JP2017154518A

JP2017154518A - 車両

Info

Publication number: JP2017154518A
Application number: JP2016036889A
Authority: JP
Inventors: 耕佐藤; Ko Sato; 齋藤　寛; Hiroshi Saito; 寛齋藤; 正広田中; Masahiro Tanaka; 真也米本; Shinya Yonemoto
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2036-02-29
Also published as: JP6699924B2

Abstract

【課題】縦置きの三気筒内燃機関及び自動変速機を搭載した車両におけるビート音の発生を抑制する。
【解決手段】縦置きの三気筒内燃機関１と、内燃機関１のクランクシャフトに連結した自動変速機２と、内燃機関１から自動変速機２を介して供給される回転駆動力を左右の駆動輪４に分配するものであり、プロペラシャフトを介さずに自動変速機２に連結した差動装置３とを具備する車両を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関を縦置き配置で搭載した車両に関する。

内燃機関のクランクシャフトが車両の進行方向である前後方向に平行となるように内燃機関を配置している、いわゆる縦置き式のエンジンを搭載した車両においては、クランクシャフトに連結している変速機と、駆動輪に回転駆動力を分配する差動装置（デファレンシャルギヤ）との間に、前後方向に沿って伸びるプロペラシャフトを介在させることが通例である（例えば、下記特許文献参照）。

特開２０１４−１２６１５７号公報

縦置きの三気筒内燃機関に一般的な４速ＡＴの自動変速機を組み合わせ、プロペラシャフトを介して差動装置ひいては駆動輪に回転駆動力を供給する構成の車両において、自動変速機の変速段が４速の状態で自動変速機に付帯するトルクコンバータをロックアップすると、大きなビート音（うなり音）を生じさせてしまうことがある。

既存のラビニヨ式プラネタリギヤ機構を有した４速ＡＴでは、最低速段の１速から最高速段の４速までのステップ比を高めに設定するために、４速における入力と出力との間のギヤ比を０．６ないし０．７程度に設定せざるを得ない。一方で、三気筒内燃機関の爆発一次成分は２／３、即ち約０．６６７であり、４速のギヤ比に近い。故に、４速でトルクコンバータのロックアップを行うと、内燃機関の爆発一次強制力の周波数と、自動変速機から駆動力の伝達を受けて回転するプロペラシャフトの一次周波数とが接近してしまい、双方の振動に起因したビート音が発生することとなる。

図４は、トルクコンバータをロックアップしているとの仮定の下での、エンジン回転数に対する車速、内燃機関の爆発一次周波数、及びプロペラシャフトの一次周波数を算出したものである。トルクコンバータをロックアップしているとき、入力側のポンプインペラと出力側のタービンランナとの間にすべりは発生せず、プロペラシャフトの一次周波数はエンジン回転数及び自動変速機のギヤ比によって決まる。図４に示す例では、自動変速機のギヤ比を、１速で２．７３０、２速で１．５２６、３速で１．０００、４速で０．６９６としている。「ビート周波数」は、内燃機関の爆発一次周波数とプロペラシャフトの一次周波数との差分である。この差分が１０Ｈｚよりも小さいと、顕著なビート音が生じる懸念が増す。

トルクコンバータをロックアップせず、ポンプインペラとタービンランナとを直結しなければ、ビート音の発生を回避することが可能ではある。しかしながら、仮に、３速でロックアップを行い４速でロックアップを解除するように制御を行うと、車速の上昇に伴い変速段を３速から４速にシフトアップしたときにエンジン回転数が跳ね上がってしまい、ドライバビリティ及び燃費性能の悪化を招く。

本発明は、以上の問題にはじめて着目してなされたものであり、縦置きの三気筒内燃機関及び自動変速機を搭載した車両におけるビート音の発生を抑制することを所期の目的としている。

上述した課題を解決するべく、本発明では、縦置きの三気筒内燃機関と、内燃機関のクランクシャフトに連結した自動変速機と、内燃機関から自動変速機を介して供給される回転駆動力を左右の駆動輪に分配するものであり、プロペラシャフトを介さずに自動変速機に連結した差動装置とを具備する車両を構成した。

本発明によれば、縦置きの三気筒内燃機関及び自動変速機を搭載した車両におけるビート音の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態の車両の内燃機関、自動変速機及び差動装置の配置を模式的に示す平面図。同実施形態の車両の内燃機関、自動変速機及び差動装置の配置を模式的に示す側面図。同実施形態の車両に搭載した自動変速機の構造を模式的に示す斜視図。縦置きの自動変速機と差動装置との間にプロペラシャフトが介在する車両における、トルクコンバータのロックアップ時のエンジン回転数、車速、内燃機関の爆発一次周波数、及びプロペラシャフトの一次周波数の関係を示す図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態の車両は、縦置きの内燃機関１と、内燃機関１のクランクシャフトに連結した自動変速機２と、内燃機関１から自動変速機２を介して供給される回転駆動力を左右の駆動輪４に分配する差動装置３とを具備する。

内燃機関１は、比較的小排気量（総排気量６６０ｃｃ以下、例えば６５８ｃｃ）の直列三気筒４ストロークエンジンである。この内燃機関１を、クランクシャフトが車両の進行方向である前後方向に平行となるように、換言すれば当該内燃機関１が包有する三つの気筒が前後方向に沿って並ぶように、車体にマウントしている。

自動変速機２は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータが付帯した既知の４速ＡＴである。図３に、自動変速機２の構造を示している。この自動変速機２は、ラビニヨ式プラネタリギヤ機構を用いてなるもので、各クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｆの断接切換を通じて変速段、即ちインプットシャフトＩとアウトプットシャフトＯとの間のギヤ比を変化させることができる。

詳述すると、１速では、フォワードクラッチＣ２を締結することにより、内燃機関１のクランクシャフトからトルクコンバータを介してインプットシャフトＩに入力される回転駆動力を、直接リヤプラネタリサンギヤＲＳに伝達する。同時に、ワンウェイクラッチＦを作用させ、プラネタリキャリアＰＣの図中反時計回り（インプットシャフトＩ及びアウトプットシャフトＯの回転方向が図中時計回りである場合）の回転を阻止する。

２速では、フォワードクラッチＣ２を締結し、回転駆動力をインプットシャフトＩからリヤプラネタリサンギヤＲＳに直接伝達する。これとともに、フォワードブレーキＢ１を締結することで、フロントプラネタリサンギヤＦＳの回転を禁止する。

３速では、フォワードクラッチＣ２を締結し、回転駆動力をインプットシャフトＩからリヤプラネタリサンギヤＲＳに直接伝達する。これとともに、フォワードクラッチＣ３を締結することで、プラネタリキャリアＰＣをインタメディエイトシャフトＳを介してインプットシャフトＩに固定する。結果、インプットシャフトＩ、リヤプラネタリサンギヤＲＳ及びプラネタリキャリアＰＣが一体となって回転し、プラネタリショートピニオンＳＰ及びプラネタリロングピニオンＬＰは何れも自転しない状態となる。

４速では、フォワードクラッチＣ２を締結せずにフォワードクラッチＣ３を締結し、回転駆動力をインプットシャフトＩからプラネタリキャリアＰＣに伝達する。これとともに、フォワードブレーキＢ１を締結して、フロントプラネタリサンギヤＦＳの回転を禁止する。

因みに、リバースレンジでは、リバースクラッチＣ１及びリバースブレーキＢ２を締結して、アウトプットシャフトＯをインプットシャフトＩとは逆方向に回転させる。

最高速段である４速におけるインプットシャフトＩとアウトプットシャフトＯとの間のギヤ比は、０．６ないし０．７程度となる。具体的なギヤ比の例を挙げると、１速で２．７３０、２速で１．５２６、３速で１．０００、４速で０．６９６である。

差動装置３は、既知のデファレンシャルギヤであり、前後方向に伸びるプロペラシャフトを介することなく自動変速機２のアウトプットシャフトＯに直結している。尤も、自動変速機２のアウトプットシャフトＯと差動装置３との間に、コンパニオンフランジ５のような短尺な部材を介在させることはあり得る。

本実施形態では、縦置きの三気筒内燃機関１と、内燃機関１のクランクシャフトに連結した自動変速機２と、内燃機関１から自動変速機２を介して供給される回転駆動力を左右の駆動輪４に分配するものであり、車両の前後方向に沿って伸長するプロペラシャフトを介さずに自動変速機２に連結した差動装置３とを具備する車両を構成した。

本実施形態によれば、自動変速機２と差動装置３との間に介在するプロペラシャフトの一次振動周波数が内燃機関１の爆発一次振動の周波数に近づくことによって大きなビート音が発生しユーザに不快感を与える問題を回避できる。従って、直列三気筒エンジン１を既存の一般的な４速ＡＴ２と組み合わせて縦置き配置した場合において、最高速段の４速でトルクコンバータのロックアップクラッチを締結することが容認され、トルクコンバータのロックアップによる燃費性能の向上効果を享受できる。また、長尺なプロペラシャフトを廃することで、車体の軽量化及びコストの低廉化にも寄与し得る。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、図１及び図２に示した例では、内燃機関１の前方に自動変速機２及び差動装置３を配置し、これらによって車両の前輪４を駆動していたが、駆動輪４は後輪であってもよい。その場合には、内燃機関１の後方に自動変速機２及び差動装置３を配置して後輪４を駆動する態様をとり得る。

その他、各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、三気筒の内燃機関を縦置き配置で搭載する車両に適用することができる。

１…縦置きの三気筒内燃機関
２…自動変速機
３…差動装置
４…駆動輪

Claims

縦置きの三気筒内燃機関と、
内燃機関のクランクシャフトに連結した自動変速機と、
内燃機関から自動変速機を介して供給される回転駆動力を左右の駆動輪に分配するものであり、プロペラシャフトを介さずに自動変速機に連結した差動装置と
を具備する車両。