JP4049598B2 - ４輪駆動車両の駆動力伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪駆動車両における駆動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動力源に内燃機関と電動機とを併用する４輪駆動車両において、電動機の動力を遠心クラッチを介して駆動輪に伝達される動力伝達装置の例が特開２００１−２８７５５０公報に開示されている。
【０００３】
同例には、電動モータの駆動力を減速機構が減速し、減速された駆動力をデファレンシャル装置が車軸側に配分する動力伝達装置において、デファレンシャル装置の一方のサイドギヤとデフケースとの間に遠心クラッチが配置された実施形態（第１１実施形態）が開示されている。
【０００４】
この遠心クラッチは、コイルスプリングにより締結側に付勢されており、車速が所定値まで上昇すると、この付勢力に抗してクラッチが解放される構造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
遠心クラッチが解放される車速はコイルスプリングで設定しているので、所定の車速を超えて解放されていた遠心クラッチが、減速により締結する車速も同じ車速である。
【０００６】
したがってこの所定の車速近傍で遠心クラッチの解放と締結が繰り返される所謂ハンチングを起こす可能性がある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、クラッチのハンチングを簡単な機械的構造により防止した４輪駆動車両の駆動力伝達装置を供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、前後一方の車輪に第１の駆動源からの駆動力が伝達されるとともに、前後他方の車輪に前記第１の駆動源または第２の駆動源からの駆動力が伝達される４輪駆動車両において、前記第１の駆動源または第２の駆動源からの駆動力が入力されるヘリカルギアを形成するサンギアと、前記サンギアに噛合うヘリカルギアを形成するプラネタリギアと、前記プラネタリギアに噛合うヘリカルギアを形成するリングギアと、前記プラネタリギアを軸支し前記他方の車輪に伝達される回転力が出力されるキャリアと、前記リングギアとともに回転する一方のクラッチ部材と、前記キャリアとともに回転する他方のクラッチ部材と、前記両クラッチ部材を互いに締結する方向に付勢する弾性部材と、遠心力により前記両クラッチ部材を互いに解放する方向に押圧する遠心子部材とを備え、前記サンギアに入力される駆動力に基づいて前記各ヘリカルギアの噛合わせにより生じる前記リングギアのスラスト力が前記両クラッチ部材を互いに解放する方向に押圧するようにプラネタリギアセットが構成される４輪駆動車両の駆動力伝達装置とした。
【０００９】
加速時には遠心子部材の遠心力とともに各ヘリカルギアの噛合わせによるスラスト力が弾性部材の付勢力に抗して作用し、所定車速を越えると締結されていた両クラッチ部材を解放して動力伝達が遮断され、減速時にはスラスト力は働かず遠心力のみが作用するので前記所定車速より高い車速で両クラッチ部材の締結が開始され動力伝達が可能となる。
【００１０】
このように各ヘリカルギアの噛合わせによるスラスト力は、加速時には働き減速時には働かないことにより、クラッチ部材が加速時の解放する車速と減速時の締結開始する車速は異なり、この車速の差により所定車速の近傍での車両の走行時にクラッチの解放・締結を頻繁に繰り返す所謂ハンチングを防止することができる。
【００１１】
各ヘリカルギアからなるプラネタリギアセットのリングギアとキャリアとの間に介装されたクラッチ部材が遠心子部材により作動する簡単な機械的構造により車速に応じて動力の伝達および遮断を自動的に行なうことができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前後一方の車輪に第１の駆動源からの駆動力が伝達されるとともに、前後他方の車輪に前記第１の駆動源または第２の駆動源からの駆動力が伝達される４輪駆動車両において、前記第１の駆動源または第２の駆動源からの駆動力が入力されるヘリカルギアを形成するリングギアと、前記リングギアに噛合うヘリカルギアを形成するプラネタリギアと、前記プラネタリギアに噛合うヘリカルギアを形成するサンギアと、前記プラネタリギアを軸支し前記他方の車輪に伝達される回転力が出力されるキャリアと、前記キャリアと前記サンギアとの間に介装されるワンウエイクラッチと、前記リングギアとともに回転する一方のクラッチ部材と、前記キャリアとともに回転する他方のクラッチ部材と、前記両クラッチ部材を互いに締結する方向に付勢する弾性部材と、遠心力により前記両クラッチ部材を互いに解放する方向に押圧する遠心子部材とを備え、前記リングギアに入力される駆動力に基づいて前記各ヘリカルギアの噛合わせにより生じる前記プラネタリギアのスラスト力が前記両クラッチ部材を互いに解放する方向に押圧するようにプラネタリギアセットが構成される４輪駆動車両の駆動力伝達装置である。
【００１３】
クラッチ締結時には駆動力がリングギアからキャリアに直接伝達され、プラネタリギアセットが一体で回転し、加速時に遠心子部材の遠心力の作用によりクラッチ部材が滑り始めるが、このクラッチ部材の滑りにより生じるリングギアからプラネタリギアさらにサンギアに伝達される駆動力による相対回転は、サンギアとキャリア間に介装されるワンウエイクラッチにより阻止され、結局プラネタリギアセットは一体で回転する。
【００１４】
クラッチ部材が滑り始めると、遠心子部材の遠心力に加えて各ヘリカルギアの噛合わせによるスラスト力が作用し始めるので、両者の合力が弾性部材の付勢力に抗し、所定車速を越えたところでクラッチ部材を解放する。
【００１５】
クラッチ部材が解放されると、リングギアからキャリアへの直接伝達はなくなり、リングギアからプラネタリギアさらにサンギアに駆動力が伝達されるが、サンギアはワンウエイクラッチにより回転を許容されるため、プラネタリギアの公転すなわちキャリアには殆ど駆動力は伝達されず車輪への動力伝達が遮断される。
また各ヘリカルギアの噛合わせによるスラスト力もクラッチ部材に働かない。
【００１６】
クラッチ解放状態からの減速時には、遠心力のみが作用するので前記所定車速より高い車速で両クラッチ部材が滑り始めて締結され動力伝達が可能となる。
このように各ヘリカルギアの噛合わせによるスラスト力は、加速時のクラッチ部材の滑りが生じているときにのみ働き、減速時には働かないことにより、クラッチ部材が加速時の解放する車速と減速時の締結開始する車速は異なり、この車速の差により所定車速の近傍での車両の走行時にクラッチの解放・締結を頻繁に繰り返す所謂ハンチングを防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図５に基づき説明する。
本実施の形態に係る４輪駆動車両１は、前輪が内燃機関により駆動され、後輪２がモータ４により駆動されるものである。
【００１８】
モータ４はバッテリに接続され、バッテリの電力で駆動されるが、同モータ４は発電機を兼用しており、回生トルクにより発電機として作動して発電力はバッテリの充電に供することができる。
【００１９】
図１および図２は、該４輪駆動車両１における後輪２の動力伝達機構３の構成図を示す。
動力伝達機構３は、プラネタリギアセット10と減速機構20と差動ギア機構25から構成されている。
【００２０】
プラネタリギアセット10は、同軸のサンギア11とリングギア13との間に噛合してプラネタリギア12が同軸回転するキャリア14に軸支されて自転しながら公転可能に介装された構造をしている。
【００２１】
キャリア14は、リングギア13の外周を覆いリングギア13を軸方向に摺動自在に支持するクラッチガイド15と連結され一体に回転する。
クラッチガイド15とリングギア13との間に互いに軸方向に接離するクラッチ部材16が介装されている。
【００２２】
またクラッチガイド15とリングギア13との間に介装されたスプリング17によりリング部材13が押圧されてクラッチ部材16を締結する方向に付勢している。
そして回転するクラッチガイド15には遠心子部材18が揺動自在に支持されている。
【００２３】
該遠心子部材18は、くの字状に屈曲し一側片先端に遠心ウエイト18ａが設けられ、他側片が作用片18ｂとしてリングギア13に当接作用する。
キャリア14とともにクラッチガイド15が回転すると、遠心子部材18が遠心ウエイト18ａにかかる遠心力により揺動し、クラッチ部材16を解放する方向に前記スプリング17の付勢力に抗してリングギア13を摺動する。
【００２４】
プラネタリギアセット10のサンギア11，プラネタリギア12，リングギア13の各歯状はヘリカルギアを形成して互いに噛合っており、このヘリカルギアによるスラスト力がリングギア13に作用してクラッチ部材16を解放する方向に付勢している。
【００２５】
該プラネタリギアセット10は、サンギア11とキャリア14が入出力にあたり、クラッチ部材16が図１に示すように締結状態にあると、クラッチガイド15を介してキャリア14とリングギア13が結合されてプラネタリギア12の自転が阻止されるためサンギア11を含めたプラネタリギアセット10全体が一体に回転し、入出力のサンギア11とキャリア14は同軸で同一回転する。
【００２６】
車速に基づく遠心子部材18の遠心力とヘリカルギアのギアスラスト力によりクラッチ部材16が図２に示すように解放されると、キャリア14とリングギア13は相対回転可能で、入出力のサンギア11とキャリア14は互いに自由に回転可能で、動力が伝達されない。
【００２７】
プラネタリギアセット10のサンギア11の回転軸にモータ４の回転軸４ａが同軸に連結され、キャリア14の回転軸に減速機構20のギア21が同軸に連結されており、減速機構20はギア21に噛合するギア22に同軸一体のギア23が差動ギア機構25の入力ギア24と噛合している。
【００２８】
差動ギア機構25は、入力ギア24の回転を左右の後輪２，２の車軸２ａ，２ａに振り分け伝達して後輪２，２を回転する。
【００２９】
本動力伝達機構３は、以上のように構成されており、クラッチ部材16のトルク容量（伝達可能なトルクの最大値）Ｔｃの車速Ｖに対する変化を図３に示し、同図３を参照して加速時の動作を図４に減速時の動作を図５に示し説明する。
【００３０】
なおクラッチ部材16には、締結方向にスプリング17によるスプリング力Ｆspが常に作用し、解放方向にヘリカルギアの噛合いによるギアスラスト力Ｆgsと遠心子部材18の遠心力による切離し力Ｆcfが作用する。
【００３１】
したがってクラッチ部材16を締結しようとする押付け荷重Ｆは、次式のようにスプリング力Ｆspからギアスラスト力Ｆgsと切離し力Ｆcfを減算したものである。
Ｆ＝Ｆsp−Ｆgs−Ｆcf
【００３２】
クラッチ部材16が伝達可能なトルクの最大値であるトルク容量Ｔｃは、押付け荷重Ｆに比例し、次式で表される。
Ｔｃ＝μｋＦ
ここにμは摩擦係数、ｋはトルク部材16の形態から決まる定数である。
【００３３】
モータ４が電動機として駆動して４輪駆動で走行を始めたときは、クラッチ部材16にはギアスラスト力Ｆgsと切離し力Ｆcfが作用するので、その場合の４輪駆動トルク容量Ｔc4は、
Ｔc4＝μｋＦ＝μｋ（Ｆsp−Ｆgs−Ｆcf）
であり、車速Ｖに対するこの４輪駆動トルク容量Ｔc4の変化を図３に曲線Ｃ４で示す。
【００３４】
遠心子部材18の遠心力による切離し力Ｆcfは、車速Ｖの２乗に比例するので、図３において曲線Ｃ４は２次曲線となっている。
【００３５】
モータ４が電動機として駆動していないで２輪駆動で走行しているときは、クラッチ部材16には遠心力による切離し力Ｆcfが作用するが、ギアスラスト力Ｆgsは作用せず、その場合の２輪駆動トルク容量Ｔc2は、
Ｔc2＝μｋＦ＝μｋ（Ｆsp−Ｆcf）
であり、車速Ｖに対するこの２輪駆動トルク容量Ｔc2の変化を図３に曲線Ｃ２で示す。
【００３６】
２輪駆動トルク容量Ｔc2の方が、ギアスラスト力Ｆgsを受けない分４輪駆動トルク容量Ｔc4よりトルク容量が大きく、図３に示すように曲線Ｃ２が曲線Ｃ４より上方に位置する。
【００３７】
なお４輪駆動車両の場合、高速になると２輪駆動の方が効率が良いので、モータ４のモータ駆動力は、図３に示すようにある程度の車速に達すると、車速に対して漸次減少させるよう制御して内燃機関の動力に徐々に任せるようにし、トルク容量Ｔc4を越えてさらにクラッチ部材16が完全に解放されたところで動力伝達されなくなり、２輪駆動となる。
【００３８】
この加速時の動作を図３および図４に従って説明すると、まず発進時に電子制御装置ＥＣＵにより制御されてモータ４が電動機として駆動した当初は、図４▲１▼に示すようにクラッチ部材16にスプリング力Ｆspのほかヘリカルギアの噛合いによるギアスラスト力Ｆgsが作用しプラネタリギアセット10は一体に回転しようとするが、まだ遠心力による切離し力Ｆcfが生じておらず、図３の４輪駆動トルク容量Ｔc4の曲線Ｃ４上の▲１▼に位置する状態にある。
【００３９】
後輪２が回転し車速が上昇すると、クラッチ部材16に遠心力による切離し力Ｆcfが徐々に大きく作用して図３に示すように４輪駆動トルク容量Ｔc4は２次曲線Ｃ４に沿って減少し、別に制御されて減少していたモータ駆動力と一致した曲線Ｃ４上の▲２▼の位置でモータ駆動力が４輪駆動トルク容量Ｔc4を上回るとクラッチ部材16は滑り始める（図３▲２▼参照）。
【００４０】
そしてさらに加速され４輪駆動トルク容量Ｔc4が０になった曲線Ｃ４上の▲３▼の位置で、クラッチ部材16は完全に解放され（図３▲３▼参照）、モータ４の駆動力はプラネタリギアセット10の出力であるキャリア14に伝達されず後輪２を駆動せず２輪駆動状態となる。
その後モータ４への通電は停止される。
【００４１】
２輪駆動で車速がさらに上昇すると、遠心力による切離し力Ｆcfが増加し、クラッチ部材16は完全に解放され（図５▲４▼参照）、図３におけるトルク容量Ｔｃ＝０の▲４▼の位置にある。
【００４２】
斯かる状態から車速が低下すると、遠心力によるクラッチ部材16の切離し力Ｆcfが低下してクラッチ部材16は、スプリング力Ｆspにより互いに接近して引き摺りを始める（図５▲５▼参照）。
クラッチ部材16が引き摺りを始める時点は、２輪駆動トルク容量Ｔc2が生じるところで図３において曲線Ｃ２とＴｃ＝０の直線との交点▲５▼の位置にある。
【００４３】
すなわち加速時のクラッチ部材16が完全に解放される車速（図３の▲３▼の位置）よりも高い車速（図３の▲５▼の位置）で減速時のクラッチ部材16が引き摺りを生じる。
【００４４】
さらに減速すると、遠心力による切離し力Ｆcfの低下で２輪駆動トルク容量Ｔc2が上昇して２輪駆動トルク容量Ｔc2の曲線Ｃ２上を移動し、図３における回生トルクを上回った点▲６▼の位置であるクラッチ部材16の完全締結に至る（図５▲６▼参照）。
【００４５】
クラッチ部材16が完全締結に至れば後輪２の回転トルクは、プラネタリギアセット10が一体に回転される動力伝達機構３を介してモータ４の駆動軸に伝達されるので、モータ４を発電機として作動させて回生を行うことができる。
【００４６】
以上のようにクラッチ部材16が加速時に解放する車速と減速時に締結する車速には差があるため、所定車速の近傍での車両の走行時にクラッチの解放・締結を頻繁に繰り返す所謂ハンチングを防止することができる。
【００４７】
クラッチ部材16における解放する車速と締結する車速の差は、４輪駆動トルク容量Ｔc4と２輪駆動トルク容量Ｔc2のずれ（図３の曲線Ｃ４と曲線Ｃ２の開き）を決定するギアスラスト力Ｆgsによるものであり、よってプラネタリギアセット10のヘリカルギアの歯条の角度により前記車速の差を適当に設定することができる。
【００４８】
ここにモータ４の制御手順を図６のフローチャートに従って簡単に説明する。
なおＥＣＵが、車速，機関回転数、スロットル角度，ブレーキ状態、バッテリ残量などの各センサからの情報を入力して演算処理しモータ４を制御している。
【００４９】
まずパニックブレーキ（急ブレーキ）が掛けられたか否かを機関回転数の変化から判断し（ステップ１）、掛けられたときはステップ11に飛んでモータ４の駆動（アシスト）および回生は禁止し、掛けられていないときはステップ２に進みクルーズ中か否かをスロットル角度（またはアクセルペダルの角度）および車速の変化量および機関回転数から判断する。
【００５０】
クルーズ中でない場合はステップ４に飛び、スロットル角度がある角度以上あって車速変化が無く機関回転数の変化の少ないクルーズ中はステップ３に進み回生要求があるか否かをバッテリ残量から判断する。
【００５１】
バッテリ残量が所定量より少ない過不足状態のときに回生要求があるとして、ステップ８に進み、アクセルペダルが踏まれ内燃機関によりクルーズ走行中にモータ４を発電機として作動してクルーズ回生を実行する。
走行中に後輪２側に少し制動が掛かることになるが、違和感がないように回生量は制御されている。
【００５２】
クルーズ中でない場合は、ステップ４に進んで、減速中か否かをスロットル角度が０か否か、機関回転数、車速変化により判断し、減速中でなければステップ６に飛んで加速中か否かをスロットル角度および機関回転数、車速変化から判断する。
クルーズ中で回生要求がない場合は、ステップ６に進む。
【００５３】
減速中ならばステップ４からステップ５に進み車速が条件範囲内（例えば10〜80（または90）km/h）にあるか否かを判断し、条件範囲内にあればステップ９に進みモータ４を発電機として作動して減速回生を実行する。
【００５４】
あまりにも高車速のときには発電機としての回転が高すぎる場合があるので車速を条件として減速回生をしている。
なお車速が条件範囲内になければステップ11に飛び回生を禁止する。
【００５５】
また加速中であればステップ６からステップ７に進み進み車速が条件範囲内（例えば０〜90（または100）km/h）にあるか否かを判断し、条件範囲内にあればステップ10に進み、モータ４を電動機として駆動して動力のアシストをして４輪駆動とする。
【００５６】
なおステップ10において加速中で車速が条件範囲内にあっても、前記したように車速の上昇に伴いモータ駆動力を小さくしており（図３参照）、所定車速（図３において▲３▼の位置での車速）以上ではモータ４の駆動を停止する制御を行っている。
【００５７】
加速中でないとき、または車速が条件範囲内にもないときはステップ11に進み、モータ４の駆動および回生は禁止される。
【００５８】
次いでステップ12に進むと、モータ４の駆動および回生が禁止されているか否かを判断し、禁止されているときは１サイクルの制御は終了となり、禁止されていない状態すなわちモータ４が駆動または回生を行っているときは、ステップ13に進み、ブレーキが掛けられているか否かを判断し、ブレーキが掛けられているときはステップ14に進んで、アクセルペダルが踏まれているかを判断する。
【００５９】
ブレーキペダルもアクセルペダルも同時に踏まれているときは、ステップ17に進んで、モータの駆動力を制限する。
すなわちブレーキペダルとアクセルペダルが同時に踏まれてモータ４が電動機として駆動されているときは、運転者の意図が加速要求にあるのか減速要求にあるのか不明であるため、少なくともブレーキペダルが踏まれていることを重視してモータの駆動を低く制限しようとするものである。
【００６０】
ブレーキペダルとアクセルペダルの少なくとも一方が踏まれていないときは、ステップ15に進み、車速が極めて低いか否かを判断しており、ここでの車速は前輪の左右平均車速である。
車速が極めて低い場合は、ステップ16に進み、後輪２の左右輪の回転差が大きいか否かを判断している。
【００６１】
車速が極めて低く、後輪の左右輪回転差が大きい場合、すなわち前輪は略停止しているのに後輪の片方だけが、氷上などで空転したり脱輪している場合には、ステップ18に進み、モータ４の駆動力を制限する。
車速が極めて低くないか、後輪の左右輪回転差が大くない場合は、１サイクルの処理は終了する。
【００６２】
以上のようにモータ４は制御されるが、モータ駆動の下で加速しているときは、所定車速（図３において▲３▼の位置での車速）を超えるとプラネタリギアセット10に組み込まれたクラッチ部材16が解放され機械的にモータの駆動力の伝達を確実に遮断するようにしている。
【００６３】
次ぎに別の実施の形態に係る４輪駆動車両31について図７ないし図１１に基づき説明する。
該４輪駆動車両31における後輪32の動力伝達機構33の構成図を図７および図８に示す。
【００６４】
動力伝達機構33のギア51，52，53、54からなる減速機構50および差動ギア機構55は、前記実施の形態と同じであり、プラネタリギアセット40のサンギア41，プラネタリギア42，リングギア43がヘリカルギアで同じように噛合わされている。
【００６５】
プラネタリギア42を軸支するキャリア44と一体に回転するクラッチガイド45が、リングギア43の外周を覆い自身が軸方向に摺動自在に設けられている。
クラッチガイド45とリングギア43との間に互いに軸方向に接離するクラッチ部材46が介装されている。
【００６６】
クラッチガイド45とリングギア43との間に介装されたスプリング47によりクラッチガイド45が押圧されてクラッチ部材46を締結する方向に付勢している。
そして回転するクラッチガイド45には遠心子部材48が揺動自在に支持されている。
【００６７】
該遠心子部材48は、くの字状に屈曲し一側片先端に遠心ウエイト48ａが設けられ、他側片が作用片48ｂとしてキャリア44に当接作用する。
キャリア44とともにクラッチガイド45が回転すると、遠心子部材48が遠心ウエイト48ａにかかる遠心力により揺動し、クラッチ部材46を解放する方向に前記スプリング47の付勢力に抗してクラッチガイド45を摺動する。
【００６８】
プラネタリギアセット40のヘリカルギアを形成しているサンギア41，プラネタリギア42，リングギア43の噛合いによりスラスト力がリングギア43に作用してクラッチ部材46を解放する方向に付勢している。
【００６９】
そしてキャリア44とサンギア41との間にワンウエイクラッチ49が介装されている。
以上のプラネタリギアセット40のリングギア43に、発電機兼用のモータ34の駆動が連結部材35を介して入力され、キャリア44の回転が出力として減速機構50のギア51に伝達されるようになっている。
【００７０】
クラッチ部材46が完全に締結されていると、リングギア43とキャリア44は一体であり、プラネタリギアセット40は全体で一体に回転する。
その際モータ34の駆動力はキャリア44と一体のリングギア43に伝達されるので、リングギア43がプラネタリギア42を自転させる力が働かないためヘリカルギアとしてのスラスト力は生じない。
【００７１】
しかしクラッチ部材46が滑り始めると、リングギア43からプラネタリギア42を介してサンギア41に駆動力が伝達され、ヘリカルギアとしてのスラスト力が発生するが、サンギア41とキャリア44との間にはワンウエイクラッチ49が介装されているためサンギア41が相対回転せず、よってプラネタリギア42も自転せずに全てのギアが一体になって回転すなわちプラネタリギアセット40は依然として全体で一体に回転する。
【００７２】
ただしクラッチ部材46が滑り始めると、リングギア43にクラッチ部材46を解放する方向にスラスト力が発生する。
【００７３】
したがって本実施の形態では、４輪駆動トルク容量Ｔc4は、
Ｔc4＝μｋＦ＝μｋ（Ｆsp−Ｆcf）
であり、クラッチ部材46のトルク容量Ｔｃの車速Ｖに対する変化を示すと図９の曲線Ｃ４のようになる。
【００７４】
図９には、仮にギアスラスト力Ｆgsも作用している場合のトルク容量を点線の曲線Ｃ´で示している。
以下本動力伝達機構33による動作を図９ないし図１１に従って説明する。
【００７５】
まず発進時に電子制御装置ＥＣＵにより制御されてモータ34が電動機として駆動した当初は、クラッチ部材46が完全締結されて図１０▲１▼に示すようにクラッチ部材46にスプリング力Ｆspのみが作用しプラネタリギアセット40は一体に回転しようとするが、まだ遠心力による切離し力Ｆcfが生じておらず、図９の４輪駆動トルク容量Ｔc4の曲線Ｃ４上の▲１▼に位置する状態にある。
【００７６】
車速が上昇すると、クラッチ部材46に遠心力による切離し力Ｆcfが徐々に大きく作用して図９に示すように４輪駆動トルク容量Ｔc4は２次曲線Ｃ４に沿って減少し、別に制御されて減少していたモータ駆動力と一致した曲線Ｃ４上の▲２▼の位置でモータ駆動力が４輪駆動トルク容量Ｔc4を上回るとクラッチ部材46は滑り始める（図１０▲２▼参照）。
【００７７】
クラッチ部材46は滑り始めるとクラッチ部材46にヘリカルギアの噛合いによるギアスラスト力Ｆgsが作用することで、トルク容量Ｔｃが変化して図９の下方の曲線Ｃ´に移行して曲線Ｃ´上に移る。
【００７８】
ギアスラスト力Ｆgsの作用でトルク容量Ｔｃは一気に減少して０となると、曲線Ｃ´上の▲３▼の位置に至り、クラッチ部材46は完全解放される（図１０▲３▼参照）。
なおモータ34の駆動力は、４輪駆動トルク容量Ｔc4が０となるまでは作用しつづけた後、駆動を停止する。
【００７９】
車速がさらに上昇すると、遠心力による切離し力Ｆcfが増加し（図１１▲４▼参照）、図９におけるトルク容量Ｔｃ＝０の▲４▼の位置にある。
斯かる状態から車速が低下すると、遠心力によるクラッチ部材46の切離し力Ｆcfが低下してクラッチ部材46は、スプリング力Ｆspにより互いに接近して引き摺りを始める（図１１▲５▼参照）。
【００８０】
引き摺りを始めてもモータ34が駆動されていないのでギアスラスト力Ｆgsは働かず４輪駆動トルク容量Ｔc4が生じる。
クラッチ部材46が引き摺りを始める時点は、４輪駆動トルク容量Ｔc4が生じるところで図９において曲線Ｃ４とＴｃ＝０の直線との交点▲５▼の位置にある。
【００８１】
すなわち加速時のクラッチ部材46が完全に解放される車速（図９の▲３▼の位置）よりも高い車速（図９の▲５▼の位置）で減速時のクラッチ部材16が引き摺りを生じる。
【００８２】
さらに減速すると、遠心力による切離し力Ｆcfの低下で４輪駆動トルク容量Ｔc4が上昇して４輪駆動トルク容量Ｔc4の曲線Ｃ４上を移動し、図９における回生トルクを上回った点▲６▼の位置であるクラッチ部材46の完全締結に至る（図１１▲６▼参照）。
【００８３】
クラッチ部材46が完全締結に至れば後輪32の回転トルクは、プラネタリギアセット40が一体に回転される動力伝達機構33を介してモータ34の駆動軸に伝達されるので、モータ34を発電機として作動させて回生を行うことができる。
【００８４】
以上のようにクラッチ部材46が加速時に解放する車速と減速時に締結する車速には差があるため、所定車速の近傍での車両の走行時にクラッチの解放・締結を頻繁に繰り返す所謂ハンチングを防止することができる。
【００８５】
次に別の実施の形態に係る４輪駆動車両60について図１２にその動力伝達機構を示し説明する。
本４輪駆動車両60は、モータ駆動はせずに内燃機関61により前輪62と後輪63とを共に駆動する構成のものである。
【００８６】
内燃機関61から変速機64を介して前輪62に駆動力を伝達するとともに、変速機64からプロペラシャフト65により車体後方へ駆動力を伝達する動力伝達系を有し、前後方向に指向したプロペラシャフト65は前後方向を回転軸方向に配設された前記プラネタリギアセット10（同じ符号を用いる）のサンギア11に連結されている。
【００８７】
出力のキャリア14の回転中心軸14ａは、ベベルギア66に一体に連結され、同ベベルギア66に噛合するベベルギア67が差動ギア機構68を駆動して同差動ギア機構68により左右の後輪63に駆動力を振り分け伝達する。
【００８８】
本動力伝達機構は以上のように構成されており、内燃機関61の駆動力は常時前輪62に伝達されるが、プラネタリギアセット10を介して伝達される後輪63には車速に応じて自動的に動力伝達が遮断・締結される。
その際に所定車速の近傍での車両の走行時にクラッチの解放・締結を頻繁に繰り返す所謂ハンチングを防止することができる。
【００８９】
上記実施の形態の変形例を図１３に示す。
本４輪駆動車両70は、前記４輪駆動車両60におけるプロペラシャフト65とプラネタリギアセット10の配置を交換した構成であり、部材の符号は同じものを用いる。
【００９０】
プロペラシャフト65より前方にプラネタリギアセット10を配置し、プラネタリギアセット10のサンギア11に変速機64の駆動力が入力される構成であり、プラネタリギアセット10を車体前方に配置することができる。
【００９１】
また別の実施の形態に係る４輪駆動車両80は、図１４に動力伝達機構を示すように変速機（図示せず）の出力がプロペラシャフト81に伝達され、プロペラシャフト81の後端にベベルギア82を有し、同ベベルギア82に噛合するベベルギア83が前記プラネタリギアセット10（同じ符号を用いる）のサンギア11に一体に連結されている。
【００９２】
したがってプラネタリギアセット10は回転軸が左右方向に指向している。
そしてプラネタリギアセット10の出力であるキャリア14の回転中心軸14ａは減速機構のギア84の回転軸に一体に連結され、ギア84は減速機構の他方のギア85に噛合し、ギア85は差動ギア機構86の入力になり差動ギア機構86を介して後輪87に駆動力が伝達される。
【００９３】
前記４輪駆動車両60，70のプラネタリギアセット10の回転軸方向を前後方向から左右方向に変えてプラネタリギアセット10の姿勢を変更した構造で減速機構も備えている。
【００９４】
同動力伝達機構の変形例を図１５に示す。
本４輪駆動車両90は、プロペラシャフト91の出力をベベルギア92，93を介してプラネタリギアセット10のサンギア11に伝達しているが、同サンギア11は後輪95の車軸95ａに回転自在に軸支されている。
そしてキャリア14が直接差動ギア機構94の入力となっている。
【００９５】
以上のように本４輪駆動車両90の動力伝達機構は、減速機構を備えないが、プラネタリギアセット10が後輪95の車軸95ａの周りに差動ギア機構94とともに設けられているので、コンパクト化が図れる。
【００９６】
以上の４輪駆動車両60，70，80，90においてはサンギア11を入力とするプラネタリギアセット10を適用させていたが、プラネタリギアセット10の代わりにリングギア43を入力とする前記プラネタリギアセット40を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る４輪駆動車両における後輪の動力伝達機構を示す概略構成図である。
【図２】別の状態の同動力伝達機構を示す概略構成図である。
【図３】同動力伝達機構におけるクラッチの車速に対するトルク容量を示すグラフである。
【図４】加速時の同動力伝達機構の動作を経時的に示した部分概略構成図である。
【図５】減速時の同動力伝達機構の動作を経時的に示した部分概略構成図である。
【図６】モータの制御手順を示したフローチャートである。
【図７】別の実施の形態に係る４輪駆動車両における後輪の動力伝達機構を示す概略構成図である。
【図８】別の状態の同動力伝達機構を示す概略構成図である。
【図９】同動力伝達機構におけるクラッチの車速に対するトルク容量を示すグラフである。
【図１０】加速時の同動力伝達機構の動作を経時的に示した部分概略構成図である。
【図１１】減速時の同動力伝達機構の動作を経時的に示した部分概略構成図である。
【図１２】別の実施の形態に係る４輪駆動車両の動力伝達機構を示す概略構成図である。
【図１３】また別の実施の形態に係る４輪駆動車両の動力伝達機構を示す概略構成図である。
【図１４】さらに別の実施の形態に係る４輪駆動車両の動力伝達機構を示す概略構成図である。
【図１５】さらにまた別の実施の形態に係る４輪駆動車両の動力伝達機構を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…４輪駆動車両、２…後輪、３…動力伝達機構、４…モータ、
10…プラネタリギアセット、11…サンギア、12…プラネタリギア、13…リングギア、14…キャリア、15…クラッチガイド、16…クラッチ部材、17…スプリング、18…遠心子部材、
20…減速機構、21，22，23，24…ギア、25…差動ギア機構、
31…４輪駆動車両、32…後輪、33…動力伝達機構、
40…プラネタリギアセット、41…サンギア、42…プラネタリギア、43…リングギア、44…キャリア、45…クラッチガイド、46…クラッチ部材、47…スプリング、48…遠心子部材、49…ワンウエイクラッチ、
50…減速機構、51，52，53、54…ギア、55…差動ギア機構、
60…４輪駆動車両、61…内燃機関、62…前輪、63…後輪、64…変速機、65…プロペラシャフト、66，67…ベベルギア、68…差動ギア機構、
70…４輪駆動車両、
80…４輪駆動車両、81…プロペラシャフト、82，83…ベベルギア、84，85…ギア、86…差動ギア機構、87…後輪、
90…４輪駆動車両、91…プロペラシャフト、92，93…ベベルギア、94…差動ギア機構、95…後輪。

Claims (2)

1. 前後一方の車輪に第１の駆動源からの駆動力が伝達されるとともに、前後他方の車輪に前記第１の駆動源または第２の駆動源からの駆動力が伝達される４輪駆動車両において、
   前記第１の駆動源または第２の駆動源からの駆動力が入力されるヘリカルギアを形成するサンギアと、
   前記サンギアに噛合うヘリカルギアを形成するプラネタリギアと、
   前記プラネタリギアに噛合うヘリカルギアを形成するリングギアと、
   前記プラネタリギアを軸支し前記他方の車輪に伝達される回転力が出力されるキャリアと、
   前記リングギアとともに回転する一方のクラッチ部材と、
   前記キャリアとともに回転する他方のクラッチ部材と、
   前記両クラッチ部材を互いに締結する方向に付勢する弾性部材と、
   遠心力により前記両クラッチ部材を互いに解放する方向に押圧する遠心子部材とを備え、
   前記サンギアに入力される駆動力に基づいて前記各ヘリカルギアの噛合わせにより生じる前記リングギアのスラスト力が前記両クラッチ部材を互いに解放する方向に押圧するようにプラネタリギアセットが構成されることを特徴とする４輪駆動車両の駆動力伝達装置。
2. 前後一方の車輪に第１の駆動源からの駆動力が伝達されるとともに、前後他方の車輪に前記第１の駆動源または第２の駆動源からの駆動力が伝達される４輪駆動車両において、
   前記第１の駆動源または第２の駆動源からの駆動力が入力されるヘリカルギアを形成するリングギアと、
   前記リングギアに噛合うヘリカルギアを形成するプラネタリギアと、
   前記プラネタリギアに噛合うヘリカルギアを形成するサンギアと、
   前記プラネタリギアを軸支し前記他方の車輪に伝達される回転力が出力されるキャリアと、
   前記キャリアと前記サンギアとの間に介装されるワンウエイクラッチと、
   前記リングギアとともに回転する一方のクラッチ部材と、
   前記キャリアとともに回転する他方のクラッチ部材と、
   前記両クラッチ部材を互いに締結する方向に付勢する弾性部材と、
   遠心力により前記両クラッチ部材を互いに解放する方向に押圧する遠心子部材とを備え、
   前記リングギアに入力される駆動力に基づいて前記各ヘリカルギアの噛合わせにより生じる前記プラネタリギアのスラスト力が前記両クラッチ部材を互いに解放する方向に押圧するようにプラネタリギアセットが構成されることを特徴とする４輪駆動車両の駆動力伝達装置。

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