JPH10211828A - ４輪駆動システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４輪駆動車の振動防止と２輪走行切換時の燃
費向上が図れる４輪駆動システムを提供する。 【解決手段】 トランスミッションからの出力を内部の
入力軸２１を介して直接後輪推進軸へ伝達し、サイレン
トチェン２０を介して前輪駆動軸へ動力を分岐し得るＦ
Ｒベースの４ＷＤ車用トランスファ３の内部に、入力軸
２１とチェンスプロケット１８の回転伝達と遮断を行う
２ウェイクラッチ３２と、該クラッチ３２のロックとフ
リーを制御する電流制御手段を有する回転伝達装置１２
を組込み、２ＷＤと４ＷＤの切換えが行えるようになっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＦＲベースの４
ＷＤ車の駆動経路上において、駆動力の伝達と遮断の切
換えを行う４輪駆動システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】前後輪を直結した４輪駆動車（４ＷＤ）
が舗装のタイトコーナを旋回すると、いわゆるタイトコ
ーナブレーキング現象が発生するが、この問題を解決す
る手段として、本出願人は、ローラクラッチと電磁コイ
ルを使用した回転伝達装置を提案している。

【０００３】図２７は、上記回転伝達装置の車両装着例
を示し、エンジン１及びトランスミッション２に連なる
トランスファ３によって、前輪４側のフロントプロペラ
シャフト５とリヤプロペラシャフト６が分岐されたＦＲ
ベースの４ＷＤ車において、フロントプロペラシャフト
５上に回転伝達装置７が装着され、該回転伝達装置７に
よって２ＷＤ走行と４ＷＤ走行の切換えが行われるよう
になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、回転伝達装
置をフロントプロペラシャフト５に装着した状態では、
フロントプロペラシャフトが回転伝達装置の軸方向長さ
分だけ短くなるため、回転伝達装置とフロントプロペラ
シャフト５間のジョイント角度は大きくなり、走行時に
大きな振動の原因になったり、プロペラシャフト５のい
わゆるアンバランスの修正が困難である。

【０００５】また、従来の装着位置であると、例えば、
この４ＷＤ車が２ＷＤ走行モードを切替選択できるもの
とし、前輪各端にハブクラッチ等の断続装置を有したと
しても、２ＷＤ走行時にフロントプロペラシャフト５を
停止させることができない。仮に従来の回転伝達装置７
のクラッチ係合をオフにしても、ドライブシャフト８と
フロントデフ９が停止するだけであり、トランスファ３
内に別途、ドッグクラッチ等の駆動切り離し機構が無い
限りはフロントプロペラシャフト５は２ＷＤ走行時も回
転してしまい、燃費悪化、振動を引き起こす。また、ト
ランスファ３内に別途、ドッグクラッチ等の駆動切り離
し機構を設けることは、せっかく、回転伝達装置７が駆
動切り離し機構を有していることからすれば、合理的で
なく、コストアップにつながる。

【０００６】そこで、この発明の課題は、電流制御手段
を用いて電気的に２ウェイクラッチのロック、フリー制
御を行う回転伝達機構をトランスファ内部に組込むこと
によって、車両の振動防止と２ＷＤ走行切換時の燃費向
上が図れる４輪駆動制御システムを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項１の発明は、トランスミッションから
の出力を内部の入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達
し、かつ、前輪推進軸へ動力を分岐し得るＦＲベースの
４ＷＤ車用トランスファの内部に、２ＷＤと４ＷＤの切
換えを行う回転伝達装置を装着し、該回転伝達装置が、
係合子を用いた２ウェイクラッチと、この２ウェイクラ
ッチのロックとフリーを制御する電流制御手段を備えて
いる構成を採用したものである。

【０００８】請求項２の発明は、前輪推進軸と前輪の間
に、前輪推進軸と前輪又は前輪軸の結合と開放を切り換
える断続装置を組み込み使用した構成を採用したもので
ある。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１０】図１乃至図１１に示す第１の実施の形態に
おいて、図１はこの発明の４輪駆動制御システムを用い
た４ＷＤ駆動車のレイアウトを示し、図２は内部に回転
伝達装置を装着したトランスファの断面図、図３は回転
伝達装置の詳細を示している。

【００１１】図１は、前輪４、４と前輪推進軸の間に、
前輪と前輪推進軸の結合と解放を切り換える断続装置で
あるハブクラッチ１０が装着されているＦＲベース４Ｗ
Ｄ車のトランスファ３の内部に回転伝達装置１２が組込
まれ、これによって、従来の典型的な４ＷＤの走行モー
ド（２ＷＤ、４ＷＤ−Ｈｉ、４ＷＤ−Ｌｏ）に加えて、
４ＷＤ制御オートモードおよび４ＷＤロックモードが追
加される。

【００１２】図１と図２に示すように、エンジン１に接
続されたトランスミッション２からの出力は、トランス
ファ３を介してリヤプロペラシャフト６に伝達され、か
つ、フロントプロペラシャフト５に動力を分岐し得るよ
うになっている。

【００１３】トランスファ３は、シャフト１３がトラン
スミッション２の出力軸とハイ・ローセレクトギヤ１４
を介して結合され、このハイ・ローセレクトギヤ１４は
既知の技術であり、プラネタリーギヤセット１５とセレ
クト用のスライドギヤ１６との組合せからなり、ハイギ
ヤを通過する場合は１対１の関係で回転トルクを伝達
し、ローギヤを通過する場合は回転が減速され、トルク
は増大する。

【００１４】上記シャフト１３と、フロントプロペラシ
ャフト５に結合するフロントアウトプットシャフト１７
は、それぞれのシャフト１３、１７に装着したチェンス
プロケット１８、１９をサイレントチェン２０で連動
し、動力を前輪４へ分岐するようになっており、上記シ
ャフト１３に対するスプロケット１８は、シャフト１３
に回転自在に嵌合され、回転伝達装置１２を介してシャ
フト１３と結合される。

【００１５】回転伝達装置１２は、シャフト１３のリヤ
プロペラシャフト６に通じる部分が入力軸２１となり、
図３に示すように、入力軸２１に内方部材となるカムリ
ング２２を同軸上にセレーションで回転不能に外嵌固定
し、入力軸２１に軸受２３を介して回転可能となるよう
外嵌挿したハウジング２４の筒状部がカムリング２２に
外嵌する外輪２５となり、該ハウジング２４はチェンス
プロケット１８とセレーション２６で一体に回転するよ
う結合されている。

【００１６】図３（Ｂ）の如く、上記カムリング２２の
外周に複数のカム面２７が設けられ、外輪２５の内径は
円筒面２８となり、各カム面２７と円筒面２８間に楔形
空間を形成していると共に、この楔形空間内にカムリン
グ２２へ外嵌する保持器２９を設け、この保持器２９の
各カム面２７と対応する位置に形成したポケット３０内
に係合子としてのローラ３１が組込まれ、２ウェイクラ
ッチ３２を形成している。

【００１７】上記ローラ３１は、図５の如く、カム面２
７に対して中央の中立位置に位置するとき円筒面２８と
の間に隙間Ｈを生じ、カムリング２２の回転を外輪２５
に伝えないオフの状態となり、図８（Ａ）、（Ｂ）の如
く、保持器２９でローラ３１を楔空間の一方に片寄らす
と、ローラ３１はカム面２７と円筒面２８間にかみ込
み、カムリング２２の回転を外輪２５に伝達するオンの
状態になる。

【００１８】上記保持器２９に一方の端部を係止したス
イッチバネ３３の他方端部がカムリング２２に係止さ
れ、図５の如く、ローラ３１がカム面２７と円筒面２８
に係合しない中立位置へ保持器２９を支持付勢してい
る。

【００１９】前記入力軸２１と外輪２５の間で２ウェイ
クラッチ３２を挾む一方側の位置に、２ウェイクラッチ
３２をオン・オフ制御する電流制御手段としての電磁ク
ラッチ３４と、他方側の位置に１ウェイクラッチ３５を
介して入力軸２１の回転を外輪２５に伝達する湿式多板
クラッチ３６が設けられている。

【００２０】電磁クラッチ３４は、電磁コイル３７をト
ランスファケース３８にボルト３９等で回転不能に固定
し、該コイル３７の電極はトランスファケース３８を通
して外部コントローラ（以下ＥＣＵ）４０に接続され
る。このＥＣＵ４０は、図１のように、前輪４と後輪４
ａの回転数、走行モード選択スイッチ４１、ＡＢＳ作動
スイッチ４２等から入力された各信号を演算および判断
して、電磁コイル３７に流す電流を制御する。なお、図
２の如く、前輪４の回転数は、フロントスピードセンサ
４３で、後輪４ａの回転数はリヤスピードセンサ４４に
よって検出する。

【００２１】上記電磁コイル３７に対して回転可能とな
るよう外嵌するロータ４５は、外輪２５に固定されて一
体に回転するよう摩擦フランジとなり、このロータ４５
と保持器２９の端部の間に、該保持器２９と軸方向のス
ライド可能で相対回転不能に嵌合したアマチュア４６を
ロータ４５と適当な隙間を介して重なるように配置し、
電磁コイル３７に通電すると、ロータ４５とアマチュア
４６を磁力により圧接させ、外輪２５と保持器２９を回
転方向に固定化するようになっている。

【００２２】前記湿式多板クラッチ３６は、１ウェイク
ラッチ３５と回転方向に一体で軸方向に可動となる複数
のインナープレート４７と、外輪２５と回転方向に一体
で軸方向に可動となる複数のアウタープレート４８を順
次交互に重ね合わせ、重なり方向の一方端部から押圧バ
ネ４９でこれらを圧接させた構造になっており、１ウェ
イクラッチ３５は、入力軸２１が外輪２５に対して、車
両の前進方向に対応する向きに相対回転するとき空転す
るようになっている。

【００２３】この発明の第１の実施の形態は上記のよう
な構成であり、図４と図７、図９、図１０に示す動力伝
達経路図を主体に用いてその作用を説明する。

【００２４】図４（Ａ）は２ＷＤ前進時の動力の伝達経
路を示し、トランスミッションからの動力は、Ｈｉレン
ジのハイ・ローセレクトギヤ１４を通過し、回転伝達機
構１２の入力軸２１に入力される。入力軸２１の回転方
向が車両の前進方向の場合は、１ウェイクラッチ３５は
空転する方向に装着しており、湿式多板クラッチ３６と
入力軸２１は切り離されている。

【００２５】また、別途設けられた走行モード選択スイ
ッチ４１により、２ＷＤを選択しているときは、電磁コ
イル３７に電流は流れないようになっており、２ウェイ
クラッチ３２は図５のようにニュートラル状態に保持さ
れるため、入力軸２１と外輪２５は切り離される。

【００２６】従って、外輪２５すなわち前輪駆動系には
動力は伝達されずに切り離され、また、２ＷＤモードで
は前記ハブクラッチ１０が切れているため、図６のよう
に車両走行中でもフロントプロペラシャフト５、フロン
トデフ９、ドライブシャフト８を停止させることができ
る。

【００２７】次に、図４（Ｂ）に２ＷＤ後退時の動力の
伝達経路を示す。入力軸２１の回転方向が車両後退方向
の場合は、１ウェイクラッチ３５はロックし、入力軸２
１と外輪２５が湿式多板クラッチ３６のトルク（Ｔｍ
ｐ）で結合される。従って、フロントプロペラシャフト
５を走行中に連れ回すこととなる。２ウェイクラッチ３
２は前進時と同様に図５の状態が保持される。ただし、
ハブクラッチ１０は切れているので前輪４にはトルクは
つながらない。また、後退時に連れ回すことは燃費や振
動に対する影響は極めて少なく問題無い。

【００２８】次に、４ＷＤ−Ｈｉレンジのロックモード
について、前進時を図７（Ａ）に、後退時を図７（Ｂ）
に示す。回転伝達装置１２は、別途設けられた走行モー
ド選択スイッチ４１のロックモードが選択されると、電
磁コイル３７に電流が常時流れて、２ウェイクラッチ３
２を図８（Ａ）、（Ｂ）の状態に保持する。この図８
（Ａ）の状態は、保持器２９と外輪２５が電磁コイル３
７の吸引力により圧接されるため、入力軸２１と外輪２
５が相対回転しようとすると、ローラ３１が両方向に噛
み込むようになっている。したがって、トランスミッシ
ョン３から、Ｈｉレンジのハイ・ローセレクトギヤ１４
を通過してきた動力は、回転伝達装置１２の２ウェイク
ラッチ３２によって、前輪側に配分され、機械的に直結
な４ＷＤとして走行できる。

【００２９】次に、４ＷＤ−Ｌｏレンジのロックモード
について、前進時を図９（Ａ）に、後退時を図９（Ｂ）
に示す。４ＷＤ−Ｌｏは、Ｌｏレンジのハイ・ローセレ
クトギヤ１４を通過する以外、回転伝達装置１２の作動
は同じである。

【００３０】次に、制御モードについて説明する。制御
モードではＨｉレンジのハイ・ローセレクトギヤ１４を
通過した動力が回転伝達装置１２の入力軸に入力され
る。

【００３１】まず、制御モードの前進加速時を図１０
（Ａ）に示す。滑りやすい路面上の加速等で、後輪４ａ
（入力軸）がスリップし、前輪４（外輪）に対して後輪
４ａの回転が上回る（「前輪回転数＜後輪回転数」）。
この回転数差が設定値以上になると電磁コイル３７に電
流が流れ、２ウェイクラッチ３２がロックされ、前輪４
に動力が伝達される。

【００３２】次に、制御モードの前進定速走行、減速、
旋回時を図１０（Ｂ）に示す。定速走行時は前後輪間の
回転数差が少なく、設定値に到達しないので、電磁コイ
ル３７に電流は流れず、２ウェイクラッチ３２はフリー
の状態にあり、前輪４に動力は伝達されない。

【００３３】また、エンジンブレーキによる減速時にお
いては、エンジンと直結された後輪４ａ（入力軸）側の
回転が低下し、前輪４（外輪）よりも下回る。この時は
電磁コイル３７には電流を流さない制御となっているの
で、２ウェイクラッチ３２はフリーの状態である。但
し、車両が前進している場合、「前輪回転数＞後輪回転
数」のような関係になった場合は、１ウェイクラッチ３
５は噛み込む方向であるため、湿式多板クラッチ３６の
トルク（約３〜６ｋｇｆｍ）が減速トルクとして前輪４
に伝達される。この程度のトルクがあれば、雪道などの
滑りやすい路面での、エンジンブレーキによる後輪４ａ
のスリップを防止できる。

【００３４】旋回時も同様に、「前輪回転数＞後輪回転
数」の関係が成り立つため、前後輪の間には、湿式多板
クラッチ３６のトルクによる前後輪の回転差を拘束する
力が発生するが、この程度の小さいトルクではタイトコ
ーナブレーキング現象は起こらない。

【００３５】制御モードでの後退加速時を図１１（Ａ）
に示す。滑りやすい路面の加速時には、前進時と同様
に、「前輪回転数＜後輪回転数」の関係が成り立つた
め、２ウェイクラッチ３２はロックされ、前輪４に動力
を伝達する。

【００３６】制御モードでの後退定速走行、減速、旋回
時を図１１（Ｂ）に示す。後退の定速走行時は、回転数
差が設定値に到達しないので、電磁コイル３７に電流は
流れず、２ウェイクラッチ３２はフリーの状態にあり、
前輪４に動力は伝達されない。

【００３７】後退時の、エンジンブレーキなどの減速に
おいては、エンジンと直結された後輪４ａ（入力軸）側
の回転が低下し、前輪４（外輪）よりも下回る。入力軸
２１と湿式多板クラッチ３６の間の１ウェイクラッチ３
５は、入力軸２１が車両後退方向に回転しているとき
は、入力軸２１の回転が、外輪（湿式多板のアウタープ
レートが接続）の回転を下回ったときには空転するよう
に組み込まれているため、上記のような場合は、前輪４
に動力は伝達されない。したがって、制御モードでは、
車両の後退時に限り、エンジンブレーキトルクは前輪４
には配分されない。しかし、後退時にエンジンブレーキ
が必要となることは希であり、通常はフットブレーキが
併用されるため問題では無い。

【００３８】後退の旋回時は、エンジンブレーキ時と同
様の回転関係（「前輪回転数＞後輪回転数」）が起こ
り、回転方向は車両後退方向であるため、２ウェイクラ
ッチ３２も１ウェイクラッチ３５もフリーとなり、前輪
に動力を伝達せず、タイトコーナーブレーキングを回避
する。

【００３９】一方、アンチロックブレーキシステム（Ａ
ＢＳ）が作動した場合、ＡＢＳコントローラから作動信
号を検知して、回転伝達機構１２内の電磁コイル３７
に、一切の電流を流さないような制御とする。そうする
ことによって、２ウェイクラッチ３２はフリーの状態
（図５）に保持されるため、ＡＢＳ作動時の前後輪間に
及ぼす動力循環は、湿式多板クラッチ３６の３〜６ｋｇ
ｆｍに抑えられる。これぐらいのトルク（抵抗力）が、
ＡＢＳの作動に与える影響は極僅かである。

【００４０】すなわち、制御モードにおいて、加速時に
は前進時も後退時も２ウェイクラッチ３２によって十分
な駆動力が伝達されるが、定速走行時、エンジンブレー
キ時、旋回時、ＡＢＳ作動時は前進時のみ、湿式多板ク
ラッチ３６のトルクが前輪４に伝達される。

【００４１】更に、その湿式多板クラッチ３６のトルク
はエンジンブレーキトルクを前輪にも配分するために充
分な大きさであり、かつ、タイトコーナブレーキングを
起こさない大きさに設定されている。

【００４２】なお、回転伝達装置１２において、この湿
式多板クラッチ３６を無くすことも可能であり、その場
合は、エンジンブレーキ作用時に後輪がスリップした場
合をセンサーで感知し、ツーウェイクラッチ３２をロッ
クさせるようにすれば良い。（以降の実施の形態におい
ても同様である。） 次に、図１２と図１３は回転伝達装置の第２の実施の形
態を示している。この第２の実施形態の４ＷＤ車は２Ｗ
Ｄ選択時にフロントデフ９やプロペラシャフト５を停止
させるためのハブクラッチ等の断続装置が装備されてい
ない場合である。コストを重視した４ＷＤ車に見られ
る。回転伝達装置はこのような４ＷＤレイアウトにも対
応できる。図１３にトランスファの断面図を示す。第１
の実施の形態と異なる点は、湿式多板クラッチ３６と入
力軸２１との間に１ウェイクラッチが必要無いことであ
る。回転伝達装置１２の制御と作動は第１の実施の形態
のものとほとんど同じであるため省略する。但し、２Ｗ
Ｄモードでもフロント駆動系が停止せずに回転している
ことが第１の実施の形態とは異なる。湿式多板クラッチ
３６が入力軸２１（後輪）と外輪２５（前輪）の間で、
常に摩擦トルクを伝達するため、２ＷＤモードでも湿式
多板クラッチ３６のトルクが前輪４に配分される。但
し、加速時のトルクとしては小さいのでほとんど２ＷＤ
と同等である。

【００４３】図１４は回転伝達装置の第３の実施の形態
であるトランスファの断面図である。第１の実施の形態
では２ＷＤモード時に車両後退時のみではあるが、フロ
ントプロペラシャフト５を回転させてしまう。第３の実
施の形態ではこの連れ回りを防止するために、フロント
アウトプットシャフト１７とフロントスプロケット１９
との間に、ドッグクラッチ５０を設け、運転者が２ＷＤ
を選択した場合には、上記クラッチ５０を離脱させ、回
転伝達装置１２の湿式多板クラッチ３６のトルクをフロ
ントプロペラシャフト５に全く伝達しないようにする。
これにより、２ＷＤ時は前輪に一切のトルクを伝達しな
い。また、第１の実施の形態に対して第３の実施の形態
では内部の１ウェイクラッチは必要無くなる。

【００４４】４ＷＤ（ロックモード、制御モード）時
は、上記ドッグクラッチ５０は嵌合しており、作動、制
御内容は第２の実施の形態と同じであるため省略する。

【００４５】次に、図１５は回転伝達装置の第４の実施
の形態を示している。図１５の断面図のように、第１乃
至第３の実施の形態において、回転伝達装置１２の外輪
２５に連結されたチェンスプロケット１８及び入力軸２
１にスプロケット５１、５２を形成し、ドライバーが４
ＷＤローギヤを選択した場合に、スライドギヤ１６を移
動させて、両者をスプロケット５１、５２に嵌合させ
る。これにより、前輪４と後輪４ａの駆動系がこのスプ
ロケット嵌合により直結されるため、２ウェイクラッチ
３２を動力は通過しない。第１乃至第３の実施の形態で
は、４ＷＤロックモードでは回転伝達装置１２の電磁コ
イル３７に電流を流し続ける必要があったが、この第４
の実施の形態では動力が回転伝達装置を通過しないため
に電磁コイル３７に電流を流す必要が無く経済的であ
る。

【００４６】なおかつ、この第４の実施の形態では４Ｗ
Ｄローギヤが選択されると入力されるトルクが減速比分
大きくなるが、この時は回転伝達装置１２をその大トル
クが通過しないので、回転伝達装置１２の許容トルクは
小さくて良く、より軽量、コンパクトにすることができ
る。

【００４７】また、上記した第１乃至第４の各実施の形
態に使用される、２ウェイクラッチ３２の構造は、図１
６（Ａ）、（Ｂ）のように外輪２５に多角形のカム面２
７、内輪２２ａ側に円筒面２８をもった構造としてもよ
い。この時、電磁クラッチ３４の吸引力は保持器２９と
内輪２２ａ（図１６では内輪２２ａと入力軸２１を一体
にしている）を圧接することになる。更に、２ウェイク
ラッチ３２は、ローラ３１に代えてスプラグを用いたも
のを採用してもよい。

【００４８】ここで、上記した第１乃至第４の各実施の
形態における回転伝達装置１２は、入力軸２１と出力外
輪２５との間に２ウェイクラッチ３２に並列に湿式多板
クラッチ３６を付加し、車両が通常一定速走行中は後輪
駆動（２ＷＤ）状態である。

【００４９】また、車両が加速した場合、後輪のスリッ
プを感知すると電磁クラッチ３４に電流が流れ、２ウェ
イクラッチ３２がロックされ４ＷＤとなり、かつ、低μ
路で急なエンジンブレーキを掛けた場合、エンジンブレ
ーキの減速トルクは２ウェイクラッチ３２を通らず、湿
式多板クラッチ３６を通じて前輪４にも適度に配分され
る構成となっている。

【００５０】ところが、この湿式多板クラッチ３６は弾
性部材によって、常時、一定に押圧されているため摩擦
面に潤滑油が入り難く、耐久性が低く、また、この定圧
式湿式多板クラッチ３６は、車両が旋回中にも前後輪間
に引きずり抵抗を作用させるため、ステアリングが重く
なり、振動を起こすことがあり、さらに、湿式多板クラ
ッチ３６はこの回転伝達装置の軸方向に長さをとる。

【００５１】そこで、図１７乃至図２６に示す第５の実
施の形態は、前記第１乃至第４の各実施の形態における
回転伝達装置１２の湿式多板クラッチ３６を排除し、湿
式多板クラッチ３６の役目であったエンジンブレーキに
よる減速トルクの前輪４側への分配機能を、２ウェイク
ラッチ３２を電気的な制御によりロックさせることによ
って代替した、シンプル、コンパクトで廉価な回転伝達
装置である。

【００５２】図１７はこの第５の実施の形態の回転伝達
装置１２を組込んだＦＲベース４ＷＤ駆動レイアウト、
図１８はこの回転伝達装置を装着したトランスファの断
面図、図１９は同上の詳細図であり、具体的には、図２
と図３で示した第１の実施の形態の外輪２５内から湿式
多板クラッチ３６を排除した以外は、機構的にほとんど
同等であり、この回転伝達装置１２は、典型的なパート
タイム４輪駆動車の走行モード（２ＷＤ、４ＷＤ−Ｈ
ｉ、４ＷＤ−Ｌｏ）に加えて、本装置による４ＷＤ制御
モードおよび４ＷＤロックモードが追加される。

【００５３】図１８のように、トランスミッションから
の出力はハイ・ローセレクトギヤ１４を通って、リヤプ
ロペラシャフト６に伸びている。ハイ・ローセレクトギ
ヤ１４は既知の技術であり、プラネタリギヤから成り、
ハイギヤを通過する場合は１対１の関係で回転トルクを
伝達し、ローギヤを通過する場合は回転が減速され、ト
ルクは増大する。

【００５４】このリヤプロペラシャフト６に通じる軸は
回転伝達装置１２の入力軸２１となる。回転伝達装置１
２の外輪２５は、動力を前輪へ分岐するためのチェンス
プロケット１８にセレーション２６にて結合されてい
る。尚、このスプロケット１８は入力軸２１に対して回
転自在に嵌合されている。

【００５５】この回転伝達装置１２のカムリング２２は
入力軸２１とセレーションによって固定され、外輪２５
との間に保持器２９、ローラ３１を設け、２ウェイクラ
ッチ３２を構成している。

【００５６】図１９のように、電磁コイル３７はトラン
スファケース３８にボルト３９等で回転不可能に固定さ
れ、電磁コイル３７の電極はトランスファケース３８を
通して外部コントローラ４０（ＥＣＵ）に接続される。

【００５７】外部コントローラ４０（ＥＣＵ）は、図１
７のように前後回転数、モード選択スイッチ４１、ＡＢ
Ｓ作動信号４２等から入力された各信号を演算および判
断して、回転伝達装置１２の電磁コイル３７に流す電流
を制御する。

【００５８】まず、回転伝達装置１２を組み込んだトラ
ンスファの２ＷＤモードを説明する。図２０に回転伝達
装置１２の原理と２ＷＤ時の動力の伝達経路を示す。ト
ランスミッションからの動力は、Ｈｉレンジのギヤを通
過し、回転伝達装置１２の入力軸２１に入力される。

【００５９】また、別途設けられたモード選択スイッチ
４１により、２ＷＤを選択しているときは、電磁コイル
３７に電流は流れないようになっており、２ウェイクラ
ッチ３２は図５で示したようにニュートラル状態に保持
されるため、入力軸２１と外輪２５は切り離される。

【００６０】従って、外輪２５すなわち前輪駆動系には
動力は伝達されずに切り離され、また、２ＷＤモードで
は前記ハブクラッチ１０の接続が切れているため、図２
１のように車両走行中でもフロントプロペラシャフト
５、フロントデフ９、ドライブシャフト８を停止させる
ことができ燃費経済的な走行ができる。

【００６１】次に、４ＷＤ−Ｈｉレンジのロックモード
時の動力伝達経路を図２２（Ａ）に示す。回転伝達装置
１２は、別途設けられたモード選択スイッチ４１のロッ
クモードが選択されると、電磁コイルに電流が常時流れ
て、２ウェイクラッチ３２を図８（Ａ）、（Ｂ）の状態
に保持する。この図８（Ａ）、（Ｂ）の状態は、保持器
２９と外輪２５が電磁コイル３７の吸引力によりアマチ
ュア４６を介して摩擦抵抗を受けるため、入力軸２１と
外輪２５が相対回転しようとすると、ローラ３１が両方
向に噛み込むようになっている。したがって、トランス
ミッションからハイ・ローセレクトのＨｉレンジギヤを
通過してきた動力は、回転伝達装置１２の２ウェイクラ
ッチ３２によって、前輪側にも配分され、機械的に直結
な４ＷＤとして走行できる。

【００６２】次に、４ＷＤ−Ｌｏレンジのロックモード
について、図２２（Ｂ）に示す。４ＷＤ−Ｌｏは、Ｌｏ
レンジギヤを通過する以外、上記Ｈｉレンジのロックモ
ードと回転伝達装置の作動は同じである。

【００６３】次に、制御モードについて説明する。制御
モードはＨｉレンジギヤを通過した動力が回転伝達装置
１２の入力軸２１に入力される。

【００６４】まず、制御モードの加速時を図２３（Ａ）
に示す。滑りやすい路面上の加速等で、後輪（入力軸）
がスリップし、前輪（外輪）に対して後輪の回転が上回
る（「前輪回転数＜後輪回転数」）。この回転数差が設
定値以上になると電磁コイル３７に電流が流れ、２ウェ
イクラッチ３２がロックされ、前輪に動力が伝達され
る。

【００６５】次に、制御モードの定速走行時、および旋
回時を図２３（Ｂ）に示す。定速走行時は前後輪間の回
転数差が少なく、設定値に到達しないので、電磁コイル
３７に電流は流れず２ウェイクラッチ３２はフリーの状
態にあり、前輪に動力は伝達されない。

【００６６】次に、エンジンブレーキが作用した場合に
ついて説明する。車両にエンジンブレーキが加わった場
合、エンジンブレーキのトルクは回転伝達装置の入力軸
２１を介して後輪側に直接伝達される。路面がアスファ
ルト等の高μ路であれば、エンジンブレーキのような比
較的弱いトルクでは後輪はスリップしない。したがっ
て、この状況では電磁クラッチ３４に電流を流さない制
御になっている（図２４（Ａ））。このため、高μ路で
のエンジンブレーキ時はツーウェイクラッチ３２がロッ
クすることが無く、タイトコーナブレーキを起こすこと
はない。

【００６７】一方、雪道等の低μ路ではエンジンブレー
キトルクだけでも後輪がスリップすることが有り、後輪
は急激に減速しようとする。回転伝達装置１２はこのと
き電磁クラッチ３４に電流を流し、２ウェイクラッチ３
２をロックさせ、後輪のスリップを防ぎ、前輪４にもエ
ンジンブレーキトルクを配分することができる（図２４
（Ｂ））。

【００６８】図２５にエンジンブレーキ時の制御のフロ
ーチャートを示す。この制御方法は前輪（外輪側）と後
輪（入力軸側）の回転数の微分値を演算し、後輪が減速
方向にスリップし、その減速度（後輪微分値）が前輪の
減速度（前輪微分値）を上回り、設定値に達した時、２
ウェイクラッチ３２をロックせさ、４ＷＤにさせるもの
である。

【００６９】このことを式に表すと、下記のようにな
る。 ｜ｄＶ_R ／ｄｔ−ｄＶ_F ／ｄｔ｜＞Ｄ₁ Ｖ_R ：後輪回転速度 Ｖ_F ：前輪回転速度 Ｄ₁ ：設定値。

【００７０】図２６（Ａ）から（Ｄ）に高μ路の場合と
低μ路の場合のエンジンブレーキ時の回転速度波形とそ
の前後輪回転速度微分値（減速度）を示す。低μ路の場
合の後輪だけの減速スリップによって後輪微分値が大き
くなり、設定値を上回ることによって、電磁クラッチ３
４に電流が流れ、４ＷＤとなる。高μ路ではエンジンブ
レーキによるスリップがほとんどないため電流は流れず
２ＷＤのままである。

【００７１】なお、２ウェイクラッチ３２の構造は、図
１６（Ｂ）で示したように外輪に多角形のカム面、内輪
側に円筒面をもった構造としてもよい。この時、電磁ク
ラッチの吸引力は保持器と内輪（図では内輪と入力軸を
一体にしている）を圧接することになる。

【００７２】また、第１乃至第５の各実施の形態では、
外輪２５を出力側（前輪）としているが、逆に、外輪２
５を入力軸に結合し、外輪からエンジン動力を入力さ
せ、内輪側をチェンスプロケットに結合してもよい。

【００７３】更に、回転伝達装置１２をフロントアウト
プットシャフト１７とチェンスプロケット１９間の動力
の断続に用いるような位置に装着することも本発明の範
疇である。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、トラ
ンスファ内に組み込んだ回転伝達装置を、係合子を用い
た２ウェイクラッチとこのクラッチのロックとフリーを
制御する電流制御手段で形成したので、２ＷＤと４ＷＤ
の切換えが、電気的な制御によって速やかに行え、回転
伝達装置を利用して、２ＷＤ、ＬＯＣＫ、制御モードを
選択利用でき、運転者が選択できる駆動モードを増やす
ことができる。

【００７５】また、前輪と前輪推進軸の間にハブクラッ
チ等の断続装置を設けることにより、２ＷＤ走行時に、
前輪駆動系を停止させることができ、振動の低減や燃費
の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の回転伝達装置を
組込んだ４ＷＤ駆動車のレイアウトを示す平面図

【図２】回転伝達装置を組込んだトランスファの断面図

【図３】（Ａ）は同上における要部の拡大断面図、
（Ｂ）は（Ａ）の矢印ｂ−ｂに沿う断面図

【図４】（Ａ）は回転伝達装置の原理と動力伝達経路を
示す２ＷＤ前進時の説明図、（Ｂ）は同じく２ＷＤ後退
時の説明図

【図５】２ウェイクラッチのニュートラル状態を示す要
部の拡大断面図

【図６】４ＷＤ駆動車の２ＷＤ走行時を示す平面図

【図７】（Ａ）は回転伝達装置の原理と動力伝達経路を
示す４ＷＤ−Ｈｉ前進時の説明図、（Ｂ）は同じく４Ｗ
Ｄ−Ｈｉ後退時の説明図

【図８】（Ａ）と（Ｂ）は２ウェイクラッチのロック状
態を示す拡大断面図

【図９】（Ａ）は４ＷＤ−Ｌｏ前進時の動力伝達経路を
示す説明図、（Ｂ）は同じく４ＷＤ−Ｌｏ後退時の動力
伝達経路を示す説明図

【図１０】（Ａ）４ＷＤ制御モード前進加速時の動力伝
達経路を示す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ制御モード前進減
速時の動力伝達経路を示す説明図

【図１１】（Ａ）は４ＷＤ制御モード後退加速時の動力
伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は同４ＷＤ制御モード後
退減速時の動力伝達経路を示す説明図

【図１２】回転伝達装置の第２の実施の形態を組込んだ
４ＷＤ駆動車のレイアウトを示す平面図

【図１３】同上のトランスファを示す断面図

【図１４】回転伝達装置の第３の実施の形態を示すトラ
ンスファの断面図

【図１５】回転伝達装置の第４の実施の形態を示すトラ
ンスファの断面図

【図１６】（Ａ）は回転伝達装置の２ウェイクラッチの
他の実施形態を示す要部の拡大断面図、（Ｂ）は図１６
の矢印ｂ−ｂに沿う断面図

【図１７】第５の実施の形態を組込んだ４ＷＤ駆動車の
レイアウトを示す平面図

【図１８】同上の回転伝達装置を組込んだトランスファ
の断面図

【図１９】同上における要部の拡大断面図

【図２０】同じく回転伝達装置の原理と動力伝達経路を
示す２ＷＤ時の説明図

【図２１】２ＷＤ走行時のレイアウトを示す平面図

【図２２】（Ａ）は４ＷＤ−Ｈｉ時の動力伝達経路を示
す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ−Ｌｏ時の動力伝達経路を示
す説明図

【図２３】（Ａ）は４ＷＤ制御モード加速時の動力伝達
経路を示す説明図、（Ｂ）は４ＷＤ制御モード定速、旋
回時の動力伝達経路を示す説明図

【図２４】（Ａ）は４ＷＤ制御モードエンジンブレーキ
時の高μ路での動力伝達経路を示す説明図、（Ｂ）は４
ＷＤ制御モードエンジンブレーキ時の低μ路での動力伝
達経路を示す説明図

【図２５】エンジンブレーキ作用時のロック制御を示す
フローチャート図

【図２６】（Ａ）は高μ路でのエンジンブレーキ時の車
輪速度、（Ｂ）は高μ路でのエンジンブレーキ時の車輪
速度微分値の差、（Ｃ）は低μ路でのエンジンブレーキ
時の車輪速度、（Ｄ）は低μ路でのエンジンブレーキ時
の車輪速度微分値の差を各々示す説明図

【図２７】従来の回転伝達装置における車両装着実施形
態を示す平面図

【符号の説明】

３ トランスファ ４ 前輪 ５ フロントプロペラシャフト １２ 回転伝達装置 １３ シャフト １４ ハイ・ローセレクトギヤ １７ フロントアウトプットシャフト １８、１９ チェンスプロケット ２０ サイレントチェン ２１ 入力軸 ２２ カムリング ２４ ハウジング ２５ 外輪 ２７ カム面 ２８ 円筒面 ２９ 保持器 ３０ ポケット ３１ ローラ ３２ ２ウェイクラッチ ３３ スイッチバネ ３４ 電磁クラッチ ３５ ワンウェイクラッチ ３６ 湿式多板クラッチ ３７ 電磁コイル ３８ トランスファケース ４５ ロータ ４６ アマチュア ４７ インナープレート ４８ アウタープレート ４９ 押圧バネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランスミッションからの出力を内部の
   入力軸を介して直接後輪推進軸へ伝達し、かつ、前輪推
   進軸へ動力を分岐し得るＦＲベースの４ＷＤ車用トラン
   スファの内部に、２ＷＤと４ＷＤの切換えを行う回転伝
   達装置を装着し、該回転伝達装置が、係合子を用いた２
   ウェイクラッチと、この２ウェイクラッチのロックとフ
   リーを制御する電流制御手段を備えていることを特徴と
   する４輪駆動システム。
2. 【請求項２】 前輪推進軸と前輪の間に、前輪推進軸と
   前輪又は前輪軸の結合と開放を切り換える断続装置を組
   み込み使用した請求項１に記載の４輪駆動システム。