(57)【要約】【課題】全輪駆動、又は、四輪駆動を備え、且つ、重量物をけん引すること、あるいは、悪路上を運転することが期待されるハイブリッド電気自動車において、後進駆動に供給される車輪トルクの大きさを簡易な構成で増大することが出来る駆動ユニットを提供する。【解決手段】変速機出力の方向を逆転させるための、変速機出力と車両の車輪との間の動力伝達経路に置かれた駆動ユニット（３９、１０８）が、変速機出力部（４０、１１０）に駆動可能に接続された入力部（４４、１１２）、及び、変速機出力の速度及び方向に関連して前進回転方向への回転と、後進回転方向への駆動とを択一的に実行できる歯車機構出力部を有する。駆動機構が歯車機構出力部と車輪との間に出力を伝達する。【選択図】図２
2008132976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機出力部と車両の車輪との間の動力伝達経路内に置かれる駆動ユニット(３９、１０８)において、
上記変速機出力部(４０、１１２)に駆動可能に接続された第一入力部(４４)を含む第一歯車列、
上記第一歯車列によって上記第一入力部に連結され、記変速機出力部の速度及び回転に関連して、前進回転方向へ回転する状態と、後進回転方向へ駆動される状態との間を切り替え可能な第一出力部(６６、１２２)、及び、
上記第一出力部(６６、１２２)を少なくとも第一の組の車輪に駆動可能に接続する機構を有する、
ことを特徴とする駆動ユニット。
【請求項２】
上記第一歯車列が、
上記変速機出力部(４０)に駆動可能に接続された第一サンギア(６４)、
第一リングギア(５８)、
回転に抗して固定された第一キャリア(６２)、
上記第一キャリア(６２)の上に支持され、且つ、上記第一サンギア(６４)と第一リングギア(５８)に噛合う第一遊星ピニオン(６０)、及び、
上記第一出力部(６６)を上記第一リングギア(５８)及び上記第一サンギア(６４)に選択的に駆動可能に接続するための、上記第一出力部(６６)上に支持された第一カプラ(４６)を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項３】
上記第一歯車列が、
上記変速機出力部(１１２)に駆動可能に接続された第一サンギア（１２０）、
第一リングギア(１２２)、
第一キャリア(１２４)、
上記第一キャリア(１２４)上に支持され、且つ、上記第一サンギア(１２０)と第一リングギア(１２２)に噛合う第一遊星ピニオン(１２６)、及び、
上記第一キャリア(１２４)を上記第一リングギア(１２２)に駆動可能に連結する状態と、上記第一キャリア(１２４)を回転に抗して固定する状態とを選択的に実行するための、上記第一キャリア(１２４)上に支持された第一カプラ（１３０）を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項４】
上記機構が更に、上記第一出力部を、自動車の前側に置かれた車輪、及び、後ろ側に置かれた車輪に接続する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の駆動ユニット。
【請求項５】
上記変速機出力に駆動可能に接続された第一ピニオン(５２)、
レイシャフト(５６)、
上記レイシャフト(５６)に固定され且つ上記第一ピニオン(５２)と噛合う第一ギア(５４)、
上記レイシャフト(５６)に固定された第二ピニオン(５８)、
上記第一出力部(６６)上に軸受けされた第一出力ギア(６４)、
上記第一出力ギア(６４)及び上記第二ピニオン(５８)と噛合うリバース・アイドラ(６０)、
上記第一出力部(６６)を上記第一ピニオン(５２)と上記第一出力ギア(６４)に選択的に駆動可能に接続するための、第一出力部(６６)に固定されたカプラ(４６)を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項６】
上記第一出力部(１２２)に駆動可能に接続された第二入力部(１４２)、第一差動装置出力部(１１６)、及び、第二差動装置出力部(１１８)を含む差動機構を更に有し、
上記差動機構が、上記第二入力部(１４２)に伝達されるトルクを、上記第一差動装置出力部から上記車両の前輪に伝達される第一トルク部分と、上記第二差動装置出力部から上記車両の後輪に伝達される第二トルク部分とに分割する、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項７】
第一ドライブシャフト(１８)、
第二ドライブシャフト（２０）、及び、
差動機構(９０)を更に有し、
上記差動機構(９０)が、
上記第一ドライブシャフト(１８)に駆動可能に接続された第二サンギア(９２)、
上記第二ドライブシャフト(２０)に駆動可能に接続された第二リングギア(９４)、
上記第一出力部(６６)に駆動可能に接続された第二キャリア(９８)、
上記第二キャリア(９８)上に支持され、且つ、上記第二サンギア(９２)及び上記第二リングギア(９４)に噛合う第二遊星ピニオン(１００)を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項８】
それぞれが右側車輪と左側車輪の一方に駆動可能に接続された第一及び第二ハーフシャフト（３２、３４）、
ドライブシャフト(１８)、及び、
差動機構を更に有し、
上記差動機構が、
上記第一及び第二ハーフシャフト（３２、３４）に駆動可能に接続されたベベルギア差動装置(１５０)、
上記ベベルギア差動装置に駆動可能に接続された第二サンギア(１３４)、
駆動可能な第二リングギア(１３８)、
上記第一出力部(１２２)に駆動可能に接続された第二キャリア(１４２)、
上記第二キャリア(１４２)上に支持され、且つ、上記第二サンギア(１３４)及び上記第二リングギア(１３８)に噛合う第二遊星ピニオン(１４４)、
上記第二リングギア(１３８)に駆動可能に接続されたベベル・ピニオン(１４０)、
上記ベベル・ピニオン(１４０)に噛合い、且つ、上記ドライブシャフト(１８)に駆動可能に接続された歯車(１４６)、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項９】
変速機出力部(１１２)と車両の車輪との間の動力伝達経路内に置かれる駆動ユニット(１０８)において、
上記変速機出力部(１１２)に駆動可能に接続された第一サンギア(１２０)と、
第一リングギア(１２２)と、
第一キャリア(１２４)と、
上記第一キャリア(１２４)上に支持され、且つ、上記第一サンギア(１２０)及び上記第一リングギア(１２２)と噛合う第一遊星ピニオン(１２６)と、
上記第一キャリア(１２４)を上記第一リングギア(１２２)に駆動可能に接続する状態と、上記第一キャリア(１２４)を回転に抗して保持する状態とを択一的に切り替えるための、上記第一キャリア(１２４)上に支持された第一カプラ(１３０)とを備えた歯車装置(１１４)、
それぞれが右側車輪と左側車輪の一方に駆動可能に接続される第一及び第二ハーフシャフト（３２,３４）、
ドライブシャフト(１８)、及び、
上記第一及び第二ハーフシャフト(３２、３４)に駆動可能に接続するアクスル間差動装置(１１６)を有し、
上記アクスル間差動装置(１１６)が、
ベベルギア差動装置（１５０）に駆動可能に接続された第二サンギア(１３４)、
第二リングギア(１３８)、
上記第一リングギア(１２２)に駆動可能に接続された第二キャリア(１４２)、
上記第二キャリア(１４２)上に支持され、且つ、上記第二サンギア(１３４)及び上記第二リングギア(１３８)と噛合う第二遊星ピニオン(１４４)、
上記第二リングギア(１３８)に駆動可能に接続されたベベル・ピニオン(１４０)、及び、
上記ベベル・ピニオン(１４０)と噛合い、且つ、上記ドライブシャフト(１８)に駆動可能に接続された、ベベルギア(１４６)を有する、
ことを特徴とする駆動ユニット。
【請求項１０】
変速機出力部(４０)と車両の車輪との間の動力伝達経路内に置かれる駆動ユニット(３９)において、
中間シャフト（６６）、
第一ドライブシャフト(１８)、
第二ドライブシャフト(２０)、
上記変速機出力部(４０)に駆動可能に接続された第一ピニオン(５２)と、
レイシャフト(５６)と、
上記レイシャフト(５６)に固定され且つ上記第一ピニオン(５２)と噛合う第一ギア(５４)と、
上記レイシャフト(５６)に固定された第二ピニオン(５８)と、
上記中間シャフト(６６)上に軸受けされた第一出力ギア(６４)と、
上記第一出力ギア(６４)及び第二ピニオン(５８)と噛合うリバース・アイドラ(６０)と、
上記中間シャフト(６６)を上記第一ピニオン(５２)と上記第一出力ギア(６４)とに選択的に駆動可能に接続するための、上記中間シャフト(６６)に固定された第一カプラ(４６)とを含む第一歯車列、及び、
上記第一ドライブシャフト(１８)に駆動可能に接続された第二サンギア(９２)と、
上記第二ドライブシャフト(２０)に駆動可能に接続された第二リングギア(９４)と、
上記中間シャフト(６６)に駆動可能に接続された第二キャリア(９８)と、
上記第二キャリア(９８)上に支持され且つ上記第二サンギア(９２)と第二リングギア(９４)とに噛合う第二遊星ピニオン(１００)とを含む差動機構(９０)を有する、
ことを特徴とする駆動ユニット。
【請求項１１】
変速機出力部(４０)と車両の車輪との間の動力伝達経路内に置かれる駆動ユニット(３９)において、
中間シャフト（６６）、
第一ドライブシャフト（１８）、
上記変速機出力部（４０）に駆動可能に接続された第一ピニオン(５２)を含む第一歯車列、
レイシャフト(５６)、
上記レイシャフト(５６)に固定され且つ上記第一ピニオン(５２)と噛合う第一ギア(５４)、
上記レイシャフト(５６)に固定された第二ピニオン(５８)、
上記中間シャフト(６６)上に軸受けられた第一出力ギア(６４)、
上記第一出力ギア(６４)及び上記第二ピニオン(５８)と噛合うリバース・アイドラ(６４)、
上記中間シャフト(６６)を上記第一ピニオン(５２)と第一出力ギア(６４)とに選択的に駆動可能に接続するための、上記中間シャフト(６６)に固定された第一カプラ(４６)、及び、
上記中間シャフト(６６)及び第二出力部(７８)に固定される第二カプラ(４８)と、
上記中間シャフト（６６）の速度に関連して上記第二出力部を駆動するための歯車機構とを有し、
上記第二カプラ(４８)が、上記中間シャフト(６６)を上記歯車機構と上記第一ドライブシャフト(１８)とに選択的に駆動可能に接続するレンジ機構を有する、
ことを特徴とする駆動ユニット。
【請求項１２】
上記レンジ機構が、
上記第二カプラ（４８)によって上記中間シャフト(６６)に接続可能なレンジ・ピニオン(７０)、
上記レイシャフト上に回転のために支持され、上記レンジ・ピニオン(７０)と噛合う第一アイドラ・ピニオン（７２）と上記第一アイドラ・ピニオン(７２)に固定される第二アイドラ・ピニオン(７４)を有するアイドラ、
上記第二アイドラ・ピニオン(７４)と噛合う第二出力ギア（７６）、及び、
上記第二出力ギア（７６）と第二ドライブシャフト(２０)との連結及び切断するための、上記第一ドライブシャフト（１８）上に支持された第三カプラ（５０）を有する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の駆動ユニット。
【請求項１３】
上記レンジ・ピニオン(７０)が上記中間シャフト（６６）上に軸受けされ、
上記第二出力ギア(７６)が上記第一ドライブシャフト(１８)上に軸受けされ、そして、
上記第一ドライブシャフト(１８)に固定され、そして、上記中間シャフト(６６)を支持するパイロット・ベアリング(８２)を更に有する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の駆動ユニット。
【請求項１４】
更に、第二ドライブシャフト（２０）を有し、
上記第二ドライブシャフト（２０）に固定され、且つ、上記第一アイドラ・ピニオン(７２)と噛合う第三出力歯車(８０)を更に有する、
ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１つに記載の駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、回転力を自動車の動力伝達装置に伝達する駆動ユニットに関連する。より具体的には、本発明は、入力部の回転方向を、その入力部に接続された変速機出力部と自動車の車輪との間で逆転させる駆動ユニットに関連する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド電気自動車（hybrid electric vehicle: HEV）のパワートレインが、高速走行が続いているときに主として使用される内燃機関（internal combustion engine: ICE）、蓄電バッテリを充電するための電気モーター、及び、自動車を発進させるための、即ち、自動車を停止状態から加速させるためのけん引モーターのような、複数の動力源を含む。
【０００３】
乗用車用のハイブリッド・パワートレインにおいては、後進駆動力が、トルク容量が比較的小さく、且つ、パワートレイン内のパワースプリット変速機によって増幅されない小さなけん引電気モーターによって、生成されるのが通常である。ICE、あるいは、変速機やトランスアクスルによって生成されるトルク増大からの補助がない状態で、けん引モーターのみが、ハイブリッド電気自動車を後方に発進するため、逆方向に駆動される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
全輪駆動（all-wheel drive: AWD）、又は、四輪駆動（four-wheel drive: ４WD）を備え、そして、重量物をけん引すること、あるいは、悪路上を運転することが期待されるハイブリッド電気自動車が、けん引モーターの出力トルクがそれらの運転状態に対して低すぎるために、不適切な後進駆動トルク容量を持つ場合がある。
【０００５】
変速機それ自体に後退装置を追加することは難しい。したがって、特に、全輪駆動（all-wheel drive: AWD）、又は、四輪駆動（four-wheel drive: ４WD）を備え、そして、重量物をけん引すること、あるいは、悪路上を運転することが期待されるハイブリッド電気自動車において、後進駆動に供給される車輪トルクの大きさを増大する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の利点は、現存するパワースプリット変速機及びトランスアクスルの設計変更を行うのではなく、けん引モーターによって生成されるトルクを増幅する能力を持つ後退装置がAWD若しくは４WDユニット内に格納される点である。
【０００７】
後退装置は、出力が増幅無しに自動車の車輪に直接的に伝達されるハイ・レンジ作用と、出力が増幅された後に自動車の車輪に伝達されるロー・レンジ作用と併用される。
【０００８】
更に別の利点が、後退装置が、けん引モーターからの出力を、歯車装置によって増幅された後に、後輪に伝達される第一の部分と、前輪に伝達される第二の部分とに分割する遊星差動歯車装置と併用され得る点である。
【０００９】
変速機出力の方向を逆転させるために変速機出力部と自動車の車輪との間の動力伝達経路に置かれる駆動ユニットが、変速機出力部に駆動可能に結合された入力部を含む歯車装置、及び、変速機出力部の速度及び方向に応じて、前進回転方向と、アンダードリブン（underdriven）の後進回転方向とに選択的に回転する歯車装置出力部を含む。駆動機構が、歯車装置出力部と車輪との間に出力を伝達する。
【００１０】
好ましい実施形態の適用範囲は、後述する詳細な記述、特許請求の範囲、及び、図面によって明らかになるであろう。本発明の好ましい実施形態を示しているが、本明細書の記述及び具体例が、単なる説明の手段として提示されていることを理解すべきである。記述されている実施形態及び実施例に対する種々の変更及び修正が、本技術分野の当業者にとって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで図面、特に図１を参照すると、前輪１０、後輪１２、エンジン（図示せず）によって駆動され、複数の前進速度比と後進速度比を生成するための出力変速機１４、及び、変速機出力部を連続的に駆動可能にリア・ドライブシャフト１８に接続するトランスファー・ケース１６を含む。トランスファー・ケース１６は、四輪駆動運転が行われるとき、フロント・ドライブシャフト２０及びリア・ドライブシャフト１８の両方に、変速機出力部を選択的に接続する。リア・ドライブシャフト１８は、動力を後輪用差動機構２２に伝達し、そこから出力は、差動装置ハウジング内に収容されているアクスル・シャフト２４、２６を通って後輪１２に差動的に伝達される。前輪は、フロント・ドライブシャフト２０から前輪用差動機構３６を通って出力が伝達される右側ハーフシャフト３２及び左側ハーフシャフト３４に駆動可能に接続される。
【００１２】
トランスファー・ケース組立体１６は、回転力をリア・ドライブシャフト１８及び後輪１２に連続的に伝達し、これは、第一動力伝達経路を構成する。トランスファー・ケース１６は、トランスファー・ケース内に置かれたクラッチが作動するとき、フロント・ドライブシャフト２０及び前輪１０に断続的に回転出力を伝達し、これは、第二動力伝達経路を構成する。
【００１３】
乗用車用のハイブリッド・パワートレインにおいては、後進駆動力が、トルク容量が比較的小さく、且つ、パワートレイン内のパワースプリット変速機によって増幅されない小さなけん引電気モーターによって、生成されるのが通常である。全輪駆動（all-wheel drive: AWD）、又は、四輪駆動（four-wheel drive: ４WD）を備え、そして、重量物をけん引すること、あるいは、悪路上を運転することが期待されるハイブリッド電気自動車が、けん引モーターの出力トルクがそれらの運転状態に対して低すぎるために、不適切な後進駆動トルク容量を持つ場合がある。
【００１４】
この不足を無くすため、図２に示される駆動ユニット３９が、前進と後進との間で、カプラ４６の状態に応じて、リア・ドライブシャフト１８とフロント・ドライブシャフト２０の回転方向を選択的に変更する能力を有する。駆動ユニット３９が、トランスファー・ケースの機能と同じく、変速機出力部４０及び車輪１０、１２に駆動可能に接続される。加えて、ハイブリッド電気自動車の出力変速機のような変速機４２において生成されるトルクが、駆動ユニット３９によって増幅される。入力トルクは、カプラ４８の状態に応じ、選択的に、駆動ユニット３９を通って増幅されるか、あるいは、増幅無しに駆動ユニット３９を通って伝達される。出力は、リア・ドライブシャフト１８に継続的に伝達され、そして、出力は、駆動ユニット３９内に置かれたカプラ５０の状態に応じてフロント・ドライブシャフト２０に伝達される。
【００１５】
後進駆動力伝達経路が、駆動ユニット入力部４４に固定され、且つ、パイロット・ベアリング５３上に支持されるピニオン５２、ピニオン５２と噛合い、且つ、レイシャフト５６に固定されたギア５４、レイシャフト５６に固定されたリバース・ピニオン５８、ピニオン５８と噛合い、且つ、アイドラ・シャフト６２上に支持されたリバース・アイドラ６０、中間シャフト６６に固定されたカプラ４６、及び、中間シャフト６６上に軸受けされ、且つ、アイドラ６０と噛合うリバース・ギア６４を含む。
【００１６】
カプラ４６のセレクター・スリーブ６７が、その歯状突起をピニオン５２上に形成された、又は、ピニオン５２上に固定された歯状突起６８と係合させる紙面左方向に動いたとき、カプラ４６は中間シャフト６６を入力シャフト４４に、回転方向を変えることなく直接的に接続する。カプラ４６のセレクター・スリーブ６７が、その歯状突起をギア６４上に形成された、又は、ギア６４上に固定された歯状突起６９と係合させる紙面右方向に動かされたとき、カプラ４６は中間シャフト６６をギア６４に、回転方向を変えて駆動可能に接続する。リバース・ギア６４は、ピニオン５２、ギア５４、レイシャフト５６、リバース・ピニオン５８、アイドラ６０、及び、ギア６４を含む動力伝達経路を通って、入力シャフト４４の回転方向とは反対方向に駆動される。このようにして、中間シャフト６６は、入力シャフト４４の方向及び速度に対して逆方向に駆動（アンダードリブン）される。
【００１７】
ロー・レンジ及びハイ・レンジを生成するための動力伝達経路が、中間シャフト６６上に軸受けされたピニオン７０、レイシャフト５６上に支持された、ピニオン７０と噛合うギア７２及びギア７２に固定されたギア７４を含むダブル・ギア、ギア７４に噛合い、且つ、出力シャフト７８上に軸受けされたピニオン７６、及び、中間シャフト６６に固定されたカプラ４８を含む。リア・ドライブシャフト１８は出力シャフト７８に固定される。パイロット・ベアリング部材８２が中間シャフト６６の端部を支持し、そして、出力シャフト７８に固定される。
【００１８】
出力シャフト７８に固定された４X４カプラ５０が、その歯状突起をピニオン７４上の歯状突起に係合させ、それにより出力シャフト７８とピニオン７６を駆動可能に接続する４X４状態になるため紙面左方に移動させられるセレクター・スリーブを含む。４X４カプラ５０のセレクター・スリーブが、その４X４状態からその４X２状態になるため紙面右方に移動させられたとき、その歯状突起はピニオン７６の歯状突起との係合を解き、それにより、出力シャフト７８とピニオン７６との間の駆動可能な接続を解除する。
【００１９】
４X４カプラ５０のセレクター・スリーブがその４X２状態にあり、そして、カプラ４８が、その歯状突起をパイロット・ベアリング部材８２の歯状突起に係合させるハイ・レンジ状態になるため紙面右方に移動させられたとき、カプラ４８は中間シャフト６６及び出力シャフト７８に駆動可能に接続する。カプラ４８がこのハイ・レンジ状態にあると、出力シャフト７８は中間シャフト６６と同じ速度で同じ方向に駆動される。
【００２０】
レンジ・カプラ４８がハイ・レンジ状態にある間に４X４カプラ５０のセレクター・スリーブが、紙面左方に移動させられたとき、出力は中間シャフト６６から、カプラ４８、パイロット・ベアリング部材８２、出力シャフト７８、及び、カプラ５０を通って、ピニオン７６に伝達される。その場合、ギア７４及びギア７２は、中間シャフト６６の速度及び方向に対して、同じ速度で逆の方向に駆動される。ギア７２は、前方出力ギア８０及びフロント・ドライブシャフト２０を、中間シャフト６６と同じ速度で同じ方向に駆動する。
【００２１】
４X４カプラ５０が４X４状態にある間にレンジ・カプラ４８のセレクター・スリーブがロー・レンジ状態に移動したとき、出力は、中間シャフト６６から、カプラ４８、ピニオン７０、ギア７２、前方出力ギア８０、及び、フロント・ドライブシャフト２０を通って伝達される。その場合、ギア７２は、出力ギア８０及びフロント・ドライブシャフト２０が中間シャフト６６と同じ方向にアンダードライブ（underdrive）されるように、リバース・アイドラとして機能する。
【００２２】
図３が、駆動ユニット３９の運動学的配列（kinematic arrangement）の代替実施形態を表わす。前進ギア及び後進ギアの組と、入力部４４、ピニオン５２、パイロット・ベアリング５３、ギア５４、レイシャフト５６、リバース・ピニオン５８、リバース・アイドラ６０、中間シャフト６６に固定されたカプラ４６、及び、リバース・ギア６４を含む動力伝達経路が、図２で記述したものと実質的に同一である。
【００２３】
単純な遊星歯車装置の形式の遊星差動装置９０が、出力シャフト７８及びリア・ドライブシャフト１８に固定されたサンギア９２、出力ピニオン９６に固定されたリングギア９４、中間シャフト６６に固定されたキャリア９８、及び、キャリア９８に支持され、且つ、サンギア９２及びリングギア９４と噛合する一組の遊星ピニオン１００を含む。ピニオン９６は、アイドラ１０２と噛合い係合し、アイドラ１０２は、フロント・ドライブシャフト２０に固定された出力ギア１０４に係合する。
【００２４】
遊星差動装置９０は、中間シャフト６６によって運ばれるトルクを分配あるいは分割し、トルクの一部がリア・ドライブシャフト１８に伝達され、そして、他の一部がフロント・ドライブシャフト２０に伝達される。リングギア９４のピッチ径とサンギア９２のピッチ径との比が、これらの部分トルクの相対的な大きさを決定する。遊星差動装置９０によって生成されるトルク・スプリットは、平等なトルク・スプリットではない。図３に示す配列において、中間シャフト６６で運ばれるトルクのうち、リングギア９４及びフロント・ドライブシャフト２０に伝達されるトルクの方が、サンギア９２及びリア・ドライブシャフト１８に伝達されるトルクに比べて大きい。
【００２５】
あるいは、サンギア９２がフロント・ドライブシャフト２０に駆動可能に接続し、そして、リングギア９４がリア・ドライブシャフト８８に駆動可能に接続される場合がある。その配列においては、中間シャフトのトルクのうち、リア・ドライブシャフト１８に伝達されるトルクが、フロント・ドライブシャフト２０に伝達されるトルクに比べて大きくなるであろう。
【００２６】
遊星差動装置９０は、出力を左側の車輪と右側の車輪に差動伝達するための車輪間アクスル差動装置で使用されるようなベベルギア式差動機構でもよい。
【００２７】
差動装置９０あるいは代替の差動機構からの出力は、図３に示されたピニオン９６、アイドラ１０２、及び、フロント出力ギアからなるレイシャフト駆動よりはむしろ、チェーン駆動を通してフロント・ドライブシャフト２０へ伝達される場合がある。
【００２８】
図４が、変速機４２が車両の長手方向軸に対して横に配列されている車両での使用に適用可能なパワー・テイクオフ（power take-off: PTO）ユニット１０８を示す。ファイナル駆動ギア１１０が、前後進歯車装置１１４の入力部１１２に駆動可能に接続される。PTOユニット１０８は、出力を、アクスル間差動装置１１６及び車輪間差動装置１１８を通して、リア・ドライブシャフト１８及び前方ハーフシャフト３２、３４に伝える。
【００２９】
PTOユニット１０８は、前進出力あるいは後進出力を生成する、前後進歯車装置１１４を含む。前後進歯車装置１１４は、入力シャフト１１２に固定されたサンギア１２０、リングギア１２２、キャリア１２４、及び、キャリア１２４に回転可能に支持され、且つ、サンギア１２０とリングギア１２２とに噛合い係合する一組の遊星ピニオン１２６を備える。キャリア１２４に固定されたカプラ１３０は、そこにおいてキャリア１２４が回転に抗して保持される後進状態と、そこにおいてキャリアが回転を許容され、且つ、リングギア１２２に駆動可能に接続される前進駆動状態とを持つ。カプラ１３０のセレクター・スリーブが、そこにおいてスリーブの歯状突起が筐体（ケーシング）上の歯状突起と係合する後進状態になるよう紙面左方に移動し、そして、そこにおいてスリーブの歯状突起がリングギア１２２上の歯状突起と係合する前進駆動状態になるよう紙面右方に移動する。
【００３０】
前後進歯車装置１１４の出力であるリングギア１２２は、入力されるトルクの一部をフロント・アクスルに分配し、他の一部をリア・アクスルに分配するアクスル間差動装置１１６に駆動可能に接続される。アクスル間差動装置１１６は、サンギア１３４、ベベル・ピニオン１４０に駆動可能に接続されるリングギア１３８、リングギア１２２に駆動可能に接続されるキャリア１４２、及び、キャリア１４２に支持され且つサンギア１３４とリングギア１３８とに噛合う一組の遊星ピニオン１４４を含む。ベベル・ピニオン１４０が、リア・ドライブシャフト１８に固定されるリア出力ベベルギア１４６と噛合う。
【００３１】
車輪間差動装置１１８は、その入力トルクをフロント・アクスル３２、３４に差動伝達される。車輪間差動装置１１８は、サンギア１３４に固定された筐体を含み、筐体は、左側ハーフシャフト３４に固定された左側ベベルギア、右側ハーフシャフト３２に固定された右側ベベルギア、及び、車輪間差動装置１１８の筐体によって駆動され、且つ、ベベルギア１４８及び１５０と係合される、ベベル・ピニオン１５２、１５４を含む。
【００３２】
動作において、前後進歯車装置１１４の入力サンギア１２０は、変速機４２のファイナル駆動ギア１１０によって駆動される。カプラ１３０のセレクター・スリーブが後進状態に移動したとき、キャリア１２４は回転に抗して保持され、そして、リングギア１２２は入力シャフト１１２及びサンギア１２０の速度及び方向に対して逆方向にアンダードライブ（underdrive）される。カプラ１３０のセレクター・スリーブが前方駆動状態に移動したとき、キャリア１２４とリングギア１２２が相互に駆動可能に接続され、それにより、前後進歯車装置１１４を固定し、そして、リングギア１２２を入力シャフト１１２及びサンギア１２０と同じ方向に同じ速度で駆動する。
【００３３】
アクスル間差動装置１１６は、キャリア１４２へ伝達されるトルクの大きさを、リングギア１２２によって、リングギア１３８によって伝えられる部分と、サンギア１３４によって伝えられる部分とに分配あるいは分割する。図４に示される実施形態において、キャリア１４２によってアクスル間差動装置１１６へ伝達されるトルクの、リングギア１３８及びベベル・ピニオン１４０及びリア・ドライブシャフト１８へ伝えられる部分は、サンギア１３４及び車輪間差動装置１１８に伝達される部分より大きい。
【００３４】
しかしながら、アクスル間差動装置１１６は、サンギア１３４がベベル・ピニオン１４０に駆動可能に接続されるが車輪間差動装置１１８の筐体には接続されないように、そして、リングギア１３８が車輪間差動装置１１８の筐体に駆動可能に接続されるがベベル・ピニオン１４０側には接続されないように、修正され得る。動力伝達経路がそのように配列されたとき、キャリア１４２によって伝えられるトルクのうち、車輪間差動装置１１６へ伝えられる部分が、ベベル・ピニオン１４０へ伝えられる部分より大きくなる。
【００３５】
図５が、駆動ユニット３９のための前後進駆動の運動学的配列の代替実施形態を示し、その中において、変速機４２の出力シャフト４０が駆動ユニットの入力部４４に固定される。遊星歯車列１５１が、出力シャフト１５４に固定されるカプラ１５２の状態に応じて、前後進出力を択一的に生成することが出来る。遊星歯車列１５１が、リングギア１６２、駆動ユニット３９の筐体１６５上に回転に抗して固定されるキャリア１６４、及び、キャリア上に支持され且つリングギア１６２及びサンギア１６０と噛合する一組の遊星ピニオン１６６を更に含む。
【００３６】
カプラ１５２のセレクター・スリーブ１５６が紙面左側に動かされたとき、スリーブの歯状突起を入力シャフト４４に固定されたサンギア１６０上の歯状突起１５８と噛合い、それにより、出力シャフト１５４、リア・ドライブシャフト１８、及び、入力シャフト４４の間に直接的な前進駆動接続を生成する。
【００３７】
カプラ１５２のセレクター・スリーブ１５６が右側に移動させられたとき、その歯状突起が、リングギア１６２に固定された歯状突起１６８と係合する。サンギア１６０が変速機４２の出力部４０によって駆動され、且つ、キャリア１６４が回転に抗して保持されるとき、リングギア１６２、出力シャフト１５４、及び、リア・ドライブシャフト１８は、サンギア１６０の回転速度及び方向に関して反対方向にアンダードライブされる。
【００３８】
出力シャフト１５４に固定されたカプラ１７０が、出力をフロント・ドライブシャフト２０へ伝達するために前進駆動機構１７２に隣接して配設される。駆動機構１７２は、出力シャフト１５４上に軸受けされたピニオン１７４、ピニオン１７４と噛合うアイドラ（図示せず）、及び、アイドラと噛合い且つフロント・ドライブシャフト２０に固定されたギア１７６を含むことが出来る。カプラ１７０のセレクター・スリーブ１７８が紙面左側に動かされたとき、その歯状突起がピニオン１７４上の歯状突起１８０と係合し、それにより、出力シャフト１５４とフロント・ドライブシャフト２０との間の駆動接続を生成する。あるいは、前進駆動機構１７２がピニオン１７４の位置において出力シャフト１５４の上に軸受けされた第一スリーブ、フロント・ドライブシャフト２０に固定され且つギア１７６の位置に配設される第二スリーブ、及び、第一及び第二スリーブと係合する駆動チェーンあるいは駆動ベルト１８２を含む場合がある。
【００３９】
本発明の好ましい実施形態を記述してきたが、代替実施形態が、ここに具体的に示され且つ記述されたものとは別の方法で実施され得ることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】変速機、トランスファー・ケース、及び、リア差動装置あるいはアクスル・ハウジングを含む自動車用ドライブラインの平面図である。
【図２】ハイ・レンジ及びロー・レンジの前進駆動及び後進駆動を生成する駆動ユニット用の運動学的配列を示すブロック図である。
【図３】前進駆動及び後進駆動を生成し、且つ、入力トルクを前輪と後輪とに分割する駆動ユニット用の、運動学的配列を示すブロック図である。
【図４】前進駆動及び後進駆動を生成し、且つ、入力トルクを前輪駆動車両の前輪と後輪とに分割する代替運動学的配列を示すブロック図である。
【図５】前進駆動と後進駆動を生成する駆動ユニットのための運動学的配列を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０.  前輪
１２.  後輪
１４.  変速機
１６.  トランスファー・ケース
１８.  リア・ドライブシャフト
２０.  フロント・ドライブシャフト
２２.  後輪用差動機構
２４.  アクスル・シャフト
２６.  アクスル・シャフト
３２.  右側ハーフシャフト
３４.  左側ハーフシャフト
３６.  差動機構
３９.  駆動ユニット
４６.  カプラ
４８.  カプラ
５０.  カプラ
９０.  遊星差動装置
１１６.  アクスル間差動装置
１１８.  車輪間差動装置
１３０.  カプラ
１５２.  カプラ
１７０.  カプラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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