JP2008114674A - Driving force distribution device for four-wheel drive vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、副変速機構の切替えと前輪に動力を伝える摩擦クラッチの押付力を無段階に変化させるフルタイムの4輪駆動車用駆動力配分装置に関し、特に、摩擦クラッチの油圧源を利用して副変速機を切替える4輪駆動車用駆動力配分装置に関する。
The present invention relates to a full-time driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle that changes a sub-transmission mechanism and changes the pressing force of a friction clutch that transmits power to a front wheel, and particularly uses a hydraulic power source of the friction clutch. The present invention relates to a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle that switches an auxiliary transmission.
従来、フルタイムの4輪駆動車用駆動力配分装置は、後輪出力軸から前輪出力軸に伝達するトルクを車両の走行状態に応じて連続的に変化させる摩擦クラッチと、入力軸からの動力を少なくとも高速と低速の2段に切り替えて後輪出力軸へ伝達する副変速機とを設けている。 Conventionally, a full-time driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle includes a friction clutch that continuously changes torque transmitted from the rear wheel output shaft to the front wheel output shaft in accordance with the traveling state of the vehicle, and power from the input shaft. Is provided with a sub-transmission for switching to at least two stages of high speed and low speed and transmitting it to the rear wheel output shaft.
摩擦クラッチのアクチュエータはピストン・シリンダ機構による油圧アクチュエータであり、モータと油圧ポンプで構成される油圧源の供給油圧をシリンダ室に供給し、モータ回転制御により油圧ポンプからシリンダに供給する油圧を制御することでピストンによる摩擦クラッチの押圧力を変化させ、前輪側への伝達トルクを制御する油圧制御システムを使用している。 The actuator of the friction clutch is a hydraulic actuator based on a piston / cylinder mechanism. The hydraulic pressure supplied from a hydraulic source composed of a motor and a hydraulic pump is supplied to the cylinder chamber, and the hydraulic pressure supplied from the hydraulic pump to the cylinder is controlled by motor rotation control. Therefore, a hydraulic control system is used that changes the pressing force of the friction clutch by the piston and controls the torque transmitted to the front wheels.
一方、副変速機は、モータと減速機で構成された専用の電動アクチュエータを使用し、主変速機から入力する動力を少なくとも高速Hと低速Lの2段に切り替えて後輪出力軸へ伝達するようにしている(特許文献1)。
しかしながら、このような従来の摩擦クラッチと副変速機を備えた4輪駆動車用駆動力配分装置にあっては、摩擦クラッチの制御に油圧制御システムで駆動される油圧アクチュエータを設け、副変速機の切替えのために専用の電動アクチュエータを設けていたため、アクチュエータが2セット必要となり、構造が複雑化してコストが高くなり、装置が大型化して重量も重くなるという問題がある。 However, in the conventional driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle provided with the friction clutch and the auxiliary transmission, a hydraulic actuator driven by a hydraulic control system is provided for controlling the friction clutch, and the auxiliary transmission is provided. Since a dedicated electric actuator is provided for switching between the two, two sets of actuators are required, which complicates the structure and increases the cost, and increases the size and weight of the apparatus.
本発明は、摩擦クラッチ用油圧制御システムの油圧源を副変速機の切替制御アクチュエータの油圧源に利用してコスト低減、小型化、軽量化を図るようにした4輪駆動車用駆動力配分装置を提供することを目的とする。
The present invention relates to a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle that uses a hydraulic power source of a friction clutch hydraulic control system as a hydraulic power source of a switching control actuator of a sub-transmission to reduce cost, size, and weight. The purpose is to provide.
本発明は、主出力軸(後輪出力軸)から副出力軸(前輪出力軸)に選択的にトルクを伝達する摩擦クラッチと、入力軸からの動力を少なくとも高速と低速の2段に切り替えて主出力軸へ伝達する副変速機とを備えた4輪駆動車用駆動力配分装置を対象とする。 According to the present invention, a friction clutch that selectively transmits torque from a main output shaft (rear wheel output shaft) to a secondary output shaft (front wheel output shaft) and power from the input shaft are switched to at least two stages of high speed and low speed. A driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle including a sub-transmission that transmits to a main output shaft is an object.
このような4輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、本発明は、
モータと油圧ポンプを備えた油圧源の供給油圧に応じて摩擦クラッチの押圧力を変化させて伝達トルクを制御する摩擦クラッチ用油圧制御システムと、
油圧源の供給油圧により副変速機を切替制御する副変速機用油圧制御システムと、
を備えたことを特徴とする。
In such a four-wheel drive vehicle driving force distribution device, the present invention provides:
A friction clutch hydraulic control system that controls the transmission torque by changing the pressing force of the friction clutch according to the hydraulic pressure supplied by a hydraulic source including a motor and a hydraulic pump;
A sub-transmission hydraulic control system that switches and controls the sub-transmission by the supply hydraulic pressure of the hydraulic source;
It is provided with.
ここで、摩擦クラッチ用油圧制御システムは、摩擦クラッチを押圧する第1ピストンと、第1ピストンを摺動自在に収納した第1シリンダと、正回転時には第1シリンダに油を供給し、逆回転時には前記第1シリンダから油を排出する油圧ポンプと、油圧ポンプの発生油圧を検出する圧力センサと、油圧ポンプを正逆転駆動するモータと、圧力センサの検出油圧が所定の設定油圧となるようにモータの正逆転駆動を制御して前記摩擦クラッチの押圧力を所定値に制御する第1コントローラとを備える。 Here, the friction clutch hydraulic control system supplies oil to the first cylinder that presses the friction clutch, the first cylinder that slidably accommodates the first piston, and the first cylinder during forward rotation, and reverse rotation. Sometimes a hydraulic pump that drains oil from the first cylinder, a pressure sensor that detects the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump, a motor that drives the hydraulic pump forward and backward, and a detected hydraulic pressure of the pressure sensor to be a predetermined set hydraulic pressure. And a first controller for controlling forward / reverse driving of the motor to control the pressing force of the friction clutch to a predetermined value.
また副変速機用油圧制御システムは、シフトロッドに装着されたシフトフォークを切替位置に移動させる第2ピストンと、第2ピストンを摺動自在に収納した第2シリンダと、第2ピストンの両側に形成されるシリンダ室の各々に対応して設けられ、通電時にシリンダ室に油を供給し非通電時にシリンダ室から油を排出する一対の電磁切替弁と、シフトフォークの切替位置への到達を検出する位置センサと、シフトフォークをいずれか一方の切替位置に移動する際に、モータの正逆回転を制御して油圧ポンプから所定油圧の油を供給した状態で、一対の電磁切替弁のいずれか一方に通電して第2ピストンの対応するシリンダ室に油を供給し、位置センサによるシフトフォークの切替位置への到達を検出した際に電磁切替弁への通電を停止する第2コントローラとを備える。 The hydraulic control system for the auxiliary transmission includes a second piston that moves a shift fork attached to a shift rod to a switching position, a second cylinder that slidably houses the second piston, and both sides of the second piston. Provided for each cylinder chamber that is formed, a pair of electromagnetic switching valves that supply oil to the cylinder chamber when energized and discharge oil from the cylinder chamber when de-energized, and detect when the shift fork reaches the switching position When moving the position fork and shift fork to one of the switching positions, control the forward / reverse rotation of the motor and supply oil of a predetermined hydraulic pressure from the hydraulic pump. Energize one side to supply oil to the corresponding cylinder chamber of the second piston, and stop energizing the electromagnetic switching valve when the position sensor detects that the shift fork has reached the switching position. And a 2 controller.
副変速機用油圧制御システムは、シフトロッドとシフトフォークの間に、シフトロッドの切替位置への移動に対しスプリングを圧縮してシフトフォークを切替方向に付勢する待ち機構を備える。本発明の駆動車用駆動力配分装置は、第2ピストン及び第2シリンダと待ち機構とを一体化する。 The hydraulic control system for the auxiliary transmission includes a waiting mechanism between the shift rod and the shift fork that compresses the spring against the movement of the shift rod to the switching position and biases the shift fork in the switching direction. In the driving force distribution device for a driving vehicle according to the present invention, the second piston, the second cylinder, and the waiting mechanism are integrated.
この一体化構造としての待ち機構は、
シフトロッドに摺動自在に挿入した一対のスライドリングと、
一対のスライドリングの間に配置されたスプリングと、
一対のスライドリングの外側に摺動自在に配置されたシフトスリーブと、
シフトロッドに嵌着され、一対のスライドリングの内周側の端面部分を係止する一対の第1ストッパリングと、
シフトスリーブの軸穴内周面に嵌着され、一対のスライドリングの外周側の端面部分を係止する一対の第2ストッパリングと、
シフトスリーブの外周に環状に突出して一体に形成した第2ピストンを構成するピストン部と、
ピストン部を備えたシフトスリーブを摺動自在に収納した第2シリンダを構成するシリンダと、
ピストン部で仕切られた両側のシリンダ室の各々に位置してバネ部材による付勢でシフトスリーブに嵌着してロックし、油圧供給時にピストンとして移動してシフトスリーブのロックを解除する一対のロックピンと、
を備える。
The waiting mechanism as this integrated structure is
A pair of slide rings slidably inserted into the shift rod;
A spring disposed between a pair of slide rings;
A shift sleeve slidably disposed on the outside of the pair of slide rings;
A pair of first stopper rings that are fitted to the shift rod and lock the inner peripheral end surfaces of the pair of slide rings;
A pair of second stopper rings that are fitted to the inner peripheral surface of the shaft hole of the shift sleeve and engage the outer peripheral side end surface portions of the pair of slide rings;
A piston portion constituting a second piston integrally formed by projecting annularly on the outer periphery of the shift sleeve;
A cylinder constituting a second cylinder slidably storing a shift sleeve having a piston portion;
A pair of locks that are located in each of the cylinder chambers on both sides partitioned by the piston part, fitted and locked to the shift sleeve by urging by a spring member, and moved as a piston when hydraulic pressure is supplied to unlock the shift sleeve idea,
Is provided.
本発明によれば、摩擦クラッチ用油圧制御システムの油圧源を利用して副変速機切替機構の切替えを行うことで、高価で重い専用のアクチュエータを設ける場合に比べて低コストで軽量な装置を提供できる。 According to the present invention, by switching the auxiliary transmission switching mechanism using the hydraulic power source of the friction clutch hydraulic control system, it is possible to reduce the cost and weight of the device compared with the case where an expensive and heavy dedicated actuator is provided. Can be provided.
またサイズの大きな副変速機切替用のアクチュエータが不要になるため、車両への装置搭載上の制約が少なくなり、種類の異なる多くの車両に搭載することができる。 In addition, since the actuator for switching the auxiliary transmission having a large size is not necessary, restrictions on mounting the device on the vehicle are reduced, and the actuator can be mounted on many different types of vehicles.
また電磁切替弁として副変速機の切替時にのみ通電すればよい常閉型の電磁切替弁を使用したことで、消費電流を低減できる。 In addition, the current consumption can be reduced by using a normally closed electromagnetic switching valve that only needs to be energized when switching the auxiliary transmission as the electromagnetic switching valve.
更に摩擦クラッチ用油圧制御システムと副変速機切替機構に同じ油圧源を使用していても、通常、副変速機の切替えは車両停止状態で行われ、一方、摩擦クラッチの制御は車両走行中に行われるため、同じ油圧源を使用していても、原則的に制御が重複せず、油圧源の競合による悪影響を防止できる。 Furthermore, even if the same hydraulic pressure source is used for the friction clutch hydraulic control system and the auxiliary transmission switching mechanism, the auxiliary transmission is normally switched while the vehicle is stopped, while the friction clutch is controlled while the vehicle is running. Therefore, even if the same hydraulic power source is used, in principle, control is not duplicated, and adverse effects due to competing hydraulic sources can be prevented.
また副変速機の切替を行う車両停止状態では、油圧源から切替えに必要な所定油圧を発生しているが、副変速機の切替後に車両の走行を開始した際に切替用油圧が残っていることで、クラッチ制御の応答時間を短くすることができる。 In addition, in the vehicle stop state in which the auxiliary transmission is switched, a predetermined hydraulic pressure necessary for switching is generated from the hydraulic source, but the switching hydraulic pressure remains when the vehicle starts running after the auxiliary transmission is switched. As a result, the response time of the clutch control can be shortened.
また、副変速機の切替えに必要な油圧が高くなって摩擦クラッチが押圧力を受けて締結されたとしても、車両停止状態であることから、車両への影響はなく、油圧源を同じにしたことによる制御の干渉は起きない。 Also, even if the hydraulic pressure required for switching the sub-transmission increases and the friction clutch is engaged by pressing force, it is in the vehicle stop state, so there is no effect on the vehicle and the hydraulic pressure source is the same There is no control interference.
また副変速機切替機構は、噛合式のクラッチギアで構成されるため、ギア位相が合わない場合には切替途中で停止することになるが、シフトロッドとシフトフォークの間に待ち機構を設けることで、クラッチギアの位相が合わない状態でも、切替動作により待ち機構のバネを圧縮して切替動作を完了し、その後、ギアの位相が合った時点でバネ力によりシフトフォークを移動して切替えを完了させることができる。 In addition, since the sub-transmission switching mechanism is constituted by a meshing clutch gear, if the gear phase does not match, it will stop in the middle of switching, but a waiting mechanism should be provided between the shift rod and the shift fork. Even when the phase of the clutch gear does not match, the spring of the waiting mechanism is compressed by the switching operation to complete the switching operation, and then the shift fork is moved by the spring force when the gear phase is matched and the switching is performed. Can be completed.
更に、待ち機構に副変速機切替機構のピストンとシリンダを一体化することで、別々に設けた場合に比べ、コストの低減と軽量化を図ることができる。
Furthermore, by integrating the piston and cylinder of the auxiliary transmission switching mechanism into the waiting mechanism, it is possible to reduce the cost and weight as compared with the case where they are provided separately.
図1は本発明による4輪駆動車用駆動力分配装置の実施形態を示した断面図である。図1において、本実施形態の4輪駆動車用駆動力分配装置はケース10を有し、ケース10の左側にエンジンからの動力を自動変速機あるいは手動変速機を介して入力する入力軸12が設けられ、入力軸12は副変速機構14を介して、同軸に配置された主出力軸としての後輪出力軸24に連結されている。 FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention. In FIG. 1, the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle of this embodiment has a case 10, and an input shaft 12 for inputting power from the engine via an automatic transmission or a manual transmission is provided on the left side of the case 10. The input shaft 12 is connected to a rear wheel output shaft 24 as a main output shaft arranged coaxially via the auxiliary transmission mechanism 14.
副変速機構14は、サンギア16、キャリアケース20に設けたプラネアリギア18及びリングギア22を備えた遊星歯車機構であり、キャリアケース20と一体にクラッチギア54を設け、これに対応しシフト操作可能なシフトギア52を配置している。副変速機構14はHポジションとLポジションの切替えを行う。
The auxiliary transmission mechanism 14 is a planetary gear mechanism including a sun gear 16, a planetary gear 18 provided in the carrier case 20, and a ring gear 22. A
シフトギア52が図示の位置のときHポジションにあり、サンギア16を後輪出力軸24に直結している。シフトギア52がクラッチギア54に噛み合う位置がLポジションとなり、リングギア22が固定で、サンギア16の入力回転を、プラネタリギア18を備えたキャリアケース20の回転として、クラッチギア54からシフトギア52を介して後輪出力軸24に伝えている。
When the shift gear 52 is at the illustrated position, it is in the H position, and the sun gear 16 is directly connected to the rear wheel output shaft 24. The position where the shift gear 52 meshes with the
後輪出力軸24と同軸に摩擦クラッチ26が設けられる。摩擦クラッチ26はクラッチハブ44を後輪出力軸24に固定し、クラッチドラム46を後輪出力軸24に対し回転自在に設けたスプロケットギア25に連結している。後輪出力軸24と平行には、反対側に動力を取り出す副出力軸としての前輪出力軸30がケース10に設けられており、前輪出力軸30にはスプロケットギア31が一体に形成され、摩擦クラッチ26側のスプロケットギア25との間にチェーンベルト28を掛けて連結している。
A friction clutch 26 is provided coaxially with the rear wheel output shaft 24. The friction clutch 26 has a clutch hub 44 fixed to the rear wheel output shaft 24, and a clutch drum 46 is connected to a
このような4輪駆動車用駆動力分配装置において、2輪駆動の際には摩擦クラッチ26のクラッチハブ44とクラッチドラム46の間に設けた多板クラッチ48が切り離され、入力軸12の回転は副変速機構14を介して後輪出力軸24に伝達される。4輪駆動時にあっては摩擦クラッチ26が接続状態となり、入力軸12からの動力を後輪出力軸24、摩擦クラッチ26、スプロケットギア25、チェーンベルト28、スプロケットギア31を介して、前輪出力軸30にも伝達する。
In such a four-wheel drive vehicle driving force distribution device, the multi-plate clutch 48 provided between the clutch hub 44 and the clutch drum 46 of the friction clutch 26 is disconnected during two-wheel drive, and the input shaft 12 rotates. Is transmitted to the rear wheel output shaft 24 via the auxiliary transmission mechanism 14. During four-wheel drive, the friction clutch 26 is in a connected state, and the power from the input shaft 12 is transmitted through the rear wheel output shaft 24, the friction clutch 26, the
摩擦クラッチ26に対しては、摩擦クラッチ用油圧制御システム32が設けられる。摩擦クラッチ用油圧制御システム32は、ケース11と一体に形成された第1シリンダとしてのシリンダ34の中に第1ピストンとしてのピストン36を摺動自在に収納しており、シリンダ室38に油圧源ユニット70に設けたモータ71により駆動される油圧ポンプ72からの油圧供給を受け、ピストン36によりリターンスプリング49に抗して押付部材40を移動して多板クラッチ38を押付け、供給油圧に応じた押付力を変化させて伝達トルクを制御している。
A friction clutch hydraulic control system 32 is provided for the friction clutch 26. The friction clutch hydraulic control system 32 slidably accommodates a
副変速機14に対しては副変速機用油圧制御システム74が設けられる。副変速機用油圧制御システム74の油圧アクチュエータはシフトロッド58に装着されており、本実施形態にあっては、油圧ポンプ72からの油圧供給によりシフトロッド58を移動させるシリンダ・ピストン機構と待ち機構を一体化した構造としている。
An auxiliary transmission hydraulic control system 74 is provided for the auxiliary transmission 14. The hydraulic actuator of the auxiliary transmission hydraulic control system 74 is mounted on the
図2は本実施形態の摩擦クラッチ用油圧制御システムと副変速機用油圧制御システムを取り出して示した説明図である。図2において、摩擦クラッチ用油圧制御システム32はモータ71により駆動される油圧ポンプ72を油圧源とし、摩擦クラッチ26に対しケース11と一体に形成されたシリンダ34の中にピストン36を摺動自在に収納している。ピストン36はシールリング37a,37bを装着し、シリンダ室38をシールしている。
FIG. 2 is an explanatory view showing the friction clutch hydraulic control system and the auxiliary transmission hydraulic control system according to the present embodiment. In FIG. 2, the friction clutch hydraulic control system 32 uses a
油圧ポンプ72のポートは配管73によりシリンダ34のシリンダ室38に直結されている。配管73に対してはシリンダ室38に供給している油圧を検出する圧力センサ85が設けられている。
The port of the
摩擦クラッチ用制御システム32の制御はコントロールユニット76に設けた第1コントローラ78により行われる。コントロールユニット76に対しては圧力センサ85の油圧検出信号と車両状態検出部81に設けているセンサからの車両状態検出信号が入力される。
The friction clutch control system 32 is controlled by a
第1コントローラ78は車両の走行状態においてフルタイム4輪駆動に必要な摩擦クラッチ48による前輪側への伝達トルクの制御をモータ71の正逆転駆動制御で行う。即ち、モータ71の正逆転駆動制御によりシリンダ室38に対する供給油圧を制御し、この供給油圧によりピストン36を押圧して押付部材40による多板クラッチ48の押し付け力を制御し、押し付け力の制御で摩擦クラッチ26による前輪側への伝達トルクを制御する。
The
このような摩擦クラッチ用油圧制御システム32は従来の摩擦クラッチの制御と同じである。 Such a friction clutch hydraulic control system 32 is the same as the conventional friction clutch control.
これに加え本実施形態にあっては、更に副変速機用油圧制御システム74Aを設けている。副変速機用油圧制御システム74Aはシフトロッド58に油圧駆動されるピストンシリンダ機構を一体に備えた待ち機構75を設けている。
In addition to this, in the present embodiment, an auxiliary transmission hydraulic control system 74A is further provided. The auxiliary transmission hydraulic control system 74 </ b> A includes a
図3は本実施形態のピストン・シリンダ機構を一体に備えた待ち機構の断面図である。図3において、待ち機構75はシフトロッド58に一対のスライドリング100、102の間にコイルバネ104を介して配置し、スライドリング100、102の外側にストッパリング106,108をシフトロッド58に嵌着し、スライドリング100,102の外側を係止して位置決めしている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a waiting mechanism integrally provided with the piston / cylinder mechanism of this embodiment. In FIG. 3, the waiting
スライドリング100,102の外側にはシフトスリーブ98が摺動自在に挿入される。シフトスリーブ98の内周側の端面近傍にはストッパリング110,112が嵌着され、内側に配置しているスライドリング100,102の内周側に端面部分を係止している。
A
シフトスリーブ98は第2ピストンとしてのピストン部114を一体に備え、ピストン部114はケース100に形成された第2シリンダとしてのシリンダ116の中に摺動自在に配置されており、ピストン部114で仕切られた左側にシリンダ室118を形成し、右側にシリンダ室120を形成している。シリンダ室118に対してはポートQ1が設けられ、またシリンダ室120に対してはポートQ2が設けられている。
The
シリンダ室118に対応した下側の位置にはシフトロッド58に直交する方向にロックピン122が摺動自在に設けられ、ロックピン122は外側端部に設けた板バネ126の当接で付勢されており、図示のシフトスリーブ98の位置で外周に設けているロック溝130にロックピン122の先端が嵌着し、シフトスリーブ98を位置決め保持している。
A
また右側のシリンダ室120に対応した下側の位置にはロックピン124がシフトロッド58に直交する方向に摺動自在に設けられており、ロックピン124の外側に配置した板バネ128により軸方向に付勢されている。ロックピン124に対応してシリンダスリーブ98にはロック溝132が形成されている。
A
図示のシフトスリーブ98の位置ではロック溝132に対し右側の離れた位置にロックピン124が位置しており、ロックピン122のロック状態が解除されてシフトスリーブ98が右方向に移動すると、ロック溝132がロックピン124の位置に移動したときにロックピン124が嵌着し、シフトスリーブ98を位置決め保持する。
In the position of the
再び図2を参照するに、図3の構造を備えた待ち機構75のポートQ1,Q2に対しては電磁切替弁82,84が設けられている。電磁切替弁82,84は2つの切替器82a,82bを持ち、油圧ポンプ72からの配管73を分岐してポートP1に接続し、待ち機構75のポートQ1をポートP2に接続しており、更にタンクに連通する各ポートTを備えている。
Referring to FIG. 2 again,
電磁切替弁82はソレノイドに対する非通電状態で図示の切替位置82aとなっており、この状態で待ち機構75のポートQ1をタンクポートTに連通することで、図3のシリンダ室118の油圧をゼロ(タンク圧)としている。電磁切替弁84も電磁切替弁82と同様であり、切替位置84a,84bを持ち、ソレノイドの非通電状態で切替器84aにあり、待ち機構75のポートQ2をポートP4からタンクポートTに連通し、図3のシリンダ室120の油圧をゼロとしている。
The
電磁切替弁82,84はコントロールユニット76に設けた第2コントローラ80により制御される。第2コントローラ80は車両の停止状態における副変速機のシフト操作に基づき電磁切替弁82,84を制御する。
The
シフトロッド58にはシフトフォーク56が固定されており、シフトフォーク56に設けたスイッチカム90に対し、位置スイッチ86,88を設け、位置スイッチ86,88の検出信号をコントロールユニット76に入力している。またシフトロッド58の左側にはチェック溝94,96が形成され、図示のシフトロッド58をHポジションとする切替位置でチェック溝94に嵌着して位置決め保持している。
A
コントロールユニット76に設けた第2コントローラ80による副変速機用油圧制御システム74aのシフト制御は次のようになる。副変速機の切替操作は車両の停止状態で行われる。車両停止状態を車両状態検出部81からの検出信号で検出すると第2コントローラ80はモータ71を副変速機のシフト操作に必要な所定の油圧を発生するようにモータ71を所定回転数で駆動する。
Shift control of the auxiliary transmission hydraulic control system 74a by the
この状態で例えば図示のHポジションからLポジションに切替えるためのシフト操作が図示しないシフトボタンなどの操作により行われたとすると、このシフト操作を第2コントローラ80が認識し、電磁切替弁82に通電し、図示の切替位置82aから右側の切替位置82bに切り替える。
In this state, for example, if a shift operation for switching from the H position to the L position shown in the figure is performed by an operation of a shift button (not shown), the
このため油圧ポンプ72からの供給油圧は電磁切替弁82のポートP1から切替位置82bの経路を通り、ポートP2から出力待ち機構75のポートQ1に供給される。
Therefore, the hydraulic pressure supplied from the
このように図2の副変速機用油圧制御システム74aの電磁切替弁82に通電した場合の待ち機構75の動作を図4及び図5を参照して説明する。図4(A)は図2の電磁切替弁82,84が非通電状態にある初期状態であり、ポートQ1,Q2はタンクポートTに連通されて油圧がゼロであり、且つロックピン122がシフトスリーブ98のロック溝130に嵌着し、その動きを止めている。
The operation of the
この状態で図2の電磁切替弁82に通電が行われ、切替位置82bへの切替えによりポートQ1に油圧が矢印で示すように供給されたとすると、ポートQ1の油圧を受けてロックピン122が板バネ126に抗して押し出され、ロック溝130から外れることでシフトスリーブ98が摺動可能状態となる。図4(B)はこの状態を示す。
2 is energized, and when the hydraulic pressure is supplied to the port Q1 as indicated by the arrow by switching to the
このためポートQ1からピストン部114の右側のシリンダ室に加わる油圧によりシフトスリーブ98は右方向に移動を開始する。このときシフトロッド58に装着している図2のシフトフォーク56側の図示しないシフトギアの位相が合っていなかったとすると、シフトロッド58は移動できず、シフトスリーブ98のみが右方向に移動を開始し、これに伴いスライドリング100もストッパリング110による係止を受けて右方向に移動する。
Therefore, the
一方、右端に設けているスライドリング102はストッパリング108によりシフトロッド58に係止されているため動かず、シフトスリーブ98の移動に伴うスライドリング110の移動でコイルバネ104が圧縮される。
On the other hand, the
図5(C)はシフトスリーブ98がHポジションからLポジションに移動した状態であり、このLポジションにシフト可能な位置に達するとシフトスリーブ98のロック溝132がロックピン124の位置に達し、ロックピン124が板バネ126に押されてロック溝132に嵌着し、シフトスリーブ98の位置決め保持が行われる。
FIG. 5C shows a state in which the
この図5(C)の状態にあっては、待ち機構75のコイルバネ104が圧縮された状態であり、コイルバネ104の圧縮による反力がスライドリング102及びストッパリング112を介してシフトロッド58をシフト方向となる右方向に付勢した待ち状態となっている。
In the state of FIG. 5C, the
その後、車両の走行が開始されてギア位相が一致すると、図5(D)のようにコイルバネ104の力を受けてシフトロッド58が右側に移動し、図2に示したシフトフォーク56をLポジションに移動し、シフト切替えが完了する。
Thereafter, when the vehicle starts running and the gear phases coincide with each other, the
このシフトフォーク56のLポジションへの動きはスイッチカム90による位置スイッチ88のスイッチノブの押し上げで検出されて位置スイッチ88がオンとなり、位置スイッチ88によるLポジションへの切替検出を受けて第2コントローラ80は電磁切替弁82に対する通電を停止し、待ち機構75に対する供給油圧をタンクポートTに排出してゼロとする。
The movement of the
図5(D)のようにシフトロッド58を低速Lに切り替えた後に元のHポジションに戻したい場合には、車両の停止状態でシフトボタンのHポジションへの切替操作を行うと、第2コントローラ80が電磁切替弁84に通電し、今度は図5(D)の状態にある待ち機構75のポートQ2に油圧ポンプ72からの油圧を供給し、シフトスリーブ98を左側に移動してシフトロッド58のHポジションへの切替えを行うことになる。
As shown in FIG. 5D, when the
ここで図2の本実施形態における摩擦クラッチ用油圧制御システム82と副変速機用油圧制御システム74Aにあっては、油圧アクチュエータを構成するピストン・シリンダ機構によるクラッチ制御及びシフト切替制御を、同じ油圧ポンプ72からの供給油圧を使用して行っているが、基本的に摩擦クラッチ26の制御は車両の走行状態で行われ、副変速機の切替制御は車両の停止状態で行われることから、同じ油圧ポンプ72からの供給油圧を使用していても、車両停止時の副変速機用の油圧ポンプ72のモータ71による制御と車両走行状態におけるモータ71による油圧ポンプ72の駆動による摩擦クラッチの制御に相互干渉を起こすことはない。
Here, in the friction clutch
また車両停止状態でコントロールユニット76の第2コントローラ80は副変速機のシフト切替えに必要な油圧を発生するようにモータ71を所定速度で回転して油圧ポンプ72により油圧を供給しており、この副変速機を制御するための油圧ポンプ72からの油圧はそのまま摩擦クラッチ用制御システム32にも同時に供給されている。このため摩擦クラッチ用制御システム32におけるシリンダ室38に対する油圧供給でピストン36が移動して押付部材40を介して多弁クラッチ48を押し付けることになる。
Further, the
しかしながら、副変速機の切替制御時は車両が停止しているため多板クラッチ48は停止状態にあり、この状態でピストン38の移動で押付部材40の多板クラッチ48を押し付けても摩擦クラッチ26のトルク伝達は行われず、無関係な動作となる。従って、車両停止時で副変速機のシフト切替に必要な油圧を油圧ポンプ72側で発生しても、摩擦クラッチ用制御システム32としては何ら問題は生じない。
However, since the vehicle is stopped during the switching control of the sub-transmission, the multi-plate clutch 48 is in a stopped state, and even if the
一方、車両停止状態で副変速機のシフト切替に必要な所定の油圧が摩擦クラッチ用制御システム32に供給されていることで、ピストン36が移動して押付部材40により多板クラッチ48の初期的な遊びとなる動きが行われており、この状態で車両が走行を始めると摩擦クラッチ26の制御応答性を高めることができる。
On the other hand, when the predetermined hydraulic pressure necessary for shift switching of the auxiliary transmission is supplied to the friction clutch control system 32 when the vehicle is stopped, the
即ち、摩擦クラッチ用制御システムは、制御開始時に副変速機の切替制御に伴って発生した油圧を受けて初期的に押された状態にあるため、第1コントローラ78からのモータ71の回転に伴う発生油圧に応じた押付力による伝達トルク制御の立ち上がりが迅速に行われ、摩擦クラッチ26の制御の応答性を高めることができる。
In other words, the friction clutch control system is initially pressed in response to the hydraulic pressure generated in association with the sub-transmission switching control at the start of control, and is therefore accompanied by the rotation of the
更に図2の実施形態にあっては、副変速機用油圧制御システム74Aの待ち機構75がピストンシリンダ機構による油圧駆動機構を一体に備えているため、シフト用のアクチュエーターを別途設けた場合に比べ、変速機用油圧制御システムの小型軽量化を図ることができる。
Further, in the embodiment of FIG. 2, the waiting
図6は副変速機用制御システムにおけるピストン・シリンダ機構を待ち機構と分離した他の実施形態を示した説明図である。 FIG. 6 is an explanatory view showing another embodiment in which the piston / cylinder mechanism in the sub-transmission control system is separated from the waiting mechanism.
図6において、摩擦クラッチ用油圧制御システム32は図2の実施形態と同じであるが、副変速機用油圧制御システム74Bにあっては、待ち機構142とピストン・シリンダ機構を別々に設けている。 6, the friction clutch hydraulic control system 32 is the same as that of the embodiment of FIG. 2, but the auxiliary transmission hydraulic control system 74B is provided with a waiting mechanism 142 and a piston / cylinder mechanism separately. .
即ち、シフトフォーク56はシフトロッド58−2に固定され、シフトロッド58−2には待ち機構142が設けられている。待ち機構142はシフトロッド158−2に摺動自在に一対のスライドリング148,150をコイルバネ146を介して配置し、その外側にシフトスリーブ144を摺動自在に組み込んでいる。
That is, the
尚、待ち機構142においてシフトロッド58−2の右側に設ける一対のストッパリング及びシフトスリーブ144の内周端部に設ける一対のストッパリングについては図3の待ち機構75と同様である。
The pair of stopper rings provided on the right side of the shift rod 58-2 in the waiting mechanism 142 and the pair of stopper rings provided on the inner peripheral end of the
待ち機構142を備えたシフトロッド58−2に平行配置されたシフトロッド58−1はシリンダ134の中に摺動自在に収納したピストン136に連結され、シリンダ室138,140のいずれか一方に対する油圧供給でピストン136を移動し、シフトロッド58−1を右方向または左方向に移動できるようにしている。
A shift rod 58-1 arranged in parallel to a shift rod 58-2 having a waiting mechanism 142 is connected to a
シフトロッド58−1には連結アーム152が固定され、アーム先端を待ち機構142におけるシフトスリーブ144に連結している。シフトフォーク56にはスイッチカム90が設けられ、スイッチカム90の軸方向の移動に伴ってオン、オフされる位置スイッチ86,88を配置している。またシフトロッド58−2の左側にはチェック溝94,96が設けられ、図示のHポジションの切替位置でチェック溝94にチェックボール92が嵌着して位置決めしている。
A connecting
シリンダ134のピストン136で仕切られるシリンダ室138,140に対しては電磁切替弁82,84により油圧ポンプ72からの油圧切替制御ができるようにしている。電磁切替弁82,84は図2の実施形態と同じである。油圧ポンプ72からの分岐配管をポートQ1,P3に接続し、ポートP2をシリンダ134のポートQ1に接続し、ポートP4をシリンダ134のポートQ2に接続しており、通常時にあっては電磁切替弁82,84は非通電状態となってそれぞれポートP2,P4をタンクポートTに電通し、シリンダ室138,140の油圧をゼロとしている。
The
副変速機用油圧制御システム74Bにおける油圧制御は次のようになる。車両の停止状態で図示のHポジションからLポジションへのシフト操作がボタン操作などにより行われると、コントロールユニット76の第2コントローラ80はモータ71を所定回転数で回転し、油圧ポンプ72からシフト制御に必要な油圧を供給した状態で電磁切替弁82に通電する。
The hydraulic control in the auxiliary transmission hydraulic control system 74B is as follows. When the illustrated shift operation from the H position to the L position is performed by a button operation or the like while the vehicle is stopped, the
通電を受けた電磁切替弁82はそれまでの切替位置82aから切替位置82bに切り替わり、ポートP1,P2が連通し、油圧ポンプ72からの油圧をポートQ1からシリンダ室138に供給する。このためピストン136が右側に移動し、チェックボール92がチェック溝96に嵌めこむ位置に達すると、このときスイッチカム90が位置スイッチ88をオンさせ、位置スイッチ88の位置検出信号を受けて第2コントローラ80は電磁切替弁82の通電を停止する。
The
この油圧制御によるシフトロッド58−1のHポジションからLポジションへの切替時にシフトフォーク56でシフトするシフトギアの位相が一致しなかったとすると、シフトロッド58−2は移動することができず、シフトロッド58−1の右方向の移動に伴う連結アーム158の動きを受けて、待ち機構142におけるシフトスリーブ144のみがコイルバネ146を圧縮した状態で右側に移動して待ち状態となる。この場合、位置スイッチ88は位置検出信号を出さないため、電磁切替弁82の通電は継続される。
If the phase of the shift gear shifted by the
その後、車両の走行などによりギア位相が一致すると、待ち機構142の圧縮状態にあるコイルバネ146の力を受けてシフトロッド58−2が右方向に移動し、シフトフォーク56をLポジションに移動して切替を完了する。ここで位置スイッチ88は位置検出信号を出すため、電磁切替弁82の通電を停止する。
Thereafter, when the gear phases coincide with each other due to traveling of the vehicle, the shift rod 58-2 moves to the right by the force of the
図6の副変速機油圧制御システム74Bにあっては、待ち機構142に対しシフト用のピストン・シリンダ機構を分離して設けたことで、その分、システムの配置スペースが大きくなるが、待ち機構にピストン・シリンダ機構を一体化していないことからそれぞれの構造がシンプルとなり、コスト的には安価にすることが可能である。 In the auxiliary transmission hydraulic control system 74B of FIG. 6, the shift piston / cylinder mechanism is provided separately from the waiting mechanism 142, so that the arrangement space of the system increases correspondingly. Since the piston / cylinder mechanism is not integrated with each other, each structure becomes simple, and the cost can be reduced.
図7は副変速機用油圧システムに待ち機構を持たない他の実施形態である。図7において、摩擦クラッチ用油圧制御システム32は図2の実施形態と同じである。副変速機用油圧制御システム74Cにあっては、待ち機構を持たない簡単な構造としている。
FIG. 7 shows another embodiment in which the auxiliary transmission hydraulic system does not have a waiting mechanism. 7, the friction clutch hydraulic control system 32 is the same as that of the embodiment of FIG. The auxiliary transmission
この待ち機構を持たない場合には、図6におけるシフトロッド58−2側の待ち機構142を廃止し、シフトロッド58をシリンダ134に摺動自在に設けたピストン136に連結し、シフトロッド58に直接シフトフォーク56を設ければよい。
When this waiting mechanism is not provided, the waiting mechanism 142 on the shift rod 58-2 side in FIG. 6 is abolished, and the
この待ち機構を持たない副変速機用油圧制御システム74Cにあっては、シフトギアの位相があっていれば油圧駆動によるシフトロッド58の動きでシフトフォーク56が切替方向に移動できるが、位相があっていない場合にはシフトロッド58は動くことができず、この場合には第2コントローラ80は位置スイッチの位置検出信号が得られるまで電磁切替弁82の通電を継続する。
In the auxiliary transmission
この状態で車両の走行開始などによりギア位相があえばそのタイミングでシフトロッド58は移動してLポジションへの切替えができ、位置検出信号が得られるので電磁切替弁82の通電を停止する。
In this state, if there is a gear phase due to the start of running of the vehicle or the like, the
尚、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、また上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
The present invention includes appropriate modifications that do not impair the object and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above embodiments.
10:ケース(前)
11:ケース(後)
12:入力軸
14:副変速機構
16:サンギア
18:プラネタリギア
20:キャリアケース
22:リングギア
24:後輪出力軸
25,31:スプロケットギア
26:摩擦クラッチ
28:チェーンベルト
30:前輪出力軸
32:摩擦クラッチ用油圧制御システム
34,134:シリンダ
36,136:ピストン
38,138,140:シリンダ室
40:押付部材
44:クラッチハブ
46:クラッチドラム
48:多板クラッチ
49:リターンスプリング
52:シフトギア
53:クラッチギア(Hポジション)
54:クラッチギア(Lポジション)
56:シフトフォーク(H−L切替用)
58:シフトロッド
60:待ち機構
62:スプリング
64:ストッパリング
70:アクチュエータユニット
71:モータ
72:油圧ポンプ
74A,74B,74C:副変速機用油圧制御システム
75,142:待ち機構
76:コントロールユニット
78:第1コントローラ
80:第2コントローラ
81:車両状態検出部
82,84:電磁切替弁
85:圧力センサ
86,88:位置スイッチ
90:スイッチカム
92:チェックボール
94,96:チェック溝
98,144:シフトスリーブ
100,102,148,150:スライドリング
104,146コイルバネ
106,108,110,112:ストッパリング
114:ピストン部
116:シリンダ
118,120:シリンダ室
122,124:ロックピン
126,128:板バネ
130,132:ロック溝
10: Case (front)
11: Case (rear)
12: input shaft 14: auxiliary transmission mechanism 16: sun gear 18: planetary gear 20: carrier case 22: ring gear 24: rear
54: Clutch gear (L position)
56: Shift fork (for HL switching)
58: Shift rod 60: Waiting mechanism 62: Spring 64: Stopper ring 70: Actuator unit 71: Motor 72:
Claims (5)
入力軸からの動力を少なくとも高速と低速の2段に切り替えて前記主出力軸へ伝達する副変速機と、
を備えた4輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、
モータと油圧ポンプを備えた油圧源の供給油圧に応じて前記摩擦クラッチの押圧力を変化させて伝達トルクを制御する摩擦クラッチ用油圧制御システムと、
前記油圧源の供給油圧により前記副変速機を切替制御する副変速機用油圧制御システムと、
を備えたことを特徴とする4輪駆動車用駆動力配分装置。
A friction clutch that selectively transmits torque from the main output shaft to the sub output shaft;
A sub-transmission that switches the power from the input shaft to at least two stages of high speed and low speed and transmits it to the main output shaft;
In the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle equipped with
A friction clutch hydraulic control system for controlling a transmission torque by changing a pressing force of the friction clutch according to a supply hydraulic pressure of a hydraulic source including a motor and a hydraulic pump;
A sub-transmission hydraulic control system that switches and controls the sub-transmission by the supply hydraulic pressure of the hydraulic source;
A driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle.
前記摩擦クラッチ用油圧制御システムは、
前記摩擦クラッチを押圧する第1ピストンと、
前記第1ピストンを摺動自在に収納した第1シリンダと、
正回転時には前記第1シリンダに油を供給し、逆回転時には前記第1シリンダから油を排出する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの発生油圧を検出する圧力センサと、
前記油圧ポンプを正逆転駆動するモータと、
前記圧力センサの検出油圧が所定の設定油圧となるように前記モータの正逆転駆動を制御して前記摩擦クラッチの押圧力を所定値に制御する第1コントローラと、
を備え、
前記副変速機用油圧制御システムは、
シフトロッドに装着されたシフトフォークを切替位置に移動させる第2ピストンと、
前記第2ピストンを摺動自在に収納した第2シリンダと、
前記第2ピストンの両側に形成されるシリンダ室の各々に対応して設けられ、通電時にシリンダ室に油を供給し非通電時にシリンダ室から油を排出する一対の電磁切替弁と、
前記シフトフォークの切替位置への到達を検出する位置センサと、
前記シフトフォークをいずれか一方の切替位置に移動する際に、前記モータの正逆転を制御して前記油圧ポンプから所定油圧の油を供給した状態で、前記一対の電磁切替弁のいずれか一方に通電して前記第2ピストンの対応するシリンダ室に油を供給し、前記位置センサによる前記シフトフォークの切替位置への到達を検出した際に前記電磁切替弁への通電を停止する第2コントローラと、
を備えたことを特徴とする4輪駆動車用駆動力配分装置。
In the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1,
The friction clutch hydraulic control system includes:
A first piston for pressing the friction clutch;
A first cylinder that slidably houses the first piston;
A hydraulic pump that supplies oil to the first cylinder during forward rotation and discharges oil from the first cylinder during reverse rotation;
A pressure sensor for detecting the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump;
A motor for driving the hydraulic pump forward and backward, and
A first controller for controlling forward / reverse drive of the motor to control a pressing force of the friction clutch to a predetermined value so that a detected hydraulic pressure of the pressure sensor becomes a predetermined set hydraulic pressure;
With
The auxiliary transmission hydraulic control system includes:
A second piston for moving a shift fork attached to the shift rod to a switching position;
A second cylinder that slidably houses the second piston;
A pair of electromagnetic switching valves provided corresponding to each of the cylinder chambers formed on both sides of the second piston, supplying oil to the cylinder chamber when energized and discharging oil from the cylinder chamber when de-energized;
A position sensor for detecting the shift fork reaching the switching position;
When the shift fork is moved to one of the switching positions, one of the pair of electromagnetic switching valves is controlled in a state where oil of a predetermined hydraulic pressure is supplied from the hydraulic pump by controlling forward / reverse rotation of the motor. A second controller that energizes and supplies oil to the corresponding cylinder chamber of the second piston and stops energization of the electromagnetic switching valve when the position sensor detects that the shift fork has reached the switching position; ,
A driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle.
前記シフトロッドとシフトフォークの間に、前記シフトロッドの切替位置への移動に対しスプリングを圧縮して前記シフトフォークを切替方向に付勢する待ち機構を備えたことを特徴とする4輪駆動車用駆動力配分装置。
The drive force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to claim 2, wherein the auxiliary transmission hydraulic control system includes:
A four-wheel drive vehicle comprising a waiting mechanism between the shift rod and the shift fork for compressing a spring against the movement of the shift rod to the switching position and urging the shift fork in the switching direction. Drive power distribution device.
4. The driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to claim 3, wherein the second piston, the second cylinder, and the waiting mechanism are integrated.
前記待ち機構は、
シフトロッドに摺動自在に挿入した一対のスライドリングと、
前記一対のスライドリングの間に配置されたスプリングと、
前記一対のスライドリングの外側に摺動自在に配置されたシフトスリーブと、
前記シフトロッドに嵌着され、前記一対のスライドリングの内周側の端面部分を係止する一対の第1ストッパリングと、
前記シフトスリーブの軸穴内周面に嵌着され、前記一対のスライドリングの外周側の端面部分を係止する一対の第2ストッパリングと、
前記シフトスリーブの外周に環状に突出して一体に形成した前記第2ピストンを構成するピストン部と、
前記ピストン部を備えたシフトスリーブを摺動自在に収納した前記第2シリンダを構成するシリンダと、
前記ピストン部で仕切られた両側のシリンダ室の各々に位置してバネ部材による付勢で前記シフトスリーブに嵌着してロックし、油圧供給時にピストンとして移動して前記シフトスリーブのロックを解除する一対のロックピンと、
を備えたことを特徴とする4輪駆動車用駆動力配分装置。 The drive force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to claim 4,
The waiting mechanism is
A pair of slide rings slidably inserted into the shift rod;
A spring disposed between the pair of slide rings;
A shift sleeve slidably disposed outside the pair of slide rings;
A pair of first stopper rings that are fitted to the shift rod and engage the inner peripheral end surfaces of the pair of slide rings;
A pair of second stopper rings that are fitted to the inner peripheral surface of the shaft hole of the shift sleeve and lock the end surface portions on the outer peripheral side of the pair of slide rings;
A piston portion constituting the second piston integrally formed by projecting annularly on the outer periphery of the shift sleeve;
A cylinder constituting the second cylinder that slidably houses a shift sleeve having the piston portion;
It is located in each of the cylinder chambers on both sides partitioned by the piston portion, and is fitted and locked to the shift sleeve by urging by a spring member, and moves as a piston when hydraulic pressure is supplied to unlock the shift sleeve. A pair of lock pins;
A driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle.
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