JPH11105573A

JPH11105573A - 左右輪駆動力分配機構

Info

Publication number: JPH11105573A
Application number: JP27562097A
Authority: JP
Inventors: Kunio Morisawa; 邦夫森沢
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 1999-04-20
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: JP3775015B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車両旋回時等に左右の駆動輪のトルク配分を
制御できる駆動力分配機構を簡単且つコンパクトに構成
する。【解決手段】駆動源１２から伝達された駆動力をダブ
ルピニオンプラネタリ式差動装置１８によって左右の駆
動輪２０，２２に分配する一方、一対の遊星歯車装置２
８，３０を組み合わせた変速機構２６を差動装置１８に
隣接して同軸に配設し、リングギヤ１８ｒの回転を１０
％〜２５％程度だけ増速または減速するとともに、旋回
時など必要に応じて第１クラッチ３８または第２クラッ
チ４０をスリップ係合させ、キャリア１８ｃまたはサン
ギヤ１８ｓにトルク伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は左右輪駆動力分配機
構に係り、特に、車両旋回時に左右の駆動輪のトルク配
分を制御できる簡単且つコンパクトな分配機構に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】駆動源から伝達された駆動力を左右の駆
動輪に分配する分配機構は、車両旋回時における左右輪
の回転速度差を吸収するために、傘歯車式または遊星歯
車式の差動装置を備えているのが普通である。また、中
低速走行の旋回時に外側の車輪のトルクを増加させて旋
回性能を向上させたり、高速走行の旋回時に内側の車輪
のトルクを増加させて走行安定性を向上させたりするこ
とが考えられている。特開平８−１１４２５５号公報に
記載されている装置はその一例で、(a) 左右の駆動輪の
間に配設され、一方の駆動輪に対して他方の駆動輪を増
速または減速させる変速機構と、(b) その変速機構を増
速状態とする増速側クラッチと、(c) その変速機構を減
速状態とする減速側クラッチとを含んで構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記変
速機構は、所定の増速比および減速比を得るために３組
の遊星歯車装置を組み合わせて構成されており、構造が
複雑で大きな配設スペースが必要であるという問題があ
った。

【０００４】なお、左右輪に対してそれぞれ変速機構お
よびクラッチを配設し、左駆動輪および右駆動輪の何れ
か一方を増速または減速するようにしたものもあるが、
変速機構およびクラッチが左右２組必要であるため、同
じく構造が複雑で大きな配設スペースが必要である。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、車両旋回時等に左右
の駆動輪のトルク配分を制御できる分配機構を簡単且つ
コンパクトに構成することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、駆動源から伝達された駆動力を左右
の駆動輪に分配する分配機構であって、(a) 前記駆動力
によってリングギヤが回転駆動されることにより、前記
左右の駆動輪の一方および他方に連結されたキャリアお
よびサンギヤへその駆動力を分配するダブルピニオンプ
ラネタリ式差動装置と、(b) 前記駆動力によって回転駆
動される入力部材の回転を一定の変速比で変速し、前記
ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤと異
なる回転速度で出力部材を回転させる単一の変速機構
と、(c) 前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ
式差動装置のキャリアとの間でトルクを伝達、遮断する
スリップ係合可能な第１クラッチと、(d) 前記出力部材
と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のサンギヤ
との間でトルクを伝達、遮断するスリップ係合可能な第
２クラッチとを有することを特徴とする。

【０００７】第２発明は、第１発明において、前記変速
機構は、所定の減速比で減速する第１遊星歯車装置と、
所定の増速比で増速する第２遊星歯車装置とを組み合わ
せたもので、前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装置
と同軸に配設されるとともに、入力部材がそのダブルピ
ニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤに一体的に連
結されて回転駆動されることにより、その入力部材の回
転を前記一定の変速比で変速して出力部材から出力する
ものであることを特徴とする。

【０００８】

【発明の効果】このような左右輪駆動力分配機構におい
ては、駆動源から伝達される駆動力によって回転駆動さ
れる入力部材の回転を一定の変速比で変速し、ダブルピ
ニオンプラネタリ式差動装置のリングギヤと異なる回転
速度で出力部材を回転させるとともに、第１クラッチま
たは第２クラッチを介してキャリアまたはサンギヤへ伝
達することにより、左右の駆動輪のトルク配分を制御す
るため、変速機構は一定の変速比で変速するだけで良
く、簡単且つコンパクトに構成される。すなわち、ダブ
ルピニオンプラネタリ式差動装置を採用しているため、
その右側或いは左側に配設される単一の変速機構の出力
を、ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置のキャリ
アまたはサンギヤを介して左右の駆動輪に伝達できるの
である。

【０００９】第２発明では、ダブルピニオンプラネタリ
式差動装置と同軸に配設された第１遊星歯車装置および
第２遊星歯車装置の組み合わせによって変速機構が構成
されるため、それ等一対の遊星歯車装置をダブルピニオ
ンプラネタリ式差動装置と並べて配設すれば良く、装置
が全体として一層コンパクトに構成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の左右輪駆動力分配機構
は、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライ
ブ）車両の左右前輪やＦＲ（フロントエンジン・リヤド
ライブ）車両の左右後輪、通常の４輪駆動車両（前後輪
の駆動力を機械的に分配する４輪駆動車両）の左右後輪
或いは前輪、前後輪の一方をエンジン駆動で他方を電動
モータ駆動としたペラレス４輪駆動車両の左右後輪或い
は前輪など、種々の駆動形式の車両に適用され得る。駆
動源としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジ
ン、電動モータなどが好適に用いられる。

【００１１】ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のギ
ヤ比、すなわちサンギヤの歯数Ｚ_sとリングギヤの歯数
Ｚ_rとの比Ｚ_s／Ｚ_rは、通常は０．５に設定される。

【００１２】第１クラッチおよび第２クラッチは、係合
トルクを連続的に変化させることができる摩擦クラッチ
や電磁クラッチなどが好適に用いられ、スリップ制御手
段により係合トルクを制御して、左右輪のトルク配分を
調整できるようにすることが望ましい。

【００１３】変速機構は、第２発明のようにギヤ比が異
なる一対の遊星歯車装置の組合せによって好適に構成さ
れるが、互いに噛み合わされた一対の歯車を有する平行
２軸式の変速機構など、種々の態様を採用できる。一対
のシンプルプラネタリ式遊星歯車装置の組合せによって
変速機構を構成する場合、例えばサンギヤ同士を一体的
に連結して回転不能に固定し、キャリア同士を一体的に
連結し、一方のリングギヤを入力部材とし、他方のリン
グギヤを出力部材としたり、サンギヤ同士を一体的に連
結して回転不能に固定し、リングギヤ同士を一体的に連
結し、一方のキャリアを入力部材とし、他方のキャリア
を出力部材としたりするなど、２組の同じ回転要素を互
いに連結するとともにその一方を回転不能に固定し、残
りの１組の回転要素の一方を入力部材、他方を出力部材
とすれば良い。ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装
置を用いることもできるし、シンプルプラネタリ式遊星
歯車装置とダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置と
を組み合わせて変速機構を構成することもできる。ま
た、変速機構の変速比は、例えば入力部材の回転を１０
％〜２５％程度増速または減速して出力部材から出力す
るように設定される。

【００１４】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１は、センタデフによって前後輪に
駆動力が分配される４輪駆動車両の左右後輪の駆動力分
配機構１０を説明する骨子図で、エンジン等の駆動源１
２により図示しないセンタデフを介して回転駆動される
プロペラシャフト１４は、傘歯車１６，１７を介してダ
ブルピニオンプラネタリ式差動装置１８のリングギヤ１
８ｒを回転駆動する。差動装置１８のギヤ比ρ₁₈（＝サ
ンギヤの歯数Ｚ_s／リングギヤの歯数Ｚ_r）は０．５
で、リングギヤ１８ｒに伝達されたトルクを、左後輪２
０に連結されたキャリア１８ｃおよび右後輪２２に連結
されたサンギヤ１８ｓに均等に分配し、それ等を同じ方
向へ回転駆動する。

【００１５】上記差動装置１８のリングギヤ１８ｒに
は、連結部材２４を介して変速機構２６が連結されてい
る。変速機構２６は、ギヤ比が異なる一対のシンプルプ
ラネタリ式遊星歯車装置２８および３０を組み合わせた
もので、差動装置１８の右側、すなわちサンギヤ１８ｓ
に連結された駆動輪側に隣接して同軸に配設されてお
り、それ等のキャリア２８ｃおよび３０ｃは互いに一体
的に連結され、サンギヤ２８ｓおよび３０ｓは互いに一
体的に連結され、遊星歯車装置２８のリングギヤ２８ｒ
は出力部材３２に一体的に連結され、遊星歯車装置３０
のリングギヤ３０ｒは連結部材２４に一体的に連結され
ている。そして、上記サンギヤ２８ｓおよび３０ｓは連
結部材３４を介して位置固定のケース３６に固定され、
反力受け要素として機能させられるようになっており、
リングギヤ１８ｒと一体回転させられるリングギヤ３０
ｒの回転は、遊星歯車装置３０のギヤ比ρ₃₀に応じて減
速されてキャリア３０ｃからキャリア２８ｃに伝達さ
れ、そのキャリア２８ｃの回転は遊星歯車装置２８のギ
ヤ比ρ₂₈に応じて増速されてリングギヤ２８ｒから出力
部材３２に伝達される。なお、差動装置１８や変速機構
２６は軸心に対して略対称的に構成されており、図１で
は下半分が省略されている。図２、図４、図５について
も同様である。

【００１６】ここで、上記遊星歯車装置３０のギヤ比ρ
₃₀は０．４程度で、その変速比（＝入力部材の回転数／
出力部材の回転数）は１．４程度である一方、遊星歯車
装置２８のギヤ比ρ₂₈は０．６６程度で、その変速比は
０．６程度であり、変速機構２６全体の変速比は１．４
×０．６＝０．８４程度となる。すなわち、連結部材２
４の回転数に対して、１９％程度増速して出力部材３２
を回転駆動することになる。一般に、単一の遊星歯車装
置では３０％〜４０％程度の増速或いは減速しか得られ
ないが、このように一対の遊星歯車装置２８および３０
を組み合わせることにより、それ等の径寸法を小さく維
持しつつ１０％〜２５％程度の小さな増速或いは減速を
行うことができる。本実施例では、連結部材２４が入力
部材に相当し、遊星歯車装置３０が第１遊星歯車装置に
相当し、遊星歯車装置２８が第２遊星歯車装置に相当す
る。

【００１７】上記出力部材３２は、第１クラッチ３８を
介して前記差動装置１８のキャリア１８ｃに連結される
とともに、第２クラッチ４０を介してサンギヤ１８ｓに
連結されるようになっている。これらのクラッチ３８，
４０は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合さ
せられるスリップ係合可能な多板式の摩擦係合装置で、
コントローラ４２によって油圧回路４４が切り換えられ
ることによりそれぞれ係合或いは解放されるとともに、
必要に応じて油圧制御が行われることによりスリップ係
合時の伝達トルクが制御される。そして、例えば中低速
走行中の右旋回時に第１クラッチ３８を係合させて外側
の左後輪２０の駆動力を増加させたり、中低速走行中の
左旋回時に第２クラッチ４０を係合させて外側の右後輪
２２の駆動力を増加させたりすることにより、旋回性能
を向上させることができる。また、高速走行中の右旋回
時に第２クラッチ４０を係合させて内側の右後輪２２の
駆動力を増加させたり、高速走行中の左旋回時に第１ク
ラッチ３８を係合させて内側の左後輪２０の駆動力を増
加させたりすることにより、走行安定性を向上させるこ
とができる。

【００１８】このような本実施例の駆動力分配機構１０
によれば、駆動源１２から伝達される駆動力によって差
動装置１８のリングギヤ１８ｒと一体的に回転駆動され
る連結部材２４の回転を０．８４程度の一定の変速比で
変速し、第１クラッチ３８または第２クラッチ４０を介
してキャリア１８ｃまたはサンギヤ１８ｓへ伝達するこ
とにより、左右の駆動輪２０，２２のトルク配分を制御
するため、変速機構２６は一定の変速比で変速するだけ
で良く、簡単且つコンパクトに構成される。すなわち、
ダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８を採用してい
るため、その右側に配設される単一の変速機構２６の出
力を、ダブルピニオンプラネタリ式遊星歯車装置１８の
キャリア１８ｃまたはサンギヤ１８ｓを介して左右の駆
動輪２０または２２に伝達できるのである。

【００１９】また、本実施例の変速機構２６は、一対の
遊星歯車装置２８および３０を組み合わせたもので、ダ
ブルピニオンプラネタリ式差動装置１８に隣接して同軸
に配設されているため、装置が全体として一層コンパク
トに構成される。

【００２０】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において上記第１実施例と実質的に共
通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略す
る。

【００２１】図２の駆動力分配機構５０は、ＦＦ車両の
左右前輪５２および５４に駆動力を分配するもので、エ
ンジン等の駆動源から変速機５６および円筒歯車５８，
６０を介してダブルピニオンプラネタリ式差動装置１８
のリングギヤ１８ｒに駆動力が伝達されるようになって
おり、その差動装置１８のキャリア１８ｃおよびサンギ
ヤ１８ｓを介して左右の前輪５２および５４に駆動力が
均等に分配される。リングギヤ１８ｒには連結部材２４
を介して変速機構６２が連結されている。この変速機構
６２は、前記遊星歯車装置２８および３０を組み合わせ
たものであるが、遊星歯車装置２８のリングギヤ２８ｒ
が連結部材２４に連結され、遊星歯車装置３０のリング
ギヤ３０ｒが出力部材３２に連結されている。

【００２２】したがって、リングギヤ１８ｒと一体回転
させられるリングギヤ２８ｒの回転は、遊星歯車装置２
８のギヤ比ρ₂₈に応じて減速されてキャリア２８ｃから
キャリア３０ｃに伝達され、そのキャリア３０ｃの回転
は遊星歯車装置３０のギヤ比ρ₃₀に応じて増速されてリ
ングギヤ３０ｒから出力部材３２に伝達される。遊星歯
車装置２８のギヤ比ρ₂₈は０．６６程度で、その変速比
は１．６６程度である一方、遊星歯車装置３０のギヤ比
ρ₃₀は０．４程度で、その変速比は０．７１程度であ
り、変速機構６２全体の変速比は１．６６×０．７１＝
１．１８程度となる。すなわち、連結部材２４の回転数
に対して、１５％程度減速して出力部材３２を回転駆動
することになる。本実施例では、遊星歯車装置２８が第
１遊星歯車装置に相当し、遊星歯車装置３０が第２遊星
歯車装置に相当する。

【００２３】この場合は、変速機構６２の出力部材３２
が差動装置１８のリングギヤ１８ｒよりも遅い速度で回
転させられるため、例えば右旋回時に第２クラッチ４０
を係合させることにより、右前輪５４の駆動力を低下さ
せるとともに左前輪５２の駆動力を増大させたり、左旋
回時に第１クラッチ３８を係合させることにより、左前
輪５２の駆動力を低下させるとともに右前輪５４の駆動
力を増大させたりして、ＦＦ車両の特性であるアンダー
ステアを抑制して走行安定性を向上させることができ
る。なお、駆動力分配機構５０を簡単且つコンパクトに
構成できる点は、前記第１実施例と同様である。

【００２４】図３はペラレス式の４輪駆動車両で、前輪
７０および７２は、通常のＦＦ車両と同様にエンジン７
４により自動変速機７６およびフロント差動装置７８を
介して回転駆動される一方、後輪８０および８２は電動
モータ８４により本発明の一実施例である駆動力分配機
構８６を介して回転駆動される。駆動力分配機構８６
は、例えば図２の駆動力分配機構５０と同様に構成さ
れ、駆動源としての電動モータ８４は前記変速機５６の
代わりに配設される。エンジン７６はコントローラ８８
によって制御されるとともに、電動モータ８４はコント
ローラ８８によりインバータ９０を介して制御されるよ
うになっている。インバータ９０にはジェネレータ９２
および蓄電装置９４が接続されており、ジェネレータ９
２によって発生させられた電気エネルギーや蓄電装置９
４の電気エネルギーで電動モータ８４を作動させるとと
もに、ジェネレータ９２や電動モータ８４で発生させら
れた電気エネルギーを蓄電装置９４に充電するようにな
っている。このような４輪駆動車両は、左右の後輪８
０，８２をそれぞれ別個の電動モータで独立に駆動する
場合に比較して、低コストでコンパクトに構成される。

【００２５】図４の駆動力分配機構１００は、前記図１
の駆動力分配機構１０に比較して変速機構１０２の構成
が異なる。この変速機構１０２は、一対の遊星歯車装置
２８，３０のリングギヤ２８ｒおよび３０ｒが一体的に
連結され、キャリア３０ｃが入力部材としての連結部材
２４に連結され、キャリア２８ｃが出力部材３２に連結
されている。したがって、リングギヤ１８ｒと一体回転
させられるキャリア３０ｃの回転は、遊星歯車装置３０
のギヤ比ρ₃₀に応じて増速されてリングギヤ３０ｒから
リングギヤ２８ｒに伝達され、そのリングギヤ２８ｒの
回転は遊星歯車装置２８のギヤ比ρ₂₈に応じて減速され
てキャリア２８ｃから出力部材３２に伝達される。この
場合の遊星歯車装置３０の増速比、遊星歯車装置２８の
減速比、および変速機構１０２全体の変速比は図２の変
速機構５０と同じで、遊星歯車装置２８は第１遊星歯車
装置に相当し、遊星歯車装置３０は第２遊星歯車装置に
相当する。

【００２６】図５の駆動力分配機構１１０は、前記図２
の駆動力分配機構５０に比較して変速機構１１２の構成
が異なる。この変速機構１１２は平行２軸式で、前記変
速機５６の出力軸１１４には前記円筒歯車５８とは別に
円筒歯車１１６が取り付けられ、出力部材３２に一体的
に設けられた円筒歯車１１８と噛み合わされている。円
筒歯車１１６は円筒歯車５８よりも小径で、出力部材３
２は差動装置１８のリングギヤ１８ｒ（円筒歯車６０）
よりも１０％〜２５％程度だけ遅い回転速度で回転させ
られる。これにより、機能的には図２の駆動力分配機構
５０と同様の作用が得られるが、本実施例では一対の歯
車１１６，１１８によって変速機構１１２が構成されて
いるため、軸方向すなわち図５の左右方向の寸法を小さ
くできる。但し、変速機５６の軸線上に歯車１１６を配
設する必要があるため、車両の搭載スペースや強度条件
などを総合的に判断して、駆動力分配機構５０または１
１０を適宜選択することになる。上記円筒歯車１１６は
入力部材に相当する。

【００２７】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。

【００２８】例えば、前記実施例では一対のサンギヤ２
８ｓおよび３０ｓを反力受け要素としてケース３６に固
定した場合について説明したが、一対のキャリア２８ｃ
および３０ｃ、或いはリングギヤ２８ｒおよび３０ｒを
反力受け要素としてケース３６に固定するようにしても
良い。

【００２９】また、前記実施例では変速機構２６、６
２、１０２、１１２が何れも差動装置１８の右側に配設
されていたが、例えばサンギヤ１８ｓが左側の駆動輪に
連結されている場合には、それ等の変速機構２６等を差
動装置１８の左側に配設できる。

【００３０】また、前記実施例では差動装置１８のキャ
リア１８ｃが左車輪２０または５２に連結され、サンギ
ヤ１８ｓが右車輪２２または５４に連結されていたが、
キャリア１８ｃを右車輪２２または５４に連結し、サン
ギヤ１８ｓを左車輪２０または５２に連結するようにし
ても良い。

【００３１】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である左右輪駆動力分配機構
の骨子図である。

【図２】本発明の別の実施例を説明する骨子図である。

【図３】本発明がペラレス式の４輪駆動車両に適用され
た場合を説明する図である。

【図４】本発明の更に別の実施例を説明する骨子図であ
る。

【図５】本発明の更に別の実施例を説明する骨子図であ
る。

【符号の説明】

１０、５０、８６、１００、１１０：駆動力分配機構１２：駆動源１８：ダブルピニオンプラネタリ式差動装置２４：連結部材（入力部材）２６、６２、１０２、１１２：変速機構２８，３０：遊星歯車装置３２：出力部材３８：第１クラッチ４０：第２クラッチ８４：電動モータ（駆動源）１１６：円筒歯車（入力部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源から伝達された駆動力を左右の駆
動輪に分配する分配機構であって、前記駆動力によってリングギヤが回転駆動されることに
より、前記左右の駆動輪の一方および他方に連結された
キャリアおよびサンギヤへ該駆動力を分配するダブルピ
ニオンプラネタリ式差動装置と、前記駆動力によって回転駆動される入力部材の回転を予
め定められた一定の変速比で変速し、前記ダブルピニオ
ンプラネタリ式差動装置のリングギヤと異なる回転速度
で出力部材を回転させる単一の変速機構と、前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装
置のキャリアとの間でトルクを伝達、遮断するスリップ
係合可能な第１クラッチと、前記出力部材と前記ダブルピニオンプラネタリ式差動装
置のサンギヤとの間でトルクを伝達、遮断するスリップ
係合可能な第２クラッチとを有することを特徴とする左
右輪駆動力分配機構。
【請求項２】前記変速機構は、所定の減速比で減速す
る第１遊星歯車装置と、所定の増速比で増速する第２遊
星歯車装置とを組み合わせたもので、前記ダブルピニオ
ンプラネタリ式差動装置と同軸に配設されるとともに、
入力部材が該ダブルピニオンプラネタリ式差動装置のリ
ングギヤに一体的に連結されて回転駆動されることによ
り、該入力部材の回転を前記一定の変速比で変速して出
力部材から出力するものであることを特徴とする請求項
１に記載の左右輪駆動力分配機構。