JP2006144905A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 デフロック操作後の違和感等を抑制することを可能とする。
【解決手段】 差動回転を一対の噛合歯の噛み合い及び噛み合い離脱によりデフロック及びデフアンロックとするデフロック機構２７と、デフロック機構２７によるデフロック及びデフアンロックを切り替えるために操作するデフロック作動スイッチ３７と、デフロック機構２７によるデフアンロックを検出するデフロック位置スイッチ３９と、デフロック機構２７によるデフロック及びデフアンロックを伝達するためのインジケーターランプ４１と、デフロック作動スイッチ３７がデフロックを行うために操作されたときデフロック機構２７の実状態に係わらずインジケーターランプ４１を点灯させることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、デフロック機構のロック及びアンロックの状態を乗員へ伝達することが可能なデファレンシャル装置に関する。

従来、デファレンシャル装置の差動回転のロック（以下「デフロック」と称する。）及びアンロック（以下「デフアンロック」と称する。）を行うデフロック機構では、デフロック作動スイッチの出力とロック検出スイッチの出力とに基づき制御手段がデフロック状態を判断し、ロック状態であればインジケータランプを点灯させ、乗員にデフロックを知らせる。

しかし、噛み合いクラッチを用いたデフロック機構では、デフロック作動スイッチをＯＮ操作しても噛合歯が噛み合い位置に同期しないと噛み合うことができず、制御手段はデフロック機構がアンロック状態であると判断し、インジケータが点灯されないままとなる。このとき、乗員はデフロック作動スイッチの操作に対してデフロック機構が動作しないと判断し、違和感を感ずるものとなっていた。

特開平５−５８１８７号公報

解決しようとする問題点は、デフロック操作後でも噛合歯が噛み合わないと乗員へのロック状態であることの伝達が行われず、違和感等がある点である。

本発明は、操作部がロックを行うために操作されたときデフロック機構の実状態に係わらず伝達手段にロック又はロック待機のための伝達を行わせると共に前記アンロック検出手段がアンロックを検出したとき伝達手段にアンロックの伝達を行わせることを最も主要な特徴とする。

本発明のデファレンシャル装置は、操作部がロックを行うために操作されたときデフロック機構の実状態に係わらず伝達手段にロック又はロック待機のための伝達を行わせると共に前記アンロック検出手段がアンロックを検出したとき伝達手段にアンロックの伝達を行わせるため、操作部がロックを行うために操作されたとき、噛合歯が噛み合わずデフロック状態にはなっていなくても、伝達手段によりロック又はロック待機のための伝達を行わせることができ、乗員の違和感等を抑制することができる。

前記制御手段は、前記操作部がロックを行うために操作され且つ走行後にデフロック機構のロックが行われないときに故障と判断し、前記故障の判断により動作して乗員に伝達する故障伝達手段を設けた場合は、デフロック機構の故障を的確に判断することができる。

デフロック操作後に違和感等を抑制するという目的を、簡単な構造で実現した。

図１は、本発明の実施例１を適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である。本発明の実施例１に係るデファレンシャル装置は、例えばリヤデファレンシャル装置１として適用されている。

前記リヤデファレンシャル装置１は、デフケース３内に差動機構５を備え、デフケース３にリングギヤ７が取り付けられている。デフケース３は、デフキャリヤ９に回転自在に支持されている。リヤデファレンシャル装置１は、前記差動機構５に左右のアクスルシャフト１１，１３を介して左右の後輪１５，１７が連動連結されている。

前記リングギヤ７には、ドライブピニオンギヤ１９が噛み合い、ドライブピニオンギヤ１９は、入力回転部材としてのドライブピニオンシャフト２３に設けられている。ドライブピニオンシャフト１９は、プロペラシャフト２５に連動連結されている。

従って、入力回転部材（ドライブピニオンシャフト２３）から一対の出力回転部材（左右のアクスルシャフト１１，１３）へ差動回転を許容しながらトルク伝達を行うデファレンシャル装置（リヤデファレンシャル装置１）を設けた構成となっている。

前記リヤデファレンシャル装置１には、デフロック機構２７が設けられている。デフロック機構２７は、噛み合いクラッチ２９で構成され、前記差動機構５の差動回転を、一対の噛合歯の噛み合い及び噛み合い離脱によりデフロック及びデフアンロックとする。

前記噛み合いクラッチ２９は、可動部３１をアクチュエータとしての例えばデフロックソレノイド３３により軸方向駆動させることで噛み合い及び噛み合い離脱の切替が行われる。

前記デフロックソレノイド３３は、ＣＰＵなどで構成された制御手段としてのデフロックコントローラ３５の出力信号により通電制御される。デフロックコントローラ３５には、操作部としてデフロック作動スイッチ３７からのＯＮ，ＯＦＦ信号が入力されるようになっている。デフロック作動スイッチ３７がデフロックを行うために操作されるとＯＮ信号が、デフロック作動スイッチ３７がデフアンロックを行うために操作されるとＯＦＦ信号がデフロックコントローラ３５に入力される構成となっている。

前記デフロックコントローラ３５には、デフロック位置スイッチ３９からの信号が入力されるようになっている。デフロック位置スイッチ３９は、アンロック検出手段を構成し、前記噛み合いクラッチ２９の可動部３１の移動位置からデフロック機構２７のデフアンロックを検出する。デフロックコントローラ３５は、デフロック位置スイッチ３９からの入力信号によりインストルメントのインジケーターランプ４１やモニタ４３に出力する構成となっている。インジケーターランプ４１及びモニタ４３に加え、音声アナウンス装置を設ける構成にすることもできる。また、ランプ４、モニタ４３、音声アナウンス装置の何れかのみ設ける構成、或いはこれらの任意の組合せの構成にすることも可能である。

そして、前記デフロックコントローラ３５は、前記デフロック作動スイッチ３７からのＯＮ信号により前記デフロック機構２７の実状態に係わらず前記インジケーターランプ４１やモニタ４３に出力してデフロック又はデフロック待機のための点灯やモニタ表示を行わせると共に前記デフロック作動スイッチ３７からのＯＦＦ信号があり且つデフロック位置スイッチ３９がデフアンロックを検出したとき前記インジケーターランプ４１やモニタ４３に出力してデフアンロックの伝達ためのランプ消灯やモニタ表示を行わせる。

また、前記デフロックコントローラ３５は、前記デフロック作動スイッチ３７からのＯＮ信号があり且つ走行後にデフロック機構２７のデフロックが行われずデフロック位置スイッチ３９がデフアンロックを検出しているときに故障と判断し、インジケーターランプ４１を故障伝達手段として点滅させ、或いはモニタ４３に故障伝達手段として故障の表示を行わせる。

なお、前記デフロックコントローラ３５には、他のコントローラ４５、各種センサ４７からの信号が入力されるようになっている。他のコントローラ４５としては、エンジンコントローラ，ＡＢＳコントローラ等が含まれる。各種センサ４７としては、車速センサ、舵角センサ、加速度センサ、ヨーレイトセンサ等が含まれる。

前記プロペラシャフト２５には、エンジン４９からトランスミッション５１、トランスファ５３を介しトルク伝達が行われるようになっている。また、トランスファ５３から前輪側のプロペラシャフト５５を介してフロントデファレンシャル装置５７へトルク伝達が行われる。フロントデファレンシャル装置５７は、左右のアクスルシャフト５９，６１を介して左右の前輪６３，６５が連動連結されている。

従って、エンジン４９から出力されたトルクは、トランスミッション５１からトランスファ５３へ伝達される。トランスファ５３の断続機構が接続状態であるとき、トランスミッション５１から一方では後輪側のプロペラシャフト２５へトルクが伝達され、他方では前輪側のプロペラシャフト５５へトルクが伝達される。

前記後輪側のプロペラシャフト２５からは、ドライブピニオンシャフト２３，ドライブピニオンギヤ１９，リングギヤ７を介してリヤデファレンシャル装置１へトルク伝達が行われ、リヤデファレンシャル装置１から左右のアクスルシャフト１１，１３を介して左右の後輪１５，１７へトルク伝達が行われる。

前記前輪側のプロペラシャフト５５からは、フロントデファレンシャル装置５７へトルク伝達が行われ、フロントデファレンシャル装置５７から左右のアクスルシャフト５９，６１を介して、左右の前輪６３，６５へトルク伝達が行われる。

従って、左右の前輪６３，６５及び左右の後輪１５，１７によって、四輪駆動状態で走行することができる。

前記トランスファ５３の断続機構が切断状態であるとき、トランスミッション５１から後輪側のプロペラシャフト２５側へのみトルク伝達が行われ、後輪１５，１７による二輪駆動状態で走行することができる。

オフロード走行等において、デフロックが必要なときは、車両を停止させてデフロック作動スイッチ３７をＯＮ操作する。このＯＮ操作によりデフロックコントローラ３５がデフロックソレノイド３３を通電制御して噛み合いクラッチ２９を動作させ、デフロック機構２７により差動機構５の差動回転がロックされる。従って、リヤデファレンシャル装置１のデフロックにより悪路等での走破性等を向上することができる。

図２は、前記デフロックコントローラ３５のブロック図である。

前記デフロックコントローラ３５は、車両運転状態の判断回路６７、デフロック作動スイッチ入力回路６９、デフロックソレノイド通電回路７１、デフロック作動スイッチ入力回路６９を備え、これら各回路６７，６９，７１，７３は、デフロックインジケータ点灯判断回路７５に接続され、デフロックインジケータ点灯判断回路７５は、インジケータ駆動回路７７に接続されている。

前記車両運転状態の判断回路６７は、前記他のコントローラ４５からの信号を入力し、前記デフロック作動スイッチ入力回路６９は、前記デフロック作動スイッチ３７からの９信号を入力し、前記デフロックソレノイド通電回路７１は、前記デフロックソレノイド３３への通電による信号を入力し、前記デフロック作動スイッチ入力回路６９は、前記デフロック位置スイッチ３９からの信号を入力する。前記インジケータ駆動回路７７は、前記インジケーターランプ４１に駆動信号を出力する。

前記デフロックコントローラ３５は、前記デフロック作動スイッチ３７からのＯＮ信号をデフロック作動スイッチ入力回路６９に入力すると、デフロック作動スイッチ入力回路６９からインジケータ点灯判断回路７５へ信号が入力され、インジケータ点灯の判断がなされる。インジケータ点灯判断回路７５からインジケータランプ４１点灯のための信号がインジケータ駆動回路７７へ入力されると、インジケーターランプ４１へ駆動信号が出力され、インジケーターランプ４１が点灯する。すなわち、デフロック作動スイッチ３７をＯＮ操作すると、デフロック機構２７によりリヤデファレンシャル装置１がデフロックされているか否かの実状態に係わらず、インジケーターランプ４１の点灯によりデフロック状態であることを乗員へ伝達することができる。

この場合、デフロック位置スイッチ３９からの信号をデフロック位置スイッチ入力回路７３を介してインジケータ点灯判断回路７５が受けることにより、デフロック作動スイッチ３７はＯＮ操作されたが噛み合いクラッチ２９が突き当たって噛み合わず、デフロック状態とはなっていないとき、デフロック待機状態と判断することで、モニタ４３にデフロック待機状態の表示を行わせ、或いは音声アナウンス装置を動作させ、「デフロック待機状態です。」などのアナウンスを行わせることもできる。

前記のように、デフロックが必要な状況で停止し、デフロック作動スイッチ３７をＯＮ操作した後、デフロック機構２７の噛み合いクラッチ２９が噛み合わない状態となっているときでも、発進後に必ず相対回転が起こり、噛み合いクラッチ２９の噛合歯が噛み合い位置に同期したとき直ちに噛み合いが行われる。この場合、相対回転数が零から直ちにラテッティングを惹起する領域に至ると噛合歯は噛み合うことはできないが、エンジンのレスポンスから言って物理的にこのようなことは起こり得ない。従って、各部が正常であれば、前記のようにデフロック作動スイッチ３７をＯＮ操作した後走行し始めればデフロック機構２７により速やかにロックされることになる。

前記デフロックコントローラ３５は、前記インジケータ点灯判断回路７５が、他のコントローラ４５，デフロックソレノイド３３，デフロック位置スイッチ３９からの信号を入力することで、走行後にデフロックが行われたか否かを判断することができる。

従って、前記インジケータ点灯判断回路７５は、デフロックスイッチ３７からのＯＮ信号の入力があり、走行後にデフロック機構２７のデフロックが行われずデフロック位置スイッチ３９がデフアンロックを検出しているとき、或いはデフロックソレノイド３３が通電制御されていない時、故障と判断し、インジケーターランプ４１を点滅させ、或いは表示モニタ４３に故障の表示を行わせる。

前記デフロックコントローラ３５では、前記デフロック作動スイッチ３７からのＯＦＦ信号をデフロック作動スイッチ入力回路６９介してインジケータ点灯判断回路７５へ入力すると、デフロック位置スイッチ３９からデフロック位置スイッチ入力回路７３を介した信号によりデフロック機構２７の実位置が判断される。デフロック機構２７の実位置がデフアンロックであれば、インジケータ点灯判断回路７５からインジケータ消灯の信号がインジケータ駆動回路７７へ入力され、実位置がデフロックのままであれば、インジケータ点灯判断回路７５からインジケータ点灯の信号出力が維持される。

すなわち、デフロック作動スイッチ３７をＯＦＦ操作すると、デフロック機構２７によりリヤデファレンシャル装置１がデフロックされているか否かの実状態により、インジケーターランプ４１の点灯、消灯によりデフロック状態、デフアンロック状態であることの乗員への伝達が行われる。

図３は、前記インジケーターランプ４１或いはモニタ４３の動作とデフロック作動スイッチ３７のＯＮ，ＯＦＦ操作との関係を示す図表である。

図３の中で、「クラッチ切換」の欄は、乗員の意識を表示している。同「ロックＳＷ」の欄は、デフロック作動スイッチ３７の操作状態を示している。同「実位置」の欄は、デフロック機構２７の実際の状態を示している。同「ランプ」の欄は、インジケーターランプ４１の動作状態を示している。同「表示」の欄は、モニタ４３の表示状態を示している。

図３のように、乗員がデフロック機構２７を非作動状態から作動状態（ＯＦＦ→ＯＮ）とするためにデフロック作動スイッチ３７をＯＮとしたとき、前記のようにデフロック機構２７の実位置は、ＯＦＦ（デフアンロック）又はＯＮ（デフロック）となっている。このデフロック機構２７の実位置が、ＯＦＦ又はＯＮの何れでもインジケーターランプ４１は点灯し、乗員にデフロック状態が伝達される。また、モニタ４３は、実位置がＯＦＦのとき「ＯＮ」「ＬＯＣＫ」「スタンバイＯＫ」等の表示を行い、実位置がＯＮのとき「ＯＮ」「ＬＯＣＫ」等の表示を行う。なお、「スタンバイＯＫ」は、次の操作まで待つことを意味するものではなく、走行後はデフロックが自動的になされることを意味する。

乗員がデフロック機構２７を作動状態から非作動状態（ＯＮ→ＯＦＦ）とするためにデフロック作動スイッチ３７をＯＦＦとしたとき、デフロック機構２７の実位置のＯＮ又はＯＦＦによりインジケーターランプ４１は点灯又は消灯する。この点灯、消灯により乗員にデフロック作動スイッチ３７をＯＦＦにしてもデフロック状態が継続されているかデフアンロック状態となったかを伝達することができる。また、モニタ４３は、実位置がＯＮのとき「ＯＮ」「ＬＯＣＫ」等の表示を行い、実位置がＯＦＦのとき「ＯＦＦ」「ＵＮ−ＬＯＣＫ」等の表示を行う。

以上、前記デフロック作動スイッチ３７がロックを行うために操作されたとき、デフロック機構２７の噛合歯が噛み合わずデフロック状態にはなっていなくても、インジケーターランプ４１又はモニタ４３等によりデフロック又はデフロック待機のための伝達を乗員へ行わせることができ、乗員の違和感等を抑制することができる。

前記デフロックコントローラ３５は、前記デフロック作動スイッチ３７がロックを行うために操作され且つ走行後にデフロック機構２７のデフロックが行われないときに故障と判断し、前記故障の判断によりインジケーターランプ４１が点滅するため、デフロック機構２７の故障を的確に判断することができる。

上述した実施例は、リヤデファレンシャル装置として説明したが、フロントデファレンシャル装置やセンターデファレンシャル装置として適用することもできる。

四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。 デフロックコントローラのブロック図である（実施例１）。 ランプ或いはモニタの動作とデフロック作動スイッチのＯＮ，ＯＦＦ操作との関係を示す図表である（実施例１）。

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）
５ デフロック機構
１１，１３ アクスルシャフト（出力回転部材）
２３ ドライブピニオンシャフト（入力回転部材）
３５ デフロックコントローラ（制御手段）
３７ デフロック作動スイッチ（操作部）
３９ デフロック位置スイッチ（アンロック検出手段）
４１ ランプ（伝達手段、警告手段）
４３ モニタ（伝達手段）

Claims (2)

1. 入力回転部材から一対の出力回転部材へ差動回転を許容しながらトルク伝達を行うデファレンシャル装置において、
   前記差動回転を一対の噛合歯の噛み合い及び噛み合い離脱によりロック及びアンロックとするデフロック機構と、
   前記デフロック機構によるロック及びアンロックを切り替えるために操作する操作部と、
   前記デフロック機構によるアンロックを検出するアンロック検出手段と、
   前記デフロック機構によるロック及びアンロックを乗員へ伝達するための伝達手段と、
   前記操作部がロックを行うために操作されたとき前記デフロック機構の実状態に係わらず前記伝達手段にロック又はロック待機のための伝達を行わせると共に前記操作部がアンロックを行うために操作され且つアンロック検出手段がアンロックを検出したとき前記伝達手段にアンロックの伝達を行わせる制御手段と
   を備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
   前記制御手段は、前記操作部がロックを行うために操作され且つ走行後にデフロック機構のロックが行われないときに故障と判断し、
   前記故障の判断により動作して乗員に伝達する故障伝達手段を設けた
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
   

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