特許 5847850 自動車、自動車を制御する方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5847850

(24)【登録日】2015年12月4日

(45)【発行日】2016年1月27日

(54)【発明の名称】自動車、自動車を制御する方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   B60K 17/348 20060101AFI20160107BHJP

   B60K 23/08 20060101ALI20160107BHJP

【ＦＩ】

   B60K17/348 C

   B60K23/08 C

【請求項の数】23

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-553957(P2013-553957)

(86)(22)【出願日】2012年2月20日

(65)【公表番号】特表2014-508674(P2014-508674A)

(43)【公表日】2014年4月10日

(86)【国際出願番号】EP2012052848

(87)【国際公開番号】WO2012110656

(87)【国際公開日】20120823

【審査請求日】2013年9月30日

(31)【優先権主張番号】1102820.6

(32)【優先日】2011年2月18日

(33)【優先権主張国】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】513208973

【氏名又は名称】ジャガー・ランド・ローバー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＪＡＧＵＡＲ ＬＡＮＤ ＲＯＶＥＲ ＬＩＭＩＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ピート・ステアーズ

(72)【発明者】

【氏名】イアン・ビバリー

(72)【発明者】

【氏名】ブレット・ハラム

(72)【発明者】

【氏名】ショーン・ウィック

(72)【発明者】

【氏名】ラッセル・オズボーン

(72)【発明者】

【氏名】マーク・ラスボーン

【審査官】 瀬川 裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１５７３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９０２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２１６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５９１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ １７／３４８

Ｂ６０Ｋ ２３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車であって、
原動機と、
一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群と、
動力伝達経路が第１運転モードにある場合、前記一つ又は複数の車輪からなる第１群が前記原動機によって駆動され、かつ前記第２群は前記原動機によって駆動されず、前記動力伝達経路が第２運転モードにある場合、前記一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群の両方が前記原動機によって駆動されるように、前記一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群に前記原動機を接続する動力伝達経路を備え、
前記動力伝達経路は、第１解放可能トルク伝達手段と、支持軸と、第２解放可能トルク伝達手段を備える予備部分を含み、前記第１解放可能トルク伝達手段は、前記支持軸の第１端部を前記原動機に接続するよう動作可能であり、前記第２解放可能トルク伝達手段は、前記支持軸の第２端部を前記一つ又は複数の車輪からなる第２群に接続するように動作可能であり、
該自動車は、前記第１及び第２解放可能トルク伝達手段を制御して、前記動力伝達経路を前記第１及び第２運転モードの間で切り換えるように動作可能な制御手段を更に備え、
前記第１運転モードにおいて、前記制御手段は、該自動車の動作温度に対応する温度パラメータの値に応答して、前記第１又は第２解放可能トルク伝達手段により、前記一つ又は複数の車輪の第２群ではなく前記原動機、若しくは前記原動機ではなく前記一つ又は複数の車輪の第２群に対して、前記原動機と前記一つ又は複数の車輪の第２群の両方から切り離されている前記支持軸を自動的に接続するように動作可能であり、
該自動車は、該自動車が移動している間に該自動車を前記第１運転モードから前記第２運転モードへ移行させるように動作可能である動的動力伝達経路接続／切断システムを有する、自動車。

【請求項2】

前記制御手段は、前記温度パラメータの値が第１閾値未満に低下した時、前記一つ又は複数の車輪の第２群ではなく前記原動機、若しくは前記原動機ではなく前記一つ又は複数の車輪の第２群に対して、前記支持軸を自動的に接続するように動作可能である、請求項１に記載の自動車。

【請求項3】

前記制御手段は、前記温度パラメータの値に応答して、前記原動機と前記一つ又は複数の車輪からなる第２群のうちの選択された一つから前記支持軸を自動的に切り離すように動作可能である、請求項２に記載の自動車。

【請求項4】

前記制御手段は、前記温度パラメータが第２閾値を超えた時、前記原動機と前記一つ又は複数の車輪からなる第２群のうちの選択された一つから前記支持軸を自動的に切り離すように動作可能である請求項３に記載の自動車。

【請求項5】

前記第２閾値と第１閾値が同じである、請求項４に記載の自動車。

【請求項6】

前記第２閾値が前記第１閾値よりも大きい、請求項４に記載の自動車。

【請求項7】

前記第１閾値が−２５℃から−１５℃の範囲にあり、前記第２閾値が約−１５℃〜−１０℃の範囲にある、請求項６に記載の自動車。

【請求項8】

前記温度パラメータは、該自動車が動作する周囲環境の温度、前記動力伝達経路の前記予備部分の構成要素の温度、前記動力伝達経路の前記予備部分の流体の温度、前記動力伝達経路の前記予備部分の構成要素以外の該自動車の構成要素の温度、及び前記動力伝達経路の前記予備部分の流体以外の該自動車の流体の温度から選択された一つの測定によって決定される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項9】

前記温度パラメータは、前記動力伝達経路の前記予備部分の流体の温度の測定によって決定され、前記流体は、前記第１及び第２解放可能トルク伝達手段の一方又は両方の流体である、請求項８に記載の自動車。

【請求項10】

前記温度パラメータは、測定した温度値以外の該自動車の一つ又は複数の動作パラメータに少なくとも一部が基づいて決定される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項11】

前記第１解放可能トルク伝達手段は、第１湿式クラッチ手段を備え、及び／又は、前記第２解放可能トルク伝達手段は、第２湿式クラッチ手段を備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項12】

前記動力伝達経路の前記予備部分は差動歯車構成を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項13】

前記第２解放可能トルク伝達手段は、前記差動歯車構成と前記一つ又は複数の車輪からなる第２群との間に設けられる、請求項１２に記載の自動車。

【請求項14】

前記第２解放可能トルク伝達手段及び差動歯車構成は、共通のハウジング内に組み込まれる、請求項１２又は１３に記載の自動車。

【請求項15】

前記差動歯車構成は自走差動歯車構成を含む、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項16】

前記車輪の第２群は複数の車輪を備え、前記第２解放可能トルク伝達手段は複数のクラッチを備え、各クラッチは、車輪の第２群の前記複数の車輪のそれぞれの異なる一つに動力を伝達するように動作可能である、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項17】

ドライバーが操作可能なスイッチが更に設けられ、これにより、前記ドライバーは、前記動力伝達経路の前記第１及び第２運転モードの望ましい一方を選択可能である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項18】

前記車輪の第１群は、第１の組の車輪を備え、前記第１運転モードは、前記第１の組の車輪が前記原動機により駆動される二輪駆動運転モードに対応する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項19】

前記車輪の第２群は、第２の組の車輪を備え、前記第２運転モードは、四輪駆動運転モードに対応する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項20】

前記車輪の第２群は、第２及び第３の組の車輪を備え、前記第２運転モードは、六輪駆動運転モードに対応する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項21】

前記一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群のうちの少なくとも一方は、複数組の車輪を備える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の自動車。

【請求項22】

原動機と一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群を有する自動車の動力伝達経路の温度を制御する方法であって、前記動力伝達経路は、前記一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群に前記原動機を接続するように動作可能である、該方法は、
前記動力伝達経路が第１運転モードにある場合、前記原動機により前記一つ又は複数の車輪からなる第１群を駆動し、かつ前記第２群を駆動しない工程と、
前記動力伝達経路が第２運転モードにある場合、前記動力伝達経路の予備部分を介して前記一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群を駆動する工程を含み、
前記予備部分により前記一つ又は複数の車輪からなる第２群を駆動する前記工程は、第１解放可能トルク伝達手段及び第２解放可能トルク伝達手段により、各々、前記原動機及び前記一つ又は複数の車輪の第２群に前記予備部分の支持軸を接続する工程を含み、
前記動力伝達経路が前記第１運転モードにある場合、該方法は、前記自動車の動作温度に応答して、前記第１又は第２解放可能トルク伝達手段の一方により、前記自動車が移動している間において、前記一つ又は複数の車輪の第２群ではなく前記原動機、若しくは前記原動機ではなく前記一つ又は複数の車輪の第２群に対して、前記原動機と前記一つ又は複数の車輪の第２群の両方から切り離されている前記支持軸を接続する工程を含む、方法。

【請求項23】

原動機と、少なくとも一組の後輪と、前記原動機を前記後輪に接続するための支持軸と、前記原動機及び前記後輪に前記支持軸をそれぞれ接続するための第１及び第２解放可能トルク伝達手段を有し、自動車の動力伝達経路が第１運転モードから第２運転モードへ移行可能であり、前記第１運転モードにおいて前記支持軸が前記原動機及び前記後輪の両方に対して接続されず、前記第２運転モードにおいて前記支持軸が前記原動機及び前記後輪の両方に対して接続される自動車のためのシステムであって、
該システムは、所定の温度未満となった前記自動車の動作温度に応答して、前記第１及び第２解放可能トルク伝達手段の少なくとも一方を前記自動車の移動中に制御して、前記後輪ではなく前記原動機、若しくは前記原動機ではなく前記後輪に対して、前記原動機及び前記後輪の両方から切り離されている前記支持軸を接続するように構成された制御手段を備える、システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車及び自動車を制御する方法に関する。限定するものではないが、特に、自動車を駆動するためにトルクを供給する車輪の数を変えるように動作可能である動力伝達経路を有する全地形型自動車（ＡＴＶ）等の自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

運転の四輪駆動モードを有する自動車を提供することは知られており、四輪駆動モードにおいて原動力は自動車の二組の車輪のそれぞれに供給される。原動力は動力伝達経路により車輪に供給される。

【0003】

ある既知の自動車は、原動力が永久に両組の車輪に供給されるように構成されている。ある他の自動車は、原動力が一組の車輪のみ又は両組の車輪に選択的に供給されるように構成される。ドライバーが操作可能なセレクターが、ドライバーが二つの車輪の動作又は四つの車輪の動作を選択することを可能にするために設けられ得る。

【0004】

ある動力伝達経路システムは、二輪駆動モードと四輪駆動モードとの間の移行時に自動車が静止状態となることを要求する。そのようなシステムは、静的切断／再接続システムと呼ばれ得る。

【0005】

ＧＢ２４０７８０４号は動的動力伝達経路再接続構成を開示している。該動的動力伝達経路再接続構成では、自動車が移動中において、動力伝達経路からの車輪の切り離しに続いての動力伝達経路に対する車輪の二つの再接続が保証される。そのようなシステムは、動的動力伝達経路再接続システムと呼ばれ得る。ＧＢ２４０７８０４号に開示された該システムは、動的動力伝達経路再接続を可能にするクラッチ構成を使用する。

【0006】

本発明者は、静的又は動的再接続システムが装備された自動車にある問題が存在することを認識した。四輪駆動自動車が二輪駆動モードで運転される際、動力伝達経路の一部がギアボックスから切り離されていたという事実により、該一部が静止状態のままである。四輪駆動動作がその後に再びとられる際、動力伝達経路の上記部分に関連する潤滑油は温度が低下し得、そうでなくても、動力伝達経路の上記部分の比較的乏しい潤滑をもたらし得る温度にとどまる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ＧＢ２４０７８０４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の実施形態の目的は、既知の動力伝達経路システムの上記欠点を少なくとも部分的に軽減することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の実施形態は、特許請求の範囲に対する参照により理解され得る。

【0010】

本発明の側面は自動車及び方法を提供する。

【0011】

保護が求められる本発明の別の側面によれば、原動機と、少なくとも一組の後輪と、原動機を後輪に接続するための支持軸（推進軸）と、原動機に及び後輪に支持軸をそれぞれ接続するための第１連結手段及び第２連結手段とを有する自動車のためのシステムが提供される。該システムは、所定の温度未満となった自動車の動作温度に応答して、前記第１及び第２連結手段の少なくとも一方を制御して、原動機及び後輪の少なくとも一方に支持軸を接続するように構成された制御手段を備える。

【0012】

動作温度は、例としてであって限定するものではなく、周囲温度又は車両内の流体、例えば冷却液又は潤滑油等の温度である。一実施形態において、動作温度は、支持軸を囲む潤滑流体等のトランスミッション流体の温度を含む。

【0013】

保護が求められる本発明の更なる側面において、原動機と、一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群と、動力伝達経路が第１運転モードにある場合、一つ又は複数の車輪からなる第１群が原動機によって駆動され得、かつ第２群は原動機によって駆動されず、動力伝達経路が第２運転モードにある場合、一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群の両方が原動機によって駆動され得るように、一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群に原動機を接続する動力伝達経路とを有する自動車が提供される。前記動力伝達経路は、第１解放可能トルク伝達手段と、支持軸と、第２解放可能トルク伝達手段とを備える予備部分を含む。第１解放可能トルク伝達手段は、支持軸の第１端部を原動機に接続するよう動作可能である。第２解放可能トルク伝達手段は、支持軸の第２端部を一つ又は複数の車輪からなる第２群に接続するように動作可能である。該自動車は、前記第１及び第２トルク伝達手段を制御して、動力伝達経路を第１運転モードと第２モードとに切り換えるように動作可能な制御手段を更に備える。第１モードにおいて、第１又は第２解放可能トルク伝達手段により支持軸が原動機と一つ又は複数の車輪の第２群との両方から切り離される。第１モードにおいて制御手段は、制御手段が決定した温度パラメータの値に応答して、第１又は第２解放可能トルク伝達手段により原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群とから選択された一つのみに支持軸を自動的に接続するように動作可能である。温度パラメータは自動車の動作温度に対応する。

【0014】

一つ又は複数の車輪からなる群に対するここでの言及は、一つのみの車輪からなるメンバーを有する群に対する言及を含むことが理解されるべきである。

【0015】

本発明の実施形態は、動力伝達経路が第１モードで動作している時でさえ、自動車が第２運転モードをとることを必要とすることなく、予備動力伝達経路の潤滑油が潤滑油が予備動力伝達経路の構成要素に有益な潤滑を与える温度に維持され得るという利点を有する。

【0016】

本発明者は、予備動力伝達経路が係合している際、潤滑油が低い温度にある場合、予備動力伝達経路の一つ又は複数の構成要素に過度の摩耗が生じ得ることを認識した。これは、潤滑油が所定の値未満の温度で比較的高い粘性を有し得、そのため、潤滑油が温まるまで比較的乏しい潤滑を与えるからである。例えば、比較的少量の潤滑油が潤滑油の粘性が所定の値未満に低下するまである構成要素に供給され得る。更に、予備動力伝達経路の係合は、潤滑油が低温にある場合、より長時がかかり得る。換言すれば、予備動力伝達経路は、制御指令に対して比較的ゆっくりとした応答を提示し得る。

【0017】

動的動力伝達経路接続／切断システムを有する自動車において、予備動力伝達経路は、自動車が比較的高速にあり、比較的高速な回転へと予備動力伝達経路の急加速を要する場合、自動車の原動機に再接続され得ることが理解されるべきである。それ故、自動車が低い周囲温度環境で動作する状況において、動力伝達経路の構成要素が激しく摩耗する可能性が存在する。

【0018】

そのため、本発明の実施形態は、予備動力伝達経路が最初に係合された際の乏しい潤滑による予備動力伝達経路の過剰な摩耗が低減され得るという利点を有する。これは、本発明のある実施形態において、自動車動作温度が閾値未満に低下した際、第１又は第２解放可能トルク伝達手の一方が係合され、予備動力伝達経路を回転させるためである。これは、次いで、予備動力伝達経路の潤滑油の温度を高め、潤滑油の粘度を下げ、予備動力伝達経路の構成要素の潤滑を高める。

【0019】

第１及び第２運転モード（例えば二輪駆動モードと四輪駆動モード等）間で切り換え可能なある動力伝達経路は、周囲温度が所定値未満に下がると第２運転モードをとるように構成される。これは、一般的に、滑りやすい路面状況による自動車の滑りのリスクを低減する。

【0020】

しかしながら、ある状況において、第２運転モードは、低周囲温度にもかかわらず、必要とは考えられないかもしれない。例えば、滑りのリスクが低い、乾燥し凍結していない比較的平坦な面を駆動している時は、燃料消費を低減する利益を享受するため、第１運転モードに留まることが好ましいかもしれない。もし第２モードがとられるなら、一つ又は複数の操作特性が修正され得、それ故、上述したような状況でモード間を自動的に切り換えるのは望ましくないであろう。しかしながら、第２モード（例えば四輪駆動モード等）がその後にとられる場合に予備動力伝達経路の過剰な摩耗を防止するため、予備動力伝達経路の潤滑油が実質的に常時所定値以上にあることを確実にすることが望ましいであろう。

【0021】

本発明の実施形態は、動力伝達経路が第１運転モードである時でさえ、予備動力伝達経路の潤滑油が要求される温度以上に維持され得るという利点を有する。

【0022】

ある実施形態において、制御手段は、温度パラメータの値が第１閾値未満に下がった時、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群とから選択される一つのみに支持軸を自動的に連結するように動作可能である。

【0023】

温度パラメータは、動作温度パラメータとも呼ばれ得る。

【0024】

ある実施形態において、制御手段は、温度パラメータの値に応答して、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群との選択された一つから支持軸を自動的に切り離すように動作可能である。

【0025】

ある実施形態において、制御手段は、温度パラメータの値が第２閾値を超えた場合、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群との選択された一方から支持軸を自動的に切り離すように動作可能である。

【0026】

これは次の利点を有する。すなわち、原動機は、動作温度が上昇して第２閾値を超えた際に予備動力伝達経路を回転し続ける必要はない。第２閾値は、第２運転モードがとられる場合に予備動力伝達経路の有益な潤滑を許容するのに十分高い温度に対応するように選択され得ることが理解されるべきである。

【0027】

第２閾値は、第１閾値と実質的に同じであり得る。

【0028】

あるいは、第２閾値は第１閾値よりも高いかもしれない。

【0029】

この特徴は、第１及び第２運転モード間のカタカタする音のリスクを低減するという利点を有する。

【0030】

第１閾値は約−２０℃であり得る。第２閾値は約−１０℃であり得る。他の値も有益である。

【0031】

付随的に、第１閾値は、−２５℃〜−１５℃の範囲にあり、第２閾値は、約−１５℃〜−１０℃の範囲にある。

【0032】

温度パラメータは、周囲環境の温度、動力伝達経路の予備部分のある構成要素の温度、予備部分の流体の温度から選択される一つであり得る。

【0033】

温度パラメータは、自動車が動作中の周囲環境の温度、動力伝達経路の予備部分のある構成要素の温度、動力伝達経路の予備部分の流体の温度、動力伝達経路の予備部分の構成要素以外の自動車の構成要素の温度、動力伝達経路の予備部分の流体以外の自動車の流体の温度から選択される一つの測定によって決定され得る。

【0034】

動作温度が動力伝達経路の予備部分の流体の温度である場合、該流体は、第１及び第２解放可能トルク伝達手段の一方又は両方の流体であり得る。

【0035】

温度パラメータは、測定された温度値以外の自動車の一つ又は複数の動作パラメータに少なくとも一部に基づいて決定され得る。

【0036】

第１解放可能トルク伝達手段は第１クラッチ手段を含み得る。

【0037】

第１クラッチ手段は湿式クラッチを含み得る。

【0038】

第２解放可能トルク伝達手段は第２クラッチ手段を含み得る。

【0039】

第２クラッチ手段は湿式クラッチを含み得る。

【0040】

予備動力伝達経路は、差動歯車構成を備える差動装置を含み得る。

【0041】

第２解放可能トルク伝達手段は、差動装置と一つ又は複数の車輪の第２群との間に設けられ得る。

【0042】

あるいは、第２解放可能トルク伝達手段は、差動装置内に組み込まれ得る。

【0043】

ある実施形態において、第２解放可能トルク伝達手段及び差動歯車構成は、共通ハウジング内に組み込まれる。

【0044】

差動装置は、自走（フリーランニング）差動装置を含み得る。

【0045】

車輪の第２群は複数の車輪からなり得、第２解放可能トルク伝達手段は一組のクラッチを含み得、各クラッチは、車輪の第２群の異なるそれぞれの一つ又は複数の車輪に動力を伝達するように動作可能である。

【0046】

自動車には、ドライバーが操作可能なスイッチが更に設けられ得る。これにより、ドライバーは、動力伝達経路の第１及び第２運転モードの望ましい一方を選択し得る。

【0047】

付随的に、車輪の第１群は第１組の車輪を含み得、第１モードは、第１組の車輪が原動機によって駆動される運転の二輪駆動モードに対応する。

【0048】

車輪の第２群は第２組の車輪を含み得、第２運転モードは、運転の四輪駆動モードに対応し得る。

【0049】

あるいは、車輪の第２群は、第２及び第３組の車輪を含み得、第２運転モードは、運転の六輪駆動モードに対応し得る。

【0050】

一つ又は複数の車輪からなる第１及び第２群の少なくとも一方は、複数組の車輪を備え得る。

【0051】

原動機は、内燃エンジン及び電気機械の少なくとも一方を含み得る。

【0052】

保護が求められる本発明の更なる側面において、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群とを有する自動車の動力伝達経路の温度を制御する方法が提供される。前記動力伝達経路は、一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群に原動機を接続するように動作可能である。該方法は、動力伝達経路が第１運転モードにある場合、原動機により一つ又は複数の車輪からなる第１群を駆動し、かつ第２群を駆動しない工程と、動力伝達経路が第２運転モードにある場合、動力伝達経路の予備部分を介して一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群を駆動する工程とを含む。予備部分により一つ又は複数の車輪からなる第２群を駆動する前記工程は、第１解放可能トルク伝達手段及び第２解放可能トルク伝達手段それぞれにより、予備部分の支持軸を原動機に及び一つ又は複数の車輪の第２群に接続する工程を含む。動力伝達経路が前記第１モードにある場合、該方法は、自動車の動作温度に応答して、第１又は第２解放可能トルク伝達手段の一方により、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群とから選択された一つのみに支持軸を接続する工程を含む。

【0053】

保護が要求される本発明の一側面において、原動機と、一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群と、動力伝達経路とを備える自動車が提供される。動力伝達経路は、第１運転モードにある場合、一つ又は複数の車輪からなる第１群が原動機によって駆動され、動力伝達経路が第２運転モードにある場合、一つ又は複数の車輪からなる第２群が原動機によって付加的に駆動され得るように、一つ又は複数の車輪からなる第１群及び第２群に原動機を接続する。前記動力伝達経路は予備動力伝達経路を含む。予備動力伝達経路は、予備動力伝達経路を原動機に接続するよう動作可能な第１解放可能トルク伝達手段と、第１解放可能トルク伝達手段の下流の第２解放可能トルク伝達手段にして、予備動力伝達経路を一つ又は複数の車輪からなる第２群に接続し、これにより第２群を駆動するように動作可能な第２解放可能トルク伝達手段とを備える。該自動車は、前記第１及び第２トルク伝達手段を制御して、動力伝達経路を第１運転モードと第２モードとに切り換えるように動作可能な制御手段を更に備える。第１モードにおいて、予備動力伝達経路は、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群との両方から切り離される。第１モードにおいて、制御手段は、自動車の動作温度に応答して、解放可能なトルク伝達手段により、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群とから選択された一つのみに予備動力伝達経路を自動的に接続するように動作可能である。

【0054】

保護が求められる本発明の更なる側面において、原動機と、一つ又は複数の車輪からなる第１及び第２群と、原動機を一つ又は複数の車輪からなる第１及び第２群に接続する動力伝達経路とを有する自動車の動力伝達経路の温度を制御する方法が提供される。該方法は、動力伝達経路が第１運転モードにある場合に、原動機により一つ又は複数の車輪からなる第１群を駆動する工程と、動力伝達経路が第２運転モードにある場合に、原動機により一つ又は複数の車輪からなる第２群を付加的に駆動する工程とを含む。該方法は、第１及び第２トルク伝達手段を制御して、動力伝達経路を第１運転モードと第２運転モード間で切り換える工程を更に含む。これにより、第１モードにおいて、予備動力伝達経路は、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群との両方から切り離される。該方法は、第１モードにおいて、自動車の動作温度に応答して、第１又は第２解放可能トルク伝達手段により、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群とから選択された一方のみに予備動力伝達経路を接続する工程を含む。

【0055】

本発明の別の側面において、原動機と、一つ又は複数の車輪からなる第１及び第２群と、動力伝達経路とを有する自動車における動力伝達経路の温度を制御する方法が提供される。動力伝達経路は、動力伝達経路が第１運転モードにある場合、一つ又は複数の車輪からなる第１群が原動機によって駆動され、かつ、動力伝達経路が第２運転モードにある場合、一つ又は複数の車輪からなる第２群が原動機により付加的に駆動されるように、原動機を一つ又は複数の車輪からなる第１及び第２群に接続する。動力伝達経路は予備動力伝達経路を含み、予備動力伝達経路は、予備動力伝達経路を原動機に接続するように動作可能な第１解放可能トルク伝達手段と、予備動力伝達経路を一つ又は複数の車輪からなる第２群に接続し、これにより第２群を駆動するように動作可能な第２解放可能トルク伝達手段とを備える。該方法は、第１及び第２トルク伝達手段を制御して、動力伝達経路を第１運動モードと第２運転モード間で切り換える工程を含む。第１モードにおいて、予備動力伝達経路は、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群との両方から切り離される。第１モードにおいて、自動車の動作温度に応答して、解放可能トルク伝達手段により、原動機と一つ又は複数の車輪からなる第２群とから選択される一方のみに予備動力伝達経路を接続する。

【0056】

本出願の範囲内において、上記段落、特許請求の範囲及び／又は下記の説明及び図面に記載された種々の側面、実施形態、実施例及び代替、特にそれらの特徴は、独立的に又は任意のそれらの組み合わせにして採られ得る。例えば、一実施形態に関連して記述した特徴は、そのような特徴が不適合な場合を除き、すべての実施形態に適用可能である。

【0057】

本発明の実施形態は、附随の図面を参照して、例示目的のために以下に記述される。

【図面の簡単な説明】

【0058】

【図1】図１は、本発明の実施形態に従う自動車の動力伝達経路の概略図である。

【図2】図２は、駆動サイクルに対する時間の関数としての自動車動作温度Ｔのグラフであり、駆動サイクルに対する自動車の予備動力伝達経路の解放可能トルク伝達装置の状態Ｓを示す。

【図3】図３は、後方駆動ユニット（ＲＤＵ）を有する本発明の更なる実施形態に従う自動車の動力伝達経路の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0059】

図１は、動力伝達経路５を有する本発明の実施形態に従う自動車１を示す。動力伝達経路５は、ギアボックス１８を介して内燃エンジン１１に連結される。動力伝達経路５は、一組の前輪１２、１３と、予備動力伝達経路１０と、一組の後輪１４、１５とを含む。動力伝達経路５は、選択的に、動力をギアボックス１８から前輪１２、１３にのみ伝達する（運転の二輪駆動モードにおいて）か又は前輪１２、１３及び後輪１４、１５に同時に伝達する（運転の四輪駆動モードにおいて）ように構成される。

【0060】

動力は、内燃エンジン１１とギアボックス１８間に連結されたクラッチ１７と、ギアボックス１８に連結された一組の前方駆動軸１９とにより、内燃エンジン１１から前輪１２、１３へと伝達される。マニュアルギアボックス１８に代えて自動変速装置が設けられる場合、クラッチ１７の代わりにトルクコンバーターが使用され得ることが理解されるべきである。

【0061】

動力は、予備動力伝達経路１０により後輪１４、１５に伝達される。予備動力伝達経路１０は、出力伝達ユニット（ＰＴＵ）２４の形態の解放可能なトルク伝達手段を有する。出力伝達ユニット（ＰＴＵ）２４は、予備駆動軸又は支持軸２３をギアボックス１８に接続するように動作可能である動力分配（伝達）クラッチ（ＰＴＣ）２２を有する。

【0062】

支持軸２３は、次いで、支持軸２３を後方駆動軸２６に連結するように動作可能な後方差動装置３０に連結される。

【0063】

後方差動装置３０は、一組のクラッチ２７を有する。一組のクラッチ２７により、後方差動装置３０は、運転の四輪駆動モードが要求された時に支持軸２３を後方駆動軸２６に接続するように動作可能である。

【0064】

動力伝達経路５は、後方差動装置３０に取り付けられた温度センサー４２に連結されたコントローラ４０を有する。温度センサー４２は、後方差動装置３０内の潤滑油の温度Ｔを測定するように構成される。

【0065】

ある代替の実施形態において、温度センサー４２は、別の流体、例えばＰＴＵ２４の流体等の温度、又は自動車１の異なる構成要素の温度を測定するように構成される。ある実施形態において、センサー４２は、自動車１が動作する環境の周囲温度を測定するように構成される。

【0066】

ある実施形態において、温度センサー４２に直接連結されるのに代えて、コントローラ４０は、例えば、自動車管理システム等の別の電子制御ユニット（ＥＣＵ）を用いて、関心のある特定の温度を示すデータを受信するように構成される。ある実施形態において、コントローラ４０は、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）バスを用いてデータを受信するように構成される。

【0067】

支持軸２３は、動力伝達経路５が運転の二輪駆動モードにありかつＰＴＣ２２が開放している時、通常、回転しないことが理解されるべきである。低い周囲温度では、支持軸２３に関連する潤滑油が、該油が与える潤滑が受け入れられないほど低下する温度まで冷たくなり得る。従って、動力伝達経路５の予備部分１０の構成要素が作動し得るレート（速度、ペース）が低下し得る。これは、例えば、二輪駆動モードから四輪駆動モードへの移行するために動力伝達経路５の構成要素の急速な作動が必要な場合に、動力伝達経路５のサブ（次善）最適性能をもたらし得る。

【0068】

動力伝達経路５が二輪駆動モードにあって、エンジン１１が前方の組の車輪１２、１３のみを駆動しておりかつＰＴＣ２２が開放している際、コントローラ４０は、差動装置３０の潤滑油の温度Ｔが閾値Ｔ₁未満に下がる場合、ＰＴＣ２２を閉じるように構成される。これは、支持軸２３を回転させ、これにより、自動車１が運転の四輪駆動モードで動いている時には、通常、回転する動力伝達経路５の予備部分１０の実質的にすべての構成要素が回転させられる。

【0069】

ギア及びクラッチの特定の配置構成は図１に例示した配置構成とはある実施形態では異なり得ることが理解されるべきである。従って、ある実施形態において、ＰＴＵクラッチ２２が閉じかつ後輪１４、１５が支持軸２３から切り離されている際、第２運転モードで回転する動力伝達経路５の予備部分１０のすべてではない構成要素が回転することもあり得る。

【0070】

コントローラ４０は、差動装置３０の潤滑油Ｔが第２閾値Ｔ₂を超えた上昇する場合、ＰＴＣ２２を開放して支持軸２３をギアボックス１８から切り離すように構成される。ある実施形態において、Ｔ₂はＴ₁よりも高い。ある別の実施形態において、Ｔ₁はＴ₂に実質的に等しい。

【0071】

ある実施形態において、Ｔ₁は約−２０℃であり得、Ｔ₂は約−１０℃であり得る。他の温度も有益である。

【0072】

Ｔ₁より高い値にＴ₂を設定することにより、ヒステリシスが動力伝達経路５の動作状態に導入されることが理解されるべきである。ヒステリシスの導入は、周囲温度Ｔの測定値が閾値を上回ったり下回ることを繰り返す場合に、支持軸２３をエンジン１１に対し接続及び切断する多重スイッチング動作のリスク（「モードチャタリング」として知られる現象）を低減するように構成される。Ｔの測定値のそのような変動は、例えば、測定温度信号におけるノイズ又は温度の実際の環境変動によって生じ得る。

【0073】

図２は、あるドライブサイクル中の時間ｔの関数としての後方差動装置３０の潤滑油の温度Ｔのグラフである。ＰＴＣ２２の状態Ｓは、該グラフに重ねられて示される。状態Ｓ＝１は閉状態のＰＴＣ２２に対応する一方、状態Ｓ＝０は開状態のＰＴＣ２２に対応する。

【0074】

グラフから分かるように、温度が比較的高い温度Ｔ_HからＴ＝Ｔ₁を通って比較的低い温度Ｔ_Lへと低下すると、ＰＴＣ２２の状態ＳがＳ＝０からＳ＝１に切り換わる。温度が再度上昇すると、温度がＴ＝Ｔ₁を超えてＴ＝Ｔ₂を超える（ここでＴ₂＞Ｔ₁）まで、Ｓは１にセットされたままである。次いで、Ｓは元の値Ｓ＝０にもどされる。

【0075】

ある代替実施形態において、温度が第１閾値Ｔ₁未満に下がった場合、支持軸２３を回転させるために、ＰＴＣ２２の代わりに差動装置クラッチ２７が閉じられることが理解されるべきである。

【0076】

コントローラ４０は、ドライバーが操作可能なスイッチ４５に連結され得ることが理解されるべきである。スイッチ４５は、ドライバーが運転の二輪駆動又は四輪駆動モードを選択することを許容する。これらのモードは、それぞれ「オン−ロード」モード及び「オフ−ロード」モードとして自動車内に掲示され得る。

【0077】

図３は、本発明の更なる実施形態に従う動力伝達経路１０５を有する自動車１００を示す。図１の実施形態の機能と同様の図３の実施形態の機能には、数字１を前に付けた同じ参照記号が与えられる。

【0078】

図３の実施形態は、図１の実施形態と次の点で類似している。すなわち、動力伝達経路１０５が出力伝達ユニット（ＰＴＵ）（時にはパワー・テイクオフ・ユニットと呼ばれる）１２４を有し、該ユニットが、動力伝達経路１０５の予備部分１０の支持軸１２３の一端部をギアボックス１１８を介してエンジン１１１に連結するように動作可能である点である。

【0079】

しかしながら、後方差動装置３０に代えて、予備部分１１０は後方駆動ユニット（ＲＤＵ）１２７を有する。図３の実施形態において、ＲＤＵ１２７は、ＰＴＵ１２４に連結された支持軸１２３の端部とは反対側の支持軸１２３の端部に連結される冠歯車１３０を有する。

【0080】

ＲＤＵ１２７はまた、一組の摩擦クラッチ１２７Ｌ、１２７Ｒを有し、摩擦クラッチ１２７Ｌ、１２７Ｒは、冠歯車１３０を左右の後方駆動軸１２６Ｌ、１２６Ｒそれぞれに連結するように動作可能である。

【0081】

ＲＤＵ１２７には、左右の摩擦クラッチ１２７Ｌ、１２７Ｒをそれぞれ開閉するように動作可能な左右のアクチュエータ１２７ＡＬ、１２７ＡＲが設けられる。アクチュエータ１２７ＡＬ、１２７ＡＲは、アクチュエータ１２７ＡＬ、１２７ＡＲが両クラッチ１２７Ｌ、１２７Ｒが開放する第１位置から両クラッチ１２７Ｌ、１２７Ｒが閉じられる第２位置に向かって移動する際、圧力がそれぞれのクラッチ１２７Ｌ、１２７Ｒに適用され、これによりクラッチ１２７Ｌ、１２７Ｒを閉じるように構成される。

【0082】

支持軸１２３を回転させ、動力伝達経路１０５の予備部分１１０の潤滑油を温めるため、支持軸１２３は、ＲＤＵ１２７により後輪１１４、１１５に連結可能であることが理解されるべきである。そのように構成されたＲＤＵ１２７により、ＰＴＵ１２４は開放状態に維持され得、該開放状態において、動力伝達経路１０５が運転の四輪駆動モードをとらないように支持軸１２３はギアボックス１１８に連結されない。

【0083】

あるいは、支持軸１２３は、ＰＴＵ１２４と、支持軸１２３を後輪１１４、１１５から分離するように構成されたＲＤＵ１２７とによりギアボックス１１８に連結され得る。これは、動力伝達経路１０５が運転の四輪駆動モードをとるように要求されることなく、ＰＴＵ１２４とＲＤＵ１２７の一部又は実質的全体との両方の潤滑油が必要な温度に又は該温度より高く維持され得るという効果を有する。

【0084】

他の構成も有益である。

【0085】

本発明の実施形態は、次の利点を有する。すなわち、動力伝達経路５、１０５の予備部分１０、１１０の潤滑流体が、予備部分１０、１１０を十分に係合させることなしに、すなわち支持軸２３、１２３をギアボックス１８、１１８及び後輪１４、１５、１１４、１１５の両方に連結することなしに、該流体が予備部分１０、１１０の十分な潤滑を提供することができる温度に又は該温度より高く維持され得るという点である。これは次の利点を有する。すなわち、動力伝達経路１０、１１０の第２運転モードと同様に後輪１４、１５、１１４、１１５にはエンジン１１、１１１から直接動力が供給されないため、自動車のハンドリング特性が実質的に変化しない点である。

【0086】

図面、特許請求の範囲、明細書全体において、単語「備える」及び「含む」及びこれら単語の変形、例えば「備えている」及び「備えた」は、「含むが、それに限定はしない」という意味であり、他の部分、付加物、構成要素、整数又は工程を除外することを企図しない（除外しない）。

【0087】

明細書及び特許請求の範囲全体において、内容がそうでないことを要する場合を除き、単数形は複数形を包含する。特に不定冠詞が用いられる場合、内容がそうでないことを要する場合を除き、単数のみならず複数をも企図することが理解されるべきである。

【0088】

本発明の特定の側面、実施形態又は実施例と共に記述された特徴、整数、特性、化合物、化学的な構成成分又は群は、不適合な場合を除き、ここに記述された他の任意の側面、実施形態又は実施例に適用可能であることが理解されるべきである。

【0089】

この出願は、２０１１年２月１８日付け出願の英国特許出願第ＧＢ１１０２８２０．６の優先権を主張し、その全内容が参照によってここに明示的に組み込まれる。

【符号の説明】

【0090】

１ 自動車
５ 動力伝達経路
１０ 予備動力伝達経路
１１ 内燃エンジン
１２、１３ 前輪
１４、１５ 後輪
１７ クラッチ
１８ ギアボックス
１９ 前方駆動軸
２２ 動力分配（伝達）クラッチ（ＰＴＣ）
２３ 支持軸
２４ 出力伝達ユニット（ＰＴＵ）
２６ 後方駆動軸
２７ クラッチ
３０ 後方差動装置
４０ コントローラ
４２ 温度センサー

【図1】

【図2】

【図3】