JPH02234846A - ４輪駆動車の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は４輪駆動車の動力伝達装置に関するものである
。

［従来の技術］ ＦＦタイプ（７ロントエンジンフロントドライブ）の車
両をベースとして、工冫ジントルクを後輪にも伝達でき
るようにした４輪駆動車はよく知られているが、このよ
うな４輪駆動車において、エンジントルクをプロペラシ
ャフトのような完全にリジッドな動力伝達手段のみで後
輪側に伝達すると、常に前・後輪の回転数が等しくなる
ので、旋回時等前輪と後輪の回転数を異ならせる必要が
ある走行状態においては、円滑に車輪を回転させられな
くなる。そこで、通常前・後輪間の回転差を吸収するた
めに、エンジン（トランスミッション）から後輪側への
動力伝達経路に回転差吸収手段が設けられる。

そして、回転差吸収手段としてビスカスカップリングを
用いた動力伝達装置が従来より知られているが、この従
来の動力伝達装置においては、トランスミッション側（
前輪側）から後輪側へのトルク伝達量は、第４図中の曲
線Ｇ１で示すように、前輪側と後輪側の間の回転数差Δ
Ｎが比較的小さいときにはΔＮの増加に伴って急激に増
加するが、回転数差ΔＮがある程度以上になると飽和状
態になるといった特性を有する。したがって、前輪側と
後輪側との回転数差ΔＮが大きいときに後輪側に有効に
トルクが伝達されない。

ところで、路面抵抗が非常に低い路面（雪道等いわゆる
低μ路）走行時において、前・後輪のいずれか一方、ま
たは両方がスリップしているようなときには前・後輪間
の回転数差が大きくなる。

このようなときに安定して車両を走行させるためには４
輪駆動走行が必要とされるが、ビスカスカップリングを
用いた上記従来の動力伝達装置では、前記したとおり、
ΔＮが大きい領域で後輪に十分なトルクを伝達すること
ができないので、効果的な４輪駆動走行を行うことがで
きず、低μ路での走行安定性が悪化するといった問題が
あった。

そこで、ＦＦペースの車両において、第３図に示スよう
に、エンジン（トランスミッション）トルクの後輪側へ
の伝達経路に、前輪側（エンジン側）に連結される第１
サンギヤ１０１と、後輪側に連結される第２サンギヤ１
０２と、第１，第２の両サンギヤ１０１，１０２と噛み
合う複数のプラネタリギヤ１０３と、該プラネタリギヤ
１０３を両サンギヤ１０１，１０２まわりに自転・公転
可能に軸支するキャリア１０４と、該キャリア１０４に
同軸に固定される第ｌメンバ１０５ａと車体１０６に固
定される第２メンバｌ０５ｂとで構成されるビスカスカ
ップリング１０５とを設けた動力伝達装置が提案されて
いる（特開昭６１−２０７２２０号公報参照）。

第３図に示す動力伝達装置においては、第１サンギヤ１
０１（前輪側）と第２サンギヤ１ｏ２（後輪側）との間
に回転数差ΔＮが生じると、この回転数差ΔＮに比例し
た回転数でキャリア１０４が回転する。このとき、キャ
リア１．０４に同軸に固定された第ｌメンバｌ０５ａが
キャリア１０４とともに回転するが、第２メンバｌ０５
ｂは車体１０６に固定されて静止しているので、第１メ
ンバ１０５ａの回転数に応じて第１，第２メンバ１０５
８．１０５ｂ間には流動抵抗が生じる。そして、この流
動抵抗の大きさは第ｌメンバ１０５ａの回転数の２乗に
ほぼ比例する（乱流下では流体抵抗は流速の２乗に比例
するから）が、第２メンバ１０５ｂは車体に固定されて
いるので、反作用によって上記流動抵抗はキャリア１０
４の回転を抑制するトルクとなる。

一方、第１，第２サンギヤ１０１．１０２とプラネタリ
ギヤ１０３とキャリア１０４とは、よく知られたブラ不
タリギャ列を構成し、プラネタリギヤ列の外部からキャ
リア１０４に加えられるトルクに比例するトルクが第１
サンギヤ１０１から第２サンギヤ１０２に伝達されると
いった特性を有する。したがって、ビスカスカップリン
グ１０５に生じた流動抵抗に比例するトルクが第１サン
ギヤ１０１から第２サンギヤ１０２に伝達されることに
なり、このとき第１サンギヤ１０１から第２サンギヤ１
０２へのトルク伝達量の回転数差４Ｎに対する特性は、
第４図中の曲線Ｇ２で示すように、回転数差ΔＮが大き
い領域でトルクが非常に大きくなる２次曲線的特性とな
る。このため、回転数差ΔＮが大きくなる低μ路での走
行時に効果的な４輪駆動走行を行うことができるといっ
た利点がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第３図に示す従来の動力伝達装置では、
第１サンギヤ１０１から第２サンギヤｌ０２へのトルク
伝達量がΔＮの２乗に比例する関係上、回転数差ΔＮが
小さい領域では第１サンギヤｌｏｔから第２サンギヤ１
０２へはほとんどトルクが伝達されない。したがって、
４輪駆動走行がほとんど行えず、実質的には２輪駆動と
何ら変わらないことになる。

また、カーブを旋回するときには、後輪の回転半径が前
輪の回転半径より小さくなるので、前輪回転数が後輪回
転数より大きくなる。したがって、回転数差ΔＮが大き
くなり、第１サンギヤ１０１から第２サンギヤ１０２へ
のトルク伝達量が大きくなり強い４輪駆動状態となる。

このため、前輪回転数と後輪回転数とを等しくさせるよ
うな強力な力が作用するので、前・後輪の回転数差を吸
収できなくなり、各車輪には路面から強い摩擦力が作用
する。このため、前輪の回転が後輪によって強制的に停
められるような力（あるいは後輪の回転が強制的に高め
られるような力）が作用し、これによって前輪に強いブ
レーキカが作用する、いわゆるタイトコーナブレーキン
グ現象が発生し、ときにはエンストに至るといった問題
があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、低μ路走行時等においては効果的な４輪駆動走行を
行うことができるとともに、力一ブ旋回時にはタイトコ
ーナブレーキング現象の発生を有効に防止できる４輪駆
動車の動力伝達装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達するため、前輪車軸と後輪車軸
との間に設けられる動力伝達装置であって、前・後輪の
うちエンジンのトルクが該動力伝達手段を介さず直接的
に伝達される方の車輪側に連結される第１サンギヤと、
他方の車輪側に連結され上記第１サンギヤとは固定され
ない第２サンギヤと、第１，第２の両サンギヤと噛み合
うプラネタリギヤと、該プラネタリギヤを両サンギヤま
わりに自転・公転可能に軸支するキャリアと、該キャリ
アに対して大きなトルク比を有するトルク伝達手段を介
してキャリアの回転を制御するキャリア駆動制御手段と
を備えたことを特徴とする４輪駆動車の動力伝達装置を
提供する。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、キャリア駆動制御手段はキャリアの回
転を正方向に促進させもしくは負方向に逆転させ、また
はキャリアの回転を停止させることができる。なお、キ
ャリア駆動制御手段からキャリアへのトルク伝達手段の
トルク比が大きく設定されているので、キャリア駆動制
御手段の出力容量が小さくてもキャリアの回転を有効に
制御することができる。

そして、キャリア駆動制御手段によってキャリアの回転
が完全に停止されたときには、第１サンギヤと第２サン
ギヤとは完全なリジッド連結状態となり、前輪側と後輪
側とは直結状態となる。したがって、低μ路走行時等強
力な４輪駆動が必要なときは、キャリア駆動制御手段に
よってキャリアの回転を停止させることにより、効果的
な４輪駆動走行を行うことができる。

また、キャリア駆動制御手段によってキャリアの回転が
正方向に促進されたときには、第１サンギヤ（前輪側）
と第２サンギヤ（後輪側）との間の回転数差ΔＮとキャ
リアの回転数との間には比例関係があるので、第１，第
２サンギヤ間の回転数差ΔＮ１すなわち前・後輪間の回
転数差を大きくするような作用、つまり前輪回転数を後
輪回転数より大きくするような作用が生じる。したがっ
て、旋回時においては、キャリア駆動制御手段を旋回状
態（例えば、舵角、車速等）に応じた回転数で正方向に
駆動することにより、前・後輪を夫々車両が円滑に旋回
できる回転数にすることができ、タイトコーナブレーキ
ング現象の発生を有効に防止することができる。

さらに、キャリア駆動制御手段によってキャリアの回転
を逆転させたときには、第２サンギヤ（後輪側）の回転
数を第１サンギヤ（前輪側）の回転数より高めることが
できる。したがって、発進時等ＦＲ的駆動が必要とされ
るときには、キャリア駆動制御手段によってキャリアを
逆回転させることにより、後輪側の回転数を高めて後輪
のスリップ率を高め、ＦＲ的走行を行うことができる。

このように、キャリア駆動制御手段の出力を調整するこ
とによって、路面状態に応じて前・後輪間の回転数差の
有無にかかわりなく任意に４輪駆動走行を行うことがで
きるとともに、タイトコーナブレーキング現象の発生を
防止でき、かつ、時宜に応じてＦＲ的走行を行うことが
できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、ＦＦベースの４輪駆動車Ｗにおい
ては、横置き搭載エンジン１のトルクが、トランスミッ
ション２でシフト位置に対応する変速比で変速された後
、トランスミッション２の出力軸３に同軸に取り付けら
れたメインドライブギヤ４と、該メインドライブギャ４
と噛み合うメインドリブンギャ５とを介して、フロント
デ７Ｆのりングギャ６に伝達されるようになっている。

そして、リングギャ６のトルクの一部は、リングギャ６
の内周に沿って配置された複数のピニオン７を介して、
左右のサイドギャ８，９に伝達され、これらの左右のサ
イドギャ８，９のトルクは、夫々左右の前輪車軸１　１
．１　２を介して左右の前輪１３．１４に伝達されるよ
うになっている。なお、旋回時等における左右の前輪１
　３．１　４間の回転数差はフロントデフＦの差動作用
により吸収されるようになっている。

一方、リングギャ６の残りのトルクは、該リングギャ６
と噛み合う第ｌベベルギャ１６を介して第１プロペラシ
ャフトｌ７に伝達され、この第１プロペラシャフトｌ７
のトルクは、後で説明する動力伝達装置Ｄを介して、第
２プロペラシャフト２８に伝達され、さらに第２べベル
ギャ２９と、該第２ベペルギャ２９と噛み合う第２リン
グギャ３ｌとを介してリャデフＲの複数のビニオン３２
に伝達される。この後、ピニオン３２のトルクは左右の
サイドギャ３３，３４から、夫々左右の後輪車軸３５．
３６を介して左右の後輪３　７．３　８に伝達される。

上記動力伝達装置Ｄは一種のプラネタリギヤシステムで
あって、第１プロペラシャフト１７に同軸に取り付けら
れる第１サンギヤｌ８と、第２プロペラシャフト２８に
同軸に取り付けられる第２サンギヤｌ９と、第ｌ，第２
の両サンギヤｌ８，１９と噛み合う複数のプラネタリギ
ヤ２１と、これらのプラネタリギヤ２ｌを両サンギヤｌ
　８，１　９まわりで自転・公転可能に支持するととも
に自らも両サンギヤ１　８．１　９まわりに回動可能な
キャリア２２とで構成されている。

上記キャリア２２の前輪側端部にはこれと同軸に第１キ
ャリア制御用ギャ２３が取り付けられ、該第ｌキャリア
制御用ギャ２３は、これと噛み合う第２キャリア制御用
ギャ２４を介して、モータ２５と力学的に接続されてい
る。そして、第１キャリア制御用ギャ２３と第２キャリ
ア制御用ギヤ２４とのギヤ比はかなり大きい値（例えば
４：１）に設定され、したがってモータ２５のトルクは
、第２キャリア制御用ギャ２４と第１キャリア制御用ギ
ャ２３とを介して、大きなトルクとなってキャリア２２
に伝達されるようになっている。このため、モータ２５
は比較的小容量で有効にキャリア２２の回転を制御でき
るようになっている。

上記モータ２５は、コントローラ２６からの信号にした
がって、正方向（第１プロペラシャフト１７の回転方向
）または負方向（正方向と逆方向）に任意の回転数で回
転でき、かつ固定的に停止できるようになっている。

コントローラ２６は舵角センサ４ｌによって検出される
前輪舵角θ、車速センサ４２によって検出される車速Ｖ
等を入力情報として、モータ２５の回転を制御し、これ
によってキャリア２２の回転を制御するようになってい
る。

以下、コントローラ２６によるモータ２５の制御方法に
ついて説明する。

低μ路走行時等、４輪駆動を必要とする場合にはモータ
２５が固定的に停止され、このときキャリア２２は固定
される。このため、第１サンギヤｌ８のトルクはほぼ全
部プラネタリギヤ２１を介して第２サンギヤｌ９に伝達
され、第１サンギヤ１８と第２サンギヤ１９とは直結さ
れる。この状態においてはトランスミッション２と後輪
３７，３８とは直結状態となるので、莞全にリジッドな
４輪駆動となる。なお、このとき前輪側と後輪側の路面
に対する駆動力の比率は、前輪荷重と後輪荷重の比率と
等しくなる。ただし、車両が加速または減速状態にある
ときには、上記荷重は加速度に応じて後輪側または前輪
側に偏る。

車両旋回時においては、寧速Ｖと前輪舵角θとに応じて
モータ２５の回転数Ｎ．が制御される。

前記したとおり、モータ２５を正方向に回転させると、
その回転数ＮＭに応じて第１サンギヤｌ８（前輪側）と
第２サンギヤｌ　９（後輪側）との間の回転数差が大き
くなるようにキャリア２２を回転駆動させることになり
、一方モータ２５を負方向に回転させると、第２サンギ
ヤｌ９の回転数が第ｌサンギヤｌ８の回転数より大きく
なるようにキャリア２２を回転駆動することになる。そ
して、通常の車両旋回時においては、前輪１　３．１　
４の回転半径が後輪３７．３８の回転半径より大きくな
るので、カーブを円滑に旋回するためには、前輪回転数
を後輪回転数よりも大きくしなければならない。したが
って、基本的には旋回状態に応じてモータ２５を適当な
回転数で正方向に回転させればよい。

第２図にモータ２５の回転数制御におけるマップの一例
を示す。第２図に示すマップ（曲線ＨＩ，Ｈｚ．Ｈｉ）
では、モータ回転数ＮＭは、車速■を独立変数とし、前
輪舵角θをパラメータとしてあらわされている。第２図
に示すように、車速Ｖが概ねＶｌ以下である比較的低速
時、すなわち通常の旋回時においては、車速Ｖが大きい
ときほど、そして前輪舵角θが大きいときほど、モータ
回転数Ｎ．を大きくするような特性おしている。これは
、前輪舵角θが大きいときほど後輪と前輪の回転半径差
が大きくなる（常に後輪の回転半径の方が小さい）ので
、前輪回転数を後輪回転数より大きくしなければならな
いからであり、また車速Ｖが大きいときほど前・後輪と
も回転数が大きくなるので、回転半径が夫々等しくても
回転数差が大きくなるからである。このように正方向の
モータ回転数Ｎ．を制御することによって、旋回時の前
・後輪の回転半径の差に起因する前・後輪間の回転数差
を吸収することができ、タイトコーナブレーキング現象
の発生を有効に防止して、車両を円滑に旋回させること
ができる。

なお、車速が大きい領域ではモータ２５の回転数差Ｎ。

を再び低下させ、後輪３７．３８の回転数を通常の旋回
時より高め、後輪３７．３８を積極的にスリップさせる
ようにしている。けだし、高速で旋回するときには後輪
をスリップさせて横すべりさせるほうが旋回しやすいか
らである。

さらに、発進時等後輪３７．３８をスリップさせてＦＲ
的走行を行いたいときには、モータ２５が負方向に回転
させられる。前記したとおり、モータ２５を負方向に回
転させると、第２サンギヤ１９（後輪側）の回転数が第
１サンギヤ１８（前輪側）の回転数より大きくなるので
、後輪３７．３８のスリップ率が増加し、後輪３７．３
８の駆動力が高められるからである。。

なお、本発明によれば、車両のフロント側にセンタデフ
を設ける必要がないので、フロント部のレイアウトが容
易となり、かつ前・後輪への荷重配分を比較的リャ側に
大きくできるので、ＦＦべ一スの車両に特有のフロント
ヘビー化を抑制することができ、車両の運動性能の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる動力伝達装置を備えた、ＦＦ
ベースの４輪駆動車の動力伝達機構の模式図である。 第２図は、第１図に示す４輪駆．動車の旋回時における
モータ回転数の、車速と前輪舵角とに対する特性を示す
図である。 第３図は、従来のＦＦベースの４輪駆動車の、トランス
ミッションから後輪への動力伝達経路に設けられた動力
伝達装置の模式図である。 第４図は、トランスミッションと後輪との間に設けられ
る従来の動力伝達装置のトルク伝達量の前・後輪側の回
転数差に対する特性を示す図である。 Ｗ・・・４輪駆動車、Ｆ・・・７ロントデフ、Ｄ・・・
動力伝達装置、Ｒ・・・リャデ７、ｌ・・・工冫ジン、
２・・・トランスミッション，１１．１２・・・前輪車
軸、ｌ３，ｌ４・・・前輪、ｌ７・・・第１プロペラシ
ャフト、１８・・・第１サンギヤ、ｌ９・・・第２サン
ギヤ、２ｌ・・・プラネタリギヤ、２２・・・キャリア
、２３・・・第１キャリア制御用ギヤ、２４・・・第２
キャリア制御用ギヤ、２５・・・モータ、２６・・・コ
ントローラ、３７．３８・・・後輪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前輪車軸と後輪車軸との間に設けられる動力伝達
   装置であって、 前・後輪のうちエンジンのトルクが該動力伝達手段を介
   さず直接的に伝達される方の車輪側に連結される第１サ
   ンギヤと、他方の車輪側に連結され上記第１サンギヤと
   は固定されない第２サンギヤと、第１、第２の両サンギ
   ヤと噛み合うプラネタリギヤと、該プラネタリギヤを両
   サンギヤまわりに自転・公転可能に軸支するキャリアと
   、該キヤリアに対して大きなトルク比を有するトルク伝
   達手段を介してキャリアの回転を制御するキャリア駆動
   制御手段とを備えたことを特徴とする４輪駆動車の動力
   伝達装置。