JPH0342335A

JPH0342335A - ４輪駆動車の差動制限装置

Info

Publication number: JPH0342335A
Application number: JP17828489A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Kawamoto; 睦川本; Masao Ando; 正夫安藤; Hirotsugu Ishigaki; 石垣　裕嗣; Hiroshige Fukatsu; 深津　裕成; Takahiro Iwami; 隆広岩見; Seiji Sakakibara; 聖治榊原
Original assignee: EKUOSU RES KK; Aisin AW Co Ltd
Current assignee: EKUOSU RES KK; Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1991-02-22

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、例えば、４輪駆動車におけるセンターデフ差
動制限用クラッチ或いは２輪・４輪切換用クラッチに適
用できる動力伝達装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車走行においては、前輪駆動の方が後輪駆
動に比して直進安定性が良いが、コーナリング時には、
戻ろうとするタイヤにハンドルで力を加えなければなら
ないので、前輪駆動の場合曲がりにくい傾向がある。そ
の点、後輪駆動の方が曲がり易いが、駆動力が強すぎる
と、回り過ぎてしまう欠点がある。そこで、前輪と後輪
率々位の力で駆動するのが自動車走行上理想的であり、
その点、４輪駆動車は極めて優れている。

ところで、自動車の左右の車輪は、コーナリングの際に
旋回半径が異なるので、この影響を吸収し、スムーズに
コーナリングを行うために、旋回半径の差に応じて左右
の車輪の回転数差を吸収する機構、すなわちデフ機構（
フロントデフ、リアデフ）を備えている。この旋回半径
の差は、前輪と後輪との間にも生じるので、４輪駆動車
においては、旋回半径の差に応して前輪と後輪の回転数
差を吸収する機構、すなわちセンターデフ機構を備えた
ものが提案されている。

しかしながら、このセンターデフ機構は、前輪と後輪の
トルクを均等な比率に分配する機能を有するため、駆動
力伝達限界は、前輪あるいは後輪のうちの駆動力の低い
方の値にバランスすることとなる０例えば、前輪の一方
が空転すると、駆動エネルギーはそこに逃げてしまい、
後輪の駆動力は極めて小さくなってしまう。このため、
センターデフ付４輪駆動車は、センターデフなし４輪駆
動車に比べて、路面摩擦係数が低い時などに伝達駆動力
が劣ることがある。このことは、例えば加速時のように
大きな駆動力を発生させた時に、駆動力を充分に路面に
伝達できず、前輪或いは後輪のスリップ（空転）などの
現象として現れる。

このような悪影響を防止するために、従来、前輪と後輪
間の差動制限をセンターデフを介することなく直結させ
るロック機構を設け、加速持戒いは悪路走行時のような
大きな駆動力を必要とする時は、センターデフ機構をロ
ックさせ、大きな駆動力を必要としない通常走行時には
、ロックを解除していた。

第１＋図はエンジンをフロント側に載置したセツタ−デ
フ付フルタイム式４輪駆動車の駆動力値ｌ：速機構を説明するための図である。この駆動力伝達機構
では、エンジンからの動力が自動変速機８０内に配置さ
れたトルクコンバータ８１、主変速機８２、及び副変速
ａ８３に伝達され、その出力が駆動歯車８４、センター
デフ入力軸８５を介してセンターデフ機構８６に伝達さ
れる。センターデフ機構８６は、ハイポイドギヤ８７を
介して後輪駆動用プロペラシャフト８８に回転を伝達さ
せると共に、前輪入力軸８９を介してフロントデフ機構
９０に回転を伝達させ、センターデフ機構８６において
前後輪の間の差動を吸収している。また、フロントデフ
機構９０は左右の前輪駆動軸９１．９２間の差動を吸収
している。

一方、センターデフ入力軸８５と前輪入力軸８９との間
には、センターデフ差動制限用クラッチ９３が配置され
、該クラッチ９３が係合された場合には、センターデフ
機構８６が一体回転し前後輪の差動を制限する。そして
、油圧回路の調圧ソレノイド９４によって該クラッチ９
３の結合状態を制御することによって、センターデフ機
構８６の制限度が制御される。

一般に、４輪駆動車としては、上記フルタイム４輪駆動
車に対してパートタイム４輪駆動車がある。これは、セ
ンターデフがなく通常は前輪又は後輪のどちらかを駆動
し、雪道等の駆動力が必要な場合に適宜残りの車輪を駆
動軸にクラッチ等を介して直結させて２輪駆動と４輪駆
動との切換えを断続的に行うものである。

また、上記したセンターデフ差動制限用クラッチ或いは
２輪・４輪切換用クラッチを油圧で制御する方式の他に
、ビスコスカップリングを前輪駆動軸と後輪駆動軸との
間に配設して、主に前輪を駆動しスリップにより前後輪
の差動が発生した時にビスコスカップリング内の粘性オ
イルの剪断力で動力を後輪に分配するという方式も知ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記した４輪駆動車において車輪を回転させ
るトルクは、エンジンにより発生したトルクに対して幾
段にも減速がなされ、回転数は低いもののトルクは非常
に高くなっているため、差動制限に必要なトルクが大で
あるという特徴がある。

これに対して上記したセンターデフ差動制限用クラッチ
或いは２輪・４輪切換用クラッチを油圧で制御する方式
は、積極的にクラッチの係合度を制御することができる
が、油圧の立ち上がりが遅いために差動制限の必要のな
い時でも若干の差動制限をかけるため燃費を悪化させて
いた。また、クラッチの係をトルクは、数段階（ソレノ
イドバルブのオンオフの組み合わせ数による）でしか制
御できないため、必要以上の制限トルクをかけることが
多かった。さらに、クラッチ装置の小型化が困難であり
ると共に、オートトランス”Ｆ７シヨンと組み合わせる
等、油圧源を確保しなければならず、マニュアルトラン
スミッションに採用するには問題がある。

そのため、マニュアルトランスミッションに電磁クラッ
チを組み合わせることが考えられるが、前述のように差
動制限に必要なトルクが大であるため、電磁クラッチの
重量、サイズおよび消費電力が大になるという問題を有
している。

また、上記の如きビスコスカップリングを用いる方式に
おいては、油圧方式のように積極的に係合度を制御する
ことはできず、また、粘性オイルの剪断力によりトルク
を伝達するものであるため、トルク容量が小さかったり
、レスポンスにタイムラグが発生したり、また、差動制
限が連続すると高温になり性能が劣化する等の問題があ
る。

本発明の目的は、上記の問題点を解決するものであって
、４輪駆動車の差動制限装置を電（荘クラ７チとして、
差動制限トルクを電流に比例して制御可能にすることに
より、発進性能、旋回時の安定性、制動時の安定性、お
よび低燃費走行等の向上を図り、４輪駆動車の可能性を
最大限に生かすことである。

本発明の他の目的は、クラッチ装置の小型化を可能にす
ると共に、マニュアルトランス３　＋７シヨンにも適用
可能にすることである。

〔課題を解決するための手段〕

そのために、請求項１に記載された発明は、駆動源から
の動力を差動装置（Ｂ）を介して伝達する前輪入力部材
（１５）および後輪入力部材（１６，１９ａ、１９ｂ）
と、カム面（３７）が形成された第１および第２のカム
部材（３０，３２）　と、該カム面に挟着されるボール
部材（３３）と、前記後輪入力部材（１９ｂ）　と第２
のカム部材（３２）間に配設され電磁ソレノイド（４１
）により制御される電磁クラッチ装置（Ｆ）　と、前記
前輪入力部材（１５）、後輪入力部材（１９ａ）および
第１のカム部材（３０）間に配設される遊星歯車機構（
Ｄ）とを有し、前記電磁ソレノイドの制御により前記前
輪入力部材（１５）および後輪入力部材り１６）間の差
動を制限することを特徴とする請求項２に記載された発明は、遊星歯車機構（Ｄ）は、
前輪入力部材（１５）に連結されるキャリヤ（２９）と
、後輪入力部材（１６）に形成されるリングギヤ（２７
）と、第２のカム部材（３２）に連結されるサンギヤ〈
２５）とからなることを特徴とする請求項３に記載され
た発明は、第１および第２のカム部材（３０，３２）間
にボール部材（３３）を押圧するスプリング（３５）を
設けることを特徴とする請求項４に記載された発明は、
電磁クラ・ッチ装置（Ｆ）が多板クラッチ（３９）を有
し、該多板クラッチ（３９）の摩擦板のうち、第２のカ
ム部材（３２）側の摩擦板数枚を後輪入力部材（１９ｂ
）側とスプライン嵌合させ、このうち最も外側のＰｉ！
擦板（３９ａ）の内側に残りの摩擦板をスプライン嵌合
させると共に、前記最も外側の摩擦板（３９ａ）と後輪
入力部材（１９ｂ）との間に皿バネ（４３）を介在させ
たことを特徴とする請求項５に記載された発明は、遊星歯車機構（Ｄ）が共
通のサンギヤ（５１）、共通のりングギャ（５５）およ
び２個のピニオン（５２，５３）を有する遊星歯車機構
であり、共通のサンギヤ（５１）が第１のカム部材（３
０）に一体に形成され、一方のピニオン（５３）が後輪
入力部材（１９ａ）に連結され、また、他方のピニオン
（５２）を支持するキャリヤ（２９）は、前輪入力部材
（１５）に連結されることを特徴とする請求項６に記載
された発明は、駆動源からの動力を差動装置（Ｂ）を介
して伝達する前輪入力部材（１５）および後輪入力部材
（１６，１９ａ　、１９ｂ）　と、かム面（３７）が形
成された第■および第２のカム部材（３０，３２）　と
、該カム面に挟着されるボール部材（３３）と、前記後
輪入力部材（１９ｂ）と第２のカム部材（３２）間に配
設され電磁ソレノイド（４１）により制御される電磁ク
ラッチ装置（Ｆ）と、前記前輪入力部材（１５）と後輪
入力部材（１９ａ）の間に配設される多板クラッチ（４
６）とを有し、前記１ｉｆｔソレノイドの制御により第
１のカム部材（３０）が多板クラッチ（４６）を押圧し
前記前輪入力部材（１５）および後輪入力部材（１６）
間の差動を制限することを特徴とする請求項７に記載さ
れた発明は、スロットル開度θ、前輪回転数、後輪回転
数、およびコーナリングフォースＣＦを検出する検出手
段と、スロットル開度θと車速Ｖに応じて差動制限トル
クＴ、を設定した制御用マツプであり該制御用マツプが
路面の摩擦係数の高低により複数個（ｆｌ（θ、■）、
ｒｚ（θ、Ｖ）、ｆｓ（θ、Ｖ））記憶される記憶手段
（１０７）と、前記検出手段で検出された信号を前記制
御用マツプに基づいて演算処理し前記電磁ソレノイド（
４１）に信号を出力する電子制御装置とを有し、該電子
制御装置がコーナリングフォース、前後輪回転数差、切
換時間およびブレーキの各切換条件の少なくとも１つの
切換条件により前記複数の制御用マツプを切換ることを
特徴とする請求項８に記載された発明は、コーナリングフォースｃ
ｒが小、前後輪回転数差ΔＮが小、切換時間ｔおよびブ
レーキオンのとき、制御用マツプを高ＦＪ擦係数路面用
マツプ側に切換え、コーナリングフォースＣ１が大、前
後輪回転数差ΔＮが大、スロットル開度変化率ｄθ／ｄ
ｔが大のとき、制御用マツプを低摩擦係数路面用マツプ
側に切換えることを特徴とする特請求項９に記載された発明は、前後輪回転数差ΔＮによ
り所定時間内のスリップ回数を演算し、該回数が所定値
を越えた場合に前記切換時間ｔを変更することを特徴と
する。

〔作用および発明の効果〕

本発明においては、例えば第１図および第２図に示すよ
うに、凍結路、砂道、凹凸路等で大きな駆動力を必要と
する場合、また車輪がスリ、ブを生じる虞れがある場合
には、電磁ソレノイド（４１）の電流値を制御し多板ク
ラッチ（３９）の係合度を比例制御する。多板クラッチ
（３９）の係合度に応して第２のカム部材（３２〉が第
１のカム部材（３０）方向に押付けられ両者の相対回転
により、ボール部材（３３）が第３図に示すカム面（３
７）を移動するため、第２のカム部材（３２）がスプリ
ング（３５）を圧縮して多板クラッチ（３９）に反力を
与え、多板クラッチ（３９）に所定の係合力を与える。

この時、差動回転数を増速機構りにより増速し、その分
だけ差動制限に必要なトルクを低減するため、電磁クラ
ッチ装置Ｆのトルク容量の小容量化を図ることができる
。

また、脱輪時等の緊急時には、電磁ソレノイド（４１）
への電流値を最大値にすると多板クラッチ（３９）が１
１流に比例した押圧力Ｆ１で押圧されると共に、ボール
部材（３３）がカム面（３７）を更に移動するため、第
２のカム部材（３２）がスプリング（３５）を更に圧縮
して多板クラッチ（３９）を押圧し、多板クラッチ（３
９）をマウントケース（１９ｂ）に押付ける結果、その
反力Ｆｚが倍加されて多板クラッチ（３９）を完全に係
合させることができる。

さらに、本発明の制御方式においては、例えば第１２図
に示すように、路面の摩擦係数の高低により、低μ路用
マツプｒ＋（θ、Ｖ）ＩＩＬ中μ路用マツプｒｔ（θ、
Ｖ）　１１２および高μ路用マツプｒｚ（θ、Ｖ）１１
３を用意し、夫々スロットル開度θと車速Ｖに応して、
がっ、低μ路側にいくに従い差動制限トルクＴ、を高く
するように差動制限トルクＴｃを設定している。そして
、コーナリングフォースＣＦが小、前後輪回転数差ΔＮ
が小、所定の切換時間ｔおよびブレーキオンのとき、高
μ路用マツプ側に切換えて燃費向上並びに制動安定性を
図り、一方、コーナリングフォースＣ４が大、前後輪回
転数差ΔＮが大、スロットル開度変化率ｄθ／ｄｔが大
のとき、低μ路用マツプ側に切換えて旋回安定性並びに
加速性向上を図るようにしている。

従って、本発明によれば下記の効果が奏される。

（イ）差動制限を倍力機構を介して行うため、その分だ
け差動制限に必要なトルクを低減するため、小型、小容
量のクラッチ装置の搭載が可能となる。

（ロ）油圧を介さず電流制御を行うだけでクラッチ容量
を比例制御できるので、燃費向上、制動安定性、旋回安
定性並びに加速性向上のための極め細かい制御が可能と
なる。

（ハ）差動回転数を増速機構により増速する場合には、
その分だけ差動制限に必要なトルクを低減するため、小
型、小容量のクラッチ装置の搭載が可能となる。

（ニ）電磁クラッチを採用することにより、油圧源を必
要としないため、オート或いはマニュアルトランスミッ
ションの区別なく適用できる。

（ホ）消費電力が小さいため車両の電力容量に対する影
響が少ない。

なお、上記構成に付加した番号は図面と対比させるため
のものであり、これにより本発明の構成が何ら限定され
るものではない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の差動制限装置をセンターデフ付４輪駆
動車に適用したｌ実施例を示す断面図、第２図は差動制
限装置の拡大断面図、第３図はカム部材の平面図および
断面図、第４図は差動制限装置の作用を説明するための
図である。

第１図において、フロントデフ装置Ａおよびセンターデ
フ装置Ｂは、変速機構の出力ギヤ（図示せず）に噛合す
るリングギヤ２を固定しかつトランスアクスルケース３
ａ、３ｂに円錐コロ軸受４を介して支持されるマウント
ケース５内に配置されている。

フロントデフ装置Ａは、該マウントケース５内に回転自
在に支持されるフロントデフキャリヤ６を有している。

該デフキャリヤ６にはピニオン７を支持するピニオン軸
７ａが縦方向に延びて回転自在に支持されると共に、左
右のサイドギヤ８．９が回転自在に支持され、各サイド
ギヤ８．９には夫々左右の前輪駆動軸１０．１１が動力
伝達可能に連結されている。

また、前記フロントデフ直重へに隣接してセンターデフ
装置Ｂが配置され、該センターデフ装置Ｂは、マウント
ケース５に回転自在に支持されるピニオン軸１２ａを有
し、該ピニオン軸７ａに装着されたデフビニオン１２が
左右サイドギヤ１３．１４に夫々噛合している。そして
、これら両サイドギヤ１３．１４内をデフキャリヤ６に
一体に形成された前輪入力軸１５並びに前輪駆動軸１１
が貫通し、左方のサイドギヤ１３は、デフキャリヤ６に
スプライン結合され、右方のサイドギヤ１４は後輪入力
軸１６にスプライン結合されている。

さらに、前記トランスアクスルケース３ｂにはトランス
ファケース１７が組付けられていて、該トランスファケ
ース１７内に左右２分割のマウントケース１９ａ、１９
ｂが、一対の円錐コロ軸受２１を介して回転自在に支持
されている。一方のマウントケース１９ａは、後輪駆動
用のハイポイドギヤ２０を固定してなり、前記後輪入力
軸１６にスプライン結合されている。そして、後輪駆動
用のハイポイドギヤ２０には、ドライブピニオンシャフ
ト２３のハイポイドギヤ２４が噛合しており、該ドライ
ブピニオンシャフト２３は、公知のプロペラシャフトお
よびリヤデフ装置を介してリヤアクスルに動力伝達可能
に連結されている。

マウントケース１９ａ、１９ｂ内には、本発明に係わる
差動制限装置Ｃが配設されている。該差動制限装置Ｃは
、増速機構Ｄ、倍力機構Ｅおよび電磁クラッチ装置Ｆか
らなる。

第２図に詳しく示すように、畑違機構りは、サンギヤ２
５、ピニオン２６、リングギヤ２７およびキャリヤ２９
からなる遊星７歯車機構であり、サンギヤ２５は、後述
する第１のカム部材３０に一体に形成され、リングギヤ
２７は、一方のマウントケース１９ａの内周面に形成さ
れ、さらに、キャリヤ２９は、前輪入力軸１５にスプラ
イン結合されると共に、マウントケース１９ａの内周面
にヘアリング３１を介して回転自在に支持されている。

倍力機構Ｅは、第１および第２のカム部材３０．３２と
、両カム部材３１．３２間に挟着される６個のボール部
材３３とからなり、第１のカム部材３０に形成されたフ
ランジ３０ａに第２のカム部材３２が嵌合され、該フラ
ンジ３０ａと第２のカム部材３２の背面の間にはスプリ
ング３５が配設されている。また、第１のカム部材３０
は、ベアリング３４を介してマウントケース１９ａに回
転自在に支持され、第２のカム部材３２の背面側にはク
ラッチハブ３６が一体に形成されている。両カム部材３
１．３２は、第３図（Ａ）、（Ｂ）に示すように内面に
６つのカム面３７が形成されている。

電磁クラッチ装置Ｆは、マウントケース１９ｂと第２の
カム部材３２に形成されたクラッチハブ３６とを係合、
半クラッチ、解放状態にさせるための多板クラッチ３９
、前輪駆動軸１１の外周に配置される円筒形の磁性体４
０、該磁性体４０内に配置される７Ｒ，Ｔａソレノイド
４１、ピストン４２を有し、電磁ソレノイド４１の通電
によって発生する磁力線によりピストン４２を吸引し、
多板クラッチ３９を押圧して第２のカム部材３２に差動
制限トルク・を発生させることを可能にしている。

次いで上記構成からなる本発明の差動制限装置の作用に
ついて説明する。

エンジンの回転は、変速機構（図示せず）を介して適宜
変速され、リングギヤ２を介してマウントケース５に伝
達される。そして、低燃費走行を主体とした通常の走行
時においては、第２図に示すように、１ｉｆｔソレノイ
ド４１がオフで多板クラッチ３９は解放状態にあり、こ
の状態ではマウントケース５の回転は、センターデフ機
構Ｂのデフビニオン１２から左右のサイドギヤ１３．１
４に伝達される。そして、左サイドギヤ１３の回転はフ
ロントデフ機構Ａのデフキャリヤ６に伝達され、更にデ
フピニオン７から左右のサイドギヤ８．９に伝達されて
それぞれ左右の前輪駆動軸１Ｏ１１１に伝達される。一
方、センターデフ機構Ｂの右サイドギヤ１４の回転は該
ギヤと結合している後輪入力軸１６に伝達され、更に、
マウントケース１９ａＳ後輪駆動用のハイポイドギヤ２
０，２４を介してドライブピニオンシャフト２３に伝達
される。そして、センターデフ機構Ｂにおいて前輪と後
輪の差動を図っている。

このとき、第２図に示すように、増速機構りにおいては
、後輪入力軸１６によるリングギヤ２７の回転と、前輪
入力軸１５によるピニオン２６の自転および公転とによ
り、サンギヤ２５と一体の第１のカム部材３０、さらに
、これとボール部材３３を介してスプリング３５により
押付けられる第２のカム部材３２がフリー回転している
。

また、凍結路、砂道、凹凸路等で大きな駆動力を必要と
する場合、また車輪がスリップを生じる虞れがある場合
には、ｉｕｉソレノイド４１の電流値を制御し多板クラ
ッチ３９の係合度を比例制御する。今、多板クラッチ３
９が完全に係合した状態を考えると、第１図においてマ
ウントケース５の回転は、センターデフ機構Ｂの左右の
サイドギヤ１３．１４に伝達されるが、多板クラッチ３
９の保合によりサンギヤ２５が固定されるため、前輪入
力軸１５と後輪入力軸１６とが一体となって回転するた
め、左右のサイドギヤ１３．１４は差動運動することな
く一体に回転する。これにより、マウントケース５と同
速度の回転が前輪および後輪に伝達される。多板クラッ
チ３９の係合度を比例制御する場合には、その係合度に
応して左右のサイドギヤ１３．１４の差動が制限される
。

第４図（Ａ）は、多板クラッチ３９の係合度を比例制御
している状態を示している。前述したように、増速機構
りにおいては、後輪入力軸１６によるリングギヤ２７の
回転と、前輪入力軸１５によるピニオン２６の自転およ
び公転とにより、サンギヤ２５が増速回転し第１および
第２のカム部材３０．３２が増速回転している。本実施
例における増速比は、サンギヤ２５の歯数をＺＩ、リン
グギヤ２７の歯数をＺ２とすると次式で与えられる。

増速比＝サンギヤ回転数／荊輸入力軸回転数＝１＋　（
Ｚｔ　／Ｚ、）この状態で電磁ソレノイド４１の電流制御を行うと、ピ
ストン４２が吸引され多板クラッチ３９を電流に比例し
た押圧力Ｆ、で押圧する。すると、多板クラッチ３９の
係合度に応じて第２のカム部材３２が第１のカム部材３
０方向に押付けられ両者の相対回転により、ボール部材
３３が第３図に示すカム面３７を移動するため、第２の
カム部材３２がスプリング３５を圧縮して多板クラッチ
３９に反力を与え、多板クラッチ３９に所定の係合力を
与える。

この時、差動回転数を増速機構りにより増速し、その分
だけ差動制限に必要なトルクを低減するため、電磁フラ
ンチ装？ＩＦのトルク容量の小容量化を図ることができ
る。

第４図（Ｂ）は、脱輪時等の緊急時に、多板クラッチ３
９を完全に係合した状態を示している。

電磁ソレノイド４１への電流値を最大値にすると多板ク
ラッチ３９が電流に比例した押圧力Ｆ、で押圧されると
共に、ボール部材３３がカム面３７を更に移動するため
、第２のカム部材３２がスプリング３５を更に圧縮して
多板クラッチ３９を押圧し、多板クラッチ３９をマウン
トケース１９ｂに押付ける結果、その反力Ｆ２が倍加さ
れて多板クラッチ３９を完全に係合させることができる
。

第５図は増速比３．４８の遊星歯車機構を採用したとき
の差動制限トルクと多板クラッチ押付力との関係を示し
、図中、Ｘの範囲で電磁ソレノイド４１により電流制御
を行い多板クラッチの係合度を比例制御し、Ｙの範囲で
多板クラッチを完全に係合し倍力機構Ｅにより差動制限
トルクを増大させている。

次に第６図および第７図により本発明に係わる差動制限
装置の他の実施例について説明する。なお、以下の他の
実施例の記載については、前記実施例と同一の構成につ
いては同一番号を付して説明を省略する。

本実施例においては、多板クラッチ３９のＩ’ｊ：　Ｉ
察板Ｎ１枚のうち、第２のカム部材３２側の摩擦板Ｎ２
枚をマウントケース１９ｂ側とスプライン嵌合させ、こ
のうち最もピストン４２側の摩擦板３９ａの内側に残り
の摩擦板Ｎ＋−Ｎｚ枚をスプライン嵌合させている。そ
して、摩擦板３９ａとマウントケース１９ｂとの間に皿
バネ４３を介在させている。

その作用について説明する。電磁ソレノイド４１の電流
制御を行いピストン４２が吸引されると、多板クラッチ
３９を電流に比例した押圧力で押圧する。すると、多板
クラッチ３９の係合度に応じて第２のカム部材３２が第
１のカム部材３０方向に押付けられ両者の相対回転によ
り、ボール部材３３が第３図に示すカム面３７を移動す
るため、第２のカム部材３２が皿ばね３５を圧縮しなが
ら摩擦板３９ａを押圧し、皿ばね４３により第２のカム
部材３２側の摩擦板Ｎｔ枚が反力をうけ、所定の係合力
で係合される。脱輪時等の緊急時には、電磁ソレノイド
４１への電流値を最大値にすると多板クラッチ３９が更
に押圧され、ボール部材３３がカム面３７を更に移動す
るため、第２のカム部材３２が皿バネ３５．４３を更に
圧縮して摩擦板３９ａを押圧し、多板クラッチ３９をマ
ウントケース１９ｂに押付ける結果、その反力が倍加さ
れて多板クラッチ３９を完全に係合させることができる
０本実施例においては、第７図に示すように差動制限ト
ルクが多板クラッチ押付力に対して全域でリニアに制御
されるると共に、ロック時には差動制限トルクを増大さ
せることができる。

次に第８図および第９図により本発明に係わる差動制限
装置の他の実施例について説明する。

本実施例においては、前記各実施例に設けた増速機構り
をなくし、前輪入力軸１５にクラッチハブ４５をスプラ
イン結合すると共に、該クラッチハブ４５とマウントケ
ース１９ａとの間に多板クラッチ４６を配設している。

また、第１および第２のカム部材３０．３２間に弱い皿
バネ４７を配設すると共に、第２のカム部材３２をマウ
ントケース１９ｂの内周面にベアリング４９を介して回
転自在に支持している。

その作用について説明する。電磁ソレノイド４１の電流
制御を行いピストン４２が吸引されると、多板クラッチ
３９を電流に比例した押圧力で押圧する。すると、多板
クラッチ３９の係合度に応じて第２のカム部材３２が回
転し、ボール部材３３が第３図に示すカム面３７を移動
するため、第１のカム部材３０が多板クラッチ４６を押
圧し、前輪入力軸１５に連結されるクラッチハブ４５と
後輪入力軸１６に連結されるマウントケース１９ａとが
所定の係合度で係合され、両者の差動が制限される０本
実施例においては、第９図に示すように差動制限トルク
が多板クラッチ押付力に対して全域でリニアに制御され
る。

次に第１０図により本発明に係わる差動制限装置の他の
実施例について説明する。

本実施例が、第２図の実施例と比較して相違する点は、
増速機構りとして２段の遊星歯車機構を採用した点であ
る。そのために、増速機構りは、共通のサンギヤ５１．
２つのピニオン５２．５３、共通のりングギャ５５およ
びキャリヤ２９からなる遊星歯車機構であり、サンギヤ
５１は、第１のカム部材３０に一体に形成され、一方の
ピニオン５３は、マウントケース１９ａの内周面に形成
された隔壁５６に連結され、また、他方のピニオン５２
を支持するキャリヤ２９は、前輪入力軸１５にスプライ
ン結合される。作用については第２図の実施例と同様で
あるので省略するが、本実施例によれば増速比を４〜２
５に設定することができ、その分だけ差動制限に必要な
トルクを低減するため、電磁クラッチ装置Ｆのトルク容
量の小容量化を図ることができる。

次に第１１図ないし第１３図により上記差動制限装置を
採用した本発明の制御方式について説明する。

第１１図は上記電磁ソレノイド４１を制御するための電
子制御装置１０１の構成を示し、入力信号としてスロッ
トル開度センサ１０２、前輪回転数センサ１０３、後輪
回転数センサ１０４、横Ｇセンサ１０５、アンチスキッ
ドブレーキ（ＡＢＳ）作動信号１０６があり、その化シ
フトポジションセンサがある。

電子制御装置１０１は、演算、制御プログラムを記憶す
るＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリを内蔵するｃｐｕ　＜演算
処理装置）を有し、前記各センサーの信号を読み込んで
車両の走行状態を判定する。

すなわち、スロットル開度センサ１０２からスロットル
開度変化率ｄθ／ｄｔを演算し車両の加速状態を判定し
、前輪回転数センサ１０３、後輪回転数センサ１０４か
ら前後輪回転数差ΔＮを演算し、車両のスリップ状態を
判定し、横Ｇセンサ１０５において車両旋回時における
コーナリングフォースＣＦを判定する。そして、前記判
定にもとすいてメモリに記憶した制御用マツプ１０７を
参照しながらその時の走行状態に最適の差動制限を行う
ために、電磁クラッチ装置の係合度を設定して電磁ソレ
ノイド４１を制御する。

第１２図は本発明に係わる制御方式の原理図を示してい
る。前記制御用マツプ１０７は、路面の摩擦係数の高低
により、低μ路用マツプｒ＋（θ、ＶＮｌｌ、中μ路用
マツプｒｚ（θ、Ｖ）　１１２および高μ路用マツプｒ
ｓ（θ、Ｖ）１１３からなり、夫々スロットル開度θと
車速Ｖに応じて、かつ、低μ路側にいくに従い差動制限
トルクＴ、を高くするように差動制限トルクＴ、を設定
している。そして、コーナリングフォースＣ７が小、前
後輪回転数差ΔＮが小、所定の切換時間ｔおよびブレー
キオンのとき、高μ路用マツプ側に切換えて燃費向上並
びに制動安定性を図り、一方、コーナリングフォースＣ
２が大、前後輪回転数差ΔＮが大、スロットル開度変化
率ｄθ／ｄｔが大のとき、低μ路用マツプ側に切換えて
旋回安定性並びに加速性向上を図るようにしている。

第１３図により上記制御方式を具体的に説明する。図は
、前記切換時間ｔを１秒とし、点Ｐにおいて制御マツプ
を切換える様子を示している。

先ず、発進時には、低μ路用マツプｒ＋（θ、Ｖ）に従
って差動制限トルクＴ、を制御する。その後、１秒間に
スロットル開度変化率ｄθ／ｄｔ、前後輪回転数差ΔＮ
、コーナリングフォースＣＦの値が所定範囲内にあれば
、１秒毎に制御用マツプを中μ路用マツプｒｚ（θ、Ｖ
）　１１２および高μ路用マツプｔｉｃθ、ＶＨ１３の
順に切換えて差動制限トルクＴｃを下げるように移行す
る。１秒間に上記多値が所定範囲外となれば、差動制限
トルクＴ、を上げるマツプに切り換えると同時に１秒間
を数え直す。

また、所定時間内に前後輪回転数差ΔＮが所定範囲外を
越える回数をカウントし、すなわち車両が所定時間内に
何回スリップしたかを判定し、ある回数で前記切換時間
ｔを例えば１秒から５秒に変更して学習制御する。これ
により路面の摩擦係数が短時間に変わる道路での走行安
定性が向上する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。

例えば、上記実施例においては、４輪駆動車におけるセ
ンターデフ差動制限用クラッチに適用しているが、２輪
・４輪切換用クラッチに適用してもよいし、その他の回
転差を制限するための動力伝達装置用クラッチに適用し
てもよい。

また、上記実施例においては、センターデフ差動制限用
クラッチを前輪入力軸１５と後輪入力軸１６の間に配設
しているが、第１４図で示すように、センターデフ入力
軸８５と後輪駆動軸９５の間に配設してもよいし、第１
５図で示すようにセンターデフ入力軸８５と前輪入力軸
８９の間に配設してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の差動制限装置をセンターデフ付４輪駆
動車に適用した１実施例を示す断面図、第２図は差動制
限装置の拡大断面図、第３図はカム部材の平面図および
断面図、第４図は差動制限装置の作用を説明するための
図、第５図はクラッチ押付力と差動制限トルクとの関係
を示す図、第６図、第８図および第１０図は本発明の他
の実施例である差動制限装置の拡大断面図、第７図およ
び第９図はクラッチ押付力と差動制限トルクとの関係を
示す図、第１１図は本発明の制御方式に係わる電子制御
装置の構成図、第１２図は本発明に係わる制御方式を説
明するための原理図、第１３図は本発明に係わる制御方
式の処理を説明するための図、第１４図はセンタデフ制
限機構の他の配置例を示す図、第１５図は従来のセンタ
ーデフ付フルタイム式４輪駆動車の駆動力伝達機構を説
明するための図である。Ｂ・・・差動装置、Ｄ・・・遊星歯車機構、Ｆ・・・電
磁クラッチ装置、１５・・・前輪入力部材、１６．１９
ａ。１９ｂ・・・後輪入力部材、２５・・・サンギヤ、２７
・・・リングギヤ、２９・・・キャリヤ、３０，３２・
・・カム部材、３３・・・ボール部材、３５・・・スプ
リング、３７・・・カム面、３９・・・多板クラッチ、
３９ａ・・・摩擦ヰ反、４１・・・電磁ソレノイド、４
３・・・皿バネ、４６・・・多板クラッチ、５１・・・
共通のサンギヤ、５５・・・共通のリングギヤ、５２．
５３・・・ピニオン。第２図亮３図（Ａ）第４図第５図第６図第７図クラッチｎ圧力第８図４第９図グラー／千千甲イ寸力莞１０図５第１１図〈−ト東１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）駆動源からの動力を差動装置を介して伝達する前
輪入力部材および後輪入力部材と、カム面が形成された
第１および第２のカム部材と、該カム面に挟着されるボ
ール部材と、前記後輪入力部材と第２のカム部材間に配
設され電磁ソレノイドにより制御される電磁クラッチ装
置と、前記前輪入力部材、後輪入力部材および第１のカ
ム部材間に配設される遊星歯車機構とを有し、前記電磁
ソレノイドの制御により前記前輪入力部材および後輪入
力部材間の差動を制限することを特徴とする４輪駆動車
の差動制限装置。
（２）前記遊星歯車機構は、前輪入力部材に連結される
キャリヤと、後輪入力部材に形成されるリングギヤと、
第２のカム部材に連結されるサンギヤとからなることを
特徴とする請求項１に記載の４輪駆動車の差動制限装置
。
（３）前記第１および第２のカム部材間にボール部材を
押圧するスプリングを設けることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載の４輪駆動車の差動制限装置。
（４）前記電磁クラッチ装置が多板クラッチを有し、該
多板クラッチの摩擦板のうち、第２のカム部材側の摩擦
板数枚を後輪入力部材側とスプライン嵌合させ、このう
ち最も外側の摩擦板の内側に残りの摩擦板をスプライン
嵌合させると共に、前記最も外側の摩擦板と後輪入力部
材との間に皿バネを介在させたことを特徴とする請求項
１ないし請求項３にいずれか記載の４輪駆動車の差動制
限装置。
（５）前記遊星歯車機構が共通のサンギヤ、共通のリン
グギヤおよび２個のピニオンを有する遊星歯車機構であ
り、共通のサンギヤが第１のカム部材に一体に形成され
、一方のピニオンが後輪入力部材に連結され、また、他
方のピニオンを支持するキャリヤは、前輪入力部材に連
結されることを特徴とする請求項１ないし請求項４にい
ずれか記載の４輪駆動車の差動制限装置。
（６）駆動源からの動力を差動装置を介して伝達する前
輪入力部材および後輪入力部材と、カム面が形成された
第１および第２のカム部材と、該カム面に挟着されるボ
ール部材と、前記後輪入力部材と第２のカム部材間に配
設され電磁ソレノイドにより制御される電磁クラッチ装
置と、前記前輪入力部材と後輪入力部材の間に配設され
る多板クラッチとを有し、前記電磁ソレノイドの制御に
より第１のカム部材が多板クラッチを押圧し前記前輪入
力部材および後輪入力部材間の差動を制限することを特
徴とする４輪駆動車の差動制限装置。
（７）スロットル開度、前輪回転数、後輪回転数、およ
びコーナリングフォースを検出する検出手段と、スロッ
トル開度と車速に応じて差動制限トルクを設定した制御
用マップであり該制御用マップが路面の摩擦係数の高低
により複数個記憶される記憶手段と、前記検出手段で検
出された信号を前記制御用マップに基づいて演算処理し
前記電磁ソレノイドに信号を出力する電子制御装置とを
有し、該電子制御装置がコーナリングフォース、前後輪
回転数差、切換時間およびブレーキの各切換条件の少な
くとも１つの切換条件により前記複数の制御用マップを
切換ることを特徴とする請求項１ないし請求項６にいず
れか記載の４輪駆動車の差動制限装置。
（８）前記コーナリングフォースが小、前後輪回転数差
が小、切換時間およびブレーキオンのとき、制御用マッ
プを高摩擦係数路面用マップ側に切換え、コーナリング
フォースが大、前後輪回転数差が大、スロットル開度変
化率が大のとき、制御用マップを低摩擦係数路面用マッ
プ側に切換えることを特徴とする請求項７に記載の４輪
駆動車の差動制限装置。
（９）前記前後輪回転数差により所定時間内のスリップ
回数を演算し、該回数が所定値を越えた場合に前記切換
時間を変更することを特徴とする請求項７または請求項
８に記載の４輪駆動車の差動制限装置。