JP2007522989A - 全車輪駆動車両の駆動装置 - Google Patents

Abstract

全車輪駆動車両の駆動装置は、モーターブロック（1）に接続するトランスファケース（2）と、駆動される前方車軸（6）と、駆動される後方車軸（4）と、ドライブシャフト（3、5）と、制御装置（15）とからなる。両車軸（4，6）間で0乃至100％に亘ってトルク分配を変化せしめるべく、a）前記トランスファケース（2）は貫通駆動軸（22）を有し、前記貫通駆動軸（22）は、前記モーターブロック（1）及び前記後方車軸（4）に延びる前記ドライブシャフト（3）の両方に駆動すべく接続され、前記貫通駆動軸（22）は、前記前方車軸（6）を作動する前記トルクを決定する第１摩擦クラッチ（23）及び置換駆動部（26、27、28）によって、前記前方車軸（6）に延びる前記ドライブシャフト（5）に駆動すべく接続され、b）更に前記後方車軸（4）は第２摩擦クラッチ（43）を有する追加的に調節可能な駆動ユニット（7）を具備し、該駆動ユニット（7）は前記後方車軸（4）を作動する前記トルクを調節するために使用される。

Description

本発明は、エンジン変速装置ブロックに隣接するトランスファケースと、駆動される前方車軸及び駆動される後方車軸と、トランスファケースから両車軸に延びるドライブシャフトと、制御装置と、からなる全車輪駆動車両の駆動装置に関し、ドライブシャフトで測定されるトルクは、摩擦継手の可変負荷によって調節可能である。

現在、全車輪駆動車両の通常の駆動装置は、前方車軸の駆動用に転換されたトルクのみが摩擦継手によって制御されている。最新式の全車輪駆動車両においては、しかしながら、両車軸で測定されるトルクが0乃至100％の全範囲に亘って制御可能とすべきである。このように、前方車軸で測定されるトルクはゼロから設計及び製造方法によって画定された割合（約50%に該当する）に亘る範囲において制御可能であるのみならず、0乃至100%に亘って制御可能でなければならない。これは完全な後方車輪駆動から完全な前方車輪駆動を意味する。従って、全車輪駆動は全ダイナミックドライブの要求を満たし、且つオフロード運転以外に高速路上でのドライブでの安全要求を満たさなければならない。更に車両のブレーキに作用する電子システムとの適合性を考慮しなければならない。これに関して「トルクベクトル化」という用語がこの技術を対象とする業界において常識になっている。

このタイプの駆動装置は、例えば、米国特許第4,709,775号によって公知となっている。ここにおいて、エンジン変速装置ブロックに隣接するトランスファケースは２つの摩擦継手を含んでおり、前方車軸のドライブシャフトへの経路に１つと、後方車軸のドライブシャフトへの経路に１つとが存在している。このタイプのトランスファケースは大きくて高価で複雑な構造である。とりわけ実質的な構造空間が必要であることが変速に次いで大きな問題になっており、とにかく極めて窮屈に収められている。

２つ若しくは実に４つのカップリングユニットを有し、該カップリングユニットは各車軸若しくは各個別車輪への制御可能なトルクを測定する全車輪駆動車両用の駆動装置が独国特許第3814435号によって公知になっている。各カップリングユニットは、制御可能な液体摩擦継手、及び制御不可能な摩擦継手であって前者に橋渡しすべく係合及び非係合自在な摩擦継手からなる。構造上の工夫や設置空間に関する要望と同様に、かかる制御上の課題の解決は困難である。制御可能な液体摩擦継手を介して転換することになるため、正確で且つ迅速な制御を行なうことも不可能である。

トランスファケースを有する駆動装置が米国特許第5,119,298号によって公知であり、該トランスファケースは厳密に後方車軸を駆動し、摩擦継手によって前方車軸にトルクを分岐する。かかる駆動装置は旧世代の駆動装置に属し、0乃至100%の間のトルク分配の変化を全く許容しないが、駆動装置に存在する通常のトランスファケースの構成が示されている。

従って本発明の目的は、簡易で省スペース構造で低コストであって、更に実際に迅速で正確な0乃至100%の間でトルク分配の変化を許容する駆動装置を提供することである。
本発明によれば、かかる目的は以下によって達成される。すなわち、トランスファケースは貫通駆動軸を有し、前記貫通駆動軸は、一方において前記エンジン変速装置ブロックに駆動されるべく接続され、他方において前記後方車軸に延びる前記ドライブシャフトに接続され、前記貫通駆動軸は前記前方車軸に延びる前記ドライブシャフトに前記前方車軸で測定される前記トルクを決定する第１摩擦継手及びオフセット駆動を介して駆動すべく接続され、更に第２摩擦継手を有する調節可能な駆動ユニットが前記後方車軸に設けられて、前記後方車軸で測定される前記トルクを調節する。

従って0乃至100％の間で可変なトルク分配のない旧世代の駆動装置に使用されているような通常のトランスファケースを、トランスファケースとして使用することが可能である。
よって、それらは試験済みの駆動部品であり、大量に存在するため安価であり、車両の長手方向及び上向き側に少しだけ構造空間を占めるだけである。後方車軸に摩擦継手を有する更なる調節可能な駆動ユニットは、所望するいかなる構造形式及びアクチュエータ形式であって良いので、後方車軸の作動装置の近傍に簡易に収納することが可能となる。これに加えて、車軸負荷を良好に分配することも達成される。
２つの摩擦継手のアクチュエータは好適には同じタイプであり、共通制御ユニットから制御される。（請求項2）。同じタイプのアクチュエータが同じタイプの制御信号に反応することになる。よって、両方のカップリングを同時に制御する単一の制御装置で充分である。
好適な実施例においては、更なる摩擦継手は、一方で前記第１ドライブシャフトに駆動されるべく接続され、他方で前記後方車軸の前記作動装置に接続され、前記摩擦継手はハウジング内に収納されて前記作動装置の前記ハウジングと共に単位構造ブロックを構成する。（請求項3）。１つのハウジング複合体内の組み合わせ構造によって更なる空間上の経済性が得られ、ベアリングや潤滑油装置を共通して使用するのでコストが低減する。

本発明が開示する可能性を使用することによる本発明の更なる展開としては、前記トランスファケース及び前記駆動ユニットが数多くの同等部品を有するようにカップリングを設計し得ることである（請求項4）。これらは、カップリング、アクチュエータ、及び対応して配置されている分離ジョイントの機械的部品や、ハウジングの部品である。本発明の更なる範囲としては、前記トランスファケース若しくは前記駆動ユニット内において前記更なる摩擦継手と共に、前記摩擦継手の下流側に力が向かう方向に駐車ロックギアが設けられていることである（請求項5）。かかる装置は、道路に強制的に接続しない安全装置として駆動装置において必要であると考えられる。下流側に設置されるのはかかる理由によるものである。これは実際には本発明による特に駆動装置のあちらこちらに設置し得る。

以下、図面を参照しつつ本発明を説明する。

図1においては、全車輪駆動自動車がその駆動装置に簡素化されて示されている。エンジン変速機ユニット1がトランスファケース2に接続されている。第１ドライブシャフト3がここから後方車軸4に延びており、第２ドライブシャフト5がここから前方車軸6に延びている。第１ドライブシャフト3は、駆動ユニット7内に導かれており、該駆動ユニット7は後方車軸4の車輪を駆動する後輪作動装置を備えた後方車軸駆動部8に隣接している。第２ドライブシャフト5は、前方車軸作動装置を備えた前方車軸駆動ユニット9内に導かれている。

トランスファケース2及び駆動ユニット7は制御可能なカップリング（図2参照）を有し、第１アクチュエータ11及び第２アクチュエータ12によって各々作動せしめられる。位置センサ13、14がアクチュエータ11、12に取り付けられている。それらは共通制御装置15に向けて位置信号を生じ、該共通制御装置15はアクチュエータ11、12を制御する。制御装置15はCANバス16を介して、とりわけABS制御装置17若しくは他の電子ブレーキ装置又は安定駆動制御部に接続している。

図2において、トランスファケース2及び駆動ユニット7が幾分より正確に示されているが、ベアリングや本発明にとって必須ではない詳細部は省略してある。第１ドライブシャフト3及び第２ドライブシャフト5はここでは破断して示されており、ユニバーサルジョイント3'、5'又は同等品を介してトランスファケース2や駆動ユニット7に結合されている。トランスファケース2は、フランジ21によってエンジン変速装置ブロック1に結合されているハウジング20内に収納されている。第１カップリング23が貫通駆動軸22に配置されており、該第１カップリング23は多数の内部及び外部ディスクを有する摩擦継手である。これは更に第1側において貫通駆動軸22に固定結合されて回転自在なカップリングベル24と、第２側において貫通駆動軸 22上に支持されている中空軸である内部カップリング部25とを有している。中空軸は第１スプロケット26に固定結合されているか若しくは一体化して回転自在となり、該第１スプロケット26はチェーン27若しくは同等品を介して第２スプロケット28を駆動し、該第２スプロケット28は第２ドライブシャフト5に固定結合されて回転自在となっている。スプロケット26、28及びチェーン27はオフセット駆動部を構成し、これは歯車若しくは他の変速手段のみによっても同様に簡易に形成され得る。カップリング23はアクチュエータ11によって、例えば、多関節ジャッキ32及び傾斜リング31を介して作動せしめられる。

駆動ユニット7は、後方車軸駆動部8のハウジング41と一体化しているか若しくは固定結合されているハウジング40内に収納されている。第１ドライブシャフト3はここでユニバーサルジョイント3'において入力軸42内に結合し、該入力軸42は第２カップリング43に導かれており、該第２カップリング43は、前述と同様の多数の内部及び外部ディスクを有する摩擦継手である。それは更に入力軸42に固定結合して回転自在なカップリングベル44と、ピニオン46の軸を同時に形成している内部カップリング部45と、を有している。該ピニオン46はリングギア47を介して後方車軸作動装置48を作動する。このカップリングは第アクチュエータ12によってレバー52及び傾斜リング51を介して制御されながら作動せしめられる。

図2からも判るように、第１カップリング23の内部カップリング部25とピニオン軸を構成している第２カップリング43の内部カップリング部45との間の差異を除けば、２つの制御可能な摩擦継手23、43は同様の構造である。傾斜リング31、51のみならず、アクチュエータ11、12及びレバー32、52は同様の部品である。

「トルクベクトル化」に向けて特に開発された複雑で大きな装置の機能を、互いに離間して配置される２つの簡易で極めて簡便な装置に分離することによって全体的に簡易であるにもかかわらず完全な解決手段が提供された。この解決手段は、大部分が従来部品の装置であることに起因して極めて安価で且つより省スペースであり、大量に連続して製造することが可能となる。

本発明による駆動装置の略図である。 詳細A及びBの拡大図、並びに更なる詳細図である。

Claims (5)

1. エンジン変速装置ブロック（1）に隣接するトランスファケース（2）と、駆動される前方車軸（6）及び駆動される後方車軸（4）と、前記トランスファケース（2）から前記車軸（4、6）に延びる前記ドライブシャフト（3、5）と、制御装置（15）とからなる全車輪駆動車両の駆動装置であって、前記ドライブシャフトで測定される前記トルクは摩擦継手の可変負荷によって調節され得るものであって、
   a）前記トランスファケース（2）は貫通駆動軸（22）を有し、前記貫通駆動軸（22）は、一方において前記エンジン変速装置ブロック（1）に駆動されるべく接続され、他方において前記後方車軸（4）に延びる前記ドライブシャフト（3）に接続され、前記貫通駆動軸（22）は前記前方車軸（6）に延びる前記ドライブシャフト（5）に前記前方車軸（6）で測定される前記トルクを決定する第１摩擦継手（23）及びオフセット駆動部（26、27、28）を介して駆動すべく接続され、
   b）更に第２摩擦継手（43）を有する調節可能な駆動ユニット（7）が前記後方車軸（4）に設けられて、前記後方車軸（4）で測定される前記トルクを調節することを特徴とする全車輪駆動車両の駆動装置。
2. 前記２つの摩擦継手（23、43）の前記アクチュエータ（11、12）は同じタイプであり、共通制御ユニット（15）から制御されることを特徴とする請求項1記載の駆動装置。
3. 前記更なる摩擦継手（43）は、一方で前記第１ドライブシャフト（3）に駆動されるべく接続され、他方で前記後方車軸（4）の前記作動装置（48）に接続され、前記摩擦継手（43）はハウジング（40）内に収納されて前記作動装置（48）の前記ハウジング（41）と共に単位構造ブロックを構成することを特徴とする請求項1記載の駆動装置。
4. 前記トランスファケース（2）及び前記駆動ユニット（7）は一連の同等な部品（11及び12、24及び44、31及び51、32及び52）を有していることを特徴とする請求項1記載の駆動装置。
5. 前記トランスファケース（2）若しくは前記駆動ユニット（7）内において前記更なる摩擦継手と共に、前記摩擦継手（23、43）の１つの下流側に力が向かう方向に駐車ロックギア（29、30）が設けられていることを特徴とする請求項1記載の駆動装置。

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