JP3138799B2 - 車両の左右輪間の連結装置 - Google Patents

車両の左右輪間の連結装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の左右の車
輪、特に、エンジンで駆動されない左右の従動輪間に設
けられる連結装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の連結装置として、特開平
5−131855号公報により、左右の車輪間に、左右
一方の車輪の回転を増速して他方の車輪に伝達する第1
の連結経路と、一方の車輪の回転を減速して他方の車輪
に伝達する第2の連結経路とを設け、両連結経路に夫々
クラッチを介設して、一方の車輪が内輪となる旋回時に
は第1の連結経路用のクラッチを係合し、また、一方の
車輪が外輪となる旋回時には第2の連結経路用のクラッ
チを係合し、外輪を内輪に比し積極的に増速させて、内
輪側での制動力と外輪側での駆動力を発生させ、旋回性
能を向上させるようにしたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、雪道等の滑
り易い路面での発進時、従動輪を電動モータ等の駆動源
により駆動して発進アシストを行うことが考えられてお
り、左右の車輪間の差回転を発生させて旋回性能を向上
させる、という上記した旋回制御機能に加えて発進アシ
スト機能を得られるようにすることが望まれている。本
発明は、発進アシスト用の駆動源を利用して左右の車輪
間の差回転を発生し得るようにした、上記要望に適合す
るコンパクトで安価な連結装置を提供することを課題と
している。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、車両の左右の車輪間に設けられる連結装置で
あって、第1と第2と第3の回転要素を有する1対の差
動装置と、両差動装置の第1回転要素に夫々連結される
1対の駆動源とを備え、両差動装置の第2回転要素を夫
々左右の車輪に連結すると共に、両差動装置の第3回転
要素同士を連結し、該第3回転要素の回転を拘束可能な
ブレーキ手段を設けることを特徴とする。
【0005】車両の発進時は、ブレーキ手段を作動させ
ると共に両駆動源を共に正転又は逆転させるもので、こ
れによれば、両差動装置の第3回転要素が反力受けとし
て機能し、両駆動源の駆動力が両差動装置の第1回転要
素を介して第2回転要素に伝達され、左右の車輪が共に
正転又は逆転されて、前進又は後進の発進アシストが行
われる。
【0006】発進後は、ブレーキ手段を解除すると共に
両駆動源を停止するもので、この場合両駆動源を制動し
ておけば、両差動装置の第1回転要素が反力受けとして
機能し、左右の車輪が両差動装置の第2回転要素と第3
回転要素とを介して直結される状態になり、左右の車輪
の差回転が抑制されて、直進安定性が向上する。
【0007】また、旋回時は、外輪となる車輪側の差動
装置に連結される駆動源を正転させ、内輪となる車輪側
の差動装置に連結される駆動源を逆転させるもので、こ
れによれば外輪が増速されると共に内輪が減速され、旋
回性能が向上する。
【0008】このように、本発明によれば、差動装置と
駆動源との有機的な組合わせにより、発進アシスト制御
と旋回制御と更には差動制限制御とを行い得る、コンパ
クトで安価な連結装置を得られる。特に、差動装置によ
り左右輪間の差回転を取り出すようにしたので、旋回制
御や差動制限制御に必要な回転数が小さくなり、駆動源
の出力トルクが小さくても充分な減速を行なうことによ
り旋回制御や差動制限制御に必要なトルクが得られる。
従って、駆動源を小さなものにできコンパクトになる。
【0009】尚、旋回時に前後輪間の回転速度差を生じ
ないよう、外輪の増速量と内輪の減速量とを等しくして
内外輪の平均速度を一定にすることが望まれ、この場
合、両差動装置の各回転要素同士の諸元を同一にしてお
けば、一方の駆動源と他方の駆動源とを等速度で正転及
び逆転させるだけで外輪の増速量と内輪の減速量とを等
しくでき、駆動源の制御が容易になる利点がある。
【0010】また、各差動装置をデフケースに傘歯車か
ら成る1対のサイドギアと両サイドギアに噛合するピニ
オンとを軸支して成る傘歯車式差動装置で構成し、上記
第1と第2と第3の回転要素として夫々デフケース、一
方のサイドギア、他方のサイドギアを用いることも考え
られる。然し、このものでは、ブレーキ手段により第3
回転要素たる他方のサイドギアの回転を拘束した状態で
第1回転要素たるデフケースを駆動源により回転する
と、第2回転要素たる一方のサイドギアが増速回転さ
れ、発進時に車輪に伝達される駆動トルクが低下する。
デフケースを第3回転要素、他方のサイドギアを第1回
転要素とした場合でも、第2回転要素たる一方のサイド
ギアは第1回転要素と等速回転することになり、発進ア
シストに必要な駆動トルクを得るには、駆動源として出
力トルクの比較的大きなものを用いるか、または、別に
大きな減速比の減速機を追加せざるを得なくなる。
【0011】これに対し、各差動装置をサンギアとリン
グギアと該両ギアに噛合するプラネタリギアを支持する
キャリアとから成る遊星歯車式変速装置で構成し、第1
回転要素としてサンギア、第2回転要素としてキャリ
ア、第3回転要素としてリングギアを用いれば、ブレー
キ手段により第3回転要素たるリングギアの回転を拘束
した状態で第1回転要素たるサンギアを駆動源により回
転したとき、第2回転要素たるキャリアは所定の減速比
で減速回転されることになり、そのため、駆動源として
出力トルクの小さな小型のものを用いることができ、ま
た、減速機を追加する場合でも小さな減速比のもので良
く、有利である。
【0012】ところで、ブレーキング時に片輪がロック
する等して左右の車輪間に過大な差回転が発生すると、
駆動源がこの差回転に応じた速度で逆駆動されることに
なり、駆動源の耐久性が悪化する。この場合、左右の車
輪間の差回転が所定値以上になったときに左右の車輪間
の連結又は少なくとも一方の差動装置と対応する一方の
駆動源との間の連結を解除するクラッチ手段を設けてお
けば、差回転による駆動源の逆駆動が防止され、駆動源
の耐久性を向上する上で有利である。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、エンジン1により変速機
2を介して左右の前輪3L,3Rを駆動する前輪駆動車
両を示しており、各前輪3L,3Rは両端に等速ジョイ
ント4aを有する各ドライブシャフト4L,4Rを介し
て変速機2に連結されている。
【0014】従動輪たる左右の後輪5L,5Rには夫々
両端に等速ジョイント6aを有する連結軸6L,6Rが
連結され、両連結軸6L,6R間に連結装置7が介設さ
れている。
【0015】連結装置7は、図2に示す如く、左右1対
の差動装置8L,8Rと、1対の駆動源9L,9Rとを
備えている。各差動装置8L,8Rは、サンギア8a
と、リンギア8bと、該両ギア8a,8bに噛合するプ
ラネタリギア8cを支持するキャリア8dとから成る遊
星歯車式差動装置で構成されている。そして、各差動装
置8L,8Rのサンギア8aに各駆動源9L,9Rを夫
々減速ギア列10L,10Rを介して減速して連結する
と共に、各差動装置8L,8Rのキャリア8dを各連結
軸6L,6Rの等速ジョイント6aに連結し、更に、両
差動装置8L,8Rのリングギア8b同士を中間軸11
を介して連結している。尚、両差動装置8L,8Rのサ
ンギア8a同士、リングギア8b同士、プラネタリアギ
ア8c同士、キャリア8d同士の諸元は夫々同一になっ
ている。
【0016】各駆動源9L,9Rは、小型電動モータで
構成されており、遊星歯車式の減速機を夫々内蔵してい
る。そして、コントローラ12により各ドライバー回路
13L,13を介して制御される。尚、各ドライバー回
路13L,13Rは、図示しないが、従来公知の正逆転
切換回路と回生ブレーキ回路とを内蔵している。尚、駆
動源9L,9Rを電動モータ以外のもの、例えば、油圧
モータで構成することも可能である。
【0017】連結装置7は、更に、両差動装置8L,8
Rのリングギア8bの回転を拘束するブレーキ手段14
を備えている。ブレーキ手段14は、中間軸11に固定
の固定ドグ部材14aと、連結装置7のケーシングに対
し回り止めされる、軸方向に進退自在な可動ドグ部材1
4bとから成るドグクラッチで構成されており、可動ド
グ部材14bをコントローラ12により制御されるソレ
ノイド14cにより進退させて固定ドグ部材14aに係
脱し、リングギア8bの拘束とその解除とを行うように
している。尚、ブレーキ手段14をケーシングに回り止
めした油圧クラッチや電磁クラッチで構成することも可
能である。
【0018】コントローラ12には、左右の前輪3L,
3Rの速度を検出する車輪速センサ15L,15Rと、
左右の後輪5L,5Rの速度を検出する車輪速センサ1
6L,16Rと、ブレーキランプスイッチ17と、サイ
ドブレーキスイッチ18と、バックライトスイッチ19
と、舵角センサ20との信号が入力されている。
【0019】そして、コントローラ12は、図3に示す
如く、エンジン1や変速機2を制御するメインコントロ
ーラ(図示せず)からの信号を受けて、発進操作中か否
かの判別を行い(S1)、発進時は発進アシスト制御を
行ない(S2)、発進後は旋回制御及び差動制限制御を
行なう(S3)。
【0020】発進アシスト制御の詳細は図4に示すとお
りであり、先ず、システムの異常の有無を判別し(Q
1)、異常が無ければ前輪速度Vfと後輪速度Vrとの
速度差△Vを演算し(Q2)、△Vが設定値△VSを上
回っているか否かを判別する(Q3)。△V>△VSに
なるのは駆動輪たる前輪がスリップしているときであ
り、この場合、後輪速度Vr、即ち、車速が設定値Vr
S(例えば15km/h)以上になるまでは発進アシスト
が必要になり、一方、ブレーキがかかっているときは発
進アシストを行なっても無駄である。そこで、△V>△
VSのときは、次に、後輪速度VrがVrS未満、ブレ
ーキランプがOFF、サイドブレーキスイッチがOFF
の3条件が成立しているか否かを判別する(Q4,Q
5,Q6)。そして、3条件が成立しているときは、バ
ックライトがOFFか否かを判別し(Q7)、バックラ
イトがOFFの時、即ち、前進時は、ブレーキ手段14
をON(ドグクラッチを係合)すると共に両駆動源9
L,9Rを正転し(Q8)、バックライトがONのと
き、即ち、後進時は、ブレーキ手段14をONすると共
に両駆動源9L,9Rを逆転する(Q9)。
【0021】ここで、ブレーキ手段14をONすると、
両差動装置8L,8Rのリングギア8bが拘束され、リ
ングギア8bが反力受けとして機能して、両駆動源9
L,9Rにより両差動装置8L,8Rのサンギア8aが
正転又は逆転されると、キャリア8dが減速された状態
で正転又は逆転され、左右の後輪5L,5Rに所要の駆
動トルクが伝達されて、発進アシストが行なわれる。
【0022】システムに異常があったときや、発進アシ
ストが不要なとき、即ち、△V≦△VSのときや、Vr
≧VrSのときや、ブレーキランプがONのときや、サ
イドブレーキスイッチがONのときは、ブレーキ手段1
4をOFFすると共に両駆動源9L,9Rを停止する
(Q10)。
【0023】発進後、ブレーキ手段14はOFF状態に
維持されるが、両駆動源9L,9Rは旋回制御に際して
正逆転される。これを詳述するに、旋回制御は、例え
ば、右旋回時、駆動源9Lを正転、駆動源9Rを逆転す
ることで行なう。駆動源9Lを正転すると、差動装置8
Lのサンギア8aの正転によりそのキャリア8dがリン
グギア8bに対し正転され、また、駆動源9Rを逆転す
ると、差動装置8Rのサンギア8aの逆転によりそのキ
ャリア8dがリングギア8bに対し逆転される。この場
合、差動装置8Lのリングギア8bには逆転方向の反力
が作用し、差動装置8Rのリングギア8bには正転方向
の反力が作用するが、両リングギア8b,8bは互に連
結されているため、両反力は互に打消される。従って、
両リングギア8b,8bの回転速度を基準にして、差動
装置8Lのキャリア8d、即ち、左後輪5Lが増速さ
れ、差動装置8Rのキャリア8d、即ち、右後輪5Rが
減速される。その結果、左右の後輪5L,5R間の差回
転を生じ、外輪たる左後輪5Lに駆動力、内輪たる右後
輪5Rに制動力が加わって右旋回方向へのヨーモメント
が発生し、右旋回性能が向上する。
【0024】また、両差動装置8L,8Rのサンギア8
aやリングギア8bといった各回転要素同士の諸元が同
一であるため、両駆動源9L,9Rの回転速度の絶対値
を等しくしておけば、左後輪5Lの増速量と右後輪5R
の減速量とが等しくなり、左右の後輪5L,5Rの平均
速度が車速に等しくなって、前後輪間の差回転による車
輪スリップを防止できる。そして、両駆動源9L,9R
の回転速度の絶対値を等しくするには、両駆動源9L,
9Rへの通電電流値の絶対値を等しくするだけで良く、
駆動源9L,9Rの制御が容易になる。
【0025】左旋回時には、駆動源9Lを逆転して内輪
たる左後輪5Lを減速し、駆動源9Rを正転して外輪た
る右後輪5Rを増速する。尚、旋回制御に際しては、車
速と舵角とから車両の目標旋回半径を演算し、左右の後
輪5L,5R間の差回転の値がこの目標旋回半径に適合
する値になるように両駆動源9L,9Rを制御する。
【0026】差動制限制御は、直進走行時や高速旋回時
に、両駆動源9L,9Rを回生ブレーキ回路の閉成で制
動することにより行なう。これによれば、両差動装置8
L,8Rのサンギア8aが反力受けとして機能し、左後
輪5Lの回転が差動装置8Lのリングギア8bにそのキ
ャリア8dを介して伝達されると共に、右後輪5Rの回
転が差動装置8Rのリングギア8bにそのキャリア8d
を介して伝達される。そして、両リングギア8b,8b
が互に連結されているため、左右の後輪5L,5R間の
差回転が両駆動源9L,9Rの制動力によって規制され
る。その結果、外乱等により車両にヨーモメントが加わ
ったときに、これに抵抗するモーメントが発生し、直進
安定性や高速旋回安定性が向上する。
【0027】ところで、ブレーキング時に片輪がロック
する等して左右の後輪5L,5R間に過大な差回転が発
生すると、旋回制御とは逆の作用で両駆動源9L,9R
が夫々正転方向と逆転方向とに過大な速度で逆駆動さ
れ、駆動源9L,9Rの耐久性に悪影響が及ぶ。そこ
で、図5に示すものでは、両差動装置8L,8Rのリン
グギア8b同士を連結する中間軸11を分割し、分割箇
所にクラッチ手段21を設けて、両差動装置8L,8R
を該クラッチ手段21を介して連結し、左右の後輪5
L,5R間の差回転が所定値以上になったとき、クラッ
チ手段21をOFFして両差動装置8L,8R間の連結
を解除するようにした。これによれば、左右の後輪5
L,5R間の差回転による両駆動源9L,9Rの逆駆動
を生じなくなり、過大な差回転による両駆動源9L,9
Rの過回転が防止されて、両駆動源9L,9Rの耐久性
が向上する。
【0028】本実施形態でクラッチ手段21は、分割し
た中間軸11の一方の半部に固定される固定ドグ部材2
1aと、中間軸11の他方の半部に回り止めして軸方向
に進退自在に設けた可動ドグ部材21bとから成るドグ
クラッチで構成されており、可動ドグ部材21bをコン
トローラ12により制御されるソレノイド21cで固定
ドグ部材21aに係脱して、クラッチ手段21をON,
OFFする。コントローラ12は、図6に示す如く、上
記と同様に発進アシスト制御や旋回制御や差動制限制御
を行うと共に(S2,S3)、左右の後輪5L,5Rの
差回転が所定値以上になったか否かを判別し(S4)、
差回転が所定値未満のときはクラッチ手段21をONし
(S5)、差回転が所定値以上になったときクラッチ手
段21をOFFする(S6)。
【0029】尚、クラッチ手段21として、電磁クラッ
チや油圧クラッチを用いても良い。また、図5に示すも
のでは、クラッチ手段21を両差動装置8L,8R間に
介設したが、一方の差動装置と対応する一方の後輪との
間、例えば、差動装置8Lと左後輪5L用の連結軸6L
の等速ジョイント6aとの間に介設しても良く、要は、
左右の後輪5L,5R間の連結を解除できる位置に設け
れば良い。
【0030】また、少なくとも一方の差動装置と対応す
る一方の駆動源との間の連結を解除した場合にも、左右
の後輪5L,5R間の差回転による両駆動源9L,9R
の逆駆動を生じなくなり、従って、図7に示すように、
一方の差動装置、例えば、差動装置8Lのサンギア8a
と駆動源9Lとの間にクラッチ手段21を介設しても良
い。この場合、クラッチ手段21を上記のものと同様に
コントローラ12によってON,OFF制御されるもの
としても良いが、通常走行時、各差動装置8L,8Rの
サンギア8aは左右の後輪5L,5R間の差回転を生じ
ないと回転しないから、クラッチ手段21を常時はON
する遠心クラッチで構成し、左右の後輪5L,5R間の
過大な差回転でサンギア8aが所定速度以上で回転した
ときクラッチ手段21がOFFされるようにしても良
い。
【0031】以上、前輪駆動車両の後輪間の連結装置に
本発明を適用した実施形態について説明したが、後輪駆
動車両の前輪間の連結装置にも同様に本発明を適用でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明装置の使用例を示す図
【図2】 本発明装置の第1実施形態を示すスケルトン
【図3】 第1実施形態の制御プログラムを示すフロー
チャート
【図4】 発進アシスト制御用のサブルーチンを示すフ
ローチャート
【図5】 本発明装置の第2実施形態を示すスケルトン
【図6】 第2実施形態の制御プログラムを示すフロー
チャート図
【図7】 本発明装置の第3実施形態を示すスケルトン
【符号の説明】
5L,5R 後輪(左右の車輪) 7 連結装
置 8L,8R 差動装置 8a サンギ
ア 8b リングギア 8c プラネタリギ
ア 8d キャリア 9L,9R 駆動源 12 コントローラ 14 ブレーキ手段 21 クラッチ手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋詰 勇 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平6−293226(JP,A) 特開 平6−297977(JP,A) 特開 平5−169991(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 23/04 B60K 6/02 B60K 17/356 B60K 23/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の左右の車輪間に設けられる連結装
    置であって、第1と第2と第3の回転要素を有する1対
    の差動装置と、両差動装置の第1回転要素に夫々連結さ
    れる1対の駆動源とを備え、両差動装置の第2回転要素
    を夫々左右の車輪に連結すると共に、両差動装置の第3
    回転要素同士を連結し、該第3回転要素の回転を拘束可
    能なブレーキ手段を設けることを特徴とする車両の左右
    輪間の連結装置。
  2. 【請求項2】 両差動装置の各回転要素同士の諸元を同
    一にすることを特徴とする請求項1に記載の車両の左右
    輪間の連結装置。
  3. 【請求項3】 各差動装置をサンギアとリングギアと該
    両ギアに噛合するプラネタリギアを支持するキャリアと
    から成る遊星歯車式変速装置で構成し、第1回転要素と
    してサンギア、第2回転要素としてキャリア、第3回転
    要素としてリングギアを用いることを特徴とする請求項
    1又は2に記載の車両の左右輪間の連結装置。
  4. 【請求項4】 左右の車輪間の差回転が所定値以上にな
    ったときに左右の車輪間の連結又は少なくとも一方の差
    動装置と対応する一方の駆動源との間の連結を解除する
    クラッチ手段を設けることを特徴とする請求項1乃至3
    の何れか1項に記載の車両の左右輪間の連結装置。
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