JP2612766B2

JP2612766B2 - ４輪駆動車の動力配分制御装置

Info

Publication number: JP2612766B2
Application number: JP27459589A
Authority: JP
Inventors: 利雄小林
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JPH03135836A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複合プラネタリギヤ式センターディファレ
ンシャル装置を備えた４輪駆動車において、前後輪への
動力配分制御装置に関し、詳しくは、センターディファ
レンシャル装置による前後輪の基準トルク配分比を複数
設けた方式の配分比切換制御系に関する。

〔従来の技術〕

一般に４輪駆動車の前後輪の基準トルク配分は、駆動
力が最大に発揮されるように加速時の重心移動を加味し
た動的重量配分により比例して設定される。このため、
フロントエンジン・フロントドライブ（FF）ベースでは
前輪トルクＴFと後輪トルクＴRとが、ＴF:TR≒50:50に
設定され、フロントエンジン・リヤドライブ（FR）ベー
スでは、ＴF:TR≒40:60に設定される。またセンターデ
ィファレンシャル装置は、これらの基準トルク配分の状
態により等分の場合はベベルギヤ式が、不等分の場合は
シンプルプラネタリギヤ式等が選択される。

ここでトルク配分が等分なセンターディファレンシャ
ル付４輪駆動車では、悪路での走破性が最大に発揮され
る。しかし、低μ路等の悪路で容易にスリップが発生
し、このスリップの発生を防止するためにセンターディ
ファレンシャル装置に差動制限機能を追加すると、この
差動制限機能が最大限に機能した場合、すなわち前後輪
が直結状態にとなった場合に４輪のスリップ発生条件が
ほぼ同一になり、高速旋回中のスリップ発生時には４輪
が同時にスリップして操縦困難に陥ることが考えられ
る。そこで、スリップ状態でも操縦安定性を確保するた
めに、シングルプラネタリギア式のセンターディファレ
ンシャル装置を使用し、後輪偏重に基準トルク配分を設
定する。これにより、常に後輪を先にスリップさせるこ
とにより、操舵輪である前輪の接地を確保し、操縦困難
に陥る前に運転者にスリップの発生を報知する。

そこで従来、上記プラネタリギヤ式センターディファ
レンシャル装置を備えた４輪駆動車に関しては、例えば
特開昭63−176728号公報の先行技術がある。ここで、シ
ンプルプラネタリギヤのセンターディファレンシャル装
置を有し、変速出力をキャリヤに入力し、サンギヤとリ
ングギヤの一方から前輪に、他方から後輪にそれぞれト
ルクを、サンギヤとリングギヤのピッチ円径の違いに応
じ不等配分して分配する。また、サンギヤ，リングギヤ
およびキャリアのいずれかの２つの要素の間に差動制限
用油圧多板クラッチを配設することが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものにあっては、シンプル
プラネタリギヤ式のセンターディファレンシャル装置で
あるため、基準トルク配分比はサンギヤとリングギヤと
の噛合いピッチ円径の比のみで決定され、これ以外の自
由度がない。また、変速機出力とリヤドライブ軸とが同
軸の駆動系に配置されると、サンギヤの内側に変速機出
力軸が挿通されるため、サンギヤのサイズ減少に限界が
ある。一方、リングギヤのサイズの増大はトランスファ
全体の大型化，車室内居住性の悪化を招いて限界があ
る。従って、サンギヤとリングギヤとの噛合いピッチ円
径比によるトルク配分比は、周囲に制約から設定範囲に
自由度がない。このため、後輪への駆動トルク配分を大
きくしたり、または前後輪のトルク配分を等配分に近く
設定することが難しい。更に、FFベースまたはFRベース
の４輪駆動のように前後輪重量配分の異なる種々の車両
に適応した場合に、後輪偏重のトルク配分に設定しにく
いため、トルク配分制御の効果を発揮できない。

更に、基準トルク配分を後輪側に大きく設定しにくい
ため、油圧多板クラッチによるトルク配分制御において
制御域が狭く、走破性，操縦性を適正化し難い等の問題
がある。

このことから、センターディファレンシャル装置では
周囲の制約を受けることなく、基準トルク配分の決定自
由度を増し、充分に後輪偏重の基準トルク配分比に設定
可能にすることが望まれる。また、後輪偏重の度合によ
りアンダーステアまたはオーバステア気味になり、安定
性，回頭性，操舵感等の性能が変化するが、基準トルク
配分比が１つの場合は１種類の設定しか得られず、種々
の路面や道路の状況，走行状態に対し最適化し難い。こ
のため、基準トルク配分比を複数設け、種々の走行条件
に対して適した性能を発揮することが望まれる。

ここで、複数の基準トルク配分比を得る構成として、
センターディファレンシャル装置の複数の出力要素を油
圧多板クラッチを介して伝動構成し、この油圧多板クラ
ッチを選択的に係合することで動力伝達すると共にトル
ク配分比切換えを同時に行うことが考えられ、油圧系の
構造の簡素化の点で好ましい。ところでかかる方式で
は、油圧多板クラッチ自体が動力伝達要素であるため、
切換時に２つのクラッチの一方に給油して他方を排油す
る際に、２つのクラッチ油圧が共に低い場合等ではセン
ターディファレンシャル装置が無負荷の中立状態になる
ことがある。この場合に、例えば前輪もしくは後輪が路
面摩擦係数の低い路面にあってアクセル踏込みが特に大
きいと、駆動力が著しく低下したり、エンジンの吹上り
等を招くため、かかる不都合を生じないように切換制御
する必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、複合プラネタリギヤ式センターディ
ファレンシャル装置により後輪偏重の基準トルク配分比
を複数設け、油圧多板クラッチで動力伝達およびトルク
配分比切換えするように組合わせ構成にした方式におい
て、センターディファレンシャル装置の中立状態が生じ
ないように切換制御することが可能な４輪駆動車の動力
配分制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の４輪駆動車の動力
配分制御装置は、入力側サンギヤ，一方の出力側のサン
ギヤを有し、これらサンギヤに、一体形成されたピニオ
ンをそれぞれ噛合せ、他方の出力側のキャリアで上記ピ
ニオンを軸支する複合プラネタリギヤ式センターディフ
ァレンシャル装置を備えた４輪駆動車において、上記セ
ンターディファレンシャル装置の一方の出力側の伝達要
素として互いに噛合うサンギヤとピニオンとを複数列設
け、上記複数列のサンギヤをそれぞれ個別の動力伝達モ
ード切換用油圧多板クラッチを介して出力軸に連結し、
上記動力伝達モード切換用の油圧多板クラッチの切換時
には、上記センターディファレンシャル装置を差動制限
状態に保って動力伝達モードを切換えるように構成する
ことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成に基づき、後輪偏重の基準トルク配分比を定
めると共に、差動機能を備える複合プラネタリギヤ式セ
ンターディファレンシャル装置において、一方の出力側
のサンギヤとピニオンの列を複数追加した簡単な構成
で、後輪偏重の基準トルク配分比が複数得られる。そこ
で、路面や道路の状況，走行状態等により各々の基準ト
ルク配分比を選択することで、回頭性，安定性，操縦
性，操舵感等を最適に発揮することが可能になる。また
動力伝達とトルク配分比切換用の複数の油圧多板クラッ
チは、切換時に例えば差動制御トルクの作用，クラッチ
給排油のタイミングでセンターディファレンシャル装置
を動力伝達状態に保つことで、中立状態が回避される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、本発明が適用される縦置きトランス
アクスル型の駆動系について述べると、トルクコンバー
タケース1,ディファレンシャルケース２の後部にトラン
スミッションケース３が接合し、トランスミッションケ
ース３の後部にトランスファケース4,インタミディエー
トケース６およびエクステンションケース７が順次接合
し、トランスミッションケース３の下部にはオイルパン
５が取付けられる。符号10はエンジンであり、このエン
ジン10のクランク軸11がトルクコンバータケース１内部
のロックアップクラッチ12を備えたトルクコンバータ13
に連結し、トルクコンバータ13からの入力軸14がトラン
スミッションケース３内部の自動変速機30に入力する。
自動変速機30からの出力軸15は入力軸14と同軸上に出力
し、この出力軸15がトランスファケース４内部のセンタ
ーディファレンシャル装置50に同軸上に連結する。トラ
ンスミッションケース３内部において入，出力軸14,15
に対しフロントドライブ軸16が平行配置され、このフロ
ントドライブ軸16の後端はセンターディファレンシャル
装置50に一対のリダクションギヤ17,18を介して連結
し、フロントドライブ軸16の前端はディファレンシャル
ケース２内部のフロントディファレンシャル装置19を介
して前輪に伝達構成される。

一方、センターディファレンシャル装置50の後部のイ
ンタミディエートケース６の内部には油圧多板クラッチ
装置70が設けられて、センターディファレンシャル装置
50の動作を切換制御して動力を出力し、更に差動制限作
用するようになっている。そしてこの油圧多板クラッチ
装置70からはリヤドライブ軸70が出力し、このリヤドラ
イブ軸20はプロペラ軸21,リヤディファレンシャル装置2
2等を介して後輪に伝動構成される。

自動変速機30は、フロントプラネタリギヤ31,リヤプ
ラネタリギヤ32を有し、これらのフロントプラネタリギ
ヤ31,リヤプラネタリギヤ32に対し、ハイクラチ33,リバ
ースクラッチ34,ブレーキバンド35,フォワードクラッチ
36,オーバランニングクラッチ37,ローアンドリバースク
ラッチ38,ワンウエイクラッチ39,40が設けられ、これら
を選択的に係合することで前進４段後進１段の変速段を
得る。また自動変速機30の前方には、オイルポンプ41が
トルクコンバータのインペラスリーブ13aとドライブ軸4
2とを連結して常に駆動するように設けられ、オイルパ
ン５にはコントロールバルブボデー43が収容される。そ
してコントロールバルブボデー43により上述の各摩擦要
素に給排油し、選択的に係合するようになっている。

第２図において、センターディファレンシャル装置50
と油圧多板クラッチ装置70の部分について述べる。

センターディファレンシャル装置50は、変速機出力軸
15の端部の内側に第１の中間軸51がブッシュ23,スラス
トワッシャ24を介して同軸上に嵌合し、第１の中間軸51
の後部の外側に第２の中間軸52がブッシュ23を介して同
軸上に嵌合して配置される。そして出力軸15には入力サ
ンギヤ53が、第1,第２の中間軸51,52には第1,第２のリ
ヤサンギヤ54,55が形成され、これら入力サンギヤ53と
第1,第２のリヤサンギヤ54,55とが一直線上に近接して
配列される。また、ピニオン部材56には第１ないし第３
のピニオン57ないし59が形成され、第１のピニオン57は
入力サンギヤ53に、第２のピニオン58は第１のリヤサン
ギヤ54に、第３のピニオン59は第２のリヤサンギヤ55に
それぞれ噛合い、３列噛合い構造になっている。

一方、リダクションギヤ17は、変速機出力軸15の入力
サンギヤ53の直前方にブッシュ23,スラストベアリング2
5を介して回転自在に嵌合し、これらリダクションギヤ1
7,変速機出力軸15が、トランスミッションケース３に対
しボールベアリング26で指示される。そこでキャリア60
が、このリダクションギヤ17に一体化してピニオン領域
に装架され、キャリア60の後端の指示プレート61は、ベ
アリング27を介して第２の中間軸52に嵌合すると共に、
トランスファケース４に対しボールベアリング26で指示
されている。そしてキャリヤ60と一体のリダクションギ
ヤ17と指示プレート61との間に、ピニオン軸62が両持ち
で取付けられ、このピニオン軸62にピニオン部材56がニ
ードルベアリング28を介して回転自在に嵌合する。こう
してリングギヤが無く、リヤ側に２組のギヤ列を有する
複合プラネタリギヤを成す。

次いで、油圧多板クラッチ装置70について述べると、
インタミディエートケース６の内部に基準トルク配分比
切換用の２組の第1,第２の油圧多板クラッチ71,72と差
動制限用の第３の油圧多板クラッチ73とが収容設置され
ている。第１の油圧多板クラッチ71は、第１中間軸51と
それに同軸上に回転自在に嵌合するリヤドライブ軸20と
の間に介設されるものであり、ドラム71aがインタミデ
ィエートケース６の中心のボス部6aに回転自在に嵌合
し、リヤドライブ軸20のフランジ部20aにスプライン結
合して設置され、ハブ71bが第１中間軸51にスプライン
結合され、これらドラム71aとハブ71bとの間にドライブ
プレートとドリブンプレートからなる摩擦係合プレート
71cが配置される。ドラム71aの内部には油圧室71bとピ
ストン71eとが設けられ、このピストン71eにより上記摩
擦係合プレート71cを一体的にする係合することで、２
列目の第２ピニオン58,第２のリヤサンギヤ54から分割
動力を出力するようになっている。

第２の油圧多板クラッチ72は、第２中間軸52とリヤド
ライブ軸20との間に介設されており、上述の第１の油圧
多板クラッチ71の前方でドラム72aが第２の中間軸52に
一体結合され、ハブ72bがリヤドライブ軸20と一体の上
記第１の油圧多板クラッチ71のドラム71aに連結され、
両者の間にドライブプレートとドリブンプレートからな
る摩擦係合プレート72cが配置される。そしてドラム72a
内部に設けられる油圧室72dのピストン72eで上記摩擦係
合プレート72cを一体的に係合し、３列目の第３のピニ
オン59,第２のリヤサンギヤ55から分割動力を出力する
ようになっている。

第３の油圧多板クラッチ73は、キャリヤ60とリヤドラ
イブ軸20との間に介設されており、ドラム73aがキャリ
ヤ60の指示プレート61に結合し、上記第１の油圧多板ク
ラッチ71のドラム71aの外側に延設されている。ここ
で、ドラム71aはハブを兼ねており、これらドラム73aと
71aとの間にドライブプレートとドリブンプレートから
なる摩擦係合プレート73cが配置される。また、インタ
ミディエートケース６の段部6bに油圧室73dとピストン7
3eとが設けられ、ピストン73eにはリレーズベアリング7
3fを介して押圧プレート73gが取付けられ、押圧プレー
ト73gで上記摩擦係合プレート73cを所定量係合して差動
制限トルクが生じ、この差動制限トルクをバイパスして
タイヤのグリップ限界を越えた駆動輪側からスリップの
生じていない駆動輪側に移動するようになっている。

なお、第２の中間軸52の両側，ハブ71b,リヤドライブ
軸20のフランジ部20a,ボス部6aの間にはスラストベアリ
グ25が設けられて、構成部材を回転自在に軸承してい
る。

潤滑系として、変速機出力軸15,第１の中間軸51の途
中に油路15a,51aが連通して設けられ、トランスミッシ
ョンケース３の油路3aに孔15bを介して連通している。
そして油路51aから孔51bを介してスラストベアリング2
5,1列目のギヤ噛合部等に給油し、孔51cを介してブッシ
ュ23およびスラストベアリング25,2列目および３列目の
ギヤ噛合部等に給油している。

油圧制御系として、第１の油圧多板クラッチ71の油圧
室71dへの油路78がインタミディエートケース６のボス
部6aに設けられる。また、第２の油圧多板クラッチ72の
油圧室72dへの油路79がインタミディエートケース６か
らリヤドライブ軸20,第１の中間軸51の内部を通って設
けられ、第３の油圧多板クラッチ73の油圧室73dへの油
路82がインタミディエートケース６に連設されている。

ここで、第３図の略図を用いてセンターディファレン
シャル装置50のトルク配分について述べる。先ず、入力
サンギヤ53の入力トルクTi、その噛合いピッチ半径r
s₁、キャリヤ60の前輪トルクＴF₁,TF_２、第1,第2,第３
のピニオン57,58,59の噛合いピッチ半径rp₁,rp₂,rp₃、
第１のリヤサンギヤ54の後輪トルクＴR₁,その噛合いピ
ッチ半径rs₂、第２のリヤサンギヤ55の後輪トルクＴ
R_２、その噛合いピッチ半径rs₃とすると、 Ti＝ＴF_１＋ＴR_１（１） Ti＝ＴF_２＋ＴR_２（２） rs₁＋rp₁＝rs₂＋rp₂ ＝rs₃＋rp₃ （３）が成立する。

また１列目の入力サンギヤ53と第１のピニオン57との
噛合い点に作用する接線荷重Ｐは、キャリヤ60に作用す
る前輪トルクＴF_１の接線荷重P₁と２列目の第１のリヤ
サンギヤ54と第２のピニオン58との噛合い点に作用する
接線荷重P₂との和に等しい。更に、接線荷重Ｐは、キャ
リヤ60に作用する前輪トルクＴF_２の接線荷重P₃と３列
目の第２のリヤサンギヤ55と第３のピニオン59との噛合
い点に作用する接線荷重P₄との和に等しい。従って、次
式が成立する。

P＝Ti/rs₁ P₁＝ＴF₁/（rs₁＋rp₁） P₂＝ＴR₁/rs₂ P₃＝ＴF₂/（rs₁＋rp₁） P₄＝ＴR₂/rs₃ Ti/rs₁＝｛ＴF₁/（rs₁＋rp₁）｝＋ＴR₁/rs₂ （４） Ti/rs₁＝｛ＴF₂/（rs₁＋rp₁）｝＋ＴR₂/rs₃ （５）（１）〜（３）式を（４），（５）式に代入して整理
すると、以下のようになる。

ＴF_１＝（１−rp₁・rs₂/rs₁・rp₂）×Ti ＴR_１＝（rp₁・rs₂/rs₁・rp₂）×Ti ＴF_２＝（１−rp₁・rs₃/rs₁・rp₃）×Ti ＴR_２＝（rp₁・rs₃/rs₁・rp₃）×Ti このことから、２種類の基準トルク配分ＴF₁:TR₁,T
F₂:TR_２が得られる。そして入力サンギヤ53,第1,第２の
リヤサンギヤ54,55と第１ないし第３のピニオン57ない
し59との噛合いピッチ半径を選択することで、２つの基
準トルク配分比を自由に設定し得ることがわかる。

ここで、例えばrs₁＝22.8mm,rp₁＝17.1mm,rp₂＝21.8m
m,rs₂＝18.1mm,rp₃＝19.95mm,rs₃＝19.95mmにすると、ＴF_１＝0.38Ti,TR_１≒0.62Ti ＴF_２＝0.25Ti,TR_２＝0.75Ti になる。従って、前後輪の２つの基準トルク配分比は、
ＴF₁:TR_１≒38:62,TF₂:TR_２＝25:75になり、２つ共に充
分に後輪偏重で、第２のトルク配分比の場合はFRに非常
に近いトルク配分である。

第４図において、油圧制御系および電子制御系につい
て述べる。

符号41はオイルポンプであり、このオイルポンプ41の
吐出圧がレギュレータ弁75で調圧されてライン圧が生
じ、このライン圧が自動偏素機の図示しない油圧制御装
置に用いられる。ライン圧油路76は、切換弁77に連通
し、切換弁77から油路78,79を介して第1,第２の油圧多
板クラッチ71,72の油圧室71d,72dに連通する。符号77は
切換弁であり、ソレノイド77aに切換スイッチ80が接続
してあって、切換スイッチ80のオン・オフで切換弁77を
第1,第２の油圧多板クラッチ71,72の一方に給油し、他
方をドレンするように切換動作する構成である。

またライン圧油路76は、クラッチ制御弁81,油路82を
介して第３の油圧多板クラッチ73の油圧室73dに連通
し、更にパイロット弁83を介してデューティソレノイド
弁84に連通する。そしてデューティソレノイド弁84のデ
ューティ圧が、油路85によりクラッチ制御弁81の制御側
に導かれて、第３の油圧多板クラッチ73の差動制限トル
クを可変に制御するようになっている。

一方、制御ユニット90の入力信号として、少なくとも
前輪回転数センサ91,後輪回転数センサ92,舵角センサ93
を有する。前輪回転数センサ91の前輪回転数N_F,後輪回
転数センサ92の後輪回転数N_Rはスリップ率算出部94に入
力するが、T_F＜T_Rの基準トルク配分で常に後輪が先にス
リップすることから、スリップ率Ｓが、Ｓ＝ＮF/NR（Ｓ
＞０）により算出される。このスリップ率Ｓと舵角セン
サ93の舵角ψとは差動制限トルク設定部95に入力し、マ
ップ設定部96のマップから差動制限トルクTcを検索す
る。ここで、Ｓ≧１のノンスリップでは差動制限トルク
Tcは低い値に設定してあり、Ｓ＜１のスリップ状態でス
リップ率Ｓの減少に応じて差動制限トルクTcを増大し、
設定値ＳI以下ではTmaxに定める。また、舵角ψの増大
に応じ差動制限トルクTcを減少してタイトコーナブレー
キング現象を回避する。この差動制限トルクTcは、デュ
ーティ変換部97に入力してデューティ比Ｄに変換され、
このデューティ信号がデューティソレノイド弁84に出力
するものである。

更に、第1,第２の油圧多板クラッチ71,72の切換制御
において、センターディファレンシャル装置50の中立防
止対策について述べる。これは、第３の油圧多板クラッ
チ73の差動制限トルクによるディファレンシャルロック
機能を利用したものであり、切換スイッチ80の切換信号
が、制御ユニット90の差動制限トルク設定部95に入力す
るように回路構成される。そして切換信号が入力した場
合は、所定の時間だけ一時的に差動制限トルクが生じる
ように定めるようになっている。

次いで、かかる構成の４輪駆動車の作用を、第５図の
特性図を用いて述べる。

先ず、エンジン10の動力はトルクコンバータ13,入力
軸14を介して自動変速機30に入力し、自動変速された動
力が変速機出力軸15からセンターディファレンシャル装
置50の入力サンギヤ53に入力する。

ここで、市街地等で安定した走行性能を得る場合は、
切換スイッチ80の操作で切換弁77により第１の油圧多板
クラッチ71に給油して一体的に係合する。すると、セン
ターディファレンシャル装置50の第１のリヤサンギヤ54
が第１の中間軸51,第１の油圧多板クラッチ71を介して
リヤドライブ軸20に連結し、第１のリヤサンギヤ54から
の動力が後輪側に取出されて、第１の基準トルク配分比
をもつモードになる。この第１のモードでは、センター
ディファレンシャル装置50の１列目と２列目の第1,第２
のリヤサンギヤ54,55と第1,第２のピニオン57,58との歯
車諸元により基準トルク配分がＴF₁:TR_１≒36:62に設定
されていることで、変速動力の38％がキャリヤ60に、そ
の62％が第１のリヤサンギヤ54に分配して出力される。
そしてキャリヤ60の動力は、リダクションギヤ17,18,フ
ロントドライブ軸16,フロントディファレンシャル装置1
9等を介して前輪に伝達し、第１のリヤサンギヤ54の動
力は、第１の中間軸51,第１の油圧多板クラッチ71,リヤ
ドライブ軸20,プロペラ軸21,リヤディファレンシャル装
置22等を介して後輪に伝達して、４輪駆動走行する。

一方このとき、前，後輪回転数ＮF,NRおよび舵角ψの
信号が制御ユニット90に入力し、スリップ率算出部94で
スリップ率Ｓが算出されている。そこで乾燥路面でＳ≧
１のノンスリップ状態では、差動制限トルク設定部95で
Tcが低い値に設定され、デューティ比変換部97から例え
ばデューティ比100％の信号がデューティソレノイド弁8
4へ出力する。このためデューティ圧が零になって、ク
ラッチ制御弁81は、油路76を閉じて第３の油圧多板クラ
ッチ73をドレンするように動作するのであり、これによ
り第３の油圧多板クラッチ73は解放されて差動制限トル
クが零になり、上述のセンターディファレンシャル装置
50をフリーにする。

従って前後輪のトルク配分は、第５図の点P₁のように
上述の基準トルク配分ＴF₁,TR_１と同一になる。このト
ルク配分では後輪偏重であるが、前輪寄りであり、アン
ダーテスア気味になって安定性を備えた操縦性等を有す
る。また旋回時には、センターディファレンシャル装置
50が前後輪の回転数差に応じてピニオン部材56を自転，
公転させて回転数差を完全に吸収することになり、自由
に旋回することが可能になる。

次いで、滑り易い路面走行時には、後輪偏重のトルク
配分により常に後輪が先にスリップし、制御ユニット90
のスリップ率算出部94でスリップ状態に応じたスリップ
率S₁（Ｓ＜１）が算出される。そしてこのスリップ率S₁
に応じた差動制限トルクTc₁のデューティ信号がデュー
ティソレノイド弁84に出力してクラッチ制御弁81を動作
することで、第３の油圧多板クラッチ73はライン圧を調
圧した油圧が供給されて所定の差動制限トルクTc₁が生
じる。そこで、センターディファレンシャル装置50で、
２つの出力要素のキャリヤ60と第１のリヤサンギヤ54と
一体のリヤドライブ軸20との間に第３の油圧多板クラッ
チ73を経由した伝動系路がバイパスして形成されること
になり、高回転側のリヤドライブ軸20から差動制限トル
クTc₁分だけ低回転側のキャリヤ60にトルクがバイパス
して伝動される。これによりトルク配分は、第５図の制
限ラインｌに沿って前輪寄りに変化し、後輪トルクは減
じてスリップを生じなくなり、走破性を増大すると共に
操縦性も良好に保つ。

そして上述のスリップ率Ｓが設定値ＳI以下になる
と、第３の油圧多板クラッチ73の油圧と共に差動制限ト
ルクが最大になって、センターディファレンシャル装置
50のキャリヤ60と第１のリヤサンギヤ54とを直結する。
このためセンターディファレンシャル装置50はディファ
レンシャルロックされ、第５図の点P₂のように前後輪の
軸重配分に相当したトルク配分の直結式４輪駆動走行に
なり、走破性が最大に発揮される。こうしてスリップ状
態に応じ、後輪偏重のトルク配分と直結式の４輪駆動と
の間でトルク配分が可変に制御されるのである。

次いで、山谷部等で回頭性，操縦性，操舵感を重視し
た性能を得る場合は、スイッチ操作で切換弁77により第
２の油圧多板クラッチ72を供給して係合するように切換
える。すると今度は、センターディファレンシャル装置
50の第２のリヤサンギヤ55が第２の中間軸52,第２と油
圧多板クラッチ72,ドラム71aを介してリヤドライブ軸20
に連結して、第２のモードになる。この第２の基準トル
ク配分比をもつモードでは、センターディファレンシャ
ル装置50の２列目の第２のリヤサンギヤ55と第３のピニ
オン59との歯車諸元により基準トルク配分がＴF₂:TR_２
＝25:75に設定されることで、第５図の点Ｐ′_１のよう
に後輪偏重で更にFRに近いものになる。従ってこの場合
は、オーバステア気味になり、回頭性，操縦性，操舵感
が良好なスポーティな性能を発揮する。

一方、かかる第２のモードでは後輪スリップが生じ易
くなるが、上述と同様にスリップ状態に応じて電子的に
第３の油圧多板クラッチ73で差動制限トルクTcが生じ
る。そしてこの差動制限トルクTcが第５図の制御ライン
ｌ′に沿い前輪にトルクバイパスし、点P₂の直結式４輪
駆動の間でトルク配分制御され、同様に後輪スリップを
防止して走破性を確保する。

また、上述の第1,第２の油圧多板クラッチ71,72によ
る基準トルク配分比切換時には、第６図のように第１と
油圧多板クラッチ71と油圧P₁が排油により低下し、第２
の油圧多板クラッチ72の油圧P₂は給油により徐々に上昇
し、解放と係合のタイムラグが生じる。ところでこの
時、切換スイッチ80の切換信号が制御ユニット90の差動
制限トルク設定部95に入力し、所定の時間ｔだけ第３の
油圧多板クラッチ73に所定の差動制限トルクTcが生じる
ように動作する。このためセンターディファレンシャル
装置50は、差動制限トルクTcにより前後輪間を一時的に
直結もしくはすべり状態にして動力伝達状態を確保し、
この間に第２の油圧多板クラッチ72が確実に係合する。
そして所定の時間ｔが経過して差動制限トルクTcが元に
戻る際に、差動制限が解除して第２と油圧多板クラッチ
72の係合による第２のモードに実質的に移行するのであ
り、こうしたセンターディファレンシャル装置50が中立
状態になることが防止される。

一方、第２のモードから第１のモードへの切換時にも
同様に前後輪間を一時的にディファレンシャルロックも
しくはすべり状態にすることは勿論である。

第７図において、本発明の他の実施例について述べ
る。これは、第1,第２の油圧多板クラッチ71,72の回路
で自動的に係合タイミングをとる方法であり、第1,第２
の油圧多板クラッチ71,72の油路78,79に、チェック弁10
0a,101aとオリフィス100b,101bとが並設される。これに
より上述の切換時に、油路79のチェック弁101aは閉じて
迅速に供給され、油路78ではチェック弁100aが閉じオリ
フィス100bで徐々に排油されるのであり、こうして油圧
P₁は、第６図の破線のように遅延して低下する。

従ってこの実施例では、第１のモードが若干伸び、同
時にセンターディファレンシャル装置50の動力伝達状態
を保って第２とモードに切換わる。

以上、本発明の実施例について述べたが、第１と第２
モードの自動切換えの場合にも同様に適用できる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、複合プラネタリギヤ式センターディファレンシャル装
置を備えた４輪駆動車において、後輪偏重の基準トルク
配分比をもつのモードが複数設けられるため、路面や道
路の状況，走行状態等に対し最適な性能を発揮すること
ができ、安定性，回頭性，操縦性，操舵感等も向上す
る。

さらに、複合プラネタリギヤの構成を利用して油圧多
板クラッチを組合わせた構成であるから、コンパクトな
構造で充分に後輪偏重の複数のモードを得ることができ
る。

また、第1,第２の各モードにおいてスリップ状態が応
じて差動制限機能を可変に制御する機構が付加されるた
め、スリップ防止等を適切に行い得る。

さらにまた、第1,第２の油圧多板クラッチはトルク伝
達と基準トルク配分比切換えとを兼用するように構成さ
れているので、構造が簡単になる。

またさらに、２つの油圧多板クラッチの給排油による
基準トルク配分比切換時には、差動制限，係合タイミン
グによりセンターディファレンシャル装置を動力伝達状
態に保持するので、駆動力低下，エンジンの吹上り等を
確実に防止し得る。

そして、差動制限トルクを作用する方法では、一旦デ
ィファレンシャルロックもしくはすべり状態にした後に
モード切換えされるので、トルクが前後に流れて駆動力
変化が緩和され、切換ショックも少なくて好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の４輪駆動車の動力配分制御装置の実施
例を示すスケルトン図、第２図はセンターディファレンシャル装置と油圧多板ク
ラッチ装置の部分の拡大断面図、第３図はトルク配分状態を説明する略図、第４図は油圧制御と電子制御の回路図、第５図はトルク配分制御の特性図、第６図はモード切換時のクラッチ油圧と差動制限トルク
を示すタイムチャート図、第７図は油圧制御系の他の実施例を示す回路図である。 20……リヤドライブ軸、50……センターディファレンシ
ャル装置、53……入力サンギヤ、54,55……第1,第２の
リヤサンギヤ、57〜59……第１〜第３のピニオン、60…
…キャリヤ、70……油圧多板クラッチ装置、71〜73……
第１〜第３の油圧多板クラッチ、77……切換弁、84……
デューティソレノイド弁、90……制御ユニット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力側サンギヤ，一方の出力側のサンギヤ
を有し、これらサンギヤに、一体形成されたピニオンを
それぞれ噛合せ、他方の出力側のキャリアで上記ピニオ
ンを軸支する複合プラネタリギヤ式センターディファレ
ンシャル装置を備えた４輪駆動車において、上記センターディファレンシャル装置の一方の出力側の
伝達要素として互いに噛合うサンギヤとピニオンとを複
数列設け、上記複数列のサンギヤをそれぞれ個別の動力
伝達モード切換用油圧多板クラッチを介して出力軸に連
結し、上記動力伝達モード切換用の油圧多板クラッチの切換時
には、上記センターディファレンシャル装置を差動制限
状態に保って動力伝達モードを切換えるように構成する
ことを特徴とする４輪駆動車の動力配分制御装置。
【請求項２】一方の出力側のキャリアと上記他方の出力
軸の間に差動制限用油圧多板クラッチをバイパスして設
け、動力伝達モード切換時には上記差動制限用油圧多板
クラッチを締結状態にすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の４輪駆動車の動力配分制御装置。
【請求項３】複数列のサンギヤは少なくとも第１のサン
ギヤと第２のサンギヤを有し、少なくともそれぞれを出
力軸に連結する第１の動力伝達モード切換用油圧多板ク
ラッチと、第２の動力伝達モード切換用油圧多板クラッ
チとを備え、動力伝達モード切換時には一時的に上記第
１の動力伝達モード切換用油圧多板クラッチと上記第２
の動力伝達モード切換用油圧多板クラッチの両方が締結
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の４
輪駆動車の動力配分制御装置。