JPS647895B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は前輪・後輪を同一のエンジンで駆動す
る場合の駆動連結装置に関する。

前輪・後輪を同一のエンジンで駆動する４輪駆
動車においては、前輪および後輪のタイヤの有効
半径に多少の相違があつたり、旋回走行の場合は
タイヤのころがり経路の違いからタイヤにすべり
を伴い駆動系に無理な力が作用するためこれを防
止する手段を設ける必要がある。

このため従来からフルタイム４輪駆動車では前
輪に駆動力を伝達する第１回転軸と後輪に駆動力
を伝達する第２回転軸との間に回転速度差が生じ
ても駆動力を伝達できるようセンタデフと称する
第３の差動装置が用いられており、重量、大きさ
およびコストの面からパートタイム４輪駆動車に
比べて不利であると共に差動回転が可能であるこ
とから４輪駆動を必要とするときに４輪駆動が達
成できない場合があり、デフロツク機構を必要と
する等装置の一層複雑化を招いてしまう。

一方、パートタイム４輪駆動車にあつてはセン
タデフを設置しないものが多く、旋回走行により
生ずるタイトコーナブレーキング現象等４輪駆動
による不具合がある場合には運転者による操作で
２輪駆動とするよう指示されており、運転操作が
煩雑となる欠点がある。

本発明はかかる従来の４輪駆動車に生じる欠点
を解消し、小型軽量な４輪駆動用駆動連結装置の
提供を目的とする。かかる目的を達成する本発明
の構成は、前輪に駆動力を伝達する第１回転軸と
後輪に駆動力を伝達する第２回転軸とをこれら第
１回転軸と第２回転軸との回転速度差によつて駆
動されると共に回転速度差に応じた油量を吐出す
る油圧ポンプを介して連結する一方、油圧ポンプ
の吸込口と吐出口とが前記第１回転軸と前記第２
回転軸との相対回転方向により切換わる油圧制御
回路と、同油圧制御回路に介装され前記油圧ポン
プから吐出される吐出圧の最大値を車両の走行状
態に応じて制御する制御装置とを設けたことを特
徴とする。

以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。

第１図は本発明の４輪駆動用駆動連結装置の一
実施例にかかる概略構成図である。

横置きされたエンジン１に変速機２が連結さ
れ、その出力軸３に取付けたドライブギヤ４から
駆動力が取り出され、アイドルギヤ５を介して両
端部にギヤ６，７を具えた中間伝達軸８に伝達さ
れ、この中間伝達軸８の一方のギヤ７から前輪９
用の差動装置１０に駆動力が伝達されて前輪９が
駆動される一方、前輪９に伝達された駆動力がそ
のまま第１回転軸１１にギヤ１２を介して伝達さ
れ４輪駆動用駆動連結装置１３を経て第２回転軸
１４に伝達されるようになつており、回転取出方
向を変換する歯車機構１５を介して後輪１６用の
差動装置１７に駆動力が伝達され、後輪１６を駆
動する。

この４輪駆動用駆動連結装置１３は、第２図そ
の断面構造を示すように、油圧ポンプでああるベ
ーンポンプ２０とこれに付属する油圧制御回路２
１とで構成されており、ベーンポンプ２０のロー
タ２０ａが前輪９への駆動力がそのまま伝達され
る第１回転軸１１と連結されると共にカムリング
２０ｂが後輪１６に駆動力を伝達する第２回転軸
１４に連結してある。この油圧ポンプとしてのベ
ーンポンプ２０はその回転数に比例した油量を吐
出するものであり、ロータ２０ａとカムリング２
０ｂとの間に相対回転、すなわち第１回転軸１１
と第２回転軸１４との間に相対回転が生ずると油
圧ポンプとして機能して油圧が発生されるもので
あり、ベーンポンプ２０の吐出口（相対回転方向
先端の吸込吐出口がこれに相当）を塞ぐことで油
を介してその静圧でロータ２０ａとカムリング２
０ｂとが剛体のようになつて一体回転される。こ
のためカムリング２０ｂには対角位置に２つのポ
ンプ室が形成され回転方向基端側に位置したとき
吸込口となり、先端側に位置したとき吐出口とな
る４個の吸込吐出口２２，２３，２４，２５がほ
ぼ対角位置に形成してあり、それぞれ同一機能を
なす対角位置の吸込吐出口２２，２４と吸込吐出
口２３，２５がそれぞれカムリング２０ｂの回転
状態でも固定側に油を送通し得る機構を介して第
１油路２６と第２油路２７とで連通してある。ま
た、第１油路２６と第２油路２７との間にそれぞ
れチエツク弁２８，２９を介してオイル溜３０が
連通され、オイル溜３０からの流れのみが許容さ
れると共に第１油路２６と第２油路２７との間に
流出のみを許容する相対向した２つのチエツク弁
３１，３２を介して両油路２６，２７が連通さ
れ、この２つのチエツク弁３１，３２の中間部が
リリーフ弁３３に連通している。このリリーフ弁
３３のスプリング３４側である中間部には、オイ
ル溜３０と２つのチエツク弁２８，２９までの中
間部との連通路３５が設けてあり、スプリング３
４の他端には、スプリング３４によりリリーフ弁
３３の開弁圧力を制御するピストン３６が設けら
れ、ピストン３６の他端にはデユーテイ制御され
る制御油圧が作用するようになつている。そし
て、デユーテイ制御のためオリフイス３７を介し
て供給される一定圧力の油圧をソレノイド弁３８
で制御するが、このソレノイド弁３８はコンピユ
ータ３９に電気的に接続され、コンピユータに入
力されるエンジン回転数、第１回転軸１１の回転
数、第２回転軸１４の回転数、スロツトル開度、
ブレーキ作動検出スイツチ、転舵角検出信号によ
りピストン３６の他端に作用する油圧を制御す
る。尚、オリフイス３７を介して供給される一定
圧力の油圧は、変速機２がオートマチツクトラン
スミツシヨンの場合にはその制御用油圧を利用す
れば良く、手動式の場合にはオイルポンプを設置
する等によりこの油圧を確保する。

このような油圧制御回路２１とすることでロー
タ２０ａとカムリング２０ｂとの相対回転方向に
よらず常に吐出圧がリリーフ弁３３の弁体に作用
し、オイル溜３０が吸込口と連通することとな
る。

かような４輪駆動用駆動連結装置による駆動状
態を、まず、リリーフ弁３３の開放圧力をスプリ
ング３４による設定力のみで一定とした場合につ
いて説明する。

通常の直進状態では前輪９と後輪１６のタイヤ
の有効半径が同一でタイヤのスリツプ回転速度が
少ないことから４輪駆動用駆動連結装置１３の第
１回転軸１１と第２回転軸１４との間に回転速度
差が生じない。したがつてベーンポンプ２０では
油圧の発生はなく、後輪１６に駆動力が伝達され
ず前輪９のみによる前２輪駆動となる。

しかし、直進状態でも加速時のように大きなス
リツプがなくても通常前輪９が約１％以内でスリ
ツプするので、これによる回転速度差が第１回転
軸１１と第２回転軸１４との間に生じると、ベー
ンポンプ２０が機能してこの回転速度差に応じた
油圧が発生し、ロータ２０ａとカムリング２０ｂ
とが一体となつて回転し、この油圧とベーンの受
圧面積とに対応した駆動力が後輪１６に伝達され
て４輪駆動状態となる。この場合のベーンポンプ
２０における油の流れは、第３図ａに示すよう
に、相対的にロータ２０ａが回転することとな
り、吸込吐出口２３，２５が吸込口となつてチエ
ツク弁２９を介してオイル溜３０から油が吸込ま
れる一方、吸込吐出口２２，２４が吐出口となつ
てチエツク弁２８，３２を閉じると同時にチエツ
ク弁３１を介してリリーフ弁３３に導びかれる。
尚、図中実線矢印が吐出油の流れを、破線矢印が
吸込油の流れをそれぞれ示す。

次に、後輪１６の回転速度に比べ前輪９の回転
速度が非常に大きくなる場合、例えば雪路走行時
や急加速時あるいはブレーキ時の後輪がロツク気
味となる場合には、４輪駆動用駆動連結装置１３
の第１回転軸１１と第２回転軸１４との間の回転
速度差が非常に大きくなり、ベーンポンプ２０で
第３図ａに示す状態の油の流れが生じて大きな油
圧が発生するが、所定値を越えると、リリーフ弁
３３がスプリング３４に抗して開き吐出圧がほぼ
一定に制御され、後輪１６に一定の吐出圧に対応
した一定の駆動力が伝達された４輪駆動状態とな
る。この結果、前輪９の回転速度が減少すると共
に後輪１６の回転速度が増大することとなり回転
速度差を縮少する（ノンスリツプデフと同一機
能）ようになり、前輪９のスリツプ状態では後輪
１６への駆動トルクが増大されて走行不能となる
ことを回避できると共に後輪１６がロツク気味の
場合には、前輪９のブレーキトルクを増大して後
輪１６のロツクを防止する。

一方、前輪９の回転速度に比べ後輪１６の回転
速度が非常に大きくなる場合、例えば前輪９のブ
レーキ状態でロツク気味となる場合では、４輪駆
動用駆動連結装置１３の第１回転軸１１と第２回
転軸１４との間に上述とは逆方向に非常に大きな
回転速度差が生じ、ベーンポンプ２０では、第３
図ｂに示すような油の流れが生じ、吸込吐出口２
２，２４が吸込口となり、チエツク弁２８を介し
てオイル溜３０から油が吸込まれる一方、吸込吐
出口２３，２５が吐出口となり第２油路２７を経
てチエツク弁２９，３１を閉じてチエツク弁３２
からリリーフ弁３３に導びかれ大きな油圧が作用
するが、この油圧もリリーフ弁３３により一定に
保持され一定の駆動力が後輪１６に伝達されて４
輪駆動状態となる。この結果、後輪１６へのブレ
ーキトルクを増大して前輪９のロツクを防止す
る。

また、通常の旋回走行時には、前輪９の回転速
度が後輪１６の回転速度よりわずかに大きく、前
輪９にブレーキトルクが作用し、後輪１６に駆動
トルクが作用した４輪駆動状態となつて旋回走行
がなされる。

かように４輪駆動用駆動連結装置１３で吐出圧
をリリーフ弁３３により一定値以上とならないよ
うに制御することで、従来パートタイム４輪駆動
車で４輪駆動状態を必要とする場合には運転者の
操作が必要であつたものが、自動的に４輪駆動と
２輪駆動との切換が行なわれると共に前輪と後輪
との回転速度差に応じた駆動力による４輪駆動状
態が得られる。また、フルタイム４輪駆動車では
必ず装備されていたセンタデフに比べ小型コンパ
クト化をはかることができると共に重量軽減もは
かれ、コスト低減ともなる。

次に、リリーフ弁３３の開放圧力を、ピストン
３６の下端側に作用する油圧をデユーテイ制御す
ることで、調整する場合には、ベーンポンプ２０
の吐出圧を調整制御でき、後輪１６への駆動力を
調整することができる。

したがつて、エンジン１が高負荷となるほどこ
れをスロツトル開度信号により検出してベーンポ
ンプ２０の吐出圧を高めるよう制御すれば、４輪
駆動状態で後輪１６へ伝達される駆動力の伝達量
を増大して走行するようにできる。

また、フツトブレーキの操作状態をブレーキ作
動検出スイツチで検出しONとなつた場合にベー
ンポンプ２０の吐出圧を大とするように制御する
ことで前輪９および後輪１６がロツクすることを
防止して制動距離を短かくし、しかも安定した制
動状態を得ることができる。

さらに、転舵角を検出し、操舵角が大きくなれ
ばなるほど吐出圧を低くするよう制御すること
で、タイトコーナブレーキング現象を回避してス
ムーズに旋回走行することが可能となる。また、
コンピユータに入力される各検出信号によりエン
ジンの回転数や車両の速度に応じてベーンポンプ
２０の吐出圧を調整制御して安定した走行状態と
することもできる。

次に、油圧制御回路２１が異なる実施例につい
て、第４図に基づき説明する。

本実施例の４輪駆動用駆動連結装置１３では、
油圧ポンプ２０の構成は既に説明したものと同一
であり、油圧制御回路２１の第１油路２６と第２
油路２７との間に設けられ、それぞれからの流出
のみを許容する２つのチエツク弁３１，３２（第
３図ａ，ｂ参照）に替えてスプール式の切換弁４
０を設けてある。この切換弁４０の両端の油路が
それぞれ第１油路２６あるいは第２油路２７に連
通されると共にそれぞれチエツク弁２８，２９を
介してオイル溜３０に連通する一方、スプールに
よつて切換わる中間部に吐出油路４１が連通して
ある。

また、リリーフ弁３３に替えて油圧制御弁４２
が設けられ、２つのランドを具えたスプール４２
ａのランド間に吐出油路４１が連通すると共に調
圧油路４３がオイル溜３０と連通されるようにな
つており、スプール４２ａの左端部にはスプリン
グ４２ｂの付勢力が作用すると共にオリフイス３
７とソレノイド弁３８とでデユーテイ制御される
油圧が作用するようになつている。したがつて、
スプリング４２ｂとデユーテイ制御される油圧に
対するスプール４２ａの２つのランドの面積差に
よる吐出油路４１からの油圧のバランスによる調
圧油が調圧油路４３に送出され吸入側に戻され
る。

かような油圧制御回路２１によれば、第１回転
軸１１の回転速度が相対的に高い場合には、ロー
タ２０ａが第３図ａにて説明したように時計方向
に回転するとすれば、第１油路２６が吐出側とな
り、第２油路２７が吸込側となる。この結果、第
４図の油圧制御回路２１において、切換弁４０の
左端面に吐出圧が作用するためスプールが右端に
切換つて第１油路２６が吐出油路４１と連通し、
吐出油が油圧制御弁４２に導びかれ、調圧された
調圧油がチエツク弁２９を介して吸込側に送られ
て循環する。

また、第２回転軸１４の回転速度が相対的に高
い場合には、カムリング２０ｂが第３図ｂにて説
明したように時計方向に回転することとなり、第
２油路２７が吐出側となり、第１油路２６が吸込
側となる。

この結果、第４図の油圧制御回路において、切
換弁４０の右端面に吐出圧が作用するためスプー
ルが左端に切換つて第２油路２７が吐出油路４１
に連通し、吐出油が油圧制御弁４２に導びかれ、
調圧油がチエツク弁２８を介して吸込側に送られ
て循環する。

このように第１回転軸１１と第２回転軸１４と
の相対回転方向がいずれであつても常に吐出圧が
吐出油路４１に導びかれると共にデユーテイ制御
ソレノイド弁３８によりスプール４２ａに作用す
る制御圧を調整すれば油圧ポンプ２０の吐出圧を
制御でき、既に説明したように運転状態に応じた
駆動状態を得ることができる。

次に、第５図に示す他の油圧制御回路２１を具
えた４輪駆動用駆動連結装置について説明する。

本実施例では、切換弁４０に替えてソレノイド
弁４４のON−OFFによつて制御されるスプール
弁４５を用いるものであり、３つのランドを有す
るスプール４５ａの各ランド間に第１油路２６、
第２油路２７が連通すると共にそれぞれチエツク
弁２８，２９を介してオイル溜３０および油圧制
御弁４２の調圧油路４３に連通している。また、
中間のランドによつて開閉されるよう吐出油路４
１が連通して油圧制御弁４２とも連通している。
このスプール弁４５には、左端側にスプリング４
５ｂが介装される一方、右端側にはON−OFF制
御されるソレノイド弁４４がオリフイス４６の上
流側に設けてあり、ソレノイド弁４４にはコンピ
ユータ３９が接続されている。

かような油圧制御回路２１では、第１回転軸１
１の相対回転速度が高い場合には、ロータ２０ａ
が時計方向に回転するとすれば、第３図ａにて説
明したように、第１油路２６が吐出側となり、第
２油路２７が吸込側となる。

このときコンピユータ３９に入力される第１回
転軸１１と第２回転軸１４との回転数から油圧ポ
ンプ２０の回転方向（相対回転方向）を知り、こ
れによりソレノイド弁４４をONとしてオリフイ
ス４６の上流側を開放状態とし、スプール４５ａ
をスプリング４５ｂと第１油路２６からの吐出油
のランド間の面積差とによる付勢力とでスプール
４５ａを右端位置として第１油路２６と吐出油路
４１とを連通する。この吐出油路４１の油は第４
図の場合と同様に循環される。

また、逆に第２回転軸１４の相対回転速度が高
くなりカムリング２０ｂが時計方向に回転する第
３図ｂの場合には、第２油路２７が吐出側とな
り、第１油路２６が吸込側となる。この場合にも
コンピユータ３９よりソレノイド弁４４にOFF
の信号が送られてスプール４５ａの右端面に油圧
が作用すると共に第２油路２７からの吐出油のラ
ンド間の面積差による付勢力によつてスプリング
４５ｂに抗してスプール４５ａが左端位置に切換
つて第２油路２７と吐出油路４１とが連通され
る。この吐出油路４１に導びかれた油は第４図の
場合と同様に循環される。

かようにソレノイド弁４４により切換えを制御
されるスプール弁４５を用いることで、油圧ポン
プ２０の相対回転方向によらず常に吸込口と吐出
口とを切換えることができると共にスプール弁を
確実に動作させることができる。

尚、上記実施例では４輪駆動用駆動連結装置１
３の油圧ポンプとしてベーンポンプを用いしかも
吸込吐出口が４個の平衡形のもので説明したが、
駆動力の伝達量によつては吸込吐出口が２個の不
平衡形ベーンポンプとすることも可能であり、他
の形式の油圧ポンプ、例えば内接ギヤポンプ、ト
ロコイドポンプ、ハイポサイクロイドポンプ、ア
キシヤルおよびラジアルプランジヤポンプ等のも
のも使用でき、回転速度差に応じて吐出油量が変
化する形式のものであれば良い。また、通常の直
進状態で前輪を駆動するものに限らず後輪を駆動
する形式のものにも適用できる。さらに、変速機
も手動式、自動式のいずれであつても良く、リリ
ーフ弁の制御も油圧を用いるデユーテイ制御に限
らず機械式に制御するもの等であつても良い。

以上、実施例とともに具体的に説明したように
本発明によれば、前輪に駆動力を伝達する第１回
転軸と後輪に駆動力を伝達する第２回転軸とをこ
れらの回転速度差に応じて駆動され且つ回転速度
差に応じた油量を吐出する油圧ポンプを介して連
結し、その静的油圧により駆動力を伝達して４輪
駆動状態を得ると共に第１回転軸と第２回転軸と
の相対回転方向に応じて自動的に吐出口と吸込口
とが切換わるので何んら操作を必要とせず４輪駆
動状態が得られるので、パートタイム４輪駆動車
のタイトコーナブレーキング現象などの不具合や
運転操作の煩雑さを解消できると共にフルタイム
４輪駆動車に従来装備されたセンタデフに比べ小
型・軽量とすることができ、しかも構造も簡単で
安価となる。

また、油圧ポンプの吐出圧の最大値を車両の走
行状態に応じて制御する制御装置を油圧制御回路
に介装したので、油圧ポンプにおける最大伝達ト
ルク容量を走行状態に応じて制御でき、車両の走
行が安定になる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の４輪駆動用駆動連結
装置の一実施例にかかり、第１図は概略構成図、
第２図は詳細な断面図、第３図ａ，ｂはそれぞれ
油の流れの説明図、第４図および第５図はそれぞ
れ本発明の他の実施例にかかる断面図である。 図面中、９は前輪、１０は前輪用の差動装置、
１１は第１回転軸、１３は４輪駆動用駆動連結装
置、１４は第２回転軸、１６は後輪、１７は後輪
用の差動装置、２０はベーンポンプ、２０ａはロ
ータ、２０ｂはカムリング、２１は油圧制御回
路、２２，２３，２４，２５は吸込吐出口、２
６，２７は第１および第２油路、２８，２９，３
１，３２はチエツク弁、３０はオイル溜、３３は
リリーフ弁、３６はピストン、３７はオリフイ
ス、３８，４４はソレノイド弁、３９はコンピユ
ータ、４０は切換弁、４１は吐出油路、４２は油
圧制御弁、４３は調圧油路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 前輪に駆動力を伝達する第１回転軸と後輪に
   駆動力を伝達する第２回転軸とをこれら第１回転
   軸と第２回転軸との回転速度差によつて駆動され
   ると共に回転速度差に応じた油量を吐出する油圧
   ポンプを介して連結する一方、油圧ポンプの吸込
   口と吐出口とが前記第１回転軸と前記第２回転軸
   との相対回転方向により切換わる油圧制御回路
   と、同油圧制御回路に介装され前記油圧ポンプか
   ら吐出される吐出圧の最大値を車両の走行状態に
   応じて制御する制御装置とを設けたことを特徴と
   する４輪駆動用駆動連結装置。