JPS62258819A - 四輪駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ・産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輌に用いられる四輪駆動１＆置
に係り、特にセンタディフ７？レンシャル技貿を有りる
四輪駆動装置に係る。

従来の技術 自動車等の車輌に用いられる四輪駆！１１Ｊ装置の一つ
として、後輪と前輪との間にて差動作用を行うセンタデ
ィファレンシャル装置と、前記ピンクディフルンシセル
装置の差動作用を制限する差動制限装置＾とを右する四
輪駆動装置が既に提案されており、この種の四輪駆動装
置は、例えば実ｍ！昭４７−２０３号、特開昭５０−１
４７０２７号、特開昭５５−７２４２０号、特開昭６０
−１７６８２７号の各公報に示されている。

上述の如き四輪駆動装置に於ては、センタディファレン
シャル装置の差動作用により中輪旋回時に前輪と後輪と
の回転半径の差によりタイトコーナブレーキ現象が生じ
ることが回避されるが、この反面、複ｖｌＨの車輪のう
ちの何れが一つでもがスリップを生じて駆動力を失うと
、センタディファレンシャル装置の差動作用により全て
の車輪の駆動力が減少すると云う問題を生じる。このた
めセンタ、ディファレンシ！・ル装置を有する四輪駆動
装置に於ては、センタディファレンシャル装置のｉ癲作
用を制限する差動υ１限装置が設けられており、この差
動制限装置としては、一般にビスカスカップリングと称
されている粘性流体式のカップリング或いは摩擦係合式
のクラッチが用いられている。

発明が解決しようとする問題点 粘性流体式のカップリングによる差動制限装置では、そ
の差動υ１限効果は前輪と後輪との回転数差により決ま
り、粘性流体カップリング作用によりその回転数差が大
きい時はど伝達トルク容量を増大して差動制限効果を増
大するが、前輪と後輪どを互いに完全に接続することは
できない。即ち前輪と後輪とを完全にロックアツプする
ことができない。粘性流体式のカップリングは、その容
量の増大に伴いロックアツプ状態に近い状態を生じ得る
が、しかし容量増大に伴い前輪と後輪との回転数差が少
ない領域でも伝達トルク審問が比較的大きいｂのになり
、これにより差動制限作用が過剰に４ｃす、タイ１〜＝
１−ナブレーキ現宋の発生が良りｆに回避されなくなる
。逆に小容量の粘性流体式のカップリングが選定されれ
ば、車輌旋回時にタイトコーナブレーキ現象が生じるこ
とが回避されるが、タイヤスリップ時がかなり大きくな
って前輪とｉＱ輪との回転数差が大ぎくならないとタイ
ヤスリップ時に必要な差動制限効果が得られず、全輪が
駆動力を失うことは避けられるもののスリップしたタイ
せの駆動力の増加は望めない。また、粘性流体式のカッ
プリングにあっては、その伝達トルク容品の湿度依存性
が大ぎく、あらゆる使用条件下で適切なトルク容６を選
定維持することが列しい。

摩擦係合式のクラッチによる差動制限装置では、これが
完全係合と完全非係合とのオン−オフ的なものであると
、その切換により四輪駆動状態が急変し、特に手動切換
式のものではその切換の判断が難しく、実際には適切に
使用され難い。

本発明は、従来の四輪駆８装置に於ける上述の如き問題
点に鑑み、特に変速装置として無段変速装置を備え！ご
四輪駆動１置に於て、前輪と後輪とに適切に駆動トルク
を分配してその時の運転状態に於て可及的に最大の駆動
力をもって車輌が走行されるようにし、併せてスリップ
によって全輪が駆動力を失うこととタイトコーナブレー
キ現象が生じることを回避できる四輪駆動装置を提供す
ることを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、変速比を無段に変
化する無段変速装置と、前記無段変速装置の出力部材よ
り回転動力を与えられる一つの入力部材と後輪用と前輪
用の二つの出力部材とを有し後輪と前輪との間にて差動
作用を行うセンタディフ？レンジｐ　）Ｌｔ波装置、前
記センタディファレンシャル装置の前記入力部材と前記
二つの出力部材のうちの二つの部材を可変の伝達トルク
容聞をもって互いに接続し前記センタディファレンシャ
ル装置の差動作用を制限する差動制限装置と、前記差動
制限装置の伝達トルク容」を原動機より前記無段変速装
置に与えられる入力トルクと前記無段変速装置の変速比
とに応じて制御する制御装置とを有している四輪駆動！
Ａ直によって達成される本発明による四輪駆８装置に用
いられる差動制限装置は伝達トルク・容量を外部よりの
る１　ｉｌｌ　（：号によって自由に変化するものであ
れば良く、この差動ｆ１１１限装置としては、油圧サー
ボ式の湿式多板クラッチ、電磁パウダクラッチ等が用い
られて良い。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、無段変速装置に与えられる人
力トルクと無段変速装置との変速比に応じて差動制限装
置の伝達トルク容υが制御されることにより、センタデ
ィフ７レンシせル装置に対する入力トルクの増大に応じ
て前記伝達トルク客分が増大され、これにより前記入力
トルクに応じて前輪と後輪との駆動トルクの分配が適切
にｆｌｌｌ　ａｌｌされるようになり、各運転走行状態
に於て可及的に最大の駆動力をもって車輌が走行される
ようになり、また一方の車輪がスリップしている時に（
よ使方の車輪のスリップを誘発することなく既にスリッ
プしている車輪のスリップ出を低減でき、このスリップ
時に於てもより多くの駆動力が走行路面に伝達さるよう
になり、この時も全輪がスリップを生じない範囲内にて
可及的に最大の駆動力を６って車輌が走行されるように
なる。

また、前記機関出力トルクが零に近い低い値である時に
は前記伝達トルク容量も小さく設定されることにより、
史には前記原動機の負荷制御を行うアクセルペダルの踏
込みが解除されている時には前記差動制限装置の伝達ト
ルク容Ｒが実質的に零に設定されることにより、多くの
場合、旋回走行は低負荷或いはアクセルペダルの踏込み
を解除して行われることと適合して旋回走行時には前記
差動制限装置の伝達トルク容量が極く低い値或いは零に
設定され、これにより前記センタディファレンシャル装
置が有効に差動作用を行うようになり、タイトコーナブ
レーキ現象が生じることが未然に回避される。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による四輪駆動装４の一つの実施例を示
している。第１図に於て、１０は内燃機関を示しｒ　Ｊ
３す、該内燃機関は車輌の面部に横置きされてＪ３す、
該内燃機関には車輌用自動変速機１２と四輪駆動用トラ
ンスファ装置１４とが順に接続されている。車輌用自動
変速）１１２は、一般的構造の流体式トルクコンバーク
１６と、ベルト式の無段変速装置１８と、回転方向反転
装置である前後進切換Ｂｆｆｆｉ２０とを右している。

流体式トルクコンバータ１６は、入力部材１６ａによっ
て内燃機関１０の出力軸１１に駆動連結されて内燃機関
１０より回転動力を与えられ、出力部材１６ｂを駆動軸
２２によって無段変速装置１８の入力プーリ２４に駆％
ｈ連結されている。

無段変速装置１８は、入力プーリ２４と、出力プーリ２
６ど、入力プーリ２４と出力プーリ２６との間に掛渡さ
れた無端の伝動ベルト２８とを有５、いヵアー、２４゜
ヵアー！Ｊ２６（１）８／ｚ（７）Ｗ　　　”効ブーり
径を互いに相反して増減することにより入力プーリ２４
と出力プーリ２６との間に於て無段の連続した変速比を
もって変速を行うようになっている。

無段変速装置１８の出力プーリ２６は中間軸２９によっ
て前後進切換装置２０に駆動連結され、また前摂進切換
装ｖ！２０は中間軸３０によって中間歯車３２に駆動連
結されている。中間歯車３２にはもう一つの中間歯車３
４が噛合しており、中間歯ｔ！３６は出力軸３６によっ
て出力歯車３８と駆動連結されている。

無段変速装置１８の変速比制御と前後進切換装置２０の
前後進切換制御とは油圧制御装Ｎ４０によって油圧によ
り行われるようになっている。

四輪駆動用トランスファ装置１４はセンタディファレン
シャル装ｆ！４２を有している。センタディファレンシ
ャル装置４２は、出力歯車３８と噛合する入力ｍ巾４４
を一体に備えたディファレンシャルケース４６と、ディ
ファレンシャルケース４６よりビニＡン軸４８によって
各々回転可能に担持され且互いに対向して配置された二
つの差動ビニオン５０と、各々二つの差動ビニオン５０
に１司０．￥噛合した接輪出力用サイド歯車５２及び前
輸出力用１ナイド歯車５４とを有している。

後輸出力用サイド歯車５２には１９輸出力歯車５６が接
続されており、後輸出力歯車５６には後輪駆動軸５８の
後輪駆動歯車６０が噛合している、。

前輸出力用サイド歯車５４には中空の前輪駆動軸６２が
直接接続されている。

四輪駆動用トランスファ装置１４にはセンタディファレ
ンシャル装ｆｆｆ４２の入力部材であるディファレンシ
ャルケース４６とセンタディフルンシトル装ｆＪｆｆ４
２の一つの出力部材である前輪駆動軸６２とを選択的に
トルク伝達＋３１１係に接続する油圧作動式の差動制御
クラッチ６／ｌが設けられている。着初制御クラッチ６
４は、第２図によく示されている如く、油圧サーボ式の
湿式多板クラッチであり、油圧サーボ装置６６の油室６
８に供給されるナーボ油圧によってサーボビス１〜ン７
０が戻しばね７２のばね力に抗して図にて右方へ移動す
ることによりディファレンシャルケース４６と前輪駆動
軸６２とをトルク伝ｊヱ関係に接続し、油室６８に供給
されるサーボ油圧の増大に応じてその伝達トルク８帛を
比例的に増大するようになっている。

油圧サーボ装置６６の油室６８に対するサーボ油圧の供
給は油圧制御ｉＩｉ装置７４により行われるようになっ
ている。油圧制御装＠７４は、車輌用自動変速！ｆ１１
２に組込まれたオイルポンプ７６より油圧を与えられて
これを所定油圧に調圧するプレッシャレギュレータバル
ブ７８と、プレッシュレギュレータバルブ７日より油圧
を与えられる電磁式のサーボ油圧制御弁８０とを有して
いる。サーボ油圧制御弁８０は、油室６８に接続された
ボートａと、プレッシャレギュレータバルブ７８より油
圧を供給される油圧ポートｂと、ドレンポートＣとを有
しており、通電時にはボートａを油圧ポートｂに接続し
、これに対し非通電時にはボートａをドレンポートＣに
接続するようになっている。

サーボ油圧制御弁８０には制御Ｏ装置１００より所定の
デユーティ比のパルス信号が与えられ、これによりサー
ボ油圧制御弁８０はそのパルス信号のデユーティ比に応
じて大さ′さのサーボ油圧を油室６８へ供給りるよ・）
になる。

前輪駆動軸６２はフロントディファレンシャル装置８２
のディファレンシャルケース８４に駆動連結されている
。フロントディファレンシャル装置８２は、ビニオ゛ン
軸８６によってセンタディファレンシャルケース８／Ｉ
、Ｊ−り回転可能に１【１持され且互いに対向しＣ配置
された二つの差動ビニオン８８と、各々二つの差動ビニ
オン８８に同時噛合した右サイド歯車９０と左サイド歯
車９２とを有し、右サイド歯車９０には右側中軸９４が
、左サイド歯車９２には左側中軸９６の各々の一端部が
駆動連結されている。

油圧υ制御装ｆｆ１４０と７４は電気式の制御装置１０
０よりのυ制御信号に基いて作動するようになっている
。制御装置１００は、スロットル聞瓜しンサ１０２より
内燃機関１０のスロットル開度に閏する情報を、車速セ
ンナ１０４より車速に関する情報を、入ノ〕トルクセン
サ１０６　、ｌ；り無段変速装置Ｍ１８に与えられる入
力トルクに関する情報を、入力回転数センナ１０８より
無段変速装置１８の入力回転数に関する情報を、出力回
転数センサ１１０より無段変速装置１８の出力回転数に
関する情報を各々与えられ、基本的には車速とスロット
ル開度とに応じて予め定められた変速パターンに従って
無段変速装置１８の変速比制御のための制御信号を油圧
制御装置４０へ出力し、また無段変速装ｆｉｆ１８に対
する入力トルクと、無段変速装置１８の入力回転数と出
力回転数との比より求められる無段変速装置１８の変速
比とに応じて差動制御クラッチ６４の伝達トルク容■を
制御するための所定のデユーディ比のパルス信号を油圧
制御装置７４のサーボ油圧制御弁８０へ出力するように
なっている。

着初制御クラッチ６４の伝達トルク容量の制御は、具体
的には第３図に示されている如きフローチャートに従っ
て行われる。即ち、スロットル開度がアイドル運転時相
当或いは極く低負荷運転時相当の所定値より小さい時に
は差動制御クラッチ６４の伝達トルク容ｆｆ１Ｔｃが実
質的に零となるようにデユーティ比を零としてオフ信号
をサーボ油圧制御弁８０へ出力し、スロットル開度が所
定値以上である時には無段変速！Ａ置１８に対する入力
トルク１０と無段変速装置の変速比γとに応じて伝達ト
ルク容ｆｆ１Ｔｃが設定されるべく、丁ｃ＝に−ｒ　ｔ
　＋・γ（但しｋは係数）となるように、所定のデユー
ティ比のパルス信号をサーボ油圧制御弁８０へ出力する
ようになっている。無段変速装置１８の変速比γは入力
回転数／出力回転数であり、その変速比γの減少に伴い
同一人力トルク゛［ｔｉで見て伝達トルク容量ＴＣは減
少する。

この場合の差動ｉ！、制御クラッり６４の伝達トルク容
ｆｆ１Ｔｃの入力トルクＴｉｔと変速比γに関する制御
特例は第４図に示されている。

上述の如く差動制御クラッチ６４の伝達トルク容量Ｔｃ
が制御されることにより、この伝達］−ルク容ｆｆｉ　
’ｒ　ｃはセンタディフルンシｉｔル装置４２に与えら
れる入力１ヘルクの増大に応じて比例的に増大するよう
になる。

無段変速装ｒｊ！１１８の入力トルク「ｔｉの検出は入
力トルクセンサを用いてその入力トルクを直接検出する
ことにより行われてもよいが、この入力トルク７ｔｉは
内燃機関１００の出力トルクとほぼ同一であり、従って
、この入力トルクＴｔ＋の検出は内燃［６１００のスロ
ットル開度或いはアクヒルペダルの踏込ａｘ　Ｊζり近
似値として求められてもよく、この場合には特別な入力
トルクセンサを設ける必要はなくなる。

尚、差動制御クラッチ６４の如き差動１１１１１１１１
１５Ａｖ１は、上述の如く、センタディファレンシャル
装置の入力部材と一方の出力部材とを可変の伝達トルク
容量をもって接続するもの以外に、センタディファレン
シレル装置の二つの出力部材を可変の伝達トルク容ａを
もって接続するものであってもよく、この場合も上述の
実施例と同様の作用効果が得られる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

４、図面の閤ｌ１ｌｂ説ｌｌ１１ 第１図は本発明にＪ、る四輪駆動装置の一つの実施例を
示す概略構成図、第２図は本発明による四輪駆動装Ｖｉ
９の差動制御クラップ−のａＪＩＪ御シスフシステム概
略構成図、第３図番よ本発明による四輪駆動装；δの差
動ホ制御クラッチの制御要領の一例を示す）〔１−ヂャ
ート、第４図は本発明による四輪駆動装置の差動制御ク
ラッチの開口］１特性を示づ′グラフである。

１０・・・内燃機関、１１・・・出力軸、１２・・・車
輌用自動変速機、１４・・・四輪−動用トランスファ装
置。

１６・・・流体式トルクコンバータ、１８・・・無段変
速装置、２０・・・前後輪切換装置、２２・・・駆動軸
、２４・・・入カプーリ、２６・・・出力ブーリ、２８
・・・伝動ベルト、２９．３０・・・中間軸、３２．３
４・・・中間歯車、３６・・・出力軸、３８・・・出力
歯！ｉ、４０・・・油・礒 圧制御装置、４２・・・センタディファレンシ１フル装
煮、４４・・・入力歯車、４６・・・ディファレンシャ
ルケース、４８・・・ビニオン軸、５０・・・差動ビニ
オン。

５２・・・後輸出力用サイド歯車、５４・・・前輸出力
用サイド南中、５６・・・後輸出力歯車、５８・・・後
輪駆動軸、６０・・・後輪駆動歯車、６２・・・前輪駆
動軸。

６４・・・差動制御クラッチ、６６・・・油圧ナーボａ
ｖ１゜６８・・・油室、７０・・・サーボピストン、７
２・・・戻しばね、７４・・・油圧υ１Ｉ２１１装置、
７６・・・オイルポンプ。

７８・・・プレッシャレギュレータバルブ、８０・・・
サーボ油圧制御弁、８２・・・フロントディファレンシ
ャル装置、８４・・・ディファレンシャルケース、８６
・・・ビニオン軸、８８・・・差動ビニオン、９０・・
・右サイド爾’ｆｆ、９２・・・左サイド歯車、９４・
・・右側車軸、９６・・・左側車軸、　１００・Ｊｌｌ
ｌｌ＠ｆ１．１０２・・・スロットル開度センサ、１０
４・・・車速センサ。

１０６・・・入力トルクセンザ、１０８・・・入力回転
数ヒンサ、１１０・・・出力回転数センサ特　許　出　
願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　　理　　　人
　　　弁理士　　明石　昌毅第３図 （＝） 第４図 入力トルクＴｔｉ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変速比を無段に変化する無段変速装置と、前記無段変速
   装置の出力部材より回転動力を与えられる一つの入力部
   材と後輪用と前輪用の二つの出力部材とを有し後輪と前
   輪との間にて差動作用を行うセンタディファレンシャル
   装置と、前記センタディファレンシャル装置の前記入力
   部材と前記二つの出力部材のうちの二つの部材を可変の
   伝達トルク容量をもって互いに接続し前記センタディフ
   ァレンシャル装置の差動作用を制限する差動制限装置と
   、前記差動制限装置の伝達トルク容量を原動機より前記
   無段変速装置に与えられる入力トルクと前記無段変速装
   置の変速比とに応じて制御する制御装置とを有している
   四輪駆動装置。