JP3172974B2

JP3172974B2 - センターディファレンシャル装置付４輪駆動車

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Publication number: JP3172974B2
Application number: JP34820591A
Authority: JP
Inventors: 利雄小林
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1991-12-04
Filing date: 1991-12-04
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JPH05155266A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機にセンター
ディファレンシャル装置を組合わせた４輪駆動車におい
て、センターディファレンシャル装置を増速機として利
用して変速段を多段化した方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、センターディファレンシャル装置
付４輪駆動車に関しては、例えば特開昭６３−１７６７
２８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、サ
ンギヤとリングギヤとのピッチ円径の比に応じて前後輪
に不等トルク配分する。また、サンギヤ，リングギヤお
よびキャリヤの２つの要素の間に差動制限用の油圧多板
クラッチを設けることが示されている。

【０００３】

【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、センターディファレンシャル装置と
差動制限用の油圧多板クラッチとが、動力分配装置本来
のトルク配分と差動機能を有しているにすぎないので、
主変速機が自動変速機でその最高速段よりもギヤ比の小
さいオーバドライブ段を得ようとすると、主変速機に副
変速機を追加する必要があり、変速機全体の大型化を招
く。そこで、センターディファレンシャル装置を減速機
または増速機に利用して、自動変速機よりも変速段を容
易且つコンパクトに増設することが望まれる。またセン
ターディファレンシャル装置を増速機に使用すると、前
後輪へのトルク配分と差動機能を失うおそれがあるが、
この条件においてもトルク配分と差動機能を確保するよ
うに工夫する必要がある。

【０００４】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、自動変速機にセンターディファレンシャル装置を組
合わせた駆動系において、これらを有機的に組合せて変
速段を容易に増設し、且つ常にセンターディファレンシ
ャル装置によるトルク配分、差動、差動制限、トルク配
分制御の機能も備えることを目的とする。

【０００５】上記目的を達成するため本発明は、自動変
速機の出力軸に連結される第１のサンギヤと、前後輪の
駆動軸の何れか一方に出力する第１の出力軸に結合され
る第２のサンギヤと、上記第１のサンギヤおよび第２の
サンギヤにそれぞれ噛み合い、且つ同軸上に配置され一
体に構成された一対のピニオンと、このピニオンを上記
第１および第２のサンギヤの周りに回転可能に支持する
とともに前後輪の駆動軸の何れか他方に出力する第２の
出力軸へ伝動するキャリヤとを有し、上記自動変速機の
出力軸からの動力を前後輪の駆動軸に配分する複合プラ
ネタリギヤ式センターディファレンシャル装置を有する
センターディファレンシャル装置付４輪駆動車におい
て、上記第１の出力軸と上記第２のサンギヤとの結合に
介在して設けられ、上記第１の出力軸と上記第２のサン
ギヤとを選択的に結合および解放する第１の摩擦係合手
段と、上記第２のサンギヤを変速機ケース側の固定部材
に選択的に係合および解放させるブレーキ手段とを設
け、上記第１の摩擦係合手段によって上記第１の出力軸
と上記第２のサンギヤとを解放するとともに、上記ブレ
ーキ手段によって上記第２のサンギヤを上記変速機ケー
ス側の固定部材に係合させることにより、上記センター
ディファレンシャル装置は、所定の増速ギヤ比を得るよ
うに構成され、この増速ギヤ比と上記自動変速機の所定
の変速段とを協動させることにより、上記自動変速機の
変速段より高速段側に１段以上の変速段を増設すること
を特徴とする。

【０００６】

【作用】上記構成に基づき、自動変速機により変速した
動力がセンターディファレンシャル装置により前後輪に
配分されて４輪駆動走行し、このときセンターディファ
レンシャル装置の種々の機能により例えば前後輪のトル
ク配分が走行条件に応じて制御される。そして、高速走
行時には、例えば自動変速機が所定の変速段に制御さ
れ、同時にセンターディファレンシャル装置が増速機と
して使用されることで、更にギヤ比の小さい変速段に変
速制御されるようになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、前進３段後進１段の自動変速機に
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
を組合わせた４輪駆動車の実施例について説明する。先
ず、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およびエクステンションケース６が接合し、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。

【０００８】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１
４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。

【０００９】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１
６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を介して前輪に伝動
構成される。一方、センターディファレンシャル装置５
０の後部には油圧多板クラッチ装置６０が設けられて、
この油圧多板クラッチ装置６０から出力するリヤドライ
ブ軸２０は、プロペラ軸２１、リヤディファレンシャル
装置２２等を介して後輪にも伝動構成される。

【００１０】自動変速機３０はラビニョー型のプラネタ
リギヤ３１を有し、入力軸１４がフォワードクラッチ４
０、第１の中間軸３８を介してプラネタリギヤ３１の第
１のサンギヤ３２に連結され、同時にブレーキバンド４
１を備えたリバースクラッチ４２、第２の中間軸３９を
介して第２のサンギヤ３３に連結される。また、ショー
トピニオン３４とロングピニオン３５を支持するキャリ
ヤ３６にローアンドリバースブレーキ４３とワンウェイ
クラッチ４４が設けられ、リングギヤ３７から出力軸１
５が後方に取出されている。

【００１１】この自動変速機３０の構成により、Ｄレン
ジにセレクトすると、フォワードクラッチ４０が係合
し、且つワンウエイクラッチ４４でキャリヤ３６をロッ
クして第１速になる。次いで車速の上昇によりブレーキ
バンド４１で第２のサンギヤ３３がロックして第２速に
変速され、更にリバースクラッチ４２の係合でプラネタ
リギヤ３１が一体化して第３速に変速される。また、Ｒ
レンジにセレクトすると、ローアンドリバースブレーキ
４３によりキャリヤ３６をロックし、同時にリバースク
ラッチ４２により第２のサンギヤ３３から動力が入力し
て逆転した動力が出力することになり、こうして後進速
になる。

【００１２】また、この自動変速機３０のギヤ比と、ギ
ヤ比の例について説明する。先ず、第１のサンギヤ３２
の歯数Ｚａ、第２のサンギヤ３３の歯数Ｚｂ、リングギ
ヤ３７の歯数Ｚｅとすると、第１速のギヤ比ｉ１、第２
速のギヤ比ｉ２、第３速のギヤ比ｉ３、後進速のギヤ比
ｉｒは、以下のようになる。ｉ１＝Ｚｅ／Ｚａｉ２＝Ｚｅ（Ｚａ＋Ｚｂ）／Ｚａ（Ｚｅ＋Ｚｂ）ｉ３＝１．０ｉｒ＝Ｚｅ／Ｚｂそこで各ギヤの歯数を、例えばＺａ＝２８、Ｚｂ＝３
５、Ｚｅ＝７９とすると、ｉ１＝２．８２１、ｉ２＝
１．５５９、ｉ３＝１．０、ｉｒ＝２．２７５になる。

【００１３】センターディファレンシャル装置５０、油
圧多板クラッチ装置６０の部分について説明する。先
ず、出力軸１５の後方に第１、第２の中間軸２３，２４
を介してリヤドライブ軸２０が同軸上に配置される。ま
た、出力軸１５には前輪側のリダクションギヤ１７が回
転自在に嵌合し、これらの出力軸１５、リダクションギ
ヤ１７及び第１、第２の中間軸２３，２４の間に、セン
ターディファレンシャル装置５０が同軸上に配置され
る。

【００１４】センターディファレンシャル装置５０は複
合プラネタリギヤに構成されるものであり、出力軸１５
に形成される第１のサンギヤ５１と、第２の中間軸２４
に形成される第２のサンギヤ５３を有する。また、キャ
リヤ５５に装架されたピニオン軸５６に、軸方向に一体
形成される第１、第２のピニオン５２，５４が回転自在
に装着され、第１のサンギヤ５１に第１のピニオン５２
が、第２のサンギヤ５３に第２のピニオン５４がそれぞ
れ噛合い、トルク配分した動力を第２の中間軸２４に出
力する。一方、第２の中間軸２４の内部には更に第１の
中間軸２３が遊嵌され、この第１の中間軸２３が２つの
サンギヤ５１，５３の間隙で連結部材５７を介してキャ
リヤ５５に一体結合して、差動制限等の作用を行う。更
に、キャリヤ５５の前端にはリダクションギヤ１７が結
合して、キャリヤ５５の動力を出力するように構成され
ている。

【００１５】このセンターディファレンシャル装置５０
の構成により、第１のサンギヤ５１に入力する動力を、
第１、第２のサンギヤ５１，５３と、第１、第２のピニ
オン５２，５４との歯車諸元によるトルク配分比でキャ
リヤ５５と第２のサンギヤ５３に伝達して、前後輪へ不
等トルク配分する機能を有する。また第１，第２のピニ
オン５２，５４の遊星回転により、旋回時の旋回半径の
差によって生じるキャリヤ５５と第２のサンギヤ５３と
の回転数差を吸収する差動機能を有する。

【００１６】ここで、図２の略図を用いてセンターディ
ファレンシャル装置５０の不等トルク配分機能について
詳記する。第１のサンギヤ５１の入力トルクをＴｉ、そ
の噛合いピッチ半径をｒｓ１、キャリヤ５５のフロント
側トルクをＴＦ、第１，第２のピニオン５２，５４の噛
合いピッチ半径をｒｐ１，ｒｐ２、第２のサンギヤ５３
のリヤ側トルクをＴＲ、その噛合いピッチ半径をｒｓ２
とすると、Ｔｉ＝ＴＦ＋ＴＲ（１）ｒｓ１＋ｒｐ１＝ｒｓ２＋ｒｐ２（２）が成立する。

【００１７】また、第１のサンギヤ５１と第１のピニオ
ン５２との噛合点に作用する接線方向荷重Ｐは、キャリ
ヤ５５に作用する接線方向荷重Ｐ１と、第２のサンギヤ
５３と第２のピニオン５４との噛合点に作用する接線方
向荷重Ｐ２との和に等しいので、次式が成立する。Ｐ＝Ｔｉ／ｒｓ１Ｐ１＝ＴＦ／（ｒｓ１＋ｒｐ１）Ｐ２＝ＴＲ／ｒｓ２Ｔｉ／ｒs １＝{(ＴＦ／（ｒｓ１＋ｒｐ１)}＋ＴＲ／ｒｓ２（３）そこで、（１），（２）式を（３）式に代入して整理す
ると、以下のようになる。ＴＦ＝(1−ｒｐ１・ｒｓ２／ｒｓ１・ｒｐ２）×ＴｉＴＲ＝（ｒｐ１・ｒｓ２／ｒｓ１・ｒｐ２）×Ｔｉ

【００１８】このことから、第１，第２のサンギヤ５
１，５３と、第１、第２のピニオン５２，５４との噛合
いピッチ半径により、フロント側トルクＴＦおよびリヤ
側トルクＴＲ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、ｒｓ１、ｒｐ１、ｒｐ２、ｒｓ２
は各歯数Ｚｓ１、Ｚｐ１、Ｚｐ２、Ｚｓ２に置き換える
ことができ、Ｚｐ１＝Ｚｐ２＝１８、Ｚｓ１＝２７、Ｚ
ｓ２＝１５とすると、ＴＦ：ＴＲ＝４４．５：５５．５になって、後輪偏重の基準トルク配分比に設定される。

【００１９】次に、センターディファレンシャル装置５
０の増速機としての機能について説明する。この複合プ
ラネタリギヤ式センターディファレンシャル装置５０で
は、第２の中間軸２４を固定することで所定の増速ギヤ
比ｉｐを得ることができ、この場合のギヤ比ｉｐは、歯
車諸元に上述のものを用いるとｉｐ＝（２７−１５）／
２７＝０．４４４になる。従って、この増速ギヤ比ｉｐ
を単独で使用するか、または自動変速機３０の所定の変
速段と協動することにより、自動変速機３０の変速段よ
りも高速段の第４速、第５速の変速段を得ることが可能
になる。

【００２０】そこで、例えば第４速に自動変速機３０の
第２速を用いると、第２速のギヤ比ｉ２（＝１．５５
９）とｉｐとにより第４速のギヤ比ｉ４は、ｉ４＝ｉ２
・ｉｐ＝０．６９２になり、こうして前進４段の変速仕
様の４輪駆動車となる。またこの第４速の外に、第５速
に自動変速機３０の第３速を用いると、第３速のギヤ比
ｉ３（＝１．０）とｉｐとにより第５速のギヤ比ｉ５
は、ｉ５＝０．４４４になり、こうして前進５段の変速
仕様の４輪駆動車となる。そしてこのように増設された
第４速と第５速のギヤ比ｉ４，ｉ５は、増速ギヤ比ｉｐ
の設定により自動変速機３０の各変速段のギヤ比間隔に
対応して適正なものになる。

【００２１】油圧多板クラッチ装置６０について説明す
ると、第２の中間軸２４とリヤドライブ軸２０にそれぞ
れドラム部材６４，６５が設けられ、両ドラム部材６
４，６５の間に後輪への動力を接断する油圧多板クラッ
チ６１が介設される。また、第１の中間軸２３とドラム
部材６５との間に差動制限すると共に前後輪のトルク配
分を可変制御する油圧多板クラッチ６２が介設され、ド
ラム部材６４とケース４との間に変速用ブレーキ６３が
介設され、これらの油圧多板クラッチ６１，６２と変速
用ブレーキ６３が３重に重合して同軸上に配置構成され
ている。

【００２２】これらの油圧多板クラッチ６１，６２及び
変速用ブレーキ６３は、例えば専用のバルブボデーによ
り油圧制御される。即ち、自動変速機３０で前進３段後
進１段に変速される場合は、変速用ブレーキ６３を解放
して油圧多板クラッチ６１を係合し、このとき後輪スリ
ップ等に応じて油圧多板クラッチ６２に差動制限トルク
を生じる。また、前進４段の４輪駆動車では、第３速で
車速が設定値より上昇すると、自動変速機３０を第２速
に変速制御し、同時に変速用ブレーキ６３を係合して油
圧多板クラッチ６１を解放し、このとき前輪スリップ等
に応じて油圧多板クラッチ６２に伝達トルクを生じる。
前進５段の４輪駆動車では、第４速で車速が更に上昇す
ると、自動変速機３０を第３速に変速制御されるように
なっている。

【００２３】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、エンジン１０の動力はトルクコンバータ１
３、入力軸１４を介して自動変速機３０に入力し、プラ
ネタリギヤ３１の作動、クラッチ４０，４２、ブレーキ
４３、ワンウエイクラッチ４４、ブレーキバンド４１の
選択的係合により、走行条件に応じて前進３段後進１段
に変速される。そしてこの変速動力が、出力軸１５から
センターディファレンシャル装置５０の第１のサンギヤ
５１に入力して、トルク配分される。またこの場合は、
油圧多板クラッチ装置６０の油圧多板クラッチ６１が係
合し、センターディファレンシャル装置５０の第２のサ
ンギヤ５３がリヤドライブ軸２０に連結される。

【００２４】ここでセンターディファレンシャル装置５
０の各歯車諸元により、例えばＴＦ：ＴＲ＝４４．５：
５５．５に設定されているため、変速動力の４４．５％
がキャリヤ５５に、５５．５％が第２のサンギヤ５３
に、それぞれ配分して出力される。そしてキャリヤ５５
の動力は、リダクションドライブギヤ１７、リダクショ
ンドリブンギヤ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１９を介して前輪に伝達す
る。また、第２のサンギヤ５３の動力は、第２の中間軸
２４、油圧多板クラッチ６１、リヤドライブ軸２０以降
の後輪に伝達し、後輪偏重の４輪駆動走行になる。この
４輪駆動走行の旋回時には、センターディファレンシャ
ル装置５０の第１、第２のピニオン５２，５４の遊星回
転により、旋回時に生じる前後輪の回転数差が吸収さ
れ、自由に旋回可能になる。

【００２５】次いで、滑り易い路面走行時には、基準ト
ルク配分が後輪偏重のトルク配分のため、通常は後輪が
先にスリップする。するとこの時、油圧多板クラッチ６
２の差動制限トルクＴｃがスリップ状態に応じて制御さ
れ、センターディファレンシャル装置５０のキャリヤ５
５と第２のサンギヤ５３との間に、キャリヤ５５、連結
部材５７、第１の中間軸２３及び油圧多板クラッチ６２
による他の伝動系路がバイパスして形成され、高回転の
第２のサンギヤ５３の後輪側から低回転のキャリヤ５５
の前輪側に差動制限トルクＴｃに応じてトルクバイパス
し、前輪寄りにトルク配分制御されて後輪スリップが防
止される。このとき差動制限トルクＴｃが最大になる
と、第２のサンギヤ５３とキャリヤ５５との直結により
センターディファレンシャル装置５０はロックして直結
式４輪駆動になり、前後輪の輪荷重配分に相当したトル
ク配分になる。

【００２６】ここで、前進４段の４輪駆動車において
は、第３速で車速上昇すると、自動変速機３０が第２速
の状態になり、同時に油圧多板クラッチ６１が解放され
て変速用ブレーキ６３が係合する。これにより、センタ
ーディファレンシャル装置５０の第２のサンギヤ５３が
固定して差動機能は阻止され、キャリヤ５５が増速回転
する。このため、自動変速機３０の第２速の変速動力
が、センターディファレンシャル装置５０で増速されて
キャリヤ５５以降の前輪に伝達し、第３速よりギヤ比の
小さいオーバドライブの第４速に変速制御されて、燃費
の良い状態で高速走行する。このとき、走行状態や前輪
スリップの状況等に応じて、油圧多板クラッチ６２の伝
達トルクＴｄが可変制御されると、キャリヤ５５から第
１の中間軸２３、油圧多板クラッチ６２を介して後輪に
もトルク伝達される。そこで、前輪スリップを防止する
と共に、同様に前後輪のトルク配分が制御可能な４輪駆
動走行になる。

【００２７】以上、前進４段の４輪駆動車の自動変速機
３０とセンターディファレンシャル装置５０の各変速段
におけるクラッチ、ブレーキの動作、ギヤ比の例及びト
ルク配分比をまとめて示すと、表１のようになる。

【表１】この表１において、○印はクラッチ，ブレーキの係合動
作を、●印は油圧多板クラッチ６２による差動制限トル
クを、◎印はその油圧多板クラッチ６２による伝達トル
クの発生状態をそれぞれ示す。

【００２８】一方、前進５段の変速仕様の４輪駆動車に
おいては、上述の第４速に変速された状態で車速が上昇
すると、自動変速機３０が第３速の状態になる。このた
め、この第３速のギヤ比ｉ３とセンターディファレンシ
ャル装置５０のギヤ比ｉｐの組合わせにより、更にギヤ
比の小さい第５速に変速制御され、一層高速走行に適し
たものになる。

【００２９】以上、前進５段の４輪駆動車の自動変速機
３０とセンターディファレンシャル装置５０の各変速段
におけるクラッチ、ブレーキの動作、ギヤ比の例及びト
ルク配分比をまとめて示すと、表２のようになる。

【表２】

【００３０】図３において、前進４段後進１段の自動変
速機に複合プラネタリギヤ式センターディファレンシャ
ル装置を組合わせた４輪駆動車の実施例について説明す
る。この実施例においても、トルクコンバータ１３、自
動変速機７０、センターディファレンシャル装置５０及
び油圧多板クラッチ装置６０が、上述と同様に同軸上に
配置され、センターディファレンシャル装置５０から前
後輪に伝動構成されている。

【００３１】自動変速機７０は、２組のフロントプラネ
タリギヤ７１とリヤプラネタリギヤ７２を有し、入力軸
１４がリヤプラネタリギヤ７２のサンギヤ７２ａに、フ
ロントプラネタリギヤ７１のリングギヤ７１ｂ及びリヤ
プラネタリギヤ７２のキャリア７２ｃが出力軸１５に連
結される。そしてフロントプラネタリギヤ７１のキャリ
ア７１ｃと一体的な連結要素７３とリングギヤ７２ｂと
の間に、第１のワンウエイクラッチ７４、フォワードク
ラッチ７５が直列的に設けられ、連結要素７３とケース
側との間に、第２のワンウエイクラッチ７６、ローアン
ドリバースブレーキ７７が並列的に設けられる。連結要
素７３とリングギヤ７２ｂとの間には、オーバランニン
グクラッチ７８がバイパスして設けてある。またサンギ
ヤ７１ａと一体的な連結要素７９には、バンドブレーキ
８０が設けられ、入力軸１４と一体的な連結要素８１お
よびキャリア７１ｃと一体的な連結要素８２との間に
は、ハイクラッチ８３が設けられる。更に連結要素７９
と８１との間には、リバースクラッチ８４が設けられて
いる。

【００３２】この自動変速機７０の構成により、Ｄレン
ジにセレクトすると、フォワードクラッチ７５が係合
し、両ワンウエイクラッチ７４，７６の作用で連結要素
７３と共にリングギヤ７２ｂをロックすることで、入力
軸１４からサンギヤ７２ａ，キャリア７２ｃを介して出
力軸１５に、ギヤ比の大きい動力が伝達して第１速にな
る。そして車速が上昇すると、更にバンドブレーキ８０
の係合によりサンギヤ７１ａがロックする。そこでキャ
リア７１ｃとリングギヤ７２ｂとが、連結要素７３、フ
ォワードクラッチ７５、第１のワンウエイクラッチ７４
を介して回転し、１速時よりもリングギヤ７２ｂが回転
する分だけ増速した動力が出力して、第２速に変速され
る。次いでハイクラッチ８３の係合により入力軸１４
が、連結要素８１，７２、キャリア７１ｃ、連結要素７
３、フォワードクラッチ７５、第１のワンウエイクラッ
チ７４を介してリングギヤ７２ｂに連結する。このため
リヤプラネタリギヤ７２は一体化し、入力軸１４と出力
軸１５とは直結して、第３速に変速される。

【００３３】更に車速が上昇すると、上述に加えてバン
ドブレーキ８０の係合でサンギヤ７１ａがロックする。
このため、フロントプラネタリギヤ７１ではハイクラッ
チ８３を介してキャリア７１ｃに入力した動力でリング
ギヤ７１ｂを増速することになって、オーバドライブの
第４速に変速される。また、Ｒレンジにセレクトする
と、リバースクラッチ８４の係合でサンギヤ７１ａに入
力軸１４の動力が入力する。また、ローアンドリバース
クラッチ７７の係合で連結要素７３と共にキャリア７１
ｃをロックするため、フロントプラネタリギヤ７１でリ
ングギヤ７１ｂに逆転したギヤ比の大きい動力が出力し
て後進速になる。

【００３４】また、この場合の自動変速機７０におい
て、フロントプラネタリギヤ７１のサンギヤとリングギ
ヤの歯数比α１、リヤプラネタリギヤ７２の同様の歯数
比α２とすると、第１速ないし第４速のギヤ比ｉ１〜ｉ
４、後進速のギヤ比ｉｒは以下のようになる。ｉ１＝１＋（１／α２）ｉ２＝（α１＋α２＋α１・α２）／（１＋α１）α２ｉ３＝１．０ｉ４＝１／（１＋α１）ｉｒ＝１／α１そこで、α１＝０．４４、α２＝０．５６とすると、ｉ
１＝２．７８５、ｉ２＝１．５４５、ｉ３＝１．０、ｉ
４＝０．６９４、ｉｒ＝２．２７２になる。

【００３５】一方、センターディファレンシャル装置５
０においては、上述の説明から明らかなように、各ギヤ
の歯車諸元を変えると前後輪の基準トルク配分比と共
に、増速ギヤ比も変化する。そこで、この場合の歯車諸
元を、Ｚｐ１＝Ｚｐ２＝１８、Ｚｓ１＝２４、Ｚｓ２＝
１５とすると、ＴＦ：ＴＲ＝３７．５：６２．５になって、充分に後輪偏重の基準トルク配分比に設定さ
れる。

【００３６】またこの場合の増速ギヤ比ｉｐは、ｉｐ＝
（２４−１５）／２４＝０．３７５になる。従って、こ
の４速自動変速機７０を使用した駆動系においても、セ
ンターディファレンシャル装置５０の増速ギヤ比ｉｐ
（＝０．３７５）を利用して、第５速以上に変速段を増
して変速制御することが可能になる。

【００３７】そこで、例えば第５速に自動変速機７０の
第２速を用いると、第２速のギヤ比ｉ２（＝１．５４
５）とｉｐとにより、第５速のギヤ比ｉ５は、ｉ５＝
０．５７９になる。こうして、第４速のギヤ比に対して
適正なギヤ比間隔で第５速を増設した、前進５段の変速
仕様の４輪駆動車となる。この前進５段の４輪駆動車の
自動変速機７０とセンターディファレンシャル装置５０
の各変速段におけるクラッチ、ブレーキの動作、ギヤ比
の例及びトルク配分比をまとめて示すと、表３のように
なる。

【表３】

【００３８】また、この第５速の外に、第６速に自動変
速機７０の第３速を用いると、第３速のギヤ比ｉ３（＝
１．０）とｉｐとにより、第６速のギヤ比ｉ６は、ｉ６
＝０．３７５になる。従って、この場合も第４速のギヤ
比に対して適正なギヤ比間隔で第５速と第６速を増設し
た前進６段の変速仕様の４輪駆動車となる。この前進６
段の４輪駆動車の自動変速機７０とセンターディファレ
ンシャル装置５０の各変速段におけるクラッチ、ブレー
キの動作、ギヤ比の例及びトルク配分比をまとめて示す
と、表４のようになる。

【表４】

【００３９】なお、この実施例では、自動変速機７０以
外が図１と全く同一に構成されており、同一の部分は同
一の符号を付して説明を省略する。また、油圧多板クラ
ッチ装置６０により図１の場合と同様に、前後輪のトル
ク配分が可変制御されることは勿論である。

【００４０】以上、本発明の実施例について説明した
が、センターディファレンシャル装置の増速ギヤ比は、
実施例以外の任意の値に設定することができる。また、
自動変速機の変速段と増速ギヤ比は、実施例以外にも種
々組合わせることができ、後進速の変速段の増大にも適
応することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自動変速機とセンターディファレンシャル装置を組合わ
せた４輪駆動車において、センターディファレンシャル
装置が油圧多板クラッチ装置の作動で増速機能を有する
ように構成されるので、この増速ギヤ比を単独で使用し
たり、または自動変速機の変速段のギヤ比と組合わせる
ことにより、変速段を容易に増設することができ、構造
も非常に簡素化してコンパクトになる。特に、増速ギヤ
比と自動変速機の変速段のギヤ比を組合わせた場合に
は、変速段を倍増することができ、自動変速機自体の変
速段が少ない場合の４輪駆動車の走行性能、燃費等を大
幅に向上することが可能になる。また、変速段数を多く
することができるので、走行条件、運転モード等に対し
て最適に変速制御することができ、特に４輪駆動車にお
いて有利になる。増設した変速段においてもセンターデ
ィファレンシャル装置で前後輪のトルク配分を可変制御
することが可能に構成されているので、４輪駆動車とし
ての性能を発揮することができる。

【００４２】２つの実施例では、増設された変速段のギ
ヤ比が、増速ギヤ比の設定により自動変速機の各変速段
のギヤ比間隔に対応して適正なものになっているので、
変速制御を有効に行うことができ、変速ショック等も低
減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセンターディファレンシャル装置
付４輪駆動車として、３速自動変速機の場合の実施例を
示すスケルトン図

【図２】トルク配分状態，差動制限と直結用伝達トルク
の流れを説明する略図

【図３】本発明に係るセンターディファレンシャル装置
付４輪駆動車として、４速自動変速機の場合の実施例を
示すスケルトン図

【符号の説明】

３０３速自動変速機５０センターディファレンシャル装置６０油圧多板クラッチ装置６１トルク配分制御用油圧多板クラッチ６２動力伝達用油圧多板クラッチ６３変速用ブレーキ７０４速自動変速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 17/28 - 17/36 F16H 3/00 - 3/78 F16H 48/00 - 48/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】自動変速機の出力軸に連結される第１の
サンギヤと、前後輪の駆動軸の何れか一方に出力する第
１の出力軸に結合される第２のサンギヤと、上記第１の
サンギヤおよび第２のサンギヤにそれぞれ噛み合い、且
つ同軸上に配置され一体に構成された一対のピニオン
と、このピニオンを上記第１および第２のサンギヤの周
りに回転可能に支持するとともに前後輪の駆動軸の何れ
か他方に出力する第２の出力軸へ伝動するキャリヤとを
有し、上記自動変速機の出力軸からの動力を前後輪の駆
動軸に配分する複合プラネタリギヤ式センターディファ
レンシャル装置を有するセンターディファレンシャル装
置付４輪駆動車において、上記第１の出力軸と上記第２のサンギヤとの結合に介在
して設けられ、上記第１の出力軸と上記第２のサンギヤ
とを選択的に結合および解放する第１の摩擦係合手段
と、上記第２のサンギヤを変速機ケース側の固定部材に選択
的に係合および解放させるブレーキ手段とを設け、上記第１の摩擦係合手段によって上記第１の出力軸と上
記第２のサンギヤとを解放するとともに、上記ブレーキ
手段によって上記第２のサンギヤを上記変速機ケース側
の固定部材に係合させることにより、上記センターディ
ファレンシャル装置は、所定の増速ギヤ比を得るように
構成され、この増速ギヤ比と上記自動変速機の所定の変
速段とを協動させることにより、上記自動変速機の変速
段より高速段側に１段以上の変速段を増設することを特
徴とするセンターディファレンシャル装置付４輪駆動
車。
【請求項２】上記センターディファレンシャル装置
は、上記第１，第２のサンギヤおよびピニオンの歯車諸
元が、後輪偏重の基準トルク配分比となるように設定さ
れており、この歯車諸元によって増速ギヤ比を得るとと
もに、上記第１の出力軸と上記第２の出力軸との間に
は、上記第１の出力軸と上記第２の出力軸との間のトル
ク伝達を可変に制御する第２の摩擦係合手段が設けら
れ、この第２の摩擦係合手段を係合制御することによっ
て上記第２の出力軸から上記第１の出力軸に動力の可変
伝達が行われることを特徴とする請求項１記載のセンタ
ーディファレンシャル装置付４輪駆動車。
【請求項３】上記自動変速機は、前進３段の変速段を
備えるものであり、該変速段のいずれか１つの変速段の
ギヤ比と上記センターディファレンシャル装置の増速ギ
ヤ比との組み合わせで第４速の変速段が増設され、他の
変速段のギヤ比と増速ギヤ比との組み合わせで第５速の
変速段が増設されることを特徴とする請求項１記載のセ
ンターディファレンシャル装置付４輪駆動車。
【請求項４】上記自動変速機は、前進４段の変速段を
備えるものであり、該変速段のいずれか１つの変速段の
ギヤ比と上記センターディファレンシャル装置の増速ギ
ヤ比との組み合わせで第５速の変速段が増設され、他の
変速段のギヤ比と増速ギヤ比との組み合わせで第６速の
変速段が増設されることを特徴とする請求項１記載のセ
ンターディファレンシャル装置付４輪駆動車。