JP2563944B2

JP2563944B2 - 車両の駆動力伝達系路切換制御装置

Info

Publication number: JP2563944B2
Application number: JP62262444A
Authority: JP
Inventors: 和雄新出
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH01103541A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両の駆動力伝達系路を例えば２輪駆動状
態と４輪駆動状態等に切換える切換機構とこれを作動す
るモータとを備えた駆動力伝達系路切換制御装置に関
し、特に上記切換機構の作動不良が生じたときの対策に
関するものである。

（従来技術）従来から、例えば特開昭60−127232号公報に示される
ように、４輪駆動車において、２輪駆動と４輪駆動との
切換えや、前後輪への駆動力分配用のセンタデフのロッ
ク、フリーの切換え等を行なう駆動力伝達系路切換機構
を備えた装置は知られている。一般にこのような装置に
おける上記切換機構の切換はギヤを用いて行なわれ、例
えば、上記公報に示されるように歯付のハブと歯付のス
リーブとの噛合いおよび噛合い解除により駆動力伝達系
路の切換が行なわれる。また、この切換機構を作動する
アクチュエータとしては、通常、操作部からの切換信号
に応じて駆動される正逆回転可能なモータが用いられ、
例えばモータにより減速機構を介して上記スリーブが軸
方向に作動されることにより切換が行なわれるようにな
っている。

ところで、上記のような切換機構を備えた車両におい
て、変速機が低速段にあって切換機構に大きなトルクが
加わっている場合等に、ギアの噛合いおよび噛合い解除
が困難となることがあり、例えば、上記モータが作動し
てもギヤがうまく噛合わずに単に押し当った状態になる
ような作動不良が生じることがある。このような場合に
モータを駆動状態のままにしておくと、モータの過負
荷、ギアの摩耗等の問題が生じる。

このため、上記のような作動不良が生じたときに、モ
ータの駆動を停止させることは従来においても考えられ
ている。このような作動不良時のモータ停止手段を有す
る従来の切換制御装置の一例を第７図に示す。この装置
は、操作部からの切換信号に応じてモータを制御する制
御部に、モータの正回転方向の駆動信号を出力する正回
転駆動部101およびモータの逆回転方向の駆動信号を出
力する逆回転駆動部102からなるモータ駆動手段と、第
１および第２の２つのインヒビット回路103,104からな
る駆動停止手段とを備え、上記両インヒビット回路103,
104の各一方の入力端子にモータ正回転方向の駆動を指
定する切換信号C₁およびモータ逆回転方向の駆動を指定
する切換信号C₂をそれそれ入力し、各他方の入力端子に
上記作動不良を検出する検出手段からの検出信号Lsを入
力する一方、各インヒビット回路103,104の出力を正回
転駆動部101および逆回転駆動部102に入力している。そ
して、作動不良の発生によって上記検出信号Lsが１とな
ったときは、切換信号C₁,C₂に関係なく上記インヒビッ
ト回路103,104の出力が０となることにより、モータの
駆動が停止されるようになっている。

しかし、このようなモータ停止手段を設けておくだけ
では、モータが一定方向に駆動されているときに作動不
良が発生したとき、その方向のモータの駆動が停止され
るとともに、作動不良状態が解消されない限り反転方向
のモータの駆動も停止され、つまり反転方向へ切換操作
を行なってもモータが駆動されなくなる。そして、作動
不良時には単にこのようにモータを停止させても、例え
ば切換機構のギアが噛合わないまま押し当ったような状
態が持続するので、この部分で振動や騒音が発生し、ま
たギヤの摩耗が生じ易くなる等の問題が残されていた。

（発明の目的）本発明は上記の事情に鑑み、切換機構の作動不良が生
じたときに、モータを停止させてモータの過負荷状態を
解消するとともに、切換操作によりモータを反転させて
切換機構を元の状態に戻すことができるようにすること
により、振動、騒音の発生およびギヤの摩耗を防止する
ことのできる車両の駆動力伝達系路切換制御装置を提供
するものである。

（発明の構成）本発明は、駆動力伝達系路を切換える切換機構と、指
令信号に応じて上記切換機構を作動する正逆回転可能な
モータと、このモータの回転方向を決定する切換信号を
出力する切換操作部とを備えた車両の駆動力伝達系路切
換制御装置において、モータの正回転方向の駆動信号を
出力する正回転駆動部およびモータの逆回転方向の駆動
信号を出力する逆回転駆動部を有して、上記切換信号に
応じてモータを正回転方向もしくは逆回転方向に駆動す
るモータ駆動手段と、モータの駆動に応じた上記切換機
構の作動が不良であることを検出する作動不良検出手段
と、この作動不良検出手段からの検出信号に応じ、上記
モータ駆動手段によるモータの駆動を停止させるモータ
停止手段と、上記モータ駆動手段のいずれか一方の駆動
部によるモータの一方向の回転駆動が上記モータ停止手
段の停止信号によって停止されたときに、他方の駆動部
に対する駆動停止を禁止する停止規制手段とを設けたも
のである。

この構成により、一定方向にモータが駆動されている
状態で上記作動不良が発生したとき、その方向のモータ
の駆動が停止されつつ、反転方向へのモータの駆動は許
容されることとなる。

（実施例）本発明の実施例を、第１図乃至第６図に基づいて説明
する。

４輪駆動車の概略構造を示す第１図において、１は４
輪駆動車で、車体前部にエンジン２を備え、このエンジ
ン２の駆動力はトルクコンバータ３と変速機構４とを有
する自動変速機５からトランスファ装置６に伝達され、
このトランスファ装置６で前後輪に分配され、後輪側出
力軸７がプロペラシャフト８を経てリヤデフ９に連結さ
れて後輪10に伝達される一方、前輪側出力軸11がプロペ
ラシャフト12を経てフロントデフ13に連結されて前輪14
に伝えられる。

上記トランスファ装置６は、第２図および第３図に示
すように、センタデフ20を備えるとともに、２輪駆動と
４輪駆動の切換えおよび４輪駆動におけるセンタデフ20
の作動のロック、フリーの切換えを行なう切換機構21を
備え、この切換機構21の切換作動をモータ22の駆動によ
って行なうようになっている。

上記トランフスァ装置６の構造を具体的に説明する
と、トランスミッションからの動力を受ける入力軸23の
軸線上には、後輪駆動軸に連結される後輪出力軸７が、
入力軸23と相対回転自在に連結されている。上記入力軸
23の外周には出力歯車25が配設され、この出力歯車25
は、前輪側出力軸11に連結されるトランスファギア26に
対し、チェーン27を介して連結されている。また、上記
入力軸23と後輪出力軸７との嵌合部外周にはセンタデフ
20が配設されている。

上記センタデフ20は遊星歯車装置からなるものであっ
て、入力軸23の外周に相対回転自在に枢支されたサンギ
ヤ29と、このサンギヤ29の外周に位置するリングギヤ30
と、上記サンギヤ29とリングギヤ30との間に位置する複
数のピニオンギヤ31とを有し、これらピニオンギヤ31は
キャリア32に枢支されている。上記キャリア32は入力軸
23の端部に共回り可能に支持され、リングギヤ30は後輪
側出力軸７に共回り可能に支持されている。

上記サンギヤ29の枢支部外周には、前輪側への出力歯
車25が相対回転自在に枢支されるとともに、クラッチハ
ブ33を介してスリーブ34が軸方向にスライド可能に支持
されている。このスリーブ34の軸方向両側には、入力軸
23に対して共回り可能に支持されたクラッチ用歯35と、
上記出力歯車25に一体に形成されたクラッチ用歯36とが
配置されている。これらクラッチ用歯35,36のそれぞれ
に対して上記スリーブ34が、軸方向のスライドによって
系脱可能となり、これにより、センタデフ20を介して動
力分配を切替える切換機構21が構成されている。

上記スリーブ34は、ロッド37に取付けられたシフトフ
ォーク38によりスライドされ、上記ロッド37は回転軸39
に設けられたカム40により移動され、上記回転軸39は、
ウォーム歯車装置41からなる減速機構を介してモータ22
により作動されるようになっおり、これらの機構によ
り、モータ22の駆動に応じて上記スリーブ34スライド
し、切替機構21が作動される。

そして、当実施例では次のような３種類の状態駆動力
伝達系路が切替えられる。

すなわち、第１に、スリーブ34を入力軸23側のクラッ
チ用歯35に係合させて出力歯車25側のクラッチ用歯36か
ら離脱させた状態では、入力軸23にサンギヤ29が直結さ
れ、入力軸23の回転に伴うサンギヤ30の回転およびピニ
オンギヤ31の公転により駆動力がリングギヤ30を経て後
輪側出力軸７に直結状態で伝達されるが、前輪側出力軸
11への駆動力伝達はなく、後輪10のみの２輪駆動とな
る。第２に、スリーブ34をクラッチ用歯35,36の両方に
係合させた状態では、駆動力が後輪側出力軸７に直結状
態で伝達されるとともに、出力歯車25からチェーン27お
よびトランスファギヤ26を介して前輪側出力軸11へも伝
達され、差動ロック状態の４輪駆動となる。また第３
に、スリーブ34をクラッチ用歯35から離脱させてクラッ
チ用歯36に係合させた状態では、入力軸23に入力された
駆動力がリングギヤ30とサンギヤ29とに分配されて、そ
れぞれ後輪側出力軸７と前輪側出力軸11とに伝達される
ことにより、差動フリーの状態の４輪駆動となる。

また、第１図において、45はコントロールユニット
で、運転者が操作するスイッチボタン式２−４切換スイ
ッチ46およびデフロック切換スイッチ47を有する切換操
作部からの切換信号を受け、モータ22に対し制御信号を
出力するようになっている。さらにこのコントロールユ
ニット45には、切換機構21の作動不良を検出する作動不
良検出手段としてのリミットスイッチ48からの信号も入
力されている。このコントロールユニット45は、切換操
作部から信号処理部51を介して入力される切換信号に応
じてモータ22を正回転方向もしくは逆回転方向に駆動す
るモータ駆動手段52を有するとともに、後に詳述するよ
うなモータ停止手段53および停止制御手段54を含んでい
る。

上記リミットスイッチ48による切換機構21の作動不良
の検出は、例えば第４図に示すような構造によって行な
われる。すなわち、モータ22に接続されたウォーム歯車
装置41の出力側の軸41aと、前記切換機構21のスリーブ3
4を作動するためのカム40を備えた回転軸39とが、ねじ
りバネ49を介して連結されるとともに、上記回転軸39に
円盤48aが取付けられ、上記軸41aと上記円盤48aとの間
にリミットスイッチ48が設けられている。そして、モー
タ22の駆動に応じた上記回転軸39の回転による切換機構
21の切換作動が正常に行なわれているときは、上記軸41
aと円盤48aとの相対変位が小さくて、この場合はリミッ
トスイッチ48がOFFに保たれるが、切換機構21が正しく
切替わらない作動不良によって回転軸39の回転が途中で
妨げられたときは、モータ22が過負荷状態になって上記
ねじりバネ49のねじりモーメントが増大するとともに上
記軸41aと円盤48aとの相対変位が大きくなり、この場合
に上記リミットスイッチ48がONとなるようになってい
る。なお、このようにリミットスイッチ48がONとなった
後は、モータ22が停止されても上記ウォーム歯車装置41
が出力側からの力で回転することはないので、切換機構
21の作動不良が解消される状態となるかモータ22が反転
方向に駆動されない限り、リミットスイッチ48のON状態
が維持される。

また、第５図は前記コントロールユニット45に含まれ
るモータ駆動手段52、停止手段53および停止規制手段54
の具体例を示している。この図において、モータ駆動手
段52は、モータに対して正回転方向の駆動信号D₁を出力
する正回転駆動部55と逆回転方向の駆動信号D₂を出力す
る逆回転駆動部56とを有している。停止手段53は、第１
および第２の一対のインヒビット回路57,58を有してい
る。これらのインヒビット回路57,58には、それぞれの
一方の入力端子にモータ22の正回転を指定する切換信号
C₁およびモータ22の逆回転を指定する切換信号C₂が入力
されるとともに、それぞれの他方の入力端子（否定側入
力端子）に、前記リミットスイッチ48からの検出信号Ls
に基づき停止規制手段54を介して与えられる信号が入力
されている。そしてこの各インヒビット回路57,58の各
出力が上記正回転受動部55および逆回転駆動部56にそれ
ぞれ入力されている。

また、停止規制手段54は、第１および第２の各フリッ
プフロップ59,60と、第１および第２の各アンド回路61,
62とを有している。第１フリップフロップ59のＳ（セッ
ト）端子には上記第２インヒビット回路58の出力側から
与えられる信号A₂が、また第２フリップフロップ60のＳ
端子には上記第１インヒビット回路57の出力側から与え
られる信号A₁がそれぞれ入力され、各フリップフロップ
59,60のＲ（リセット）端子およびＣ（クリア）端子に
はそれぞれリミットスイッチ48からの検出信号Lsの否定
信号が入力されている。各フリップフロップ59,60の
端子から出力される信号は第1,第２アンド回路61,62の
各一方の入力端子にそれぞれ入力され、これらアンド回
路61,62の各他方の入力端子にはリミットスイッチ48か
らの検出信号が入力されている。そして、これらアンド
回路61,63の各出力が、上記第1,第２インヒビット回路5
7,58の各否定側入力端子にそれぞれ入力されている。

上記フリップフロップ59,60の入力信号およびクリア
信号と出力信号との関係は、次の表のようになってお
り、これは一般に知られたものである。

以上のような当実施例の装置の動作を、第６図（ａ）
〜（ｄ）に基づいて次に説明する。

第６図（ａ）のように、その検出信号Lsが０（リミッ
トスイッチ48がOFF）となっているときは、その信号が
停止規制手段54の各アンド回路61,62に入力されること
により、各アンド回路61,62から停止手段53の各インヒ
ビット回路57,58の否定側入力端子に与えられる信号は
０となり、この状態では上記各インヒビット回路57,58
が切換信号C₁、C₂をそのまま出力する。従って、例えば
２−４切換スイッチ46等の操作によってモータ22の正回
転を指定する切換信号C₁が１となると、第１インヒビッ
ト回路57の出力が１となることにより、モータ22が正回
転方向に駆動される。この場合、上記第１フリップフロ
ップ59はＳ端子が０、Ｒ端子、Ｃ端子、端子がそれぞ
れ１となり、第２フリップフロップ60はＳ端子、Ｒ端
子、Ｃ端子、端子がそれぞれ１となる。

上記のようなモータ22の駆動によって前記切換機構21
が切換作動されるが、このときに前記スリーブ34とクラ
ッチ用歯35,36との噛合い、噛合い解除が正しく行なわ
れない作動不良が生じると、リミットスイッチ48がONと
なる。このとき、検出信号Lsが１となって、第１フリッ
プフロップ59のＳ端子、Ｒ端子、Ｃ端子が０となり、そ
の端子が前回と同じ１に保たれるので、第１アンド回
路61から第１インヒビット回路57に与えられる信号が１
となり、これにより第１インヒビット回路57の出力が０
となってモータ22の正回転方向の駆動が停止される。た
だし、上記検出信号Lsが１となってから、第１インヒビ
ット回路57の出力側の信号A₁が０に切替わって第２フリ
ップフロップ60のＳ端子に入力されるまでには、多少の
遅れがあるため、第６図（ｂ）のように、検出信号Lsが
１に切替わった瞬間には、第２フリップフロップ60はＳ
端子が１、Ｒ端子およびＣ端子が０となり、その端子
は０に切替わる。

その後に第６図（ｃ）のように信号A₁が０に切替わっ
たとき、第２フリップフロップ60のＳ端子、Ｒ端子、Ｃ
端子も第１フリップフロップ59と同様に０となるが、こ
の場合の第１フリップフロップ59の端子は前回の値で
ある１に保たれるのに対し、第２フリップフロップ60の
端子は０に保たれる。従って、第１インヒビット回路
57には第１アンド回路61から１の信号が与えられてモー
タ正回転方向の駆動停止状態が保たれるが、第２インヒ
ビット回路58には第２アンド回路62から０の信号が与え
られてモータ正回転方向の駆動停止が禁止される。

従ってこの状態で、第６図（ｄ）のように、運転者に
よる操作に応じて逆回転を指定する信号C₂が１となれ
ば、第２インヒビット回路58の出力が１となり、モータ
22が逆回転方向に駆動されることとなる。

モータ22が逆回転方向に駆動されたときに切換機構21
の作動不良が生じた場合も、同様にして、モータ22の逆
回転方向の駆動は停止されるが正回転方向の駆動は許容
されることとなる。

（発明の効果）以上のように本発明は、切換信号に応じてモータが正
回転方向もしくは逆回転方向に駆動されることにより駆
動力伝達系路の切換機構が作動される装置において、モ
ータが一定方向に駆動されても上記切換機構が正しく作
動しない作動不良が生じたときに、その方向のモータの
駆動は停止させ、かつ、反対方向のモータの駆動停止は
禁止するようにモータ停止手段および停止規制手段を設
けているため、ギヤの噛合い不良等が生じたときにモー
タの停止によって過負荷状態を解消することができると
ともに、切換操作に応じた反転方向のモータの駆動が可
能となることによりギヤが押し当った状態で停止すると
いうような事態も解消することができる。従って不良発
生時の振動、騒音の発生および切換機構の摩耗を防止す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は４輪駆動車の概略構成図、第２図はトランスファ
装置の構成を示す模式図、第３図はトランスファ装置の
具体構造例を示す要部断面図、第４図は不良検出手段の
一例を示す構造説明図、第５図はコントロールユニット
に含まれる手段のブロック図、第６図（ａ）〜（ｄ）は
上記コントロールユニットに含まれる手段の動作説明図
であり、また、第７図は従来装置の一例を示すブロック
図である。６……トランスファ装置、21……切換機構、22……モー
タ、46,47……切換操作部、48……リミットスイッチ
（作動不良検出手段）、52……モータ駆動手段、53……
停止手段、54……停止規制手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動力伝達系路を切換える切換機構と、指
令信号に応じて上記切換機構を作動する正逆回転可能な
モータと、このモータの回転方向を決定する切換信号を
出力する切換操作部とを備えた車両の駆動力伝達系路切
換制御装置において、モータの正回転方向の駆動信号を
出力する正回転駆動部およびモータの逆回転方向の駆動
信号を出力する逆回転駆動部を有して、上記切換信号に
応じてモータを正回転方向もしくは逆回転方向に駆動す
るモータ駆動手段と、モータの駆動に応じた上記切換機
構の作動が不良であることを検出する作動不良検出手段
と、この作動不良検出手段からの検出信号に応じ、上記
モータ駆動手段によるモータの駆動を停止させるモータ
停止手段と、上記モータ駆動手段いずれか一方の駆動部
によるモータの一方向の回転駆動が上記モータ停止手段
の停止信号によって停止されたときに、他方の駆動部に
対する駆動停止を禁止する停止規制手段とを設けたこと
を特徴とする車両の駆動力伝達系路切換制御装置。