JPH0472730B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は四輪駆動車に関し、特にセンタデイフ
アレンシヤルギヤを不要とし、また、四輪駆動か
ら二輪駆動へ、あるいはその逆へ切り換える必要
のない、四輪駆動車に関する。

（従来技術） 四輪駆動車では、旋回時に発生する前後車輪の
回転数差を吸収し、円滑な旋回を約束するため、
センタデイフアレンシヤルギヤを設けたり、四輪
駆動から二輪駆動へ、あるいはその逆へ切り換え
る構造を備えている。

（発明が解決しようとする問題点） センタデイフアレンシヤルギヤが設けられる場
合、四輪のうちの一輪が、雪等の低摩擦係数の路
面に乗り上げて空転すると、差動装置の本来的な
特性ゆえに、四輪すべてに駆動力が伝わらなくな
つたり、他の車輪への駆動力が少なくなつたりす
る現象が起こる。これを避けるため、差動制限装
置ないし差動ロツク装置を合せ持つように設計さ
れているが、差動装置の構造が複雑となり、しか
も運転者が道路状況や走行状況に応じて操作をし
なければならない煩わしさがある。

四輪駆動から二輪駆動へ、あるいはその逆へ切
り換える構造の場合、運転者が道路状況や走行状
況に応じて操作する煩わしさがある上、それらを
判断して切り換え、最適状態に維持することが困
難である。

本発明の目的は、センタデイフアレンシヤルギ
ヤを不要とし、四輪駆動から二輪駆動へ、あるい
はその逆へ切り換える構造を不要とする四輪駆動
車を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、トランスミツシヨンからプロペラシ
ヤフトに伝達される駆動力によつて、一方ではフ
ロント側のドライブシヤフトを経てフロント側の
左右の車輪を、他方ではリヤ側のドライブシヤフ
トを経てリヤ側の左右の車輪を駆動する四輪駆動
車であつて、前記フロント側およびリヤ側のドラ
イブシヤフトの一方に組み込まれ、前記プロペラ
シヤフトから駆動力を受ける第１の差動装置と、
前記フロント側およびリヤ側のドライブシヤフト
の他方に組み込まれ、前記プロペラシヤフトから
駆動力を受ける従動手段、該従動手段の左方に配
置されて前記左の車輪に係合する第２の差動装置
および前記従動手段の右方に配置されて前記右の
車輪に係合する第３の差動装置と、前記第２の差
動装置から前記左の車輪へ伸びるシヤフトの回転
数を調整するべく前記第２の差動装置に組み込ま
れた第１の手段と、前記第３の差動装置から前記
右の車輪へ伸びるシヤフトの回転数を調整するべ
く前記第３の差動装置に組み込まれた第２の手段
と、操舵角センサおよび車速センサからの信号に
基づいて、前記第２および第３の差像装置が組み
込まれたドライブシヤフトに連結される前記左右
の車輪の回転数差を演算すると共に、前記プロペ
ラシヤフトにセンタデイフアレンシヤルギヤが設
けられたとしたらその前後側に生ずることとなる
回転数差を前記信号に基づいて演算し、前記第１
および第２の調整手段の回転数を制御する装置と
を含む。

第１および第２の調整手段はそれぞれ電動機
と、該電動機の出力軸に取り付けられたウオーム
と、該ウオームに噛合するウオームホイールとを
備え、ウオームの回転により、差動装置から左右
いずれかの車輪に連結されるシヤフトの回転数が
調整される。

（作用および効果） 車両の旋回時、制御装置は、第２および第３の
差動装置が組み込まれたドライブシヤフトに連結
される車輪のうち、旋回の外側に位置する車輪の
回転数と、内側に位置する車輪の回転数との差を
操舵角および車速から演算すると共に、プロペラ
シヤフトにセンタデイフアレンシヤルギヤが設け
られたとしたらその前後側に生ずることとなる回
転数差を操舵角および車速から演算し、前後側に
生ずるべき回転数差と外側および内側の車輪の回
転数差とを吸収するように、旋回時に外側および
内側に位置する車輪の回転数をそれぞれ調整手段
を介して制御する。

車両の直進時、いずれかの車輪が雪等の上に乗
り上げた結果、その車輪が車速に見合つた回転数
を上回る回転数で回転しようとすると、制御装置
は当該車輪の回転数を車速に見合つた回転数に保
ち、両車輪の回転数差がゼロとなるように、当該
車輪に係合する差動装置の調整手段の回転数を制
御する。

フロント側およびリヤ側のドライブシヤフトの
一方に２つの差動装置を組み込むと共に、各差動
装置にウオームおよびウオームホイールを備える
調整手段を備え、制御装置によつて調整手段を制
御するので、常時四輪駆動の場合、センタデイフ
アレンシヤルギヤおよび差動ロツク装置を設けて
これを最適制御することと同様の効果が得られ
る。また、パートタイム四輪駆動の場合、舗装路
上の円滑な旋回が期待できる。

フロント側およびリヤ側のドライブシヤフトの
一方に２つの差動装置を組み込むと共に、各差動
装置に調整手段を備え、制御装置によつて調整手
段の回転数を制御するので、車輪の１つが空転し
ようとした場合でも、他の車輪に確実に動力を伝
えることができる。また、通常走行時において
も、左右車輪の回転数差を適当に調整することに
より、操縦安定性を向上させることができる。

（実施例） 四輪駆動車は第１図ないし第３図に示すよう
に、トランスミツシヨン１０からプロペラシヤフ
ト１２に伝達される駆動力によつて、一方ではフ
ロント側のドライブシヤフト１４を経てフロント
側の左右の車輪１６を、他方ではリヤ側のドライ
ブシヤフト１８を経てリヤ側の左右の車輪２０を
駆動するものであつて、第１の差動装置２２と、
第２の差動装置２４と、第３の差動装置２６とを
含む。

図示の場合、第１の差動装置２２は従来と同じ
構造のものであつて、フロント側のドライブシヤ
フト１４に組み込まれている。すなわち、デイフ
アレンシヤルケース２８内で、ピニオンシヤフト
２９によつてピニオン３０が回転可能に支持さ
れ、２個のサイドギヤ３１がピニオン３０にかみ
合つている。シヤフト１５ａが一方のサイドギヤ
３１から左の車輪１６へ伸び、またシヤフト１５
ｂが他方のサイドギヤ３１から右の車輪１６へ伸
び、それぞれ車輪に等速ジヨイント（図示せず）
を介して連結される。

フロント側のドライブシヤフト１４はシヤフト
１５ａとシヤフト１５ｂとにより構成され、この
ドライブシヤフト１４は、デイフアレンシヤルケ
ース２８に固定されたリングギヤ３２とプロペラ
シヤフト１２に固定され、リングギヤ３２に噛合
するピニオン３３とを経てプロペラシヤフト１２
から駆動力を受ける。

第２の差動装置２４と第３の差動装置２６と
は、リヤ側のドライブシヤフト１８に組み込まれ
ており、各差動装置はケース３４と、ケース３４
内に配置されたピニオン３６と、ケース３４内に
配置されたサイドギヤ３８とを備える。

ケース３４はいわゆるデイフアレンシヤルケー
スであつて、２個のケース３４はデイフアレンシ
ヤルキヤリヤ４０内に軸線方向へ間隔をおいて配
置される。差動装置２４のケース３４はデイフア
レンシヤルキヤリア４０に装着された一対のころ
がり軸受４２によつて、また差動装置２６のケー
ス３４はデイフアレンシヤルキヤリア４０に装着
された一対のころがり軸受４４によつて回転可能
に支持され、両ケース３４は共通の軸線を中心と
して回転可能である。

ピニオンシヤフト４６が各ケース３４に取り付
けられる。第２図に示す実施例では、２本のピニ
オンシヤフト４６が互いに直交して配置されてい
る。これらピニオンシヤフト４６はそれぞれの軸
線がケース３４の回転軸線に直交するように配列
される。各ピニオンシヤフト４６に一対のピニオ
ン３６が軸線方向へ間隔をおいて装着され、これ
らピニオン３６はピニオンシヤフト４６によつて
回転可能に支持されている。ピニオンシヤフト４
６が１本の場合、２個のピニオン３６がピニオン
シヤフト４６によつて回転可能に支持される。

２個のサイドギヤ３８が間隔をおいて各ケース
３４内に配置され、各サイドギヤ３８は４個のピ
ニオン３６にかみ合つている。

第１のシヤフト１９ａが差動装置２４のケース
３４内の右のサイドギヤ３８にセレーシヨン結合
され、差動装置２６のケース３４内の左のサイド
ギヤ３８へ伸び、このサイドギヤ３８にセレーシ
ヨン結合されている。シヤフト１９ａはデイフア
レンシヤルキヤリア４０に装着された一対のころ
がり軸受４８によつて支持され、ケース３４の軸
線を中心として回転可能である。

第２のシヤフト１９ｂが差動装置２４のケース
３４内の左のサイドギヤ３８にセレーシヨン結合
され、ケース３４から第１のシヤフト１９ａとは
反対の方向へ伸び、デイフアレンシヤルキヤリア
４０から突出している。シヤフト１９ｂは図示し
ないころがり軸受によつて支持され、ケース３４
の軸線を中心として回転可能である。シヤフト１
９ｂは等速ジヨイント（図示せず）を介して左の
車輪２０に連結される。

第３のシヤフト１９ｃが差動装置２６のケース
３４内の右のサイドギヤ３８にセレーシヨン結合
され、ケース３４から第１のシヤフト１９ａとは
反対の方向へ伸び、デイフアレンシヤルキヤリア
４０から突出している。シヤフト１９ｃは図示し
ないころがり軸受によつて支持され、ケース３４
の軸線を中心として回転可能である。シヤフト１
９ｃは等速ジヨイント（図示せず）を介して右の
車輪２０に連結される。

リヤ側のドライブシヤフト１８は３つのシヤフ
ト１９ａ，１９ｂ，１９ｃによつて構成され、こ
のドライブシヤフト１８は、プロペラシヤフト１
２に固定されたピニオン５０と、シヤフト１９ａ
に固定され、ピニオン５０に噛合するリングギヤ
５２とを経てプロペラシヤフト１２から駆動力を
受ける。

第１の調整手段５４が、第２の差動装置２４か
ら左の車輪２０へ伸びるシヤフト１９ｂの回転数
を調整するべく第２の差動装置２４に、また第２
の調整手段５６が、第３の差動装置２６から右の
車輪２０へ伸びるシヤフト１９ｃの回転数を調整
するべく第３の差動装置２６に組み込まれてい
る。

両調整手段は同じ構成であり、いずれもデイフ
アレンシヤルキヤリア４０に取り付けられた電動
機５８と、デイフアレンシヤルキヤリア４０に回
転可能に支持され、電動機５８の出力軸５９にセ
レーシヨン結合されたウオーム６０と、ケース３
４に取り付けられ、ウオーム６０に噛合するウオ
ームホイールとを備える。

制御装置７０はCPUまたはコンピユータであ
つて、操舵方向および操舵角を検知する操舵角セ
ンサ７２と車速センサ７４とからの信号に基づい
て、第２の差動装置２４および第３の差動装置２
６が組み込まれるドライブシヤフト、図示の場
合、リヤ側のドライブシヤフト１８に連結される
左右の車輪２０の回転数差を演算すると共に、プ
ロペラシヤフト１２に従来の四輪駆動車のよう
に、センタデイフアレンシヤルギヤが設けられた
としたらその前後側に生ずることとなる回転数差
を前記信号に基づいて演算し、第１の調整手段５
４および第２の調整手段５６の回転数を制御す
る。

第４図に示す四輪駆動車は、前述の四輪駆動車
と同じく、トランスミツシヨン１０からプロペラ
シヤフト１２に伝達される駆動力によつて、一方
ではフロント側のドライブシヤフト１４を経てフ
ロント側の左右の車輪１６を、他方ではリヤ側の
ドライブシヤフト１８を経てリヤ側の左右の車輪
２０を駆動するものであつて、第１の差動装置８
０と、第２の差動装置８２と、第３の差動装置８
４とを含む。しかし、第４図の四輪駆動車では各
差動装置の構成が下記の点で異なつている。

第１の差動装置８０では、ケース２８に取り付
けられるリングギヤ８８が第３図のリングギヤ３
２とは左右逆に配置され、ピニオン３３とかみ合
つている。

第２の差動装置８２と第３の差動装置８４とは
遊星歯車機構によつて構成されている。

プロペラシヤフト１２のピニオン５０とかみ合
うリングギヤ５２が、ドライブシヤフト１８のシ
ヤフト１９ａに固定され、シヤフト１９ａの両端
にそれぞれ太陽歯車９０が取り付けられている。
遊星歯車９２は大歯車９３ａと、大歯車に一体に
形成された小歯車９３ｂとからなり、小歯車９３
ｂが太陽歯車９０とかみ合い、大歯車９３ａはリ
ング歯車９４とかみ合つている。

シヤフト１９ｂは一方の差動装置８２の遊星歯
車の大歯車９３ａに結合され、また、シヤフト１
９ｃは他方の差動装置８４の遊星歯車の大歯車９
３ａに結合され、遊星歯車機構の公転と軸線を同
じとし、同じ回転数で回転する。

第１の調整手段９６が第１の差動装置８２に、
第２の調整手段９８が第２の差動装置８４に設け
られる。各調整手段は、リング歯車９４の外周に
設けられたウオームホイール１００と、電動機１
０２と、電動機１０２によつて回転され、ウオー
ムホイール１００とかみ合うウオーム１０４とか
らなる。

太陽歯車９０、遊星歯車の大歯車９３ａおよび
小歯車９３ｂ、リング歯車９４それぞれの歯数
は、リング歯車９４が非回転の場合、太陽歯車９
０の回転と遊星歯車９２の公転とが同一方向とな
り、かつ同一速度となるようにすることが好まし
い。これにより、電動機１０２を常に回転する必
要がなく、電動機１０２の容量を小さくすること
が可能となる。

制御装置７０が、操舵角センサ７２および車速
センサ７４からの信号に基づいて、第２および第
３の差動装置８２，８４が組み込まれたドライブ
シヤフト１８に連結される左右の車輪２０の回転
数差を演算すると共に、プロペラシヤフト１２に
センタデイフアレンシヤルギヤが設けられたとし
たらその前後側に生ずることとなる回転数差を前
記信号に基づいて演算し、第１および第２の調整
手段９６，９８の電動機１０２の回転数を制御す
るために設けられる。

（実施例の作用） 車両が走行する時、駆動力はトランスミツシヨ
ン１０からプロペラシヤフト１２を経て一方で
は、第１の差動装置２２からフロント側のドライ
ブシヤフト１４へ伝達され、車輪１６を回転す
る。駆動力は、他方では、第２の差動装置２４お
よび第３の差動装置２６からリヤ側のドライブシ
ヤフト１８へ伝達され、車輪２０を回転する。

車両を旋回するべく、ステアリングホイール１
０６によつて前輪１６に切れ角をつけると、制御
装置７０は、第５図に示すように、操舵角センサ
７２および車速センサ７４からの信号に基づいて
演算し（110）、第２および第３の差動装置８２，
８４が組み込まれたドライブシヤフト１８に連結
される左右の車輪２０の回転数差を求め（112）、
同時に、フロント側のドライブシヤフト１４のプ
ロペラシヤフト１２への結合部と、リヤ側のドラ
イブシヤフト１８のプロペラシヤフト１２への結
合部とに理論的に生ずべき回転数差、すなわち、
プロペラシヤフト１２にセンタデイフアレンシヤ
ルギヤが設けられたとしたらその前後側に生ずる
こととなる回転数差を求める（114）。そして、前
後側に生ずることとなる回転数差と旋回の外側お
よび内側に生じる回転数差とを左右の後輪２０で
吸収するべく、ピニオン５０およびリングギヤ５
２による最終減速を勘案して、左の車輪の回転数
を決定し（118）、右の車輪の回転数を決定する
（120）。その後、左の車輪の回転数と車速とを演
算して（122）、電動機の制御値を求め、第２の差
動装置２４の電動機５８を制御し（126）、また右
の車輪の回転数と車速とを演算して（124）、電動
機の制御値を求め、第３の差動装置２６の電動機
５８を制御する（128）。

車両の走行時、左右の後輪２０のいずれかが雪
等の上に乗り上げ、空転しようとすると、制御装
置７０は車速センサ７４からの信号に基づき、両
車輪の回転数差がゼロとなるように、当該空転し
ようとする車輪に係合する調整手段の電動機５８
の回転数を制御する。

第２および第３の調整手段は電動機５８、ウオ
ーム６０およびウオームホイール６２を含むの
で、ウオーム６０によつてウオームホイール６２
の回転は可能であるが、逆の作動、すなわちウオ
ームホイール６２によつてウオーム６０を回転す
ることは、ウオームの特性からしてできない。そ
のため、各調整手段は電動機５８の回転数によつ
て確実に制御される。

また、ブレーキ時、第２および第３の差動装置
が組み込まれたドライブシヤフトに連結されてい
る二輪のうちの一輪がブレーキロツクしようとし
ても、調整手段のウオームによつてウオームホイ
ールを回転するが、逆に、ウオームホイールによ
つてウオームの回転はできないので、該ブレーキ
ロツクしようとしている車輪に駆動力が伝えら
れ、ブレーキのアンチロツクと同じ効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの差動装置の、ケースの回転軸線
に沿つて切断した断面図、第２図は第１図の２−
２線に沿つて切断した断面図、第３図は四輪駆動
車を模式的に示す図、第４図は四輪駆動車の別の
例を模式的に示す図、第５図は制御のフローチヤ
ートである。 １０……トランスミツシヨン、１２……プロペ
ラシヤフト、１４，１８……ドライブシヤフト、
１６，２０……車輪、２２，２４，２６，８０，
８２，８４……差動装置、３６……ピニオン、３
８……サイドギヤ、５４，５６……調整手段、６
０……ウオーム、６２……ウオームホイール、７
０……制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トランスミツシヨンからプロペラシヤフトに
   伝達される駆動力によつて、一方ではフロント側
   のドライブシヤフトを経てフロント側の左右の車
   輪を、他方ではリヤ側のドライブシヤフトを経て
   リヤ側の左右の車輪を駆動する四輪駆動車であつ
   て、前記フロント側およびリヤ側のドライブシヤ
   フトの一方に組み込まれ、前記プロペラシヤフト
   から駆動力を受ける第１の差動装置と、前記フロ
   ント側およびリヤ側のドライブシヤフトの他方に
   組み込まれ、前記プロペラシヤフトから駆動力を
   受ける従動手段、該従動手段の左方に配置されて
   前記左の車輪に係合する第２の差動装置および前
   記従動手段の右方に配置されて前記右の車輪に係
   合する第３の差動装置と、前記第２の差動装置か
   ら前記左の車輪へ伸びるシヤフトの回転数を調整
   するべく前記第２の差動装置に組み込まれた第１
   の手段と、前記第３の差動装置から前記右の車輪
   へ伸びるシヤフトの回転数を調整するべく前記第
   ３の差動装置に組み込まれた第２の手段と、操舵
   角センサおよび車速センサからの信号に基づい
   て、前記第２および第３の差動装置が組み込まれ
   たドライブシヤフトに連結される前記左右の車輪
   の回転数差を演算すると共に、前記プロペラシヤ
   フトにセンタデイフアレンシヤルギヤが設けられ
   たとしたらその前後側に生ずることとなる回転数
   差を前記信号に基づいて演算し、前記第１および
   第２の調整手段の回転数を制御する装置とを含
   む、四輪駆動車。 ２ 前記第１および第２の調整手段はそれぞれ電
   動機と、該電動機に連結されるウオームと、該ウ
   オームに噛合するウオームホイールとを備える、
   特許請求の範囲第１項に記載の四輪駆動車。