(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦置きエンジンと、このエンジンからの出力が入力される変速機と、前記エンジンのクランク軸に対して各々平行配置されて一方のディファレンシャル装置及び他方のディファレンシャル装置に各々動力伝達する第１及び第２のドライブ軸と、ダブルピニオン式プラネタリギヤと、このプラネタリギヤのリングギヤ及びキャリヤに変速機からの出力を選択的に動力伝達する入力切換手段と、前記プラネタリギヤのサンギヤからの出力を第１のドライブ軸に動力伝達する手段と、前記プラネタリギヤのキャリヤからの出力を第２のドライブ軸に選択的に動力伝達する第３の摩擦係合要素と、第１のドライブ軸と第２のドライブ軸との間を選択的に動力伝達する第４の摩擦係合要素と、プラネタリギヤのリングギヤ回転を選択的に係止する第５の摩擦係合要素とを有し、上記入力切換手段及び各摩擦係合要素を選択的に作動せしめて前記変速機からの入力を前記プラネタリギヤを介して所定の比率で動力配分及び前後進切換して第１及び第２のドライブ軸に動力伝達することを特徴とする４輪駆動車用駆動装置。
【請求項２】
前進段は、前記入力切換手段が変速機からの出力をリングギヤへ動力伝達状態であって、第５の摩擦係合要素が解放したリングギヤ回転許容状態でありダブルピニオン式プラネタリギヤがキャリヤとサンギヤに所定の比率で動力配分するセンタディファレンシャル装置として機能し、第３の摩擦係合要素が動力伝達状態にあり、かつ第４の摩擦係合要素を動力伝達状態にしてキャリヤとサンギヤとの間の差動制限を行う請求項１に記載の４輪駆動車用駆動装置。
【請求項３】
前進段において、第４の摩擦係合要素が走行状態に基づいて伝達トルクを可変制御して動力伝達する請求項２に記載の４輪駆動車用駆動装置。
【請求項４】
後退段は、前記入力切換手段が変速機からの出力をキャリヤへ動力伝達状態であって、第５の摩擦係合要素が締結してリングギヤ回転係止状態であり第３の摩擦係合要素が解放状態で、ダブルピニオン式プラネタリギヤが変速動力をサンギヤに出力し、第４の摩擦係合要素が動力伝達状態である請求項１〜３のいずれか１つに記載の４輪駆動車用駆動装置。
【請求項５】
後退段において、第４の摩擦係合要素が走行状態に基づいて伝達トルクを可変制御して動力伝達する請求項４に記載の４輪駆動車用駆動装置。
【請求項６】
入力切換手段が、前進段において係合して変速機からの出力をリングギヤへ動力伝達する第１の摩擦係合要素及び後退段において係合して変速機からの出力をキャリヤへ動力伝達する第２の摩擦係合要素を有する請求項１〜５のいずれか１つに記載の４輪駆動車用駆動装置。
【請求項７】
変速機がプライマリ軸と、このプライマリ軸と平行配置されたセカンダリ軸と、プライマリ軸及びセカンダリ軸に各々設けられたプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間に巻き掛けられた駆動ベルトとを有し、駆動ベルトのプライマリプーリとセカンダリプーリとに対する巻付径の比率を変えて無段階に変速するベルト式無段変速機である請求項１〜６のいずれか１つに記載の４輪駆動車用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦置きエンジンに用いられる４輪駆動車用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンを縦置き配置した無段変速機付４輪駆動車の駆動装置に関しては特開平２−１５０５３９号公報の先行技術がある。この先行技術には、エンジン、トルクコンバータ、１組のダブルピニオン式プラネタリギヤを具備する前後進切換装置及びベルト式無段変速機を車体前後方向に同軸上に設け、無段変速機のセカンダリ軸の後部にもう１組のダブルピニオン式プラネタリギヤを具備する減速装置を同軸上に設け、この減速装置からリヤディファレンシャル装置に、また無段変速機のセカンダリ軸の前方を減速手段を介してフロントディファレンシャル装置に各々伝動構成することが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先行技術のものにあっては、縦置きに配置されるエンジンに、このエンジンのクランクシャフトと同軸上にトルクコンバータ、前後進切換装置、ベルト式無段変速機が設けられ、更にベルト式無段変速機の後部に減速機が設けられ、これらが一体構成されたトランスミッションケースが接合されることから、駆動装置、特にトランスミッションケース全長やセカンダリプーリ後端部が突出して前後方向に長大となり、この大きなトランスミッションケースの後部が車室下部に形成されるトンネル内に大きく張り出した状態でエンジンルーム内に収容設置される。トランスミッションケースの張り出しに伴ってトンネルが車室内に大きく張り出し、かつエンジンルームと車室とを区画するトーボードが車室側に押しやられて車室内の居住空間が制限されて居住性に影響を及ぼすとともに、トランスミッションケースとトーボードとが接近配置され、前面衝突時のクラッシュストロークを充分に確保しようとすると更に居住性に影響を与え、またエンジンルーム内の作業空間が得難く、トランスミッション脱着時や整備等の円滑な作業が妨げられるおそれがある。
【０００４】
一方前後進切換装置及び減速装置に各々別個にダブルピニオン式プラネタリギヤを設けることから構造及びそれらを制御する制御装置が複雑になり、コストの高騰を招く等の不具合がある。
【０００５】
また、同一形状のエンジンルーム構造内にベルト式無段変速機、手動変速機械（マニュアルトランスミッション、ＭＴ）及び自動変速機（オートマッチクトランスミッション、ＡＴ）等との車載互換性を有することが望ましく、比較的コンパクトに設計可能な手動変速機と全長寸法やトランスミッションケース外周寸法、所謂胴廻り寸法を略同一にすれば車載搭載の支持部材や排気系の共用化が可能になる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、駆動装置、特にトランスミッションケースの車体前後方向の短縮を図り、充分な居住空間及びクラッシュストローク、トランスミッション脱着時等の作業空間を確保しつつ従来のエンジンルームに搭載可能でしかも、構造及びその制御装置の簡素化が得られる４輪駆動車用駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明による４輪駆動車用駆動装置は、縦置きエンジンと、このエンジンからの出力が入力される変速機と、前記エンジンのクランク軸に対して各々平行配置されて一方のディファレンシャル装置及び他方のディファレンシャル装置に各々動力伝達する第１及び第２のドライブ軸と、ダブルピニオン式プラネタリギヤと、このプラネタリギヤのリングギヤ及びキャリヤに変速機からの出力を選択的に動力伝達する入力切換手段と、前記プラネタリギヤのサンギヤからの出力を第１のドライブ軸に動力伝達する手段と、前記プラネタリギヤのキャリヤからの出力を第２のドライブ軸に選択的に動力伝達する第３の摩擦係合要素と、第１のドライブ軸と第２のドライブ軸との間を選択的に動力伝達する第４の摩擦係合要素と、プラネタリギヤのリングギヤ回転を選択的に係止する第５の摩擦係合要素とを有し、上記入力切換手段及び各摩擦係合要素を選択的に作動せしめて前記変速機からの入力を前記プラネタリギヤを介して所定の比率で動力配分及び前後進切換して第１及び第２のドライブ軸に動力伝達することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１において、本発明が適用される４輪駆動車用駆動装置としてベルト式無段変速機付４輪駆動車用駆動装置の駆動系について説明する。縦置きエンジンに接合される第１のケース１、この第１のケース１の後方に位置して後述するベルト式無段変速機２０を収容する第２のケース２、この第２のケース２の後方に位置してトランスファユニット５０を収容する第３のケース３及びこの第３のケース３の後方に位置してトランスファユニット５０からの出力を後輪へ伝達する動力伝達機構を収容する第４のケース４が順次接合し、第２のケース２の下方に区画形成されてフロントディファレンシャル装置３０を収容する第５のケース５が接合されてトランスミッションケース６が形成され、トランスミッションケース６の下部にはオイルパンが取付けられる。
【００１１】
符号１０は縦置きエンジンであり、このエンジン１０のクランク軸１１が第１のケース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が第２のケース２内部に配置されるベルト式無段変速機２０のプライマリ軸２１に入力する。トルクコンバータ１３からの入力軸１４及びプライマリ軸２１は、エンジン１０のクランク軸１１に対して同軸上に配置され、トランスミッションケース６にベアリングを介して回転可能に支持される。
【００１２】
無段変速機２０は、プライマリ軸２１に対してセカンダリ軸２２がその側方に平行に配置され、プライマリ軸２１、セカンダリ軸２２に各々プライマリプーリ２３、セカンダリプーリ２４がプライマリシリンダ２６、セカンダリシリンダ２７によりプーリ間隙を可変にして設けられ、プライマリプーリ２３、セカンダリプーリ２４間に駆動ベルト２５が巻装される。そして油圧制御系によりプライマリプーリ２３、セカンダリプーリ２４のプーリ間隙を変えることにより駆動ベルト２５のプライマリプーリ２３、セカンダリプーリ２４に対する巻付け径の比率を変えて無段変速した動力をセカンダリ軸２２に出力するように構成される。
【００１３】
セカンダリ軸２２にはプライマリリダクションギヤ２８が設けられ、プライマリリダクションギヤ２８に噛合うプライマリドリブンギヤ２９を介して第３のケース３及び第４のケース４内部に配置されるトランスファユニット５０に入力され、トランスファユニット５０によって第５のケース５内の一方のディファレンシャル装置、例えばフロントディファレンシャル装置３０を介して前輪に伝動構成する一方、プロペラ軸３７及び他方のディファレンシャル装置、例えばリヤディファレンシャル装置３８等を介して後輪に伝動構成される。
【００１４】
フロントディファレンシャル装置３０は、図２に要部断面図を示し、図３にトランスミッションケース６を省略した要部斜視図を示すように、第５のケース５内でデフケース本体３１ａと、このデフケース本体３１ａと一体形成された略円筒状のクラウンギヤ取付部材３１ｂとからなるデフケース３１が複数のベアリング３２を介して車体左右方向に向けて第５のケース５に回転自在に設置され、クラウンギヤ取付部材３１ｂのフランジ部３１ｃに取付けたクラウンギヤ３３に後述するフロントドライブ軸５１が交差して噛合っている。
【００１５】
一方デフケース本体３１ａ内にはピニオン軸３４ａにより一対のピニオン３４ｂが設けられ、両ピニオン３４ｂに噛合う左右のサイドギヤ３４ｃ、３４ｄによってディファレンシャルギヤ３４を構成している。一方のサイドギヤ３４ｃに連結する駆動軸３５は、デフケース本体３１ａからクラウンギヤ取付部材３１ｂ内を貫通して等速継手、アクスル軸等を介して一方の前車輪に動力伝達し、他方のサイドギヤ３４ｄに連結する駆動軸３６はデフケース本体３１ａから突出して等速継手、アクスル軸等を介して他方の前車輪に動力伝達する。
【００１６】
そして、無段変速機２０の下方において平面視プライマリ軸２１とセカンダリ軸２２との間にクラウンギヤ３３が位置し、プライマリ軸２１を隔ててクラウンギヤ３３とデフケース本体３１ａが各々左右に分離配置されるよう第５のケース５内に設置される。従ってこのクラウンギヤ３３はディファレンシャルギヤを収容するデフケース外周に取付形成される従来のクラウンギヤに比べて小径に形成でき、フロントディファレンシャル装置３０全体が小径に構成され、かつクラウンギヤ３３とデフケース本体３１ａとの間の小径となるデフケース３１の中央部をプライマリ軸２１と対向配置することにより無段変速機２０とフロントディファレンシャル装置３０とを近接配置することが可能に構成される。
なお、第２のケース２内にはトルクコンバータ１３のステータ軸１５と連結して常に駆動されるオイルポンプ１６が設けられ、オイルポンプ１６により常時油圧を発生してトルクコンバータ１３等に給油し、無段変速機２０の油圧制御を可能にし、かつ車速センサ４１、スロットルセンサ４２、シフトスイッチ４３、前輪回転数センサ４４、後輪回転数センサ４５、舵角センサ４６等からの各信号に基づいて油圧制御回路４７によって制御してトランスファユニット５０の油圧制御を可能にしている。
【００１７】
次に図４及び図４の要部拡大を示す図５によってトランスファユニット５０の部分について述べる。
【００１８】
トランスファユニット５０は、エンジン１０のクランク軸１１、入力軸１４、プライマリ軸２１及びセカンダリ軸２２等に対して平行配置される第１のドライブ軸となるフロントドライブ軸５１及び第２のドライブ軸となるリヤドライブ軸５２を有している。
【００１９】
互に平行配置されるクランク軸１１、プライマリ軸２１、セカンダリ軸２２、フロントドライブ軸５１及びリヤドライブ軸５２等は、図４における矢視Ａ方向からの配置を示す図６に示すよう、略車体幅中心軸上にクランク軸１１の回転軸芯１１ａ、及びプライマリ軸２１が車体前後方向に同軸上に位置し、セカンダリ軸２２とプライマリ軸２１が略同一高さで側方に平行配置されてプライマリプーリ２３とセカンダリプーリ２４とが略同一高さで配置される。そして前記のようにフロントドライブ軸５１が平面視プライマリ軸２１とセカンダリ軸２２との間で、かつ下方に配置されて前記クラウンギヤ３３に噛合することにより無段変速機２０との接合性を良好にして全体の上下方向寸法を抑えてコンパクト化を図っている。
【００２０】
またリヤドライブ軸５２をプライマリ軸２１と平面視同軸上でプライマリ軸２１に対して下方位置に配置することによりトンネル４９内への収納性を良好にし、手動変速機、自動変速機搭載車体との互換性の向上を図っている。
【００２１】
フロントドライブ軸５１の先端にフロントディファレンシャル装置３０のクラウンギヤ３３と常時噛み合うピニオン部５１ａが形成され、先端部はテーパベアリング５１ｅを介在して、後端部はニードルベアリング５１ｆを介在して各々トランスミッションケース６の第３のケース３及び第４のケース４に回転自在に軸支されている。
【００２２】
またフロントドライブ軸５１の軸方向中央部外周にはダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のサンギヤ５６が噛合するスプライン５１ｂが、軸方向後端部外周には第４の摩擦係合要素となる多板クラッチ９３のドラム９４が嵌合するスプライン５１ｃが各々形成され、かつ一端が後端に開孔する中空状で他端が後述するオイル室６５Ａ、ラジアルベアリング６１ｂ及びニードルベアリング８２ｂに対応して各々開孔する油路５１ｄが形成されている。
【００２３】
更にピニオン部５１ａとフロントドライブ軸５１に螺合するロックナット５１ｇとによりテーパベアリング５１ｅのインナレースを挾持してフロントドライブ軸５１の軸方向の移動を防止している。
【００２４】
一方プロペラ軸３７に自在継手を介して一端が連結するリヤドライブ軸５２の他端にはトランスファドリブンギヤ５２ａが形成され、複数のボールベアリング５２ｂによってトランスミッションケース６の第３のケース３及び第４のケース４に回転自在に軸支されている。
【００２５】
フロントドライブ軸５１の軸方向中央部外周に形成されるスプライン５１ｂに嵌合して結合されるダブルピニオン式プラネタリギヤ５５は、スプライン５１ｂにスプライン結合されるサンギヤ５６と、リングギヤ５７と、サンギヤ５６及びリングギヤ５７に各々が噛み合いかつ互に噛み合う第１及び第２のピニオン５８、５９と、第１及び第２のピニオン５８、５９をニードルベアリング６０ａを介して回転自在に支持するキャリヤ６０によって構成され、リングギヤ５７に入力する動力をサンギヤ５６とリングギヤ５７との歯車諸元によるトルク配分でサンギヤ５６とキャリヤ６０に伝達し、リングギヤ５７をトランスミッションケース６に係止することによりキャリヤ６０に入力する動力によってサンギヤ５６をキャリヤ６０に対して逆方向に回転せしめる機能を有する。
【００２６】
このダブルピニオン式プラネタリギヤ５５は、トランスミッションケース６に固定される固定軸６２、スラストベアリング６２ａ及びドラム６９を介してトランスミッションケース６の第３のケース３に支持されるスラストベアリング６１ａと、第４の摩擦係合要素となる第４の多板クラッチ９３、スラストベアリング８２ａ及びトランスファドライブギヤ８２を介してトランスミッションケース６の第４のケース４に支持されるスラストベアリング６１ｂとによってサンギヤ５６を挾持することによって軸方向への移動が防止される。
【００２７】
固定軸６２は、フロントドライブ軸５１を囲む略円筒状であって、基端に設けられるフランジ部をボルト６２ａによってトランスミッションケース６の第３のケース３に固定することで取付けられ、固定軸６２の内周面とフロントドライブ軸５１との間をオイルシール６５により閉じてオイル室６５Ａが形成され、固定軸６２にはオイル室６５Ａに連通する油圧路６２ｂが形成されるとともに固定軸６２の外周にも油圧路６２ｃが形成される。
【００２８】
固定軸６２にはプライマリリダクションギヤ２８に噛合するプライマリドリブンギヤ２９がニードルベアリング２９ａを介して回転自在に設けられ、プライマリドリブンギヤ２９と前記ダブルピニオン式プラネタリギヤ５５との間に選択的にプライマリドリブンギヤ２９からの出力をリングギヤ５７或いはキャリヤ６０に入力する第１の摩擦係合要素となる第１の多板クラッチ６８、第２の摩擦係合要素となる第２の多板クラッチ７８とを有する入力切換手段６７が設けられている。
【００２９】
第１の多板クラッチ６８について述べると、固定軸６２にブッシュ６９ａを介して回転自在に軸支されたドラム６９がプライマリドリブンギヤ２９に結合し、ハブ７０がダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のリングギヤ５７に結合する。このようにして第１の多板クラッチ６８は、プライマリドリブンギヤ２９とリングギヤ５７との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室７１の油圧でピストン７２を介してドラム６９内に固定したスナップリング７３ｄに当接するリテーニングプレート７３ｃ及びドリブンプレート７３ｂとハブ７０との間のドライブプレート７３ａを押圧して動力伝達するよう構成される。符号７２ａはピストン７２とドラム６９との間を摺動可能でかつ液密的に保持するシールである。またピストン７２の油圧室７１と反対側にはピストン７４を介してリテーナ７５ａが設けられ、ピストン７２にはピストン７４を介してリターンスプリング７６の押圧力が付勢される。
【００３０】
第２の多板クラッチ７８について述べると、ドラム６９を第１の多板クラッチ６８と共用し、ハブ７９がダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のキャリヤ６０に結合する。こうして第２の多板クラッチ７８はプライマリドリブンギヤ２９とキャリヤ６０との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室８０の油圧でピストン７４を介してピストン７２に固定したスナップリング８１ｄに当接するリテーニングプレート８１ｃ及びドリブンプレート８１ｂとハブ７９との間のドライブプレート８１ａを押圧して動力伝達するように構成される。符号７４ａはピストン７２とピストン７４との間及びピストン７４とドラム６９との間を摺動可能でかつ液密的に保持するシールである。前記同様油圧室８０に発生する遠心油圧は、バランス油圧室７５の油圧によって相殺され、ピストン７４にはリターンスプリング７６の押圧力が付勢される。
【００３１】
ダブルピニオン式プラネタリギヤ５５に対して入力切換手段６７と反対側には、ボールベアリング８２ａを介して回転自在にトランスミッションケース６の第３のケース３に軸支され、かつニードルベアリング８２ｂを介してフロントドライブ軸５１に回転自在にトランスファドライブギヤ８２が軸支され、リヤドライブ軸５２のトランスファドリブンギヤ５２ａが動力伝達可能に噛合している。
【００３２】
ダブルピニオン式プラネタリギヤ５５とトランスファドライブギヤ８２との間にはダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のキャリヤ６０からの出力をトランスファドライブギヤ８２に選択的に動力伝達する第３の摩擦係合要素となる第３の多板クラッチ８４が設けられる。
【００３３】
第３の多板クラッチ８４は、ドラム８５がトランスファドライブギヤ８２にスプライン結合し、ハブ８６がダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のキャリヤ６０に結合する。こうして第３の多板クラッチ８４はキャリヤ６０とトランスファドライブギヤ８２との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。そして油圧室８７の油圧でピストン８８を介してドラム８５内に固定したスナップリング８９ｄに当接するリテーニングプレート８９ｃ及びドリブンプレート８９ｂとハブ８６との間のドライブプレート８９ａを押圧して動力伝達するよう構成される。ピストン８８の油圧室８７と反対側にはリテーナ９０により油圧室８７に発生する遠心力油圧を相殺するバランス油圧室９１が設けられ、ピストン８８によりリターンスプリング９２の圧力が付勢される。
【００３４】
フロントドライブ軸５１の後端部とトランスファドライブギヤ８２との間にはフロントドライブ軸５１とトランスファドライブギヤ８２とを選択的に動力伝達する第４の摩擦係合要素となる第４の多板クラッチ９３が配設される。
【００３５】
第４の多板クラッチ９３はドラム９４がフロントドライブ軸５１のスプライン５１ｃにスプライン結合し、ハブ９５がトランスファドライブギヤ８２に結合してフロントドライブ軸５１とトランスファドライブギヤ８２との間に動力伝達可能に介設される。そして油圧室９６の油圧でピストン９７を介してドラム９４内に固定したスナップリング９８ｄに当接するリテーニングプレート９８ｃ及びドリブンプレート９８ｂとハブ９５との間のドライブプレート９８ａを押圧して動力伝達するよう構成され、かつリテーナ９９により油圧室９６による遠心力油圧を相殺するバランス油圧室１００が設けられ、ピストン９７にはリターンスプリング１０１の圧力が付勢される。
【００３６】
トランスミッションケース６の第３のケース３とダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のリングギヤ５７との間には選択的にトランスミッションケース６に係止してリングギヤ５７を固定するための第５の摩擦係合要素となる第５の多板クラッチ１０２が配設される。
【００３７】
第５の多板クラッチ１０２は、油圧室１０３の油圧でピストン１０４を介してトランスミッションケース６内に固定したスナップリング１０５ｄに当接するリテーニングプレート１０５ｃ及びドリブンレート１０５ｂとリングギヤ５７に設けられたハブ７０との間のドライブプレート１０５ａを押圧してリングギヤ５７をトランスミッションケース６に係止固定するよう構成され、かつピストン１０４にはリターンスプリング１０６の押圧力が付勢される。
【００３８】
トランスミッションケース６の下部に設けられるオイルパン１０９内には、オイルポンプ１６からの油圧を車速センサ４１、スロットルセンサ４２、シフトスイッチ４３、前輪回転数センサ４４、後輪回転数センサ４５、舵角センサ４６等からの信号に基づく油圧制御回路４７によって制御され、上記入力切換手段６７、第３、第４、第５の多板クラッチ８４、９３、１０２の各油圧室７１、８０、８７、９６、１０３及び無段変速機２０に選択的に切換供給するためのコントロールバルブ１１０が設けられている。
【００３９】
次にこのように構成された４輪駆動車用駆動装置の作用を図７乃至図１１に示す概略説明図及び図１２に示す各走行レンジにおける第１、第２、第３、第４、第５の各多板クラッチ６８、７８、８４、９３、１０２の連結状態を示す摩擦係合要素作動説明図に従って説明する。この一覧表において◯印は、対応する多板クラッチが係合或いは作動していることを示し、（◯）は後述する必要に応じて係合或いは作動していることを示している。
【００４０】
先ずエンジン１０の動力は、クランク軸１１からトルクコンバータ１３を介して無段変速機２０のプライマリ軸２１に入力する。そしてプライマリ軸２１、プライマリプーリ２３、駆動ベルト２５及びセカンダリプーリ２４により変速してセカンダリ軸２２に出力する。セカンダリ軸２２からの変速出力は、プライマリリダクションギヤ２８、プライマリドリブンギヤ２９によって減速されてドラム６９を介して第１の多板クラッチ６８及び第２の多板クラッチ７８へ入力される。ここでニュートラル（Ｎ）、パーキング（Ｐ）レンジでは第１及び第２の多板クラッチ６８、７８は解放されて動力伝達遮断状態となり、これ以降の動力伝達はしなくなる。
【００４１】
前進段となるドライブ（Ｄ）レンジでは、第１の多板クラッチ６８及び第３の多板クラッチ８４が係合し、図７に動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室７１へコントロールバルブ１１０から油圧が供給され、ピストン７２を介してドラム６９内に固定したスナップリング７３ｄに当接するリテーニングプレート７３ｃ、ドリブンプレート７３ｂ及びドライブプレート７３ａを押圧し、係合した第１の多板クラッチ６８によりプライマリドリブンギヤ２９からダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のリングギヤ５７に動力伝達するとともに、油圧室８７へ供給される油圧によりピストン８８を介して第３の多板クラッチ８４のリテーニングプレート８９ｃ、ドリブンプレート８９ｂ及びドライブプレート８９ａを押圧して係合する第３の多板クラッチ８４によりダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のキャリヤ６０とトランスファドライブギヤ８２とを動力伝達可能に連結する。
【００４２】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ５５は図８に示すように入力側のリングギヤ５７が第１のピニオン５８に噛合い、第１のピニオン５８に噛合う第２のピニオン５９がサンギヤ５６に噛合いサンギヤ５６及びキャリヤ６０をリングギヤ５７と同一方向に回転させてサンギヤ５６とキャリヤ６０とに所定の配分比でトルクが伝達しながら差動回転するように構成され、サンギヤ５６とスプライン結合するフロントドライブ軸５１及びキャリヤ６０に動力伝達可能に結合するトランスファドライブギヤ８２とをリングギヤ５７と同一方向に回転せしめ、トランスファドライブギヤ８２に噛合うトランスファドリブンギヤ５２ａに出力してリヤドライブ軸５２をリングギヤ５７と逆方向に回転駆動する。そしてトルク伝達時に第１及び第２のピニオン５８、５９の自転と公転とによりサンギヤ５６とキャリア６０との回転差を吸収する所謂センタディファレンシャル装置として機能する。
【００４３】
ここで図８の略図を用いてダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のトルク配分について説明する。
【００４４】
リングギヤ５７の入力トルクをＴｉ、サンギヤ５６によるフロント側トルクをＴＦ、キャリヤ６０によるリヤ側トルクをＴＲ、サンギヤ５６の歯数をＺＳ、リングギヤ５７の歯数をＺＲとすると、
Ｔｉ＝ＴＦ＋ＴＲ
ＴＦ：ＴＲ＝ＺＳ：（ＺＲ−ＺＳ）
が成立する。このことからサンギヤ５６の歯数ＺＳとリングギヤ５７の歯数ＺＲとを適切に設定することでフロント側トルクＴＦ及びリヤ側トルクＴＲの基準トルク配分を自由に設定し得ることがわかる。
【００４５】
ここでＺＳ＝３７、ＺＲ＝８２にすると、
ＴＦ：ＴＲ＝３７：（８２−３７）
になる。従って前後輪トルク配分率は
ＴＦ：ＴＲ≒４５：５５
になり、前輪に略４５％、後輪に略５５％各々配分され充分に後輪偏重の基準トルク配分に設定し得る。
【００４６】
一方第４の多板クラッチ９３は油圧室９６の油圧でピストン９７を介してスナップリング９８ｄ、リテーニングプレート９８ｃ、ドリブンプレート９８ｂ及びドライブプレート９８ａを押圧してクラッチトルクＴｃを生じるように構成され、制御回路４８によって制御されるコントロールバルブ１１０からの油圧によってクラッチトルクＴｃを可変制御する。
【００４７】
ここで、前輪回転数センサ４４及び後輪回転数センサ４５により検出された前輪回転数ＮＦ、後輪回転数ＮＲは、制御回路４７に入力されるが滑り易い路面走行時にはＴＦ＜ＴＲの後輪偏重の基準トルク配分で常に後輪が先にスリップすることから、スリップ率Ｓ＝ＮＦ／ＮＲ（Ｓ＞Ｏ）に算出される。このスリップ率Ｓと舵角センサ４６から制御回路に入力される舵角ψとは制御回路４８の図９に示すマップからクラッチ圧Ｐｃを検索する。ここでＳ≧１のノンスリップではクラッチ圧Ｐｃは低い値に設定されてあり、Ｓ＜１のスリップ状態でスリップ率の減少に応じてクラッチ圧Ｐｃを増大し、スリップ率Ｓが設定値Ｓ１  以下になるとＰｍａｘ  に定める。このクラッチ圧Ｐｃにライン圧が調圧され第４の多板ラッチ９３のクラッチトルクＴｃを可変制御する。
【００４８】
従って第４の多板クラッチ９３によってサンギヤ５６からフロントドライブ軸５１、トランスファドライブギヤ８２を介してサンギヤ５６に至るバイパス系１１１が各別に構成される。このバイパス系１１１では、後輪がスリップすると、トランスファユニット５０内で後輪回転数ＮＲ＞リングギヤ５７の回転数＞前輪回転数ＮＦの差動機能が成立し、クラッチトルクＴｃに応じてフロントドライブ軸５１は、トランスファドライブギヤ８２から第４の多板クラッチ９３を介しフロントドライブ軸５１にトルクがＴｃだけ増加して伝達し、更にトランスファドライブギヤ８２に噛合うトランスファドリブンギヤ５２ａには前輪に流れたクラッチトルクＴｃ分を減じたトルクが入力してリヤドライブ軸５２にもトルクが伝達するものであり、この結果、前後輪トルクＴＦ、ＴＲは以下のようになる。
ＴＦ＝０．４５Ｔｉ＋Ｔｃ
ＴＲ＝０．５５Ｔｉ−Ｔｃ
【００４９】
従ってノンスリップ状態では、クラッチトルクＴｃが零のためＴＦ：ＴＲ＝４５：５５の後輪偏重にトルク配分され、後輪スリップ発生時にクラッチトルクＴｃが生じると、このクラッチトルクＴｃに応じてクラッチトルクＴｃが大きい程バイパス系１１１を経由して入力トルクＴｉが前輪側に流れ、図９に示すようＴＦ：ＴＲ＝ＴＦ１  ：ＴＲ１  に変化して前輪トルクが積極的に増大制御され、後輪トルクは減じてスリップを生じなくなり走破性も良好になる。そして上述のスリップＳが設定値以下になると、第４の多板クラッチ９３の油圧と共に差動制限トルクが最大になってサンギヤ５６とキャリヤ６０とを直結する。このためトランスファユニット５０はディファレンシャルロックされ、前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式４輪駆動走行になり走破性が最大に発揮される。
【００５０】
一方前輪がスリップすると、トランスファユニット５０内で後輪回転数ＮＲ＜リングギヤ５７の回転数＜前輪回転数ＮＦの差動機能が成立し、クラッチトルクＴｃに応じてフロントドライブ軸５１からトランスファドライブギヤ８２にトルクが伝達し、かつフロントドライブ軸５１から前輪には後輪に流れたクラッチトルクＴｃ分を減じたトルクが伝達するものであり、この結果前後輪トルクＴＦ、ＴＲは以下のようになる。
ＴＦ＝０．４５Ｔｉ−Ｔｃ
ＴＲ＝０．５５Ｔｉ＋Ｔｃ
【００５１】
従ってノンスリップ状態では、クラッチトルクＴｃが零のためＴＦ：ＴＲ＝４５：５５の後輪偏重にトルク配分され、前輪スリップ発生時にクラッチトルクＴｃが生じると、このクラッチトルクＴｃに応じて入力トルクＴｉが後輪側に流れて後輪トルクが積極的に増大制御され、前輪トルクは減じてスリップを生じなくなり走破性も良好になる。またスリップ率が設定値以下になると、第４の多板クラッチ５３の油圧と共に差動制限トルクが最大になってサンギヤ５６とキャリヤ７０が直結するため、前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式４輪駆動走行になり走破性が充分に発揮される。こうしてスリップ状態に応じ、それを回避すべく幅広く前後輪へのトルクが制御される。
【００５２】
また、上述のスリップの発生に伴うトルク配分制御において旋回する場合にはその舵角ψにより第４の多板クラッチ５３の差動制限トルクが減少補正される。このためトランスファユニット５０の差動制限は減じて回転数差を充分に吸収することが可能になり、タイトコーナーブレーキング現象が回避され、操縦性が良好に確保される。
【００５３】
後退段となるリバース（Ｒ）レンジでは、第１の多板クラッチ６８及び第３の多板クラッチ８４が解放され、第２の多板クラッチ７８、第４の多板クラッチ９３及び第５の多板クラッチ１０２が係合して図１０に示す動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室へコントロールバルブ１１０から油圧を供給してピストン７４を介してスナップリング８１ｄ、リテーニングプレート８１ｃ、ドリブンプレート８１ｂ及びドライブプレート８１ａを押圧して第２の多板クラッチ７８を係合してプライマリドリブンギヤ２９からダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のキャリヤ６０に動力伝達するとともに、油圧室１０３へ供給する油圧によりピストン１０４を介してスナップリング１０５ｄ、リテーニングプレート１０５ｃ、ドライブプレート１０５ａ、ドリブンプレート１０５ｂを押圧して係合する第５の多板クラッチ１０２によりリングギヤ５７をトランスミッションケース６に係止固定する。そしてピストン９７を介してスナップリング９８ｄ、リテーニングプレート９８ｃ、ドリブンプレート９８ｂ及びドライブプレート９８ａを押圧して第４の多板クラッチ９３によりフロントドライブ軸５１からトランスファドライブギヤ８２に動力伝達可能にする。
【００５４】
従って、ダブルピニオン式プラネタリギヤ５５は図１１に示すように入力側のキャリヤ６０の回転により互に噛合した第１及び第２のピニオン５８、５９は互に逆回転しつつリングギヤ５７に沿って回転してサンギヤ５６をキャリヤ６０と逆方向に回転してフロントドライブ軸５１を入力側に対して逆方向に回転せしめ、かつフロントドライブ軸５１は第４の多板クラッチ９３を介してトランスファドライブギヤ８２に動力伝達し、リヤドライブ軸５２をフロントドライブ軸５１と逆方向に回転駆動する。
【００５５】
従って、プライマリドリブンギヤ２９からの入力は、ダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のリングギヤ５７を第５の多板クラッチ１０２によってトランスミッションケース６に係止することによりドライブ（Ｄ）レンジ状態と逆方向にフロントドライブ軸５１及びリヤドライブ軸５２に出力され、このダブルピニオン式プラネタリギヤ５５は前後進切換機能を有する。
【００５６】
この場合、キャリヤ６０の入力に対するフロントドライブ軸５１及びリヤドライブ５２に出力される変速比は次式で設定される。
【００５７】
変速比＝［ＺＳ＋（−ＺＲ）］／ＺＳ
ここで前記同様ＺＳ＝３７、ＺＲ＝８２にすると、
変速比＝［３７＋（−８２）］／３７＝−１．２１６
となり、リバース（Ｒ）レンジでの減速比が適切に確保される。
【００５８】
一方、キャリヤ６０に入力するトルクＴｉはクラッチＴｃに応じてトランスファドライブギヤ８２に伝達し、前輪には後輪に伝達したクラッチトルクＴｃ分を減じたトルクが入力され、この結果前後輪トルクＴＦ、ＴＲは以下のようになる。
Ｔｉ＝ＴＦ＋ＴＲ
ＴＦ＝Ｔｉ−Ｔｃ
ＴＲ＝Ｔｃ
【００５９】
従って後輪スリップ発生時にクラッチトルクＴｃを減じることにより入力トルクＴｉを前輪側に流し、前輪トルクを積極的に増大制御し、後輪トルクを減じてスリップを生じなくして走破性を良好にし、かつ前輪スリップ時にはクラッチトルクＴｃを増大させることにより入力トルクＴｉを後輪側に流し、後輪トルクを積極的に増大制御して前輪トルクを減じてスリップを生じなくして走破性を良好にする。またスリップ率が設定値以下になると、第４の多板クラッチ９３の油圧と共に差動制限トルクＴｃを最大にしてフロントドライブ軸５１とトランスファドライブギヤ８２を直結にして前後輪の軸重配分に相当したトルク配分の直結式４輪駆動走行にして走破性が最大に発揮される。更に旋回する場合には、その舵角ψにより第４の多板クラッチ９３の差動制限トルクが減少され、回転数差を充分に吸収することが可能になり、タイトコーナーブレーキング現象が回避され、操縦性が良好になる。
【００６０】
従って、以上説明した本実施の形態では、ベルト式無段変速機２０の出力側に伝動構成したフロントディファレンシャル装置３０或いはリヤディファレンシャル装置５８に各々動力伝達するフロントドライブ軸５１及びリヤドライブ軸５２を縦置きエンジン１０のクランク軸１１に対して平行配置し、フロントドライブ軸５１にサンギヤ５６が結合するダブルピニオン式プラネタリギヤ５５を設け、無段変速機２０からの出力をリングギヤ５７に伝達する第１の多板クラッチ６８、キャリヤ６０に伝達する第２の多板クラッチ７８、キャリヤ６０とトランスファドライブギヤ８２とを動力伝達可能に連結する第３の多板クラッチ８４、フロントドライブ軸５１とリヤドライブ軸５２とを動力伝達可能に連結する第４の多板クラッチ９３及びリングギヤ５７を係止する第５の多板クラッチ１０２を設け、これら第１、第２、第３、第４及び第５の各多板クラッチ６８、７８、８４、９３、１０２を選択的に制御することにより前進段であるドライブ（Ｄ）レンジ及び後退段であるリバース（Ｒ）レンジではフロントドライブ軸５１及びリヤドライブ軸５２へ適切なトルク配分及び差動制限を可能にするセンターディファレンシャル装置として機能して良好な走行性が得られ、かつドライブ（Ｄ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジへの切換時の前後進切換装置として機能する。
【００６１】
よって従来センターディファレンシャル装置用及び前後進切換装置用として各単独機能する各々専用のダブルピニオン式プラネタリギヤを要したが、単一のダブルピニオン式プラネタリギヤによって両機能が達成され、高性能を維持しつつ駆動装置の構成及び制御の簡素化及び軽量化が可能になり、コスト低減及びコンパクト化、特に全長が短縮され、このコンパクト化に伴い、車載状態において車室下方のトンネル内への突出量が極めて小或いはなくすることが可能になり車室内へ突出するトンネル断面積が大幅に削減され、かつトーボードと駆動装置との間が充分に離間し、車室内の居住空間が充分に確保されて居住性の向上がもたらされる。
【００６２】
またトーボードと駆動装置との間、すなわちトーボードの前面空間の増大に伴って衝突時のクラッシュストロークが確保され、かつトランスミッション脱着時の作業空間として充分に有効活用できる。更にエンジンフードを下げるいわゆるスラントノーズ化が可能になる等車両設計の自由度が増大する。
【００６３】
更にトルクコンバータ１３に代えて発進クラッチとして電磁クラッチや湿式クラッチを用いることも可能であり、この場合ニュートラル（Ｎ）、パーキング（Ｐ）レンジにおいてベルト式無段変速機２０のプライマリ軸２１への入力を遮断して無段変速機２０以降の動力伝達はなくなる。
【００６４】
更に本実施の形態における４輪駆動装置にあっては、図１３に示すように第１、第２、第４の各多板クラッチ６８、７８、９３及びトランスファドライブギヤ８２、リヤドライブギヤ５２等の後輪駆動部を廃止し、変更した連結部材１２０によりダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のキャリヤ６０に直接入力し、かつ第３の多板クラッチ８４のドラム８５とフロントドライブ軸５１のスプライン５１ｃとをフロントドライブ軸５１に回転自在に嵌合する中空軸１２１により連結するとともに第４のケース４を２輪駆動用の第６のケース１２２に変更することにより２輪駆動車用駆動装置に容易に変更し得る。なお１２３はパーキングギヤである。
【００６５】
この２輪駆動車用駆動装置への変更にあたり、図４と対応する部分に同一符号を付けることで詳細な説明は省略するが、上記した連結部材１２０、中空軸１２１、第６のケース１２２以外の多くの部品は４輪駆動車用駆動装置との共用化が得られる。
【００６６】
このように形成された２輪駆動車用駆動装置は、前進段となるドライブ（Ｄ）レンジにおいて第３の多板クラッチ８４が係合し、図１４に動力伝達状態を太線で示すようになる。すなわち油圧室８７へ油圧を供給し、ピストン８５を介してスナップリング８９ｄ、リテーニングクラッチ８９ｃ、ドリブンプレート８９ｂ及びドライブプレート８９ａを押圧して第３の多板クラッチ８４を係合することにより、プライマリドリブンギヤ２９からの入力はダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のキャリヤ６０、第３の多板クラッチ８４を介して動力伝達され、プライマリドリブンギヤ２９と同方向に回転駆動する。
【００６７】
一方後退段となるリバース（Ｒ）レンジでは第３の多板クラッチ８４の係合を解除し、油圧室１０３に油圧を供給して第５の多板クラッチ１０２によりダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のリングギヤ５７をトランスミッションケース６に係止することにより図１５に動力伝達状態を太線で示すようにする。これによりプライマリドリブンギヤ２９からダブルピニオン式プラネタリギヤ５５のキャリヤ６０ヘ入力によるキャリヤ６０の回転により互に噛合した第１及び第２のピニオン５８、５９は互に逆回転しつつリングギヤ５７に沿って回転してサンギヤをキャリヤと逆方向に回転してフロントドライブ軸５１を入力側に対して逆方向に回転駆動する。
【００６８】
この場合キャリヤ６０の入力に対するフロントドライブ軸５１に出力される変速比は前記同様次式で設定される。
【００６９】
変速比＝［ＺＳ＋（−ＺＲ）］／ＺＳ
ここでＺＳ＝３７、ＺＲ＝８２であることから、
変速比＝［３７＋（−８２）］／３７＝−１．２１６
となり、リバース（Ｒ）レンジでの減速比が適切に確保される。
【００７０】
従ってダブルピニオン式プラネタリギヤ５５及び第３及び第５の多板クラッチ１０２を主要部とする前後進切換装置が構成される。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明した本発明の４輪駆動車用駆動装置によれば、縦置きエンジンのクランク軸に対して一方及び他方のディファレンシャル装置に各々動力伝達する第１及び第２のドライブ軸を平行配置し、エンジン側からの入力を単一のダブルピニオン式プラネタリギヤにより選択的に動力配分及び前後進切換して第１及び第２のドライブ軸に動力伝達することから単一のダブルピニオン式プラネタリギヤによってセンターディファレンシャル装置及び前後進切換装置としての両機能が達成され、高性能を維持しつつ駆動装置の構成及び制御の簡素化、軽量化、コンパクト化が得られ、コンパクト化に伴い車載状態において車室下方のトンネル内への突出量の削減によるトンネル断面積の削減が可能で車室内の居住空間が確保され居住性の向上がもたらされる。また衝突時のクラッシュストローク及び組立て、整備等の作業空間を確保しつつ、従来のエンジンルームにも搭載可能である等本発明特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による４輪駆動車用駆動装置の一実施の形態の概要を説明する駆動系を示す図である。
【図２】本実施の形態に用いるフロントディファレンシャル装置を説明する要部断面図である。
【図３】同じく、フロントディファレンシャル装置とベルト式無段変速機の配置状態を説明する要部斜視図である。
【図４】同じく、４輪駆動車用駆動装置を説明する断面図である。
【図５】同じく、図４に示す断面図の要部拡大図である。
【図６】同じく、図４における矢視Ａ方向から見た要部配置説明図である。
【図７】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図８】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図９】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図１０】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図１１】同じく、作用を示す概略説明図である。
【図１２】同じく、作用を示す摩擦係合要素作動説明図である。
【図１３】同じく、本発明の４輪駆動車用駆動装置を２輪駆動車用駆動装置への転用を説明する図である。
【図１４】図１３に示す２輪駆動車用駆動装置の作用を示す概略説明図である。
【図１５】同じく、２輪駆動車用駆動装置の作用を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１０    エンジン
１１    クランク軸
２０    ベルト式無段変速機
２１    プライマリ軸
２２    セカンダリ軸
２３    プライマリプーリ
２４    セカンダリプーリ
２５    駆動ベルト
３０    フロントディファレンシャル装置
３８    リヤディファレンシャル装置
５１    フロントドライブ軸
５２    リヤドライブ軸
５５    ダブルピニオン式プラネタリギヤ
５６    サンギヤ
５７    リングギヤ
５８    第１のピニオン
５９    第２のピニオン
６０    キャリヤ
６７    入力切換手段
６８    第１の多板クラッチ
７８    第２の多板クラッチ
８４    第３の多板クラッチ
９３    第４の多板クラッチ
１０２  第５の多板クラッチ
【図１】
0003597634.tif 000002
【図２】
0003597634.tif 000003
【図３】
0003597634.tif 000004
【図４】
0003597634.tif 000005
【図５】
0003597634.tif 000006
【図６】
0003597634.tif 000007
【図７】
0003597634.tif 000008
【図８】
0003597634.tif 000009
【図９】
0003597634.tif 000010
【図１０】
0003597634.tif 000011
【図１１】
0003597634.tif 000012
【図１２】
0003597634.tif 000013
【図１３】
0003597634.tif 000014
【図１４】
0003597634.tif 000015
【図１５】
0003597634.tif 000016