JP2015168360A

JP2015168360A - 四輪駆動車両

Info

Publication number: JP2015168360A
Application number: JP2014045528A
Authority: JP
Inventors: 誠人西田; Makoto Nishida
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2015-09-28
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: JP6166198B2

Abstract

【課題】後輪の駆動力配分装置に構成された電動ポンプについて、低温環境下における起動性を向上すること。
【解決手段】内燃機関と、前記内燃機関から車両後方へ延設された排気系部材と、前記内燃機関の駆動力が伝達され、該駆動力を左右の後輪に配分する駆動力配分装置と、を備えた四輪駆動車両であって、前記駆動力配分装置は、作動油を供給する電動ポンプを備えた油圧装置であり、前記電動ポンプは、車幅方向で見て、前記排気系部材側の位置に配置され、前記排気系部材には、前記電動ポンプに走行風を導く導風部材が設けられている、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は四輪駆動車両に関し、特に、低温環境下での機能改善技術に関する。

四輪駆動車両は、寒冷地での使用が想定される。熱源となる内燃機関が存在する車両前部に比較して、車両後部は全体として温度上昇が鈍い傾向にあり、マイナス数十度レベルの極低温環境下においては顕著になる。

尤も、このような性質は、通常の環境下における使用においては、以下の理由により問題とならず、むしろ望ましいものと考えることもできる。一般に車両前部に内燃機関を搭載した車両では、排気ガスを排出する排気系部材が、内燃機関から車両後方へ延在する。排気系部材は高温状態となり、その熱害対策に追われるからである（例えば特許文献１）。

特許第３８５８８４１号公報

後輪の駆動力配分装置を電動ポンプで油圧駆動する四輪駆動車両の場合、極低温環境下においてはオイル粘性の上昇によりモータのトルクが足りず、起動性が低下する場合がある。電動ポンプが作動しなければ、後輪を駆動できず、二輪駆動での走行を余儀なくされる。しかも、既に述べたとおり、車両後部は全体として温度上昇が鈍い傾向にあり、四輪駆動での走行に至るまでに時間を要する場合がある。したがって、電動ポンプの温度上昇を促進する仕組みが望まれている。

本発明の目的は、後輪の駆動力配分装置に構成された電動ポンプについて、低温環境下における起動性を向上することにある。

本発明によれば、内燃機関と、前記内燃機関から車両後方へ延設された排気系部材と、前記内燃機関の駆動力が伝達され、該駆動力を左右の後輪に配分する駆動力配分装置と、を備えた四輪駆動車両であって、前記駆動力配分装置は、作動油を供給する電動ポンプを備えた油圧装置であり、前記電動ポンプは、車幅方向で見て、前記排気系部材側の位置に配置され、前記排気系部材には、前記電動ポンプに走行風を導く導風部材が設けられている、ことを特徴とする四輪駆動車両が提供される。

この構成によれば、前記排気系部材が発する熱を利用して前記電動ポンプの温度上昇を促進することができる。更に、前記導風部材が前記排気系部材に設けられているので、加温された走行風が前記電動ポンプに当たり易くなり、温度上昇を更に促進できる。

本発明においては、前記導風部材はフィン部を備えてもよい。

この構成によれば、前記排気系部材の熱を走行風によって効率よく前記電動ポンプに導くことができる。

また、本発明においては、前記導風部材は金属製であってもよい。

この構成によれば、前記排気系部材から前記導風部材に熱が伝導し易くなり、前記導風部材からの輻射により前記電動ポンプの温度上昇を促進できる。

本発明によれば、後輪の駆動力配分装置に構成された電動ポンプについて、低温環境下における起動性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る四輪駆動車両の概略図。（Ａ）は駆動力配分装置周辺の正面図、（Ｂ）は駆動力配分装置周辺の底面図。（Ａ）は図２（Ｂ）のI-I線断面図、（Ｂ）はモータトルクと、温度によるポンプトルクの変化との関係を示す図。（Ａ）は別例の導風部材の説明図、（Ｂ）は図４（Ａ）のII-II線断面図。（Ａ）は別例の導風部材の説明図、（Ｂ）は図５（Ａ）のIII-III線断面図。

＜第１実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係る四輪駆動車両１の概略図である。四輪駆動車両１は、フロントエンジン・フロントドライブの車両をベースとしたものであり、車両前部には内燃機関２が設けられている。内燃機関２の駆動力は変速機３で変速され、差動装置４に伝達される。差動装置４には車軸を介して左右の前輪５ａ、５ｂが接続されており、前輪５ａ、５ｂは内燃機関２の駆動力により回転する。変速機３にはトランスファ６が接続されており、内燃機関２の駆動力はトランスファ６及びプロペラシャフト７を介して駆動力配分装置８へ伝達される。

駆動力伝達装置８は、内燃機関２の駆動力を左右の後輪９ａ、９ｂに配分する差動装置として機能する油圧装置である。プロペラシャフト７から入力される駆動力は、歯車８１、８２を介してスリーブ８３に伝達される。スリーブ８３には、摩擦係合装置８４、８５のケース部材が接続されている。

摩擦係合装置８４、８５は油圧駆動の多板クラッチであり、摩擦係合装置８４は、車軸を介して左の後輪９ａへの駆動力の伝達と遮断とを切り替え、摩擦係合装置８５は、車軸を介して右の後輪９ｂへの駆動力の伝達と遮断とを切り替える。

駆動力伝達装置８は、摩擦係合装置８４、８５に対する作動油としてのオイルの供給や、駆動力伝達装置８の要潤滑部位に潤滑油としてのオイルの供給を行う電動ポンプ８６を備える。電動ポンプ８６は、電動のモータ８６ａと、モータ８６ａにより駆動されるポンプ８６ｂとを備え、駆動力伝達装置８内でオイルを循環させる。

極低温環境下においてはオイル粘性の上昇によりモータ８６ａのトルクが足りず、電動ポンプ８６の起動性が低下する場合がある。そこで、本実施形態では、電動ポンプ８６を加温するために以下の構成を備えている。

まず、排気系部材１０と電動ポンプ８６との配置である。本実施形態の場合、排気系部材１０は内燃機関２から車両後方へ延設され、内燃機関２が排出する排気ガスを浄化して車両後方から大気へ放出するためのエキゾーストパイプである。車両平面視で、排気系部材１０は、駆動力伝達装置８と車両前後方向に並列に配置される部分を含んでおり、電動ポンプ８６は、車幅方向で見て、駆動力伝達装置８のうち、排気系部材１０側（図１では右の後輪９ｂ側）の位置に配置されている。電動ポンプ８６を排気系部材１０が隣接して配置されるため、排気系部材１０が発する熱によって、電動ポンプ８６が加温され易くなる。

更に本実施形態では、排気系部材１０に、電動ポンプ８６に走行風を導く導風部材１１が設けている。図１に加えて図２（Ａ）及び（Ｂ）並びに図３（Ａ）を参照して導風部材１１説明する。図２（Ａ）は駆動力配分装置８周辺の正面図、図２（Ｂ）は駆動力配分装置８周辺の底面図、図３（Ａ）は図２（Ｂ）のI-I線断面図である。

導風部材１１は、車両前後方向で駆動力伝達装置８の前側で下側に配置されている。導風部材１１は、板状の本体部１１ａと、本体部１１ａに形成された複数のスリットＳＬ及びフィン部ｆとを備える。フィン部ｆは、本体部１１ａと一体的に形成されており、スリットＳＬの形成部位を曲折することでフィン部ｆが形成されている。

本体部１１ａは水平姿勢で配置され、スリットＳＬは本体部１１ａを上下方向に貫通している。フィン部ｆは本体部１１ａから電動ポンプ８６へ向かって斜め上方に起立している。図２（Ｂ）に示すようにフィン部ｆは車両前後方向に対して斜めに延在しているため、図３（Ａ）において矢印で示すように、本体部１１ａの上側、下側の走行風がフィン部ｆに案内されて電動ポンプ８６へ向かう気流を生じさせることができる。このため、排気系部材１０の熱によって加温されたその周囲の空気を走行風を利用して効率よく電動ポンプ８６に導くことができる。

導風部材１１は、金属製の板材にスリットＳＬ及びフィン部ｆを形成する切り込みを入れてプレス成型等により製造できる。導風部材１１は、排気系部材１０に、溶接等により接合することができる。導風部材１１を金属製とし、また、排気系部材１０に接合することで、排気系部材１０から導風部材１１に熱が伝導し易くなり、導風部材１１からの輻射により電動ポンプ８６の温度上昇を促進できる。

このように導風部材１１を設けたことで、電動ポンプ８６に排気系部材１０の熱により加温された空気を送り込み易くなる。また、導風部材１１が排気系部材１０の熱によりそれ自体が発熱体となり、電動ポンプ８６の近くでこれを加温できる。

こうして本実施形態では、電動ポンプ８６について、低温環境下における起動性を向上することができる。

以下、本実施形態の構成と比較例とで低温環境下における電動ポンプの起動性について実験を行ったので説明する。実験に使用した電動ポンプは、図３（Ｂ）に示す特性を有するものである。同図の実線は、モータの回転数−トルク特性を示している。同図の破線は、ポンプを駆動するのに必要なインペラの回転数−トルク特性を示しており、油温がα度場合、β度の場合及びγ度の場合の３種類を示している。α度、β度及びγ度はそれぞれ摂氏マイナス数十度程度であり、α度が最も高温でγ度が最も低温である。α度とβ度の温度差及びβ度とγ度の温度差は十度程度である。３種類で特性が異なっているのは、オイルの粘性が油温により異なっているためであり、油温がγ度の場合、オイルの粘性が最も高く、したがって、必要なトルクも大きい。モータの回転数−トルク特性を示す実線よりも下側の領域で電動ポンプが運転可能となる。

回転数Ｍは、電動ポンプ使用時におけるモータの回転数を例示しており、例えば、数百ｒｐｍである。回転数Ｍでモータを駆動する場合、油温がα度とβ度の中間の温度よりも高温の環境下においては電動ポンプを始動できるが、これよりも油温が低いと始動できない。

比較例は、上記実施形態の排気系部材１０と電動ポンプ８６との配置、並びに、導風部材１１を採用したかったものである。実験は、車両を所定時間徐行させた後、電動ポンプ内の油温を計測した。その結果、上記実施形態の構成では比較例に対して−１０度程度のアドバンテージが得られた。

＜第２実施形態＞
導風部材の別例について説明する。図４（Ａ）は導風部材１２を設けた例における駆動力配分装置８周辺の底面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のII-II線断面図である。

導風部材１２は、板状の本体部１２ａと、本体部１２ａに一体的に形成されたフィン部ｆａ、ｆｂと、を備える。フィン部ｆａは本体部１２ａの下面に複数（ここでは５つ）形成されており、フィン部ｆｂは本体部１２ａの上面に複数形成されている。フィン部ｆａ、ｆｂは、排気系部材１０から駆動力配分装置８へ向かう方向に、車両前後方向に対して斜めに直線又は湾曲して形成されている。図４（Ｂ）において矢印で示すように、本体部１２ａの上側、下側の走行風がフィン部ｆａ、ｆｂに案内されて電動ポンプ８６へ向かう気流を生じさせることができる。このため、排気系部材１０の熱によって加温されたその周囲の空気を走行風を利用して効率よく電動ポンプ８６に導くことができる。

導風部材１２は、例えば、鋳造で製造することができ、排気系部材１０に摩擦溶接等により接合することができる。導風部材１２を金属製とし、また、排気系部材１０に接合することで、排気系部材１０から導風部材１２に熱が伝導し易くなり、導風部材１２からの輻射により電動ポンプ８６の温度上昇を促進できる。

導風部材の他の別例について説明する。図５（Ａ）は導風部材１３を設けた例における駆動力配分装置８周辺の底面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のIII-III線断面図である。

導風部材１３は、複数（ここでは５つ）の管状部材１３ａから構成されている。各管状部材１３ａは、排気系部材１０から駆動力配分装置８へ向かう方向に、車両前後方向に対して斜めに、かつ、上方に湾曲して形成されている。なお、各管状部材１３ａは直線状に形成してもよい。

図５（Ｂ）において矢印で示すように、走行風が管状部材１３ａの一端から管状部材１３ａ内に進入し、他端から排出されて電動ポンプ８６へ向かう気流を生じさせることができる。このため、排気系部材１０の熱によって加温されたその周囲の空気を走行風を利用して効率よく電動ポンプ８６に導くことができる。

導風部材１３は、例えば、鋼管から製造することができ、排気系部材１０に溶接等により接合することができる。導風部材１３を金属製とし、また、排気系部材１０に接合することで、排気系部材１０から導風部材１３に熱が伝導し易くなり、導風部材１３からの輻射により電動ポンプ８６の温度上昇を促進できる。導風部材１３を管状部材１３ａから構成することで、その表面積を大きくすることができ、排気系部材１０から熱伝導性を向上できる。これは、電動ポンプ８６へ送り出される熱の加温性能を向上する。また、導風部材１３を管状部材１３ａから構成することで、電動ポンプ８６へ送出する空気の指向性を向上でき、加温された空気の拡散を抑制しつつ、電動ポンプ８６へ送り出すことができる。

１四輪駆動車両
２内燃機関
８駆動力配分装置
１０排気系部材
８６電動ポンプ
１１〜１３導風部材

Claims

内燃機関と、
前記内燃機関から車両後方へ延設された排気系部材と、
前記内燃機関の駆動力が伝達され、該駆動力を左右の後輪に配分する駆動力配分装置と、を備えた四輪駆動車両であって、
前記駆動力配分装置は、作動油を供給する電動ポンプを備えた油圧装置であり、
前記電動ポンプは、車幅方向で見て、前記排気系部材側の位置に配置され、
前記排気系部材には、前記電動ポンプに走行風を導く導風部材が設けられている、
ことを特徴とする四輪駆動車両。
請求項１に記載の四輪駆動車両であって、
前記導風部材はフィン部を備える、
ことを特徴とする四輪駆動車両。
請求項１又は２に記載の四輪駆動車両であって、
前記導風部材は金属製である、
ことを特徴とする四輪駆動車両。