JP2016190635A - 自動車及び、自動車を制御する方法、動力伝達装置及び、動力伝達装置を制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】改良された動的ドライブラインシステムを提供する。
【解決手段】原動機手段３１１と、一個以上の車輪の第一グループと、二個以上の車輪の第二グループと、原動機手段を車輪の第一グループ及び第二グループに連結するドライブラインとを備え、ドライブラインが、補助ドライブシャフト、及び、補助ドライブシャフトと車輪の第二グループとの間の駆動手段を含み、駆動手段が、入力部３２７ＩＮと、車輪の第二グループの異なるそれぞれの車輪を駆動するべくそれぞれ作動可能な複数の出力部３２７ＯＵＴと、第一の解除可能なトルク伝達手段が、入力部の出力部に対するスリップを許容するべく作動可能であり、入力部から出力部に伝達されるトルクの大きさを変化させる第一の解除可能なトルク伝達手段と、出力部のそれぞれの、異なる速度での回転を可能にするべく構成されたディファレンシャル３２９とを有する自動車。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車及び、自動車を制御する方法に関するものである。特に、この発明は、車両を駆動するトルクを付与する車輪の数を変化させるべく作動可能なドライブラインを有するオールテライン車（ＡＴＶｓ）のような自動車に関するが、これに限定されるものではない。

自動車では、原動力が自動車の二対の車輪のそれぞれに供給される四輪駆動モードの作動を有するものが知られている。原動力は、ドライブラインによって車輪に供給される。

既知の自動車には、原動力が常に二対の車輪の両方に供給されるように構成されているものがある。他の自動車としては、原動力が、車輪のいずれか一対だけ、又は、二対の両方に選択的に供給されるように構成されるものがある。ドライブラインシステムには、二輪と四輪の駆動モード間の移行の際に、自動車が停止されることを要求するものがある。そのようなシステムは、静的切断／再接続システムと称されることがある。

特許文献１には、動的ドライブライン再接続構造が開示されており、これによれば、車輪がドライブラインから切断された後、ドライブラインへの二個の車輪の再接続は、自動車が動いているときに行うことができる。そのようなシステムは、動的ドライブライン再接続システムと称されることがある。特許文献１に開示される当該システムでは、動的ドライブライン再接続を可能にするクラッチ構造を採用している。

英国特許出願公開第２４０７８０４号明細書

本発明の実施形態の目的は、改良された動的ドライブラインシステムを提供することにある。

本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲を参照することにより理解することができる。

この発明の、保護を求める一の側面では、原動機手段と、一個以上の車輪の第一グループと、一個以上の車輪の第二グループと、ドライブラインであって、該ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、前記原動機手段により一個以上の車輪の前記第一グループが駆動され、該ドライブラインが第二モードの作動にあるときに、前記原動機手段により一個以上の車輪の第二グループが追加されて駆動されるべく、前記原動機手段を、一個以上の車輪の前記第一グループ及び第二グループに連結するドライブラインとを備え、前記ドライブラインが補助部分を含み、該補助部分が、補助ドライブシャフトと、該補助ドライブシャフトと車輪の前記第二グループとの間の駆動手段とを備える自動車であって、前記駆動手段が、
入力部と、
車輪の前記第二グループのそれぞれ異なる車輪を駆動するべくそれぞれ作動可能な複数の出力部と、
前記入力部を前記出力部に解除可能に連結するべく作動可能であり、それにより、前記入力部が前記出力部を駆動することを可能にするとともに、前記入力部及び出力部の相互のスリップを許容し、それにより、前記入力部から前記出力部へと伝達されるトルクの大きさを変化させる第一の解除可能なトルク伝達手段と、それぞれの前記出力部が異なるそれぞれの速度で回転することを許容するディファレンシャルと
を備える自動車を提供する。

この発明のいくつかの実施形態は、前記駆動手段内に設けられる単一の解除可能なトルク伝達手段（前記第一の解除可能なトルク伝達手段）が、車輪の前記第二グループから前記補助ドライブシャフトを分離させるために採用されるものとすることができる。

補助ドライブラインが常にドライブラインによって駆動されるような自動車では、この構成は、車輪の第二グループが補助ドライブシャフトから切断されることを可能にする。

たとえば、動力伝達装置（ＰＴＵ）等によって、補助ドライブラインがドライブラインから切断されることのあるような自動車では、駆動手段の存在は、補助ドライブシャフトが、ドライブライン及び後輪から切断されることを可能にし、ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、補助ドライブラインを停止状態にすることができる。

解除可能なトルク伝達手段は、少なくとも第一、第二及び第三の値で、入力部に加えられたトルクの、出力部に伝達される割合を変化させるよう作動することができ、これの使用により、トルクの大きさを調整することができる。いくつかの実施形態では、解除可能なトルク伝達手段のクラッチ手段のスリップが生じることを許容し、それにより、これを実現することができる。

いくつかの実施形態では、上記の駆動手段は、単一の解除可能なトルク伝達手段の除去を許容するべく構成されており、駆動手段は、解除可能なトルク伝達手段なしで作動することができる。このことは、異なるタイプの駆動手段を設けることができるという利点がある。いくつかのタイプでは、（単一の解除可能なトルク伝達手段によって）補助ドライブシャフトを、車輪の第二グループから切断することが可能であり、また、いくつかのタイプでは、補助ドライブシャフトを切断することができる。これらのうちの後者は、解除可能なトルク伝達手段を有しないものである。

第一の解除可能なトルク伝達手段は、クラッチ手段を備えるものとすることが有利である。

ある実施形態では、上記のクラッチ手段が、摩擦クラッチ手段を備える。

さらに、上記のクラッチ手段が、湿式摩擦クラッチ装置を備えることが有利である。

選択的に、駆動手段の出力部は、自動車の一対のサイドシャフトの一つずつにトルクを付与するべく構成されるものであり、当該サイドシャフトは、車輪の第二グループの異なる車輪のそれぞれにトルクを付与するべく構成される。

駆動手段は、補助ドライブシャフトによって駆動されるべく構成されたリングギヤを備え、そして、このリングギヤは、第一の解除可能なトルク伝達手段の入力部に連結されるものとし、第一の解除可能なトルク伝達手段の入力部は、ディファレンシャルの箱体を駆動するよう作動可能なものとすることが有利である。

この構成は、ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、リングギヤが停止状態になるという利点がある。それ故に、ドライブラインが第一モードにあるときは、リングギヤの回転に伴う損失を実質的に取り除くことができる。

いくつかの実施形態では、リングギヤの回転に伴う損失は、些細なものではないことがあると理解される。この理由の少なくとも一つは、いくつかの構成で、リングギヤが、補助ドライブシャフトの、対応するベベルギヤと噛合することにある。リングギヤとベベルギヤとの間には、比較的大きな予荷重が存在し得る。

ある実施形態では、駆動手段が、補助ドライブシャフトによって駆動されるよう構成されたリングギヤを備える。このリングギヤは、ディファレンシャルの箱体を駆動するよう構成されるものであり、ディファレンシャルの二つの出力のうちの第一の出力は、第一の解除可能なトルク伝達手段の入力に連結される。

選択的に、第一の解除可能なトルク伝達手段は、駆動手段の第一出力部を与えるとともに、車輪の第二グループの車輪を駆動するべく構成されるものとし、ディファレンシャルの二つの出力のうちの第二の出力は、駆動手段の第二出力部を与えるとともに、車輪の第二グループの他の車輪を駆動するべく構成されるものとする。

選択的に、第一の解除可能なトルク伝達手段は、外板キャリヤ及び内板キャリヤを備え、第一の解除可能なトルク伝達手段の出力は、外板キャリヤによって駆動されるものとする。

従って、いくつかの実施形態では、ドライブラインが第一モードにある状態で自動車が動きながら、一個以上の第二グループが旋回しているとき、第一の解除可能なトルク伝達手段の出力が、外板キャリヤを駆動すると理解される。

この構成は、摩擦クラッチ手段が、湿式摩擦クラッチ装置を備える場合において、第一の解除可能なトルク伝達手段が開いた状態にあるとき、車輪の第二のグループの対応する車輪が回転する際に外板キャリヤが回転し、それにより、内板及び外板キャリヤのプレート間からの流体の排出を促進するという利点がある。このことは、第一の解除可能なトルク伝達手段が開いた状態にあるときに、抵抗を減少させるという利点がある。いくつかの実施形態では、流体が内板及び外板キャリヤのプレート間で維持されるように、自動車が動いている際のリングギヤの回転が、（たとえば「攪拌」等によって）駆動手段内での潤滑油の分散をもたらすと理解される。リングギヤが停止しているときは、外板キャリヤが内板キャリヤに対して回転する際に、この流体を、上記のプレート間から排出することができ、それにより、外板キャリヤ上の抵抗力を、それが回転するにつれて減少させる。

ある実施形態では、駆動手段は、ドライブラインが第一モードの作動にある際に、リングギヤを停止させるべく作動することができる。

ある実施形態では、自動車は、その自動車の走行時に、駆動手段の複数の出力部にトルクを非対称に分配するための手段を備える。

この構成は、車輪の第二グループの左右の各車輪が、車輪への牽引トルクがそれぞれ異なる最大値を示す表面上にある場合に、トルクの異なる大きさを各車輪に適用して、ホイールスリップのリスクを軽減できるという利点がある。

ある実施形態では、複数の出力部にトルクを非対称に分配するための手段が、入力部及び出力部を有する第二の解除可能なトルク伝達手段を備えるものとすることができる。

選択的に、第二の解除可能なトルク伝達手段は、リングギヤに連結される。

さらに選択的に、第二の解除可能なトルク伝達手段は、ディファレンシャルの第二出力部に連結される。

選択的に、第二の解除可能なトルク伝達手段は、ディファレンシャルの箱体に連結される。

さらに選択的に、第二の解除可能なトルク伝達手段は、ディファレンシャルの出力に連結される。

ある実施形態では、第二の解除可能なトルク伝達手段は、摩擦クラッチ手段を備える。

かかるクラッチ手段は、湿式摩擦クラッチ装置を備えることができる。

選択的に、駆動手段の複数の出力部にトルクを非対称に分配するための手段は、リングギヤの一方側に設けられ、また、第一の解除可能なトルク伝達手段は、リングギヤの他方側に設けられる。

ある実施形態では、駆動手段が、該駆動手段の複数の出力部にトルクを非対称に分配するための手段を備える。

この構成は、トルクを非対称に分配する手段を駆動手段に実装することができ、必要となる全体の実装スペースの縮小を可能にすることができる。

ある実施形態では、駆動手段は、駆動手段ハウジング内に設けられる。

この構成は、第一の解除可能なトルク伝達手段及び、トルクを非対称に分配する手段に共通のハウジングを設けることができるという利点がある。ディファレンシャルもまた、上記の駆動手段ハウジング内に設けることができる。

ある実施形態では、自動車が、原動機手段を補助ドライブシャフトに解除可能に連結するべく作動可能な動力伝達装置（ＰＴＵ）をさらに備えるものとすることができ、ここでは、ドライブラインは、第一モードにあるとき、原動機手段が車輪の第一グループを駆動している際に補助ドライブシャフトが停止状態になることを許容する。

ある実施形態では、ＰＴＵは、自動車のトランスミッションのハウジングに組み込まれるものとすることができる。

この構成は、いくつかの実施形態で、必要な実装スペースの大きさを縮小させることができるという利点がある。

ある実施形態では、ＰＴＵは、トランスミッションのパワーサプライで動くアクチュエーター手段により作動されるよう構成されるものとすることができる。なおここで、上記の電力供給は選択的に、油圧油及び電流から選択される一つによって与えられる。

選択的に、原動機手段は、第一原動機と第二原動機を備える。

さらに選択的に、第一原動機は、一個以上の車輪の第一グループを駆動するべく構成されるものとし、また、第二原動機は、一個以上の車輪の第二グループを駆動するべく構成されるものとする。なおここでは、ＰＴＵは、一個以上の第二グループを第二原動機に連結するべく作動可能なものとする。

第一原動機はさらに、一個以上の車輪の第二グループを駆動するべく作動可能なものとすることができる。

第二原動機はさらに、一個以上の第一グループを駆動するべく作動可能なものとすることができる。

自動車は有利に、原動機手段を補助ドライブシャフトに解除可能に作動することのできる動力伝達装置を有し、ここでは、ドライブラインは、第一モードにあるとき、原動機手段が車輪の第一グループを駆動している際に、補助ドライブラインが停止状態になることを許容する。

ある実施形態では、駆動手段は、補助ドライブシャフトによって駆動されるべく構成されるリングギヤをさらに備え、この駆動手段は、ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、リングギヤを停止状態にするべく作動可能なものである。

この構成は、ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、リングギヤの回転に伴う損失を、実質的に取り除くことができるという利点がある。

ある実施形態では、駆動手段は、駆動手段ハウジング内に設けられる。

選択的に、解除可能なトルク伝達手段は、入力部に加えられたトルクの、出力部へと伝達される割合を、第一の値と第二の値の間の実質的に連続な範囲の一つとするべく作動可能なものとする。

ある実施形態では、前記第一の値は、入力部と出力部との間に伝達されるトルクが実質的にゼロであることに対応し、また、前記第二の値は、入力部と出力部との間の、実質的に１００％のトルク伝達に対応する。

この発明の更なる側面では、自動車のドライブラインを制御する方法であって、該方法が、
前記ドライブラインの第一モードの作動で、前記ドライブラインの一個以上の第一グループを駆動するステップと、
前記ドライブラインの第二モードの作動で、前記ドライブラインの補助部分を、二個以上の車輪の第二グループに連結し、前記第一グループに加えて、二個以上の車輪の前記第二グループを駆動するステップと
を備え、
補助部分を車輪の第二グループに連結する前記ステップが、第一の解除可能なトルク伝達手段及びディファレンシャルにより、補助ドライブラインの補助ドライブシャフトを車輪の前記第二グループに連結することを備え、前記解除可能なトルク伝達手段が、前記補助ドライブラインに連結される補助部分と、二個以上の車輪の前記第二グループのそれぞれの異なる車輪を駆動する、少なくとも複数の出力部とを有するものであり、前記ディファレンシャルが、車輪の前記第二グループの少なくとも二個の車輪の、それぞれ異なる速度での回転を許容するべく構成されるものであり、該方法が、前記補助ドライブシャフトにより、前記解除可能なトルク伝達手段の入力部にトルクを加えること、及び、前記入力部に加えられたトルクの、前記出力部に伝達される割合を変化させるべく、前記解除可能なトルク伝達手段を制御することを備える方法を提供する。

ある実施形態では、上記の方法は、前記解除可能なトルク伝達手段によって伝達されるトルクの割合を、前記第一の値及び、前記第二の値を含む第三の値の間の値の実施的に連続な範囲の一つに変化させるステップを備える。

またさらに有利には、前記第一の値は、前記入力部と前記出力部との間に伝達されるトルクが実質的にゼロであることに対応するものとし、前記第二の値は、前記入力部と前記出力部との間の、実質的に１００％のトルク伝達に対応するものとする。

選択的に、前記解除可能なトルク伝達手段は、単一の湿式クラッチを備える。

ある実施形態では、前記解除可能なトルク伝達手段が、単一の湿式多板クラッチを備える。

この発明の更なる側面では、自動車のドライブラインを駆動する方法であって、該方法が、前記ドライブラインにより、一個以上の車輪の第一グループを駆動するステップと、前記ドライブラインの補助部分を二個以上の車輪の第二グループに連結して、前記補助部分により車輪の前記第二グループを駆動するステップとを備え、前記補助部分を車輪の前記第二グループに連結する前記ステップが、単一の解除可能なトルク伝達手段及びディファレンシャルにより、前記補助部分の補助ドライブシャフトを、車輪の前記第二グループに連結することを備え、前記解除可能なトルク伝達手段が、前記補助部分に連結される入力部と、二個以上の車輪の前記第二グループの異なるそれぞれの車輪を駆動するべく構成される少なくとも複数の出力部とを有するものであり、前記ディファレンシャルが、車輪の前記第二グループの少なくとも二個の車輪の、異なるそれぞれの速度での回転を許容するものであり、該方法が、前記補助ドライブシャフトにより、前記解除可能なトルク伝達手段の入力部にトルクを加えること、及び、前記入力部に加えられたトルクの、前記出力部に伝達される割合を、少なくとも第一の値、第二の値及び第三の値の間で変化させるべく、前記解除可能なトルク伝達手段を制御することを備える方法を提供する。

この出願の範囲内において、先述の段落、特許請求の範囲、並びに／又は、後述の説明及び図面に明確に記載した様々な側面、実施形態、実施例及び代替手段、並びに、特にその構成は、それぞれ独立して、又は、それらの任意の組合せとして解釈され得ることが想定されている。たとえば、ある実施形態に関連して説明した構成は、構成間での矛盾のない限り、他の全ての実施形態に適用することができる。

動力伝達装置
この発明の、保護を求める一の側面によれば、トランスミッションの出力から、自動車の補助ドライブシャフトにトルクを伝達するべく作動可能な、自動車のドライブライン用の装置であって、該装置が、トルク入力部と、トルク出力部と、前記出力部の回転速度を前記入力部の回転速度に同期させるための解除可能なシンクロナイザー手段と、前記入力部及び前記出力部を連結して、前記入力部から前記出力部へ駆動トルクが伝達されることを可能にする解除可能なトルク伝達手段と備える装置を提供する。

いくつかの構成では、補助ドライブシャフトは、プロップシャフトと称することができると理解される。

限定されない一の実施形態では、上記の装置は、動力伝達装置（ＰＴＵ）を備える。この発明の実施形態は、前記解除可能なトルク伝達手段が閉じるとともに、駆動トルクが前記入力部から前記出力部へ伝達される前に、前記入力部及び前記出力部の回転速度を、（前記シンクロナイザー手段により）一致させることができるという利点があると理解される。

それにより、解除可能なトルク連結手段が、前記入力部及び前記出力部を連結させる前に、ＰＴＵの前記出力部に連結された補助ドライブシャフト（又はプロップシャフト）の回転速度は、ＰＴＵの前記入力部の回転速度と一致させることができる。

シンクロナイザー手段は、ＰＴＵのトルク入力部からトルク出力部へと駆動トルクを伝達させることができないと理解される。すなわち、シンクロナイザー手段が伝達させることのできるトルクは、補助ドライブシャフトに伝達されることが要求されるものよりも小さくなり得る。従って、解除可能なトルク連結手段は、入力部と出力部を連結させるために設けられ、それにより、トルク入力部からトルク出力部へのトルクの伝達を可能にする。

この構成は、比較的単純な設計を可能にし、又は、たとえば、噛み合いクラッチ構造等の、干渉タイプの解除可能な駆動トルク伝達手段のような解除可能な駆動トルク伝達手段を採用することを可能にする。そのような設計は、シャフトをともに連結することが要求された際に、ともに連結されるシャフト間の速度の比較的小さな差を許容することができる。またここでは、いくつかの実施形態で、より小型のＰＴＵの製造が可能になる。これは、いくつかの実施形態では、解除可能な駆動トルク伝達手段と組み合わされるシンクロナイザー手段を、湿式多板クラッチが設けられる構成よりも小さくすることができるからである。

いくつかの実施形態では、ＰＴＵとともに用いることが望ましい解除可能なトルク伝達手段は、入力部と出力部との間に速度差が生じると、それらをともに連結することができないと理解される。これは、噛み合いクラッチやその他のノンスリップ・クラッチには、閉じた際に入力及び出力シャフト間のスリップが許容されないものがあるからである。そのようなクラッチは一般に、摩擦ではなく干渉によって、入力及び出力シャフトを連結する。シンクロナイザー手段の使用は、かかる速度差を、ゼロ又は、実質的にゼロに減少させることを可能にし、それにより、解除可能なトルク伝達手段が、入力部と出力部を連結することを可能にする。

また、いくつかの構成では、入力部と出力部がともに連結される際に、自動車の騒音、振動及びハーシュネス（ＮＶＨ）性能が損なわれるリスクは、シンクロナイザー手段の使用により軽減される。

例として、従来の摩擦コーンシンクロナイザー（たとえば、シングルコーンシンクロナイザー、デュアルコーンシンクロナイザー又は、マルチコーンシンクロナイザー等）の形態をなすシンクロナイザー手段は、本発明に従う構成では、噛み合いクラッチのようなノンスリップ干渉型連結器と組み合わせて用いることができ、これは、等しいトルク伝達能力の従来の湿式多板クラッチよりも小さな体積で実装することができる。

上記のシンクロナイザー手段は、解除状態で、解除可能な駆動トルク伝達手段の入力部と出力部が、それぞれ異なる速度で回転することができるように、解除可能に構成されると理解される。

ある実施形態では、駆動トルク伝達手段は、上記のシンクロナイザー手段と平行に連結されるべく構成される。従って、いくつかの実施形態では、シンクロナイザー手段は、駆動トルク伝達手段が係合されて、入力部から出力部へトルクを伝達しているときに、それを通して実質的にトルクを伝達することを要しない。

シンクロナイザー手段は、前記入力部とともに回転するよう構成された第一表面と、前記出力部とともに回転するよう構成された第二表面とを備えることができ、当該装置は、解除可能に、第一表面と第二表面を互いに対向させるべく作動することができ、それにより、それらの間にトルクを伝達するとともに、入力部と出力部との回転速度を同期させることができる。

選択的に、一以上の中間要素は、上記の第一表面と第二表面が互いに対向されられた際に、第一表面と第二表面の間に捕捉されるべく構成し、それにより、前記入力部と出力部との間にトルクを伝達することができる。

第一表面及び第二表面は、相補的な円錐部分もしくは円錐台部分を有するものとすることができる。一以上の中間要素が、第一表面と第二表面との間に捕捉されるよう構成される場合、その一以上の中間要素は、対応する円錐もしくは円錐台形状をなすものとすることができる。

いくつかの実施形態では、シンクロナイザーは、シングルコーン、デュアルコーン又は、マルチコーンのタイプのものとすることができる。

解除可能なトルク伝達手段は、前記入力部とともに回転するべく構成された第一部分と、前記出力部とともに回転するべく構成された第二部分とを備えるものとすることができ、当該装置は、前記入力部及び出力部をともに連結し、それにより、相対回転を防止することができる。

上記の第一部分及び第二部分は、相補的に相互係合する構造を有するものとすることができる。ここでは、第一部分及び第二部分がともに連結されて、駆動トルクを、干渉により、それらの間に伝達することができる。

上記の第一部分及び第二部分は、それらの間の物理的接触により、互いに直接的に連結されるよう構成することができる。

第一部分及び第二部分は、連結部材によって、ともに連結されるべく構成することが有利である。

この連結部材は、スリーブ、カラー又はリングの中から選択される一つを備えるものとすることができる。

ある実施形態では、連結部材は、軸方向にスライド可能なものとし、それにより、第一部分と第二部分を連結する。

ある実施形態では、連結部材は、その連結部材によって入力部と出力部がともに連結されていないときに、入力部から切り離されるように構成されるものである。

この構成は、自動車が動いている間に出力部材が停止する場合において、連結部材に対する出力部の回転に起因する摩擦損失が生じないという利点がある。いくつかの実施形態では、出力部材は、ドライブシャフトが駆動トルクを与えるよう要求されていないときに、停止状態になることのできる補助ドライブシャフトに連結することができる。たとえば、ドライブシャフトは、ＰＴＵによって自動車のトランスミッションから、また後輪駆動装置（ＲＤＵ）によって自動車の後輪から切り離されるものとすることができる。

いくつかの実施形態では、第一部分及び第二部分は、連結部材に対応する相補的な形状をなすものとすることができ、それにより、従来の噛み合いクラッチのように、第一部分及び第二部分と連結部材との間の連結が可能になる。

選択的に、上記の部分の、相補的に相互係合する構造はそれぞれ、突起と窪みで与えられる。

相補的に相互係合する構造は、少なくとも一部が、「ドグ（“ｄｏｇｓ”）」と称され得る歯付き要素で与えることができる。

解除可能なトルク伝達手段は、噛み合いクラッチを備えることが有利であると理解される。

この発明の、保護を求める更なる側面では、原動機手段と、一個以上の車輪の少なくとも第一グループ及び第二グループと、ドライブラインであって、該ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、前記原動機手段により一個以上の車輪の前記第一グループが駆動され、また、該ドライブラインが第二モードの作動にあるときに、前記原動機手段により一個以上の車輪の前記第二グループが追加的に駆動されるように、前記原動機手段により、一個以上の車輪の前記第一グループ及び前記第二グループを連結するためのドライブラインとを備え、前記ドライブラインが、解除可能なトルク伝達手段を備える補助ドライブラインを含むものとし、前記解除可能なトルク伝達手段が、前記ドライブラインが、前記第一モードと前記第二モードとの間を行こうする際に、一個以上の車輪の前記第二グループを、前記原動機手段に連結するべく作動可能なものであり、前記解除可能なトルク伝達手段が、先述の側面に従うＰＴＵを備える自動車を提供する。

補助ドライブラインは、補助ドライブシャフト及び、該補助ドライブシャフトを前記原動機手段に連結するべく構成されるＰＴＵを備えるものとすることができる。上述したように、補助ドライブシャフトは、いくつかの実施形態において、プロップシャフトを称することもある。

ある実施形態では、解除可能なトルク伝達手段は、ＰＴＵの下流側に設けられる駆動装置をさらに備え、この駆動装置は、補助ドライブシャフトを、一個以上の車輪の前記第二グループから切り離すべく作動可能なものである。

上記の駆動装置は、補助ドライブシャフトを、一個以上の車輪の前記第二グループから切り離すべく作動可能なクラッチ手段を備えるものとすることができる。

選択的に、原動機手段は、第一原動機及び第二原動機を備える。

さらに選択的に、第一原動機は、一個以上の車輪の第一グループを駆動するべく構成されるものとし、また、第二原動機は、一個以上の車輪の第二グループを駆動するべく構成されるものとする。

ＰＴＵは、一個以上の車輪の第二グループを第二原動機に連結するべく作動可能なものとすることができる。

これに代えて、又は加えて、ＰＴＵは、一個以上の車輪の第二グループを第一原動機に連結するべく作動可能なものとすることができる。

第一原動機は、一個以上の車輪の第二グループを駆動するべく作動可能なものとすることができる。

第二原動機はさらに、一個以上の車輪の第一グループを駆動するべく作動可能なものとすることができる。

かかる自動車は、原動機手段の少なくとも一部から、一個以上の車輪の第一グループにトルクを伝達するべく構成された出力手段を有するトランスミッションを備えるものとすることができ、ここでは、ＰＴＵのトルク入力部が、トランスミッションの出力手段に連結される。

選択的に、ＰＴＵの少なくとも一部は、トランスミッションに組み込まれる。

さらに選択的に、ＰＴＵの略全体は、トランスミッションに組み込まれる。

ＰＴＵの少なくとも一部を、トランスミッションに組み込むことにより、製造業者は、ＰＴＵを有しない従来の自動車、たとえば常に四輪もしくは前輪駆動の自動車等に用いる一以上のドライブラインコンポーネントを採用することが可能になると理解される。いくつかの実施形態では、従来の自動車と、トランスミッションに組み込まれたＰＴＵを有する本発明の実施形態に従う自動車との両方において、プロップシャフトをトランスミッションに駆動可能に連結するため、共通のリングギヤ・パッケージを採用することができる。いくつかの実施形態では、リングギヤ・パッケージとトランスミッションとの間の共通のコネクターを用いることができる。

いくつかの実施形態では、ＰＴＵの出力軸の位置は、ＰＴＵを有しないトランスミッションの出力軸と実質的に同じとすることができる。ＰＴＵの少なくとも一部は、トランスミッションのハウジング内に設けることができる。

ＰＴＵは、トランスミッションの上記の出力手段に組み込むことができる。

この出力手段は、たとえば、出力軸を備えるものとすることができる。

ＰＴＵは、トランスミッションのパワーサプライで動くアクチュエーターによって作動するよう構成されるものとすることが有利である。

このパワーサプライは、アクチュエーター手段に、加圧された油圧油及び、電流の中から選択される一つを与えるべく構成することができ、それにより、アクチュエーター手段を動かすことができる。

この発明の、保護を求める更なる側面では、動力伝達装置（ＰＴＵ）により、自動車の一個以上の車輪の第一グループを、自動車の一個以上の車輪の第二グループに連結する方法であって、シンクロナイザー手段により、ＰＴＵの入力部の回転速度を、ＰＴＵの出力部に同期させるステップと、
その後、駆動トルク連結手段により、前記入力部及び前記出力部を平行に、シンクロナイザーに解除可能に連結し、それにより、前記入力部から前記出力部へ駆動トルクが伝達されることを可能にするステップとを備える方法を提供する。

この方法は、駆動トルク連結手段により、前記入力部及び前記出力部を平行に、シンクロナイザー部分に解除可能に連結するステップを備えるものとすることができる。このステップは、噛み合いクラッチにより、前記入力部及び前記出力部を平行に解除可能に連結することを備える。

この出願の範囲内において、先述の段落、特許請求の範囲、並びに／又は、後述の説明及び図面に明確に記載した様々な側面、実施形態、実施例及び代替手段、並びに、特にその構成は、それぞれ独立して、又は、それらの任意の組合せとして解釈され得ることが想定されている。たとえば、ある実施形態に関連して説明した構成は、構成間での矛盾のない限り、他の全ての実施形態に適用することができる。

ディファレンシャルと、第一及び第二のディファレンシャルクラッチとを有する既知の後輪駆動装置（ＲＤＵ）を有する自動車の概略図である。 この発明の一の実施形態に従うＲＤＵを有する自動車の概略図である。 この発明の他の実施形態に従うＲＤＵを有する自動車の概略図である。 この発明の更なる実施形態に従うＲＤＵを有する自動車の概略図である。 この発明の実施形態に従うＲＤＵを有する自動車の概略図である。 この発明の他の実施形態に従うＲＤＵを有する自動車の概略図である。 この発明の一の実施形態に従うＰＴＵの概略図である。 自動車のトランスミッションに組み込まれるこの発明の一の実施形態に従うＰＴＵの概略図である。

以下に図面を参照しつつ、この発明の実施形態を、単なる例示を目的として説明する。

図１に、既知の自動車１のドライブライン５を示す。このドライブライン５は、クラッチ１７及び、ギヤボックスもしくはトランスミッション１８により、内燃エンジン１１に連結されるものであって、一対の前輪１２、１３、補助ドライブライン１０及び、一対の後輪１４、１５を有する。補助ドライブライン１０は、ドライブライン５の一部をなすものであるので、ドライブライン５の補助部分１０として表現することもある。

ドライブライン５は、それに供給される力をギヤボックス１８により、内燃エンジン１１から、（二輪駆動モードの作動とも称される第一モードの作動では）前輪１２、１３だけに伝達し、又は、（四輪駆動モードの作動とも称される第二モードの作動では）前輪１２、１３及び後輪１４、１５に同時に伝達するように選択的に構成される。

ギヤボックス１８から前輪１２、１３への力の伝達は、一対のフロントドライブシャフト１９により行われる。

後輪１４、１５への力の伝達は、補助ドライブライン１０により行われる。この補助ドライブライン１０は、解除可能なトルク伝達手段を有する動力伝達装置（ＰＴＵ）５０を有するものであり、これは、補助ドライブライン１０のドライブシャフト２３をギヤボックス１８に連結するべく作動可能な動力伝達クラッチ（ＰＴＣ）５２の形態をなす。上記のドライブシャフト２３は、補助ドライブラインの一部をなすものであるので、いくつかの実施形態では、これを補助ドライブシャフトと称することがある。これはまた、プロップシャフトと称することもできる。上述したＰＴＣ５２は、湿式多板クラッチ（ＭＰＣ）の形態をなす。

そして、補助ドライブシャフト２３は、その補助ドライブライン２３を、左右のリアドライブシャフト２６Ｌ、２６Ｒのそれぞれに連結するべく作動可能な後輪駆動装置（ＲＤＵ）２５に連結される。またＲＤＵ２５は、一対のクラッチ２７の形態をなす解除可能なトルク伝達手段を有する。それにより、ＲＤＵ２５は、四輪駆動モードの作動が要求された際に、補助ドライブシャフト２３をリアドライブシャフト２６Ｌ、２６Ｒに連結する作動が可能になる。それぞれのリアドライブシャフト２６Ｌ、２６Ｒの回転速度の差は、クラッチ２７のスリップにより調整することができる。

ドライブライン５は、ＰＴＵ５０及びクラッチ２７の動作を制御するべく構成されたコントローラ４０を有する。四輪駆動モードの作動が要求された際に、コントローラ４０は、ＰＴＣ５２を閉じるとともに、ＲＤＵ２５のクラッチ２７を閉じるよう構成される。

図２に、本発明のある実施形態に従うドライブライン１０５を有する自動車１００の一部を示す。図２の自動車１００の構成で図１の自動車に類似するものは、１００増やした類似の参照番号を付す。

この自動車は、後輪駆動ユニット（ＲＤＵ）１２５を有するものであり、これは、一連のディファレンシャル１２９に連結された湿式多板クラッチ（ＭＰＣ）１２７を有する。ＭＰＣ１２７は、アクチュエーターモーター１２７Ｍによって、開放と閉鎖の状態間を作動することのできるものである。

ＭＰＣ１２７は、リングギヤ１２６により駆動される入力部１２７ＩＮを有するものである。なおこのリングギヤ１２６は、補助ドライブシャフト１２３に連結固定されたベベルギヤ１２３Ｂによって駆動され、それとともに回転するよう構成される。ＭＰＣ１２７の入力部１２７ＩＮは、外板キャリヤ１２７ＯＰを駆動させるクラッチドラム１２７Ｄにより規定される。出力部１２７ＯＵＴは、シャフトと有する内板キャリヤ１２７ＩＰにより規定されるものであり、そのシャフトはまた、ＭＰＣ１２７の出力軸１２７Ｓをもたらす。いくつかの実施形態では、別個の出力軸１２７Ｓを設ける。

出力軸１２７Ｓは、ディファレンシャル１２９の箱体１２９Ｃを駆動するよう構成される。箱体１２９Ｃは、従来の方式では、左右のサイドギヤ１２９ＳＬ、１２９ＳＲを介して、ディファレンシャル１２９の左右の出力軸１２９Ｌ、１２９Ｒを駆動するべく構成される。左右の出力軸１２９Ｌ、１２９Ｒはそれぞれ、補助ドライブライン１１０の左右のリアドライブシャフト１２６Ｌ、１２６Ｒに連結されている。

そして、左右のリアドライブシャフト１２６Ｌ、１２６Ｒは、左右の後輪１１４、１１５に連結されている。

補助ドライブライン１１０はまた、動力伝達装置（ＰＴＵ）１５０を有し、これにより、補助ドライブシャフト１２３を、自動車１００のトランスミッション１１８に取外し可能に連結することができる。

使用に際し、（ドライブラインの第一モードの作動で）自動車１００の前輪１１２、１１３だけを駆動させることが要求されたとき、ＰＴＵ１５０は、補助ドライブライン１１０をトランスミッション１１８から切り離すべく構成される。同様に、ＲＤＵ１２５はまた、ＭＰＣ１２７を開放し、後輪１１４、１１５をドライブシャフト１２３から切り離すよう制御される。

このことは、自動車が第一モードで稼働している際に、補助ドライブシャフト１２３が停止状態になることを許容し、また、スピン損失（spin-losses）の減少の利点がある。図２の実施形態（及び、後述する図３〜図６の実施形態）では、ＰＴＵ１５０及びＲＤＵ１２５がそれぞれ、トランスミッション１１８及び後輪１１４、１１５から補助ドライブシャフトを分離した際に、リングギヤ１２６は停止状態になると理解される。

ドライブラインが、二輪駆動（もしくは「一速」）モードにあるときに、四輪駆動（もしくは「二速」）モードの作動になることを要求された場合、後輪１１４、１１５を駆動可能にトランスミッション１１８に連結するため、ＰＴＵ１５０及びＲＤＵ１２５の作動順序は少なくとも二つ存在する。

一つの順序では、ＲＤＵ１２５のＭＰＣ１２７が、アクチュエーター１２７Ｍによって閉鎖され、それにより、補助ドライブシャフト１２３を、停止状態からリアドライブシャフト１２６Ｌ、１２６Ｒの速度に対応する速度に加速させる。その結果として、ＰＴＵ１５０は閉じて、補助ドライブライン１１０をトランスミッション１１８に連結させるとともに、後輪１１４、１１５にトルクを伝えることができる。

他の順序では、まずＰＴＵ１５０が閉じて、補助ドライブシャフト１２３を、トランスミッション１１８の出力の速度に対応する速度に加速させる。その結果として、リアドライブシャフト１２６Ｌ、１２６Ｒを補助ドライブシャフト１２３に駆動可能に連結するために、ＭＰＣ１２７が閉じて、後輪１１４、１１５にトルクを伝えることができる。

他の順序では、ＰＴＵ１５０及びＲＤＵ１２５は、補助ドライブシャフト１２３を加速させるべく、実質的に同時に制御されるものとすることができる。

図２の構成は、ドライブライン切断システムをもたらす。ここでは、ドライブラインが第一モードの作動にあるとき、補助ドライブシャフト１２３が停止状態になる。ＲＤＵ１２５の上記の構成は、補助ドライブシャフト１２３が、単一のＭＰＣ１２７及び単一のアクチュエーター１２７Ｍによって、リアドライブシャフト１２６Ｌ、１２６Ｒの両方から切り離されることを許容するものと理解される。

また、図２の構成により、類似のリングギヤ及びディファレンシャル構成を用いて、ＭＰＣ１２７を含む、又は含まないドライブラインを生じさせることのできるモジュラー型ドライブラインシステムをもたらすことが可能になる。従って、いくつかの実施形態では、実質的に同一又は類似のリングギヤ及びディファレンシャル要素は、ドライブライン切断機能有り及び無しの、並びに、プロップシャフト分離機能有り又は無しの自動車の製造を単純化するＭＰＣ１２７が設けられているか否かを採用することができる。プロップシャフト分離機能とは、ドライブラインが二輪駆動モードにあるときにプロップシャフトが停止状態になるように、プロップシャフトを前輪及び後輪から分離させる能力を意味する。

それ故、自動車のバージョンは、ＭＰＣ１２７をリングギヤに取り付けることにより、（補助ドライブシャフト１２３が、上述したように後輪１１４、１１５から切り離され得る場合の）ＭＰＣ１２７有りで、又は、（補助ドライブシャフト１２３が常に、後輪１１４、１１５によって駆動される場合の）ＭＰＣ１２７無しで作り出すことができる。

図２の構成では、ＭＰＣ１２７及びディファレンシャル１２９は、リングギヤ１２６の両側に示されている。他の構成もまた有効であると理解されるべきである。たとえば、ＭＰＣ１２７及びディファレンシャル１２９は両方とも、リングギヤ１２６の片側、すなわち左側又は右側に設けることができる。あるいは、図２の構成とは逆に、ＭＰＣ１２７を右側に設けるとともに、ディファレンシャルを左側に設けることができる。他の構成もまた有効である。

図３に、この発明の他の実施形態に従う自動車２００を示す。図３の自動車２００の構成で図２の自動車に類似するものは、１００増やした類似の参照番号を付す。

自動車２００のＲＤＵ２２５には、ベベルギヤ２２３Ｂによって駆動されるリングギヤ２２６を設けており、このベベルギヤ２２３Ｂは、図２の実施形態と同じように、補助ドライブシャフト２２３によって駆動される。しかしながら、ＭＰＣ２２７を直接駆動するのではなく、リングギヤ２２６は、ディファレンシャル２２９の箱体２２９Ｃを駆動するよう構成されている。ディファレンシャル２２９は、従来方式のように、左右のサイドギヤを介して箱体２２９Ｃによってそれぞれ駆動される左右の出力軸２２９ＳＬ、２２９ＳＲを有する。

右側の出力軸２２９Ｒは、右側の後輪２１５を駆動する右側のリアドライブシャフト２２６Ｒを駆動するよう構成され、この一方で、左側の出力軸２２９Ｌは、ＭＰＣ２２７の入力部２２７ＩＮを駆動するよう構成される。図２の実施形態のように、入力部２２７ＩＮは、クラッチドラム２２７Ｄの形態をなすものであり、外板キャリヤ２２７ＯＰを駆動する。

ＭＰＣ２２７の出力軸２２７ＯＵＴは、出力軸２２７Ｓを有する内板キャリヤ２２７ＩＰによって与えられる。この出力軸２２７Ｓは、左側のリアドライブシャフト２２６Ｌを駆動するべく構成されており、そして、この左側のリアドライブシャフト２２６Ｌは、左側の後輪２１４を駆動する。いくつかの実施形態では、出力軸２２７Ｓは、内板キャリヤ２２７ＩＰのシャフトに連結されるものとすることができる。

ＭＰＣ２２７は、アクチュエーターモーター２２７Ｍによって制御されて開閉し、それにより、ＭＰＣ２２７が閉じるときに、トルクが、入力部２２７ＩＮから出力軸２２７Ｓに伝達されるようにする。

他の構成もまた有効である。

図３の実施形態のＲＤＵ２２５もまた、モジュラーデザインに容易に適用されることができると理解される。たとえば、図３の構成は、ＭＰＣ２２７を除去するとともに、ディファレンシャル２２９の左側の出力軸２２９Ｌを左側のリアドライブシャフト２２６Ｌに直接的に連結することにより、ＭＰＣ２２７無しで作動可能に構成することができる。

従って、顧客やその他の要求に応じて、与えられた車両デザインは、ＭＰＣ２２７有り又は無しの製品に容易に適用されることができる。

図３の自動車２００には、図２の自動車１００と同じように、動力伝達装置（ＰＴＵ）２５０を設けている。ＰＴＵ２５０は、補助ドライブシャフト２２３をトランスミッション２１８に、取外し可能に連結するよう作動可能なものである。

従って、ＰＴＵ２５０及びＲＤＵ２２５の両方を、開放もしくは「切断」状態で有する補助ドライブシャフト２２３は、トランスミッション２１８及び車輪２１４、２１５のいずれもから切り離されて、補助ドライブシャフト２２３は停止状態となることができる。このことは、第一モードにある自動車の作動に関連する寄生損失を減少させる。

いくつかの実施形態では、クラッチドラム２２７Ｄが左側のリアドライブシャフト２２６Ｌに連結され、かつ、内板キャリヤ２２７ＩＰがディファレンシャル出力軸２２９Ｌに連結されるように、ＭＰＣ２２７を、ディファレンシャル出力軸２２９Ｌ及び左側のリアドライブシャフト２２６Ｌに連結することができる。この構成は、ＭＰＣ２２７が開放状態にあって自動車２００が動いているときに、外板キャリヤ２２７ＯＰが回転するという利点がある。外板キャリヤ２２７ＯＰの回転は、ＭＰＣ２２７内の、内板及び外板キャリヤ２２７ＩＰ、２２７ＯＰのクラッチプレート間の流体を、それらの板間から外側に移動させる。このことは、外板キャリヤ２２７ＯＰ上での大きな抵抗、及び、それによる、ＭＰＣ２２７に関連するエネルギー損失を低減させる効果がある。いくつかの実施形態では、板２２７ＣＰ、２２７ＰＰの間の流体が、必要な場合に上記の板の間の容積への再導入の準備の整った回収容積に入ることができるようにするため、バルブ又はオリフィスを設けることができる。他の構成もまた有効である。

図４に、この発明の他の実施形態に従うＲＤＵ３２５を示す。図４の実施形態の構成で図３の自動車に類似するものは、数字３に代えて数字４を接頭辞として付した類似の参照符号を与える。図４の実施形態では、より詳しい説明は後述する「交差車軸ロック（cross-axle lock）」機能をもたらす第二クラッチ装置３４０を設けたことを除いて、図４の実施形態は、図３の実施形態と同様に機能する。

図４の実施形態では、第二クラッチ装置３４０もまた湿式多板クラッチである。当該クラッチ３４０は、ＲＤＵ３２５が、左右のリアドライブシャフト２２６Ｌ、２２６Ｒ間で非対称にトルクを分配することを可能にする。このことによれば、ＲＤＵ３２５は、後述するようにホイールスリップのリスクを軽減することができるようになる。第二クラッチ３４０は、ホイールスリップに起因する、リアドライブシャフト２２６Ｌ、２２６Ｒ間の相対的な回転を減少させ、複数のドライブシャフトをともに効果的にロックする役割を果たすことから、いくつかの実施形態では「ロック（locking）」クラッチと称することがある。ドライブシャフト２２６Ｌ、２２６Ｒをドライブシャフト３２３に対して連結及び切断するためのクラッチ３２７は、「切断」クラッチ３２７又は、切断ＭＰＣ３２７と称することがある。

図４の実施形態では、切断ＭＰＣ３２７は、ＲＤＵリングギヤ３２６の、図３の実施形態でＭＰＣ２２７を設けた側とは反対側に設けられている。しかしながら、ロッキングクラッチ装置を有するいくつかの実施形態では、切断クラッチ装置とロッククラッチ装置は、図４の実施形態でそれらを設けた側とはそれぞれ反対側に設けることができると理解される。

図４の実施形態では、ＲＤＵ３２５のリングギヤ３２６は、ディファレンシャル３２９の箱体３２９Ｃを駆動させるべく構成される。このディファレンシャル３２９は、従来の方式で箱体３２９Ｃによって駆動されるべく構成されるそれぞれの左右の出力軸３２９Ｌ、３２９Ｒを有する。

ディファレンシャル３２９の右側の出力軸３２９Ｒは、自動車１００のリアドライブシャフト３２６Ｒを駆動するよう構成されるものであり、そして、このドライブシャフト３２６は、右側の後輪３１５を駆動する。ディファレンシャル３２９の左側の出力軸３２９Ｌは、ＭＰＣ３２７の入力部３２７ＩＮを駆動するよう構成される。この入力部３２７ＩＮは、ＭＰＣ３２７の外板キャリヤ３２７ＯＰを駆動するクラッチドラム３２７Ｄにより与えられる。内板キャリヤ３２７ＩＰの形態をなすＭＰＣ３２７の出力軸３２７ＯＵＴは、ＭＰＣ３２７の出力部３２７ＯＵＴを駆動するよう構成されたシャフト３２７Ｓを有する。そして、この出力部３２７ＯＵＴは、左側のリアドライブシャフト３２６Ｌを駆動し、これは、左側の後輪３１４を駆動する。

上記のＭＰＣ３２７は、アクチュエーターモーター３２７Ｍによって制御されて開閉し、それにより、ＭＰＣ３２７が閉じた際に、入力部３２７ＩＮから出力部３２７ＯＵＴにトルクが伝達されることを可能にする。

上述したように、図４の自動車３００には、交差車軸ロック機能が付与されている。すなわち、左右のリアドライブシャフト３２６Ｌ、３２６Ｒのそれぞれに作用するトルクは、非対称な態様で適用され、それにより、左右の後輪３１４、３１５の、他のものに対するスリップのリスクを軽減することができる。

このことは、車輪３１４、３１５の一個で、他の車輪よりも利用可能なトラクションの量が減少した状況に自動車が直面した場合、それぞれのドライブシャフト３２６Ｌ、３２６Ｒに作用するトルクを、車輪の滑りを防止もしくは軽減するよう制御できるという利点がある。一個の車輪の、他のものに対するトラクションの減少は、たとえば、凍結もしくは浸水地域の場合に生じる。

図４の実施形態では、ロックＭＰＣ３４０の目的は、ロッククラッチ３４０が閉鎖、又は部分的に閉鎖した状態になる際に、リングギヤ３２６と右側のドライブシャフト３２６Ｒとの間の相対回転を防止もしくは軽減することにある。モーター３４０Ｍは、ロッククラッチ３４０を、必要に応じて、閉鎖もしくは部分的な閉鎖状態とするように作動させることに用いられる。

図４に示すように、右側のリアドライブシャフト３２６Ｒは、ディファレンシャル３２９の右側のシャフト３２９Ｒに、シャフト３４０Ｓの形態をなす、ＭＰＣ３４０の出力部３４０ＯＵＴを介して連結固定されるものである。そして、右側のシャフト３２９Ｒは、ディファレンシャル３２９の右側のサイドギヤ３２９ＳＲに連結される。右側のシャフト３２９Ｒはまた、ＭＰＣ３４０の内板キャリヤ３４０ＩＰの一部をなす。

ＭＰＣ３４０は、クラッチドラム３４０Ｄの形態をなす入力部３４０ＩＮを有するものであり、これは、リングギヤ３２６に直接的に連結されるとともに、それによって駆動されるべく構成される。ドラム３４０Ｄは、ＭＰＣ３４０の外板キャリヤ３４０ＯＰを駆動するよう構成される。

ディファレンシャル３２９の右側の出力軸３２９Ｒ（及び、それによる右側のリアドライブシャフト３２６Ｒ）は、ロッククラッチ装置３４０を閉じることによって要求された際に、モーター３４０Ｍにより作動されるリングギヤ３２６に対する回転が防止されると理解される。

図５に、この発明の他の実施形態に従う自動車４００を示す。図５の実施形態の構成で図４の自動車に類似するものは、数字３に代えて数字４を接頭辞として付した類似の参照符号を与える。

図５の実施形態は、図４の実施形態と実質的に同じで、同様に機能するものである。図５の実施形態と図４の実施形態との間の主な違いは、図５の実施形態では、ディファレンシャル４２９の左側の出力軸４２９Ｌが、図４の実施形態のようなクラッチドラム４２７Ｄではなく、内板キャリヤ４２７ＩＰの一部をなす入力軸４２７Ｓの形態で、ＭＰＣ４２７の入力部４２７ＩＮを駆動するべく構成されていることである。ＭＰＣ４２７の出力軸４２７ＯＵＴは、外板キャリヤ４２７ＯＰに駆動可能に連結されたクラッチドラム４２７Ｄにより与えられる。このドラム４２７Ｄは、左側のドライブシャフト４２６Ｌを駆動するよう構成されている。

この構成は、図４の実施形態のそれとは逆であると理解される。図５の実施形態では、外板キャリヤ４２７Ｄは、クラッチ４２７が切断状態にあるときに、左側のドライブシャフト４２６Ｌとともに回転されるものであり、そこではリングギヤ４２６は、実質的に静止している。この構成は、ＲＵＤ４２５内のクラッチ流体を、遠心力により、外板及び内板キャリヤ４２７Ｓ、４２７Ｄによって支持される複数のクラッチプレートの間から排出することができ、ＭＰＣ４２７に関する回転抵抗（rotational drag）を減少させるという利点がある。いくつかの実施形態では、切断クラッチ４２７は、流体が、その切断クラッチ４２７のクラッチプレートの周縁を越えて排出されることを許容するように設計される。いくつかの実施形態では、一個以上の、バルブ、オリフィス及び／又はキャビティを設けることができ、そこでは、流体が、クラッチプレート間に捕捉されないように通過する。

図５のＲＤＵ４２５は、図４のそれと比較して、ＲＤＵ４２５を構成するために必要とされる要素が一以上少ないという点で有利である。図５の実施形態では、ディファレンシャル４２９の左側の出力軸４２９Ｌが、切断クラッチ４２７の内板キャリヤ４２７ＩＰの一部をなすものであることが解かる。

一方、図４の実施形態では、ディファレンシャル３２９の左側の出力軸３２９Ｌが、切断クラッチ３２７のクラッチドラム３２７Ｄに連結されている。内板キャリヤ３２７ＩＰのシャフト３２７Ｓは、図５の実施形態では必要としないスプライン連結により、左側のリアドライブシャフト３２６Ｌに連結されている。

しかしながら、図４の構成では、モーター３２７Ｍ、３４０Ｍが、ＲＤＵ３２５のそれぞれの外側にあることから、図４の構成の利点は、アクチュエーターモーター３２７Ｍ、３４０Ｍへのアクセスを、図５の構成よりも便利なものとすることができることにある。

図６に、この発明の他の実施形態に従うＲＤＵ５２５を示す。図６の実施形態の構成で図５の自動車に類似するものは、１００増やした類似の参照符号を与える。

図６の実施形態は、切断クラッチ５２７の外板キャリヤ５２７ＯＰを駆動する（入力部５２７ＩＮをもたらす）クラッチドラム５２７Ｄが、リングギヤ５２６に実質的に直接連結されている点で、図２のものと同じものである。図６の実施形態では、切断クラッチ５２７は、ディファレンシャル５２９として、リングギヤ５２６と同じ側にあり、ディファレンシャル５２９と右側のリアドライブシャフト５２６Ｒとの間に位置する。ロッククラッチ５４０は、リングギヤ５２６とは反対側に設けられている。このロッククラッチ５４０は、左右のリアドライブシャフト５２６Ｌ、５２６Ｒへの非対称トルクの適用を促進させる。

切断クラッチ５２７の内板キャリヤ５２７ＯＵＴは、ディファレンシャル５２９の箱体５２９Ｃを駆動するものであり、これは、ロッククラッチ５４０の外板キャリヤ５４０ＩＮを駆動する。ロッククラッチ５４０の内板キャリヤ５４０ＯＵＴは、ディファレンシャル５２９の左側の出力軸５２９Ｌ及び、左側のリアドライブシャフト５２６Ｌに連結されている。ディファレンシャル５２９の右側の出力軸５２９Ｒは、右側のリアドライブシャフト５２６Ｒを駆動する。

図６の実施形態は、ロッククラッチ５４０及び切断クラッチ５２７のアクチュエーターモーター５４０Ｍ、５２７Ｍが、ＲＤＵ５２５の外側の左右のそれぞれに設けられており、組立て及び維持管理の際のアクセスを円滑にするという特徴を有する。

この発明のいくつかの実施形態では、エンジン１１１、２１１に加えて、ドライブライン１０５、２０５に駆動トルクを付与するための一もしくは複数の電気機械を設けることができる。いくつかの構成では、エンジン及び、少なくとも一の電気機械は、ドライブラインの作動の第一及び第二モードの両方でドライブラインを駆動するため、並列に操作されるものとすることができる。

いくつかの実施形態では、エンジンは、前輪だけを駆動するべく構成されるものとすることができる。それにより、ドライブラインが第二モードの作動にあるとき、エンジンではなく少なくとも一の電気機械が、補助ドライブラインを駆動するように構成することができる。いくつかの実施形態では、ＰＴＵを必要としない。ＰＴＵを有しないいくつかの実施形態では、電気機械が、実質的に直接に補助ドライブライン２２３を駆動するべく構成される。

この発明の実施形態はまた、オートマチック・トランスミッションや、その他の適切なトランスミッションとともに使用することに適している。

動力伝達装置
図１に、既知の自動車１のドライブライン５を示す。このドライブライン５は、ギヤボックス１８によって内燃エンジン１１に連結されており、一対の前輪１２、１３、補助ドライブライン１０及び、一対の後輪１４、１５を有する。

ドライブライン５は、それに供給される力をギヤボックス１８により、内燃エンジン１１から、（二輪駆動モードの作動とも称される第一モードの作動では）前輪１２、１３だけに伝達し、又は、（四輪駆動モードの作動とも称される第二モードの作動では）前輪１２、１３及び後輪１４、１５に同時に伝達するように選択的に構成される。

内燃エンジン１１から前輪１２、１３への力の伝達は、クラッチ１７、ギヤボックス１８及び、一対のフロントドライブシャフト１９をにより行われる。

後輪１４、１５への力の伝達は、補助ドライブライン１０により行われる。この補助ドライブライン１０は、解除可能なトルク伝達手段を有する動力伝達装置（ＰＴＵ）５０を有するものであり、これは、補助ドライブライン１０のドライブシャフト２３をギヤボックス１８に連結するべく作動可能な動力伝達クラッチ（ＰＴＣ）５２の形態をなす。かかるＰＴＣ５２は、湿式多板クラッチ（ＭＰＣ）の形態をなす。ドライブシャフト２３はまた、補助ドライブシャフト２３と称することもある。

そして、補助ドライブシャフト２３は、その補助ドライブシャフト２３を、リアドライブシャフト２６に連結するべく作動可能なリアディファレンシャル２５に連結される。リアディファレンシャル２５もまた、一対のクラッチ２７の形態をなす解除可能なトルク伝達手段を有するものである。それ故、リアディファレンシャル２５は、四輪駆動モードの作動が要求された際に、補助ドライブシャフト２３をリアドライブシャフト２６に連結するべく作動する。

ドライブライン５は、ＰＴＵ５０及びクラッチ２７の動作を制御するべく構成されたコントローラ４０を有する。四輪駆動モードの作動が要求された際に、コントローラ４０は、ＰＴＣ５２を閉じるとともに、ディファレンシャル２５のクラッチ２７を閉じるよう構成される。

ＰＴＣ５２としての湿式多板クラッチを採用することは、ＰＴＣ５２の入力部と出力部との間で速度差が生じた場合に、ＰＴＣ５２がその速度差に適応することができ、また、ＰＴＣ５２のように調整される補助ドライブシャフト２３の速度が遮断されるという利点があると理解される。速度差は、たとえば、加速もしくは制動中に、自動車１００の前輪１２、１３が、トラクションの喪失に起因してスリップしているが、後輪１４、１５がスリップしていない場合等に生じ得る。それ故に、ＰＴＣ５２としてのＭＰＣを使用することには切実な理由がある。

しかしながら、湿式クラッチを実装するには少なからぬスペースを必要とし、ＰＴＵ５０のサイズを縮小させることが望まれると理解される。たとえば、横もしくは「東西（east-west）」方向（縦もしくは「南北（north-south）」方向に相反する方向）に搭載されたエンジンを有する自動車内では、ＰＴＵ５０を実装するために使用可能なかなりのスペースが、とりわけ制限されることになる。

図７に、本発明の一の実施形態に従うＰＴＵ１５０を有する自動車１００であって、図１の構成の既知のＰＴＵ５０と比較して実装寸法を縮小させたものの一部を示す。図７の自動車１００の構成で図１の自動車１のそれに類似するものについては、１００増やした類似の参照数字を付す。

ＰＴＵ１５０は、ディファレンシャルの箱体（もしくは「ケース」）１５１Ｃを有するディファレンシャル部分１５１を有するものであり、これは、ギヤボックス１１８の出力駆動部１１８ＯＵＴにより回転するように構成される。ディファレンシャル部分１５１のドライブシャフトは、自動車１００の左右のフロントドライブシャフト１１９Ｌ、１１９Ｒを駆動するよう構成される。

ディファレンシャルの箱体１５１Ｃはまた、シンクロナイザーに関連する噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮに連結される。この噛み合いクラッチ１５５は、入力部１５５ＩＮに連結されるべく構成された出力部１５５ＯＵＴを有する。出力部１５５ＯＵＴは、リングもしくはカラー部材１５５Ｒにより、入力部１５５ＩＮに連結されるべく構成されるものであり、このリングもしくはカラー部材１５５Ｒは、出力部１５５ＯＵＴを取り囲んで、噛み合いクラッチ１５５の回転軸Ａと平行にスライド可能なものである。電気モーター１５５Ｍの形態をなすアクチュエーターは、リング部材１５５Ｒの、軸Ａと平行なスライドを引き起こすべく作動可能である。

リング部材１５５Ｒは、出力部１５５ＯＵＴとともに軸Ａの図７の周りに回転するよう構成される。図７に示す位置では、リング部材１５５Ｒは、噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮから外れている。この構成は、トランスミッション１１８から切り離された際に補助ドライブシャフト１２３が停止され得る構造において、ドライブシャフト１２３がトランスミッション１１８から切り離されるときに、入力部１５５ＩＮ及びカラー部材１５５Ｒの相対回転に伴う損失が生じないという利点がある。

リング部材１５５Ｒが、入力部１５５ＩＮの外縁の周りに設けた一連の歯部１５５Ｔに係合するように、リング部材１５５Ｒは、（モーター１５５Ｍにより）噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮに向けて、軸方向にスライドすることができ、それにより、出力部の噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮに連結させる。この状態で、入力部及び出力部１５５ＩＮ、１５５ＯＵＴは、正確に等速回転し、それらの間の滑りが、干渉により防止される。それ故、ＰＴＵ１５０は、「連結された」状態、又は、「切断された」状態もしくは状況とは逆の状況にあると言うことができる。噛み合いクラッチ１５５は、実質的に乾式クラッチであるので、入力軸と出力軸との間の相対回転が許容されず、エンジン１１１から補助ドライブシャフト１２３へのトルク伝達に伴う損失は、湿式多板クラッチを設けた既知のＰＴＵのそれに対して減少すると理解される。

同様に、ＰＴＵ１５０が切断された状況にあり、補助ドライブシャフト１２３が停止している間に、入力部１５５ＩＮが回転するとき、噛み合いクラッチ１５５が実質的に乾式クラッチであることにより、湿式多板クラッチを採用する場合に、入力部及び出力部１５５ＩＮ、１５５ＯＵＴの回転速度の相違に起因して生じる流体損失が生じないという利点がある。

ＰＴＵ１５０はまた、それに一体化されたシンクロナイザー１５３を有する。シンクロナイザー１５３は、円錐台状の形状を有する円錐リング要素１５３Ｒを有し、これは、噛み合いクラッチ１５５のリング部材１５５Ｒに連結されて、それとともに回転する。リング要素１５３Ｒは、「フリクションコーン（friction cone）」と称することもできる。

噛み合いクラッチ１５５とシンクロナイザー１５３との組み合わせは、ＰＴＵクラッチパッケージ１５０Ｃとして説明することができる。いくつかの実施形態では、ＰＴＵクラッチパッケージそれ自体を、「シンクロナイザー」と称することがある。

シンクロナイザー１５３は、噛み合いクラッチリング部材１５５Ｒが、噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮに向けて軸方向にスライドして、シンクロナイザーの円錐リング要素１５３Ｒが、噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮの、キャビティを画定する対応の円錐凹状表面１５５Ｃに隣接するよう配置される。

自動車１００の前輪が回転すると、噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮもまた回転する。それにより、円錐シンクロナイザーリング要素１５３Ｒは、噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮに接触するにつれて、それらの間の摩擦力により、円錐リング要素１５３Ｒの回転が引き起こされる。

シンクロナイザーリング１５３Ｒだけによって、噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮと、補助ドライブシャフト１２３との間に伝達され得るトルクの大きさは、噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮの円錐表面１５５Ｃとリング要素１５３Ｒとの間に生じる摩擦力により制限される。

従って、噛み合いクラッチリング部材１５５Ｒは、噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮに向けて軸方向にスライドするにつれて、リング要素１５３Ｒが入力部１５５ＩＮに接触したときに、リング要素１５３Ｒの回転速度が実質的に、入力部１５５ＩＮのそれに一致するまで、回転加速を経験すると理解される。

リング要素１５３Ｒは、スライドし続けるにつれて、入力部１５５ＩＮ、１５５に最終的に係合し、それにより、噛み合いクラッチ１５５とＰＴＵ１５０の「閉鎖」との係合を完了させる。

図７の構成では、噛み合いクラッチリング部材１５５Ｒには、その内周面の周りに窪んだ部分１５５ＲＤが設けられている。シンクロナイザーリング要素１５３Ｒは、その半径方向外表面に、ボールベアリング１５３Ｂを支持する。このボールベアリング１５３Ｂは、リング部材１５５Ｒに隣接して、ばね要素１５３Ｓにより半径方向外向きに付勢されている。

リング部材１５５Ｒが、噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮに係合していないとき、ボールベアリング１５３Ｂは、リング部材１５５Ｒの前記窪み部分１５５ＲＤ内に位置する。ボールベアリング１５３Ｂのこの位置により、リング部材１５５Ｒの軸方向のスライドが、リング要素１５３Ｒの、対応する軸方向のスライドを引き起こす。

しかしながら、噛み合いクラッチリング部材１５５Ｒを噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮに向けて動かす力が十分に大きい場合、ボールベアリング１５３Ｂは、リング部材の前記窪んだ部分１５５ＲＤから押し出され、また、リング部材１５５Ｒは、リング要素１５３Ｒを越えてスライドして、入力部１５５ＩＮに係合する。

ボールベアリング１５５Ｂを越えて窪んだ部分１５５ＲＤを押すのに要求される力は、十分に大きく設定し、それにより、シンクロナイザーリング要素１５３Ｒと噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮとの間の力が、噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮ及び出力部１５５ОＵＴの、実質的な等速回転を引き起こすほど十分に大きくなると理解される。このことは、その入力部１５５ＩＮ及び出力部１５５ОＵＴの間の相対回転が実質的に無い状態で、噛み合いクラッチ１５５が係合されることを可能にする。

いくつかの実施形態では、複数個のボールベアリング１５３Ｂが、リング要素１５３Ｒの周囲に設けられ、噛み合いクラッチ１５５が閉じたときに、リング部材１５５ＲＤの窪んだ部分内に位置するよう配置される。

上述したシンクロナイザー１５３は、円錐台形状以外の、シンクロナイザーリング要素１５３Ｒの他の形状もまた有効であるが、「単一のコーンシンクロナイザー（“a single cone synchronizer”）」と称することができる。

いくつかの実施形態では、一以上の更なる円錐台状要素もしくは「フリクションコーン」を、動機装置１５３の円錐リング要素１５３Ｒと噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮとの間に設けることができる。一以上の更なるフリクションコーン要素は、円錐リング要素１５３Ｒと、噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮの円錐表面１５５Ｃとの間に捕捉されるよう配置され、それにより、噛み合いクラッチ入力部１５５ＩＮ及び出力部１５５ОＵＴの間にトルクを伝達する。一の更なるフリクションコーンを設けた場合、動機装置１５３は、「デュアルコーンシンクロナイザー」と称することができる。

フリクション要素の他の形状もまた有効である。

この発明の実施形態は、補助ドライブシャフト１２３の回転速度が、噛み合いクラッチ１５５の係合前に、ディファレンシャルの箱体１５１Ｃ（又はギヤボックス１１８）のそれに一致するものとすることができるという利点がある。このことは、補助ドライブシャフト１２３とギヤボックス１１８との間での速度の不一致が生じた際に、補助ドライブライン１１０をギヤボックス１１８に連結することが望ましい状況において、噛み合いクラッチ１５５が採用されることを可能にする。速度の不一致は、たとえば、自動車が走行しており、補助ドライブシャフト１２３が、自動車１００の後輪から切断されるとともに、ＰＴＵ１５０によってギヤボックス１１８から切断された場合に生じ得る。速度の不一致はまた、補助ドライブシャフト１２３が、自動車１００の後輪に連結されているが、（たとえば、走行表面上での前輪のスリップに起因して）自動車の前輪が後輪よりも高速回転する場合に生じ得る。

噛み合いクラッチは典型的には、その入力部と出力部との間の相当の速度差が生じる際に、自身の噛み合いを許容するようには構成されていない。それ故に、図７の構成に用いられる噛み合いクラッチが、シンクロナイザー１５３なしの単独の場合は、そのような速度差が生じると、補助ドライブシャフト１２３をギヤボックス１１８に連結することが困難になると理解される。

場合によっては、図１の既知の構成のような湿式多板クラッチ（ＭＰＣ）５２のようなプレートタイプのクラッチではなく、噛み合いクラッチ１５５を採用することが望ましいとと理解される。これは、いくつかの実施形態では、噛み合いクラッチ１５５と組み合わせたシンクロナイザー１５３は、ＭＰＣ５２よりも小さい体積で実装することができるからである。

また、噛み合いクラッチ１５５は、閉じた際に、入力部１５５ＩＮと出力部１５５ОＵＴとの間のスリップが実質的に許容されないように構成されており、また、開いた（切断）状態であっても、湿式ＭＰＣ５２で経験される寄生流体損失が生じないように、「乾燥して」作動するべく構成されるものとすることができるので、ＰＴＵ１５０内の湿式クラッチの使用に伴う寄生損失は、噛み合いクラッチ１５５を使用することによって実質的に除去することができる。

いくつかの代替的な実施形態では、円錐リング要素１５３Ｒを有するシンクロナイザーに代えて、予備湿式多板クラッチ（“ａ ｐｉｌｏｔ ｍｕｌｔｉ−ｐｌａｔｅ ｗｅｔ ｃｌｕｔｃｈ”、ＰＭＰＣ）の形態をなすシンクロナイザー手段を採用することができ、それにより、噛み合いクラッチ１５５が閉じる前に、噛み合いクラッチ１５５の入力部１５５ＩＮと出力部１５５ОＵＴとの回転速度を同期させることができると理解される。

（上述したシンクロナイザーのような）ＰＭＰＣは通常、自動車の車輪を駆動するために十分なトルクを伝達するようには設計されないと理解される。むしろ、ＰＭＰＣは、補助ドライブシャフト１２３を、ＰＭＰＣの入力部の速度に一致する速度に加速するために十分なトルクを伝達するよう構成されるものであり、それにより、噛み合いクラッチ１５５を閉じることを可能にし、噛み合いクラッチ１５５が、ＰＭＰＣと平行に連結される。

噛み合いクラッチ１５５と組み合わせたＰＭＰＣは、駆動トルクをギヤボックス１１８から補助ドライブライン１１０に伝達するべく構成された対応のＭＰＣよりも、小さな実装スペース内に設けることができると理解される。

デュアルコーンシンクロナイザー手段又は予備湿式多板クラッチに加えて、他のシンクロナイザー手段もまた有効であることが理解される。たとえば、適切な数のフリクションコーンを有する、単一のコーンシンクロナイザー、トリプルコーンシンクロナイザー又は、シンクロナイザーもまた採用することができる。他のタイプのシンクロナイザー、又は、入力部１５５ＩＮ及び出力部１５５ОＵＴの回転速度を同期させる他の装置もまた有効である。

図７の自動車１００のＰＴＵ１５０は、図１の自動車のようにディファレンシャル２５を有する自動車で採用することができると理解される。ＰＴＵ１５０はまた、後輪駆動装置を有し、ディファレンシャルは有しないが、代わりに、左右の後輪のそれぞれを駆動する左右のハーフシャフト（又はドライブシャフト）の回転速度の差を許容するための左右のそれぞれのクラッチを採用する自動車に採用することができる。

他の構成もまた有効である。

この発明の実施形態はまた、オートマチック・トランスミッション又は、他の適切なトランスミッションの使用に適している。

図８に、この発明の他の実施形態に従う自動車２００の一部を示す。図８の実施形態の構成で図７の構成に類似するものは、数字１に代えて数字２を接頭辞として付した類似の参照符号とともに示す。

自動車２００のギヤボックス２１８は、図８に示すように、ともに一体化したディファレンシャル２５１及びＰＴＵクラッチパッケージ２５０Ｃを有する。ここに示す実施形態では、ディファレンシャル２５１及びクラッチパッケージ２５０Ｃは、図７の自動車１００のそれらに類似するものであって、トランスミッションのハウジング２１８Ｈ内に位置する。

図８に示すように、ギヤボックス２１８の出力は、ＰＴＵクラッチパッケージ２５０Ｃの出力２５５ОＵＴによって与えられる。この出力２５５ОＵＴは、駆動カラー２１９Ｄにより、自動車２００の右手のドライブシャフト２１９Ｒに連結されている。

図８の構成は、ディファレンシャル２５１及びＰＴＵクラッチパッケージ２５０Ｃが、ギヤボックス２１８に組み込まれているので、ドライブライン構成を、より小型化できるという利点がある。従って、本発明の一の実施形態に従うＰＴＵクラッチパッケージを採用すると、実装スペースの縮小を享受することができる。

また、ＰＴＵクラッチパッケージ２５０Ｃを作動させる力は、トランスミッションのパワーサプライにより付与されるものとすることができる。この構成は、いくつかの実施形態で、必要とされる実装スペースをさらに縮小させることを可能にする。従って、ＰＴＵクラッチパッケージ２５０Ｃが油圧動力を必要とする場合において、トランスミッションにより油圧ラインを与えることができる。これに代えて、又は、これに加えて、ＰＴＵ２５０Ｃを作動させるために電力を必要とする場合は、これは、いくつかの実施形態で、トランスミッションにより付与されるものとすることができる。同様に、ＰＴＵ２５０Ｃの動作を制御するための制御信号は、いくつかの実施形態で、トランスミッション・コントローラによって与えることができる。

図８の実施形態では、ギヤボックスは、オートマチックギヤボックス２１８である。あるいは、ギヤボックス２１８を、マニュアルギヤボックス、セミオートマチックギヤボックス、自動化されたマニュアルトランスミッション、連続可変トランスミッション、無限可変トランスミッション又は、その他の適切なギヤボックスもしくはトランスミッションとすることができると理解される。

他の構成もまた有効である。

図示の実施形態では、エンジンは、横又は「東西」方向に配置されている。いくつかの他の実施形態では、エンジンは、縦又は「南北」方向に配置することができる。

いくつかの実施形態では、エンジンは、横方向、縦方向又は、その他の適切な方向で、自動車の後方位置に設けることができる。

図７及び図８の実施形態では、ＰＴＵは、自動車の前方部に設けられて、補助ドライブシャフトをエンジンに対して連結もしくは切断するべく作動することができると理解される。なお、この補助ドライブラインは、自動車の後輪を駆動するよう構成されるものである。

いくつかの他の実施形態では、ＰＴＵは、自動車の後方部、又は、その他の、自動車の前方と後方との間の適切な位置に設けることができる。たとえば、ＰＴＵは、自動車の後方部に設けられて、補助ドライブシャフトを、後部に取り付けられたトランスミッションに解除可能に連結するべく構成されるものとすることができる。そのような構成は、特に、後方に取り付けられたエンジンを有する自動車において有効なものとなり得る。

あるいは、図示の実施形態では、ＰＴＵは、補助ドライブシャフトをエンジンに対し、連結もしくは切断するべく構成されるものとすることができる。なお、この補助ドライブシャフトは、自動車の前輪を駆動するべく構成されるものである。

他の構成もまた有効である。

いくつかの実施形態では、ＰＴＵ及びＲＤＵのアクチュエーターは、一以上の電気機械アクチュエーターにより作動されるものとすることができる。これに代えて、又は加えて、一以上の油圧アクチュエーターを採用することができる。

この明細書の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲において、「を備える」及び「を含む」との語句並びに、当該語句の、「を備えている」、「を備える」等のバリエーションは、「を含むが、これに限定されるものではない」ことを意味するものであって、他の部分、付加されるもの、要素、数値ないし工程等を除外することを意図するものではない。

明細書の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲において、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、単数は複数を包含するものとする。特に、不定冠詞が用いられる場合、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、明細書は、単数性のみならず複数性をも考慮しているとして理解されるべきである。

この発明の特定の側面、実施形態もしくは実施例とともに記載された構成、数値、特性、化合物、化学的部分ないし群は、矛盾のない限り、ここに記載された他のどのような側面、実施形態もしくは実施例に適用可能であると理解されるべきである。

下記の番号付きパラグラフを参照して、この発明の実施形態を理解することができる。

１．トランスミッションの出力から自動車の補助ドライブシャフトにトルクを伝達するべく作動する、自動車のドライブライン用の動力伝達装置（ＰＴＵ）であって、
トルク入力部と、
トルク出力部と、
前記出力部の回転速度を前記入力部の回転速度に同期させる解除可能なシンクロナイザー手段と、
前記入力部及び前記出力部を解除可能に連結して、前記入力部から前記出力部への駆動トルクの伝達を可能にする解除可能な駆動トルク伝達手段と
を備える動力伝達装置（ＰＴＵ）。

２．前記駆動トルク伝達手段が、シンクロナイザー部分に平行に連結されるべく配置されるものとしたパラグラフ１に記載のＰＴＵ。

３．前記シンクロナイザー手段が、前記入力部とともに回転するべく構成された第一表面と、前記出力部とともに回転する第二表面とを備え、該シンクロナイザー手段が、前記第一表面及び前記第二表面を互いに対向させるべく解除可能に作動できるものとし、それにより、それらの間にトルクが伝達し、前記入力部及び前記出力部の回転速度を同期するものとしたパラグラフ１又はパラグラフ２に記載のＰＴＵ。

４．前記シンクロナイザー手段が、前記第一表面及び前記第二表面を互いに接触させるべく作動可能なものとし、それにより、それらの間にトルクが伝達するものとしたパラグラフ３に記載のＰＴＵ。

５．前記第一表面及び前記第二表面が互いに対向して、前記入力部と前記出力部との間にトルクが伝達するとき、一以上の中間要素が、前記第一表面及び前記第二表面の間に捕捉されるべく構成されるものとした、パラグラフ３に記載のＰＴＵ。

６．前記第一表面及び前記第二表面が、相補的な円錐部分もしくは円錐台部分を有するパラグラフ１〜５のいずれか一つに記載のＰＴＵ。

７．解除可能なトルク伝達手段が、前記入力部とともに回転するべく構成された第一部分と、前記出力部とともに回転するべく構成された前記第二部分とを備え、前記第一部分及び前記第二部分が、相互係合する構造を有し、それにより、前記第一部分及び前記第二部分が、それらの間での駆動トルクの伝達が可能になるべく連結され得るものとした上記いずれかのパラグラフに記載のＰＴＵ。

８．前記部分の前記相互に係合する構造がそれぞれ、突起と窪みで与えられるものとしたパラグラフ７に記載のＰＴＵ。

９．前記部分の前記相互に係合する構造が、歯付き要素で与えられるものとしたパラグラフ７に記載のＰＴＵ。

１０．前記第一部分及び第二部分が、それらの間の物理的接触により、直接的に相互連結されるべく構成されるものとしたパラグラフ７〜９のいずれか一つに記載のＰＴＵ。

１１．前記第一部分及び第二部分が、連結部材により連結されるべく構成されるものとしたパラグラフ７〜１０のいずれか一つに記載のＰＴＵ。

１２．前記連結部材が、スリーブ、カラー又はリングのうちから選択される一つを備えるパラグラフ１１に記載のＰＴＵ。

１３．前記連結部材が、軸方向にスライド可能であり、それにより、前記第一部分と第二部分とを連結するものとしたパラグラフ１１又はパラグラフ１２に記載のＰＴＵ。

１４．前記入力部及び出力部が、前記連結部材により連結されていないとき、前記連結部材が、前記入力部から切り離されるべく構成されるものとしたパラグラフ１１〜１３のいずれか一つに記載のＰＴＵ。

１５．解除可能な駆動トルク伝達手段が、噛み合いクラッチを備える上記いずれかのパラグラフに記載のＰＴＵ。

１６．原動機手段と、
一個以上の車輪の少なくとも第一グループ及び第二グループと、
ドライブラインであって、該ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、前記原動機手段により一個以上の車輪の前記第一グループが駆動され、該ドライブラインが第二モードの作動にあるときに、前記原動機手段により一個以上の車輪の第二グループが追加されて駆動されるべく、前記原動機手段を、一個以上の車輪の前記第一グループ及び第二グループに連結するドライブラインと
を備える自動車であって、
前記ドライブラインが、補助ドライブラインを含み、該補助ドライブラインが、前記第一モードと前記第二モードとの間の前記ドライブラインの移行の際に、一個以上の車輪の第二グループを前記原動機手段に連結する連結する解除可能なトルク伝達手段を備え、前記解除可能なトルク伝達手段が、上記いずれかのパラグラフに記載のＰＴＵを備える自動車。

１７．前記補助ドライブラインが、補助ドライブシャフトを備え、前記ＰＴＵが、前記補助ドライブシャフトを前記原動機手段に連結するべく構成されるものとしたパラグラフ１６に記載の自動車。

１８．前記解除可能なトルク伝達手段が、前記ＰＴＵの下流側に設けられた駆動装置をさらに備え、前記駆動装置が、補助ドライブシャフトを、一個以上の車輪の前記第二グループから切断するべく作動可能なものとしたパラグラフ１７に記載の自動車。

１９．前記駆動装置が、補助ドライブシャフトを一個以上の車輪の前記第二グループから切断するべく作動可能なクラッチ手段を備えるパラグラフ１７又はパラグラフ１８に記載の自動車。

２０．前記原動機手段が、第一原動機及び第二原動機を備えるパラグラフ１６〜１９のいずれか一つに記載の自動車。

２１．前記第一原動機が、一個以上の車輪の前記第一グループを駆動するべく構成されるものとし、前記第二原動機が、一個以上の車輪の前記第二グループを駆動するべく構成されるものとし、前記ＰＴＵが、一個以上の車輪の前記第二グループを、第二原動機に連結するべく作動可能なものとしたパラグラフ２０に記載の自動車。

２２．前記第一原動機がさらに、一個以上の前記第二グループを駆動するべく作動可能なものとしたパラグラフ２１に記載の自動車。

２３．前記第二原動機がさらに、一個以上の車輪の前記第一グループを駆動するべく作動可能なものとしたパラグラフ２１又はパラグラフ２２に記載の自動車。

２４．エンジンから一個以上の車輪にトルクを伝達するべく構成された出力手段を有するトランスミッションを備え、前記ＰＴＵのトルク入力部が、前記トランスミッションの出力手段に連結されるものとしたパラグラフ１６〜２３のいずれか一つに記載の自動車。

２５．前記ＰＴＵの少なくとも一部が、トランスミッションに組み込まれるものとしたパラグラフ２４に記載の自動車。

２６．実質的にＰＴＵの全体が、トランスミッションに組み込まれるものとしたパラグラフ２４もしくは２５に記載の自動車。

２７．前記ＰＴＵが、前記トランスミッションの前記出力手段に組み込まれるものとしたパラグラフ２５もしくは２６に記載の自動車。

２８．前記ＰＴＵの少なくとも一部が、トランスミッションのハウジングに設けられるものとしたパラグラフ２５〜２７に記載の自動車。

２９．前記ＰＴＵが、前記トランスミッションのパワーサプライで駆動されるアクチュエーター手段により作動するべく構成されるものとしたパラグラフ２４〜２８のいずれか一つに記載の自動車。

３０．前記パワーサプライが、加圧された油圧油及び、電流のうちから選択される一つを、前記アクチュエーター手段に与え、それにより、該アクチュエーター手段に動力を供給するものとした、パラグラフ９４に記載の自動車。

３１．動力伝達装置（ＰＴＵ）により、自動車の一個以上の車輪の第一グループを、自動車の一個以上の車輪の第二グループに連結する方法であって、該方法が、
シンクロナイザー手段により、前記ＰＴＵの入力部の回転速度を、前記ＰＴＵの出力部に同期させるステップと、
その後、駆動トルク連結手段により、前記入力部及び前記出力部を平行に、シンクロナイザー部分と解除可能に連結し、それにより、前記入力部から前記出力部への駆動トルクの伝達を可能にするステップと
を備える方法。

３２．駆動トルク連結手段により、シンクロナイザー部分と平行に、前記入力部と前記出力部とを解除可能に連結するステップが、噛み合いクラッチにより、前記入力部及び前記出力部を平行に、解除可能に連結することを備えるパラグラフ３１に記載の方法。

３３．図７又は図８に基き、以上に実質的に記載された動力伝達装置、自動車又は方法。

この明細書の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲において、「を備える」及び「を含む」との語句並びに、当該語句の、「を備えている」、「を備える」等のバリエーションは、「を含むが、これに限定されるものではない」ことを意味するものであって、他の部分、付加されるもの、要素、数値ないし工程等を除外することを意図するものではない（また除外するものではない）。

明細書の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲において、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、単数は複数を包含するものとする。特に、不定冠詞が用いられる場合、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、明細書は、単数性のみならず複数性をも考慮しているとして理解されるべきである。

この発明の特定の側面、実施形態もしくは実施例とともに記載された構成、数値、特性、化合物、化学的部分ないし群は、矛盾のない限り、ここに記載された他のどのような側面、実施形態もしくは実施例に適用可能であると理解されるべきである。

補助ドライブシャフトが常にドライブラインによって駆動されるような自動車では、この構成は、車輪の第二グループが補助ドライブシャフトから切断されることを可能にする。

たとえば、動力伝達装置（ＰＴＵ）等によって、補助ドライブシャフトがドライブラインから切断されることのあるような自動車では、駆動手段の存在は、補助ドライブシャフトが、ドライブライン及び後輪から切断されることを可能にし、ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、補助ドライブシャフトを停止状態にすることができる。

いくつかの実施形態では、上記の駆動手段は、単一の解除可能なトルク伝達手段が解除されることを許容するべく構成されており、駆動手段は、解除可能なトルク伝達手段なしで作動することができる。このことは、異なるタイプの駆動手段を設けることができるという利点がある。いくつかのタイプでは、（単一の解除可能なトルク伝達手段によって）補助ドライブシャフトを、車輪の第二グループから切断することが可能であり、また、いくつかのタイプでは、補助ドライブシャフトを切断することができる。これらのうちの後者は、解除可能なトルク伝達手段を有しないものである。

自動車は有利に、原動機手段を補助ドライブシャフトに連結するべく解除可能に作動することのできる動力伝達装置を有し、ここでは、ドライブラインは、第一モードにあるとき、原動機手段が車輪の第一グループを駆動している際に、補助ドライブシャフトが停止状態になることを許容する。

この発明の更なる側面では、自動車のドライブラインを制御する方法であって、該方法が、
前記ドライブラインの第一モードの作動で、前記ドライブラインの一個以上の第一グループを駆動するステップと、
前記ドライブラインの第二モードの作動で、前記ドライブラインの補助部分を、二個以上の車輪の第二グループに連結し、前記第一グループに加えて、二個以上の車輪の前記第二グループを駆動するステップと
を備え、
補助部分を車輪の第二グループに連結する前記ステップが、第一の解除可能なトルク伝達手段及びディファレンシャルにより、補助ドライブラインの補助ドライブシャフトを車輪の前記第二グループに連結することを備え、前記解除可能なトルク伝達手段が、前記補助ドライブラインに連結される入力部と、二個以上の車輪の前記第二グループのそれぞれの異なる車輪を駆動する、少なくとも複数の出力部とを有するものであり、前記ディファレンシャルが、車輪の前記第二グループの少なくとも二個の車輪の、それぞれ異なる速度での回転を許容するべく構成されるものであり、該方法が、前記補助ドライブシャフトにより、前記解除可能なトルク伝達手段の入力部にトルクを加えること、及び、前記入力部に加えられたトルクの、前記出力部に伝達される割合を変化させるべく、前記解除可能なトルク伝達手段を制御することを備える方法を提供する。

動力伝達装置
この発明の、保護を求める一の側面によれば、トランスミッションの出力から、自動車の補助ドライブシャフトにトルクを伝達するべく作動可能な、自動車のドライブライン用の装置であって、該装置が、トルク入力部と、トルク出力部と、前記出力部の回転速度を前記入力部の回転速度に同期させるための解除可能なシンクロナイザー手段と、前記入力部及び前記出力部を連結して、前記入力部から前記出力部へ駆動トルクが伝達されることを可能にする解除可能なトルク伝達手段とを備える装置を提供する。

選択的に、一以上の中間要素は、上記の第一表面と第二表面が互いに対向させられた際に、第一表面と第二表面の間に捕捉されるべく構成し、それにより、前記入力部と出力部との間にトルクを伝達することができる。

この発明の、保護を求める更なる側面では、原動機手段と、一個以上の車輪の少なくとも第一グループ及び第二グループと、ドライブラインであって、該ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、前記原動機手段により一個以上の車輪の前記第一グループが駆動され、また、該ドライブラインが第二モードの作動にあるときに、前記原動機手段により一個以上の車輪の前記第二グループが追加的に駆動されるように、前記原動機手段により、一個以上の車輪の前記第一グループ及び前記第二グループを連結するためのドライブラインとを備え、前記ドライブラインが、解除可能なトルク伝達手段を備える補助ドライブラインを含むものとし、前記解除可能なトルク伝達手段が、前記ドライブラインが前記第一モードと前記第二モードとの間を移行する際に、一個以上の車輪の前記第二グループを、前記原動機手段に連結するべく作動可能なものであり、前記解除可能なトルク伝達手段が、先述の側面に従うＰＴＵを備える自動車を提供する。

補助ドライブラインは、補助ドライブシャフト及び、該補助ドライブシャフトを前記原動機手段に連結するべく構成されるＰＴＵを備えるものとすることができる。上述したように、補助ドライブシャフトは、いくつかの実施形態において、プロップシャフトと称することもある。

そして、補助ドライブシャフト２３は、その補助ドライブシャフト２３を、左右のリアドライブシャフト２６Ｌ、２６Ｒのそれぞれに連結するべく作動可能な後輪駆動装置（ＲＤＵ）２５に連結される。またＲＤＵ２５は、一対のクラッチ２７の形態をなす解除可能なトルク伝達手段を有する。それにより、ＲＤＵ２５は、四輪駆動モードの作動が要求された際に、補助ドライブシャフト２３をリアドライブシャフト２６Ｌ、２６Ｒに連結する作動が可能になる。それぞれのリアドライブシャフト２６Ｌ、２６Ｒの回転速度の差は、クラッチ２７のスリップにより調整することができる。

この自動車は、後輪駆動装置（ＲＤＵ）１２５を有するものであり、これは、一連のディファレンシャル１２９に連結された湿式多板クラッチ（ＭＰＣ、解除可能な第一トルク伝達手段）１２７を有する。ＭＰＣ１２７は、アクチュエーターモーター１２７Ｍによって、開放と閉鎖の状態間を作動することのできるものである。

ＭＰＣ１２７は、リングギヤ１２６により駆動される入力部１２７ＩＮを有するものである。なおこのリングギヤ１２６は、補助ドライブシャフト１２３に連結固定されたベベルギヤ１２３Ｂによって駆動され、それとともに回転するよう構成される。ＭＰＣ１２７の入力部１２７ＩＮは、外板キャリヤ１２７ＯＰを駆動させるクラッチドラム１２７Ｄにより規定される。出力部１２７ＯＵＴは、シャフトを有する内板キャリヤ１２７ＩＰにより規定されるものであり、そのシャフトはまた、ＭＰＣ１２７の出力軸１２７Ｓをもたらす。いくつかの実施形態では、別個の出力軸１２７Ｓを設ける

補助ドライブライン１１０はまた、動力伝達装置（ＰＴＵ）１５０を有し、これにより、補助ドライブシャフト１２３を、自動車１００のトランスミッション１１８に解放可能に連結することができる。

それ故、ＭＰＣ１２７をリングギヤに取り付けることにより、（補助ドライブシャフト１２３が、上述したように後輪１１４、１１５から切り離され得る場合の）ＭＰＣ１２７有りの、又は、（補助ドライブシャフト１２３が常に、後輪１１４、１１５によって駆動される場合の）ＭＰＣ１２７無しの自動車の仕様を作り出すことができる。

従って、ＰＴＵ２５０及びＲＤＵ２２５の両方が、開放もしくは「切断」された状態では、補助ドライブシャフト２２３は、トランスミッション２１８及び車輪２１４、２１５のいずれもから切り離されて、補助ドライブシャフト２２３は停止状態となることができる。このことは、第一モードにある自動車の作動に関連する寄生損失を減少させる。

図４の実施形態では、切断ＭＰＣ３２７は、ＲＤＵリングギヤ３２６の、図３の実施形態でＭＰＣ２２７を設けた側とは反対側に設けられている。しかしながら、ロッククラッチ装置を有するいくつかの実施形態では、切断クラッチ装置とロッククラッチ装置は、図４の実施形態でそれらを設けた側とはそれぞれ反対側に設けることができると理解される。

上述したように、図４の自動車３００には、交差車軸ロック機能が付与されている。すなわち、左右のリアドライブシャフト３２６Ｌ、３２６Ｒのそれぞれに作用するトルクは、非対称な態様で適用され、それにより、左もしくは右の後輪３１４、３１５の、他方に対するスリップのリスクを軽減することができる。

このことは、一方の車輪３１４、３１５で、他方の車輪よりも得られるトラクションの量が減少した状況に自動車が直面した場合、それぞれのドライブシャフト３２６Ｌ、３２６Ｒに作用するトルクを、車輪の滑りを防止もしくは軽減するよう制御できるという利点がある。一方の車輪の、他方に対するトラクションの減少は、たとえば、凍結もしくは浸水地域の場合に生じる。

この構成は、図４の実施形態のそれとは逆であると理解される。図５の実施形態では、外板キャリヤ４２７Ｄは、クラッチ４２７が切断状態にあるときに、左側のドライブシャフト４２６Ｌとともに回転されるものであり、そこではリングギヤ４２６は、実質的に静止している。この構成は、ＲＤＵ４２５内のクラッチ流体を、遠心力により、外板及び内板キャリヤ４２７Ｓ、４２７Ｄによって支持される複数のクラッチプレートの間から排出することができ、ＭＰＣ４２７に関する回転抵抗（rotational drag）を減少させるという利点がある。いくつかの実施形態では、切断クラッチ４２７は、流体が、その切断クラッチ４２７のクラッチプレートの周縁を越えて排出されることを許容するように設計される。いくつかの実施形態では、一個以上の、バルブ、オリフィス及び／又はキャビティを設けることができ、そこでは、流体が、クラッチプレート間に捕捉されないように通過する。

図６の実施形態は、切断クラッチ５２７の外板キャリヤ５２７ＯＰを駆動するクラッチドラム５２７Ｄ（これは入力部５２７ＩＮを与える）が、リングギヤ５２６に実質的に直接連結されている点で、図２のものと同じものである。図６の実施形態では、切断クラッチ５２７は、ディファレンシャル５２９として、リングギヤ５２６と同じ側にあり、ディファレンシャル５２９と右側のリアドライブシャフト５２６Ｒとの間に位置する。ロッククラッチ５４０は、リングギヤ５２６とは反対側に設けられている。このロッククラッチ５４０は、左右のリアドライブシャフト５２６Ｌ、５２６Ｒへの非対称トルクの適用を促進させる。

この発明のいくつかの実施形態では、エンジン１１１、２１１（第一原動機）に加えて、ドライブライン１０５、２０５に駆動トルクを付与するための一もしくは複数の電気機械（第二原動機）を設けることができる。いくつかの構成では、エンジン及び、少なくとも一の電気機械は、ドライブラインの作動の第一及び第二モードの両方でドライブラインを駆動するため、並列に操作されるものとすることができる。

いくつかの実施形態では、エンジンは、前輪だけを駆動するべく構成されるものとすることができる。それにより、ドライブラインが第二モードの作動にあるとき、エンジンではなく少なくとも一の電気機械が、補助ドライブラインを駆動するように構成することができる。いくつかの実施形態では、ＰＴＵを必要としない。ＰＴＵを有しないいくつかの実施形態では、電気機械が、実質的に直接に補助ドライブシャフト２２３を駆動するべく構成される。

内燃エンジン１１から前輪１２、１３への力の伝達は、クラッチ１７、ギヤボックス１８及び、一対のフロントドライブシャフト１９により行われる。

しかしながら、湿式クラッチを実装するには少なからぬスペースを必要とし、ＰＴＵ５０のサイズを縮小させることが望まれると理解される。たとえば、横もしくは「イースト＝ウエスト（east-west）」方向（縦もしくは「ノース＝サウス（north-south）」方向に相反する方向）に搭載されたエンジンを有する自動車内では、ＰＴＵ５０を実装するために使用可能なスペースが、かなり制限されることになる。

ディファレンシャルの箱体１５１Ｃはまた、シンクロナイザーに関連する噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮに連結される。この噛み合いクラッチ１５５（解除可能な駆動トルク伝達手段）は、トルク入力部１５５ＩＮに連結されるべく構成されたトルク出力部１５５ＯＵＴを有する。トルク出力部１５５ＯＵＴは、リングもしくはカラー部材１５５Ｒにより、トルク入力部１５５ＩＮに連結されるべく構成されるものであり、このリングもしくはカラー部材１５５Ｒは、トルク出力部１５５ＯＵＴを取り囲んで、噛み合いクラッチ１５５の回転軸Ａと平行にスライド可能なものである。電気モーター１５５Ｍの形態をなすアクチュエーターは、リング部材１５５Ｒの、軸Ａと平行なスライドを引き起こすべく作動可能である。

リング部材１５５Ｒは、トルク出力部１５５ＯＵＴとともに軸Ａの周りに回転するよう構成される。図７に示す位置では、リング部材１５５Ｒは、噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮから外れている。この構成は、トランスミッション１１８から切り離された際に補助ドライブシャフト１２３が停止され得る構造において、ドライブシャフト１２３がトランスミッション１１８から切り離されるときに、トルク入力部１５５ＩＮ及びカラー部材１５５Ｒの相対回転に伴う損失が生じないという利点がある。

リング部材１５５Ｒが、トルク入力部１５５ＩＮの外縁の周りに設けた一連の歯部１５５Ｔに係合するように、リング部材１５５Ｒは、（モーター１５５Ｍにより）噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮに向けて、軸方向にスライドすることができ、それにより、出力部の噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮに連結させる。この状態で、トルク入力部及びトルク出力部１５５ＩＮ、１５５ＯＵＴは、正確に等速回転し、それらの間の滑りが、干渉により防止される。それ故、ＰＴＵ１５０は、「連結された」状態、又は、「切断された」状態もしくは状況とは逆の状況にあると言うことができる。噛み合いクラッチ１５５は、実質的に乾式クラッチであるので、入力軸と出力軸との間の相対回転が許容されず、エンジン１１１から補助ドライブシャフト１２３へのトルク伝達に伴う損失は、湿式多板クラッチを設けた既知のＰＴＵのそれに対して減少すると理解される。

同様に、ＰＴＵ１５０が切断された状況にあり、補助ドライブシャフト１２３が停止している間に、トルク入力部１５５ＩＮが回転するとき、噛み合いクラッチ１５５が実質的に乾式クラッチであることにより、湿式多板クラッチを採用する場合に、トルク入力部及びトルク出力部１５５ＩＮ、１５５ＯＵＴの回転速度の相違に起因して生じる流体損失が生じないという利点がある。

シンクロナイザー１５３は、噛み合いクラッチリング部材１５５Ｒが、噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮに向けて軸方向にスライドして、シンクロナイザーの円錐リング要素１５３Ｒが、噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮの、キャビティを画定する対応の円錐凹状表面１５５Ｃに隣接するよう配置される。

自動車１００の前輪が回転すると、噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮもまた回転する。それにより、円錐シンクロナイザーリング要素１５３Ｒは、噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮに接触するにつれて、それらの間の摩擦力により、円錐リング要素１５３Ｒの回転が引き起こされる。

シンクロナイザーリング１５３Ｒだけによって、噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮと、補助ドライブシャフト１２３との間に伝達され得るトルクの大きさは、噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮの円錐表面１５５Ｃとリング要素１５３Ｒとの間に生じる摩擦力により制限される。

従って、噛み合いクラッチリング部材１５５Ｒは、噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮに向けて軸方向にスライドするにつれて、リング要素１５３Ｒがトルク入力部１５５ＩＮに接触したときに、リング要素１５３Ｒの回転速度が実質的に、トルク入力部１５５ＩＮのそれに一致するまで、回転加速を経験すると理解される。

リング要素１５３Ｒは、スライドし続けるにつれて、トルク入力部１５５ＩＮ、１５５に最終的に係合し、それにより、噛み合いクラッチ１５５とＰＴＵ１５０の「閉鎖」との係合を完了させる。

リング部材１５５Ｒが、噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮに係合していないとき、ボールベアリング１５３Ｂは、リング部材１５５Ｒの前記窪み部分１５５ＲＤ内に位置する。ボールベアリング１５３Ｂのこの位置により、リング部材１５５Ｒの軸方向のスライドが、リング要素１５３Ｒの、対応する軸方向のスライドを引き起こす。

しかしながら、噛み合いクラッチリング部材１５５Ｒを噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮに向けて動かす力が十分に大きい場合、ボールベアリング１５３Ｂは、リング部材の前記窪んだ部分１５５ＲＤから押し出され、また、リング部材１５５Ｒは、リング要素１５３Ｒを越えてスライドして、トルク入力部１５５ＩＮに係合する。

ボールベアリング１５５Ｂを越えて窪んだ部分１５５ＲＤを押すのに要求される力は、十分に大きく設定し、それにより、シンクロナイザーリング要素１５３Ｒと噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮとの間の力が、噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮ及び出力部（トルク出力部）１５５ОＵＴの、実質的な等速回転を引き起こすほど十分に大きくなると理解される。このことは、そのトルク入力部１５５ＩＮ及びトルク出力部１５５ОＵＴの間の相対回転が実質的に無い状態で、噛み合いクラッチ１５５が係合されることを可能にする。

いくつかの実施形態では、一以上の更なる円錐台状要素もしくは「フリクションコーン」を、シンクロナイザー１５３の円錐リング要素１５３Ｒと噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮとの間に設けることができる。一以上の更なるフリクションコーン要素は、円錐リング要素１５３Ｒと、噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮの円錐表面１５５Ｃとの間に捕捉されるよう配置され、それにより、噛み合いクラッチ入力部（トルク入力部）１５５ＩＮ及び出力部（トルク出力部）１５５ОＵＴの間にトルクを伝達する。一の更なるフリクションコーンを設けた場合、シンクロナイザー１５３は、「デュアルコーンシンクロナイザー」と称することができる。

場合によっては、図１の既知の構成のような湿式多板クラッチ（ＭＰＣ）５２のようなプレートタイプのクラッチではなく、噛み合いクラッチ１５５を採用することが望ましいと理解される。これは、いくつかの実施形態では、噛み合いクラッチ１５５と組み合わせたシンクロナイザー１５３は、ＭＰＣ５２よりも小さい体積で実装することができるからである。

また、噛み合いクラッチ１５５は、閉じた際に、トルク入力部１５５ＩＮとトルク出力部１５５ОＵＴとの間のスリップが実質的に許容されないように構成されており、また、開いた（切断）状態であっても、湿式ＭＰＣ５２で経験される寄生流体損失が生じないように、「乾燥して」作動するべく構成されるものとすることができるので、ＰＴＵ１５０内の湿式クラッチの使用に伴う寄生損失は、噛み合いクラッチ１５５を使用することによって実質的に除去することができる。

いくつかの代替的な実施形態では、円錐リング要素１５３Ｒを有するシンクロナイザーに代えて、予備湿式多板クラッチ（“ａ ｐｉｌｏｔ ｍｕｌｔｉ−ｐｌａｔｅ ｗｅｔ ｃｌｕｔｃｈ”、ＰＭＰＣ）の形態をなすシンクロナイザー手段を採用することができ、それにより、噛み合いクラッチ１５５が閉じる前に、噛み合いクラッチ１５５のトルク入力部１５５ＩＮとトルク出力部１５５ОＵＴとの回転速度を同期させることができると理解される。

デュアルコーンシンクロナイザー手段又は予備湿式多板クラッチに加えて、他のシンクロナイザー手段もまた有効であることが理解される。たとえば、単一のコーンシンクロナイザー、トリプルコーンシンクロナイザー又は、適切な数のフリクションコーンを有するシンクロナイザーもまた採用することができる。他のタイプのシンクロナイザー、又は、トルク入力部１５５ＩＮ及びトルク出力部１５５ОＵＴの回転速度を同期させる他の装置もまた有効である。

図示の実施形態では、エンジンは、横又は「イースト＝ウエスト」方向に配置されている。いくつかの他の実施形態では、エンジンは、縦又は「ノース＝サウス」方向に配置することができる。

図７及び図８の実施形態では、ＰＴＵは、自動車の前方部に設けられて、補助ドライブシャフトをエンジンに対して連結もしくは切断するべく作動することができると理解される。なお、この補助ドライブシャフトは、自動車の後輪を駆動するよう構成されるものである。

Claims (36)

1. 自動車であり、
   原動機手段と、
   一個以上の車輪の第一グループと、
   二個以上の車輪の第二グループと、
   ドライブラインであって、該ドライブラインが第一モードの作動にあるときに、前記原動機手段により、一個以上の車輪の第一グループを駆動することができ、該ドライブラインが第二モードの作動にあるときに、前記原動機手段により、車輪の前記第二グループをさらに駆動することができるように、前記原動機手段を、車輪の前記第一グループ及び前記第二グループに連結するドライブラインと
   を備え、
   前記ドライブラインが、補助ドライブシャフトを備える補助ドライブライン、及び、前記補助ドライブシャフトと車輪の前記第二グループとの間の駆動手段を含み、
   前記駆動手段が、
   入力部と、
   車輪の前記第二グループの異なるそれぞれの車輪を駆動するべくそれぞれ作動可能な複数の出力部と、
   第一の解除可能なトルク伝達手段であって、該第一の解除可能なトルク伝達手段が、前記入力部を前記出力部に解除可能に連結するべく作動可能であり、それにより、前記入力部が前記出力部を駆動することを可能にするとともに、該解除可能なトルク伝達手段が、前記入力部の、前記出力部に対するスリップを許容するべく作動可能であり、それにより、前記入力部から前記出力部に伝達されるトルクの大きさを変化させる第一の解除可能なトルク伝達手段と、
   前記出力部のそれぞれの、異なるそれぞれの速度での回転を可能にするべく構成されたディファレンシャルと
   を有する自動車。
2. 前記第一の解除可能なトルク伝達手段が、クラッチ手段を備える、請求項１に記載の自動車。
3. 前記クラッチ手段が、摩擦クラッチ手段を備える、請求項２に記載の自動車。
4. 前記クラッチ手段が、湿式摩擦クラッチ装置を備える、請求項３に記載の自動車。
5. 前記駆動手段の前記出力部が、該自動車の一対のサイドシャフトのそれぞれにトルクを付与するべく構成されるものとし、前記サイドシャフトが、車輪の前記第二グループの異なる各車輪にトルクを付与するべく構成されるものとした、請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車。
6. 前記駆動手段が、前記補助ドライブシャフトにより駆動されるべく構成されたリングギヤを備え、該リングギヤが、前記解除可能なトルク伝達手段の入力部に連結されるものとし、前記解除可能なトルク伝達手段の出力が、前記ディファレンシャルの箱体を駆動するべく作動可能なものとした、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車。
7. 前記駆動手段が、前記補助ドライブシャフトにより駆動されるべく構成されたリングギヤを備え、該リングギヤが、前記ディファレンシャルの箱体を駆動するべく構成されるものとし、前記ディファレンシャルの第一の２個の出力が、前記解除可能なトルク伝達手段の入力に連結されるものとした、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車。
8. 前記解除可能なトルク伝達手段の前記出力が、前記駆動手段の第一出力部を与えるとともに、車輪の前記第二グループの一の車輪を駆動するべく構成されるものとし、前記ディファレンシャルの前記２個の出力が、前記駆動手段の第二出力部を与えるとともに、車輪の前記第二グループの他の車輪を駆動するべく構成されるものとした、請求項７に記載の自動車。
9. 前記第一の解除可能なトルク伝達手段が、外板キャリヤ及び内板キャリヤを備え、前記第一の解除可能なトルク伝達手段の前記出力が、前記外板キャリヤにより駆動されるものとした、請求項３を引用する請求項６もしくは請求項８に記載の自動車。
10. 前記ドライブラインが第一モードの作動にあるとき、前記駆動手段が、リングギヤを停止状態にするべく作動可能なものとした、請求項６〜９のいずれか一項に記載の自動車。
11. 該自動車の走行の際に、前記駆動手段の前記複数の出力部間にトルクを非対称に分配するための手段をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自動車。
12. 前記複数の出力部間にトルクを非対称に分配するための前記手段が、入力部及び出力部を有する第二の解除可能なトルク伝達手段を備える、請求項１１に記載の自動車。
13. 前記第二の解除可能なトルク伝達手段の入力部が、前記リングギヤに連結されるものとした、請求項６もしくは請求項７を引用する請求項１２に記載の自動車。
14. 第二の解除可能なトルク伝達手段の出力部が、前記ディファレンシャルの第二出力に連結されるものとした、請求項８を引用する請求項１３に記載の自動車。
15. 第二の解除可能なトルク伝達手段の入力部が、前記ディファレンシャルの箱体に連結されるものとした、請求項６もしくは請求項７を引用する請求項１２に記載の自動車。
16. 前記第二の解除可能なトルク伝達手段の出力部が、前記ディファレンシャルの出力に連結されるものとした、請求項１５に記載の自動車。
17. 前記第二の解除可能なトルク伝達手段が、摩擦クラッチ手段を備える、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の自動車。
18. 前記クラッチ手段が、湿式摩擦クラッチ装置を備える、請求項１７に記載の自動車。
19. 前記駆動手段の前記複数の出力部間にトルクを非対称に分配するための前記手段を、前記リングギヤの一方側に設け、前記第一の解除可能なトルク伝達手段を、前記リングギヤの他方側に設けた、請求項６もしくは請求項７を引用する請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の自動車。
20. 前記駆動手段が、前記駆動手段の前記複数の出力部間にトルクを非対称に分配するための前記手段を備える、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の自動車。
21. 前記駆動手段を、駆動手段ハウジング内に設けた、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の自動車。
22. 前記原動機手段を前記補助ドライブシャフトに解除可能に連結するべく作動可能な動力伝達装置（ＰＴＵ）をさらに備え、前記ドライブラインが、前記第一モードにあるときに、前記原動機手段が車輪の前記第一グループを駆動している際に、補助ドライブシャフトを停止状態にするべく作動可能なものとした、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の自動車。
23. 前記ＰＴＵが、該自動車のトランスミッションのハウジングに組み込まれるものとした、請求項２２に記載の自動車。
24. 前記ＰＴＵが、前記トランスミッションのパワーサプライで動くアクチュエーター手段により作動されるべく構成されるものとし、選択的に、前記パワーサプライが、加圧された油圧油及び、電流の中から選択される一つをもたらすべく構成されるものとした、請求項２２又は２３に記載の自動車。
25. 前記原動機手段が、第一原動機及び第二原動機を備える、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の自動車。
26. 前記第一原動機が、一個以上の車輪の前記第一グループを駆動するべく構成されるものとし、前記第二原動機が、一個以上の車輪の前記第二グループを駆動するべく構成されるものとし、前記ＰＴＵが、一個以上の車輪の前記第二グループを前記第二原動機に連結するべく作動可能なものとした、請求項２２を引用する請求項２５に記載の自動車。
27. 前記第一原動機がさらに、一個以上の車輪の前記第二グループを駆動するべく作動可能なものとした、請求項２６に記載の自動車。
28. 前記第二原動機がさらに、一個以上の車輪の前記第一グループを駆動するべく作動可能なものとした、請求項２６又は請求項２７に記載の自動車。
29. 自動車のドライブラインを制御する方法であって、該方法が、
    前記ドライブラインの第一モードの作動で、該ドライブラインの一個以上の車輪の第一グループを駆動するステップと、
    前記ドライブラインの第二モードの作動で、前記ドライブラインの補助部分を、二個以上の車輪の第二グループに連結し、前記第一グループに加えて、二個以上の前記第二グループを駆動するステップと
    を備え、
    前記補助部分を車輪の前記第二グループに連結する前記ステップが、第一の解除可能なトルク伝達手段及びディファレンシャルにより、補助ドライブラインの補助ドライブシャフトを、車輪の前記第二グループに連結することを備え、前記解除可能なトルク伝達手段が、前記補助ドライブラインに連結された入力部、及び、二個以上の車輪の前記第二グループの異なる車輪のそれぞれを駆動するべく構成された少なくとも複数の出力部を有するものとし、前記ディファレンシャルが、車輪の前記第二グループの少なくとも二個の車輪の、異なるそれぞれの速度での回転を許容するべく構成されるものとし、該方法が、前記補助ドライブシャフト手段により、前記解除可能なトルク伝達手段の入力部にトルクを加えること、及び、前記入力部に加えられたトルクの、前記出力部に伝達される割合を変化させるべく、前記解除可能なトルク伝達手段を制御することを備える方法。
30. 前記解除可能なトルク伝達手段により伝達されるトルクの割合を、第一の値及び第三の値の間の、第二の値を含む実質的に連続な範囲の値の一つに変化させるステップを備える、請求項２９に記載の方法。
31. 前記第一の値が、前記入力部と前記出力部との間に伝達されるトルクが実質的にゼロであることに対応し、前記第二の値が、前記入力部と前記出力部との間の、実質的に１００％のトルク伝達に対応する、請求項２９又は請求項３０に記載の方法。
32. 前記第一の解除可能なトルク伝達手段が、単一の湿式クラッチを備える、請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の方法。
33. 前記第一の解除可能なトルク伝達手段が、単一の湿式多板クラッチを備える、請求項３２に記載の方法。
34. トランスミッションの出力から自動車の補助ドライブシャフトにトルクを伝達するべく作動可能な、自動車のドライブライン用の動力伝達装置（ＰＴＵ）であって、
    トルク入力部と、
    トルク出力部と、
    前記出力部の回転速度を、前記入力部の回転速度に同期させるための解除可能なシンクロナイザー手段と、
    前記入力部及び前記出力部を解除可能に連結し、それにより、前記入力部から前記出力部への駆動トルクの伝達を可能にする解除可能なトルク伝達手段と
    を備える動力伝達装置（ＰＴＵ）。
35. 動力伝達装置（ＰＴＵ）により、自動車の一個以上の車輪の第一グループを、自動車の一個以上の車輪の第二グループに連結する方法であって、該方法が、
    シンクロナイザー手段により、ＰＴＵの入力部の回転速度を、ＰＴＵの出力部に同期させるステップと、
    その後、駆動トルク連結手段により、前記入力部及び前記出力部を平行に、シンクロナイザー部分と解除可能に連結し、それにより、前記入力部から前記出力部へのトルクの伝達を可能にするステップと
    を備える方法。
36. 添付図面に基き、以上に実質的に記載した自動車もしくは方法。