(57)【要約】      （修正有）【課題】２輪駆動時に駆動力の伝達に関係しない部分の回転を完全に停止することでフリクションロスを低減し、２輪駆動時に燃費低下が起きない４輪駆動車を実現する。【解決手段】駆動力伝達装置１０は、エンジン２８から駆動力伝達部１６への駆動力を断接する第１断接機構２０と、駆動力伝達部１６から右後輪駆動軸９２への駆動力を断接する同期機構を備えた第２断接機構２２とを設ける。第２断接機構２２の同期完了時に第１断接機構２０の駆動力伝達部側５６が対向側５４より高速回転するように前後輪間の変速比を構成し、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず第２断接機構２２の同期を開始して駆動力伝達部１６の回転速度を上げ、次に第１断接機構２０の駆動力伝達部側と対向側との回転速度差が一致した時に第１断接機構２０を接続する。【選択図】図１
2011079421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪及び後輪に駆動力を伝達する４輪駆動モードと、前輪のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
エンジンからの駆動力を入力して左右前輪へ配分出力する前輪差動装置と、
前記前輪差動装置を介した前記エンジンからの駆動力を後輪へ伝達する駆動力伝達部と、
前記駆動力伝達部からの駆動力を入力して左右後輪へ配分出力する後輪差動装置と、
前記前輪差動装置と前記駆動力伝達部との連結を切断及び接続する第１断接機構と、
前記後輪差動装置と前記左右後輪の少なくとも一方との連結を切断及び接続し、接続時に駆動力伝達部側と対向側との回転を同期する同期機構を有する第２断接機構と、
４輪駆動モードでは、前記第1断接機構及び前記第２断接機構を接続して前記エンジンからの駆動力を前記左右後輪に伝達し、２輪駆動モードでは、前記第1断接機構と前記第２断接機構を切断して前記駆動力伝達部の回転を停止する制御部と、
を備え、
前記駆動力伝達部は、前記第１断接機構を切断した状態で、前記第２断接機構の同期完了時に、前記第１断接機構の駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成し、
前記制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず前記第２断接機構の同期を開始して前記駆動力伝達部の回転速度を増加し、次に前記第１断接機構の駆動力伝達部側と対向側との回転速度差が所定の範囲に減少した時に、前記第１断接機構を接続することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項２】
前輪及び後輪に駆動力を伝達する４輪駆動モードと、前輪のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
エンジンからの駆動力を入力して左右前輪へ配分出力する前輪差動装置と、
前記前輪差動装置を介した前記エンジンからの駆動力を後輪へ伝達する駆動力伝達部と、
前記駆動力伝達部からの駆動力を入力して左右後輪へ配分出力する後輪差動装置と、
前記前輪差動装置と前記駆動力伝達部との連結を切断及び接続し、接続時に駆動力伝達部側と対向側との回転を同期する第２断接機構と、
前記後輪差動装置と前記左右後輪の少なくとも一方との連結を切断及び接続する第１断接機構と、
４輪駆動モードでは、前記第1断接機構及び前記第２断接機構を接続して前記エンジンからの駆動力を前記左右後輪に伝達し、２輪駆動モードでは、前記第1断接機構と前記第２断接機構を切断して前記駆動力伝達部の回転を停止する制御部と、
を備え、
前記駆動力伝達部は、前記第１断接機構を切断した状態で、前記第２断接機構の同期完了時に、前記第１断接機構の駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成し、
前記制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず前記第２断接機構の同期を開始して前記駆動力伝達部の回転速度を増加し、次に前記第１断接機構の駆動力伝達部側と対向側との回転速度差が所定の範囲に減少した時に、前記第１断接機構を接続することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項３】
前輪及び後輪に駆動力を伝達する４輪駆動モードと、後輪のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
エンジンからの駆動力を入力して左右後輪へ配分出力する後輪差動装置と、
エンジンからの駆動力を入力して前輪への出力を切断と接続の間で連続的に変化させる第２断接機構と、
前記第２断接機構からの駆動力を前輪へ伝達する駆動力伝達部と、
前記駆動力伝達部からの駆動力を入力して左右前輪へ配分出力する前輪差動装置と、
前記前輪差動装置と前記左右前輪の少なくとも一方との連結を切断及び接続する第１断接機構と、
４輪駆動モードでは、前記第1断接機構及び前記第２断接機構を接続して前記エンジンからの駆動力を前記左右前輪に伝達し、２輪駆動モードでは、前記第１断接機構と前記第２断接機構を切断して前記駆動力伝達部の回転を停止する制御部と、
を備え、
前記駆動力伝達部は、前記第１断接機構を切断した状態で、前記第２断接機構の接続完了時に、前記第１断接機構の駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成し、
前記制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず前記第２断接機構の接続を開始して前記駆動力伝達部の回転速度を増加し、次に前記第１断接機構の駆動力伝達部側と対向側との回転速度差が所定の範囲に減少した時に、前記第１断接機構を接続することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
前記第１断接機構を切断した状態で、前記第２断接機構の接続完了時に、前輪と後輪の動半径差を相殺して更に、前記第１断接機構の前記駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項５】
請求項１乃至３記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
前記第１断接機構は、第１アクチュエータの操作により開放と結合を切り替える噛み合いクラッチ機構であり、
前記第２断接機構は、伝達するトルクを第２アクチュエータの操作により開放と結合の間で連続的に変化させる多板クラッチ機構、又は、摩擦クラッチ方式の同期機構を有し第２アクチュエータの操作により開放と結合を切り替える噛み合いクラッチ機構であり、
前記制御部は、前記第１及び第２アクチュエータを操作して前記第１及び第２断接機構を制御することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項６】
請求項５記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記制御部は、
２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず前記第２アクチュエータを操作して前記第１断接機構の前記駆動力伝達部側の回転速度を前記対向側の回転速度に一致させ、次に前記回転速度が一致している状態で前記第１アクチュエータを操作して前記第１断接機構を接続することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項７】
請求項５記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
前記駆動力伝達部は、伝達するトルクを第３アクチュエータの操作により連続的に変化させるカップリングを備え、
前記制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず前記第２アクチュエータを操作して前記第２断接機構を接続し、次に第３アクチュエータを操作して前記第１断接機構の前記駆動力伝達部側の回転速度を前記対向側の回転速度に一致させ、次に前記回転速度が一致している状態で前記第１アクチュエータを操作して前記第１断接機構を接続することを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項８】
請求項５記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、前記第１断接機構は、
前記第１アクチュエータの操作により前記噛み合いクラッチ機構の開放位置と結合位置とに往復移動するシフトロッドと、
前記シフトロッドに摺動可能に嵌設し、前記シフトロッドの結合方向への移動に対して拘束され、前記シフトロッドの開放方向への移動に対して自由となるシフトフォークと、
前記シフトフォークを常に前記噛み合いクラッチ機構の開放方向に付勢するバネと、
前記シフトフォークに係合して前記噛み合いクラッチ機構の開放位置と結合位置とに往復移動するカップリングスリーブと、
を備え、
前記シフトロッドの結合位置への移動により、前記シフトフォークを前記バネの付勢に抗して一体に移動して前記カップリングスリーブが前記噛み合いクラッチ機構を結合し、
前記シフトロッドの開放位置への移動により、前記シフトフォークを自由とすると共に前記バネにより前記カップリングスリーブを開放方向に付勢し、前記カップリングスリーブに作用するトルクが減少して前記カップリングスリーブを拘束する力が前記バネの開放方向の付勢力を下回った時に、前記カップリングスリーブが前記開放位置に移動して前記噛み合いクラッチが開放されることを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【請求項９】
請求項８記載の４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、
前記制御部は、４輸駆動モードから２輪駆動モードヘの切り替え時に、まず前記第１断接機構に前記駆動力伝達部からのトルクを作用させた後、前記第１アクチュエータを操作して前記シフトロッドを開放位置に移動し、次に前記第２アクチュエータを操作して前記第２断接機構の切断を開始し、
その後前記第１断接機構は、前記カップリングスリーブに作用するトルクの方向が転換する時に、前記噛み合いクラッチが開放されることを特徴とする４輪駆動車用駆動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２輪駆動と４輪駆動を切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に関し、特に、２輪駆動時に駆動力の伝達に関係しない部分の回転を停止する４輪駆動車用駆動力伝達装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来の、いわゆるオンデマンド型フルタイム４輪駆動車において、２輪駆動モードの場合は前輪を駆動し、４輪駆動モードの場合には後輪への駆動力の配分を電子制御カップリング装置で制御するＦＦ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば図１４に示すものが知られている。
【０００３】
図１４において、駆動力伝達装置６１０は４輪駆動車６１２に設けられ、エンジン６２８からの駆動力を変速機６３０で変速し、変速機６３０のドライブギア６３２からリングギア６３４を介して前輪差動装置６１４に入力すると共に、前輪差動装置６１４に連結されたリングギア６３４と一体に回転するベベルギア６６２を介して出力ピニオン６６４にも伝達する。
【０００４】
出力ピニオン６６４からの駆動力はプロペラシャフト６６８を介して多板クラッチ機構６７２とアクチュエータ６７４を有する電子制御カップリング装置６２４に伝達され、２輪駆動時に電子制御カップリング装置６２４が切断されている場合（多板クラッチ機構６７２が開放された状態）は、駆動力は後輪差動装置６１８に伝達されずに前輪差動装置６１４にのみ伝達され、前輪差動装置６１４は左前輪６５０と右前輪６５２の回転速度差を吸収しつつ左前輪６５０及び右前輪６５２に等しいトルクを与え回転させる。
【０００５】
４輪駆動時に電子制御カップリング装置６２４が接続されている場合（多板クラッチ機構６７２が結合された状態）では、駆動力は電子制御カップリング装置６２４に連結したドライブピニオン６７６からリングギア６７８を介して後輪差動装置６１８にも伝達され、後輪差動装置６１８は左後輪７００と右後輪７０２の回転速度差を吸収しつつ左後輪７００及び右後輪７０２に等しいトルクを与え回転させる。
【０００６】
電子制御カップリング装置６７２はＥＣＵ６２６からの制御信号Ｅ６によってアクチュエータ６７４を操作し、多板クラッチ機構６７２の結合力を連続的に変化させることで後輪差動装置６１８を介して左後輪７００と右後輪７０２に伝達するトルクをゼロから所定の最大トルクの間に制御できる。
【０００７】
これにより、２輪駆動モードでは、電子制御カップリング装置６２４の伝達トルクがゼロに制御されて駆動力は前輪差動装置６１４にのみ伝達され、４輪駆動モードでは、電子制御カップリング装置６２４の伝達トルクが車両の走行状態に応じた適正トルクに制御されて後輪差動装置６１８にも伝達される。
【０００８】
また、２輪駆動モードの場合は後輪を駆動し、４輪駆動モードの場合には前輪への駆動力の配分を電子制御カップリング装置で制御するＦＲ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置としては、例えば図１５に示すものが知られている。
【０００９】
図１５において、駆動力伝達装置７１０は４輪駆動車７１２に設けられ、エンジン７２８からの駆動力を変速機７３０で変速して、多板クラッチ機構７７２とアクチュエータ７７４を有する電子制御カップリング装置７２４に入力する。
【００１０】
２輪駆動時に電子制御カップリング装置７２４が切断されている場合（多板クラッチ機構７７２が開放された状態）は、駆動力はそのまま後輪側のプロペラシャフト７６２、ドライブピニオン７３２及びリングギア７３４を介して後輪差動装置７１４に伝達され、後輪差動装置７１４は左後輪７５０と右後輪７５２の回転速度差を吸収しつつ左後輪７５０及び右後輪７５２に等しいトルクを与え回転させる。
【００１１】
４輪駆動時に電子制御カップリング装置７２４が接続されている場合（多板クラッチ機構７７２が結合された状態）では、駆動力は多板クラッチ機構７７２に連結されたチェーンベルト機構７６４から前輪側のプロペラシャフト７６８、ドライブピニオン７７６及びリングギア７７８を介して前輪差動装置７１８にも伝達され、前輪差動装置７１８は左前輪８００と右前輪８０２の回転速度差を吸収しつつ左前輪８００及び右前輪８０２に等しいトルクを与え回転させる。
【００１２】
電子制御カップリング装置７２４はＥＣＵ７２６からの制御信号Ｅ７によってアクチュエータ７７４を操作し、多板クラッチ機構７７２の結合力を連続的に変化させることで前輪差動装置７１８を介して左前輪８００と右前輪８０２に伝達するトルクをゼロから所定の最大トルクの間に制御できる。
【００１３】
これにより、２輪駆動モードでは、電子制御カップリング装置７２４の伝達トルクがゼロに制御されて駆動力は後輪差動装置７１４にのみ伝達され、４輪駆動モードでは、電子制御カップリング装置７２４の伝達トルクが車両の走行状態に応じた適正トルクに制御されて前輪差動装置７１８にも伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−１２５２７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図１４に示すような従来の駆動力伝達装置６１０においては、２輪駆動モードであっても、変速機６３０からの駆動力はベベルギア６６２、出力ピニオン６６４、プロペラシャフト６６８及び多板クラッチ機構６７２の駆動側（前輪側）を回転させ、また左後輪７００及び右後輪７０２と後輪差動装置６１８とが直結されているため、左後輪７００及び右後輪７０２が路面からの駆動力で回転することにより、後輪差動装置６１８を介してリングギア６７８、ドライブピニオン６７６及び多板クラッチ機構６７２の従動側（後輪側）が回転する。
【００１６】
すなわち、電子制御カップリング装置６２４が切断され後輪に駆動力が伝達されない２輪駆動モードの時に、たとえ多板クラッチ機構６７２が完全に開放されたとしても、ベベルギア６６２、出力ピニオン６６４、プロペラシャフト６６８、多板クラッチ機構６７２、ドライブピニオン６７６及びリングギア６７８を含む駆動力伝達部６１６の各構成要素が回転してしまう。
【００１７】
また、図１５に示すような従来の駆動力伝達装置７１０においては、多板クラッチ機構７７２が開放され前輪に駆動力が伝達されない２輪駆動モードであっても、左前輪８００及び右前輪８０２と前輪差動装置７１８とが直結されているため、左前輪８００及び右前輪８０２が路面からの駆動力で回転することにより、前輪差動装置７１８を介してリングギア７７８、ドライブピニオン７７６、前輪側のプロペラシャフト７６８及びチェーンベルト機構７６４を含む駆動力伝達部７１６の各構成要素が回転してしまう。
【００１８】
このように、図１４に示すＦＦ車ベースの４輪駆動車６１２では、電子制御カップリング装置６２４の伝達トルクをゼロにすることで駆動力的には２輪駆動となるが、エンジンからの駆動力を前輪差動装置６１４から後輪へ伝えるまでの駆動力伝達部６１６は常に回転している。
【００１９】
また、図１５に示すＦＲ車ベースの４輪駆動車７１２においても、図１４のＦＦ車ベースの場合と同様に、電子制御カップリング装置７２４の伝達トルクをゼロにすることで駆動力的には２輪駆動となるが、エンジンからの駆動力を電子制御カップリング装置７２４から前輪へ伝えるまでの駆動力伝達部７１６は常に回転している。
【００２０】
そのため、このような従来の４輪駆動車６１２、７１２においては、駆動力伝達部６１６、７１６におけるオイルの攪拌抵抗や軸受部の摩擦損失等により、２輪駆動モードにおいても２輪駆動車に比べ燃費が悪くなる問題がある。
【００２１】
本発明は、２輪駆動時に駆動力の伝達に関わらない後輪又は前輪への駆動力伝達部の回転を完全に停止することで、２輪駆動時に燃費低下が起きない４輪駆動車用動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
この目的を達成するため、本発明によるＦＦ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置は次のように構成する。本発明は、前後輪に駆動力を伝達する４輪駆動モードと、前輪のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、エンジンからの駆動力を入力して左右前輪へ配分出力する前輪差動装置と、前輪差動装置を介したエンジンからの駆動力を後輪へ伝達する駆動力伝達部と、駆動力伝達部からの駆動力を入力して左右後輪へ配分出力する後輪差動装置と、前輪差動装置と駆動力伝達部との連結を切断及び接続する第１断接機構と、後輪差動装置と左右後輪の少なくとも一方との連結を切断及び接続し、接続時に駆動力伝達部側と対向側との回転を同期する同期機構を有する第２断接機構と、４輪駆動モードでは第1断接機構及び第２断接機構を接続してエンジンからの駆動力を左右後輪に伝達し、２輪駆動モードでは第1断接機構と第２断接機構を切断して駆動力伝達部の回転を停止する制御部とを備え、駆動力伝達部は、第１断接機構を切断した状態で、第２断接機構の同期完了時に第１断接機構の駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成し、制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず第２断接機構の同期を開始して駆動力伝達部の回転速度を増加し、次に第１断接機構の駆動力伝達部側と対向側との回転速度差が所定の範囲に減少した時に第１断接機構を接続することを特徴とする。
【００２３】
本発明によるＦＦ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置の別の構成として、本発明は、前後輪に駆動力を伝達する４輪駆動モードと、前輪のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、エンジンからの駆動力を入力して左右前輪へ配分出力する前輪差動装置と、前輪差動装置を介したエンジンからの駆動力を後輪へ伝達する駆動力伝達部と、駆動力伝達部からの駆動力を入力して左右後輪へ配分出力する後輪差動装置と、前輪差動装置と駆動力伝達部との連結を切断及び接続し、接続時に駆動力伝達部側と対向側との回転を同期する第２断接機構と、後輪差動装置と左右後輪の少なくとも一方との連結を切断及び接続する第１断接機構と、４輪駆動モードでは第1断接機構及び第２断接機構を接続してエンジンからの駆動力を左右後輪に伝達し、２輪駆動モードでは第1断接機構と第２断接機構を切断して駆動力伝達部の回転を停止する制御部とを備え、駆動力伝達部は、第１断接機構を切断した状態で、第２断接機構の同期完了時に第１断接機構の駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成し、制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず第２断接機構の同期を開始して駆動力伝達部の回転速度を増加し、次に第１断接機構の駆動力伝達部側と対向側との回転速度差が所定の範囲に減少した時に第１断接機構を接続することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明によるＦＲ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置は次のように構成する。本発明は、前後輪に駆動力を伝達する４輪駆動モードと、後輪のみに駆動力を伝達する２輪駆動モードとを切り替え可能な４輪駆動車用駆動力伝達装置に於いて、エンジンからの駆動力を入力して左右後輪へ配分出力する後輪差動装置と、エンジンからの駆動力を入力して前輪への出力を切断と接続の間で連続的に変化させる第２断接機構と、第２断接機構からの駆動力を前輪へ伝達する駆動力伝達部と、駆動力伝達部からの駆動力を入力して左右前輪へ配分出力する差動装置と、前輪差動装置と左右前輪の少なくとも一方との連結を切断及び接続する第１断接機構と、４輪駆動モードでは第1断接機構及び第２断接機構を接続してエンジンからの駆動力を左右前輪に伝達し、２輪駆動モードでは第１断接機構と第２断接機構を切断して前記駆動力伝達部の回転を停止する制御部とを備え、駆動力伝達部は、第１断接機構を切断した状態で、第２断接機構の接続完了時に第１断接機構の駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成し、制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず第２断接機構の接続を開始して駆動力伝達部の回転速度を増加し、次に第１断接機構の駆動力伝達部側と対向側との回転速度差が所定の範囲に減少した時に第１断接機構を接続することを特徴とする。
【００２５】
本発明のＦＦ車及びＦＲ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置は、第１断接機構を切断した状態で、第２断接機構の接続完了時に前輪と後輪の動半径差を相殺して更に第１断接機構の駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成する。
【００２６】
また、第１断接機構は、第１アクチュエータの操作により開放と結合を切り替える噛み合いクラッチ機構であり、第２断接機構は、伝達する回転を第２アクチュエータの操作により開放と結合の間で連続的に変化させる多板クラッチ機構、又は、摩擦クラッチ方式の同期機構を有し第２アクチュエータの操作により開放と結合切り替える噛み合いクラッチ機構であり、制御部は、第１及び第２アクチュエータを操作して第１及び第２断接機構を制御する。
【００２７】
更に、制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず第２アクチュエータを操作して第１断接機構の駆動力伝達部側の回転速度を対向側の回転速度に一致させ、次に回転速度が一致している状態で第１アクチュエータを操作して第１断接機構を接続する。
【００２８】
あるいは、駆動力伝達部は、伝達するトルクを第３アクチュエータの操作により連続的に変化させるカップリングを備え、制御部は、２輸駆動モードから４輪駆動モードヘの切り替え時に、まず第２アクチュエータを操作して第２断接機構を接続し、次に第３アクチュエータを操作して第１断接機構の駆動力伝達部側の回転速度を対向側の回転速度に一致させ、次に回転速度が一致している状態で第１アクチュエータを操作して第１断接機構を接続する。
【００２９】
また、第１断接機構は、第１アクチュエータの操作により噛み合いクラッチ機構の開放位置と結合位置とに往復移動するシフトロッドと、シフトロッドに摺動可能に嵌装し、シフトロッドの結合方向への移動に対して拘束され、シフトロッドの開放方向への移動に対して自由となるシフトフォークと、シフトフォークを常に噛み合いクラッチ機構の開放方向に付勢するバネと、シフトフォークに係合して噛み合いクラッチ機構の開放位置と結合位置とに往復移動するカップリングスリーブとを備え、シフトロッドの結合位置への移動により、シフトフォークをバネの付勢に抗して一体に移動してカップリングスリーブが噛み合いクラッチ機構を結合し、シフトロッドの開放位置への移動により、シフトフォークを自由とすると共にバネによりカップリングスリーブを開放方向に付勢し、カップリングスリーブに作用するトルクが減少してカップリングスリーブを拘束する力がバネの開放方向の付勢力を下回った時に、カップリングスリーブが開放位置に移動して噛み合いクラッチが開放される。
【００３０】
更に、制御部は、４輸駆動モードから２輪駆動モードヘの切り替え時に、まず第１断接機構に駆動力伝達部からのトルクを作用させた後、第１アクチュエータを操作して前記シフトロッドを開放位置に移動し、次に第２アクチュエータを操作して第２断接機構の切断を開始し、その後第１断接機構は、カップリングスリーブに作用するトルクの方向が転換する時に、噛み合いクラッチが開放されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、２輪駆動モード時に、第１断接機構及び第２断接機構を切断することで駆動力伝達部の構成要素の回転が完全に停止した状態になるため、この区間のオイル粘性抵抗や摩擦損失が発生しない。そのため燃費低下を防止でき、４輪駆動車でありながら２輪駆動モードで使用しているときの燃費を２輪駆動車並みの燃費とすることができる。
【００３２】
また、駆動力伝達部を、第２断接機構の同期完了時に第１断接機構の動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成することで、２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時に、第１断接機構の両側の回転速度差がゼロになる状態が必ず発生するため、第１断接機構の回転速度差による接続不可能状態を回避でき、４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え時には、第１断接機構の伝達トルクがゼロになる状態が必ず発生するため、第１断接機構の切断操作を小さな力で円滑に行うことが可能となり、第１断接機構の構造を小型簡素化してコストの低減を図ることができる。
【００３３】
更に、第２断接機構の同期機構によって第１断接機構の両側の回転速度差を制御することで、第１断接機構を高速且つ確実に接続することが可能となり、走行状態に係わらず２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替えを迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第１実施形態を示す説明図
【図２】図１の前輪差動装置と第１断接機構の実施形態を示す断面図
【図３】図１の後輪差動装置と第２断接機構の実施形態を示す断面図
【図４】図１の第１断接機構の接続可能条件を示す説明図
【図５】図１の第１断接機構の接続制御を示す説明図
【図６】本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第２実施形態を示す説明図
【図７】図６の後輪差動装置と第２断接機構の実施形態を示す断面図
【図８】図１及び６の第１断接機構の断接可能条件を示す説明図
【図９】図１及び６の第２断接機構の他の実施形態を示す説明図
【図１０】本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第３実施形態を示す説明図
【図１１】図１０の第１断接機構の断接可能条件を示す説明図
【図１２】本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第４実施形態を示す説明図
【図１３】図１２の第１断接機構の断接可能条件を示す説明図
【図１４】従来のＦＦ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置を示した説明図
【図１５】従来のＦＲ車ベースの４輪駆動車用駆動力伝達装置を示した説明図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、実施形態を示す図面に基づいて、本発明の４輪駆動車用駆動力伝達装置を詳細に説明する。各実施形態は、２輪駆動時に前輪を駆動するＦＦ（Front-engine Front-drive）車ベースの４輪駆動車、又は２輪駆動時に後輪を駆動するＦＲ（Front-engine Rear-drive）車ベースの４輪駆動車を示している。また、各実施形態の４輪駆動車は、少なくともエンジン及び駆動力伝達装置が、各種車両状態検出センサの検出値に基づきＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって制御される。
【００３６】
図１は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第１実施形態を示した説明図であり、ＦＦ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。
【００３７】
図１において、本実施形態の駆動力伝達装置１０は４輪駆動車１２に設けられ、前輪差動装置１４、駆動力伝達部１６、後輪差動装置１８を備え、また前輪差動装置１４と駆動力伝達部１６の間に第１断接機構２０を、後輪差動装置１８と右後輪１０２の間には第２断接機構２２を設け、更に駆動力伝達部１６は電子制御カップリング装置２４を備えている。
【００３８】
駆動力伝達装置１０の第１断接機構２０、第２断接機構２２及び電子制御カップリング装置２４に対しては、ＥＣＵ２６からの制御信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３が与えられている。エンジン２８からの駆動力は変速機３０で変速された後、変速機３０のドライブギア３２から前輪差動装置１４に入力され、前輪差動装置１４は変速機３０からの駆動力を左前輪５０及び右前輪５２へ伝達する。
【００３９】
前輪差動装置１４は、ドライブギア３２に係合するリングギア３４、リングギア３４が固定されているデフケース３６、デフケース３６の内部に回転自在に軸支されたピニオン３８、４０及びピニオン３８、４０に係合するサイドギア４２、４４で構成され、ドライブギア３２からの駆動力をリングギア３４で受け、ピニオン３８、４０及びサイドギア４２、４４を介して左前輪駆動軸４６及び右前輪駆動軸４８を駆動し、左前輪５０及び右前輪５２を回転させて駆動力を路面に伝達する。
【００４０】
前輪差動装置１４は、コーナリング時や路面状態の変化などにより左前輪５０と右前輪５２に回転速度差を生じた場合、回転速度を吸収して左前輪５０と右前輪５２に等しいトルクを与えて回転させる。
【００４１】
ドライブギア３２からの駆動力は、前輪差動装置１４のリングギア３４及びデフケース３６を介して第１断接機構２０にも入力され、第１断接機構２０は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ２６からの制御信号Ｅ１による操作で駆動力伝達部１６を切り離して後輪側に対する駆動力を切断した状態となっている。このため２輪駆動モードの場合には、エンジン２８からの駆動力は、駆動力伝達部１６を介して後輪側に伝達されることはない。
【００４２】
一方、４輪駆動モードの場合においては、第１断接機構２０はＥＣＵ２６からの制御信号Ｅ１による操作で駆動力伝達部１６と接続状態にある。このためデフケース３６に一体に形成されたデフケース軸５４に入力された駆動力はベベルギア軸５６に伝達され、ベベルギア軸５６に固定されたベベルギア６２と出力ピニオン６４で伝達方向を変換して出力される。
【００４３】
出力ピニオン６４から出力された駆動力は、自在継手６６、プロペラシャフト６８及び自在継手７０、電子制御カップリング装置２４を介してドライブピニオン７６に伝達され、ドライブピニオン７６から後輪差動装置１８のリングギア７８に方向を変換して伝達される。
【００４４】
本実施形態においては、電子制御カップリング装置２４として多板クラッチ機構７２を使用しており、多板クラッチ機構７２は２輪駆動モードにおいて、ＥＣＵ２６からの制御信号Ｅ３によってアクチュエータ７４を操作して駆動力を伝達しない開放状態に制御され、４輪駆動モードにおいては、車両状態検出センサ（図示しない）からの信号に応じたＥＣＵ２６からの制御信号Ｅ３によってアクチュエータ７４を操作して、駆動力を伝達しない開放状態（２輪駆動状態）と最大の駆動力を伝達する直結状態の間で最適に制御され、後輪差動装置１８を介してエンジン２８からの駆動力を左後輪１００及び右後輪１０２に伝達している。
【００４５】
後輪差動装置１８は、ドライブピニオン７６に係合するリングギア７８、リングギア７８が固定されているデフケース８０、デフケース８０の内部に回転自在に軸支されたピニオン８２、８４及びピニオン８２、８４に係合するサイドギア８６、８８で構成され、サイドギア８６に連結した左後輪駆動軸９０、サイドギア８８に連結した第２断接機構２２及び右後輪駆動軸９２を介して、左後輪１００及び右後輪１０２を回転させ駆動力を路面に伝達している。第２断接機構２２は、本実施形態においては、後輪差動装置１８と右後輪１０２を連結する右後輪駆動軸９２の途中に設けられ、右後輪１０２に対する駆動力を断接する。
【００４６】
第２断接機構２２は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ２６からの制御信号Ｅ２によってアクチュエータ９８を操作して切断状態に制御され、右後輪１０２と後輪差動装置１８との間の駆動力の伝達を切り離し、４輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ２６からの制御信号Ｅ２によってアクチュエータ９８を操作して接続状態に制御され、電子制御カップリング装置２４及び後輪差動装置１８を介したエンジン２８からの駆動力を右後輪１０２に伝達している。
【００４７】
すなわち、４輪駆動モードでは後輪差動装置１８が有効に動作し、コーナリング時や路面状態の変化などにより左後輪１００と右後輪１０２に回転速度差が生じても、後輪差動装置１８は回転速度差を吸収し、左後輪１００及び右後輪１０２に等しいトルクを与えて回転させることができる。
【００４８】
本実施形態においては、次に図２を参照して詳細に説明するように、第１断接機構２０として噛み合いクラッチ機構５８を使用しており、アクチュエータ６０によるシフト操作で、２輪駆動モードとなる切断状態と４輪駆動モードにおける接続状態を切り替える。
【００４９】
図２は、図１の前輪差動装置１４及び第１断接機構２０を示す断面図であり、図の上方が４輪駆動車１２の前側（前進方向）となる。図２において、前輪差動装置１４、第１断接機構２０、ベベルギア６２及び出力ピニオン６４が、変速機３０に接続したハウジング１０４に収容されている。
【００５０】
ハウジング１０４の左側に位置する前輪差動装置１４は、デフケース３６のフランジ部３６ａに固定されたリングギア３４、デフケース３６に固定されたピニオン軸１０６に回転自在に軸支されたピニオン３８、４０、デフケース３６に回転自在に軸支され左前輪駆動軸４６を回転不可に連結したサイドギア４２、デフケース３６に回転自在に軸支され右前輪駆動軸４８を回転不可に連結したサイドギア４４を備える。
【００５１】
リングギア３４は、変速機３０のドライブギア３２と噛み合い、サイドギア４２、４４は各々ピニオン３８、４０と噛み合っている。デフケース３６は、左前輪駆動軸４６側と右前輪駆動軸４８側の両側を各々テーパーローラベアリング１０８、１１０によりハウジング１０４に回転自在に支持されている。
【００５２】
ハウジング１０４の右側には、デフケース３６と同軸にベベルギア６２を回転不可に嵌合したベベルギア軸５６を備え、ベベルギア軸５６はデフケース３６側とベベルギア６２側の両側を各々テーパーローラベアリング１１２、１１４によりハウジング１０４に回転自在に支持されている。
【００５３】
ハウジング１０４の右下側にはベベルギア６２に噛み合う出力ピニオン６４が配置され、出力ピニオン６４は下方に接続する自在継手６６を介してプロペラシャフト６８に連結している。また、前輪差動装置１４とベベルギア６４の中間には第１断接機構２０が備わる。
【００５４】
第１断接機構２０は、デフケース軸５４の右端外周に形成した溝部５４ａ、ベベルギア軸５６の左端外周に形成した溝部５６ａ及びカップリングスリーブ１１６で構成される噛み合いクラッチ機構５８と、噛み合いクラッチ機構５８を操作するシフトフォーク１１８、シフトロッド１２０、バネ１２２、ピニオン１２６及びサーボモータ（図示しない）で構成される。
【００５５】
カップリングスリーブ１１６は、溝部５４ａ、５６ａとスプライン結合して、デフケース軸５４とベベルギア軸５６を連結する結合位置と連結を解除する開放位置とを移動可能で、シフトフォーク１１８は、カップリングスリーブ１１６の溝部１１６ａに摺動自在に係合する先端部１１８ａによりカップリングスリーブ１１６をスライドさせることができる。
【００５６】
シフトフォーク１１８は、シフトロッド１２０に摺動可能に嵌装され、バネ１２２によってカップリングスリーブ１１６の開放方向に付勢されているが、スナップリング１２４が所定の位置に規制している。
【００５７】
シフトロッド１２０は、サーボモータ（図１のアクチュエータ６０）によって駆動されるピニオン１２６が噛み合うラック１２０ａを形成し、両端をハウジング１０４に設けた軸穴１２８、１３０に摺動自在に組み込んでいる。
【００５８】
図２においては、２輪駆動時の第１断接機構２０を切断した状態を示し、カップリングスリーブ１１６はデフケース軸５４のスプライン溝５４ａとは噛み合っておらず、デフケース軸５４とベベルギア軸５６とを連結しない開放位置に在る。
【００５９】
４輪駆動時には、カップリングスリーブ１１６がデフケース軸５４とベベルギア軸５６とを連結し（想像線で図示）、第１断接機構２０は接続状態になる。この状態で、リングギア３４と噛み合うドライブギア３２からの駆動力をベベルギア６２、出力ピニオン６４を介してプロペラシャフト６８に伝達可能となる。
【００６０】
また本実施形態においては、次に図３を参照して詳細に説明するように、図１の第２断接機構２２として同期機構９４を有する噛み合いクラッチ機構９６を使用しており、アクチュエータ９８による操作で、２輪駆動モードでは噛み合いクラッチ機構９６は開放状態となり、４輪駆動モードで噛み合いクラッチ機構９６は結合状態となる。
【００６１】
図３は、図１の後輪差動装置１８及び第２断接機構２２を示す断面図であり、図の上方が４輪駆動車１２の前側（前進方向）となる。図３において、ドライブピニオン７６、後輪差動装置１８及び第２断接機構２２が、ハウジング１３２に収容されている。
【００６２】
ハウジング１３２の左側に位置する後輪差動装置１８は、デフケース８０のフランジ部８０ａに固定されたリングギア７８、デフケース８０に固定されたピニオン軸１３４に回転自在に軸支されたピニオン８２、８４、デフケース８０に回転自在に軸支され左後輪駆動軸９０を回転不可に連結したサイドギア８６、デフケース８０に回転自在に軸支されサイドギア軸１３６を回転不可に連結したサイドギア８８を備える。
【００６３】
リングギア７８は、電子制御カップリング装置２４に連結したドライブピニオン７６と噛み合い、サイドギア８６、８８は各々ピニオン８２、８４と噛み合っている。デフケース８０は、左後輪駆動軸９０側とサイドギア軸１３６側の両側を各々テーパーローラベアリング１３８、１４０によりハウジング１３２に回転自在に支持されている。
【００６４】
ハウジング１３２の右側には第２断接機構２２が備わり、第２断接機構２２は、サイドギア軸１３６の右側のフランジ部１３６ａに形成した爪部１３６ｂと右側端面部に形成したシンクロコーン１３６ｃ、クラッチ軸１４６の左端に形成したハブ部１４６ａ、ボークリング１４８、インサートキー１５０、クラッチスリーブ１５２、シフトフォーク１５４、シフトロッド１５６、ピニオン１５８及びサーボモータ（図示しない）で構成される。
【００６５】
シンクロコーン１３６ｃは、外周部の摩擦面１３６ｄとボークリング１４８の左内側の摩擦面１４８ａと共に円錐摩擦クラッチ機構を構成し、クラッチ軸１４６は、テーパーローラベアリング１４２、１４４によりハウジング１３２に回転自在に支持され、右側に右後輪駆動軸９２を回転不可に連結している。
【００６６】
ハブ部１４６ａは、バネ１６０によって外側径方向に付勢されると共にクラッチ軸１４６の軸方向に移動可能なインサートキー１５０を外周部に複数収容し、右後輪駆動軸９２と共に回転する。
【００６７】
クラッチスリーブ１５２は、ハブ部１４６ａの外周部にスプライン結合してクラッチ軸１４６と共に回転し、爪部１５２ｂがサイドギア軸１３６の爪部１３６ｂと噛み合ってサイドギア軸１３６と右後輪駆動軸９２を連結する結合位置と、噛み合いが外れて連結を解除する開放位置とを移動可能で、シフトフォーク１５４は、クラッチスリーブ１５２の溝部１５２ａに摺動自在に係合する先端部１５４ａによりクラッチスリーブ１５２をスライドさせることができる。
【００６８】
ボークリング１４８は、クラッチスリーブ１５２の内周部にスプライン結合してクラッチスリーブ１５２と共に回転し、摩擦面１４８ａをシンクロコーン１３６ｃの摩擦面１３６ｄに押圧する同期位置と、押圧しない非同期位置とを移動可能で、クラッチスリーブ１５２のスライドに連動したインサートキー１５０によって押圧され、摩擦面１４８ａと摩擦面１３６ｄとで摩擦トルクを発生する。
【００６９】
シフトフォーク１５４は、スナップリング１６２によってシフトロッド１５６に固定され、シフトロッド１５６は、サーボモータ（図１のアクチュエータ９８）によって駆動されるピニオン１５８が噛み合うラック１５６ａを形成し、両端をハウジング１３２に設けた軸穴１６４、１６６に摺動自在に組み込んでいる。
【００７０】
図３においては、４輪駆動時の第２断接機構２２を接続した状態を示し、クラッチスリーブ１５２は、爪部１５２ｂとサイドギア軸１３６の爪部１３６ｂとが噛み合った結合状態であり、サイドギア軸１３６と右後輪駆動軸９２とを連結する位置に在る。この状態で、リングギア７８と噛み合うドライブピニオン７６からの駆動力は右後輪駆動軸９２を介して右後輪１０２に伝達可能となる。
【００７１】
２輪駆動時には、シフトフォーク１５４及びシフトロッド１５６が右方に移動して爪部１５２ｂと爪部１３６ｂとの噛み合いが外れ（想像線で図示）、クラッチスリーブ１５２とサイドギア軸１３６とは連結されず、第２断接機構２２は切断状態になる。
【００７２】
本実施形態において、図２に示す第１断接機構２０の噛み合いクラッチ機構５８はスプラインクラッチ方式を、図３に示す第２断接機構２２の噛み合いクラッチ機構９６はドッグクラッチ方式を使用しているが、第１断接機構２０、第２断接機構２２共に何れのクラッチ方式を使用することが可能であり、これ以外の他の方式でも構わない。また、第２断接機構２２の同期機構は円錐摩擦クラッチ方式使用しているが、これ以外の他の方式でも構わない。
【００７３】
本実施形態において、図２に示すシフトロッド１２０及び図３に示すシフトロッド１５６は、各々のラック１２０ａ、１５６ａに噛み合うピニオン１２６、１５８が回転することで駆動されるが、シフトロッド１２０、１５６を駆動するアクチュエータは、空圧、油圧、電磁の何れの方式でも可能であり、本実施形態におけるサーボモータ以外の方式でも構わない。
【００７４】
ここで、第１実施形態の２輪駆動モード及び４輪駆動モードにおける駆動力伝達装置１０の機能について図１を参照して説明する。
【００７５】
２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ２６の制御信号Ｅ１により、第１断接機構２０を切断している。このため、変速機３０からの駆動力は前輪差動装置１４のリングギア３４、デフケース３６を介してデフケース軸５４に伝達されるが、第１断接機構２０は切断状態にあるためベベルギア軸５６に出力されない。
【００７６】
一方、第２断接機構２２についても、ＥＣＵ２６からの制御信号Ｅ２により切断されているため、左後輪１００と右後輪１０２が回転していても後輪差動装置１８のリングギア７８は回転しない。
【００７７】
これによって、２輪駆動モードにおいては、ベベルギア６２、出力ピニオン６４、自在継手６６、プロペラシャフト６８、自在継手７０、電子制御カップリング装置２４、ドライブピニオン７６及び後輪差動装置１８のリングギア７８を含む駆動力伝達部１６の回転が停止し、２輪駆動時に駆動力伝達部１６が回転することによるフリクションロスにより燃費が低下してしまう問題を解消することができる。
【００７８】
更に詳細に説明するならば、図１において、第１断接機構２０が設けられずに、２輪駆動モード時にデフケース３６とベベルギア６２が連結されていたとすると、リングギア３４に入力した駆動力によってベベルギア６２、出力ピニオン６４、自在継手６６、プロペラシャフト６８、自在継手７０及び多板クラッチ機構７２の前輪側が回転してしまう。
【００７９】
また、図１において第２断接機構２６が設けられずに、２輪駆動モード時にサイドギア８８と右後輪駆動軸９２が連結されていたとすると、例えばサイドギア８６、８８が同方向に同速度で回転する場合、ピニオン８２、８４は回転（自転）せずにピニオン８２、８４を軸支しているデフケース８０及びリングギア７８が回転する。
【００８０】
サイドギア８６、８８に回転速度差があったとしても同方向の回転であれば、回転速度は変化するが、デフケース８０及びリングギア７８が回転する。このようにリングギア７８が回転すると、連結しているドライブピニオン７６、多板クラッチ機構７２の後輪側が回転してしまう。
【００８１】
このベベルギア６２からリングギア７８までの駆動力伝達部１６は、２輪駆動モードでは回転する必要のない部分であるにも関わらず、この部分が回転することで、オイルの粘性抵抗や軸受け部の摩擦損失などを引き起こし、駆動力の損失となって燃費低下を招いてしまう。
【００８２】
そこで本実施形態においては、２輪駆動モード時に、第１断接機構２０と第２断接機構２２を切断してエンジン２８からの駆動力と後輪からの駆動力の伝達を断つことで、ベベルギア６２からリングギア７８に至る駆動力伝達部１６の回転を防止している。
【００８３】
すなわち、第２断接機構２２を切断してサイドギア８８と右後輪駆動軸９２の連結が断たれると、右後輪１０２の回転はサイドギア８８に伝わらず、そのため左後輪１００によるサイドギア８６の回転は、ピニオン８２、８４を介してサイドギア８８を反対方向に回転させる。このときサイドギア８８の回転抵抗よりもリングギア７８に繋がるドライブピニオン７６と多板クラッチ機構７２の回転抵抗の方が大きいため、リングギア７２は回転しない。
【００８４】
４輪駆動モードにおいては、第１断接機構２０が接続されることで、変速機３０からの駆動力は、前輪差動装置１４のリングギア３４及びデフケース３６から、接続状態にある第１断接機構２０を介してベベルギア６２を回転し、出力ピニオン６４で方向を変換された後、自在継手６６、プロペラシャフト６８、自在継手７０、電子制御カップリング装置２４及びドライブピニオン７６を介して後輪差動装置１８のリングギア７８に入力する。
【００８５】
第２断接機構２２が接続されていることにより後輪差動装置１８が有効に動作し、後輪差動装置１８を介して左後輪１００及び右後輪１０２に駆動力を伝達して回転させることができる。
【００８６】
もちろん２輪駆動モード及び４輪駆動モードの何れにおいても、変速機３０のドライブギア３２からの駆動力は前輪差動装置１４を介して左前輪駆動軸４６及び右前輪駆動軸４８に伝達され、左前輪５０及び右前輪５２を回転させることができる。
【００８７】
次に、第１実施形態における、２輪駆動モードから４輪駆動モード及び４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え制御について図１−３を参照して説明する。
【００８８】
２輪駆動モードでは第１断接機構２０が切断されているため、エンジン２８からの駆動力は後輪差動装置１８に伝達されておらず、また、第２断接機構２２も切断されているため、後輪差動装置１８は左後輪１００によって駆動され、ピニオン８２、８４を介してサイドギア８８はサイドギア８６と逆方向に空転している。
【００８９】
２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ２６の制御信号Ｅ２によってアクチュエータ９８を操作し、第２断接機構２２の同期、すなわち回転方向の異なるサイドギア軸１３６と右後輪駆動軸９２の同期を開始する。次に第１断接機構２０のベベルギア軸５６とデフケース軸５４との回転速度が一致した時、又は回転速度差が所定の範囲に減少した時に、ＥＣＵ２６の制御信号Ｅ１によってアクチュエータ６０を操作し、第１断接機構２０を接続する。
【００９０】
図３において、サーボモータによってピニオン１５８がＱ方向に回転し、ピニオン１５８に噛み合うラック１５６ａを介してシフトロッド１５６及びシフトフォーク１５４がＪ方向に移動する。
【００９１】
溝部１５２ａに係合しているシフトフォーク１５４の歯部１５４ａが、クラッチスリーブ１５２を結合方向に移動すると、クラッチスリーブ１５２に係合しているインサートキー１５０を介してボークリング１４８も左方向に移動し、ボークリング１４８の摩擦面１４８ａとシンクロコーン１３６ｃの摩擦面１３６ｄとが接触する。
【００９２】
両摩擦面によって発生する摩擦力によって、右後輪駆動軸９２を介した右後輪１０２の駆動力がサイドギア軸１３６に漸次的に伝達され同期を開始し、サイドギア軸１３６の回転方向が右後輪駆動軸９２と同方向に反転することでリングギア７８が回転を開始する。
【００９３】
図１において、左後輪１００及び右後輪１０２からの駆動力はリングギア７８からドライブピニオン７６に伝達され、電磁制御カップリング装置２４を介して自在継手７０、プロペラシャフト６８、自在継手６６、出力ピニオン６４及びベベルギア６２を回転させる。すなわち、第２断接機構２２の同期が開始することで駆動力伝達部１６の回転速度が上昇する。
【００９４】
ここで駆動力伝達部１６は、第１断接機構２０を切断した状態で、第２断接機構２２の同期完了時に第１断接機構２０のベベルギア軸５６がデフケース軸５４より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成してある。
【００９５】
従って、第２断接機構２２の同期が開始されると第１断接機構２０のベベルギア軸５６が回転を開始し、ベベルギア軸５６とデフケース軸５４の回転速度差が減少し始める。第２断接機構２２の同期が完了すると、ベベルギア軸５６の回転速度が対向するデフケース軸５４の回転速度を上回り、回転速度差の方向が逆転する。
【００９６】
本実施形態のように後輪側が前輪側より高速で回転するような変速比とするには、例えば、前輪側のベベルギア６２と出力ピニオン６４のギア比よりも後輪側のベベルギア７８とドライブピニオン７６のギア比を大きくすれば可能となる。
【００９７】
このように前後輪間の変速比を構成して第１断接機構２０及び第２断接機構２２を制御することで、噛み合いクラッチ機構５８の入出力軸であるデフケース軸５４及びベベルギア軸５６の回転速度差が無い状態、すなわち噛み合いクラッチ機構５８を小さな力で迅速に且つ確実に接続することが可能な状態を必ず作り出すことが可能である。
【００９８】
従って、この第２断接機構２２の同期の開始から完了までの間で、ベルギア軸５６の回転速度が対向するデフケース軸５４の回転速度と一致した時、又は回転速度差が所定の範囲に在る時に、ＥＣＵ２６の制御信号Ｅ１によってアクチュエータ６０を操作する。
【００９９】
図２において、ＥＣＵ２６の制御信号Ｅ１によってサーボモータがピニオン１２６をＱ方向に回転すると、ピニオン１２６に噛み合うラック１２０ａを介してシフトロッド１２０がＪ方向に移動する。
【０１００】
シフトロッド１２０に固定されたスナップリング１２４に押され、シフトフォーク１１８がバネ１２２の付勢力に抗して左方向に移動し、溝部１１６ａに係合しているシフトフォーク１１８の歯部１１８ａが、カップリングスリーブ１１６を左方向に移動する。
【０１０１】
カップリングスリーブ１１６とデフケース軸５４の回転速度が一致しているので、カップリングスリーブ１１６はデフケース軸５４の歯部５４ａと噛み合って結合状態となり、第１断接機構２０は接続される。
【０１０２】
図３において、シフトロッド１５６及びシフトフォーク１５４が更にＪ方向に移動し、第２断接機構２２の同期が完了すると、クラッチスリーブ１５２の爪部１５２ｂとサイドギア軸１３６の爪部１３６ｂの相対速度がゼロとなり、クラッチスリーブ１５２を更に移動して爪部１５２ｂと爪部１３６ｂを噛み合わせることが可能となる。
【０１０３】
第２断接機構２２の同期が完了してボークリング１４８の移動が停止すると、クラッチスリーブ１５２はバネ１６０に抗してインサートキー１５０を押し込んで乗り越え、更に左方向に移動し、爪部１５２ｂがサイドギア軸１３６の爪部１３６ｂに噛み合うことで、第２断接機構は接続状態となる。
【０１０４】
図１において、第１断接機構２０が接続された後、同期が完了して第２断接機構２２も接続されると、エンジン２８からの駆動力は、駆動力伝達部１６、後輪差動装置１８を介して左後輪１００及び右後輪１０２にも伝達され、ＥＣＵ２６が走行状態に合わせて電子制御カップリング装置２４の伝達トルクを制御する４輪駆動モードとなる。
【０１０５】
４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ２６によってエンジン２８及び電子制御カップリング装置２４を制御して、第１断接機構２０にコーストトルク（駆動力伝達部１６を介した後輪側からのトルク）が作用するようにした後、ＥＣＵ２６の制御信号Ｅ１によってアクチュエータ６０を操作してシフトロッド１２０を開放位置に移動し、第１断接機構２０を切断待機状態とする。
【０１０６】
次に、ＥＣＵ２６の制御信号Ｅ２によってアクチュエータ９８を操作して第２断接機構２２の切断を開始し、その後、第１断接機構２０に作用するトルクの方向が転換する時、すなわちコーストトルクからドライブトルク（エンジン２８側からのトルク）に転換する時に、トルクがゼロになるタイミングで、カップリングスリーブ１１６は開放方向に移動し、第１断接機構２０は切断される。
【０１０７】
図１において、駆動力伝達部１６は、後輪側が前輪側より高速で回転するような変速比となっているため、４輪駆動モードで惰力走行している場合等のエンジン２８からの駆動力が付加されない状態では、第１断接機構２０にはコーストトルクが作用する。
【０１０８】
図２において、第１断接機構２０にコーストトルクが作用する状態で、ＥＣＵ２６の制御信号Ｅ１によってサーボモータがピニオン１２６をＰ方向に回転すると、ピニオン１２６に噛み合うラック１２０ａを介してシフトロッド１２０がＫ方向に移動する。
【０１０９】
シフトフォーク１１８は、バネ１２２の付勢力によって右方向、すなわちカップリングスリーブ１１６を開放する方向に移動しようとするが、カップリングスリーブ１１６に作用するコーストトルクによって溝部５４ａ、５６ａとの間に発生した摩擦力の方が大きいため、カップリングスリーブ１１６の移動は阻止され、第１断接機構２０は切断待機状態となる。
【０１１０】
図３において、第１断接機構２０が断待機状態となった後に、ＥＣＵ２６の制御信号Ｅ２によってサーボモータがピニオン１５８をＰ方向に回転すると、ピニオン１５８に噛み合うラック１５６ａを介してシフトロッド１５６及びシフトフォーク１５４がＫ方向に移動する。
【０１１１】
溝部１５２ａに係合しているシフトフォーク１５４の歯部１５４ａが、クラッチスリーブ１５２を右方向に移動すると、爪部１５２ｂとサイドギア軸１３６の爪部１３６ｂの噛み合いが解除され、また、ボークリング１４８の摩擦面１４８ａとシンクロコーン１３６ｃの摩擦面１３６ｄとの押圧も解除される。
【０１１２】
図２において、第２断接機構２２が切断されることで駆動力伝達部１６を介したコーストトルクが減少し、第１断接機構２０に作用するトルクの方向が転換する時、すなわちコーストトルクからドライブトルクに転換する際に、カップリングスリーブ１１６に作用するトルクがゼロに近付いて、カップリングスリーブ１１６と溝部５４ａ、５６ａとの間に発生した摩擦力が、カップリングスリーブ１１６を開放する方向に移動しようとするバネ１２２の付勢力を下回った時に、カップリングスリーブ１１６は開放方向に移動し、第１断接機構２０は切断される。
【０１１３】
図３において、シフトロッド１５６及びシフトフォーク１５４が更にＫ方向に移動し、ボークリング１４８の摩擦面１４８ａとシンクロコーン１３６ｃの摩擦面１３６ｄとの接触が完全に解除されると、第２断接機構２２は切断状態となる。
【０１１４】
図１において、第１断接機構２０と第２断接機構が切断されると、エンジン２８からの駆動力と左後輪１００及び右後輪１０２からの駆動力は駆動力伝達部１６に伝達されず、駆動力伝達部１６が回転しないため、フリクションロスによる燃費低下を防止した２輪駆動モードとなる。
【０１１５】
図４は、図１の第１断接機構２０の接続可能条件を示す説明図であり、縦軸に回転速度Ｓ、横軸に時間Ｔをとったグラフとして、第１断接機構２０の接続時のデフケース側（デフケース軸５４）の回転速度（図１のＦ）とベベルギア側（ベベルギア軸５６）の回転速度（図１のＲ）の経過を表している。
【０１１６】
図４（Ａ）は、従来の前後輪間の変速比に差を設けない構成において、前後輪の動半径に差が生じた場合等に第１断接機構２０が接続不可となる場合を示し、図４（Ｂ）は、第２断接機構２２の同期完了時に、第１断接機構２０のベベルギア側（駆動力伝達部１６側）がデフケース側（対向側）より高速で回転するように、前後輪間の変速比を構成した場合を示している。
【０１１７】
図４（Ａ）において、２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時に、デフケース側回転速度１７０は一定のＳｆで経過する。また、ベベルギア側回転速度１７２は、第２断接機構２２の同期開始時Ｔｓから同期完了時Ｔｅの間にＳｏからＳｒに増加するが、前後輪の動半径差によってデフケース側回転速度１７０のＳｆに達していない。
【０１１８】
前後輪の動半径に差が生じる理由としては、前後輪のタイヤ空気圧の差、前後輪のタイヤ磨耗度の差、前輪側と後輪側の荷重の差や、前後輪に同一仕様であるが異なる銘柄のタイヤを装着して前後輪のタイヤ半径に差がある場合等が考えられ、これらの差が複合すると、その差は動半径の５％を超える場合もある。
【０１１９】
例えば、前後輪間の変速比に差がない場合で、左右後輪の動半径の平均値が左右前輪の平均値よりも３％大きいと、第２断接機構２２の同期完了時に、第１断接機構２０のベベルギア側の回転速度がデフケース側よりも３％小さいことになる。
【０１２０】
図４（Ａ）においては、同期完了時Ｔｅ以降にデフケース側回転速度１７０とベベルギア側回転速度１７２とは回転速度差１７４が継続するため、同期機能のない第１断接機構を円滑に接続することが困難となる。従って、４輪駆動モードに切り替えても、２輪駆動から４輪駆動に移行できない状態が起きてしまう。
【０１２１】
図４（Ｂ）においても、２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時に、デフケース側回転速度１７６は一定のＳｆで経過し、ベベルギア側回転速度１７８は第２断接機構２２の同期開始時Ｔｓから同期完了時Ｔｅの間にＳｏからＳｒに増加する。
【０１２２】
しかし、図４（Ａ）の場合とは異なり前後輪間の変速比に差を設けてあるため、ベベルギア側回転速度１７８は時刻Ｔｃでデフケース側回転速度１７６のＳｆを越え、第２断接機構２２の同期完了時ＴｅにＳｒに達する。
【０１２３】
従って、図４（Ｂ）においては、デフケース側回転速度１７６とベベルギア側回転速度１７８が交差する時刻Ｔｃで両側の回転速度差がなくなるため、このタイミングで第１断接機構２２を小さな力で円滑に接続することが可能となる。また、ある程度の回転速度差があっても接続できる場合では、その回転速度差の許容範囲を接続可能範囲１８０とし、その回転速度の下限Ｓｂから上限Ｓｕに対応する時刻Ｔ１からＴ２が接続タイミング１８２となる。
【０１２４】
図５は、図１の第１断接機構２０の接続制御を示す説明図である。図４（Ｂ）と同様に前後輪間の変速比に差を設け、且つベベルギア側の回転速度を積極的に制御する場合であり、縦軸に回転速度Ｓ、横軸に時間Ｔをとったグラフとして、第１断接機構２０の接続時のデフケース側の回転速度（図１のＦ）とベベルギア側の回転速度（図１のＲ）の経過を表している。
【０１２５】
図５（Ａ）は、第２断接機構２２の同期を一度完了させた後に、ベベルギア側回転速度１８６が、再度、接続可能範囲１８８に入るようにする制御を示し、図５（Ｂ）は、第２断接機構２２の同期完了前に、ベベルギア側回転速度１８６が接続可能範囲１８８に入るようにする制御を示している。
【０１２６】
図５（Ａ）において、２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時に、デフケース側回転速度１８４は一定のＳｆで経過し、ベベルギア側回転速度１８６は第２断接機構２２の同期開始時ＴｓにＳｏから増加を開始して、時刻Ｔｃでデフケース側回転速度１７６のＳｆを越え、同期完了時ＴｅにＳｒに達する。
【０１２７】
その後、第２断接機構２２の同期を調節することでベベルギア側回転速度１８６を接続可能範囲１８８内に制御し、接続可能範囲１８８の回転速度の上限Ｓｕに対応する時刻Ｔ１から接続タイミング１９０となる。第１断接機構２０が時刻Ｔ２で接続されると、ベベルギア側回転速度１８６はデフケース側回転速度１８４のＳｆに一致する。
【０１２８】
ベベルギア側回転速度１８６の制御は、駆動力伝達部１６に備わる電子制御カップリング装置２４を使用しても構わない。また、第２断接機構２２と電子制御カップリング装置２４を併用することも可能であり、ベベルギア側回転速度１８６の制御方法は適宜選択される。
【０１２９】
なお、ベベルギア側回転速度１８６の制御に第２断接機構２２のみを使用する場合、第１断接機構２０の接続時点で第２断接機構２２の同期は完了していないが、電子制御カップリング装置２４の伝達トルクを調整することで第２断接機構２２の同期を完了して接続することができる。
【０１３０】
図５（Ｂ）においては、２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時に、デフケース側回転速度１９２は一定のＳｆで経過し、ベベルギア側回転速度１９４は第２断接機構２２の同期開始時ＴｓにＳｏから増加を開始するが、接続可能範囲１９６の回転速度の下限Ｓｂに達した時刻Ｔ１から、第２断接機構２２の同期を調節することでベベルギア側回転速度１９４を接続可能範囲１９６内に制御し、接続可能範囲１９６の回転速度の下限Ｓｂに対応する時刻Ｔ１から接続タイミング１９８となる。第１断接機構２０が時刻Ｔ２で接続されると、ベベルギア側回転速度１９４はデフケース側回転速度１９２のＳｆに一致する。
【０１３１】
図５（Ｂ）においても、ベベルギア側回転速度１８６の制御は、図５（Ａ）と同様に、電子制御カップリング装置２４を使用することが可能であり、また、第２断接機構２２と電子制御カップリング装置２４を併用しても構わない。
【０１３２】
また、ベベルギア側回転速度１８６の制御に電子制御カップリング装置２４のみを使用する場合は、第２断接機構２２はベベルギア側回転速度１８６の制御に係わらず、時刻Ｔｅで同期を完了させ、接続することが可能である。
【０１３３】
図６は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第２実施形態を示した説明図であり、ＦＦ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。本実施形態は、図１に示す第１実施形態に対し、電子制御カップリング装置が第２断接機構として配置されている以外は実質的に同じ構成である。
【０１３４】
図６において、本実施形態の駆動力伝達装置２１０は４輪駆動車２１２に設けられ、前輪差動装置２１４、駆動力伝達部２１６、後輪差動装置２１８を備え、また前輪差動装置２１４と駆動力伝達部２１６の間に第１断接機構２２０を、後輪差動装置２１８と右後輪３０２の間に第２断接機構２２２を設けている。
【０１３５】
駆動力伝達装置２１０の第１断接機構２２０及び第２断接機構２２２に対しては、ＥＣＵ２２６からの制御信号Ｅ２１、Ｅ２２が与えられている。エンジン２２８からの駆動力は変速機２３０で変速された後、変速機２３０のドライブギア２３２から前輪差動装置２１４に入力され、前輪差動装置２１４は変速機２３０からの駆動力を左前輪２５０及び右前輪２５２へ伝達する。
【０１３６】
前輪差動装置２１４は、ドライブギア２３２に係合するリングギア２３４、リングギア２３４が固定されているデフケース２３６、デフケース２３６の内部に回転自在に軸支されたピニオン２３８、２４０及びピニオン２３８、２４０に係合するサイドギア２４２、２４４で構成され、ドライブギア２３２からの駆動力をリングギア２３４で受け、ピニオン２３８、２４０及びサイドギア２４２、２４４を介して左前輪駆動軸２４６及び右前輪駆動軸２４８を駆動し、左前輪２５０及び右前輪２５２を回転させて駆動力を路面に伝達する。
【０１３７】
前輪差動装置２１４は、コーナリング時や路面状態の変化などにより左前輪２５０と右前輪２５２に回転速度差を生じた場合、回転速度を吸収して左前輪２５０と右前輪２５２に等しいトルクを与えて回転させる。
【０１３８】
ドライブギア２３２からの駆動力は、前輪差動装置２１４のリングギア２３４及びデフケース２３６を介して第１断接機構２２０にも入力され、第１断接機構２２０は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ２２６からの制御信号Ｅ２１による操作で駆動力伝達部２１６を切り離して後輪側に対する駆動力を切断した状態となっている。このため２輪駆動モードの場合には、エンジン２２８からの駆動力は、駆動力伝達部２１６を介して後輪側に伝達されることはない。
【０１３９】
一方、４輪駆動モードの場合においては、第１断接機構２２０はＥＣＵ２２６からの制御信号Ｅ２１による操作で駆動力伝達部２１６と接続状態にある。このためデフケース２３６に一体に形成されたデフケース軸２５４に入力された駆動力はベベルギア軸２５６に伝達され、ベベルギア軸２５６に固定されたベベルギア２６２と出力ピニオン２６４で伝達方向を変換して出力される。
【０１４０】
出力ピニオン２６４から出力された駆動力は、自在継手２６６、プロペラシャフト２６８及び自在継手２７０を介してドライブピニオン２７６に伝達され、ドライブピニオン２７６から後輪差動装置２１８のリングギア２７８に方向を変換して伝達される。
【０１４１】
後輪差動装置２１８は、ドライブピニオン２７６に係合するリングギア２７８、リングギア２７８が固定されているデフケース２８０、デフケース２８０の内部に回転自在に軸支されたピニオン２８２、２８４及びピニオン２８２、２８４に係合するサイドギア２８６、２８８で構成され、サイドギア２８６に連結した左後輪駆動軸２９０、サイドギア２８８に連結した第２断接機構２２２及び右後輪駆動軸２９２を介して、左後輪３００及び右後輪３０２を回転させ駆動力を路面に伝達している。
【０１４２】
本実施形態においては、第２断接機構２２２として多板クラッチ機構２２４を使用しており、多板クラッチ機構２２４は、後輪差動装置２１８と右後輪３０２を連結する右後輪駆動軸２９２の途中に設けられ、右後輪３０２に対する駆動力を断接する。
【０１４３】
多板クラッチ機構２２４は、２輪駆動モードにおいて、ＥＣＵ２２６からの制御信号Ｅ２２によってアクチュエータ２９８を操作して駆動力を伝達しない開放状態に制御され、右後輪３０２と後輪差動装置２１８との間の駆動力の伝達を切り離し、４輪駆動モードにおいては、車両状態検出センサ（図示しない）からの信号に応じたＥＣＵ２２６からの制御信号Ｅ２２によってアクチュエータ２９８を操作して、駆動力を伝達しない開放状態（２輪駆動状態）と最大の駆動力を伝達する直結状態の間で最適に制御され、エンジン２２８からの駆動力を右後輪３０２及び後輪差動装置２１８を介して左後輪３００に伝達している。
【０１４４】
すなわち、４輪駆動モードにおいては後輪差動装置２１８が有効に動作し、コーナリング時や路面状態の変化などにより左後輪３００と右後輪３０２に回転速度差が生じても、後輪差動装置２１８は回転速度差を吸収し、左後輪３００及び右後輪３０２に等しいトルクを与えて回転させることができる。
【０１４５】
本実施形態においては、第１断接機構２２０として、噛み合いクラッチ機構２５８を使用しており、アクチュエータ２６０によるシフト操作で２輪駆動モードとなる切断状態と４輪駆動モードにおける接続状態を切り替える。第１断接機構２２０は、第１実施形態の第１断接機構２０と実質的に同じであるため、詳細な説明は省略する（図２を参照）。
【０１４６】
図７は、図６の後輪差動装置２１８及び第２断接機構２２２を示す断面図であり、図の上方が４輪駆動車２１２の前側（前進方向）となる。図７において、ドライブピニオン２７６、後輪差動装置２１８及び第２断接機構２２２が、ハウジング３３２に収容されている。
【０１４７】
ハウジング３３２の左側に位置する後輪差動装置２１８は、デフケース２８０のフランジ部２８０ａに固定されたリングギア２７８、デフケース２８０に固定されたピニオン軸３３４に回転自在に軸支されたピニオン２８２、２８４、デフケース２８０に回転自在に軸支され左後輪駆動軸２９０を回転不可に連結したサイドギア２８６、デフケース２８０に回転自在に軸支されサイドギア軸３３６を回転不可に連結したサイドギア２８８を備える。
【０１４８】
リングギア２７８は、自在継手２７０を介してプロペラシャフト２６８に連結したドライブピニオン２７６と噛み合い、サイドギア２８６、２８８は各々ピニオン２８２、２８４と噛み合っている。デフケース２８０は、左後輪駆動軸２９０側とサイドギア軸３３６側の両側を各々テーパーローラベアリング３３８、３４０によりハウジング３３２に回転自在に支持され、サイドギア軸３３６は中央部をテーパーローラベアリング３４２、３４４によりハウジング３３２に回転自在に支持されている。
【０１４９】
ハウジング３３２の右側には第２断接機構２２２が備わり、本実施形態において、第２断接機構２２２は油圧制御される多板クラッチ機構２２４で構成され、４輪駆動時に多板クラッチ機構２２４の結合力を連続的に変化させ、左後輪３００及び右後輪３０２に伝達する駆動力の配分を制御する。
【０１５０】
多板クラッチ機構２２４は、サイドギア軸３３６から駆動力を入力するクラッチハブ３５２、クラッチハブ３５２に同軸に配置され右端部３５４ａに右後輪駆動軸２９２を回転不可に接続したクラッチドラム３５４、クラッチハブ３５２とクラッチドラム３５４の間に設けた多板クラッチ３５６を押圧するボールカム機構３５８、ボールカム機構３５８を駆動するプライマリークラッチ３６０を備える。
【０１５１】
クラッチドラム３５４は、右端部３５４ａをテーパーローラベアリング３５０によりハウジング３３２に対し回転自在に支持されると共に、左端部３５４ｂをボールベアリング３４６によりサイドギア軸３３６に対し回転自在に支持される。またクラッチハブ３５２は、左端部からサイドギア軸３３６を挿入嵌合して回転不可に保持すると共に、右端部３５２ａをボールベアリング３４８によりクラッチドラム３５４に対し回転自在に保持される。
【０１５２】
ボールカム機構３５８は、クラッチハブ３５２と同軸に相対回転自在に設けられた一対の押圧カムプレート３６２と回転カムプレート３６４の対向するカム面のボールカム溝にボール３６６を挟んで保持している。
【０１５３】
多板クラッチ３５６は、押圧カムプレート３６２の押圧部３６２ａとクラッチドラム３５４の受圧部３５４ｂとの間で、クラッチハブ３５２あるいはクラッチドラム３５４に対し軸方向に移動可能に保持されている。
【０１５４】
押圧カムプレート３６２は、クラッチハブ３５２にスプライン結合して軸方向に移動可能で且つクラッチハブ３５２と共に回転し、クラッチハブ３５２との間に備わる皿バネ３６８により多板クラッチ機構２２４の開放方向に付勢されている。
【０１５５】
回転カムプレート３６４は、クラッチハブ３５２に回転自在に保持され、ボール３６６を介して押圧カムプレート３６２と共に回転するが、回転カムプレート３６４とクラッチドラム３５４の間にはスラスト軸受３７０が備わり、クラッチドラム３５４との回転速度差を吸収している。
【０１５６】
プライマリークラッチ３６０は、クラッチドラム３５４と回転カムプレート３６４の間で回転カムプレート３６４に対し軸方向に移動可能に保持され、且つ回転カムプレート３６４と共に回転するクラッチ板３７２を備え、押圧板３７４がクラッチドラム３５４に固定された受圧板３７６に対しクラッチ板３７２を押圧して結合することでクラッチドラム３５４とクラッチハブ３５２の回転速度差を回転カムプレート３６４に伝達する。
【０１５７】
クラッチドラム３５４の左方のハウジング３３２の中間部には、プライマリークラッチ３６０及びボールカム機構３５８を介して多板クラッチ３５６の結合力を制御する油圧ピストン機構３７８、油圧ピストン機構３７８に油圧を供給する油圧ポンプ３８０、油圧ポンプ３８０を駆動するサーボモータ３８２及びその油圧を検出する油圧センサ３８４を備える。
【０１５８】
プライマリークラッチ３６０の押圧板３７４は、クラッチドラム３５４をスライド可能に貫通する押圧軸３８６を介してスラスト軸受３８８と連結し、スラスト軸受３８８は油圧ピストン機構３７８のリング状の油圧ピストン３９０と係合している。油圧ピストン３９０はハウジング３３２に形成された油圧シリンダ３９２の内部に遊嵌され、プライマリークラッチ１１６を開放する位置と結合する位置に移動可能である。
【０１５９】
プライマリークラッチ３６０により回転カムプレート３６４が押圧カムプレート３６２に対し所定方向に相対回転駆動されると、ボールカム機構３５８は、対向する面の傾斜溝であるボールカム溝に挟まれているボール３６６による押圧を受け、押圧カムプレート３６２及び皿バネ３６８を軸方向に押し、押圧カムプレート３６２の押圧部３６２ａが多板クラッチ機構２２４の多板クラッチ３５６を押すことで、多板クラッチ機構２２４は油圧ピストン３９０の移動量に応じて伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態となる。
【０１６０】
本実施形態においては、多板クラッチ機構２２４の結合力を制御するために、油圧ピストン機構３７８による油圧アクチュエータを使用しているが、これは油圧アクチュエータに限らず、例えば電磁アクチュエータやその他のアクチュエータでも構わない。どのアクチュエータを使用するかは適宜選択可能である。
【０１６１】
図７においては、２輪駆動時の第２断接機構２２２を切断した状態を示し、多板クラッチ３５６は、押圧カムプレート３６２に押圧されておらず開放状態であり、サイドギア軸３３６と右後輪駆動軸２９２とは連結されていない。従って、左後輪３００及び右後輪３０２からの駆動力はドライブピニオン２７６に伝達されない。
【０１６２】
４輪駆動時には、油圧ポンプ３８０が油圧シリンダ３９２に油圧を供給することで油圧ピストン３９０が右方向に移動し、押圧軸３８６を介してプライマリークラッチ３６０を作動させる。プライマリークラッチ３６０がボールカム機構３５８の回転カムプレート３６４を回転させ、ボール３６６を介して押圧カムプレート３６２を多板クラッチ３５６の結合方向に移動させる。多板クラッチ３５６が結合すると、リングギア２７８と噛み合うドライブピニオン２７６からの駆動力は右後輪駆動軸２９２を介して右後輪１０２に伝達可能となる。
【０１６３】
ここで、第２実施形態の２輪駆動モード及び４輪駆動モードにおける駆動力伝達装置２１０の機能について図６を参照して説明する。
【０１６４】
２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ２２６の制御信号Ｅ２１により、第１断接機構２２０を切断している。このため、変速機２３０からの駆動力は前輪差動装置２１４のリングギア２３４、デフケース２３６を介してデフケース軸２５４に伝達されるが、第１断接機構２２０は切断状態にあるためベベルギア軸２５６に出力されない。
【０１６５】
一方、第２断接機構２２２についても、ＥＣＵ２２６からの制御信号Ｅ２２により切断されているため、左後輪３００と右後輪３０２が回転していても後輪差動装置２１８のリングギア２７８は回転しない。
【０１６６】
これによって、２輪駆動モードにおいては、ベベルギア２６２、出力ピニオン２６４、自在継手２６６、プロペラシャフト２６８、自在継手２７０、ドライブピニオン２７６及び後輪差動装置２１８のリングギア２７８を含む駆動力伝達部２１６の回転が停止し、２輪駆動時に駆動力伝達部２１６が回転することによるフリクションロスにより燃費が低下してしまう問題を解消することができる。
【０１６７】
４輪駆動モードにおいては、第１断接機構２２０が接続されることで、変速機２３０からの駆動力は、前輪差動装置２１４のリングギア２３４及びデフケース２３６から、接続状態にある第１断接機構２２０を介してベベルギア２６２を回転し、出力ピニオン２６４で方向を変換された後、自在継手２６６、プロペラシャフト２６８、自在継手２７０及びドライブピニオン２７６を介して後輪差動装置２１８のリングギア２７８に入力する。
【０１６８】
第２断接機構２２２が接続されていることにより後輪差動装置２１８が有効に動作し、後輪差動装置２１８を介して左後輪３００及び右後輪３０２に駆動力を伝達して回転させることができる。
【０１６９】
もちろん２輪駆動モード及び４輪駆動モードの何れにおいても、変速機２３０のドライブギア２３２からの駆動力は前輪差動装置２１４を介して左前輪駆動軸２４６及び右前輪駆動軸２４８に伝達され、左前輪２５０及び右前輪２５２を回転させることができる。
【０１７０】
次に、第２実施形態における２輪駆動モードから４輪駆動モード及び４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え制御について図６及び７を参照して説明する。
【０１７１】
２輪駆動モードでは第１断接機構２２０が切断されているため、エンジン２２８からの駆動力は後輪差動装置２１８に伝達されておらず、また、第２断接機構２２２も切断されているため、後輪差動装置２１８は左後輪３００によって駆動され、ピニオン２８２、２８４を介してサイドギア２８８はサイドギア２８６と逆方向に空転している。
【０１７２】
２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ２２６の制御信号Ｅ２２によってアクチュエータ２９８を操作し、第２断接機構２２２の同期、すなわち回転方向の異なるサイドギア軸３３６と右後輪駆動軸２９２の同期を開始する。次に第１断接機構２２０のベベルギア軸２５６とデフケース軸２５４との回転速度が一致した時、又は回転速度差が所定の範囲に減少した時に、ＥＣＵ２２６の制御信号Ｅ２１によってアクチュエータ２６０を操作し、第１断接機構２２０を接続する。
【０１７３】
図７において、サーボモータ３８２によって油圧ポンプ３８０が油圧シリンダ３９２に油圧を供給し、油圧ピストン３９０が右方向に移動して押圧軸３８６を介してプライマリークラッチ３６０を作動させる。プライマリークラッチ３６０がボールカム機構３５８の回転カムプレート３６４を回転させ、ボール３６６を介して押圧カムプレート３６２を多板クラッチ３５６の結合方向に移動させる。
【０１７４】
多板クラッチ３５６の結合が開始すると、右後輪駆動軸２９２を介した右後輪３０２の駆動力がサイドギア軸３３６に漸次的に伝達され同期を開始し、サイドギア軸３３６の回転方向が右後輪駆動軸２９２と同方向に反転することでリングギア２７８が回転を開始する。
【０１７５】
図６において、左後輪３００及び右後輪３０２からの駆動力はリングギア２７８からドライブピニオン２７６に伝達され、自在継手２７０、プロペラシャフト２６８、自在継手２６６、出力ピニオン２６４及びベベルギア２６２を回転させる。すなわち、第２断接機構２２２の同期が開始することで駆動力伝達部２１６の回転速度が上昇する。
【０１７６】
ここで駆動力伝達部２１６は、第１断接機構２２０を切断した状態で、第２断接機構２２２の同期完了時に第１断接機構２２０のベベルギア軸２５６がデフケース軸２５４より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成してある。
【０１７７】
従って、第２断接機構２２２の同期が開始されると第１断接機構２２０のベベルギア軸２５６が回転を開始し、ベベルギア軸２５６とデフケース軸２５４の回転速度差が減少し始める。第２断接機構２２２の同期が完了すると、ベベルギア軸２５６の回転速度が対向するデフケース軸２５４の回転速度を上回り、回転速度差の方向が逆転する。
【０１７８】
このように前後輪間の変速比を構成して第１断接機構２２０及び第２断接機構２２２を制御することで、噛み合いクラッチ機構２５８の入出力軸であるデフケース軸２５４及びベベルギア軸２５６の回転速度差が無い状態、すなわち噛み合いクラッチ機構２５８を小さな力で迅速に且つ確実に接続することが可能な状態を必ず作り出すことが可能である。
【０１７９】
従って、この第２断接機構２２２の同期の開始から完了までの間で、ベルギア軸２５６の回転速度が対向するデフケース軸２５４の回転速度と一致した時、又は回転速度差が所定の範囲に在る時に、ＥＣＵ２２６の制御信号Ｅ２１によってアクチュエータ２６０を操作して第１断接機構２２０を接続する。
【０１８０】
図７において、油圧ピストン３９０が更に移動し、多板クラッチ３５６が完全に結合すると、右後輪駆動軸２９２とサイドギア軸３３６の同期が完了し、第２断接機構は接続状態となる。
【０１８１】
図６において、第１断接機構２２０が接続された後、同期が完了して第２断接機構２２２も接続されると、エンジン２２８からの駆動力は、駆動力伝達部２１６、後輪差動装置２１８を介して左後輪３００及び右後輪３０２にも伝達され、ＥＣＵ２２６が走行状態に合わせて多板クラッチ機構２２４の伝達トルクを制御する４輪駆動モードとなる。
【０１８２】
４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ２２６によってエンジン２２８及び第２断接機構２２２を制御して、第１断接機構２２０にコーストトルク（駆動力伝達部２１６を介した後輪側からのトルク）が作用するようにした後、ＥＣＵ２２６の制御信号Ｅ２１によってアクチュエータ２６０を操作し、第１実施形態の図２と同様に、第１断接機構２２０を切断待機状態とする。
【０１８３】
次に、ＥＣＵ２２６の制御信号Ｅ２２によってアクチュエータ２９８を操作して第２断接機構２２２の切断を開始し、その後、第１断接機構２２０に作用するトルクの方向が転換する時、すなわちコーストトルクからドライブトルク（エンジン２２８側からのトルク）に転換する時に、トルクがゼロになるタイミングで第１断接機構２２０は切断される。
【０１８４】
第１断接機構２２０が切断された後、第２断接機構２２２も切断状態となると、エンジン２２８からの駆動力と左後輪３００及び右後輪３０２からの駆動力は駆動力伝達部２１６に伝達されず、駆動力伝達部２１６が回転しないため、フリクションロスによる燃費低下を防止した２輪駆動モードとなる。
【０１８５】
図８は、図１の第１断接機構２０及び図６の第１断接機構２２０の断接可能条件を示す説明図であり、図１及び６の構成ではあるが従来の前後輪間の変速比に差を設けないようにした場合の、４輪駆動車の各種走行状態と前後輪のタイヤ動半径差の関係を一覧表にして表している。
【０１８６】
図８（Ａ）は、第１断接機構２０、２２０の接続可能条件を表すために、接続時の前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒの大小を、走行パターンとタイヤ動半径の違いによって区分し、条件として示している。ここで前輪側回転速度Ｆとは、図１及び６に示すように、デフケース軸５４、２５４の回転速度であり、後輪側回転速度Ｒとはベベルギア軸５６、２５６の回転速度である。
【０１８７】
図８（Ａ）において、回転速度テーブル４０６は、走行パターンとして、前輪と後輪のタイヤスリップの大きさを「大」、「小」、「無」で、コーナリング半径を「直進」、「大」、「小」で区分してあり、またタイヤ動半径としては、前輪と後輪のどちらが大きいかを「前輪＞後輪」、「前輪＝後輪」、「前輪＜後輪」の状態で区分してある。各条件は、前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒとの大小関係を「＞」、「≫」、「＜」、「≪」で表し、両回転速度が同じと見なせる場合は「≒」で表している。
【０１８８】
前述のように、第１断接機構２０、２２０の円滑な接続を可能にするには、接続開始時に後輪側回転速度Ｒ（駆動力伝達部側）が前輪側回転速度Ｆ（対向側）より大きいことが必要条件であるため、回転速度テーブル４０６においては、この条件を満たさない「Ｆ＞Ｒ」、「Ｆ≫Ｒ」の部分を網掛け表示してある。
【０１８９】
回転速度テーブル４０６によれば、タイヤ動半径の何れの状態においても接続可能となる後輪のタイヤスリップが「大」の状態を除けば、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合は全て網掛け表示であり、接続不可となってしまう。
【０１９０】
従って、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合に、少なくとも「Ｆ≒Ｒ」、望ましくは「Ｆ＜Ｒ」となればよく、後輪側回転速度Ｒが前輪側回転速度Ｆよりも大きくなるように前後輪間の変速比を構成することで、「Ｆ≫Ｒ」が存在する前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径が「小」の状態以外では、第１断接機構２０、２２０の円滑な接続が可能となる。
【０１９１】
例えば図６においては、後輪が前輪よりも３％大きい場合でも、第１断接機構２２０の円滑な接続を可能とするには、前輪側のベベルギア２６２と出力ピニオン２６４のギア比を後輪側のリングギア２７８とドライブピニオン２７６のギア比よりも３％以上小さく構成して、接続時の後輪側回転速度Ｒが前輪側回転速度Ｆよりも３％以上大きくなるようにすればよい。
【０１９２】
図８（Ｂ）は、第１断接機構２０、２２０の切断可能条件を表すために、切断時に第１断接機構２０、２２０（具体的には、図２のカップリングスリーブ１１６）に作用するトルクの方向を、走行パターンとタイヤ動半径の違いによって区分して条件として示している。
【０１９３】
図８（Ｂ）において、トルク方向テーブル４０８は、図８（Ａ）と同様に、走行パターンとして、前輪と後輪のタイヤスリップの大きさを「大」、「小」、「無」で、コーナリング半径を「直進」、「大」、「小」で区分してあり、またタイヤ動半径としては、前輪と後輪のどちらが大きいかを「前輪＞後輪」、「前輪＝後輪」、「前輪＜後輪」の状態で区分してある。
【０１９４】
各条件は、トルクの方向をコーストトルクＣ及びドライブトルクＤ、又はトルクの作用しないゼロトルクＺで表している。ここで、コーストトルクＣは駆動力伝達部１６、２１６を介した左後輪１００、３００及び右後輪１０２、３０２側からのトルクであり、ドライブトルクＤはエンジン２８、２２８側からのトルクである。また、各トルクがより大きい場合は、コーストトルクＣＣ、ドライブトルクＤＤとして表してある。
【０１９５】
前述のように、第１断接機構２０、２２０を小さな力で切断することを可能にするには、切断開始時に第１断接機構２０、２２０に作用するトルクの方向がコーストトルクＣかゼロトルクＺであることが必要条件であるため、トルク方向テーブル４０８においては、この条件を満たさない「Ｄ」「ＤＤ」の部分を網掛け表示してある。
【０１９６】
トルク方向テーブル２０８によれば、タイヤ動半径の何れの状態においても切断可能となる後輪のタイヤスリップが「大」の状態を除けば、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合は全て網掛け表示であり、切断不可となってしまう。
【０１９７】
従って、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合に、少なくとも「Ｚ」、望ましくは「Ｃ」となるようにすれば、「ＤＤ」が存在する前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径が「小」の状態以外では、第１断接機構２０、２２０を小さな力で切断することが可能となる。
【０１９８】
ここで、図８（Ａ）の回転速度テーブル４０６と図８（Ｂ）のトルク方向テーブル４０８を比較すると明らかなように、第１断接機構２０、２２０に作用するトルクの方向を「Ｃ」とするには、前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒが「Ｆ＜Ｒ」であればよく、同様に「Ｄ」は「Ｆ＞Ｒ」に、「Ｚ」は「Ｆ≒Ｒ」に対応する。
【０１９９】
従って、第１断接機構２０、２２０を切断する条件は接続する条件と同じになり、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合に、少なくとも「Ｆ≒Ｒ」、望ましくは「Ｆ＜Ｒ」となればよく、後輪側回転速度Ｒが前輪側回転速度Ｆよりも大きくなるように前後輪間の変速比を構成することで、「ＤＤ」が存在する前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径が「小」の状態以外では、第１断接機構２０、２２０を小さな力で切断することが可能となる。
【０２００】
図９は、図１及び６の第２断接機構の他の実施形態を示す説明図であり、第１断接機構を含む前輪側は、図１及び６と同じであるため省略してある。また、第２断接機構の構成以外の、２輪駆動モード及び４輪駆動モードにおける駆動力伝達装置の機能や、２輪駆動モードから４輪駆動モード及び４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え制御についても基本的には同じであるため、異なる部分のみ説明する。
【０２０１】
図９（Ａ）は、図１の第２断接装置２２が後輪差動装置１８と右後輪１０２との間にのみ設置されているのに対し、後輪差動装置１８の両側、すなわち後輪差動装置１８と左後輪１００との間に第２断接装置２２ａが、後輪差動装置１８と右後輪１０２との間に第２断接装置２２ｂが設置されている。
【０２０２】
図１においては、２輪駆動モードで第２断接機構２２が切断されて後輪差動装置１８のリングギア７８が回転していない場合でも、左後輪１００が回転することで後輪差動装置１８の内部、すなわちサイドギア８６、ピニオン８２、８４及びサイドギア８８が回転してしまい、この部分のフリクションロスが燃費低下の要因となってしまう。
【０２０３】
それに対し図９（Ａ）においては、２輪駆動モードで第２断接機構２２ａ及び２２ｂが切断されると、左後輪１００及び右後輪１０２の回転は後輪差動装置１８には一切伝達されないため、後輪差動装置１８の全ての要素、すなわちリングギア７８、デフケース８０、ピニオン８２、８４、サイドギア８６、８８は回転しない。従って、図９（Ａ）の実施形態は、図１の実施形態よりも更に燃費低下を防止することが可能となる。
【０２０４】
図９（Ｂ）は、図６の第２断接装置２２２が後輪差動装置２１８の外部の右後輪３０２との間に設置されているのに対し、後輪差動装置１８の内部のリングギア２７８ａとデフケース２８０ａとの間に第２断接装置２２２ａが設置されている。
【０２０５】
図６においては、図１の場合と同様に、２輪駆動モードで第２断接機構２２２が切断されて後輪差動装置２１８のリングギア２７８が回転していない場合でも、左後輪３００が回転することで後輪差動装置２１８の内部、すなわちサイドギア２８６、ピニオン２８２、２８４及びサイドギア２８８が回転してしまい、この部分のフリクションロスが燃費低下の要因となってしまう。
【０２０６】
それに対し図９（Ｂ）においては、２輪駆動モードで第２断接機構２２２ａが切断されると、左後輪１００及び右後輪１０２の回転速度が同じ時にはピニオン２８２、２８４は回転せずにデフケース２８０ａしか回転しない。従って、図９（Ｂ）の実施形態は、図６の実施形態よりも更に燃費低下を防止することが可能となる。
【０２０７】
図９（Ｃ）は、図６の第２断接装置２２２が右後輪３０２側にのみ設置されているのに対し、リングギア２７８ｂの両側、すなわち左後輪３００側に第２断接装置２２２ｂが、右後輪３０２側に第２断接装置２２２ｃが設置されている。
【０２０８】
図９（Ｃ）の構成では、後輪差動装置２１８を省略可能して、リングギア２７８ｂの軸は直接第２断接機構２２２ｂ、２２２ｃに接続している。左後輪３００と右後輪３０２で回転速度差が生じても、第２断接装置２２２ｂ、２２２ｃを適切に制御することで回転速度差を吸収することができる。
【０２０９】
図９（Ｃ）においては、２輪駆動モードで第２断接機構２２２ｂ、２２２ｃが切断されると、左後輪３００及び右後輪３０２の回転はリングギア２７８ｂには全く伝達されない。従って、図９（Ｃ）の実施形態は、図６の実施形態よりも更に燃費低下を防止することが可能となる。
【０２１０】
図１０は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第３実施形態を示した説明図であり、ＦＦ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。本実施形態は、図６に示す第２実施形態に対し、第１断接機構と第２断接機構の位置が入れ替わって配置されている以外は実質的に同じ構成である。
【０２１１】
図１０において、本実施形態の駆動力伝達装置４１０は４輪駆動車４１２に設けられ、前輪差動装置４１４、駆動力伝達部４１６、後輪差動装置４１８を備え、また前輪差動装置４１４と駆動力伝達部４１６の間に第２断接機構４２２を、後輪差動装置４１８と右後輪５０２の間に第１断接機構４２０を設けている。
【０２１２】
駆動力伝達装置４１０の第１断接機構４２０及び第２断接機構４２２に対しては、ＥＣＵ４２６からの制御信号Ｅ４１、Ｅ４２が与えられている。エンジン４２８からの駆動力は変速機４３０で変速された後、変速機４３０のドライブギア４３２から前輪差動装置４１４に入力され、前輪差動装置４１４は変速機４３０からの駆動力を左前輪４５０及び右前輪４５２へ伝達する。
【０２１３】
前輪差動装置４１４は、ドライブギア４３２に係合するリングギア４３４、リングギア４３４が固定されているデフケース４３６、デフケース４３６の内部に回転自在に軸支されたピニオン４３８、４４０及びピニオン４３８、４４０に係合するサイドギア４４２、４４４で構成され、ドライブギア４３２からの駆動力をリングギア４３４で受け、ピニオン４３８、４４０及びサイドギア４４２、４４４を介して左前輪駆動軸４４６及び右前輪駆動軸４４８を駆動し、左前輪４５０及び右前輪４５２を回転させて駆動力を路面に伝達する。
【０２１４】
前輪差動装置４１４は、コーナリング時や路面状態の変化などにより左前輪４５０と右前輪４５２に回転速度差を生じた場合、回転速度を吸収して左前輪４５０と右前輪４５２に等しいトルクを与えて回転させる。
【０２１５】
ドライブギア４３２からの駆動力は、前輪差動装置４１４のリングギア４３４及びデフケース４３６を介して第２断接機構４２２にも入力され、第２断接機構４２２は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ４２６からの制御信号Ｅ４２による操作で駆動力伝達部４１６を切り離して後輪側に対する駆動力を切断した状態となっている。このため２輪駆動モードの場合には、エンジン４２８からの駆動力は、駆動力伝達部４１６を介して後輪側に伝達されることはない。
【０２１６】
一方、４輪駆動モードの場合においては、第２断接機構４２２はＥＣＵ４２６からの制御信号Ｅ４２による操作で駆動力伝達部４１６と接続状態にある。このためデフケース４３６に一体に形成されたデフケース軸４５４に入力された駆動力はベベルギア軸４５６に伝達され、ベベルギア軸４５６に固定されたベベルギア４６２と出力ピニオン４６４で伝達方向を変換して出力される。
【０２１７】
出力ピニオン４６４から出力された駆動力は、自在継手４６６、プロペラシャフト４６８及び自在継手４７０を介してドライブピニオン４７６に伝達され、ドライブピニオン４７６から後輪差動装置４１８のリングギア４７８に方向を変換して伝達される。
【０２１８】
後輪差動装置４１８は、ドライブピニオン４７６に係合するリングギア４７８、リングギア４７８が固定されているデフケース４８０、デフケース４８０の内部に回転自在に軸支されたピニオン４８２、４８４及びピニオン４８２、４８４に係合するサイドギア４８６、４８８で構成され、サイドギア４８６に連結した左後輪駆動軸４９０、サイドギア４８８に連結した第１断接機構４２０及び右後輪駆動軸４９２を介して、左後輪５００及び右後輪５０２を回転させ駆動力を路面に伝達している。
【０２１９】
本実施形態においては、第２断接機構４２２として多板クラッチ機構４２４を使用しており、多板クラッチ機構４２４は、前輪差動装置４１４とベベルギア４６２の途中に設けられ、左後輪５００及び右後輪５０２に対する駆動力を断接する。
【０２２０】
多板クラッチ機構４２４は、２輪駆動モードにおいて、ＥＣＵ４２６からの制御信号Ｅ４２によってアクチュエータ４９８を操作して駆動力を伝達しない開放状態に制御され、前輪差動装置４１４とベベルギア４６２との間の駆動力の伝達を切り離し、４輪駆動モードにおいては、車両状態検出センサ（図示しない）からの信号に応じたＥＣＵ４２６からの制御信号Ｅ４２によってアクチュエータ４９８を操作して、駆動力を伝達しない開放状態（２輪駆動状態）と最大の駆動力を伝達する直結状態の間で最適に制御され、エンジン４２８からの駆動力を駆動力伝達部４１６及び後輪差動装置４１８を介して左後輪５００及び右後輪５０２に伝達している。
【０２２１】
すなわち、４輪駆動モードにおいては後輪差動装置４１８が有効に動作し、コーナリング時や路面状態の変化などにより左後輪５００と右後輪５０２に回転速度差が生じても、後輪差動装置４１８は回転速度差を吸収し、左後輪５００及び右後輪５０２に等しいトルクを与えて回転させることができる。
【０２２２】
本実施形態においては、第１断接機構４２０として、噛み合いクラッチ機構４５８を使用しており、アクチュエータ４６０によるシフト操作で２輪駆動モードとなる切断状態と４輪駆動モードとなる接続状態を切り替える。第１断接機構４２０は、第１実施形態の第１断接機構２０と実質的に同じであるため、詳細な説明は省略する（図２を参照）。
【０２２３】
ここで、第３実施形態の２輪駆動モード及び４輪駆動モードにおける駆動力伝達装置４１０の機能について図１０を参照して説明する。
【０２２４】
２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ４２６の制御信号Ｅ４２により、第２断接機構４２２を切断している。このため、変速機４３０からの駆動力は前輪差動装置４１４のリングギア４３４、デフケース４３６を介してデフケース軸４５４に伝達されるが、第２断接機構４２４は切断状態にあるためベベルギア軸４５６に出力されない。
【０２２５】
一方、第１断接機構４２０についても、ＥＣＵ４２６からの制御信号Ｅ４１により切断されているため、左後輪５００と右後輪５０２が回転していても後輪差動装置４１８のリングギア４７８は回転しない。
【０２２６】
これによって、２輪駆動モードにおいては、ベベルギア４６２、出力ピニオン４６４、自在継手４６６、プロペラシャフト４６８、自在継手４７０、ドライブピニオン４７６及び後輪差動装置４１８のリングギア４７８を含む駆動力伝達部４１６の回転が停止し、２輪駆動時に駆動力伝達部４１６が回転することによるフリクションロスにより燃費が低下してしまう問題を解消することができる。
【０２２７】
４輪駆動モードにおいては、第２断接機構４２２が接続結合されることで、変速機４３０からの駆動力は、前輪差動装置４１４のリングギア４３４及びデフケース４３６から、接続状態にある第２断接機構４２２を介してベベルギア４６２を回転し、出力ピニオン４６４で方向を変換された後、自在継手４６６、プロペラシャフト４６８、自在継手４７０及びドライブピニオン４７６を介して後輪差動装置４１８のリングギア４７８に入力する。
【０２２８】
第１断接機構４２０が接続されていることにより後輪差動装置４１８が有効に動作し、後輪差動装置４１８を介して左後輪５００及び右後輪５０２に駆動力を伝達して回転させることができる。
【０２２９】
もちろん２輪駆動モード及び４輪駆動モードの何れにおいても、変速機４３０のドライブギア４３２からの駆動力は前輪差動装置４１４を介して左前輪駆動軸４４６及び右前輪駆動軸４４８に伝達され、左前輪４５０及び右前輪４５２を回転させることができる。
【０２３０】
次に、第３実施形態における２輪駆動モードから４輪駆動モード及び４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え制御について図１０を参照して説明する。
【０２３１】
２輪駆動モードでは第２断接機構４２２が切断されているため、エンジン４２８からの駆動力は後輪差動装置４１８に伝達されておらず、また、第１断接機構４２０も切断されているため、後輪差動装置４１８は左後輪５００によって駆動され、ピニオン４８２、４８４を介してサイドギア４８８はサイドギア４８６と逆方向に空転している。
【０２３２】
２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ４２６の制御信号Ｅ４２によってアクチュエータ４９８を操作し、多板クラッチ機構４２４が結合を開始することで、第２断接機構４２２の同期、すなわち回転しているデフケース軸４５４と停止しているベベルギア軸４５６の同期を開始する。
【０２３３】
第２断接機構４２２が同期を開始すると、デフケース軸４５４の回転はベベルギア４６２から出力ピニオン４６４に伝達され、自在継手４６６、プロペラシャフト４６８、自在継手４７０、ドライブピニオン４７６及びベベルギア４７８を回転させる。
【０２３４】
すなわち、第２断接機構４２２の同期が開始することで駆動力伝達部４１６の回転速度が上昇し、後輪差動装置４１８のサイドギア４８８の回転方向が、サイドギア４８６と同方向に反転して回転速度を上げ、サイドギア軸５０４と右後輪駆動軸４９２の回転速度差が減少し始める。
【０２３５】
ここで、駆動力伝達部４１６は、第１断接機構４２０を切断した状態で、第２断接機構４２２の同期完了時に第１断接機構４２０のサイドギア軸５０４が右後輪駆動軸４９２より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成してある。従って、第２断接機構４２２の同期が完了すると、サイドギア軸５０４の回転速度が対向する右後輪駆動軸４９２の回転速度を上回り、回転速度差の方向が逆転する。
【０２３６】
このように前後輪間の変速比を構成して第１断接機構４２０及び第２断接機構４２２を制御することで、噛み合いクラッチ機構４５８の入出力軸であるサイドギア軸５０４及び右後輪駆動軸４９２の回転速度差が無い状態、すなわち噛み合いクラッチ機構４５８を小さな力で迅速に且つ確実に接続することが可能な状態を必ず作り出すことが可能である。
【０２３７】
従って、この第２断接機構４２２の同期の開始から完了までの間で、サイドギア軸５０４の回転速度が対向する右後輪駆動軸４９２の回転速度と一致した時、又は回転速度差が所定の範囲に在る時に、ＥＣＵ４２６の制御信号Ｅ４１によってアクチュエータ４６０を操作して第１断接機構４２０を接続する。
【０２３８】
図１０において、第１断接機構４２０が接続された後、同期が完了して第２断接機構４２２も接続されると、エンジン４２８からの駆動力は、駆動力伝達部４１６、後輪差動装置４１８を介して左後輪５００及び右後輪５０２にも伝達され、ＥＣＵ４２６が走行状態に合わせて多板クラッチ機構４２４の伝達トルクを制御する４輪駆動モードとなる。
【０２３９】
４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ４２６によってエンジン４２８及び第２断接機構４２２を制御して、第１断接機構４２０にドライブトルク（駆動力伝達部を介したエンジン４２８側からのトルク）が作用するようにした後、ＥＣＵ４２６の制御信号Ｅ４１によってアクチュエータ４６０を操作し、第１実施形態の図２と同様に、第１断接機構４２０を切断待機状態とする。
【０２４０】
次に、ＥＣＵ４２６の制御信号Ｅ４２によってアクチュエータ４９８を操作して第２断接機構４２２の切断を開始し、その後、第１断接機構４２０に作用するトルクの方向が転換する時、すなわちドライブトルクからコーストトルク（右後輪５０２側からのトルク）に転換する時に、トルクがゼロになるタイミングで第１断接機構４２０は切断される。
【０２４１】
第１断接機構４２０が切断された後、第２断接機構４２２も切断状態となると、エンジン４２８からの駆動力と左後輪５００及び右後輪５０２からの駆動力は駆動力伝達部４１６に伝達されず、駆動力伝達部４１６が回転しないため、フリクションロスによる燃費低下を防止した２輪駆動モードとなる。
【０２４２】
図１１は、図１０の第１断接機構４２０の断接可能条件を示す説明図であり、図１０の構成ではあるが従来の前後輪間の変速比に差を設けないようにした場合の、４輪駆動車の各種走行状態と前後輪のタイヤ動半径差の関係を一覧表にして表している。
【０２４３】
図１１（Ａ）は、第１断接機構４２０の接続可能条件を表すために、接続時の前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒの大小を、走行パターンとタイヤ動半径の違いによって区分し、条件として示している。ここで前輪側回転速度Ｆとは、図１０に示すように、サイドギア軸５０４の回転速度のことであり、後輪側回転速度Ｒとは右後輪駆動軸４９２の回転速度のことである。
【０２４４】
図１１（Ａ）において、回転速度テーブル５０６は、走行パターンとして、前輪と後輪のタイヤスリップの大きさを「大」、「小」、「無」で、コーナリング半径を「直進」、「大」、「小」で区分してあり、またタイヤ動半径としては、前輪と後輪のどちらが大きいかを「前輪＞後輪」、「前輪＝後輪」、「前輪＜後輪」の状態で区分してある。各条件は、前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒとの大小関係を「＞」、「≫」、「＜」、「≪」で表し、両回転速度が同じと見なせる場合は「≒」で表している。
【０２４５】
前述のように、第１断接機構４２０の円滑な接続を可能にするには、接続開始時に前輪側回転速度Ｆ（駆動力伝達部側）が後輪側回転速度Ｒ（対向側）より大きいことが必要条件であるため、回転速度テーブル５０６においては、この条件を満たさない「Ｆ＜Ｒ」「Ｆ≪Ｒ」の部分を網掛け表示してある。
【０２４６】
回転速度テーブル５０６によれば、タイヤ動半径の何れの状態においても接続可能となる前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径が「小」の状態を除けば、タイヤ動半径が「前輪＞後輪」の場合は全て網掛け表示であり、接続不可となってしまう。
【０２４７】
従って、タイヤ動半径が「前輪＞後輪」の場合に、少なくとも「Ｆ≒Ｒ」、望ましくは「Ｆ＞Ｒ」となればよく、前輪側回転速度Ｆが後輪側回転速度Ｒよりも大きくなるように前後輪間の変速比を構成することで、「Ｆ≪Ｒ」が存在する後輪のタイヤスリップが「大」の状態以外では、第１断接機構４２０の円滑な接続が可能となる。
【０２４８】
例えば図１０においては、前輪が後輪よりも３％大きい場合でも、第１断接機構４２０の円滑な接続を可能とするには、後輪側のリングルギア４７８とドライブピニオン４７６のギア比を前輪側のベベルギア４６２と出力ピニオン４６４のギア比よりも３％以上小さく構成して、接続時の前輪側回転速度Ｆが後輪側回転速度Ｒよりも３％以上大きくなるようにすればよい。
【０２４９】
図１１（Ｂ）は、第１断接機構４２０の切断可能条件を表すために、切断時に第１断接機構４２０に作用するトルクの方向を、走行パターンとタイヤ動半径の違いによって区分して条件として示している。
【０２５０】
図１１（Ｂ）において、トルク方向テーブル５０８は、図１１（Ａ）と同様に、走行パターンとして、前輪と後輪のタイヤスリップの大きさを「大」、「小」、「無」で、コーナリング半径を「直進」、「大」、「小」で区分してあり、またタイヤ動半径としては、前輪と後輪のどちらが大きいかを「前輪＞後輪」、「前輪＝後輪」、「前輪＜後輪」の状態で区分してある。
【０２５１】
各条件は、トルクの方向をコーストトルクＣ及びドライブトルクＤ、又はトルクの作用しないゼロトルクＺで表している。ここで、コーストトルクＣは右後輪５０２からのトルクであり、ドライブトルクＤは駆動力伝達部４１６を介したエンジン４２８側からのトルクである。また、各トルクがより大きい場合は、コーストトルクＣＣ、ドライブトルクＤＤとして表してある。
【０２５２】
前述のように、第１断接機構４２０を小さな力で切断することを可能にするには、切断開始時に第１断接機構４２０に作用するトルクの方向がドライブトルクＤかゼロトルクＺであることが必要条件であるため、トルク方向テーブル５０８においては、この条件を満たさない「Ｃ」「ＣＣ」の部分を網掛け表示してある。
【０２５３】
トルク方向テーブル５０８によれば、タイヤ動半径の何れの状態においても切断可能となる前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径「小」の状態を除けば、タイヤ動半径が「前輪＞後輪」の場合は全て網掛け表示であり、切断不可となってしまう。
【０２５４】
従って、タイヤ動半径が「前輪＞後輪」の場合に、少なくとも「Ｚ」、望ましくは「Ｄ」となるようにすれば、「ＣＣ」が存在する後輪のタイヤスリップが「大」の状態以外では、第１断接機構４２０を小さな力で切断することが可能となる。
【０２５５】
ここで、図１１（Ａ）の回転速度テーブル５０６と図１１（Ｂ）のトルク方向テーブル５０８を比較すると明らかなように、第１断接機構４２０に作用するトルクの方向を「Ｄ」とするには、前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒが「Ｆ＞Ｒ」であればよく、同様に「Ｃ」は「Ｆ＜Ｒ」に、「Ｚ」は「Ｆ≒Ｒ」に対応する。
【０２５６】
従って、第１断接機構４２０を切断する条件は接続する条件と同じになり、タイヤ動半径が「前輪＞後輪」の場合に、少なくとも「Ｆ≒Ｒ」、望ましくは「Ｆ＞Ｒ」となればよく、前輪側回転速度Ｆが後輪側回転速度Ｒよりも大きくなるように前後輪間の変速比を構成することで、「ＣＣ」が存在する後輪のタイヤスリップが「大」の状態以外では、第１断接機構４２０を小さな力で切断することが可能となる。
【０２５７】
図１２は、本発明による４輪駆動車用駆動力伝達装置の第４実施形態を示した説明図であり、ＦＲ車ベースの４輪駆動車に適用した場合である。
【０２５８】
図１２において、本実施形態の駆動力伝達装置５１０は４輪駆動車５１２に設けられ、後輪差動装置５１４、駆動力伝達部５１６、前輪差動装置５１８を備え、また変速機５３０と駆動力伝達部５１６の間に第２断接機構５２２を、前輪差動装置５１８と右前輪６０２の間に第１断接機構５２０を設けている。
【０２５９】
駆動力伝達装置５１０の第１断接機構５２０及び第２断接機構５２２に対しては、ＥＣＵ５２６からの制御信号Ｅ５１、Ｅ５２が与えられている。エンジン５２８からの駆動力は変速機５３０で変速された後、第２断接機構５２２に入力され、第２断接機構５２２は変速機５３０からの駆動力を後輪差動装置５１４へ伝達する。
【０２６０】
後輪差動装置５１４は、ドライブピニオン５３２に係合するリングギア５３４、リングギア５３４が固定されているデフケース５３６、デフケース５３６の内部に回転自在に軸支されたピニオン５３８、５４０及びピニオン５３８、５４０に係合するサイドギア５４２、５４４で構成され、ドライブピニオン５３２からの駆動力をリングギア５３４で受け、ピニオン５３８、５４０及びサイドギア５４２、５４４を介して左後輪駆動軸５４６及び右後輪駆動軸５４８を駆動し、左後輪５５０及び右後輪５５２を回転させて駆動力を路面に伝達する。
【０２６１】
後輪差動装置５１４は、コーナリング時や路面状態の変化などにより左後輪５５０と右後輪５５２に回転速度差を生じた場合、回転速度を吸収して左後輪５５０と右後輪５５２に等しいトルクを与えて回転させる。
【０２６２】
第２断接機構５２２は、２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ５２６からの制御信号Ｅ５２による操作で駆動力伝達部５１６を切り離して前輪側に対する駆動力を切断した状態となっている。このため２輪駆動モードの場合には、エンジン５２８からの駆動力は、駆動力伝達部５１６を介して前輪側に伝達されることはない。
【０２６３】
一方、４輪駆動モードの場合においては、第２断接機構５２２はＥＣＵ５２６からの制御信号Ｅ５２による操作で駆動力伝達部５１６と接続状態にある。このためチェーンベルト機構５６４で伝達方向を変換して出力される。
【０２６４】
チェーンベルト機構５６４から出力された駆動力は、自在継手５６６、プロペラシャフト５６８及び自在継手５７０を介してドライブピニオン５７６に伝達され、ドライブピニオン５７６から前輪差動装置５１８のリングギア５７８に方向を変換して伝達される。
【０２６５】
前輪差動装置５１８は、ドライブピニオン５７６に係合するリングギア５７８、リングギア５７８が固定されているデフケース５８０、デフケース５８０の内部に回転自在に軸支されたピニオン５８２、５８４及びピニオン５８２、５８４に係合するサイドギア５８６、５８８で構成され、サイドギア５８６に連結した左前輪駆動軸５９０、サイドギア５８８に連結した第１断接機構５２０及び右前輪駆動軸５９２を介して、左前輪６００及び右前輪６０２を回転させ駆動力を路面に伝達している。
【０２６６】
本実施形態においては、第２断接機構５２２として多板クラッチ機構５２４を使用しており、多板クラッチ機構５２４は、変速機５３０と後輪差動装置５１４の途中に設けられ、左前輪６００及び右前輪６０２に対する駆動力を断接する。
【０２６７】
多板クラッチ機構５２４は、２輪駆動モードにおいて、ＥＣＵ５２６からの制御信号Ｅ５２によってアクチュエータ５９８を操作して駆動力を伝達しない開放状態に制御され、変速機５３０とチェーンベルト機構５６４との間の駆動力の伝達を切り離し、４輪駆動モードにおいては、車両状態検出センサ（図示しない）からの信号に応じたＥＣＵ５２６からの制御信号Ｅ５２によってアクチュエータ５９８を操作して、駆動力を伝達しない開放状態（２輪駆動状態）と最大の駆動力を伝達する直結状態の間で最適に制御され、エンジン５２８からの駆動力を駆動力伝達部５１６及び前輪差動装置５１８を介して左前輪６００及び右前輪６０２に伝達している。
【０２６８】
すなわち、４輪駆動モードにおいては前輪差動装置５１８が有効に動作し、コーナリング時や路面状態の変化などにより左前輪６００と右前輪６０２に回転速度差が生じても、前輪差動装置５１８は回転速度差を吸収し、左前輪６００及び右前輪６０２に等しいトルクを与えて回転させることができる。
【０２６９】
本実施形態においては、第１断接機構５２０として、噛み合いクラッチ機構５５８を使用しており、アクチュエータ５６０によるシフト操作で２輪駆動モードとなる切断状態と４輪駆動モードとなる接続状態を切り替える。第１断接機構５２０は、第１実施形態の第１断接機構２０と実質的に同じであるため、詳細な説明は省略する（図２を参照）。
【０２７０】
ここで、第４実施形態の２輪駆動モード及び４輪駆動モードにおける駆動力伝達装置５１０の機能について図１２を参照して説明する。
【０２７１】
２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ５２６の制御信号Ｅ５２により、第２断接機構５２２を切断している。このため、変速機５３０からの駆動力はチェーンベルト機構５６４に出力されない。
【０２７２】
一方、第１断接機構５２０についても、ＥＣＵ５２６からの制御信号Ｅ５１により切断されているため、左前輪６００と右前輪６０２が回転していても前輪差動装置５１８のリングギア５７８は回転しない。
【０２７３】
これによって、２輪駆動モードにおいては、チェーンベルト機構５６４、自在継手５６６、プロペラシャフト５６８、自在継手５７０、ドライブピニオン５７６及び前輪差動装置５１８のリングギア５７８を含む駆動力伝達部５１６の回転が停止し、２輪駆動時に駆動力伝達部５１６が回転することによるフリクションロスにより燃費が低下してしまう問題を解消することができる。
【０２７４】
４輪駆動モードにおいては、第２断接機構５２２が接続されることで、変速機５３０からの駆動力は、第２断接機構５２２を介してチェーンベルト機構５６４で方向を変換された後、自在継手５６６、プロペラシャフト５６８、自在継手５７０及びドライブピニオン５７６を介して前輪差動装置５１８のリングギア５７８に入力する。
【０２７５】
第１断接機構５２０が接続されていることにより前輪差動装置５１８が有効に動作し、前輪差動装置５１８を介して左前輪６００及び右前輪６０２に駆動力を伝達して回転させることができる。
【０２７６】
もちろん２輪駆動モード及び４輪駆動モードの何れにおいても、変速機５３０からの駆動力は後輪差動装置５１４を介して左後輪駆動軸５４６及び右後輪駆動軸５４８に伝達され、左後輪５５０及び右後輪５５２を回転させることができる。
【０２７７】
次に、第４実施形態における２輪駆動モードから４輪駆動モード及び４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え制御について図１２を参照して説明する。
【０２７８】
２輪駆動モードでは第２断接機構５２２が切断されているため、エンジン５２８からの駆動力は前輪差動装置５１８に伝達されておらず、また、第１断接機構５２０も切断されているため、前輪差動装置５１８は左前輪６００によって駆動され、ピニオン５８２、５８４を介してサイドギア５８８はサイドギア５８６と逆方向に空転している。
【０２７９】
２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ５２６の制御信号Ｅ５２によってアクチュエータ５９８を操作し、多板クラッチ機構５２４が結合を開始することで、第２断接機構５２２の同期、すなわち多板クラッチ機構５２４の回転しているハブ側（後輪側）と停止しているドラム側（前輪側）の同期を開始する。
【０２８０】
第２断接機構５２２が同期を開始すると、変速機５３０からの駆動力は、チェーンベルト機構５６４に伝達され、自在継手５６６、プロペラシャフト５６８、自在継手５７０、ドライブピニオン５７６及びベベルギア５７８を回転させる。
【０２８１】
すなわち、第２断接機構５２２の同期が開始することで駆動力伝達部５１６の回転速度が上昇し、前輪差動装置５１８のサイドギア５８８の回転方向が、サイドギア５８６と同方向に反転して回転速度を上げ、サイドギア軸６０４と右前輪駆動軸５９２の回転速度差が減少し始める。
【０２８２】
ここで、駆動力伝達部５１６は、第１断接機構５２０を切断した状態で、第２断接機構５２２の同期完了時に第１断接機構５２０のサイドギア軸６０４が右前輪駆動軸５９２より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成してある。従って、第２断接機構５２２の同期が完了すると、サイドギア軸６０４の回転速度が対向する右後輪駆動軸５９２の回転速度を上回り回転速度差の方向が逆転する。
【０２８３】
このように前後輪間の変速比を構成して第１断接機構５２０及び第２断接機構５２２を制御することで、噛み合いクラッチ機構５５８の入出力軸であるサイドギア軸６０４及び右前輪駆動軸５９２の回転速度差が無い状態、すなわち噛み合いクラッチ機構５５８を小さな力で迅速に且つ確実に接続することが可能な状態を必ず作り出すことが可能である。
【０２８４】
従って、この第２断接機構５２２の同期の開始から完了までの間で、サイドギア軸６０４の回転速度が対向する右前輪駆動軸５９２の回転速度と一致した時、又は回転速度差が所定の範囲に在る時に、ＥＣＵ５２６の制御信号Ｅ５１によってアクチュエータ５６０を操作して第１断接機構５２０を接続する。
【０２８５】
図１２において、第１断接機構５２０が接続された後、同期が完了して第２断接機構５２２も接続されると、エンジン５２８からの駆動力は、駆動力伝達部５１６、前輪差動装置５１８を介して左前輪６００及び右前輪６０２にも伝達され、ＥＣＵ６２６が走行状態に合わせて多板クラッチ機構５２４の伝達トルクを制御する４輪駆動モードとなる。
【０２８６】
４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え時には、まずＥＣＵ５２６によってエンジン５２８及び第２断接機構５２２を制御して、第１断接機構５２０にドライブトルク（駆動力伝達部５１６を介したエンジン５２８側からのトルク）が作用するようにした後、ＥＣＵ５２６の制御信号Ｅ５１によってアクチュエータ５６０を操作し、第１実施形態の図２と同様に、第１断接機構５２０を切断待機状態とする。
【０２８７】
次に、ＥＣＵ５２６の制御信号Ｅ５２によってアクチュエータ５９８を操作して第２断接機構５２２の切断を開始し、その後、第１断接機構５２０に作用するトルクの方向が転換する時、すなわちドライブトルクからコーストトルク（右前輪６０２側からのトルク）に転換する時に、トルクがゼロになるタイミングで第１断接機構５２０は切断される。
【０２８８】
第１断接機構５２０が切断された後、第２断接機構５２２も切断状態となると、エンジン５２８からの駆動力と左前輪６００及び右前輪６０２からの駆動力は駆動力伝達部５１６に伝達されず、駆動力伝達部５１６が回転しないため、フリクションロスによる燃費低下を防止した２輪駆動モードとなる。
【０２８９】
図１３は、図１２の第１断接機構５２０の断接可能条件を示す説明図であり、図１２の構成ではあるが従来の前後輪間の変速比に差を設けないようにした場合の、４輪駆動車の各種走行状態と前後輪のタイヤ動半径差の関係を一覧表にして表している。
【０２９０】
図１３（Ａ）は、第１断接機構５２０の接続可能条件を表すために、接続時の前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒの大小を、走行パターンとタイヤ動半径の違いによって区分し、条件として示している。ここで前輪側回転速度Ｆとは、図１２に示すように、右前輪駆動軸５９２の回転速度であり、後輪側回転速度Ｒとはサイドギア軸６０４の回転速度である。
【０２９１】
図１３（Ａ）において、回転速度テーブル６０６は、走行パターンとして、前輪と後輪のタイヤスリップの大きさを「大」、「小」、「無」で、コーナリング半径を「直進」、「大」、「小」で区分してあり、またタイヤ動半径としては、前輪と後輪のどちらが大きいかを「前輪＞後輪」、「前輪＝後輪」、「前輪＜後輪」の状態で区分してある。各条件は、前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒとの大小関係を「＞」、「≫」、「＜、「≪」で表し、両回転速度が同じと見なせる場合は「≒」で表している。
【０２９２】
前述のように、第１断接機構５２０の円滑な接続を可能にするには、接続開始時に後輪側回転速度Ｒ（駆動力伝達部側）が前輪側回転速度Ｆ（対向側）より大きいことが必要条件であるため、回転速度テーブル６０６においては、この条件を満たさない「Ｆ＞Ｒ」「Ｆ≫Ｒ」の部分を網掛け表示してある。
【０２９３】
回転速度テーブル６０６によれば、タイヤ動半径の何れの状態においても接続可能となる後輪のタイヤスリップが「大」の状態を除けば、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合は全て網掛け表示であり、接続不可となってしまう。
【０２９４】
従って、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合に、少なくとも「Ｆ≒Ｒ」、望ましくは「Ｆ＜Ｒ」となればよく、後輪側回転速度Ｒが前輪側回転速度Ｆよりも大きくなるように前後輪間の変速比を構成することで、「Ｆ≫Ｒ」が存在する前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径が「小」の状態以外では、第１断接機構５２０の円滑な接続が可能となる。
【０２９５】
例えば、図１２においては、後輪が前輪よりも３％大きい場合でも、第１断接機構５２０の円滑な接続を可能とするには、前輪側のリングギア５７８と出力ピニオン５７６のギア比を後輪側のリングギア５３４とドライブピニオン５３２のギア比よりも３％以上小さく構成して、接続時の後輪側回転速度Ｒが前輪側回転速度Ｆよりも３％以上大きくなるようにすればよい。
【０２９６】
図１３（Ｂ）は、第１断接機構５２０の切断可能条件を表すために、切断時に第１断接機構５２０に作用するトルクの方向を、走行パターンとタイヤ動半径の違いによって区分して条件として示している。
【０２９７】
図１３（Ｂ）において、トルク方向テーブル６０８は、図１３（Ａ）と同様に、走行パターンとして、前輪と後輪のタイヤスリップの大きさを「大」、「小」、「無」で、コーナリング半径を「直進、「大」、「小」で区分してあり、またタイヤ動半径としては、前輪と後輪のどちらが大きいかを「前輪＞後輪」、「前輪＝後輪」、「前輪＜後輪」の状態で区分してある。
【０２９８】
各条件は、トルクの方向をコーストトルクＣ及びドライブトルクＤ、又はトルクの作用しないゼロトルクＺで表している。ここで、コーストトルクＣは右前輪６０２からのトルクであり、ドライブトルクＤは駆動力伝達部５１６を介したエンジン５２８からのトルクである。また、各トルクがより大きい場合は、コーストトルクＣＣ、ドライブトルクＤＤとして表してある。
【０２９９】
前述のように、第１断接機構５２０を小さな力で切断することを可能にするには、切断開始時に第１断接機構５２０に作用するトルクの方向がドライブトルクＤかゼロトルクＺであることが必要条件であるため、トルク方向テーブル６０８にあっては、この条件を満たさない「Ｃ」「ＣＣ」の部分を網掛け表示してある。
【０３００】
トルク方向テーブル６０８によれば、タイヤ動半径の何れの状態においても切断可能となる後輪のタイヤスリップが「大」の状態を除けば、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合は全て網掛け表示であり、切断不可となってしまう。
【０３０１】
従って、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合に、少なくとも「Ｚ」、望ましくは「Ｄ」となるようにすれば、「ＣＣ」が存在する前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径が「小」の状態以外では、第１断接機構５２０を小さな力で切断することが可能となる。
【０３０２】
ここで、図１３（Ａ）の回転速度テーブル６０６と図１３（Ｂ）のトルク方向テーブル６０８を比較すると明らかなように、第１断接機構５２０に作用するトルクの方向を「Ｄ」とするには、前輪側回転速度Ｆと後輪側回転速度Ｒが「Ｆ＜Ｒ」であればよく、同様に「Ｃ」は「Ｆ＞Ｒ」に、「Ｚ」は「Ｆ≒Ｒ」に対応する。
【０３０３】
従って、第１断接機構５２０を切断する条件は接続する条件と同じになり、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合に、少なくとも「Ｆ≒Ｒ」、望ましくは「Ｆ＜Ｒ」となればよく、後輪側回転速度Ｒが前輪側回転速度Ｆよりも大きくなるように前後輪間の変速比を構成することで、「ＣＣ」が存在する前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径が「小」の状態以外では、第１断接機構２０、２２０の小さな力での切断が可能となる。
【０３０４】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【０３０５】
１０、２１０、４１０、５１０、６１０、７１０：駆動力伝達装置
１２、２１２、４１２、５１２、６１２、７１２：４輪駆動車
１４、２１４、４１４、５１８、６１４、７１８：前輪差動装置
１６、２１６、４１６、５１６、６１６、７１６：駆動力伝達部
１８、２１８、４１８、５１４、６１８、７１４：後輪差動装置
２０、２２０、４２０、５２０：第１断接機構
２２、２２２、４２２、５２２：第２断接機構
２４、６２４、７２４：電子制御カップリング装置
２６、２２６、４２６、５２６、６２６、７２６：ＥＣＵ
２８、２２８、４２８、５２８、６２８、７２８：エンジン
３０、２３０、４３０、５３０、６３０、７３０：変速機
３２、２３２、４３２、６３２：ドライブギア
３４、２３４、４３４、５３４、６３４、７３４：リングギア
３６、２３６、４３６、５３６：デフケース
３８、４０、２３８、２４０、４３８、４４０、５３８、５４０：ピニオン
４２、４４、２４２、２４４、４４２、４４４、５４２、５４４：サイドギア
４６、２４６、４４６、５４６、５９０：左前輪駆動軸
４８、２４８、４４８、５４８、５９２：右前輪駆動軸
５０、２５０、４５０、６００、６５０、８００：左前輪
５２、２５２、４５２、６０２、６５２、８０２：右前輪
５４、２５４、４５４：デフケース軸
５６、２５６、４５６：ベベルギア軸
５８、９６、２５８、４５８、５５８：噛み合いクラッチ機構
６０、２６０、４６０、５６０：アクチュエータ
６２、２６２、４６２、６６２：ベベルギア
６４、２６４、４６４、６６４：出力ピニオン
６６、７０、２６６、２７０、４６６、４７０、５６６、５７０：自在継手
６８、２６８、４６８、５６２、５６８、６６８、７６２、７６８：プロペラシャフト
７２、６７２、７７２：多板クラッチ機構
７４、６７４、７７４：アクチュエータ
７６、２７６、４７６、５３２、５７６、６７６、７３２、７７６：ドライブピニオン
７８、２７８、４７８、５７８、６７８、７７８：リングギア
８０、２８０、４８０、５８０：デフケース
８２、８４、２８２、２８４、４８２、４８４、５８２、５８４：ピニオン
８６、８８、２８６、２８８、４８６、４８８、５８６、５８８：サイドギア
９０、２９０、４９０：左後輪駆動軸
９２、２９２、４９２：右後輪駆動軸
９４：同期機構
９６：噛み合いクラッチ機構
９８、２９８、４９８、５９８：アクチュエータ
１００、３００、５００、５５０、７００、７５０：左後輪
１０２、３０２、５０２、５５２、７０２、７５２：右後輪
１０４、１３２、３３２：ハウジング
１０６、１３４、３３４：ピニオン軸
１０８、１１０、１１２、１１４：テーパーローラベアリング
１１６：カップリングスリーブ
１１８、１５４：シフトフォーク
１２０、１５６：シフトロッド
１２２、１６０：バネ
１２４、１６２：スナップリング
１２６、１５８：ピニオン
１２８、１３０、１６４、１６６：軸穴
１３６、３３６：サイドギア軸
１３８、１４０、１４２、１４４：テーパーローラベアリング
１４６：クラッチ軸
１４８：ボークリング
１５０：インサートキー
１５２：クラッチスリーブ
１７０、１７６、１８４、１９２、：デフケース側回転速度
１７２、１７８、１８６、１９４：ベベルギア側回転速度
１７４：回転速度差
１８０、１８８、１９６：接続可能範囲
１８２、１９０、１９８：接続タイミング
２２４、４２４、５２４：多板クラッチ機構
３３８、３４０、３４２、３４４：テーパーローラベアリング
３４６、３４８：ボールベアリング
３５０：テーパーローラベアリング
３５２：クラッチハブ
３５４：クラッチドラム
３５６：多板クラッチ
３５８：ボールカム機構
３６０：プライマリークラッチ
３６２：押圧カムプレート
３６４：回転カムプレート
３６６：ボール
３６８：皿バネ
３７０：スラスト軸受
３７２：クラッチ板
３７４：押圧板
３７６：受圧板
３７８：油圧ピストン機構
３８０：油圧ポンプ
３８２：サーボモータ
３８４：油圧センサ
３８６：押圧軸
３８８：スラスト軸受
３９０：油圧ピストン
３９２：油圧シリンダ
４０６、５０６、６０６：回転速度テーブル
４０８、５０８、６０８：トルク方向テーブル
５０４、６０４：サイドギア軸
５５４、５５６：自在継手
５６４、７６４：チェーンベルト機構
【図１】
2011079421.tif 000003
【図２】
2011079421.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011079421.tif 000006
【図５】
2011079421.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011079421.tif 000009
【図８】
2011079421.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2011079421.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011079421.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月17日(2010.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
電子制御カップリング装置６２４はＥＣＵ６２６からの制御信号Ｅ６によってアクチュエータ６７４を操作し、多板クラッチ機構６７２の結合力を連続的に変化させることで後輪差動装置６１８を介して左後輪７００と右後輪７０２に伝達するトルクをゼロから所定の最大トルクの間に制御できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、駆動力伝達部を、第２断接機構の同期完了時に第１断接機構の駆動力伝達部側が対向側より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成することで、２輪駆動モードから４輪駆動モードへの切り替え時に、第１断接機構の両側の回転速度差がゼロになる状態が必ず発生するため、第１断接機構の回転速度差による接続不可能状態を回避でき、４輪駆動モードから２輪駆動モードへの切り替え時には、第１断接機構の伝達トルクがゼロになる状態が必ず発生するため、第１断接機構の切断操作を小さな力で円滑に行うことが可能となり、第１断接機構の構造を小型簡素化してコストの低減を図ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ハウジング１０４の右下側にはベベルギア６２に噛み合う出力ピニオン６４が配置され、出力ピニオン６４は下方に接続する自在継手６６を介してプロペラシャフト６８に連結している。また、前輪差動装置１４とベベルギア６２の中間には第１断接機構２０が備わる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
すなわち、第２断接機構２２を切断してサイドギア８８と右後輪駆動軸９２の連結が断たれると、右後輪１０２の回転はサイドギア８８に伝わらず、そのため左後輪１００によるサイドギア８６の回転は、ピニオン８２、８４を介してサイドギア８８を反対方向に回転させる。このときサイドギア８８の回転抵抗よりもリングギア７８に繋がるドライブピニオン７６と多板クラッチ機構７２の回転抵抗の方が大きいため、リングギア７８は回転しない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
図１において、左後輪１００及び右後輪１０２からの駆動力はリングギア７８からドライブピニオン７６に伝達され、電子制御カップリング装置２４を介して自在継手７０、プロペラシャフト６８、自在継手６６、出力ピニオン６４及びベベルギア６２を回転させる。すなわち、第２断接機構２２の同期が開始することで駆動力伝達部１６の回転速度が上昇する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
本実施形態のように後輪側が前輪側より高速で回転するような変速比とするには、例えば、前輪側のベベルギア６２と出力ピニオン６４のギア比よりも後輪側のリングギア７８とドライブピニオン７６のギア比を大きくすれば可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
従って、図４（Ｂ）においては、デフケース側回転速度１７６とベベルギア側回転速度１７８が交差する時刻Ｔｃで両側の回転速度差がなくなるため、このタイミングで第１断接機構２０を小さな力で円滑に接続することが可能となる。また、ある程度の回転速度差があっても接続できる場合では、その回転速度差の許容範囲を接続可能範囲１８０とし、その回転速度の下限Ｓｂから上限Ｓｕに対応する時刻Ｔ１からＴ２が接続タイミング１８２となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
図５（Ｂ）においても、ベベルギア側回転速度１９４の制御は、図５（Ａ）と同様に、電子制御カップリング装置２４を使用することが可能であり、また、第２断接機構２２と電子制御カップリング装置２４を併用しても構わない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５８】
プライマリークラッチ３６０の押圧板３７４は、クラッチドラム３５４をスライド可能に貫通する押圧軸３８６を介してスラスト軸受３８８と連結し、スラスト軸受３８８は油圧ピストン機構３７８のリング状の油圧ピストン３９０と係合している。油圧ピストン３９０はハウジング３３２に形成された油圧シリンダ３９２の内部に遊嵌され、プライマリークラッチ３６０を開放する位置と結合する位置に移動可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９６】
トルク方向テーブル４０８によれば、タイヤ動半径の何れの状態においても切断可能となる後輪のタイヤスリップが「大」の状態を除けば、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合は全て網掛け表示であり、切断不可となってしまう。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０１】
図９（Ａ）は、図１の第２断接機構２２が後輪差動装置１８と右後輪１０２との間にのみ設置されているのに対し、後輪差動装置１８の両側、すなわち後輪差動装置１８と左後輪１００との間に第２断接機構２２ａが、後輪差動装置１８と右後輪１０２との間に第２断接機構２２ｂが設置されている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０４】
図９（Ｂ）は、図６の第２断接機構２２２が後輪差動装置２１８の外部の右後輪３０２との間に設置されているのに対し、後輪差動装置１８の内部のリングギア２７８ａとデフケース２８０ａとの間に第２断接機構２２２ａが設置されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２２４】
２輪駆動モードにおいては、ＥＣＵ４２６の制御信号Ｅ４２により、第２断接機構４２２を切断している。このため、変速機４３０からの駆動力は前輪差動装置４１４のリングギア４３４、デフケース４３６を介してデフケース軸４５４に伝達されるが、第２断接機構４２２は切断状態にあるためベベルギア軸４５６に出力されない。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３３】
第２断接機構４２２が同期を開始すると、デフケース軸４５４の回転はベベルギア４６２から出力ピニオン４６４に伝達され、自在継手４６６、プロペラシャフト４６８、自在継手４７０、ドライブピニオン４７６及びリングギア４７８を回転させる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２８２】
ここで、駆動力伝達部５１６は、第１断接機構５２０を切断した状態で、第２断接機構５２２の同期完了時に第１断接機構５２０のサイドギア軸６０４が右前輪駆動軸５９２より高速で回転するように前後輪間の変速比を構成してある。従って、第２断接機構５２２の同期が完了すると、サイドギア軸６０４の回転速度が対向する右前輪駆動軸５９２の回転速度を上回り回転速度差の方向が逆転する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２８５】
図１２において、第１断接機構５２０が接続された後、同期が完了して第２断接機構５２２も接続されると、エンジン５２８からの駆動力は、駆動力伝達部５１６、前輪差動装置５１８を介して左前輪６００及び右前輪６０２にも伝達され、ＥＣＵ５２６が走行状態に合わせて多板クラッチ機構５２４の伝達トルクを制御する４輪駆動モードとなる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３０３】
従って、第１断接機構５２０を切断する条件は接続する条件と同じになり、タイヤ動半径が「前輪＜後輪」の場合に、少なくとも「Ｆ≒Ｒ」、望ましくは「Ｆ＜Ｒ」となればよく、後輪側回転速度Ｒが前輪側回転速度Ｆよりも大きくなるように前後輪間の変速比を構成することで、「ＣＣ」が存在する前輪のタイヤスリップが「大」とコーナリング半径が「小」の状態以外では、第１断接機構５２０の小さな力での切断が可能となる。