近年来，随着发动机性能的提高，发动机的输出扭矩也得到增 大。当发动机的输出扭矩增加时，即便是左、右倾斜角之间很小的差 异也能引起左、右驱动扭矩之间的显著差异，从而导致扭矩转向的发 生。
日本特开2004-9843号公报披露了一种车辆的扭矩转向抑制结 构。在该扭矩转向抑制结构中，连接到差动齿轮和驱动轴的中间轴设 置在左或右车轮中距差动齿轮有较长距离的那一侧。这样使得左右驱 动轴的倾斜角(即联轴节弯曲角)相同，并且使得左右驱动轴的长度 也相等。为了使得左右驱动轴的倾斜角相同，有必要使用支撑架来固 定所述中间轴，从而可能使得所述支撑架从车辆的横向中心向外明显 突出。
另外，日本特开平9[1997]-207802号公报也披露了这样一种减 少扭矩转向的技术：即，通过对电动机进行驱动来消除在装载有电动 助力转向系统的车辆中发生扭矩转向。这种技术可能需要附加部件， 比如电动机。另外，车辆起动时可能会有输出浪费。而且，当扭矩转 向发生在装载有大功率发动机的大型车辆中时，具有比液力转向系统 小的辅助力的电子动力转向系统可能难以适合这一应用。

因此，希望使用机械方法(例如，发动机的移动)来减少加速 过程中的扭矩转向。
根据本发明的一个方面，在车辆中设置抑制扭矩转向的装置， 所述车辆具有左右车轮、通过外联轴节连接到所述左车轮的左驱动轴 以及通过右外联轴节连接到所述右车轮的右驱动轴。所述装置包括驱 动源，所述驱动源适于将车辆从静止状态加速到预定加速度。当所述 驱动源对车辆进行加速时，所述驱动源从第一位置(车辆处于静止状 态时)移动到第二位置(车辆已达到预定加速度)。所述装置还包括 将所述驱动源连接到所述左驱动轴和所述右驱动轴上的结构。并且相 对于所述左右车轮设置所述结构，以便所述左右驱动轴各自在所述驱 动源位于所述第一位置(车辆处于静止状态时)时限定第一倾斜角， 在所述驱动源位于所述第二位置时限定第二倾斜角，所述第二倾斜角 小于所述第一倾斜角。这样，当所述驱动源对车辆进行加速时，使得 驱动轴移动以减少倾斜角，从而减少扭矩转向。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于在车辆中抑制扭矩转 向的方法，所述车辆具有驱动源、左右车轮、通过左外联轴节连接到 所述左车轮以限定左倾斜角的左驱动轴，以及通过右外联轴节连接到 所述右车轮以限定右倾斜角的右驱动轴。所述方法包括：通过左右内 联轴节将所述左右驱动轴连接到所述驱动源上；将所述左右内联轴节 定位在所述左右外联轴节下方，以便所述左右驱动轴分别同所述左右 外联轴节一起限定左右倾斜角；以及当车辆加速时，使得所述左右内 联轴节同所述驱动源一起向上移动，以减小所述左右倾斜角。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的用于车辆的抑制扭矩转向装置 的主视图；
图2为图1中所示装置的主视图，示出了最大加速度时的车辆 倾斜角；
图3为图1中所示装置的主视图，示出了悬挂构件和车身大梁 相对于发动机中心的布局；
图4为图1中所示装置的示意性图示，示出了内联轴节和外联 轴节高度的计算方法；
图5为根据本发明第二实施例的用于车辆的抑制扭矩转向装置 的后视图。

当车辆的驱动轴倾斜时，围绕Z轴会生成驱动扭矩的向量元素。 因为当传动系装置的布局在水平上不对称时，设置在左侧和右侧的驱 动轴表现出不同的刚度等级，这样在左右车轮处围绕Z轴会产生不同 的驱动扭矩，从而导致扭矩转向。在以下所描述的本发明实施例中， 在车辆加速时，倾斜角减小，从而可以抑制扭矩转向。
第一实施例
参见图1至3，提供一种用于车辆的抑制扭矩转向装置。
如图1所示，车辆包括发动机1、变速器(变速齿轮)2、差动 齿轮(差动单元)3、内联轴节(驱动轴在差动齿轮侧的联轴节)4、 左驱动轴(传动轴)5、外联轴节(驱动轴在车轮侧的联轴节)6、左 前车轮7、所述左前车轮的主销中心轴线7a、等速万向节8、伸缩轴 (中间轴)9、内联轴节(驱动轴在差动齿轮侧的联轴节)10、右驱 动轴11、外联轴节(驱动轴在车轮侧的联轴节)12、右前车轮13、 所述右前车轮的主销中心轴线13a、支撑架14以及转向装置19。 发动机1装在车身前部上。发动机1的曲轴沿车辆横向延伸， 更确切地说，就是所谓的横置发动机。差动齿轮3通过变速器2连接 到发动机1的左侧。发动机1和变速器2相当于驱动源。如以下所述， 相对于标准配置，将发动机1降低，以便使得左右内联轴节4和10 比左右外联轴节6和12的位置低大约15mm。
差动齿轮3从车辆横向中心向左偏移。差动齿轮3的一侧(左 侧)通过作为等速万向节的内联轴节4连接到左驱动轴5的连接部 5a上。左前车轮7通过作为左前车轮7的等速万向节的外联轴节6 连接到左驱动轴5的连接部5b上。
差动齿轮3的另一侧(右侧)借助于花键座通过等速万向节8 连接到沿车辆横向延伸的中间轴9上。中间轴9通过作为等速万向节 的内联轴节10连接到右驱动轴11的连接部11a上。右前车轮13通 过作为右前车轮(车轮)13的等速万向节的外联轴节12连接到右驱 动轴11的连接部11b。另外，中间轴9由支撑架14支撑在发动机1 上。倾斜角定义为驱动轴与连接车轮中心和车轮侧的驱动轴联轴节的 轴线(CL，CR)之间的角度(θL，θR)。所述轴线CL和CR相当于 连接左车轮中心和右车轮中心的直线。
在第一实施例中，如果连接车轮中心CL、CR及左右外联轴节6 和12的直线与左右驱动轴5和11形成左右倾斜(或转向节)角θL 和θR，那么，当车辆的加速度增加时，左右倾斜角θL和θR都减小。 此外，如图2中所示，当车辆的加速度达到最大值时，左右两个倾斜 角θL和θR都变为零。另外，左右驱动轴5和11的长度LL和LR是相 等的，左右倾斜角θL和θR的初始值(驾驶员和乘客进入和离开车辆 时的值)也是相等的。
如图3中所示，发动机中心(安装发动机的位置)以低于其常 规位置15mm而设置，这样使得左右内联轴节4和10(连接部5a和 11a)的高度比左右外联轴节6和12(连接部5b和11b)的位置低 15mm。
另外，如下所述，与发动机中心的降低相对应，支撑左右前车 轮7和13的悬挂构件15的上表面位置的高度也要比标准位置(如图 3中以波形线表示)低15mm。同时，置于发动机1上方的车身大梁 16沿垂直方向也加厚15mm。
二次力矩产生机理
在常规的前轮驱动车辆中，如果主销中心轴线相对于车轮的角 度是α、驱动轴的倾斜角是θ、发动机的输出扭矩是T，则在主销周 围的二次力矩Ts由以下公式(1)给出：
Ts＝Ttanθ×cosα＝Ttanθ    ∵cosα1      …(1)
也就是说，在主销周围产生的二次力矩等于用发动机的输出扭 矩T乘以tanθ而得到的值。
与加速度对应的二次力矩抑制作用
当左驱动轴的倾斜角θL与右驱动轴的倾斜角θR设为相等，左驱 动轴的长度LL与右驱动轴的长度LR设为相等，在车辆加速时，TL＞ TR，由于二次力矩的左右差ΔT而会产生扭矩转向，ΔT由以下公式 (2)来表示：
   ΔT＝TLtanθL-TRtanθR              …(2)
这里，如果左右倾斜角θL和θR都为θ，为了使产生于左右驱动 轴5和11的二次力矩TL和TR几乎为零，则也可以这样控制倾斜角θ： 即，在车辆加速时使得θ≈0。
在本发明的第一实施例中，如图4所示，如果
Zin表示左右内联轴节4和10的高度；
Zout表示左右外联轴节6和12的高度；
ZL表示当发动机起动时，车身前部的升高距离；
ZE表示发动机1的上下摇动距离；
Yout表示左右外联轴节6和12沿车辆横向的位置；
Yin表示左右内联轴节4和10沿车辆横向的位置；
那么，倾斜角θ由以下公式(3)来表示：
θ＝atan(Zin-Zout+ZL+ZE)/(Yout-Yin)       …(3)
其中，Zin、Zout、Yout和Yin是初始值(驾驶员和乘客进入和离开 车辆的时候)。通过上述控制，设置Zin和Zout，以便在扭矩转向程度 最大的时候，即在最高加速度时使θ≈0。
例如，对于大型车辆，如果重量为1,400～1,600kg、最大加速 度为0.5～0.6G、轮胎的摩擦系数为1.05～1.10，那么，由它们的每 一个平均值就可以确定发动机1的升高距离ZL和摇动距离ZE为：ZL ≈25mm，ZE≈10mm。从而，通过将Zin-Zout设定为小于15mm，可以使 得倾斜角θ在较高加速度时较小，并且在最大加速度时倾斜角θ可以 取得几乎为零的值。
车身大梁横截面面积增加的作用
如果随着发动机中心(发动机装载位置)的降低，悬挂构件15 的高度设置成降低15mm，则车身的撞击性能下降，这不是我们所希 望的。在第一个实施例中，与悬挂构件15的降低相对应，车身大梁 16的横截面面积也得到增加。从而，在避免悬挂构件15和发动机1 或辅助机械之间干涉的同时，可以防止碰撞性能的下降。另外，本发 明的一个优点就在于：如第一实施例中所示的、车身大梁16具有较 大横截面面积的车身结构可以在碰撞中提供较大的反作用力。
在第一实施例中，由于考虑到在加速过程中伴随发动机升高和 发动机摇动的倾斜角的变化，对左右驱动轴5和11、左右内联轴节4 和10以及左右外联轴节6和12的位置进行控制，就可以减小产生于 左右驱动轴5和11中的主销中心轴线周围的二次力矩。
这样，由于车辆加速时倾斜角减小，所以产生于左右车轮、围 绕主销的中心轴线的二次力矩减小，从而能够抑制扭矩转向。
如果驱动轴这样配置：即其内侧端升高，那么车辆加速会使发 动机上升，从而增加倾斜角并加剧扭矩转向。相比之下，在前述实施 例中，当车辆开始加速时，倾斜角减小。更具体地说，因为驱动轴以 如下方式倾斜：即其内侧端沿车辆宽度方向下降，所以至少在加速的 时候，车辆会沿倾斜角减小的方向向上升高。这样，可以减少扭矩转 向。
另外，根据本发明，即使当驱动轴的用于沿车辆宽度方向降低 其内侧端的倾斜角太小，以致于其内侧端由于过度加速而停止沿车辆 宽度方向向上升高的时候，仍然可以抑制扭矩转向，这比常规设计要 好，在常规设计中，驱动轴以如下方式倾斜：即，其沿车辆宽度方向 的内侧端升高。
基于第一实施例中的扭矩转向抑制结构，可获得以下效果：
(1)在这样的车辆中：即，连接到左右前车轮7和13上的左 右驱动轴5和11分别连接到差动齿轮3上，差动齿轮3连接到驱动 源(发动机1和变速器2)上，由于所述结构这样设置：即，使得车 辆加速度增加时，左右倾斜角θL和θR减小。因此，当加速度无法继 续增加时，左右驱动轴5和11的二次力矩会减小，二次力矩的左右 差也会减小。结果是，可以减少左右前车轮7和13对转向装置19 的牵引，因此可以减少扭矩转向。
(2)由于所述结构这样设置：即，使得当加速度达到预定加速 度时，左右两个倾斜角θL和θR都变为零。因此，可以使左右驱动轴 5和11的二次力矩在预定加速度时几乎为零，从而可以在预定加速 度时减少扭矩转向的产生。
(3)左右倾斜角θL和θR变为零时的加速度可以作为车辆的最 大加速度(0.5～0.6G)。尽管二次力矩在最大加速度时达到最大值， 但由于左右倾斜角θL和θR均变为零，所以，二次力矩同样也得到减 小或不存在。从而，可以减少全速起动车辆时的扭矩转向。
(4)由于连接到驱动源的差动齿轮3相对于车辆横向中心偏移 而设置，左驱动轴5通过内联轴节4直接连接到差动齿轮3上，右驱 动轴11通过伸缩轴9和内联轴节10连接到差动齿轮3上，因此，可 以将左右驱动轴5和11的长度LL和LR的初始值设为几乎相等，并且 也可以将左右倾斜角θL和θR的初始值设为几乎相等，从而可以获得 减少扭矩转向的结构。
(5)由于具有沿车辆横向延伸的曲轴的横置发动机1用作驱动 源，左右内联轴节4和10在车辆停止时的高度按照比左右外联轴节 6和12的位置低15mm来设置。因此，可以使得在最大加速度时的左 右倾斜角θL和θR几乎为零，从而减少扭矩转向的产生。另外，由于 通过降低发动机的中心，可以降低左右内联轴节4和10的位置，所 以，基本上不会降低其他悬挂构件的性能和设计性。
(6)与左右内联轴节4和10的位置相对应，在降低置于发动 机1下方的悬挂构件15的高度时，根据悬挂构件15的高度，置于悬 挂构件15上方的车身大梁16的横截面面积也得到增加。从而，降低 了悬挂构件15的高度，这样，可以在避免与发动机1和其辅助机械 之间干涉的同时，抑制车身碰撞性能的下降。
第二实施例
在本发明第二实施例中，如图5中所示，与左右内联轴节4和 10的位置相对应，发动机1的辅助机械的位置设置成比发动机1高。
图5为示出根据本发明第二实施例的扭矩转向抑制结构的后视 图。在这一实施例中，当发动机中心按照降低15mm进行设置时，空 调器滑轮(辅助机械)17的位置以相对于发动机1高出15mm而设置， 因而避免了与悬挂构件18的干涉。
下面给出与操作有关的说明。
在本发明第一实施例中，当发动机中心降低时，悬挂构件的上 表面也降低，以便可以防止两个构件之间的干涉。在这种情况下，改 变悬挂构件及置于发动机1下方的车身大梁的形状也是有帮助的。
在本发明第二实施例中，只有空调器滑轮17的位置相对于发动 机1有变化，因此，不需要像现有技术那样对悬挂构件18和车身大 梁的位置和形状进行改变，就可以避免发动机1和悬挂构件18之间 的干涉。
下面给出与效果有关的说明，对于第二实施例中的扭矩转向抑 制结构，除了第一实施例中的特征和优点(1)到(6)之外，还获得 以下的特征和优点：
(7)由于与左右内联轴节4和10的位置相对应，作为发动机1 的辅助机械的空调器滑轮17的位置可以比发动机1高出15mm而设 置，所以，不需要改变悬挂构件18和车身大梁的形状，就可以防止 空调器滑轮17和悬挂构件18之间的干涉。
其它实施例
已经根据前述实施例对本发明进行了说明。然而，本发明并非 局限于在这些实施例中所描述的结构，在遵循本发明要旨的基础上允 许对这些结构设计做出修改。
举例来说，在本发明中，用于车辆的扭矩转向抑制结构的车辆 类型并不局限于由发动机驱动且具有作为驱动源的变速器的车辆。也 可以采用具有作为驱动源的电动机和变速器的电动汽车，以及采用具 有作为驱动源的发动机和电动机的混合动力汽车。
在第一及第二实施例中，内联轴节的高度按照比外联轴节的高 度低15mm而设置。然而，这仅仅是一个实例。根据车辆特性(重量、 最大加速度、轮胎的摩擦系数等等)，设置在5～20mm范围内的距离 也可以带来有益的结果。再者，在第一及第二实施例中，车辆在最大 加速度(0.5-0.6G)时倾斜角是零。然而，这仅仅是一个实例，还可 以对内联轴节和外联轴节的高度这样设定：即，使得倾斜角在车辆达 到最大加速度之前变为零。在这种情况下，可以将所述结构这样设定： 即，在车辆达到对于其来说频繁出现且容易产生扭矩转向的加速度时 使得倾斜角变为零。
另外，在第一及第二实施例中，对其中对应于加速而使驱动源 向上移动的车辆进行了说明。然而，对于具有车身被安装成对应于加 速而使驱动源向下移动的车辆来说，通过将内联轴节的初始位置设定 为高于外联轴节的位置，就可以减小加速过程中的驱动轴倾斜角。
本申请基于2004年11月18号向日本特许厅提交的日本专利申 请号为2004-335043的专利申请，其全部内容在此以引用的方式并入 本文。
为了更容易地理解本发明，已经对上述实施例进行了说明。本 发明不应局限于所公开的实施例，相反，本发明的用意在于包含各种 包括在所附权利要求书中限定的要旨和保护范围之内的修改和等同 布置，在所述保护范围中给予最宽泛的解释，以便包含法律所允许的 所有这些修改和等同结构。