JPS6312815B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、自動車等の車両の伝動系に装備され
た自動変速機と前後輪駆動機構とから成る自動変
速機付４輪駆動装置に関し、詳しくは、前輪駆動
のトランスアクスル型自動変速機に４輪駆動トラ
ンスフア機構を組合わせたものに関する。

【従来の技術】

自動車の駆動走行方式として、エンジンを車体
前部に搭載して前輪を駆動する、所謂フロントエ
ンジン・スロントドライブ（以下略して前輪駆動
と称する）のものが、プロペラ軸を不要にし、前
輪で駆動および操向することで安定した走行が可
能になる等の理由で多用されてきている。そして
この前輪駆動走行方式においても、伝動系に自動
変速機を用いて、車の走行状態に応じ自動的に変
速させることが行われており、かかる自動変速機
付前輪駆動装置では、トルクコンバータ、自動変
速機および前輪終減速機が近接配置される関係で
一体的に組合わされている。 ところで一般に２輪駆動では、急発進、ラフロ
ード、登坂走行等、特に低速高負荷運転時に駆動
輪がグリツプ能力を失い易く車両性能が充分発揮
できない場合があり、この点を改良すべく従来手
動の変速機を備えた前輪駆動装置に後輪駆動用の
トランスフア機構を付設して、手動操作により前
輪駆動走行と前、後輪の４輪駆動走行とを共に可
能にしたものとして実開昭49−104828号公報が、
本件出願人により既に提案されている。 また、自動変速機付４輪駆動装置のトランスフ
アクラツチに摩擦クラツチを用いたものとして特
公昭48−3971号公報の先行技術がある。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、前者の先行技術では、４輪駆動
のトランスフアクラツチは、自動変速機との組合
せからなるトランスフアクラツチも含めて通常の
ドツグクラツチを使用した機械的な結合方法を用
いており、必然的に手動操作する煩わしさが伴う
ばかりでなく、操作できる条件が、停車時あるい
は前後輪の回転差がない直進走行時のみに限られ
ていた。しかも自動変速機の場合には、手動変速
機のようにクラツチ操作ができないため、エンジ
ンからの動力を遮断するのはＮ（ニユートラル）
またはＰ（パーキング）位置に限られており、ト
ランスフアレバーの操作時には、メーンレバーを
一旦ＮまたはＰ位置にセツトしてからトランスフ
アレバーを操作するのが一般的な使われ方であ
り、一層操作が煩雑化していた。 また後者の先行技術では、車両の前進時におい
て常時４輪駆動とするための摩擦クラツチと、車
両の前、後輪の回転差に対応するための一方向駆
動装置と差動歯車装置とを設け、後進時における
前、後輪の回転差に対応するために、後進時には
摩擦クラツチの係合力を弱めて、摩擦クラツチを
スリツプ可能な状態とする手動選択弁および弁組
立体が摩擦クラツチの油圧系に設けられている。
従つて構造が複雑であり、かつ手動操作という煩
雑さがある。 こうしたことから、自動変速機のユニツトに４
輪駆動のトランスフア機構を組合わせる場合に
は、トランスフアに油圧クラツチを配設し、自動
変速機のライン圧を該クラツチの動作圧として利
用すれば、走行条件の如何に拘わらず前輪駆動
4WD（４輪駆動）の切換えができるばかりでな
く、該クラツチ用のライン圧回路切換バルブの動
作条件を予め設定することで、自動的に4WD走
行を得ることも可能となり、車両性能、操作性の
点で非常に有利になる。 本発明は、上述の要望に対処することを目的と
してなされた自動変速機付４輪駆動装置を提供す
るものである。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、エンジン
のクランク軸にオイルポンプを駆動するオイルポ
ンプ駆動軸を連設し、上記オイルポンプの油圧を
エンジンの負荷に応じて変化させる油圧制御装置
を設け、上記エンジンのクランク軸に連設された
自動変速機と、上記自動変速機の出力軸の出力を
前輪終減速機に常時直接伝動する第１の動力伝達
手段を設けた動力伝達装置において、上記第１の
動力伝達手段に連設され、上記自動変速機の出力
軸の出力を後輪の車輪終減速機に連設された第３
の動力伝達手段に選択的に連設する第２の動力伝
達手段を配設し、上記第２の動力伝達手段と上記
第３の動力伝達手段との間に、一入力軸と一出力
軸とを備える油圧式トランスフアクラツチを配設
し、上記油圧制御装置のライン圧油路から分岐し
て上記油圧式トランスフアクラツチに連通する油
路を設け、上記油路に、上記油圧制御装置にて発
生する前進時の上記ライン圧油路のライン圧が前
進高負荷時に所定値を越えたときに、上記ライン
圧により切換動作され、かつ上記ライン圧を上記
油圧式トランスフアクラツチに供給する自動切換
バルブを配設すると共に、上記トランスフアクラ
ツチを前進高負荷時に、上記油圧制御装置にて発
生する上記ライン圧に応じてトランスフアクラツ
チの伝達トルクを自動的に制御するように構成さ
れている。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体
的に説明する。 第１図、第２図において、符号１は自動変速機
付前輪駆動装置であり、大別するとトルクコンバ
ータ２、自動変速機３、前輪終減速機４および油
圧制御装置５から構成されており、このような自
動変速機付前輪駆動装置１の自動変速機３の後部
に、４輪駆動のトランスフア機構６が付設される
ようになつている。 トルクコンバータ２は、例えば対称３要素１段
２相型のもので、コンバータハウジング７内にポ
ンプインペラ２ａ、タービン２ｂおよびステータ
２ｃを設けて成る。ポンプインペラ２ａは、ドラ
イブプレート９を介してエンジンクランク軸８に
直結され、タービン２ｂからのタービン軸１０
が、トルクコンバータ後方の自動変速機３の側に
延設されている。そしてクランク軸８のエンジン
動力で、ポンプインペラ２ａを駆動してタービン
２ｂをステータ２ｃでオイルの流れを変えながら
回転作用することで、そのタービン２ｂと共にタ
ービン軸１０に伝達トルクを負荷に応じて増大さ
せながら動力を出力するようになつている。また
上記ドライブプレート９と一体的なコンバータカ
バー１１にはオイルポンプドライブ軸１２が結合
され、この軸１２が、タービン軸１０内を通つて
自動変速機３の後部に配置されているオイルポン
プ１３にそれを駆動すべく連結されている。 自動変速機３は、変速機ケース１４の内部前方
にラビニヨー型プラネタリギヤ１５が設けられ
て、この後方にローアンドリバースブレーキ１
６、フオワードクラツチ１７、リバースクラツチ
１８等が順次配置されている。上記トルクコンバ
ータ２からのタービン軸１０は、フオワードクラ
ツチ１７を介してプラネタリギヤ１５のフオワー
ドサンギヤ１５ａに連結され、同時にリバースク
ラツチ１８およびコネクテイングシエル１９を介
してリバースサンギヤ１５ｂに連結され、これら
のクラツチ１７，１８を油圧動作することでター
ビン軸１０の動力をサンギヤ１５ａ，１５ｂに入
力させる。またリバースクラツチ１８のコネクテ
イングシエル１９と一体的なドラム１８ａにはブ
レーキバンド２０が装着され、このバンド２０を
油圧で締付けることでリバースサンギヤ１５ｂを
ロツクする。 プラネタリギヤ１５において、入力側の各サン
ギヤ１５ａ，１５ｂと噛合うシヨートピニオン１
５ｃ、ロングピニオン１５ｄを支持するキヤリヤ
１５ｅに上記ローアンドリバースブレーキ１６が
設けられると共に、それとセンタサポート２１と
の間にワンウエイクラツチ２２が設けられてい
て、これらのブレーキ１６またはワンウエイクラ
ツチ２２の動作でキヤリヤ１５ｅをロツタする。
そしてプラネタリギヤ１５のロングピニオン１５
ｄと噛合うリングギヤ１５ｆが、上記タービン軸
１０の周囲に同軸上に配置されたアウトプツト軸
２３に結合されている。なお、符号２４はパーキ
ングギヤである。 前輪終減速機４は、上記トルクコンバータ２と
自動変速機３との間の軸１０，１２の下に配設さ
れるもので、それらのハウジング７とケース１４
との間に装架されるケース２５の内部に、上記プ
ラネタリギヤ１５からのアウトプツト軸２３が回
転自在に軸支されている。またアウトプツト軸２
３の下部にはドライブピニオン２６からなる第１
の動力伝達手段が軸受支持して平行に配置され
て、これらのアウトプツト軸２３とドライブピニ
オン２６がリダクシヨンギヤ２７で動力伝達すべ
く連結され、ドライブピニオン２６は、同軸上に
配置されている軸１０，１２，２３の下にそれと
直交配置されたデイフアレンシヤル機構２８のク
ラウンギヤ２９に噛合う。 ４輪駆動のトランスフア機構６は、上記変速機
ケース１４の後部にエクステンシヨンケース３０
が連結されて、このケース３０内部にリヤドライ
ブ軸３１からなる第３の動力伝達手段が回転自在
に設けられている。一方、これらのケース１４，
３０の内部下方における上記前輪終減速機４のド
ライブピニオン延長線上にトランスフアドライブ
軸３３からなる第２の動力伝達手段が回転自在に
配置されて、これらのドライブピニオン２６と軸
３３がスプライン継手３２により着脱可能に連結
されるようになつている。リヤドライブ軸３１に
は、上記自動変速機３のクラツチ１７，１８と同
様の油圧クラツチタイプのトランスフアクラツチ
３５が設けられるもので、そのドラム３５ａがリ
ヤドライブ軸３１に一体結合され、ハブ３５ｂが
トランスフアギヤ３４を介してトランスフアドラ
イブ軸３３に動力伝達すべく連結されており、リ
ヤドライブ軸３１の後端部にユニバーサル継手３
６を介してプロペラ軸３７が連結される。 更に油圧制御装置５は、上下２つ割りに構成さ
れたバルブボデー３８が、上記変速機ケース１４
の下に取付けられるオイルパン３９内部に水平設
置されるもので、このバルブボデー３８の内部に
種々のバルブや油路が形成されている。即ち、第
３図に示されるように、オイルポンプ１３からの
油路４０^-がプレツシヤレギユレータバルブ４１
に接続されてライン圧を生じるようになつてお
り、このライン圧は油路４０によりマニユアルバ
ルブ４２に導かれ、ライン圧と同じ作動油圧が油
路４３によりトルクコンバータ２や各潤滑部に供
給される。マニユアルバルブ４２は、各レンジ位
置により油路の切換えを行うもので、例えば前進
速のＤレンジではライン圧を油路４４によりガバ
ナバルブ４５、１−２シフトバルブ４６およびフ
オワードクラツチ１７に導き、油路４７によりセ
カンドバルブ４８、２−３シフトバルブ４９に導
き、更に油路５０により上記バルブ４８に導く。
ガバナバルブ４５は、車速に対応したガバナ圧を
生じるもので、このガバナ圧が油路５１により１
−２，２−３シフトバルブ４６，４９、２−３タ
イミングバルブ５２およびプレツシヤモデイフア
イヤバルブ５３に供給される。 また上記バルブ４１で調圧されたライン圧は、
バキユームスロツトルバルブ５４に供給されてエ
ンジン負荷に対応したスロツトル圧を得るように
なつており、このスロツトル圧は、油路５５によ
り上記プレツシヤモデイフアイヤバルブ５３の接
続側一方にポート５３ａ、２−３シフトバルブ４
９、２−３タイミングバルブ５２、プレツシヤレ
ギユレータバルブ４１のライン圧増大操作側のポ
ート４１ａに導かれる。このようなスロツトル圧
系路として、上記バルブ５３の接続側他方のポー
ト５３ｂとバルブ４１のライン圧低減操作側のポ
ート４１ｂとの間に油路５６が結ばれており、車
速と共にガバナ圧が上つてプレツシヤモデイフア
イヤバルブ５３が動作することでポート５３ａ，
５３ｂが接続して、スロツトル圧が油路５６を経
てバルブ４１のポート４１ｂにポート４１ａのス
ロツトル圧と対抗すべく作用し、こうしてバルブ
４１によるライン圧が低下される。 これによりライン圧は、第４図に示されるよう
にエンジンのスロツトル弁全開時には特性曲線ａ
のように変化し、以下スロツトル開度が減じるの
に伴つて同様に階段状に変化してスロツトル全閉
時には特性曲線ｂのようになる。またＲレンジに
セレクトされた場合には、ガバナバルブ４５によ
るガバナ圧の発生がないのでプレツシヤモデイフ
アイヤバルブ５６は動作しない状態に保持され
て、スロツトル圧がバルブ４１のポート４１ｂに
作用せず、且つ油路５５のスロツトル圧が上記バ
ルブ４１のポート４１ａに作用する。このためラ
イン圧は第４図のスロツトル全開時および全閉時
の破線ｃ，ｄのように、車速に対してほとんど変
化しないが全体的に高くなる。 次いで１−２シフトバルブ４６からセカンドロ
ツクバルブ４８を経てブレーキバンド２０のサー
ボ２０^-における締結側に油路５７が結ばれて、
１−２シフトバルブ４６の動作によりライン圧が
供給するようになつており、２−３シフトバルブ
４９から２−３タイミングバルブ５２、上記サー
ボ２０^-の解放側およびリバースクラツチ１６に
油路５８が結ばれ、２−３シフトバルブ４９の動
作でライン圧を供給するようになつている。 このような油圧制御装置５において、また更に
ライン圧の油路４０，４４が、前輪駆動走行と４
輪駆動走行の切換バルブ（自動切換バルブ）５９
を経てトランスフアクラツチ３５の方に接続され
ている。切換バルブ５９は、バルブチヤンバ５９
ａ内にスプール５９ｂが移動可能に挿入されて、
このスプール５９ｂの一方の端部に操作チヤンバ
５９ｃを有し、その反対側にスプリング５９ｄが
付勢されており、その操作ポート５９ｃに油路６
０を経て油路４４が接続されている。また２つの
チヤンバ５９ａ，５９ｃのドレンポート５９ｇ
が、スプール５９ｂの移動でポート５９ｅ，５９
ｆを連通してドレンポート５９ｇを閉じたり、ま
たはポート５９ｅを閉じてポート５９ｆ、ドレン
ポート５９ｇを連通すべく配設されていて、ポー
ト５９ｃが油路６１を経て油路４０に接続され、
ポート５９ｆが油路６２を経てトランスフアクラ
ツチ３５に接続されている。ここで上記スプリン
グ５９ｄのスプリング力は、スロツトル全開より
少しスロツトル開度を減じた第４図の一点鎖線の
ようなライン圧PLと釣合うように設定されてい
る。 なお、符号６３はスロツトルバツクアツプバル
ブであり、２または１レンジにシフトした時の作
動遅れを小さくするものである。また符号６４は
ソレノイドダウンシフトバルブであり、ダウンシ
フトソレノイド６５からキツクダウンの信号を受
けたときにダウンシフト操作を行う。 かくして本発明は、上述のように構成されてい
るから、エンジン運転時に油圧制御装置５におい
てプレツシヤレギユレータバルブ４１に、オイル
ポンプ１３からの油圧と共にバキユームスロツト
ルバルブ５４からのスロツトル圧が作用して調圧
されたライン圧を生じ、このライン圧がマニユア
ルバルブ４２の方に導かれ、トルコン作動油とし
てトルクコンバータ２に供給される。そこでトル
クコンバータ２は、オイルを介して伝動作用し、
エンジン動力が常にクランク軸８からタービン軸
１０に伝達されるようになる。 そしてスロツトル開度と共にエンジン負荷が小
さい場合には、第４図から明らかなようにライン
圧も低く押えられており、例えばＤレンジにセレ
クトした際に、このように比較的低いライン圧が
マニユアルバルブ４２によりフオワードクラツチ
１７に供給されて係合動作する。そのため自動変
速機３において、タービン軸１０の動力がプラネ
タリギヤ１５のフオワードサンギヤ１５ａに入力
すると共に、ワンウエイクラツチ２２でキヤリヤ
１５ｅがロツクされることで、リングギヤ１５ｆ
からアウトプツト軸２３にギヤ比最大の回転動力
が取出され、これがリダクシヨンギヤ２７、ドラ
イブピニオン２６を径てデイフアレンシヤル機構
２８の方に伝達されると共に、スプライン継手３
２、トランスフアドライブ軸３３を経てトランス
フア機構６の方にも伝達されるようになる。 一方、このようにライン圧が低いことにより、
切換バルブ５９ではスプール５９ｂがスプリング
５９ｄにより移動してポート５９ｅを閉じ、ポー
ト５９ｆとドレンポート５９ｇを連通しており、
これによりトランスフアクラツチ３５は排油解放
動作してトランスフアギヤ３４とリヤドライブ軸
３１を切断し、リヤドライブ軸３１以降の後輪側
へは動力伝達しなくなり、デイフアレンシヤル機
構２８の前輪駆動のみによる前輪駆動第１速の走
行状態になる。 次いで車速が増大してガバナ圧が上昇すると、
１−２シフトバルブ４６の動作により、油路４４
のライン圧が油路５７を経てブレーキバンド２０
のサーボ２０^-に供給されそのブレーキバンド２
０を締付動作する。そこで自動変速機３のリバー
サンギヤ１５ｂがロツクしてアウトプツト軸２３
にギヤ比の小さい回転動力が取出され、第２速に
自動変速される。更に車速が増してガバナ圧も上
ると、２−３シフトバルブ４９も動作して油路４
７のライン圧が、油路５８を経てブレーキバンド
２０のサーボ解放側に供給されてそれを解放し、
同時にリバースクラツチ１８に供給されてそれを
係合動作する。そのため自動変速機３でプラネタ
リギヤ１５は２個のサンギヤ１５ａ，１５ｂから
同時に動力が入力することで一体化し、タービン
軸１０とアウトプツト軸２３の直結によりエンジ
ン動力がそのまま取出されて、第３速の状態にな
る。このような前輪駆動走行の前進時で低速の場
合には、プレツシヤモデイフアイヤバルブ５３の
右端に作用するガバナ圧が低いため、プレツシヤ
モデイフアヤバルブ５３は左側のスプリングにて
右端に位置してそのポート５３ｂを閉じているた
め、スロツトル圧はプレツシヤレギユレータバル
ブ４１のポート４１ａにのみ作用するので、ライ
ン圧は高い状態にある。そしてエンジン負荷が高
くこのライン圧が第４図の一点鎖線で示す所定の
値を越えると、切換バルブ５９において操作チヤ
ンバ５９ｃで作用する油圧力が、スプリング５９
ｄのスプリング力に打勝つてスプール５９ｂを移
動するようになり、このためドレンポート５９ｇ
が閉じてポート５９ｅ，５９ｆが連通し、油路４
０のライン圧がトランスフアクラツチ３５に供給
されて、そのドラム３５ａとハブ３５ｂとを係合
動作する。そこでこのトランスフアクラツチ３５
により、トランスフアギヤ３４とリヤドライブ軸
３１とが機械的に結合し、動力がリヤドライブ軸
３１からプロペラ軸３７を経て後輪側にも伝達さ
れ、前、後輪を同時に駆動した４輪駆動走行状態
になる。そして車速の増加と共にガバナ圧が増大
すると、前記プレツシヤモデイフアイヤバルブ５
３が左端に移動することでポート５３ｂが開か
れ、スロツトル圧が油路５６に導かれてプレツシ
ヤレギユレータバルブ４１のポート４１ｂ側に作
用し、ライン圧が階段的に低下する。切換バルブ
５９が元に戻つてトランスフアクラツチ３５は排
油解放されるようになり、こうして再び前輪駆動
走行状態になる。 なお、１または２レンジにセレクトした場合に
も、マニユアルバルブ４２により油路４４にライ
ン圧が導かれて切換バルブ５９を動作し、前述と
同様に４輪駆動走行への自動切換えが可能にな
る。

【発明の効果】

以上説明したように本発明によると、前進時の
前輪が比較的グリツプ能力を失い易い低速高負荷
運転時には、自動的に４輪駆動走行に切換えられ
るので発進加速性、運転性が向上し、自動切換え
されることで操作性が非常に良い。 第１の動力伝達手段に連設され、自動変速機の
出力軸の出力を後輪の車輪終減速機に連設された
第３の動力伝達手段に選択的に連設する第２の動
力伝達手段を配設し、第２の動力伝達手段と第３
の動力伝達手段との間に、一入力軸と一出力軸と
を備える油圧式トランスフアクラツチを配設した
ので、動力伝達系の構成が非常に簡単になると共
にコンパクトにまとめられ、かつ床下寸法（最低
地上高）の低減が図られると共に、低重心により
すぐれた高速安定性が得られる。 また、前輪駆動車にする場合は、第１の動力伝
達手段から第２の動力伝達手段を取外すだけで良
く、自動変速機付前輪駆動装置は全く共通化でき
るので、前輪駆動車との互換性が非常に良い。 さらに、油圧制御装置のライン圧油路から分岐
して油圧式トランスフアクラツチに連通する油路
を設け、上記油路に、上記油圧制御装置にて発生
する前進時の上記ライン圧油路のライン圧が前進
高負荷時に所定値を越えたときに、上記ライン圧
により切換動作され、かつ上記ライン圧を上記油
圧式トランスフアクラツチに供給する自動切換バ
ルブを配設すると共に、上記トランスフアクラツ
チを前進高負荷時に、上記油圧制御装置にて発生
する上記ライン圧に応じてトランスフアクラツチ
の伝達トルクを自動的に制御するように構成した
ので、４輪駆動状態での旋回時におけるタイトコ
ーナブレーキング現象に対しては、アクセルペダ
ルを戻すことで、自動的に油圧式トランスフアク
ラツチへのライン圧の油圧が低下し、油圧式トラ
ンスフアクラツチがスリツプして前後輪の駆動軸
に発生する捩りトルクを吸収し、自動的にタイト
コーナブレーキング現象を回避することができ
る。 さらにまた、油圧式トランスフアクラツチに、
自動変速機のライン圧によつて自動的に作動する
自動切換バルブを配設したので、車両性能、操作
性の自動化がより機能化され、効率的な車両特性
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動変速機付４輪駆動装
置の一実施例を示す縦断面図、第２図は同装置を
模式的に示すスケルトン図、第３図は油圧制御装
置の回路図、第４図は車速に対するライン圧の関
係を示す線図である。 １……自動変速機付前輪駆動装置、２……トル
クコンバータ、３……自動変速機、４……前輪終
減速機、５……油圧制御装置、６……トランスフ
ア機構、３５……トランスフアクラツチ、４４…
…油路、５９……切換バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンのクランク軸にオイルポンプを駆動
   するオイルポンプ駆動軸を連設し、上記オイルポ
   ンプの油圧をエンジンの負荷に応じて変化させる
   油圧制御装置を設け、上記エンジンのクランク軸
   に連設された自動変速機と、上記自動変速機の出
   力軸の出力を前輪終減速機に常時直接伝動する第
   １の動力伝達手段を設けた動力伝達装置におい
   て、 上記第１の動力伝達手段に連設され、上記自動
   変速機の出力軸の出力を後輪の車輪終減速機に連
   設された第３の動力伝達手段に選択的に連設する
   第２の動力伝達手段を配設し、 上記第２の動力伝達手段と上記第３の動力伝達
   手段との間に、一入力軸と一出力軸とを備える油
   圧式トランスフアクラツチを配設し、 上記油圧制御装置のライン圧油路から分岐して
   上記油圧式トランスフアクラツチに連通する油路
   を設け、 上記油路に、上記油圧制御装置にて発生する前
   進時の上記ライン圧油路のライン圧が前進高負荷
   時に所定値を越えたときに、上記ライン圧により
   切換動作され、かつ上記ライン圧を上記油圧式ト
   ランスフアクラツチに供給する自動切換バルブを
   配設すると共に、上記トランスフアクラツチを前
   進高負荷時に、上記油圧制御装置にて発生する上
   記ライン圧に応じてトランスフアクラツチの伝達
   トルクを自動的に制御するように構成したことを
   特徴とする自動変速機付４輪駆動装置。