前記モータジェネレータ8が設けられていることで左右のフロントドライブシャフト42L,42Rの慣性力に差が生じていることも挙げられる。
If the steering angle of the steering wheel is substantially “0” and the driver intends to travel straight, YES is determined in step ST6 and the process proceeds to step ST7. In this step ST7, whether or not there is a difference between the rotation speed of the
左前輪4Lの回転速度と右前輪4Rの回転速度とに差が生じておらず、または、これらの差が所定量未満であり、ステップST7でNO判定された場合には、モータジェネレータ8の出力トルク制御を行うことなく、そのままリターンされる。つまり、モータジェネレータ8のトルク制御を行うことなく四輪駆動モードでの走行が行われる(図3(b)で説明した直進走行時の四輪駆動モード)。
If there is no difference between the rotation speed of the
一方、左前輪4Lの回転速度と右前輪4Rの回転速度とに差が生じており、ステップST7でYES判定された場合には、ステップST8に移り、モータジェネレータ8の出力トルク制御を行う。具体的には、回転速度が低くなっている側の車輪4R(4L)に対してトルク(アシストトルク)を付与するようにモータジェネレータ8の出力トルクが制御される。
On the other hand, there is a difference between the rotational speed of the
具体的に、右前輪4Rの回転速度が左前輪4Lの回転速度よりも低くなっている場合には、モータジェネレータ8のトルク制御によって正回転方向(車両前進方向)のトルクを発生させ、これにより、右前輪4Rの前進回転方向の駆動力を増大させる。一方、左前輪4Lの回転速度が右前輪4Rの回転速度よりも低くなっている場合には、モータジェネレータ8のトルク制御によって逆回転方向(車両後退方向)のトルクを発生させ、これにより、右前輪4Rに伝達されるトルクが減少されることに伴って左前輪4Lに伝達されるトルクを増大させて、左前輪4Lの前進回転方向の駆動力を増大させる。
Specifically, when the rotational speed of the
ここで、モータジェネレータ8から出力されるトルクとしては、左前輪4Lの回転速度と右前輪4Rの回転速度との差が大きいほど大きなトルクが出力され、これによって各車輪4L,4Rの駆動力を均等化して車両の直進走行性を高めるようにする。
Here, as the torque output from the
一方、ステアリングホイールの操舵角度が略「0」ではなく、運転者が旋回走行(左旋回または右旋回)を意図している場合には、ステップST6でNO判定されてステップST9に移る。 On the other hand, if the steering angle of the steering wheel is not substantially “0” and the driver intends to turn (left turn or right turn), a NO determination is made in step ST6 and the process proceeds to step ST9.
ステップST9では、操舵角センサ98によって検出されているステアリングホイールの操舵角度が左旋回側であるか否かを判定する。
In step ST9, it is determined whether or not the steering angle of the steering wheel detected by the
ステアリングホイールの操舵角度が左旋回側であって、ステップST9でYES判定された場合にはステップST10に移り、前記左旋回時のトルクベクトリングモードに移る(図3(c))。つまり、モータジェネレータ8のトルク制御によって正回転方向(車両前進方向)のトルク(正トルク)を発生させ、これにより、右前輪4Rの前進回転方向の駆動力を増大させる。これにより、車両の左旋回の回頭性が高められることになる。
If the steering angle of the steering wheel is on the left turn side and YES is determined in step ST9, the process proceeds to step ST10 and the torque vectoring mode during the left turn is entered (FIG. 3 (c)). That is, torque (positive torque) in the forward rotation direction (vehicle forward direction) is generated by the torque control of the
ここでのモータジェネレータ8のトルク制御では、図5に示すモータ目標トルクマップに従って正回転方向のトルクが制御される。このモータ目標トルクマップは、アクセル開度および操舵角度をパラメータとしてモータ目標トルクを抽出するものであって、予め実験やシミュレーションに基づいて作成されて前記ECU100のROMに記憶されている。この図5に示すように、アクセル開度が大きいほど、また、操舵角度が大きいほどモータ目標トルクとしては大きな値に設定される。これは、アクセル開度が大きいほど、また、操舵角度が大きいほど運転者は高い走行性能(旋回性能)を要求していると推定されるため、車両の回頭性を高めるようにモータ目標トルクが大きな値に設定されるものである。
In the torque control of the
一方、ステアリングホイールの操舵角度が右旋回側であって、ステップST9でNO判定された場合にはステップST11に移り、前記右旋回時のトルクベクトリングモードに移る(図3(d))。つまり、モータジェネレータ8のトルク制御によって逆回転方向(車両後退方向)のトルク(制動トルク)を発生させ、これにより、左前輪4Lの前進回転方向の駆動力を増大させる。これにより、車両の右旋回の回頭性が高められることになる。
On the other hand, if the steering angle of the steering wheel is on the right turn side and NO is determined in step ST9, the process proceeds to step ST11 and the torque vectoring mode during the right turn is entered (FIG. 3 (d)). . That is, torque (braking torque) in the reverse rotation direction (reverse direction of the vehicle) is generated by the torque control of the
ここでのモータジェネレータ8のトルク制御では、アクセル開度が大きいほど、また、操舵角度が大きいほど制動トルクとしては大きな値に設定される。
In the torque control of the
また、前記ステップST5の判定において、車両が減速中であってYES判定された場合には、ステップST12に移り、前記減速回生時のトルクベクトリングモードに移る(図3(e))。つまり、前記インバータ200の制御により、右側のフロントドライブシャフト42Rの回転力によってモータジェネレータ8を被駆動状態にしてモータジェネレータ8の発電を行わせる。このモータジェネレータ8で発電された回生電力はインバータ200を介してバッテリBに充電される。
If it is determined in step ST5 that the vehicle is decelerating and the determination is YES, the process proceeds to step ST12 and the torque vectoring mode during the deceleration regeneration is performed (FIG. 3E). That is, under the control of the
以上説明したように、本実施形態では、前記燃費優先モードでは、ディスコネクト機構6およびADD機構7を共に解放することによって、フロントプロペラシャフト40およびリングギヤ43の回転を停止させることができ、これらフロントプロペラシャフト40およびリングギヤ43の回転による引き摺り損失が無くなって燃料消費率の改善を図ることが可能である。また、各旋回時のトルクベクトリングモードでは、モータジェネレータ8のトルク制御によって高い旋回性能を実現することができる。さらに、減速回生時のトルクベクトリングモードでは、車両減速時の制動力を電気エネルギに変換してバッテリBへの充電を行うことが可能であり、エネルギ効率の向上を図ることができる。このように、本実施形態では、エネルギ効率の改善を図ることが可能な車両走行状態と、高い走行性能での車両走行状態との切り換えを比較的簡素な構成で実現することが可能である。
As described above, in the present embodiment, in the fuel consumption priority mode, by releasing both the
また、本実施形態によれば、二輪駆動モードから四輪駆動モード(前記各トルクベクトリングモードを含む)に切り換える際、つまり、ADD機構7のADDスリーブ73を、前輪側係合プレート72のみに係合している状態から、前輪側係合プレート72およびディファレンシャル側係合プレート71の両方に係合する状態に移行する際に、前記モータジェネレータ8の出力トルクを制御して車輪側フロントドライブシャフト42Rbの回転速度をディファレンシャル側フロントドライブシャフト42Raの回転速度に略一致させるようにすることができる。つまり、車輪側フロントドライブシャフト42Rbに回転一体に設けられた前輪側係合プレート72の回転速度と、ディファレンシャル側フロントドライブシャフト42Raに回転一体に設けられたディファレンシャル側係合プレート71の回転速度とを同期させた状態でADDスリーブ73をスライド移動させることができる。このため、ディファレンシャル側係合プレート71へのADDスリーブ73の係合を円滑に行うことができ、この係合動作の信頼性を高めることができる。また、特別なシンクロ機構を必要とすることがないため、構成の複雑化を招くこともない。
Further, according to the present embodiment, when switching from the two-wheel drive mode to the four-wheel drive mode (including each torque vectoring mode), that is, the
(変形例1)
次に、変形例1について説明する。本変形例は、前記ADD機構7およびモータジェネレータ8の配設位置が前記実施形態のものと異なっている。その他の構成および動作は前記実施形態のものと同様であるため、ここではADD機構7およびモータジェネレータ8の配設位置についてのみ説明する。
(Modification 1)
Next,
図6は、本変形例に係る四輪駆動車における前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図6に示すように、本変形例に係る四輪駆動車では、前記実施形態のものに対し、ADD機構7およびモータジェネレータ8の配設位置が入れ替わっている。つまり、フロントディファレンシャル装置41側にモータジェネレータ8が、右前輪4R側にADD機構7がそれぞれ配設されている。すなわち、モータジェネレータ8がADD機構7よりもサイドギヤ41c側に配設されている。このため、前記モータジェネレータ8は、ディファレンシャル側フロントドライブシャフト42Raに設けられることになる。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
本変形例においても、前記実施形態のものと同様の効果を奏することができる。つまり、各走行モードの切り換えにより、エネルギ効率の改善を図ることが可能な車両走行状態と、高い走行性能での車両走行状態との切り換えを比較的簡素な構成で実現することが可能である。 Also in this modification, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. That is, it is possible to realize switching between a vehicle traveling state capable of improving energy efficiency and a vehicle traveling state with high traveling performance with a relatively simple configuration by switching each traveling mode.
また、本変形例の構成によれば、前記燃費優先モードにあっては、モータジェネレータ8と右前輪4Rとの間が遮断されるため、右前輪4Rの回転に伴うモータジェネレータ8の連れ回りを回避する状態とすることが可能になる。
Further, according to the configuration of the present modified example, in the fuel efficiency priority mode, the
(変形例2)
次に、変形例2について説明する。本変形例は、前記モータジェネレータ8の配設位置が前記実施形態のものと異なっている。その他の構成および動作は前記実施形態のものと同様であるため、ここではモータジェネレータ8の配設位置についてのみ説明する。
(Modification 2)
Next,
図7は、本変形例に係る四輪駆動車における前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図7に示すように、本変形例に係る四輪駆動車では、モータジェネレータ8が左側のフロントドライブシャフト42Lに配設されている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
このため、右旋回時のトルクベクトリングモードでは、モータジェネレータ8のトルク制御によって正回転方向(車両前進方向)のトルクが発生され、これにより、左前輪4Lにおける前進回転方向の駆動力を増大させて、車両の右旋回の回頭性を高めるようにする。
For this reason, in the torque vectoring mode when turning right, torque in the forward rotation direction (vehicle forward direction) is generated by torque control of the
一方、左旋回時のトルクベクトリングモードでは、モータジェネレータ8のトルク制御によって逆回転方向(車両後退方向)のトルク(制動トルク)が発生され、これにより、右前輪4Rにおける前進回転方向の駆動力を増大させて、車両の左旋回の回頭性を高めるようにする。
On the other hand, in the torque vectoring mode when turning left, torque (braking torque) in the reverse rotation direction (vehicle reverse direction) is generated by torque control of the
本変形例においても、前記実施形態のものと同様の効果を奏することができる。つまり、各走行モードの切り換えにより、エネルギ効率の改善を図ることが可能な車両走行状態と、高い走行性能での車両走行状態との切り換えを比較的簡素な構成で実現することが可能である。 Also in this modification, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. That is, it is possible to realize switching between a vehicle traveling state capable of improving energy efficiency and a vehicle traveling state with high traveling performance with a relatively simple configuration by switching each traveling mode.
また、本変形例の構成によれば、フロントディファレンシャル装置41を車幅方向の略中央位置に配置することが可能になると共に、前記実施形態および変形例1のものに比べて、ADD機構7およびモータジェネレータ8の配設位置の自由度を高めることができる。
Further, according to the configuration of the present modification, the front
なお、前記ADD機構7およびモータジェネレータ8の配設位置としては、前記実施形態および各変形例に限るものではない。例えば、ADD機構7およびモータジェネレータ8を共に左側のフロントドライブシャフト42Lに設けるようにしてもよい。この場合、ADD機構7をフロントディファレンシャル装置41側に、モータジェネレータ8を左前輪4L側にそれぞれ配設する構成、および、ADD機構7を左前輪4L側に、モータジェネレータ8をフロントディファレンシャル装置41側にそれぞれ配設する構成が挙げられる。また、ADD機構7を左側のフロントドライブシャフト42Lに、モータジェネレータ8を右側のフロントドライブシャフト42Rにそれぞれ配設することも挙げられる。
It should be noted that the arrangement positions of the
(変形例3)
次に、変形例3について説明する。本変形例では、エンジン横置き型のFF(フロントエンジン・フロントドライブ)方式を基本とするスタンバイ四輪駆動車に本発明を適用した場合について説明する。つまり、二輪駆動モードでは前輪(主駆動輪)のみにエンジンからの動力が伝達され、四輪駆動モードでは前輪および後輪(従駆動輪)の両方にエンジンからの動力が伝達される前輪駆動ベースの四輪駆動車に本発明を適用した場合について説明する。
(Modification 3)
Next,
図8は本変形例に係る四輪駆動車の概略構成図である。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive vehicle according to this modification.
この図8に示すように、本変形例に係る四輪駆動車は、エンジン1、トランスミッション2、フロントディファレンシャル装置41、トランスファ3、プロペラシャフト50、電子制御カップリング(動力切り換え機構)9、リヤディファレンシャル装置51等を備えている。
As shown in FIG. 8, the four-wheel drive vehicle according to this modification includes an
以下、エンジン1、トランスミッション2、フロントディファレンシャル装置41、トランスファ3、プロペラシャフト50、電子制御カップリング9、リヤディファレンシャル装置51等について説明する。
Hereinafter, the
−エンジン−
エンジン1は、前記実施形態のものと同様に、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどで構成され、燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置である。
-Engine-
The
−トランスミッションおよびフロントディファレンシャル装置−
トランスミッション2は、図示しないトルクコンバータを介してエンジン1の側方側に配設されている。このトランスミッション2は、例えば、複数のクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素と遊星歯車装置とを用いてギヤ段を設定する有段式(遊星歯車式)の自動変速機である。なお、トランスミッション2としては、変速比を無段階に調整するベルト式などの無段変速機であってもよい。
-Transmission and front differential device-
The
トランスミッション2の出力軸には出力ギヤ(図示省略)が回転一体に連結されている。その出力ギヤはフロントディファレンシャル装置41のリングギヤ43に噛み合っており、トランスミッション2の出力軸に伝達された動力は、フロントディファレンシャル装置41およびフロントドライブシャフト42L,42Rを介して左右の前輪4L,4Rに伝達される。
An output gear (not shown) is connected to the output shaft of the
−トランスファ−
トランスファ3は、フロントディファレンシャル装置41に回転一体に連結されたドライブギヤ34と、このドライブギヤ34に噛み合うドリブンギヤ35とを備え、トルクの伝達方向を車幅方向から車体後方に変更するものである。前記ドリブンギヤ35にはプロペラシャフト50が回転一体に連結されている。プロペラシャフト50は、電子制御カップリング9よりも前側の第1プロペラシャフト50Aと、電子制御カップリング9よりも後側の第2プロペラシャフト50Bと有しており、電子制御カップリング9、リヤディファレンシャル装置51、リヤドライブシャフト(本発明でいう「動力伝達経路」を構成するシャフト)52L,52Rを介して左右の後輪5L,5Rに連結されている。そして、前記フロントディファレンシャル装置41からトランスファ3に伝達されたトルクは、プロペラシャフト50および電子制御カップリング9に伝達され、その電子制御カップリング9が係合状態(カップリングトルク伝達状態;以下、締結状態という場合もある)であるときに、トルクがリヤディファレンシャル装置51、リヤドライブシャフト52L,52Rを介して左右の後輪5L,5Rに伝達(分配)される。
-Transfer-
The
−リヤディファレンシャル装置−
リヤディファレンシャル装置51のデフケース51aにはリングギヤ53が回転一体に設けられている。このリングギヤ53は、第2プロペラシャフト50Bの後端部に一体的に設けられたドライブピニオンギヤ54と噛合されている。
-Rear differential device-
A
また、リヤディファレンシャル装置51の構成としては、前記デフケース51a内に設けられた一対のピニオンギヤ51b,51bと、これらピニオンギヤ51b,51bに噛み合う一対のサイドギヤ51c,51cとを備えている。各ピニオンギヤ51b,51bは、デフケース51a内において、リヤドライブシャフト52L,52Rの軸心方向に対して直交する方向に配設されたピニオンギヤシャフト55によって回転自在に支持されている。つまり、各ピニオンギヤ51b,51bは、デフケース51aとともにリヤドライブシャフト52L,52Rの軸心回りを公転すると共に、ピニオンギヤシャフト55の軸心回りを自転自在となっている。そして、トランスファ3およびプロペラシャフト50A,50Bを経て伝達された動力がリングギヤ53を経てデフケース51aに入力されると、デフケース51aが回転し、このデフケース51a内のピニオンギヤ51b,51bがリヤドライブシャフト52L,52Rの軸心回りを公転しながら、サイドギヤ51c,51cを回転させて、リヤドライブシャフト52L,52Rに動力が伝達される。また、車両の旋回時等において、左右の後輪5L,5R(左右のリヤドライブシャフト52L,52R)に回転差が生じた場合には、ピニオンギヤ51b,51bがピニオンギヤシャフト55の軸心回りを自転することに伴って左右のサイドギヤ51c,51cが相対的に回転して左右のリヤドライブシャフト52L,52Rの回転差を吸収する。
The rear
−電子制御カップリング−
電子制御カップリング9は、例えばパイロットクラッチ式のものであって、多板摩擦クラッチで構成されたメインクラッチ、パイロットクラッチ(電磁多板クラッチ)、カム機構および電磁石などを備えており、電磁石の電磁力によってパイロットクラッチが係合され、その係合力をカム機構にてメインクラッチに伝達することにより、当該メインクラッチが係合するように構成されている(具体的な構成については、例えば特開2010−254135号公報を参照)。
-Electronically controlled coupling-
The electronically controlled
そして、この電子制御カップリング9においては、前記電磁石に供給する励磁電流Ieを制御することによってトルク容量つまりカップリングトルクTcが制御されるようになっており、全駆動トルクに対する後輪5L,5R側への駆動トルク分配率を、例えば0〜50%の範囲で無段階に調整することができる。電子制御カップリング9の電磁石への励磁電流IeはECU100によって制御される。なお、ECU100の構成、および、このECU100に接続されるセンサ類は前記実施形態のものと同様である。
In the electronically controlled
例えば、電子制御カップリング9への励磁電流Ieが「0」のときは、前記メインクラッチは非係合(解放)状態とされて、伝達トルクTcの伝達率は「0%」となるので、前輪駆動状態(前輪駆動による二輪駆動状態)と同等の走行状態が実現されることになる。一方、電子制御カップリング9への励磁電流Ieを増加させると、伝達トルクTcは増大し、励磁電流Ieが最大のときに伝達トルクTcの伝達率は「100%(駆動トルク分配率は50%)」、すなわち後輪5L,5Rへの駆動トルク分配を最大として直結四輪駆動状態と同等の走行状態が実現されることになる。このようにして電子制御カップリング9への励磁電流Ieに応じて、前後輪間での駆動トルク分配を可変に制御できる。
For example, when the exciting current Ie to the
なお、このECU100による電子制御カップリング9の基本制御の一つとしては、例えば、電子制御カップリング9の電磁石への励磁電流Ieが「0」とされた二輪駆動状態での走行中において、前輪4L,4Rでスリップが発生した場合に、前記励磁電流Ieが供給され、前記伝達トルクTcを発生させる。これにより、車両は二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行して走行安定性が確保されることになる。また、この場合の励磁電流Ieの値は、前輪4L,4Rのスリップ量が多いほど高い値とされ、伝達トルクTcを高く設定することになる。なお、前輪4L,4Rでのスリップの発生の有無は、各車輪速度センサ96L,96R,97L,97R(図2を参照)によって検出される各車輪速度を比較することにより行われる。また、車室内に配置された2WD/4WD切換スイッチ95によって運転者が4WD走行モードを選択した場合にも、前記励磁電流Ieが供給されて前記伝達トルクTcを発生させ、これにより、車両は二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行することになる。
As one of the basic controls of the
本実施形態にあっては、この電子制御カップリング9が、前記第1実施形態におけるディスコネクト機構6と同様の機能を発揮する。つまり、この電子制御カップリング9が、トランスファ3と第2プロペラシャフト50Bとの間でトルク伝達(動力伝達)を行う伝達状態と、トルク伝達を行わない非伝達状態(遮断状態)とを切り換えることになる。
In the present embodiment, the
−ADD機構−
前記左右のリヤドライブシャフト52L,52Rのうち、左側のリヤドライブシャフト52LにはADD機構7が設けられている。このADD機構7は、リヤディファレンシャル装置51と左後輪5Lとの間でトルク伝達(動力伝達)を行う伝達状態と、トルク伝達を行わない非伝達状態(遮断状態)とを切り換えるように構成されている。
-ADD mechanism-
Of the left and right
具体的に、左側のリヤドライブシャフト52Lは、リヤディファレンシャル装置51側に位置するディファレンシャル側リヤドライブシャフト52Laと、左後輪5L側に位置する車輪側リヤドライブシャフト52Lbとに分割されている。ADD機構7は、前記ディファレンシャル側リヤドライブシャフト52Laの車幅方向外側端に取り付けられたディファレンシャル側係合プレート75、前記車輪側リヤドライブシャフト52Lbの車幅方向内側端に取り付けられた後輪側係合プレート76、および、これらディファレンシャル側係合プレート75と後輪側係合プレート76との係合および非係合を切り換えるADDスリーブ77などを備えている。
Specifically, the left
ディファレンシャル側係合プレート75および後輪側係合プレート76は互いに同一径であって、その外周面にはスプラインがそれぞれ形成されている。一方、前記ADDスリーブ77の内周面には、前記ディファレンシャル側係合プレート75および後輪側係合プレート76の各外周面に形成されている前記スプラインに係合可能なスプラインが形成されている。ADDスリーブ77は、ADDアクチュエータ78によってリヤドライブシャフト52Lの軸心に沿う方向にスライド移動するように構成されている。このため、ADDスリーブ77は、後輪側係合プレート76(またはディファレンシャル側係合プレート75)のみに係合する位置(図8に示す位置)と、後輪側係合プレート76およびディファレンシャル側係合プレート75の両方に係合する位置との間でスライド移動可能となっている。このADDスリーブ77が一方の係合プレート(例えば後輪側係合プレート76)のみに係合する位置にある場合には、リヤディファレンシャル装置51から左後輪5Lにトルクが伝達されない状態となる(非伝達状態となる;ADD機構7の解放状態)。これに対し、ADDスリーブ77が後輪側係合プレート76およびディファレンシャル側係合プレート75の両方に係合する位置にある場合には、リヤディファレンシャル装置51から左後輪5Lにトルクが伝達可能な状態となる(ADD機構7の係合状態)。
The differential
−モータジェネレータ−
前記車輪側リヤドライブシャフト52Lbにはモータジェネレータ8が配設されている。このモータジェネレータ8は、永久磁石からなり車輪側リヤドライブシャフト52Lbと回転一体のロータ81と、3相巻線が巻回されたステータ82とを備えた交流同期発電機であって、電動機(電動モータ)として機能するとともに発電機としても機能する。
-Motor generator-
A
また、このモータジェネレータ8は、インバータ200を介してバッテリBに接続されている(図2を参照)。インバータ200はECU100によって制御され、そのインバータ200の制御によりモータジェネレータ8の回生または力行(アシスト)が設定される。その際の回生電力はインバータ200を介してバッテリBに充電される。また、モータジェネレータ8の駆動用電力はバッテリBからインバータ200を介して供給される。
Further, the
本実施形態にあっても、前記実施形態のものと同様に、各種走行モードでの走行が可能となっている。つまり、前記電子制御カップリング9の伝達トルクTc、および、ADD機構7のADDスリーブ77のスライド移動位置に応じて、二輪駆動状態となる燃費優先モードでの走行と、四輪駆動モードでの走行とが切り換え可能となっている。また、この四輪駆動モードにあっては、さらに前述した4種類の走行モードに切り換えられるようになっている。
Even in the present embodiment, it is possible to travel in various travel modes as in the above embodiment. In other words, depending on the transmission torque Tc of the
<燃費優先モード>
燃費優先モードでは、前記電子制御カップリング9が解放される(伝達トルクTcが「0」とされる)。また、ADDスリーブ77が後輪側係合プレート76のみに係合する位置とされてADD機構7も解放される。これにより、トランスファ3から第2プロペラシャフト50Bにはトルクが伝達されず、且つリヤディファレンシャル装置51と左後輪5Lとの間でもトルクが伝達されない状態、つまり、左右の後輪5L,5Rが切り離された状態となる。
<Fuel consumption priority mode>
In the fuel efficiency priority mode, the
このため、この燃費優先モードでは、二輪駆動状態となり、トランスミッション2から出力されたトルクをフロントドライブシャフト42L,42Rのみへ伝達する動力伝達経路が成立する。この二輪駆動状態では、前輪4L,4Rのみにトルクが伝達され、後輪5L,5Rにはトルクが伝達されない。
For this reason, in this fuel efficiency priority mode, the two-wheel drive state is established, and a power transmission path for transmitting the torque output from the
そして、この燃費優先モードでは、電子制御カップリング9およびADD機構7が共に解放されているため、第2プロペラシャフト50Bおよびリングギヤ53の回転は停止しており、このプロペラシャフト50およびリングギヤ53の回転による引き摺り損失が無くなるため、燃料消費率の改善を図ることが可能となっている。
In this fuel consumption priority mode, since both the
<直進走行時の四輪駆動モード>
直進走行時の四輪駆動モードでは、前記電子制御カップリング9が締結される。また、ADDスリーブ77が後輪側係合プレート76およびディファレンシャル側係合プレート75の両方に係合する位置とされてADD機構7が係合される。これにより、トランスファ3に伝達されたトルクの一部は第2プロペラシャフト50Bに伝達され、且つリヤディファレンシャル装置51から左右の後輪5L,5Rに略均等に分配される状態となる。
<Four-wheel drive mode when running straight>
In the four-wheel drive mode during straight traveling, the
このような四輪駆動モードでは、トランスファ3と第2プロペラシャフト50Bとの間でトルクが伝達される状態となる。これにより、この四輪駆動モードでは、トランスミッション2からトランスファ3へ入力されるトルクをフロントドライブシャフト42L,42Rおよびリヤドライブシャフト52L,52Rの両方へ伝達する動力伝達経路が成立し、前輪4L,4Rおよび後輪5L,5Rの両方にトルクが伝達される。
In such a four-wheel drive mode, torque is transmitted between the
そして、この直進走行時の四輪駆動モードにあっては、基本的にはモータジェネレータ8への通電は停止され、モータジェネレータ8からはトルクが生じていない。なお、このモータジェネレータ8のロータ81は左側のリヤドライブシャフト52Lと一体的に回転しているため、このロータ81の存在に起因して左右のリヤドライブシャフト52L,52Rに慣性力の差が生じている。このため、この慣性力の差に起因して左右の後輪5L,5Rの駆動力に差が生じている場合には、この駆動力の差が無くなるようにモータジェネレータ8のトルク制御を行うようにしてもよい。例えば四輪駆動モードでの発進時には、モータジェネレータ8に正回転方向のトルクを発生させて、左右の後輪5L,5Rの駆動力に差が生じないようにして発進性能を良好に確保することが挙げられる。
In the four-wheel drive mode during straight traveling, the
<右旋回時のトルクベクトリングモード>
右旋回時のトルクベクトリングモードでは、前記直進走行時の四輪駆動モードの場合と同様に、電子制御カップリング9が締結されると共に、ADD機構7が係合される。
<Torque vectoring mode when turning right>
In the torque vectoring mode at the time of turning right, the
そして、モータジェネレータ8のトルク制御によって正回転方向(車両前進方向)のトルクが発生され、これにより、左後輪5Lにおける前進回転方向の駆動力を増大させる。つまり、右後輪5Rには、プロペラシャフト50を経てリヤディファレンシャル装置51に伝達されたエンジン1からの動力が、右側のリヤドライブシャフト52Rを介して伝達される。これに対し、左後輪5Lには、プロペラシャフト50を経てリヤディファレンシャル装置51に伝達されたエンジン1からの動力が、左側のリヤドライブシャフト52Lを介して伝達されると共に、前記モータジェネレータ8が発生するトルクも左後輪5Lに伝達されることになる。つまり、左後輪5Lに伝達されるトルクが、右後輪5Rに伝達されるトルクよりも大きくなることで、左後輪5Lの駆動力が相対的に高くなり車両の右旋回の回頭性が高められることになる。
Then, torque in the forward rotation direction (vehicle forward direction) is generated by torque control of the
<左旋回時のトルクベクトリングモード>
左旋回時のトルクベクトリングモードでは、前記直進走行時の四輪駆動モードおよび右旋回時のトルクベクトリングモードの場合と同様に、電子制御カップリング9が締結されると共に、ADD機構7が係合される。
<Torque vectoring mode when turning left>
In the torque vectoring mode at the time of turning left, the electronically controlled
そして、モータジェネレータ8のトルク制御によって逆回転方向(車両後退方向)のトルク(制動トルク)を発生させ、これにより、左後輪5Lの前進回転方向の駆動力を減少させる。つまり、右後輪5Rには、プロペラシャフト50を経てリヤディファレンシャル装置51に伝達されたエンジン1からの動力が、右側のリヤドライブシャフト52Rを介して伝達される。これに対し、左後輪5Lには、プロペラシャフト50を経てリヤディファレンシャル装置51に伝達されたエンジン1からの動力が、左側のリヤドライブシャフト52Lを介して伝達されると共に、前記モータジェネレータ8が発生するトルク(制動トルク)も左後輪5Lに伝達されることになる。このようにして左後輪5Lに伝達されるトルクが減少されることに伴って右後輪5Rに伝達されるトルクが増大する。つまり、前記制動トルクの反力が左側のリヤドライブシャフト52Lからリヤディファレンシャル装置51に伝達され、前記ピニオンギヤ51b,51bがピニオンギヤシャフト55の回りを自転することに伴って左右のサイドギヤ51c,51cが相対的に回転し、右側のリヤドライブシャフト52Rに伝達されるトルクを増大させる。これにより、右後輪5Rに伝達されるトルクが、左後輪5Lに伝達されるトルクよりも大きくなることで、右後輪5Rの駆動力が相対的に高くなり車両の左旋回の回頭性が高められることになる。
Then, torque (braking torque) in the reverse rotation direction (reverse direction of the vehicle) is generated by the torque control of the
<減速回生時のトルクベクトリングモード>
減速回生時のトルクベクトリングモードでは、前記四輪駆動モードおよび各トルクベクトリングモードの場合と同様に、電子制御カップリング9が締結されると共に、ADD機構7が係合される。
<Torque vectoring mode during deceleration regeneration>
In the torque vectoring mode during deceleration regeneration, the
そして、前記インバータ200の制御により、左側のリヤドライブシャフト52Lの回転力(走行中において路面と左後輪5Lとの摩擦力による左後輪5Lの回転力)によってモータジェネレータ8を被駆動状態にする。これにより、モータジェネレータ8の発電が行われる。このモータジェネレータ8で発電された回生電力はインバータ200を介してバッテリBに充電される。
Then, under the control of the
本例における走行モード切り換え制御は、前記実施形態のもの(図4のフローチャートを用いて説明した走行モード切り換え制御)と同様に行われるため、ここでの説明は省略する。 The travel mode switching control in this example is performed in the same manner as that of the above-described embodiment (travel mode switching control described with reference to the flowchart of FIG. 4), and thus description thereof is omitted here.
本変形例においても、前記実施形態のものと同様の効果を奏することができる。つまり、各走行モードの切り換えにより、エネルギ効率の改善を図ることが可能な車両走行状態と、高い走行性能での車両走行状態との切り換えを比較的簡素な構成で実現することが可能である。 Also in this modification, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. That is, it is possible to realize switching between a vehicle traveling state capable of improving energy efficiency and a vehicle traveling state with high traveling performance with a relatively simple configuration by switching each traveling mode.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態では、エンジン縦置き型のFR方式を基本とするスタンバイ四輪駆動車に本発明を適用した場合について説明する。また、本実施形態は、ADD機構(動力伝達断接機構)7の構成が前記第1実施形態のものと異なっている。従って、ここでは、ADD機構7の構成、各車両走行モード、および、走行モード切り換え制御についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to a standby four-wheel drive vehicle based on an engine vertical FR type. In the present embodiment, the configuration of the ADD mechanism (power transmission connection / disconnection mechanism) 7 is different from that of the first embodiment. Accordingly, only the configuration of the
図9は本実施形態に係る四輪駆動車の概略構成図である。 FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive vehicle according to the present embodiment.
この図9に示すように、本実施形態に係る四輪駆動車も、車両走行用の動力を発生するエンジン(動力源)1と、このエンジン1の出力軸の回転速度を変速するトランスミッション2と、このトランスミッション2から出力された回転動力を前輪4L,4R側のフロントプロペラシャフト40および後輪5L,5R側のリヤプロペラシャフト50に分配するトランスファ3(動力分配機構)とを備えている。これらの構成は前記実施形態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、各ディファレンシャル装置41,51およびディスコネクト機構(動力切り換え機構)6の構成も前記実施形態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。図9では、前記実施形態に係る四輪駆動車の構成部材と同様の構成部材については同一の符号を付している。
As shown in FIG. 9, the four-wheel drive vehicle according to the present embodiment also includes an engine (power source) 1 that generates power for driving the vehicle, and a
−ADD機構−
次に、本実施形態の特徴部分であるADD機構7について説明する。このADD機構7は、前記左右のフロントドライブシャフト42L,42Rのうち、右側のフロントドライブシャフト42Rに設けられている。このADD機構7は、フロントディファレンシャル装置41と右前輪4Rとの間でトルク伝達(動力伝達)を行う動力伝達状態と、トルク伝達を行わない動力非伝達状態(遮断状態)とを切り換えるように構成されている。なお、図9では、前記第1実施形態におけるADD機構7と同一構成部材および同一機能を有する部材については同じ符号を付している。
-ADD mechanism-
Next, the
以下、ADD機構7の構成について具体的に説明する。
Hereinafter, the configuration of the
前記右側のフロントドライブシャフト42Rは、フロントディファレンシャル装置41側に位置するディファレンシャル側フロントドライブシャフト42Raと、右前輪4R側に位置する車輪側フロントドライブシャフト42Rbとに分割されている。ADD機構7は、前記デフケース41aにおける右前輪4R側に回転一体に設けられたデフケース側係合プレート79、前記ディファレンシャル側フロントドライブシャフト42Raの車幅方向外側端に取り付けられたディファレンシャル側係合プレート71、前記車輪側フロントドライブシャフト42Rbの車幅方向内側端に取り付けられた前輪側係合プレート72、および、これらデフケース側係合プレート79、ディファレンシャル側係合プレート71、前輪側係合プレート72の係合状態を切り換えるADDスリーブ73などを備えている。各係合プレート79,71,72は、フロントディファレンシャル装置41から右前輪4Rに向かって、デフケース側係合プレート79、ディファレンシャル側係合プレート71、前輪側係合プレート72の順で配置されている。
The right
各係合プレート79,71,72は互いに同一径であって、その外周面にはスプラインがそれぞれ形成されている。一方、ADDスリーブ73の内周面には、前記各係合プレート79,71,72の各外周面に形成されている前記スプラインに係合可能なスプラインが形成されている。ADDスリーブ73は、ADDアクチュエータ74によってフロントドライブシャフト42Rの軸心に沿う方向にスライド移動するように構成されている。これにより、ADDスリーブ73は、デフケース側係合プレート79(または前輪側係合プレート72)のみに係合する位置(図9および図10(a)に実線または仮想線で示す位置;以下、「第1のスライド位置」という)と、デフケース側係合プレート79およびディファレンシャル側係合プレート71に係合し且つ前輪側係合プレート72に係合しない位置(図10(b)に示す位置;以下、「第2のスライド位置」という)と、全ての係合プレート79,71,72に係合する位置(図10(c)に示す位置;以下、「第3のスライド位置」という)と、ディファレンシャル側係合プレート71および前輪側係合プレート72に係合し且つデフケース側係合プレート79に係合しない位置(図10(d)に示す位置;以下、「第4のスライド位置」という)との間でスライド移動可能となっている。
The
このADDスリーブ73が前記第1のスライド位置にある場合には、各係合プレート79,71,72が互いに係合されない状態となり、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41c、デフケース41a、車輪側フロントドライブシャフト42Rbの相対回転が自在な状態となる。
When the
ADDスリーブ73が前記第2のスライド位置にある場合には、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cとデフケース41aとが回転一体とされ、これらフロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cおよびデフケース41aに対して車輪側フロントドライブシャフト42Rbが相対回転自在となる。
When the
ADDスリーブ73が前記第3のスライド位置にある場合には、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41c、デフケース41a、車輪側フロントドライブシャフト42Rbが回転一体となる。
When the
ADDスリーブ73が前記第4のスライド位置にある場合には、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cと車輪側フロントドライブシャフト42Rbとが回転一体とされ、これらフロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cおよび車輪側フロントドライブシャフト42Rbに対してデフケース41aが相対回転自在となる。
When the
以上の構成により、前記ディファレンシャル側係合プレート71、前輪側係合プレート72およびADDスリーブ73によって、本発明でいう第1の動力伝達断接機構部分(ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間での動力伝達状態と動力非伝達状態とを切り換える機構部分)が構成されていることになる。また、デフケース側係合プレート79、ディファレンシャル側係合プレート71およびADDスリーブ73によって、本発明でいう第2の動力伝達断接機構部分(ディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転可能にする解放状態と相対回転不能にする係合状態とを切り換える機構部分)が構成されていることになる。
With the above-described configuration, the
−モータジェネレータ−
前記車輪側フロントドライブシャフト42Rbにはモータジェネレータ(電動機)8が配設されている。このモータジェネレータ8の構成は前記第1実施形態のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
-Motor generator-
A motor generator (electric motor) 8 is disposed on the wheel side front drive shaft 42Rb. Since the configuration of the
−車両走行モード−
次に、上述の如く構成された四輪駆動車の走行モードについて説明する。
-Vehicle driving mode-
Next, the traveling mode of the four-wheel drive vehicle configured as described above will be described.
本実施形態に係る四輪駆動車は、前記ディスコネクト機構6のディスコネクトスリーブ63のスライド移動位置、および、ADD機構7のADDスリーブ73のスライド移動位置に応じて、二輪駆動状態となるADDモード(前記第1実施形態における燃費優先モードに相当)での走行と、四輪駆動モードでの走行とが切り換え可能となっている。また、この四輪駆動モードにあっては、さらに3種類の走行モードに切り換えられるようになっている。具体的には、片輪ロックモード、デフロックモード、トルクベクトリングモードに切り換え可能となっている。以下、具体的に説明する。
The four-wheel drive vehicle according to the present embodiment is in an ADD mode that is in a two-wheel drive state according to the slide movement position of the
<ADDモード>
まず、ADDモードについて説明する。
<ADD mode>
First, the ADD mode will be described.
図10(a)は、ADDモードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図10(a)に示すようにADDモードでは、ディスコネクトスリーブ63がプロペラシャフト側係合プレート62のみに係合する位置とされてディスコネクト機構6が解放される。また、ADDスリーブ73が前記第1のスライド位置となり、各係合プレート79,71,72が互いに係合されない状態となる。つまり、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41c、デフケース41a、車輪側フロントドライブシャフト42Rbの相対回転が自在な状態となる。
FIG. 10A is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
これにより、トランスファ3からフロントプロペラシャフト40にはトルクが伝達されず、且つフロントディファレンシャル装置41と右前輪4Rとの間でもトルクが伝達されない状態、つまり、左右の前輪4L,4Rが切り離された状態となる。
Thereby, no torque is transmitted from the
このため、このADDモードでは、二輪駆動状態となり、トランスミッション2からトランスファ3へ入力されるトルクをリヤプロペラシャフト50のみへ伝達する動力伝達経路が成立する。この二輪駆動状態では、後輪5L,5Rのみにトルクが伝達され、前輪4L,4Rにはトルクが伝達されない。
For this reason, in the ADD mode, a two-wheel drive state is established, and a power transmission path for transmitting torque input from the
そして、このADDモードでは、ディスコネクト機構6およびADD機構7が共に解放されているため、フロントプロペラシャフト40およびリングギヤ43の回転は停止しており、このフロントプロペラシャフト40およびリングギヤ43の回転による引き摺り損失が無くなるため、燃料消費率の改善を図ることが可能となっている。
In this ADD mode, since both the
<片輪ロックモード>
次に、片輪ロックモードについて説明する。
<Single wheel lock mode>
Next, the single wheel lock mode will be described.
図10(b)は、片輪ロックモードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。この図10(b)に示すように片輪ロックモードでは、ディスコネクトスリーブ63がプロペラシャフト側係合プレート62およびトランスファ側係合プレート61の両方に係合する位置とされてディスコネクト機構6が係合される。
FIG. 10B is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
また、ADDスリーブ73が前記第2のスライド位置となり、デフケース側係合プレート79およびディファレンシャル側係合プレート71に係合し且つ前輪側係合プレート72に係合しない状態となる。つまり、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cとデフケース41aとが回転一体とされ、これらフロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cおよびデフケース41aに対して車輪側フロントドライブシャフト42Rbが相対回転自在となる。
Further, the
このため、左前輪4Lには、フロントプロペラシャフト40を経てフロントディファレンシャル装置41に伝達されたエンジン1からの動力が、左側のフロントドライブシャフト42Lを介して伝達される。これに対し、右前輪4Rの駆動力はモータジェネレータ8の出力トルクの制御によって調整されることになる。つまり、左前輪4Lおよび右前輪4Rの駆動力それぞれを異なる駆動源によって調整できることになり、一方の前輪4L(4R)の駆動力が不足した場合には、それぞれの駆動源を制御することによって左右の前輪4L,4Rの駆動力を均等に得ることが可能になる。
Therefore, the power from the
<デフロックモード>
次に、デフロックモードについて説明する。
<Diflock mode>
Next, the differential lock mode will be described.
図10(c)は、デフロックモードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。デフロックモードでは、前記片輪ロックモードの場合と同様に、ディスコネクト機構6が係合される。
FIG. 10C is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
また、図10(c)に示すようにADDスリーブ73が前記第3のスライド位置となり、全ての係合プレート79,71,72に係合する状態となる。つまり、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41c、デフケース41a、車輪側フロントドライブシャフト42Rbが回転一体となる。
Further, as shown in FIG. 10C, the
このため、左右の前輪4L,4Rに回転差が生じない状態となり、車両の走破性を向上することが可能となる。また、このデフロックモードでは、モータジェネレータ8から前進回転方向のトルクを発生させることにより、左右の前輪4L,4Rに対して前進駆動力のアシストを行うことも可能である。
For this reason, there is no rotational difference between the left and right
<トルクベクトリングモード>
次に、トルクベクトリングモードについて説明する。
<Torque vectoring mode>
Next, the torque vectoring mode will be described.
図10(d)は、トルクベクトリングモードにおける前輪4L,4R側の動力伝達系を示す概略構成図である。トルクベクトリングモードでは、前記片輪ロックモードおよびデフロックモードの場合と同様に、ディスコネクト機構6が係合される。
FIG. 10 (d) is a schematic configuration diagram showing a power transmission system on the
また、図10(d)に示すようにADDスリーブ73が前記第4のスライド位置となり、ディファレンシャル側係合プレート71および前輪側係合プレート72に係合し且つデフケース側係合プレート79に係合しない状態となる。つまり、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cと車輪側フロントドライブシャフト42Rbとが回転一体とされ、これらフロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cおよび車輪側フロントドライブシャフト42Rbに対してデフケース41aが相対回転自在となる。
Further, as shown in FIG. 10 (d), the
このトルクベクトリングモードは、前記第1実施形態におけるトルクベクトリングモードと同様の動力伝達状態が得られる。つまり、モータジェネレータ8のトルク制御によって正回転方向(車両前進方向)のトルクを発生させて右前輪4Rにおける前進回転方向の駆動力を増大させる左旋回時のトルクベクトリングモードと、モータジェネレータ8のトルク制御によって逆回転方向(車両後退方向)のトルク(制動トルク)を発生させて右前輪4Rの前進回転方向の駆動力を減少させ、これにより、左前輪4Lにおける前進回転方向の駆動力を増大させる右旋回時のトルクベクトリングモードと、前記インバータ200の制御により、右側のフロントドライブシャフト42Rの回転力によってモータジェネレータ8を被駆動状態にしてモータジェネレータ8の発電を行わせる減速回生時のトルクベクトリングモードとが車両走行状態(操舵角度やアクセル開度等)に応じて選択されることになる。
In this torque vectoring mode, a power transmission state similar to the torque vectoring mode in the first embodiment is obtained. That is, a torque vectoring mode during left-turning in which torque in the forward rotation direction (vehicle forward direction) is generated by torque control of the
−走行モード切り換え制御−
次に、本実施形態における走行モード切り換え制御について説明する。この走行モード切り換え制御は、車両の走行状態等に応じて前述した各走行モードの何れかを選択するものである。
-Driving mode switching control-
Next, traveling mode switching control in this embodiment will be described. This travel mode switching control selects any of the travel modes described above according to the travel state of the vehicle.
図11は、走行モード切り換え制御の手順を示すフローチャート図である。この図11に示すフローチャートは、車両の走行中において数msec毎に実行される。 FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of traveling mode switching control. The flowchart shown in FIG. 11 is executed every several milliseconds while the vehicle is traveling.
まず、ステップST1において、前記各センサの出力値を読み込む。このステップST1の動作は、前記第1実施形態において図4のフローチャートで示したステップST1の動作と同様に行われる。 First, in step ST1, the output value of each sensor is read. The operation of step ST1 is performed in the same manner as the operation of step ST1 shown in the flowchart of FIG. 4 in the first embodiment.
その後、ステップST2に移り、四輪駆動走行条件が成立しているか否かを判定する。このステップST2の動作も、前記第1実施形態において図4のフローチャートで示したステップST2の動作と同様に行われる。 Then, it moves to step ST2 and determines whether the four-wheel drive driving condition is satisfied. The operation of step ST2 is also performed in the same manner as the operation of step ST2 shown in the flowchart of FIG. 4 in the first embodiment.
四輪駆動走行条件が成立しておらず、ステップST2でNO判定された場合には、ステップST21に移り、前記ADDモードでの走行状態に移る。つまり、ディスコネクト機構6を解放すると共に、ADDスリーブ73を前記第1のスライド位置にして、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41c、デフケース41a、車輪側フロントドライブシャフト42Rbの相対回転が自在な状態にして二輪駆動状態にする。
If the four-wheel drive traveling condition is not satisfied and NO is determined in step ST2, the process proceeds to step ST21, and the process proceeds to the traveling state in the ADD mode. That is, the
一方、四輪駆動走行条件が成立しており、ステップST2でYES判定された場合には、ステップST22に移り、操舵角センサ98によって検出されているステアリングホイールの操舵角度が略「0」であるか否か、つまり、運転者は直進走行を意図しているか否かを判定する。
On the other hand, if the four-wheel drive traveling condition is satisfied and YES is determined in step ST2, the process proceeds to step ST22, and the steering angle of the steering wheel detected by the
ステアリングホイールの操舵角度が略「0」であって運転者が直進走行を意図している場合には、ステップST22でYES判定されてステップST23に移る。このステップST23では、左前輪回転速度センサ96Lによって検出されている左前輪4Lの回転速度と、右前輪回転速度センサ96Rによって検出されている右前輪4Rの回転速度とに差が生じているか否かを判定する。つまり、ステアリングホイールの操舵角度が略「0」であるにも拘わらず、左前輪4Lおよび右前輪4Rそれぞれにおける路面抵抗の差によって回転速度に差が生じていて、安定した直進走行が行えない状況にあるか否かを判定する。なお、この左右の前輪4L,4Rの回転速度に差が生じる原因としては、前記モータジェネレータ8が設けられていることで左右のフロントドライブシャフト42L,42Rの慣性力に差が生じていることも挙げられる。
If the steering angle of the steering wheel is substantially “0” and the driver intends to travel straight, YES is determined in step ST22 and the process proceeds to step ST23. In this step ST23, whether or not there is a difference between the rotational speed of the
左前輪4Lの回転速度と右前輪4Rの回転速度とに差が生じておらず、または、これらの差が所定量未満であり、ステップST23でNO判定された場合には、前記トルクベクトリングモードでの走行状態に移る。この場合のトルクベクトリングモードにあっては、運転者が直進走行を意図していると共に左前輪4Lの回転速度と右前輪4Rの回転速度とに差が生じていないため、モータジェネレータ8の出力トルク制御を行うことなく、通常の四輪駆動モードでの走行状態となる。
If there is no difference between the rotational speed of the
一方、左前輪4Lの回転速度と右前輪4Rの回転速度とに差が生じており、ステップST23でYES判定された場合には、ステップST24に移り、前輪4L,4Rの回転差が所定量α未満であるか否かを判定する。この所定量αは、予め実験またはシミュレーションに基づいて設定されている。
On the other hand, there is a difference between the rotational speed of the
前輪4L,4Rに回転差が生じているものの、その回転差が所定量α未満であった場合には、ステップST24でYES判定されてステップST25に移る。このステップST25では、前記片輪ロックモードでの走行状態に移る。つまり、ディスコネクト機構6を係合すると共に、ADDスリーブ73を前記第2のスライド位置にして、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cとデフケース41aとを回転一体とし、これらフロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41cおよびデフケース41aに対して車輪側フロントドライブシャフト42Rbを相対回転自在にする。これにより、左前輪4Lの駆動力をエンジン1からのトルクによって制御し、右前輪4Rの駆動力をモータジェネレータ8の出力トルクによって制御する状態とする。これにより、前輪4L,4Rの回転差を解消させることが可能になる。
If there is a rotational difference between the
一方、前輪4L,4Rの回転差が所定量α以上であった場合には、ステップST24でNO判定されてステップST30に移る。このステップST30では、前記デフロックモードでの走行状態に移る。つまり、ディスコネクト機構6を係合すると共に、ADDスリーブ73を前記第3のスライド位置にして、フロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ41c、デフケース41a、車輪側フロントドライブシャフト42Rbを回転一体とする。これにより、左右の前輪4L,4Rに回転差が生じない状態となり、車両の走破性を向上することが可能となる。また、このデフロックモードにおいて、モータジェネレータ8から前進回転方向のトルクを発生させることにより、前進駆動力のアシストを行うことも可能である。
On the other hand, if the rotational difference between the
前記ステップST22の判定において、ステアリングホイールの操舵角度が略「0」ではなく、運転者が旋回走行(左旋回または右旋回)を意図している場合にはNO判定されてステップST26に移る。 If it is determined in step ST22 that the steering angle of the steering wheel is not substantially “0” and the driver intends to turn (turn left or turn right), the determination is NO and the process proceeds to step ST26.
ステップST26では、操舵角センサ98によって検出されているステアリングホイールの操舵角度が左旋回側であるか否かを判定する。
In step ST26, it is determined whether or not the steering angle of the steering wheel detected by the
ステアリングホイールの操舵角度が左旋回側であって、ステップST26でYES判定された場合にはステップST27に移り、前記左旋回時のトルクベクトリングモードに移る。つまり、モータジェネレータ8のトルク制御によって正回転方向(車両前進方向)のトルク(正トルク)を発生させ、これにより、右前輪4Rの前進回転方向の駆動力を増大させる。これにより、車両の左旋回の回頭性が高められることになる。
If the steering angle of the steering wheel is on the left turn side and YES is determined in step ST26, the process proceeds to step ST27 and the torque vectoring mode during the left turn is entered. That is, torque (positive torque) in the forward rotation direction (vehicle forward direction) is generated by the torque control of the
ここでのモータジェネレータ8のトルク制御では、前記第1実施形態の場合と同様に、図5に示すモータ目標トルクマップに従って正回転方向のトルクが制御される。
In the torque control of the
一方、ステアリングホイールの操舵角度が右旋回側であって、ステップST26でNO判定された場合にはステップST28に移り、前記右旋回時のトルクベクトリングモードに移る。つまり、モータジェネレータ8のトルク制御によって逆回転方向(車両後退方向)のトルク(制動トルク)を発生させ、これにより、左前輪4Lの前進回転方向の駆動力を増大させる。これにより、車両の右旋回の回頭性が高められることになる。
On the other hand, if the steering angle of the steering wheel is on the right turn side and NO is determined in step ST26, the process proceeds to step ST28, and the process proceeds to the torque vectoring mode during the right turn. That is, torque (braking torque) in the reverse rotation direction (reverse direction of the vehicle) is generated by the torque control of the
ここでのモータジェネレータ8のトルク制御では、アクセル開度が大きいほど、また、操舵角度が大きいほど制動トルクとしては大きな値に設定される。
In the torque control of the
また、前記ステップST29でのトルクベクトリングモード中またはステップST30でのデフロックモード中には、ステップST31で、現在、車両は減速中であるか否かを判定する。この判定は、前記第1実施形態において図4のフローチャートで示したステップST5の動作と同様に行われる。 Further, during the torque vectoring mode in step ST29 or the differential lock mode in step ST30, it is determined in step ST31 whether or not the vehicle is currently decelerating. This determination is performed in the same manner as the operation of step ST5 shown in the flowchart of FIG. 4 in the first embodiment.
車両が減速中でなく、ステップST31でNO判定された場合には、現在の走行モードが継続される。 If the vehicle is not decelerating and NO is determined in step ST31, the current travel mode is continued.
一方、車両が減速中であってステップST31でYES判定された場合には、ステップST32に移り、前記減速回生時のトルクベクトリングモードに移る。つまり、前記インバータ200の制御により、右側のフロントドライブシャフト42Rの回転力によってモータジェネレータ8を被駆動状態にしてモータジェネレータ8の発電を行わせる。このモータジェネレータ8で発電された回生電力はインバータ200を介してバッテリBに充電される。
On the other hand, if the vehicle is decelerating and YES is determined in step ST31, the process proceeds to step ST32 and the torque vectoring mode during the deceleration regeneration is performed. That is, under the control of the
本実施形態においても、前記第1実施形態のものと同様の効果を奏することができる。つまり、各走行モードの切り換えにより、エネルギ効率の改善を図ることが可能な車両走行状態と、高い走行性能での車両走行状態との切り換えを比較的簡素な構成で実現することが可能である。つまり、左右の前輪4L,4Rの駆動力を独立して制御する車両走行状態としたり、高い走破性を得ることができる車両走行状態としたり、高い旋回性能を得ることができる車両走行状態としたりすることが可能になる。
In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, it is possible to realize switching between a vehicle traveling state capable of improving energy efficiency and a vehicle traveling state with high traveling performance with a relatively simple configuration by switching each traveling mode. That is, a vehicle running state in which the driving forces of the left and right
(変形例)
次に、前記第2実施形態の変形例について説明する。本変形例では、エンジン横置き型のFF方式を基本とするスタンバイ四輪駆動車に前記第2実施形態の構成を適用した場合について説明する。
(Modification)
Next, a modification of the second embodiment will be described. In the present modification, a case will be described in which the configuration of the second embodiment is applied to a standby four-wheel drive vehicle based on an engine horizontal type FF system.
図12は本変形例に係る四輪駆動車の概略構成図である。この図12では、前記変形例3における構成部材と同一の構成部材および同一の機能を有する部材については同符号を付し、ここでの説明を省略する。 FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a four-wheel drive vehicle according to this modification. In FIG. 12, the same constituent members as those in the third modification and members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted here.
本変形例においても、前記第3変形例の場合と同様に、フロントディファレンシャル装置41と第2プロペラシャフト50Bとの間に電子制御カップリング9が設けられている。また、左側のリヤドライブシャフト52LにはADD機構7が設けられている。このADD機構7は、前記第2実施形態のものと略同一の構成で成っている。
Also in the present modification, as in the case of the third modification, an
つまり、前記デフケース51aにおける左後輪5L側に回転一体に設けられたデフケース側係合プレート79、前記ディファレンシャル側リヤドライブシャフト52Laの車幅方向外側端に取り付けられたディファレンシャル側係合プレート71、前記車輪側リヤドライブシャフト52Lbの車幅方向内側端に取り付けられた後輪側係合プレート72、および、これらデフケース側係合プレート79、ディファレンシャル側係合プレート71、後輪側係合プレート72の係合状態を切り換えるADDスリーブ73などを備えている。各係合プレート79,71,72は、リヤディファレンシャル装置51から左後輪5Lに向かって、デフケース側係合プレート79、ディファレンシャル側係合プレート71、後輪側係合プレート72の順で配置されている。
That is, a differential case
そして、ADDアクチュエータ74によって、ADDスリーブ73のスライド位置が前記「第1のスライド位置」〜「第4のスライド位置」との間で切り換えられることにより、前記ADDモード、片輪ロックモード、デフロックモード、トルクベクトリングモードが切り換え可能となっている。
Then, the
ADDモードでは、ADDスリーブ73が前記第1のスライド位置となり、リヤディファレンシャル装置51のサイドギヤ51c、デフケース51a、車輪側リヤドライブシャフト52Lbの相対回転が自在な状態となる。
In the ADD mode, the
これにより、二輪駆動状態となり、第2プロペラシャフト50Bおよびリングギヤ53の回転による引き摺り損失が無くなって燃料消費率の改善を図ることが可能である。
As a result, a two-wheel drive state is established, and drag loss due to the rotation of the
片輪ロックモードでは、ADDスリーブ73が前記第2のスライド位置となり、リヤディファレンシャル装置51のサイドギヤ51cとデフケース51aとが回転一体とされ、これらフロントディファレンシャル装置41のサイドギヤ51cおよびデフケース51aに対して車輪側リヤドライブシャフト52Lbが相対回転自在となる。
In the one-wheel lock mode, the
これにより、左後輪5Lおよび右後輪5Rの駆動力それぞれを異なる駆動源(エンジン1およびモータジェネレータ8)によって調整できることになり、一方の後輪5L(5R)の駆動力が不足した場合には、その駆動源を制御することによって左右の後輪5L,5Rの駆動力を均等に得ることが可能になる。
As a result, the driving forces of the left
デフロックモードでは、ADDスリーブ73が前記第3のスライド位置となり、リヤディファレンシャル装置51のサイドギヤ51c、デフケース51a、車輪側リヤドライブシャフト52Lbが回転一体となる。
In the differential lock mode, the
このため、左右の後輪5L,5Rに回転差が生じない状態となり、車両の走破性を向上することが可能となる。また、このデフロックモードでは、モータジェネレータ8から前進回転方向のトルクを発生させることにより、左右の後輪5L,5Rに対して前進駆動力のアシストを行うことも可能である。
For this reason, there is no rotational difference between the left and right
トルクベクトリングモードでは、ADDスリーブ73が前記第4のスライド位置となり、リヤディファレンシャル装置51のサイドギヤ51cと車輪側リヤドライブシャフト52Lbとが回転一体とされ、これらリヤディファレンシャル装置51のサイドギヤ51cおよび車輪側リヤドライブシャフト52Lbに対してデフケース51aが相対回転自在となる。
In the torque vectoring mode, the
これにより、モータジェネレータ8のトルク制御によって正回転方向(車両前進方向)のトルクを発生させて左後輪5Lにおける前進回転方向の駆動力を増大させる右旋回時のトルクベクトリングモード、モータジェネレータ8のトルク制御によって逆回転方向(車両後退方向)のトルク(制動トルク)を発生させて左後輪5Lの前進回転方向の駆動力を減少させ、これにより、右後輪5Rにおける前進回転方向の駆動力を増大させる左旋回時のトルクベクトリングモード、前記インバータ200の制御により、左側のリヤドライブシャフト52Lの回転力によってモータジェネレータ8を被駆動状態にしてモータジェネレータ8の発電を行わせる減速回生時のトルクベクトリングモードが選択されることになる。
Thus, a torque vectoring mode at the time of right turn that increases the driving force in the forward rotation direction of the left
本変形例においても、前記実施形態のものと同様の効果を奏することができる。つまり、各走行モードの切り換えにより、エネルギ効率の改善を図ることが可能な車両走行状態と、高い走行性能での車両走行状態との切り換えを比較的簡素な構成で実現することが可能である。 Also in this modification, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. That is, it is possible to realize switching between a vehicle traveling state capable of improving energy efficiency and a vehicle traveling state with high traveling performance with a relatively simple configuration by switching each traveling mode.
−他の実施形態−
以上説明した各実施形態および各変形例では、コンベンショナル車両(動力源としてエンジンのみを搭載した車両)に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限るものではない。例えば、ハイブリッド車両(プロペラシャフトに動力を出力する動力源としてエンジンおよび電動モータを搭載した車両)や、電気自動車(プロペラシャフトに動力を出力する動力源として電動モータのみを搭載した車両)に対しても本発明は適用が可能である。
-Other embodiments-
In each embodiment and each modification described above, the case where the present invention is applied to a conventional vehicle (a vehicle equipped with only an engine as a power source) has been described. The present invention is not limited to this. For example, for a hybrid vehicle (a vehicle equipped with an engine and an electric motor as a power source that outputs power to the propeller shaft) and an electric vehicle (a vehicle equipped only with an electric motor as a power source that outputs power to the propeller shaft) The present invention is also applicable.
また、前記各実施形態および各変形例では、動力源からの動力が主駆動輪と従駆動輪とに分配される動力伝達装置において、従駆動輪側の動力伝達系に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、主駆動輪の動力伝達系から独立し、専用の動力源からの動力を受けて駆動する従駆動輪側の動力伝達系に対しても適用が可能である。例えば、特開2012−217281号公報に開示されている動力伝達装置の後輪側の動力伝達系に対して適用が可能である。 In each of the above embodiments and modifications, in the power transmission device in which the power from the power source is distributed to the main drive wheel and the slave drive wheel, the present invention is applied to the power transmission system on the slave drive wheel side. Explained. The present invention is not limited to this, and can also be applied to a power transmission system on the side of a driven wheel that is independent of the power transmission system of the main drive wheel and is driven by receiving power from a dedicated power source. For example, the present invention can be applied to the power transmission system on the rear wheel side of the power transmission device disclosed in JP 2012-217281 A.
また、前記各実施形態および各変形例では、電動機をモータジェネレータ8で構成し、車両の減速時に発電を行うものとしたが、発電を行わない電動モータを採用する構成も本発明の技術的思想の範疇に含まれる。
Further, in each of the above-described embodiments and modifications, the motor is configured by the
本発明は、トルクベクトリング制御が可能な四輪駆動車の動力伝達系に適用可能である。 The present invention can be applied to a power transmission system of a four-wheel drive vehicle capable of torque vectoring control.
1 エンジン(動力源)
4L,4R 前輪(車輪)
41 フロントディファレンシャル装置
41a,51a デフケース
41c,51c サイドギヤ
42L,42R フロントドライブシャフト(動力伝達経路)
43,53 リングギヤ
5L,5R 後輪(車輪)
51 リヤディファレンシャル装置
52L,52R リヤドライブシャフト(動力伝達経路)
6 ディスコネクト機構(動力切り換え機構)
7 ADD機構(動力伝達断接機構)
8 モータジェネレータ(電動機)
9 電子制御カップリング(動力切り換え機構)
100 ECU
1 Engine (Power source)
4L, 4R Front wheel (wheel)
41
43, 53
51
6 Disconnect mechanism (power switching mechanism)
7 ADD mechanism (power transmission connection / disconnection mechanism)
8 Motor generator (electric motor)
9 Electronically controlled coupling (power switching mechanism)
100 ECU
Claims (11)
前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路には、このサイドギヤと一方の車輪との間での動力伝達状態と動力非伝達状態とが切り換え可能な動力伝達断接機構が設けられており、
前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路、または、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと他方の車輪との間の動力伝達経路には電動機が設けられていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 In a vehicle power transmission device including a ring gear capable of transmitting power from a power source, and a differential device connected to the ring gear, and capable of transmitting power from the side gear of the differential device to a wheel.
The power transmission path between the side gear and one wheel of the differential device is provided with a power transmission connection / disconnection mechanism capable of switching between a power transmission state and a power non-transmission state between the side gear and one wheel. And
An electric motor is provided in a power transmission path between a side gear of the differential device and one wheel or a power transmission path between the side gear of the differential device and the other wheel. Power transmission device.
前記動力伝達断接機構が前記動力伝達状態にある際、車両走行状態に応じて、前記電動機が、車両を前進させる回転方向のトルクを発生する状態と、この回転方向とは逆回転方向のトルクを発生する状態とが切り換えられる構成とされていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 The power transmission device for a vehicle according to claim 1,
When the power transmission / disconnection mechanism is in the power transmission state, the electric motor generates a torque in a rotational direction that causes the vehicle to move forward according to a vehicle traveling state, and a torque in a direction opposite to the rotational direction A power transmission device for a vehicle, characterized in that the state is switched to a state of generating the vehicle.
前記動力伝達断接機構が動力伝達状態にある際の車両減速走行時、前記車輪の回転力を前記動力伝達経路を経て前記電動機に伝達して、この電動機を被駆動状態とすることにより電動機の発電を行う構成とされていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 The power transmission device for a vehicle according to claim 1 or 2,
When the vehicle is traveling at a reduced speed when the power transmission / disconnection mechanism is in a power transmission state, the rotational force of the wheels is transmitted to the motor through the power transmission path, and the motor is driven to be driven. A power transmission device for a vehicle, characterized by being configured to generate power.
前記動力伝達断接機構および電動機は、ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路にそれぞれ設けられていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 In the vehicle power transmission device according to claim 1, 2, or 3,
The power transmission device for a vehicle, wherein the power transmission / disconnection mechanism and the electric motor are respectively provided in a power transmission path between a side gear of the differential device and one wheel.
前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路において、前記電動機は、動力伝達断接機構よりも車輪側に設けられていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 The vehicle power transmission device according to claim 4,
In the power transmission path between the side gear of the differential device and one wheel, the electric motor is provided on the wheel side of the power transmission connection / disconnection mechanism.
前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路において、前記電動機は、動力伝達断接機構よりもサイドギヤ側に設けられていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 The vehicle power transmission device according to claim 4,
In the power transmission path between the side gear of the differential device and one wheel, the electric motor is provided on the side gear side with respect to the power transmission connecting / disconnecting mechanism.
前記動力伝達断接機構は、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間の動力伝達経路に設けられ、前記電動機は、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと他方の車輪との間の動力伝達経路に設けられていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 In the vehicle power transmission device according to claim 1, 2, or 3,
The power transmission connection / disconnection mechanism is provided in a power transmission path between a side gear of the differential device and one wheel, and the motor is provided in a power transmission path between a side gear of the differential device and the other wheel. A power transmission device for a vehicle.
前記動力伝達断接機構を動力非伝達状態から動力伝達状態に切り換える際、前記動力伝達経路において前記動力伝達断接機構よりもサイドギヤ側の回転速度と前記動力伝達断接機構よりも車輪側の回転速度とを同期させるように前記電動機のトルク制御を行う構成とされていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 In the vehicle power transmission device according to any one of claims 1 to 7,
When switching the power transmission / disconnection mechanism from the power non-transmission state to the power transmission state, the rotational speed on the side gear side of the power transmission connection / disconnection mechanism and the wheel side rotation of the power transmission connection / disconnection mechanism in the power transmission path. A power transmission device for a vehicle, wherein the torque control of the electric motor is performed so as to synchronize with a speed.
前記動力伝達断接機構は、
前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間での動力伝達状態と動力非伝達状態とを切り換える第1の動力伝達断接機構部分と、
前記ディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転可能にする解放状態と相対回転不能にする係合状態とを切り換える第2の動力伝達断接機構部分とを備えていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 In the vehicle power transmission device according to any one of claims 1 to 8,
The power transmission connection / disconnection mechanism is:
A first power transmission connection / disconnection mechanism portion that switches between a power transmission state and a power non-transmission state between the side gear and one wheel of the differential device;
Power of a vehicle, comprising: a second power transmission connecting / disconnecting mechanism portion that switches between a disengaged state in which the side gear and the differential case of the differential device can be relatively rotated and an engaged state in which the differential gear cannot be rotated. Transmission device.
前記動力伝達断接機構は、前記第1の動力伝達断接機構部分によって前記ディファレンシャル装置のサイドギヤと一方の車輪との間を動力伝達状態とし、前記第2の動力伝達断接機構部分によって前記ディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースとを相対回転不能にする係合状態とすることによって、前記ディファレンシャル装置のサイドギヤとデフケースと一方の車輪とをそれぞれ相対回転不能に連結する構成となっていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 The power transmission device for a vehicle according to claim 9,
The power transmission connection / disconnection mechanism is configured such that a power transmission state is established between a side gear of the differential device and one of the wheels by the first power transmission connection / disconnection mechanism portion, and the differential is connected by the second power transmission connection / disconnection mechanism portion. The side gear of the differential device and the differential case are engaged with each other so that they cannot be rotated relative to each other, whereby the side gear of the differential device, the differential case, and one of the wheels are connected to each other so that they cannot rotate relative to each other. Vehicle power transmission device.
車両は、前記動力源からの動力を従駆動輪に伝達する係合状態と、その動力を従駆動輪に伝達しない解放状態とが切り換え可能な動力切り換え機構を備えており、
前記動力源からの動力を主駆動輪のみに伝達する二輪駆動状態では、前記動力伝達断接機構が動力非伝達状態となり、且つ前記動力切り換え機構が解放状態となる一方、
前記動力源からの動力を主駆動輪および従駆動輪の両方に伝達する四輪駆動状態では、前記動力伝達断接機構が動力伝達状態となり、且つ前記動力切り換え機構が係合状態となる構成とされていることを特徴とする車両の動力伝達装置。 In the vehicle power transmission device according to any one of claims 1 to 10,
The vehicle includes a power switching mechanism capable of switching between an engaged state in which power from the power source is transmitted to the driven wheels and a released state in which the power is not transmitted to the driven wheels.
In a two-wheel drive state in which power from the power source is transmitted only to main drive wheels, the power transmission / disconnection mechanism is in a power non-transmission state, and the power switching mechanism is in a release state,
In a four-wheel drive state in which power from the power source is transmitted to both the main drive wheel and the slave drive wheel, the power transmission / disconnection mechanism is in a power transmission state, and the power switching mechanism is in an engaged state. A power transmission device for a vehicle.
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WO (1) | WO2014080279A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019111458A1 (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-13 | 三菱自動車工業株式会社 | Vehicle control device |
JP7472660B2 (en) | 2020-06-02 | 2024-04-23 | トヨタ自動車株式会社 | Four-wheel drive vehicles |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10150480B2 (en) | 2016-12-12 | 2018-12-11 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle all-wheel drive control system |
CN111688482A (en) * | 2020-06-04 | 2020-09-22 | 江苏途跃特种车技术有限公司 | Pure electric timely synchronous four-wheel drive power assembly |
CN113135088B (en) * | 2021-05-28 | 2022-09-02 | 重庆嘉陵全域机动车辆有限公司 | Hybrid power transmission structure of all-terrain new energy vehicle |
DE202022000196U1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-02-28 | Arkadi Strauß | Regenerative electric car drive |
DE102022207820B4 (en) | 2022-07-29 | 2024-02-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Transmission device for a motor vehicle with four independent switching positions and motor vehicle |
DE102022207819B4 (en) | 2022-07-29 | 2024-02-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Differential device with side shaft activation and switchable locking function |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11170881A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | Running assist device for vehicle |
JP2001239849A (en) * | 1999-12-28 | 2001-09-04 | Hyundai Motor Co Ltd | Power transmission device for hybrid electric vehicle |
JP2002301939A (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-15 | Fuji Heavy Ind Ltd | Driving gear for hybrid automobile |
JP2006159974A (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Toyota Motor Corp | Vehicle provided with electric generator for assisting turning traveling and its operation method |
JP2010532288A (en) * | 2007-07-06 | 2010-10-07 | ドクトル イング ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト | Hybrid car |
JP2011230755A (en) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Dr Ing Hcf Porsche Ag | Vehicle having electric drive unit |
JP2012111394A (en) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | Power transmission device and power transmission method of four-wheel drive vehicle |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004009954A (en) | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Toyota Motor Corp | Power transmission of four-wheel drive vehicle |
JP2008089075A (en) | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Toyota Motor Corp | Driving force distributing device for vehicle |
JP2010125896A (en) | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Toyota Motor Corp | Power transmission device for front and rear wheel drive vehicle |
JP2010254135A (en) | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Toyota Motor Corp | Four-wheel drive vehicle |
DE102010045502B4 (en) * | 2010-09-15 | 2016-03-24 | Audi Ag | Final drive unit for torque vectoring and torque splitting |
JP2012217281A (en) | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Toyota Motor Corp | Travel road determining device for vehicle, and drive force control device |
-
2012
- 2012-11-22 JP JP2012256641A patent/JP2014104766A/en active Pending
-
2013
- 2013-11-18 WO PCT/IB2013/002829 patent/WO2014080279A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11170881A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | Running assist device for vehicle |
JP2001239849A (en) * | 1999-12-28 | 2001-09-04 | Hyundai Motor Co Ltd | Power transmission device for hybrid electric vehicle |
JP2002301939A (en) * | 2001-04-03 | 2002-10-15 | Fuji Heavy Ind Ltd | Driving gear for hybrid automobile |
JP2006159974A (en) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Toyota Motor Corp | Vehicle provided with electric generator for assisting turning traveling and its operation method |
JP2010532288A (en) * | 2007-07-06 | 2010-10-07 | ドクトル イング ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフト | Hybrid car |
JP2011230755A (en) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Dr Ing Hcf Porsche Ag | Vehicle having electric drive unit |
JP2012111394A (en) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Toyota Motor Corp | Power transmission device and power transmission method of four-wheel drive vehicle |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019111458A1 (en) * | 2017-12-04 | 2019-06-13 | 三菱自動車工業株式会社 | Vehicle control device |
JPWO2019111458A1 (en) * | 2017-12-04 | 2020-12-24 | 三菱自動車工業株式会社 | Vehicle control device |
US10906528B2 (en) | 2017-12-04 | 2021-02-02 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Vehicle control unit |
JP7472660B2 (en) | 2020-06-02 | 2024-04-23 | トヨタ自動車株式会社 | Four-wheel drive vehicles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014080279A1 (en) | 2014-05-30 |
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