JP2005054898A - デフロックスイッチ判断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デフロック検出スイッチの故障判断を正確に行うことを可能とする。
【解決手段】自動車の車輪間に介設されデフロック可能なデファレンシャル装置１と、デファレンシャル装置１のデフロック、デフアンロックを検出するデフロック検出スイッチ５３と、デフロック検出スイッチ５３の検出信号によりデフロック、デフアンロックを判断するコントローラ５５とよりなるデフロックスイッチ判断装置において、自動車の旋回走行を検出する旋回検出回路５６を設け、後輪２，３相互の差回転の有無を検出する差回転検出回路６１を設け、旋回検出回路５６による旋回走行検出時にデフロック検出スイッチ５３の検出状態と差回転検出回路６１の検出する差回転の有無との対応関係によりデフロック検出スイッチ５３の正常、異常を判断するスイッチ判断手段５５を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、デフロック可能なデファレンシャル装置のデフロック、デフアンロック状態を検出するデフロック検出スイッチの故障判断を行うデフロックスイッチ判断装置に関する。

従来、デファレンシャル装置において、デフロック、デフアンロックを検出できる装置として、図４に示すようなものがある。この図４は、自動車のリヤデファレンシャル装置の断面図を示している。なお、デフロックとは、デフケースなどのデファレンシャル装置における駆動入力側部材とデフケース内部に配置され駆動入力部材と相対回転可能な部材（例えば後述するピニオンギヤ、サイドギヤ、これらと一体回転可能な部材）とがクラッチ機構の作動により相対回転せずに一体回転することをいう。また、デフアンロックとは、クラッチ機構の作動により駆動入力部材とこれと相対回転可能な部材とが相対回転することをいう。

図４のように、リヤデファレンシャル装置１０１は、デフケース１０３内に左右のサイドギヤ１０５，１０７が回転自在に支持されている。左右のサイドギヤ１０５，１０７は、左右後輪側のアクスルシャフトに連動連結されている。左右のサイドギヤ１０５，１０７には、ピニオンギヤ１１１が噛み合い、ピニオンギヤ１１１は、ピニオンシャフト１０９によって回転自在に支持されている。

前記一方のサイドギヤ１０７の背面側には、ドライブカム１１３が配置され、ドライブカム１１３は、デフケース１０３の回転軸芯に沿った方向へ移動自在であり、且つデフケース１０３に回転方向に係合している。ドライブカム１１３と前記サイドギヤ１０７との対向面には、ドグクラッチ１１５が設けられている。前記ドライブカム１１３とサイドギヤ１０７との間には、リターンスプリング１１７が介設されている。

前記デフケース１０３には、スライドピン１１９がデフケース１０３の回転軸芯方向へ移動自在に配置されている。スライドピン１１９は、前記ドライブカム１１３の凸部１２１に係合可能である。前記スライドピン１１９は、アクチュエータ１２３によって回転軸芯に沿った方向へ動作する。前記スライドピン１１９の動作に応じて、ロアプレート１２５も移動し、ロアプレート１２５の移動はデフロック検出スイッチ１２７で検知する。

従って、図４のように、ドグクラッチ１１５が係合しておらず、リヤデファレンシャル装置１０１がデフアンロック状態であるとき、ロアプレート１２５の位置が移動前の状態でデフロック検出スイッチ１２７により検知される。デフロック検出スイッチ１２７の検知信号によってリヤデファレンシャル装置１０１がデフアンロック状態であると判断される。

前記アクチュエータ１２３に流体圧が供給され、該アクチュエータ１２３の動作に応じてスライドピン１１９がリターンスプリング１１７の付勢力に抗して回転軸芯に沿った方向へ移動する。この移動によりスライドピン１１９が凸部１２１に係合し、ドライブカム１１３が回転軸芯に沿った方向へ移動し、ドグクラッチ１１５が係合する。この係合によって、ドライブカム１１３を介し、サイドギヤ１０７のデフケース１０３に対する相対回転がロックされる。従って、ピニオンギヤ１１を介し、両サイドギヤ１０５，１０７間の差動回転もロックされ、リヤデファレンシャル装置１０１が差動不能なデフロック状態となる。

このとき、前記ロアプレート１２５は、図４において、左方へ移動しており、この移動位置をデフロック検出スイッチ１２７が検出し、リヤデファレンシャル装置１０１の差動がデフロック状態であると判断される。

ところで、前記デフロック検出スイッチ１２７が故障する場合を想定して、デフロック操作が行われたとき、走行中に左右後輪のスリップによる差回転を検出し、差回転が検出されなければ正常、差回転が検出されれば異常と判断していた。

しかし、直進走行時には差回転が検出されないこともあり、故障判断が正確に行われない恐れがある。

一方、デフロック操作してデファレンシャル装置１０１の実際の状態がデフロック状態となったにも係わらずデフロック検出スイッチ１２７がデフアンロック状態を検出（ＯＦＦ）したとき、直進走行で前記差回転が無しと検出されると、デフロック検出スイッチ１２７を異常と判断することはできる。

しかし、デフアンロック操作したときは、デファレンシャル装置１０１の実際の状態がデフアンロック状態となったにも係わらずデフロック検出スイッチ１２７がデフロック状態を検出（ＯＮ）しても、差回転の検出有無に係わらず異常を判断することができなかった。

特開平１０−９６４６１号公報

解決しようとする問題点は、デフロック操作時にデフロック検出スイッチの故障判断を行う構成であるため、故障判断が正確に行われない恐れがある点である。

本発明は、デフロック検出スイッチの故障判断を正確に行うため、デフロック検出スイッチの検出状態と差回転検出手段の検出する差回転の有無との対応関係によりスイッチ判断手段が旋回検出手段による旋回走行検出時にデフロック検出スイッチの正常、異常を判断することを最も主要な特徴とする。

前記スイッチ判断手段は、前記デフロック検出スイッチがデフロック状態を検出し前記差回転検出手段が前記差回転を有りと検出するとき前記デフロック検出スイッチを異常と判断することを特徴とする。

前記スイッチ判断手段は、前記デフロック検出スイッチがデフアンロック状態を検出し前記差回転検出手段が前記差回転を無しと検出するとき前記デフロック検出スイッチを異常と判断することを特徴とする。

前記旋回検出手段は、前輪間の差回転、前後輪間の差回転、前輪舵角の何れかにより前記旋回走行を検出することを特徴とする。

前記自動車は、四輪駆動車であり、前記デファレンシャル装置は、前記自動車の左右後輪間又は左右前輪間又は前後輪間に設けられたことを特徴とする。

本発明は、旋回検出手段による旋回走行検出時にデフロック検出スイッチの正常、異常を判断するため、デフアンロック操作してデファレンシャル装置の実際の状態がデフアンロック状態となったにも係わらずデフロック検出スイッチがデフロック状態を検出したとき、差回転の検出有無により異常を正確に判断することができるという利点がある。

前記スイッチ判断手段は、前記デフロック検出スイッチがデフロック状態を検出し前記差回転検出手段が前記差回転を有りと検出するとき前記デフロック検出スイッチを異常と判断することができる利点がある。

前記スイッチ判断手段は、前記デフロック検出スイッチがデフアンロック状態を検出し前記差回転検出手段が前記差回転を無しと検出するとき前記デフロック検出スイッチを異常と判断することができる利点がある。

前記旋回検出手段は、前輪間の差回転、前後輪間の差回転、前輪舵角の何れかにより前記旋回走行を検出することができる利点がある。

前記自動車は、四輪駆動車であり、前記デファレンシャル装置は、前記自動車の左右後輪間又は左右前輪間又は前後輪間に設けられたため、四輪駆動車のデファレンシャル装置におけるデフロック検出スイッチの異常を正確に判断することができる。

デフロック検出スイッチの故障判断を正確に行うという目的を、旋回走行検出時にデフロック検出スイッチの正常、異常を判断することにより実現した。

図１は本発明の実施例１に係るデフロックスイッチ判断手段を適用した自動車である四輪駆動車の動力伝達系のスケルトン平面図である。

図１のように、実施例１に係る四輪駆動車は、車輪である後輪１，３間にデファレンシャル装置としてリヤデファレンシャル装置１を備え、前輪５，７間にフロントデファレンシャル装置９を備えている。

前記リヤデファレンシャル装置１には、エンジン１３からトランスミッション１５，トランスファ１７，プロペラシャフト１９，ドライブピニオンシャフト２１，ドライブピニオンギヤ２３を順次介してトルクが入力されるようになっている。リヤデファレンシャル装置１からは左右のアクスルシャフト２５，２７を介して前記左右の後輪１，３にトルクが伝達される。

前記フロントデファレンシャル装置９には、エンジン１３からトランスミッション１５，トランスファ１７，プロペラシャフト２９を順次介してトルクが入力されるようになっている。フロントデファレンシャル装置９からは左右のアクスルシャフト３１，３３を介して前記左右の前輪５，７にトルクが伝達される。

前記リヤデファレンシャル装置１は、デフケース３５を備え、該デフケース３５のリングギヤ３６は、前記ドライブピニオンギヤ３６に噛み合っている。

前記デフケース３５内には、左右のサイドギヤ３７，３９が回転自在に支持されている。左右のサイドギヤ３７，３９は、前記アクスルシャフト２５，２７に連動連結されている。左右のサイドギヤ３７，３９には、ピニオンギヤ４１が噛み合い、ピニオンギヤ４１は、ピニオンシャフト４３によってデフケース３５に回転自在に支持されている。

前記一方のサイドギヤ３９の背面側には、移動部材４５が配置され、移動部材４５は、デフケース３５の回転軸芯に沿った方向へ移動自在であり、且つデフケース３５に回転方向に係合している。移動部材４５と前記サイドギヤ３９との対向面には、ドグクラッチ４７が設けられている。前記移動部材４５とサイドギヤ３９との間には、図示しないリターンスプリングが介設されている。

前記移動部材４５は、アクチュエータ４９によって回転軸芯に沿った方向へ動作する。前記移動部材４５の動作に応じてプレート５１も移動し、プレート５１の移動はデフロック検出スイッチ５３で検知される。デフロック検出スイッチ５３は、前記プレート５１の移動位置をＯＮ，ＯＦＦにより検出し、リヤデファレンシャル装置１のデフロック及びデフアンロックを検出する。

従って、図１のように、ドグクラッチ４７が係合しておらず、リヤデファレンシャル装置１がデフアンロック状態であるとき、プレート５１の位置が移動前の状態でデフロック検出スイッチ５３により検知される。デフロック検出スイッチ５３の検知信号は、デフロック判断手段であるコントローラ５５に入力される。

前記コントローラ５５は、前記デフロック検出スイッチ５３の検知信号によりリヤデファレンシャル装置１がデフアンロック状態であると判断する。

前記アクチュエータ１２３の動作により移動部材４５がリターンスプリングの付勢力に抗して回転軸芯に沿った方向へ移動すると、ドグクラッチ４７が係合する。この係合によって、移動部材４５を介し、サイドギヤ３９のデフケース３５に対する相対回転がロックされる。従って、ピニオンギヤ４１を介し、両サイドギヤ３７，３９間の差動回転もロックされ、リヤデファレンシャル装置１の差動がデフロック状態となる。

このとき、前記プレート５１は、図１において、左方へ移動しており、この移動位置をデフロック検出スイッチ５３が検出し、前記同様コントローラ５５でリヤデファレンシャル装置１がデフロック状態であると判断される。

前記コントローラ５５の判断結果は、運転席のインストルメントパネル上などに表示される。

前記コントローラ５５は、本実施形態においてスイッチ判断手段をも構成する。スイッチ判断手段としてのコントローラ５５は、旋回走行検出時に前記デフロック検出スイッチ５３の検出状態と車輪の差回転の有無との対応関係により前記デフロック検出スイッチ５３の正常、異常を判断する。

前記旋回走行検出は、旋回検出手段としての旋回検出回路５６で行う。旋回検出回路５６には、前輪５，７の回転数を検出する前輪回転数センサ５７，５９の検出信号が入力されるようになっている。旋回検出回路５６は、前記検出信号に基づき旋回走行を判断し、判断結果をコントローラ５５へ入力する。旋回検出回路５６は、前輪５，７間に回転差が有れば旋回走行であると判断し、回転差がなければ直進走行であると判断する。旋回検出回路５６は、前後輪５，７、２，３相互間の回転差の有無により旋回走行か直進走行かを判断する構成にすることもできる。旋回検出回路５６は、舵角センサによる前輪５，７の舵角検出に基づき旋回走行か直進走行かを判断する構成にすることもできる。

前記車輪の差回転は、差回転検出手段としての差回転検出回路６１で行う。差回転検出回路６１は、後輪２，３の回転数を検出する後輪回転数センサ６３，６５の検出信号が入力されるようになっている。差回転検出回路６１は、前記検出信号に基づき後輪２，３相互間の差回転の有無を判断し、判断結果をコントローラ５５へ入力する。

前記差回転検出回路６１には、前輪回転数センサ６７，６９の検出信号を入力するように構成することもできる。この場合、差回転検出回路６１で前輪５，７相互間の回転差の有無、前後輪５，７、２，３相互間の回転差の有無を判断することができ、差回転検出回路６１を旋回検出回路５６として兼用することができる。この場合、旋回検出回路５６及び前輪回転数センサ５７，５９を省略することもできる。

かかる構成の四輪駆動車は、エンジン１３からトランスミッション１５を介してトランスファ１７にトルクが伝達されると、一方ではプロペラシャフト２９、フロントデファレンシャル装置９、左右のアクスルシャフト３１，３３を介して、左右の前輪５，７へトルク伝達が行われる。

また他方では、プロペラシャフト１９、ドライブピニオンシャフト２１、ドライブピニオンギヤ２３、リングギヤ３６、リヤデファレンシャル装置１、左右のアクスルシャフト２５，２７を介して、左右の後輪２，３へトルク伝達が行われる。これらによって、四輪駆動状態で走行を行うことができる。

コーナリング走行などによって、前輪２７，２９相互間、後輪４３，４５相互間に差動回転を生じたときには、前記フロントデファレンシャル装置９及びリヤデファレンシャル装置１においてその差動回転を吸収することができる。

悪路などにおいては、前記のようにリヤデファレンシャル装置１をデフロック状態とすることができる。リヤデファレンシャル装置１のデフロック、デフアンロックは、前記のようにデフロック検出スイッチ５３の検出によりコントローラ５５で判断することができる。

前記デフロック検出スイッチ５３の正常、異常の判断は図２，図３のように行うことができる。図２は正常、異常の判断ロジックを示す図表、図３は正常、異常の判断を行うフローチャートである。

まず、図２では、デフロック、デフアンロックにおけるスイッチノブの状態、スイッチ接点の状態、接点状態による差回転判定、デフ状態による差回転判定、スイッチの状態、直進走行時のセンサによる差回転検出、旋回走行時のセンサによる差回転検出などを示している。

前記デフロック、デフアンロックにおける状態は、それぞれ正常（１）（４）、異常（２）（３）のパターンが示されている。

前記スイッチノブの状態とは、デフロック、デフアンロックを運転席で切り替える操作部の状態であり、スイッチ接点が正常異常に係わらず、運転者の操作でデフロック位置又はデフアンロック位置となる。

前記スイッチ接点の状態は、現実にスイッチ接点が出力する検出信号であり、正常で有れば前記スイッチノブの状態及びリヤデファレンシャル装置１の状態と一致し、異常で有れば一致しないことになる。

前記接点状態による差回転判定は、実際のスイッチ接点状態から見て後輪２，３間の差回転の有無を判定している。スイッチ接点がＯＮであればデフロックとなっているはずであるから差回転なし、同ＯＦＦであればデフアンロックとなっているはずであるから差回転ありとしている。

前記デフ状態による差回転判定は、デフロック状態とデフアンロック状態とにおけるリヤデファレンシャル装置１の差回転の有無を判定している。デフロック状態であればリヤデファレンシャル装置１の有るべき状態は差回転なし、デフアンロック状態で有れば同差回転ありとしている。

前記スイッチの状態は、スイッチの接点の正常、異常の判断結果を示している。

前記直進走行時のセンサによる差回転検出は、直進走行時において前記後輪回転数センサ６３，６５の検出による後輪２，３間の差回転の有無を示している。

前記旋回走行時のセンサによる差回転検出は、旋回走行時において前記後輪回転数センサ６３，６５の検出による後輪２，３間の差回転の有無を示している。

（１）デフロック時判断
図２において、デフロック（１）の状態では、デフロック検出スイッチ５３のスイッチ接点の状態が、デフロック（ＯＮ）の信号を出力している。直進走行時は、スリップが生じていなければ左右後輪２，３間の差回転は無しと検出される。旋回走行時にも左右後輪２，３間の差回転がなしと検出されるとスイッチの状態は正常と判断される。

デフロック（２）の状態では、デフロック検出スイッチ５３のスイッチ接点の状態が、デフアンロック（ＯＦＦ）の信号を出力している。直進走行時は、スリップが生じていなければ左右後輪２，３間の差回転は無しと検出される。旋回走行時にも左右後輪２，３間の差回転がなしと検出されると（差回転非検出）、スイッチの状態は異常と判断される（ＯＦＦ故障）。

（２）デフアンロック時判断
図２において、デフアンロック（３）の状態では、デフロック検出スイッチ５３のスイッチ接点の状態が、デフロック（ＯＮ）の信号を出力している。直進走行時は、スリップが生じていなければ左右後輪２，３間の差回転は無しと検出される。旋回走行時に左右後輪２，３間の差回転がありと検出されると（差回転検出）、スイッチの状態は異常と判断される（ＯＮ故障）。

デフアンロック（４）の状態では、デフロック検出スイッチ５３のスイッチ接点の状態が、デフアンロック（ＯＦＦ）の信号を出力している。直進走行時は、スリップが生じていなければ左右後輪２，３間の差回転は無しと検出される。旋回走行時に左右後輪２，３間の差回転がありと検出されると、スイッチの状態は正常と判断される。

かかるロジックが、図３のフローチャートにより実行される。

図３のフローチャートがスタートすると、ステップＳ１では、「旋回走行の有無判断？」の処理が実行される。この処理により、旋回検出回路５６からの信号により旋回走行しているか否かが判断され、旋回走行しているとき（有り）、ステップＳ２へ移行し、旋回走行していないとき（無し）、処理は終了する。

ステップＳ２では、「スイッチ接点の状態判断？」の処理が実行される。この処理では、デフロック検出スイッチ５３の出力信号からデフロック検出状態（ＯＮ）かデフアンロック検出状態（ＯＦＦ）かが判断される。デフロック検出状態（ＯＮ）であればステップＳ３へ移行し、デフアンロック検出状態（ＯＦＦ）であればステップＳ４へ移行する。

ステップＳ３では、「差回転の有無判断」の処理が実行される。この処理では、差回転検出回路６１の判断結果の入力により、後輪２，３間の差回転が無いとき（無し）、処理は終了する（デフロック（１）の状態）。後輪２，３間の差回転が有るとき（有り）、ステップＳ５へ移行し、スイッチ接点の異常が判定される（デフアンロック（３）の状態）。

ステップＳ４では、「差回転の有無判断」の処理が実行される。この処理では、差回転検出回路６１の判断結果の入力により、後輪２，３間の差回転が有るとき（有り）、処理は終了する（デフアンロック（４）の状態）。後輪２，３間の差回転が無いとき（無し）、ステップＳ６へ移行し、スイッチ接点の異常が判定される（デフロック（２）の状態）。

このように、旋回検出回路５６の旋回走行判断によりデフロック検出スイッチ５３の正常、異常を判断するため、デフアンロック操作してデファレンシャル装置１の実際の状態がデフアンロック状態となったにも係わらずデフロック検出スイッチ５３がデフロック状態を検出したとき、左右後輪２，３の差回転の検出有無により異常を正確に判断することができる。

すなわち、デフロック検出スイッチ５３の故障判定を、常に正確に行わせることができる。

なお、デフロック可能なデファレンシャル装置としては、後輪二輪駆動のリヤデファレンシャル装置に適用することも可能である。また、デフロック可能なデファレンシャル装置としてフロントデファレンシャル装置又はセンターデファレンシャル装置に適用することもできる。この場合、差回転検出手段が検出する差回転は左右の前輪間又は前後輪相互間の差回転となる。

本発明の実施例１に係るデフロックスイッチ判断装置を適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 実施例１に係り、正常、異常の判断ロジックを示す図表である（実施例１）。 実施例１に係るフローチャートである（実施例１）。 従来例に係る断面図である。

符号の説明

１ リヤデファレンシャル装置（デファレンシャル装置）
２、３ 後輪（車輪）
５３ デフロック検出スイッチ
５５ コントローラ（デフロック判断手段、スイッチ判断手段）
５６ 旋回検出回路（旋回検出手段）
６１ 差回転検出回路（差回転検出手段）

Claims (5)

1. 自動車の車輪間に介設されデフロック可能なデファレンシャル装置と、
   前記デファレンシャル装置のデフロック、デフアンロックを検出するデフロック検出スイッチと、
   前記デフロック検出スイッチの検出信号により前記デフロック、デフアンロックを判断するデフロック判断手段とよりなるデフロックスイッチ判断装置において、
   前記自動車の旋回走行を検出する旋回検出手段を設け、
   前記車輪相互の差回転の有無を検出する差回転検出手段を設け、
   前記旋回検出手段による旋回走行検出時に前記デフロック検出スイッチの検出状態と前記差回転検出手段の検出する差回転の有無との対応関係により前記デフロック検出スイッチの正常、異常を判断するスイッチ判断手段を設けたことを特徴とするデフロックスイッチ判断装置。
2. 請求項１記載のデフロックスイッチ判断装置であって、
   前記スイッチ判断手段は、前記デフロック検出スイッチがデフロック状態を検出し前記差回転検出手段が前記差回転を有りと検出するとき前記デフロック検出スイッチを異常と判断することを特徴とするデフロックスイッチ判断装置。
3. 請求項２記載のデフロックスイッチ判断装置であって、
   前記スイッチ判断手段は、前記デフロック検出スイッチがデフアンロック状態を検出し前記差回転検出手段が前記差回転を無しと検出するとき前記デフロック検出スイッチを異常と判断することを特徴とするデフロックスイッチ判断装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のデフロックスイッチ判断装置であって、
   前記旋回検出手段は、前輪間の差回転、前後輪間の差回転、前輪舵角の何れかにより前記旋回走行を検出することを特徴とするデフロックスイッチ判断装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のデフロックスイッチ判断装置であって、
   前記自動車は、四輪駆動車であり、
   前記デファレンシャル装置は、前記自動車の左右後輪間又は左右前輪間又は前後輪間に設けられたことを特徴とするデフロックスイッチ判断装置。
   

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