JP2012187954A - 四輪駆動車の駆動力配分装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト低減、電力損失の低減を図ることが可能であり、イグニッションＯＦＦ状態でもカップリング装置を制御する制御装置を作動させることが可能な四輪駆動車の駆動力配分装置を提供する。
【解決手段】駆動源からの駆動力が直接伝達される前輪１４，１４と、駆動源からの駆動力が電子制御カップリング３０を介して伝達される後輪１９，１９とを備え、電子制御カップリング３０の係合状態を変化させることで、前輪１４，１４と後輪１９，１９の駆動力配分を変更するように構成された四輪駆動車の駆動力配分装置１００において、電子制御カップリング３０には、発電機８０およびキャパシタ９０が備えられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、四輪駆動車の駆動力配分装置に関する。

四輪駆動車の駆動力配分装置として、電磁アクチュエータ（例えば電磁石など）によりカップリング装置の係合状態を変化させることで、主駆動輪と従駆動輪の駆動力配分を変更するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。従来では、エンジン等の駆動源によって発電された電力を車載バッテリなどの蓄電手段に蓄え、その車載バッテリに充電された電力を用いて、カップリング装置の電磁アクチュエータへの電力供給を行っていた。

しかし、そのような四輪駆動車の駆動力配分装置においては、車載バッテリからカップリング装置までのハーネスが必要になるため、コストがかかり、電力損失が増大することが懸念される。例えば、特許文献１に記載された四輪駆動車の駆動力配分装置では、エンジンが車両の前部に配置されるのに対し、カップリング装置（電子制御カップリング）は、プロペラシャフトの後端部とリヤディファレンシャルとの間に配置されるため、ハーネスが長くなることが懸念される。また、車両のイグニッションＯＦＦ状態では、カップリング装置を制御する制御装置を作動できないという問題もある。

特開２０１０−２１５０１９号公報

本発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、コスト低減、電力損失の低減を図ることが可能であり、しかも、イグニッションＯＦＦ状態でもカップリング装置を制御する制御装置を作動させることが可能な四輪駆動車の駆動力配分装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、駆動源からの駆動力が直接伝達される主駆動輪と、前記駆動源からの駆動力がカップリング装置を介して伝達される従駆動輪とを備え、前記カップリング装置の係合状態を変化させることで、前記主駆動輪と従駆動輪の駆動力配分を変更するように構成された四輪駆動車の駆動力配分装置であって、前記カップリング装置には、発電手段および蓄電手段が備えられていることを特徴としている。

上記構成によれば、カップリング装置に備えられた発電手段および蓄電手段は、駆動源や車載バッテリとは独立して設置され、また、駆動源や車載バッテリとは独立して発電や、蓄電（充電）、電力供給を行う。これにより、車載バッテリからカップリング装置までのハーネスが不要となり、コスト低減、電力損失の低減を図ることができる。また、蓄電手段に蓄えられた電力を利用することで、イグニッションＯＦＦ状態でも、カップリング装置を制御する制御装置を作動させることが可能になる。

本発明の四輪駆動車の駆動力配分装置において、前記発電手段を構成するステータおよびロータが、前記カップリング装置の内部に設けられたベアリングと軸方向および径方向で重なり合わない箇所に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、発電手段で発生する磁界による電磁力によって、ベアリングの転動が妨げられることを抑制でき、ベアリングの軸受機能への悪影響を抑制できる。

本発明の四輪駆動車の駆動力配分装置において、前記発電手段を構成するステータおよびロータが、電磁アクチュエータによって形成される磁気回路と軸方向および径方向で重なり合わない箇所に配置されていることが好ましい。

上記構成によれば、発電手段で発生する磁界と、電磁アクチュエータによって形成される磁気回路とが干渉することを抑制でき、電磁アクチュエータによるカップリング装置の駆動力配分制御への悪影響を抑制できる。

本発明の四輪駆動車の駆動力配分装置において、前記発電手段による発電が、車両の減速時に行われることが好ましい。

上記構成によれば、車両の減速時、エネルギー回生を行うことにより、エネルギー効率を向上させることができる。

本発明の四輪駆動車の駆動力配分装置において、車両の加速時には、前記蓄電手段に充電された電力を用いて前記カップリング装置の係合動作が行われることが好ましい。

上記構成によれば、車両の加速時、蓄電手段に充電された電力を用いて、駆動力配分装置を四輪駆動状態に切り替えることが可能になる。

本発明の四輪駆動車の駆動力配分装置において、車両がイグニッションＯＦＦ状態の場合には、前記蓄電手段に充電された電力を用いて、車両の被牽引状態が検知されたか否かの判定が行われ、前記車両の被牽引状態が検知された場合には、前記蓄電手段に充電された電力を用いて、車両の被牽引状態が検知されたことが報知されることが好ましい。

上記構成によれば、車両のイグニッションＯＦＦ状態において、車両の被牽引状態が検知されたことが報知されるので、ユーザは、車両の被牽引状態を速やかに解除して、二輪だけが接地した状態での牽引を停止させることが可能になる。したがって、カップリング装置の内部の温度上昇を抑制することが可能になり、カップリング装置の構成部材の損傷を抑制することが可能になる。

本発明の四輪駆動車の駆動力配分装置において、前記イグニッションＯＦＦ状態で前記蓄電手段への充電があったとき、前記車両の被牽引状態が検知されたと判定されることが好ましい。

上記構成によれば、蓄電手段の充電状態を監視して、蓄電手段への充電の有無を監視することで、センサを用いなくても車両の被牽引状態を検知することが可能になる。

本発明の四輪駆動車の駆動力配分装置によれば、カップリング装置に備えられた発電手段および蓄電手段は、駆動源や車載バッテリとは独立して設置され、また、駆動源や車載バッテリとは独立して発電や、蓄電、電力供給を行う。これにより、車載バッテリからカップリング装置までのハーネスが不要となり、コスト低減、電力損失の低減を図ることができる。また、蓄電手段に蓄えられた電力を利用することで、イグニッションＯＦＦ状態でも、カップリング装置を制御する制御装置を作動させることが可能になる。

本発明の実施形態に係る駆動力配分装置を搭載した四輪駆動車の一例を模式的に示す図である。 図１の駆動力配分装置の電子制御カップリングを示す断面図である。 ＥＣＵが実行する被牽引状態の報知制御の手順を示すフローチャートである。

本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る駆動力配分装置を搭載した四輪駆動車の一例を模式的に示す図である。図１には、前輪駆動ベースの四輪駆動車の駆動力配分装置１００を例示している。なお、この例の四輪駆動車は、駆動源としてエンジン１０とモータジェネレータとが搭載されたハイブリッド車両とされている。モータジェネレータは、トランスアクスル（ハイブリッドユニット）１１内に配置されており、車両前部のエンジンルーム内に設置された図示しない車載バッテリに接続されている。

図１に示すように、車両のフロント側（図１では上側）には、エンジン１０が配置されている。エンジン１０の出力軸は、トランスアクスル１１に連結されている。トランスアクスル１１には、フロントディファレンシャル１２が内蔵されている。トランスアクスル１１により、エンジン１０から入力される駆動力と、モータジェネレータから出力される駆動力との一方または両方が駆動輪に出力されるようになっている。

車両のフロント側には、主駆動輪（駆動源からの駆動力がカップリング装置を介さずに直接的に伝達される駆動輪）である左右一対の前輪１４，１４が配置されている。左右の前輪１４，１４は、互いにフロントディファレンシャル１２を介して連結されている。左右の前輪１４，１４とフロントディファレンシャル１２とは、それぞれアクスルシャフト１３，１３により連結されている。トランスアクスル１１から出力された駆動力は、フロントディファレンシャル１２に伝達され、これにより、前輪１４，１４が駆動されるようになっている。フロントディファレンシャル１２は、左右の前輪１４，１４へのトルクの差動配分を行う差動動作が可能なものであれば、いかなる構成のものであってもよい。図１に示す例では、フロントディファレンシャル１２として、互いに噛み合いながら回転する一対のピニオンギヤ１２ａ，１２ａおよび一対のサイドギヤ１２ｂ，１２ｂを備えたものが用いられている。

フロントディファレンシャル１２は、トランスファ１５に連結されている。トランスファ１５には、車両のリヤ側（図１では下側）へ向けて延びるプロペラシャフト１６が連結されている。トランスファ１５により、トランスアクスル１１から出力された駆動力を車両のリヤ側へも取り出すことが可能となっている。

車両のリヤ側には、従駆動輪（駆動源からの駆動力がカップリング装置を介して伝達される駆動輪）である左右一対の後輪１９，１９が配置されている。左右の後輪１９，１９は、互いにリヤディファレンシャル１７を介して連結されている。左右の後輪１９，１９とリヤディファレンシャル１７とは、それぞれアクスルシャフト１８，１８により連結されている。リヤディファレンシャル１７は、左右の後輪１９，１９へのトルクの差動配分を行う差動動作が可能なものであれば、いかなる構成のものであってもよい。図１に示す例では、リヤディファレンシャル１７として、互いに噛み合いながら回転する一対のピニオンギヤ１７ａ，１７ａおよび一対のサイドギヤ１７ｂ，１７ｂを備えたものが用いられている。

プロペラシャフト１６とリヤディファレンシャル１７との間には、カップリング装置である電子制御カップリング３０が設けられている。この実施形態では、電子制御カップリング３０は、リヤディファレンシャル１７の直前に配置されており、電子制御カップリング３０とリヤディファレンシャル１７とが一体的に設けられ、１つのアッシとして構成されている。

電子制御カップリング３０は、電磁アクチュエータとしての電磁石５１を備えている。そして、電磁石５１の通電制御を行うことにより、電子制御カップリング３０の係合状態を変化させて、後輪１９，１９側へ伝達する駆動力を変更して、前輪１４，１４と後輪１９，１９の駆動力配分を変更するようにしている。電磁石５１は、制御装置としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２００に接続されており、ＥＣＵ２００から必要に応じて、後輪１９，１９側へ伝達する駆動力に相当する電流が電磁石５１へ供給されるようになっている。

ＥＣＵ２００は、各種センサ等からの検出信号等に基づいて、電子制御カップリング３０の電磁石５１の通電制御を実行する。具体的に、電磁石５１を非通電状態とした場合、電子制御カップリング３０による後輪１９，１９側への駆動力の伝達は行われない。このとき、駆動力配分装置１００は、二輪駆動状態に切り替えられる。一方、電磁石５１を通電状態とした場合、電子制御カップリング３０によって通電量に応じた駆動力が後輪１９，１９側へ伝達される。例えば、電磁石５１に通電する電流の値（制御電流値）を大きくするほど、後輪１９，１９側へ伝達される駆動力が増大されるようになっている。これにより、駆動力配分装置１００は、四輪駆動状態に切り替えられる。

また、この実施形態では、車両に盗難防止装置（警報装置）３００が搭載されており、盗難防止装置３００は、ＥＣＵ２００に接続されている。盗難防止装置３００は、車両状態に異常が発生している場合に、例えばスピーカ等から出力される警報音や音声によって周囲への注意喚起を行うものである。

次に、電子制御カップリング３０の具体構成について、図２を参照して説明する。図２は、図１の駆動力配分装置１００に備えられる電子制御カップリング３０を示す断面図である。

図２に示すように、電子制御カップリング３０のカバー３１とディファレンシャルキャリヤ２３とが、軸方向に並んで配設されている。これらの部材３１，２３は、一体的に設けられており、相対回転不能とされている。そして、電子制御カップリング３０のカバー３１の内部と、リヤディファレンシャル１７のディファレンシャルキャリヤ２３の内部とに跨って、回転中心Ａ１を中心として回転するドライブピニオンシャフト３２が配置されている。ディファレンシャルキャリヤ２３の内周にはベアリング（円すいころ軸受）２４が装着されており、ベアリング２４によりドライブピニオンシャフト３２が回転可能に支持されている。ドライブピニオンシャフト３２の一端（図２では右端）には、ドライブピニオンギヤ３２ａが設けられており、ドライブピニオンギヤ３２ａが、リヤディファレンシャル１７のリングギヤ１７ｃと噛み合っている。

カバー３１は、円筒状に形成されており、その内部空間には有底円筒状のフロントハウジング３３が配置されている。フロントハウジング３３は、アルミニウムなどの非磁性材料により形成されている。フロントハウジング３３は、小径円筒部３４と底部３５と環状の接続部３６と大径円筒部３７とを備えている。

小径円筒部３４は、カバー３１の開口部３１ａに配置され、底部３５により小径円筒部３４におけるカバー３１の外部側端部が閉塞されている。接続部３６は、小径円筒部３４におけるカバー３１の内部側端部から外周側に向けて張り出されている。大径円筒部３７は、接続部３６の外周端からディファレンシャルキャリヤ２３の内部側（図２では右側）に向けて配置されている。カバー３１の開口部３１ａ側の端部内周には、ベアリング３８ａおよびオイルシール３８ｂが固定されている。ベアリング３８ａの内輪は、フロントハウジング３３の小径円筒部３４の外周に装着されている。

フロントハウジング３３の小径円筒部３４におけるカバー３１の外部側端面には、フランジ２１が取り付けられている。フロントハウジング３３とフランジ２１とが植込みボルト２２により固定されている。植込みボルト２２は、小径円筒部３４に形成された雌ねじ部３４ａにねじ込まれている。フランジ２１は、プロペラシャフト１６（図１参照）に接続されている。

カバー３１の内部には、回転中心Ａ１を中心として回転するインナーシャフト４０が配置されている。インナーシャフト４０は、後述するクラッチ機構の係合時に回転可能となり、クラッチ機構の解放時に回転不能となる回転部材である。インナーシャフト４０の内部には、隔壁４０ａにより軸方向に区画された凹部４０ｂ，４０ｃが形成されている。凹部４０ｂ，４０ｃは、回転中心Ａ１を中心とする円柱状の空間である。小径円筒部３４の内周と、インナーシャフト４０の小径円筒部３４側の端部外周との間には、ベアリング４１が装着されており、ベアリング４１によりインナーシャフト４０が回転可能に支持されている。凹部４０ｂ，４０ｃのうち、ディファレンシャルキャリヤ２３側に配置された凹部４０ｂの内周には、ドライブピニオンシャフト３２の他端部（図２では右端部）がスプライン嵌合されており、インナーシャフト４０とドライブピニオンシャフト３２とが一体的に回転するようになっている。

インナーシャフト４０の外周側には、回転中心Ａ１を中心として回転可能な環状のリヤハウジング４２が配置されている。リヤハウジング４２は、フロントハウジング３３の内部からディファレンシャルキャリヤ２３の内部に到達するように配置されている。リヤハウジング４２は、半径方向の断面形状がほぼＬ字形の内筒部４２ａと、内筒部４２ａの外周に固定された環状の遮断部材４２ｂと、遮断部材４２ｂの外周に固定された外筒部４２ｃとにより構成されている。内筒部４２ａおよび外筒部４２ｃは、例えば鉄などの磁性材料により形成され、遮断部材４２ｂは、非磁性材料により形成されている。そして、外筒部４２ｃは、フロントハウジング３３の内周にねじ結合され、かつ、溶接によりフロントハウジング３３に相対回転不能に固定されており、フロントハウジング３３とリヤハウジング４２とが一体的に回転するようになっている。

また、内筒部４２ａの内周と、ドライブピニオンシャフト３２の外周との間には、ベアリング４３が装着されており、ベアリング４３によりリヤハウジング４２がインナーシャフト４０に対し相対回転可能に設けられている。ベアリング４３とドライブピニオンシャフト３２の外周に形成された段差との間には、軸方向の隙間を調整する円環状のシム４５と、環状の皿ばね４６とが配置されている。

内筒部４２ａの内周と、インナーシャフト４０の外周との間には、ゴム状弾性体により構成されたシールリング（例えばＸリング）４７が装着されている。シールリング４７により、インナーシャフト４０とリヤハウジング４２との間が液密にシールされている。外筒部４２ｃの外周と、フロントハウジング３３の内周との間には、ゴム状弾性体により構成されたＯリング４８が装着されている。Ｏリング４８により、フロントハウジング３３とリヤハウジング４２との間が液密にシールされている。また、ディファレンシャルキャリヤ２３の内周には、ゴム状弾性体および金属補強環により構成されたオイルシール４９が装着されている。オイルシール４９により、ディファレンシャルキャリヤ２３とリヤハウジング４２との間が液密にシールされている。

ディファレンシャルキャリヤ２３とカバー３１とリヤハウジング４２とによって取り囲まれた空間が、電磁石収納室Ｃ１となっている。電磁石収納室Ｃ１は、オイルシール４９とＯリング４８とオイルシール３８ｂとにより周囲の空間から液密および気密にシールされている。電磁石収納室Ｃ１には、電磁石５１が配置されている。電磁石５１は、磁性材料により形成された環状の鉄心５２と、鉄心５２に巻き付けられたコイル５３とを備えている。鉄心５２は、カバー３１に対し相対回転不能に設けられている。コイル５３は、ＥＣＵ２００（図１参照）に接続されている。

また、フロントハウジング３３とインナーシャフト４０とリヤハウジング４２とによって取り囲まれた空間が、クラッチ機構収納室Ｃ２となっている。クラッチ機構収納室Ｃ２は、Ｏリング４８とシールリング４７とにより周囲の空間から液密にシールされている。クラッチ機構収納室Ｃ２には、カップリングオイルが封入されている。クラッチ機構収納室Ｃ２には、クラッチ機構が配置されている。クラッチ機構は、電磁石５１の電磁力により係合・解放されるパイロットクラッチ６１と、パイロットクラッチ６１の係合・解放動作に連動して係合・解放されるメインクラッチ７１とからなる。

パイロットクラッチ６１は、アーマチュア６２とクラッチディスク６３とクラッチプレート６４とを備えている。アーマチュア６２は、リヤハウジング４２から軸方向に所定間隔をおいた位置に配置されている。クラッチディスク６３およびクラッチプレート６４は、アーマチュア６２とリヤハウジング４２との間に配置されている。アーマチュア６２およびクラッチディスク６３は、フロントハウジング３３の内周にスプライン嵌合されている。

インナーシャフト４０の外周には、環状のカム６５が装着されている。カム６５は、インナーシャフト４０に対し相対回転可能に設けられている。このカム６５の外周には、クラッチプレート６４がスプライン嵌合されている。カム６５とリヤハウジング４２の内筒部４２ａとの間には、スラスト軸受６６が配置されている。スラスト軸受６６は、カム６５に作用するスラスト荷重を受け止め、かつ、リヤハウジング４２とカム６５とを相対回転可能とするために配置されている。

メインクラッチ７１は、パイロットクラッチ６１と、フロントハウジング３３の小径円筒部３４との間に配置されている。メインクラッチ７１は、複数のクラッチディスク７２と、複数のクラッチプレート７３とを備えている。クラッチディスク７２とクラッチプレート７３とは交互に配置されている。クラッチディスク７２は、フロントハウジング３３の大径円筒部３７の内周にスプライン嵌合され、クラッチプレート７３は、インナーシャフト４０の外周にスプライン嵌合されている。

メインクラッチ７１とパイロットクラッチ６１との間には、環状のピストン７４が配置されている。ピストン７４は、インナーシャフト４０の外周にスプライン嵌合されている。ピストン７４およびカム６５の互いに相対向する側には、それぞれのカム面に対応する複数の凹部７４ａ，６５ａが形成されている。ピストン７４およびカム６５の間には、各凹部７４ａ，６５ａに嵌め入れられるように複数のボール７５（図２では１つのみ示す）が設けられている。

上記構成の電子制御カップリング３０の動作について説明する。

まず、電子制御カップリング３０の電磁石５１に電流が供給されない場合、パイロットクラッチ６１およびメインクラッチ７１が解放されている。このため、プロペラシャフト１６からフロントハウジング３３に伝達された駆動力は、インナーシャフト４０およびドライブピニオンシャフト３２には伝達されない。この場合、駆動力配分装置１００が二輪駆動状態となる。

一方、電磁石５１に電流が供給されると、鉄心５２と外筒部４２ｃとアーマチュア６２と内筒部４２ａとを磁束が通過して磁気回路Ｐ１が形成される。このため、電磁力（磁気吸引力）により、アーマチュア６２が、外筒部４２ｃおよび内筒部４２ａ側に移動する。すると、パイロットクラッチ６１のクラッチディスク６３とクラッチプレート６４とが係合される。つまり、パイロットクラッチ６１が係合される。これにより、フロントハウジング３３のトルクが、パイロットクラッチ６１を介してカム６５に伝達される。

カム６５にトルクが伝達されると、カム６５とピストン７４とが相対回転する。すると、ボール７５をカム６５とピストン７４の凹部６５ａ，７４ａの外部に押し出すような力が作用し、カム６５とピストン７４とが軸方向方向において相互に離反する向きのスラスト荷重が生じる。この場合、カム６５は、スラスト軸受６６により受け止められており、リヤハウジング４２側に移動することが防止されている。このため、上記スラスト荷重により、ピストン７４がメインクラッチ７１側に押し付けられ、クラッチディスク７２とクラッチプレート７３とが係合される。この場合、パイロットクラッチ６１の係合力が、カム６５とボール７５とピストン７４とにより増幅されて、メインクラッチ７１に伝達されるようになっている。メインクラッチ７１が係合されると、プロペラシャフト１６からフロントハウジング３３に伝達された駆動力が、メインクラッチ７１を介してインナーシャフト４０およびドライブピニオンシャフト３２に伝達される。このような電子制御カップリング３０の係合動作により、駆動力配分装置１００が四輪駆動状態となる。この場合、電磁石５１に通電される電流の値を増大きくするほど、メインクラッチ７１の係合力が増大し、ドライブピニオンシャフト３２へ伝達されるトルクが増大する。電磁石５１に通電される電流が所定値以上になると、直結状態に近い状態でドライブピニオンシャフト３２にトルクが伝達される。

−実施形態の特徴部分−
この実施形態では、上記構成の四輪駆動車の駆動力配分装置１００において、電子制御カップリング３０に、発電手段としての発電機８０と、蓄電手段としてのキャパシタ９０とが備えられていることを特徴としている。以下、実施形態の特徴部分について詳しく説明する。

図２に示すように、発電機８０は、カバー３１の内周に固定されたステータ８１と、フロントハウジング３３の外周に固定されたロータ８２とを備えている。発電機８０は、車両に備えられる他の発電手段、例えば、トランスアクスル１１のモータジェネレータなどとは別個独立して設けられている。

ステータ８１は、例えば、ステータコアにその周方向に沿って複数相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相）のステータコイルを取り付けた構成とされている。ステータコアは、カバー３１の内周に一体的に取り付けられている。ステータコイルは、キャパシタ９０（図１参照）に接続されており、発電機８０で発電された電力をステータコイルから取り出して、キャパシタ９０に蓄電（充電）するようにしている。

ロータ８２は、例えば、ロータコイルをロータコアによって覆い包んだ電磁石とされている。ロータコアは、フロントハウジング３３の大径円筒部３７の外周に一体的に取り付けられている。ロータコイルは、ＥＣＵ２００（図１参照）に接続されており、キャパシタ９０に充電された電力を利用してＥＣＵ２００からロータコイルに励磁電流を供給するようにしている。

ロータ８２は、ステータ８１に僅かな隙間を隔てて対向して配置されており、回転中心Ａ１を中心として回転可能となっている。このため、駆動源からの駆動力がプロペラシャフト１６を介して電子制御カップリング３０に伝達されると、ロータ８２は、フロントハウジング３３と一体的に回転する。この際、ロータ８２のロータコイルに上記励磁電流が供給されている励磁状態である場合、ロータ８２の回転にともなってロータコイルに磁界が発生し、ステータ８１のステータコイルにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電力が誘起される。そして、ステータコイルに発生した三相交流電力が、図示しない整流器により直流に変換されて、キャパシタ９０に蓄えられる。一方、ロータ８２のロータコイルに上記励磁電流が供給されていない場合には、ロータ８２が回転しても、ステータ８１のステータコイルに三相交流電力は発生しないようになっている。

キャパシタ９０は、例えば、電気二重層コンデンサとされている。図１に示すように、キャパシタ９０は、電子制御カップリング３０の近傍に配置されている。例えば、キャパシタ９０を電子制御カップリング３０のカバー３１の外周に設置することが可能である。キャパシタ９０は、車両に備えられる他の蓄電手段、例えば、トランスアクスル１１のモータジェネレータ用の車載バッテリなどとは別個独立して設けられている。また、ＥＣＵ２００も、電子制御カップリング３０の近傍に配置されている。例えば、ＥＣＵ２００を電子制御カップリング３０のカバー３１の外周に設置することが可能である。ＥＣＵ２００は、電子制御カップリング３０に専用の制御装置とされている。ＥＣＵ２００は、キャパシタ９０に充電された電力を利用して、上述したような電子制御カップリング３０の電磁石５１の通電制御や、発電機８０による発電制御を実行する。なお、キャパシタ９０およびＥＣＵ２００の設置箇所は、電子制御カップリング３０の近傍であれば特に限定されない。例えば、電子制御カップリング３０のカバー３１の内部にキャパシタ９０やＥＣＵ２００を設置してもよい。

この実施形態によれば、電子制御カップリング３０に備えられた発電機８０およびキャパシタ９０は、エンジン１０等の駆動源や車載バッテリとは独立して設置され、また、エンジン１０等の駆動源や車載バッテリとは独立して発電や、充電、電力供給を行う。これにより、車載バッテリから電子制御カップリング３０までのハーネスが不要となり、コスト低減、電力損失の低減を図ることができる。また、キャパシタ９０に蓄えられた電力を利用することで、イグニッションＯＦＦ状態でもＥＣＵ２００を作動させることが可能になる。

ここで、発電機８０は、電子制御カップリング３０において、次のような箇所に配置されている。

図２に示すように、発電機８０のロータ８２は、フロントハウジング３３の外周に配置されている。これにより、前輪１４，１４の駆動時、フロントハウジング３３とともにロータ８２が高速回転されるので、発電機８０の発電効率を高めることができる。

また、発電機８０のステータ８１およびロータ８２は、ベアリング３８ａ，４１，４３と軸方向および径方向で重なり合わないような箇所に配置されている。これにより、発電機８０で発生する磁界による電磁力（磁気吸引力）によって、ベアリング３８ａ，４１，４３の転動が妨げられることを抑制でき、ベアリング３８ａ，４１，４３によるフロントハウジング３３、インナーシャフト４０、ドライブピニオンシャフト３２の軸受機能への悪影響を抑制できる。

さらに、発電機８０のステータ８１およびロータ８２は、電磁石５１によって形成される上記磁気回路Ｐ１と軸方向および径方向で重なり合わないような箇所に配置されている。言い換えれば、発電機８０のステータ８１およびロータ８２が、上記磁気回路Ｐ１が形成される鉄心５２、アーマチュア６２、リヤハウジング４２の内筒部４２ａ、および外筒部４２ｃと軸方向および径方向で重なり合わないように配置されている。これにより、発電機８０で発生する磁界と、電磁石５１によって形成される上記磁気回路Ｐ１とが干渉することを抑制でき、電磁石５１による電子制御カップリング３０の駆動力配分制御への悪影響を抑制できる。

なお、発電機８０による発電は、エンジン１０等の駆動源の負荷となるため、車両の減速走行時に行うことが好ましい。この場合、車両の減速走行時、キャパシタ９０に蓄積された電力を利用してＥＣＵ２００からロータ８２のロータコイルに励磁電流を供給すればよい。一方、車両の減速走行時以外のとき、ロータ８２のロータコイルに上記励磁電流を供給しないようにすればよい。車両が減速走行時か否かの判定は、例えば、アクセルペダルの開度を検出するアクセルポジションセンサを用いて行うことが可能であり、ドライバがアクセルペダルから足を離したか否かを検知することによって、車両が減速走行時か否かを判定することが可能である。

これにより、車両の減速走行時、ロータ８２の回転にともなってロータコイルに磁界が発生して、ステータ８１のステータコイルに交流電力が誘起されるので、その交流電力をキャパシタ９０に充電して回収することができる。このように、車両の減速走行時、エネルギー回生を行うことにより、エネルギー効率を向上させることができる。

一方、車両の加速時には、減速走行時にキャパシタ９０に充電された電力を利用して、電子制御カップリング３０の電磁石５１への通電を行うようにしている。これにより、電子制御カップリング３０の係合動作が行われ、駆動力配分装置１００を四輪駆動状態に切り替えることが可能になる。

上述したように、この実施形態では、キャパシタ９０に蓄えられた電力を利用することで、車両がイグニッションＯＦＦ状態である場合にもＥＣＵ２００を作動させることが可能である。以下、その具体例について説明する。

図３のフローチャートに示すルーチンは、ＥＣＵ２００が実行する被牽引状態の報知制御に関するものであり、一定周期ごとに繰り返されるが、キャパシタ９０に蓄えられた電力を利用することで、イグニッションＯＦＦ状態においても繰り返し実行されるようになっている。

まず、ステップＳＴ１において、ＥＣＵ２００は、車両がイグニッションＯＦＦ状態であるか否かを判定する。そして、車両がイグニッションＯＮ状態である場合には、このフローチャートを抜け、一方、イグニッションＯＦＦ状態である場合には、ステップＳＴ２へ進む。

ステップＳＴ２において、ＥＣＵ２００は、車両の被牽引状態が検知されたか否かを判定する。つまり、イグニッションＯＦＦ状態においても、車両状態を監視して車両の被牽引状態の有無を検知するようにしている。具体的には、車両がエンジン１０等の駆動源の停止時に後輪１９，１９だけを接地させた状態で牽引されていることが検知されたか否かが判定される。この判定は、例えば、前輪１４，１４および後輪１９，１９のそれぞれの車輪速を検出する車輪速センサを用いて行うことが可能であり、前輪１４，１４がほぼ停止し、後輪１９，１９だけが回転している場合に車両の被牽引状態が検知されたと判定することが可能である。あるいは、この判定は、電子制御カップリング３０の前後のプロペラシャフト１６とドライブピニオンシャフト３２のそれぞれの回転数を検出する回転数センサを用いて行うことが可能であり、プロペラシャフト１６がほぼ停止しており、ドライブピニオンシャフト３２だけが回転している場合に車両の被牽引状態が検知されたと判定することが可能である。

そして、車両の被牽引状態が検知されなかった場合には、このフローチャートを抜け、一方、被牽引状態が検知された場合には、ステップＳＴ３へ進む。

ステップＳＴ３において、ＥＣＵ２００は、盗難防止装置（警報装置）３００を作動させて、車両の被牽引状態が検知されたことを周囲に報知する。例えば、盗難防止装置３００の作動により警報音や音声をスピーカ等から出力することで、車両の被牽引状態が検知されたことを周囲に知らせてユーザへの注意喚起を行うようにする。

以上のような被牽引状態の報知制御によれば、次のような効果が得られる。車両がエンジン１０等の駆動源の停止時に後輪１９，１９だけを接地させた状態で牽引されると、プロペラシャフト１６とドライブピニオンシャフト３２との間に大きな回転数差が発生する。そして、電子制御カップリング３０の内部の引き摺り等に起因して、電子制御カップリング３０の内部が過熱し、電子制御カップリング３０の構成部材が損傷する可能性がある。

しかし、この実施形態では、キャパシタ９０に蓄えられた電力を利用することで、車両がイグニッションＯＦＦ状態である場合にも、ＥＣＵ２００を作動させている。そして、車両の被牽引状態が検知されると、盗難防止装置３００を作動させてユーザへの注意喚起を行うようにしている。これにより、ユーザは、車両の被牽引状態を速やかに解除して、後輪１９，１９だけが接地した状態での牽引を停止させることが可能になる。したがって、電子制御カップリング３０の内部の温度上昇を抑制することが可能になり、電子制御カップリング３０の構成部材の損傷を抑制することが可能になる。

−他の実施形態−
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。

上記実施形態では、前輪１４，１４の回転時に発電が行われるように発電機８０を配置したが、後輪１９，１９の回転時に発電するような構成とすることも可能である。あるいは、前輪１４，１４と後輪１９，１９の回転数差があるときに発電するような構成とすることも可能である。

例えば、電子制御カップリング３０を、フロントハウジング３３およびリヤハウジング４２が後輪１９，１９とともに回転し、インナーシャフト４０が前輪１４，１４とともに回転するような構成とすることが可能である。この構成では、後輪１９，１９の回転時、フロントハウジング３３に取り付けた発電機８０のロータ８２が回転することによって発電が行われる。

このような構成では、図３のフローチャートのステップＳＴ２の判定を、車両がイグニッションＯＦＦ状態のとき、キャパシタ９０への充電があったか否かに基づいて行うことが可能になる。つまり、ＥＣＵ２００によってキャパシタ９０の充電状態を監視して、キャパシタ９０への充電の有無、言い換えれば、発電機８０による発電の有無を監視するようにしている。これにより、後輪１９，１９の回転によって発電機８０による発電が行われたか否かを判定するようにしている。

そして、キャパシタ９０への充電があったとき、後輪１９，１９の回転によって発電機８０による発電が行われたとされ、車両の被牽引状態が検知されたと判定される。一方、キャパシタ９０への充電がなかったとき、車両の被牽引状態が検知されなかったと判定される。したがって、後輪１９，１９の回転時に発電するような構成とすることで、上述したような車輪速センサなどを用いなくても、車両の被牽引状態を検知することが可能になる。なお、前輪１４，１４と後輪１９，１９の回転数差があるときに発電するような構成とした場合にも、同様に、センサを用いなくても車両の被牽引状態を検知することが可能になる。

また、上記実施形態では、カップリング装置の一例として電磁クラッチ式の電子制御カップリング３０を挙げたが、カップリング装置としてその他の電子制御カップリング（例えば、油圧クラッチ式の電子制御カップリングなど）を用いてもよい。

上記実施形態では、発電機８０のロータ８２に電磁石が設けられている例を挙げたが、電磁石の代わりに永久磁石をロータ８２に設ける構成としてもよい。

上記実施形態では、蓄電手段の一例としてキャパシタ９０を挙げたが、蓄電手段としてバッテリなどの２次電池を用いてもよい。

上記実施形態では、車両に搭載された盗難防止装置３００を利用して車両の被牽引状態を報知したが、車両の被牽引状態を報知するための専用の報知手段を別途設ける構成としてもよい。

上記実施形態では、前輪駆動ベースの四輪駆動車に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、後輪駆動ベースの四輪駆動車にも適用可能である。また、駆動源としてエンジンおよびモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に本発明を適用した例を挙げたが、本発明は、駆動源としてエンジンのみを備えた車両や、駆動源としてモータジェネレータ（あるいはモータ）のみを備えた車両にも適用可能である。

本発明は、カップリング装置の係合状態を変化させることで、主駆動輪と従駆動輪の駆動力配分を変更するように構成された四輪駆動車の駆動力配分装置に利用可能である。

１０ エンジン
１１ トランスアクスル
１４ 前輪（主駆動輪）
１９ 後輪（従駆動輪）
３０ 電子制御カップリング（カップリング装置）
８０ 発電機（発電手段）
８１ ステータ
８２ ロータ
９０ キャパシタ（蓄電手段）
１００ 駆動力配分装置
２００ ＥＣＵ

Claims (7)

1. 駆動源からの駆動力が直接伝達される主駆動輪と、前記駆動源からの駆動力がカップリング装置を介して伝達される従駆動輪とを備え、前記カップリング装置の係合状態を変化させることで、前記主駆動輪と従駆動輪の駆動力配分を変更するように構成された四輪駆動車の駆動力配分装置において、
   前記カップリング装置には、発電手段および蓄電手段が備えられていることを特徴とする四輪駆動車の駆動力配分装置。
2. 請求項１に記載の四輪駆動車の駆動力配分装置において、
   前記発電手段を構成するステータおよびロータが、前記カップリング装置の内部に設けられたベアリングと軸方向および径方向で重なり合わない箇所に配置されていることを特徴とする四輪駆動車の駆動力配分装置。
3. 請求項１または２に記載の四輪駆動車の駆動力配分装置において、
   前記発電手段を構成するステータおよびロータが、電磁アクチュエータによって形成される磁気回路と軸方向および径方向で重なり合わない箇所に配置されていることを特徴とする四輪駆動車の駆動力配分装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の四輪駆動車の駆動力配分装置において、
   前記発電手段による発電が、車両の減速時に行われることを特徴とする四輪駆動車の駆動力配分装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の四輪駆動車の駆動力配分装置において、
   車両の加速時には、前記蓄電手段に充電された電力を用いて前記カップリング装置の係合動作が行われることを特徴とする四輪駆動車の駆動力配分装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の四輪駆動車の駆動力配分装置において、
   車両がイグニッションＯＦＦ状態の場合には、前記蓄電手段に充電された電力を用いて、車両の被牽引状態が検知されたか否かの判定が行われ、
   前記車両の被牽引状態が検知された場合には、前記蓄電手段に充電された電力を用いて、車両の被牽引状態が検知されたことが報知されることを特徴とする四輪駆動車の駆動力配分装置。
7. 請求項６に記載の四輪駆動車の駆動力配分装置において、
   前記イグニッションＯＦＦ状態で前記蓄電手段への充電があったとき、前記車両の被牽引状態が検知されたと判定されることを特徴とする四輪駆動車の駆動力配分装置。

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