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JP2024126394A - Four-wheel drive vehicle - Google Patents

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JP2024126394A
JP2024126394A JP2023034747A JP2023034747A JP2024126394A JP 2024126394 A JP2024126394 A JP 2024126394A JP 2023034747 A JP2023034747 A JP 2023034747A JP 2023034747 A JP2023034747 A JP 2023034747A JP 2024126394 A JP2024126394 A JP 2024126394A
Authority
JP
Japan
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wheel
pair
state
drive
driving force
Prior art date
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Pending
Application number
JP2023034747A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
哲也 山▲崎▼
Tetsuya Yamazaki
将貴 三田
Masataka Mita
剛 永山
Takeshi Nagayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
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Publication date
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Abstract

To provide a four-wheel-drive vehicle configured to suppress generation of abnormal noise and vibration when switching a four-wheel-drive state to a two-wheel-drive state.SOLUTION: A four-wheel-drive vehicle 1 can switch between a four-wheel-drive state in which a front motor 23 drives a left-front wheel 13 and a right-front wheel 14 and a rear motor 21 drives a left-rear wheel 11 and a right-rear wheel 12 and a two-wheel-drive state in which clutch devices 6L and 6R of a front-wheel-side driving force transmitting system 4 that transmits driving force to the left-front wheel 13 and the right-front wheel 14 are brought into release states and the rear motor 21 drives the left-rear wheel 11 and the right-rear wheel 12. When the four-wheel-drive state is switched to the two-wheel-drive state, a control device 20 controls the clutch devices 6L and 6R in a fastening state and in the release state, while reducing driving force generated by the front motor 23 down to vibration-suppression torque that can suppress vibration of the front-wheel-side driving force transmitting system 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、前輪及び後輪の一方を主駆動源で駆動すると共に他方を副駆動源で駆動する構成の4輪駆動車に関する。 The present invention relates to a four-wheel drive vehicle in which one of the front and rear wheels is driven by a main drive source and the other is driven by a secondary drive source.

従来、4輪駆動車には、前輪及び後輪の一方を主駆動源で駆動すると共に他方を副駆動源で駆動する構成のものがある。特許文献1に記載の4輪駆動車は、副駆動源としてのモータジェネレータと、モータジェネレータの回転を減速する減速機構と、減速機構により増幅されたトルクを左右輪に配分するデファレンシャルギヤとを備え、デファレンシャルギヤとドライブシャフトとの間にドグクラッチ等によって構成された切替装置が配置されている。高速走行時には、モータジェネレータの回転数が過回転状態とならないように制御装置によって切替装置がトルクを伝達する伝達状態からトルク伝達を遮断する遮断状態に切り替えられ、2輪駆動状態となる。 Conventionally, some four-wheel drive vehicles are configured so that one of the front and rear wheels is driven by a main drive source and the other is driven by a secondary drive source. The four-wheel drive vehicle described in Patent Document 1 includes a motor generator as the secondary drive source, a speed reduction mechanism that reduces the rotation of the motor generator, and a differential gear that distributes the torque amplified by the speed reduction mechanism to the left and right wheels, and a switching device composed of a dog clutch or the like is disposed between the differential gear and the drive shaft. When traveling at high speeds, a control device switches the switching device from a transmission state in which torque is transmitted to a blocking state in which torque transmission is blocked so that the rotation speed of the motor generator does not exceed the limit, resulting in a two-wheel drive state.

特開2020-192922号公報(段落[0030]-[0032]参照)JP 2020-192922 A (see paragraphs [0030]-[0032])

上記のように構成された4輪駆動車では、切替装置を伝達状態から遮断状態に切り替える際に、ドライブシャフト等の駆動力伝達軸の捩れが急激に解放されて異音や振動が発生してしまうおそれがある。 In a four-wheel drive vehicle configured as described above, when the switching device is switched from the transmission state to the disconnection state, the torsion in the drive force transmission shaft, such as the drive shaft, may be suddenly released, causing abnormal noise and vibration.

そこで、本発明は、4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替える際の異音や振動の発生を抑制することが可能な4輪駆動車を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a four-wheel drive vehicle that can suppress the generation of abnormal noise and vibration when switching from four-wheel drive to two-wheel drive.

本発明は、上記の目的を達成するため、左右一対の主駆動輪と、左右一対の副駆動輪と、前記左右一対の主駆動輪を回転駆動する主駆動源と、前記左右一対の副駆動輪を回転駆動する副駆動源と、前記副駆動源の駆動力が入力される差動装置と、前記差動装置と前記左右一対の副駆動輪との間にそれぞれ配置された左右一対のクラッチ装置と、前記副駆動源及び前記左右一対のクラッチ装置を制御する制御装置とを備え、前記左右一対の副駆動輪を前記副駆動源によって駆動すると共に前記左右一対の主駆動輪を前記主駆動源によって駆動する4輪駆動状態と、前記左右一対のクラッチ装置を解放状態として前記左右一対の主駆動輪を前記主駆動源によって駆動する2輪駆動状態とを切り替え可能な4輪駆動車であって、前記制御装置は、前記4輪駆動状態から前記2輪駆動状態に切り替えるとき、前記副駆動輪が発生する駆動力を、前記左右一対の副駆動輪に駆動力を伝達する駆動力伝達系の振動を抑制可能な振動抑制トルクに低減した状態で、前記左右一対のクラッチ装置を締結状態から解放状態に制御する、4輪駆動車を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a four-wheel drive vehicle that includes a pair of left and right main drive wheels, a pair of left and right auxiliary drive wheels, a main drive source that drives the pair of left and right main drive wheels, an auxiliary drive source that drives the pair of left and right auxiliary drive wheels, a differential device to which the driving force of the auxiliary drive source is input, a pair of left and right clutch devices that are respectively arranged between the differential device and the pair of left and right auxiliary drive wheels, and a control device that controls the auxiliary drive source and the pair of left and right clutch devices, and that can switch between a four-wheel drive state in which the pair of left and right auxiliary drive wheels are driven by the auxiliary drive source and the pair of left and right main drive wheels are driven by the main drive source, and a two-wheel drive state in which the pair of left and right clutch devices are in a released state and the pair of left and right main drive wheels are driven by the main drive source, and the control device controls the pair of left and right clutch devices from an engaged state to a released state when switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state, with the driving force generated by the auxiliary drive wheels reduced to a vibration suppression torque that can suppress vibration in the driving force transmission system that transmits the driving force to the pair of left and right auxiliary drive wheels.

本発明に係る4輪駆動車によれば、4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替える際の異音や振動の発生を抑制することが可能となる。 The four-wheel drive vehicle of the present invention makes it possible to suppress the generation of abnormal noise and vibrations when switching from four-wheel drive to two-wheel drive.

本発明の実施の形態に係る4輪駆動車の概略の構成例を模式的に示す概略構成図である。1 is a schematic diagram showing an example of the general configuration of a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention; フロントディファレンシャル装置及び右側のクラッチ装置の構成例をドライブシャフトの一部と共に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a front differential device and a right-side clutch device together with a part of a drive shaft. 4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替えるときに制御装置が実行する制御方法の具体例を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a specific example of a control method executed by the control device when switching from a four-wheel drive state to a two-wheel drive state.

[実施の形態]
本発明の実施の形態について、図1乃至3を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
[Embodiment]
An embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 3. Note that the embodiment described below is shown as a preferred specific example for carrying out the present invention, and while there are some parts that specifically exemplify various technical matters that are technically preferable, the technical scope of the present invention is not limited to this specific embodiment.

図1は、本発明の実施の形態に係る4輪駆動車1の概略の構成例を模式的に示す概略構成図である。4輪駆動車1は、左右一対の主駆動輪である左後輪11及び右後輪12と、左右一対の副駆動輪である左前輪13及び右前輪14と、左後輪11及び右後輪12を回転駆動する主駆動源であるリヤモータ21と、リヤモータ21にモータ電流を供給するリヤインバータ22と、左前輪13及び右前輪14を回転駆動する副駆動源であるフロントモータ23と、フロントモータ23にモータ電流を供給するフロントインバータ24と、リヤインバータ22及びフロントインバータ24に接続された強電バッテリー25と、リヤモータ21及びフロントモータ23を制御する制御装置20と、リヤモータ21の駆動力を左後輪11及び右後輪12に伝達する後輪側駆動力伝達系3と、フロントモータ23の駆動力を左前輪13及び右前輪14に伝達する前輪側駆動力伝達系4とを備えている。 Figure 1 is a schematic diagram showing an example of the general configuration of a four-wheel drive vehicle 1 relating to an embodiment of the present invention. The four-wheel drive vehicle 1 includes a pair of left and right main drive wheels, a left rear wheel 11 and a right rear wheel 12, a pair of left and right auxiliary drive wheels, a rear motor 21 that is a main drive source that drives the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12, a rear inverter 22 that supplies motor current to the rear motor 21, a front motor 23 that is an auxiliary drive source that drives the left front wheel 13 and the right front wheel 14, a front inverter 24 that supplies motor current to the front motor 23, a high-voltage battery 25 connected to the rear inverter 22 and the front inverter 24, a control device 20 that controls the rear motor 21 and the front motor 23, a rear wheel side drive force transmission system 3 that transmits the drive force of the rear motor 21 to the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12, and a front wheel side drive force transmission system 4 that transmits the drive force of the front motor 23 to the left front wheel 13 and the right front wheel 14.

リヤインバータ22は、強電バッテリー25から供給される直流電流を制御装置20から出力されるPWM信号に応じてスイッチングし、モータ電流としてフロントモータ23に供給する。同様に、フロントインバータ24は、強電バッテリー25から供給される直流電流を制御装置20から出力されるPWM信号に応じてスイッチングし、モータ電流としてフロントモータ23に供給する。また、制御装置20は、リヤモータ21又はフロントモータ23を回生制動してリヤインバータ22又はフロントインバータ24から強電バッテリー25に回生電流を供給することも可能である。 The rear inverter 22 switches the DC current supplied from the high-power battery 25 in response to a PWM signal output from the control device 20, and supplies it to the front motor 23 as a motor current. Similarly, the front inverter 24 switches the DC current supplied from the high-power battery 25 in response to a PWM signal output from the control device 20, and supplies it to the front motor 23 as a motor current. The control device 20 can also regeneratively brake the rear motor 21 or the front motor 23 to supply regenerative current from the rear inverter 22 or the front inverter 24 to the high-power battery 25.

左後輪11及び右後輪12ならびに左前輪13及び右前輪14は、それぞれホイール111,121,131,141と、ホイール111,121,131,141に装着されたタイヤ112,122,132,142とを有している。ホイール111,121,131,141は、ハブユニット113,123,133,143にそれぞれ取り付けられている。ハブユニット113,123,133,143には、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ114,124,134,144がそれぞれ取り付けられている。制御装置20は、CAN(Control Area Network)等の車載ネットワークを介して左後輪11及び右後輪12ならびに左前輪13及び右前輪14の回転速度の情報を取得可能である。 The left rear wheel 11 and the right rear wheel 12, and the left front wheel 13 and the right front wheel 14 have wheels 111, 121, 131, 141, and tires 112, 122, 132, 142 mounted on the wheels 111, 121, 131, 141, respectively. The wheels 111, 121, 131, 141 are attached to hub units 113, 123, 133, 143, respectively. Wheel speed sensors 114, 124, 134, 144 that detect the rotational speed of each wheel are attached to the hub units 113, 123, 133, 143, respectively. The control device 20 can obtain information on the rotational speed of the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12, and the left front wheel 13 and the right front wheel 14 via an in-vehicle network such as a Control Area Network (CAN).

後輪側駆動力伝達系3は、リヤモータ21の出力回転を減速する減速機構31と、リヤディファレンシャル装置32と、リヤディファレンシャル装置32と左後輪11のハブユニット113との間に配置された左側のドライブシャフト33Lと、リヤディファレンシャル装置32と右後輪12のハブユニット123との間に配置された右側のドライブシャフト33Rとを有している。リヤディファレンシャル装置32は、減速機構31によって増幅されたリヤモータ21の駆動力を、ドライブシャフト33L,33Rを介して左後輪11及び右後輪12に配分する。ドライブシャフト33L,33Rは、一対の等速ジョイント331,332と、等速ジョイント331,332の間に配置された中間シャフト333とをそれぞれ有している。 The rear wheel side driving force transmission system 3 includes a reduction mechanism 31 that reduces the output rotation of the rear motor 21, a rear differential device 32, a left drive shaft 33L arranged between the rear differential device 32 and the hub unit 113 of the left rear wheel 11, and a right drive shaft 33R arranged between the rear differential device 32 and the hub unit 123 of the right rear wheel 12. The rear differential device 32 distributes the driving force of the rear motor 21 amplified by the reduction mechanism 31 to the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12 via the drive shafts 33L and 33R. The drive shafts 33L and 33R each have a pair of constant velocity joints 331 and 332, and an intermediate shaft 333 arranged between the constant velocity joints 331 and 332.

前輪側駆動力伝達系4は、フロントモータ23の出力回転を減速する減速機構41と、フロントディファレンシャル装置5と、フロントディファレンシャル装置5と左前輪13のハブユニット133との間の左側のクラッチ装置6L及びドライブシャフト7Lと、フロントディファレンシャル装置5と右前輪14のハブユニット143との間の右側のクラッチ装置6R及びドライブシャフト7Rとを有している。本実施の形態では、左側のクラッチ装置6Lがフロントディファレンシャル装置5とドライブシャフト7Lとの間に配置され、右側のクラッチ装置6Rがフロントディファレンシャル装置5とドライブシャフト7Rとの間に配置されている。フロントディファレンシャル装置5は、本発明の差動装置に相当する。 The front wheel side driving force transmission system 4 includes a speed reducing mechanism 41 that reduces the output rotation of the front motor 23, a front differential device 5, a left clutch device 6L and a drive shaft 7L between the front differential device 5 and the hub unit 133 of the left front wheel 13, and a right clutch device 6R and a drive shaft 7R between the front differential device 5 and the hub unit 143 of the right front wheel 14. In this embodiment, the left clutch device 6L is disposed between the front differential device 5 and the drive shaft 7L, and the right clutch device 6R is disposed between the front differential device 5 and the drive shaft 7R. The front differential device 5 corresponds to the differential device of the present invention.

減速機構41は、フロントモータ23の出力回転軸231に固定された出力ギヤ411と、出力ギヤ411とフロントディファレンシャル装置5との間に配置された減速ギヤ412とを有している。減速ギヤ412は、出力ギヤ411に噛み合わされた大径ギヤ部412aと、大径ギヤ部412aよりも小径の小径ギヤ部412bと、大径ギヤ部412aと小径ギヤ部412bとを相対回転不能に連結する軸部412cとを有している。 The reduction mechanism 41 has an output gear 411 fixed to the output rotating shaft 231 of the front motor 23, and a reduction gear 412 arranged between the output gear 411 and the front differential device 5. The reduction gear 412 has a large diameter gear portion 412a meshed with the output gear 411, a small diameter gear portion 412b that is smaller in diameter than the large diameter gear portion 412a, and a shaft portion 412c that connects the large diameter gear portion 412a and the small diameter gear portion 412b so that they cannot rotate relative to each other.

ドライブシャフト7L,7Rは、一対の等速ジョイント71,72と、一対の等速ジョイント71,72の間に配置された中間シャフト73とをそれぞれ有している。一対の等速ジョイント71,72のうち、フロントディファレンシャル装置5側の一方の等速ジョイント71は、フロントディファレンシャル装置5の回転軸線に沿った軸線方向の変位、及びこの軸線方向に対する傾動を許容する摺動式等速自在継手であり、他方の等速ジョイント72は、中間シャフト73の軸線方向に対する傾動のみを許容する固定式等速自在継手である。 The drive shafts 7L, 7R each have a pair of constant velocity joints 71, 72 and an intermediate shaft 73 disposed between the pair of constant velocity joints 71, 72. Of the pair of constant velocity joints 71, 72, the constant velocity joint 71 on the front differential device 5 side is a sliding type constant velocity universal joint that allows axial displacement along the rotation axis of the front differential device 5 and tilting relative to this axial direction, while the other constant velocity joint 72 is a fixed type constant velocity universal joint that only allows tilting relative to the axial direction of the intermediate shaft 73.

クラッチ装置6L,6Rは、制御装置20によって制御され、締結状態と解放状態とが切り替えられる。左側のクラッチ装置6Lが締結状態であるとき、ドライブシャフト7Lを介してフロントディファレンシャル装置5から左前輪13に駆動力が伝達され、左側のクラッチ装置6Lが解放状態となると、左前輪13への駆動力伝達が遮断される。また、右側のクラッチ装置6Rが締結状態であるとき、ドライブシャフト7Rを介してフロントディファレンシャル装置5から右前輪14に駆動力が伝達され、右側のクラッチ装置6Rが解放状態となると、右前輪14への駆動力伝達が遮断される。 The clutch devices 6L, 6R are controlled by the control device 20 and are switched between an engaged state and a released state. When the left clutch device 6L is in an engaged state, driving force is transmitted from the front differential device 5 to the left front wheel 13 via the drive shaft 7L, and when the left clutch device 6L is in a released state, the transmission of driving force to the left front wheel 13 is cut off. When the right clutch device 6R is in an engaged state, driving force is transmitted from the front differential device 5 to the right front wheel 14 via the drive shaft 7R, and when the right clutch device 6R is in a released state, the transmission of driving force to the right front wheel 14 is cut off.

制御装置20は、リヤモータ21、フロントモータ23、及びクラッチ装置6L,6Rを制御することにより、左右一対の副駆動輪である左前輪13及び右前輪14をフロントモータ23によって駆動すると共に左右一対の主駆動輪である左後輪11及び右後輪12をリヤモータ21によって駆動する4輪駆動状態と、左右一対のクラッチ装置6L,6Rを解放状態として左後輪11及び右後輪12をリヤモータ21によって駆動する2輪駆動状態とを切り替え可能である。 The control device 20 controls the rear motor 21, the front motor 23, and the clutch devices 6L, 6R to switch between a four-wheel drive state in which the pair of left and right auxiliary drive wheels, the left front wheel 13 and the right front wheel 14, are driven by the front motor 23 and the pair of left and right main drive wheels, the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12, are driven by the rear motor 21, and a two-wheel drive state in which the pair of left and right clutch devices 6L, 6R are released and the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12 are driven by the rear motor 21.

図2は、フロントディファレンシャル装置5及び右側のクラッチ装置6Rの構成例をドライブシャフト7Rの一部と共に示す断面図である。なお、左側のクラッチ装置6Lについても、右側のクラッチ装置6Rと同様に構成されている。 Figure 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the front differential device 5 and the right clutch device 6R together with a portion of the drive shaft 7R. The left clutch device 6L is configured in the same way as the right clutch device 6R.

等速ジョイント71は、外側継手部材711及び内側継手部材712と複数のローラ713とを有するトリポードジョイントである。外側継手部材711は、有底円筒状のカップ部711aと軸状のステム部711bとを有し、ステム部711bの先端にスプライン嵌合部711cが設けられている。内側継手部材712は、三つの脚軸712aを有しており、それぞれの脚軸712aの外周にローラ713が配置されている。図2では、複数の脚軸712a及びローラ713のうちの一つを図示している。内側継手部材712の中心部には、中間シャフト73が相対回転不能に嵌合している。 The constant velocity joint 71 is a tripod joint having an outer joint member 711, an inner joint member 712, and multiple rollers 713. The outer joint member 711 has a cylindrical cup portion 711a with a bottom and a shaft-shaped stem portion 711b, and a spline fitting portion 711c is provided at the tip of the stem portion 711b. The inner joint member 712 has three leg shafts 712a, and a roller 713 is arranged on the outer periphery of each leg shaft 712a. Figure 2 shows one of the multiple leg shafts 712a and rollers 713. An intermediate shaft 73 is fitted into the center of the inner joint member 712 so that it cannot rotate relative to the center.

フロントディファレンシャル装置5は、左前輪13と右前輪14の差動回転を抑制する差動制限機能付きのLSD(Limited Slip Differential)であり、デフケース51と、デフケース51に固定されたリングギヤ52と、左側及び右側のサイドギヤ53,54と、左側のサイドギヤ53に噛み合う複数の第1ピニオンギヤ55と、右側のサイドギヤ54に噛み合う複数の第2ピニオンギヤ56と、サイドギヤ53,54とデフケース51との間に配置されたサイドワッシャ57,58と、サイドギヤ53,54の間に配置されたセンタワッシャ59とを有している。第1ピニオンギヤ55、第2ピニオンギヤ56、及びサイドギヤ53,54には、それぞれ斜歯が形成されている。デフケース51は、デフキャリヤ81に収容され、一対の軸受91,92によってデフキャリヤ81に対して回転可能に支持されている。軸受91,92は、一例として、内輪と外輪との間に複数の部分円錐状の転動体(ころ)が配置された円錐ころ軸受である。 The front differential device 5 is an LSD (Limited Slip Differential) with a differential limiting function that suppresses differential rotation between the left front wheel 13 and the right front wheel 14, and includes a differential case 51, a ring gear 52 fixed to the differential case 51, left and right side gears 53, 54, a plurality of first pinion gears 55 meshing with the left side gear 53, a plurality of second pinion gears 56 meshing with the right side gear 54, side washers 57, 58 arranged between the side gears 53, 54 and the differential case 51, and a center washer 59 arranged between the side gears 53, 54. The first pinion gear 55, the second pinion gear 56, and the side gears 53, 54 each have helical teeth formed thereon. The differential case 51 is housed in the differential carrier 81 and is rotatably supported relative to the differential carrier 81 by a pair of bearings 91, 92. As an example, the bearings 91, 92 are tapered roller bearings in which multiple partially conical rolling elements (rollers) are arranged between the inner and outer rings.

図2では、複数の第1ピニオンギヤ55のうちの一つをサイドギヤ53,54の下側に示し、複数の第2ピニオンギヤ56のうちの一つをサイドギヤ53,54の上側に示している。第1ピニオンギヤ55と第2ピニオンギヤ56は、デフケース51に形成された保持孔510に収容され、互いに噛み合わされてピニオンギヤ組を構成している。デフケース51には、複数の保持孔510が周方向等間隔に形成されており、複数の保持孔510のそれぞれに一組の第1ピニオンギヤ55及び第2ピニオンギヤ56が収容されている。4輪駆動状態において左前輪13及び右前輪14が異なる速度で回転するとき、第1ピニオンギヤ55及び第2ピニオンギヤ56がデフケース51と共に公転しながら保持孔510内でそれぞれの中心軸線を中心として自転する。 2, one of the multiple first pinion gears 55 is shown below the side gears 53, 54, and one of the multiple second pinion gears 56 is shown above the side gears 53, 54. The first pinion gear 55 and the second pinion gear 56 are housed in a retaining hole 510 formed in the differential case 51 and mesh with each other to form a pinion gear set. The differential case 51 has multiple retaining holes 510 formed at equal intervals in the circumferential direction, and each of the multiple retaining holes 510 houses a set of the first pinion gear 55 and the second pinion gear 56. When the left front wheel 13 and the right front wheel 14 rotate at different speeds in the four-wheel drive state, the first pinion gear 55 and the second pinion gear 56 rotate about their respective central axes within the retaining hole 510 while revolving together with the differential case 51.

保持孔510内で第1ピニオンギヤ55及び第2ピニオンギヤ56が自転すると、保持孔510の内面510aと第1ピニオンギヤ55の歯先面55a及び第2ピニオンギヤ56の歯先面56aとの間に摩擦力が発生する。この摩擦力は、左前輪13と右前輪14の差動回転を抑制する差動制限力となる。また、第1ピニオンギヤ55及び第2ピニオンギヤ56とサイドギヤ53,54との噛み合いによってサイドギヤ53,54に発生する軸方向のスラスト力により、サイドギヤ53,54がサイドワッシャ57,58又はセンタワッシャ59に押し付けられることによって発生する摩擦力も、左前輪13と右前輪14の差動回転を抑制する差動制限力となる。 When the first pinion gear 55 and the second pinion gear 56 rotate within the retaining hole 510, a frictional force is generated between the inner surface 510a of the retaining hole 510 and the tooth tip surface 55a of the first pinion gear 55 and the tooth tip surface 56a of the second pinion gear 56. This frictional force becomes a differential limiting force that suppresses the differential rotation of the left front wheel 13 and the right front wheel 14. In addition, the frictional force generated by the side gears 53, 54 being pressed against the side washers 57, 58 or the center washer 59 by the axial thrust force generated in the side gears 53, 54 due to the meshing of the first pinion gear 55 and the second pinion gear 56 with the side gears 53, 54 also becomes a differential limiting force that suppresses the differential rotation of the left front wheel 13 and the right front wheel 14.

この差動制限力により、左前輪13と右前輪14とが差動回転した際には、左前輪13から右前輪14に、又は右前輪14から左前輪13に、フロントディファレンシャル装置5のTBR(Torque Bias Ratio)に応じた駆動力が伝達される。ここで、TBRとは、サイドギヤ53,54が差動回転している状態において、サイドギヤ53,54のうち高トルク側のサイドギヤから出力されるトルクの大きさを低トルク側のサイドギヤから出力されるトルクの大きさで除した値である。以下、この差動制限力により、フロントディファレンシャル装置5を介して左前輪13側と右前輪14側との間で伝達されるトルクをTBR対応トルクという。 When the left front wheel 13 and the right front wheel 14 rotate differentially due to this differential limiting force, a driving force according to the TBR (Torque Bias Ratio) of the front differential device 5 is transmitted from the left front wheel 13 to the right front wheel 14, or from the right front wheel 14 to the left front wheel 13. Here, TBR is a value obtained by dividing the magnitude of the torque output from the high-torque side gear of the side gears 53, 54 by the magnitude of the torque output from the low-torque side gear when the side gears 53, 54 are rotating differentially. Hereinafter, the torque transmitted between the left front wheel 13 side and the right front wheel 14 side via the front differential device 5 due to this differential limiting force is referred to as TBR-compatible torque.

デフケース51は、第1ケース部材511と第2ケース部材512とを有し、第1ケース部材511と第2ケース部材512とが複数のボルト513によって結合されている。複数のボルト513は、第1ケース部材511及び第2ケース部材512に形成されたボルト孔511a,512aに挿通され、リングギヤ52に形成されたねじ孔52aに螺合している。 The differential case 51 has a first case member 511 and a second case member 512, which are joined together by a number of bolts 513. The bolts 513 are inserted through bolt holes 511a, 512a formed in the first case member 511 and the second case member 512, and are screwed into threaded holes 52a formed in the ring gear 52.

リングギヤ52は、減速ギヤ412の小径ギヤ部412bに噛み合わされており、減速機構41によって増幅されたフロントモータ23の駆動力がリングギヤ52からフロントディファレンシャル装置5に入力される。フロントディファレンシャル装置5は、入力されたフロントモータ23の駆動力を、サイドギヤ53,54から左後輪11側及び右後輪12側に配分して出力する。 The ring gear 52 is meshed with the small diameter gear portion 412b of the reduction gear 412, and the driving force of the front motor 23 amplified by the reduction mechanism 41 is input from the ring gear 52 to the front differential device 5. The front differential device 5 distributes and outputs the input driving force of the front motor 23 from the side gears 53, 54 to the left rear wheel 11 and the right rear wheel 12.

デフキャリヤ81には、クラッチ装置6Rの一部を収容するクラッチケース82が複数のボルト83によって固定されている。クラッチケース82には、等速ジョイント71の外側継手部材711のステム部711bが挿通される挿通孔820が形成されている。挿通孔820には、クラッチケース82の内部への異物の侵入を防ぐためのシール部材90が取り付けられており、シール部材90がステム部711bに弾接している。 A clutch case 82 that houses a part of the clutch device 6R is fixed to the differential carrier 81 by a number of bolts 83. The clutch case 82 has an insertion hole 820 through which the stem portion 711b of the outer joint member 711 of the constant velocity joint 71 is inserted. A seal member 90 is attached to the insertion hole 820 to prevent foreign matter from entering the inside of the clutch case 82, and the seal member 90 is in elastic contact with the stem portion 711b.

クラッチ装置6Rは、第1クラッチ部材61及び第2クラッチ部材62と、第1クラッチ部材61及び第2クラッチ部材62の外周に配置された円筒状の噛み合い部材であるスリーブ63と、スリーブ63に係合して進退移動するシフトフォーク64と、シフトフォーク64の移動をガイドするガイドピン65と、制御装置20から供給される電流によって動作するアクチュエータ66と、アクチュエータ66の動作状態を検出するためのポジションセンサ67とを有している。 The clutch device 6R has a first clutch member 61 and a second clutch member 62, a sleeve 63 which is a cylindrical meshing member arranged on the outer periphery of the first clutch member 61 and the second clutch member 62, a shift fork 64 which engages with the sleeve 63 and moves back and forth, a guide pin 65 which guides the movement of the shift fork 64, an actuator 66 which operates by a current supplied from the control device 20, and a position sensor 67 for detecting the operating state of the actuator 66.

図2では、フロントディファレンシャル装置5のサイドギヤ53,54ならびに第1クラッチ部材61及び第2クラッチ部材62の回転軸線Oを一点鎖線で示している。以下、回転軸線Oに平行な方向を軸方向という。スリーブ63の内周面には、歯筋が軸方向に延在する複数の内歯63aが形成されている。 In FIG. 2, the rotation axis O of the side gears 53, 54 of the front differential device 5 and the first and second clutch members 61, 62 is indicated by a dashed line. Hereinafter, the direction parallel to the rotation axis O is referred to as the axial direction. A plurality of internal teeth 63a are formed on the inner peripheral surface of the sleeve 63, with tooth traces extending in the axial direction.

第1クラッチ部材61は、サイドギヤ54に相対回転不能に嵌合するスプライン嵌合部611と、スリーブ63の複数の内歯63aに噛み合う複数の外歯612aが形成された円盤状の噛み合い部612と、噛み合い部612とスプライン嵌合部611との間に設けられた円柱状の軸部613と、噛み合い部612からドライブシャフト7Rの等速ジョイント71側に突出した円柱状のボス部614とを有している。軸部613は、軸受93によってデフキャリヤ81に対して回転可能に支持されている。 The first clutch member 61 has a splined engagement portion 611 that engages with the side gear 54 so as not to rotate relative to the side gear 54, a disk-shaped meshing portion 612 on which a number of external teeth 612a are formed that mesh with a number of internal teeth 63a of the sleeve 63, a cylindrical shaft portion 613 provided between the meshing portion 612 and the splined engagement portion 611, and a cylindrical boss portion 614 that protrudes from the meshing portion 612 toward the constant velocity joint 71 side of the drive shaft 7R. The shaft portion 613 is rotatably supported by a bearing 93 relative to the differential carrier 81.

第2クラッチ部材62は、スリーブ63の複数の内歯63aに噛み合う複数の外歯621aが形成された円筒状の噛み合い部621と、等速ジョイント71の外側継手部材711のスプライン嵌合部711cが相対回転不能に嵌合する嵌合穴622aが形成された嵌合部622と、噛み合い部621と嵌合部622との間の中間部623とを有している。噛み合い部621の内側には第1クラッチ部材61のボス部614が配置されており、噛み合い部621とボス部614との間に軸受94が配置されている。嵌合部622及び中間部623は、軸受95,96によってクラッチケース82に対して回転可能に支持されている。軸受93~96は、一例として、内輪と外輪との間に複数の球状の転動体(玉)が配置された玉軸受である。 The second clutch member 62 has a cylindrical meshing portion 621 with multiple external teeth 621a that mesh with multiple internal teeth 63a of the sleeve 63, a fitting portion 622 with a fitting hole 622a into which the spline fitting portion 711c of the outer coupling member 711 of the constant velocity joint 71 is fitted so as not to rotate relative to the sleeve 63, and an intermediate portion 623 between the meshing portion 621 and the fitting portion 622. The boss portion 614 of the first clutch member 61 is disposed inside the meshing portion 621, and a bearing 94 is disposed between the meshing portion 621 and the boss portion 614. The fitting portion 622 and the intermediate portion 623 are rotatably supported by bearings 95 and 96 with respect to the clutch case 82. As an example, the bearings 93 to 96 are ball bearings in which multiple spherical rolling elements (balls) are disposed between the inner and outer rings.

第1クラッチ部材61の噛み合い部612と第2クラッチ部材62の噛み合い部621とは軸方向に並び、複数の外歯612a,621aの歯数及びピッチ円径が同じである。スリーブ63は、第2クラッチ部材62の噛み合い部621のみに噛み合う解放位置と、第1クラッチ部材61の噛み合い部612及び第2クラッチ部材62の噛み合い部621に噛み合う締結位置との間を軸方向に移動可能である。 The meshing portion 612 of the first clutch member 61 and the meshing portion 621 of the second clutch member 62 are aligned in the axial direction, and the number of teeth and pitch circle diameter of the multiple external teeth 612a, 621a are the same. The sleeve 63 is movable in the axial direction between a release position where it meshes only with the meshing portion 621 of the second clutch member 62, and a fastened position where it meshes with the meshing portion 612 of the first clutch member 61 and the meshing portion 621 of the second clutch member 62.

スリーブ63の位置は、ポジションセンサ67によって検出される。ポジションセンサ67は、例えば近接スイッチであり、図2に示す例ではスリーブ63が締結位置にあるときにポジションセンサ67の検出信号がオン状態となるように、クラッチケース82にポジションセンサ67が取り付けられている。ただし、スリーブ63が解放位置にあるときに検出信号がオン状態となるようにポジションセンサ67を取り付けてもよく、スリーブ63が解放位置にあるとき及び締結位置にあるときにそれぞれ検出信号がオン状態となる二つのポジションセンサ67を取り付けてもよい。ポジションセンサ67の検出信号は、制御装置20に出力される。 The position of the sleeve 63 is detected by a position sensor 67. The position sensor 67 is, for example, a proximity switch, and in the example shown in FIG. 2, the position sensor 67 is attached to the clutch case 82 so that the detection signal of the position sensor 67 is in the ON state when the sleeve 63 is in the fastened position. However, the position sensor 67 may be attached so that the detection signal is in the ON state when the sleeve 63 is in the released position, or two position sensors 67 may be attached so that the detection signals are in the ON state when the sleeve 63 is in the released position and when it is in the fastened position. The detection signal of the position sensor 67 is output to the control device 20.

図2では、第1クラッチ部材61及び第2クラッチ部材62の上側にスリーブ63が解放位置にある解放状態を示し、第1クラッチ部材61及び第2クラッチ部材62の下側にスリーブ63が締結位置にある締結状態を示している。解放状態では、第1クラッチ部材61と第2クラッチ部材62とが相対回転可能である。締結状態では、第1クラッチ部材61と第2クラッチ部材62とがスリーブ63により相対回転不能に連結され、第1クラッチ部材61と第2クラッチ部材62との間で駆動力が伝達される。 Figure 2 shows a released state where the sleeve 63 is in the released position above the first clutch member 61 and the second clutch member 62, and a fastened state where the sleeve 63 is in the fastened position below the first clutch member 61 and the second clutch member 62. In the released state, the first clutch member 61 and the second clutch member 62 can rotate relative to each other. In the fastened state, the first clutch member 61 and the second clutch member 62 are connected by the sleeve 63 so that they cannot rotate relative to each other, and a driving force is transmitted between the first clutch member 61 and the second clutch member 62.

スリーブ63には、シフトフォーク64が係合する係合溝630が環状に形成されている。シフトフォーク64には貫通孔640が形成されており、貫通孔640にガイドピン65が挿通されている。ガイドピン65は、一端がデフキャリヤ81に保持されると共に他端がクラッチケース82に保持され、軸方向に延在している。シフトフォーク64は、アクチュエータ66から付与される移動力により、スリーブ63と共にガイドピン65に沿って軸方向に移動する。 The sleeve 63 has an annular engagement groove 630 into which the shift fork 64 engages. A through hole 640 is formed in the shift fork 64, and a guide pin 65 is inserted through the through hole 640. The guide pin 65 extends in the axial direction, with one end held by the differential carrier 81 and the other end held by the clutch case 82. The shift fork 64 moves in the axial direction along the guide pin 65 together with the sleeve 63 due to the moving force applied by the actuator 66.

アクチュエータ66は、制御装置20から電流が供給されるモータ661と、モータ661の回転運動を軸方向の直線運動に変換する直動機構662と、直動機構662から軸方向に突出したロッド663とを有している。ロッド663の先端部にはシフトフォーク64が固定されており、ロッド663の直線運動によってシフトフォーク64に移動力が付与される。直動機構662は、クラッチケース82に形成された収容孔821に収容されている。収容孔821の内面と直動機構662との間には、筒状のブッシュ84が配置されている。 The actuator 66 has a motor 661 to which current is supplied from the control device 20, a linear motion mechanism 662 that converts the rotational motion of the motor 661 into linear motion in the axial direction, and a rod 663 that protrudes in the axial direction from the linear motion mechanism 662. The shift fork 64 is fixed to the tip of the rod 663, and a moving force is applied to the shift fork 64 by the linear motion of the rod 663. The linear motion mechanism 662 is accommodated in an accommodation hole 821 formed in the clutch case 82. A cylindrical bush 84 is arranged between the inner surface of the accommodation hole 821 and the linear motion mechanism 662.

クラッチ装置6Rが締結状態でフロントディファレンシャル装置5のデフケース51がフロントモータ23の駆動力によって回転すると、サイドギヤ54と一体に第1クラッチ部材61及び第2クラッチ部材62が回転し、クラッチ装置6R及びドライブシャフト7Rを介して右前輪14に駆動力が伝達される。この際、軸受91~96において複数の転動体が内輪と外輪との間で転動することによる回転抵抗トルクが発生すると共に、等速ジョイント71のステム部711bがシール部材90と摺動することによっても回転抵抗トルクが発生する。つまり、ドライブシャフト7Rには、フロントディファレンシャル装置5のサイドギヤ54から出力される出力トルクからこれらの回転抵抗トルクを差し引いた大きさのトルクが伝達される。左側のドライブシャフト7Lについても同様である。 When the clutch device 6R is engaged and the differential case 51 of the front differential device 5 rotates due to the driving force of the front motor 23, the first clutch member 61 and the second clutch member 62 rotate together with the side gear 54, and the driving force is transmitted to the right front wheel 14 via the clutch device 6R and the drive shaft 7R. At this time, a rotational resistance torque is generated by the rolling elements in the bearings 91 to 96 rolling between the inner and outer wheels, and a rotational resistance torque is also generated by the stem portion 711b of the constant velocity joint 71 sliding against the seal member 90. In other words, a torque of a magnitude equal to the output torque output from the side gear 54 of the front differential device 5 minus these rotational resistance torques is transmitted to the drive shaft 7R. The same is true for the left drive shaft 7L.

ところで、4輪駆動車1が4輪駆動状態で走行する際には、左前輪13及び右前輪14に伝達されるトルクによってドライブシャフト7L又はドライブシャフト7Rの中間シャフト73に捩れが発生する。4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替えるとき、ドライブシャフト7L,7Rの中間シャフト73に捩れが発生している状態でクラッチ装置6L,6Rが解放状態となると、中間シャフト73の捩れが急激に解放されて異音や振動が発生し、運転者等に不快感を与えてしまうおそれがある。 When the four-wheel drive vehicle 1 is traveling in four-wheel drive mode, the torque transmitted to the left front wheel 13 and the right front wheel 14 causes torsion in the intermediate shaft 73 of the drive shaft 7L or the drive shaft 7R. When switching from four-wheel drive to two-wheel drive, if the clutch devices 6L, 6R are released while torsion is occurring in the intermediate shaft 73 of the drive shafts 7L, 7R, the torsion in the intermediate shaft 73 is suddenly released, which may cause abnormal noise and vibration and cause discomfort to the driver, etc.

このため、本実施の形態では、4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替える際、制御装置20は、フロントモータ23が発生する駆動力を、前輪側駆動力伝達系4の振動を抑制可能な振動抑制トルクに低減した状態で、クラッチ装置6L,6Rを締結状態から解放状態に制御する。振動抑制トルクは、4輪駆動状態においてフロントモータ23が発生する駆動力よりも小さなトルクである。次に、図3を参照し、4輪駆動状態から2輪駆動状態への切り替え時における4輪駆動車1の制御方法について詳細に説明する。 For this reason, in this embodiment, when switching from four-wheel drive to two-wheel drive, the control device 20 controls the clutch devices 6L, 6R from an engaged state to a released state while reducing the driving force generated by the front motor 23 to a vibration suppression torque capable of suppressing vibrations in the front wheel side driving force transmission system 4. The vibration suppression torque is a torque smaller than the driving force generated by the front motor 23 in the four-wheel drive state. Next, with reference to FIG. 3, a method for controlling the four-wheel drive vehicle 1 when switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state will be described in detail.

図3は、4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替えるときに制御装置20が実行する制御方法の具体例を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、制御装置20はまず、左前輪13の回転速度と右前輪14の回転速度との差である回転速差が閾値以上であるか否かを判定する(ステップS1)。この閾値は、固定値であってもよく、車速に応じて変わる変数値であってもよい。 Figure 3 is a flowchart showing a specific example of a control method executed by the control device 20 when switching from a four-wheel drive state to a two-wheel drive state. In this flowchart, the control device 20 first determines whether the rotational speed difference, which is the difference between the rotational speed of the left front wheel 13 and the rotational speed of the right front wheel 14, is equal to or greater than a threshold value (step S1). This threshold value may be a fixed value or a variable value that changes depending on the vehicle speed.

ステップS1の判定の結果が肯定的(Yes)である場合、制御装置20は、左前輪13及び右前輪14の回転速度に基づいてデフケース51の保持孔510内における第1ピニオンギヤ55及び第2ピニオンギヤ56の自転の回転方向及び回転速度を求め(ステップS2)、ステップS2で求めた結果に基づいてTBR対応トルクを算出する(ステップS3)。 If the result of the judgment in step S1 is positive (Yes), the control device 20 determines the rotation direction and rotation speed of the first pinion gear 55 and the second pinion gear 56 in the retaining hole 510 of the differential case 51 based on the rotation speeds of the left front wheel 13 and the right front wheel 14 (step S2), and calculates the TBR corresponding torque based on the results obtained in step S2 (step S3).

次に、制御装置20は、左前輪13及び右前輪14の回転速度に基づいて、前輪側駆動力伝達系4の回転抵抗トルクを求める(ステップS4)。具体的には、フロントディファレンシャル装置5のデフケース51、クラッチ装置6L,6Rの第1クラッチ部材61及び第2クラッチ部材62、ならびにドライブシャフト7L,7Rの等速ジョイント71の回転抵抗トルクを演算により求める。 Next, the control device 20 calculates the rotational resistance torque of the front wheel drive force transmission system 4 based on the rotational speeds of the left front wheel 13 and the right front wheel 14 (step S4). Specifically, the control device 20 calculates the rotational resistance torque of the differential case 51 of the front differential device 5, the first clutch member 61 and the second clutch member 62 of the clutch devices 6L, 6R, and the constant velocity joints 71 of the drive shafts 7L, 7R.

次に、制御装置20は、左前輪13及び右前輪14のうち何れが高速回転側の車輪であるかを判定する(ステップS5)。その後、制御装置20は、ステップS3の算出結果、ステップS4の演算結果、及びステップS5の判定結果に基づいて、フロントモータ23が発生する駆動力の目標値であるトルク指令値を設定する(ステップS6)。このトルク指令値は、前輪側駆動力伝達系4の振動を抑制可能な振動抑制トルクの大きさであり、具体的には、左前輪13及び右前輪14のうち回転速度が速い高速回転側の車輪にトルクを伝達する左右何れかの中間シャフト73の伝達トルクが実質的に0Nmとなる値である。このように、本実施の形態では、ステップS3の算出結果をふまえてトルク指令値を設定することで、TBR対応トルクを考慮してフロントモータ23が発生する駆動力を制御する。 Next, the control device 20 determines which of the left front wheel 13 and the right front wheel 14 is the wheel that rotates at a higher speed (step S5). After that, the control device 20 sets a torque command value, which is a target value of the driving force generated by the front motor 23, based on the calculation result of step S3, the calculation result of step S4, and the judgment result of step S5 (step S6). This torque command value is the magnitude of the vibration suppression torque that can suppress the vibration of the front wheel side driving force transmission system 4, and specifically, it is a value at which the transmission torque of either the left or right intermediate shaft 73 that transmits torque to the wheel that rotates at a higher speed, that is, the wheel of the left front wheel 13 or the right front wheel 14, which has a higher rotation speed, is substantially 0 Nm. In this way, in this embodiment, the torque command value is set based on the calculation result of step S3, so that the driving force generated by the front motor 23 is controlled taking into account the TBR corresponding torque.

次に、制御装置20は、フロントモータ23が発生する駆動力の大きさがステップS6で設定したトルク指令値となるようにフロントモータ23を制御し(ステップS7)、フロントモータ23が発生する駆動力の大きさがトルク指令値と実質的に一致したとき(ステップS8:Yes)、クラッチ装置6L,6Rのうち高速回転側の車輪に駆動力を伝達するクラッチ装置を解放状態となるように制御する(ステップS9)。具体的には、アクチュエータ66のモータ661に電流を供給し、スリーブ63を締結位置から解放位置に向かって移動させる。 Next, the control device 20 controls the front motor 23 so that the magnitude of the driving force generated by the front motor 23 becomes the torque command value set in step S6 (step S7), and when the magnitude of the driving force generated by the front motor 23 substantially matches the torque command value (step S8: Yes), the control device 20 controls the clutch device 6L, 6R that transmits the driving force to the wheel rotating at a higher speed to be in a released state (step S9). Specifically, a current is supplied to the motor 661 of the actuator 66, and the sleeve 63 is moved from the fastened position toward the released position.

その後、制御装置20は、スリーブ63の解放位置への移動が完了したか否かを判定する(ステップS10)。この判定は、ポジションセンサ67の検出信号によって行うことができる。以下、クラッチ装置6L,6Rのうち、高速回転側の車輪に駆動力を伝達する一方のクラッチ装置を高速回転側クラッチ装置といい、他方のクラッチ装置を低速回転側クラッチ装置という。 Then, the control device 20 determines whether the movement of the sleeve 63 to the release position has been completed (step S10). This determination can be made based on the detection signal of the position sensor 67. Hereinafter, of the clutch devices 6L, 6R, one of the clutch devices that transmits driving force to the wheel on the high-speed rotation side is referred to as the high-speed rotation side clutch device, and the other clutch device is referred to as the low-speed rotation side clutch device.

制御装置20は、高速回転側クラッチ装置のスリーブ63の解放位置への移動が完了したら(ステップS10:Yes)、フロントモータ23の速度制御により、デフケース51の回転を、左前輪13及び右前輪14のうち回転速度が遅い低速回転側の車輪の回転に同期させる(ステップS11)。つまり、フロントモータ23の回転速度を、低速回転側クラッチ装置によって駆動力が伝達される車輪の回転速度に対応する速度に制御する。具体的には、減速機構41によるフロントモータ23の出力回転軸231とデフケース51との間の減速比を低速回転側の車輪の回転速度に乗じて得られる回転速度を速度指定値として設定し、フロントモータ23を制御する。なお、この際にフロントモータ23が発生する駆動力の大きさは、高速回転側クラッチ装置が解放状態であるため、ステップS6で設定されるトルク指令値よりも小さくなる。 When the movement of the sleeve 63 of the high-speed rotation clutch device to the release position is completed (step S10: Yes), the control device 20 synchronizes the rotation of the differential case 51 with the rotation of the wheel on the low-speed rotation side, which is the left front wheel 13 or the right front wheel 14, which has a slower rotation speed, by controlling the speed of the front motor 23 (step S11). In other words, the rotation speed of the front motor 23 is controlled to a speed corresponding to the rotation speed of the wheel to which the driving force is transmitted by the low-speed rotation clutch device. Specifically, the rotation speed obtained by multiplying the reduction ratio between the output rotating shaft 231 of the front motor 23 and the differential case 51 by the reduction mechanism 41 is set as the speed specification value and the front motor 23 is controlled. Note that the magnitude of the driving force generated by the front motor 23 at this time is smaller than the torque command value set in step S6 because the high-speed rotation clutch device is in the release state.

次に、制御装置20は、デフケース51の回転が低速回転側の車輪の回転に同期にしたか否かを判定し(ステップS12)、これらの回転が同期したら、すなわちフロントモータ23の回転速度がステップS11で設定した速度指定値に一致したら(ステップS12:Yes)、低速回転側クラッチ装置を解放状態となるように制御する(ステップS13)。 Next, the control device 20 determines whether the rotation of the differential case 51 is synchronized with the rotation of the wheel on the lower rotation speed side (step S12), and when these rotations are synchronized, i.e., when the rotation speed of the front motor 23 matches the speed specification value set in step S11 (step S12: Yes), it controls the clutch device on the lower rotation speed side to be released (step S13).

その後、制御装置20は、スリーブ63の解放位置への移動が完了したか否かを判定し(ステップS14)、解放位置への移動が完了したら(ステップS14:Yes)、フロントモータ23を減速させる(ステップS15)。この減速は、例えばフロントモータ23を回生制動することにより行う。制御装置20は、フロントモータ23の回転が停止するまでフロントモータ23を減速させ、フロントモータ23の回転が停止したら(ステップS16:Yes)、図3に示すフローチャートの処理を終了する。 Then, the control device 20 determines whether the movement of the sleeve 63 to the release position has been completed (step S14), and when the movement to the release position has been completed (step S14: Yes), the control device 20 decelerates the front motor 23 (step S15). This deceleration is performed, for example, by regenerative braking of the front motor 23. The control device 20 decelerates the front motor 23 until the rotation of the front motor 23 stops, and when the rotation of the front motor 23 stops (step S16: Yes), the control device 20 ends the processing of the flowchart shown in FIG. 3.

一方、ステップS1の判定の結果が否定的(No)である場合、制御装置20は、ステップS4と同様に前輪側駆動力伝達系4の回転抵抗トルクを求め(ステップS17)、求めた回転抵抗トルクに基づいて中間シャフト73の伝達トルクが実質的に0Nmとなるようにフロントモータ23のトルク指令値を設定し(ステップS18)、フロントモータ23が発生する駆動力の大きさがステップS18で設定したトルク指令値となるようにフロントモータ23を制御する(ステップS19)。 On the other hand, if the result of the judgment in step S1 is negative (No), the control device 20 calculates the rotational resistance torque of the front wheel side driving force transmission system 4 in the same manner as in step S4 (step S17), sets a torque command value for the front motor 23 based on the calculated rotational resistance torque so that the transmission torque of the intermediate shaft 73 is substantially 0 Nm (step S18), and controls the front motor 23 so that the magnitude of the driving force generated by the front motor 23 becomes the torque command value set in step S18 (step S19).

その後、制御装置20は、フロントモータ23が発生する駆動力がトルク指令値と実質的に一致したとき(ステップS20:Yes)、クラッチ装置6L,6Rのスリーブ63を同時に解放位置へ向かって移動させ、クラッチ装置6L,6Rを共に解放状態となるように制御する(ステップS21)。さらにその後、制御装置20は、クラッチ装置6L,6Rのスリーブ63の解放位置への移動が完了したか否かを判定し(ステップS22)、解放位置への移動が完了したら(ステップS22:Yes)、ステップS15及びS16の制御によりフロントモータ23の回転を停止させる。 Then, when the driving force generated by the front motor 23 substantially matches the torque command value (step S20: Yes), the control device 20 simultaneously moves the sleeves 63 of the clutch devices 6L, 6R toward the release position, and controls the clutch devices 6L, 6R to be both in the released state (step S21). After that, the control device 20 determines whether the movement of the sleeves 63 of the clutch devices 6L, 6R to the release position is complete (step S22), and when the movement to the release position is complete (step S22: Yes), the control device 20 stops the rotation of the front motor 23 by controlling steps S15 and S16.

なお、図3に示すフローチャートでは、ステップS1における左前輪13と右前輪14との回転速差が閾値以上であるか否かの判定の結果が肯定的(Yes)である場合に、ステップS5において左前輪13及び右前輪14のうち何れが高速回転側の車輪であるかを判定する場合について説明したが、これに限らず、ステップS1において何れが高速回転側の車輪であるかの判定を合わせて行ってもよい。また、フロントディファレンシャル装置5が差動制限機能付きのものでなく、TBRが1に近い場合(例えばTBRが1.2以下の場合)には、必ずしもTBR対応トルクを考慮しなくてもよい。 In the flowchart shown in FIG. 3, when the result of the determination in step S1 of whether the rotation speed difference between the left front wheel 13 and the right front wheel 14 is equal to or greater than a threshold is affirmative (Yes), a determination is made in step S5 as to which of the left front wheel 13 and the right front wheel 14 is the wheel rotating at a higher speed. However, this is not limiting, and a determination as to which wheel is rotating at a higher speed may also be made in step S1. In addition, when the front differential device 5 does not have a differential limiting function and the TBR is close to 1 (for example, when the TBR is 1.2 or less), it is not necessary to take the TBR torque into consideration.

(実施の形態の効果)
以上説明した実施の形態によれば、4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替える際に、フロントモータ23が発生する駆動力を低減した状態でクラッチ装置6L,6Rを締結状態から解放状態に制御するので、クラッチ装置6L,6Rを解放状態とする際にドライブシャフト7L,7Rの中間シャフト73の捩れが急激に解放されることに起因する異音や振動の発生を抑制することができる。また、左前輪13と右前輪14との回転速差が閾値以上である場合には、高速回転側クラッチ装置を低速回転側クラッチ装置よりも先に解放状態とするので、フロントモータ23の回転速度を大きく増減させることなく、4輪駆動状態から2輪駆動状態への切り替えを円滑に行うことができる。またさらに、本実施の形態では、TBR対応トルクを考慮してフロントモータ23が発生する駆動力を制御するので、フロントディファレンシャル装置5が差動制限機能付きのものである場合にも、4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り替える際の異音や振動の発生を適切に抑制することができる。
(Effects of the embodiment)
According to the embodiment described above, when switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state, the clutch devices 6L, 6R are controlled from the engaged state to the released state while the driving force generated by the front motor 23 is reduced, so that it is possible to suppress the generation of abnormal noise and vibration caused by the sudden release of the torsion of the intermediate shaft 73 of the drive shafts 7L, 7R when the clutch devices 6L, 6R are released. In addition, when the rotation speed difference between the left front wheel 13 and the right front wheel 14 is equal to or greater than a threshold value, the high-speed rotation side clutch device is released before the low-speed rotation side clutch device, so that it is possible to smoothly switch from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state without greatly increasing or decreasing the rotation speed of the front motor 23. Furthermore, in this embodiment, the driving force generated by the front motor 23 is controlled in consideration of the TBR corresponding torque, so that it is possible to appropriately suppress the generation of abnormal noise and vibration when switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state even when the front differential device 5 has a differential limiting function.

(付記)
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。またさらに、例えば下記のように変形することも可能である。
(Additional Note)
The present invention has been described above based on the embodiment, but the invention according to the claims is not limited to this embodiment. It should be noted that not all of the combinations of features described in the embodiment are essential to the means for solving the problems of the invention. The present invention can be modified as appropriate by omitting some configurations or adding or replacing configurations without departing from the spirit of the invention. Furthermore, the present invention can be modified as follows, for example.

上記の実施の形態では、フロントディファレンシャル装置5とドライブシャフト7L,7Rとの間にクラッチ装置6L,6Rをそれぞれ配置した場合について説明したが、この配置に替えて、ドライブシャフト7L,7Rと左前輪13及び右前輪14のハブユニット133,143との間に、駆動力の伝達を断続可能なクラッチ装置をそれぞれ配置してもよい。この場合、ハブユニット133,143においてホイール131,141と一体に回転するハブ輪と等速ジョイント72との連結を、例えば上記の実施の形態のスリーブ63のような噛み合い部材によって断続する。 In the above embodiment, the clutch devices 6L, 6R are disposed between the front differential device 5 and the drive shafts 7L, 7R, respectively. However, instead of this arrangement, clutch devices capable of interrupting the transmission of driving force may be disposed between the drive shafts 7L, 7R and the hub units 133, 143 of the left front wheel 13 and the right front wheel 14, respectively. In this case, the connection between the hub wheels that rotate integrally with the wheels 131, 141 in the hub units 133, 143 and the constant velocity joint 72 is interrupted by an engaging member such as the sleeve 63 in the above embodiment.

また、上記の実施の形態では、クラッチ装置6L,6Rが噛み合いクラッチである場合について説明したが、これに限らず、例えば摩擦式の多板クラッチを用いてもよい。またさらに、上記の実施の形態では、左右の前輪が副駆動輪であり、左右の後輪が主駆動輪である場合について説明したが、これとは逆に、左右の前輪を主駆動輪とし、左右の後輪を副駆動輪としてもよい。 In the above embodiment, the clutch devices 6L, 6R are described as being mesh clutches, but this is not limiting, and for example, a friction-type multi-plate clutch may be used. Furthermore, in the above embodiment, the left and right front wheels are described as being auxiliary drive wheels, and the left and right rear wheels are described as being main drive wheels, but the left and right front wheels may be described as being main drive wheels, and the left and right rear wheels as being auxiliary drive wheels.

1…4輪駆動車 11…左後輪(主駆動輪)
12…右後輪(主駆動輪) 13…左前輪(副駆動輪)
14…右前輪(副駆動輪) 20…制御装置
21…リヤモータ(主駆動源) 23…フロントモータ(副駆動源)
4…前輪側駆動力伝達系 5…フロントディファレンシャル装置(差動装置)
6L,6R…クラッチ装置 7L,7R…ドライブシャフト
1...4-wheel drive vehicle 11...Left rear wheel (main drive wheel)
12...Right rear wheel (main drive wheel) 13...Left front wheel (secondary drive wheel)
14...Right front wheel (auxiliary drive wheel) 20...Control device 21...Rear motor (main drive source) 23...Front motor (auxiliary drive source)
4... Front wheel drive force transmission system 5... Front differential device
6L, 6R...Clutch device 7L, 7R...Drive shaft

Claims (5)

左右一対の主駆動輪と、左右一対の副駆動輪と、前記左右一対の主駆動輪を回転駆動する主駆動源と、前記左右一対の副駆動輪を回転駆動する副駆動源と、前記副駆動源の駆動力が入力される差動装置と、前記差動装置と前記左右一対の副駆動輪との間にそれぞれ配置された左右一対のクラッチ装置と、前記副駆動源及び前記左右一対のクラッチ装置を制御する制御装置とを備え、前記左右一対の副駆動輪を前記副駆動源によって駆動すると共に前記左右一対の主駆動輪を前記主駆動源によって駆動する4輪駆動状態と、前記左右一対のクラッチ装置を解放状態として前記左右一対の主駆動輪を前記主駆動源によって駆動する2輪駆動状態とを切り替え可能な4輪駆動車であって、
前記制御装置は、前記4輪駆動状態から前記2輪駆動状態に切り替えるとき、前記副駆動源が発生する駆動力を、前記左右一対の副駆動輪に駆動力を伝達する駆動力伝達系の振動を抑制可能な振動抑制トルクに低減した状態で、前記左右一対のクラッチ装置を締結状態から解放状態に制御する、
4輪駆動車。
a pair of left and right main drive wheels, a pair of left and right auxiliary drive wheels, a main drive source that rotationally drives the pair of left and right main drive wheels, an auxiliary drive source that rotationally drives the pair of left and right auxiliary drive wheels, a differential device to which driving force of the auxiliary drive source is input, a pair of left and right clutch devices that are respectively disposed between the differential device and the pair of left and right auxiliary drive wheels, and a control device that controls the auxiliary drive source and the pair of left and right clutch devices, wherein the four-wheel drive vehicle is switchable between a four-wheel drive state in which the pair of left and right auxiliary drive wheels are driven by the auxiliary drive source and the pair of left and right main drive wheels are driven by the main drive source, and a two-wheel drive state in which the pair of left and right clutch devices are released and the pair of left and right main drive wheels are driven by the main drive source,
When switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state, the control device controls the pair of left and right clutch devices from an engaged state to a released state in a state in which the driving force generated by the auxiliary drive source is reduced to a vibration suppression torque capable of suppressing vibration of a driving force transmission system that transmits the driving force to the pair of left and right auxiliary drive wheels.
Four-wheel drive vehicle.
前記制御装置は、前記4輪駆動状態から前記2輪駆動状態に切り替えるとき、前記駆動力伝達系の回転抵抗トルクを求め、求めた前記回転抵抗トルクに基づいて前記副駆動源が発生する駆動力を制御して前記左右一対のクラッチ装置のうち一方のクラッチ装置を解放状態とした後、他方のクラッチ装置を解放状態とする、
請求項1に記載の4輪駆動車。
When switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state, the control device calculates a rotational resistance torque of the driving force transmission system, and controls the driving force generated by the auxiliary driving source based on the calculated rotational resistance torque to release one of the pair of left and right clutch devices, and then releases the other clutch device.
2. A four-wheel drive vehicle according to claim 1.
前記制御装置は、前記4輪駆動状態から前記2輪駆動状態に切り替えるとき、前記差動装置を介して前記左右一対の副駆動輪の間で伝達されるトルクを考慮して前記副駆動源が発生する駆動力を制御し、前記一方のクラッチ装置を解放状態とする、
請求項2に記載の4輪駆動車。
When switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state, the control device controls the driving force generated by the auxiliary drive source in consideration of the torque transmitted between the pair of left and right auxiliary drive wheels via the differential device, and brings one of the clutch devices into a disengaged state.
3. A four-wheel drive vehicle according to claim 2.
前記制御装置は、前記他方のクラッチ装置を解放状態とするとき、前記副駆動源の回転速度を、前記左右一対の副駆動輪のうち前記他方のクラッチ装置によって駆動力が伝達される副駆動輪の回転速度に対応する速度に制御する、
請求項2又は3に記載の4輪駆動車。
When the other clutch device is in a released state, the control device controls the rotation speed of the auxiliary drive source to a speed corresponding to the rotation speed of the auxiliary drive wheel to which the driving force is transmitted by the other clutch device, of the pair of left and right auxiliary drive wheels.
4. A four-wheel drive vehicle according to claim 2 or 3.
前記制御装置は、前記4輪駆動状態から前記2輪駆動状態に切り替えるとき、前記左右一対の副駆動輪のうち何れが高速回転側の副駆動輪であるかを判定し、前記一方のクラッチ装置のうち前記高速回転側の副駆動輪に駆動力を伝達するクラッチ装置を前記一方のクラッチ装置として制御する、
請求項3に記載の4輪駆動車。
When switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state, the control device determines which of the pair of left and right auxiliary drive wheels is the auxiliary drive wheel on the high-speed rotation side, and controls one of the clutch devices that transmits driving force to the auxiliary drive wheel on the high-speed rotation side as the one of the clutch devices.
4. A four-wheel drive vehicle according to claim 3.
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