JP2013060147A - 四輪駆動車 - Google Patents

Abstract

【課題】二輪駆動および四輪駆動を切替える切替クラッチとしてツーウェイクラッチを用いた場合に四輪駆動走行時のツーウェイクラッチのハンチングを防止できる四輪駆動車を提供する。
【解決手段】四輪駆動状態と二輪駆動状態とを切替可能な切替クラッチ４３と、後輪１０Ｌ、１０Ｒとリヤドライブギヤ６の間で動力を伝達および遮断可能な断続クラッチ７、８とを備え、切替クラッチ４３が、出力部材４１に連結された内輪と、トランスファリングギヤ４２に連結された外輪と、内輪と外輪の間に設けられたローラ４６と、ローラ４６を保持する保持器とを含み、内輪の回転速度が外輪の回転速度より速いとき、ローラ４６が楔に噛み込むことにより四輪駆動状態に切替えられ、四輪駆動走行時、断続クラッチ７、８を伝達状態に切替えるとともに、切替クラッチ４３が四輪駆動状態に維持されるよう内輪の回転速度を外輪の回転速度より速くなるように設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、四輪駆動車に関し、特に二輪駆動および四輪駆動を切替える切替クラッチとしてツーウェイクラッチを用いた四輪駆動車に関する。

四輪駆動車には、車両の走行状態に応じて二輪駆動および四輪駆動を切替可能なものがある。従来、この種の四輪駆動車では、二輪駆動走行時に、エンジンのトルクが伝達されない従駆動輪（例えば、後輪）が路面からのトルクを受けてプロペラシャフト等の伝達部材を回転させてしまう。このため、二輪駆動走行時には、従駆動輪側の伝達部材の回転により駆動ロスが生じ、燃費向上の妨げとなっていた。

そこで、近年、このような駆動ロスを抑制する四輪駆動車として、二輪駆動走行時にプロペラシャフトを従駆動輪である後輪から切り離すことにより、後輪からのトルクがプロペラシャフトに伝達されないようにした四輪駆動車が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の四輪駆動車は、トランスファ内に設けられ、二輪駆動および四輪駆動を切替可能な切替クラッチと、後輪側の左右ドライブシャフトとプロペラシャフトとの間の動力伝達経路上に設けられ、左右後輪とプロペラシャフトとの間の動力伝達を遮断あるいは接続可能な一対の多板クラッチとを備えている。したがって、この四輪駆動車にあっては、二輪駆動走行時、一対の多板クラッチを遮断状態とすることにより、一対の多板クラッチと切替クラッチとの間のプロペラシャフトを含む伝達部材の回転を停止させることができる。これにより、従来生じていた二輪駆動走行時の駆動ロスが軽減される。

ところで、上述の四輪駆動車では、切替クラッチとして、主駆動系の回転部材と従駆動系の回転部材とを軸方向移動可能なスリーブにより係合または非係合させて二輪駆動および四輪駆動を切替えるものを用いている。切替クラッチとしては、スリーブを用いたものの他、例えば中立空転状態および両方向の駆動状態をとり得るいわゆるツーウェイクラッチを用いることもできる。このようなツーウェイクラッチとしては、主駆動系の回転部材に連結され、正多角形状のカム面を有する内輪と、従駆動系の回転部材に連結された外輪と、内輪のカム面と外輪との間に配置された複数のローラと、このローラを保持する保持器とを含んで構成されたものがある。このツーウェイクラッチは、主駆動系の回転部材と従駆動系の回転部材との間の回転差に応じて、保持器とカム面の位相を切替える。これにより、このツーウェイクラッチは、ローラが外輪に接触しない中立空転状態、内輪と外輪の間でローラを介して動力伝達がなされ、回転方向に応じて伝達状態の異なる駆動状態のいずれかを形成する。このようなツーウェイクラッチを切替クラッチとして用いた場合、中立空転状態では主駆動系の回転部材と従駆動系の回転部材との間でトルクの伝達がなされず、駆動状態ではそれら回転部材間でトルクの伝達がなされる。したがって、四輪駆動走行時、ツーウェイクラッチは駆動状態に切替えられる。

また、このようなツーウェイクラッチには、電磁石をさらに設け、電磁石の通電電流を制御することによって遮断状態および駆動状態を任意に切替可能なものもある。

特開２０１０−７７８３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の四輪駆動車にあっては、切替クラッチとして前述のツーウェイクラッチを用いると、特に四輪駆動走行時に次のような問題が生ずる。すなわち、ツーウェイクラッチは、例えば外輪と内輪との間に回転差が生じると、内輪と保持器との間に位相差が発生する。この位相差により、ツーウェイクラッチは、外輪と内輪の間の楔にローラが噛み込み、内輪と外輪との間でトルクを伝達することが可能となる。ところが、前輪および後輪の回転速度が略同じ四輪駆動走行時、タイヤ径の僅かな違いや路面状況等により外輪と内輪との間の回転差に変化が生ずると、ローラが楔から外れて一時的に中立空転状態あるいは逆方向の駆動状態となり得る。このため、従来の四輪駆動車にあっては、切替クラッチとして前述のツーウェイクラッチを用いると、特に四輪駆動走行時にツーウェイクラッチが遮断状態と駆動状態とを繰り返すハンチングを生ずるおそれがある。

本発明は、上述のような従来の問題に鑑みてなされたもので、二輪駆動および四輪駆動を切替える切替クラッチとしてツーウェイクラッチを用いた場合であっても四輪駆動走行時のツーウェイクラッチのハンチングを防止することができる四輪駆動車を提供することを目的とする。

本発明に係る四輪駆動車は、上記目的達成のため、（１）駆動力源に連結された第１の動力伝達手段と、前記第１の動力伝達手段に連結された一対の主駆動輪と、前記第１の動力伝達手段に連結された第２の動力伝達手段と、前記第２の動力伝達手段に連結された一対の従駆動輪と、前記第１の動力伝達手段と前記第２の動力伝達手段との連結部分に配置され、前記第１の動力伝達手段から前記第２の動力伝達手段に駆動力を伝達する四輪駆動状態と前記駆動力の伝達を遮断する二輪駆動状態とを切替可能な切替クラッチと、前記第２の動力伝達手段と前記一対の従駆動輪との間に設けられ、前記一対の従駆動輪と前記第２の動力伝達手段との間で動力を伝達する伝達状態と前記動力の伝達を遮断する遮断状態とを切替可能な動力断続装置と、を備え、前記切替クラッチは、前記第１の動力伝達手段に連結され、外周面に複数のカム面が形成された内輪部材と、前記第２の動力伝達手段に連結された外輪部材と、前記内輪部材と前記外輪部材との間に設けられた転動部材と、前記転動部材を保持する保持部材とを含み、前記内輪部材の回転速度が前記外輪部材の回転速度より速いとき、前記内輪部材と前記外輪部材との間の回転速度差に応じて前記転動部材が前記カム面と前記外輪部材の内周面とで形成された楔に噛み込むことにより、前記転動部材を介して前記内輪部材と前記外輪部材との間で駆動力が伝達される前記四輪駆動状態に切替えられ、四輪駆動走行時、前記動力断続装置を伝達状態に切替えるとともに、前記切替クラッチが前記四輪駆動状態に維持されるよう前記内輪部材の回転速度を前記外輪部材の回転速度より速くなるように設定した構成を有する。

この構成により、本発明に係る四輪駆動車は、四輪駆動走行時に切替クラッチが四輪駆動状態に維持されるよう内輪部材の回転速度を外輪部材の回転速度より速くなるように設定した。例えば、前輪および後輪の回転速度が略同じ四輪駆動の直進走行時、外輪部材の回転速度が内輪部材の回転速度を超えないようにした。

このため、本発明に係る四輪駆動車は、四輪駆動走行中に、タイヤ径の僅かな違いや路面状況等により外輪部材と内輪部材との間の回転速度差に変化が生じても、転動部材が楔に噛み込んだ状態を維持することができる。すなわち、転動部材が楔から抜け、切替クラッチが一時的に二輪駆動状態に切替えられることを防止することができる。したがって、本発明に係る四輪駆動車は、四輪駆動走行中に切替クラッチが四輪駆動状態と二輪駆動状態とを繰り返すハンチングを防止することができる。この結果、本発明に係る四輪駆動車は、切替クラッチのハンチングに起因したショックを低減することができる。

また、本発明に係る四輪駆動車は、上記（１）に記載の四輪駆動車において、（２）前記第２の動力伝達手段は、前記外輪部材に連結された第１のギヤと、前記第１のギヤと噛み合う第２のギヤと、前記動力断続装置を介して前記一対の従駆動輪に連結された第３のギヤと、前記第３のギヤと噛み合う第４のギヤと、前記第２のギヤと前記第４のギヤとを連結する回転軸とを有し、前記第１のギヤと前記第２のギヤとの間のギヤ比が、前記第４のギヤと前記第３のギヤとの間のギヤ比よりも大きなギヤ比に設定されている構成を有する。

この構成により、本発明に係る四輪駆動車は、第１のギヤと第２のギヤとの間のギヤ比が第４のギヤと第３のギヤとの間のギヤ比よりも大きなギヤ比に設定されている。このため、例えば直進走行時に二輪駆動から四輪駆動に切替える際には、従駆動輪の駆動力を受けて回転する外輪部材の回転速度が主駆動輪と同一の回転速度で回転する内輪部材の回転速度よりも遅くなっている。したがって、外輪部材と内輪部材の回転速度差に応じて切替クラッチが四輪駆動状態に切替えられるとともに、四輪駆動状態切替後は上記のような回転速度差に基づき切替クラッチが四輪駆動状態に維持される。この結果、本発明に係る四輪駆動車は、四輪駆動走行時の切替クラッチのハンチングを防止することができる。

また、本発明に係る四輪駆動車は、上述のようなギヤ比の関係に設定したので、四輪駆動走行時は第１のギヤに対して第３のギヤを増速させることができる。このため、四輪駆動走行時は、主駆動輪および従駆動輪の回転速度に対して第３のギヤの回転速度を速くすることができる。したがって、四輪駆動走行の旋回時は、動力断続装置の伝達トルクを増大させることにより、一対の従駆動輪のうち、旋回外輪の回転速度を最高で第３のギヤの回転速度まで増速させることができる。

また、本発明に係る四輪駆動車は、上記（１）または（２）に記載の四輪駆動車において、（３）前記動力断続装置は、一方の従駆動輪と前記第２の動力伝達手段との間および他方の従駆動輪と前記第２の動力伝達手段との間にそれぞれ配置されるとともに、前記第２の動力伝達手段と前記一対の従駆動輪との間の伝達トルクを走行状態に応じて変更可能に構成され、四輪駆動走行の旋回時、前記一対の従駆動輪のうち、旋回外輪側に配置された一方の動力断続装置の伝達トルクを旋回内輪側に配置された他方の動力断続装置の伝達トルクに比べて増大させる構成を有する。

この構成により、本発明に係る四輪駆動車は、四輪駆動走行の旋回時、一対の従駆動輪のうち、旋回外輪側に配置された一方の動力断続装置の伝達トルクを旋回内輪側に配置された他方の動力断続装置の伝達トルクに比べて増大させる。このため、四輪駆動走行の旋回時は、旋回外輪の回転速度を最高で第３のギヤの回転速度まで増速させることができる。したがって、本発明に係る四輪駆動車は、四輪駆動走行の旋回時の操縦性を従来と比較して向上させることができる。また、従駆動輪側に差動装置を設けなくとも旋回時の操縦正を向上させることができるので、従駆動輪側の機構を小型化することができる。

また、本発明に係る四輪駆動車は、上記（３）に記載の四輪駆動車において、（４）前
係記動力断続装置は、前記切替クラッチが四輪駆動状態とされているとき、走行中の前記伝達トルクに対して発進時の前記伝達トルクを増大させる構成を有する。

この構成により、本発明に係る四輪駆動車は、切替クラッチが四輪駆動状態とされているとき、動力断続装置が走行中の伝達トルクに対して発進時の伝達トルクを増大させる。このため、発進時は、従駆動輪に伝達される駆動力源の駆動力を走行中に比べて増大させることができる。したがって、本発明に係る四輪駆動車は、発進時のトラクション機能を向上させることもできる。

本発明によれば、二輪駆動および四輪駆動を切替える切替クラッチとしてツーウェイクラッチを用いた場合であっても四輪駆動走行時のツーウェイクラッチのハンチングを防止することができる四輪駆動車を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る切替クラッチの一部断面図である。 本発明の実施の形態に係る切替クラッチの作用を説明する図であって、（ａ）は、遮断状態を示し、（ｂ）は、正駆動状態を示し、（ｃ）は、逆駆動状態を示す。 本発明の実施の形態に係る断続クラッチの断面図である。 本発明の実施の形態に係るボール・カム機構の概略図であって、（ａ）は、ボール・カム機構の簡易拡大図であり、（ｂ）は、ボール・カム機構の非作動時を示し、（ｃ）は、ボール・カム機構の作動時を示す。 本発明の実施の形態に係る四輪駆動車の走行状態に応じた各クラッチ、各ユニットの駆動状態および効果を示す表である。

以下、本発明の実施の形態に係る四輪駆動車について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、四輪駆動車１は、フロントエンジン・フロントドライブ形式を基本とし、走行状態に応じて前輪二輪駆動と四輪駆動とを切替可能な四輪駆動車である。四輪駆動車１は、駆動力源としてのエンジン２と、トランスアクスル３と、トランスファ４と、プロペラシャフト５と、リヤドライブギヤ６と、動力断続装置としての左右一対の断続クラッチ７、８と、左右一対の前輪９Ｌ、９Ｒと、左右一対の後輪１０Ｌ、１０Ｒと、を備えている。さらに、四輪駆動車１は、四輪駆動車１全体を制御するための車両用電子制御装置としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００を備えている。駆動力源としては、エンジン２等の内燃機関に限らず、電動モータであってもよいし、電動モータと内燃機関を併用したものであってもよい。

トランスアクスル３は、デフケース３１ａを有するフロントディファレンシャル３１を備えている。フロントディファレンシャル３１は、エンジン２に連結されるとともに、前輪９Ｌ、９Ｒおよびトランスファ４に接続されている。トランスアクスル３は、エンジン２が発生した駆動力（以下、トルクという）を四輪駆動車１の走行状態に応じた変速比の回転速度に変換するようになっている。トランスアクスル３によって回転速度が変換されたエンジン２のトルクは、フロントディファレンシャル３１を介して前輪９Ｌ、９Ｒおよびトランスファ４に伝達されるようになっている。

前輪９Ｌ、９Ｒは、フロントディファレンシャル３１に連結されている。前輪９Ｌ、９Ｒは、エンジン２からフロントディファレンシャル３１を介して伝達されたトルクで駆動されるようになっている。

トランスファ４は、デフケース３１ａに一体回転可能に連結された出力部材４１と、出力部材４１に連結されたトランスファリングギヤ４２と、出力部材４１とトランスファリングギヤ４２との連結部分に配置された切替クラッチ４３とを備えている。

トランスファリングギヤ４２は、プロペラシャフト５のドリブンピニオンギヤ５ａと噛み合っている。出力部材４１は、フロントディファレンシャル３１を介してエンジン２に連結されている。本実施の形態におけるフロントディファレンシャル３１および出力部材４１は、本発明に係る第１の動力伝達部材を構成する。

切替クラッチ４３は、出力部材４１からトランスファリングギヤ４２にトルクを伝達する四輪駆動状態と、出力部材４１からトランスファリングギヤ４２へのトルクの伝達を遮断する二輪駆動状態とを切替可能に構成されている。切替クラッチ４３の詳細な構成については、後述する。このように構成されたトランスファ４は、トランスアクスル３から出力されたトルクを直角に変更してプロペラシャフト５に伝達するようになっている。

プロペラシャフト５は、前端部に固定されたドリブンピニオンギヤ５ａと、後端部に固定されたドライブピニオンギヤ５ｂとを備えている。ドライブピニオンギヤ５ｂは、リヤドライブギヤ６と噛み合っている。本実施の形態におけるトランスファリングギヤ４２、プロペラシャフト５およびリヤドライブギヤ６は、本発明に係る第２の動力伝達部材を構成する。

後輪１０Ｌ、１０Ｒは、リヤドライブギヤ６に連結されている。トランスファ４からプロペラシャフト５に伝達されたトルクは、リヤドライブギヤ６を介して後輪１０Ｌ、１０Ｒに伝達されるようになっている。

本実施の形態では、エンジン２からのトルクが直接伝達される前輪９Ｌ、９Ｒを主駆動輪とし、エンジン２からのトルクがトランスファ４を介して伝達される後輪１０Ｌ、１０Ｒを従駆動輪とする。

断続クラッチ７は、後輪１０Ｌとリヤドライブギヤ６との間に配置され、断続クラッチ８は、後輪１０Ｒとリヤドライブギヤ６との間に配置されている。断続クラッチ７、８は、後輪１０Ｌ、１０Ｒとリヤドライブギヤ６との間で動力を伝達する伝達状態と、後輪１０Ｌ、１０Ｒとリヤドライブギヤ６との間の動力の伝達を遮断する遮断状態とを切替可能に構成されている。また、断続クラッチ７、８は、伝達状態においてリヤドライブギヤ６と後輪１０Ｌ、１０Ｒとの間で伝達されるトルク（以下、伝達トルクという）を走行状態に応じて変更可能に構成されている。断続クラッチ７、８の詳細な構成については、後述する。

ＥＣＵ１００は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（登録商標：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）および入出力インターフェース回路（Ｉ／Ｆ）を備え、四輪駆動車１の制御を統括するようになっている。

ＥＣＵ１００には、加速度センサ１０１、車輪速センサ１０２、舵角センサ１０３およびヨーレートセンサ１０４等の各種センサが接続されている。加速度センサ１０１は、四輪駆動車１の加速度を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。車輪速センサ１０２は、前輪９Ｌ、９Ｒ、後輪１０Ｌ、１０Ｒの各車輪に設けられ、これら各車輪の回転速度を検出し、この検出結果をＥＣＵ１００に出力する。舵角センサ１０３は、図示しないステアリングの操舵角を検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。ヨーレートセンサ１０４は、四輪駆動車１のヨーレートを検出し、その検出結果をＥＣＵ１００に出力する。

ＥＣＵ１００は、車輪速センサ１０２の検出結果に基づき、例えば主駆動輪である前輪９Ｌ、９Ｒがスリップしているか否かを判定することができる。また、ＥＣＵ１００は、舵角センサ１０３の検出結果に基づき、例えば四輪駆動車１が左方向および右方向のいずれの方向に旋回しているかを判別することができる。さらに、ＥＣＵ１００は、加速度センサ１０１およびヨーレートセンサ１０４の検出結果に基づき、例えば四輪駆動車１が加速しながら旋回する旋回加速状態か否かを判定することができる。

また、ＥＣＵ１００は、切替クラッチ４３および断続クラッチ７、８と接続されており、前述した各種センサからの入力情報に基づき、切替クラッチ４３および断続クラッチ７、８を駆動するようになっている。例えば、ＥＣＵ１００は、加速度センサ１０１、車輪速センサ１０２、舵角センサ１０３およびヨーレートセンサ１０４の検出結果に基づき、四輪駆動走行が必要であると判断される場合、例えば直進走行時に加速要求があった場合や発進時等の場合には、切替クラッチ４３が四輪駆動状態となるよう切替クラッチ４３を駆動する。具体的には、ＥＣＵ１００は、後述する電磁コイル４８への通電を行う。

一方、ＥＣＵ１００は、加速度センサ１０１、車輪速センサ１０２、舵角センサ１０３およびヨーレートセンサ１０４の検出結果に基づき、四輪駆動走行が必要でないと判断される場合、例えば市街地走行等の定常走行時や加速度が比較的小さい発進時（緩加速の発進時）等の場合には、切替クラッチ４３が二輪駆動状態となるよう切替クラッチ４３の駆動を停止する。具体的には、ＥＣＵ１００は、後述する電磁コイル４８への通電を停止、あるいは通電を行わないようにする。

また、ＥＣＵ１００は、加速度センサ１０１、車輪速センサ１０２、舵角センサ１０３およびヨーレートセンサ１０４の検出結果に基づき、四輪駆動に切替えられた場合には、断続クラッチ７、８が伝達状態となるよう断続クラッチ７、８を駆動する。具体的には、ＥＣＵ１００は、後述する断続クラッチ７の電磁コイル７６および断続クラッチ８の電磁コイルへの通電を行う。ここで、例えば二輪駆動から四輪駆動に切替える場合、ＥＣＵ１００は、まず断続クラッチ７、８を伝達状態とする。これにより、後述するように二輪駆動走行時に回転停止していたトランスファリングギヤ４２、プロペラシャフト５およびリヤドライブギヤ６が回転することとなる。その後、ＥＣＵ１００は、トランスファリングギヤ４２の回転がある程度引き上げられた段階で切替クラッチ４３の電磁コイル４８への通電を行う。これにより切替クラッチ４３は、出力部材４１とトランスファリングギヤ４２との間の回転速度差に応じて後述するローラ４６が楔に噛み込み、四輪駆動状態に切替えられる。このとき、上述したようにトランスファリングギヤ４２の回転が引き上げられているので、ローラ４６が楔に噛み込む際のショック等が軽減される。

一方で、ＥＣＵ１００は、加速度センサ１０１、車輪速センサ１０２、舵角センサ１０３およびヨーレートセンサ１０４の検出結果に基づき、二輪駆動走行に切替えられた場合には、断続クラッチ７、８が遮断状態となるよう断続クラッチ７、８の駆動を停止する。具体的には、ＥＣＵ１００は、後述する断続クラッチ７の電磁コイル７６および断続クラッチ８の電磁コイルへの通電を停止する。

さらに、ＥＣＵ１００は、四輪駆動走行時に旋回加速状態と判定された場合には、後輪１０Ｌ、１０Ｒのうち、旋回外輪となる車輪の回転速度を増速させるよう断続クラッチ７、８の伝達トルクを制御する。

次に、図２、図３（ａ）〜図３（ｃ）を用いて、切替クラッチ４３の詳細な構成および作用について説明する。

図２に示すように、切替クラッチ４３は、正逆両方向への駆動と空転とを切替可能とし、遮断状態、正駆動状態および逆駆動状態の３つの伝達状態をとり得る、いわゆるツーウェイクラッチで構成されている。

切替クラッチ４３は、内輪部材としての内輪４４と、外輪部材としての外輪４５と、転動部材としてのローラ４６と、保持部材としての保持器４７とを含んで構成されている。

内輪４４は、出力部材４１に連結され、外周面に複数のカム面４４ａが形成されている。外輪４５は、内輪４４の径方向外方に配置され、トランスファリングギヤ４２（図１参照）に連結されている。ローラ４６は、内輪４４と外輪４５との間に周方向に亘って複数設けられている。保持器４７は、複数のローラ４６を周方向に等間隔で保持するようになっている。

また、切替クラッチ４３は、電磁コイル４８（図１参照）と、電磁コイル４８により磁気吸引される図示しないアーマチュアと、スイッチばね４９とを有している。電磁コイル４８は、ＥＣＵ１００に接続されており、通電により駆動するようになっている。保持器４７は、電磁コイル４８が通電されていないときはスイッチばね４９を介して内輪４４に連結している。一方で、保持器４７は、電磁コイル４８が通電されアーマチュアが磁気吸引されると、外輪４５に連結されるようになっている。

図３（ａ）に示すように、切替クラッチ４３は、電磁コイル４８が通電されていないときにはスイッチばね４９により、各ローラ４６が対応する各カム面４４ａの周方向中央に保持されるようになっている。このとき、ローラ４６の径がカム面４４ａの周方向中央と外輪４５の内周面との間の間隔よりも小さいため、ローラ４６が外輪４５と接触しないようになっている。したがって、切替クラッチ４３は、内輪４４および外輪４５が独立して回転（空転）し、内輪４４と外輪４５との間でトルクの伝達を行わない遮断状態とされる。すなわち、切替クラッチ４３は、二輪駆動状態とされる。

一方、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すように、切替クラッチ４３は、電磁コイル４８が通電されると、保持器４７が外輪４５とともに同方向に回転する。このとき、内輪４４と外輪４５との間に回転差が生じていると、内輪４４と保持器４７との間に位相差が発生する。これにより、ローラ４６が、スイッチばね４９の付勢力に抗してカム面４４ａの周方向両端部と外輪４５の内周面とによって形成された楔に移動し、この楔に噛み込む。ローラ４６が楔に噛み込むことにより、ローラ４６を介して内輪４４と外輪４５との間でトルクの伝達が可能となる。すなわち、切替クラッチ４３は、四輪駆動状態に切替えられる。

ここで、図３（ｂ）に示すように、内輪４４の回転速度が外輪４５の回転速度よりも速いときは、内輪４４と外輪４５との間の回転速度差に応じてローラ４６が図中、矢印方向に移動し、一方の楔に噛み込むようになっている。これにより、切替クラッチ４３は、正駆動状態となる。なお、後進時は、ローラ４６の移動方向が図３（ｂ）に示す方向と逆方向になる。

他方、図３（ｃ）に示すように、外輪４５の回転速度が内輪４４の回転速度よりも速いと、ローラ４６が図中、矢印方向に移動し、他方の楔に噛み込むようになっている。これにより、切替クラッチ４３は、逆駆動状態となる。

本実施の形態では、特に前輪９Ｌ、９Ｒおよび後輪１０Ｌ、１０Ｒの回転速度が略同一の四輪駆動の直進走行時は、切替クラッチ４３は図３（ｂ）に示す正駆動状態となる。

次に、図４、図５を用いて、断続クラッチ７、８の詳細な構成および作用について説明する。本実施の形態の断続クラッチ７、８は、左右対称に配置されるが、構成は同様である。したがって、本実施の形態では、断続クラッチ７を例に説明し、断続クラッチ８の説明を省略する。

断続クラッチ７としては、例えば湿式多板クラッチを用いることができる。本実施の形態では、図１に示すリヤドライブギヤ６と後輪１０Ｌとの間の伝達トルクを電子制御により変更可能ないわゆる電子制御カップリング装置を断続クラッチ７として用いた。

図４に示すように、断続クラッチ７は、アウタケース７１と、インナシャフト７２と、リヤカバー７３と、クラッチ機構７４と、アーマチュア７５と、電磁コイル７６とを備えている。ここで、アウタケース７１とインナシャフト７２とリヤカバー７３とで画成された空間には、オイルが満たされている。

アウタケース７１は、後輪１０Ｌ（図１参照）に連結されるとともに、軸受１７ａを介してハウジング７０に回転可能に支持されている。ハウジング７０は、電磁コイル７６に接続される給電ケーブル７６ａを保持している。ハウジング７０は、図示していないが、四輪駆動車１（図１参照）の車体に固定されている。

インナシャフト７２は、アウタケース７１内にアウタケース７１と同軸で、かつリヤドライブギヤ６（図１参照）に連結されている。インナシャフト７２は、軸受１７ｂを介してアウタケース７１に対して相対回転可能に支持されている。また、インナシャフト７２は、パイロットクラッチ側カム部材２１を回転可能に支持している。

リヤカバー７３は、インナシャフト７２が貫通するよう構成されている。リヤカバー７３は、磁性体である外周部７３ａと、同じく磁性体である内周部７３ｂとを含んで構成されている。

リヤカバー７３の外周部７３ａには、環状溝７３ｄが形成されている。この環状溝７３ｄには、Ｏリング７８が挿入される。これにより、リヤカバー７３は、アウタケース７１に液密状態で嵌合固定される。

リヤカバー７３の内周部７３ｂには、環状溝７３ｅが形成されている。この環状溝７３ｅには、Ｘリング７９が挿入される。これにより、インナシャフト７２は、リヤカバー７３に対して液密状態で相対的に回転できるようになっている。

また、リヤカバー７３は、後方に開口した円筒状の凹部７３ｆを有する。この凹部７３ｆには、同心円状の電磁コイル７６およびヨーク２０が配置される。電磁コイル７６およびヨーク２０は、ハウジング７０とともに四輪駆動車１（図１参照）の車体に固定されている。リヤカバー７３は、軸受１７ｃを介してヨーク２０に回転可能に結合されている。

クラッチ機構７４は、パイロットクラッチ５０と、メインクラッチ６０と、ボール・カム機構９０とを備えている。

パイロットクラッチ５０は、パイロットインナクラッチ板５１と、パイロットアウタクラッチ板５２とを有している。パイロットインナクラッチ板５１は、パイロットクラッチ側カム部材２１の外周部にスプライン結合され、パイロットクラッチ側カム部材２１に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。パイロットアウタクラッチ板５２は、アウタケース７１の内周部にスプライン結合され、アウタケース７１に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。パイロットインナクラッチ板５１とパイロットアウタクラッチ板５２は、軸線方向に交互に配置されている。

このように構成されたパイロットクラッチ５０は、パイロットインナクラッチ板５１とパイロットアウタクラッチ板５２とを摩擦係合および解放するよう作動し、アウタケース７１とパイロットクラッチ側カム部材２１との間のトルクの伝達と非伝達を行うようになっている。

メインクラッチ６０は、軸線方向に交互に配置されたメインインナクラッチ板６１とメインアウタクラッチ板６２とを有している。

メインインナクラッチ板６１は、インナシャフト７２の外周部にスプライン結合され、インナシャフト７２に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。メインアウタクラッチ板６２は、アウタケース７１の内周部にスプライン結合され、アウタケース７１に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。

このように構成されたメインクラッチ６０は、メインインナクラッチ板６１とメインアウタクラッチ板６２とを摩擦係合および解放するよう作動し、アウタケース７１とインナシャフト７２との間のトルクの伝達と非伝達を行うようになっている。ここで、アウタケース７１とインナシャフト７２との間で伝達されるトルクは、上述した伝達トルクに相当する。

ボール・カム機構９０は、パイロットクラッチ側カム部材２１と、このパイロットクラッチ側カム部材２１に対向するメインクラッチ側カム部材２４と、パイロットクラッチ側カム部材２１およびメインクラッチ側カム部材２４間に保持されたカムボール２６とを有している。

パイロットクラッチ側カム部材２１は、インナシャフト７２に回転可能に支持されている。メインクラッチ側カム部材２４は、インナシャフト７２にスプライン結合され、インナシャフト７２に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。

図５（ａ）に示すように、パイロットクラッチ側カム部材２１およびメインクラッチ側カム部材２４には、それぞれ円弧状の凹部が形成されており、これらの凹部にカムボール２６が配置されている。パイロットクラッチ側カム部材２１とメインクラッチ側カム部材２４とは、カムボール２６を介してボールカム結合されており、パイロットクラッチ側カム部材２１のトルクをメインクラッチ側カム部材２４によるメインクラッチ６０の作動力に変換するようになっている。

図４に示すように、アーマチュア７５は、パイロットクラッチ５０とメインクラッチ６０の間に配置されるとともに、アウタケース７１の内周部にスプライン結合されている。したがって、アーマチュア７５は、アウタケース７１に対して軸方向に移動可能、かつ一体回転可能に構成されている。また、アーマチュア７５は、電磁コイル７６が発生させる磁力により磁気吸引されるようになっている。

電磁コイル７６は、凹部７３ｆに配置されるとともに、ＥＣＵ１００に接続されている。電磁コイル７６は、通電によりアーマチュア７５を磁気吸引してパイロットクラッチ５０を作動するようになっている。つまり、電磁コイル７６が通電状態にあるときには、ヨーク２０、リヤカバー７３の外周部７３ａ、アーマチュア７５およびリヤカバー７３の内周部７３ｂに磁束回路が形成され、アーマチュア７５が磁気吸引される。電磁コイル７６への通電により、パイロットクラッチ５０が作動する。

次に、図４および図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、断続クラッチ７の動作について説明する。なお、図５（ｂ）および図５（ｃ）は、それぞれ図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

電磁コイル７６が非通電状態であるときは、アーマチュア７５は、電磁コイル７６により磁気吸引されないので、アウタケース７１、パイロットインナクラッチ板５１およびパイロットアウタクラッチ板５２が非摩擦係合している状態となる。すなわち、パイロットクラッチ５０は解放状態となる。このため、アウタケース７１のトルクは、パイロットクラッチ側カム部材２１に伝達されないので、メインクラッチ６０も解放状態となる。したがって、アウタケース７１のトルクは、インナシャフト７２に伝達されない。

一方、電磁コイル７６が通電されたときは、電磁コイル７６が発生する磁力は、ヨーク２０、リヤカバー７３の外周部７３ａおよびリヤカバー７３の内周部７３ｂを介して、アーマチュア７５に作用される。このため、アーマチュア７５は、電磁コイル７６の方向（図４の右方向）に磁気吸引される。アーマチュア７５の磁気吸引により、アウタケース７１、パイロットアウタクラッチ板５２およびパイロットインナクラッチ板５１が互いに摩擦係合して、パイロットクラッチ５０が摩擦係合状態になる。

アウタケース７１が回転している場合、パイロットクラッチ５０が摩擦係合状態になると、アウタケース７１のトルクがパイロットクラッチ側カム部材２１に伝達され、パイロットクラッチ側カム部材２１が回転する。このとき、まだメインクラッチ側カム部材２４が回転していないので、パイロットクラッチ側カム部材２１とメインクラッチ側カム部材２４の間で回転速度差が発生する。これにより、パイロットクラッチ側カム部材２１とメインクラッチ側カム部材２４の間に挟持されているカムボール２６は、メインクラッチ側カム部材２４の凹部のカム面に沿って移動する。この移動に伴い、カムボール２６は、パイロットクラッチ側カム部材２１とメインクラッチ側カム部材２４の間の間隔を押し広げる（この力が、図５（ｃ）および以下に示すように、メインクラッチ押付け力となる）。

このため、メインクラッチ側カム部材２４がパイロットクラッチ側カム部材２１から離隔する方向（図４の左方向）に移動し、メインインナクラッチ板６１とメインアウタクラッチ板６２が互いに摩擦係合する。これにより、メインクラッチ６０が摩擦係合状態となる。この結果、アウタケース７１のトルクがインナシャフト７２に伝達され、インナシャフト７２が回転する。つまり、リヤドライブギヤ６と後輪１０Ｌ（図１参照）との間で、動力伝達が可能となる。

このように構成された断続クラッチ７は、ＥＣＵ１００により電磁コイル７６への通電量が制御されることによって、伝達トルクを変更可能としている。つまり、断続クラッチ７は、通電量が増加するほどメインクラッチ６０の摩擦係合力が高まり、伝達トルクを増大させることができる。一方で、断続クラッチ７は、通電量が減少するほどメインクラッチ６０の摩擦係合力が低下し、伝達トルクを減少させることができる。断続クラッチ８についても同様である。

ここで、断続クラッチ７、８は、例えば四輪駆動の直進走行時、伝達トルクが直結状態の伝達トルクに比べて所定値だけ低下するようメインインナクラッチ板６１とメインアウタクラッチ板６２とをスリップ係合させるようになっている。このため、四輪駆動の直進走行時は、左右の後輪１０Ｌ、１０Ｒの回転速度がリヤドライブギヤ６の回転速度より所定値だけ低下した回転速度となる。したがって、例えば後述する四輪駆動の旋回加速時には、旋回外輪側に配置された断続クラッチのメインクラッチ６０の摩擦係合力を高める、すなわち伝達トルクを増大させることで旋回外輪の回転速度を旋回内輪の回転速度に比べて増速させることが可能となる。

次に、四輪駆動車１の後輪駆動系の各ギヤ比について説明する。

図１に示すように、ドリブンピニオンギヤ５ａは、外輪４５に連結されたトランスファリングギヤ４２と噛み合っている。このように互いに噛み合うトランスファリングギヤ４２とドリブンピニオンギヤ５ａとの間のギヤ比ρ_Ｔ（以下、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_Ｔという）は、プロペラシャフト５を増速させるよう所定の値に設定されている。

また、ドライブピニオンギヤ５ｂは、各断続クラッチ７、８を介して左右の後輪１０Ｌ、１０Ｒに連結されたリヤドライブギヤ６と噛み合っている。このように互いに噛み合うリヤドライブギヤ６とドライブピニオンギヤ５ｂとの間のギヤ比ρ_Ｒ（以下、Ｒ／Ｄギヤ比ρ_Ｒという）は、プロペラシャフト５の回転速度を減速してリヤドライブギヤ６に伝達するよう所定の値に設定されている。プロペラシャフト５は、ドリブンピニオンギヤ５ａとドライブピニオンギヤ５ｂと連結している。本実施の形態におけるトランスファリングギヤ４２は、本発明に係る第１のギヤを構成し、ドリブンピニオンギヤ５ａは、本発明に係る第２のギヤを構成する。また、本実施の形態におけるリヤドライブギヤ６は、本発明に係る第３のギヤを構成し、ドライブピニオンギヤ５ｂは、本発明に係る第４のギヤを構成する。さらに、本実施の形態におけるプロペラシャフト５は、本発明に係る回転軸を構成する。

このような後輪駆動系においては、四輪駆動走行時、出力部材４１から切替クラッチ４３を介してトランスファリングギヤ４２に伝達されたトルクは、その回転速度がＴ／Ｆギヤ比ρ_Ｔに応じて増速され、プロペラシャフト５に伝達される。そして、プロペラシャフト５に伝達されたトルクは、その回転速度がＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒに応じて減速され、左右の後輪１０Ｌ、１０Ｒに伝達される。

ここで、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_Ｔは、Ｒ／Ｄギヤ比ρ_Ｒよりも大きなギヤ比に設定されている。具体的には、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_Ｔは、Ｒ／Ｄギヤ比ρ_Ｒに対して＋５％〜＋１０％程度、大きな値に設定されている。このため、前輪９Ｌ、９Ｒおよび後輪１０Ｌ、１０Ｒの回転速度Ｎ_ＦＬ、Ｎ_ＦＲ、Ｎ_ＲＬ、Ｎ_ＲＲ（ｒｐｍ）が略同一である四輪駆動の直進走行時は、各車輪の径の僅かな違いや路面状況等により前輪９Ｌ、９Ｒと後輪１０Ｌ、１０Ｒとの間に回転速度の変化が生じた場合であっても、切替クラッチ４３が図３（ｂ）に示す正駆動状態に維持されることとなる。

ここで、上記のＴ／Ｆギヤ比ρ_ＴおよびＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒの関係（ρ_Ｔ＞ρ_Ｒ）により切替クラッチ４３が図３（ｂ）に示す正駆動状態に維持される理由について、詳しく説明する。なお、本説明では、断続クラッチ７、８が直結状態とされ、後輪１０Ｌ、１０Ｒとリヤドライブギヤ６の回転速度が同一であり、かつ前輪９Ｌ、９Ｒと出力部材４１の回転速度が同一の場合を例に説明する。

まず、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_ＴとＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒとが同一（ρ_Ｔ＝ρ_Ｒ）に設定されていると仮定すると、二輪駆動から四輪駆動に切替えられる際、後輪１０Ｌ、１０Ｒのトルクにより回転するリヤドライブギヤ６の回転速度Ｎ_ＲＤ（ｒｐｍ）が減速されずにそのままトランスファリングギヤ４２の回転速度Ｎ_ＴＦ（ｒｐｍ）となる。つまり、直進走行時であれば、（Ｎ_ＦＬ、Ｎ_ＦＲ、Ｎ_ＲＬ、Ｎ_ＲＲ）＝Ｎ_ＲＤ＝Ｎ_ＴＦの関係が成立する。また、出力部材４１の回転速度Ｎ_ＦＤ（ｒｐｍ）は、前輪９Ｌ、９Ｒの回転速度Ｎ_ＦＬ、Ｎ_ＦＲ（ｒｐｍ）と同一である。したがって、回転速度Ｎ_ＦＤ（ｒｐｍ）と回転速度Ｎ_ＴＦ（ｒｐｍ）とは、略同一の回転速度となる。すなわち、内輪４４と外輪４５との間に回転速度差が生じにくい状態となっている。このため、仮に内輪４４と外輪４５との間に回転速度差が生じて切替クラッチ４３が正駆動状態に切替えられても、上記回転速度差に変化が生ずると切替クラッチ４３が遮断状態や逆駆動状態に切替えられてしまう。このように、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_ＴとＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒとが同一（ρ_Ｔ＝ρ_Ｒ）に設定されている場合には、切替クラッチ４３のハンチングが生じ易い。

これに対して、本実施の形態では、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_ＴがＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒよりも大きなギヤ比に設定されている（ρ_Ｔ＞ρ_Ｒ）ので、二輪駆動から四輪駆動に切替えられる際、後輪１０Ｌ、１０Ｒのトルクにより回転するリヤドライブギヤ６の回転速度Ｎ_ＲＤ（ｒｐｍ）に対してトランスファリングギヤ４２の回転速度Ｎ_ＴＦ（ｒｐｍ）が減速されている。つまり、直進走行時であれば、（Ｎ_ＦＬ、Ｎ_ＦＲ、Ｎ_ＲＬ、Ｎ_ＲＲ）＝Ｎ_ＲＤ＞Ｎ_ＴＦの関係が成立する。また、出力部材４１の回転速度Ｎ_ＦＤ（ｒｐｍ）は、前輪９Ｌ、９Ｒの回転速度Ｎ_ＦＬ、Ｎ_ＦＲ（ｒｐｍ）と同一である。したがって、回転速度Ｎ_ＦＤ（ｒｐｍ）は、回転速度Ｎ_ＴＦ（ｒｐｍ）よりも速い状態（Ｎ_ＦＤ＞Ｎ_ＴＦ）となっている。すなわち、内輪４４は、外輪４５よりも速い回転速度で回転していることとなる。すなわち、内輪４４と外輪４５との間には、上述のＴ／Ｆギヤ比ρ_ＴとＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒとが同一（ρ_Ｔ＝ρ_Ｒ）の場合と比較して、比較的大きな回転速度差が生ずることなる。このため、切替クラッチ４３は、一旦正駆動状態に切替えられると、ローラ４６が楔から抜け難く、四輪駆動状態に維持され易いこととなる。この結果、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_ＴがＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒよりも大きなギヤ比に設定されている場合には、上述のＴ／Ｆギヤ比ρ_ＴとＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒとが同一（ρ_Ｔ＝ρ_Ｒ）の場合と比較して、切替クラッチ４３のハンチングが防止される。

このように、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、四輪駆動走行時、断続クラッチ７、８を伝達状態に切替えるとともに、切替クラッチ４３が四輪駆動状態に維持されるよう内輪４４の回転速度を外輪４５の回転速度より速くなるように、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_ＴおよびＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒを設定している。

また、四輪駆動状態となった後は、回転速度Ｎ_ＦＤ（ｒｐｍ）と回転速度Ｎ_ＴＦ（ｒｐｍ）が同一（Ｎ_ＦＤ＝Ｎ_ＴＦ）になるので、二輪駆動時は後輪１０Ｌ、１０Ｒと同一の回転速度であったリヤドライブギヤ６の回転速度Ｎ_ＲＤ（ｒｐｍ）が上述のギヤ比の関係（ρ_Ｔ＞ρ_Ｒ）によって増速される。このとき、断続クラッチ７、８をスリップ係合させることにより、回転速度Ｎ_ＲＤ（ｒｐｍ）が増速されても、後輪１０Ｌ、１０Ｒの回転速度Ｎ_ＲＬ、Ｎ_ＲＲ（ｒｐｍ）は増速されず、前輪９Ｌ、９Ｒの回転速度Ｎ_ＦＬ、Ｎ_ＦＲ（ｒｐｍ）と同一に保たれる。このように、本実施の形態では、四輪駆動走行時、断続クラッチ７、８のスリップ係合により回転速度Ｎ_ＲＤ（ｒｐｍ）を増速させた状態とすることができる。したがって、本実施の形態では、四輪駆動の旋回加速時に断続クラッチ７、８の伝達トルクを増大させることで、旋回内輪に対して旋回外輪を増速させることが可能となる。

次に、図６を用いて、四輪駆動車１の走行状態に応じた各クラッチ、各ユニットの駆動状態および効果を説明する。なお、図６において、Ｔ／Ｆはトランスファ４、Ｒ／Ｄはリヤドライブギヤ６および断続クラッチ７、８を含むリヤドライブユニット、Ｐ／Ｓはプロペラシャフト５をそれぞれ示している。

図６に示すように、四輪駆動車１の走行状態が停止の時（加速度＝０）は、切替クラッチ４３は遮断状態（フリー）とされ、かつ断続クラッチ７（左）、断続クラッチ８（右）の伝達トルクは０（Ｎｍ）とされる。このとき、断続クラッチ７、８が遮断状態とされているため、プロペラシャフト５およびリヤドライブギヤ６の回転は停止される。このため、トランスファ４のトランスファリングギヤ４２の回転も停止している。この結果、四輪駆動車１の停止時は、トランスファリングギヤ４２、プロペラシャフト５およびリヤドライブギヤ６の回転による駆動ロスがなくなり、断続クラッチ７、８を有していない従来の四輪駆動車と比較して燃費向上が図られる。

また、緩加速の発進（発進＿緩加速）時、および市街地走行等の定常走行（定常＿市街地）時は、切替クラッチ４３は遮断状態（フリー）とされ、かつ断続クラッチ７、８の伝達トルクは０（Ｎｍ）とされる。したがって、切替クラッチ４３が二輪駆動状態とされることにより、四輪駆動車１は二輪駆動走行状態となる。このとき、断続クラッチ７、８が遮断状態とされているため、プロペラシャフト５およびリヤドライブギヤ６の回転は停止される。このため、トランスファリングギヤ４２の回転も停止している。また、このとき、切替クラッチ４３は中立空転状態すなわち遮断状態とされる。この結果、緩加速の発進時、および市街地走行等の定常走行時は、トランスファリングギヤ４２、プロペラシャフト５およびリヤドライブギヤ６の回転を停止した状態で二輪駆動走行となる。このため、トランスファリングギヤ４２、プロペラシャフト５およびリヤドライブギヤ６の回転による駆動ロスがなくなり、断続クラッチ７、８を有していない従来の四輪駆動車と比較して燃費向上が図られる。なお、緩加速の発進時とは、所定の加速度Ｇ_１（ｍ／ｓ^２）以下の状態での発進をいう。また、市街地走行等の定常走行とは、例えば加速度Ｇ_１（ｍ／ｓ^２）ないし加速度−Ｇ_１（ｍ／ｓ^２）の範囲での走行をいう。加速度Ｇ_１、−Ｇ_１（ｍ／ｓ^２）は、例えば四輪駆動走行に移行せずとも運転者の要求に応じた発進あるいは走行が可能とされる比較的小さい加速度である。四輪駆動車１が所定の加速度Ｇ_１（ｍ／ｓ^２）以下である、あるいは所定の加速度−Ｇ_１（ｍ／ｓ^２）以上であるか否かの判断は、加速度センサ１０１の検出結果に基づきＥＣＵ１００によりなされる。

また、直進走行中の加速（加速＿直進）時は、切替クラッチ４３は正駆動状態（ロック）とされ、かつ断続クラッチ７、８の伝達トルクが０（Ｎｍ）よりも大きな所定の伝達トルクＦ_１（Ｎｍ）とされる。したがって、切替クラッチ４３が四輪駆動状態とされることにより、トランスファリングギヤ４２、プロペラシャフト５およびリヤドライブギヤ６が回転し、四輪駆動車１は四輪駆動走行状態となる。このとき、エンジン２のトルクが伝達トルクＦ_１（Ｎｍ）に応じて後輪１０Ｌ、１０Ｒに伝達される。この結果、直進走行中の加速時は、主駆動輪である前輪９Ｌ、９Ｒをスリップさせることなく四輪駆動車１を加速させることができ、トラクション機能が向上する。この直進走行中の加速は、四輪駆動車１が所定の加速度Ｇ_２（ｍ／ｓ^２）以上となったか否かにより判断される。所定の加速度Ｇ_２（ｍ／ｓ^２）は、所定の加速度Ｇ_１（ｍ／ｓ^２）よりも大きな加速度とされる。四輪駆動車１が所定の加速度Ｇ_２（ｍ／ｓ^２）以上となったか否かは、加速度センサ１０１の検出結果に基づきＥＣＵ１００によって判断される。

また、四輪駆動車１が加速しながら左旋回する左旋回加速（加速＿左旋回）時は、切替クラッチ４３は正駆動状態（ロック）とされ、かつ断続クラッチ７の伝達トルクが０（Ｎｍ）とされるとともに断続クラッチ８の伝達トルクが所定の伝達トルクＦ_１（Ｎｍ）よりも大きな所定の伝達トルクＦ_２（Ｎｍ）とされる。すなわち、四輪駆動走行の左旋回加速時は、後輪１０Ｌ、１０Ｒのうち、旋回外輪側に配置された断続クラッチ８の伝達トルクＦ_２（Ｎｍ）を、旋回内輪側に配置された断続クラッチ７の伝達トルク０（Ｎｍ）に比べて増大させる。また、ユニット駆動状態は、直進走行中の加速時と同じである。したがって、左旋回加速時、後輪１０Ｌ、１０Ｒにおいては、旋回外輪にあたる後輪１０Ｒのみにエンジン２のトルクが伝達される。さらに、断続クラッチ８の伝達トルクＦ_２（Ｎｍ）が伝達トルクＦ_１（Ｎｍ）よりも増大しているので、旋回外輪の後輪１０Ｒの回転速度Ｎ_ＲＲ（ｒｐｍ）を旋回内輪の後輪１０Ｌに比べて増速させることができる。後輪１０Ｒの回転速度Ｎ_ＲＲ（ｒｐｍ）は、断続クラッチ８の伝達トルクを増大させるほど増速され、最高でリヤドライブギヤ６の回転速度Ｎ_ＲＤ（ｒｐｍ）まで増速させることが可能である。この結果、左旋回加速時は、操縦性が向上する。このため、本実施の形態では、いわゆるディファレンシャル（差動装置）が不要となる。なお、左旋回加速か否かは、舵角センサ１０３、加速度センサ１０１およびヨーレートセンサ１０４の検出結果に基づきＥＣＵ１００によって判断される。左旋回加速か否かの判断に用いられる加速度は、例えば所定の加速度Ｇ_２（ｍ／ｓ^２）である。

また、四輪駆動車１の右旋回加速（加速＿右旋回）時は、上述の左旋回加速時とは反対に断続クラッチ７の伝達トルクが所定の伝達トルクＦ_２（Ｎｍ）とされ、後輪１０Ｌの回転速度Ｎ_ＲＬ（ｒｐｍ）が後輪１０Ｒに比べて増速される。右旋回加速時は、左旋回加速時と旋回方向が異なるものの、ユニット駆動状態および効果は左旋回加速時と同様である。したがって、詳細な説明は省略する。

また、緩加速でない前進または後進の発進（発進＿前進／後進）時、すなわち加速発進時は、切替クラッチ４３は正駆動状態（ロック）とされ、かつ断続クラッチ７、８の伝達トルクが伝達トルクＦ_２（Ｎｍ）よりも大きな所定の伝達トルクＦ_３（Ｎｍ）とされる。ユニット駆動状態は、直進走行中の加速時と同じであり、四輪駆動車１は四輪駆動走行状態となる。このとき、エンジン２のトルクが伝達トルクＦ_３（Ｎｍ）に応じて後輪１０Ｌ、１０Ｒに伝達される。この結果、加速発進時は、主駆動輪である前輪９Ｌ、９Ｒをスリップさせることなく四輪駆動車１を発進させることができ、トラクション機能が向上する。加速発進時に該当するか否かの判断は、発進時の四輪駆動車１の加速度が所定の加速度Ｇ_３（ｍ／ｓ^２）以上となったか否かによりなされる。所定の加速度Ｇ_３（ｍ／ｓ^２）は、所定の加速度Ｇ_２（ｍ／ｓ^２）よりも大きな加速度とされる。発進時に所定の加速度Ｇ_３（ｍ／ｓ^２）以上となったか否かは、加速度センサ１０１の検出結果に基づきＥＣＵ１００によって判断される。

さらに、発進時に前輪９Ｌ、９Ｒがスリップした場合（発進＿前輪スリップ）、すなわちスリップ発進時は、切替クラッチ４３は正駆動状態（ロック）とされ、かつ断続クラッチ７、８の伝達トルクが伝達トルクＦ_３（Ｎｍ）よりも大きな所定の伝達トルクＦ_４（Ｎｍ）とされる。このスリップ発進時は、上述の加速発進時とは伝達トルクが異なるが、その他の点は同一である。したがって、アクチュエータ駆動状態およびユニット駆動状態の説明は省略する。このスリップ発進時では、断続クラッチ７、８の伝達トルクをスリップしていない発進時と比べて増大させる、例えば断続クラッチ７、８を直結状態とすることで、エンジン２のトルクを全駆動輪に均等に分配することができる。この結果、スリップ発進時であっても、四輪駆動車１は安定した発進を行うことができ、トラクション機能が向上する。なお、スリップ発進か否かの判断に用いられる加速度は、例えば所定の加速度Ｇ_３（ｍ／ｓ^２）である。また、前輪９Ｌ、９Ｒがスリップしているか否かは、車輪速センサ１０２の検出結果に基づきＥＣＵ１００により判断される。

このように、断続クラッチ７、８は、切替クラッチ４３が四輪駆動状態とされているとき、直進走行中の加速時の伝達トルクＦ_１（Ｎｍ）に対して加速発進時およびスリップ発進時の伝達トルクをＦ_３、Ｆ_４（Ｎｍ）まで増大させる。このため、加速発進時およびスリップ発進時は、後輪１０Ｌ、１０Ｒに伝達されるエンジン２のトルクを走行中の加速時に比べて増大させることができる。したがって、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、加速発進時およびスリップ発進時のトラクション機能を向上させることができる。

上述の各伝達トルクＦ_１〜Ｆ_４（Ｎｍ）は、加速度（ｍ／ｓ^２）と伝達トルク（Ｎｍ）との関係を予め実験的に求めて記憶されたマップ等により、加速度（ｍ／ｓ^２）の大きさに応じて適宜最適な伝達トルク（Ｎｍ）が選択される。例えば、その特性として加速度（ｍ／ｓ^２）が大きくなるほど、伝達トルク（Ｎｍ）が増大するようにする。

以上のように、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、四輪駆動走行時に切替クラッチ４３が四輪駆動状態に維持されるよう内輪４４の回転速度を外輪４５の回転速度より速くなるように設定した。例えば、前輪９Ｌ、９Ｒおよび後輪１０Ｌ、１０Ｒの回転速度Ｎ_ＦＬ、Ｎ_ＦＲ、Ｎ_ＲＬ、Ｎ_ＲＲ（ｒｐｍ）が略同じ四輪駆動の直進走行時、外輪４５の回転速度が内輪４４の回転速度を超えないようにした。このため、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、四輪駆動走行中に、タイヤ径の僅かな違いや路面状況等により外輪４５と内輪４４との間の回転速度差に変化が生じても、ローラ４６が楔に噛み込んだ状態を維持することができる。すなわち、ローラ４６が楔から抜け、切替クラッチ４３が一時的に二輪駆動状態に切替えられることを防止することができる。したがって、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、四輪駆動走行中に切替クラッチ４３が四輪駆動状態と二輪駆動状態とを繰り返すハンチングを防止することができる。この結果、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、切替クラッチ４３のハンチングに起因したショックを低減することができる。

また、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、Ｔ／Ｆギヤ比ρ_ＴがＲ／Ｄギヤ比ρ_Ｒよりも大きなギヤ比に設定されている。このため、例えば直進走行時に二輪駆動から四輪駆動に切替える際には、後輪１０Ｌ、１０Ｒのトルクを受けて回転する外輪４５の回転速度が前輪９Ｌ、９Ｒと同一の回転速度で回転する内輪４４の回転速度よりも遅くなっている。したがって、外輪４５と内輪４４の回転速度差に応じて切替クラッチ４３が四輪駆動状態に切替えられるとともに、四輪駆動状態切替後は上記のような回転速度差に基づき切替クラッチ４３が四輪駆動状態に維持される。この結果、上述したような四輪駆動走行時の切替クラッチ４３のハンチングを防止することができる。

さらに、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、上述のようなギヤ比の関係（ρ_Ｔ＞ρ_Ｒ）に設定したので、四輪駆動走行時はトランスファリングギヤ４２に対してリヤドライブギヤ６を増速させることができる。このため、四輪駆動走行時は、前輪９Ｌ、９Ｒおよび後輪１０Ｌ、１０Ｒの回転速度Ｎ_ＦＬ、Ｎ_ＦＲ、Ｎ_ＲＬ、Ｎ_ＲＲ（ｒｐｍ）に対してリヤドライブギヤ６の回転速度Ｎ_ＲＤ（ｒｐｍ）を速くすることができる。したがって、四輪駆動走行の旋回時は、断続クラッチ７、８のうち、旋回外輪側の断続クラッチの伝達トルクを増大させることにより、旋回外輪の回転速度を最高でリヤドライブギヤ６の回転速度Ｎ_ＲＤ（ｒｐｍ）まで増速させることができる。したがって、本実施の形態に係る四輪駆動車１は、四輪駆動走行の旋回時の操縦性を従来と比較して向上させることができる。また、後輪１０Ｌ、１０Ｒ側に差動装置を設けなくとも旋回時の操縦正を向上させることができるので、後輪１０Ｌ、１０Ｒ側の機構を小型化することができる。

以上説明したように、本発明に係る四輪駆動車は、二輪駆動および四輪駆動を切替える切替クラッチとしてツーウェイクラッチを用いた場合であっても四輪駆動走行時のツーウェイクラッチのハンチングを防止することができ、二輪駆動および四輪駆動を切替える切替クラッチとしてツーウェイクラッチを用いた四輪駆動車に有用である。

１ 四輪駆動車
２ エンジン（駆動力源）
５ プロペラシャフト（回転軸、第２の動力伝達手段）
５ａ ドリブンピニオンギヤ（第２のギヤ）
５ｂ ドライブピニオンギヤ（第４のギヤ）
６ リヤドライブギヤ（第３のギヤ、第２の動力伝達手段）
７、８ 断続クラッチ（動力断続装置）
９Ｌ、９Ｒ 前輪（主駆動輪）
１０Ｌ、１０Ｒ 後輪（従駆動輪）
３１ フロントディファレンシャル（第１の動力伝達手段）
４１ 出力部材（第１の動力伝達手段）
４２ トランスファリングギヤ（第１のギヤ、第２の動力伝達手段）
４３ 切替クラッチ
４４ 内輪（内輪部材）
４４ａ カム面
４５ 外輪（外輪部材）
４６ ローラ（転動部材）
４７ 保持器（保持部材）
ρ_Ｔ Ｔ／Ｆギヤ比
ρ_Ｒ Ｒ／Ｄギヤ比

Claims (4)

1. 駆動力源に連結された第１の動力伝達手段と、
   前記第１の動力伝達手段に連結された一対の主駆動輪と、
   前記第１の動力伝達手段に連結された第２の動力伝達手段と、
   前記第２の動力伝達手段に連結された一対の従駆動輪と、
   前記第１の動力伝達手段と前記第２の動力伝達手段との連結部分に配置され、前記第１の動力伝達手段から前記第２の動力伝達手段に駆動力を伝達する四輪駆動状態と前記駆動力の伝達を遮断する二輪駆動状態とを切替可能な切替クラッチと、
   前記第２の動力伝達手段と前記一対の従駆動輪との間に設けられ、前記一対の従駆動輪と前記第２の動力伝達手段との間で動力を伝達する伝達状態と前記動力の伝達を遮断する遮断状態とを切替可能な動力断続装置と、を備え、
   前記切替クラッチは、前記第１の動力伝達手段に連結され、外周面に複数のカム面が形成された内輪部材と、前記第２の動力伝達手段に連結された外輪部材と、前記内輪部材と前記外輪部材との間に設けられた転動部材と、前記転動部材を保持する保持部材とを含み、前記内輪部材の回転速度が前記外輪部材の回転速度より速いとき、前記内輪部材と前記外輪部材との間の回転速度差に応じて前記転動部材が前記カム面と前記外輪部材の内周面とで形成された楔に噛み込むことにより、前記転動部材を介して前記内輪部材と前記外輪部材との間で駆動力が伝達される前記四輪駆動状態に切替えられ、
   四輪駆動走行時、前記動力断続装置を伝達状態に切替えるとともに、前記切替クラッチが前記四輪駆動状態に維持されるよう前記内輪部材の回転速度を前記外輪部材の回転速度より速くなるように設定したことを特徴とする四輪駆動車。
2. 前記第２の動力伝達手段は、前記外輪部材に連結された第１のギヤと、前記第１のギヤと噛み合う第２のギヤと、前記動力断続装置を介して前記一対の従駆動輪に連結された第３のギヤと、前記第３のギヤと噛み合う第４のギヤと、前記第２のギヤと前記第４のギヤとを連結する回転軸とを有し、
   前記第１のギヤと前記第２のギヤとの間のギヤ比が、前記第４のギヤと前記第３のギヤとの間のギヤ比よりも大きなギヤ比に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の四輪駆動車。
3. 前記動力断続装置は、一方の従駆動輪と前記第２の動力伝達手段との間および他方の従駆動輪と前記第２の動力伝達手段との間にそれぞれ配置されるとともに、前記第２の動力伝達手段と前記一対の従駆動輪との間の伝達トルクを走行状態に応じて変更可能に構成され、
   四輪駆動走行の旋回時、前記一対の従駆動輪のうち、旋回外輪側に配置された一方の動力断続装置の伝達トルクを旋回内輪側に配置された他方の動力断続装置の伝達トルクに比べて増大させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の四輪駆動車。
4. 前記動力断続装置は、前記切替クラッチが四輪駆動状態とされているとき、走行中の前記伝達トルクに対して発進時の前記伝達トルクを増大させることを特徴とする請求項３に記載の四輪駆動車。

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