JP3650472B2 - Vehicle drive device - Google Patents

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JP3650472B2
JP3650472B2 JP13220796A JP13220796A JP3650472B2 JP 3650472 B2 JP3650472 B2 JP 3650472B2 JP 13220796 A JP13220796 A JP 13220796A JP 13220796 A JP13220796 A JP 13220796A JP 3650472 B2 JP3650472 B2 JP 3650472B2
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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車両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、構成部品の共用化を図ることにより容易に4輪駆動車用駆動装置に変更可能な車両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車両用駆動装置は、横置きに配置したエンジンと、該エンジンのクランク軸の回転軸芯と同軸軸上で車体幅方向に延在してエンジンから出力が入力されるプライマリ軸及び該プライマリ軸に対して車体後方でかつ高位置に平行配置されたセカンダリ軸を有し、前記プライマリ軸に設けられたプライマリプーリとセカンダリ軸に設けられたセカンダリプーリとの間に駆動ベルトが巻き掛けられ、前記プライマリプーリとセカンダリプーリとに対する駆動ベルトの巻付径の比率を変えて変速するベルト式無段変速機と、前記セカンダリ軸の下方において該セカンダリ軸に対して平行配置されてフロントデファレンシャル装置に動力伝達するフロントドライブ軸と、該フロントドライブ軸に対して同軸上に配置されるダブルピニオン式プラネタリギヤと、該ダブルピニオン式プラネタリギヤのキャリヤに前記セカンダリ軸からの出力を選択的に動力伝達する第1の摩擦係合要素と、前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのサンギヤにセカンダリ軸からの出力を動力伝達する入力部材と、前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのキャリヤからの出力を前記フロントドライブ軸に動力伝達する出力伝達手段と、前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのリングギヤを選択的に回転係止する第2の摩擦係合要素とを有し、前進段は、前記第1の摩擦係合要素が動力伝達状態であって、第2の摩擦係合要素がリングギヤ回転許容状態であり、後退段は、第1の摩擦係合要素が解放状態で第2の摩擦係合要素がリングギヤ回転係止状態であ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車両用駆動装置としてベルト式無段変速機付2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を収容するエンドカバー4が接合されてトランスミッションケース5を形成し、トランスミッションケース5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される。
【0014】
トランスミッションケース5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9によってトルクコンバータ20、ベルト式無段変速機30、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にスプライン嵌合するタービン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の有効巻き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、セカンダリ軸32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サイドカバー3に形成される油路3b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、フロントドライブ軸51と一体構成された略円筒状の前記ドリブンギヤ54のフランジ部54a及び伝動軸53によって形成された大径部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に左右のサイドギヤ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4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フロントドライブ軸51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4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の略中央部外周には後述するハブ52が嵌合するスプライン51aが、またスプライン51aに隣接して後述するダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60が嵌合するスプライン51bが各々形成されている。
【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の端面とフロントドライブ軸51との間を前記ハブ52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には回転自在に入力部材となるハブ52が嵌合している。ハブ52はフロントドライブ軸51に嵌合する円筒部52aと円筒部52aの基端に形成されるフランジ部52bを有し、円筒部52aの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52cが、内周にはドライブ軸51のスプライン51aに嵌合するスプラインが各々形成されている。フランジ部52bには第1の摩擦係合要素となる第1の多板クラッチ65のクラッチドラム66が設けられている。このハブ52は伝動軸53の先端にスプライン嵌合し、かつ固定軸62によって支持されるスラストベアリング52dを介して固定軸62に回転自在に支持される。
【0044】
ハブ52の外周に形成されるスプライン52c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52c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をエンドカバー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に対して減速して逆方向に回転せしめる機能を有し、キャリヤ60は出力伝達手段、例えばドライブ軸51に形成したスプライン51bに動力伝達可能に嵌合している。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からの出力をキャリヤ60に入力する第1の摩擦係合要素となる第1の多板クラッチ65が設けられている。
【0045】
第1の多板クラッチ65について述べると、固定軸62に回転自在に軸支されたハブ52にクラッチドラム66が動力伝達可能に嵌合し、クラッチハブ67がダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60に結合する。このようにして第1の多板クラッチ65は伝動軸53とキャリヤ60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68の油圧でピストン69を介してクラッチドラム66内に固定したスナップリング70dに当接するリテーニングプレート70c及びドリブンプレート70bとクラッチハブ67との間のドライブプレート70a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69の油圧室68と反対側にはリテーナ72が設けられ、ピストン69にはリターンスプリング73の押圧力が付勢される。
【0046】
トランスミッションケース5のエンドカバー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エンドカバー4に係止してリングギヤ57を固定するための第2の摩擦係合要素となる第2の多板クラッチ75が配設される。
【0047】
第2の多板クラッチ75は、油圧室78の油圧でピストン79を介してエンドカバー4内に固定したスナップリング80dに当接するリテーニングプレート80c及びドリブンレート80bとリングギヤ57に設けられたクラッチハブ77との間のドライブプレート80aを押圧してリングギヤ57をエンドカバー4に係止固定するよう構成され、かつピストン79にはリターンスプリング83の押圧力が付勢される。
【0048】
トランスミッションケース5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の多板クラッチ65、75の各油圧室68、78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。
【0049】
次にこのように構成された2輪駆動車用駆動装置の作用を図5乃至図8に示す概略説明図及び図9に示す各走行レンジにおける第1、第2の各多板クラッチ65、75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ている。
【0050】
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、入力部材となるハブ52等を介して第1の多板クラッチ65及びダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56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65、75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。
【0051】
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66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68へコントロールバルブから油圧が供給され、ピストン69を介してクラッチドラム66内に固定したスナップリング70dに当接するリテーニングプレート70c、ドリブンプレート70b及びドライブプレート70aを押圧し、係合した第1の多板クラッチ65によりドリブンギヤ54から伝動軸53、ハブ52を介してダブルピニオン式プラネタリギヤ55のキャリヤ60に動力伝達してキャリヤ60とスプライン嵌合するフロントドライブ軸51をドリブンギヤ54と同方向に回転駆動してフロントディファレンシャル装置40に動力伝達する。
【0052】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図6に示すように第2の多板クラッチ75によるリングギヤ57の係合が解除され、かつキャリヤ60とフロントドライブ軸51がスプライン嵌合により一体的に結合されることからフロントドライブ軸51と共に全体が一体的に回転する。
【0053】
一方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65の係合を解除し、第2の多板クラッチ75を係合して図7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78へコントロールバルブからの油圧が供給され、ピストン79を介してエンドカバー4内に固定したスナップリング80dに当接するリテーニングプレート80c、ドリブンプレート80b及びドライブプレート80aを押圧して第2の多板クラッチ75によりリングギヤ57をトランスミッションケース5に回転係止することにより伝動軸53からの入力はハブ52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に伝動構成される。
【0054】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図8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と逆方向に回転駆動せしめ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してフロントディファレンシャル装置40に動力伝達する。
【0055】
ここでダブルピニオン式プラネタリギヤ55による変速比について説明する。
【0056】
この場合、サンギヤ56への入力に対するキャリヤ60に出力される変速比、すなわちサンギヤ56へ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とすると次式で設定される。
【0057】
変速比=[ZS+(−ZR)]/ZS
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変速比を自由に設定し得ることがわかる。
【0058】
ここで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。
【0059】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55及び第1、第2の多板クラッチ65、75を主要部とする前後進切換装置が構成される。
【0060】
よってエンジン10、トルクコンバータ20、ベルト式無段変速機30が同軸上で車体幅方向に配置され、前後進切換装置として機能するダブルピニオン式プラネタリギヤ55、第1、第2の多板クラッチ67、75等がエンジン10のクランク軸11に対して低位置に配置されるフロントドライブ軸51上に配置されることから駆動装置の上部の短縮化が得られ、駆動装置の高さが増大することがなく駆動装置のコンパクト化が得られ、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の作業空間の確保が容易に得られる。
【0061】
上記車両用駆動装置において、伝動軸53とダブルピニオン式プラネタリギヤ55との間に入力切換手段を介装し、ハブ及びフロントドライブ軸51を4輪駆動車用のハブ及びフロントドライブ軸に代え、かつリヤディファレンシャル装置に動力伝達する動力伝達機構を付加的に配設することにより上記車両用駆動装置の主要部を共用する4輪駆動車用駆動装置を容易に構成することができる。
【0062】
そこで図10乃至図19において上記車両用駆動装置をベースとする4輪駆動車用駆動装置について述べる。ここで便宜上図1乃至図8と同一部分に同一符号を付する。
【0063】
図10は4輪駆動車用駆動装置の駆動系の概要を説明する図である。
【0064】
トランスミッションケース5を構成するトルクコンバータケース1及びエンドカバー4に代えて4輪駆動車用のトルクコンバータケース81を設け、このトルクコンバータケース81に4輪駆動車用のトランスファユニット90を収容するためのケース82、エンドカバー83を順次接合し、トルクコンバータケース81の後方にトランスファユニット90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84が接合されて4輪駆動車用のトランスミッションケース85を形成し、トランスミッションケース85の下部にオイルパン(図示せず)が設けられている。
【0065】
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81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。
【0066】
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90に入力し、トランスファユニット90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86及びリヤディファレンシャル装置87等を介して後輪に伝動構成される。
【0067】
トランスミッションケース85内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90の油圧制御を可能にしている。
【0068】
次に図11及び図11の要部拡大を示す図12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90の部分について述べる。
【0069】
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81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。
【0070】
そしてフロントディファレンシャル装置40の構造は、第1のドライブ軸となるフロントドライブ軸91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に左右のサイドギヤ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。
【0071】
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91内を貫通し、エンドカバー83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。
【0072】
トランスファユニット90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91及び第2のドライブ軸となるリヤドライブ軸92を有している。
【0073】
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91及びリヤドライブ軸92等は、図11における矢視B方向からの配置を示す図13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対向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91が略セカンダリ軸32の下方に、更にリヤドライブ軸92がフロントドライブ軸91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。
【0074】
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91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81に、他端部はニードルベアリング91cを介してエンドカバー83に各々回転自在に支持されている。
【0075】
またフロントドライブ軸91の他端部外周には第4の摩擦係合要素となる第4の多板クラッチ105のクラッチハブ107及び第5の摩擦係合要素となる第5の多板クラッチ115のクラッチハブ117を支持するディスク104が嵌合するスプライン91bが形成されている。
【0076】
フロントドライブ軸91はトルクコンバータケース81に一体形成された略円筒状の固定軸62によって囲まれ、かつフロントドライブ軸91には回転自在にハブ93が嵌合している。ハブ93はフロントドライブ軸91に嵌合する円筒部93aと円筒部93aの基端に形成されるフランジ部93bを有し、円筒部93aのフランジ部93b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93cが、先端には第5の摩擦係合要素となる第5の多板クラッチ115のクラッチドラム116が嵌合するスプライン93dが各々形成され、フランジ部93bには第1の多板クラッチ65のクラッチハブ74が形成されている。
【0077】
このハブ93は固定軸62によって支持されるスラストベアリング92f、クラッチドラム支持部材66aを介して支持されるスラストベアリング92gと、第4の多板クラッチ105及び第5の多板クラッチ115の各クラッチハブ107及び117を支持するディスク104を介してエクステンションケース83に支持されるスラストベアリング92h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。
【0078】
ハブ93の外周に形成されるスプライン93c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93c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82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に対して減速して逆方向に回転せしめる機能を有する。
【0079】
一方フロントドライブ軸91と平行配置されるリヤドライブ軸92の一端にはトランスファドリブンギヤ92aが、また他端には後述する出力軸120の一端に設けられるベベルギヤ120aと噛み合うベベルギヤ92bが取り付けられ、複数のボールベアリング92cによってトランスミッションケース85のトルクコンバータケース81及びエンドカバー83に回転自在に軸支されている。
【0080】
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65と第3の摩擦係合要素となる第3の多板クラッチ95とを有する入力切換手段94が設けられている。
【0081】
第1の多板クラッチ65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支持部材66aが伝動軸53の先端に形成されたスプライン53bに嵌合し、このクラッチドラム支持部材66aにクラッチドラム66が設けられクラッチハブ74がハブ93と一体に形成されてダブルピニオン式プラネタリギヤ55のサンギヤ56に結合する。このようにして第1の多板クラッチ65は伝動軸53とサンギヤ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68の油圧でピストン69を介してクラッチドラム66内に固定したスナップリング70dに当接するリテーニングプレート70c及びドリブンプレート70bとクラッチハブ74との間のドライブプレート70a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69の油圧室68と反対側にはリテーナ72が設けられ、ピストン69にはリターンスプリング73の押圧力が付勢される。
【0082】
第3の多板クラッチ95について述べると、クラッチドラム66を第1の多板クラッチ65と共用し、クラッチハブ77を第2の多板クラッチ75と共用している。こうして第3の多板クラッチ95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98の油圧でピストン71を介してクラッチドラム66に固定したスナップリング100dに当接するリテーニングプレート100c及びドリブンプレート100bとクラッチハブ77との間のドライブプレート100aを押圧して動力伝達するように構成される。ピストン71にはピストン69を介してリターンスプリング73の押圧力が付勢される。
【0083】
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94と反対側にはトランスファドライブギヤ112がボールベアリング112aを介して回転自在にトランスミッションケース85のケース82に軸支され、かつニードルベアリング112bを介してハブ93に回転自在に軸支され、このトランスファドライブギヤ112にリヤドライブ軸92のトランスファドリブンギヤ92aが動力伝達可能に噛合している。
【0084】
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112とは動力伝達可能にスプライン嵌合される。
【0085】
第4の多板クラッチ105は、クラッチドラム106がドラム部材106aを介してトランスファドライブギヤ112に結合してフロントドライブ軸91と同軸上で回転自在にエンドカバー83に支持され、クラッチハブ107がディスク104を介してフロントドライブ軸91のスプライン91bに嵌合する。こうして第4の多板クラッチ105はトランスファドライブギヤ112とフロントドライブ軸91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108の油圧でピストン109を介してクラッチドラム106内に固定したスナップリング110dに当接するリテーニングプレート110c及びドリブンプレート110bとクラッチハブ107との間のドライブプレート110aを押圧して動力伝達するよう構成され、かつピストン109にはリターンスプリング111の押圧力が付勢される。
【0086】
フロントドライブ軸91とハブ93の端部との間にはフロントドライブ軸91とハブ93とを選択的に動力伝達する第5の摩擦係合要素となる第5の多板クラッチ115が配設される。
【0087】
第5の多板クラッチ115はクラッチドラム116がハブ93のスプライン93dにスプライン結合し、クラッチハブ117がディスク104を介してフロントドライブ軸91にスプライン嵌合してフロントドライブ軸91とハブ93との間に動力伝達可能に介設される。そして油圧室118の油圧でピストン119を介してクラッチドラム116内に固定したスナップリング120dに当接するリテーニングプレート120c及びドリブンプレート120bとクラッチハブ117との間のドライブプレート120aを押圧して動力伝達するよう構成され、かつピストン119にはリターンスプリング121の押圧力が付勢される。
【0088】
トランスミッションケース85のケース82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82に係止してリングギヤ57を固定するための第2の多板クラッチ75が配設される。
【0089】
第2の多板クラッチ75は、油圧室78の油圧でピストン79を介してケース92内に固定したスナップリング80dに当接するリテーニングプレート80c及びドリブンレート80bとリングギヤ57に設けられたクラッチハブ77との間のドライブプレート81aを押圧してリングギヤ57をケース82に係止固定するよう構成され、かつピストン79にはリターンスプリング81の押圧力が付勢される。
【0090】
トランスミッションケース85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によって制御して、上記第1、第2、第3、第4、第5の多板クラッチ65、75、95、105、115の各油圧室68、78、98、108、118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。
【0091】
トルクコンバータケース81の後端に設けられるエクステンションケース84内にはリテーナ117によってエクステンションケース84に支持され、かつスペーサ118を介して所定寸法離間する一対のローラベアリング119によって出力軸120が軸支されている。
【0092】
出力軸120の先端には前記リヤドライブギヤ92に設けられたベベルギヤ92bと噛み合うベベルギヤ120aが設けられ、他端は自在継手、プロペラ軸86等を介してリヤディファレンシャル装置87に動力伝達可能に構成される。
【0093】
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14乃至図18に示す概略説明図及び図19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65、75、95、105、115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。
【0094】
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、クラッチドラム69等を介して第1の多板クラッチ65及び第3の多板クラッチ95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3の多板クラッチ65、95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。
【0095】
前進段となるドライブ(D)レンジでは、第3の多板クラッチ95及び第5の多板クラッチ115が係合し、図14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98へコントロールバルブから油圧が供給され、ピストン71を介してクラッチドラム66内に固定したスナップリング100dに当接するリテーニングプレート100c、ドリブンプレート100b及びドライブプレート100aを押圧し、係合した第3の多板クラッチ95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118へ供給される油圧によりピストン119を介して第5の多板クラッチ115のリテーニングプレート120c、ドリブンプレート120b及びドライブプレート120aを押圧して係合する第5の多板クラッチ115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91とをハブ93を介して動力伝達可能に連結する。
【0096】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図15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93、第5の多板クラッチ115、フロントドライブ軸91にスプライン嵌合するディスク104等を介して結合するフロントドライブ軸91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112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112に噛み合うトランスファドリブンギヤ92aに出力してリヤドライブ軸92を入力側となるリングギヤ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。
【0097】
ここで図15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。
【0098】
リングギヤ57への入力トルクをTi、サンギヤ56及びハブ93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によりトランスファドライブギヤ112を介してリヤドライブ軸92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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
一方第4の多板クラッチ105は油圧室108の油圧でピストン109を介してスナップリング110d、リテーニングプレート110c、ドリブンプレート110b及びドライブプレート110a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。
【0102】
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16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4の多板クラッチ105のクラッチトルクTcを可変制御する。
【0103】
従って第4の多板クラッチ105によってフロントドライブ軸91から第4の多板ラッチ105、トランスファドライブギヤ112を介してキャリヤ60、サンギヤ56、ハブ93、第5の多板クラッチ115を介してフロントドライブ軸91に至るバイパス系125が各別に構成される。このバイパス系125では、後輪がスリップすると、トランスファユニット90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91は、トランスファドライブギヤ112から第4の多板クラッチ105を介しフロントドライブ軸91にトルクがクラッチトルクTcだけ増加して伝達し、更にトランスファドライブギヤ112と噛み合うトランスファドリブンギヤ92a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92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。
【0104】
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125を経由して入力トルクTiが前輪側に流れ、図16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4の多板クラッチ105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90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。
【0105】
一方前輪がスリップすると、トランスファユニット90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91からトランスファドライブギヤ112にトルクが伝達し、かつフロントドライブ軸91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。
【0106】
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4の多板クラッチ105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。
【0107】
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4の多板クラッチ105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90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。
【0108】
後退段となるリバース(R)レンジでは、第3の多板クラッチ95及び第5の多板クラッチ115が解放され、第1の多板クラッチ65、第4の多板クラッチ105及び第2の多板クラッチ75が係合して図17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68へ油圧を供給してピストン69を介してスナップリング70d、リテーニングプレート70c、ドリブンプレート70b及びドライブプレート70aを押圧して第1の多板クラッチ65を係合して伝動軸53からハブ93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78へ供給する油圧によりピストン79を介してスナップリング80d、リテーニングプレート80c、ドライブプレート80a、ドリブンプレート80bを押圧して係合する第2の多板クラッチ75によりリングギヤ57をケース82係止固定する。そして油圧室108へ油圧を供給してピストン109を介してスナップリング110d、リテーニングプレート110c、ドリブンプレート110b及びドライブプレート110aを押圧して第4の多板クラッチ105によりトランスファドライブギヤ112からフロントドライブ軸91に動力伝達可能にする。
【0109】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ55は図18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112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112は第4の多板クラッチ105を介してフロントドライブ軸91に動力伝達し、リヤドライブ軸92をフロントドライブ軸91と逆方向に回転駆動する。
【0110】
従って、ドリブンギヤ54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2の多板クラッチ75によってケース82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91及びリヤドライブ軸92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。
【0111】
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91及びリヤドライブ軸92に出力される変速比は次式で設定される。
【0112】
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。
【0113】
一方、サンギヤ56に入力するトルクTiはクラッチトルクTcに応じてフロントドライブ軸91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。
【0114】
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4の多板クラッチ105の油圧と共にクラッチトルクTcを最大にしてフロントドライブ軸91とトランスファドライブギヤ112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4の多板クラッチ105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。
【0115】
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87に各々動力伝達するフロントドライブ軸91及びリヤドライブ軸92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91と同軸上に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3の多板クラッチ95、ハブ93を介してサンギヤ56に伝達する第1の多板クラッチ65、フロントドライブ軸91とトランスファドライブギヤ112とを動力伝達可能に連結する第4の多板クラッチ105、キャリヤ60とトランスファドライブギヤ112とを動力伝達可能に連結する第5の多板クラッチ115及びリングギヤ57を係止する第2の多板クラッチ75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65、75、95、105、115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91及びリヤドライブ軸92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。
【0116】
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。
【0117】
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。
【0118】
以上説明した実施の形態によると、2輪駆動車用駆動装置と4輪駆動車用駆動装置との相互間においてトルクコンバータ20、ベルト式無段変速機30、フロントディファレンシャル装置40及びこれらを収容するデフアンドコンバータハウジング2、サイドカバー3は勿論トランスファユニット40及び90においてダブルピニオン式プラネタリギヤ55、第1及び第2の多板クラッチ65、75等多くの主要部の共用化が得られ、2輪駆動車用駆動装置をベースとして第3、第4及び第5の多板クラッチ95、105、115及びリヤドライブ軸92、トランスファドライブギヤ112等のリヤディファレンシャル装置に動力伝達する動力伝達機構を付加的に配設することにより比較的容易に4輪駆動車用駆動装置の主要部を構成することが可能になり大幅な製造コストの削減が可能になる。
【0119】
【発明の効果】
以上説明した本発明の車両用駆動装置によると、横置きエンジンのクランク軸に対してドライブ軸を平行配置し、ドライブ軸と同軸上にダブルピニオン式プラネタリギヤを設け、第1及び第2の摩擦係合要素の選択的作動により前後進切換えするよう構成することから、駆動装置のコンパクト化が得られ、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の作業空間を確保できる。
【0120】
また変速機とダブルピニオン式プラネタリギヤとの間に入力切換手段を介装し、かつ動力伝達機構を付加的に配設することにより比較的容易に4輪駆動車用駆動装置の主要部が構成でき、共用部品が多く、大幅な製造コストの削減が可能による等本発明特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における車両用駆動装置の一実施の形態の概要を示す図である。
【図2】同じく、車両用駆動装置を説明する断面図である。
【図3】同じく、図2に示す断面図の要部拡大図である。
【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、作用を示す摩擦係合要素の作動説明図である。
【図10】同じく、本発明の車両用駆動装置の概要を示す図である。
【図11】同じく、車両用駆動装置を説明する断面図である。
【図12】同じく、図11に示す断面図の要部拡大図である。
【図13】同じく、図11における矢視B方向から見た要部配置説明図である。
【図14】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図15】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図16】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図17】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図18】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図19】同じく、作用を示す摩擦係合要素の作動説明図である。
【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
50 トランスファユニット
51 ドライブ軸
52 ハブ
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
65 第1の多板クラッチ
75 第2の多板クラッチ
87 リヤディファレンシャル装置
90 トランスファユニット
91 フロントドライブ軸
92 リヤドライブ軸
93 ハブ
94 入力切換手段
95 第3の多板クラッチ
105 第4の多板クラッチ
112 トランスファドライブギヤ
115 第5の多板クラッチ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle drive device used for 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 driving device for a vehicle in which an engine is disposed horizontally. 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 in-vehicle use.
[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. Moreover, it is an object of the present invention to provide a vehicle drive device that can be easily changed to a four-wheel drive vehicle drive device by sharing components.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  A vehicle drive device according to the present invention that achieves the above object includes an engine arranged horizontally,A primary shaft that extends in the vehicle body width direction on the same axis as the rotational axis of the crankshaft of the engine and that receives output from the engine, and a secondary that is arranged rearward of the vehicle body and parallel to the primary shaft at a high position A drive belt is wound between a primary pulley provided on the primary shaft and a secondary pulley provided on the secondary shaft, and the ratio of the winding diameter of the drive belt to the primary pulley and the secondary pulley. A belt type continuously variable transmission that changes speed, a front drive shaft that is arranged in parallel to the secondary shaft below the secondary shaft and transmits power to the front differential device, and is coaxial with the front drive shaft A double pinion planetary gear disposed on the carrier and a carrier of the double pinion planetary gear A first friction engagement element that selectively transmits power from the secondary shaft, an input member that transmits power from the secondary shaft to the sun gear of the double pinion planetary gear, and a double pinion planetary gear. An output transmission means for transmitting power from the carrier to the front drive shaft; and a second friction engagement element for selectively rotating and locking the ring gear of the double pinion planetary gear. The first friction engagement element is in a power transmission state, the second friction engagement element is in a ring gear rotation permissible state, and the reverse stage is the second friction engagement with the first friction engagement element in a released state. The coupling element is in a ring gear rotation locking state.
[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 two-wheel drive vehicle with a belt type continuously variable transmission will be described as a vehicle drive device to which the present invention is applied.
[0011]
Reference numeral 10 denotes a horizontally mounted engine, a torque converter case 1 that is joined to the engine 10 and accommodates the torque converter 20, a belt-type continuously variable transmission 30 and a differential device that are located on the side of the torque converter case 1, for example, The transmission case 5 is formed by joining the differential and converter housing 2 and the side case 3 for accommodating the front differential device 40 and the end cover 4 for accommodating the transfer unit 50 in cooperation with the torque converter case 1. An oil pan (not shown) is provided at the lower part of the head.
[0012]
The crankshaft 11 of the horizontally mounted engine 10 is connected to the torque converter 20 inside the torque converter case 1, and the input shaft 21 from the torque converter 20 is connected to the primary shaft 31 of the belt type continuously variable transmission 30 inside the differential and converter housing 2. By connecting, the power from the crankshaft 11 is transmitted to the primary shaft 31 of the continuously variable transmission 30 via the torque converter 20.
[0013]
Then, the power continuously variable by the continuously variable transmission 30 is output to the secondary shaft 32 and input to the transfer unit 50 via the counter shaft 39 and the like, and is transmitted to the front wheels via the front differential device 40 by the transfer unit 50. The
[0014]
An oil pump 8 that is always driven by being connected to an oil pump drive shaft 24a provided in the torque converter 20 is provided in the transmission case 5, and the oil pump 8 always generates hydraulic pressure to supply the torque converter 20 and the like. The hydraulic control of the continuously variable transmission 30 is enabled, and the hydraulic control of the transfer unit 50 is enabled by the control of the hydraulic control circuit 9 based on signals from the vehicle speed sensor 9a, the throttle sensor 9b, the shift switch 9c, and the like. .
[0015]
Next, the torque converter 20, the belt type continuously variable transmission 30, the front differential device 40, and the transfer unit 50 will be sequentially described with reference to FIGS.
[0016]
As shown in FIG. 2, the torque converter 20 has an input shaft 21 that is rotatably supported coaxially with respect to the crankshaft 11 on the differential and converter housing 2 and the side cover 3 via a ball bearing 21a. have.
[0017]
The outer periphery of the input shaft 21 is substantially cylindrical, and a flange portion provided at the base end is rotatably surrounded by a stator shaft 22 bolted to the torque converter case 1 with an oil pump housing 8c interposed therebetween. The oil pump drive shaft 24a integrally coupled to the impeller 24 is rotatably fitted.
[0018]
The outer periphery of the impeller 24 is integrally coupled to the outer periphery of the front cover 25 and is coupled to the crankshaft 11 via the drive plate 26 so as to be rotated integrally with the crankshaft 11.
[0019]
A turbine 27 that is spline-fitted to the input shaft 21 is disposed facing the impeller 24, and a stator 28 that is supported on the stator shaft 22 via a one-way clutch 28a is interposed between the impeller 24 and the turbine 27. .
[0020]
Further, a lock-up clutch 29 is interposed between the turbine 27 and the front cover 25. An inner gear 8a that is rotationally driven by an oil pump drive shaft 24a at the base end of the stator shaft 22, an outer gear 8b that meshes with the inner gear 8a, and the aforementioned An oil pump 8 having an oil pump housing 8c is provided.
[0021]
When the crankshaft 11 of the engine 10 rotates, the impeller 24 is rotationally driven through the drive plate 26, the front cover 25, etc. coupled to the crankshaft 11.
[0022]
The rotation of the impeller 24 causes the oil in the impeller 24 to be discharged to the outside by centrifugal force. The oil flows from the outside of the turbine 27 and transmits torque in the same direction as the rotation of the impeller 24 to the turbine 27. The input shaft 21 for spline fitting is driven to rotate. Furthermore, the torque of the impeller 24 is increased by inverting the outflow direction of the oil flowing out of the turbine 27 by the stator 28 in a direction that promotes the rotational force of the impeller 24. Further, when the rotational speed of the turbine 27 is high, the flow of oil hits the back surface of the stator 28 and the stator 28 is idled by the one-way clutch 28a.
[0023]
On the other hand, when a certain vehicle speed or number of revolutions is reached, the lockup clutch 29 causes the impeller 24 and the turbine 27 to be directly connected via the front cover 25 to eliminate slippage of the so-called torque converter, thereby reducing the number of revolutions of the engine 10. This saves fuel consumption and improves quietness.
[0024]
  A belt type continuously variable transmission 30 includes a primary shaft 31 and a second shaft arranged in parallel to each other.DaBy having a primary pulley 33 and a secondary pulley 34 provided on the reshaft 32, and a drive belt 35 wound around these pulleys 33, 34, by changing the pulley groove width of each pulley 33, 34 The ratio of the effective winding diameter of the drive belt 35 to the pulleys 33 and 34 is changed to change the speed steplessly.
[0025]
Therefore, the primary pulley 33 provided on the primary shaft 31 formed integrally with the input shaft 21 moves in the axial direction with respect to the fixed sheave 33a formed integrally with the primary shaft 31 and the fixed sheave 33a. A movable sheave 33b is provided. The fixed sheave 33a and the movable sheave 33b transmit torque by holding the drive belt 35 with a predetermined clamping force in order to ensure a smooth continuously variable transmission of the transmission, and a pulley formed by the fixed sheave 33a and the movable sheave 33b. Since the groove width needs to be variably controlled, a plurality of ball grooves extending in the axial direction and facing each other are formed in the fitting portion between the primary shaft 31 and the movable sheave 33b. A means for transmitting torque via a ball 33c interposed between the two is employed.
[0026]
A substantially cylindrical piston 37a is fixed to the back surface of the movable sheave 33b opposite to the fixed sheave 33a. The piston 37a cooperates with a bottomed cylindrical cylinder 37b whose center is fixed to the primary shaft 31. Thus, a hydraulic actuator 37 including a spring 37c that forms the hydraulic chamber 37A and biases the movable sheave 33b in a direction of narrowing the pulley groove width is provided.
[0027]
An oil passage 31b communicating with the hydraulic chamber 37A is formed in the primary shaft 31, and the hydraulic actuator 37 is controlled via the oil passage 3a formed in the side cover 3 by being controlled by the hydraulic control circuit 9 based on the throttle opening degree and the like. The pulley groove width is variably controlled by moving the movable sheave 33b along the primary shaft 31 by the hydraulic pressure supplied to and discharged from the hydraulic chamber 37A.
[0028]
On the other hand, the secondary shaft 32 arranged in parallel with the primary shaft 31 is rotatably supported by the differential and converter housing 2 and the side cover 3 via roller bearings 32a and ball bearings 32b, and a secondary pulley 34 provided on the secondary shaft 32. Has a fixed sheave 34a formed integrally with the secondary shaft 32, and a movable sheave 34b that enables movement in the axial direction with respect to the fixed sheave 34a. The secondary shaft 32 and the movable sheave 34b are secondary shafts. 32 and the movable sheave 34b are configured to transmit torque via balls 34c that extend between the plurality of ball grooves that extend in the axial direction and are opposed to each other.
[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 secondary shaft 32 to form a hydraulic chamber 36A. A hydraulic actuator 36 having a spring 36c that biases the movable sheave 34b in the direction of narrowing the pulley groove width is provided.
[0030]
An oil passage 32c communicating with the hydraulic chamber 36A is formed in the secondary shaft 32, and the hydraulic actuator 36 is controlled via the oil passage 3b formed in the side cover 3 by being controlled by the hydraulic control circuit 9 based on the throttle opening degree and the like. A drive gear 38 is provided at one end of the secondary shaft 32, and is configured to supply and discharge the hydraulic chamber 36 </ b> A.
[0031]
Here, since the pressure receiving area for receiving the hydraulic pressure of the movable sheave 33b of the primary pulley 33 is larger than that of the movable sheave 34b of the secondary pulley 34, the primary pulley 33 and the secondary pulley 34 are in accordance with the hydraulic pressure supplied to and discharged from the hydraulic chambers 37A and 36A. The pulley groove width is changed to the reverse relationship, and the ratio of the effective winding diameter of the drive belt 35 to each pulley 33, 34 is converted into a stepless manner, and the continuously variable power is output to the secondary shaft 32.
[0032]
The speed change output from the secondary shaft 32 is output from the drive gear 38, decelerated by the counter shaft 39, and transmitted to the transfer unit 50 via the driven gear 54 and the transmission shaft 53 that is bolted to the driven gear 54.
[0033]
The counter shaft 39 includes a shaft 39a whose both ends are fixed to the torque converter case 1 and the differential and converter housing 2, and a relatively large-diameter drive-side gear that is rotatably fitted to the shaft 39a and meshes with the drive gear 38. The inner side of the needle bearing 39e and the roller bearing 39f is formed integrally with the drive gear 39c and the driven gear 39d meshed with the driven gear 54, and both sides are supported by the torque converter case 1 and the differential and converter housing 2. And a gear 39b that is restricted from moving in the axial direction via the race.
[0034]
Next, the front differential device 40 and the transfer unit 50 will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
[0035]
The front differential device 40 includes a driven gear 54 in which a cylindrical flange portion 54a is rotatably supported on the differential and converter housing 2 through a ball bearing 54b, and a torque converter case 1 through a ball bearing 53a. It is disposed in a differential housing 41 having an enlarged diameter at a joint with a substantially cylindrical transmission shaft 53 that is pivotally supported.
[0036]
The structure of the front differential device 40 is a hollow shape that is rotatably fitted in a large-diameter portion formed by the flange portion 54a of the substantially cylindrical driven gear 54 and the transmission shaft 53 that are integrally formed with the front drive shaft 51. A differential case 42 is provided. A pair of pinions 43b is provided in the differential case 42 by pinion shafts 43a supported at both ends of the differential case 42, and the differential gear 43 is configured by engaging the left and right side gears 43c and 43d with both pinions 43b. doing.
[0037]
The drive shaft 44 connected to one side gear 43c passes through the differential and converter housing 2 from the differential case 42 and transmits power to one front wheel via a constant velocity joint, an axle shaft, etc., and is connected to the other side gear 43d. 45 penetrates through the differential case 42 and the front drive shaft 51 integrally formed with the differential case 42, protrudes from the end cover 4, and transmits power to the other front wheel via a constant velocity joint, an axle shaft and the like.
[0038]
The transfer unit 50 has a front drive shaft 51 arranged in parallel with the crankshaft 11 of the engine 10, the input shaft 21, the primary shaft 31, the secondary shaft 32, and the like.
[0039]
The crankshaft 11, the primary shaft 31, the secondary shaft 32, the front drive shaft 51 and the like arranged in parallel with each other are arranged so that the rotation shaft of the crankshaft 11 as shown in FIG. 4 showing the arrangement from the direction of arrow A in FIG. The core 11a and the primary shaft 31 are coaxially positioned in the vehicle body width direction, the secondary shaft 32 is disposed parallel to the primary shaft 31 at a high position behind the vehicle body, and the secondary pulley 34 is disposed opposite to the primary pulley 33. The The front drive shaft 51 is arranged substantially in parallel below the secondary shaft 32, thereby reducing the size of the entire drive device in the longitudinal direction and reducing the size of the drive device. In order to improve the compatibility with the automatic transmission (AT) mounted car body.
[0040]
One end of the front drive shaft 51 configured integrally with the differential case 42 is interposed in the torque converter case 1 via a transmission shaft 53 and a ball bearing 53a that supports the transmission shaft 53, and the other end portion is connected through a needle bearing 51c. Each end cover 4 is rotatably supported.
[0041]
Further, a spline 51a to be fitted with a hub 52 described later is formed on the outer periphery of a substantially central portion of the front drive shaft 51, and a spline 51b to be fitted with a carrier 60 of a double pinion type planetary gear 55 described later is formed adjacent to the spline 51a. Has been.
[0042]
The front drive shaft 51 is surrounded by a substantially cylindrical fixed shaft 62 integrally formed with the torque converter case 1, and the oil chamber 62 </ b> A is formed by closing the end surface of the fixed shaft 62 and the front drive shaft 51 by the hub 52. In addition, an oil passage 62 a communicating with the oil chamber 62 A is formed in the fixed shaft 62, and an oil passage 62 b is formed on the outer periphery of the fixed shaft 62.
[0043]
A hub 52 serving as an input member is rotatably fitted to the front drive shaft 51. The hub 52 has a cylindrical portion 52a fitted to the front drive shaft 51 and a flange portion 52b formed at the proximal end of the cylindrical portion 52a. A sun gear 56 of a double pinion planetary gear 55 is fitted to the outer periphery of the cylindrical portion 52a. Splines 52c to be engaged with the splines 51a of the drive shaft 51 are formed on the inner periphery. The flange portion 52b is provided with a clutch drum 66 of the first multi-plate clutch 65 serving as a first friction engagement element. The hub 52 is spline-fitted to the tip of the transmission shaft 53 and is rotatably supported on the fixed shaft 62 via a thrust bearing 52d supported by the fixed shaft 62.
[0044]
The double pinion planetary gear 55 fitted and coupled to the spline 52c formed on the outer periphery of the hub 52 is engaged with the sun gear 56, the ring gear 57, the sun gear 56, and the ring gear 57 that are spline fitted to the spline 52c. The first and second pinions 58 and 59 meshing with each other, and the carrier 60 that rotatably supports the first and second pinions 58 and 59 via a needle bearing 60a. The carrier 60 has a function of decelerating and rotating in the reverse direction with respect to the sun gear 56 by the power input to the sun gear 56. The carrier 60 is a spline 51b formed on the output transmission means, for example, the drive shaft 51. Is fitted so that power can be transmitted. A first multi-plate clutch 65 is provided between the transmission shaft 53 and the double pinion planetary gear 55 as a first friction engagement element for selectively inputting the output from the transmission shaft 53 to the carrier 60. .
[0045]
The first multi-plate clutch 65 will be described. A clutch drum 66 is fitted to a hub 52 rotatably supported by a fixed shaft 62 so that power can be transmitted, and the clutch hub 67 is attached to a carrier 60 of a double pinion planetary gear 55. Join. Thus, the first multi-plate clutch 65 is interposed between the transmission shaft 53 and the carrier 60 so as to be able to transmit power. Then, the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 68 presses the retaining plate 70c that contacts the snap ring 70d fixed in the clutch drum 66 via the piston 69 and the drive plate 70a between the driven plate 70b and the clutch hub 67 to transmit power. Configured to do. A retainer 72 is provided on the opposite side of the piston 69 from the hydraulic chamber 68, and the pressing force of the return spring 73 is urged on the piston 69.
[0046]
A second frictional engagement element is provided between the end cover 4 of the transmission case 5 and the ring gear 57 of the double pinion type planetary gear 55 as a second friction engagement element for selectively locking to the end cover 4 and fixing the ring gear 57. A multi-plate clutch 75 is provided.
[0047]
The second multi-plate clutch 75 is a clutch hub provided on the retaining plate 80 c and the driven rate 80 b that are in contact with the snap ring 80 d fixed in the end cover 4 via the piston 79 by the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 78 and the ring gear 57. The ring gear 57 is locked and fixed to the end cover 4 by pressing the drive plate 80a between the piston 77 and the piston 79 is urged by the pressing force of the return spring 83.
[0048]
In the oil pan provided in the lower part of the transmission case 5, the oil pressure from the oil pump 8 is controlled by the oil pressure control circuit 9 based on signals from the vehicle speed sensor 9a, the throttle sensor 9b, the shift switch 9c, etc. A control valve for selectively switching and supplying the hydraulic chambers 68 and 78 of the second multi-plate clutch 65 and 75 and the continuously variable transmission 30 is provided.
[0049]
Next, the operation of the drive device for a two-wheel drive vehicle configured as described above will be described with reference to the schematic explanatory views shown in FIGS. The friction engagement element operation explanatory view showing the connected state will be described. In this frictional engagement element operation explanatory diagram, ◯ indicates that the corresponding multi-plate clutch is engaged or operated.
[0050]
First, the power of the engine 10 is input from the crankshaft 11 to the primary shaft 31 of the continuously variable transmission 30 via the torque converter 20. Then, the primary shaft 31, the primary pulley 33, the drive belt 35, and the secondary pulley 34 are continuously stepped and output to the secondary shaft 32. The speed change output from the secondary shaft 32 is decelerated by the drive gear 38, the counter shaft 39, the driven gear 54, the transmission shaft 53, the hub 52 serving as an input member, etc., and the first multi-plate clutch 65 and the double pinion planetary gear 55. Is input to the sun gear 56. Here, in the neutral (N) range and the parking (P) range, the first and second multi-plate clutches 65 and 75 are released and the power transmission is cut off, and power transmission thereafter is not performed.
[0051]
In the drive (D) range, which is the forward gear, the first multi-plate clutch 66 is engaged, and the power transmission state is indicated by a bold line in FIG. That is, hydraulic pressure is supplied from the control valve to the hydraulic chamber 68, and the retaining plate 70c, the driven plate 70b, and the drive plate 70a that are in contact with the snap ring 70d fixed in the clutch drum 66 through the piston 69 are pressed and engaged. The first multi-plate clutch 65 transmits the power from the driven gear 54 to the carrier 60 of the double pinion planetary gear 55 via the transmission shaft 53 and the hub 52, and the front drive shaft 51 that is spline-fitted with the carrier 60 has the same direction as the driven gear 54. To drive the power to the front differential device 40.
[0052]
Accordingly, in the double pinion planetary gear 55, the engagement of the ring gear 57 by the second multi-plate clutch 75 is released as shown in FIG. 6, and the carrier 60 and the front drive shaft 51 are integrally coupled by spline fitting. Thus, the whole rotates together with the front drive shaft 51.
[0053]
On the other hand, in the reverse (R) range, which is the reverse stage, the first multi-plate clutch 65 is disengaged, the second multi-plate clutch 75 is engaged, and the power transmission state is shown by a bold line in FIG. . That is, the hydraulic pressure from the control valve is supplied to the hydraulic chamber 78, and the retaining plate 80c, the driven plate 80b, and the drive plate 80a that contact the snap ring 80d fixed in the end cover 4 via the piston 79 are pressed to The input from the transmission shaft 53 is transmitted to the sun gear 56 of the double pinion planetary gear 55 via the hub 52 by rotating and locking the ring gear 57 to the transmission case 5 by the two multi-plate clutch 75.
[0054]
  Accordingly, as shown in FIG. 8, the double pinion planetary gear 55 rotates along the ring gear 57 while the first and second pinions 58 and 59 engaged with each other by the rotation of the input side sun gear 56 rotate in the opposite directions. To rotate the carrier 60 in the opposite direction to the sun gear 56.Front drive shaft 51Is rotated in the opposite direction with respect to the input side to transmit power to the front differential device 40.
[0055]
Here, the gear ratio by the double pinion planetary gear 55 will be described.
[0056]
  In this case, the gear ratio output to the carrier 60 with respect to the input to the sun gear 56, that is, to the input to the sun gear 56.Front drive shaft 51The gear ratio to be output is set by the following equation where the number of teeth of the sun gear 56 is ZS and the number of teeth of the ring gear 57 is ZR.
[0057]
Gear ratio = [ZS + (− ZR)] / ZS
This shows that the gear ratio can be set freely by appropriately setting the number of teeth ZS of the sun gear 56 and the number of teeth ZR of the ring gear 57.
[0058]
If ZS = 37 and ZR = 82,
Gear ratio = [37 + (− 82)] / 37 = −1.216
Thus, the reduction ratio in the reverse (R) range is appropriately secured.
[0059]
Therefore, a forward / reverse switching device having the double pinion planetary gear 55 and the first and second multi-plate clutches 65 and 75 as main parts is configured.
[0060]
  Therefore, the engine 10, the torque converter 20, and the belt type continuously variable transmission 30 are coaxially arranged in the vehicle body width direction, and function as a forward / reverse switching device, a double pinion type planetary gear 55, first and second multi-plate clutches 67, 75 etc. are arranged at a low position with respect to the crankshaft 11 of the engine 10.Front drive shaft 51The upper part of the drive unit can be shortened because it is placed above, and the drive unit can be made compact without increasing the height of the drive unit. The work space can be easily secured.
[0061]
In the above vehicle drive device, an input switching means is interposed between the transmission shaft 53 and the double pinion planetary gear 55, the hub and front drive shaft 51 are replaced with a hub and front drive shaft for a four-wheel drive vehicle, and By additionally providing a power transmission mechanism for transmitting power to the rear differential device, a four-wheel drive vehicle drive device sharing the main part of the vehicle drive device can be easily configured.
[0062]
10 to 19, a four-wheel drive vehicle drive device based on the vehicle drive device will be described. Here, for convenience, the same parts as those in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals.
[0063]
FIG. 10 is a diagram for explaining the outline of the drive system of the drive device for a four-wheel drive vehicle.
[0064]
A torque converter case 81 for a four-wheel drive vehicle is provided in place of the torque converter case 1 and the end cover 4 constituting the transmission case 5, and the torque converter case 81 accommodates a transfer unit 90 for a four-wheel drive vehicle. A case 82 and an end cover 83 are sequentially joined, and an extension case 84 that houses a power transmission mechanism that transmits the output from the transfer unit 90 to the rear wheels is joined to the rear of the torque converter case 81 to join a transmission for a four-wheel drive vehicle. A case 85 is formed, and an oil pan (not shown) is provided below the transmission case 85.
[0065]
The crankshaft 11 of the horizontally mounted engine 10 is connected to the torque converter 20 inside the torque converter case 81, and the input shaft 21 from the torque converter 20 is connected to the primary shaft 31 of the belt type continuously variable transmission 30 inside the differential and converter housing 2. By connecting, the power from the crankshaft 11 is transmitted to the primary shaft 31 of the continuously variable transmission 30 via the torque converter 20.
[0066]
The power continuously variable by the continuously variable transmission 30 is output to the secondary shaft 32 and input to the transfer unit 90 via the counter shaft 39 and the like, and the transfer unit 90 is configured to transmit to the front wheels via the front differential device 40. On the other hand, it is transmitted to the rear wheels via a propeller shaft 86, a rear differential device 87, and the like.
[0067]
  An oil pump 8 that is always driven by being connected to an oil pump drive shaft 24a provided in the transmission case 85 is provided.AndOil pressure is always generated by the oil pump 8 and supplied to the torque converter 20 and the like, enabling the oil pressure control of the continuously variable transmission 30, and the vehicle speed sensor 9a, throttle sensor 9b, shift switch 9c, front wheel speed sensor 9d, rear The hydraulic pressure control circuit 9 controls the hydraulic pressure of the transfer unit 90 based on the signals from the wheel rotational speed sensor 9e and the steering angle sensor 9f.
[0068]
Next, the front differential device 40 and the transfer unit 90 will be described with reference to FIG.
[0069]
The front differential device 40 includes a driven gear 54 in which a cylindrical flange portion 54a is rotatably supported on the differential and converter housing 2 through a ball bearing 54b, and a torque converter case 81 through a ball bearing 53a. It is disposed in a differential housing 41 having an enlarged diameter at a joint with a substantially cylindrical transmission shaft 53 that is pivotally supported.
[0070]
The structure of the front differential device 40 is formed integrally with a front drive shaft 91 serving as a first drive shaft, and is a substantially cylindrical hollow shape that is rotatably fitted in the flange portion 54a of the driven gear 54 and the transmission shaft 53. The differential case 42 is provided with a pair of pinions 43b by pinion shafts 43a supported at both ends of the differential case 42, and the left and right side gears 43c and 43d are engaged with both pinions 43b, thereby allowing the differential gear 43 to be engaged. It is composed.
[0071]
The drive shaft 44 connected to one side gear 43c passes through the differential and converter housing 2 from the differential case 42 and transmits power to one front wheel via a constant velocity joint, an axle shaft, etc., and is connected to the other side gear 43d. 45 penetrates through the differential case 42 and the front drive shaft 91 integrally formed with the differential case 42, protrudes from the end cover 83, and transmits power to the other front wheel via a constant velocity joint, an axle shaft and the like.
[0072]
The transfer unit 90 serves as a front drive shaft 91 and a second drive shaft serving as a first drive shaft arranged in parallel to the crankshaft 11, the input shaft 21, the primary shaft 31, the secondary shaft 32, and the like of the engine 10. A rear drive shaft 92 is provided.
[0073]
The crankshaft 11, the primary shaft 31, the secondary shaft 32, the front drive shaft 91, the rear drive shaft 92, and the like that are arranged in parallel with each other are arranged as shown in FIG. The rotating shaft core 11a of the shaft 11 and the primary shaft 31 are coaxially positioned in the vehicle body width direction, and the secondary shaft 32 is disposed opposite to the primary shaft 31 at a high position on the rear side of the vehicle body. 34 is arranged opposite to the high position behind the vehicle body. The front drive shaft 91 is disposed substantially in parallel with the lower side of the secondary shaft 32, and the rear drive shaft 92 is disposed in parallel with the rear side of the vehicle body of the front drive shaft 91. It is designed to improve compatibility with a vehicle body equipped with a manual transmission (MT) and an automatic transmission (AT) by improving the storage property in the room.
[0074]
One end of the front drive shaft 91 configured integrally with the differential case 42 is interposed in the torque converter case 81 via a transmission shaft 53 and a ball bearing 53a that pivotally supports the transmission shaft 53, and the other end is ended through a needle bearing 91c. The cover 83 is rotatably supported.
[0075]
Further, the outer periphery of the other end of the front drive shaft 91 has a clutch hub 107 of a fourth multi-plate clutch 105 serving as a fourth friction engagement element and a fifth multi-plate clutch 115 serving as a fifth friction engagement element. A spline 91b is formed in which the disk 104 supporting the clutch hub 117 is fitted.
[0076]
The front drive shaft 91 is surrounded by a substantially cylindrical fixed shaft 62 integrally formed with the torque converter case 81, and a hub 93 is rotatably fitted to the front drive shaft 91. The hub 93 has a cylindrical portion 93a fitted to the front drive shaft 91 and a flange portion 93b formed at the proximal end of the cylindrical portion 93a. A double pinion planetary gear 55 is provided on the outer periphery of the cylindrical portion 93a in the vicinity of the flange portion 93b. A spline 93c into which the sun gear 56 is fitted is formed at the tip thereof, and a spline 93d into which the clutch drum 116 of the fifth multi-plate clutch 115 serving as a fifth friction engagement element is fitted is formed on the flange portion 93b. A clutch hub 74 of one multi-plate clutch 65 is formed.
[0077]
The hub 93 includes a thrust bearing 92f supported by a fixed shaft 62, a thrust bearing 92g supported via a clutch drum support member 66a, and each clutch hub of the fourth multi-plate clutch 105 and the fifth multi-plate clutch 115. Axial movement is prevented by pinching with the thrust bearing 92h supported by the extension case 83 via the disk 104 supporting 107 and 117.
[0078]
The double pinion type planetary gear 55 fitted and coupled to the spline 93c formed on the outer periphery of the hub 93 is engaged with the sun gear 56, the ring gear 57, the sun gear 56, and the ring gear 57 that are spline-fitted to the spline 93c. The first and second pinions 58 and 59 that mesh with each other, and the carrier 60 that rotatably supports the first and second pinions 58 and 59 via a needle bearing 60 a, and the power that is input to the ring gear 57 Is transmitted to the sun gear 56 and the carrier 60 by torque distribution according to the gear specifications of the sun gear 56 and the ring gear 57, and the carrier 60 is moved to the sun gear 56 by the power input to the sun gear 56 by locking the ring gear 57 to the case 82. It has a function of decelerating and rotating in the reverse direction.
[0079]
On the other hand, a transfer driven gear 92a is attached to one end of a rear drive shaft 92 arranged in parallel with the front drive shaft 91, and a bevel gear 92b meshing with a bevel gear 120a provided at one end of an output shaft 120 described later is attached to the other end. A ball bearing 92c rotatably supports the torque converter case 81 and the end cover 83 of the transmission case 85.
[0080]
The first multi-plate clutch 65 and the third friction engagement element for selectively inputting the output from the transmission shaft 53 to the ring gear 57 or the sun gear 56 between the transmission shaft 53 and the double pinion planetary gear 55. Input switching means 94 having a third multi-plate clutch 95 is provided.
[0081]
The first multi-plate clutch 65 will be described. A clutch drum support member 66a rotatably supported on the fixed shaft 62 is fitted into a spline 53b formed at the tip of the transmission shaft 53, and this clutch drum support member 66a. And a clutch hub 74 is formed integrally with the hub 93 and is coupled to the sun gear 56 of the double pinion planetary gear 55. Thus, the first multi-plate clutch 65 is interposed between the transmission shaft 53 and the sun gear 56 so as to be able to transmit power. Then, the hydraulic pressure in the hydraulic chamber 68 presses the retaining plate 70c that contacts the snap ring 70d fixed in the clutch drum 66 via the piston 69 and the drive plate 70a between the driven plate 70b and the clutch hub 74 to transmit power. Configured to do. A retainer 72 is provided on the opposite side of the piston 69 from the hydraulic chamber 68, and the pressing force of the return spring 73 is urged on the piston 69.
[0082]
The third multi-plate clutch 95 will be described. The clutch drum 66 is shared with the first multi-plate clutch 65, and the clutch hub 77 is shared with the second multi-plate clutch 75. Thus, the third multi-plate clutch 95 is interposed between the transmission shaft 53 and the ring gear 57 so as to be able to transmit power. Then, the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 98 presses the retaining plate 100c that contacts the snap ring 100d fixed to the clutch drum 66 via the piston 71 and the drive plate 100a between the driven plate 100b and the clutch hub 77 to transmit power. Configured as follows. The pressing force of the return spring 73 is urged to the piston 71 through the piston 69.
[0083]
On the side opposite to the input switching means 94 with respect to the double pinion planetary gear 55, a transfer drive gear 112 is rotatably supported by a case 82 of a transmission case 85 via a ball bearing 112a, and a hub via a needle bearing 112b. The transfer drive gear 112 is meshed with a transfer driven gear 92a of the rear drive shaft 92 so that power can be transmitted.
[0084]
The carrier 60 of the double pinion planetary gear 55 and the transfer drive gear 112 are spline-fitted so that power can be transmitted.
[0085]
In the fourth multi-plate clutch 105, the clutch drum 106 is coupled to the transfer drive gear 112 via the drum member 106a, and is supported on the end cover 83 so as to be rotatable coaxially with the front drive shaft 91. It is engaged with the spline 91 b of the front drive shaft 91 through 104. Thus, the fourth multi-plate clutch 105 is interposed between the transfer drive gear 112 and the front drive shaft 91 so as to be able to transmit power. Then, the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 108 presses the retaining plate 110c contacting the snap ring 110d fixed in the clutch drum 106 via the piston 109 and the drive plate 110a between the driven plate 110b and the clutch hub 107 to transmit power. The piston 109 is biased by the pressing force of the return spring 111.
[0086]
Between the front drive shaft 91 and the end portion of the hub 93, a fifth multi-plate clutch 115 serving as a fifth friction engagement element for selectively transmitting power between the front drive shaft 91 and the hub 93 is disposed. The
[0087]
In the fifth multi-plate clutch 115, the clutch drum 116 is spline-coupled to the spline 93 d of the hub 93, and the clutch hub 117 is spline-fitted to the front drive shaft 91 via the disk 104, so that the front drive shaft 91 and the hub 93 are connected. It is interposed so that power can be transmitted between them. Then, the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 118 presses the retaining plate 120c that contacts the snap ring 120d fixed in the clutch drum 116 via the piston 119 and the drive plate 120a between the driven plate 120b and the clutch hub 117 to transmit power. The piston 119 is urged by the pressing force of the return spring 121.
[0088]
Between the case 82 of the transmission case 85 and the ring gear 57 of the double pinion planetary gear 55, a second multi-plate clutch 75 for selectively locking to the case 82 and fixing the ring gear 57 is disposed.
[0089]
The second multi-plate clutch 75 includes a retaining plate 80 c that abuts on a snap ring 80 d fixed in the case 92 via a piston 79 by the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 78, and a clutch hub 77 provided on the driven rate 80 b and the ring gear 57. The ring plate 57 is pressed and fixed to the case 82 by pressing the drive plate 81a therebetween, and the pressing force of the return spring 81 is biased to the piston 79.
[0090]
In an oil pan provided under the transmission case 85, the oil pressure from the oil pump 8 is supplied to the vehicle speed sensor 9a, throttle sensor 9b, shift switch 9c, front wheel speed sensor 9d, rear wheel speed sensor 9e, and steering angle sensor 9f. The hydraulic chambers 68 and 78 of the first, second, third, fourth and fifth multi-plate clutches 65, 75, 95, 105 and 115 are controlled by a hydraulic control circuit 9 based on signals from the above. 98, 108, 118 and a control valve for selectively supplying to the continuously variable transmission 30 is provided.
[0091]
In an extension case 84 provided at the rear end of the torque converter case 81, an output shaft 120 is supported by a pair of roller bearings 119 supported by the retainer 117 by a retainer 117 and spaced apart by a predetermined dimension via a spacer 118. Yes.
[0092]
A bevel gear 120a that meshes with a bevel gear 92b provided on the rear drive gear 92 is provided at the tip of the output shaft 120, and the other end is configured to transmit power to the rear differential device 87 via a universal joint, a propeller shaft 86, and the like. The
[0093]
Next, the operation of the thus configured four-wheel drive vehicle driving apparatus will be described with reference to the schematic explanatory views shown in FIGS. 14 to 18 and the first, second, third, fourth, and second driving ranges shown in FIG. The multi-plate clutch 65, 75, 95, 105, 115 will be described with reference to FIG. In this friction engagement element operation explanatory diagram, ◯ indicates that the corresponding multi-plate clutch is engaged or operated, and (◯) indicates that it is engaged or operated as required later. ing.
[0094]
First, the power of the engine 10 is input from the crankshaft 11 to the primary shaft 31 of the continuously variable transmission 30 via the torque converter 20. Then, the primary shaft 31, the primary pulley 33, the drive belt 35, and the secondary pulley 34 are continuously stepped and output to the secondary shaft 32. The speed change output from the secondary shaft 32 is decelerated by the drive gear 38, the counter shaft 39, and the driven gear 54, and is transmitted to the first multi-plate clutch 65 and the third multi-plate clutch 95 via the transmission shaft 53, the clutch drum 69, and the like. Entered. Here, in the neutral (N) range and the parking (P) range, the first and third multi-plate clutches 65 and 95 are released and the power transmission is cut off, and the subsequent power transmission is stopped.
[0095]
In the drive (D) range, which is the forward gear, the third multi-plate clutch 95 and the fifth multi-plate clutch 115 are engaged, and the power transmission state is indicated by a bold line in FIG. That is, hydraulic pressure is supplied from the control valve to the hydraulic chamber 98, and the retaining plate 100c, the driven plate 100b, and the drive plate 100a that are in contact with the snap ring 100d fixed in the clutch drum 66 via the piston 71 are pressed and engaged. Power is transmitted from the driven gear 54 via the transmission shaft 53 to the ring gear 57 of the double pinion planetary gear 55 by the third multi-plate clutch 95, and the fifth multi-plate is connected via the piston 119 by the hydraulic pressure supplied to the hydraulic chamber 118. The fifth multi-plate clutch 115 that presses and engages the retaining plate 120c, the driven plate 120b, and the drive plate 120a of the clutch 115 with the sun gear 56 and the front drive shaft 91 of the double pinion planetary gear 55 Through the hub 93 to the power transmission linked.
[0096]
Accordingly, in the double pinion type planetary gear 55, as shown in FIG. 15, the input side ring gear 57 meshes with the first pinion 58, and the second pinion 59 meshed with the first pinion 58 meshes with the sun gear 56 and the sun gear 56 and the carrier 60. Is rotated in the same direction as the ring gear 57 to transmit the torque to the sun gear 56 and the carrier 60 at a predetermined distribution ratio and rotate differentially, and a hub 93 spline-coupled to the sun gear 56, a fifth multi-plate The clutch 115, the front drive shaft 91 that is coupled to the front drive shaft 91 via a spline-fitted disk 104, and the transfer drive gear 112 that is spline-fitted to the carrier 60 are rotated in the same direction as the ring gear 57. Transfer meshing with 112 And it outputs the driven gear 92a for rotating the backwards ring gear 57 as an input side rear drive shaft 92. Then, it functions as a so-called center differential device that absorbs the rotational difference between the sun gear 56 and the carrier 60 by the rotation and revolution of the first and second pinions 58 and 59 during torque transmission.
[0097]
Here, the torque distribution of the double pinion planetary gear 55 will be described with reference to the schematic diagram of FIG.
[0098]
The input torque to the ring gear 57 is Ti, the front torque output to the front drive shaft 51 via the sun gear 56 and the hub 93, etc., TF, and the carrier 60 is output to the rear drive shaft 92 via the transfer drive gear 112. When the rear side torque is TR, the number of teeth of the sun gear 56 is ZS, and the number of teeth of the ring gear 57 is ZR,
Ti = TF + TR
TF: TR = ZS: (ZR-ZS)
Is established.
[0099]
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 sun gear 56 and the number of teeth ZR of the ring gear 57.
[0100]
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.
[0101]
On the other hand, the fourth multi-plate clutch 105 is configured to press the snap ring 110d, the retaining plate 110c, the driven plate 110b, and the drive plate 110a via the piston 109 with the hydraulic pressure of the hydraulic chamber 108 to generate the clutch torque Tc. The clutch torque Tc is variably controlled by the hydraulic pressure from the control valve controlled by the hydraulic pressure control circuit 9.
[0102]
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 a slippery road surface. 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 search the clutch pressure Pc from the map shown in FIG. 16 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 fourth multi-plate clutch 105 is variably controlled.
[0103]
Accordingly, the fourth multi-plate clutch 105 causes the front drive shaft 91 to drive the front drive via the fourth multi-plate latch 105, the transfer drive gear 112, the carrier 60, the sun gear 56, the hub 93, and the fifth multi-plate clutch 115. A bypass system 125 leading to the shaft 91 is configured separately. In the bypass system 125, when the rear wheel slips, the differential function of the rear wheel rotational speed NR> the rotational speed of the ring gear 57> the front wheel rotational speed NF is established in the transfer unit 90, and the front drive shaft according to the clutch torque Tc. 91 is transmitted from the transfer drive gear 112 through the fourth multi-plate clutch 105 to the front drive shaft 91 with the torque increased by the clutch torque Tc, and further flows to the front wheel to the transfer driven gear 92a meshing with the transfer drive gear 112. Torque obtained by subtracting the clutch torque Tc is input and transmitted to the rear drive shaft 92. As a result, the front and rear wheel torques TF and TR are as follows.
[0104]
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 bypass system 125, and TF: TR = TF as shown in FIG.1 : TR1 As a result, the front wheel torque is positively controlled to increase, and the rear wheel torque is reduced to prevent slipping and improve the running performance. When the slip S is equal to or less than the set value, the differential limiting torque is maximized together with the hydraulic pressure of the fourth multi-plate clutch 105, and the sun gear 56 and the carrier 60 are directly connected. For this reason, the transfer unit 90 is differentially locked, and becomes a direct-coupled four-wheel drive running with torque distribution corresponding to the axial load distribution of the front and rear wheels, and the running performance is maximized.
[0105]
On the other hand, when the front wheel slips, a differential function of rear wheel rotational speed NR <rotational speed of ring gear 57 <front rotational speed NF is established in transfer unit 90, and transfer drive gear 112 is transferred from front drive shaft 91 according to clutch torque Tc. Torque is transmitted to the front wheel from the front drive shaft 91 and the torque obtained by reducing the clutch torque Tc flowing to the rear wheel is transmitted. As a result, the front and rear wheel torques TF and TR are as follows.
[0106]
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 lower than the set value, the differential limiting torque is maximized together with the hydraulic pressure of the fourth multi-plate clutch 105, and the sun gear 56 and the carrier 60 are directly connected. Therefore, torque distribution corresponding to the axial load distribution of the front and rear wheels. This is a direct-coupled four-wheel drive, and the running performance is fully demonstrated. In this way, the torque to the front and rear wheels is controlled widely to avoid the slip state.
[0107]
Further, when the vehicle turns in the torque distribution control accompanying the occurrence of the slip described above, the differential limiting torque of the fourth multi-plate clutch 105 is corrected to decrease by the steering angle ψ. For this reason, the differential limitation of the transfer unit 90 is reduced, and the difference in rotational speed can be sufficiently absorbed, tight corner braking phenomenon is avoided, and good maneuverability is ensured.
[0108]
In the reverse (R) range, which is the reverse gear, the third multi-plate clutch 95 and the fifth multi-plate clutch 115 are released, and the first multi-plate clutch 65, the fourth multi-plate clutch 105, and the second multi-plate clutch 115 are released. The plate clutch 75 is engaged and the power transmission state shown in FIG. That is, the hydraulic pressure is supplied to the hydraulic chamber 68 and the snap ring 70d, the retaining plate 70c, the driven plate 70b, and the drive plate 70a are pressed via the piston 69 to engage the first multi-plate clutch 65 and the transmission shaft 53. Power is transmitted to the sun gear 56 of the double pinion type planetary gear 55 from the hub 93, and the snap ring 80d, the retaining plate 80c, the drive plate 80a, and the driven plate 80b are connected via the piston 79 by the hydraulic pressure supplied to the hydraulic chamber 78. The ring gear 57 is locked and fixed to the case 82 by the second multi-plate clutch 75 that is pressed and engaged. Then, the hydraulic pressure is supplied to the hydraulic chamber 108, and the snap ring 110d, the retaining plate 110c, the driven plate 110b, and the drive plate 110a are pressed via the piston 109 to drive the front drive from the transfer drive gear 112 by the fourth multi-plate clutch 105. Power can be transmitted to the shaft 91.
[0109]
Accordingly, as shown in FIG. 18, the double pinion planetary gear 55 rotates along the ring gear 57 while the first and second pinions 58 and 59 meshing with each other by the rotation of the input-side sun gear 56 rotate in the opposite directions. The carrier 60 is rotated in the opposite direction to the sun gear 56 to rotate the transfer drive gear 112 in the opposite direction to the input side, and the transfer drive gear 112 is connected to the front drive shaft 91 via the fourth multi-plate clutch 105. Power is transmitted and the rear drive shaft 92 is rotationally driven in the direction opposite to the front drive shaft 91.
[0110]
Therefore, the input from the driven gear 54 is such that the ring gear 57 of the double pinion type planetary gear 55 is locked to the case 82 by the second multi-plate clutch 75 to reverse the front drive shaft 91 and the rear in the direction opposite to the drive (D) range state. The double pinion planetary gear 55 is output to the drive shaft 92 and has a forward / reverse switching function.
[0111]
In this case, the gear ratio output to the front drive shaft 91 and the rear drive shaft 92 with respect to the input of the sun gear 56 is set by the following equation.
[0112]
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.
[0113]
On the other hand, the torque Ti input to the sun gear 56 is transmitted to the front drive shaft 91 according to the clutch torque Tc, and the torque obtained by subtracting the clutch torque Tc transmitted to the front wheels is input to the rear wheels. , TR is as follows.
[0114]
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 clutch torque Tc is maximized together with the hydraulic pressure of the fourth multi-plate clutch 105, and the front drive shaft 91 and the transfer drive gear 112 are directly connected to each other, and the torque corresponding to the axial load distribution of the front and rear wheels. Running performance is maximized with the direct-coupled 4-wheel drive. In the case of further turning, the differential limiting torque of the fourth multi-plate clutch 105 is reduced by the steering angle ψ, and the difference in rotational speed can be sufficiently absorbed, and the tight corner braking phenomenon is avoided. , The maneuverability will be good.
[0115]
Therefore, in the present embodiment described above, the front drive shaft 91 and the rear drive shaft 92 that transmit power to the front differential device 40 or the rear differential device 87 that are configured to be transmitted to the output side of the belt-type continuously variable transmission 30 are laterally arranged. A third multi-plate clutch that is arranged in parallel to the crankshaft 11 of the stationary engine 10, is provided with a double pinion planetary gear 55 coaxially with the front drive shaft 91, and transmits the output from the continuously variable transmission 30 to the ring gear 57. 95, the first multi-plate clutch 65 that transmits to the sun gear 56 via the hub 93, the fourth multi-plate clutch 105 that connects the front drive shaft 91 and the transfer drive gear 112 so that power can be transmitted, the carrier 60 and the transfer drive. A fifth multi-plate that connects the gear 112 so that power can be transmitted. A second multi-plate clutch 75 that locks the latch 115 and the ring gear 57 is provided, and the first, second, third, fourth, and fifth multi-plate clutches 65, 75, 95, 105, and 115 are selected. Center differential which enables appropriate torque distribution and differential limitation to the front drive shaft 91 and the rear drive shaft 92 in the drive (D) range which is the forward stage and the reverse (R) range which is the reverse stage by controlling them in a controlled manner It functions as a device to obtain good running performance and functions as a forward / reverse switching device when switching to the drive (D) range or reverse (R) range.
[0116]
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.
[0117]
Further, instead of the torque converter 20, an electromagnetic clutch or a wet clutch can be used as a starting clutch. In this case, the belt-type continuously variable transmission 30 is connected to the primary shaft 31 in the neutral (N) range and the parking (P) range. The power transmission after the continuously variable transmission 30 with the input cut off is eliminated.
[0118]
According to the embodiment described above, the torque converter 20, the belt type continuously variable transmission 30, the front differential device 40, and these are accommodated between the drive device for a two-wheel drive vehicle and the drive device for a four-wheel drive vehicle. In addition to the differential and converter housing 2 and the side cover 3, the transfer units 40 and 90 can share many main parts such as the double pinion planetary gear 55, the first and second multi-plate clutches 65 and 75, and the two-wheel drive. A power transmission mechanism for transmitting power to the rear differential device such as the third, fourth and fifth multi-plate clutches 95, 105, 115 and the rear drive shaft 92, transfer drive gear 112, etc. based on the vehicle drive device is additionally provided. By disposing, the main part of the drive device for a four-wheel drive vehicle can be configured relatively easily. It is possible to reduce the significant production cost becomes possible.
[0119]
【The invention's effect】
According to the vehicle drive device of the present invention described above, the drive shaft is arranged in parallel to the crankshaft of the horizontal engine, the double pinion planetary gear is provided coaxially with the drive shaft, and the first and second frictional engagements are provided. Since the forward / reverse switching is performed by the selective operation of the joint element, the drive device can be made compact, and the freedom of the vehicle body design, the crash stroke, and the work space when the transmission is detached can be secured.
[0120]
Moreover, the input switching means is interposed between the transmission and the double pinion type planetary gear, and the power transmission mechanism is additionally provided, so that the main part of the drive device for a four-wheel drive vehicle can be configured relatively easily. There are many common parts, and the present invention has effects peculiar to the present invention such as a significant reduction in manufacturing cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an embodiment of a vehicle drive device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a vehicle drive device.
3 is an enlarged view of essential parts of the cross-sectional view shown in 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 an operation explanatory view of the friction engagement element showing the action in the same manner.
FIG. 10 is also a diagram showing an outline of a vehicle drive device of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the vehicle drive device.
12 is an enlarged view of essential parts of the cross-sectional view shown in FIG.
13 is an explanatory view showing the arrangement of main parts as seen from the direction of arrow B in FIG.
FIG. 14 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 15 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 16 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 17 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 18 is a schematic explanatory view showing the operation in the same manner.
FIG. 19 is an operation explanatory view of the friction engagement element showing the action in the same manner.
[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
50 transfer units
51 drive shaft
52 hub
53 Transmission shaft
55 Double pinion type planetary gear
56 Sungear
57 Ring gear
58 First Pinion
59 Second Pinion
60 Carrier
65 First multi-plate clutch
75 Second multi-plate clutch
87 Rear differential device
90 Transfer unit
91 Front drive shaft
92 Rear drive shaft
93 Hub
94 Input switching means
95 Third multi-plate clutch
105 4th multi-plate clutch
112 Transfer drive gear
115 fifth multi-plate clutch

Claims (1)

横置きに配置したエンジンと、
該エンジンのクランク軸の回転軸芯と同軸軸上で車体幅方向に延在してエンジンから出力が入力されるプライマリ軸及び該プライマリ軸に対して車体後方でかつ高位置に平行配置されたセカンダリ軸を有し、前記プライマリ軸に設けられたプライマリプーリとセカンダリ軸に設けられたセカンダリプーリとの間に駆動ベルトが巻き掛けられ、前記プライマリプーリとセカンダリプーリとに対する駆動ベルトの巻付径の比率を変えて変速するベルト式無段変速機と、
前記セカンダリ軸の下方において該セカンダリ軸に対して平行配置されてフロントデファレンシャル装置に動力伝達するフロントドライブ軸と、
該フロントドライブ軸に対して同軸上に配置されるダブルピニオン式プラネタリギヤと、
該ダブルピニオン式プラネタリギヤのキャリヤに前記セカンダリ軸からの出力を選択的に動力伝達する第1の摩擦係合要素と、
前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのサンギヤにセカンダリ軸からの出力を動力伝達する入力部材と、
前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのキャリヤからの出力を前記フロントドライブ軸に動力伝達する出力伝達手段と、
前記ダブルピニオン式プラネタリギヤのリングギヤを選択的に回転係止する第2の摩擦係合要素とを有し、
前進段は、前記第1の摩擦係合要素が動力伝達状態であって、第2の摩擦係合要素がリングギヤ回転許容状態であり、後退段は、第1の摩擦係合要素が解放状態で第2の摩擦係合要素がリングギヤ回転係止状態であることを特徴とする車両用駆動装置。
With the engine placed horizontally,
A primary shaft that extends in the vehicle body width direction on the same axis as the rotation axis of the crankshaft of the engine and that receives output from the engine, and a secondary that is arranged rearward of the vehicle body and parallel to the primary shaft at a high position A drive belt is wound between a primary pulley provided on the primary shaft and a secondary pulley provided on the secondary shaft, and the ratio of the winding diameter of the drive belt to the primary pulley and the secondary pulley. A belt type continuously variable transmission that changes speed and
A front drive shaft transmits power to the front differential device is arranged parallel against the said secondary shaft below the said secondary shaft,
A double pinion planetary gear disposed coaxially with the front drive shaft;
A first friction engagement element that selectively transmits power from the secondary shaft to the carrier of the double pinion planetary gear;
An input member for transmitting power from a secondary shaft to the sun gear of the double pinion planetary gear;
Output transmission means for transmitting power from the carrier of the double pinion planetary gear to the front drive shaft;
A second friction engagement element that selectively rotates and locks the ring gear of the double pinion planetary gear;
In the forward stage, the first friction engagement element is in a power transmission state, the second friction engagement element is in a ring gear rotation allowable state, and in the reverse stage, the first friction engagement element is in a released state. The vehicle drive device characterized in that the second friction engagement element is in a ring gear rotation locking state.
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