JPH08324276A

JPH08324276A - 四輪駆動車

Info

Publication number: JPH08324276A
Application number: JP13436595A
Authority: JP
Inventors: Yorito Nakao; 頼人中尾
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で流体圧ポンプや流体圧モータの容
量を変更可能にすることで、コスト低減を図ることが可
能な四輪駆動車を提供することを目的とする。【構成】前車軸２３に流体圧ポンプ１が連結する。流体
圧ポンプ１は第１配管及び第２配管を介して流体圧モー
タ２に連通する。流体圧モータ２は後車軸２６に連結す
る。上記流体圧モータ２及び流体圧ポンプ１には、当該
モータ２及びポンプ１の容量を変化させる増減手段が設
けられている。増減手段は、第１配管３又は第２配管４
のうち高圧側の油圧を導く高圧優先形シャトル弁３１
と、斜板１０３の傾きを変化させるアクチュエータ３２
と、斜板１０３の傾きを小さくする方向に付勢するバネ
要素３３と、を基本構成要素とする。また、規制手段に
よって、上記斜板１０３の最大傾斜角が規制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二輪駆動状態と四輪駆
動状態に路面の状態等により自動的に切り換わる四輪駆
動車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】四輪駆動車において、パートタイム方式
のように手動で二輪駆動状態と四輪駆動状態との機械的
な連結を切り換える四輪駆動車の場合、その切換え操作
が面倒である他、タイトコーナーブレーキング現象等の
不具合を生じ乗用車には不向きである。また、フルタイ
ム方式の四輪駆動車ではタイトコーナーブレーキング現
象は解消できるが、センタデフに差動制限装置が必要と
なり装置が複雑になる。また、上記パートタイム方式及
びフルタイム方式のどちらの方式のものであっても、現
在の乗用車に用いられている四輪駆動方式ではプロペラ
シャフトを有するため、これが前輪駆動車に対する重量
の増加、車室内スペースへの悪影響、燃費の悪化、騒音
や振動の悪化をもたらし、また、後輪駆動車の場合でも
重量増、燃費の悪化を免れない。

【０００３】そこで、従来から上記のような問題を解消
する目的で、特開昭６３−１７６７３４号公報等に記載
されているような、油圧伝動装置を利用して駆動力の伝
達を行い、二輪駆動状態と四輪駆動状態との切換えを行
う装置がある。この装置は、自動車におけるエンジンの
出力軸が、変速機を介して駆動輪に連結して、当該駆動
輪を駆動可能とし、そのエンジンの出力軸から上記駆動
輪に至るいずれかの駆動系に油圧ポンプが連動してい
る。この油圧ポンプには、一対の油圧配管を介して油圧
モータが連通され、その油圧モータの回転軸は、従動輪
の車軸に連動している。そして、駆動輪側の回転速度が
従動輪側の回転速度よりも早く回転すると、油圧ポンプ
から吐出される作動油が増加し、その油圧によって油圧
モータが駆動され、もって、従動輪に出力トルクが伝動
されて四輪駆動状態となる。

【０００４】このとき、上記油圧ポンプや油圧モータを
定容量としておくと、例えば、二輪駆動状態での高速走
行時には、前後輪がともに高速回転することによって、
上記油圧ポンプや油圧モータからの吐出流量が多くな
り、これによって配管抵抗が増大する。これは、圧力損
失が増大することにより燃費の悪化を招く等の問題を生
じるので、通常、上記油圧ポンプや油圧モータには、可
変容量型が使用される。

【０００５】そして、上記可変容量型の油圧ポンプや油
圧モータが斜板式可変容量型であれば、例えば、図９に
示すように、ポンプ及びモータ５０に流入する作動油の
油圧及び流量を、それぞれ圧力センサ５１及び流量計５
２等で測定する。そして、コントローラ５３が、その圧
力センサ５１や流量計５２等で測定した供給圧力及び供
給流量に応じて設定する傾斜角を求め、サーボ弁５４を
介してアクチュエータ５５を作動させる。これによっ
て、斜板５０ａを所定の傾斜角に強制的に設定変更し、
ポンプやモータ５０の容量を規制する。なお、図９中、
５６は、角度センサであって、斜板５０ａの実際の傾斜
角を監視してコントローラ５３に供給している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の四輪駆動車では、可変容量型の油圧ポンプ
や油圧モータ５０の容量変化を電子制御によって強制的
に行う機構であるために、各種のセンサ５１，５２，５
６やサーボ弁５４、コントローラ５３等が必要となり、
コスト高に繋がるという問題がある。

【０００７】また、上記センサ５１，５２，５６等の検
出値に基づいて容量を強制的に設定しているので、該セ
ンサ５１，５２，５６やサーボ弁５４等が故障すると予
期しない容量に設定される恐れがある。従って、フェイ
ルセーフ対策を十分に考慮して設計し、信頼性を確保す
る必要があるという問題がある。本発明は、上記のよう
な問題点に着目してなされたもので、簡単な構成で流体
圧ポンプや流体圧モータの容量を変更可能にすること
で、コスト低減を図ることが可能な四輪駆動車を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の四輪駆動車は、主原動機により駆動される
駆動車軸と、該駆動車軸に連動して回転し作動流体を吐
出する流体圧ポンプを有する流体圧供給手段と、従動車
軸に連動して回転する流体圧モータを有する流体圧駆動
手段と、上記流体圧供給手段の流出口と流体圧駆動手段
の流入口とを連通する第１流路と、上記流体圧供給手段
の流入口と流体圧駆動手段の流出口とを連通する第２流
路と、を備えた四輪駆動車において、上記流体圧ポンプ
及び流体圧モータは、それぞれ容量変更手段を備えた可
変容量ポンプ及び可変容量モータからなり、上記各容量
変更手段は、上記第１流路又は第２流路内の流体圧によ
って駆動されて該第１流路又は第２流路内の流体圧に応
じて上記可変容量ポンプ及び可変容量モータの容量を増
減する増減手段と、上記可変容量ポンプ及び可変容量モ
ータの容量の上限を所定の最大容量で規制する規制手段
とから構成されることを特徴としている。

【０００９】また、請求項２に記載した発明は、請求項
１に記載された構成に対し、上記可変容量ポンプ及び可
変容量モータの容量を、当該容量が小さくなる方向に付
勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。また、請求
項３に記載した発明は、請求項１又は請求項２に記載さ
れた構成に対し、上記流体圧ポンプの最小容量は、上記
流体圧モータの最小容量よりも小さいことを特徴とす
る。

【００１０】また、請求項４に記載した発明は、請求項
３に記載された構成に対し、上記流体圧モータの容量が
上記最小容量から大きくなる方向に変化し始める際の上
記流体圧モータの増減手段を駆動する流体圧値を、上記
流体圧ポンプの容量が最小容量から大きくなる方向に変
化し上記流体圧モータの最小容量と等しくなった際の上
記流体圧ポンプの増減手段を駆動する流体圧値よりも高
い値とし、且つ、上記流体圧モータの容量が上記最大容
量に達する際の上記流体圧モータの増減手段を駆動する
流体圧値を、上記流体圧ポンプの容量が上記最大容量に
達する際の上記流体圧ポンプの増減手段を駆動する流体
圧値よりも高い値に設定したことを特徴とする。

【００１１】また、請求項５に記載した発明は、請求項
１から請求項４のいずれかに記載された構成に対し、上
記流体圧ポンプの最大容量は、上記流体圧モータの最大
容量よりも小さいことを特徴とする。また、請求項６に
記載した発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記
載された構成に対し、上記流体圧モータの容量が最大容
量の状態から小さくなる方向に変化し始める際の上記流
体圧モータの増減手段を駆動する流体圧値を、上記流体
圧ポンプの容量が最大容量の状態から小さくなる方向に
変化し始める際の上記流体圧ポンプの増減手段を駆動す
る流体圧値よりも小さい値とし、且つ、上記流体圧モー
タの容量が最小容量に達する際の上記流体圧モータの増
減手段を駆動する流体圧値を、上記流体圧ポンプの容量
が最小容量に達する際の上記流体圧ポンプの増減手段を
駆動する流体圧値より低くしたことを特徴とする。

【００１２】また、請求項７に記載した発明は、上記流
体圧ポンプの増減手段による容量変化のヒステリシス特
性と上記流体圧モータの増減手段の容量変化によるヒス
テリシス特性とを相違させることで、上記請求項４又は
請求項６に記載される容量変化の特性に設定したことを
特徴とする。

【００１３】

【作用】請求項１に記載した発明においては、流体圧ポ
ンプ及び流体圧モータの各容量は、増減手段を介して、
第１流路又は第２流路の流体圧の応じて増減する。この
とき、第１流路又は第２流路の流体圧は、流体圧ポンプ
及び流体圧モータによる作動流体の吐出及び吸入によっ
て決定されるので、上記流体圧ポンプ及び流体圧モータ
の各容量は、コントローラ等で強制制御されることな
く、それぞれ自己の吐出又は流入する作動流体に応じて
変化する。

【００１４】そして、主原動機により駆動される駆動車
軸に回転によって流体圧ポンプから回転速度に応じた流
量の作動流体が吐出され、その作動流体が、第１流路を
通じて、従動車軸の回転によって駆動される流体圧モー
タの流入口側に供給される。また、この流体圧モータか
ら吐出される作動流体が第２流路を介して流体圧ポンプ
に戻され、作動流体が循環する。

【００１５】このとき、駆動車軸と従動車軸との回転数
差が小さい状態では、上記流体圧ポンプ及び流体圧モー
タは、それぞれ吐出又は流入する作動流体に応じて容量
が増減することで、第１流路及び第２流路内の流体圧を
増加させることがない。この結果、上記流体圧モータ
は、従動輪の車軸に出力トルクを伝動することなく、車
両は二輪駆動状態が維持される。

【００１６】また、駆動輪がスリップ等して、駆動車軸
の回転数が従動車軸の回転数よりも高くなると、流体圧
ポンプからの吐出量、即ち流体圧モータへの流入量が相
対的に上昇し、それに応じて該流体圧モータの容量も増
加する。そして、規制手段で規制する最大容量となった
時点から、上記流体圧モータは、供給される作動流体に
より駆動されて従動車軸に出力トルクを伝動する。この
結果、車両は四輪駆動状態となる。

【００１７】また、請求項２に記載した発明において
は、各可変容量ポンプ及び可変容量モータの容量が、常
に付勢手段によって小さくなる方向に付勢されているの
で、第１流路又は第２流路内の流体圧が所定圧以下の状
態、即ち二輪駆動状態では、各可変容量ポンプ及び可変
容量モータの容量は、それぞれ最小容量に設定される。
また、請求項３に記載した発明においては、上記流体圧
ポンプの最小容量が、上記流体圧モータの最小容量より
も小さいので、上記二輪駆動状態では、流路内の圧力は
ゼロ等の最小値に保持されて、圧力損失が抑えられる。

【００１８】また、請求項４に記載した発明において
は、駆動車軸の回転数が従動車軸の回転数よりも高くな
って、二輪駆動状態から四輪駆動状態に移行する際に、
先に流体圧ポンプの容量から増加し始め、常に流体圧ポ
ンプの容量が流体圧モータの容量に比べて大きく設定さ
れる結果、流路内の流体圧の上昇が確実に上昇する。こ
の結果、駆動車軸の回転数が従動車軸の回転数よりも大
きくなるに追従して、流体圧モータの容量がスムーズに
増加するようになる。

【００１９】また、請求項５に記載した発明において
は、駆動車軸と従動車軸との回転数差が小さい二輪駆動
状態では、流体圧ポンプの容量が最大容量に変化して
も、上記流体圧ポンプの最大容量が上記流体圧モータの
最大容量よりも小さいので、流体圧ポンプから供給され
る作動液に応じて流体圧モータの容量は増減されて、流
体圧モータから従動輪側に出力トルクが伝動されること
なく、二輪駆動状態が維持される。

【００２０】また、四輪駆動状態から、駆動車軸と従動
車軸との回転数差が小さくなる方向に移行する際、流体
圧ポンプの最大容量の方が小さいので、確実に流路内の
圧力が減少、即ち、上記流体圧ポンプ及び流体圧モータ
の容量を小さくする方向に変化させることができる。ま
た、請求項６に記載した発明では、四輪駆動状態から二
輪駆動状態に移行する際、即ち、駆動車軸と従動車軸と
の回転数差が小さくなっていく際に、先に流体圧ポンプ
の容量が減少を開始する共に、常に流体圧ポンプの容量
が流体圧モータの容量に比べて小さく設定されて、確実
に流路内の流体圧が減少する。この結果、駆動車軸と従
動車軸との回転数差が小さくなっていくに追従して、流
体圧モータの容量がスムーズに減少するようになる。

【００２１】また、請求項７に記載した発明では、各増
減手段のヒステリシス特性を調整することで、上記請求
項４又は請求項６の作用が実現される。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例について図面に基づいて説明
する。本実施例は、流体圧ポンプ及び流体圧モータとし
て、斜板式可変容量型のポンプ及びモータを使用した例
であり、図１は、本願発明を、前輪駆動車をベースとし
た四輪駆動車に適用した場合の実施例を示す概略構成図
である。

【００２３】図１中、２０は主原動機としてのエンジン
であって、このエンジン２０の回転駆動力が変速機２１
を介して前輪側差動装置２２に入力される。さらに、こ
の差動装置２２の出力側には、駆動車軸である前車軸２
３を介して、前輪２４が連結されている。また、上記前
車軸２３には、上記差動装置２２を介して、流体圧供給
手段を構成する流体圧ポンプ１の回転軸１ｃが連結され
ていて、上記前車軸２３の回転に連動して当該流体圧ポ
ンプ１が回転駆動されるようになっている。

【００２４】その流体圧ポンプ１の流出口１ａ（車両後
進走行時には流入口となる）は、車両前進走行時には第
１流路となり車両後進走行時には第２流路となる第１配
管３を介して、流体圧モータ２の流入口２ｂ（車両後進
走行時には流出口となる）に連通している。また、上記
流体圧モータ２の流出口２ａ（車両後進走行時には流入
口となる）は、車両前進走行時には第２流路となり車両
後進走行時には第１流路となる第２配管４を介して、流
体圧駆動手段を構成する流体圧ポンプ１の流入口１ｂ
（車両後進走行時には流出口となる）に連通している。

【００２５】上記流体圧モータ２の回転軸２ｃは、後輪
側差動装置２５を介して、従動車軸である後車軸２６に
連結することで、後車軸２６の回転に連動して回転する
ようになっている。この後車軸２６には、後輪２７が連
結している。また、上記第１配管３と第２配管４との間
には、第１のバイパス配管２８及び第２のバイパス配管
２９が並列して介挿されている。

【００２６】また、上記２本のバイパス配管２８，２９
の途中は、第３のバイパス配管３０によって連通し、そ
の第３のバイパス配管３０の途中には、流路内の最大油
圧を規定するリリーフ弁５が介挿されている。また、上
記第１のバイパス配管２８には、１対のチェック弁６
ａ，６ｂが介挿されている。その一対のチェック弁６
ａ，６ｂは、第１配管３及び第２配管４のうち油圧の高
い方の油圧を上記リリーフ弁５に導くようになってい
る。

【００２７】また、上記第２のバイパス配管２８にも、
１対のチェック弁７ａ，７ｂが介挿されている。その一
対のチェック弁７ａ，７ｂは、リリーフ弁５を通過した
作動油を、第１配管３及び第２配管４のうち油圧の低い
側に導くようになっている。さらに、上記第１配管３及
び第２配管４の間には、シャトル弁９が介挿されてい
る。このシャトル弁９は、タンク１０からの油路を常に
第１配管３又は第２配管４のうち低圧側の流路に連通す
るためのものである。

【００２８】また、図１中、１１は、上記一対のチェッ
ク弁７ａ，７ｂの一方を介して、上記第１配管３又は第
２配管４のうち低圧側流路の作動油を高圧側流路に導く
切換弁であり、この切換弁１１は、第１配管３と第２配
管４との油圧によって作動して、二輪駆動状態における
上記流体圧モータ２の自吸性能を補うための油路を切り
換えるためのものである。

【００２９】また、図１中、８ａ，８ｂは、流体圧ポン
プ１及び流体圧モータ２のハウジング内にリークした作
動油を、回路内の油圧が最も低い位置まで導くためのド
レン油路である。また、上記流体圧モータ２及び流体圧
ポンプ１には、モータ２及びポンプ１の各斜板１０３の
傾きを変化させて、当該モータ２及びポンプ１の容量を
変化させる増減手段がそれぞれ設けられている。

【００３０】この増減手段は、第１配管３又は第２配管
４のうち高圧側の油圧を導く高圧優先形シャトル弁３１
と、上記斜板１０３の傾きを変化させるアクチュエータ
３２と、斜板１０３の傾きを小さくする方向に変化させ
るように付勢する付勢手段を兼ねたバネ要素３３と、を
基本構成要素としている。上記高圧優先形シャトル弁３
１は、流体圧モータ２又は流体圧ポンプ１を挟んで第１
配管３及び第２配管４に連通していて、両配管３，４の
うち高圧側の油圧を上記アクチュエータ３２に供給する
ようになっている。アクチュエータ３２は、上記供給さ
れた油圧に応じて、バネ要素３３に抗して上記斜板１０
４を押し当該斜板１０３の傾斜を大きくする。また、上
記バネ要素３３は、斜板１０３の傾きが小さくなる方向
に付勢するように、当該斜板１０３を常に押圧力又は引
張力を付与している。

【００３１】また、上記流体圧モータ２及び流体圧ポン
プ１には、規制手段が設けられている。この規制手段
は、上記斜板１０３が所定角度まで傾斜した時点で当該
斜板１０３に当接して、それ以上傾斜しないように規制
する。その増減手段及び規制手段からなる容量変更手段
を備えた可変容量ポンプ及び可変容量モータの具体的構
成は、例えば、次のような構成となっている。

【００３２】即ち、上記容量変更手段を備えた斜板式可
変容量モータ２及びポンプ１は、図２及び図３に示すよ
うに、ポンプハウジング１００に対して回転軸１ｃ，２
ｃがベアリング１１１によって回転自在に支持されてい
る。ハウジング１００内に配置された円筒状のシリンダ
ブロック１０１が、上記回転軸１ｃ，２ｃに対して同軸
にセレーション嵌合されている。このシリンダブロック
１０１内には、該シリンダブロック１０１の回転方向に
沿って奇数個，例えば７個のピストン１０２が等間隔で
配置されている。各ピストン１０２は、それぞれシリン
ダブロック１０１の軸と平行な方向に摺動自在に該シリ
ンダブロック１０１に支持されている。

【００３３】また、ハウジング１００内のシリンダブロ
ック１０１の右端面に対向する位置に、斜板１０３が配
設されている。この斜板１０３は、円板部１０３ａと、
その円板部１０３ａの上端から突出する突出部１０３ｂ
とから構成され、その傾斜角が所定揺動軸Ｐを中心とし
て揺動自在となっている。上記揺動軸Ｐは、回転軸１０
ｃから斜板１０３がシリンダブロック１０１の対向面に
接近する方向に所定量εだけオフセットして設定されて
いる。

【００３４】この斜板１０３の対向面に対して、各ピス
トン１０２の右端に被冠したシュー１０９がシューホル
ダ１０９によって摺接される。このシューホルダ１０９
は、シリンダブロック１０１の内周面に配設された押圧
スプリング１１０によってニードル１１２を介して斜板
１０３側に押圧されている。ここで、上記斜板１０３を
揺動自在に構成することと揺動軸Ｐを回転軸から偏心す
るという簡単な機構を採用するだけで、上記高圧優先形
シャトル弁３１及びアクチュエータ３２が、ポンプ１及
びモータ２に装備された状態となる。

【００３５】また、斜板１０３は付勢手段１１３によっ
て傾斜角が小さくなる方向に付勢されている。この付勢
手段１１３は、斜板１０３の突出部１０３ｂの左端面に
当接して、該斜板１０３の突出部１０３ｂを右方向、即
ち斜板１０３の傾斜角を小さくする方向に押圧可能なコ
ントロールピストン１１３ａを本体としたシリンダ装置
と、シリンダ装置の流体圧室１１３ｂに配置され該コン
トロールピストン１１３ａを斜板１０３側に付勢可能な
バネ部材１１３ｃと、該流体圧室１１３ｂを斜板式可変
容量モータ１０内の低圧部、例えばドレン油路８ａ，８
ｂ等に接続したり大気に開放する連通管１１３ｄと、該
連通管１１３ｄの途中に介装された絞りであるオリフィ
ス１１３ｅと、から構成されていて、該バネ部材１１３
ｃの弾性力によって上記コントロールピストン１１３ａ
が斜板１０３側に付勢されている。なお、上記シリンダ
装置のシリンダチューブ本体は、ポンプハウジング１０
０の一部によって構成されている。

【００３６】また、該ポンプハウジング１００内面から
斜板１０３に向けて規制手段を構成するストッパ１１４
が突設していて、該斜板１０３が所定傾斜角、即ち設定
された最大傾斜角となったときに当該ストッパ１１４に
当接して斜板１０３の傾斜を規制するようになってい
る。当該ストッパ１１４は、ネジ部材などから構成して
斜板１０３への突出量を調整可能としてもよい。

【００３７】一方、シリンダブロック１０１の左端面に
はハウジング１００に固定されたバルブプレート１１５
が摺接され、このバルブプレート１１５と各ピストン１
０２を収容するボア１１６との間に連通孔１１７が穿設
されている。バルブプレート１１５には、図３に示すよ
うに、連通孔１１７の移動軌跡に沿って左半部に流入口
（後進時流出口）が、右半部に流出口（後進時流入口）
が形成されている。

【００３８】このような構造のモータ及びポンプでは、
回転軸と偏心した揺動軸Ｐを中心に斜板１０３を揺動自
在に設定されているので、流入する作動油量によって斜
板１０３の傾斜が自動的に変更されて容量が増減する。
そして、本実施例の流体圧モータ２及び流体圧ポンプ１
では、供給圧力に対する容量変化が、図４に示すヒステ
リシス特性となるように、上記流体圧ポンプ１の最大容
量である最大固有吐出量（斜板１０３が最大傾斜角とな
っている状態での固有吐出量）ＱＰ_MAXが、上記流体圧
モータ２の最大容量である最大固有吐出量ＱＭ_MAXより
も小さくなるように設定されていると共に、上記流体圧
ポンプ１の最小容量である最小固有吐出量（斜板１０３
が傾斜角ゼロ等の最小傾斜角となっている状態での固有
吐出量）ＱＰ_MINが、上記流体圧モータ２の最小容量で
ある最小固有吐出量ＱＭ_MINよりも小さくなるように設
定されている。

【００３９】さらに、上記流体圧モータ２の容量が上記
最小容量ＱＭ_MINから大きくなる方向に変化し始める際
の上記流体圧モータ２の増減手段を駆動する油圧値ｄ
を、上記流体圧ポンプ１の容量が最小容量ＱＰ_MINから
大きくなる方向に変化し上記流体圧モータ２の最小容量
ＱＭ_MINと等しくなった際の流体圧ポンプ１の増減手段
を駆動する油圧値ｃよりも高い値とし、且つ、上記流体
圧モータ２の容量が上記最大容量ＱＭ_MAXに達する際の
上記流体圧モータ２の増減手段を駆動する油圧値ｇを、
上記流体圧ポンプ１の容量が上記最大容量ＱＰ_MAXに達
する際の上記流体圧ポンプ１の増減手段を駆動する油圧
値ｆよりも高い値に設定されている。

【００４０】さらにまた、上記流体圧モータ２の容量が
最大容量ＱＭ_MAXの状態から小さくなる方向に変化し始
める際の上記流体圧モータ２の増減手段を駆動する油圧
値ｅを、上記流体圧ポンプ１の容量が最大容量ＱＰ_MAX
の状態から小さくなる方向に変化し始める際の上記流体
圧ポンプ１の増減手段を駆動する油圧値ｆよりも小さい
値とし、更に、上記流体圧モータ２の容量が最小容量Ｑ
Ｍ_MINに達する際の上記流体圧モータ２の増減手段を駆
動する油圧値ａを、上記流体圧ポンプ１の容量が最小容
量ＱＰ_MINに達する際の上記流体圧ポンプ１の増減手段
を駆動する油圧値ｂより低く設定されている。

【００４１】次に、上記実施例の動作等について説明す
る。まず、二輪駆動状態について説明する。今、車両が
乾燥路面等の高摩擦係数路に停車して、エンジン２０が
アイドリング状態にある制動状態から、ブレーキペダル
を解放してアクセルペダルを踏むと、エンジン２０の回
転力が変速機２１を介して前輪側差動装置２２に伝達さ
れ、この前輪側差動装置２２で前輪２４を前進方向に回
転駆動して、車両の前進が開始される。

【００４２】このとき、流体圧ポンプ１の回転軸１ｃが
回転駆動されることにより、この流体圧ポンプ１から上
記回転速度に応じた吐出流量の作動油が吐出される。こ
の吐出された作動油は、第１流路となる第１配管３を介
して流体圧モータ２の流入口２ｂに供給されるが、車両
の発進により後輪２７も前輪２４と同一方向に且つ同一
回転速度で回転駆動されるので、後輪側差動装置２５を
介して流体圧モータ２の回転軸２ｃも回転し、これによ
って流体圧モータ２の上記流入口２ｂから作動油が吸入
され吐出される。

【００４３】このとき、流路内の油圧は図４中のａ以下
であるので、流体圧ポンプ１及び流体圧モータ２の各斜
板１０３は、増減手段による操作力が小さいために、バ
ネ要素３３によって傾斜角が最小の状態に付勢された状
態となっている。つまり、上記流体圧ポンプ１及び流体
圧モータ２の各容量は、共に最小容量ＱＰ_MIN，ＱＭ
_MINとなっている。

【００４４】また、流体圧ポンプ１の最小容量ＱＰ_MIN
＜流体圧モータ２の最小容量ＱＭ_MI _Nに設定されている
ので、流体圧ポンプ１から吐出される作動油が流体圧モ
ータ２の最小容量ＱＭ_MINを越えないので、流体圧モー
タ２側の容量増加の原因とならない。ここで、上記ＱＰ
_MIN＜ＱＭ_MIN状態では、流体圧モータ２側の吸入油量
が不足するが、その不足分は、流体圧モータ２から第２
配管４側に吐出された作動油の一部が、切換弁１１及び
チェック弁６ａ，６ｂを介して流体圧モータ２の流入ポ
ート側に供給されることで補われる。なお、上記ように
第１配管３が第１流路として機能する場合には、当該第
１配管３側は第２配管４側より高圧となるため、上記切
換弁１１は、図１に示す、１１ａ側となっている。

【００４５】また、なんらかの理由によって配管内の流
体圧が一時的に高い方に変動して、流体圧ポンプ１及び
流体圧モータ２に吸入される作動油の量が一時的に増え
ても、その供給される作動油の流量に応じて、斜板１０
３の傾きが自動調整されて、流体圧ポンプ１及び流体圧
モータ２は、供給された流入量と略同一量を吐出する。
このために、流体圧モータ２が、従動車軸２６に対して
出力トルクを伝動することはない。

【００４６】このように、高圧側である第１配管３の圧
力は上昇することなく所定圧力値以下を維持すると共
に、流体圧モータ２は、従動車軸２６，即ち後輪２７に
出力トルクを伝動しない。従って、車両は前進駆動車
（二輪駆動車）と同様な状態で前進走行する。また、上
記流体圧ポンプ１及び流体モータの容量を決定する斜板
１０３の傾動変化は、車速に依存しないので、流体圧ポ
ンプ１からの吐出量を極端に絞っても問題はない。従っ
て、二輪駆動状態における車速が高速域での循環流量を
従来よりも少なく設定できる。また、従来では必要であ
った車速検知のための流量検知オリフィス等が不要とな
る。

【００４７】このように、流路内は最小の差動油だけが
最小の油圧で循環するので、配管内の圧力損失が従来よ
りも大幅に低減可能となり、中高速時の燃費が向上す
る。また、上記流体圧ポンプ１及び流体圧モータ２は、
第１配管３又は第２配管４内の流体圧に応じて斜板１０
３の傾きが自動調整されることで、ピストン１０２の液
圧室に圧力に対する所定の逃げを持たせた状態となる。
このため、流体圧ポンプ１及び流体圧モータ２のシリン
ダブロック１０１内の閉じ込め圧が従来よりも緩和され
て騒音低下に繋がる。

【００４８】次に、四輪駆動状態となる、凍結路、降雪
路等の低摩擦係数路を走行する場合について説明する。
上述したように、先ず前輪２４が回転駆動されるが、低
摩擦係数路であるために駆動輪である前輪２４がスリッ
プすることで、前輪２４の回転数が後輪２７の回転数に
比べて高い回転数となり、前輪２４と後輪２７との間に
所定の回転数差が生じる。

【００４９】これによって、前輪２４の滑りが大きくな
るほど流体圧ポンプ１の単位時間当たりの吐出量が相対
的に増加し、それに追従して第１配管３内の油圧が上昇
し始める。その油圧がｂ値を越えた時点で、流体圧ポン
プ１の斜板１０３の傾き、即ち容量が増加し始めて、さ
らに上記第１配管３内の油圧が上昇し、その油圧がｄ値
を越えた時点で流体圧モータ２の斜板１０３の傾き、即
ち容量が増加し始める。

【００５０】上記前輪２４と後輪２７との間の回転数差
がさらに増加すると、それに追従して、第１配管３内の
油圧が上昇し続け、その油圧の上昇に従って、上記流体
圧ポンプ１及び流体圧モータ２の各斜板１０３の傾きも
大きくなっていく。そして、上記第１配管３内の油圧が
ｆ値及びｇ値を越えた時点で、流体圧ポンプ１及び流体
圧モータ２の各斜板１０３は、ストッパ１１４に当接し
てそれ以上の傾きの増加が阻止され、もって、流体圧ポ
ンプ１及び流体圧モータ２は、最大容量ＱＰ_MA _X及びＱ
Ｍ_MAXで規制される。

【００５１】この状態から、上記前輪２４と後輪２７と
の間の回転数差がさらに増加しても、第１配管３内の油
圧のみが上昇していくこととなり、この油圧の上昇分が
流体圧モータ２の負荷となる。そして、当該流体圧モー
タ２は、第１配管３からの供給圧力に応じた出力トルク
を発生し、その出力トルクが後輪側差動装置２５を介し
て後輪２７に伝達されて、車両は四輪駆動車と同様な状
態で前進走行する。

【００５２】この後輪２７側に伝達される出力トルク
は、前後輪２７に所定の回転数差が生じ始めて発生し且
つ回転数差の増大と共に急増するが、リリーフ弁５によ
る圧力制限によって最大トルクが規制される。このトル
ク制限作用によって、後輪側差動装置２５、ドライブシ
ャフト等の構成部材の強度を従来の四輪駆動車に比べて
下げることが可能となり、重量、燃費、及びコストの低
減を図っている。

【００５３】また、本実施例の四輪駆動車にあっては、
従来のように車速等に基づいてアクチュエータやコント
ローラ等で斜板１０３の傾きを強制制御する必要はな
く、斜板１０３の傾きを流路の油圧に応じて揺動自在と
すると共に揺動軸Ｐを偏心させるという簡単な構造によ
ってオン／オフ的にモータ作用を発揮するので、流体圧
モータ２の低コスト化及び小型化に繋がり且つ信頼性が
向上する。

【００５４】なお、流体圧モータ２の最大容量の方が、
流体圧ポンプ１の最大容量よりも大きいので、故障等で
２輪駆動状態で流体圧ポンプ１の容量が増大しても、流
体圧モータ１は、後車軸２６に出力トルクを伝動するこ
となく、二輪状態が維持される。また、モータ作用での
トルク特性は、増減手段の容量変化のヒステリシス特
性、つまり、流体圧ポンプ１及び流体圧モータ２の流量
特性で決められるので、性能が安定し品質向上に繋が
る。

【００５５】次に、上記四輪駆動状態から、前輪２４の
スリップが低減して前輪２４と後輪２７との回転数差が
減少すると、流体圧ポンプ１から流体圧モータ２に供給
される吐出量が減少して第１配管３の油圧が低下し始
め、油圧がｆ値よりも小さな値となった時点で、先に流
体圧ポンプ１の容量が低下し始め、さらに、油圧が低下
してｅ値よりも小さな値となった時点で流体圧モータ２
の容量が低下し始める。

【００５６】前輪２４のスリップがさらに低減して前輪
２４と後輪２７との回転数差が小さくなると、流体圧ポ
ンプ１の容量が減少して上記油圧の低下を促進し、それ
に追従して流体モータの容量も低下する。そして、第１
配管３の油圧がｂ値及びａ値よりも小さくなると、流体
圧モータ２及び流体圧ポンプ１の容量は最小値となる。
このとき、ＱＰ_MIN＜ＱＭ_MINであることから、第１配
管３内の油圧は最低値となり、二輪駆動状態に復帰す
る。

【００５７】また、上記付勢手段１１３によって、常
時，斜板１０３を小さな力で付勢している状態では、二
輪駆動状態であっても、ピストン１０２と斜板１０３と
の間に常時、小さな反力が発生しているので、上記回転
軸に所定のトルクが伝達された状態となっている。この
ため、該付勢手段１１３の付勢力を大きくするに応じ
て、上記二輪駆動状態から四輪駆動状態への駆動トルク
の立ち上がりを早くすることも可能となる。

【００５８】次に、車両を後進させた場合には、前輪２
４及び後輪２７が上記前進と逆回転することで、流体圧
ポンプ１及び流体圧モータ２の回転軸も上記前進時とは
逆方向に回転して、流体圧ポンプ１から第２配管４側に
作動油が吐出され、その吐出された作動油が流体圧モー
タ２に供給される。つまり、第２配管４が高圧側である
第１流路となると共に、流体圧モータ２の回転軸を前進
走行時とは逆転させて、後輪２７を逆回転させる。この
ため、後進時においても、駆動力の伝達については前進
時と全く同様であり、前輪２４がスリップし前後輪２７
に所定の回転数差が生じたときのみ第２配管４の圧力が
増加し、出力トルクが後輪２７に伝達される。

【００５９】このように、従来のような流体圧モータ２
用の流量検知オリフィス，即ち車速検知オリフィスが不
要であると共に、流体圧モータ２に斜板制御用のアクチ
ュエータ３２等が不要となるので、流体圧モータ２自体
も従来に比べて簡素化・小型化することができる。な
お、上記実施例では、後輪側差動装置２５を設けた場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
後輪側差動装置２５を省略し、これに代えて左右後輪２
７の左右車軸へ個別に流体圧モータ２を設けるように構
成してもよく、この場合には、車両旋回時の際などにお
ける左右輪で異なる負荷となる場合には、各流体圧モー
タ２で自然にその差に応じた吐出流量差を生じることか
ら差動装置と同等の差動機能を発揮することがきる。こ
の場合、２個の流体圧モータ２が必要となるが、本実施
例の流体圧モータ２は、従来比べて小型化可能であるの
で搭載スペース的に有利となっている。

【００６０】また、上記実施例の四輪駆動車は、上述の
ように、車速が上昇した場合でも四輪駆動状態での走行
はできるが、高い車速で二輪駆動状態から四輪駆動状態
に切り換わった場合に、流体圧ポンプ１及び流体圧モー
タ２の容量が最大値に変化するため、図５に示すよう
に、回路内を流れる流量が激増して流路内の圧力損失が
大きくなる。

【００６１】これを防止するために、図６に示すよう
に、リリーフ弁５に電磁ソレノイド１２を付加すると共
に、車速信号を入力しその信号に応じて上記リリーフ弁
５に指令信号を与えるコントローラ３５を設けて、所定
車速以上ではリリーフ弁５によるリリーフ圧を低下させ
るようにするとよい。このようにすれば、所定車速以上
では、流路の油圧の上昇が抑えられることで、上記流体
圧ポンプ１及び流体圧モータ２からの吐出流量の増加が
抑えられ、規定値以上の大流量が回路中に流れることを
防止可能となる。

【００６２】また、上記のような電磁ソレノイド１２及
びコントローラ３５を設け、回路内の油温を監視するこ
とにより、回路内の油温が規定値以上に上昇した場合
に、これを検知してリリーフ弁５を開くことも可能とな
る。また、上記実施例では、低圧側への作動油の供給を
シャトル弁９によって行っているが、これに限定される
ものではなく、図７に示すように、流体圧ポンプ１又は
流体圧モータ２の回転軸１ｃ，２ｃにチャージポンプ１
３を連動させ、リリーフ弁５の下流にタンク１０内の作
動油を供給するように構成してもよい。なお、図５で
は、チャージポンプ１３を流体圧ポンプ１側に連動させ
た例を図示している。

【００６３】また、上記実施例では、切換弁１１の両端
に第１配管３及び第２配管４の圧力を導くような構成と
しているが、これに限定されるものではなく、図８に示
すように、前進・後進を操作するシフトレバーのシフト
位置信号に基づいて、切換弁１１の切り換え操作を行う
ようにしてもよい。また、上記実施例においては、前輪
駆動車をベースとした実施例について説明しているが、
これに限定されず後輪駆動車をベースとした場合にも、
流体圧ポンプ１を後輪２７側に流体圧モータ２を前輪２
４側に配置することで、上記実施例と同様な作用効果を
得ることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の四輪
駆動車においては、流体圧ポンプ及び流体圧モータが、
それぞれ、自己の吐出又は流入してくる作動流体圧に応
じて容量が変化する簡単な構成を採用することで、従来
のような、前後輪のスリップ率、作動圧、流体圧ポンプ
等の容量を検出し当該検出値に基づく電子制御等により
制御バルブ等を駆動し強制的に容量を変更する制御が不
要となり、システムが簡素化して、低コスト化が図られ
るという効果がある。

【００６５】また、上記のように容量調整のための電子
制御等が不要となり、流路内の圧力によって流体圧ポン
プ及び流体圧モータの容量が自動調整されるので、流体
圧ポンプ及び流体圧モータは、その構造が簡素化して小
型化する共に、信頼性が向上するという効果がある。こ
のとき、請求項２に記載した発明を採用すると、流路内
の圧力の小さな二輪駆動状態では、各可変容量ポンプ及
び可変容量モータの容量は、流体圧に多少の圧力変動が
あっても、常に最小容量に設定されるので、流路内を循
環する作動流体が最小となり圧力損失上、有利となると
いう効果がある。

【００６６】また、請求項３に記載した発明を採用する
と、二輪駆動状態では、流路内の圧力はゼロ等の最小値
に保持されて、圧力損失が抑えられるという効果があ
る。また、請求項４に記載した発明を採用すると、駆動
車軸の回転数が従動車軸の回転数よりも高くなるにつれ
て、確実に、流体圧ポンプの容量及び流体圧モータの容
量が増加して、スムーズに四輪駆動状態へ移行させるこ
とができるという効果がある。

【００６７】また、請求項５に記載した発明を採用する
と、駆動車軸と従動車軸との回転数差が小さい状態で
は、確実に二輪駆動状態が維持され、また、四輪駆動状
態から、駆動車軸と従動車軸との回転数差が小さくなる
方向に移行する際に、確実に、上記流体圧ポンプ及び流
体圧モータの容量が小さくなる方向に変化させることが
できるという効果がある。

【００６８】また、請求項６に記載した発明を採用する
と、駆動車軸と従動車軸との相対回転数差が小さくなる
につれて、スムーズに四輪駆動状態から二輪駆動状態に
移行させることができるという効果がある。また、請求
項７に記載した発明を採用すると、各増減手段のヒステ
リシス特性を調整するだけで、上記請求項４又は請求項
６の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例を示す四輪駆動車の概略構
成図である。

【図２】本発明に係る実施例の斜板式可変容量モータ／
ポンプを示す断面図である。

【図３】本発明に係る実施例の斜板式可変容量モータ／
ポンプの機構を示す概念図である。

【図４】本発明に係る実施例の流体圧ポンプ及び流体圧
モータにおける流路の圧力と容量との関係をしめす図で
ある。

【図５】本発明に係る実施例の流体圧ポンプ及び流体圧
モータにおける車速と吐出流量との関係を示す図であ
る。

【図６】本発明に係る実施例を示す別の例の四輪駆動車
の概略構成図である。

【図７】本発明に係る実施例を示す別の例の四輪駆動車
の概略構成図である。

【図８】本発明に係る実施例を示す別の例の四輪駆動車
の概略構成図である。

【図９】従来の斜板式可変容量モータ／ポンプにおける
斜板制御の一例を示す図である。

【符号の説明】

１流体圧ポンプ２流体圧モータ３第１配管４第２配管２０エンジン（主原動機）２３前輪車軸（駆動車軸）２６従動車軸３１高圧優先形シャトル弁（増減手段）３２アクチュエータ（増減手段）３３バネ要素（増減手段）１０３斜板１１４ストッパ部材（規制手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主原動機により駆動される駆動車軸と、
該駆動車軸に連動して回転し作動流体を吐出する流体圧
ポンプを有する流体圧供給手段と、従動車軸に連動して
回転する流体圧モータを有する流体圧駆動手段と、上記
流体圧供給手段の流出口と流体圧駆動手段の流入口とを
連通する第１流路と、上記流体圧供給手段の流入口と流
体圧駆動手段の流出口とを連通する第２流路と、を備え
た四輪駆動車において、上記流体圧ポンプ及び流体圧モータは、それぞれ容量変
更手段を備えた可変容量ポンプ及び可変容量モータから
なり、上記各容量変更手段は、上記第１流路又は第２流
路内の流体圧によって駆動されて該第１流路又は第２流
路内の流体圧に応じて上記可変容量ポンプ及び可変容量
モータの容量を増減する増減手段と、上記可変容量ポン
プ及び可変容量モータの容量の上限を所定の最大容量で
規制する規制手段とから構成されることを特徴とする四
輪駆動車。
【請求項２】上記可変容量ポンプ及び可変容量モータ
の容量を、当該容量が小さくなる方向に付勢する付勢手
段を設けたことを特徴とする請求項１に記載された四輪
駆動車。
【請求項３】上記流体圧ポンプの最小容量は、上記流
体圧モータの最小容量よりも小さいことを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載された四輪駆動車。
【請求項４】上記流体圧モータの容量が上記最小容量
から大きくなる方向に変化し始める際の上記流体圧モー
タの増減手段を駆動する流体圧値を、上記流体圧ポンプ
の容量が最小容量から大きくなる方向に変化し上記流体
圧モータの最小容量と等しくなった際の上記流体圧ポン
プの増減手段を駆動する流体圧値よりも高い値とし、且
つ、上記流体圧モータの容量が上記最大容量に達する際
の上記流体圧モータの増減手段を駆動する流体圧値を、
上記流体圧ポンプの容量が上記最大容量に達する際の上
記流体圧ポンプの増減手段を駆動する流体圧値よりも高
い値に設定したことを特徴とする請求項３に記載された
四輪駆動車。
【請求項５】上記流体圧ポンプの最大容量は、上記流
体圧モータの最大容量よりも小さいことを特徴とする請
求項１から請求項４のいずれかに記載された四輪駆動
車。
【請求項６】上記流体圧モータの容量が最大容量の状
態から小さくなる方向に変化し始める際の上記流体圧モ
ータの増減手段を駆動する流体圧値を、上記流体圧ポン
プの容量が最大容量の状態から小さくなる方向に変化し
始める際の上記流体圧ポンプの増減手段を駆動する流体
圧値よりも小さい値とし、且つ、上記流体圧モータの容
量が最小容量に達する際の上記流体圧モータの増減手段
を駆動する流体圧値を、上記流体圧ポンプの容量が最小
容量に達する際の上記流体圧ポンプの増減手段を駆動す
る流体圧値より低くしたことを特徴とする請求項１から
請求項５のいずれかに記載された四輪駆動車。
【請求項７】上記流体圧ポンプの増減手段による容量
変化のヒステリシス特性と上記流体圧モータの増減手段
による容量変化のヒステリシス特性とを相違させること
で、上記請求項４又は請求項６に記載される容量変化の
特性にしたことを特徴とする四輪駆動車。