JP2010047107A

JP2010047107A - ディファレンシャル装置、ディファレンシャル装置の制御方法、四輪駆動車両及び四輪駆動車両の制御方法

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Publication number: JP2010047107A
Application number: JP2008212887A
Authority: JP
Inventors: Akio Matsumoto; 明夫松本; Kanji Oyabu; 幹治大藪; Shun Ono; 峻大野
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2010-03-04

Abstract

【課題】二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える際の異音や振動の発生を低減することができるディファレンシャル装置、ディファレンシャル装置の制御方法、四輪駆動車両及び四輪駆動車両の制御方法を提供する。
【解決手段】リヤディファレンシャル１０は、エンジンのトルクによって回転駆動される中空状のデフケース２１と、デフケース２１内に該デフケース２１と相対回転可能に同軸配置される円筒状のピニオンキャリヤ３１と、ピニオンキャリヤ３１の内部に配置される差動歯車機構３５とを備えた。また、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間に設けられる摩擦クラッチ４１と、摩擦クラッチ４１を軸方向に押圧する押圧部材５１とを備えた。そして、摩擦クラッチ４１によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１との相対回転速度を小さくした後に、ドグクラッチ５８，５９によりこれらを相対回転不能に連結させるとようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディファレンシャル装置、ディファレンシャル装置の制御方法、四輪駆動車両及び四輪駆動車両の制御方法に関するものである。

従来、前輪側と後輪側との間でトルクを伝達するプロペラシャフトにおけるトルク伝達方向の下流側に設けられ、エンジンの駆動力伝達経路を変更して二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える切り替え手段（例えばトランスファ）を備えた所謂パートタイム式の四輪駆動車両がある。このような四輪駆動車両に搭載されるディファレンシャル装置として、二輪駆動時にエンジンのトルクが遮断される左右一対の補助駆動輪（例えば後輪）間に設けられ、エンジンから補助駆動輪に連結された一対の車軸へのトルク伝達を断続可能に構成されたものが知られている。

例えば、特許文献１には、エンジンから伝達されるトルクにより回転駆動されるアウタデフケースと、同アウタデフケース内に回転可能に設けられ内側に差動歯車機構を有するインナデフケースと、これらを相対回転不能に連結可能なドグクラッチとを備えたディファレンシャル装置が開示されている。このディファレンシャル装置は、二輪駆動時にドグクラッチを非噛合状態とし、アウタデフケースとインナデフケースとの間のトルク伝達を遮断することで、車両の走行により後輪側の駆動伝達系（アウタデフケースやプロペラシャフト等）が無用に回転することを防止し、同駆動伝達系において発生する振動・騒音の低減や燃費の向上を図っている。
特開昭６１−１３０６４６号公報

ところで、上記特許文献１では、アウタデフケースとインナデフケースとの回転が同期していれば、アウタデフケース及びインナデフケースにそれぞれ設けられたドグクラッチ同士が円滑に噛合するが、これらアウタデフケースとインナデフケースとの回転が同期していない場合には、ドグクラッチ同士が弾発的に当接する。そのため、特にその相対回転速度が大きい場合には、ドグクラッチ同士が噛合する際に異音や振動が発生し、その結果、運転者に不快感を与える虞があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える際の異音や振動の発生を低減することができるディファレンシャル装置、ディファレンシャル装置の制御方法、四輪駆動車両及び四輪駆動車両の制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両に搭載され、二輪駆動時にトルク伝達が遮断される左右一対の補助駆動輪間の差動を許容しつつ、駆動源から前記各補助駆動輪へのトルク伝達を断続するディファレンシャル装置であって、前記駆動源のトルクによって回転駆動される中空状のデフケースと、前記デフケース内に該デフケースと相対回転可能に同軸配置される中空状のピニオンキャリヤと、前記ピニオンキャリヤの内部に配置され、前記各補助駆動輪間の差動を許容しつつ、該ピニオンキャリヤに伝達されるトルクを前記各補助駆動輪に伝達する差動歯車機構と、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの間に設けられ軸方向に押圧されることで前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度を小さくする摩擦クラッチと、前記摩擦クラッチを軸方向に押圧する押圧手段と、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結する噛み合いクラッチとを備え、前記噛み合いクラッチは、前記摩擦クラッチが押圧されて前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度が小さくなった後に、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結することを要旨とする。

上記構成によれば、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、二輪駆動時にデフケースとピニオンキャリヤとの間に生じた相対回転速度を、押圧手段が摩擦クラッチを押圧し摩擦係合させることで小さくでき、デフケースとピニオンキャリヤとの回転同期が図られる。そして、摩擦クラッチによりデフケースとピニオンキャリヤとの相対回転速度が小さくなった後に、噛み合いクラッチ（例えばカップリングスリーブやドグクラッチ等）によりデフケースとピニオンキャリヤとが相対回転不能に連結される。従って、デフケースとピニオンキャリヤとの相対回転速度が大きい状態で、噛み合いクラッチによりこれらが相対回転不能に連結されず、異音や振動が発生することを低減できる。その結果、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、運転者に不快感を与えることを防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディファレンシャル装置であって、前記押圧手段は、前記デフケース内に配置され該デフケースに対して軸方向移動可能且つ相対回転不能に連結される押圧部と、前記デフケースの外部に配置され前記押圧部と一体に軸方向移動可能且つ相対回転可能に設けられた操作部とを有する押圧部材からなり、前記操作部に軸方向の押圧力を付与するアクチュエータを備えたことを要旨とする。

上記構成によれば、アクチュエータがデフケースの外部に配置された操作部に軸方向の押圧力を付与することで、摩擦クラッチが摩擦係合する。従って、アクチュエータにて発生させた押圧力が直接摩擦クラッチに作用するため、例えば電磁コイル等により押圧部材に磁力を作用させて摩擦クラッチを押圧する場合に比べ、摩擦クラッチの摩擦係合力を容易に制御することが可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のディファレンシャル装置において、前記噛み合いクラッチは、前記ピニオンキャリヤと前記押圧部との軸方向の各対向面にそれぞれ形成され、前記摩擦クラッチを摩擦係合させた状態で前記押圧部材が前記摩擦クラッチの摩擦係合力を増大させるように軸方向移動することにより噛合して、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結することを要旨とする。

上記構成によれば、押圧部材が摩擦クラッチの摩擦係合力を増大させるように軸方向移動することにより、デフケースとピニオンキャリヤとが噛み合いクラッチによって相対回転不能に連結される。そのため、噛み合いクラッチを押圧部材に対して独立して移動可能に設け、摩擦クラッチと個別に噛み合いクラッチを押圧してデフケースとピニオンキャリヤとを連結する場合に比べ、装置を簡素化することができる。

請求項４に記載の発明は、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両に搭載され、駆動源のトルクによって回転駆動される中空状のデフケースと、前記デフケース内に該デフケースと相対回転可能に同軸配置される中空状のピニオンキャリヤと、前記ピニオンキャリヤの内部に配置され二輪駆動時にトルク伝達が遮断される左右一対の補助駆動輪間の差動を許容しつつ該ピニオンキャリヤに伝達されるトルクを前記各補助駆動輪に伝達する差動歯車機構とを備え、前記駆動源から前記各補助駆動輪へのトルク伝達を断続するディファレンシャル装置の制御方法であって、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの間に配置された摩擦クラッチを押圧して、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度を小さくした後に、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを噛み合いクラッチにより相対回転不能に連結させることを要旨とする。

上記構成によれば、デフケースとピニオンキャリヤとの相対回転速度が大きい状態で、噛み合いクラッチによりこれらが相対回転不能に連結されず、異音や振動が発生することを低減できる。その結果、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、運転者に不快感を与えることを防止できる。

請求項５に記載の発明は、前輪側と後輪側との間でトルクを伝達するプロペラシャフトにおけるトルク伝達方向の下流側に設けられ、二輪駆動時にトルク伝達が遮断される左右一対の補助駆動輪間の差動を許容しつつ駆動源から前記各補助駆動輪へのトルク伝達を断続するディファレンシャル装置を備え、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両であって、前記ディファレンシャル装置は、前記駆動源のトルクによって回転駆動される中空状のデフケースと、前記デフケース内に該デフケースと相対回転可能に同軸配置される中空状のピニオンキャリヤと、前記ピニオンキャリヤの内部に配置され、前記各補助駆動輪間の差動を許容しつつ、該ピニオンキャリヤに伝達されるトルクを前記各補助駆動輪に伝達する差動歯車機構と、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの間に設けられ軸方向に押圧されることで前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度を小さくする摩擦クラッチと、前記摩擦クラッチを軸方向に押圧する押圧手段と、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結する噛み合いクラッチとを備え、前記噛み合いクラッチは、前記摩擦クラッチが押圧されて前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度が小さくなった後に、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結することを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の四輪駆動車両において、前記プロペラシャフトと前記デフケースとの間に設けられ、前記プロペラシャフトと前記デフケースとの間でのトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、前記噛み合いクラッチにより前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結する際に、前記デフケースに対する前記プロペラシャフトの回転に滑りが発生し得るように前記トルクカップリングのトルク伝達容量を制御するカップリング制御手段とを備えたことを要旨とする。

二輪駆動状態から四輪駆動状態に素早く切り替えるために、摩擦クラッチによりデフケースとピニオンキャリヤとの回転同期が完了する前に噛み合いクラッチを締結することも考えられる。しかし、この場合、噛み合いクラッチが締結される瞬間に各補助駆動輪からプロペラシャフト側に伝達されるトルクが急激に増加する。そのため、デフケースとピニオンキャリヤとが相対回転不能に連結される際に、例えばプロペラシャフトのように慣性モーメントが大きな部材にて異音が発生する虞がある。この点、上記構成によれば、プロペラシャフトとディファレンシャル装置との間に設けられたトルクカップリングに滑りが発生することで、各補助駆動輪から駆動力伝達系に伝達されるトルクが急増しても、プロペラシャフトに伝達されるトルクが急増することを防止でき、異音を低減できる。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の四輪駆動車両において、前記プロペラシャフトにおける前記トルク伝達方向の上流側に設けられ、前記駆動源の駆動力伝達経路を変更して二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える切り替え手段と、前記摩擦クラッチを摩擦係合させて前記プロペラシャフトを回転させた後に、前記切り替え手段にて前記駆動力伝達経路を変更して二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える切り替え制御手段とを備えたことを要旨とする。

切り替え手段にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、プロペラシャフトと切り替え手段の出力軸との回転同期を同切り替え手段にて図る場合には、その構造が複雑になってしまう。この点、上記構成によれば、摩擦クラッチによりデフケースとピニオンキャリヤとの相対回転速度が小さくされて、プロペラシャフトが回転した後に二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える。従って、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、切り替え手段にてプロペラシャフトと切り替え手段の出力軸との回転同期を図らずともよく、切り替え手段を簡易な構成にすることができる。

請求項８に記載の発明は、前輪側と後輪側との間でトルクを伝達するプロペラシャフトにおけるトルク伝達方向の下流側に設けられ、駆動源のトルクによって回転駆動される中空状のデフケース、前記デフケース内に該デフケースと相対回転可能に同軸配置される中空状のピニオンキャリヤ、及び前記ピニオンキャリヤの内部に配置され左右一対の補助駆動輪間の差動を許容しつつ該ピニオンキャリヤに伝達されるトルクを前記各補助駆動輪に伝達する差動歯車機構を有し、前記駆動源から前記各補助駆動輪へのトルク伝達を断続するディファレンシャル装置を備え、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両の制御方法であって、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの間に配置された摩擦クラッチを押圧して、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度を小さくした後に、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを噛み合いクラッチにより相対回転不能に連結させることを要旨とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の四輪駆動車両の制御方法において、前記噛み合いクラッチにより前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結する際に、前記プロペラシャフトと前記デフケースとの間に設けられ該プロペラシャフトと該デフケースとの間でのトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングのトルク伝達容量を、前記デフケースに対する前記プロペラシャフトの回転に滑りが発生し得るようにしたことを要旨とする。

上記構成によれば、プロペラシャフトとディファレンシャル装置との間に設けられたトルクカップリングに滑りが発生することで、各補助駆動輪から駆動力伝達系に伝達されるトルクが急増しても、プロペラシャフトに伝達されるトルクが急増することを防止でき、異音を低減できる。

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の四輪駆動車両の制御方法において、前記摩擦クラッチを摩擦係合させて前記プロペラシャフトを回転させた後に、前記プロペラシャフトにおける前記トルク伝達方向の上流側に設けられ前記駆動源の駆動力伝達経路を変更して二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える切り替え手段にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えることを要旨とする。

上記構成によれば、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、切り替え手段にてプロペラシャフトと切り替え手段の出力軸との回転同期を図らずともよく、切り替え手段を簡易な構成にすることができる。

本発明によれば、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える際の異音や振動の発生を低減することが可能なディファレンシャル装置、ディファレンシャル装置の制御方法、四輪駆動車両及び四輪駆動車両の制御方法を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両１は、前輪駆動車をベースとする四輪駆動車であり、車両１の前部（図１における左側）には駆動源としてのエンジン２が搭載され、そのエンジン２に組み付けられたトランスアクスル３には、一対の左側及び右側フロントアクスル４Ｌ，４Ｒに常時連結されている。また、トランスアクスル３には、切り替え手段としてのトランスファ５が一体に設けられており、同トランスファ５を介してプロペラシャフト７に連結されている。プロペラシャフト７は、トルクカップリング８を介してドライブピニオンシャフト９と連結可能にされ、同ドライブピニオンシャフト９は、ディファレンシャル装置としてのリヤディファレンシャル１０を介して一対の左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒと連結されている。なお、トルクカップリング８は、リヤディファレンシャル１０とともに、車両１のフレーム（図示略）に固定されたデフキャリヤ１２内に収容されている。

トランスファ５は、内蔵したスリーブ、ドグクラッチ等の切り替え機構により同トランスファ５の出力軸（図示略）とプロペラシャフト７との間のトルク伝達を断続可能に連結している。なお、本実施形態では、切り替え機構は、エンジン２の負圧又はモータを利用したアクチュエータにより駆動されるようになっている。そして、トランスファ５は、出力軸とプロペラシャフト７との間のトルク伝達を断続することで、エンジン２の駆動力伝達経路を変更して二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える。

詳しくは、切り替え機構を非締結状態とすることで、プロペラシャフト７へのトルク伝達が遮断され、即ちエンジン２からプロペラシャフト７側への駆動力伝達経路が遮断され、車両１は二輪駆動状態になる。つまり、二輪駆動状態では、エンジン２のトルクは、トランスアクスル３からそれぞれ左側及び右側フロントアクスル４Ｌ，４Ｒを介して左側及び右側前輪１３Ｌ，１３Ｒに伝達される。

また、切り替え機構を締結状態とすることで、プロペラシャフト７にトルクが伝達され、即ちエンジン２からプロペラシャフト７側への駆動力伝達経路が接続され、車両１は四輪駆動状態となる。つまり、四輪駆動状態では、エンジン２のトルクは、二輪駆動状態と同様に左側及び右側前輪１３Ｌ，１３Ｒにそれぞれ伝達されるとともに、トランスアクスル３からトランスファ５、プロペラシャフト７、トルクカップリング８、ドライブピニオンシャフト９、リヤディファレンシャル１０及び左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒを介して左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒに伝達される。

従って、本実施形態では、左側及び右側前輪１３Ｌ，１３Ｒ側がプロペラシャフト７のトルク伝達方向における上流側となり、左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒ側がプロペラシャフト７のトルク伝達方向における下流側となる。また、左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒにより左右一対の補助駆動輪が構成される。

トルクカップリング８は、電磁コイルに供給される電流量に応じて、プロペラシャフト７側及びドライブピニオンシャフト９側のそれぞれに設けられた各クラッチプレート間の摩擦係合力が変化する電磁クラッチ１５を備えており、その摩擦係合力に基づくトルクを入力側のプロペラシャフト７から出力側のドライブピニオンシャフト９へと伝達する。つまり、トルクカップリング８（電磁クラッチ１５）は、左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒへ伝達可能なトルク、即ちトルク伝達容量を調整する。なお、トルクカップリング８は周知の構成を有しており、その詳細は、例えば特開２００５−３１６７号公報を参照されたい。

そして、本実施形態のリヤディファレンシャル１０は、二輪駆動時には左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒへのトルク伝達を遮断するとともに、四輪駆動時にはこれらの間の差動を許容しつつ該差動に応じたトルクを左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒに伝達するようになっている。

次に、リヤディファレンシャル１０の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、リヤディファレンシャル１０は、デフキャリヤ１２内に配置された中空円筒状をなすデフケース２１を有している。デフケース２１は、一端（図２における左側）が開口した有底円筒状のハウジング２２と、ハウジング２２の開口部２２ａに固着され同開口部２２ａを閉塞する円板形状のエンドプレート２３とを備えている。ハウジング２２の底部２２ｂの右側面及びエンドプレート２３の左側面には、それぞれ円筒状の左側及び右側回転軸筒２４Ｌ，２４Ｒが固着されている。また、本実施形態では、ハウジング２２の底部２２ｂには、右側回転軸筒２４Ｒの外周面よりも外側位置に、軸方向に貫通する複数（本実施形態では、３つ）の貫通孔２２ｃが形成されている。各貫通孔２２ｃは、周方向に沿って等角度の間隔に形成されている。

なお、左側及び右側回転軸筒２４Ｌ，２４Ｒは、左側回転軸筒２４Ｌの中心軸線と右側回転軸筒２４Ｒの中心軸線とが一致するように配置されている。ここで、互いに一致する左側及び右側回転軸筒２４Ｌ，２４Ｒの中心軸線を中心軸線Ｌ１とする。

そして、デフケース２１は、その左右両側に固定された左側及び右側回転軸筒２４Ｌ，２４Ｒがデフキャリヤ１２の左側及び右側側壁１２Ｌ，１２Ｒに設けられた一対の円錐ころ軸受け２５ａ，２５ｂを介して同デフキャリヤ１２に対し、中心軸線Ｌ１を中心として回転可能に支持されている。デフケース２１は円錐ころ軸受け２５ａ，２５ｂにより所定の予圧が付与された状態で支持されており、その回転ガタが低減されている。なお、デフキャリヤ１２内は図示しないシール部材によりシールされており、内部には所定の充填率で潤滑油が充填されている。

ハウジング２２のフランジ部２２ｄの右側外側面には、ハイポイドギヤよりなるリングギヤ２６が中心軸線Ｌ１と同軸上に固定されている。リングギヤ２６には、ドライブピニオンシャフト９の先端に固着されたハイポイドギヤよりなるドライブピニオン９ａが噛合されている。従って、ドライブピニオンシャフト９（ドライブピニオン９ａ）が回転することによって、これに噛合するリングギヤ２６を介して、デフケース２１が中心軸線Ｌ１を回転中心に回転するようになっている。即ち、デフケース２１は、エンジン２のトルクにより回転駆動するようになっている。

デフケース２１内には、同デフケース２１に対して中心軸線Ｌ１上で相対回転可能な円筒状のピニオンキャリヤ３１が配置されている。ピニオンキャリヤ３１は、エンドプレート２３により開口端（図２における左側）が閉塞される大径部３２と、大径部３２の外径よりも小径の外径を有する小径部３３と、大径部３２と小径部３３とを接続する段差部３４とを備えている。なお、本実施形態では、大径部３２の外径とハウジング２２の内径とが略等しく形成されている。

ピニオンキャリヤ３１の大径部３２内には、左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒが連結される差動歯車機構３５が配置されている。
具体的には、差動歯車機構３５は、ピニオンシャフト３６と、ベベルギヤからなる一対のデフピニオン３７ａ，３７ｂと、ベベルギヤからなる左側及び右側サイドギヤ３８Ｌ，３８Ｒとを備えている。ピニオンシャフト３６は、中心軸線Ｌ１と直交するようにピニオンキャリヤ３１（大径部３２）内に固着されており、一対のデフピニオン３７ａ，３７ｂを同ピニオンシャフト３６の中心軸線Ｌ２を中心として回転可能に支持している。そして、これら各デフピニオン３７ａ，３７ｂには、中心軸線Ｌ１を中心として回転可能に設けられる左側及び右側サイドギヤ３８Ｌ，３８Ｒが噛合されている。

エンドプレート２３の中心位置には、貫通孔２３ａが形成されている。そして、貫通孔２３ａ及び左側回転軸筒２４Ｌには、左側リヤアクスル１１Ｌが回転可能に貫挿され、その先端部が大径部３２内に突出し、左側サイドギヤ３８Ｌとスプライン嵌合されている。

また、ピニオンキャリヤ３１の小径部３３の中心位置とハウジング２２の底部２２ｂの中心位置には、それぞれ貫通孔３３ａ，２２ｅが形成されている。これら貫通孔３３ａ，２２ｅ及び右側回転軸筒２４Ｒには、右側リヤアクスル１１Ｒが回転可能に貫挿され、その先端部が大径部３２内に突出し、右側サイドギヤ３８Ｒとスプライン嵌合されている。

このように構成された差動歯車機構３５は、デフケース２１が中心軸線Ｌ１を中心に回転するとき、一対のデフピニオン３７ａ，３７ｂが互いに対向する状態で中心軸線Ｌ１を中心にして公転するとともに、ピニオンシャフト３６の中心軸線Ｌ２を回転中心として互いに独立して自転可能に設けられている。また、差動歯車機構３５は、一対のデフピニオン３７ａ，３７ｂが中心軸線Ｌ１を中心にして公転するとき、デフピニオン３７ａ，３７ｂと噛合する左側及び右側サイドギヤ３８Ｌ，３８Ｒが中心軸線Ｌ１を回転中心として回転するようになっている。

従って、左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒは、一対のデフピニオン３７ａ，３７ｂが互いに逆方向に自転することでその差動が許容されるようになっている。また、一対のデフピニオン３７ａ，３７ｂの公転により左側及び右側サイドギヤ３８Ｌ，３８Ｒが回転することで、ピニオンキャリヤ３１から左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒにトルクが伝達されるようになっている。つまり、差動歯車機構３５は、左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒ間の差動を許容しつつ、ピニオンキャリヤ３１に伝達されるトルクを該差動に応じて左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒに伝達するようになっている。

本実施形態では、デフケース２１のハウジング２２とピニオンキャリヤ３１の小径部３３との間には、摩擦クラッチ４１が設けられている。摩擦クラッチ４１は、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１とをトルク伝達可能に連結する多板式の摩擦クラッチであって、交互に配置される複数のアウタクラッチプレート４２と複数のインナクラッチプレート４３とを有している。

具体的には、各アウタクラッチプレート４２はデフケース２１の内周にスプライン嵌合され、同デフケース２１に対して、それぞれ軸方向移動可能、且つ相対回転不能に支持されている。従って、各アウタクラッチプレート４２は、デフケース２１と一体回転可能に設けられている。一方、各インナクラッチプレート４３はピニオンキャリヤ３１の小径部３３外周にスプライン嵌合され、同ピニオンキャリヤ３１に対して、それぞれ軸方向に移動可能、且つ相対回転不能に支持されている。従って、各インナクラッチプレート４３は、ピニオンキャリヤ３１と一体回転可能に設けられている。

そして、摩擦クラッチ４１は、これら各アウタクラッチプレート４２及びインナクラッチプレート４３が軸方向に押圧され、互いに摩擦係合することにより、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１とをトルク伝達可能に連結するようになっている。このとき、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間の伝達トルクは、各アウタクラッチプレート４２及びインナクラッチプレート４３の摩擦係合力、即ち軸方向の押圧力に応じて変化する。

摩擦クラッチ４１の右側には、押圧部材５１が設けられている。押圧部材５１は、デフケース２１のハウジング２２内に配置されるロッキングプレート５２と、ハウジング２２外に配置されるプレッシャープレート５３と、ロッキングプレート５２とプレッシャープレート５３とを接続する接続ピン５４とを備えている。

押圧部としてのロッキングプレート５２は、円環状に形成されるとともに、デフケース２１の内周にスプライン嵌合され、同デフケース２１に対して、それぞれ軸方向移動可能且つ相対回転不能に支持されている。従って、ロッキングプレート５２は、デフケース２１と一体回転可能に設けられている。なお、ロッキングプレート５２は右側リヤアクスル１１Ｒと相対回転可能に設けられている。また、アウタクラッチプレート４２がスプライン嵌合するスプラインとロッキングプレート５２がスプライン嵌合するスプラインとは、軸方向に連続して形成されている。

ロッキングプレート５２は、アウタクラッチプレート４２と対向する径方向外側部分に径方向内側よりも軸方向の摩擦クラッチ４１側に突出した円環状の突出部５５を有している。また、ロッキングプレート５２は、ピニオンキャリヤ３１の小径部３３の軸方向端面５６と対向する対向面５７を突出部５５の径方向内側に有している。そして、ピニオンキャリヤ３１の対向面としての軸方向端面５６とロッキングプレート５２の対向面５７とには、軸方向に突出したドグクラッチ５８，５９がそれぞれ形成されている。そして、これらドグクラッチ５８，５９が噛合することで、ロッキングプレート５２（及びプレッシャープレート５３及び接続ピン５４）とピニオンキャリヤ３１、即ちデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが相対回転不能に連結されるようになっている。従って、本実施形態では、ドグクラッチ５８，５９によって噛み合いクラッチが構成される。

プレッシャープレート５３は、円環状に形成されるとともに右側回転軸筒２４Ｒの外周に配置されている。そして、ロッキングプレート５２とプレッシャープレート５３とは、上記デフケース２１に形成した各貫通孔２２ｃにそれぞれ挿通された複数（本実施形態では３本）の接続ピン５４により接続されている。従って、ロッキングプレート５２とプレッシャープレート５３とは、一体で軸方向移動及び回転可能に固定されている。

また、押圧部材５１は、プレッシャープレート５３の右側に配置されるアクチュエータプレート６０を備えている。操作部としてのアクチュエータプレート６０は、プレッシャープレート５３と略同径の円環状に形成され、右側回転軸筒２４Ｒに相対回転可能に支持されている。そして、プレッシャープレート５３とアクチュエータプレート６０とは、その間にスラストころ軸受６１を介して連結されている。これにより、アクチュエータプレート６０は、ロッキングプレート５２、プレッシャープレート５３及び接続ピン５４と一体で軸方向移動可能且つ相対回転可能に設けられている。従って、アクチュエータプレート６０は、プレッシャープレート５３との間で相対回転が生じた状態で、摩擦することなく同プレッシャープレート５３を押圧可能である。

押圧部材５１の右側には、駆動機構６３が設けられている。駆動機構６３は、軸方向の押圧力を発生させるアクチュエータ６４と、アクチュエータ６４とアクチュエータプレート６０とを連結する駆動軸６５とを備えている。本実施形態では、アクチュエータ６４は、デフキャリヤ１２の外部に配置されている。アクチュエータ６４に設けられた駆動軸６５は、デフキャリヤ１２内に液密的に挿通されてアクチュエータプレート６０に連結されている。そして、アクチュエータ６４は、電流供給されることで作動し、油圧又はモータを利用して駆動軸６５を軸方向に移動させることで、プレッシャープレート５３に軸方向の押圧力を付与するようになっている。

従って、本実施形態のリヤディファレンシャル１０は、アクチュエータ６４が駆動し、駆動軸６５を介してプレッシャープレート５３に押圧力が付与されることで、押圧部材５１が軸方向移動して突出部５５が摩擦クラッチ４１を押圧するようになっている。そして、摩擦クラッチ４１を押圧した状態で、押圧部材５１を摩擦クラッチ４１の摩擦係合力を増大させるように軸方向移動させる、即ち押圧部材５１がさらに軸方向のピニオンキャリヤ３１側に移動することでドグクラッチ５８，５９が噛合し、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが相対回転不能に連結されるようになっている。

ピニオンキャリヤ３１の段差部３４と、同段差部３４側に設けられたインナクラッチプレート４３との間には、弾性部材６８が配置されている。弾性部材６８は、例えば皿ばね若しくはウェーブワッシャよりなり、ドグクラッチ５８，５９によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが連結された状態で、ドグクラッチ５８，５９の締結を解除する方向に押圧部材５１を押圧するようになっている。

詳述すると、アクチュエータ６４の駆動が停止したとき、弾性部材６８の押圧力により、速やかにドグクラッチ５８，５９の締結を解除させて、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが相対回転可能となるようにしている。つまり、左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒへのトルク伝達が遮断されるようになっている。

次に、上記のように構成した車両１の電気的構成について図１に従って説明する。
カップリング制御手段及び切り替え制御手段としてのＥＣＵ７１は、トルクカップリング８（電磁クラッチ１５）に電気的に接続されている。ＥＣＵ７１は、車両の走行状態に応じてトルクカップリング８（電磁クラッチ１５）に駆動電流を供給し、この電流供給を通じてトルクカップリング８の作動を制御することにより、左側及び右側後輪１４Ｌ,１４Ｒへ伝達可能なトルク、即ちトルク伝達容量を制御する。

具体的には、ＥＣＵ７１は、アクセル開度センサ７２及び車輪速センサ７３ａ〜７３ｄと接続されている。ＥＣＵ７１は、各車輪速センサ７３ａ〜７３ｄにより検出された各車輪速Ｖfr，Ｖfl，Ｖrr，Ｖrlに基づいて車速Ｖ及び左側及び右側前輪１３Ｌ，１３Ｒと左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒとの間の車輪速差ΔＷを算出する。そして、ＥＣＵ７１は、これら車速Ｖ，車輪速差ΔＷ及びアクセル開度信号Ｓaに基づいてトルク伝達容量の制御目標値（目標トルク）を演算する。

つまり、車両１は、ＥＣＵ７１が演算したトルク伝達容量の目標トルクが「０」の場合には二輪駆動状態となり、目標トルクが「０」より大きい場合には四輪駆動状態となる。ＥＣＵ７１は、演算した目標トルクに応じて制御信号を出力することでトランスファ５を制御し、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替えるようになっている。

また、ＥＣＵ７１は、リヤディファレンシャル１０に電気的に接続されている。具体的には、ＥＣＵ７１は、リヤディファレンシャル１０のアクチュエータ６４に電流供給することで、その駆動を制御するようになっている。

具体的には、ＥＣＵ７１は、演算した目標トルクが「０」の場合、即ち二輪駆動時には、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間のトルク伝達を遮断する。また、ＥＣＵ７１は、演算した目標トルクが「０」より大きい場合、即ち四輪駆動時には、デフケース２１とデフキャリヤ１２との間をトルク伝達可能に連結するようにアクチュエータ６４の作動を制御する。

次に、車両１の作用について、二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り替えを中心として説明する。
先ず、車両１が二輪駆動状態では、エンジン２のトルクはプロペラシャフト７に伝達されない。このとき、リヤディファレンシャル１０では、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間のトルク伝達が遮断されている。即ち、図２に示すように、アウタクラッチプレート４２とインナクラッチプレート４３とが摩擦係合せず、ドグクラッチ５８，５９も噛合していない状態となっている。

ここで、車両１の走行により、左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒが回転するため、左側及び右側リヤアクスル１１Ｌ，１１Ｒが回転し、この回転に伴って左側及び右側サイドギヤ３８Ｌ，３８Ｒが回転する。これにより、一対のデフピニオン３７ａ，３７ｂが公転するとともに、ピニオンキャリヤ３１が中心軸線Ｌ１を中心として回転する。ここで、上記のように二輪駆動状態ではデフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間のトルク伝達が遮断されているため、デフケース２１及びリングギヤ２６は回転しない。

そのため、リングギヤ２６とドライブピニオン９ａの回転抵抗（摩擦抵抗）及び潤滑油の撹拌抵抗によるトルクの損失を防止して燃費の低下を防止できる。なお、デフピニオン３７ａ，３７ｂ及び左側及び右側サイドギヤ３８Ｌ，３８Ｒは、リングギヤ２６に比べ小径であるとともにベベルギヤにより構成されてため、これらが潤滑油内で回転することによるトルクの損失は十分に小さい。また、プロペラシャフト７は、エンジン２からトルクが伝達されず、且つリングギヤ２６が回転しないため、二輪駆動状態では停止した状態となる。従って、プロペラシャフト７が回転することによる振動や騒音を低減できるとともに、トルクの損失を防止することができる。

次に、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際には、ＥＣＵ７１は、先ず、デフケース２１に対するプロペラシャフト７の回転に滑りが発生し得るようにトルクカップリング８のトルク伝達容量を制御する。

次いで、図３に示すように、ＥＣＵ７１は、アクチュエータ６４を駆動して押圧部材５１を軸方向の摩擦クラッチ４１側に移動させることで、突出部５５によって摩擦クラッチ４１を摩擦係合させる。これにより、デフケース２１が回転し始め、同デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との相対回転速度が小さくなり、これらの回転同期が図られる。また、回転同期が図られるとともに、デフケース２１及びドライブピニオンシャフト９が回転し、トルクカップリング８を介してプロペラシャフト７が回転する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ７１は、同期開始時点での各車輪速Ｖrl，Ｖrr及びアクチュエータ６４で発生させる押圧力に基づいて、回転同期を図るための同期時間を決定している。

次いで、同期時間が経過し、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間の回転同期が略完了すると、ＥＣＵ７１はアクチュエータ６４にて発生させる押圧力を増加させる。これにより、押圧部材５１がピニオンキャリヤ３１側にさらに移動しようとする。そして、図４に示すように、各ドグクラッチ５８，５９の周方向位置が噛合可能な位置になると、これらドグクラッチ５８，５９が噛合して押圧部材５１とピニオンキャリヤ３１、即ちデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが一体回転するように（相対回転不能に）連結される。

そして、ＥＣＵ７１は、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが一体回転するように連結された状態で、アクチュエータ６４を駆動し、継続して押圧部材５１に押圧力を付与する。これによって、ドグクラッチ５８，５９の締結を保持する。その後、ＥＣＵ７１は、トランスファ５を制御して、エンジン２のトルクがプロペラシャフト７に伝達されるようにし、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える。このとき、トランスファ５の出力軸及びプロペラシャフト７の回転は略同期しているため、トランスファ５にてトランスファ５の出力軸とプロペラシャフト７との回転同期を図ることなく、二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り替えが行われる。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）リヤディファレンシャル１０は、エンジン２のトルクによって回転駆動される中空状のデフケース２１と、デフケース２１内に該デフケース２１と相対回転可能に同軸配置される円筒状のピニオンキャリヤ３１と、ピニオンキャリヤ３１の内部に配置される差動歯車機構３５とを備えた。また、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間に設けられる摩擦クラッチ４１と、摩擦クラッチ４１を軸方向に押圧する押圧部材５１とを備えた。そして、摩擦クラッチ４１によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１との相対回転速度を小さくした後に、ドグクラッチ５８，５９によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とを相対回転不能に連結させるようにした。そのため、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、二輪駆動時にデフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間に生じた相対回転速度（回転速度差）を、押圧部材５１が摩擦クラッチ４１を摩擦係合させることで小さくでき、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との回転同期が図られる。そして、摩擦クラッチ４１によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１との相対回転速度が小さくなった後に、ドグクラッチ５８，５９によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが相対回転不能に連結される。従って、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との相対回転速度が大きい状態で、ドグクラッチ５８，５９によりこれらが相対回転不能に連結されず、異音や振動が発生することを低減できる。その結果、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、運転者に不快感を与えることを防止できる。

（２）押圧部材５１は、デフケース２１内に配置され該デフケース２１に対して軸方向移動可能且つ相対回転不能に連結されるロッキングプレート５２と、デフケース２１の外部に配置されロッキングプレート５２と一体に軸方向移動可能且つ相対回転可能なアクチュエータプレート６０とを備えた。そして、アクチュエータ６４がアクチュエータプレート６０に軸方向の押圧力を付与することで、摩擦クラッチ４１が摩擦係合するようにした。従って、アクチュエータ６４にて発生させた押圧力が直接摩擦クラッチ４１に作用するため、例えば電磁コイル等により押圧部材５１に磁力を作用させて摩擦クラッチ４１を押圧する場合に比べ、摩擦クラッチ４１の摩擦係合力を容易に制御することが可能になる。

（３）ドグクラッチ５８，５９を、ピニオンキャリヤ３１の軸方向端面５６とロッキングプレート５２の対向面５７にそれぞれ形成し、摩擦クラッチ４１を摩擦係合させた状態で、押圧部材５１を摩擦クラッチ４１の摩擦係合力を増大させるように軸方向移動させることにより、互いに噛合するようにした。従って、押圧部材５１が摩擦クラッチ４１の摩擦係合力を増大させるように軸方向移動されることにより、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１とがドグクラッチ５８，５９によって相対回転不能に連結される。そのため、例えばドグクラッチ５８，５９を押圧部材５１に対して独立して移動可能に設け、別途設けられたアクチュエータ等によりドグクラッチ５８，５９を押圧してデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とを相対回転不能に連結する場合に比べ、リヤディファレンシャル１０の構成を簡素化することができる。

（４）リヤディファレンシャル１０とトランスファ５との間に設けられエンジン２から左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒへのトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリング８を備えた。そして、ＥＣＵ７１は、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との相対回転速度を小さくする際に、デフケース２１に対するプロペラシャフト７の回転に滑りが発生し得るようにトルクカップリング８のトルク伝達容量を制御した。

ここで、二輪駆動状態から四輪駆動状態に素早く切り替えるために、摩擦クラッチ４１によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１との回転同期が完了する前にドグクラッチ５８，５９を締結することも考えられる。しかし、この場合、ドグクラッチ５８，５９が締結される瞬間に左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒからプロペラシャフト７側に伝達されるトルクが急激に増加する。そのため、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが相対回転不能に連結される際に、プロペラシャフト７のように、慣性モーメントが大きな部材にて異音が発生する虞がある。この点、本実施形態によれば、トルクカップリング８に滑りが発生することで、左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒからトルクカップリング８に伝達されるトルクが急増しても、プロペラシャフト７に伝達されるトルクが急増することを防止でき、異音が発生することを低減できる。

また、ＥＣＵ７１は、摩擦クラッチ４１を摩擦係合させてデフケース２１とピニオンキャリヤ３１との相対回転速度を小さくする前に、トルクカップリング８のトルク伝達容量を直結状態よりも小さくするようにした。そのため、ドグクラッチ５８，５９の締結時のみならず、回転同期開始時においても、プロペラシャフト７へ伝達されるトルクの急増を確実に防止することができ、異音の発生を確実に防止できる。

（５）ＥＣＵ７１は、ドグクラッチ５８，５９によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とを連結してプロペラシャフト７を回転させた後に、トランスファ５にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えるようにした。

ここで、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、トランスファ５にて、プロペラシャフト７とトランスファ５の出力軸との回転同期を図る場合には、同トランスファ５の構造が複雑になってしまう。この点、本実施形態では、トランスファ５にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、トランスファ５の出力軸とプロペラシャフト７との回転同期が略完了しているため、トランスファ５にてこれらの回転同期を図らずともよく、トランスファ５を簡易な構成にすることができる。

（６）電磁クラッチ１５を有するトルクカップリング８をデフキャリヤ１２内に収容させた。そして、リヤディファレンシャル１０の駆動機構６３を、アクチュエータ６４に電流供給することで制御するようにした。従って、トルクカップリング８とリヤディファレンシャル１０（駆動機構６３）が近接して配置されているため、ＥＣＵ７１から電流を供給するためのワイヤハーネスの短縮化を図ることができる。

（７）ドグクラッチ５８，５９によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが連結された状態で、ドグクラッチ５８，５９の締結を解除する方向に押圧部材５１を押圧する弾性部材６８を設けた。そのため、ＥＣＵ７１がアクチュエータ６４の作動を停止すると、ドグクラッチ５８，５９の締結が解除される。従って、駆動機構６３がプレッシャープレート５３を引っ張ることで、ドグクラッチ５８，５９の締結を解除するような構成が不要であり、駆動機構６３を簡単な構成とすることができる。また、四輪駆動状態から二輪駆動状態に切り替える際に、駆動機構６３の作動を制御しなくともよいため、消費電流の増大を防止できる。

（８）ＥＣＵ７１は、ドグクラッチ５８，５９によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とを相対回転不能にした状態で、アクチュエータ６４を駆動して押圧部材５１を押圧し、ドグクラッチ５８，５９に軸方向の押圧力を付与するようにした。そのため、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１とが連結された状態でドグクラッチ５８，５９の噛合が保持される。従って、例えば車両走行時に左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒから伝達される振動により、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との連結が解除されてしまうことを防止できる。

なお、本実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、押圧部材５１を押圧手段として構成し、アクチュエータ６４により同押圧部材５１に押圧力を付与するようにしたが、これに限らない。例えば、第１カム部材と第２カム部材とが相対回転することで軸方向の押圧力を発生するカム機構により押圧手段を構成し、第１カム部材と第２カム部材とに相対回転を発生させて第１カム部材が摩擦クラッチ４１を押圧するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ピニオンキャリヤ３１の段差部３４と摩擦クラッチ４１との間に弾性部材６８を設けたが、これに限らず、ドグクラッチ５８，５９の締結を解除する方向に押圧部材５１を押圧すれば、弾性部材６８をその他の位置に配置してもよい。また、弾性部材６８を設けずともよい。この場合には、リヤディファレンシャル１０にて、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との間のトルク伝達を遮断する際に、駆動機構６３がアクチュエータプレート６０を引っ張ることで、ドグクラッチ５８，５９の締結を解除するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ドグクラッチ５８，５９を、ピニオンキャリヤ３１の軸方向端面５６と押圧部材５１の対向面５７にそれぞれ形成し、摩擦クラッチ４１を摩擦係合させた状態で、押圧部材５１を摩擦クラッチ４１の摩擦係合力を増大させるように軸方向移動させることにより、互いに噛合するようにしたが、これに限らない。例えば、ドグクラッチ５９を押圧部材５１に対して独立して移動可能に構成し、アクチュエータ６４に加えて別途アクチュエータを設ける。そして、このアクチュエータとドグクラッチ５９との間を、上記実施形態のロッキングプレート５２とアクチュエータ６４との間のように連結し、別途設けられたアクチュエータを駆動して、摩擦クラッチ４１を押圧することと独立してデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とを相対回転不能に連結するようにしてもよい。

・上記実施形態では、アクチュエータ６４は、油圧により駆動軸６５を軸方向に移動させたが、これに限らず、アクチュエータ６４は、プレッシャープレート５３に軸方向の押圧力を付与すればどのように構成してもよい。例えば、モータにより中空シャフトを回転させることでボールねじを直線運動させるボールねじ機構等により駆動軸を移動させて、プレッシャープレート５３に軸方向の押圧力を付与するように構成してもよい。

・上記実施形態では、アクチュエータ６４によるプレッシャープレート５３の押圧を停止した際に、弾性部材６８の軸方向の弾性力によってドグクラッチ５８，５９の締結が解除されるようにした。しかし、弾性部材６８の弾性力を調整し、アクチュエータ６４によるプレッシャープレート５３の押圧を停止してもドグクラッチ５８，５９の締結が解除されないようにしてもよい。つまり、四輪駆動状態で車両１が走行している際には、押圧部材５１からピニオンキャリヤ３１にトルク伝達がされてドグクラッチ５８，５９間に周方向の力が作用しているため、ドグクラッチ５８，５９間に軸方向の摩擦力が作用し、弾性部材６８の弾性力によってはドグクラッチ５８，５９の噛合は解除されずに締結状態が維持される。この場合には車両走行時においても継続してアクチュエータ６４によって押圧部材５１を押圧する場合に比べ、消費電流の低減を図ることができる。

・上記実施形態では、リヤディファレンシャル１０にてデフケース２１とピニオンキャリヤ３１との回転同期を図り、これらをドグクラッチ５８，５９により連結した後に、トランスファ５にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えたが、これに限らない。例えばドグクラッチ５８，５９によりデフケース２１とピニオンキャリヤ３１とを連結する前に、トランスファ５にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えてもよい。このようにしても、トランスファ５にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、プロペラシャフト７が回転し、トランスファ５の出力軸とプロペラシャフト７との回転同期が図られているため、トランスファ５にてこれらの回転同期を図らずともよく、トランスファ５を簡易な構成にすることができる。

また、トランスファ５にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えた後に、デフケース２１とピニオンキャリヤ３１との回転同期を図り、これらをドグクラッチ５８，５９により連結するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ＥＣＵ７１は、同期開始時点での各車輪速Ｖrl，Ｖrr及びアクチュエータ６４で発生させる押圧力に基づいて、回転同期を図るための同期時間を決定したが、これに限らない。例えば、同期開始後に各車輪速Ｖrl，Ｖrrが急増した場合などには、同期時間が変更するようにしてもよい。また、例えばロータリエンコーダ等により、デフケース２１の回転数を検出するとともに、各車輪速Ｖrl，Ｖrrからピニオンキャリヤ３１の回転数を検出し、これら回転数に基づいて同期が完了したか否かを判定してもよい。

・上記実施形態では、切り替え手段としてトランスファ５を用いたが、これに限らず、例えば車両１のトランスファ５にて切り替えを行わず、トルクカップリング８を切り替え手段として構成し、同トルクカップリング８のトルク伝達容量を変更することで、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替えるようにしてもよい。このようにしても、二輪駆動状態において、デフケース２１及びリングギヤ２６が回転することを防止できるため、駆動伝達系での振動・騒音の低減や燃費の向上を図ることができる。

また、車両１にトランスファ５及びトルクカップリング８を設けずともよい。このようにしても、デフケースとピニオンキャリヤとの相対回転速度が大きい状態で、噛み合いクラッチによりこれらが相対回転不能に連結されず、異音や振動が発生することを低減できる。その結果、二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える際に、運転者に不快感を与えることを防止できる。

・上記実施形態では、車両１にトルクカップリング８を設けたが、これに限らず、トルクカップリング８を有さない車両１に本発明を適用してもよい。
・上記実施形態では、トルクカップリング８の目標トルクに基づいて車両１が二輪駆動状態と四輪駆動状態とに切り替えられたが、これに限らず、例えば運転者が切り替えスイッチを操作することで、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替えるようにしてもよい。

・上記実施形態では、本発明を、左側及び右側後輪１４Ｌ，１４Ｒを補助駆動輪とする車両１に適用したが、これに限らず、左側及び右側前輪１３Ｌ，１３Ｒを補助駆動輪とする車両に搭載してもよい。

ディファレンシャル装置を備えた車両の概略構成図。ディファレンシャル装置の概略を示す断面図。デフケースとピニオンキャリヤとの回転同期を図っている状態のディファレンシャル装置の断面図。ドグクラッチが締結された状態のディファレンシャル装置の断面図。

符号の説明

１…車両、２…エンジン、５…トランスファ、７…プロペラシャフト、８…トルクカップリング、１０…リヤディファレンシャル、１４Ｌ…左側後輪、１４Ｒ…右側後輪、２１…デフケース、３１…ピニオンキャリヤ、３５…差動歯車機構、４１…摩擦クラッチ、５１…押圧部材、５２…ロッキングプレート、５３…プレッシャープレート、５４…接続ピン、５６…軸方向端面、５７…対向面、５８，５９…ドグクラッチ、６０…アクチュエータプレート、６１…スラストころ軸受、６４…アクチュエータ、７１…ＥＣＵ。

Claims

二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両に搭載され、二輪駆動時にトルク伝達が遮断される左右一対の補助駆動輪間の差動を許容しつつ、駆動源から前記各補助駆動輪へのトルク伝達を断続するディファレンシャル装置であって、
前記駆動源のトルクによって回転駆動される中空状のデフケースと、
前記デフケース内に該デフケースと相対回転可能に同軸配置される中空状のピニオンキャリヤと、
前記ピニオンキャリヤの内部に配置され、前記各補助駆動輪間の差動を許容しつつ、該ピニオンキャリヤに伝達されるトルクを前記各補助駆動輪に伝達する差動歯車機構と、
前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの間に設けられ軸方向に押圧されることで前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度を小さくする摩擦クラッチと、
前記摩擦クラッチを軸方向に押圧する押圧手段と、
前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結する噛み合いクラッチとを備え、
前記噛み合いクラッチは、前記摩擦クラッチが押圧されて前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度が小さくなった後に、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結することを特徴とするディファレンシャル装置。
前記押圧手段は、前記デフケース内に配置され該デフケースに対して軸方向移動可能且つ相対回転不能に連結される押圧部と、前記デフケースの外部に配置され前記押圧部と一体に軸方向移動可能且つ相対回転可能に設けられた操作部とを有する押圧部材からなり、
前記操作部に軸方向の押圧力を付与するアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャル装置。
前記噛み合いクラッチは、前記ピニオンキャリヤと前記押圧部との軸方向の各対向面にそれぞれ形成され、前記摩擦クラッチを摩擦係合させた状態で前記押圧部材が前記摩擦クラッチの摩擦係合力を増大させるように軸方向移動することにより噛合して、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結することを特徴とする請求項２に記載のディファレンシャル装置。
二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両に搭載され、駆動源のトルクによって回転駆動される中空状のデフケースと、前記デフケース内に該デフケースと相対回転可能に同軸配置される中空状のピニオンキャリヤと、前記ピニオンキャリヤの内部に配置され二輪駆動時にトルク伝達が遮断される左右一対の補助駆動輪間の差動を許容しつつ該ピニオンキャリヤに伝達されるトルクを前記各補助駆動輪に伝達する差動歯車機構とを備え、前記駆動源から前記各補助駆動輪へのトルク伝達を断続するディファレンシャル装置の制御方法であって、
前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの間に配置された摩擦クラッチを押圧して、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度を小さくした後に、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを噛み合いクラッチにより相対回転不能に連結させることを特徴とするディファレンシャル装置の制御方法。
前輪側と後輪側との間でトルクを伝達するプロペラシャフトにおけるトルク伝達方向の下流側に設けられ、二輪駆動時にトルク伝達が遮断される左右一対の補助駆動輪間の差動を許容しつつ駆動源から前記各補助駆動輪へのトルク伝達を断続するディファレンシャル装置を備え、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両であって、
前記ディファレンシャル装置は、
前記駆動源のトルクによって回転駆動される中空状のデフケースと、
前記デフケース内に該デフケースと相対回転可能に同軸配置される中空状のピニオンキャリヤと、
前記ピニオンキャリヤの内部に配置され、前記各補助駆動輪間の差動を許容しつつ、該ピニオンキャリヤに伝達されるトルクを前記各補助駆動輪に伝達する差動歯車機構と、
前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの間に設けられ軸方向に押圧されることで前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度を小さくする摩擦クラッチと、
前記摩擦クラッチを軸方向に押圧する押圧手段と、
前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結する噛み合いクラッチとを備え、
前記噛み合いクラッチは、前記摩擦クラッチが押圧されて前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度が小さくなった後に、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結することを特徴とする四輪駆動車両。
前記プロペラシャフトと前記デフケースとの間に設けられ、前記プロペラシャフトと前記デフケースとの間でのトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングと、
前記噛み合いクラッチにより前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結する際に、前記デフケースに対する前記プロペラシャフトの回転に滑りが発生し得るように前記トルクカップリングのトルク伝達容量を制御するカップリング制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項５に記載の四輪駆動車両。
前記プロペラシャフトにおける前記トルク伝達方向の上流側に設けられ、前記駆動源の駆動力伝達経路を変更して二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える切り替え手段と、
前記摩擦クラッチを摩擦係合させて前記プロペラシャフトを回転させた後に、前記切り替え手段にて前記駆動力伝達経路を変更して二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替える切り替え制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載の四輪駆動車両。
前輪側と後輪側との間でトルクを伝達するプロペラシャフトにおけるトルク伝達方向の下流側に設けられ、駆動源のトルクによって回転駆動される中空状のデフケース、前記デフケース内に該デフケースと相対回転可能に同軸配置される中空状のピニオンキャリヤ、及び前記ピニオンキャリヤの内部に配置され左右一対の補助駆動輪間の差動を許容しつつ該ピニオンキャリヤに伝達されるトルクを前記各補助駆動輪に伝達する差動歯車機構を有し、前記駆動源から前記各補助駆動輪へのトルク伝達を断続するディファレンシャル装置を備え、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替え可能な四輪駆動車両の制御方法であって、
前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの間に配置された摩擦クラッチを押圧して、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとの相対回転速度を小さくした後に、前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを噛み合いクラッチにより相対回転不能に連結させることを特徴とする四輪駆動車両の制御方法。
前記噛み合いクラッチにより前記デフケースと前記ピニオンキャリヤとを相対回転不能に連結する際に、前記プロペラシャフトと前記デフケースとの間に設けられ該プロペラシャフトと該デフケースとの間でのトルク伝達容量を変更可能なトルクカップリングのトルク伝達容量を、前記デフケースに対する前記プロペラシャフトの回転に滑りが発生し得るようにしたことを特徴とする請求項８に記載の四輪駆動車両の制御方法。
前記摩擦クラッチを摩擦係合させて前記プロペラシャフトを回転させた後に、前記プロペラシャフトにおける前記トルク伝達方向の上流側に設けられ前記駆動源の駆動力伝達経路を変更して二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替える切り替え手段にて二輪駆動状態から四輪駆動状態に切り替えることを特徴とする請求項８又は９に記載の四輪駆動車両の制御方法。