JP3618901B2

JP3618901B2 - 車両用推進装置

Info

Publication number: JP3618901B2
Application number: JP14035796A
Authority: JP
Inventors: 繁森岡
Original assignee: ビスコドライブジャパン株式会社
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2016-06-03
Also published as: JPH09315164A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用推進装置に関し、より詳しくは、プロペラシャフトや差動歯車装置を用いることなく従動輪を回転駆動できるようにして、発進時若しくは加速時における走行性能を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積雪地や山間地等における車両の発進性や登坂力を向上させるために、前輪駆動車をベースとした４輪駆動車が数多く開発されている。このような４輪駆動車においては、前輪を駆動する変速機から駆動力を取り出し、プロペラシャフト、差動歯車装置、駆動軸を介して左右の後輪に伝達している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように構成された従来の４輪駆動車においては、プロペラシャフトや差動歯車装置等の重量が嵩むばかりでなく、駆動抵抗も増加するため、燃費の悪化を避けることができない。
また、プロペラシャフトの回転アンバランスや差動歯車装置における歯車の噛み合い音等に起因して、ＮＶＨ（ノイズ・バイブレーション・ハーシュネス）の悪化も避けることができない。
【０００４】
また、特に前軸と後軸とを直結させた、いわゆる直結形の４輪駆動車においては、前輪と後輪の回転数が等しくなるため、タイトコーナブレーキング現象の発生を避けることができないばかりでなく、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）装置の制御に支障をきたすことがある。
また、前輪を駆動する変速機から駆動力を取り出すために、変速機の構造を変更しなければならず、多額の設備投資やコストアップが避けられない。
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、２輪駆動車を容易に４輪駆動化することができる良好な車両用推進装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用推進装置は、前後いずれか一方の車軸の回転駆動に用いられる内燃機関と、他方の車軸の回転駆動に用いられる駆動モータと、該駆動モータによって回転駆動される回転部材と、該回転部材内に形成されて高粘性流体が封入される作動室と、該作動室内に配置されて前記回転部材と一体に回転する第１のプレート組と、前記作動室内において前記第１のプレート組に対して交互に配設された第２のプレート組と、前記作動室内において前記第１のプレート組に対して交互に配設された第３のプレート組と、前記第２のプレート組と一体に回転して左右いずれか一方の車輪を回転駆動する第１の駆動軸と、前記第３のプレート組と一体に回転して他方の車輪を回転駆動する第２の駆動軸と、前記第１及び第２の駆動軸と前記左右一対の車輪との間にそれぞれ介装されたクラッチと、前記駆動モータ及び前記クラッチの作動を制御する制御手段とを備える。
【０００６】
上記構成によれば、前後いずれか一方の車軸を内燃機関によって回転駆動し、他方の車軸を駆動モータによって回転駆動することにより、車両の発進時や加速時等の必要な時にだけ駆動モータを作動させて４輪駆動状態とし、走行性能を向上させることができる。
また、本発明の車両用推進装置は、前車軸と後車軸との間で駆動力を伝達するプロペラシャフトを必要としないので、車体重量の増加を抑えることができるばかりでなく、プロペラシャフトの回転アンバランスに起因するＮＶＨの悪化が生じることもない。加えて、タイトコーナブレーキング現象も発生せず、さらにはＡＢＳ装置の制御に支障を来すこともない。
【０００７】
また、本発明の車両用推進装置は、左右一対の第２及び第３のプレート組を有する所謂ビスカスカップリングを介して、駆動モータの回転駆動力をそれぞれ左右の後輪に伝達するので、差動歯車装置を必要とせず、車体重量の増加を抑えることができるばかりでなく、ギヤの噛み合いに起因するＮＶＨの悪化が生じることもない。また、ビスカスカップリングの作用によって左右後輪への駆動力の伝達が滑らかに行われるから、車両の操縦安定性が急激に変化することもない。
【０００８】
さらに、本発明の車両用推進装置においては、左右一対の駆動軸と左右の車輪との間にそれぞれ介装されたクラッチを駆動力遮断状態とすることにより、２輪駆動走行時の非駆動輪の回転抵抗を最小限に抑えることができ、燃費を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る車両用推進装置の一実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明に係る車両用推進装置を備えた車両を模式的に示した平面図、図２は図１の要部拡大図、図３は本発明に係る他の実施形態の車両用推進装置を備えた車両を模式的に示した平面図である。
【００１０】
先ず、図１を参照して、本実施形態の車両用推進装置の全体構造を説明する。図１に示したように、車両の前部に搭載された内燃機関としてのエンジン１が発生する駆動力は、変速機２によって変速された後に左右一対の前輪３，４に伝達され、これら前輪３，４を回転駆動する。
【００１１】
一方、車両の前後方向中央部には、左右一対のバッテリ５と、これらのバッテリ５から供給される電力を制御することにより駆動モータである電動モータ６の作動を制御する制御手段としてのコントローラ７が搭載されている。
そして、前記電動モータ６は、後述するビスカスカップリング１０を介して左右一対の後輪８，９を回転駆動する。
【００１２】
前記ビスカスカップリング１０は、図２に拡大して示したように、クラウンギヤ１１が外周面に取り付けられた回転部材である略円筒状のハウジング１２を備えている。そして、前記ハウジング１２内部の空間は、隔壁１３によって左右一対の作動室１４，１５に２分割されている。前記作動室１４，１５内には、鋼板を円環状に打ち抜くことにより成形された複数枚のアウタプレート１６が、前記ハウジング１２と同軸に配設されている。そして、第１のプレート組としてのこれらアウタプレート１６は、その外周縁部がハウジング１２の内周面と回転方向にスプライン係合し、ハウジング１２と一体に回転する。
【００１３】
また、左右一対の後輪８，９をそれぞれ回転駆動する左右一対の駆動軸１７，１８の一端部は、それぞれ前記作動室１４，１５内に挿入されている。そして、図示右側の作動室１４内には、やはり鋼板を円環状に打ち抜いて成形された複数枚のインナプレート１９が、前記アウタプレート１６と交互に配設されている。第２のプレート組としてのこれらインナプレート１９は、その内周縁部が第１の駆動軸である前記駆動軸１７と回転方向にスプライン係合し、該駆動軸１７と一体に回転する。
同様に、図示左側の作動室１５内には、やはり鋼板を円環状に打ち抜いて成形された複数枚のインナプレート２０が、前記アウタプレート１６と交互に配設されている。第３のプレート組としてのこれらのインナプレート２０は、その内周縁部が第２の駆動軸である前記駆動軸１８と回転方向にスプライン係合し、駆動軸１８と一体に回転する。
【００１４】
前記作動室１４，１５内には、高粘性流体としてのシリコンオイルが封入されている。そして、このシリコンオイルは、図示されないＸリング等の封止部材により、作動室１４，１５の外部に漏れ出さないように密封されている。
また、前記駆動軸１７と右後輪８との間、および前記駆動軸１８と左後輪９との間には、左右の後輪８，９に伝達する駆動力を断続するクラッチ２１，２２がそれぞれ配設されている。そして、これらクラッチ２１，２２は、本実施形態においては、図示されない電磁ソレノイドによって断続動作するドグクラッチとされ、その作動は前記コントローラ７によって適宜制御される。
更に、前記コントローラ７には、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ２３と、ステアリングハンドルの回転角度から舵角を検出する舵角センサ２４と、走行車速を検出する車速センサ２５とが接続されている。
【００１５】
次に、上述のように構成された本実施形態の車両用推進装置の作動について、図１を参照して説明する。
先ず、車両が定常走行する際には、前輪３，４のみが、変速機２によって変速されたエンジン１の駆動力により回転駆動され、前輪駆動車と同一の２輪駆動走行状態となる。
【００１６】
これに対して、車両が発進したり登坂したりする際には、電動モータ６の駆動力が左右一対の後輪８，９に伝達され、４輪駆動状態となる。
すなわち、電動モータ６の駆動力は、まず、ビスカスカップリング１０のクラウンギヤ１１に伝達され、ハウジング１２を回転駆動する。これにより、左右一対の作動室１４，１５内にそれぞれ配置されたアウタプレート１６と、インナプレート１９，２０とが相対回転する。すると、アウタプレート１６とインナプレート１９，２０との間には、作動室１４，１５内に封入されたシリコンオイルの粘性に起因する粘性抵抗がそれぞれ作用するので、この粘性抵抗と同じ大きさの駆動力がアウタプレート１６からインナプレート１９，２０、すなわちハウジング１２から左右一対の駆動軸１７，１８にそれぞれ伝達される。
そして、前記クラッチ２１，２２を駆動力伝達状態とすることにより、駆動力が駆動軸１７，１８を介して左右一対の後輪８，９に伝達される。
【００１７】
次に、前記コントローラ７の作動について説明する。
前記車速センサ２５によって車速がゼロであることが検出されると、コントローラ７は、左右一対のクラッチ２１，２２をそれぞれ制御して駆動力伝達状態とする。そして、アクセルペダルセンサ２３によって車両の運転者がアクセルペダルを踏み込んだことが検出されると、コントローラ７は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた強さの電流を電動モータ６に通電する。これにより、車両は、エンジン１の駆動力で前輪３，４を駆動し、かつ電動モータ６の駆動力により後輪８，９をそれぞれ駆動する４輪駆動状態で発進するので、エンジン１のみの駆動力によって発進する場合に比較して駆動力が大幅に上昇し、加速性能の向上を図ることができる。
【００１８】
そして、車速センサ２５によって車両の走行速度が所定の車速Ｖ１に達したことが検出されると、コントローラ７は、クラッチ２１，２２を駆動力遮断状態に切り替えるとともに、電動モータ６への電力の供給を停止する。これにより、前記車速Ｖ１以上の速度域においては、車両はエンジン１の駆動力のみによって走行するが、この場合には発進時ほど大きな駆動力を必要としないので、エンジン１の駆動力で十分な動力性能を得ることができる。
また、車両が徐々に減速して前記車速Ｖ１より低い所定の車速Ｖ２にまで車速が低下すると、コントローラ７はクラッチ２１，２２を再び駆動力伝達状態に切り替え、アクセルペダルが再び踏み込まれた際に、直ちに電動モータ６の駆動力によって車両の加速を助勢できるように準備を整える。
【００１９】
また、前記舵角センサ２４によって舵角が所定の値以上となったことが検出されると、コントローラ７は、クラッチ２１，２２を駆動力遮断状態に切り替えるとともに、電動モータ６への電力の供給を停止する。これにより、車両の後部が後輪８，９によって旋回方向外側へ押し出される現象が回避されるので、車両は滑らかに旋回することができる。
【００２０】
すなわち、本実施形態の車両用推進装置１００は、前輪３，４をエンジン１によって、後輪８，９を電動モータ６によって回転駆動するので、車両の発進時や加速時等、必要な時にだけ電動モータ６を作動させて４輪駆動状態とし、走行性能を向上させることができる。
また、本実施形態の車両用推進装置１００は、前車軸側と後車軸側との間で駆動力を伝達するプロペラシャフトを必要としないので、車体重量の増加を抑えることができるばかりでなく、プロペラシャフトの回転アンバランスに起因するＮＶＨの悪化が生じることもない。加えて、タイトコーナブレーキング現象も発生せず、さらにはＡＢＳ装置の制御に支障を来すこともない。
【００２１】
また、本実施形態の車両用推進装置１００は、電動モータ６による駆動力を、ビスカスカップリング１０を介して左右の後輪８，９に伝達するので、差動歯車装置を必要とせず、車体重量の増加を抑えることができるばかりでなく、ギヤの噛み合いに起因するＮＶＨの悪化が生じることもない。また、ビスカスカップリング１０の作用によって後輪８，９への駆動力の伝達が滑らかに行われるから、後輪８，９の駆動を開始する時に車両の操縦安定性が急激に変化することもない。
【００２２】
さらに、本実施形態の車両用推進装置１００は、駆動軸１７，１８と後輪８，９との間にそれぞれクラッチ２１，２２を備えるので、クラッチ２１，２２を駆動力遮断状態とすることにより、エンジン１で前輪３，４を駆動する前輪駆動状態の時に、後輪８，９の回転抵抗を最小限に抑えることができ、燃費を向上させることができる。
【００２３】
以上、本発明の一実施形態に係る車両用推進装置１００について詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態においては、駆動モータとして電動モータ６を用いているが、図３に示した車両用推進装置２００のように、駆動モータとして油圧モータ３１を用いることもできる。
【００２４】
すなわち、油圧モータ３１には、エンジン１によって回転駆動される油圧ポンプ３２が発生する油圧が供給される。そして、アクセルペダルセンサ２３、舵角センサ２４、車速センサ２５がそれぞれ接続された制御手段であるコントローラ３３が、流量絞り弁３４の開度を制御することにより、油圧モータ３１に供給する油圧を制御する。そして、油圧モータ３１が発生する駆動力を、前述したようにビスカスカップリング１０および駆動軸１７，１８を介して左右の後輪８，９に伝達する。
これにより、駆動モータとして電動モータ６を用いる場合のようにバッテリ５を搭載する必要がなく、車両の重量を軽減することができる。
【００２５】
【発明の効果】
上述したように、本発明の車両用推進装置によれば、前後いずれか一方の車軸を内燃機関によって駆動するとともに、他方の車軸を駆動モータがビスカスカップリング、駆動軸及びクラッチを介して駆動する構成としたので、車両の発進時や加速時等、必要な時にだけ駆動モータを作動させて４輪駆動状態とし、走行性能を向上させることができる。
そして、本発明の車両用推進装置は、前車軸と後車軸との間で駆動力を伝達するプロペラシャフトと、左右一対の駆動軸に駆動力を分配する差動歯車装置とを必要とせず、車体重量の増加を抑えることができると共にＮＶＨの悪化を防止できる。また、ビスカスカップリングの作用によって、駆動力の伝達が滑らかに行われるから、他方の車軸の駆動を開始する時に車両の操縦安定性が急激に変化することもない。
したがって、従来技術が有する問題点を生じさせることなく、２輪駆動車を容易に４輪駆動化できる良好な車両用推進装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用推進装置を備えた車両を模式的に示した平面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明に係る他の実施形態の車両用推進装置を備えた車両を模式的に示した平面図である。
【符号の説明】
１エンジン（内燃機関）
２変速機
３，４前輪
５バッテリ
６電動モータ（駆動モータ）
７コントローラ（制御手段）
８，９後輪
１０ビスカスカップリング
１１クラウンギヤ
１２ハウジング（回転部材）
１３隔壁
１４，１５作動室
１６アウタプレート（第１のプレート組）
１７駆動軸（第１の駆動軸）
１８駆動軸（第２の駆動軸）
１９インナプレート（第２のプレート組）
２０インナプレート（第３のプレート組）
２１，２２クラッチ
２３アクセルペダルセンサ
２４舵角センサ
２５車速センサ
１００車両用推進装置

Claims

前後いずれか一方の車軸の回転駆動に用いられる内燃機関と、他方の車軸の回転駆動に用いられる駆動モータと、該駆動モータによって回転駆動される回転部材と、該回転部材内に形成されて高粘性流体が封入される作動室と、該作動室内に配置されて前記回転部材と一体に回転する第１のプレート組と、前記作動室内において前記第１のプレート組に対して交互に配設された第２のプレート組と、前記作動室内において前記第１のプレート組に対して交互に配設された第３のプレート組と、前記第２のプレート組と一体に回転して左右いずれか一方の車輪を回転駆動する第１の駆動軸と、前記第３のプレート組と一体に回転して他方の車輪を回転駆動する第２の駆動軸と、前記第１及び第２の駆動軸と前記左右一対の車輪との間にそれぞれ介装されたクラッチと、前記駆動モータ及び前記クラッチの作動を制御する制御手段とを備える車両用推進装置。
前記制御手段が、車両の発進時および加速時には、前記駆動モータを作動させるとともに前記クラッチを駆動力伝達状態とするが、車両の車速が所定の値に達した時には、前記駆動モータの作動を停止させるとともに前記クラッチを駆動力遮断状態とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用推進装置。
前記制御手段が、舵角センサを備えるとともに、該舵角センサによって所定の値以上の舵角が検出された時には、前記駆動モータの作動を停止させるとともに前記クラッチを駆動力遮断状態とすることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用推進装置。