(57)【要約】      （修正有）【課題】トランスファ構造を大幅に変更することなく、多機能の駆動方式を得ることが可能な前後輪駆動力配分装置を提供する。【解決手段】トランスファ装置９のリダクションドライブシャフト５に、第２サンギヤ２４Ｓ２がドライブピニオンシャフト６に連なったフロントプラネタリギヤ２４と、第４サンギヤ２５Ｓ４がリヤドライブシャフト１０に連なったリヤフロントプラネタリギヤ２５とを設ける。さらに、これらプラネタリギヤ２４，２５の各プラネタリキャリヤ２４１，２５１とリダクションドライブシャフトとをフリー、スリップ及び締結可能とするクラッ２６，２７と、プラネタリキャリヤ２４１，２５１をケーシング２８にフリー、スリップ及び締結可能とするブレーキクラッチ２９，３０と、これらクラッチ２６，２７、ブレーキクラッチ２９，３０を走行状態に応じて各個別に動作制御する制御部３１とを設ける。【選択図】図１
2007168653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速装置を経た駆動トルクを走行状態に応じて前後輪にトルク配分する機能を備えた４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置において、
前記前後輪駆動力配分装置は、
前記前後輪駆動力配分装置の入力軸に、複数のサンギヤと噛合する複数のピニオンギヤが並列して一体的に形成されたフロントプラネタリギヤ及びリヤプラネタリギヤを並列して設け、
前記入力軸に設けられた前記フロントプラネタリギヤの第１サンギヤ及び前記リヤプラネタリギヤの第３サンギヤと、
前記駆動トルクを前輪側駆動力伝達軸に出力する前記フロントプラネタリギヤの第２サンギヤと、
前記駆動トルクを後輪側駆動力伝達軸に出力する前記リヤプラネタリギヤの第４サンギヤと、
前記フロントプラネタリギヤの第１プラネタリキャリヤと前記入力軸とをフリー、スリップ及び締結可能とする第１の締結手段と、
前記リヤプラネタリギヤの第２プラネタリキャリヤと前記入力軸とをフリー、スリップ及び締結可能とする第２の締結手段と、
前記フロントプラネタリギヤの第１プラネタリキャリヤとケーシングとをフリー、スリップ及び締結可能とする第３の締結手段と、
前記リヤプラネタリギヤの第２プラネタリキャリヤとケーシングとをフリー、及び締結可能とする第４の締結手段と、
前記第１乃至第４の締結手段を走行状態に応じて各個別に動作制御する制御手段と、
を備えて構成されていることを特徴とする４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置。
【請求項２】
前記フロントプラネタリギヤと前記リヤプラネタリギヤとは、互いに異なったギヤ比を有していることを特徴とする請求項１に記載の４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置。
【請求項３】
前記ギヤ比は、前記フロントプラネタリギヤが減速プラネタリ、前記リヤプラネタリギヤが増速プラネタリとして作用するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置。
【請求項４】
前記フロントプラネタリギヤのプラネタリ芯間は、前記リヤプラネタリギヤのプラネタリ芯間よりも大であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４輪駆動車（４ＷＤ車）の前後輪駆動力配分装置（４ＷＤトランスファ装置）は、自動変速装置後方に設けられて、走行状態に応じて電子制御クラッチにより前後輪に適切な駆動トルクを配分して４輪を積極的にコントロールするトルクスプリット方式（例えば、特許文献１参照）や、複合遊星歯車式のセンタディファレンシャル装置（センタデフ）によって設定された後輪寄りのトルク配分を油圧多板式の差動制限装置（ＬＳＤ）の差動制限によって、直結４ＷＤの間まで連続可変制御する不等＆可変トルク配分電子制御４ＷＤ方式等がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
しかしながら、上記した従来の４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置にあっては、前後者ともに自動変速装置を経た駆動トルクを走行状態に応じて前後輪にトルク配分する１機構１機能型である。このため、商品価値を高めるために多機能の駆動方式を具備させようとすると、前後輪駆動力配分装置とは異なった機構を既存のパワートレイン系に組み込まなければならず、パワートレイン系の見直しやコスト上昇、重量増加といった問題が発生する。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３３５２７２号公報
【特許文献２】特許２５２８００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明は、上記した従来技術が有している問題点を解決するためになされたものであって、トランスファ構造を大幅に変更することなく、１機構で多機能の駆動方式を得ることが可能な４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するため第１の発明は、自動変速装置を経た駆動トルクを走行状態に応じて前後輪にトルク配分する機能を備えた４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置において、前記前後輪駆動力配分装置の入力軸に、複数のサンギヤと噛合する複数のピニオンギヤが並列して一体的に形成されたフロントプラネタリギヤ及びリヤプラネタリギヤを並列して設け、前記フロントプラネタリギヤ及びリヤプラネタリギヤは、複数のサンギヤと噛合する複数のピニオンギヤが並列して一体的に形成され、前記入力軸に設けられた前記フロントプラネタリギヤの第１サンギヤ及び前記リヤプラネタリギヤの第３サンギヤと、前記駆動トルクを前輪側駆動力伝達軸に出力する前記フロントプラネタリギヤの第２サンギヤと、前記駆動トルクを後輪側駆動力伝達軸に出力する前記リヤプラネタリギヤの第４サンギヤと、前記フロントプラネタリギヤの第１プラネタリキャリヤと前記入力軸とをフリー、スリップ及び締結可能とする第１の締結手段と、前記リヤプラネタリギヤの第２プラネタリキャリヤと前記入力軸とをフリー、スリップ及び締結可能とする第２の締結手段と、前記フロントプラネタリギヤの第１プラネタリキャリヤとケーシングとをフリー、スリップ及び締結可能とする第３の締結手段と、前記リヤプラネタリギヤの第２プラネタリキャリヤとケーシングとをフリー、スリップ及び締結可能とする第４の締結手段と、前記第１乃至第４の締結手段を走行状態に応じて各個別に動作制御する制御手段と、を備えて構成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するため第２の発明は、第１の発明において、前記フロントプラネタリギヤと前記リヤプラネタリギヤとは、互いに異なったギヤ比を有していることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため第３の発明は、第２の発明において、前記ギヤ比は、前記フロントプラネタリギヤが減速プラネタリ、前記リヤプラネタリギヤが増速プラネタリとして作用するように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
第１乃至第３の発明によれば、走行状態に応じて制御手段が第１及び第２の締結手段、第３及び第４の締結手段を各個別に動作制御すると、前後輪駆動力配分装置は、直結４ＷＤから前輪９９：後輪１〜前輪１：後輪９９の範囲内でトルク配分制御を行う機能に加えて、自動変速装置の１速のギヤ比をさらに下回るギヤ比の超低速ギヤとして機能させると共に前輪１００：後輪０にトルク配分を行う前輪駆動重視の機能、基本的に４ＷＤでありながら前輪側の回転数よりも後輪側の回転数を増加させて後輪を前に出そうとすることで旋回性能を大幅に向上させる機能、前輪０：後輪１００にトルク配分を行う後輪駆動重視の機能、前輪１００：後輪０にトルク配分を行い、且つ自動変速装置を多段化させる機能、前輪０：後輪１００にトルク配分を行い、且つ自動変速装置を多段化させる機能を発揮する。これにより、パワートレイン系の見直しやコスト上昇、重量増加という問題を発生させることなく、商品価値を高めるために前後輪駆動力配分装置に多機能の駆動方式を低コストに具備させることができる。しかも、径方向を非常にコンパクトに構成でき、現行生産品のフロアトンネルをそのまま用いることができるうえ、他機種と部品共用化でき、多彩なギヤ比のレイアウトが可能である。その結果、トランスファ構造を大幅に変更することなく、１機構で多機能の駆動方式を得ることが可能な４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置を提供することができる。
【００１０】
上記目的を達成するため第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明の構成において、前記フロントプラネタリギヤのプラネタリ芯間は、前記リヤプラネタリギヤのプラネタリ芯間よりも大であることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明によれば、フロントプラネタリギヤのプラネタリ芯間は、リヤプラネタリギヤのプラネタリ芯間よりも大であるため、リヤプラネタリギヤから前後輪駆動力配分装置の入力軸にかかる負荷が軽減される。これにより、第１乃至第３の発明の作用効果に加えて、前後輪駆動力配分装置の入力軸にフロントプラネタリギヤ及びリヤプラネタリギヤを並列して設けても、前後輪駆動力配分装置の入力軸の構造を大幅に変更する必要はなく、既存の前後輪駆動力配分装置の入力軸をほとんどそのまま用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
前後輪駆動力配分装置の入力軸に前輪出力要素として第２サンギヤが前輪側駆動力伝達軸に連なったフロントプラネタリギヤと、後輪出力要素として第４サンギヤが後輪側駆動力伝達軸に連なったリヤプラネタリギヤとを並列して設ける。さらに、これらフロントプラネタリギヤ及びリヤプラネタリギヤの第１及び第２プラネタリキャリヤと入力軸とをフリー、スリップ及び締結可能とする第１及び第２の締結手段と、フロントプラネタリギヤ及びリヤプラネタリギヤの第１及び第２プラネタリキャリヤをケーシングにフリー、スリップ及び締結可能とする第３及び第４の締結手段と、これら第１及び第２の締結手段、第３及び第４の締結手段を走行状態に応じて各個別に動作制御する制御手段とを設ける。これにより、前後輪駆動力配分装置は、自動変速装置を経た駆動トルクを走行状態に応じて前後輪にトルク配分する機能に加えて、自動変速装置を経た駆動トルクを走行状態に応じて前後輪にトルク配分する機能とは異なる機能を複数具備することができる。その結果、トランスファ構造を大幅に変更することなく、１機構で多機能の駆動方式を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る前後輪駆動力配分装置が組み込まれた４ＷＤシステムの断面図、図２は、同例における前後輪駆動力配分装置の断面図、図３は、図１のスケルトン図、図４は、フロントプラネタリギヤ、リヤプラネタリギヤの作用を説明するための模式図である。
【００１４】
まず、本発明の前後輪駆動力配分装置が組み込まれた４ＷＤシステムについて説明する。図１〜３に示されるように、４ＷＤシステムのパワートレイン１００は、トルクコンバータ１、変速機入力軸としてのインプットシャフト２、オイルポンプ３、自動変速装置４、自動変速装置４の出力軸としてのリダクションドライブシャフト５、前輪側駆動力伝達軸としてのドライブピニオンシャフト６、コントロールバルブボディ７、フロントディファレンシャルギヤ８、前後輪駆動力配分装置としてのトランスファ装置９、後輪側駆動力伝達軸としてのリヤドライブシャフト１０を備えて構成されている。
【００１５】
トルクコンバータ１は、図１に示されるように、エンジンのクランク軸に連結された駆動側のインペラ１１と、このインペラ１１に対向配置されると共に自動変速装置４のインプットシャフト２に連結された被駆動側のタービン１２と、これらインペラ１１及びタービン１２間を流れる流体（ＡＴＦ）を整流するステータ１３とを備えている。そして、インペラ１１が流体中で回転することによってタービン１２が回転し、エンジンから出力された駆動トルクを増幅してインプットシャフト２に伝達する。さらに、インペラ１１には、油圧を発生するオイルポンプ３がポンプドライブ軸１４を介して連結されている。そして、電子制御により油圧ポンプ３からの油圧がロックアップクラッチ１５に供給されるとクランク軸とインプットシャフト２とが機械的に直結する。
【００１６】
自動変速装置４は、図１，３に示されるように、２組の単純プラネタリギヤ（フロントプラネタリギヤ１６、リヤプラネタリギヤ１７）、３組の多板クラッチ（ハイクラッチ１８、ロークラッチ１９、リバースクラッチ２０）、２組の多板ブレーキ（２＆４ブレーキ２１、ロー＆リバースブレーキ２２）、ローワンウェイクラッチ２３を備えて構成されている。そして、これら多板クラッチ１８、１９、２３、ブレーキ２１、２２が、表１に示されたように、締結、解放されることによって、前進４段、後進１段の変速を行う。
表１は、自動変速装置４における変速位置と各クラッチ、ブレーキの作動の一例を示している。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
すなわち、Ｄ、３、２レンジの１速の加速時にあっては、図３に示されるように、ロークラッチ１９を締結し、フロントプラネタリキャリヤ１６１とリヤインターナルギヤ１７ＲＲとを接続する。また、ローワンウェイクラッチ２３を作用させ、リヤインターナルギヤ１７ＲＲが逆回転するのを防止する。これにより、駆動トルクは、インプットシャフト２、リヤサンギヤ１７ＳＲ、リヤピニオンギヤ１７ＣＲ、リヤプラネタリキャリヤ１７１、リダクションドライブシャフト５に伝達される。
【００１９】
Ｄ、３、２レンジの２速の加速時にあっては、ロークラッチ１９を締結し、フロントプラネタリキャリヤ１６１とリヤインターナルギヤ１７ＲＲとを接続すると共に、２＆４ブレーキ２１を作用させ、フロントサンギヤ１６ＳＦを固定し、フロントプラネタリキャリヤ１６１及びこのフロントプラネタリキャリヤ１６１に接続したロークラッチ１９を介してリヤインターナルギヤ１７ＲＲを正転させて、１速のときよりも増速させる。これにより、駆動トルクは、インプットシャフト２、リヤサンギヤ１７ＳＲ、リヤピニオンギヤ１７ＣＲ、リヤプラネタリキャリヤ１７１、リダクションドライブシャフト５に伝達されると共に、インプットシャフト２、リヤサンギヤ１７ＳＲ、リヤピニオンギヤ１７ＣＲ、リヤプラネタリキャリヤ１７１、フロントインターナルギヤ１６ＲＦ、フロントピニオンギヤ１６ＣＦ、フロントプラネタリキャリヤ１６１、ロークラッチ１９、リヤインターナルギヤ１７ＲＲに伝達される。
【００２０】
Ｄ、３レンジの３速の加速時にあっては、ハイクラッチ１８を締結し、フロントプラネタリキャリヤ１６１とリヤインターナルギヤ１７ＲＲとを接続すると共に、ロークラッチ１９を作用させ、フロントプラネタリキャリヤ１６１とリヤインターナルギヤ１７ＲＲとを接続する。これにより、駆動トルクは、インプットシャフト２、ハイクラッチ１８、フロントプラネタリキャリヤ１６１、ロークラッチ１９、リヤインターナルギヤ１７ＲＲに伝達されると共に、インプットシャフト２からリヤサンギヤ１７ＳＲに伝達されて、リヤピニオンギヤ１７ＣＲ、リヤプラネタリキャリヤ１７１、リダクションドライブシャフト５に伝達される。
【００２１】
Ｄレンジの４速の加速時にあっては、ハイクラッチ１８を締結し、フロントプラネタリキャリヤ１６１とリヤインターナルギヤ１７ＲＲとを接続すると共に、２＆４ブレーキ２１を作用させ、フロントサンギヤ１６ＳＦを固定する。これにより、駆動トルクは、インプットシャフト２、ハイクラッチ１８、フロントプラネタリキャリヤ１６１、フロントピニオンギヤ１６ＣＦ、フロントインターナルギヤ１６ＲＦ、リダクションドライブシャフト５に伝達される。
【００２２】
なお、１速の惰行時（コースティング）にあっては、リヤインターナルギヤ１７ＲＲが正回転するため、ローワンウェイクラッチ２３がフリーになって空転し、逆駆動トルクを伝達しないのでエンジンブレーキは作用しない。また、２〜４速の惰行時にあっては、駆動力伝達にローワンウェイクラッチ２３を介していないためエンジンに逆駆動トルクが伝達されエンジンブレーキが作用する。
【００２３】
Ｒレンジにあっては、リバースクラッチ２０を締結させると共に、ロー＆リバースブレーキ２２を作用させてフロントプラネタリキャリヤ１６１を固定する。これにより、駆動トルクは、インプットシャフト２からリバースクラッチ２０、フロントサンギヤ１６ＳＦ（正転）、フロントピニオンギヤ１６ＣＦ、フロントインターナルギヤ１６ＲＦ（減速、且つ逆転）、リダクションドライブシャフト５に伝達される。
【００２４】
そして、リダクションドライブシャフト５に伝達された駆動トルクは、自動変速装置４後方に一体的に設けられたトランスファ装置９に入力される。
【００２５】
トランスファ装置９は、図１〜３に示されるように、トランスファ装置９の入力軸としてのリダクションドライブシャフト５に並列して入力要素が設けられ、前輪出力要素がドライブピニオンシャフト６に連なったフロントプラネタリギヤ２４及び、後輪出力要素がリヤドライブシャフト１０に連なったリヤプラネタリギヤ２５と、フロントプラネタリギヤ及びリヤプラネタリギヤ２４，２５の第１及び第２プラネタリキャリヤ２４１，２５１とリダクションドライブシャフト５とをフリー、スリップ及び締結可能とする第１及び第２の締結手段としてフロント及びリヤＬＳＤクラッチ２６，２７と、フロントプラネタリギヤ２４及びリヤプラネタリギヤ２５の第１及び第２プラネタリキャリヤ２４１，２５１をケーシング２８にフリー、スリップ及び締結可能とする第３及び第４の締結手段としてのフロント及びリヤベクタリングブレーキクラッチ２９，３０と、フロント及びリヤＬＳＤクラッチ２６，２７、フロント及びリヤベクタリングブレーキクラッチ２９，３０を走行状態に応じて各個別に動作制御する制御手段としての制御部３１と、を備えて構成されている。
【００２６】
詳述すると、フロントプラネタリギヤ２４は、リダクションドライブシャフト５に固定された第１サンギヤ２４Ｓ１と、この第１サンギヤ２４Ｓ１に噛み合う第１ピニオンギヤ２４Ｃ１と、この第１ピニオンギヤ２４Ｃ１に並列して一体的に設けられた第２ピニオンギヤ２４Ｃ２と、これら第１及び第２ピニオンギヤ２４Ｃ１，２４Ｃ２を回転可能に支持する第１プラネタリキャリヤ２４１と、第２ピニオンギヤ２４Ｃ２に噛み合うと共に前輪側の出力要素である第２サンギヤ２４Ｓ２とを備えて構成されている。
【００２７】
さらに、第２サンギヤ２４Ｓ２は、リダクションドライブシャフト５の外周面に相対回転可能に支持されたリダクションドライブギヤ３２の後端軸部に固定されている。このリダクションドライブギヤ３２の前端部は、リダクションドライブシャフト５の下方側に平行に配置されたドライブピニオンシャフト６の後部のドリブンギヤ３３に噛み合わされることによって、第２サンギヤ２４Ｓ２は、リダクションドライブギヤ３２、リダクションドリブンギヤ３３を介してドライブピニオンシャフト６に連なっている。これにより、第２サンギヤ２４Ｓ２に伝達された駆動トルクは、リダクションドライブギヤ３２、リダクションドリブンギヤ３３を介してドライブピニオンシャフト６に伝達される。
【００２８】
ドライブピニオンシャフト６に伝達された駆動トルクは、ドライブピニオンシャフト６の前部に設けられたハイポイドギヤ３４を介してフロントディフアレンシャルギヤ８に伝達される。このドライブピニオンシャフト６の下方には、各クラッチ１５、１８〜２０、２３及びブレーキ２１、２２に作動油を給排油するためのコントロールバルブボディ７が配置されている。
【００２９】
第１プラネタリキャリヤ２４１とリダクションドライブシャフト５との間には、第１プラネタリキャリヤ２４１とリダクションドライブシャフト５とをフリー、スリップ及び締結可能とする油圧多板式のフロントＬＳＤクラッチ２６が、フロントプラネタリギヤ２４の後方側に並列して設けられている。
さらに、このフロントＬＳＤクラッチ２６の径方向における第１プラネタリキャリヤ２４１とケーシング２８との間には、第１プラネタリキャリヤ２４１をケーシング２８に対してフリー、スリップ及び締結可能とする油圧多板式のフロントベクタリングブレーキクラッチ２９が設けられている。
これらフロントＬＳＤクラッチ２６とフロントベクタリングブレーキクラッチ２９とは、制御部３１によって走行状態に応じて各個別に動作制御が行われる。
【００３０】
リヤプラネタリギヤ２５は、フロントプラネタリギヤ２４の後方側に並列した状態で設けられており、リダクションドライブシャフト５に固定された第３サンギヤ２５Ｓ３と、この第３サンギヤ２５Ｓ３に噛み合う第３ピニオンギヤ２５Ｃ３と、この第３ピニオンギヤ２５Ｃ３に並列して一体的に設けられた第４ピニオンギヤ２５Ｃ４と、これら第３及び第４ピニオンギヤ２５Ｃ３，２５Ｃ４を回転可能に支持する第２プラネタリキャリヤ２５１と、第４ピニオンギヤ２５Ｃ４に噛み合うと共に後輪側の出力要素である第４サンギヤ２５Ｓ４とを備えて構成されている。
なお、ここでは、リダクションドライブシャフト５と共に一体となって回転する回転軸部５１もリダクションドライブシャフト５の一部とみなしている。
【００３１】
この第４サンギヤ２５Ｓ４は、リダクションドライブシャフト５の後方においてリダクションドライブシャフト５と同一軸心上となるように配置されたリヤドライブシャフト１０の前端軸部に固定されている。これにより、第４サンギヤ２５Ｓ４に伝達された駆動トルクは、リヤドライブシャフト１０に伝達される。
【００３２】
さらに、第２プラネタリキャリヤ２５１とリダクションドライブシャフト５との間には、第２プラネタリキャリヤ２５１とリダクションドライブシャフト５とをフリー、スリップ及び締結可能とする油圧多板式のリヤＬＳＤクラッチ２７が、リヤプラネタリギヤ２５の前方側に並列して設けられている。
さらに、リヤＬＳＤクラッチ２７の円周上における第２プラネタリキャリヤ２５１とケーシング２８との間には、第２プラネタリキャリヤ２５１をケーシング２８に対してフリー、スリップ及び締結可能とする油圧多板式のリヤベクタリングブレーキクラッチ３０が設けられている。
これらリヤＬＳＤクラッチ２７とリヤベクタリングブレーキクラッチ３０とは、制御部３１によって走行状態に応じて各個別に動作制御が行われる。
【００３３】
これらフロントプラネタリギヤ２４とリヤプラネタリギヤ２５とは、図４に示されるように、フロントプラネタリギヤ２４が減速プラネタリ、リヤプラネタリギヤ２５が増速プラネタリとして作用するように、互いに異なった歯数Ｚfs１〜Ｚrs２、ギヤ比、速度比を有している。
【００３４】
さらには、フロントプラネタリギヤ２４のプラネタリ芯間、つまり、第１サンギヤ２４Ｓ１（或いは第２サンギヤ２４Ｓ２）の回転中心からプラネタリ回転中心までの距離は、リヤプラネタリギヤ２５のプラネタリ芯間よりも大となるように設定されている。これにより、リヤプラネタリギヤ２５からリダクションドライブシャフト５の軸後部にかかる負荷が軽減され、リダクションドライブシャフト５にフロント及びリヤプラネタリギヤ２４，２５を並列して設けても、リダクションドライブシャフト５の構造を大幅に変更する必要はない。
【００３５】
ところで、制御部３１は、図１に示されるように、クラッチ制御用の油圧発生装置としてのトランスファデューティソレノイド３５、制御バルブとしてのトランスファコントロールバルブ３６、電子制御用コントロールユニットとしてのＥＣＵ３７を備えて構成されている。
【００３６】
ＥＣＵ３７には、タービンセンサ３８、前輪回転センサ３９、後輪回転センサ４０のほかに、図示しないスロットル開度センサ、ＡＴＦ油温センサ、レンジ信号、ＡＢＳ信号等の各種センサ、スイッチから出力される検出値及び出力値に基づいて、予め記憶格納された複数の駆動モードのなかから走行状態に応じた最適な駆動モードを選択し、その選択した駆動モードに従って、フロント及びリヤＬＳＤクラッチ２６，２７、フロント及びリヤベクタリングブレーキクラッチ２９，３０を各個別に動作制御する。
【００３７】
すなわち、ＥＣＵ３７は、選択した駆動モードに応じて、トランスファデューティソレノイド３５をデューティ制御し、パイロット圧をトランスファデューティ圧に調圧する。このトランスファデューティ圧は、トランスファコントロールバルブ３６に作用する。このトランスファコントロールバルブ３６には、ライン圧が導かれており、このライン圧をトランスファデューティ圧の作用によってトランスファクラッチ圧に調圧する。そして、このトランスファクラッチ圧によって、フロント及びリヤＬＳＤクラッチ２６，２７、フロント及びリヤベクタリングブレーキクラッチ２９，３０を各個別に制御することが可能とされている。
【００３８】
ここで、各種の駆動モードについて説明する。
ＥＣＵ３７に記憶格納されている駆動モードは、４輪駆動モード、デュアルレンジ−Ｌｏｗモード、リヤベクタリングモード、デュアルレンジ−Ｈｉモード、ＦＦ５Ａ／Ｔモード、ＦＲ５Ａ／Ｔモードである。
【００３９】
４輪駆動モード（４ＷＤモード）は、前後輪間において駆動トルク配分を行う通常の４ＷＤモードである。
この４輪駆動モードが選択されると、フロントプラネタリギヤ２４のフロントＬＳＤクラッチ２６を締結して、第１プラネタリキャリヤ２４１とリダクションドライブシャフト５とを固定すると共に、フロントベクタリングブレーキクラッチ２９をフリー（完全解放）とする。さらに、リヤプラネタリギヤ２５のリヤＬＳＤクラッチ２７を締結して、第２プラネタリキャリヤ２５１とリダクションドライブシャフト５とを固定すると共に、リヤベクタリングブレーキクラッチ３０をフリーとする。
このような車両状況にあっては、図４に示されるように、リダクションドライブシャフト５の回転数Ｎ１＝１０００とすると、第１プラネタリキャリヤ２４１の回転数Ｎ２＝１０００、プラネタリキャリヤ２５１の回転数Ｎ３＝１０００、リダクションドライブギヤ３２の回転数Ｎ４＝１０００、リヤドライブシャフト１０の回転数Ｎ５＝１０００が得られ、前後輪へ一定の比率（前輪５０：後輪５０）に従って駆動トルクを配分する。
さらに、その状態において、フロント及びリヤＬＳＤクラッチ２６，２７をスリップ制御（差動制御）すると、駆動トルク配分（ベクタリング量）が前輪９９：後輪１〜前輪１：後輪９９の範囲内で変化する。これにより、トランスファ装置９は、走行状態に応じたトルク配分制御（直結４ＷＤから前輪９９：後輪１〜前輪１：後輪９９の範囲内）を行うことにより、どのような路面状況でも最適な駆動性能が確保される機能を発揮する。
【００４０】
デュアルレンジ−Ｌｏｗモードは、高い駆動力が必要な場合、特に勾配のきついアスファルト登坂路や前輪駆動状態でも登坂可能な路面μの場合に選択される超低速ギヤによる前輪駆動モードである。
デュアルレンジ−Ｌｏｗモードが選択されると、フロントプラネタリギヤ２４のフロントＬＳＤクラッチ２６をフリーとすると共に、フロントベクタリングブレーキクラッチ２９を締結して第１プラネタリキャリヤ２４１とケーシング２８とを固定する。さらに、リヤプラネタリギヤ２５のリヤＬＳＤクラッチ２７をフリーとすると共に、リヤベクタリングブレーキクラッチ３０もフリーとする。
このような車両状況にあっては、図４に示されるように、フロントプラネタリギヤ２４、リヤプラネタリギヤ２５の各歯車の歯数を表のように設定し、リダクションドライブシャフト５の回転数Ｎ１＝１０００とすると、第１プラネタリキャリヤ２４１の回転数Ｎ２＝１０００、第２プラネタリキャリヤ２５１の回転数Ｎ３＝０、リダクションドライブギヤ３２の回転数Ｎ４＝６３６、リヤドライブシャフト１０の回転数Ｎ５＝０が得られ、フロントプラネタリギヤ２４は、ギヤ比１．５７１、速度比０．６３６の減速プラネタリギヤとなると共に、前輪側にのみ駆動トルクが配分される。
これにより、表２に示されるように、自動変速装置４のローギヤ（１速）のギヤ比２．７８５をさらに下回るギヤ比４．３７５の超低速ギヤとしてトランスファ装置９が機能すると共に、後輪の駆動トルクを０とした分、前輪の駆動トルクを１００として前輪駆動重視の設定とすることにより高い駆動力が発揮され、特に勾配のきついアスファルト登坂路や前輪駆動状態でも登坂可能な路面μの場合の登坂能力が向上する。
【００４１】
リヤベクタリングモードは、ワインディング路等での旋回性能向上、高速道路等でのレーンチェンジ性の向上を容易に行う場合に選択される駆動モードである。
リヤベクタリングモードが選択されると、フロントプラネタリギヤ２４のフロントＬＳＤクラッチ２６を締結して、第１プラネタリキャリヤ２４１とリダクションドライブシャフト５とを固定すると共に、フロントベクタリングブレーキクラッチ２９をフリーとする。さらに、リヤプラネタリギヤ２５のリヤＬＳＤクラッチ２７をフリーとすると共に、リヤベクタリングブレーキクラッチ３０を締結して第２プラネタリキャリヤ２５１とケーシング２８とを固定する。
このような車両状況にあっては、図４に示されるように、リダクションドライブシャフト５の回転数Ｎ１＝１０００とすると、第１プラネタリキャリヤ２４１の回転数Ｎ２＝１０００、第２プラネタリキャリヤ２５１の回転数Ｎ３＝１５７１、リダクションドライブギヤ３２の回転数Ｎ４＝１０００、リヤドライブシャフト１０の回転数Ｎ５＝１５７１が得られ、リヤプラネタリギヤ２５は、前輪側の回転数よりも後輪側の回転数を増加させるギヤ比０．６３６、速度比１．５７１の増速プラネタリギヤとなる。
これにより、トランスファ装置９は、前輪側の回転数よりも後輪側の回転数を増加させて後輪を前に出そうとすることで旋回性能を大幅に向上させる機能を発揮する。この場合、基本として４ＷＤであり、前輪側にもトラクションが繋がっているため、常に安定した走行性能が発揮され、車両の挙動変化による不用意なスピンは避けられる。
【００４２】
デュアルレンジ−Ｈｉモードは、リヤベクタリングモードよりも更に旋回性能を引き出したい場合に使用される後輪駆動モードである。
デュアルレンジ−Ｈｉモードが選択されると、フロントプラネタリギヤ２４のフロントＬＳＤクラッチ２６をフリーとすると共に、フロントベクタリングブレーキクラッチ２９もフリーとする。さらに、リヤプラネタリギヤ２５のリヤＬＳＤクラッチ２７をフリーとすると共に、リヤベクタリングブレーキクラッチ３０を締結してプラネタリキャリヤ２５１とケーシング２８とを固定する。
このような車両状況にあっては、図４に示されるように、リダクションドライブシャフト５の回転数Ｎ１＝１０００とすると、第１プラネタリキャリヤ２４１の回転数Ｎ２＝０、第２プラネタリキャリヤ２５１の回転数Ｎ３＝１５７１、リダクションドライブギヤ３２の回転数Ｎ４＝０、リヤドライブシャフト１０の回転数Ｎ５＝１５７１が得られ、リヤプラネタリギヤ２５は、後輪側の回転数を増加させるギヤ比０．６３６、速度比１．５７１の増速プラネタリギヤとなると共に、後輪側にのみ駆動トルクが配分されるようになる。
これにより、トランスファ装置９は、前後の駆動トルクを前輪０：後輪１００に配分する後輪駆動重視の設定となるので、コーナでのアンダステアを減少させ、後輪のトラクションを確保することによって旋回性能を大幅に向上させる機能を発揮する。
【００４３】
ＦＦ５Ａ／Ｔモードは、前輪駆動状態で燃費向上及び安定した走行を行う場合に選択される駆動モードである。
ＦＦ５Ａ／Ｔモードが選択されると、発進時は、上述したデュアルレンジ−Ｌｏｗモードの超低速ギヤ比（４．３７５）にて発進する。車両が発進すると、自動変速装置４が１速から２速に変速する間に、フロントプラネタリギヤ２４のフロントＬＳＤクラッチ２６を締結して、第１プラネタリキャリヤ２４１とリダクションドライブシャフト５とを固定すると共に、フロントベクタリングブレーキクラッチ２９をフリーとする。さらに、リヤプラネタリギヤ２５のリヤＬＳＤクラッチ２７をフリーとすると共に、リヤベクタリングブレーキクラッチ３０もフリーとする。これにより、変速比は通常の自動変速装置４の変速比に切り換わる。
このような車両状況にあっては、図４に示されるように、リダクションドライブシャフト５の回転数Ｎ１＝１０００とすると、第１プラネタリキャリヤ２４１の回転数Ｎ２＝０、プラネタリキャリヤ２５１の回転数Ｎ３＝０、リダクションドライブギヤ３２の回転数Ｎ４＝１０００、リヤドライブシャフト１０の回転数Ｎ５＝０が得られ、フロントプラネタリギヤ２４により前輪側にのみ駆動力が伝達される。
これにより、トランスファ装置９は、表２の上２欄に示されているように、自動変速装置４のローギヤ（１速）のギヤ比２．７８５をさらに下回るギヤ比４．３７５を１速とし、自動変速装置４の１速（ギヤ比２．７８５）を２速、２速（ギヤ比１．５４５）を３速、３速（ギヤ比１．０００）を４速、４速（ギヤ比０．６９４）を５速として機能させ、燃費向上及び安定した走行を行うと共に、後輪の駆動トルクを０とした分、前輪の駆動トルクを１００として前輪駆動重視の設定とすることにより高い駆動力を発揮する。
表２は、トランスファ装置９における各クラッチ、ブレーキの作動の一例を示しており、上２欄が上述したＦＦ５Ａ／Ｔモード、下２欄が後述するＦＲ５Ａ／Ｔモードの場合である。
【００４４】
【表２】
2007168653.tif 000004
【００４５】
ＦＲ５Ａ／Ｔモードは、後輪駆動状態でスポーティ性を望む場合に選択される駆動モードである。
ＦＲ５Ａ／Ｔモードが選択されると、発進時には、フロントプラネタリギヤ２４のフロントＬＳＤクラッチ２６をフリーとすると共に、フロントベクタリングブレーキクラッチ２９もフリーとする。さらに、リヤプラネタリギヤ２５のリヤＬＳＤクラッチ２７を締結して、第２プラネタリキャリヤ２５１とリダクションドライブシャフト５とを固定すると共に、リヤベクタリングブレーキクラッチ３０をフリーとする。
このような車両状況にあっては、図４に示されるように、リダクションドライブシャフト５の回転数Ｎ１＝１０００とすると、第１プラネタリキャリヤ２４１の回転数Ｎ２＝０、第２プラネタリキャリヤ２５１の回転数Ｎ３＝０、リダクションドライブギヤ３２の回転数Ｎ４＝０、リヤドライブシャフト１０の回転数Ｎ５＝１０００が得られ、リヤプラネタリギヤ２５により前輪側にのみ駆動力が伝達される。
そして、自動変速装置４が４速に変速すると、リヤプラネタリギヤ２５のリヤＬＳＤクラッチ２７をフリーとすると共に、リヤベクタリングブレーキクラッチ３０を締結して第２プラネタリキャリヤ２５１とケーシング２８とを固定する。すると、リヤプラネタリギヤ２５は、後輪側の回転数を増加させるギヤ比０．６３６、速度比１．５７１の増速プラネタリギヤとなる。
これにより、トランスファ装置９は、表２の下２欄に示されているように、自動変速装置４の４速（ギヤ比０．６９４）に加えて、４速をギヤ比０．４４１の５速として機能するので、Ａ／Ｔ多段化によるＦＲ駆動のスポーティ性（動力性能）が向上する。
【００４６】
なお、ＥＣＵ３７に複数の駆動モードを予め記憶格納させるように構成したが、これに限定されるものではなく、上述した複数の駆動モードのなかから１つを選択する駆動モード切換スイッチを設けるようにしてもよい。そして、この駆動モード切換スイッチに従ってＥＣＵ３７を作動させるように構成することも可能である。
【００４７】
以上述べたように本発明によれば、走行状態に応じて制御部３１がフロントＬＳＤクラッチ２６、リヤＬＳＤクラッチ２７、フロントベクタリングブレーキクラッチ２９及びリヤベクタリングブレーキクラッチ３０を各個別に動作制御すると、トランスファ装置９は、直結４ＷＤから前輪９９：後輪１〜前輪１：後輪９９の範囲内でトルク配分制御を行う機能に加えて、自動変速装置４の１速のギヤ比をさらに下回るギヤ比の超低速ギヤとして機能させると共に前輪１００：後輪０にトルク配分を行う前輪駆動重視の機能、基本的に４ＷＤでありながら前輪側の回転数よりも後輪側の回転数を増加させて後輪を前に出そうとすることで旋回性能を大幅に向上させる機能、前輪０：後輪１００にトルク配分を行う後輪駆動重視の機能、前輪１００：後輪０にトルク配分を行い、且つ自動変速装置４を多段化させる機能、前輪０：後輪１００にトルク配分を行い、且つ自動変速装置４を多段化させる機能を発揮する。これにより、４ＷＤのパワートレイン１００の見直しやコスト上昇、重量増加という問題を発生させることなく、商品価値を高めるためにトランスファ装置４に多機能の駆動方式を低コストに具備させることができる。しかも、径方向を非常にコンパクトに構成でき、現行生産品のフロアトンネルをそのまま用いることができるうえ、他機種と部品共用化でき、多彩なギヤ比のレイアウトが可能である。その結果、トランスファ構造を大幅に変更することなく、１機構で多機能の駆動方式を得ることが可能な４輪駆動車の前後輪駆動力配分装置を提供することができる。
【００４８】
また、本発明によれば、フロントプラネタリギヤ２４のプラネタリ芯間は、リヤプラネタリギヤ２５のプラネタリ芯間よりも大であるため、リヤプラネタリギヤ２５からリダクションドライブシャフト５にかかる負荷が軽減される。これにより、トランスファ装置９の入力軸としてのリダクションドライブシャフト５にフロントプラネタリギヤ２４びリヤプラネタリギヤ２５を並列して設けても、リダクションドライブシャフト５の構造を大幅に変更する必要はなく、既存のリダクションドライブシャフト５をほとんどそのまま用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係る前後輪駆動力配分装置が組み込まれた４ＷＤシステムの断面図である。
【図２】同例における前後輪駆動力配分装置の断面図である。
【図３】図１のスケルトン図である。
【図４】フロントプラネタリギヤ、リヤプラネタリギヤの作用を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
４    自動変速装置
５    リダクションドライブシャフト（前後輪駆動力配分装置の入力軸）
６    ドライブピニオンシャフト（前輪側駆動力伝達軸）
９    トランスファ装置（前後輪駆動力配分装置）
１０  リヤドライブシャフト
２４  フロントプラネタリギヤ
２４１    第１プラネタリキャリヤ
２４Ｃ１  第１ピニオンギヤ
２４Ｃ２  第２ピニオンギヤ
２４Ｓ１  第１サンギヤ
２４Ｓ２  第２サンギヤ
２５  リヤプラネタリギヤ
２５１    第２プラネタリキャリヤ
２５Ｃ３  第３ピニオンギヤ
２５Ｃ４  第４ピニオンギヤ
２５Ｓ３  第３サンギヤ
２５Ｓ４  第４サンギヤ
２６  フロントＬＳＤクラッチ（第１の締結手段）
２７  リヤＬＳＤクラッチ（第２の締結手段）
２８  ケーシング
２９  フロントベクタリングブレーキクラッチ（第３の締結手段）
３０  リヤベクタリングブレーキクラッチ（第４の締結手段）
３１  制御部（制御手段）
３７  ＥＣＵ
１００  ４ＷＤシステムのパワートレイン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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