JPH0288326A - 差動装置用トルク配分制御装置 - 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４輪駆動車等に搭載される差動装置に付設する
トルク配分制御装置に関する。

（従来の技術） 差動装置は、車両の旋回運動の際に、左・右車輪若しく
は前・後車輪相互の回転速度に差をつけて、円滑な旋回
を為さしめる周知の装置である。

左右の駆動車輪間に差動装置を介設した場合を例に以下
説明する。

差動装置は、左右の駆動車輪に常に等しいトルクを伝達
することを特徴とし、車両がぬかるみ、砂地、凍結路な
ど路面摩擦係数の小さい路面で片方の車輪が空転すると
、両輪の駆動が出来なくなり結果、ぬかるみなどから脱
出不能となる場合がある。

このような差動装置の欠点を解消するものに差動制限装
置や特開昭６２−２０３８２６号公報に示されるトルク
配分制御装置などが知られている。

特開昭６２−２０３８２６号の装置は、４輪駆動車のセ
ンターデフ装置にバイパスして設けたトルク配分装置で
あり、このトルク分配装置はセンターデフ装置の一方の
サイドギヤ側に第１の変速ギヤを、他方のサイドギヤ側
にそれよりギヤ比の大きい及び小さい第２及び第３の変
速ギヤをそれぞれ設け、第２．第３の変速ギヤのドリブ
ン側にはいずれか一方を選択する切換クラッチを設け、
第１の変速ギヤのドリブン側と切換クラッチを伝達トル
ク可変の油圧クラッチで連結して成る。

この構成により、前後輪の一方又は他方のトルク配分を
多くすると共に、その配分比を連続的に変化させて車両
の操縦性と安定性とを任意に向上せしめる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記トルク配分装置は、第１・第２・第
３の変速ギヤと切換クラッチと油圧クラッチとから成り
、装置は複雑である。

更に、油圧クラッチは円板状のクラッチディスクを内蔵
する為に大径になり、トルク配分装置を大型にする。

近年の車両のコンパクト化及び操縦性向上化にともない
、より簡単で小型のトルク配分装置が切望されている。

（課題を解決するための手段） この要望に応えるべく本発明は、差動装置に並設された
減速、等速及び増速が可能な無段変速機構と、前記差動
装置の第１の出力軸と前記無段変速機構の第１の伝動軸
とを連結する第１の連結手段と、前記差動装置の第２の
出力軸と前記無段変速機構の第２の伝動軸とを連結する
第２の連結手段とから差動装置用トルク配分制御装置を
構成する。

（作用） 車両の運動状態に応じて無段変速機構の変速比を変化さ
せ、第１・第２の出力軸の回転比に追従させる。

一方の車輪が空転し、これに係る出力軸が高速回転しよ
うとすると、その軸に係る連結手段を介して無断変速機
構が制動作用を為し、この制限トルクを他方出力軸へ伝
達して、出力軸トルクの減少を防止する。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るトルク配分１Ｊ御装置の原理図、
第２図は油圧式無段変速機の構成図である。

図中１は機械式差動装置であり、２はデフケース、３は
ビニオン、４，５はサイドギヤ、６は第１の出力軸、７
は第２の出力軸、８は動力伝達軸である。

図示しないエンジンから駆動力はトランスミッションで
変速されて動力伝達軸８、ギヤ９，１０を介してデフケ
ース２に入力され、ビニオン３から各サイドギヤ４，５
を介して第１・第２の出力軸６．７に分配され、図示し
ない車輪が駆動される。

以上に述べた機械式差動装置１に次に述べるトルク配分
制御装置１１が付設されている。

トルク配分制御装置１１は前記第１・第２の出力軸６．
７と平行に配置された無段変速機構２０（以下ＣＶＴと
記す）と、ＣＶＴの第１の伝動軸２４と前記第１の出力
軸６とを連結する第１の連結手段１２と、ＣＶＴの第２
の伝動軸２６と前記第２の出力軸７とを連結する第２の
連結手段１３とからなる。

第１の連結手段１２は例えば１対のギヤ１２ａとギヤ１
２ｂとから構成され、第２の連結手段１３は同様に１対
のギヤ１３ａとギヤ１３ｂとから構成される。

ＣＶＴ２０の構成を第２図にて詳述すると、２１および
２２は油圧ポンプおよびモータで、ポンプシリンダ２３
の前端に第１の伝動軸２４を連結し、モータシリンダ２
５の後端に第２の伝動軸２６を連設する。モータシリン
ダ２５は、固定機枠２８ａにベアリング２９ａ、２９ｂ
、３０ａ。

３０ｂを介して支持され、その内部が中空になっており
、そこにポンプシリンダ２３が同心的に配設され、その
後面はモータシリンダ２５に固設した分配盤３１の前面
と接して相対回転し得るようになっている。ポンプおよ
びモータシリンダ２３．２５は、それらの円周方向等間
隔に配置されてそれらの軸線と平行に滑動し得る多数の
ポンプおよびモータプランジャ３２．３３をそれぞれ有
し、ポンププランジャ３２の外端は、ポンプシリンダ２
３の軸線に対して一定角度傾斜したポンプ斜板３４に連
接され、その斜板はモータシリンダ２５の内壁にスラス
トおよびラジアルベアリング３５．３６を介して回転自
在に支承される。

同線にモータプランジャ３３の外端もモータ斜板３７に
連接され、その斜板は、図示しない固定機枠に耳軸３８
を介して枢支される傾動板３９にスラストおよびラジア
ルベアリング４０．４１を介して回転自在に支承され、
したがってモータ斜板３７の傾斜角は傾斜板３９を適宜
傾動することにより調節することができる。前記耳軸３
８は傾動板３９の両体制に一対備えられている。

前記傾動板３９には、油圧シリンダ４２のピストンロッ
ド４２ａが係合している。ピストンロッド４２ａ先端に
固設したホーク状部材４２ｂに傾斜板３９の端部３９ａ
が嵌合し、油圧シリンダ４２の進退動作によって、傾斜
板３９は揺動する。

従って、コントローラ４３で油圧ユニット４２ｃを制御
し、油圧シリンダ４２を後退限に置いて、傾動板３９し
たがってモータ斜板３７を最大傾斜角の位置に保持して
いる場合、第１の連結手段１２により第１の伝動軸２４
を駆動してポンプシリンダ２３を回転すれば、ポンププ
ランジャ３２はポンプ斜板３４上を旋回することにより
往復動を生じ、その際ポンププランジャ３２の吐出行程
により発生した油圧は分配盤３１を経て膨張行程のモー
タプランジャ３３の油室へ流入して、そのそ−タブラン
ジャ３３に前方への推力を与える。

一方、排出行程のモータプランジャ３３により排出され
る油は分配盤３１を介して吸入行程のポンププランジャ
３２の油室に還流する。

而してモータプランジャ３３の推力はモータ斜板３７に
より、その表面に垂直な力と平行な力とに分解され、後
者の力がモータシリンダ２５に回転トルクとして作用し
、その回転トルクは油圧モータ２２の出力として第２の
伝動軸２６から取出される。

モしてモータ斜板３７の図示の最大傾斜時にモータプラ
ンジャ３３の滑動ストロークが最大となって第２の伝動
軸２６の回転トルクは最大、回転数は最小となり、そ−
夕斜板３７の最小傾斜時、すなわち起立時にモータプラ
ンジャ３３の滑動ストロークが零となって第２の伝動軸
２６の回転トルクおよび回転数は第１の伝動軸２４のそ
れと同じになり、したがって変速比が１：１となる。

更に、油圧シリンダ４２を前進し、傾動板３９を図示Ａ
の位置に傾動させた場合、今度は第２の伝動軸２６の回
転トルクは最小、回転数は最大となる。

以上に述べた如く、ＣＶＴ２０は第１の伝動軸２４から
第２の伝動軸２６へ減速、等速、増速を任意に為せる。

そして、この作用は第２の伝動軸２６から第１の伝動軸
へは増速、等速、減速に作用する。

偽って、ＣＶＴ２０は第１・第２の伝動軸２４．２６の
一方を入力軸、他方を出力軸として、増速、等速、増速
、即ち変速を自由に為せる。

尚、本例の油圧式ＣＶＴ２０は要は油圧ポンプ２１と油
圧モータ２２を油路を介して連結するだけの構造でよく
、第１・第２の伝動軸２４．２６を直線上に配列し、油
圧ポンプ、モータ２１゜２２を円周上に配列できるので
、小形、小慣性、取付自由１犬などの利点を有する。

以上に述べたＣＶＴ２０を第１・第２の連結手段１２．
１３にて連結した差動装置１の作用を以下に説明する。

エンジンからの駆動力は動力伝達軸８、ギヤ９．１０を
介してデフケース２に入力され、ビニオン３から各サイ
ドギヤ４．５を介して第１・第２の出力軸６，７に分配
され、図示しない車輪に伝達される。

両車輪の負荷条件が同一であれば、動力伝達軸８のトル
ク７０％回転数Ｗ０、第１の出力軸６のトルフッ１％回
転数Ｗｌ、第２の出力軸７のトルクＴ２、回転数Ｗ、と
して次の関係が成立する。

Ｔ　＋　＝　７２　＝　１／２　Ｔ　。

１／２（ｗ、　＋ｗ２）＝ｗ０ 次に、第２の出力軸７に係る車輪のみが空転状態となっ
た場合を考える。

第１図において、まず同図中のトルク配分制御装置１１
を除外して説明すると、空転状態にある第２の出力軸７
には同軸を支承している軸受（図示せず）の摩擦トルク
のみが作用し、このトルクは掻く小さくなる。

一方、接地車輪に係る第１の出力軸６の接地抵抗は充分
に大きい。

第１の出力軸６のサイドギヤ４に噛合するビニオン３，
３は、前記第２の出力軸７のトルクが小さい為に、所謂
自転し、結果ビニオン３．３がサイドギヤ４上を転勤す
るので、第１の出力軸６と第２の出力軸７の作用トルク
が同じトルクとなる。

よって、エンジンからの駆動トルクを有効に活用するこ
とが出来なくなる。

この不具合を解消すべく、本発明はトルク配分制御装置
を第３図に示すように作動させる。

第３図（ａ）はハンドルを中立にした状態で右輪が空転
した場合を示し、この場合には先に説明したように、第
２の出力軸７に作用する負荷トルクＴＩＯは小さく、第
１の出力軸６にはこれと同一の負荷トルクＴＩＯが作用
し、結果、動力伝達軸８は小さなトルク２×Ｔ１゜とな
る。この際に第２の出力軸７の回転数Ｗ、は第１の出力
軸６の回転数ｗ、より過大である。

一方、第３図（ｂ）にトルク配分制御装置１１を示し、
その傾斜板３９を油圧シリンダの作用で中立に保ち、第
１の伝動軸２４と第２の伝動軸２６とを等速の関係にし
たものである。

上記等速状態としたトルク配分制御装置１１を、第３図
（Ｃ）に示すように差動装置１に連結すると、高速に回
転しようとする第２の出力軸７は第２の連結手段１３を
介してＣＶＴ２０により制動され、このＣＶＴ２０を駆
動すべく負荷トルクを発生させる。

この発生した大きな負荷トルクＴ２゜はＣＶＴ２０、第
１の伝動軸２４及び第１の連結手段１２を介して第１の
出力軸６に伝わり、第１に出力軸６のトルクを増加させ
る。

結果、第１の出力軸６の回転数Ｗ、と第２の出力軸７の
回転数Ｗ、はごく接近し、且つ第１・第２の出力軸６．
７のトルクを大きなトルクＴ２゜にし、もって動力伝達
軸８のトルクを２×Ｔ２゜とじ、エンジンの出力を効果
的に作用させることができる。

第３図（ｄ）は左旋回中のトルク配分制御装置を示し、
左旋回において、旋回半径の大小によってＷ、＜Ｗ２の
関係を保って滑らかな旋回を為さしめる。

その為に、ハンドル舵角θを入力したコントローラ４３
は油圧シリンダ４２のピストンロッド４２ａを前進させ
、傾斜板３９を傾けてＣＶＴ２０を変速させる。ＣＶＴ
２０は第１の伝動軸２４の回転数をＷｌに、第２の伝動
軸２６の回転数をｗ２になるように、コントローラ４３
の作用にて、増速状態に保ち、滑らかな旋回を為さしめ
る。

そして、この左旋回中に、一方の車輪が空転することが
あれば、即ちにトルク配分制御装置１１が空転側の車軸
に制動トルクを作用し、所望の回転数Ｗｌ、Ｗ３を保つ
ように補正する。

第３図（ｅ）は右旋回図中のトルク配分制御装置を示し
、第３図（ｄ）で述べたと同様の作用でｗ、＞ｗ２の関
係を保つように制御する。

以上に述べたように、本実施例によれば直進、左・右旋
回にかかわらず、両輪に所望のトルクを伝達できる。

第４図は、粘性カップリング式差動装置１ａにトルク分
配制御装置１１を付設した例、また第５図は油圧クラッ
チ式差動装置１ｂにトルク分配制御装置１１を付設した
例を示す。

尚、第１・第２の連結手段１２．１３はギヤセットに限
らず、例えばチェーン・スプロケットベルト・プーリな
とでもよい。

また、ＣＶＴ２０は油圧式ＣＶＴに限らず摩擦車式、■
ベルト式、チェーン式、伝動式ＣＶＴに替えても良い。

（発明の効果） 以上に述べた如く、本発明はトルク配分装置をＣＶＴと
第１・第２の連結手段とで構成したので、装置は簡単に
なり、且つ円滑な変速でトルクの配分が容易に実施でき
、もって車両のコンパクト化及び操縦性の向上を図れる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトルク配分制御装置の原理図、第
２図は油圧式無段変速機の構成図、第３図（ａ）〜（ｅ
）は作用図、第４図、第５図は別実施例を示す原理図で
ある。 尚、図面中、１は差動装置、６は差動装置の第１の出力
軸、７は同第２の出力軸、１２は第１の連結手段、１３
は第２の連結手段、２０は無段変速機構（略称ＣＶＴ）
、２４は同第１の伝動軸、２６は同第２の伝動軸である
。 第１ 図 （Ｃ） 第３図 （ａ） （ｂ） （ｅ） ４Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　差動装置に並設された減速、等速及び増速が可能な無
   段変速機構と、 前記差動装置の第１の出力軸と前記無段変速機構の第１
   の伝動軸とを連結する第１の連結手段と、 前記差動装置の第２の出力軸と前記無段変速機構の第２
   の伝動軸とを連結する第２の連結手段とからなり、 前記第１の出力軸若しくは第２の出力軸のトルクを無段
   変速機構を介して第２の出力軸若しくは第１の出力軸へ
   伝達するようにしたことを特徴とする差動装置用トルク
   配分制御装置。