本发明属于以下技术领域，即，一种前轮和后轮由来自动力源的动力驱动的车辆驱动力分配装置。

现有的车辆驱动力分配装置，其具有将来自动力源的动力向左右前轮传递的前轮动力传递路径、和将来自动力源的动力通过离合器向左右后轮传递的后轮动力传递路径。在这种装置中，在前轮侧的传动机构和后轮侧的后差动机构之间，设置被分成2部分的传动轴，在该被分开的传动轴之间设置变速装置，通过离合器，连接前述后差动机构和左右后轮，构成后轮动力传递路径(例如，参考专利文献1)。专利文献1：特开平2-283529号公报发明内容在现有的车辆驱动力分配装置中，因为在配置于传动机构和后差动机构之间的传动轴的中间位置设置的变速装置，是具有增速用齿轮列、等速用离合器以及增速用离合器的结构，所以存在无法在传动机构和后差动机构之间，配置其他结构的问题。
本发明着眼于上述问题，提供一种车辆驱动力分配装置，其可以确保传动机构和后差动机构之间的空间，同时能够发挥后轮增速功能和左右驱动力独立控制功能。
为了实现上述目的，本发明涉及一种车辆驱动力分配装置，其具有将来自动力源的动力向左右前轮传递的前轮动力传递路径、以及将来自动力源的动力通过离合器向左右后轮传递的后轮动力传递路径，其特征在于，前述后轮动力传递路径，仅通过传动轴将前轮侧的传动齿轮机构和后轮侧的后端终减速齿轮机构连接，通过第1离合器连接前述后端终减速齿轮机构和左后轮驱动轴，通过第2离合器连接前述后端终减速齿轮机构和右后轮驱动轴，将前述传动齿轮机构的传动比以及前述后端终减速齿轮机构的传动比中的至少一个，设定为使后轮相对前轮增速的增速传动比，并且，前述第1离合器和第2离合器，采用分别从外部独立地变更控制传递扭矩的独立可变控制型离合器。
由此，在本发明的车辆驱动力分配装置中，不需要在传动机构和后轮侧的后差动机构之间进行变速，就能够使得后轮的移动速度比前轮快。也就是说，与在传动机构和后轮侧的后差动机构之间配置用于变速的变速装置的情况相比，可以确保传动机构和后差动机构之间的空间，确保较高的布局自由度。
附图说明
图1是表示实施例1的驱动力分配装置所采用的基于前轮驱动的四轮驱动车辆的驱动系统的构架图。
图2是表示实施例1的后轮动力传递路径的后端终减速齿轮机构以及后离合器机构的剖面图。
图3是表示在圆筒状差速器壳体的内表面中央位置设置分隔壁的情况下的花键齿加工的现有例子的剖面图。
图4是表示在实施例1中的筒状差速器壳体的内表面中央位置设置具有多个贯通孔的分隔壁时，花键齿加工的剖面图。
图5是表示实施例2的后轮动力传递路径的后端终减速齿轮机构以及后离合器机构的剖面图。
图6是表示实施例2中的第1离合器的第1电动机和第2离合器的第2电动机的位置关系的侧面图。
图7是表示在采用电动机式离合器时，后轮动力传递路径的后端终减速齿轮机构以及后离合器机构的现有例子的剖面图。

下面，根据附图所示的实施例1以及实施例2，说明用于实施本发明的车辆驱动力分配装置的最佳方式。
首先，说明结构。
图1是表示使用了实施例1的驱动力分配装置的以前轮驱动为主的四轮驱动车辆的驱动系统的构架图，图2是表示实施例1的后轮动力传递路径的后端终减速齿轮机构(后差动机构)以及后离合器机构的剖面图。
实施例1的车辆驱动力分配装置，如图1所示，具有：发动机1、变速器装置2、前差动机构3、左前轮驱动轴4、右前轮驱动轴5、左前轮6、右前轮7、传动齿轮机构8(传动机构)、传动轴9、后差动齿轮10(后差动机构)、第1离合器11、第2离合器12、左后轮驱动轴13、右后轮驱动轴14、左后轮15以及右后轮16。
由前述发动机1和变速器装置2构成动力源。并且，将来自动力源的动力向左右前轮6、7传递的前轮动力传递路径，由以下部分构成：变速器输出齿轮17、驱动齿轮18、将来自动力源的动力允许差动地向左右前轮6、7等量分配的前差动机构3、以及设置于该前差动机构3的两个侧齿轮19、20上的左前轮驱动轴4以及右前轮驱动轴5。
将来自于由前述发动机1和变速器装置2构成的动力源的动力，通过离合器向左右后轮15、16传递的后轮动力传递路径，是这样构成的，即，仅通过传动轴9连接前轮侧的传动齿轮机构8和后轮侧的后端终减速齿轮机构10，从前述后端终减速齿轮机构10的驱动输出部开始，通过第1离合器11，与左后轮驱动轴13连接，从前述后端终减速齿轮机构10的驱动输出部开始，通过第2离合器12，与右后轮驱动轴14连接。
前述传动齿轮机构8由以下部分构成：输入齿轮22，其与前述前差动齿轮机构3的差速器壳体21一同旋转；中间轴齿轮23，其与该输入齿轮22啮合；中间轴24，该中间轴齿轮23设置在其上；第1齿环25，其设置在该中间轴24的端部；以及第1双曲面齿轮26，其与该第1齿环25啮合，同时设置在传动轴9的前轮侧端部。
前述后端终减速齿轮机构10由以下部分构成：第2双曲面齿轮27(双曲面齿轮)，其设置在前述传动轴9的端部；以及第2齿环29(齿环)，其固定于以前述左右后轮15、16的车轴RL为中心轴的圆筒状差速器壳体28，与前述第2双曲面齿轮27啮合。
将前述传动齿轮机构8的传动比TG和前述后端终减速齿轮机构10的传动比FG，设定为使后轮15、16相对前轮6、7增速的增速传动比。该增速传动比设定为，使后轮15、16相对前轮6、7增速2％至5％，以使得在对回转要求高的转向时，将向左右后轮15、16中成为转向外轮侧的后轮的离合器输入输出转速差抑制得较小，以减少驱动力传递损耗。
前述第1离合器11和第2离合器12是独立可变控制型离合器，其可以从外部分别独立地变更控制传递扭矩。在前述圆筒状差速器壳体28的圆筒内表面的中央部位置设置分隔壁30，同时隔着该分隔壁30，形成第1离合器室31和第2离合器室32，在前述第1离合器室31中配置前述第1离合器11，在前述第2离合器室32中配置第2离合器12。
如图2所示，前述第1离合器11是一种多片离合器，其具有：第1主离合器片37(第1离合器片)，该第1主离合器片37安装在形成于前述圆筒状差速器壳体28的第1离合器室31内表面的第1花键齿33a和插入配置在该第1离合器室31中的前述左后轮驱动轴13的端部之间。该利用电磁离合器的前述第1离合器11具有：第1导向离合器(pilot clutch)片35，其对应于向第1电磁铁34发出的线圈电流指令，产生约束扭矩；第1球形凸轮36，其对应于该第1导向离合器片35的约束扭矩，产生凸轮力；以及第1主离合器片37，其利用对应于该第1球形凸轮36的凸轮力的挤压，产生传递扭矩。
如图2所示，前述第2离合器12是一种多片离合器，其具有：第2主离合器片47(第2离合器片)，该第2主离合器片47安装在形成于前述圆筒状差速器壳体28的第2离合器室32的内表面的第2花键齿33b和插入配置在该第2离合器室32中的前述右后轮驱动轴14的端部之间。该使用电磁离合器的前述第2离合器12具有：第2导向离合器片45，其对应于向第2电磁铁44发出的线圈电流指令，产生约束扭矩；第2球形凸轮46，其对应于该第2导向离合器片45的约束扭矩，产生凸轮力；以及第2主离合器片47，其利用对应于该第2球形凸轮46的凸轮力的挤压，产生传递扭矩。
并且，在图2中，51、52是圆筒状差速器壳体28的端盖，53是单元壳体，54、55是将端盖51、52分别支撑在单元壳体53的轴承。
前述圆筒状差速器壳体28的前述分隔壁30形成多个轴向贯通的贯通孔30a，仅在前述多个贯通孔30a部分的壳体整个长度范围内，形成前述第1花键齿33a和前述第2花键齿33b的共用花键齿33。作为前述贯通孔30a，例如如图4所示，在圆周方向等间距地形成4个有45°张角的扇形贯通孔。
下面，说明作用。
[关于驱动力分配控制作用]在实施例1的驱动力分配装置中，作为向前后轮的驱动力分配控制，从断开前述第1离合器11和第2离合器12的前轮驱动状态开始，通过加强第1离合器11和第2离合器12的接合力，以逐渐提高分配给后轮的驱动力而增强4轮驱动倾向的方式，进行无缝(seamless)的前后分配。
另外，作为向左右后轮的驱动力分配控制，通过独立地接合·断开控制第1离合器11和第2离合器12，按照从100比0到0比100无级地分配的方式，进行无缝的后左右分配。
并且，前轮·后轮左右的驱动力分配控制是这样进行的，即，根据转向操纵角传感器、横G传感器、横摆率传感器、车速传感器以及加速器开度传感器等的信息，检测驾驶者的驾驶操作、车辆的动作以及行驶状况，在图1的控制器101中，进行最佳的驱动力分配运算，根据该运算结果，向第1离合器11的第1电磁铁34和第2离合器12的第2电磁铁44，独立地输出线圈电流指令。
因此，例如在直线道路上以巡航速度行驶的时候，采用将第1离合器11和第2离合器12断开的前轮驱动状态，以将损耗抑制得最小，发挥高的油耗性能。另外，在起动时或直行加速时，通过逐渐提高对后轮的驱动力分配而加强4轮驱动倾向，发挥抑制驱动打滑的高驱动性能。
另一方面，在转向加速时，因为左右后轮15、16中的转向外轮侧的后轮通过比左右前轮6、7的平均轨迹靠外侧的轨迹，所以当4轮为相同转速时，转向外轮侧的后轮将不再沿着前轮轨迹，由此，会发生不能将驱动力有效地传递给转向外轮侧的后轮的现象。对此，在实施例1中，因为通过传动齿轮机构8的传动比TG的设定，和后端终减速齿轮机构10的传动比FG的设定，使得后轮15、16相对前轮6、7增速，因此，减少由于转向时前后轮轨迹的不同而引起的驱动力传递损耗，提高车辆的转向运动性能。
例如，在左转时右后轮16成为转向外轮的情况下，在通过增速将第2离合器12的输入输出转速差抑制得较小的状况下，通过加强接合第2离合器12，断开或减弱接合第1离合器11，而可以以左右后轮15、16中，作为转向内轮的左后轮15的驱动扭矩降低，作为转向外轮的右后轮16的驱动扭矩提高的方式，使其具有扭矩差，由该扭矩差围绕车辆重心产生转向方向的横摆力矩，提高转向回转性能。
并且，在由于加速器关闭而引起转向减速时，通过在利用左右后轮15、16的扭矩差而使车辆动作稳定的方向上、例如如果是车辆状态有过度转向倾向则是在围绕车辆重心产生转向不足方向的横摆力矩的方式，进行对左右后轮15、16施加扭矩差的控制，从而可以确保转向稳定性。
另外，在通过方向盘紧急操作来回避障碍物等，或避免从行车线偏离的车辆动作控制时，通过以围绕车辆重心产生回避障碍物或避免从行车线偏离的方向的横摆力矩的方式，控制对左右后轮15、16施加的扭矩差，从而能够进行回避障碍物或避免从行车线偏离的辅助。
[关于花键齿加工]在将在左右设置第1离合器11和第2离合器12，并各自独立地控制驱动力的后离合器机构，与圆筒状差速器壳体28一体地构成的情况下，必须使圆筒状差速器壳体28具有嵌合离合器片的功能，以及承受第1离合器11和第2离合器12的反作用力的功能。
在为了满足上述功能，如图3所示，在壳体内表面形成用于嵌合离合器片的第1花键齿和第2花键齿，在将用于承受离合器反作用力的分隔壁设置在中央的构造的情况下，通过分别从两侧进行铣削加工来形成第1花键齿和第2花键齿。但是，在该情况下，因为切齿工序为2道工序，且只能在分隔壁的附近进行花键齿的加工，花键齿的加工性降低。另外，由于要确保分隔壁的厚度，也存在质量增加的问题。
对此，在实施例1的驱动力分配装置中，圆筒状差速器壳体28如图4所示，分隔壁30形成多个轴向贯通的贯通孔30a，仅在前述多个贯通孔30a部分的壳体整个长度范围内，形成第1花键齿33a和第2花键齿33b的共用花键齿33。因此，切齿工序是从一个方向的1道工序即可，而且能够包括分隔壁30的部分，进行不间断的共用花键齿33的加工，改善了共用花键齿33的加工性。而且，通过在确保厚度的分隔壁30上形成贯通孔30a，减少了对应于贯通孔30a的质量，能够实现轻量化。
下面，说明效果。
对于实施例1的车辆驱动力分配装置，可得到以下列举的效果。
(1)在具有将来自动力源的动力向左右前轮6、7传递的前轮动力传递路径、以及将来自动力源的动力通过离合器向左右后轮15、16传递的后轮动力传递路径的车辆驱动力分配装置中，因为前述后轮动力传递路径，仅通过传动轴9连接前轮侧的传动齿轮机构8和后轮侧的后端终减速齿轮机构10，从前述后端终减速齿轮机构10的驱动输出部开始，通过第1离合器11，与左后轮驱动轴13连接，从前述后端终减速齿轮机构10的驱动输出部开始，通过第2离合器12，与右后轮驱动轴14连接，将前述传动齿轮机构8的传动比TG以及前述后端终减速齿轮机构10的传动比FG，设定为使后轮15、16相对前轮6、7增速的增速传动比，并且，前述第1离合器11和第2离合器12，采用分别从外部独立地变更控制传递扭矩的独立可变控制型离合器，因此可以确保高的布局自由度，并实现摩擦损耗·成本·重量的减少，可以发挥后轮增速功能和左右驱动力独立控制功能。
(2)因为将由前述传动齿轮机构8的传动比TG和前述后端终减速齿轮机构10的传动比FG得到的增速传动比，设定为使得后轮15、16相对前轮6、7增速2％至5％，所以在加速转向时，将左右后轮15、16中成为转向外轮的后轮侧的离合器接合时，可以适当地减少驱动力传递损耗，并提高转向回转性能。
(3)前述后端终减速齿轮机构10，由设置在前述传动轴9的端部的第2双曲面齿轮27，以及固定在以前述左右后轮15、16的车轴RL为中心轴的圆筒状差速器壳体28并与前述第2双曲面齿轮27啮合的第2齿环29构成，在前述圆筒状差速器壳体28的圆筒内表面的中央部位置设置分隔壁30，同时隔着该分隔壁30，形成第1离合器室31和第2离合器室32，在前述第1离合器室31中配置前述第1离合器11，在前述第2离合器室32中配置前述第2离合器12，因此，可以利用分隔壁30确保两个离合器11、12的反作用力承受功能，并且可以将第1离合器11和第2离合器12紧凑地收容于圆筒状差速器壳体28的内部。
(4)前述第1离合器11是多片离合器，其具有第1主离合器片37，第1主离合器片37安装在形成于前述圆筒状差速器壳体28的第1离合器室31的内表面处的第1花键齿33a、和插入配置在该第1离合器室31中的前述左后轮驱动轴13的端部之间，前述第2离合器12是多片离合器，其具有第2主离合器片47，该第2主离合器片47安装在形成于前述圆筒状差速器壳体28的第2离合器室32的内表面处的第2花键齿33b、和插入配置在该第2离合器室32中的前述右后轮驱动轴14的端部之间，所以，可以确保将两个离合器片37、47嵌合的功能，同时能够使得第1离合器11和第2离合器12紧凑地收容于圆筒状差速器壳体28的内部。
(5)由于前述圆筒状差速器28在前述分隔壁30上形成多个轴向贯通的贯通孔30a，仅在前述多个贯通孔30a部分的壳体整个长度范围内，形成前述第1花键齿33a和前述第2花键齿33b的共用花键齿33，所以可以提高铣削加工的加工性，同时还可以实现轻量化。
(6)因为前述第1离合器11和第2离合器12，分别具有：导向离合器片35、45，它们对应于向电磁铁33、34发出的线圈电流指令，产生约束扭矩；球形凸轮36、46，它们对应于该导向离合器片35、45的约束扭矩，产生凸轮力；以及主离合器片37、47，它们利用对应于该球形凸轮36、46的凸轮力的挤压，产生传递扭矩，所以，在与电动机式离合器或油压式离合器相比的情况下，可以包括离合器控制致动器在内，将第1离合器11和第2离合器12紧凑地收容于单元内。
实施例2是第1离合器和第2离合器为使用电动机作为致动器的电动机式离合器的例子。
首先说明结构。前述第1离合器11如图5所示，具有：第1球形凸轮63，其对应于向第1电动机61发出的驱动指令，通过第1凸轮板62产生凸轮力；以及第1离合器片64，其利用对应于该第1球形凸轮63的凸轮力的挤压，产生传递扭矩。
前述第2离合器12如图5所示，具有：第2球形凸轮73，其对应于向第2电动机71发出的驱动指令，通过第2凸轮板72产生凸轮力；以及第2离合器片74，其利用对应于该第2球形凸轮73的凸轮力的挤压，产生传递扭矩。
前述第1离合器11的第1电动机61、和前述第2离合器12的第2电动机71，如图5所示，其第1电动机轴M1和第2电动机轴M2与左右后轮15、16的车轴RL平行，且如图6所示，通过使得在第1凸轮板62和第2凸轮板72的周缘的啮合位置不同，而配置成在圆周方向相互重合。
并且，设置在前述第1电动机61的电动机轴上的第1电动机齿轮65和第1凸轮板62，通过第1减速齿轮66啮合。设置在前述第2电动机71的电动机轴上的第2电动机齿轮75和第2凸轮板72，通过第2减速齿轮76啮合。另外，因为其他结构与实施例1相同，所以对相对应的结构标注相同的标号，省略说明。
下面说明作用。
[关于2个电动机的设定]在对于第1离合器和第2离合器这2个离合器，在圆周方向相同的位置相互不干涉地设置2个电动机的情况下，如图7所示，将第1电动机齿轮和第2电动机齿轮向内相对配置，成为使第1电动机的后端部和第2电动机的后端部分别朝向外侧的配置。在该情况下，会产生由2个电动机占据的空间在轴方向上扩大，与周围的其他部件相互干涉的问题等，降低布局自由度。
对此，在实施例2的驱动分配装置中，通过使2个电动机轴M1、M2与左右后轮15、16的车轴RL平行，且使第1凸轮板62和第2凸轮板72的周缘的啮合位置不同而配置成在圆周方向上相互重合，由此，如图5所示，与图7的情况相比，可以大幅度减小由2个电动机占据的空间，提高布局自由度，避免与周围其他部件的干涉问题。并且，对于驱动力分配控制作用，因为与实施例1相同，所以省略说明。
下面，说明效果。
对于实施例2的车辆驱动力分配装置来说，在实施例1的(1)至(5)的效果的基础上，还具有以下效果。
(7)前述第1离合器11和第2离合器12，分别具有：球形凸轮63、73，其对应于向电动机61、71发出的驱动指令，通过凸轮板62、72产生凸轮力；以及离合器片64、74，其利用对应于该球形凸轮63、73的凸轮力的挤压，产生传递扭矩，前述第1离合器11的第1电动机61、和前述第2离合器的第2电动机71，其2个电动机轴M1、M2与左右后轮15、16的车轴RL平行，且通过使第1凸轮板62和第2凸轮板72的在周缘上的啮合位置不同而配置为在圆周方向上相互重合，因此，即使采用电动机式离合器，也能将第1离合器11和第2离合器12紧凑收容于单元内，确保高的布局自由度。
以上，根据实施例1以及实施例2说明了本发明的车辆驱动力分配装置，关于具体的结构，并不限于这些实施例，只要不脱离权利要求书的各个权利要求所涉及的发明主旨，允许设计的改变或添加等。
在实施例1中，作为第1离合器以及第2离合器，表示了螺线管式离合器的例子，在实施例2中，表示了电动机式离合器的例子，但也可以使用油压式离合器等，要点在于，只要第1离合器和第2离合器是分别从外部独立地变更控制传递扭矩的独立可变控制型离合器，则并不限于实施例1、2。
在实施例1、2中，表示了将第1离合器和第2离合器内置于圆筒状差速器壳体中的例子，但也可以与后端终减速齿轮机构的驱动输出部独立地设定第1离合器和第2离合器，要点在于，只要从后端终减速齿轮机构的驱动输出部开始，通过第1离合器与左后轮驱动轴连接，从后端终减速齿轮机构的驱动输出部开始，通过第2离合器与右后轮驱动轴连接，则并不限于实施例1、2。
在实施例1、2中，表示了仅搭载发动机作为动力源的发动机车辆的驱动力分配装置，但也可以应用于搭载发动机和电动机作为动力源的混合车辆，或搭载电动机作为动力源的电动汽车或燃料电池车等。要点在于，可以应用于具有将来自动力源的动力向左右前轮传递的前轮动力传递路径、和将来自动力源的动力通过离合器向左右后轮传递的后轮动力传递路径的车辆驱动力分配装置。