JPH0427623A - 多段自動変速機付４輪駆動車 - 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〕 本発明は、例えば前進４段の多段自動変速機を備えたセ
ンターディファレンシャル装置付の４輪駆動車に関し、
詳しくは、センターディファレンシャル装置を前後輪の
トルク配分機能や差動機能の他に多段自動変速機の最低
変速段よりもギヤ比の大きい変速段を得る場合のパワー
トレインに関する。

〔従来の技術〕

一般にセンターディファレンシャル装置付４輪駆動車と
して、自動変速機にセンターディファレンシャル装置を
組合せたものが出現しており、この場合は自動変速機の
出力側にベベルギヤまたはプラネタリギヤ式のセンター
ディファレンシャル装置が装備されている。また、自動
変速機は油圧制御系や車両の走行状態を検出する各種セ
ンサ類を具備することから、センターディファレンシャ
ル装置に対する差動制限装置に油圧多板クラッチを用い
、この油圧多板クラッチのトルクを自動変速用油圧制御
系やマイクロコンピュータを利用して可変に制御し、差
動制限の度合により前後輪へトルク配分制御することで
、駆動力や操縦性・安定性の向上、制動時の安定性、ア
ンチロックブレーキシステムの制御性向上などを図るこ
とが提案されている。

従来、上記センターディファレンシャル装置付４輪駆動
車に関しては、例えば特開昭６３−１．７６７２８号公
報の先行技術かある。ここで、シンプルプラネタリギヤ
のセンターディファレンシャル装置を有し、サンギヤと
リングギヤとのピッチ円径の比に応じて前後輪に不等ト
ルク配分する。

また、サンギヤ、リングギヤおよびキャリヤの２つの要
素の間に差動制限用の油圧多板クラッチを設けることが
示されている。

また、多段自動変速機に関しては、例えば特公昭５３−
３２４６６号公報の先行技術がある。ここで、前進３段
後進１段を得る２組のプラネタリギヤに複合プラネタリ
ギヤから成る第１の副変速機を追加して第４速のオーバ
ドライブ段を得ることか示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術の前者のものにあっては、セン
ターディファレンシャル装置と差動制限用の油圧多板ク
ラッチとが動力分配装置本来の前後輪へのトルク配分と
差動機能しか用いられていないため、主変速機が自動変
速機でその最低速段よりもギヤ比の大きい減速比を得よ
うとすると、主変速機に副変速機を追加する必要があり
、変速機全体の大型化を招く。また、後者のものにあっ
ては前進４段であり、更に前進段を増す場合はプラネタ
リギヤ等から構成される第２の副変速機を追加する必要
があり、しかもセンターディファレンシャル装置付の４
輪駆動化を図ろうとすると自動変速機全体の大型化を招
き、車載性が著しく悪化する。

そこで、センターディファレンシャル装置かプラネタリ
ギヤの場合は、入出力要素と固定要素とを選定すること
で所定の減速ギヤ比が得られ、このギヤ比単独もしくは
自動変速機の所定の変速段と組合せることで、自動変速
機の最低速段よりもギヤ比の大きい低速の変速段を得、
変速機全体の大型化を防止する装置の出現か望まれる。

一方、センタディファレンシャル装置を低速段の変速ギ
ヤ比を得る副変速機に利用すると、前後輪へのトルク配
分と差動機能を失うか、このような変速段での走行に限
り４輪駆動車としての前後輪への駆動力配分機能と差動
機能の双方を確保する装置を、センターディファレンシ
ャルに付設するように工夫する必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、自動変速機、センタディファレンシャ
ル装置、第１の摩擦係合要素から成る差動制限装置、第
２および第３の摩擦係合要素を備えたパワートレインに
おいて、これらを有機的に絹へ亡て自動変速機のもつ最
低速段より減速比の大ききい変速段を得て、センターデ
ィファレンシャル装置による駆動力配分と旋回時の差動
機能、差動制限機能、第３の摩擦係合要素による駆動力
配分機能も備えることか可能な多段自動変速機付４輪駆
動車を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の多段自動変速機付４
輪駆動車は、多段自動変速機の出力側に第１の摩擦係合
要素から成る差動制限装置を備えた複合プラネタリギヤ
式のセンターディファレンシャル装置を伝動構成する４
輪駆動車において、上記センターディファレンシャル装
置から減速ギヤ比を得るように該センターディファレン
シャル装置に付設する固定要素に第２の摩擦係合要素を
設け、該センターディファレンシャル装置の一方の出力
要素をトルク伝達または解放する第３の摩擦係合要素を
介して後輪もしくは前輪に伝動構成し、上記一方の出力
要素と他方の出力要素との間に上記差動制限装置を、差
動制限トルクに応してディファレンシャルロックまたは
前後輪へトルク配分可能に配設するものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、第２の摩擦係合要素を解放状態にし
、第３の摩擦係合要素を係合するとセンターディファレ
ンシャル装置から前輪と後輪に動力伝達し、多段自動変
速機の最低速段より減速比の小さい増速の変速段の範囲
でセンターディファレンシャル装置付４輪駆動になり、
所定の比率を有する駆動力配分がなされ、更に第１の摩
擦係合要素の係合度合を制御する差動制限装置のトルク
で前後輪へトルク配分制御される。また、第３の摩擦係
合要素を解放して第２の摩擦係合要素を係合させリング
ギヤをケースに固定すると、自動変速機の所定の変速段
とセンターディファレンシャル装置から得られる減速比
との組合せ、またはセンターディファレンシャル装置か
ら得られる減速ギヤ比単独により、自動変速機の最低速
段より減速比の大きい低速段に変速されてこの動力が一
方の駆動輪へ、第１の摩擦係合要素から成る差動制限装
置を介して伝達され、走行状態や路面状況に応じて伝達
トルクを制御することで、前後輪への駆動力配分が制御
可能な常時４輪駆動になる。

〔実　施　例〕

以ド、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、本発明が適用されるセンターディファ
レンシャル装置付４輪駆動車として、エンジン１　自動
変速機を車両前後方向に縦置き配置した第１の実施例の
駆動系について述べる。先ず、トルクコンバータケース
１．ディファレンシャルケース２の後部にトランスミッ
ションケース３が接合し、トランスミッションケース３
の後部にトランスファケース４およびエクステンション
ケース６が接合し、トランスミッションケース３の下部
にはオイルパン５が取付けられる。符号１０はエンジン
であり、このエンジン１０のクランク軸１１がトルクコ
ンバータケースｌ内部のロックアツプクラッチ１２を備
えたトルクコンバータ１３に連結し、トルクコンバータ
１３からの入力軸１４かトランスミッションケース３内
部の自動変速１１１３［１に入力する。

自動変速機３０からの変速機出力軸１５は人力１Ｐｔｈ
１４と同軸上に■力し、この変速機出力軸１５がトラン
スファケース４内部のセンターディファレンシャル装置
５０に同軸上に連結する。トランスミッションケース３
内部において人、出力軸１４．　１５に対しフロントド
ライブ軸１６か平行配置され、このフロントドライブ軸
ｔ６の後端はセンターディファレンシャル装置５０に一
対のりダクションギャ１７．　Ｉｌ’ｌを介して連結し
、フロントドライブ軸１６の前端はディファレンシャル
ケース２内部のフロントディファレンンヤル装Ｗ１９を
介して前輪に伝動構成される。

一方、センターディファレンシャル装置５０の後部には
油圧多板クラッチ装置６０が設けられて、ここから出力
するリヤドライブ軸２０はプロペラ！ｔｈ２１リヤディ
ファレンシャル装置２２等を介して後輪に伝動構成され
る。

自動変速機３０は、２組のフロントプラネタリギヤ３１
．　　リヤプラネタリギヤ３２により前進４段と後進１
段を得る構成である。即ち、入力軸１４がリャプラネタ
リギヤ３２のサンギヤ３２ａに、フロントプラネタリギ
ヤ３１のリングギヤ３１ｂおよびリヤプラネタリギヤ３
２のキャリア３２ｃか変速機出力軸１５に連結する。そ
；、てフロントプラネタリギヤ３１のキャリア３１ｃと
一体的な連結要素３３と、リングギヤ３２ｂとの間に、
第１のワンウェイクラッチ３４．フォワードクラッチ３
５が直列的に設けられ、連結要素３３と固定部材である
ケース側との間に、第２のワンウェイクラッチ３６　　
ローリバースブレーキ３７が並列的に設けられる。連結
要素３３とリングギヤ８２ｂとの間には、オーバランニ
ングクラッチ３８がバイパスして設けである。

また、サンギヤ３１ａと一体的な連結要素３９には、バ
ンドブレーキ４０が設けられ、入力軸１４と一体的な連
結要素４１およびキャリア３１ｃと一体的な連結要素４
２との間には、ハイクラッチ４３が設けられる。

更に連結要素３９と４１との間には、リバースクラッチ
４４が設けられている。

これにより、ドライブ（Ｄ）レンジまたは３レンジと２
レンジの１速ではフォワードクラッチ３５が係合し、加
速の場合は両ワンウェイクラッチ３４３Ｃの作用で連結
要素３３と共にリングギヤ８２ｂをロックすることで、
人力軸１４からサンギヤ３２ａ１　キャリア３２ｃを介
して変速機出力軸１５に動力伝達する。このとき、惰行
時は第１のワンウェイクラッチ３４かフリーになり、オ
ーバランニングクラッチ３８を係合して第１のワンウェ
イクラッチ３４のフリー回転を規制しても第２のワンウ
ェイクラッチ３６がフリーになって、エンジンブレーキ
は作用しない。

ルンジの］速ては、ローリバースクラッチ３７の係合で
オーバランニングクラッチ３８を介してリングギヤ８２
ｂを常にロックするため、エンジンブレーキが作用する
。

Ｄレンジまたは３レンジと２レンジの２速では、上記フ
ォワードクラッチ３５とバンドブレーキ４０とが係合し
、このバンドブレーキ４０によりサンギヤ３１ａをロッ
クする。そこでキャリア３１．ｃとリングギヤ３２ｂと
が、連結要素３３．フォワードクラッチ３５　　第］、
のワンウェイクラッチ３４を介して回転し、１速時より
もリングギヤ３２ｂか回転する分たけ増速した動力が出
力する。このとき、減速時にはオバランニングクラッチ
３８の係合により連結要素３３＜！：リンクギャ３２ｂ
とを連結状態に保つことで、エンジン側に逆駆動力か伝
達してエンジンブレーキか作用する。

Ｄレンジまｔ二は３レンンの３速ては、フォワードクラ
ッチ３５とハイクラッチ４３とか係合し、このハイクラ
ッチ４３により人力軸１４が連結要素４１．３２キャリ
ア３１ｃ、連結要素３３．フォワードクラッチ３５、第
１のワンウェイクラッチ３４を介してリングギヤ３２ｂ
に連結する。このため、リヤプラネタリギヤ３２は一体
化（、て、入力軸）４と変速機出力軸１５どは直結する
。このとき、減速時にオーバランニングクラッチ３８の
結合て第１のワンウェイクラッチ３４の空転を規制する
ことで、２速と同様にエンジンブレーキが作用する。

Ｄレンジの４速ては、上述に加えてバンドブレーキ４０
の係合でサンギヤ３１ａをロックする。このため、フロ
ントプラネタリギヤ３１てハイクラッチ４３によりキャ
リア３１ｃに人力した動力でリングギヤ３　ｌ　ｂを増
速することになり、これが変速機出力軸１５に伝達する
。この場合は、第１　第２のワンウェイクラッチ３４．
３Ｅｉを介しないため常にエンジンブレーキが作用する
。

リバース（Ｒ）レンジでは、リバースフランチ４４の結
合でサンギヤ３１ａに人力軸１４の動力か入力する。ま
た、ローリバースクラッチ３７の係合て連結要素３３と
共にキャリア３１．ｃをロックするため、フロントプラ
ネタリギヤ３１でリングギヤ３１ｂに逆転してギヤ比の
大きい動力内置出力し、これか変速機出力軸１５に伝達
するのである。

こうして、自動変速機３０において前進４段後進１段の
変速段を得るようになっている。

一方、自動変速機３０の前方にはオイルポンプ４５が設
置され、トルクコンバータ１３のポンプインペラ側のド
ライブ軸４６て常に駆動される。オイルパン５にはコン
トロールバルブボデー４７が収容され、上述の各クラッ
チ、ブレーキに給排油して選択的に係合するようになっ
ている。

第２図において、センターディファレンシャル装置５０
．油圧多板クラッチ装置６０の部分について述べる。

先ず、変速機出力軸１５の後方に中間軸２３を介してリ
ヤドライブ軸２０か同軸上に配置され、これらはブツシ
ュ２８　　スラストベアリング２５により回転自在に嵌
合する。また、変速機出力軸１５には前輪側のりダクシ
ョンギャ１７がブツシュ２８等を介して嵌合し、トラン
スミッションケース３に対しボールベアリング２６で支
持して回転自在に設けられ、これら変速機出力軸１５．
　　リダクションギヤ１７および中間軸２３の間に、セ
ンターディファレンシャル装置５０が同軸上に配置され
る。

センターディファレンシャル装置ｆ５０は、変速機出力
軸１５．中間軸２３に形成された第１のサンギヤ５１　
　第２のサンギヤ５３を有し、第１．第２のサンギヤ５
１．５３に一体形成された第１．第２のピニオン５２．
５４が噛合う。また、キャリヤ５５は左右のフランジ５
５ａ　　５５ｂをアーム５５ｃにより一体化して成り、
一方のフランジ５５ａをリダクションギヤ１７に結合し
、他方のフランジ５５ｂを中間軸２３に対しボールベア
リング２６で支持して設置される。そしてこのキャリヤ
５５の左右のフランジ５５ａ　、　５５ｂに架設された
ピニオン軸５６て、第１．第２のピニオン５２．５４を
ニードルベアリング２７を介して支持するのであり、こ
うして複合プラネタリギヤを成す。

これにより、第１のサンギヤ５１に人力する動力を、第
１．第２のサンギヤ５１．５８と第１．第２のピニオン
５２．５４との歯車諸元によるトルク配分比でキャリヤ
５５と第２のサンギヤ５３に伝達して、前後輪へ不等ト
ルク配分機能を有する。また第１第２のピニオン５２．
５４の遊星回転により、旋回時の旋回半径の差によって
生しるキャリヤ５５と第２のサンギヤ５３との回転数差
を吸収するように差動機能を有する。

ここで、第３図の略図を用いてセンターディファレンシ
ャル装置５０の不等トルク配分機能について詳記する。

第１のサンギヤ５１の人力トルクをＴ１１その噛合いピ
ッチ半径をｒｓｌ　、キャリヤ５５のフロント側トルク
をＴＦ、第１．第２のピニオン５２．５４の噛合いピッ
チ半径をｒｐｌ、ｒｐ２、第２のサンギヤ５３のリヤ側
トルクをＴＲ，その噛合いビ・ソチ、ｖＶ径をｒｓ２と
すると、 Ｔｉ　　−ＴＪ’　＋ＴＲ（１） ｒｓｌ　　＋ｒ［）１　　−ｒＳ２　　＋［１２（２）
か成立する。また第１のサンギヤ５１と第１のピニオン
５２との噛合点に作用する接線方向荷重Ｐは、キャリヤ
５５に作用する接線方向荷重Ｐ１と、第２のサンギヤ５
３と第２のピニオン５４との噛合点に作用する接線方向
荷重Ｐ２との和に等しい。

Ｐ−Ｔｉ／ｒｓＩ Ｐｌ　−ＴＦ／　（ｒｓ　１＋ｒｐ　１）Ｐ２−ＴＲ／
ｒｓ　２ Ｔｉ／ｒｓ　１−１（ＴＦ／　（ｒｓ　１＋　ｒｐ　１
　＞１＋ＴＲ／ｒｓ２　　　　　　　　（３）（１）　
、　（２）式を（３）式に代入して整理すると、ＴＰ−
（１−ｒｐｌ　　・ｒｓ２／ｒｓ１　　争ｒｐ２）Ｔｉ ＴＲ＝（ｒｐｌ　・ｒｓ２／ｒｓ１　　噂ｒｐ２）Ｔｉ となる。このことから、第１．第２のサンギヤ５１５３
と第１．第２のピニオン５２．５４との噛合いピッチ半
径により、フロント側トルクＴＦおよびリヤ側トルクＴ
Ｒの基準トルク配分比を自由に設定し得ることがわかる
。

ここて、「８１　、ｒｌ：Ｍ　、ｒＦ１２．ｒＳ２は各
歯数Ｚｓ１　、　Ｚｐｌ、　Ｚｎ２．　ＺＳ２に置き換
えることかでき、Ｚｐｌ　−Ｚｎ２−１ｇ、　Ｚｓｌ　
−２７，Ｚｓ２−１８とすると、 ＴＦ　：　ＴＲ−４０：　６０ になる。従って充分に後輪偏重の基準トルク配分比に設
定し得る。

更に、油圧多板クラッチ装置６０について述べると、中
間軸２３かトルク伝達用の第３の摩擦係合要素としての
油圧多板クラッチ６１を介してリヤドライブ軸２０に、
キャリヤ５５が差動制限とトルク移動用の第１の摩擦係
合要素としての油圧多板クラッチ６２を介してリヤドラ
イブ軸２０にそれぞれ伝動構成される。

一方、センターディファレンシャル装置５０て差動機能
を阻止してキャリヤ５５を減速回転させて、大きい減速
ギヤ比を得る対策として、第１のビニオン５２もしくは
第２のビニオン５４に噛合うリングギヤ５７を追加する
ことで、シンプルプラネタリギヤを構成し、このリング
ギヤ５７をケースに固定して減速比を得るための第２の
摩擦係合要素としてブレーキ６３が設けられる。

油圧多板クラッチ６２は、ドラムＨａがエクステンショ
ンケースＢのボス部６ａに回転自在に設置され、更にキ
ャリヤ５５と一体の連結部材６４にスプライン結合し、
ハブ６２ｂがリヤドライブ軸２０の先端フランジ２０ａ
に一体結合する。ドラム８２ａには油圧室６２ｃとピス
トン６２ｄとが設けられ、ドラ！、６２ａとハブ６２ｂ
との間に交互に設けられるクラッチドライブプレート６
２ｅとクラッチドリブンプレート８２ｆとを押圧するこ
とで前後輪間が係合状態となり、差動制限トルクまたは
伝達トルクが生じる。

油圧多板クラッチ６１は、ドラム６１ａが中間軸２３に
結合し、ハブ６１ｂがリヤドライブ軸２０のフランジ２
０ａに結合している。ドラム６１ａには油圧室６１Ｃと
ピストン６１ｄとか設けられ、ドラム６１ａとｌ＼ブＢ
ｌｂとの間に交互に設けられるクラッチドライブプレー
ト６１ｃとクラッチドリブンプレート６１Ｆを押圧して
ＦＩＶ　ｉまたは解放するようになっている。

ブレーキ６３は、トランスファケース４と、リングギヤ
５７と一体のハブ６３ｂとの間に交互にクラッチドライ
ブプレート６３ｅとクラッチドリブンブレー）６３ｆが
設けられ、エクステンションケース６の内部後端に油圧
室６３ｃとピストン６３ｄとか設けられる。そしてピス
トン６３ｄにより抑圧部材６３ｇを介してクラッチドラ
イブプレート６３ｅとクラッチドリブンプレート６３「
とを押圧し、ノ＼プロ３ｂと共にリングギヤ５７をロッ
クまたはフリーにする。

これらの油圧多板クラッチ６１．、６２およびブレーキ
６３は、コントロールバルブボデー４７で自動変速機３
０の変速制御などと共に油圧制御される。そこて、自動
変速機３０て前進４段後進１段に変速される場合は、ブ
レーキ６３を解放し、油圧多板クラッチ６１が係合して
センターディファレンシャル装置付４輪駆動屯になり、
このとき油圧多板クラッチ６２て前後輪のスリップ等に
応して差動制限トルクか生しる。また自動変速機のもつ
最低速段よりも減速比の大きい変速段では、ブレーキ６
３の係合てＪンクギャ５７をロックしてセンターディフ
ァレンシャル装置５０の差動機能を阻＋ＬＬ、キャリヤ
５５を減速回転する変速ギヤに用いる。このとき、セン
ターディファレンシャル装置５０から得られる減速比単
独では不十分の場合は、自動変速機３０て例えば第２速
に変速制御されており、これにより第２速のギヤ比１２
．センターディファレンシャル装置５０から得られるギ
ヤ比１ｐとすると、最低速段のギヤ比ｉｐ、ｔは、 ｉ巳ｔ−ｊ２　・ｉｐ になる。

ここでセンターディファレンシャル装置１Ｉ５０の歯車
諸元に上述のものを用い、リングギヤ５７の歯数Ｚｌ、
をＺＬ−６３にすると、ｉ　ｐ　＝　１　＋（６３／２
７）　−３３３３になる。そこで、例えば１２−１．．
５４５とすると、１ＥＬ−５，１４９になり、自動変速
機のもつ第１速よりギヤ比の大きい最低速段が適ＩＩな
ギヤ比間隔てｉすられることになる。

一方、かかる最低速段では、油圧多板クラッチ６２に伝
達トルクか生じて前後輪への駆動力配分か制御可能な４
輪駆動となる。

以上、自動変速機３０とセンターディファレンシャル装
置５０のＤレンフと後退レンフの各変速段におけるクラ
ッチ　ブレーキ動作をまとめて示すと、別添の第１表の
ようになる。

第１表て○印はクラッチ、ブレーキの係合動作を、Ｃ〕
は油圧多数クラッチ６２による差動制限トルクの発生を
、◎は面圧多板クラッチ６２による前後輪への駆動力配
分制御をする場合の伝達トルク状態をそれぞれ示す。

また、各変速段におけるギヤ比、ギヤ比の例トルク配分
率をまとめて示すと、別添の第２表のようになる。

第２表てａｌはフロントプラネタリギヤ３１のサンギヤ
３１ａの歯数Ｚｓ１　とリングギヤ３１ｂの歯数ＺＲ１
の比て、α１−Ｚｓｌ　／ＺＲ１、α２はリャブラネタ
リギャ３２のサンギヤ３２ａの歯数Ｚｓ２とリングギヤ
３２ｂの歯数ＺＲ２の比て、α２−Ｚｓ２　／ＺＲ２を
示す。

フロントプラネタリギヤの各要素の回転数の関係を示す
と、次式のようになる。

ＮＲ１＋ａ１−Ｎｓ１−　（１＋α１　）　　φＮｃ１
但し、α１−　Ｚｓ１／ＺＲ１ リヤプラネタリギヤの各要素の回転数の関係を示すと、
次式のようになる。

ＮＲ２＋α２φＮｓ２■（１＋α２）ＩＩＮＣ２但し、
α２−Ｚｓ２　／ＺＲ２ ここで、ＮＲ１はフロントプラネタリギヤのリングギヤ
の回転数、　Ｎｓｌはサンギヤの回転数、　Ｎｃｌはキ
ャリヤの回転数であり、またＮＲ２はりャプラネタリギ
ャのリングギヤの回転数、　Ｎｓ２はサンギヤの回転数
、　Ｎａ３はキャリヤの回転数である。

次いで、このように構成された４輪駆動車の作用につい
て述べる。

先ず、エンジン１０の動力はトルクコンバータ１３人力
軸１４を介して自動変速機３Ｄに人力し、２組のフロン
トプラネタリギヤ３１とリヤプラネタリギヤ３２の作動
１　クラッチ４４．４３．３５．３８．３６．３４とブ
レーキ４０．３７の選択的係合により第１速ないし第４
速に自動変速され、Ｒレンジにシフトの場合に後進速に
なる。そしてこの変速動力が、変速機出力軸１５からセ
ンターディファレンシャル装置５０の第１のサンギヤ５
１に入力する。

かかる変速時には、油圧多板クラッチ装置６０の油圧多
板クラッチ６１が係合して、センターディファレンシャ
ル装Ｗ５０の第２のサンギヤ５３が中間軸２３、油圧多
板クラッチ６１を介してリヤドライブ軸２０に連結し、
センターディファレンシャル装置で前後輪へ駆動力配分
される４輪駆動車になる。そこでセンターディファレン
シャル装置５０の各歯車諸元により例えばＴＦ　：　Ｔ
Ｒ−４０：　６０に設定されていることで、変速動力の
４０％がキャリヤ５５に、６０％が第２のサンギヤ５３
に配分して出力される。

そしてキャリヤ５５の動力は、リダクションドライブギ
ヤ１７．リダクションドリブンギヤ１８．フロントドラ
イブ軸１Ｂ、　フロントディファレンシャル装置１９を
介して前輪に伝達する。また、第２のサンギヤ５３の動
力は、中間軸２３．油圧多板クラッチ６１リヤドライブ
軸２０以降の後輪に伝達し、後輪偏重の４輪駆動上行に
なる。このトルク配分ではオーバステア気味になって、
口頭性、操縦性等が良好になる。

旋回時には、センターディファレンシャル装置５０の第
１．第２のピニオン５２．５４の遊星回転により旋回時
や前後輪の有効径の差によって生じる前後輪の回転数差
が吸収され、自由に旋回可能になる。

次いで、滑り易い路面走行時には、基準トルク配分が後
輪偏重のトルク配分のため、通常、後輪が先にスリップ
し、スリップ状態に応じた差動制限トルクＴｃが油圧多
板クラッチ６２に生じる。すると、センターディファレ
ンシャル装置５０のキャリヤ５５と第２のサンギヤ５３
との間に、連結部＄４６４と油圧多板クラッチ６２とに
より伝動系路が７（イ、＜スして形成され、高回転の第
２のサンギヤ５３の後輪側から低回転のキャリヤ５５の
前輪側に、差動制限トルクＴｃに応してトルクバイパス
する。そこて、前輪帯りにトルク配分制御されて、スリ
ップが防止され、走破性か向上する。

なお、この場合に差動制限トルクＴｃか最大になると、
第２のサンギヤ５３とキャリヤ５５との直結によりセン
ターディファレンシャル装置５０はロックして直結式に
なり、前後輪の輪荷重配分に相当したトルク配分になる
。こうして差動制限トルクＴｃを制御することにより、
後輪偏重と直結式との間でトルク配分か可変に制御され
ることになる。

ところで、急坂道の登降、悪路走行時に最低速の変速段
にシフト操作されると、自動変速機３０が第２速の状態
になり、同時に最低速段用ブレーキ６３の係合によりセ
ンターディファレンシャル装置５０のリングギヤ５７が
ロックし、第１のサンギヤ５１゜第１のピニオン５２お
よびリングギヤ５７のシンプルプラネタリギヤで最低速
の変速段に変速される。

すると、自動変速機３０の第２速の動力が、センターデ
ィファレンシャル装置５０て大幅に減速されてキャリヤ
５５以降の前輪に伝達し、第１速よりギャ比の大きい状
態で駆動力を増大することか可能になる。一方このとき
、走行状態や前輪スリップの状況等に応して油圧多板ク
ラッチ６２には伝達トルクＴＤが可変制御され、キャリ
ヤ５５から連結部材６４、油圧多板クラッチ６２を介し
て後輪にもトルク移動可能になり、こうして駆動力配分
が制御可能な４輪駆動の走行状態に移行する。

この場合は、輪荷重配分相当のトルク配分まで制御可能
で走行状態や前輪のスリップ時などに伝達トルクＴＤに
応して後輪にトルク伝達し、前後輪へトルク配分制御さ
れて、スリップを防止すると共に走破性を増大する。

第４図以降において、エンジン、自動変速機を車両左右
方向に横置き配置した実施例の駆動系について述べる。

第４図の第２の実施例は、前後輪のディファレンシャル
装置と同一軸心上にセンターディファレンシャル装置お
よび油圧多板クラッチ装置を配置したものである。即ち
、車両の前部の左右方向にエンジン１０．トルクコンバ
ータ１３および自動変速機８０か配置されて伝動構成さ
れ、トランスミッションケース３の内部にフロントディ
ファレンシャル装置１９が配置されている。フロントデ
ィファレンシャル装置１９の左右から車軸７０１　、７
０Ｒを介して前輪７１．１．　、７１Ｒに連結して、右
車軸７０Ｒのエンジン側にオフセットしてトランスファ
ケース４か設けられ、このトランスファケース４内部で
フロントディファレンシャル装置１９と同軸上に、セン
ターディファレンシャル装置５０．油圧多板クラッチ装
置６０の油圧多板クラッチ６１６２とブレーキ６３か配
置されている。

そして自動変速機３０の出力軸［５が、一対のギヤ７２
、中間軸７３．ファイナルギヤ７４．中空軸７５を介し
てセンターディファレンシャル装置５０の第１のサンギ
ヤ５１側に連結し、そのキャリヤ５５側が中間軸７６を
介してフロントディファレンシャル装置１９に連結する
と共に、連結部材６４を介して油圧多板クラッチ６２に
連結しである。また、油圧多板クラッチ６２は、一対の
ギヤ７７、トランスファ軸７８．変向ギヤ７９．↑Ｊヤ
ドライブ輔２０．プロペラ軸２１．リヤディファレンン
ヤル装置２２．左右の中軸８０１゜８０１？を介して後
輪８＋１−　、８１Ｒに伝動構成されている。

かかる構成により、自動変速機３０の変速動力は、一対
のギヤ７２．中間軸７３．ファイナルギヤ７４．および
中空軸７５を介してセンターディファレンシャル装置５
０に人力して同様にトルク配分される。そしてキャリヤ
５５側の動力は、フロントディファレンシャル装置１９
を介し７て前輪？＋１５．７１１７に、第２のサンギヤ
５３側の動力は、油圧多板クラッチ６１により一対のギ
ヤ７７、　　Ｉ−ランスファ軸７８．変向ギヤ７９、リ
ヤドライブ軸２０．およびプロペラ軸２１等を介して後
輪８１Ｌ　、　ＳＩＲに伝達する。また、この実施例に
おいても、油圧多板クラッチ６２により差動制限作用し
、ブレーキ６３と油圧多板クラッチ６２との係合により
最低速段に変速される。

第５図の第３の実施例は、上記第２の実施例と同し配置
関係であるが、フロントディファレンシャル装置１９か
トランスファケース４の内部で油圧多板クラッチ６０の
隣りに配置される。そしてこの第３の実施例は、第２の
実施例と同様に動力か引回されており、同一部分には同
一の符号を付して説明を省略する。

第６図の第４の実施例は、トランスミッションケース内
部にセンターディファレンシャル装置油圧多板クラッチ
装置を配置したものである。即ち、トランスミッション
ケース３の内部で自動変速機３０の後方に、センターデ
ィファレンシャル装置５０．油圧多板クラッチ装置６０
の油圧多板クランチロ１．６２とブレーキ６３　　フロ
ントディファレンンヤル装置１９かＴ行装置されている
。そ（−で出力軸１５は、一対のギヤ７２．中間軸７３
を介してセンタディファレンシャル装置５０の第１のサ
ンギヤ５１側に連結し、キャリヤ５５側かファイナルギ
ヤ７４．中空軸７５を介してフロントディファレンシャ
ル装置１９に連結する。また、油圧多板クラッチ６２は
、対のギヤ７７、中空軸８２．一対のギヤ８３を介して
トランスファ軸７８以降に連結する。従って、この実施
例でも第２の実施例と同様に作用する。

以上、本発明の実施例について述べたが、自動変速機は
実施例に限定されず、主変速機が３速や２速の場合にも
適用し得る。また、最低速の変速段のギヤ比は任意に定
めることかでき、センターディファレンシャル装置から
得られるギヤ比中独もしくは、主変速機の所定の変速段
と組合せることもてきる。更に、差動制限用の油圧多板
クラッチは、前後輪の回転速度差に応じて差動制限トル
クか発生するビスカスカップリングや油圧式カップリン
グでも良い。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、多段自動変速
機を備えたセンターディファレンシャル装置付４輪駆動
車において、センターディファレンシャル装置を自動変
速機のもつ第１速よりもギヤ比の大きい最低速段となる
変速段用変速ギヤにも利用して前進５段に変速制御する
ので、変速段が増して車両の動力性能や走破性が向上し
、しかもセンターディファレンシャル装置の有効活用に
もなり、軽量、コンパクトな多段自動変速機付の４輪駆
動装置を提供することができる。

さらに、自動変速機は全く変更しないので、互換性に優
れ、構造も簡素化する。

また、センターディファレンシャル装置は、主変速機の
もつ第１速と第４速の範囲ではセンターディファレンシ
ャル装置による駆動力配分と差動制限機能を有し、副変
速機によって得られる最低速の変速段では油圧多板クラ
ッチ単独による駆動力配分制御可能な４輪駆動の性能を
備えることができる。

さらにまた、センターディファレンシャル装置の後部の
油圧多板クラッチ装置は、最低速段用ブレーキ、動力伝
達用油圧多板クラッチ、差動制限とトルク移動用油圧多
板クラッチの必要最小限であるため、構造が簡単になり
、油圧制御系も簡単になる。

またさらに、センターディファレンシャル装置は複合プ
ラネタリギヤ式とシンプルプラネタリギヤを組合せて構
成されるのため、前後輪へのトルク配分比と最低速の変
速段ギヤ比の設定の自由度が大きい。

そして、油圧多板クラッチ中独による駆動力配分制御か
可能な最低速の変速段か追加されることで、４輪駆動型
の登降性、脱出性か向上する。

第１図と第２図の縦置きの第１の実施例によると、自動
変速機の後部のトランスファケース内部にセンターディ
ファレンシャル装置　油圧多板クラッチ装置か同軸上に
配置されるので、組付性部品の互換性等の点て有利にな
る。

第４図、第５図の横置きの第２．第３の実施例によると
、トランスミッションケース内部、ディファレンシャル
装置を変更しなくてすみ、部品の互換性、共用性の点て
有利になる。また、エンジン側にオフセットしたトラン
スファケース内部にセンターディファレンシャル装置、
油圧多板クラッチ装置が配置されるので、車体幅方向の
大型化幅寸法の制約を受けない。

第６図の第４の実施例によると、トランスミッションケ
ース内に自動変速機、ディファレンシャル装置と共にセ
ンターディファレンシャル装置等も配置されてコンパク
ト化する。また、トランスファ部以降が簡素化して、動
力の引回し自由度が増し、車室内への影響か少なくなっ
て居住空間の確保が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多段自動変速機付４輪駆動車として、
縦置き配置の第１の実施例の全体を示すスケルトン図、 第２図はセンターディファレンシャル装置と油圧多板ク
ラッチ装置の部分の拡大断面図、第３図はトルク配分状
態、差動制限と直結用伝達トルクの流れを説明する略図
、 第４図は本発明の多段自動変速機付４輪駆動車として、
横置き配置の第２の実施例を示すスケルトン図、 第５図は同第３の実施例を示すスケルトン図、第６図は
同第４の実施例を示すスケルトン図である。 １５・・変速機出力軸、３０・・自動変速機、５０・・
・センターディファレンシャル装置（前輪側出力要素）
、５３・・・第２のサンギヤ（後輪側８力要素、増速ギ
ャ比を得る固定要素）、５７・・・リングギヤ（減速ギ
ヤ比を得る固定要素）　、６１．６２・・・油圧多板ク
ラッチ、６３・・・最低速段用ブレーキ 特 許 出 願 人 富士重工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多段自動変速機の出力側に第１の摩擦係合要素か
   ら成る差動制限装置を備えた複合プラネタリギヤ式のセ
   ンターディファレンシャル装置を伝動構成する４輪駆動
   車において、 上記センターディファレンシャル装置から減速ギヤ比を
   得るように該センターディファレンシャル装置に付設す
   る固定要素に第２の摩擦係合要素を設け、該センターデ
   ィファレンシャル装置の一方の出力要素をトルク伝達ま
   たは解放する第３の摩擦係合要素を介して後輪もしくは
   前輪に伝動構成し、 上記一方の出力要素と他方の出力要素との間に上記差動
   制限装置を、差動制限トルクに応じてディファレンシャ
   ルロックまたは前後輪へトルク配分可能に配設すること
   を特徴とする多段自動変速機付４輪駆動車。
2. （２）センターディファレンシャル装置は、複合プラネ
   タリギヤ式であり、第１のサンギヤに多段自動変速機の
   出力軸を連結し、第２のサンギヤを第３の摩擦係合要素
   を介して一方の駆動輪に伝動構成し、一体形成されて上
   記第１、第２のサンギヤに噛合うピニオンを支持するキ
   ャリヤを他方の駆動輪に伝動構成し、 上記センターディファレンシャル装置のいずれか一方の
   ピニオンにはリングギヤを噛合わせて、上記リングギヤ
   に第２の摩擦係合要素を設け、上記第２の摩擦係合要素
   で上記リングギヤをケースに固定してキャリヤと第１の
   サンギヤとの噛合いからシンプルプラネタリギヤを成す
   ことで減速ギヤ比を得て、多段自動変速機の所定の変速
   段との組合せもしくは上記減速ギヤ比単独により上記多
   段自動変速機の第１速よりギヤ比の大きい減速比を有す
   る変速段を得るように設定し、 上記キャリヤと一方の出力要素との間に第１の摩擦係合
   要素から成る差動制限装置を連設することを特徴とする
   請求項（１）記載の多段自動変速機付４輪駆動車。
3. （３）差動制限装置には、前後輪間の回転速度差に応じ
   た差動制限トルクを発生するビスカスカップリングまた
   は油圧式カップリングを有することを特徴とする請求項
   （１）、（２）記載の多段自動変速機付４輪駆動車。