JPH11263137A - 自動変速機付４輪駆動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最高変速段を得るに際し、伝達効率の向上を
図ることが可能な自動変速機付４輪駆動車を提供する。 【解決手段】 自動変速機３０の入力軸１４と出力軸１
５とを直結させて最もギヤ効率の高い第３速を得、この
得られた第３速を、油圧多板クラッチ装置６０の作用に
よって増速ギヤとされるセンターディファレンシャル装
置５０によって増速し、第５速を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、自動変速機付４輪駆動
車に関し、より詳しくは、自動変速機により変速された
駆動力をセンターディファレンシャル装置によってさら
に増速し、最も変速比の小さい最高速段を得る自動変速
機付４輪駆動車に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願発明の出願人は、前進４段後進１段
に変更可能な自動変速機と、複合プラネタリギヤを用い
たセンターディファレンシャル装置とを組み合わせるこ
とにより、前後車輪への駆動力配分を可変制御可能な自
動変速機を開発し、先に出願した（特開平３−１３５８
４１号公報、および特開平５−１１２１４７号公報参
照）。

【０００３】上記自動変速機においては、自動変速機の
第２速による変速段をセンターディファレンシャル装置
によって増速し、最高速段として前進用第５速を得る構
成を採用している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記先行例で
は、最高変速段として前進用第５速を得るに際し、第２
速の変速段を用いるため、第５速のギヤ比が、自動変速
機による第２速のギヤ比にセンターディファレンシャル
装置によるギヤ比を乗じて設定され、減速比の大きい第
２速による減速ギヤ比とセンターディファレンシャル装
置による増速ギヤ比との組み合わせで対応されることに
なり、ギヤ効率すなわち伝達効率が低下する不都合があ
る。

【０００５】本発明は上記事情に鑑み、最高変速段を得
るに際し、伝達効率の向上を図ることが可能な自動変速
機付４輪駆動車を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、エンジンから自動変速機を
介して前後輪への駆動系の途中に、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配設し、このセン
ターディファレンシャル装置のキャリヤに、常に前後輪
の一方へ動力伝達する第１の出力要素と、前後輪を差動
制限すると共に前後輪のトルク配分を可変制御する第２
の出力要素とを連設し、また、上記センターディファレ
ンシャル装置の第２のサンギヤに、所定の変速段を得る
第３の出力要素を連設した自動変速機付４輪駆動車にお
いて、前記自動変速機により得られる最も伝達効率の高
い変速段を前記センターディファレンシャル装置によっ
て増速し、最も変速比の小さい最高変速段を得ることを
特徴とする。

【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記自動変速機の入力軸と出力軸と
を連結させて得られる変速段を前記センターディファレ
ンシャル装置によって増速し、最も変速比の小さい最高
変速段を得ることを特徴とする。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記自動変速機は、一対のプラネタ
リギヤを用いて駆動力を変速し、且つ、前記一対のプラ
ネタリギヤを共にロックさせて得られる変速段を前記セ
ンターディファレンシャル装置によって増速し、最も変
速比の小さい最高変速段を得ることを特徴とする。

【０００９】すなわち、本発明による自動変速機付４輪
駆動車は、前記自動変速機により得られる最も伝達効率
の高い変速段を前記センターディファレンシャル装置に
よって増速して最も変速比の小さい最高変速段を得るこ
とにより、最高変速段を得る際の伝達効率を向上させ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。図１において、本発明が適用さ
れる自動変速機付４輪駆動車として、エンジン、自動変
速機を車両前後方向に縦置き配置した駆動系について説
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。

【００１１】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から変速機出力軸１５は入力
軸１４と同軸上に出力し、この変速機出力軸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。

【００１２】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に対して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
動構成される。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等を介して後輪に伝動構成される。

【００１３】自動変速機３０は、２組のフロントプラネ
タリギヤ３１，リヤプラネタリギヤ３２により前進４段
と後進１段を得る構成である。即ち、入力軸１４がリヤ
プラネタリギヤ３２のサンギヤ３２ａに、フロントプラ
ネタリギヤ３１のリングギヤ３１ｂおよびリヤプラネタ
リギヤ３２のキャリヤ３２ｃが変速機出力軸１５に連結
する。そして、フロントプラネタリギヤ３１のキャリヤ
３１ｃと一体的な連結要素３３と、リヤプラネタリギヤ
３２のリングギヤ３２ｂとの間に、第１のワンウェイク
ラッチ３４、フォワードクラッチ３５が直列的に設けら
れ、連結要素３３と固定部材であるケース側との間に、
第２のワンウェイクラッチ３６、ローリバースブレーキ
３７が並列的に設けられる。連結要素３３とリングギヤ
３２ｂとの間には、オーバランニングクラッチ３８がバ
イパスして設けてある。

【００１４】また、フロントプラネタリギヤ３１のサン
ギヤ３１ａと一体的な連結要素３９には、バンドブレー
キ４０が設けられ、入力軸１４と一体的な連結要素４１
およびキャリヤ３１ｃと一体的な連結要素４２との間に
は、ハイクラッチ４３が設けられる。更に連結要素３９
と４１との間には、リバースクラッチ４４が設けられて
いる。

【００１５】この自動変速機３０の構成により、Ｄレン
ジまたは３レンジと２レンジの１速ではフォワードクラ
ッチ３５が係合し、加速の場合は両ワンウェイクラッチ
３４，３６の作用で連結要素３３と共にリングギヤ３２
ｂをロックすることで、入力軸１４からサンギヤ３２
ａ，キャリヤ３２ｃを介して変速機出力軸１５に動力伝
達する。このとき、惰行時は第１のワンウェイクラッチ
３４がフリーになり、オーバランニングクラッチ３８を
係合して第１のワンウェイクラッチ３４のフリー回転を
規制しても、第２のワンウェイクラッチ３６がフリーに
なってエンジンブレーキは作用しない。１レンジの１速
では、ローリバースクラッチ３７の係合でオーバランニ
ングクラッチ３８を介してリングギヤ３２ｂを常にロッ
クするため、エンジンブレーキが作用する。

【００１６】Ｄレンジまたは３レンジと２レンジの２速
では、上記フォワードクラッチ３５とバンドブレーキ４
０とが係合し、このバンドブレーキ４０によりフロント
プラネタリギヤ３１のサンギヤ３１ａをロックする。そ
こで、キャリヤ３１ｃとリングギヤ３２ｂとが、連結要
素３３、フォワードクラッチ３５、第１のワンウェイク
ラッチ３４を介して回転し、１速時よりもリングギヤ３
２ｂが回転する分だけ増速した動力が出力する。このと
き減速時には、オーバランニングクラッチ３８の係合に
より連結要素３３とリングギヤ３２ｂとを連結状態に保
つことで、エンジン側に逆駆動力が伝達してエンジンブ
レーキが作用する。

【００１７】Ｄレンジまたは３レンジの３速では、フォ
ワードクラッチ３５とハイクラッチ４３とが係合して、
このハイクラッチ４３により入力軸１４が連結要素４
１，４２、キャリヤ３１ｃ、連結要素３３、フォワード
クラッチ３５、第１のワンウェイクラッチ３４を介して
リングギヤ３２ｂに連結する。このため、リヤプラネタ
リギヤ３２は一体化して、入力軸１４と変速機出力軸１
５とは直結する。このとき、減速時にオーバランニング
クラッチ３８の結合で第１のワンウェイクラッチ３４の
空転を規制することで、２速と同様にエンジンブレーキ
が作用する。

【００１８】Ｄレンジの４速では、上述に加えてバンド
ブレーキ４０の係合でサンギヤ３１ａをロックする。こ
のため、フロントプラネタリギヤ３１でハイクラッチ４
３によりキャリヤ３１ｃに入力した動力でリングギヤ３
１ｂを増速することになり、これが変速機出力軸１５に
伝達する。この場合は、第１、第２のワンウェイクラッ
チ３４，３６を介しないため常にエンジンブレーキが作
用する。

【００１９】ここで、本実施の形態の自動変速機３０に
よる第１速から第４速における機能を簡略にまとめる
と、図８のようになる。図からも明らかなように、上記
自動変速機３０では、第１速、第３速、第４速において
良好な伝達効率を得ることができる。勿論、入力軸１４
と出力軸１５とを直結させることにより得られる第３速
が最も伝達効率が良い。

【００２０】Ｒレンジでは、リバースクラッチ４４の結
合でサンギヤ３１ａに入力軸１４の動力が入力する。ま
た、ローリバースブレーキ３７の係合で連結要素３３と
共にキャリヤ３１ｃをロックするため、フロントプラネ
タリギヤ３１でリングギヤ３１ｂに逆転してギヤ比の大
きい動力が出力し、この逆転動力が変速機出力軸１５に
伝達して後進速になる。こうして、自動変速機３０にお
いて前進４段後進１段の変速段が得られる。

【００２１】一方、自動変速機３０の前方にはオイルポ
ンプ４５が設置され、トルクコンバータ１３のポンプイ
ンペラ側のドライブ軸４６で常に駆動される。オイルパ
ン５にはコントロールバルブボデー４７が収容され、上
述の各クラッチ、ブレーキに給排油して選択的に係合す
るようになっている。

【００２２】図２において、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、変速機出力軸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、変速機出力軸１５には軸受２８
を介して前輪側のリダクションギヤ１７が回転自在に嵌
合し、これらの変速機出力軸１５、リダクションギヤ１
７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。

【００２３】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より構成されるものであり、変速機
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は左右のフランジ５５ａ，５５ｂを
アーム５５ｃにより一体化して成り、両フランジ５５
ａ，５５ｂの間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がニ
ードルベアリング２７を介して回転自在に装着される。
そして、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３の出力要素としての第
２の中間軸２４に出力するように構成される。

【００２４】一方、第２の中間軸２４の内部には更に第
２の出力要素としての第１の中間軸２３が遊嵌され、こ
の第１の中間軸２３の前端で２つのサンギヤ５１，５３
の間隔の箇所に連結部材５７が結合され、この連結部材
５７がキャリヤ５５のアーム５５ｃに一体的にスプライ
ン結合して、差動制限等の作用を行うようになってい
る。更に、キャリヤ５５の一方のフランジ５５ａには、
第１の出力要素としてのリダクションギヤ１７が、キャ
リヤ５５の動力を出力するように結合される。ここで、
キャリヤ５５の前方はそれと一体的なリダクションギヤ
１７がトランスミッションケース３の壁部３ａにボール
ベアリング２６ａを介して支持され、後方はフランジ５
５ｂのボス部５５ｄの外周がトランスファケース４の壁
部４ａにボールベアリング２６ｂを介して支持され、且
つ内周が第２の中間軸２４に対してボールベアリング２
６ｃで支持され、両端支持で回転自在に設置される。

【００２５】図５において、センターディファレンシャ
ル装置５０の構成について詳記すると、キャリヤ５５の
後方フランジ５５ｂの円周上３箇所に鍔部５５ｅが突設
され、この鍔部５５ｅと前方フランジ５５ａにより３組
のピニオン軸５６と第１、第２のピニオン５２，５４が
等間隔で装着され、これらの間の円周上３箇所にアーム
５５ｃが配置される。アーム５５ｃは中間がＵ字形にく
ぼんで小径に形成され、この小径部５５ｆの内周にスプ
ライン溝５５ｇが設けられる。また第１の中間軸２３の
端部に結合される連結部材５７は略三角形に形成され、
円周上の３カ所が断面Ｌ字形に形成されてスプライン溝
５７ａが設けられる。これらのスプライン溝５５ｇ，５
７ａはフランジ５５ｂのボス部５５ｄの内径より若干小
径に設定され、これによりスプライン溝一致状態で第１
の中間軸２３の連結部材５７をボス部５５ｄからキャリ
ヤ５５の内部に挿入することにより、両スプライン溝５
５ｇ，５７ａを嵌合して結合するようになっている。

【００２６】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ア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。

【００２７】ここで、図４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
ピッチ半径をそれぞれ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ｒ
ｓ２とすると、 Ｔｉ＝ＴＦ＋ＴＲ （１） ｒｓ１＋ｒｐ１＝ｒｓ２＋ｒｐ２ （２） が成立する。

【００２８】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／ｒｓ１ Ｐ１＝ＴＦ／（ｒｓ１＋ｒｐ１） Ｐ２＝ＴＲ／ｒｓ２ Ｔｉ／ｒｓ１＝｛（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）×Ｔｉ ＴＲ＝（ｒｐ１・ｒｓ２／ｒｓ１・ｒｐ２）×Ｔｉ

【００２９】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
とが解る。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＝２４、Ｚｓ１＝３０、Ｚｓ
２＝１５とすると、 ＴＦ：ＴＲ＝５０．０：５０．０ になる。

【００３０】次に、センターディファレンシャル装置５
０を増速機として使用する場合について説明する。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は、第２の中間軸２４を固定することで所定の増速
ギヤ比を得ることができ、この増速ギヤ比単独または自
動変速機３０の所定の変速段との共動により、更に、最
も変速比の小さい最高変速段として第５速に変速するよ
うになっている。そこで、例えば第３速の変速段を用い
る場合について説明すると、第３速のギヤ比ｉ３、セン
ターディファレンシャル装置５０の増速ギヤ比ｉｐによ
り、第５速ギヤ比ｉ５は以下のようになる。 ｉ５＝ｉ３・ｉｐ

【００３１】ここで、センターディファレンシャル装置
５０の歯車諸元に上述のものを用いると、ｉｐ＝（３０
−１５）／３０＝０．５００になり、例えばｉ３＝１．
０００とすると、ｉ５＝０．５００になり、第４速より
ギヤ比の小さい第５速で適正なギヤ比間隔が得られるこ
とになる。この場合、図８に示すように、上記第１速〜
第４速のうち、最も伝達効率の高い第３速による動力を
用いて第５速を得るので、良好な伝達効率を得ることが
できる。一方、この第５速では、油圧多板クラッチ６２
を走行状態や路面状況に応じて油圧を制御することで伝
達トルクを生じ、前後輪のトルク配分が制御可能な４輪
駆動となる。

【００３２】図３において、油圧多板クラッチ装置６０
について説明する。先ず、第２の中間軸２４とリヤドラ
イブ軸２０の間に介設され、トルク伝達用の摩擦係合要
素として油圧多板クラッチ６１と、第１の中間軸２３と
リヤドライブ軸２０との間に介設され、差動制限とトル
ク移動用の摩擦係合要素としての油圧多板クラッチ６２
と、第２の中間軸２４に設けられ、センターディファレ
ンシャル装置５０の差動機能を阻止してキャリヤ５５を
増速回転させる摩擦係合要素としての第５速用ブレーキ
６３とを有する。そして、これらの油圧多板クラッチ６
１，６２と第５速用ブレーキ６３は、センターディファ
レンシャル装置５０の直後において、第１の中間軸２３
等の周囲の径方向に３重に重合して同軸上に配置され
る。即ち、油圧多板クラッチ６１，６２は共にリヤドラ
イブ軸２０に連結され、油圧多板クラッチ６１と第５速
用ブレーキ６３は共に第２の中間軸２４に連結されるこ
とから、油圧多板クラッチ６１が中間に配置され、この
油圧多板クラッチ６１の外側に第５速用ブレーキ６３
が、内側に油圧多板クラッチ６２が配置される。

【００３３】そこで、第２の中間軸２４にドラム部材６
４がスプライン結合され、このドラム部材６４の内側に
リヤドライブ軸２０の前端に一体形成されるドラム部材
６５が配置され、これらのドラム部材６４，６５の間に
油圧多板クラッチ６１が設けられる。油圧多板クラッチ
６１はドラム部材６４，６５の間にドライブプレート６
１ａとドリブンプレート６１ｂが交互に設けられ、ドラ
ム部材６４の内部に油圧室６１ｃ、ピストン６１ｄ、リ
ターンスプリング６１ｅが設けられ、第２の中間軸２４
をリヤドライブ軸２０に連結または遮断するように構成
される。

【００３４】第５速用ブレーキ６３は、ドラム部材６４
とトランスファケース４との間に交互にドライブプレー
ト６３ａとドリブンプレート６３ｂが設けられ、トラン
スファケース４の壁部４ａの内部に油圧室６３ｃ、ピス
トン６３ｄ、リターンスプリング６３ｅが設けられ、第
２の中間軸２４を固定またはフリーにするように構成さ
れる。

【００３５】油圧多板クラッチ６２は、第１の中間軸２
３にスプライン結合するハブ部材６６とドラム部材６５
との間に、ドライブプレート６２ａとドリブンプレート
６２ｂが交互に設けられる。また固定側のエクステンシ
ョンケース６のボス部６ａの内部に油圧室６２ｃ、ピス
トン６２ｄ、リターンスプリング６２ｅが、大きい押圧
力を発生すると共に、遠心油圧の影響のない状態で油圧
を正確に制御することが可能に設けられる。そして、こ
のピストン６２ｄがボールベアリング６２ｆ、押圧部材
６２ｇを介してプレート側に連結され、可変制御される
差動制限トルクや伝達トルクを生じるように構成され
る。尚、軸嵌合部には軸受２８が介設され、軸同志や軸
と他の部材との突き当て部にはスラストベアリング２５
が介設されている。また、図中における符号７０〜７４
は、潤滑油路である。

【００３６】これらの油圧多板クラッチ６１，６２及び
第５速用ブレーキ６３は、コントロールバルブボデー４
７で自動変速機３０の変速制御等と共に油圧制御され
る。即ち、自動変速機３０で前進４段後進１段を変速さ
れる場合は、第５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、第４速で車速が設定値より上昇すると、逆に第５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。

【００３７】以上、自動変速機３０とセンターディファ
レンシャル装置５０のＤレンジと、Ｒレンジの各変速段
におけるクラッチ、ブレーキ動作をまとめて示すと、図
６のようになる。この図６において、○印はクラッチ，
ブレーキの係合動作を、●は油圧多板クラッチ６２によ
る差動制限トルクの発生を、◎は油圧多板クラッチ６２
による前後輪への駆動力配分制御をする場合の伝達トル
ク状態をそれぞれ示す。

【００３８】また、各変速段におけるギヤ比、ギヤ比の
例、トルク配分率をまとめて示すと、図７のようにな
る。この図７において、α１はフロントプラネタリギヤ
３１のサンギヤ３１ａの歯数Ｚｓ１とリングギヤ３１ｂ
の歯数Ｚｒ１の比で、α１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１、α２はリ
ヤプラネタリギヤ３２のサンギヤ３２ａの歯数Ｚｓ２と
リングギヤ３２ｂの歯数Ｚｒ２の比で、α２＝Ｚｓ２／
Ｚｒ２を示す。

【００３９】フロントプラネタリギヤ３１の各要素の回
転数の関係を示すと、次式のようになる。 Ｎｒ１＋α１・Ｎｓ１＝（１＋α１）・Ｎｃ１ 但し、α１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１ また、リヤプラネタリギヤ３２の各要素の回転数の関係
を示すと、次式のようになる。Ｎｒ２＋α２・Ｎｓ２＝
（１＋α２）・Ｎｃ２ 但し、α２＝Ｚｓ２／Ｚｒ２ ここで、上式におけるＮｒ１はフロントプロネタリギヤ
３１のリングギヤ３１ｂの回転数、Ｎｓ１はサンギヤ３
１ａの回転数、Ｎｃ１はキャリヤ３１ｃの回転数であ
り、また、Ｎｒ２はリヤプラネタリギヤ３２のリングギ
ヤ３２ｂの回転数、Ｎｓ２はサンギヤ３２ａの回転数、
Ｎｃ２はキャリヤ３２ｃの回転数である。

【００４０】次に、本実施の形態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、２組
のフロントプラネタリギヤ３１とリヤプラネタリギヤ３
２の作動、クラッチ４４，４３，３５，３８，３６、３
４とブレーキ４０，３７の選択的係合により、Ｄレンジ
にシフトすると前進速の第１速ないし第４速に自動変速
され、Ｒレンジにシフトする場合は後進速になる。そし
てこの変速動力が、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が係合して、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。

【００４１】ここで、センターディファレンシャル装置
５０の各歯車諸元により、ＴＦ：ＴＲ＝５０．０：５
０．０に設定されているため、変速動力の５０．０％が
キャリヤ５５に、５０．０％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４輪駆動走行となる。すなわち、本実施の形態
の自動変速機付４輪駆動車においては、駆動トルクの前
後配分比が５０：５０になり、車両のステア特性をニュ
ートラルステアに近付ける。また、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。

【００４２】次いで、滑り易い路面走行時において、例
えば、後輪が先にスリップした場合は、図４に示すよう
に、油圧多板クラッチ６２の差動制限トルクＴｃがスリ
ップ状態に応じて制御される。すなわち、センターディ
ファレンシャル装置５０のキャリヤ５５側の第１、第２
のピニオン５２、５４の第２のサンギヤ５３との間に、
キャリヤ５５の小径部５５ｆ、連結部材５７、第１の中
間軸２３及び油圧多板クラッチ６２による他の伝動経路
がバイパスして構成される。そして、高回転の後輪側の
第２のサンギヤ５３から低回転の前輪側のキャリヤ５５
に、差動制限トルクＴｃに応じてトルクバイパスする。
そこで、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、走破性が向上する。なお、前輪が先にスリ
ップした場合においても、上述の場合と逆の作用により
後輪寄りにトルク配分制御されて走破性が向上する。

【００４３】さらに、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。

【００４４】このように、油圧多板クラッチ６２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を構成する各歯車の噛
み合いやスラスト荷重から生じる差動制限トルクをＴ
ｃ、センターディファレンシャル装置５０への入力トル
クをＴｉ、前輪側への分配トルクをＴＦ、後輪側への分
配トルクをＴＲ、前車軸側回転数をＮＦおよび後車軸側
回転数をＮＲとすると、 ＮＦ＞ＮＲのときには、ＴＦ＝（０．５・Ｔｉ）−Ｔｃ ＴＲ＝（０．５・Ｔｉ）＋Ｔｃ ＮＦ＜ＮＲのときには、ＴＦ＝（０．５・Ｔｉ）＋Ｔｃ ＴＲ＝（０．５・Ｔｉ）−Ｔｃ なる関係を得ることができ、スリップ側の車軸から非ス
リップ側の車軸に駆動力の一部を移して車両の走行性を
高めることができる。

【００４５】一方、第４速の走行条件により更に高速に
なると、自動変速機３０が第３速の状態になり、同時に
第５速用ブレーキ６３の係合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、キ
ャリヤ５５が増速回転する。このため、自動変速機３０
の第３速の動力が、センターディファレンシャル装置５
０で大幅に増速されてキャリヤ５５以降の前輪に伝達
し、第４速よりギヤ比の小さいオーバドライブの第５速
に変速されて高速走行することが可能になる。

【００４６】この時、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が制御
されると、キャリヤ５５の小径部５５ｆから連結部材５
７、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（図４参照）。そこで、前輪
の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。

【００４７】このように、本実施の形態によれば、上記
第５速（最高変速段）は、自動変速機３０によって得ら
れる各変速段のうち、入，出力軸１４，１５とが直結さ
れる第３速を、センターディファレンシャル装置５０に
よって増速して得るものである。すなわち、本実施の形
態による上記第３速は、上記入，出力軸１４，１５が直
結されて上記自動変速機３０による増速や減速が行われ
ないため、上記センターディファレンシャル装置５０へ
の動力の伝達効率が最も高く、最高変速段を得るに際
し、伝達効率を向上させることができる。

【００４８】なお、本実施の形態では、入力軸１４と出
力軸１５とを直結する第３速が最も伝達効率が良いた
め、第３速を増速し最高速段としての第５速を得るよう
にしているが、例えば、上記自動変速機３０の一対のプ
ラネタリギヤ３１、３２を共にロックさせて伝達効率が
最も良い変速段を得、この得られた変速段を上記センタ
ーディファレンシャル装置５０によって増速し、最も変
速比の小さい最高変速段を得るようにしてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明による自
動変速機付４輪駆動車は、自動変速機により得られる最
も伝達効率の高い変速段を前記センターディファレンシ
ャル装置によって増速し、最も変速比の小さい最高変速
段を得ることにより、最高変速段を得る際の伝達効率を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動変速機付４輪駆動車の駆動系を示すスケル
トン図

【図２】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

【図３】油圧多板クラッチ装置の部分の拡大断面図

【図４】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５】センターディファレンシャル装置の分解斜視図

【図６】自動変速機及びセンターディファレンシャル装
置の各部の動作を示した図表

【図７】本発明に係る一実施形態の自動変速機付４輪駆
動車のギヤ比及びトルク配分比を示した図表

【図８】Ｄレンジ選択時の自動変速機およびセンターデ
ィファレンシャル装置の機能を示す図表

【符号の説明】

１０ エンジン １５ 出力軸 １７ リダクションギヤ（第１の出力要素） ２０ リヤドライブ軸 ２３ 第１の中間軸（第２の出力要素） ２４ 第２の中間軸（第３の出力要素） ３０ 自動変速機 ５０ センターディファレンシャル装置 ５３ 第２のサンギヤ ５５ キャリヤ ６０ 油圧多板クラッチ装置 ６１，６２ 油圧多板クラッチ ６３ 第５速用ブレーキ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンから自動変速機を介して前後輪
   への駆動系の途中に、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配設し、このセンターディファ
   レンシャル装置のキャリヤに、常に前後輪の一方へ動力
   伝達する第１の出力要素と、前後輪を差動制限すると共
   に前後輪のトルク配分を可変制御する第２の出力要素と
   を連設し、また、上記センターディファレンシャル装置
   の第２のサンギヤに、所定の変速段を得る第３の出力要
   素を連設した自動変速機付４輪駆動車において、 前記自動変速機により得られる最も伝達効率の高い変速
   段を前記センターディファレンシャル装置によって増速
   し、最も変速比の小さい最高変速段を得ることを特徴と
   する自動変速機付４輪駆動車。
2. 【請求項２】 前記自動変速機の入力軸と出力軸とを連
   結させて得られる変速段を前記センターディファレンシ
   ャル装置によって増速し、最も変速比の小さい最高変速
   段を得ることを特徴とする請求項１記載の自動変速機付
   ４輪駆動車。
3. 【請求項３】 前記自動変速機は、一対のプラネタリギ
   ヤを用いて駆動力を変速し、且つ、前記一対のプラネタ
   リギヤを共にロックさせて得られる変速段を前記センタ
   ーディファレンシャル装置によって増速し、最も変速比
   の小さい最高変速段を得ることを特徴とする請求項１記
   載の自動変速機付４輪駆動車。