JP2005507818A

JP2005507818A - 車両用４輪駆動装置

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Publication number: JP2005507818A
Application number: JP2003541966A
Authority: JP
Inventors: ハ、テ−ファン
Original assignee: ハ、テ−ファン
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2005-03-24
Also published as: EP1441922A1; KR20030031797A; EP1441922A4; CN100351116C; US20100063700A1; WO2003039901A1; CN1558840A; KR100514010B1

Abstract

従来のトランスファーケースの無い簡単な構造による２輪駆動若しくは４輪駆動が可能な車輌用４輪駆動装置が開示されている。車両用４輪駆動装置であって、エンジンと連結された駆動シャフトであり、エンジンから動力を受け取り、駆動シャフト上に連結された複数の駆動ギアを有する駆動シャフトと、複数の駆動ギアと噛合された複数の変速ギアと、車両の前輪及び後輪とに連結された出力シャフトとを含む変速機と、出力シャフトの一方端に据え付けられたフロント・クラッチを含み、前輪に対する出力シャフトの動力の伝達／阻止を為すフロント動力トランスファー部と、出力シャフトの他方端に据え付けられたリア・クラッチを含み、後輪に対する出力シャフトの動力の伝達／阻止を為すリア動力トランスファー部と、フロント動力トランスファー部及びリア動力トランスファー部を制御する制御部であり、出力シャフトから前輪２０及び後輪まで伝達される動力を拘束する制御部とを備える車両用４輪駆動装置。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用の４輪駆動装置に関し、より詳細には、伝動装置又は変速機の出力の両端における前輪及び後輪に動力の接続及び接続解除を為すクラッチを配置してそのクラッチを選択的に制御することによって、前輪或は後輪に動力を選択的に伝達できる車両用の４輪駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ジープや自動車は車両用の４輪駆動装置を採用してきており、動力を前後輪の双方へ伝達してから、エンジン・トルクをロード面に充分に伝達することで加減速能力を促進して、走行安定性を改善している。
【０００３】
図６に示されるように、この車両用４輪駆動装置は、車両のシャフト方向に従って配列されているエンジン１００、変速機２００、並びに、トランスファーケース３００を備える。
【０００４】
フロント差動装置１１１及びリア差動装置１２１は前輪１１０及び後輪１２０の各一対間に配置されている。第１プロペラシャフト１１２はトランスファーケース３００及びフロント差動装置１１１の間に延在させられて、動力をフロント差動装置１１１へ伝達する。更に第２プロペラシャフト１２２がトランスファーケース３００及びリア差動装置１２１の間に延在させられて、動力をリア差動装置１２１へ伝達する。
【０００５】
前輪１１０及び後輪１２０は、それぞれ、シャフト１１３、１２３を介してフロント差動装置１１１及びリア差動装置１２１と接続されている。
【０００６】
トランスファーケース３００は変速機２００の一方側に据え付けられて、エンジン１００から来る動力を前輪１１０及び／或は後輪１２０に分配する。
【０００７】
これ以降、トランスファーケース３００の構造及び動作は省略されるが、それらは本発明が関係する当業界では公知であるからである。
【０００８】
車両用４輪駆動装置及びそれに用いられるトランスファーケースの一般的な例は特許文献１や特許文献２等に開示されている。
【特許文献１】
米国特許第５、１６８、９５６号（登録日１９９２年１２月８日、ナミオカ）
【特許文献２】
米国特許第５、５２０、５９０号（登録日１９９６年５月２８日、ショオゥルター他）
【０００９】
しかしながらこの先行技術に係る車両用４輪駆動装置にはトランスファーケースが具備されていて、以下の問題が存在する。第１として、トランスファーケースは車両の全重量の増大を引き起こし、そしてそれ故に燃料消費比が低下させられる。更に製造プロセスが複雑化され、製造コストがトランスファーケースに必要とされる数多くのパーツにために増大させられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
それ故に、本発明は上述した問題を解決するために開発された。本発明の目的は、トランスファーケースを必要としない単純な構造によって２輪或は４輪を駆動することができる車両用４輪駆動装置を提供することである。それによって、製造コストの節約、燃料消費比の改善、並びに、操舵感度及び安定性の改善が達成され得る。
【００１１】
本発明の別の目的は、前輪及び後輪が出力シャフトと連結されている場合に動力の逆伝達現象によってエンジン・ブレーキ効果を獲得し、２輪駆動の状態の車両における突然のブレーキング又は制動動作の際にエンジンを動作可能とすることができる車両用４輪駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上述の目的を達成するために、本発明に従った車両用４輪駆動装置は、エンジンと連結された駆動シャフトであり、該エンジンから動力を受け取り、当該駆動シャフト上に連結された複数の駆動ギアを有する駆動シャフトと；前記複数の駆動ギアと噛合された複数の変速ギアと、前記変速ギアと連結されると共に前記車両の前輪及び後輪とに連結された出力シャフトとを含む変速機と；前記出力シャフトの一方端に据え付けられたフロント・クラッチを含み、前記前輪に対する前記出力シャフトの動力の伝達／阻止を為すフロント動力トランスファー部と；前記出力シャフトの他方端に据え付けられたリア・クラッチを含み、前記後輪に対する前記出力シャフトの動力の伝達／阻止を為すリア動力トランスファー部と；前記フロント動力トランスファー部及び前記リア動力トランスファー部を制御する制御部であり、前記出力シャフトから前記前輪及び前記後輪まで伝達される動力を制御する制御部と、を備える。
【００１３】
前記の制御部は、前輪駆動、後輪駆動、或は、前輪／後輪駆動を選択する選択部材と；前記選択部材から電気信号を受信するマイコン（マイクロ・コンピュータ）；当該マイコンによって制御される第１及び第２のアクチュエータと；前記第１及び第２のアクチュエータと連結された第１及び第２の操作ロッドであり、直線往復動を実行する第１及び第２の操作ロッドと；前記第１及び第２の操作ロッドを受け入れる第１及び第２のシリンダーであり、前記第１及び第２の操作ロッドの前記直線往復動によって前記フロント・クラッチ及び前記リア・クラッチに供給するか或はそれらクラッチから排出する第１及び第２のシリンダーと、を含む。
【００１４】
前記選択部材は、フロント駆動ボタン、リア駆動ボタン、並びに、フロント／リア駆動ボタンを含む。
【００１５】
ドライバが制御部の選択部材の前輪駆動ボタンを押圧すると、マイコンは該ボタンの電気信号に従って第２アクチュエータを動作させて、第２操作ロッドが第２シリンダー内に移動させられる。それによって、第２シリンダー内で発生させられた油圧はリア・クラッチを動作させて、後輪に伝達される動力を阻止する。それ故に、出力シャフトの動力はフロント・クラッチを介して前輪のみに伝達される。
【００１６】
更にドライバが前輪駆動モードの状態で後輪駆動ボタンを押圧すると、マイコンは第１アクチュエータを動作させて、第１操作ロッドが第１シリンダー内に移動させられる。それによって、第１シリンダー内で発生させられた油圧はフロント・クラッチを動作させ、前輪に伝達される動力を阻止する。同時に、マイコンは第２アクチュエータを動作させて、第２操作ロッドが第２シリンダーの外側に移動させられる。それによって、リア・クラッチに付与された油圧が第２シリンダー内に戻されて、出力シャフトの動力はリア・クラッチを介して後輪のみに伝達される。
【００１７】
更に、ドライバがフロント／リア駆動ボタンを押圧すると、マイコン、第１及び第２のアクチュエータ、並びに、第１及び第２のシリンダー等々を含む制御部は、先に記載された制御によって、出力シャフトの動力をフロント及びリアのクラッチを介して前輪及び後輪に同時に伝達する。
【００１８】
本発明の他の特徴や長所等は添付図面と関連された以下の記載からより明白となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施例
以下、本発明の好適実施例に従った車両用４輪駆動装置が添付図面を参照して詳細に説明される。
【実施例１】
【００２０】
図１に示されるように、本発明の第１実施例に従った車両用４輪駆動装置は、大きくは、エンジン１０の動力の増減を為し、その動力を前輪１１及び／或は後輪１２へ伝達する変速機２０と、前輪１１間と後輪１２間にそれぞれ据え付けられて、動力を伝達及び阻止するフロント動力トランスファー部４０とリア動力トランスファー部５０と、それら前リア動力トランスファー部４０、５０を制御する制御部６０とから構成される。
【００２１】
前輪１１及び後輪１２はシャフト１１ａ、１２ａによってそれぞれ支持されている。
【００２２】
図１及び図２に示されるように変速機１１は、エンジン１０と連結された駆動シャフト２１、該駆動シャフト２１と平行して配置された出力シャフト２２、駆動シャフト２１と連結されて異なるサイズを有する複数の駆動ギア３３、並びに、出力シャフト２２と連結されて常時駆動ギア２３と噛合されるように形成された複数の変速ギア２４、２５及びブレーキング・ギア２６を含む。
【００２３】
本発明に採用される変速機２０は特許文献３に詳細に開示されており、それ故に以降において簡単に説明される。
【特許文献３】
米国特許第６、３１５、６８９号
【００２４】
変速機２０の変速ギアは、駆動シャフト２１から伝達される動力を車両の走行状態に従って異なる回転速度比の内のひとつの状態に変更すべく複数の前進変速ギアと、アイドル・ギア２７が駆動ギア２３及び後進ギア２５の間に介在されている状態で駆動ギア２３と同時に動作する後進ギア２５とに分割される。
【００２５】
変速ギア２４、２５の各々は遊星ギア・ユニットから構成されている。この遊星ギアは、図２及び図３に示されるように、出力シャフト２２に固定的に据え付けられた線形ギア２４ａ、該線形ギア２４ａの外周面と噛合された複数の遊星ギア２４ｂ、該遊星ギア２４ｂと噛合された内側噛合面と駆動ギア２３と噛合された外側噛合面とを有するリング・ギア２４ｃ、並びに、リング・ギア２４ｃの両端に対象的に据え付けられ且つ遊星ギア２４ｂを回転自在に支持する遊星ギア・キャリア２４ｄから構成されている。
【００２６】
一方、ブレーキング・ギア２６は、車両の突然のブレーキングの際、出力シャフト２２を車両の走行方向とは逆方向に回転させる力を駆動シャフト２１から受け取るような構成を有する。この構成を実行するため、図２及び図４に示されるように、ブレーキング・ギア２６は、出力シャフト２２に据え付けられた線形ギア２６ａ、該線形ギア２６ａの外周面と噛合された複数の第１遊星ギア２６ｂ、第１遊星ギア２６ｂの内周面と噛合された第１リング・ギア２６ｃ、該第１リング・ギア２６ｃの外周面と噛合された複数の第２遊星ギア２６ｄ、該第２遊星ギア２６ｄと噛合された内側噛合面を有すると共に駆動ギア２３と噛合された外側噛合面を有する第２リング・ギア２６ｅ、並びに、第１遊星ギア２６ｂ及び第２遊星ギア２６ｄを回転自在に支持する遊星ギア・キャリア２６ｆを含む。
【００２７】
更に、変速機２０は遊星ギア・キャリア２４ｄ、２６ｆの回転を拘束或は許容する拘束手段３０を更に含む。図２に示されるように、この拘束手段３０は、キャリア２４ｄ、２６ｆの外周面と緊密に接触することができるパッド（不図示）が結着された複数のブレーキ・ブロック３２、各ブレーキ・ブロック３２のキャリア２４ｄ、２６ｆとの接触と各ブレーキ・ブロック３２のキャリア２４ｄ、２６ｆからの分離とを為す複数の操作ロッド３４、各操作ロッド３４を駆動する複数のシリンダー３６、並びに、シリンダー３６に油圧を供給し且つこれ以降に記載されることになる制御部６０のマイコン６２と接続される油圧供給装置３８から構成される。
【００２８】
好ましくは、ブレーキ・ブロック３２はキャリアの外周面と同一の曲率を有する。
【００２９】
以上の構造において、操作ロッド３４及びブレーキ・ブロック３２が油圧供給装置３８から供給される油圧によって動作させられて、キャリアの内のひとつが回転を拘束されると、対応する変速ギアのリング・ギアに伝達される動力は各遊星ギアを介して出力シャフト２２と連結された線形ギアに伝達される。一方、キャリアが回転を許容されると、遊星ギアが線形ギアの周りを公転し、それによって動力は線形ギア及び出力シャフトに伝達されない。
【００３０】
フロント動力トランスファー部４０は変速機２０と前輪１１のシャフト１１ａとの間に据え付けられて、前輪１１に対する変速機２０からの動力を伝達するか或は阻止する。更に、動力トランスファー部４０は、出力シャフト２２の前端に据え付けられたフロント・クラッチ４２、該フロント・クラッチ４２と連結されたフロント・プロペラシャフト４４、並びに、該フロント・プロペラシャフト４４及びシャフト１１ａの間に据え付けられたフロント差動装置４６から構成されている。
【００３１】
この時、出力シャフト２２、クラッチ４２、プロペラシャフト４４、差動装置４６、並びに、シャフト１１ａから成る組み立てられた構造は、本発明が関係する技術分野で一般に使用されている構造と同一である。
【００３２】
フロント・クラッチ４２が、例えば、摩擦クラッチから構成されている場合、フライホィールは出力シャフト２２の前端と連結されている。更にクラッチ・スプリングによってフライホィールに強制的に結着させられる圧力プレート、該圧力プレート及びフライホィール間に据え付けられたクラッチ・プレート、並びに、圧力プレート等に外力を伝達する解除フォーク４２ａは、フロント・プロペラシャフト４４上に設けられている。上記の構造を有する摩擦クラッチは本発明が関係する技術分野において周知な技術であり、それ故に、それらに対する図面及び詳細な説明は省略される。
【００３３】
フロント動力トランスファー部４０と同じように、リア動力トランスファー部５０は、出力シャフト２２の後端に据え付けられたリア摩擦クラッチ５２、該リア摩擦クラッチ５２と連結されたリア・プロペラシャフト５４、並びに、該リア・プロペラシャフト５４及びリア・シャフト１２ａ間に据え付けられたリア差動装置５６から構成されている。こうした構成や動力伝達構造はフロント動力トランスファー部４０のものと同一である。説明されていない符号はリア摩擦クラッチ５２の解除フォークである。
【００３４】
本発明の好適実施例に従ったフロント及びリアのクラッチ４２、５２は摩擦クラッチに限定されず、形態において様々な変更が本発明の精神から逸脱することなく実行することができる。
【００３５】
制御部６０はフロント・クラッチ４２及びリア・クラッチ５２を制御し、変速機２０の出力シャフト２２に伝達された動力を、前輪１１、後輪１２、或は、前後輪１１、１２に選択的に伝達する。
【００３６】
この制御部６０は、ドライバのシートの一方側に据え付けられてフロント駆動ボタン６１ａ、リア駆動ボタン６１ｂ、並びに、フロント／リア・ボタン６１ｃから成る選択部材６１と、該選択部材６１から電気信号を受信するマイコン６２と、該マイコン６２によって制御されると共に操作ロッド６４ａ、６４ｂを直線往復させる１対のアクチュエータ６３ａ、６３ｂと、各アクチュエータ６３ａ、６３ｂの操作ロッド６４ａ、６４ｂを受け入れると共に、それら操作ロッド６４ａ、６４ｂの直線往復運動による油圧を作り出す１対のシリンダー６５ａ、６５ｂとを含む。
【００３７】
シリンダー６５ａ、６５ｂから成る対は、フロント・クラッチ４２の解除フォーク４２ａと、リア・クラッチ５２の解除フォーク５２ａとに油圧ラインを介して連結されている。
【００３８】
上記の構造を有する制御部６０において、駆動ボタン６１ａ、６１ｂ、６１ｃの選択操作によってアクチュエータ６３ａ、６３ｂの双方或は一方が操作ロッド６４ａ、６４ｂを押圧して、シリンダー６５ａ、６５ｂ内に移動させられると、油圧が該シリンダー６５ａ、６５ｂ内で発生する。この発生させられた油圧はフロント・クラッチ４２及び／或はリア・クラッチ５２の解除フォーク４２ａ、５２ａを動作させて、出力シャフト２２と連結されたフライホィールに緊密に結着された圧力プレートが分離させられ、それによって動力の伝達が阻止される。
【００３９】
逆に、アクチュエータ６３ａ、６３ｂが操作ロッド６４ａ、６４ｂをシリンダー６５ａ、６５ｂの外部に移動させると、解除フォーク４２ａ、５２ａに付与された油圧がシリンダー６５ａ、６５ｂ内に戻され、圧力プレートがフライホィールと緊密に結着させられ、それで阻止された動力が伝達される。
【００４０】
この時、マイコン６２は選択部材６１の操作中に以下のように制御操作を実行する。
【００４１】
リア駆動ボタン６１ｂがフロント駆動ボタン６１ａの操作によって前輪１１が動作されている状態で操作されると、マイコン６２はそのフロント駆動ボタン６１ａを戻すように制御すると共に、フロント・クラッチ４２を制御して動力を阻止する。その後、後輪１２が動作されている状態でフロント駆動ボタン６１ａが操作されると、マイコン６２はリア・クラッチ５２を制御して動力を阻止する。更にフロント／リア駆動ボタン６１ｃが操作されると、マイコン６２はフロント・クラッチ４２或はリア・クラッチ５２を制御して動力を伝達する。
【００４２】
一方、制御部６０は前輪１１或は後輪１２に隣接して据え付けられた速度センサ６６と、車両の一方側に据え付けられ且つドライバがブレーキ・ペダル７０を最大レベルまで踏み込むことでブレーキ・ペダル７０と接触して、電気信号を発生するペダル・スイッチ６７とを更に含む。これらの速度センサ６６及びペダル・スイッチ７０はマイコン６２と電気的に接続されている。速度センサ６６及びペダル・スイッチ６７が突然のブレーキング（制動動作）を検知すると、制御部６０はフロント・クラッチ４２及びリア・クラッチ５２を制御して、出力シャフト２２の動力が、一定期間、前輪１１及び後輪１２に同時に伝達される。それによって、前輪１１及び後輪１２で発生させられた動力が出力シャフト２２からエンジン１０へ逆に伝達される。この時、逆伝達現象が生じ、即ち、前輪１１及び後輪１２がエンジン１０の動作を可能として、それによってエンジン・ブレーキ効果が獲得される。
【００４３】
更に、車両が４輪駆動で走行している状態で、マイコン６２が速度センサ６６及びペダル・スイッチ６７によって突然のブレーキングを検知すると、前輪１１及び後輪１２に伝達される動力は油圧供給装置３８を制御することによって且つ変速ギア２４及びキャリア２４ｄが回転するように操作させられることによって阻止される。同時に、車両の走行方向とは対抗する逆方向に作用する力が拘束手段３０を用いてブレーキング・ギア２６のキャリア２６ｆを拘束することによって出力シャフト２２に付与される。それによって、出力シャフト２２の回転力は減少すると共に、追加的なブレーキ効果がブレーキ・ペダル７０のブレーキング（制動動作）に加えて獲得され得る。
【００４４】
第２実施例
図５は、選択部材の別の好適実施例を示す図である。選択部材は、駆動選択プレート８２及び駆動レバー８３を含む。駆動選択プレート８２はフロント駆動接触点８２ａ、リア駆動接触点８２ｂ、並びに、フロント／リア駆動接触点８２ｃを有する。更に駆動レバー８３はこの駆動選択プレート８２内に据え付けられて、前輪駆動接触点８２ａ、後輪駆動接触点８２ｂ、並びに、フロント／リア駆動接触点８２ｃと選択的に接触させられる接触点８３ａを有する。上記構造を有する選択部材８１において、駆動レバー８３がフロント駆動接触点８２ａに位置決めされると、前輪１１が駆動される。この状態で駆動レバー８３がリア駆動接触点８２ｂに移動させられると、マイコン６２がフロント・アクチュエータ６３ａ及びフロント・クラッチ４２を動作させ、それによって前輪１１に伝達される動力が阻止される。
【００４５】
更に、駆動レバー８３がフロント／リア駆動接触点８２ｃに移動させられると、マイコン６２はフロント・クラッチ４２或はリア・クラッチ５２を制御して、動力を伝達すべく動力を阻止する。それによって前輪１１及び後輪１２は全て駆動される。
【００４６】
以下、本発明に従った上記の構造を有する車両用４輪駆動装置が添付図面を参照して詳細に説明される。
【００４７】
エンジン１０が動力を発生すると、エンジン１０と連結された駆動シャフト２１は回転させられる。そして駆動シャフト２１の回転は、駆動ギア２３と噛合された変速機２０のフロント変速ギア２４、リア・ギア２５、並びに、ブレーキング・ギア２６を動作させる。拘束手段３０が先に記載されたように、ギア２４、２５、２６の回転中、各ギア２４、２５、２６のキャリアを拘束しないと、駆動シャフト２１の駆動力は変速機２０の出力シャフト２２に伝達されない。
【００４８】
もし変速機２０が所定のチェンジ速度段階に選択されると、油圧供給装置３８は油圧を拘束手段３０のシリンダー３６に供給することによって操作ロッド３４を操作する。それによって、ブレーキ・ブロック３２のパッドは対応するギアのキャリアと緊密に接触させられて、そのキャリアが回転を停止する。
【００４９】
例えば、フロント変速ギア２４の内の任意のひとつのキャリア２４ｄは回転から拘束されると、図３における矢印で示されるようにリング・ギア２４ｃの外側噛合面が駆動ギア２３と噛合させられて回転させられる。そして、複数の遊星ギア２４ｂが回転から拘束されて、その外周面がリング・ギア２４ｃの内側噛合面と噛合して回転させられる。それ故に、それら遊星ギア２４ｂで包囲された線形ギア２４ａは回転させられ、該線形ギア２４ａと連結された出力シャフト２２は最終的に回転させられる。この時、駆動シャフト２１の動力は遊星ギア・ユニットのギア比に依存して変換されて、出力シャフト２２に伝達される。
【００５０】
車両の４輪駆動モードにおいて、先のように出力シャフト２２に伝達された動力はフロント及びリアの動力トランスファー部４０、５０を介して前輪１１及び後輪１２に同時に伝達される。
【００５１】
この４輪駆動モードにおいて、ドライバが制御部６０の選択部材６１における前輪駆動ボタン６１ａを押圧すると、マイコン６２は駆動ボタン６１ａの電気信号に従ってリア・アクチュエータ６３ｂを動作させて、リア操作ロッド６４ｂがリア・シリンダー６５ｂ内に移動させられる。それによって、リア・シリンダー６５ｂ内で発生させられた油圧はリア摩擦クラッチ５２の解除フォーク５２ａを動作させて、圧力プレートは出力２２の後端と接続されたフライホィールから分離させられる。それによって、後輪１２に伝達される動力は阻止される。それ故に、出力シャフト２２の動力はフロント・クラッチ４２、フロント・プロペラシャフト４４、並びに、フロント差動装置４６を介して、前輪１１のみに伝達される。
【００５２】
更に、ドライバが前輪駆動モードにおいてリア駆動ボタン６１ｂを押圧すると、マイコン６２はボタン６１ｂの電気信号に従ってフロント・アクチュエータ６３ａを動作させて、フロント操作ロッド６４ａがフロント・シリンダー６５ａ内に移動させられる。それによって、フロント・シリンダー６５ａ内で発生させられた動力はフロント摩擦クラッチ４２の解除フォーク４２ａを動作させて、圧力プレートが出力シャフト２２の前端と接続されたフライホィールから分離させられ、それ故に、前輪１１に伝達される動力が阻止される。同時に、マイコン６２はリア・アクチュエータ６３ｂを動作させて、リア操作ロッド６４ｂがリア・シリンダー６５ｂの外側に移動させられる。それによって、リア・クラッチ５２の解除フォーク５２ａに付与された油圧はリア・シリンダー６５ｂ内に戻されて、圧力プレートはクラッチ・スプリングによってフライホィールに緊密に接触させられる。それによって出力シャフト２２の動力は、リア・クラッチ５２、リア・プロペラシャフト５４、並びに、リア差動装置５６を介して後輪１２のみに伝達される。
【００５３】
更に、ドライバがフロント／リア駆動ボタン６１ｃを押圧すると、マイコン６２、フロント及びリアのアクチュエータ６３ａ、６３ｂ、並びに、フロント及びリアのシリンダー６５ａ、６５ｂ等々を含む制御部６０は、先の制御によって、フロント及びリアの動力トランスファー部４０、５０を介して出力シャフト２２の動力を前輪１１及び後輪１２に同時に伝達する。
【００５４】
一方、もし車両が前進駆動モードで走行していれば、速度センサ６６及びペダル・スイッチ６７は突然のブレーキングを検知すると、マイコン６２はリア・アクチュエータ６３ｂを制御し、出力シャフト２２の動力を後輪１２にも伝達させる。それによって、前輪１１及び後輪１２で発生させられた動力は、逆に、出力シャフト２２からエンジン１０まで伝達させられる。即ち、前輪１１及び後輪１２がエンジン１０を回転させるような動力の逆伝達現象が生ずる。それによって、エンジン・ブレーキ効果が獲得され得る。
【００５５】
同様に、もし車両が後輪駆動モードで走行していれば、突然のブレーキングが検知されると、マイコン６２はフロント・アクチュエータ６３ａを制御し、出力シャフト２２の動力を前輪１１にも伝達させる。
【００５６】
更に、もしマイコン６２が速度センサ６６及びペダル・スイッチ６７によって突然のブレーキング状態の終了を知れば、フロント或はリアのアクチュエータ６３ａ、６３ｂを制御して、オリジナルの駆動モード状態に復帰させられる。
【００５７】
更に、もし車両が前輪駆動モードで走行していれば、マイコン６２が速度センサ６６及びペダル・スイッチ６７で突然のブレーキングを検知すると、マイコンは油圧供給３８を制御し、動作中のフロント変速ギア２４のキャリア２４ｄを回転させ、それによって全動力の前輪１１及び後輪１２への伝達が阻止される。同時に、マイコン６２は拘束手段３０を用いてブレーキング・ギア２６のキャリア２６ｆが回転させられることを拘束する。それによって、図４の矢印で示されるように、駆動ギア２３の回転力は、ブレーキング・ギア２６の第２リング・ギア２６ｅ、複数の遊星ギア２６ｄ、第１リング・ギア２６ｃ、並びに、複数の第１遊星ギア２６ｂを介して線形ギア２６ａに伝達されて回転方向が逆転された状態となる。それ故に、線形ギア２６ａは、車両の走行方向とは逆の力を出力シャフト２２に付与することによって出力シャフト２２の走行方向の回転力を減衰する。それによって、追加的なブレーキ効果がブレーキ・ペダル７０によるブレーキングに加えて獲得され得る。
【００５８】
その後、マイコン６２が突然のブレーキング状態の終了を知れば、マイコンは油圧３８を制御し、拘束手段３０を介してブレーキング・ギア２６のキャリア２６ｆの拘束を解除する。また、マイコンは所定のフロント変速ギア２４或はリア変速ギア２５のキャリアを拘束して、車両がドライバによって要望される任意の状態で走行できる。
【００５９】
一方、図５に示される選択部材８１において、駆動レバー８３の位置変化に従った本発明の４輪駆動装置の動作は、先のボタン・タイプの選択部材６１のものと同一であり、それ故に、以下に説明することがない。
【００６０】
先に説明したように、本発明に従った車両用４輪駆動装置は、ひとつの出力シャフトを用いて動力を前輪及び後輪に伝達できる変速機が具備され、そして、出力シャフト及び前輪の間と出力シャフト及び後輪の間で動力の阻止／伝達を為すことができるクラッチを有する。それ故に、たとえもし複雑でがっちりしたトランスファーケースが用いられないとしても、エンジンの動力は前輪、後輪、或は、前輪／後輪に選択的に伝達され得る。それ故に、製造コストの低減、燃料消費比の増大、並びに、操舵感度及び安定性の改善が実現される。
【００６１】
更に、車両が２輪駆動中に突然ブレーキされると、フロント・クラッチ及びリア・クラッチが制御されて、出力シャフトの動力が前輪及び後輪に同時に伝達される。それ故に、前輪及び後輪がエンジンを動作させる、動力の逆伝達現象によってエンジン・ブレーキ効果が獲得可能である。
【００６２】
本発明はその特別な実施例を参照して詳細に示されると共に説明されたが、当業者によって理解されるように、特許請求の範囲によって規定された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び細目における様々な変更がそれらにおいて実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の好適実施例に従った車両用４輪駆動装置の構成図である。
【図２】図２は、図１における車両用４輪駆動装置に搭載された変速機の分解斜視図である。
【図３】図３は、図２における変速機の駆動ギア及び変速ギアが相互に噛合している状態を示す図である。
【図４】図４は、図２における変速機の駆動ギア及びブレーキング・ギアが相互に噛合している状態を示す図である。
【図５】図５は、本発明の別の好適実施例に従った車両用４輪駆動装置の構成図である。
【図６】図６は、先行技術に係る車両用４輪駆動装置の従来構成図である。

Claims

車両用４輪駆動装置であって、
エンジンと連結された駆動シャフトであり、該エンジンから動力を受け取り、当該駆動シャフト上に連結された複数の駆動ギアを有する駆動シャフトと、
前記複数の駆動ギアと噛合された複数の変速ギアと、前記変速ギアと連結されると共に前記車両の前輪及び後輪とに連結された出力シャフトとを含む変速機と、
前記出力シャフトの一方端に据え付けられたフロント・クラッチを含み、前記前輪に対する前記出力シャフトの動力の伝達／阻止を為すフロント動力トランスファー部と、
前記出力シャフトの他方端に据え付けられたリア・クラッチを含み、前記後輪に対する前記出力シャフトの動力の伝達／阻止を為すリア動力トランスファー部と、
前記フロント動力トランスファー部及び前記リア動力トランスファー部を制御する制御部であり、前記出力シャフトから前記前輪及び前記後輪まで伝達される動力を制御する制御部と、
を備える車両用４輪駆動装置。
前記制御部が、
前輪駆動、後輪駆動、或は、前輪／後輪駆動を選択する選択部材と、
前記選択部材から電気信号を受信するマイコンと、
前記マイコンによって制御される第１及び第２のアクチュエータと、
前記第１及び第２のアクチュエータと連結された第１及び第２の操作ロッドであり、直線往復運動を実行する第１及び第２の操作ロッドと、
前記第１及び第２の操作ロッドを受け入れる第１及び第２のシリンダーであり、前記第１及び第２の操作ロッドの前記直線往復運動によって前記フロント・クラッチ及び前記リア・クラッチに供給するか或はそれらクラッチから排出する第１及び第２のシリンダーと、を含み、
前記マイコンの制御によって前記アクチュエータが前記操作ロッドを前記シリンダー内に移動させると、該シリンダー内で発生させられた油圧が前記クラッチを動作させて、前記前輪及び／或は前記後輪に伝達される動力を阻止し、
前記アクチュエータが前記操作ロッドを前記シリンダーの外側に移動させると、前記クラッチに供給された油圧が前記シリンダー内に戻されて、動力が前記前輪及び／或は前記後輪に伝達される、請求項２に記載の車両用４輪駆動装置。
前記制御部が、前記前輪或は前記後輪の近傍に据え付けられた速度センサと、前記車両のブレーキ・ペダルの制御によってオン／オフされるペダル・スイッチとを更に含み、それら速度センサ及びペダル・スイッチが前記マイコンと電気的に接続されており、
前記マイコンが前記速度センサ及び前記ペダル・スイッチから突然のブレーキ信号を検知すると、前記マイコンが、前記第１及び第２の操作ロッドを前記第１及び第２のシリンダーの外側にそれぞれ移動させるように前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータに命令して、動力が前記前輪及び前記後輪に伝達されるように為す、請求項２に記載の車両用４輪駆動装置。
前記選択部材が、
前記マイコンに電気信号を入力して、前記第１アクチュエータが前記第１操作ロッドを前記第１シリンダーの外側に移動させるように為すと共に、前記第２アクチュエータが前記第２操作ロッドを前記第２シリンダーの内側に移動させるように為す前輪駆動ボタンと、
前記マイコンに電気信号を入力して、前記第１アクチュエータが前記第１操作ロッドを前記第１シリンダーの内側に移動させるように為すと共に、前記第２アクチュエータが前記第２操作ロッドを前記第１シリンダーの外側に移動させるように為す後輪駆動ボタンと、
前記マイコンに電気信号を入力して、前記第１及び第２のアクチュエータが前記第１及び第２の操作ロッドを前記第１及び第２のシリンダーの外側に移動させるように為すフロント／リア駆動ボタンと、を含む、請求項２に記載の車両用４輪駆動装置。
前記選択部材が、
前記マイコンに電気信号を入力して、前記第１アクチュエータが前記第１操作ロッドを前記第１シリンダーの外側に移動させるように為すと共に、前記第２アクチュエータが前記第２操作ロッドを前記第２シリンダーの内側に移動させるように為す前輪駆動接触点と、前記マイコンに電気信号を入力して、前記第１アクチュエータが前記第１操作ロッドを前記第１シリンダーの内側に移動させるように為すと共に、前記第２アクチュエータが前記第２操作ロッドを前記第２シリンダーの外側に移動させるように為す後輪駆動接触点と、前記マイコンに電気信号を入力して、前記第１及び第２のアクチュエータが前記第１及び第２の操作ロッドを前記第１及び第２のシリンダーの外側に移動させるように為すフロント／リア駆動接触点とを有する駆動選択プレートと、
前記駆動選択プレート内に配置されると共に前記前輪駆動接触点、前記後輪駆動接触点、或は、前記フロント／リア接触点と選択的に接触させられる接触点を有する駆動レバーとを、含む請求項２に記載の車両用４輪駆動装置。
前記フロント動力トランスファー部が、前記フロント・クラッチと連結されたフロント・プロペラシャフトと、該フロント・プロペラシャフトに据え付けられたフロント差動装置とを更に含み、
前記リア動力トランスファー部が、前記リア・クラッチと連結されたリア・プロペラシャフトと、該リア・プロペラシャフトに据え付けられたリア差動装置とを更に含む、請求項１に記載の車両用４輪駆動装置。
前記変速機が前記複数の駆動ギアの内のひとつと噛合させられると共に前記出力シャフトと連結される制御ギアを更に含む、請求項１に記載の車両用４輪駆動装置。
前記変速機の前記変速ギアが、前記出力シャフト上に固定的に据え付けられた線形ギア、前記線形ギアの外面と噛合された複数の遊星ギア、前記複数の遊星ギアと噛合された内側噛合面を有すると共に前記駆動ギアと噛合された外側噛合面を有するリング・ギア、並びに、前記複数の遊星ギアを回転自在に支持する遊星ギア・キャリアを含み、
前記ブレーキング・ギアが、前記出力シャフト上に据え付けられた線形ギア、前記線形ギアの外周面と噛合された複数の第１遊星ギア、前記複数の第１遊星ギアと噛合された内周面を有する第１リング・ギア、前記第１リング・ギアの外周面と噛合された複数の第２遊星ギア、前記複数の第２遊星ギアと噛合された内側噛合面を有すると共に前記駆動ギアと噛合された外側噛合面とを有する第２リング・ギア、並びに、前記複数の第１遊星ギア及び第２遊星ギアを回転自在に支持する遊星ギア・キャリアとを含む、請求項７に記載の車両用４輪駆動装置。
前記変速機が、前記遊星ギア・キャリアの外周面と緊密に接触させられるパッドが結着された複数のブレーキ・ブロックを有する拘束手段、各ブレーキ・ブロックの前記遊星キャリアとの緊密な接触或は分離を為す複数の操作ロッド、前記操作ロッド各々を駆動する複数のシリンダー、並びに、油圧を前記シリンダーに供給する油圧供給装置を更に含む、請求項８に記載の車両用４輪駆動装置。