JP3467278B2 - 四輪駆動車用駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、前，後輪間に介装さ
れた油圧ポンプが両輪間の回転速度差に応じて発生する
油圧を媒介として四輪駆動状態を実現する四輪駆動車用
駆動力伝達装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】エンジンの駆動力を前，後輪双方に伝達
して走行する四輪駆動車は、悪路走破性に優れているだ
けでなく、一般道においても加速性や走行安定性に優れ
ていることから、急速に普及してきている。近年におい
ては、前，後輪間に回転速度差が生じたとき、この回転
速度差に応じて両輪への駆動力配分を変更する駆動力伝
達装置を備え、実質的に常時四輪駆動状態が得られるよ
うにした、いわゆるフルタイム四輪駆動車が主流となっ
ている。このような駆動力伝達装置の一つとして、前，
後輪間に介装された油圧ポンプの発生油圧を利用するも
のが知られている。これは、前，後輪の一方への伝動軸
と連動回転されるケーシング内に、他方への伝動軸と連
動回転されるロータを収納して油圧ポンプ（一般にはベ
ーンポンプ）を構成し、ケーシングとロータとの間に形
成されたポンプ室内に、両伝動軸間の回転速度差に応じ
た油圧を発生させ、この油圧を介して、前，後輪間での
駆動力伝達が行われるようにしたものである。 【０００３】この際、上記相対回転の大小、すなわち
前，後輪間に生じている回転速度差の大小に対応して発
生する油圧は、ロータとケーシングとの間の相対回転を
抑止するように作用するから、この油圧を媒介として
前，後輪間の一方から他方へ、両輪間の回転速度差に応
じた駆動力が伝達されることになり、いわゆる四輪駆動
状態が実現される。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この駆動力伝
達装置においては、前輪と後輪が同一回転速度で回転し
ている状態で油圧ポンプの入力軸と出力軸との回転速度
が等しくなるようにされていたので、前輪がスリップし
始めてから、前輪と後輪との間の回転速度差が所定の大
きさに到達するまでは、油圧ポンプによるトルク伝達が
ほとんど行われなかった。したがって、応答性が悪いと
いう問題があった。 【０００５】ところで、走行状態に応じて適正な駆動力
伝達特性を得る目的で、油圧ポンプの吐出側油路の中途
に可変絞りを設け、走行状態に関連する複数の状態量の
組合せに基づいて上記可変絞りの絞り開度を調整する開
度制御部を設けた駆動力伝達装置が提供されている。こ
の駆動力伝達装置においては、例えば、低速旋回時には
タイトコーナーブレーキング現象の発生を防止するため
に伝達トルクを低くする一方、所要時には高い伝達トル
クを得ることが可能である。すなわち、走行状態に応じ
た複数のトルク伝達特性を選択できるという利点はあ
る。 【０００６】しかしながら、このようにトルク伝達特性
を選択できる駆動力伝達装置においても、前，後輪の間
に所定の回転速度差が生じなければ、所定の伝達トルク
を得ることができないので、応答性を改善することがで
きなかった。この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、トルク伝達の応答性に優れた四輪駆動車用
駆動力伝達装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
のこの発明の四輪駆動車用駆動力伝達装置は、前，後輪
の一方への入力軸と他方への出力軸との間に介装され、
両軸間の回転速度差に応じて発生させた油圧を介して
前，後輪間にトルク伝達を行う油圧ポンプと、この油圧
ポンプの吐出側に配置され、絞り開度の変更により、上
記油圧を媒介とする前，後輪への駆動力伝達特性を変更
する可変絞りと、走行状態に関連する複数の状態量の組
合せに基づいて、可変絞りの絞り開度を調整する開度制
御部とを備えた四輪駆動車用駆動力伝達装置において、
上記油圧ポンプの出力軸と他方の車輪との間に介在し、
出力軸の回転を他方の車輪側の回転に対して増速する増
速機構を備え、前、後輪間の回転速度差よりも大きな回
転速度差を上記油圧ポンプの入力軸と出力軸との間に与
えるとともに、油圧ポンプの発生するトルクのみが前，
後輪間に伝達され伝達され、上記開度制御部は、ＡＢＳ
動作に悪影響を与えないよう油圧ポンプの入力軸と出力
軸との間の回転速度差が大きくなるにつれて伝達トルク
の増加を抑えるように可変絞りの絞り開度を調整するこ
とを特徴とするものである。 【０００８】 【作用】上記構成の四輪駆動車用駆動力伝達装置によれ
ば、増速機構が、油圧ポンプの出力軸に連結された車輪
の回転を、上記出力軸の回転に対して増速する。逆にい
うと、出力軸は、当該出力軸に連結された車輪の回転を
減速した状態で回転される。したがって、前，後輪が同
一速度で回転している状態でも、油圧ポンプの入力軸と
出力軸との間に所定の回転速度差を与えられており、
前，後輪間に回転速度差が生じた状態では、この回転速
度差がさらに付加されて、上記入力軸と出力軸との間に
与えられることになる。したがって、従来と同等の伝達
トルクを、従来よりも小さい、前，後輪間の回転速度差
で得ることができ、トルク伝達の応答性を従来よりも格
段に向上させることができる。 【０００９】 【実施例】以下、実施例を示す添付図面に基づいて説明
する。図２は、この発明の一実施例としての四輪駆動車
用駆動力伝達装置（以下、単に駆動力伝達装置という）
を含む車両の駆動経路を示す概略構成図である。同図を
参照して、この実施例は、本発明を、いわゆるＦＲ（後
輪駆動車）ベース四輪駆動車に適用した場合を示してい
る。図２において、この駆動力伝達装置Ａは、エンジン
Ｅの駆動力をトランスミッションＴＭを介してリヤデフ
ァレンシャルＲＤへ伝えるためのプロペラシャフトを入
力軸１として構成すると共に、出力軸２をリヤデファレ
ンシャルＲＤ側に配置し、両軸間の回転速度差に応じた
油圧を発生させる油圧ポンプとしてのベーンポンプ３
と、このベーンポンプ３の出力軸２とリヤデファレンシ
ャルＲＤとの間に介在し、後輪Ｒ側の回転を出力軸２側
の回転に対して増速する増速機構９とを備えている。上
記増速機構９は、例えば遊星ギア機構、その他の公知の
ギア機構により構成されている。図において、Ｋは、後
述する開度制御部１０を含み、エンジンその他の部分の
動作を制御する制御部である。開度制御部１０には、車
速センサ１１、操舵角センサ１２、ブレーキセンサ１
３、アクセル開度センサ１４、その他各種の走行状態検
出センサからの検出信号が入力されるようになっている
（図３参照）。 【００１０】図１は上記駆動力伝達装置Ａの縦断面図で
ある。同図を参照して、ベーンポンプ３の円筒形をなす
ロータ３０は、外周面から半径方向に所定の深さを有す
る複数の収納溝を周方向に等配に形成し、これらの収納
溝それぞれに矩形平板形のベーン３０ａを半径方向への
進退自在に収納した公知の構成からなる。各ベーン３０
ａとこれの収納溝の底部との間には、ベーン３０ａを半
径方向外向きに付勢する圧縮コイルばね３０ｂが介装さ
れている。ベーンポンプ３のケーシングは、ロータ３０
を内包すると共に、一対の環状のサイドプレート３２，
３３によって挟持されて、ロータ３０との間に複数のポ
ンプ室を形成したカムリング３１と、上記サイドプレー
ト３２，３３及び押さえ板３４を備え、これらを厚さ方
向に貫通してサイドプレート３２に螺合する複数本の固
定ボルト３５によって一体回転可能に連結されている。 【００１１】これにより、カムリング３１の内側には、
サイドプレート３２とサイドプレート３３とにて両側を
囲繞された空洞部が形成され、上記ロータ３０は、この
空洞部内に収容されている。ロータ３０の回転軸である
ロータ軸４は、サイドプレート３２，３３の中抜き部に
サイドプレート３３側から挿入されており、図示のごと
くカムリング３１の両側において玉軸受によって支承さ
れている。 【００１２】ロータ３０は、これらの支承位置間にてロ
ータ軸４にスプライン結合されており、ロータ軸４の回
転に伴いベーン３０ａの先端をカムリング３１の内周に
押しつけつつ回転する。カムリング３１の内周は、円形
の周囲に複数箇所の凹所を形成してなる横断面形状を有
しており、これらの凹所の形成位置にロータ３０の外周
とにて囲まれた複数のポンプ室が形成されている。 【００１３】上記入力軸１は、サイドプレート３３側に
突出するロータ軸４の端部に連結してあり、また出力軸
２は、後述のごとく構成された連結部材５を介してサイ
ドプレート３２の外側面に連結してある。これにより、
ロータ３０は、入力軸１の回転に連動し、サイドプレー
ト３３をその一部とするケーシングは、出力軸２の回転
と連動するから、ロータ３０とカムリング３１との間に
は、入力軸１と出力軸２との間の回転速度差に応じた相
対回転が生ずる。一方、出力軸２と後輪Ｒとの間には、
上記増速機構９が介在させてあるので、入力軸１と出力
軸２との間には、後輪Ｒの回転を減速したものと前輪Ｆ
との回転速度差に応じた相対回転が生ずることになる。 【００１４】ケーシングの外側には、薄肉の筒体３６が
嵌着してあり、この筒体３６とケーシングの外周との間
に、環状の油タンクＴが形成されている。この油タンク
Ｔ内には、ベーンポンプ３の作動油が封入されている。
ベーンポンプ３の各ポンプ室は、押さえ板３４及びサイ
ドプレート３３の円板部を厚さ方向に貫通し、上記ポン
プ室への流入のみをを許容するチェックバルブをその中
途に嵌装してなる各別の吸込油路４０により、油タンク
Ｔに連通させてある。 【００１５】サイドプレート３２には、各ポンプ室内に
その一端を開口させ、半径方向内側に折り返してベーン
３０ａの収納溝の底部に連なり、各ポンプ室からの流出
のみを許容するチェックバルブをその中途に嵌装してな
る各別の吐出油路４１が形成されている。また、サイド
プレート３２には、これを厚さ方向に貫通する導油孔４
２と、同じく半径方向に貫通する還流孔４３が形成され
ている。導油孔４２の一端は、前記収納溝の底部に連通
するべくサイドプレート３２の内側面に開口され、他端
は、後述する連結フランジ５１に形成された環状溝３７
に連通するべくサイドプレート３２の外側面に開口され
ている。これにより、導油孔４２は、収納溝の底部を環
状溝３７に連通させている。また、還流孔４３は、サイ
ドプレート３２の中抜き部を油タンクＴに連通させてい
る。 【００１６】図３は、後述するように前，後輪への駆動
力伝達特性を変更するための可変絞りを構成する可変絞
り機構６の拡大断面図である。連結部材５は，一対の連
結フランジ５１，５２間に非磁性体製の保持筒５０を、
複数本の固定ボルト５３にて挟持固定している。一方の
連結フランジ５１は、サイドプレート３２の外側面に同
軸的に固定されていると共に、他方の連結フランジ５２
は、出力軸２の端部に同軸的に固定されており、これに
より、連結部材５は、ベーンポンプ３のケーシングと出
力軸２とを連結している。連結フランジ５１は、保持筒
５０の内周に整合する貫通孔５１ａをその軸心部に備え
ている。上記保持筒５０の内部及び連結フランジ５１の
貫通孔５１ａに跨がった状態で、円筒形をなす第１の絞
り部材６１が、摺動自在に嵌入されており、また、上記
連結部材５１の貫通孔５１ａには、上記第１の絞り部材
６１に隣接した第２の絞り部材６２が摺動自在に嵌入さ
れている。第１の絞り部材６１は、当該第１の絞り部材
６１の内周段部と連結フランジ５２の凹孔との間に介在
された付勢ばね６０によって、図の左方向、すなわち第
２の絞り部材６２側（サイドプレート３２側）に向けて
付勢されている。また、第２の絞り部材６２は、当該第
２の絞り部材６２のフランジ部と連結フランジ５１の端
面との間に介在された付勢ばね６３によって、サイドプ
レート３２側へ付勢されている。 【００１７】連結フランジ５１の開口端近傍の内周に
は、止め輪６４が係着されており、付勢ばね６３によっ
て付勢された第２の絞り部材６２の摺動は、止め輪６４
への当接により規制されている。また、付勢ばね６０に
よって付勢された第１の絞り部材６１の摺動は、上記止
め輪６４によって係止された第２の絞り部材６２に当接
することにより規制されている。一方、止め輪６４と連
結フランジ５２との距離は、各絞り部材６１，６２の全
長を加えたものよりも所定距離だけ長くしてあるので、
これら両絞り部材６１，６２の摺動範囲は、上記所定距
離に限定される。 【００１８】第２の絞り部材６２の外周には、環状の絞
り溝６５が形成されており、この絞り溝６５は、第２の
絞り部材６２の周壁を貫通する連通孔６６により、中央
孔６２ａに連通されている。連結フランジ５１の貫通孔
５１ａの内周途中部には、絞り溝５４が形成されてお
り、この絞り溝５４は、連通孔５５を介して、環状溝３
７に連通されている。また、この絞り溝５４は、第１の
絞り部材６１の外周による塞がれ具合によって、第１の
絞り部材６１と第２の絞り部材６２との端面どうしの間
への開口面積が変化され、この開口面積は、第１の絞り
部材６１の摺動に応じて変化するようにしてある。 【００１９】連結フランジ５１の貫通孔５１ａの、上記
絞り溝５４よりもサイドプレート３２側には、絞り溝５
６が形成されており、この絞り溝５６は、連通孔５７を
介して環状溝３７に連通されている。連結フランジ５１
の絞り溝５６と、第２の絞り部材６２の絞り溝６５との
間の連通面積は、第２の絞り部材６２の上記摺動に応じ
て変化するようにしてある。 【００２０】上記環状溝３７は、導油孔４２、ベーン３
０ａの収納溝、及び吐出油路４１を介してベーンポンプ
３の各ポンプ室に連通している。また、第１の絞り部材
６１の貫通孔６１ａは、連結フランジ５１の貫通孔５１
ａ、第２の絞り部材６２の中央孔６２ａ、サイドプレー
ト３２の中抜き部及び還流孔４３を介して油タンクＴに
連通されている。したがって、両絞り部材６１，６２
は、各ポンプ室の吐出側を油タンクＴに連通する吐出側
油路の中途に配されたことになり、前述の摺動に応じて
絞り溝５４の開口面積の変化、及び絞り溝５６と絞り溝
６５との間の連通面積の変化により、絞り作用をなす可
変絞りとして機能する。 【００２１】各絞り部材６１，６２の駆動は、保持筒５
０の外側を囲繞するように周設された駆動コイル７が形
成する磁界により自身を鉄心とするソレノイドにてなさ
れる。この鉄心としての機能は、絞り部材６１，６２の
全体または一部を磁性体製とすることにより実現され
る。駆動コイル７は、保持筒５０をその内側に同軸回動
自在に支承する支承筒８の内側中央に嵌着されており、
この支承筒８と共に、硬質ゴム等の弾性に富む材料から
なる連結部材８０を介して、車体の一部に非回転状態に
拘束されている。 【００２２】この構成により駆動コイル７は、絞り部材
６１，６２に対する相対位置を変えることなく保持筒５
０の外周面に近接して周設される一方、前述のごとく保
持筒５０が非磁性体製であることから、駆動コイル７へ
の通電により発生する磁界は、保持筒５０に漏洩するこ
となく絞り部材６１，６２の配設位置に安定的に集中す
る。この磁界の作用により絞り部材６１，６２には、付
勢ばね６０，６３の付勢力に抗する向きの力が加わるよ
うにしてあり、駆動コイル７への通電に応じて絞り部材
６１，６２は、図の右方へ向けて摺動し、前記絞り面積
等が拡大される。なお、上記駆動コイル７は、印加電圧
の大小により、全負荷状態、半負荷状態及び無負荷状態
に選択的に駆動されるようにしてある。 【００２３】そして、無負荷状態では、各絞り部材６
１，６２は、図において最も左方位置に位置され、絞り
溝５４及び絞り溝５６が閉塞されている。この状態で
は、ポンプ室と油タンクＴとの連通が遮断されており、
最も高い伝達特性である、図４に示すＰ特性が得られ
る。また、半負荷状態では、絞り溝５４だけが開口され
た状態で、ポンプ室と油タンクＴとが連通されることに
なり、中間の伝達特性である、図４に示すＮ特性が得ら
れる。さらに、全負荷状態では、両絞り溝５４，５６が
開口された状態で、ポンプ室と油タンクＴとが連通され
ることになり、最も低い伝達特性である、図４に示すＳ
特性が得られる。 【００２４】開度制御部１０は、予め設定された制御マ
ップに従って制御を行う。例えば、車速センサ１１によ
る検出車速が所定値（例えば１０km/h) 以下であり、し
かも操舵角センサ１２による検出舵角が大きい場合に、
駆動コイル７を駆動して、Ｓ特性を選択する。これによ
り、全，後輪の連結がルーズな状態となり、全，後輪の
旋回軌跡の差による両輪の回転速度差を無理なく吸収で
き、タイトコーナーブレーキング現象の発生を確実に防
止する。一方、車速センサ１１による検出速度が零であ
るにもかかわらず、アクセル開度センサ１４にてアクセ
ル開度が略全開状態であることが検出された場合（これ
は、いわゆるスタック状態である）、開度制御部１０
は、Ｐ特性を選択し、前，後輪を略直結して、スタック
状態からの脱出を可能とする。 【００２５】また、開度制御部１０は、ＡＢＳ動作に悪
影響を与えないように、適宜、Ｐ特性、Ｎ特性及びＳ特
性を選択するようになされている。この実施例によれ
ば、増速機構９の働きにより、前，後輪の回転速度差よ
りも大きな回転速度差を、ベーンポンプ３の入力軸１と
出力軸２との間に与えることができるので、従来と同等
の伝達トルクを、従来よりも小さい、前，後輪間の回転
速度差で得ることができ、図４の実線で示すようにトル
ク伝達の応答性を従来よりも格段に向上させることがで
きる。なお、図において破線は、増速機構を設けない従
来の場合の伝達特性を示している。 【００２６】しかも、低速旋回走行時等には、開度制御
部１０によって可変絞りの絞り開度を調整することによ
り、回転速度差に対して伝達トルクを低く抑え、タイト
コーナーブレーキング現象の発生を確実に防止すること
ができる。また、開度制御部１０によって、制動時のＡ
ＢＳ動作への悪影響を回避することのできるレベルの伝
達トルク特性に調整することが可能である。 【００２７】なお、この発明は、上記実施例に限定され
るものではなく、例えば、図５に示すように、トランス
ファＴＦとフロントデファレンシャルＦＤとの間にベー
ンポンプ３及び増速機構９をこの順に介在させることも
できる。その他、増速機構を、デファレンシャル内のギ
ア比の設定により、デファレンシャルと一体に構成する
こと等、この発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計
変更を施すことができる。 【００２８】 【発明の効果】この発明によれば、前，後輪間の回転速
度差よりも大きな回転速度差を、油圧ポンプの入力軸と
出力軸との間に与えることができるので、従来と同等の
伝達トルクを、従来よりも小さい、前，後輪間の回転速
度差で得ることができ、トルク伝達の応答性を従来より
も格段に向上させることができるという特有の効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の一実施例としての四輪駆動車用駆動
力伝達装置の縦断面図である。。 【図２】四輪駆動車用駆動力伝達装置を含む車両の駆動
経路を示す概略構成図である。 【図３】四輪駆動車用駆動力伝達装置の要部縦断面図で
ある。 【図４】駆動力伝達特性を示すグラフである。 【図５】この発明の他の実施例の四輪駆動車用駆動力伝
達装置を含む車両の駆動経路を示す概略構成図である。 【符号の説明】 １ 入力軸 ２ 出力軸 ３ ベーンポンプ（油圧ポンプ） ６ 可変絞り機構 ９ 増速機構 １０ 開度制御部 Ｆ 前輪 Ｒ 後輪

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】前，後輪の一方への入力軸と他方への出力
   軸との間に介装され、両軸間の回転速度差に応じて発生
   させた油圧を介して前，後輪間にトルク伝達を行う油圧
   ポンプと、 この油圧ポンプの吐出側に配置され、絞り開度の変更に
   より、上記油圧を媒介とする前，後輪への駆動力伝達特
   性を変更する可変絞りと、 走行状態に関連する複数の状態量の組合せに基づいて、
   可変絞りの絞り開度を調整する開度制御部とを備えた四
   輪駆動車用駆動力伝達装置において、 上記油圧ポンプの出力軸と他方の車輪との間に介在し、
   出力軸の回転を他方の車輪側の回転に対して増速する増
   速機構を備え、前、後輪間の回転速度差よりも大きな回
   転速度差を上記油圧ポンプの入力軸と出力軸との間に与
   えるとともに、 油圧ポンプの発生するトルクのみが前，後輪間に伝達さ
   れ、 上記開度制御部は、ＡＢＳ動作に悪影響を与えないよう
   油圧ポンプの入力軸と出力軸との間の回転速度差が大き
   くなるにつれて伝達トルクの増加を抑えるように可変絞
   りの絞り開度を調整する ことを特徴とする四輪駆動車用
   駆動力伝達装置。