JP3642625B2 - Drive device for four-wheel drive vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横置きエンジンに用いられる4輪駆動車用駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンを横置き配置した車両の駆動装置に関しては、特開平4−83948号公報の先行技術がある。この先行技術には、エンジン、トルクコンバータ、ダブルピニオン式プラネタリギヤを具備する前後進切換装置及びベルト式無段変速機を車体幅方向に同軸上に設け、無段変速機のセカンダリ軸からの出力をディファレンシャル装置に伝動構成することが示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術のものにあっては、横置きに配置されるエンジンに、このエンジンと同軸上に順次トルクコンバータ、前後進切換装置、ベルト式無段変速機が設けられ、更にベルト式無段変速機のセカンダリ軸の下方にディファレンシャル装置が設けられ、これらが一体構成されたトランスミッションケースが接合されることから、車幅方向において駆動装置全長が長大となり、車載状態においてエンジンルーム側壁と駆動装置とが接近配置され、側面衝突時のクラッシュストロークを充分に確保しようとすると車体設計の自由度が制限され、またエンジンルーム内の作業空間が得難く、トランスミッション着脱時や整備等の円滑な作業が妨げられるおそれがある。
【0004】
更にこの駆動装置をベースとする4輪駆動車用駆動装置にあってはベルト式無段変速機のセカンダリ軸側にセンタディファレンシャル装置を更に設けることから構造及びそれらを制御する制御装置が複雑になり、コストの高騰を招く等の不具合がある。
【0005】
また、同一形状を有するエンジンルーム構造内にベルト式無段変速機、手動変速機(マニュアルトランスミッション、MT)及び自動変速機(オートマッチクトランスミッション、AT)等との車載互換性を有することが望ましく、比較的コンパクトに設計可能な手動変速機と全長寸法やトランスミッションケース外周寸法、いわゆる胴廻り寸法を略同一にすれば車両搭載のための支持部材や排気系の共用化が可能になる。
【0006】
従って、本発明の目的は、駆動装置、特にトランスミッションケースの車体幅方向の短縮を図り、車体設計の自由度及びクラッシュストローク、トランスミッション脱着時等の作業空間を確保しつつ従来のエンジンルームに搭載可能でしかも、構造及びその制御装置の簡素化が得られる4輪駆動車用駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明による4輪駆動車用駆動装置は、横置きエンジンと、このエンジンからの出力が入力される変速機と、前記エンジンのクランク軸に対して各々平行配置されて一方のディファレンシャル装置及び他方のディファレンシャル装置に各々動力伝達する第1及び第2のドライブ軸と、第1のドライブ軸と同軸上に配置されたダブルピニオン式プラネタリギヤと、このプラネタリギヤのリングギヤ及びサンギヤに変速機からの出力を選択的に動力伝達する入力切換手段と、前記プラネタリギヤのキャリヤからの出力を第2のドライブ軸に動力伝達する手段と、第1のドライブ軸と第2のドライブ軸との間に動力伝達可能に介設される第3の摩擦係合要素と、前記プラネタリギヤのサンギヤからの出力を第1のドライブ軸に選択的に動力伝達する第4の摩擦係合要素と、プラネタリギヤのリングギヤ回転を選択的に係止する第5の摩擦係合要素とを有し、上記入力切換手段及び各摩擦係合要素を選択的に作動せしめて前記変速機からの入力を前記プラネタリギヤを介して所定の比率で動力配分及び前後進切換して第1及び第2のドライブ軸に動力伝達することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1において、本発明が適用される4輪駆動車用駆動装置としてベルト式無段変速機付4輪駆動車用駆動装置の駆動系について説明する。
【0011】
符号10は横置きエンジンであり、エンジン10に接合されてトルクコンバータ20を収容するトルクコンバータケース1、このトルクコンバータケース1の側方に位置してベルト式無段変速機30及び一方のフロントディファレンシャル装置、例えばフロントディファレンシャル装置40を収容するデフアンドコンバータハウジング2及びサイドケース3、前記トルクコンバータケース1と協働してトランスファユニット50を収容するケース4及びエンドカバー5、トルクコンバータケース1の後方に位置してトランスファユニット50からの出力を後輪へ伝達する動力伝達機構を収容するエクステンションケース6が接合されてトランスミッションケース7を形成し、トランスミッションケース7の下部にオイルパン(図示せず)が設けられる。
【0012】
横置きエンジン10のクランク軸11がトルクコンバータケース1内部のトルクコンバータ20に連結し、トルクコンバータ20からの入力軸21がデフアンドコンバータハウジング2内部のベルト式無段変速機30のプライマリ軸31に連結することによりクランク軸11からの動力をトルクコンバータ20を介して無段変速機30のプライマリ軸31に伝動構成される。
【0013】
そして無段変速機30で無段変速した動力をセカンダリ軸32に出力し、カウンタシャフト39等を介してトランスファユニット50に入力し、トランスファユニット50によってフロントディファレンシャル装置40を介して前輪に伝動構成する一方、プロペラ軸116及び他方のディファレンシャル装置、例えばリヤディファレンシャル装置117等を介して後輪に伝動構成される。
【0014】
トランスミッションケース7内にはトルクコンバータ20に設けられるオイルポンプドライブ軸24aに連結して常に駆動されるオイルポンプ8が設けられ、オイルポンプ8により常時油圧を発生してトルクコンバータ20等に給油し、無段変速機30の油圧制御を可能にし、かつ車速センサ9a、スロットルセンサ9b、シフトスイッチ9c、前輪回転数センサ9d、後輪回転数センサ9e、舵角センサ9f等の各信号に基づいて油圧制御回路9によって制御してトランスファユニット50の油圧制御を可能にしている。
【0015】
次に図2乃至図10によってトルクコンバータ20、ベルト式無段変速機30、ディファレンシャル装置40及びトランスファユニット50について順次説明する。
【0016】
トルクコンバータ20は、図2に要部断面を示すようにデフアンドコンバータハウジング2及びサイドカバー3にボールベアリング21aを介してクランク軸11に対して同軸上で回転自在に軸支される入力軸21を有している。
【0017】
入力軸21の外周は略円筒状で基端に設けられたフランジ部がオイルポンプハウジング8cを介在してトルクコンバータケース1にボルト結合されたステータ軸22によって回転自在に囲まれ、ステータ軸22にはインペラ24に一体的に結合されたオイルポンプドライブ軸24aが回転自在に嵌合している。
【0018】
インペラ24は、その外周がフロントカバー25の外周と一体的に結合され、ドライブプレート26を介してクランク軸11に結合することによってクランク軸11と一体的に回転駆動される。
【0019】
インペラ24と対向して入力軸21に嵌合するタービン27が配置され、インペラ24とタービン27との間においてステータ軸22にワンウエイクラッチ28aを介して支持されるステータ28が介装されている。
【0020】
更にタービン27とフロントカバー25との間にロックアップクラッチ29が介装され、ステータ軸22の基端にはオイルポンプドライブ軸24aによって回転駆動されるインナギヤ8a、インナギヤ8aに噛合するアウタギヤ8b及び前記オイルポンプハウジング8cを具備するオイルポンプ8が設けられている。
【0021】
そしてエンジン10のクランク軸11が回転すると、クランク軸11に結合されたドライブプレート26、フロントカバー25等を介してインペラ24が回転駆動される。
【0022】
インペラ24の回転によりインペラ24内のオイルが遠心力によって外側に放出され、そのオイルがタービン27の外側から流入してタービン27にインペラ24の回転と同方向のトルクを伝達することによりタービン27とスプライン嵌合する入力軸21を回転駆動する。更にステータ28によってタービン27から流出するオイルの流出方向をインペラ24の回転力を助長する方向に反転させてインペラ24のトルク増大を図っている。またタービン27の回転数が大であるときにはオイルの流れがステータ28の背面に当りワンウエイクラッチ28aによりステータ28を空転させるように構成されている。
【0023】
一方一定の車速又は回転数に達したときロックアップクラッチ29によりフロントカバー25を介してインペラ24とタービン27とを直結状態にし、いわゆるトルクコンバータの滑りをなくし、その分エンジン10の回転数が低下することにより燃費の節約及び静粛性の向上を図っている。
【0024】
ベルト式無段変速機30は互に平行配置されたプライマリ軸31とセカンタリ軸32に各々設けられたプライマリプーリ33とセカンダリプーリ34と、これら両プーリ33、34間に巻き掛けられた駆動ベルト35とを有し、各プーリ33、34のプーリ溝巾を変えることにより各プーリ33、34に対する駆動ベルト35の有効巻付け径の比率を変えて無段階に変速するよう構成されている。
【0025】
このため前記入力軸21と一体に形成されたプライマリ軸31に設けられるプライマリプーリ33は、プライマリ軸31と一体に形成された固定シーブ33aと、この固定シーブ33aに対して軸方向への移動を可能にする可動シーブ33bを有している。固定シーブ33aと可動シーブ33bとは変速機の円滑な無段変速を確保するため駆動ベルト35を所定のクランプ力で挾持してトルク伝達すると共に、固定シーブ33aと可動シーブ33bによって形成されるプーリ溝巾を円滑に可変制御する必要から、プライマリ軸31と可動シーブ33bとの嵌合部には各々軸方向に延在して互いに対向する複数のボール溝を形成し、対向するボール溝の間に介在するボール33cを介してトルク伝達する手段が採られている。
【0026】
可動シーブ33bの固定シーブ33aと反対側の背面には略円筒状のピストン37aが固定されており、このピストン37aはプライマリ軸31に中心部が固定された有底円筒状のシリンダ37bと協働して油圧室37Aを形成すると共にプーリ溝巾を狭くする方向に可動シーブ33bを付勢するスプリング37cを具備する油圧アクチュエータ37が設けられている。
【0027】
プライマリ軸31には油圧室37Aに連通する油路31bが形成され、スロットル開度等に基づいて油圧制御回路9によって制御されてサイドカバー3に形成される油路3aを介して油圧アクチュエータ37の油圧室37A内に給排する油圧によって可動シーブ33bをプライマリ軸31に沿って移動させることによってプーリ溝巾を可変制御している。
【0028】
一方プライマリ軸31と平行に配置されるセカンダリ軸32はデフアンドコンバータハウジング2及びサイドカバー3にローラベアリング32a及びボールベアリング32bを介して回転自在に軸支され、セカンダリ軸32に設けられるセカンダリプーリ34は、セカンダリ軸32と一体に形成された固定シーブ34aと、この固定シーブ34aに対して軸方向への移動を可能にする可動シーブ34bを有し、固定シーブ34aと可動シーブ34bとはセカンダリ軸32と可動シーブ34bの嵌合部に各々軸方向に延在して互いに対向して形成された複数のボール溝間に介在するボール34cを介してトルク伝達するよう構成されている。
【0029】
可動シーブ34bの背面には略円筒状のシリンダ36aが固定されており、このシリンダ36aはセカンダリ軸32に中心部が固定された円筒状のピストン36bと協働して油圧室36Aを形成すると共にプーリ溝巾を狭くする方向に可動シーブ34bを付勢するスプリング36cを具備する油圧アクチュエータ36が設けられている。
【0030】
セカンダリ軸32には油圧室36Aに連通する油路32cが形成され、スロットル開度等に基づいて油圧制御回路9によって制御されてトルクコンバータケース1に形成される油路1aを介して油圧アクチュエータ36の油圧室36Aに給排するよう構成され、かつセカンダリ軸32の一端にはドライブギヤ38が設けられている。
【0031】
ここでセカンダリプーリ34の可動シーブ34bに比べプライマリプーリ33の可動シーブ33bの油圧を受ける受圧面積が大であることから油圧室37A及び36Aに給排される油圧に従ってプライマリプーリ33とセカンダリプーリ34のプーリ溝巾が逆の関係に変化して各プーリ33、34に対する駆動ベルト35の有効巻付け径の比率を無段階に変換し、無段変速した動力をセカンダリ軸32に出力する。
【0032】
セカンダリ軸32からの変速出力はドライブギヤ38から出力され、カウンタシャフト39によって減速されてドリブンギヤ54及びドリブンギヤ54にボルト結合された伝動軸53を介してトランスファユニット50へ伝動構成される。
【0033】
カウンタシャフト39はトルクコンバータケース1及びデフアンドコンバータハウジング2に両端が固定される軸39aと、この軸39aに回転自在に嵌合して前記ドライブギヤ38に噛合する比較的大径のドライブ側ギヤ39c及びドライブ側ギヤ39cと一体的に形成されて前記ドリブンギヤ54に噛合するドリブン側ギヤ39dからなり両側がトルクコンバータケース1及びデフアンドコンバータハウジング2に支持されたニードルベアリング39e及びローラベアリング39fのインナレースを介して軸方向の移動が規制されるギヤ39bとによって形成される。
【0034】
次に図2及び図2の要部拡大を示す図3によってフロントディファレンシャル装置40及びトランスファユニット50の部分について述べる。
【0035】
フロントディファレンシャル装置40は、ボールベアリング54bを介してデフアンドコンバータハウジング2に円筒状のフランジ部54aが回転自在に軸支されるドリブンギヤ54と、ボールベアリング53aを介してトルクコンバータケース1に回転自在に軸支される略円筒状の伝動軸53との結合部に拡径形成されたデフハウジング41内に配設される。
【0036】
そしてフロントディファレンシャル装置40の構造は、後述する第1のドライブ軸となるフロントドライブ軸51と一体構成され、略円筒状で前記ドリブンギヤ54のフランジ部54a及び伝動軸53内に回転自在に嵌合する中空状のデフケース42を有し、デフケース42内にはデフケース42に両端が支持されたピニオン軸43aにより一対のピニオン43bが設けられ、両ピニオン43b左右のサイドギヤ43c、43dが噛み合うことによってディファレンシャルギヤ43を構成している。
【0037】
一方のサイドギヤ43cに連結する駆動軸44はデフケース42からデフアンドコンバータハウジング2を貫通して等速継手、アクスル軸等を介して一方の前輪に動力伝達し、他方のサイドギヤ43dに連結する駆動軸45はデフケース42及びデフケース42と一体構成されるフロントドライブ軸51内を貫通し、エンドカバー5から突出して等速継手、アクスル軸等を介して他方の前輪に動力伝達する。
【0038】
トランスファユニット50は、エンジン10のクランク軸11、入力軸21、プライマリ軸31及びセカンダリ軸32等に対して平行配置される第1のドライブ軸となるフロントドライブ軸51及び第2のドライブ軸となるリヤドライブ軸52を有している。
【0039】
互に平行配置されるクランク軸11、プライマリ軸31、セカンダリ軸32、フロントドライブ軸51及びリヤドライブ軸52等は、図2における矢視A方向からの配置を示す図4に示すように、クランク軸11の回転軸芯11a及びプライマリ軸31が車体幅方向に同軸上に位置し、セカンダリ軸32がプライマリ軸31に対して車体後方で高位置に平行配置されてプライマリプーリ33に対してセカンダリプーリ34が車体後方で高位置に対向配置される。そしてフロントドライブ軸51が略セカンダリ軸32の下方に、更にリヤドライブ軸52がフロントドライブ軸51の車体後方に各々平行配置することにより駆動装置全体の前後方向寸法を抑えてコンパクト化を図り、エンジンルーム内への収納性を良好にして手動変速機(MT)、自動変速機(AT)搭載車体との互換性の向上を図っている。
【0040】
前記デフケース42と一体構成されるフロントドライブ軸51の一端は伝動軸53及び伝動軸53を軸支するボールベアリング53aを介在してトルクコンバータケース1に、他端部はニードルベアリング51cとを介してエンドカバー5に各々回転自在に支持されている。
【0041】
またフロントドライブ軸51の他端部外周には第3の摩擦係合要素となる第3の多板クラッチ84のクラッチハブ86及び第4の摩擦係合要素となる第4の多板クラッチ93のクラッチハブ95を支持するディスク83が嵌合するスプライン51bが形成されている。
【0042】
フロントドライブ軸51はトルクコンバータケース1に一体形成された略円筒状の固定軸62によって囲まれ、固定軸62の内周面とフロントドライブ軸51との間を第1の摩擦係合要素となる第1の多板クラッチ68のクラッチドラム69によって閉じてオイル室62Aが形成され、固定軸62にはオイル室62Aに連通する油路62aが形成されると共に固定軸62の外周に油路62bが形成される。
【0043】
フロントドライブ軸51には回転自在にハブ61が嵌合している。ハブ61はフロントドライブ軸51に嵌合する円筒部61aと円筒部61aの基端に形成されるフランジ部61bを有し、円筒部61aのフランジ部61bの近傍外周にはダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56が嵌合するスプライン61cが、先端には第4の摩擦係合要素となる第4の多板クラッチ93のクラッチドラム94が嵌合するスプライン61dが各々形成され、フランジ部61bには第2の摩擦係合要素となる第2の多板クラッチ78のクラッチハブ79が形成されている。
【0044】
このハブ61は固定軸62によって支持されるスラストベアリング61f、クラッチドラム69を介して支持されるスラストベアリング61gと、第3の多板クラッチ84及び第4の多板クラッチ93の各クラッチハブ86及び95を支持するディスク83を介してエクステンションケース5に支持されるスラストベアリング61hとによって挾持することによって軸方向への移動が防止される。
【0045】
ハブ61の外周に形成されるスプライン61cに嵌合して結合されるダブルピニオン式プラネタリギヤ55は、スプライン61cにスプライン嵌合されるサンギヤ56と、リングギヤ57と、サンギヤ56及びリングギヤ57に各々が噛み合いかつ互に噛み合う第1及び第2のピニオン58、59と、第1及び第2のピニオン58、59をニードルベアリング60aを介して回転自在に支持するキャリヤ60によって構成され、リングギヤ57に入力する動力をサンギヤ56とリングギヤ57との歯車諸元によるトルク配分でサンギヤ56とキャリヤ60に伝達し、リングギヤ57をケース4に係止することによりサンギヤ56に入力する動力によってキャリヤ60をサンギヤ56に対して逆方向に回転せしめる機能を有する。
【0046】
一方フロントドライブ軸51と平行配置されるリヤドライブ軸52の一端にはトランスファドリブンギヤ52aが、また他端には後述する出力軸113の一端に設けられるベベルギヤ113aと噛み合うベベルギヤ52bが取り付けられ、複数のボールベアリング52cによってトランスミッションケース7のトルクコンバータケース1及びエンドカバー5に回転自在に軸支されている。
【0047】
伝動軸53と前記ダブルピニオン式プラネタリギヤ55との間に選択的に伝動軸53からの出力をリングギヤ57或いはサンギヤ56に入力する前記第1の多板クラッチ68と第2の摩擦係合要素となる第2の多板クラッチ78とを有する入力切換手段67が設けられている。
【0048】
第1の多板クラッチ68について述べると、固定軸62に回転自在に軸支されたクラッチドラム69が伝動軸53の先端に形成されたスプライン53aに嵌合し、クラッチハブ70がダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57に結合する。このようにして第1の多板クラッチ68は伝動軸53とリングギヤ57との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室71の油圧でピストン72を介してクラッチドラム69内に固定したスナップリング73dに当接するリテーニングプレート73c及びドリブンプレート73bとクラッチハブ70との間のドライブプレート73aを押圧して動力伝達するように構成される。またピストン72の油圧室71と反対側にはピストン74を介してリテーナ75aが設けられ、ピストン72にはピストン74を介してリターンスプリング76の押圧力が付勢される。
【0049】
第2の多板クラッチ78について述べると、クラッチドラム69を第1の多板クラッチ68と共用し、クラッチハブ79が前記ハブ61と一体に形成されている。こうして第2の多板クラッチ78は伝動軸53、サンギヤ56との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室80の油圧でピストン74を介してピストン72に固定したスナップリング81dに当接するリテーニングプレート81c及びドリブンプレート81bとクラッチハブ79との間のドライブプレート81aを押圧して動力伝達するように構成される。前記同様ピストン74にはリターンスプリング76の押圧力が付勢される。
【0050】
ダブルピニオン式プラネタリギヤ55に対して入力切換手段67と反対側にはトランスファドライブギヤ82がボールベアリング82aを介して回転自在にトランスミッションケース7のケース4に軸支され、かつニードルベアリング82bを介してハブ61に回転自在に軸支され、このトランスファドライブギヤ、リヤドライブ軸52のトランスファドリブンギヤ52aが動力伝達可能に噛合している。
【0051】
ダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60とトランスファドライブギヤ82とは動力伝達可能にスプライン嵌合される。
【0052】
第3の多板クラッチ84は、クラッチドラム85がドラム部材85aを介してトランスファドライブギヤ82に結合してフロントドライブ軸51と同軸上で回転自在にエンドカバー5に支持され、クラッチハブ86がディスク83を介してフロントドライブ軸51のスプライン51bに嵌合する。こうして第3の多板クラッチ84はトランスファドライブギヤ82とフロントドライブ軸51との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室87の油圧でピストン88を介してクラッチドラム85内に固定したスナップリング89dに当接するリテーニングプレート89c及びドリブンプレート89bとクラッチハブ86との間のドライブプレート89aを押圧して動力伝達するよう構成され、かつピストン88にはリターンスプリング92の押圧力が付勢される。
【0053】
フロントドライブ軸51とハブ61の端部との間にはフロントドライブ軸51とハブ61とを選択的に動力伝達する第4の摩擦係合要素となる第4の多板クラッチ93が配設される。
【0054】
第4の多板クラッチ93はクラッチドラム94がハブ61のスプライン61dにスプライン結合し、クラッチハブ95がディスク83を介してフロントドライブ軸51にスプライン嵌合してフロントドライブ軸51とハブ61との間に動力伝達可能に介設される。そして油圧室96の油圧でピストン97を介してクラッチドラム94内に固定したスナップリング98dに当接するリテーニングプレート98c及びドリブンプレート98bとクラッチハブ95との間のドライブプレート98aを押圧して動力伝達するよう構成され、かつピストン97にはリターンスプリング101の押圧力が付勢される。
【0055】
トランスミッションケース7のケース4とダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57との間には選択的にケース4に係止してリングギヤ57を固定するための第5の摩擦係合要素となる第5の多板クラッチ102が配設される。
【0056】
第5の多板クラッチ102は、油圧室103の油圧でピストン104を介してケース4内に固定したスナップリング105dに当接するリテーニングプレート105c及びドリブンレート105bとリングギヤ57に設けられたクラッチハブ70との間のドライブプレート105aを押圧してリングギヤ57をケース4に係止固定するよう構成され、かつピストン104にはリターンスプリング106の押圧力が付勢される。
【0057】
トランスミッションケース7の下部に設けられるオイルパン内には、オイルポンプ8からの油圧を車速センサ9a、スロットルセンサ9b、シフトスイッチ9c、前輪回転数センサ9d、後輪回転数センサ9e、舵角センサ9f等からの信号に基づく油圧制御回路9によって制御され、上記第1、第2、第3、第4、第5の多板クラッチ68、78、84、93、102の各油圧室71、80、87、96、103及び無段変速機30に選択的に切換供給するためのコントロールバルブが設けられている。
【0058】
トルクコンバータケース1の後端に設けられるエクステンションケース6内にはリテーナ110によってエクステンションケース6に支持され、かつスペーサ111を介して所定寸法離間する一対のローラベアリング112によって出力軸113が軸支されている。
【0059】
出力軸113の先端には前記リヤドライブギヤ52に設けられたベベルギヤ52bと噛み合うベベルギヤ113aが設けられ、他端は自在継手、プロペラシャフト116等を介してリヤディファレンシャル装置117に動力伝達可能に構成される。
【0060】
次にこのように構成された4輪駆動車用駆動装置の作用を図5乃至図9に示す概略説明図及び図10に示す各走行レンジにおける第1、第2、第3、第4、第5の各多板クラッチ68、78、84、93、102の連結状態を示す摩擦係合要素作動説明図に従って説明する。この摩擦係合要素作動説明図において◯印は、対応する多板クラッチが係合或いは作動していることを示し、(◯)は後述する必要に応じて係合或いは作動していることを示している。
【0061】
先ずエンジン10の動力は、クランク軸11からトルクコンバータ20を介して無段変速機30のプライマリ軸31に入力する。そしてプライマリ軸31、プライマリプーリ33、駆動ベルト35及びセカンダリプーリ34により無段階に変速してセカンダリ軸32に出力する。セカンダリ軸32からの変速出力は、ドライブギヤ38、カウンタシャフト39、ドリブンギヤ54によって減速されて伝動軸53を介してクラッチドラム69を介して第1の多板クラッチ68及び第2の多板クラッチ78へ入力される。ここでニュートラル(N)レンジ、パーキング(P)レンジでは第1及び第2の多板クラッチ68、78は解放されて動力伝達遮断状態となり、これ以降の動力伝達はしなくなる。
【0062】
前進段となるドライブ(D)レンジでは、第1の多板クラッチ68及び第4の多板クラッチ93が係合し、図5に動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室71へコントロールバルブから油圧が供給され、ピストン72を介してクラッチドラム69内に固定したスナップリング73dに当接するリテーニングプレート73c、ドリブンプレート73b及びドライブプレート73aを押圧し、係合した第1の多板クラッチ68によりドリブンギヤ54から伝動軸53を介してダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57に動力伝達するとともに、油圧室96へ供給される油圧によりピストン97を介して第4の多板クラッチ93のリテーニングプレート98c、ドリブンプレート98b及びドライブプレート98aを押圧して係合する第4の多板クラッチ93によりダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56とフロントドライブ軸51とを動力伝達可能に連結する。
【0063】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図6に示すように入力側のリングギヤ57が第1のピニオン58に噛み合い、第1のピニオン58に噛み合う第2のピニオン59がサンギヤ56に噛み合いサンギヤ56及びキャリヤ60をリングギヤ57と同一方向に回転させてサンギヤ56とキャリヤ60とに所定の配分比でトルクを伝達しながら差動回転するように構成され、サンギヤ56とスプライン結合するハブ61、第4の多板クラッチ93、フロントドライブ軸51にスプライン嵌合するディスク83等を介して結合するフロントドライブ軸51及びキャリヤ60にスプライン嵌合するトランスファドライブギヤ82とをリングギヤ57と同一方向に回転せしめ、トランスファドライブギヤ82に噛み合うトランスファドリブンギヤ52aに出力してリヤドライブ軸52をリングギヤ57と逆方向に回転駆動する。そしてトルク伝達時に第1及び第2のピニオン58、59の自転と公転とによりサンギヤ56とキャリヤ60との回転差を吸収する所謂センタディファレンシャル装置として機能する。
【0064】
ここで図6の略図を用いてダブルピニオン式プラネタリギヤ55のトルク配分について説明する。
【0065】
リングギヤ57への入力トルクをTi、サンギヤ56及びハブ61等を介してフロントドライブ軸51に出力されるフロント側トルクをTF、キャリヤ60によるリヤドライブ軸52に出力されるリヤ側トルクをTR、サンギヤ56の歯数をZS、リングギヤ57の歯数をZRとすると、
Ti=TF+TR
TF:TR=ZS:(ZR−ZS)
が成立する。
【0066】
このことからサンギヤ56の歯数ZSとリングギヤ57の歯数ZRとを適切に設定することでフロント側トルクTF及びリヤ側トルクTRの基準トルク配分を自由に設定し得ることがわかる。
【0067】
ここでZS=37、ZR=82にすると、
TF:TR=37:(82−37)
になる。従って前後輪トルク配分率は
TF:TR≒45:55
になり、前輪に略45%、後輪に略55%各々配分され充分に後輪偏重の基準トルク配分に設定し得る。
【0068】
一方第3の多板クラッチ84は油圧室87の油圧でピストン88を介してスナップリング89d、リテーニングプレート89c、ドリブンプレート89b及びドライブプレート89aを押圧してクラッチトルクTcを生じるように構成され、油圧制御回路9によって制御されるコントロールバルブからの油圧によってクラッチトルクTcを可変制御する。
【0069】
ここで、前輪回転数センサ9d及び後輪回転数センサ9eにより検出された前輪回転数NF、後輪回転数NRは、油圧制御回路9に入力されるが滑り易い路面走行時にはTF<TRの後輪偏重の基準トルク配分で常に後輪が先にスリップすることから、スリップ率S=NF/NR(S>O)に算出される。このスリップ率Sと舵角センサ9fから油圧制御回路9に入力される舵角ψとは油圧制御回路9の図7に示すマップからクラッチ圧Pcを検索する。ここでS≧1のノンスリップではクラッチ圧Pcは低い値に設定されてあり、S<1のスリップ状態でスリップ率の減少に応じてクラッチ圧Pcを増大し、スリップ率Sが設定値S1 以下になるとPmax に定める。このクラッチ圧Pcにライン圧が調圧され第3の多板ラッチ84のクラッチトルクTcを可変制御する。
【0070】
従って第3の多板クラッチ84によってフロントドライブ軸51から第3の多板ラッチ84、トランスファドライブギヤ82を介してキャリヤ60、サンギヤ56、ハブ61、第4の多板クラッチ93を介してフロントドライブ軸51に至るバイパス系115が各別に構成される。このバイパス系115では、後輪がスリップすると、トランスファユニット50内で後輪回転数NR>リングギヤ57の回転数>前輪回転数NFの差動機能が成立し、クラッチトルクTcに応じてフロントドライブ軸51は、トランスファドライブギヤ82から第3の多板クラッチ84を介しフロントドライブ軸51にトルクがTcだけ増加して伝達し、更にトランスファドライブギヤ82に噛み合うトランスファドリブンギヤ52aには前輪に流れたクラッチトルクTc分を減じたトルクが入力してリヤドライブ軸52にもトルクが伝達するものであり、この結果、前後輪トルクTF、TRは以下のようになる。
【0071】
TF=0.45Ti+Tc
TR=0.55Ti−Tc
従ってノンスリップ状態では、クラッチトルクTcが零のためTF:TR=45:55の後輪偏重にトルク配分され、後輪スリップ発生時にクラッチトルクTcが生じると、このクラッチトルクTcに応じてクラッチトルクTcが大きい程バイパス系115を経由して入力トルクTiが前輪側に流れ、図7に示すようTF:TR=TF1 :TR1 に変化して前輪トルクが積極的に増大制御され、後輪トルクは減じてスリップを生じなくなり走破性も良好になる。そして上述のスリップSが設定値以下になると、第3の多板クラッチ84の油圧と共に差動制限トルクが最大になってサンギヤ56とキャリヤ60とを直結する。このためトランスファユニット50はディファレンシャルロックされ、前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式4輪駆動走行になり走破性が最大に発揮される。
【0072】
一方前輪がスリップすると、トランスファユニット50内で後輪回転数NR<リングギヤ57の回転数<前輪回転数NFの差動機能が成立し、クラッチトルクTcに応じてフロントドライブ軸51からトランスファドライブギヤ82にトルクが伝達し、かつフロントドライブ軸51から前輪には後輪に流れたクラッチトルクTc分を減じたトルクが伝達するものであり、この結果前後輪トルクTF、TRは以下のようになる。
【0073】
TF=0.45Ti−Tc
TR=0.55Ti+Tc
従ってノンスリップ状態では、クラッチトルクTcが零のためTF:TR=45:55の後輪偏重にトルク配分され、前輪スリップ発生時にクラッチトルクTcが生じると、このクラッチトルクTcに応じて入力トルクTiが後輪側に流れて後輪トルクが積極的に増大制御され、前輪トルクは減じてスリップを生じなくなり走破性も良好になる。またスリップ率が設定値以下になると、第3の多板クラッチ84の油圧と共に差動制限トルクが最大になってサンギヤ56とキャリヤ60が直結するため、前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式4輪駆動走行になり走破性が充分に発揮される。こうしてスリップ状態に応じ、それを回避すべく幅広く前後輪へのトルクが制御される。
【0074】
また、上述のスリップの発生に伴うトルク配分制御において旋回する場合にはその舵角ψにより第3の多板クラッチ84の差動制限トルクが減少補正される。このためトランスファユニット50の差動制限は減じて回転数差を充分に吸収することが可能になり、タイトコーナーブレーキング現象が回避され、操縦性が良好に確保される。
【0075】
後退段となるリバース(R)レンジでは、第1の多板クラッチ68及び第4の多板クラッチ93が解放され、第2の多板クラッチ78、第3の多板クラッチ84及び第5の多板クラッチ102が係合して図9に示す動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室へ油圧を供給してピストン74を介してスナップリング81d、リテーニングプレート81c、ドリブンプレート81b及びドライブプレート81aを押圧して第2の多板クラッチ78を係合して伝動軸53からハブ61を介してダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56に動力伝達するとともに、油圧室103へ供給する油圧によりピストン104を介してスナップリング105d、リテーニングプレート105c、ドライブプレート105a、ドリブンプレート105bを押圧して係合する第5の多板クラッチ102によりリングギヤ57をケース4に係止固定する。そして油圧室87へ油圧を供給してピストン88を介してスナップリング89d、リテーニングプレート89c、ドリブンプレート89b及びドライブプレート89aを押圧して第3の多板クラッチ84によりトランスファドライブギヤ82からフロントドライブ軸51に動力伝達可能にする。
【0076】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図9に示すように入力側のサンギヤ56の回転により互に噛合した第1及び第2のピニオン58、59は互に逆回転しつつリングギヤ57に沿って回転してキャリヤ60をサンギヤ56と逆方向に回転してトランスファドライブギヤ82を入力側に対して逆方向に回転せしめ、かつトランスファドライブギヤ82は第3の多板クラッチ84を介してフロントドライブ軸51に動力伝達し、リヤドライブ軸52をフロントドライブ軸51と逆方向に回転駆動する。
【0077】
従って、ドリブンギヤ62からの入力は、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57を第5の多板クラッチ102によってケース4に係止することによりドライブ(D)レンジ状態と逆方向にフロントドライブ軸51及びリヤドライブ軸52に出力され、このダブルピニオン式プラネタリギヤ55は前後進切換機能を有する。
【0078】
この場合、サンギヤ56の入力に対するフロントドライブ軸51及びリヤドライブ52に出力される変速比は次式で設定される。
【0079】
変速比=[ZS+(−ZR)]/ZS
ここで前記同様ZS=37、ZR=82にすると、
変速比=[37+(−82)]/37=−1.216
となり、リバース(R)レンジでの減速比が適切に確保される。
【0080】
一方、サンギヤ56に入力するトルクTiはクラッチTcに応じてフロントドライブ軸51に伝達し、後輪には前輪に伝達したクラッチトルクTc分を減じたトルクが入力され、この結果前後輪トルクTF、TRは以下のようになる。
【0081】
Ti=TF+TR
TR=Ti−Tc
TF=Tc
従って後輪スリップ発生時にクラッチトルクTcを増大することにより入力トルクTiを前輪側に流し、前輪トルクを積極的に増大制御し、後輪トルクを減じてスリップを生じなくして走破性を良好にし、かつ前輪スリップ時にはクラッチトルクTcを減じることにより入力トルクTiを後輪側に流し、後輪トルクを積極的に増大制御して前輪トルクを減じてスリップを生じなくして走破性を良好にする。またスリップ率が設定値以下になると、第3の多板クラッチ84の油圧と共に差動制限トルクTcを最大にしてフロントドライブ軸51とトランスファドライブギヤ82を直結にして前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式4輪駆動走行にして走破性が最大に発揮される。更に旋回する場合には、その舵角ψにより第3の多板クラッチ84の差動制限トルクが減少され、回転数差を充分に吸収することが可能になり、タイトコーナーブレーキング現象が回避され、操縦性が良好になる。
【0082】
従って、以上説明した本実施の形態では、ベルト式無段変速機30の出力側に伝動構成したフロントディファレンシャル装置40或いはリヤディファレンシャル装置117に各々動力伝達するフロントドライブ軸51及びリヤドライブ軸52を横置きエンジン10のクランク軸11に対して平行配置し、フロントドライブ軸51にサンギヤ56がハブ61及び第4の多板クラッチ93を介して結合するダブルピニオン式プラネタリギヤ55を設け、無段変速機30からの出力をリングギヤ57に伝達する第1の多板クラッチ68、ハブ61に伝達する第2の多板クラッチ78、フロントドライブ軸51とトランスファドライブギヤ82とを動力伝達可能に連結する第3の多板クラッチ84及びリングギヤ57を係止する第5の多板クラッチ102を設け、これら第1、第2、第3、第4及び第5の各多板クラッチ68、78、84、93、102を選択的に制御することにより前進段であるドライブ(D)レンジ及び後退段であるリバース(R)レンジではフロントドライブ軸51及びリヤドライブ軸52へ適切なトルク配分及び差動制限を可能にするセンターディファレンシャル装置として機能して良好な走行性が得られ、かつドライブ(D)レンジ、リバース(R)レンジへの切換時の前後進切換装置として機能する。
【0083】
よって従来センターディファレンシャル装置用及び前後進切換装置用として各単独機能する各々専用のダブルピニオン式プラネタリギヤを要したが、単一のダブルピニオン式プラネタリギヤによって両機能が達成され、高性能を維持しつつ駆動装置の構成及び制御の簡素化及び軽量化が可能になり、コスト低減及びコンパクト化、特に車体幅方向の全長が短縮され、このコンパクト化に伴い、車載状態において駆動装置とエンジンルーム側壁とが十分に離間され、側面衝突時のクラッシュストローク及び組立て、整備等の作業空間を確保しつつ車体設計の自由度が得られる。
【0084】
更にトルクコンバータ20に代えて発進クラッチとして電磁クラッチや湿式クラッチを用いることも可能であり、この場合ニュートラル(N)レンジ、パーキング(P)レンジにおいてベルト式無段変速機30のプライマリ軸31への入力を遮断して無段変速機30以降の動力伝達はなくなる。
【0085】
更に本実施の形態における4輪駆動装置にあっては、図11に要部を示すように第1、第3、第4の各多板クラッチ68、84、93及びトランスファドライブギヤ82、リヤドライブ軸52等の後輪駆動部を廃止し、ハブ61をキャリヤ60に結合するクラッチハブ121に変更して第2の多板クラッチからの出力をキャリヤ60に入力可能にするとともにクラッチドラム69を形成する連結部材120により伝動軸53からの出力をダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56に直接入力し、かつダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60とフロントドライブ軸51とを連結するとともにケース4を廃止してエンドカバー5を2輪駆動用のエンドカバー122に変更して第5の多板クラッチをダブルピニオン式プラネタリギヤ55とエンドカバー122との間に配設することにより2輪駆動車用駆動装置に容易に変更し得る。
【0086】
この2輪駆動車用駆動装置への変更にあたり、図11に図3と対応する部分に同一符号を付けることで詳細な説明は省略するが、上記した連結部材120、エンドカバー122以外の多くの部品は4輪駆動車用駆動装置との共用化が得られる。
【0087】
このように形成された2輪駆動車用駆動装置は、図14に摩擦係合要素作動説明図を示すようにニュートラル(N)レンジ、パーキング(P)レンジでは第2及び第5の多板クラッチ78及び102を動力伝達遮断状態にしてフロントドライブ軸51への動力伝達を遮断し、前進段となるドライブ(D)レンジにおいては第2の多板クラッチ78が係合し、図12に動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室80へ油圧を供給し、ピストン74を介してスナップリング81d、リテーニングクラッチ81c、ドリブンプレート81b及びドライブプレート81aを押圧して第2の多板クラッチ78を係合することにより、ドリブンギヤ62からの入力はダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60を介してフロントドライブ軸51に動力伝達され、ドリブンギヤ62と同方向にフロントドライブ軸51を回転駆動する。
【0088】
一方後退段となるリバース(R)レンジでは第2の多板クラッチ78の係合を解除し、油圧室103に油圧を供給して第5の多板クラッチ102によりダブルピニオン式プラネタリギヤ55のリングギヤ57をトランスミッションケース7に係止することにより図13に動力伝達状態を太線で示すようにする。これによりドリブンギヤ62からダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56ヘの入力によるサンギヤ56の回転により互に噛合した第1及び第2のピニオン58、59は互に逆回転しつつリングギヤ57に沿って回転してキャリヤ60をサンギヤと逆方向に回転してフロントドライブ軸51を入力側に対して逆方向に回転駆動する。
【0089】
この場合サンギヤ56の入力に対するフロントドライブ軸51に出力される変速比は前記同様次式で設定される。
【0090】
変速比=[ZS+(−ZR)]/ZS
ここでZS=37、ZR=82であることから
変速比=[37+(−82)]/37=−1.216
となりリバース(R)レンジでの減速比が適切に確保される。
【0091】
従ってダブルピニオン式プラネタリギヤ55、第2の多板クラッチ78及び第5の多板クラッチ102を主要部とする前後進切換装置が構成される。
【0092】
【発明の効果】
以上説明した本発明の4輪駆動車用駆動装置によれば、横置きエンジンのクランク軸に対して一方及び他方のディファレンシャル装置に各々動力伝達する第1及び第2のドライブ軸を平行配置し、エンジン側からの入力をダブルピニオン式プラネタリギヤのリングギヤ及びサンギヤに選択的に入力し、この入力を単一のダブルピニオン式プラネタリギヤにより選択的に動力配分及び前後進切換した第1及び第2のドライブ軸に動力伝達することから単一のダブルピニオン式プラネタリギヤによってセンターディファレンシャル装置及び前後進切換装置としての両機能が達成され、高性能を維持しつつ駆動装置の構成及び制御の簡素化、軽量化、コンパクト化が得られ、コンパクト化に伴い車載状態において駆動装置とエンジンルーム側壁とが充分に離間され、側面衝突時のクラッシュストローク及び組立て、整備等の作業空間を確保しつつ、車体設計の自由度が得られ、従来のエンジンルームにも搭載可能である等本発明特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による4輪駆動車用駆動装置の一実施の形態の概要を説明する駆動系を示す図である。
【図2】同じく、4輪駆動車用駆動装置を説明する断面図である。
【図3】同じく、図2の要部拡大断面図である。
【図4】同じく、図2における矢視A方向から見た要部配置説明図である。
【図5】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図6】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図7】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図8】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図9】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図10】同じく、作用を示す摩擦係合要素作動説明図である。
【図11】同じく、本発明の4輪駆動車用駆動装置を2輪駆動車用駆動装置への転用を説明する図である。
【図12】図11に示す2輪駆動車用駆動装置の作用を示す概略説明図である。
【図13】同じく、2輪駆動車用駆動装置の作用を示す概略説明図である。
【図14】同じく、作用を示す摩擦係合要素作動説明図である。
【符号の説明】
10 エンジン
11 クランク軸
20 トルクコンバータ
30 ベルト式無段変速機
31 プライマリ軸
32 セカンダリ軸
33 プライマリプーリ
34 セカンダリプーリ
35 駆動ベルト
40 フロントディファレンシャル装置
51 フロントドライブ軸
52 リヤドライブ軸
53 伝動軸
55 ダブルピニオン式プラネタリギヤ
56 サンギヤ
57 リングギヤ
58 第1のピニオン
59 第2のピニオン
60 キャリヤ
61 ハブ
67 入力切換手段
68 第1の多板クラッチ
78 第2の多板クラッチ
84 第3の多板クラッチ
93 第4の多板クラッチ
102 第5の多板クラッチ
117 リヤディファレンシャル装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive device for a four-wheel drive vehicle used in a horizontally mounted engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-83948 regarding a vehicle drive device in which an engine is horizontally disposed. In this prior art, an engine, a torque converter, a forward / reverse switching device equipped with a double pinion planetary gear, and a belt type continuously variable transmission are provided coaxially in the vehicle body width direction, and output from the secondary shaft of the continuously variable transmission is provided. A transmission arrangement is shown for the differential device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned prior art, a horizontally disposed engine is provided with a torque converter, a forward / reverse switching device, and a belt-type continuously variable transmission on the same axis as the engine. A differential device is provided below the secondary shaft of the step transmission, and a transmission case in which these are integrated is joined. Therefore, the overall length of the drive device is long in the vehicle width direction, and the engine room side wall and the drive device in the vehicle-mounted state If you try to secure a sufficient crash stroke at the time of a side collision, the degree of freedom in designing the vehicle body will be limited, and it will be difficult to obtain a working space in the engine room. May be disturbed.
[0004]
Further, in the drive device for a four-wheel drive vehicle based on this drive device, a center differential device is further provided on the secondary shaft side of the belt type continuously variable transmission, so that the structure and the control device for controlling them are complicated. There is a problem such as a cost increase.
[0005]
Also, it is desirable that the engine room structure having the same shape has in-vehicle compatibility with a belt-type continuously variable transmission, a manual transmission (manual transmission, MT), an automatic transmission (automatic transmission, AT), etc. If the overall length, the outer circumference of the transmission case, and the so-called waistline dimensions are made substantially the same as a manual transmission that can be designed relatively compactly, it becomes possible to share a support member and an exhaust system for mounting on a vehicle.
[0006]
Therefore, the object of the present invention is to reduce the width of the drive unit, particularly the transmission case, in the width direction of the vehicle, and can be mounted in a conventional engine room while ensuring a working space for freedom of vehicle body design, crash stroke, and transmission / removal. In addition, it is an object of the present invention to provide a drive device for a four-wheel drive vehicle that can simplify the structure and its control device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A drive device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention that achieves the above-described object includes a horizontally mounted engine, a transmission to which an output from the engine is input, and one of the engines arranged in parallel to the crankshaft of the engine. First and second drive shafts for transmitting power to the differential device and the other differential device, respectively;A double pinion planetary gear disposed coaxially with the first drive shaft; input switching means for selectively transmitting power from the transmission to the ring gear and sun gear of the planetary gear; and output from the carrier of the planetary gear. Means for transmitting power to the second drive shaft, a third friction engagement element interposed between the first drive shaft and the second drive shaft so as to be able to transmit power, and from the sun gear of the planetary gear. A fourth friction engagement element for selectively transmitting power to the first drive shaft; and a fifth friction engagement element for selectively locking the ring gear rotation of the planetary gear. And the first and second power distribution and forward / reverse switching of the input from the transmission at a predetermined ratio via the planetary gear by selectively actuating each friction engagement element. Wherein the power transmission to the live shaft.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
In FIG. 1, a drive system of a drive device for a four-wheel drive vehicle with a belt type continuously variable transmission will be described as a drive device for a four-wheel drive vehicle to which the present invention is applied.
[0011]
[0012]
The
[0013]
The power continuously variable by the continuously
[0014]
In the transmission case 7, there is provided an
[0015]
Next, the
[0016]
As shown in FIG. 2, the
[0017]
The outer periphery of the
[0018]
The outer periphery of the
[0019]
A
[0020]
Further, a lock-up clutch 29 is interposed between the
[0021]
When the
[0022]
The rotation of the
[0023]
On the other hand, when a certain vehicle speed or number of revolutions is reached, the lockup clutch 29 causes the
[0024]
The belt-type continuously
[0025]
Therefore, the
[0026]
A substantially
[0027]
An
[0028]
On the other hand, the
[0029]
A substantially cylindrical cylinder 36a is fixed to the back surface of the movable sheave 34b. The cylinder 36a cooperates with a cylindrical piston 36b whose center is fixed to the
[0030]
An
[0031]
Here, since the pressure receiving area for receiving the hydraulic pressure of the
[0032]
The speed change output from the
[0033]
The
[0034]
Next, the front
[0035]
The front
[0036]
The structure of the front
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
One end of the
[0041]
Further, on the outer periphery of the other end of the
[0042]
The
[0043]
A
[0044]
The
[0045]
The double pinion type
[0046]
On the other hand, a transfer driven
[0047]
Between the
[0048]
The first multi-plate clutch 68 will be described. A
[0049]
As for the second multi-plate clutch 78, the
[0050]
On the side opposite to the input switching means 67 with respect to the double pinion
[0051]
The
[0052]
In the third multi-plate clutch 84, the
[0053]
Between the
[0054]
In the fourth multi-plate clutch 93, the
[0055]
Between the
[0056]
The fifth
[0057]
In the oil pan provided under the transmission case 7, the oil pressure from the
[0058]
In the extension case 6 provided at the rear end of the
[0059]
A
[0060]
Next, the operation of the four-wheel drive vehicle configured as described above will be described with reference to the schematic explanatory views shown in FIGS. 5 to 9 and the first, second, third, fourth, and second driving ranges shown in FIG. The
[0061]
First, the power of the
[0062]
In the drive (D) range that is the forward gear, the first multi-plate clutch 68 and the fourth multi-plate clutch 93 are engaged, and the power transmission state is shown by a bold line in FIG. That is, hydraulic pressure is supplied from the control valve to the
[0063]
Accordingly, in the double pinion type
[0064]
Here, torque distribution of the double pinion
[0065]
The input torque to the
Ti = TF + TR
TF: TR = ZS: (ZR-ZS)
Is established.
[0066]
From this, it is understood that the reference torque distribution of the front side torque TF and the rear side torque TR can be freely set by appropriately setting the number of teeth ZS of the
[0067]
If ZS = 37 and ZR = 82,
TF: TR = 37: (82-37)
become. Therefore, the front and rear wheel torque distribution ratio is
TF: TR≈45: 55
Thus, approximately 45% is allocated to the front wheels and approximately 55% is allocated to the rear wheels, and the reference torque distribution of the rear wheel deviation can be set sufficiently.
[0068]
On the other hand, the third multi-plate clutch 84 is configured to generate the clutch torque Tc by pressing the
[0069]
Here, the front wheel rotational speed NF and the rear wheel rotational speed NR detected by the front wheel rotational speed sensor 9d and the rear wheel rotational speed sensor 9e are input to the hydraulic control circuit 9, but after TF <TR when traveling on slippery roads. Since the rear wheel always slips first with the reference torque distribution of wheel deviation, the slip ratio is calculated as S = NF / NR (S> O). The slip ratio S and the steering angle ψ input to the hydraulic control circuit 9 from the steering angle sensor 9 f are used to retrieve the clutch pressure Pc from the map shown in FIG. 7 of the hydraulic control circuit 9. Here, when S ≧ 1 non-slip, the clutch pressure Pc is set to a low value, and in the slip state where S <1, the clutch pressure Pc increases as the slip ratio decreases, and the slip ratio S becomes the set value S.1 P belowmax Stipulated in The line pressure is adjusted to the clutch pressure Pc, and the clutch torque Tc of the third
[0070]
Accordingly, the third multi-plate clutch 84 drives the
[0071]
TF = 0.45Ti + Tc
TR = 0.55Ti-Tc
Accordingly, in the non-slip state, the clutch torque Tc is zero, so that the torque is distributed to the rear wheel with a bias of TF: TR = 45: 55. Is larger, the input torque Ti flows to the front wheel side via the
[0072]
On the other hand, when the front wheel slips, the differential function of rear wheel rotational speed NR <rotational speed of
[0073]
TF = 0.45Ti-Tc
TR = 0.55Ti + Tc
Therefore, in the non-slip state, the clutch torque Tc is zero, so that the torque is distributed to the rear wheel with a bias of TF: TR = 45: 55. When the clutch torque Tc is generated when the front wheel slips, the input torque Ti is The rear wheel torque is actively controlled to increase as it flows to the rear wheel side, and the front wheel torque is reduced to prevent slipping and improve running performance. When the slip ratio is less than the set value, the differential limiting torque is maximized together with the hydraulic pressure of the third multi-plate clutch 84, and the
[0074]
Further, when the vehicle turns in the torque distribution control accompanying the occurrence of the slip described above, the differential limiting torque of the third multi-plate clutch 84 is corrected to decrease by the steering angle ψ. For this reason, the differential limit of the
[0075]
In the reverse (R) range that is the reverse speed, the first multi-plate clutch 68 and the fourth multi-plate clutch 93 are released, and the second multi-plate clutch 78, the third multi-plate clutch 84, and the fifth multi-plate clutch 93 are released. The
[0076]
Accordingly, as shown in FIG. 9, the double pinion
[0077]
Therefore, the input from the driven gear 62 is such that the
[0078]
In this case, the gear ratio output to the
[0079]
Gear ratio = [ZS + (− ZR)] / ZS
If ZS = 37 and ZR = 82 as in the above,
Gear ratio = [37 + (− 82)] / 37 = −1.216
Thus, the reduction ratio in the reverse (R) range is appropriately secured.
[0080]
On the other hand, the torque Ti input to the
[0081]
Ti = TF + TR
TR = Ti-Tc
TF = Tc
Therefore, by increasing the clutch torque Tc when the rear wheel slip occurs, the input torque Ti is caused to flow to the front wheel side, the front wheel torque is actively increased and controlled, the rear wheel torque is reduced to prevent slipping, and the running performance is improved. In addition, when the front wheel slips, the input torque Ti is caused to flow to the rear wheel side by reducing the clutch torque Tc, and the rear wheel torque is positively increased to reduce the front wheel torque so that slip does not occur and the running performance is improved. When the slip ratio is less than the set value, the differential limiting torque Tc is maximized together with the hydraulic pressure of the third multi-plate clutch 84, and the
[0082]
Therefore, in the present embodiment described above, the
[0083]
Therefore, a dedicated double-pinion planetary gear that functions independently for each of the center differential device and the forward / reverse switching device has been conventionally required. However, both functions are achieved by a single double-pinion planetary gear, and it is driven while maintaining high performance. Device configuration and control can be simplified and reduced in weight, reducing cost and downsizing, especially the overall length in the vehicle body width direction. It is possible to obtain a degree of freedom in designing the vehicle body while ensuring a crash stroke at the time of a side collision and a work space for assembling and maintenance.
[0084]
Further, instead of the
[0085]
Further, in the four-wheel drive apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 11, the first, third and fourth
[0086]
In the change to the drive device for a two-wheel drive vehicle, detailed description will be omitted by attaching the same reference numerals to the portions corresponding to FIG. 3 in FIG. 11, but there are many other than the connecting
[0087]
The two-wheel drive vehicle drive device formed in this way has the second and fifth multi-plate clutches in the neutral (N) range and the parking (P) range as shown in FIG. The power transmission to the
[0088]
On the other hand, in the reverse (R) range, which is the reverse stage, the engagement of the second multi-plate clutch 78 is released, the hydraulic pressure is supplied to the
[0089]
In this case, the gear ratio output to the
[0090]
Gear ratio = [ZS + (− ZR)] / ZS
Here, ZS = 37 and ZR = 82.
Gear ratio = [37 + (− 82)] / 37 = −1.216
The reduction ratio in the reverse (R) range is appropriately secured.
[0091]
Therefore, a forward / reverse switching device having the double pinion
[0092]
【The invention's effect】
According to the drive device for a four-wheel drive vehicle of the present invention described above, the first and second drive shafts that transmit power to one and the other differential devices are arranged in parallel with respect to the crankshaft of the horizontal engine, Input from the engine side is selectively input to the ring gear and sun gear of the double pinion planetary gear, and this input is selectively distributed to the first and second drive shafts by a single double pinion planetary gear. Power transmission to a single double pinion planetary gear achieves both functions as a center differential device and a forward / reverse switching device, while maintaining high performance, simplifying the configuration and control of the drive, reducing weight, and compactness With the downsizing, the drive unit and the engine compartment side wall The effects of peculiar to the present invention, such as being able to be mounted in a conventional engine room, are obtained, while being able to be mounted in a conventional engine room, while securing a working space for side stroke, assembly, maintenance, etc. Have.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a drive system for explaining an outline of an embodiment of a drive device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a four-wheel drive vehicle drive device.
3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.
4 is an explanatory view showing the arrangement of main parts as seen from the direction of arrow A in FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 6 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 8 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of a friction engagement element showing the action in the same manner.
FIG. 11 is a view for explaining diversion of the drive device for a four-wheel drive vehicle of the present invention to a drive device for a two-wheel drive vehicle.
12 is a schematic explanatory view showing the operation of the two-wheel drive vehicle driving device shown in FIG. 11. FIG.
FIG. 13 is a schematic explanatory view showing the operation of the two-wheel drive vehicle drive device.
FIG. 14 is an explanatory diagram of the operation of a friction engagement element, similarly showing the action.
[Explanation of symbols]
10 engine
11 Crankshaft
20 Torque converter
30 belt type continuously variable transmission
31 Primary axis
32 Secondary shaft
33 Primary pulley
34 Secondary pulley
35 Drive belt
40 Front differential device
51 Front drive shaft
52 Rear drive shaft
53 Transmission shaft
55 Double pinion type planetary gear
56 Sungear
57 Ring gear
58 First Pinion
59 Second Pinion
60 Carrier
61 Hub
67 Input switching means
68 First multi-plate clutch
78 Second multi-plate clutch
84 Third multi-plate clutch
93 Fourth multi-plate clutch
102 fifth multi-plate clutch
117 Rear differential device
Claims (7)
このエンジンからの出力が入力される変速機と、
前記エンジンのクランク軸に対して各々平行配置されて一方のディファレンシャル装置及び他方のディファレンシャル装置に各々動力伝達する第1及び第2のドライブ軸と、
第1のドライブ軸と同軸上に配置されたダブルピニオン式プラネタリギヤと、
このプラネタリギヤのリングギヤ及びサンギヤに変速機からの出力を選択的に動力伝達する入力切換手段と、
前記プラネタリギヤのキャリヤからの出力を第2のドライブ軸に動力伝達する手段と、
第1のドライブ軸と第2のドライブ軸との間に動力伝達可能に介設される第3の摩擦係合要素と、
前記プラネタリギヤのサンギヤからの出力を第1のドライブ軸に選択的に動力伝達する第4の摩擦係合要素と、
プラネタリギヤのリングギヤ回転を選択的に係止する第5の摩擦係合要素とを有し、
上記入力切換手段及び各摩擦係合要素を選択的に作動せしめて前記変速機からの入力を前記プラネタリギヤを介して所定の比率で動力配分及び前後進切換して第1及び第2のドライブ軸に動力伝達することを特徴とする4輪駆動車用駆動装置。A horizontal engine,
A transmission to which the output from the engine is input;
First and second drive shafts that are arranged in parallel to the crankshaft of the engine and respectively transmit power to one differential device and the other differential device;
A double pinion planetary gear arranged coaxially with the first drive shaft;
Input switching means for selectively transmitting the output from the transmission to the ring gear and sun gear of the planetary gear;
Means for transmitting power from the planetary gear carrier to the second drive shaft;
A third friction engagement element interposed between the first drive shaft and the second drive shaft so as to be capable of transmitting power ;
A fourth friction engagement element for selectively transmitting the output from the sun gear of the planetary gear to the first drive shaft;
A fifth friction engagement element for selectively locking the ring gear rotation of the planetary gear,
The input switching means and each friction engagement element are selectively actuated to switch the input from the transmission to a first and second drive shafts by switching power distribution and forward / reverse at a predetermined ratio via the planetary gear. A drive device for a four-wheel drive vehicle characterized by transmitting power.
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