JPH05229361A - 車両用駆動力配分装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、自動車等に用いて好適の、車両用
駆動力配分装置に関し、入力された回転駆動力を積極的
に配分できるようにすることを目的とする。 【構成】 エンジンからの回転駆動力を２つの駆動輪系
に配分する駆動力配分装置において、入力部１と入力部
１における回転駆動力をクラッチ機構１３を介して入力
される差動機構２０とをそなえ、２つの駆動輪系の各回
転軸部分２，３に遊星歯車機構１６，１７を設けて、各
遊星歯車機構１６，１７のリングギア１０をいずれも差
動機構２０の入力部１０と一体回転するように設けると
ともにプラネタリギア７，８のキャリア１１，１２を差
動機構２０の出力部２，３と一体回転するように設け
て、各キャリア１１，１２と入力部１との間にこれらを
一体回転させうるクラッチ機構１４，１５を介装して構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、四輪駆動式の自動車等
における前後輪あるいは左右輪への駆動力配分に用いて
好適の、車両用駆動力配分装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、四輪駆動車の開発が盛んに行なわ
れているが、前後輪間の駆動力配分を調整できるように
した、フルタイム四輪駆動方式のものの開発が種々行な
われている。このような前後輪間の駆動力配分を行なう
機構としては、前後輪への駆動力伝達経路に前後輪間に
生じる差動を許容する差動機構（センタデフ）を設け
て、このデフにその差動を制限できる差動制限機構（Ｌ
ＳＤ＝リミデッドスリップデフ）を付設して駆動力配分
を行なう手段が開発されている。

【０００３】また、左右輪間の差動機構（フロントデフ
あるいはリヤデフ）についてもセンタデフ同様、種々の
差動制限機構が開発されており、駆動力配分を可能にし
ている。このような前後輪間あるいは左右輪間の差動制
限機構には、前後輪（又は左右輪）の回転速度差に対応
するタイプのものや、入力されたトルク（回転駆動力）
に比例するタイプのものがある。

【０００４】回転速度差対応タイプには、液体の粘性を
利用したＶＣＵ（ビスカスカップリングユニット）式Ｌ
ＳＤやＨＣＵ（ハイドロリックカップリングユニット）
式ＬＳＤなどのものがあり、車両の走行安定性を向上し
うる利点がある。また、入力トルク比例タイプのものに
は、一般的な機械式ＬＳＤなどのフリクションタイプの
ものや、ウォームギアの摩擦抵抗を利用してトルクに感
応して制御するＴＯＲＳＥＮ（トルセン）式ＬＳＤなど
のメカニカルタイプのものがあり、車両の旋回性能の向
上やスタック脱出性能の確保や走破性の向上を実現でき
る等の利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような各差動制限機構は駆動力配分を積極的に調整する
ものではなく、入力された回転駆動力を任意に配分して
２本の駆動軸に出力できるものではなかった。本発明
は、上述の課題に鑑み創案されたもので、入力された回
転駆動力を積極的に可変配分できるようにした、車両用
駆動力配分装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の車両
用駆動力配分装置は、エンジンからの回転駆動力を２つ
の駆動輪系に配分する駆動力配分装置において、上記回
転駆動力を入力される入力部と、該入力部に入力された
回転駆動力をクラッチ機構を介して入力され、上記の２
つの駆動輪系へ差動を許容しつつ伝達する差動機構とを
そなえ、上記の２つの駆動輪系の各回転軸部分にそれぞ
れ遊星歯車機構が設けられて、これらの遊星歯車機構の
サンギアが上記の各回転軸部分に設置され、上記の各遊
星歯車機構のリングギアがいずれも差動機構の入力部と
一体回転するように設けられるとともにプラネタリギア
のキャリアが上記差動機構の出力部と一体回転するよう
に設けられて、上記の各キャリアと上記の入力部との間
に係合時に各キャリアと入力部とを一体回転させうるク
ラッチ機構がそれぞれ介装されていることを特徴として
いる。

【０００７】

【作用】上述の本発明の車両用駆動力配分装置では、入
力部に入力された回転駆動力は、差動機構へクラッチ機
構を介して入力される。そして、この回転駆動力は、差
動機構により２つの駆動輪系へ差動を許容しつつ伝達さ
れる。そして、上記クラッチ機構の接続状態に応じて、
上記２つの駆動輪系の各回転軸部分にそれぞれ設けられ
た遊星歯車機構により駆動力の配分が行なわれる。

【０００８】

【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
の車両用駆動力配分装置について説明すると、図１はそ
の構成を示す模式的な構成図である。この駆動力配分装
置は、例えば、エンジン（図示省略）からの回転駆動力
を左右輪に配分する経路上に設けられて、左右輪側のそ
れぞれの駆動軸に対して駆動力配分ができるようになっ
ている。

【０００９】そして、本装置は、基本的には３組の遊星
歯車機構１６，１７，１８の組み合わせによる差動機構
２０と、この３組の遊星歯車機構１６，１７，１８のそ
れぞれに回転駆動力を伝達する３つのクラッチ機構１
３，１４，１５と、これらのクラッチ機構１３，１４，
１５を制御する制御手段１９により構成されている。図
１に示すように自動車のエンジンからトランスミッショ
ン（図示省略）等を介して出力された回転駆動力は、入
力ギア１，各クラッチ機構１３，１４，１５および各遊
星歯車機構１６，１７，１８とを介して、第１および第
２の出力軸２，３に伝達されるようになっており、第１
の出力軸２はその左端を左輪の駆動系に連結され、第２
の出力軸３はその右端を右輪の駆動系に連結されてい
る。

【００１０】そして、各遊星歯車機構１６，１７，１８
によって構成された差動機構２０により、２つの出力軸
２，３の差動を許容しながら、これらの出力軸２，３に
伝達される回転駆動力を所要の比率に配分できるように
なっている。本装置における差動機構２０は、２つのピ
ニオンギア（プラネタリギア）を用いて構成されるいわ
ゆるダブルピニオンギア機構が１組と、２組のシングル
ピニオンギア機構からなる計３組の遊星歯車機構が同一
軸心上に配置され構成されている。

【００１１】まず、第１の遊星歯車機構１６の構成につ
いて説明すると、出力軸２にはサンギア４が固着されて
おり、このサンギア４は、その外周にはプラネタリギア
７が歯合している。そして、このプラネタリギア７は、
キャリア１１Ａに枢支されており、リングギア１０Ａと
歯合し、自転しながらサンギア４の外周を公転できるよ
うになっている。

【００１２】また、第２の遊星歯車機構１７では、出力
軸３にはサンギア５が固着されており、このサンギア５
はその外周にはプラネタリギア８が歯合している。そし
て、上述の第１の遊星歯車機構１６と同様、このプラネ
タリギア８は、キャリア１２Ａに枢支されており、リン
グギア１０Ｂと歯合し、自転しながらサンギア５の外周
を公転できるようになっている。

【００１３】次に、第３の遊星歯車機構１８について説
明すると、回転軸１１Ｂの末端にサンギア６が固着され
ており、このサンギア６は、その外周にはプラネタリギ
ア９Ｂが歯合するように設けられている。このプラネタ
リギア９Ｂは、ダブルピニオン機構のインナピニオンで
あり、その外周でダブルピニオン機構のアウタピニオン
となるプラネタリギア９Ａに歯合している。また、プラ
ネタリギア９Ａはリングギア１０Ｃと歯合している。こ
れらプラネタリギア９Ａ，９Ｂはプラネタリキャリア１
２Ｂによって自転可能に軸支されている。これにより、
この第３の遊星歯車機構１８では、２つのプラネタリギ
ア９Ａ，９Ｂの自転に伴いサンギア６がリングギア１０
Ｃと同方向に回転するようになっている。

【００１４】さらに、この第３の遊星歯車機構１８のプ
ラネタリキャリア１２Ｂと、第２の遊星歯車機構１７の
プラネタリキャリア１２Ａとが一体に形成されており、
プラネタリギア９Ａ，９Ｂとプラネタリギア８とが一体
に公転するようになっている。なお符号１２は、これら
のキャリア１２Ａ，１２Ｂが一体となった回転部を示
す。

【００１５】そして、第１の遊星歯車機構１６のプラネ
タリキャリア１１と、第３の遊星歯車機構１８のサンギ
ア６の回転軸１１Ｂとが一体に形成されており、サンギ
ア６がプラネタリギア７の公転に合わせて自転できるよ
うになっている。なお符号１１はキャリア１１Ａと回転
軸１１Ｂとが一体となった回転部を示す。また、これら
の各遊星歯車機構１６，１７，１８におけるリングギア
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、各遊星歯車機構１６，１
７，１８ごとに独立して設けられているものではなく一
体に形成されており、以下、これら１０Ａ〜１０Ｃを１
つのリングギア１０として説明する。

【００１６】次に、本装置におけるクラッチ機構につい
て説明すると、本装置には第１，第２及び第３のクラッ
チ機構１３，１４，１５が設けられている。この第１の
クラッチ機構１３は、入力ギア１に伝達された回転駆動
力を各リングギア１０Ａ〜１０Ｃに伝達したり、あるい
はこの回転駆動力を断つことができるようになってお
り、第２のクラッチ機構１４は、入力ギア１に伝達され
た回転駆動力を回転部１１（即ち、プラネタリキャリア
１１Ａ及び回転軸１１Ｂ）に伝達したり、あるいはこの
回転駆動力を断つことができるようになっている。ま
た、第３のクラッチ機構１５は、第２のクラッチ機構１
４と同様に、入力ギア１に伝達された回転駆動力を回転
軸１２（即ち、プラネタリキャリア１２Ａ及び１２）に
伝達したり、あるいはこの回転駆動力を断つことができ
るようになっている。

【００１７】そして、これらのクラッチ機構１３，１
４，１５はマイクロコンピュータ等をそなえた制御手段
１９により制御されるようになっている。すなわち、本
装置を搭載した車両には、図示しないが車速や舵角等の
運転状況や各車輪の回転状態等を検出するセンサがそれ
ぞれ設けられ、これらのセンサにより、制御手段１９に
車両の運転状態が入力されて、その運転状態に適した指
令信号が制御手段１９において設定された後、各クラッ
チ機構１３，１４，１５にこの指令信号が送られて、そ
れぞれのクラッチ機構１３，１４，１５は個々に制御さ
れるようになっている。

【００１８】この制御手段１９によると各クラッチ機構
１３，１４，１５の接続状況により、入力ギア１に伝達
された回転駆動力は、その伝達経路の相違によって２つ
の出力軸２，３への回転駆動力を可変配分できるように
なっている。すなわち、上記各クラッチ機構１３，１
４，１５のうち、どのクラッチ機構を用いて入力された
回転駆動力を伝達するかにより、２つの出力軸２，３へ
配分される回転駆動力の比が変化するようになってい
る。

【００１９】本発明の一実施例としての車両用駆動力配
分装置は、上述のように構成されているので、走行中の
運転状況に応じて制御手段１９から各クラッチ機構１
３，１４，１５に指令信号が送られる。そして、この指
令信号に応じて各クラッチ機構１３，１４，１５が制御
されて、駆動力配分装置は入力される回転駆動力を可変
配分して２つの出力軸２，３へ出力する。

【００２０】そして、本装置は、各クラッチ機構１３，
１４，１５の接続状態によって、表１に示す８通りの状
態が考えられ、これを第１〜第５の状態に分けてそれぞ
れの状態について説明すると以下のようになる。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１における●はロック状態を示し、○は
フリー状態を示す。まず、第１の状態についてこの駆動
力配分装置の動作を説明すると、これは、制御手段１９
により、第１のクラッチ機構１３が接続状態（ロック状
態）で、且つ、第２及び第３のクラッチ機構１４，１５
は接続されないような状態（フリー状態）のときであ
る。

【００２３】このとき、本装置の動作を説明すると、ま
ず、入力ギア１に伝達された回転駆動力は、第１のクラ
ッチ機構１３を介してリングギア１０へ伝達される。そ
して、２つの出力軸２，３の間に回転差が生じないとき
（即ち、２つの出力軸２，３の駆動負荷に差がないと
き）は、入力ギア１，リングギア１０及びリングギア１
０内に並列に配置された３組の遊星歯車機構１６，１
７，１８は一体となった回転し、２つの出力軸２，３へ
の駆動力は５０：５０に配分される。

【００２４】また、２つの出力軸２，３の駆動負荷に差
が生じると、この２つの出力軸２，３間に回転差が生じ
ようとするが、３組の遊星歯車機構１６，１７，１８の
作用によりこの回転差は吸収される。このとき、プラネ
タリキャリア１１Ａとプラネタリキャリア１２Ａとの間
に回転差が生じるが、第２及び第３のクラッチ機構１
４，１５がフリー状態になっているので、何ら問題なく
回転差が吸収され、差動が許容される。

【００２５】すなわち、このような第１の状態において
は、本装置は、通常用いられているデファレンシャルギ
アと同じ機能を果たすことができる。次に、第２の状態
について説明すると、これは、第２のクラッチ機構１４
がロック状態であって、且つ、第１および第３のクラッ
チ機構１３，１５がフリー状態のときである。

【００２６】このとき、本装置の動作について説明する
と、まず、入力ギア１に伝達された回転駆動力は、第２
のクラッチ機構１４を介してプラネタリキャリア１１Ａ
に伝達れさる。そして、２つの出力軸２，３の間に回転
差がないとき（即ち、２つの出力軸２，３の駆動負荷に
差がないとき）は、上述の場合と同様に、入力ギア１，
リングギア１０及びリングギア１０内に並列に配置され
た３組の遊星歯車機構１６，１７，１８は一体となって
回転して、２つの出力軸２，３に駆動力が伝達される。

【００２７】一方、２つの出力軸２，３の駆動負荷に差
が生じると、プラネタリキャリア１１Ａおよびプラネタ
リギア７は、サンギア４の外周を自転を伴いながら公転
して出力軸２へ回転駆動力を伝達する。また、プラネタ
リキャリア１１Ａの回転により、サンギア６に回転駆動
力が伝達され、ダブルピニオンのプラネタリギア９Ａ，
９Ｂおよびプラネタリキャリア１２Ａに回転駆動力が伝
達される。

【００２８】これにより、プラネタリギア８がサンギア
５の外周を自転を伴いながら公転して出力軸３へ回転駆
動力が伝達される。これによって、２つの出力軸２，３
との間に差動が生じる。そして、上記３組の遊星歯車機
構１６，１７，１８の各ギアの歯数の組み合わせによっ
て、この２つの出力軸２，３に出力された２つの回転駆
動力の比を、例えば、７０：３０にすることができる。

【００２９】このとき、入力ギア１とプラネタリキャリ
ア１２との間に回転速度差が生じることも考えられる
が、上述したように、第３のクラッチ機構１５がフリー
状態であるので何ら問題はない。次に、第３の状態につ
いて説明すると、第３のクラッチ機構１５がロック状態
であって、且つ、第１および第２のクラッチ機構１３，
１４がフリー状態のときであり、このときの本装置の動
作を説明すると次のようになる。

【００３０】まず、入力ギア１に伝達された回転駆動力
は、第３のクラッチ機構１５を介してプラネタリキャリ
ア１２Ａに伝達れさる。そして、２つの出力軸２，３の
間に回転差がないとき（即ち、２つの出力軸２，３の駆
動負荷に差がないとき）は、入力ギア１，リングギア１
０及びリングギア１０内に並列に配置された３組の遊星
歯車機構１６，１７，１８が相対回転のない一体となっ
た回転を行なう。

【００３１】そして、２つの出力軸２，３の駆動負荷に
差が生じると、上述の第２のクラッチ機構１４をロック
状態にした場合とは逆の経路により回転駆動力が伝達さ
れる。すなわち、プラネタリキャリア１２およびプラネ
タリギア８は、サンギア５の外周を自転を伴いながら公
転して出力軸３へ回転駆動力を伝達する。また、プラネ
タリキャリア１２の回転により、ダブルピニオンのプラ
ネタリギア９Ａ，９Ｂに回転駆動力が伝達され、サンギ
ア６に回転駆動力が伝達される。

【００３２】これにより、プラネタリギア７がサンギア
４の外周を自転を伴いながら公転することにより、出力
軸２へ回転駆動力が伝達される。そして、各ギアの歯数
の組み合わせによって、この２つの出力軸２，３とに出
力された２つの回転駆動力の比を、例えば、３０：７０
にすることができる。また、上述したように、第２のク
ラッチ機構１４がフリー状態であるので、入力ギア１と
プラネタリキャリア１１との間に回転速度差が生じても
この速度差は吸収される。

【００３３】本装置は以上のような動作を行なうので、
上述の３組のクラッチ機構１３，１４，１５のうちいづ
れか１つのクラッチ機構をロック状態にすることで２つ
の出力軸２，３へ伝達される駆動力の配分比を変えるこ
とができる。さらに、これらのクラッチ機構１３，１
４，１５は、ＬＳＤ（差動制限機構）としての機能も持
ち合わせており、各クラッチ機構１３，１４，１５のう
ちいづれか１つのクラッチ機構を完全にロック状態にし
て、残りのクラッチ機構のうち１つのクラッチ機構を多
少滑らせながら係合させることによって、２つの出力軸
２，３の差動を制限することができる。

【００３４】次に、第４の状態について説明すると、こ
れは、各クラッチ機構１３，１４，１５がすべてフリー
状態のときである。このとき、入力ギア１に伝達された
回転駆動力は、リングギア１０，プラネタリキャリア１
１，１２のいずれにも伝達されないので、２つの出力軸
２，３には回転駆動力が遮断された状態となる。最後
に、第５の状態について説明すると、これら３組のクラ
ッチ機構１３，１４，１５のうち、２組以上のクラッチ
機構を同時にロック状態すると、本装置は直結状態とな
り、２つの出力軸２，３の間の差動は吸収されなくな
る。すなわち、この状態では、３組のクラッチ機構１
３，１４，１５は、いわゆるデフロック装置としても機
能する。

【００３５】これにより、片方の駆動軸側の車輪が路面
μ（路面摩擦抵抗）の変化や脱輪等によって空転して
も、他方の駆動軸側の車輪に駆動力を伝達することがで
きる。本装置は、上述したように入力された回転駆動力
を２本の出力軸２，３に所定の比率に配分することがで
きるので、例えば、自動車の左右輪の駆動力の配分装置
に用いて、左右輪の駆動力を積極的に制御することによ
って、車両の走行安定性を高めることができる。

【００３６】また本装置を用いることにより、運転者に
何ら特別な操作を強いることなく、車両の走破性をより
高めることも可能である。また、本実施例では、本発明
の車両用駆動力配分装置を自動車等における左右輪の駆
動力配分装置として説明しているが、本装置は、例えば
四輪駆動車の前後輪への駆動力配分装置に用いても良
く、本装置を四輪駆動車の前後輪間，前輪側左右輪間お
よび後輪側左右輪間の３箇所に、それぞれ駆動力配分機
構として用いることにより、四輪の駆動力配分を独立し
て調整することも可能である。

【００３７】さらに、本装置は、上述のように１つのリ
ングギア１０内に３組の遊星歯車機構１６，１７，１８
が設けられて構成されているので、本装置を比較的小型
化しやすいというメリットがあり、車両搭載を比較的容
易に行なうことができる。また、本装置における第３の
遊星歯車機構１８の代わりに、ベベルギア式デファレン
シャルギアを用いることも考えられる。

【００３８】これは、回転軸１１Ｂをベベルギア式デフ
ァレンシャルギアの一方の出力軸に固定し、プラネタリ
キャリア１２Ｂをベベルギア式デファレンシャルギアの
他方の出力軸に固定することにより実現される。このと
き、本装置の機能は何ら変わるものではなく、コストや
スペース効率等の車載条件によってどちらかの機構を選
択すればよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の車両用駆
動力配分装置によれば、エンジンからの回転駆動力を２
つの駆動輪系に配分する駆動力配分装置において、上記
回転駆動力を入力される入力部と、該入力部に入力され
た回転駆動力をクラッチ機構を介して入力され、上記の
２つの駆動輪系へ差動を許容しつつ伝達する差動機構と
をそなえ、上記の２つの駆動輪系の各回転軸部分にそれ
ぞれ遊星歯車機構が設けられて、これらの遊星歯車機構
のサンギアが上記の各回転軸部分に設置され、上記の各
遊星歯車機構のリングギアがいずれも差動機構の入力部
と一体回転するように設けられるとともにプラネタリギ
アのキャリアが上記差動機構の出力部と一体回転するよ
うに設けられて、上記の各キャリアと上記の入力部との
間に係合時に各キャリアと入力部とを一体回転させうる
クラッチ機構がそれぞれ介装されているという構成によ
り、入力された回転駆動力を２つの駆動輪系に所定の比
率に配分することができる。

【００４０】また、本装置を四輪駆動車の前後輪間，前
輪側左右輪間および後輪側左右輪間の３箇所に、それぞ
れ駆動力配分機構として用いることにより、四輪の駆動
力配分を独立して調整することができ、車両の走行安定
性をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての車両用駆動力配分装
置を示す模式的な構成図である。

【符号の説明】

１ 入力ギア ２ 第１の出力軸 ３ 第２の出力軸 ４，５，６ サンギア ７，８，９Ａ，９Ｂプラネタリギア １０ リングギア １１，１１Ａ，１２，１２Ａ，１２Ｂ プラネタリキャ
リア １１Ｂ 回転軸 １３ 第１のクラッチ機構 １４ 第２のクラッチ機構 １５ 第３のクラッチ機構 １６ 第１の遊星歯車機構 １７ 第２の遊星歯車機構 １８ 第３の遊星歯車機構 １９ 制御手段 ２０ 差動機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの回転駆動力を２つの駆動
   輪系に配分する駆動力配分装置において、上記回転駆動
   力を入力される入力部と、該入力部に入力された回転駆
   動力をクラッチ機構を介して入力され、上記の２つの駆
   動輪系へ差動を許容しつつ伝達する差動機構とをそな
   え、上記の２つの駆動輪系の各回転軸部分にそれぞれ遊
   星歯車機構が設けられて、これらの遊星歯車機構のサン
   ギアが上記の各回転軸部分に設置され、上記の各遊星歯
   車機構のリングギアがいずれも差動機構の入力部と一体
   回転するように設けられるとともにプラネタリギアのキ
   ャリアが上記差動機構の出力部と一体回転するように設
   けられて、上記の各キャリアと上記の入力部との間に係
   合時に各キャリアと入力部とを一体回転させうるクラッ
   チ機構がそれぞれ介装されていることを特徴とする、車
   両用駆動力配分装置。