JPS62295729A - 四輪駆動車 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は四輪駆動車に関し、特にセンタディファレンシ
ャルギャを不要とし、また、四輪駆動から二輪駆動へ、
あるいはその逆へ切り換える必要のない、四輪駆動車に
関する。

（従来技術） 四輪駆動車では、旋回時に発生する前後車輪の回転数差
を吸収し、円滑な旋回を約束するため、センタディファ
レンシャルギヤを設けたり、四輪駆動から二輪駆動へ、
あるいはその逆へ切り換える構造を備えている。

（発明が解決しようとする問題点） センタディファレンシャルギヤが設けられる場合、四輪
のうちの一輪が、雪等の低摩擦係数の路面に乗り上げて
空転すると、差動装置の本来的な特性ゆえに、四輪すべ
てに駆動力が伝わらなくなったり、他の車輪への駆動力
が少なくなったりする現象が起こる。これを避けるため
、差動制限装置ないし差動ロック装置を合せ持つように
設計されているが、差動装置の構造が複雑となり、しか
も運転者が道路状況や走行状況に応じて操作をしなけれ
ばならない煩わしさがある。

四輪駆動から二輪駆動へ、あるいはその逆へ切り換える
構造の場合、運転者が道路状況や走行状況に応じて操作
する煩わしさがある上、それらを判断して切り換え、最
適状態に維持することが困難である。

本発明の目的は、センタディフ７レンシャルキャを不要
とじ、四輪駆動から二輪駆動へ、あるいはその逆へ切り
換える構造を不要とする四輪駆動車を提供することにあ
る。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は、トランスミッションからプロペラシャフトに
伝達される駆動力によって、一方ではフロント側のドラ
イブシャフトを経てフロント側の左右の車輪を、他方で
はリヤ側のドライブシャフトを経てリヤ側の左右の車輪
を駆動する四輪駆動車であって、前記フロント側および
リヤ側のドライブシャフトの一方に組み込まれ、前記プ
ロペラシャフトから駆動力を受ける第１の差動装置と、
前記フロント側およびリヤ側のドライブシャフトの他方
に組み込まれ、前記プロペラシャフトから駆坊力を受け
る従動手段、該従動手段の左方に配置されて前記左の車
輪に係合する第２の差動装置および前記従動手段の右方
に配置されて前記右の車輪に係合する第３の差動装置と
、前記第２の差動装置から前記左の車輪へ伸びるシャフ
トの回転数を調整するべく前記第２の差動装置に組み込
よれた第１の手段と、前記第３の差動装置からポｊ記右
の車輪へ伸びるシャフトの回転数を調整するべく前記第
３の差動装置に組み込まれた第２の手段と、操舵角セン
サおよび車速センサからの信号に基づいて、前記第２お
よび第３の差動装置が組み込まれたドライブシャフトに
連結される前記左右の車輪の回転数差を演算すると共に
、前記プロペラシャフトにセンタディフ７レンシャルキ
ャが設けられたとしたらその前後側に生ずることとなる
回転数差を前記信号に基づいて演算し、前記第１および
第２の調整手段の回転数を制御する装置とを含む。

第１′および第２の調整手段はそれぞれ電動機Ｉ＋；ル
６靜独擲小中−ト↑躯げＵ＊Ｌｌ丹を十龜飴入内−−ノ
と、該ウオームに噛合するウォームホ・イールとをＩｎ
え、ウオームの回転により、差動装置から左右いずれか
の車輪に連結されるシャフトの回転数が５Ａ整される。

（作用および効果） 車両の旋回時、制御装置は、第２および第３の差動装置
が組み込まれたドライブシャフトに連結される車輪のう
ち、旋回の外側に位置する車輪の回転数と、内側に位置
する車輪の回転数との差≧操舵角および車速から演算す
ると共に、プロペラシャフトにセンタディファレンシャ
ルギヤが設けられたとしたらその前後側に生ずることと
なる回転数差を操舵角および車速から演算し、前後側に
生ずるべき回転数差と外側および内側の車輪の回転数差
とを吸収するように、旋回時に外側および内側に位置す
る車輪の回転数をそれぞれ：Ａ整千手段介して制御する
。

車両の直進時、いずれかの車輪が雪等の上に乗り上げた
結果、その車輪が車速に見合った回転数を上回る回転数
で回転しようとすると、制御装置四は当該車輪の回転数
を車速に見合った回転数に保ち、両車輪の回転数差がゼ
ロとなるように、当該車輪に係合する差動装置の調整手
段の回転数を制御する。

フロント側およびリヤ側のドライブシャフトの一方に２
つの差動装置を組み込むと共に、各差動装置にウオーム
およびウオームホイールを備える調整手段を備え、制御
装置によって調整手段を制御するので、常時四輪駆動の
場合、センタディファレンシャルギヤおよび差動ロック
装置を設けてこれを最適制御することと同様の効果が得
られる。また、パートタイム四輪駆動の場合、舗装路三
の円滑な旋回が期待できる。

フロント側およびリヤ側のドライブシャフトの−・方に
２つの差動装置を組み込むと共に、各差動装置に調整手
段を備え、制御装置によって調整手段の回転数を制御す
るので、車輪の１つが空転しようとした場合でも、他の
車輪に確実に動力を伝えることができる。また１通常光
行時においても、左右車輪の回転数差を適当に調整する
ことにより、操縦安定性を向上させることができる。

（実施例） 四輪駆動車は第１図ないし第３図に示すように、トラン
スミンション１０からプロペラシャフト１２に伝達され
る駆動力によって、−力ではプロント側のドライブシャ
フト１４を経てフロント側の左右の車輪１６を、他方で
はリヤ側のドライブシャフト１８を経てリヤ側の左右の
車輪２ｏを駆動するものであって、第１の差動装置２２
と、第２の差動装置２４と、第３の差動装置２６とを含
む。

図示の場合、第１の差動装置２２は従来と同じ構造のも
のであって、フロン］・側のドライブシャフト１４に組
み込まれている。すなわち、ディファレンシャルケース
２８内で、ビニオンシャフト２９によってビこオン３０
が回転可能に支持され、２個のサイドギヤ３１がビニオ
ン３０にかみ合っている。シャツ）１５ａが一方のサイ
ドギヤ３１から左の車輪１６へ伸び、またシャフト１５
ｂが他方のサイドギヤ３１がら右の車輪１６へ伸び、そ
れぞれ車輪に等速ジヨイント（図示せず）を介して連結
される。

フロント側のドライブシャフト１４はシャフト１５ａと
シャフト１５ｂとにより構成され、このドライブシャフ
ト１４は、ディファレンシャルケース２８に固定された
リングギヤ３２とプロペラシャフト１２に固定され、リ
ングギヤ３２に噛合するビニオン３３とを経てプロペラ
シャフト１２から駆動力を受ける。

第２の差動装置２４と第３の差動装置２６とは、リヤ側
のドライブシャフト１８に組み込まれており、各差動装
置はケース３４と、ケース３４内に配置されたビニオン
３６と、ケース３４内に配置されたサイドギヤ３８とを
備える。

ｉ　−ス３４　ハいワユるディファレンシャルケースで
あって、２個のケース３４はディファレンシャルキャリ
ア４０内に軸線方向へ間隔をおいて配置される。差動装
置２４のケース３４はディファレンシャルキャリア４０
に装着された一対のころがり軸受４２によって、また差
動装置２６のケース３４はディファレンシャルキャリア
４０に装着された一対のころがり軸受４４によって回転
可能に支持され、両ケース３４は共通の軸線を中心とし
て回転可能である。

ピニオンシャフト４６が各ケース３４に取り付けられる
。第２図に示す実施例では、２木のビニオンシャフト４
６が互いに直交して配置されている。これらビニオンシ
ャフト４６はそれぞれの軸線がケース３４の回転軸線に
直交するように配列される。各ピニオンシャフト４６に
一対のビニオン３６が軸線方向へ間隔をおいて装着され
、これらビニオン３６はピニオンシャフト４６によって
回転可能に支持されている。ビニオンシャフト４６が１
本の場合、２個のビニオン３６がビニオンシャフト４６
によって回転可能に支持される。

２個のサイドギヤ３８が間隔をおいて各ケース３４内に
配置され、各サイドギヤ３８は４個のビニオン３６にか
み合っている。

第１のシャツ）１９ａか差動装置２４のケース３４内の
右のサイドギヤ３８にセレーション結合され、差動装置
２６のケース３４内の左のサイドギヤ３８へ伸び、この
サイドギヤ３８にセレーション結合されている。シャフ
ト１９ａはディファレンシャルキャリア４０に装着され
た一対のころがり軸受４８によって支持され、ケース３
４の軸線を中心として回転可能である。

第２のシャツ）１９ｂが差動装置２４のケース３４内の
左のサイドギヤ３８にセレーション結合され、ケース３
４から第１のジャ２）１９ａとは反対の方向へ伸び、デ
ィファレンシャルキャリア４０から突出している。シャ
フト１９ｂは図示しないころがり軸受によって支持され
、ケース３４の軸線を中心として回転可能である。シャ
フト１９ｂは等速ジヨイント（図示せず）を介して左の
車輪２０に連結される。

第３のシャツ）１９ｃが差動装置２６のケース３４内の
右のサイドギヤ３８にセレーション結合され、ナース３
４から第１のシャフト１９ａとは反対の方向へ伸び、デ
ィファレンシャルキャリア４０から突出している。シャ
ツ）１９ｃは図示しないころがり軸受によって支持され
、ケース３４の軸線を中心として回転可能である。シャ
フト１９ｃは等速ジヨイント（図示せず）を介して右の
車輪２０に連結される。

リヤ側のドライブシャフト１８は３つのシャフト１９ａ
、１９ｂ、１９ｃによッテ構成され、このドライブシャ
フト１８は、プロペラシャフト１２に固定されたビニオ
ン５０と、シャフト１９ａに固定され、ビニオン５０に
噛合するリングギヤ５２とを経てプロペラシャフト１２
から駆動力を受ける。

第１の調整手段５４が、第２の差動装置２４から左の車
輪２０へ伸びるシャツ）１９ｂの回転数を調整するべく
第２の差動装置２４に、また第２の調整手段５６が、第
３の差動装置２６から右の車輪２０へ伸びるシャツ）１
９ｃの回転数を調整する・＼〈第３の差動装置２６に組
み込まれている。

両調整手段は同じ構成であり、いずれもデイファレ〉′
シャルキャリア４０に取り付けられた電動機５８と、デ
ィファレンシャルキャリア４０に回転可能に支持され、
電動機５８の出力軸５９にセレーション結合されたウオ
ーム６ｏと、ケース３４に取り付けられ、ウオーム６ｏ
に噛合するウオームホイールとを備える。

制御装置７０はＣＰＵまたはコンピュータであって、操
舵方向および操舵角を検知する操舵角センサ７２と車速
センサ７４とからの信号に基づいて、第２の差動装置２
４および第３の差動装置２６が組み込まれるドライブシ
ャフト、図示の場合、リヤ側のドライブシャフト１８に
連結される左右の車輪２０の回転数差を演算すると共に
、プロペラシャフト１２に従来の四輪駆動車のように、
センタディファレンシャルギヤが設けられたとしたらそ
の前後側に生ずることとなる回転数差を前記信号に基づ
いて演算し、第１の調整手段５４および第２の調整手段
５６の回転数を制御する。

２　．４　１；’ｉｆｆ　　ｌ−：　　＋　ｒｍ　Ｍ　
　ｆ＃　　；ｌｔｂ　寸７　１！　　　　商二十Ｍ　　
Ｔｌｌ：ｌ　Ａへ　Ｉｆｆ　≠■＠　？１ｆ と同じく、トランスミッション１０からプロペラシャフ
ト１２に伝達される駆動力によって、一方ではフロント
側のドライブシャフト１４を経てフロント側の左右の車
輪１６を、他方ではリヤ側のドライブシャフト１８を経
てリヤ側の左右の車輪２０を駆動するものであって、第
１の差動装置８０と、第２の差動装置８２と、第３の差
動装置８４とを含む。しかし、第４図の四輪駆動車では
各差動装置の構成が下記の点で異なっている。

第１の差動装置８０では、ケース２８に取り付けられる
リングギヤ８８が第３図のリングギヤ３２とは左右逆に
配置され、ピニオン３３とかみ合っている。

第２の差動装置８２と第３の差動装置８４とは遊星歯車
機構によって構成されている。

プロペラシャフト１２のピニオン５０とかみ合うリング
ギヤ５２が、ドライブシャフト１８のシャフト１９ａに
固定され、シャフト１９ａの両端にそれぞれ太陽歯車９
０が取り付けられている。Ｍ星歯車９２は大歯車９３ａ
と、大歯車に−体に形成された小歯車９３ｂとからなり
、小歯車９３ｂが太陽歯車９０とかみ合い、大歯車９３
ａはリング歯車９４とかみ合っている。

シャフト１９ｂは一方の差動装置８２の遊星歯車の大歯
車９３ａに結合され、また、シャフト１９ｃは他方の差
動装置８４の遊星歯車の大歯車９３ａに結合され、遊星
歯車機構の公転と軸線を同じとし、同じ回転数で回転す
る。

第１の調整手段９６が第１の差動装置８２に、第２の調
整手段９８が第２の差動装置８４に設けられる。各調整
手段は、リング歯車９４の外周に設けられたウオームホ
イール１００と、電動機１０２と、電動機１０２によっ
て回転され、ウオームホイール１００とかみ合うウオー
ム１０４とからなる。

太陽歯車９０、遊星歯車の大歯車９３ａおよび小歯車９
３ｂ、リング歯車９４それぞれの歯数は、リング歯車９
４が非回転の場合、太陽歯車９０の回転と遊星歯車９２
の公転とが同一方向となり１かつ同一速度となるように
することが好ましい。これにより、電動機１０２を常に
回転する必要がなく、電動機１０２の容量を小さくする
ことが可能となる。

制御装置７０が、操舵角センサ７２および車速センサ７
４からの信号に基づいて、第２および第３の差動装置８
２．８４が組み込まれたドライブシャフト１８に連結さ
れる左右の車輪２０の回転数差を演算すると共に、プロ
ペラシャフト１２にセンタディファレンシャルギヤが設
けられたとしたらその前後側に生ずることとなる回転数
差を前記信号に基づいて演算し、第１および第２の調整
手段９６．９８の電動機１０２の回転数を制御するため
に設けられる。

（実施例の作用） 車両が走行する峙、駆動力はトランスミッション１ｏか
らプロペラシャフト１２を経て一方では、第１の差動装
置２２からフロント側のドライブシャフト１４へ伝達さ
れ、車輪１６を回転する。駆動力は、他方では、第２の
差動装置２４および第３の差動装置２６からリヤ側のド
ライブシャフト１８へ伝達され、車輪２０を回転する。

車両を旋回するべく、ステアリングホイール１０６によ
って前輪１６に切れ角をつけると、制御装置７０は、第
５図に示すように、操舵角センサ７２および車速センサ
７４からの信号に基づいて演算しく１１０）、第２およ
び第３の差動装置８２．８４が組み込まれたドライブシ
ャフト１８に連結される左右の車輪２０の回転数差を求
め（１１２）、同時に、フロント側のドライブシャフト
１４のプロペラシャフト１２への結合部と、リヤ側のド
ライブシャフト１８のプロペラシャフト１２への結合部
とに理論的に生ずべき回転数差、すなわち、プロペラシ
ャフト１２にセンタディファレンシャルギヤが設けられ
たとしたらその前後側に生ずることとなる回転数差を求
める（１１４）。そして、前後側に生ずることとなる回
転数差と旋回の外側および内側に生ずる回転数差とを左
右の後輪２０で吸収するべく、ビニオン５０およびリン
グギヤ５２による最終減速を勘案して、左の車輪の回転
数を決定しく１１８）、右の車輪の回転数を決定する（
１２０）。その後、左の車輪の回転数と車速とを演算し
て（１２２）、電動機の制御値を求め、第２の差動装置
２４の電動機５８をｎノＪ御しく１２６）、また右の車
輪の回転数と車速とを演算して（１２４）、電動機の制
御値を求め、第３の差動装置２６の電動機５８を制御す
る（１２８）　　。

車両の走行時、左右の後輪２ｏのいずれがか雪等の上に
乗り上げ、空転しようとすると、制御装置７０は車速セ
ンサ７４からの信号に基づき、両車輪の回転数差がゼロ
となるように、当該空転しようとする車輪に係合する調
整手段の電動機５８の回転数を制御する。

第２および第３の調整手段は電動機５８、ウオーム６０
およびウオームホイール６２を含むので、ウオーム６０
によってウオームホイール６２の回転は可能であるが、
逆の作動、すなわちウォームホ・ｒ−ル６２によってウ
オーム６０を回転することは、ウオームの特性がらして
できない、そのため、各調整手段は電動機５８の回転数
によって確実に制御される。

また、ブレーキ時、第２および第３の差動装置が組み込
まれたドライブシャフトに連結されている二輪のうちの
一輪がブレーキロックしようとしても、調整手段のウオ
ームによってウオームホイールを回転するが、逆に、ウ
オームホイールによってウオームの回転はできないので
、該ブレーキコックしようとしている車輪に駆動力が伝
えられ、ブレーキのアンチロックと同じ効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１１２Ｉは２つの差動装置の、ケースの回転軸線に沿
って切断した断面図、第２図は第１図の２−２線に沿っ
て切断した断面図、第３図は四輪駆動車を模式的に示す
図、第４図は四輪駆動車の別の例を模式的に示す図、第
５図は制御のフローチャートである。 １０ニドランスミツシヨン。 １２：ブロペランヤフト、 １４．１８：　ドライブシャフト、 １６．２０：車輪、 ２２．２４．２６．８０．８２．８４：差動装置、 ３６：ピニオン、　　　　　３８：サイドギヤ、５４．
５６：調整手段、　６０：ウオーム、６２：ウオームホ
イール、７０：制御装置。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第２図 第３図 第４図 ｒ・’・’・・］ 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トランスミッションからプロペラシャフトに伝達
   される駆動力によって、一方ではフロント側のドライブ
   シャフトを経てフロント側の左右の車輪を、他方ではリ
   ヤ側のドライブシャフトを経てリヤ側の左右の車輪を駆
   動する四輪駆動車であって、前記フロント側およびリヤ
   側のドライブシャフトの一方に組み込まれ、前記プロペ
   ラシャフトから駆動力を受ける第１の差動装置と、前記
   フロント側およびリヤ側のドライブシャフトの他方に組
   み込まれ、前記プロペラシャフトから駆動力を受ける従
   動手段、該従動手段の左方に配置されて前記左の車輪に
   係合する第２の差動装置および前記従動手段の右方に配
   置されて前記右の車輪に係合する第３の差動装置と、前
   記第２の差動装置から前記左の車輪へ伸びるシャフトの
   回転数を調整するべく前記第２の差動装置に組み込まれ
   た第１の手段と、前記第３の差動装置から前記右の車輪
   へ伸びるシャフトの回転数を調整するべく前記第３の差
   動装置に組み込まれた第２の手段と、操舵角センサおよ
   び車速センサからの信号に基づいて、前記第２および第
   ３の差動装置が組み込まれたドライブシャフトに連結さ
   れる前記左右の車輪の回転数差を演算すると共に、前記
   プロペラシャフトにセンタディファレンシャルギヤが設
   けられたとしたらその前後側に生ずることとなる回転数
   差を前記信号に基づいて演算し、前記第１および第２の
   調整手段の回転数を制御する装置とを含む、四輪駆動車
   。
2. （２）前記第１および第２の調整手段はそれぞれ電動機
   と、該電動機に連結されるウォームと、該ウォームに噛
   合するウォームホイールとを備える、特許請求の範囲第
   （１）項に記載の四輪駆動車。