JPH11321365A - 車両の動力分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車輌の前後輪或いは左右輪への駆動力分配を制
御する油圧式多板クラッチに油圧を供給するオイルポン
プを駆動する電動モータの電流消費量の低減を図る。 【解決手段】オイルポンプ２３は電動モータ２５と動力
伝達系のリダクションギヤ１０に噛合するオイルポンプ
駆動ギヤ２２とにワンウェイクラッチ２４ｂ，２４ａを
介して連設されており、低車速或いは後進走行時には電
動モータ２５によりオイルポンプ２３を駆動し、アイド
ル運転時、中、高車速時には電動モータ２５を停止す
る。中、高車速時に電動モータ２５を停止させると、電
動モータ２５はワンウェイクラッチ２４ｂにより空転
し、オイルポンプ２３はオイルポンプ駆動ギヤ２２側に
伝達されるエンジン駆動力により駆動される。アイドル
運転時及び中、高車速時に電動モータ２５を停止するこ
とで、電流消費量を低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前後輪或いは左右
輪等の駆動系に動力を分配する油圧式摩擦係合要素を備
えた車輌の動力分配装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、四輪駆動車の前後輪への
駆動力分配制御、或いは左右輪への駆動力分配制御、又
は差動制限制御などでは、摩擦係合要素として油圧多板
式クラッチが比較的多く採用されている。

【０００３】上記油圧多板式クラッチに油圧を供給する
オイルポンプは、例えば、特開平２−９２７２９号公
報、或いは特開平２−２９０７３０号公報に開示されて
いるように、エンジン駆動式が多い。

【０００４】しかし、エンジン駆動式オイルポンプは、
エンジン回転数に依存して吐出圧が変化するため、低速
走行においては十分な油圧を得ることが難しい。

【０００５】その為、オイルポンプを電動モータで駆動
させるようにしたものがある。例えば、実開昭５８−６
５１７８号公報には、オイルポンプをエンジン駆動系と
電動モータとにワンウェイクラッチを介して連設し、エ
ンジンが停止した場合であっても電動モータの駆動によ
り油圧を供給することができるようにした技術が開示さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電動モータ
は、大きな消費電流を必要とするため、特に、アイドル
状態で電動モータを駆動し続けると、充放電のバランス
が崩れ、いわゆるバッテリ上がりを起因することにな
る。

【０００７】又、発進時には、大きなトルクが発生する
ため、摩擦係合要素に供給する油圧を素早く立ち上げる
必要があるが、電動モータが常に一定回転であるため、
油圧を早期に立ち上げることができず、十分な発進応答
性を得ることができない。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、電動モータ駆
動によるバッテリの充放電のバランスを保ちつつ、良好
な発進応答性を得ることのできる車輌の動力分配装置を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第１の車輌の動力分配装置は、変速機から
の変速出力を少なくとも油圧式摩擦係合要素を介して動
力分配する動力分配装置で、１つのオイルポンプ装置か
らの油圧により上記油圧式摩擦係合要素の係合トルクを
可変制御して行うものにおいて、上記オイルポンプ装置
は電動モータ又は駆動系からの動力で駆動される２つの
動力駆動式に構成され、車速に応じて駆動動力を切換使
用すると共に車速が所定車速以下では上記電動モータで
駆動することを特徴とする。

【００１０】第２の車輌の動力分配装置は、第１の車輌
の動力分配装置において、前記動力分配装置は、前後輪
へ動力分配する前後輪動力分配装置と、後輪側デファレ
ンシャル装置側に設けられて左右輪へ動力を配分する左
右輪動力配分装置とを有することを特徴とする。

【００１１】第３の車輌の動力分配装置は、第１或いは
第２の車輌の動力分配装置において、前記オイルポンプ
装置は、アイドル運転時には前記電動モータを停止させ
ることを特徴とする。

【００１２】第４の車輌の動力分配装置は、第１〜第３
の車輌の動力分配装置において、前記オイルポンプ装置
は、油温が設定値以下のときはアイドル運転時に前記電
動モータを低速回転させることを特徴とする。

【００１３】第５の車輌の動力分配装置は、第１〜第４
の車輌の動力分配装置において、前記オイルポンプ装置
は、設定車速以上では前記電動モータを停止させて前記
駆動系からの動力で駆動させることを特徴とする。

【００１４】即ち、第１の車輌の動力分配装置では、油
圧式摩擦係合要素の係合トルクを可変制御する油圧を生
成するオイルポンプ装置の駆動を電動モータと駆動系の
動力との２動力駆動式とし、この電動モータと駆動系の
動力の切換えを車速に応じて行い、設定車速以下では電
動モータで駆動させることで、低車速でのオイルポンプ
装置駆動によるエンジンの出力不足が解消される。

【００１５】第２の車輌の動力分配装置では、第１の車
輌の動力分配装置において、前記動力分配装置は、前後
輪へ動力分配する前後輪動力分配装置と、後輪側デファ
レンシャル装置側に設けられて左右輪へ動力を配分する
左右輪動力分配装置とを有してる。

【００１６】第３の車輌の動力分配装置では、第１或い
は第２の車輌の動力分配装置において、前記オイルポン
プ装置は、アイドル運転時には前記電動モータを停止さ
せることで、バッテリ放電量を抑制し、いわゆるバッテ
リ上がりの防止を図る。

【００１７】第４の車輌の動力分配装置では、第１〜第
３の車輌の動力分配装置において、前記オイルポンプ装
置は、油温が設定値以下のときはアイドル運転時に前記
電動モータを低速回転させることで、発進時の油圧の立
ち上がりを早期化する。

【００１８】第５の車輌の動力分配装置では、第１〜第
４の車輌の動力分配装置において、前記オイルポンプ装
置は、設定車速以上では前記電動モータを停止して駆動
系からの動力で駆動させることで、電動モータ駆動によ
るバッテリ負担を軽減する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１には、４輪駆動車の動力伝
達系が示されている。同図の符号１はエンジンで車両前
部に配置されている。エンジン１からの駆動力は、その
後部に一体的に連設する変速機２から延出する出力軸２
ａを介して、前後輪動力分配装置であるセンタデファレ
ンシャル装置３に伝達され、このセンタデファレンシャ
ル装置３にて、後輪側と前輪側とへ所定のトルク配分比
にて分配される。

【００２０】後輪側へ分配された駆動力は、リヤドライ
ブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン６を介
してリヤファイナルドライブ装置７へ出力され、このリ
ヤファイナルドライブ装置７にて、左右輪９Ｌ，９Ｒ側
へ伝達される。

【００２１】一方、前輪側へ分配された駆動力は、リダ
クションギヤ１０に噛合するリダクションドリブンギヤ
１１を介してフロントデファレンシャル装置１２へ出力
され、このフロントデファレンシャル装置１２から左右
輪１３Ｌ，１３Ｒ側へ伝達される。

【００２２】上記センタデファレンシャル装置３は、複
合遊星歯車式であり、第１サンギヤ３ａが上記出力軸２
ａに軸着され、この第１サンギヤ３ａに対峙する第２サ
ンギヤ３ｂが上記リヤドライブ軸４に軸着されており、
この両サンギヤ３ａ，３ｂがプラネタリピニオン３ｃを
介して連設されている。

【００２３】更に、上記プラネタリピニオン３ｃを支持
するプラネタリキャリヤ３ｄに上記リダクションギヤ１
０が軸着されている。従って、前輪側への駆動力は上記
プラネタリキャリヤ３ｄから出力されることになる。

【００２４】一方、上記プラネタリキャリヤ３ｄと上記
リヤドライブ軸４とが摩擦係合要素の一例である油圧式
多板クラッチを採用したトランスファクラッチ１４を介
して連設されており、このトランスファクラッチの締結
力を制御することで、前後輪のトルク配分が、直結によ
る４ＷＤからセンタデファレンシャル装置３によるトル
ク配分比の範囲で可変制御することが可能となる。

【００２５】又、上記リヤファイナルドライブ装置７に
は、デファレンシャルギヤ部１５と左右輪動力分配装置
である駆動力分配部１６とが平行に配設されており、こ
の駆動力分配部１６の入力軸１６ｂと上記デファレンシ
ャルギヤ部１５のデフケース１５ａとが入力歯車列１６
ａを介して噛合されている。更に、この駆動力分配部１
６には、上記入力軸１６ｂに対向して、第１、第２の駆
動力分配軸１７ａ，１８ａが同軸上に配設されており、
この各駆動力分配軸１７ａ，１８ａと上記入力軸１６ｂ
とが、摩擦係合要素の一例である油圧式多板クラッチを
採用する第１、第２のデフコントロールクラッチ１９
ａ，１９ｂを介して連設されている。更に、この各駆動
力分配軸１７ａ，１８ａと上記右輪９Ｒを軸支するリヤ
アクスル軸２０Ｒとが第１、第２の歯車列１７ｂ，１８
ｂを介して連設されている。

【００２６】上記駆動力分配部１６は、旋回時の後輪側
の左右輪９Ｌ，９Ｒに対する駆動力配分を積極的に制御
するもので、本実施の形態では、入力歯車列１６ａのギ
ヤ比が０．９：１（減速）、第１歯車列１７ｂが１：
０．９（増速）、第２歯車列が１：１（等速）に設定さ
れている。その為、車両が右旋回状態のとき後輪側の左
輪９Ｌに多く駆動力配分する場合に、第２のデフコント
ロールクラッチ１９ｂを締結すると、右輪９Ｒに分配す
る駆動力が減少され、その分、左輪９Ｌに分配する駆動
力が増加される。逆に、車両が左旋回状態のとき後輪側
の右輪９Ｒに多く駆動力配分する場合には、第１のデフ
コントロールクラッチ１９ａを締結すると、右輪９Ｒに
分配する駆動力が増加され、その分、左輪９Ｌに分配す
る駆動力が減少される。又、両デフコントロールクラッ
チ１９ａ，１９ｂが共に開放状態のときは、駆動力が上
記デファレンシャルギヤ部１５から上記左右輪９Ｌ，９
Ｒへ直接分配される。

【００２７】又、図２、図３に示すように、上記センタ
デファレンシャル装置３のプラネタリキャリヤ３ｄに形
成されているリダクションギヤ１０に、中間歯車２１を
介してオイルポンプ駆動ギヤ２２が噛合されている。更
に、このオイルポンプ駆動ギヤ２２の支持軸２２ａが、
オイルポンプ２３のポンプ駆動軸２３ａの一端にワンウ
ェイクラッチ２４ａを介して連設されている。又、上記
ポンプ駆動軸２３ａの他端に、電動モータ２５がワンウ
ェイクラッチ２４ｂを介して連設されている。

【００２８】上記ワンウェイクラッチ２４ａは、上記オ
イルポンプ駆動ギヤ２２の支持軸２２ａと上記ポンプ駆
動軸２３ａとの関係で、このポンプ駆動軸２３ａの回転
が上記支持軸２２ａの回転を上回ったとき空転し、一
方、上記ワンウェイクラッチ２４ｂは、上記ポンプ駆動
軸２３ａと上記電動モータ２５との関係で、ポンプ駆動
軸２３ａの回転が上記電動モータ２５の回転を上回った
とき空転する。

【００２９】上記オイルポンプ２３は、上記トランスフ
ァクラッチ１４，デフコントロールクラッチ１９ａ，１
９ｂに対して油圧を供給するもので、図４に示すよう
に、上記オイルポンプ２３と上記各クラッチ１４，１９
ａ，１９ｂとを連通する油路２６ａ，２６ｂ，２６ｃ
に、各クラッチ１４，１９ａ，１９ｂに供給する油圧を
制御する油圧制御弁２７，２８ａ，２８ｂがそれぞれ介
装されている。尚、符号２９はオイルストレーナ、３０
ａ，３０ｂはリリーフバルブである。

【００３０】上記オイルポンプ２３を駆動する電動モー
タ２５は車輌の走行状態に応じて可変設定されるもの
で、その制御電流はトランスミッション制御装置（ＴＣ
Ｕ）３１で設定される。

【００３１】図５に示すように、上記ＴＣＵ３１の出力
側には、上記電動モータ２５以外に、上記各油圧制御弁
２７，２８ａ，２８ｂ等が接続されている。又、上記Ｔ
ＣＵ３１の入力側には、上記電動モータ２５の制御を行
うためのパラメータを検出する手段として、セレクトレ
バーのシフト位置を検出するセレクトレバーポジション
センサ３３、車速センサ３４、アクセルペダル開放でＯ
Ｎするアイドルスイッチ３５、オイルの温度を検出する
油温センサ３６、及び、上記各油圧制御弁２７，２８
ａ，２８ｂの制御を行うために読込む各種パラメータ検
出手段３７等が接続されている。

【００３２】上記ＴＣＵ３１では、各種パラメータ検出
手段３７等で検出した車輌の走行状態に基づき、オイル
ポンプ２３とトランスファクラッチ１４、第１、第２の
デフコントロールクラッチ１９ａ，１９ｂとを接続する
油路２６ａ，２６ｂ，２６ｃに介装されている各油圧制
御弁２７，２８ａ，２８ｂの弁開度を制御すると共に、
セレクトレバーポジションセンサ３３、車速センサ３
４、アイドルスイッチ３５等の出力信号に基づいて、電
動モータ２５の回転数を制御する。

【００３３】次に、上記構成による本実施の形態の作用
について説明する。オイルポンプ２３で発生した油圧
は、油圧制御弁２７，２８ａ，２８ｂで調圧されてトラ
ンスファクラッチ１４、第１、第２のデフコントロール
クラッチ１９ａ，１９ｂに供給されて、前後輪に分配す
る駆動力、及び後輪側の左右輪９Ｌ，９Ｒに分配する駆
動力を制御する。

【００３４】ＴＣＵ３１では、上記油圧制御弁２７，２
８ａ，２８ｂの弁開度を、油圧制御に関する各種パラメ
ータ検出手段３７等からの出力信号に基づき制御する。
一方、上記オイルポンプ２３は、電動モータ２５とエン
ジン１とにより選択的に駆動される。

【００３５】この駆動源の切り換えは、電動モータ２５
側の回転数制御により行われる。上記ＴＣＵ３１におけ
る上記電動モータ２５の回転数制御は、図６に示すモー
タ回転数制御ルーチンに従って処理される。

【００３６】このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で
セレクトレバーポジションセンサ３３の出力信号を読込
み、セレクトレバーがリバースレンジにシフトされてい
るか否かを調べ、Ｄレンジ等の前進変速段にシフトされ
ているときは、ステップＳ２へ進み、また、リバースレ
ンジにセレクトされているときはステップＳ４へジャン
プして、電動モータ２５に通電する電流値を高回転側設
定値Ｉ1（例えば、１４Ａ）に設定してルーチンを抜け
る。

【００３７】又、ステップＳ２へ進むと、車速センサ３
４で検出した車速Ｖを読み込み、低車速判定値ＶO（例
えば、２０Km/h）とを比較する。そして、Ｖ≧ＶOのと
きは、ステップＳ５へジャンプして上記電動モータ２５
に対する通電をカット（０Ｖ）してルーチンを抜ける。

【００３８】又、Ｖ＜ＶOのときは、ステップＳ３へ進
み、アイドルスイッチ３５の信号を読込み、アイドル状
態か否かを調べる。そして、アイドルスイッチ３５がＯ
ＦＦの非アイドル状態のときはステップＳ４へ分岐し、
電動モータ２５に通電する電流値を高回転側設定値Ｉ1
（例えば、１４Ａ）に設定してルーチンを抜ける。

【００３９】一方、アイドルスイッチ３５がＯＮのアイ
ドル状態のときは、ステップＳ５へ進み、上記電動モー
タ２５に対する通電をカット（０Ｖ）してルーチンを抜
ける。

【００４０】以上の結果、車輌が後進走行、或いは、低
車速判定値ＶO未満での低車速走行時には電動モータ２
５を駆動させる。一方、車速が低車速判定値ＶO以上、
或いはアイドル状態のときは、電動モータ２５が停止さ
れる。

【００４１】図３（ａ）に示すように、車速Ｖが低車速
判定値ＶO未満、或いはセレクトレバーがリバースレン
ジにシフトされているとき、電動モータ２５を回転させ
ると、オイルポンプ２３のポンプ駆動軸２３ａがワンウ
ェイクラッチ２４ｂを介して回転駆動されて、オイルが
供給される。このとき、センタデファレンシャル装置３
のリダクションギヤ１０に中間歯車２１を介して連設す
るオイルポンプ駆動ギヤ２２と上記ポンプ駆動軸２３ａ
との間は、ワンウェイクラッチ２４ａにより空転される
ため、エンジンからの動力伝達は遮断される。低車速状
態では、電動モータによりオイルポンプ２３を駆動する
ことで、エンジンの出力不足が解消される。

【００４２】一方、同図（ｂ）に示すように、車速Ｖが
低車速判定値ＶO以上の中、高車速時に、上記電動モー
タ２５を停止させると、この電動モータ２５が上記ワン
ウェイクラッチ２４ｂにより相対的に空転され、上記オ
イルポンプ２３は上記センタデファレンシャル装置３側
からの駆動力により回転する。

【００４３】又、アイドル状態のときは電動モータ２５
を停止し、アイドルスイッチ３５がＯＦＦの発進時に
は、電動モータ２５に高速側設定値Ｉ1（例えば、１４
Ａ）を通電することで、高回転で運転させる。その結
果、発進と同時にクラッチ圧（油圧）が素早く立ち上が
り、低μ路、スプリットμ路での発進性を確保すること
ができる。

【００４４】又、アイドル状態では、電動モータ２５を
停止させるため、バッテリ負担が軽減され、いわゆるバ
ッテリ上がりを防止することができる。更に、不要なモ
ータ電流の消費が抑制されるので、燃費が向上する。

【００４５】又、図７に本発明の第２実施の形態を示
す。本実施の形態では、電動モータ２５の回転数を、油
温に応じて２段階に制御できるようにしたものである。

【００４６】即ち、ステップＳ１〜ステップＳ３迄、上
述した第１の実施の形態と同様の処理を行い、ステップ
Ｓ３において、油温センサ３６で検出した油温ＴOILと
低油温判定値ＴO（例えば、−１０℃）とを比較し、ＴO
IL＜ＴOの低油温のときは、ステップＳ７へ進み、電動
モータ２５に対する電流値を低回転側設定値Ｉ2（例え
ば、４Ａ）に設定してルーチンを抜ける。一方、ＴOIL
≧ＴOのときは、ステップＳ５へ進み、電動モータ２５
に対する通電を遮断する。

【００４７】オイルの温度が低い状態では、粘度が高い
ため、発進時に電動モータ２５を高速回転させても、油
圧を早期に立ち上げることは難しい。即ち、アイドル運
転時に、オイルポンプ２３を停止させると、上記各クラ
ッチ１４，１９ａ，１９ｂに作用する油圧がドレーンさ
れるため、クラッチ圧が０となり、クラッチピストンは
戻っており、従って、発進時に電動モータ２５を高速回
転させてオイルポンプ２３を駆動させたとしても、先
ず、クラッチピストン内にオイルが充填されるまではク
ラッチ圧は発生しない。その結果、特に、オイルの粘度
が高い低温時には、油路内の抵抗が大きく、クラッチの
係合に長時間を要することになる。

【００４８】その為、本実施の形態のように、アイドル
状態であっても低油温時には、電動モータ２５を低速で
回転させることで、上記各クラッチ１４，１９ａ，１９
ｂのクラッチピストンに、該クラッチピストンを作動さ
せることのない程度の予圧を与えておき、シリンダ内に
オイルを充填させておく。その結果、低油温の状態であ
っても、発進時には油圧を素早く立ち上げることが可能
となる。

【００４９】この場合、低油温時に上記電動モータ２５
に通電する電流が低く、又、低油温の状態から発進させ
る頻度も低いので、バッテリに多大な負担をかけること
はない。

【００５０】尚、本発明は、上記各実施の形態に限るも
のではなく、例えば、電動モータ２５に対する電流値を
０、低電流、高電流の３段階で制御しているが、これを
車速、スロットル開度、油温に応じて無段階に制御する
ようにしても良い。この場合、上記電動モータ２５は、
低車速、低油温、高スロットル開度において高い電流を
必要とするため、これら３つのパラメータに基づき、マ
ップ参照等によりモータ電流を無段階に設定するように
しても良く、バッテリ負担のより一層の軽減と、騒音の
低減を図ることができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
速が設定車速以下のときはオイルポンプ装置を電動モー
タで駆動させることで、エンジンの出力不足を回避する
ことができる。

【００５２】又、アイドル運転時には上記電動モータを
停止させることで、モータ電流の消費によるバッテリ負
担が軽減され、いわゆるバッテリ上がりが防止されるば
かりでなく、燃費を改善することができる。

【００５３】更に、油温が低いときはアイドル運転時に
上記電動モータを低速回転させることで、低油温状態で
の発進時の油圧の立ち上がりが早期化され、良好な発進
応答性を得ることができる。

【００５４】又、上記オイルポンプ装置を駆動系と電動
モータとの双方に連設し、設定車速以上では上記電動モ
ータを停止して上記駆動系からの動力で上記オイルポン
プ装置を駆動させることで、エンジンの駆動力が比較的
大きく、エンジンによりオイルポンプを駆動した場合で
も、それほど出力不足にならない領域では、電動モータ
を停止させることができるため、バッテリ負担のより一
層の軽減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態による４輪駆動車の動力伝達系
を示す全体概略図

【図２】同、オイルポンプの駆動系を示す断面図

【図３】同、オイルポンプの駆動態様を示す概略図

【図４】同、動力分配装置の油圧回路図

【図５】同、トランスミッション制御装置の入出力系の
説明図

【図６】同、モータ回転数制御ルーチンを示すフローチ
ャート

【図７】第２実施の形態によるモータ回転数制御ルーチ
ンを示すフローチャート

【符号の説明】

３…前後輪動力分配装置（センタデファレンシャル装
置） １４，１９ａ，１９ｂ…油圧式摩擦係合要素（トランス
ファクラッチ、デフコントロールクラッチ） １５…後輪側デファレンシャル装置（デファレンシャル
ギヤ部） １６…左右輪動力分配装置（駆動力分配部） ２３…オイルポンプ ２５…電動モータ ＴOIL…油温 Ｖ…車速

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変速機からの変速出力を少なくとも油圧式
   摩擦係合要素を介して動力分配する動力分配装置で、１
   つのオイルポンプ装置からの油圧により上記油圧式摩擦
   係合要素の係合トルクを可変制御して行う車輌の動力分
   配装置において、 上記オイルポンプ装置は電動モータ又は駆動系からの動
   力で駆動される２つの動力駆動式に構成され、車速に応
   じて駆動動力を切換使用すると共に車速が所定車速以下
   では上記電動モータで駆動することを特徴とする車輌の
   動力分配装置。
2. 【請求項２】前記動力分配装置は、前後輪へ動力分配す
   る前後輪動力分配装置と、後輪側デファレンシャル装置
   側に設けられて左右輪へ動力を配分する左右輪動力配分
   装置とを有することを特徴とする請求項１記載の車輌の
   動力分配装置。
3. 【請求項３】前記オイルポンプ装置は、アイドル運転時
   には前記電動モータを停止させることを特徴とする請求
   項１或いは２記載の車輌の動力分配装置。
4. 【請求項４】前記オイルポンプ装置は、油温が設定値以
   下のときはアイドル運転時に前記電動モータを低速回転
   させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の
   車輌の動力分配装置。
5. 【請求項５】前記オイルポンプ装置は、設定車速以上で
   は前記電動モータを停止させて前記駆動系からの動力で
   駆動させることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記
   載の車両の動力分配装置。