JPH0764216B2 - 4輪駆動車のトルク配分制御装置 - Google Patents

4輪駆動車のトルク配分制御装置

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JPH0764216B2
JPH0764216B2 JP4360086A JP4360086A JPH0764216B2 JP H0764216 B2 JPH0764216 B2 JP H0764216B2 JP 4360086 A JP4360086 A JP 4360086A JP 4360086 A JP4360086 A JP 4360086A JP H0764216 B2 JPH0764216 B2 JP H0764216B2
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JP
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planetary gear
torque
gear
drive shaft
wheel
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廉平 松本
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Fuji Jukogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、センターデフ装置付のフルタイム式4輪駆動
車を対象として前後輪の駆動トルクに配分を走行条件,
道路事情等により制御する4輪駆動車のトルク配分制御
装置に関る。
【従来の技術】
従来、センターデフ装置付の4輪駆動車に関しては、例
えば特開昭55−72420号公報に示すように、センターデ
フ装置にディファレンシャルギヤを用い、その差動制限
用として油圧クラッチを設けたものがある。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記先行技術の構成のものにあっては、セン
ターデフ装置のディファレンシャルギヤは機構上2つの
サイドギヤの径が同一になっているため、前後輪のトル
ク配分は常に略等分になる。従って、そのトルク配分を
積極的に変化することはできなかった。また油圧クラッ
チは、前後輪の一方が空転した場合の緊急脱出用とし
て、ディファレンシャルギヤを一体的にロックするデフ
ロック機能を有するにすぎない。 ここで4輪駆動車では、前後輪のトルク配分を各種走行
条件で変化すると、動力性能以外に旋回性,安定性等の
性能も向上し得ることが知られている。そこでセンター
デフ装置付のフルタイム式4輪駆動車においても、トル
ク配分を積極的に制御して、付加価値を増大することが
望まれる。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、セン
ターデフ装置付のフルタイム式4輪駆動車を対象とし
て、前後輪のトルク配分を走行条件等により制御して、
旋回性,安定性等も向上することが可能な4輪駆動車の
トルク配分制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明による4輪駆動車のト
ルク配分制御装置は、変速機出力軸に対して前輪へのフ
ロントドライブ軸が同軸に、後輪へのリヤドライブ軸が
平行にそれぞれ配置された4輪駆動車において、センタ
ーデフ装置としての第1,第2のプラネタリギヤ装置、お
よび第1,第2の油圧クラッチを上記フロントドライブ軸
と同軸に軸方向多段に配設すると共に、上記第1のプラ
ネタリギヤ装置は、キャリアを上記変速機出力軸に、サ
ンギヤを上記フロントドライブ軸に、リングギヤを上記
第2のプラネタリギヤ装置のキャリアにそれぞれ連結
し、上記第2のプラネタリギヤ装置は、上記第1の油圧
クラッチに対してリングギヤを入力部材に、サンギヤを
出力部材にそれぞれ連結し、かつリングギヤを上記リヤ
ドライブ軸にギヤを介して伝動構成し、上記第2の油圧
クラッチは、入力側を上記第2のプラネタリギヤ装置の
サンギヤに、出力側を上記フロントドライブ軸にそれぞ
れ連結し、上記第1,第2の油圧クラッチの係合,解放に
応じて前輪トルクTFと後輪トルクTRとの配分比を、TF<
TR,TF≒TR,TF>TRの3種類に選択可能としたことを特徴
とする。
【作用】 このような手段を採用した本発明の4輪駆動車のトルク
配分制御装置では、第1の油圧クラッチのみを係合する
と、第2のプラネタリギヤ装置はリングギヤとサンギヤ
とが一体固着状態となる。このため変速機出力軸からの
トルクは、第1のプラネタリギヤ装置のサンギヤからフ
ロントドライブ軸を経由して前輪に伝達され、また第1
のプラネタリギヤ装置のリヤグギヤから第2のプラネタ
リギヤ装置,ギヤ,リヤドライブ軸を経由して後輪に伝
達される。従って前輪トルクTFと後輪トルクTRとの配分
比は、第1のプラネタリギヤ装置のサンギヤとリヤグギ
ヤの半径比に応じてTF<TRとなる。 また第2の油圧クラッチのみを係合すると、第2のプラ
ネタリギヤ装置はサンギヤがフロントドライブ軸に結合
した状態となる。このため、第1のプラネタリギヤ装置
のリングギヤから第2のプラネタリギヤ装置のキャリア
に入力するトルクは、リングギヤを介して後輪側へ伝達
されると共に、その一部はサンギヤを介して前輪側に伝
達されるようになる。即ち、前輪側へは第1のプラネタ
リギヤ装置のサンギヤと第2のプラネタリギヤ装置のサ
ンギヤとの2系統を介してトルクが伝達されるのであ
り、前輪トルクTFと後輪トルクTRとの配分比は、TF>TR
となる。 なお、第1の油圧クラッチのみが係合したTF<TRの場合
には第1のプラネタリギヤ装置が差動可能であり、第2
の油圧クラッチのみが係合したTF>TRの場合には第1,第
2のプラネタリギヤ装置が差動可能であって、いずれの
場合もセンターデフ装置として機能する。 ここで、第1,第2の油圧クラッチが共に係合すると、第
2のプラネタリギヤ装置のリングギヤとサンギヤとが一
体固着状態となり、加えて第1のプラネタリギヤ装置の
リングギヤとサンギヤとが一体固着状態となるので、第
1,第2のプラネタリギヤ装置はデフロック状態となり、
前輪トルクTFと後輪トルクTRとの配分比は、TF≒TRとな
る。
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。 第1図において一実施例が適用される4輪駆動車の伝動
系について説明すると、エンジン1,クラッチ2および変
速機4が車体前後方向に縦置き配置され、クラッチ2と
変速機4との間の下部にフロントデフ装置16が変速機ケ
ース内部に組付けて設置されることでトランスアクスル
型を成す。 変速機4は常時噛合式のもので、入力軸3に対して出力
軸5が平行に配置され、これらの入力軸3と出力軸5
に、例えば第1速ないし第4速の互に噛合う4組の変速
用ギヤ6ないし9が設けてあり、変速用ギヤ6,7間の同
期機構10または変速用ギヤ8,9間の同期機構11を選択的
に動作することで、第1速から第4速までの各前進変速
段を得るようになっている。 また、入力軸3に設けてある後退段のギヤ12に同期機構
10のスリーブ側のギヤ13を図示しないアイドラギヤを介
して噛合わせることで、後退段を得るようになってい
る。 前記出力軸5は中空軸であって、その内部にフロントド
ライブ軸14が挿入され、フロントドライブ軸14の前端に
形成されるドライブピニオン15が、フロントデフ装置16
のクラウンギヤ17に噛合って前輪側に伝動構成されてい
る。 また、変速機4の後部に配設されるトランスファ装置18
において、出力軸5とその内部のフロントドライブ軸14
が同軸上に配置され、これらの上部にリヤドライブ軸19
が平行に配置される。そしてリヤドライブ軸19は、更に
プロペラ軸20,リヤデフ装置21を介して後輪側に伝動構
成される。 トランスファ装置18は、センターデフ装置用の第1,第2
のプラネタリギヤ装置30,35をフロントドライブ軸14上
に前後2段に連設して有する。 ここで、第1,第2のプラネタリギヤ装置30,35は同一の
構成で、サンギヤ31,36、リングギヤ32,37、それらに噛
合うピニオン33,38およびキャリヤ34,39から成る。そし
て前段の第1のプラネタリギヤ装置30は、キャリヤ34が
変速機4の出力軸5に結合し、サンギヤ31がフロントド
ライブ軸14に結合し、リングギヤ32が後段の第2のプラ
ネタリギヤ装置35のキャリヤ39に結合している。また第
2のプラネタリギヤ装置35は、リングギヤ37が一対のギ
ヤ22を介してリヤドライブ軸19に結合する。こうして、
全体的にはサンギヤ側から前輪へ、リングギヤ側から後
輪へ動力を振り分けて伝達する構成になり、ピニオン3
3,38の遊星回転により前後輪の回転差を吸収する。 また、デフロックとトルク配分制御用として2組の第1,
第2の油圧クラッチ40,45を、前述の第1,第2のプラネ
タリギヤ装置30,35の後方に前後2段に連設して有す
る。 ここで、第1の油圧クラッチ40は、第2のプラネタリギ
ヤ装置35に対して入力部材であるハブ41がリングギヤ37
に、出力部材であるドラム42がサンギヤ36にそれぞれ結
合されている。一方、第2の油圧クラッチは、入力部材
であるハブ46が第1の油圧クラッチ40のドラム42に、出
力部材であるドラム47がフロントドライブ軸14にそれぞ
れ結合されている。 第1,第2の油圧クラッチ40,45は、クラッチ油圧の制御
により係合または解放し、さらに任意のクラッチトルク
を生じて伝達トルクを可変にするものである。 そこで第1,第2の油圧クラッチ40,45のクラッチ油圧を
制御するトルク配分制御系について説明すると、車両に
装備される車速センサ50,舵角センサ51,加速センサ52,
マニュアル指示手段53等を有し、これらの信号が制御ユ
ニット54に入力する。 制御ユニット54は、センサ信号により車両の中・低速の
旋回,高速の各走行条件を判断し、マニュアル指示手段
53の信号により泥ねい地等の悪路,スタック等を判断
し、これに応じたトルク配分を定める。そして制御ユニ
ット54の出力信号により、アクチュエータ55,56を介し
て第1,第2の油圧クラッチ40,45のクラッチ油圧を可変
に制御するようになっている。 次いで、このように構成されたトルク配分制御装置の作
用について説明する。 先ず、変速機4の出力軸5からの動力は、トランスファ
装置18において前段の第1のプラネタリギヤ装置30のキ
ャリヤ34に入力し、サンギヤ31からフロントドライブ軸
14,フロントデフ装置16を介して前輪に、リングギヤ32
から後段の第2のプラネタリギヤ装置35のキャリヤ39に
伝達する。 そこで、使用頻度の多い中,低速の走行条件で制御ユニ
ット54により第1の油圧クラッチ40のみがクラッチ油圧
最大で係合すると、第2のプラネタリギヤ装置35はサン
ギヤ36とリングギヤ37との結合で一体化する。そのため
上記リングギヤ32からの動力は、そのまま第2のプラネ
タリギヤ装置35,ギヤ22,リヤドライブ軸19等を介して後
輪に伝達する。こうして、実質的には第1のプラネタリ
ギヤ装置30のサンギヤ31,リングギヤ32から前後輪に動
力伝達して4輪駆動となり、ピニオン33の遊星回転によ
り前後輪の回転差を吸収してセンターデフ作用する。 そしてこの場合は、第1のプラネタリギヤ装置35におけ
る小径のサンギヤ31と大径のリングギヤ32とのギヤ径の
違いにより、前後輪のトルクTF,TRは、TF<TRの状態に
配分されて、旋回性を向上することになる。 ここで、第1の油圧クラッチ40のクラッチ油圧を減じて
そのトルクTCFを第2図(b)のように低下し、同時に
第2の油圧クラッチ45のクラッチトルクTCFを増大する
と、第2のプラネタリギヤ装置35から後輪へ伝達するト
ルクが減るが、その減った分は第2のプラネタリギヤ装
置35のサンギヤ36から第2の油圧クラッチ45を介して前
輪側に加算される。こうして、第2図(a)のように後
輪トルクTRが減じるのに伴って前輪トルクTFは増すよう
になり、後輪のトルク配分量は大きい状態から小さくな
る方向に連続的に変化する。 一方、高速時に制御ユニット54により今度は第2の油圧
クラッチ45のみが結合すると、第2のプラネタリギヤ装
置35のサンギヤ36がフロントドライブ輪14に結合する。
そのため、第1,第2のプラネタリギヤ装置30,35のサン
ギヤ31,36からそれぞれ前輪へ、第2のプラネタリギヤ
装置35のリングギヤ37のみから後輪へ動力伝達して、同
様に4輪駆動となる。そして第1,第2のプラネタリギヤ
装置30,35のピニオン33,38の遊星回転およびリングギヤ
32とキャリヤ39の回転によりセンターデフ作用する。 この場合は、第1,第2のプラネタリギヤ装置30,35のサ
ンギヤ31,36による2系統で前輪に動力伝達すること
で、前後輪のトルク配分はTF>TRの状態になって、高速
安定性を向上することになる。 ここで、第2の油圧クラッチ45のクラッチトルクTCR
第2図(b)のカッコ書のように減じ、同時に第1の油
圧クラッチ40のクラッチトルクTCFを逆に増すと、第2
のプラネタリギヤ装置35を介して前後輪へ伝達するトル
クの一部がリングギヤ37から後輪側へ流れることにな
る。こうして、第2図(a)のカッコ書きのように前輪
トルクTFが少なくなるのに伴って後輪トルクTRは大きく
なり、前輪トルクの配分量は大きい状態から小さくなる
方向に連続的に変化する。 さらに悪路走行時に制御ユニット54により第1,第2の油
圧クラッチ40,45が共に係合すると、第2のプラネタリ
ギヤ装置35の一体化に加え、サンギヤ31とリングギヤ32
との結合で第1のプラネタリギヤ装置30も一体化してデ
フロックする。そのため、前後輪が直結してTF≒TRの状
態にトルク配分され、走破性を最大限発揮することにな
る。 以上の各トルク配分状態をまとめると、以下の表のよう
になる。 以上、本発明の一実施例について述べたが、トルク配分
制御に関しては車両の走行条件のみならず、ドライバの
好み,路面状況等によっても行い得る。 更に、本発明は横置きトランスアクスル型,自動変速機
付リヤエンジン等のギヤトレーンにも適用できる。
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明によれば、前輪トルクTFおよ
び後輪トルクTRの配分比として、TF<TR,TF≒TR,TF>TR
の3種類が選択可能でるから、車両の旋回性と安定性も
向上し、目的や好みに合った駆動性能を発揮し得る。 そして上記3種類のトルク配分比は、第1,第2の油圧ク
ラッチの組合わせ動作により選択する構成であるから、
動作性が良く、制御し易い。 また構造上、第1,第2のプラネタリギヤ装置および第1,
第2の油圧クラッチがフロントドライブ軸と同軸に軸方
向多段に配設されるので、強度や組付け作業性の点で有
利である。 さらに、車両の中,低速時には第1のプラネタリギヤ装
置のみが動作するので、高負荷の場合の動力伝達率が良
い。 なお、第1,第2の油圧クラッチの伝達トルクがクラッチ
油圧に応じて可変のものでは、TF<TRまたはTF>TRの範
囲で前後輪のトルク配分比が連続的に変更可能であるか
ら、車両の各走行条件に対して最適な前後輪トルク配分
を定め得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のトルク配分制御装置の実施例を示すス
ケルトン図、 第2図(a),(b)はトルク配分制御の特性図であ
る。 5……変速機出力軸、14……フロントドライブ軸、19…
…リヤドライブ軸、30,35……プラネタリギヤ装置、31,
36……サンギヤ、32,37……リングギヤ、34,39……キャ
リヤ、40,45……油圧クラッチ、54……制御ユニット。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】変速機出力軸に対して前輪へのフロントド
    ライブ軸が同軸に、後輪へのリヤドライブ軸が平行にそ
    れぞれ配置された4輪駆動車において、 センターデフ装置としての第1,第2のプラネタリギヤ装
    置、および第1,第2の油圧クラッチを上記フロントドラ
    イブ軸と同軸に軸方向多段に配設すると共に、 上記第1のプラネタリギヤ装置は、キャリアを上記変速
    機出力軸に、サンギヤを上記フロントドライブ軸に、リ
    ングギヤを上記第2のプラネタリギヤ装置のキャリアに
    それぞれ連結し、 上記第2のプラネタリギヤ装置は、上記第1の油圧クラ
    ッチに対してリングギヤを入力部材に、サンギヤを出力
    部材にそれぞれ連結し、かつリングギヤを上記リヤドラ
    イブ軸にギヤを介して伝動構成し、 上記第2の油圧クラッチは、入力部材を上記第2のプラ
    ネタリギヤ装置のサンギヤに、出力部材を上記フロント
    ドライブ軸にそれぞれ連結し、 上記第1,第2の油圧クラッチの係合,解放に応じて前輪
    トルクTFと後輪トルクTRとの配分比を、TF<TR,TF≒TR,
    TF>TRの3種類に選択可能としたことを特徴とする4輪
    駆動車のトルク配分制御装置。
  2. 【請求項2】上記第1,第2の油圧クラッチは、クラッチ
    油圧に応じて伝達トルクが可変のものとして、TF<TR,T
    F>TRのトルク配分比を連続的に変更可能としたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の4輪駆動車のト
    ルク配分制御装置。
JP4360086A 1986-02-28 1986-02-28 4輪駆動車のトルク配分制御装置 Expired - Lifetime JPH0764216B2 (ja)

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JP4360086A JPH0764216B2 (ja) 1986-02-28 1986-02-28 4輪駆動車のトルク配分制御装置
US07/018,456 US4727954A (en) 1986-02-28 1987-02-25 Power transmitting system for a four-wheel drive vehicle
DE3706506A DE3706506C3 (de) 1986-02-28 1987-02-27 Kraftübertragungssystem für ein vierrad-getriebenes Fahrzeug

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JPS62203827A JPS62203827A (ja) 1987-09-08
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