JP2024126394A - Four-wheel drive vehicle - Google Patents
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Abstract
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
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.
[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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
(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
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
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-
12...Right rear wheel (main drive wheel) 13...Left front wheel (secondary drive wheel)
14...Right front wheel (auxiliary drive wheel) 20...
4... Front wheel drive
6L, 6R...
Claims (5)
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.
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.
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.
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.
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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