JP2599681Y2

JP2599681Y2 - 作業用車両のエンジントルク制御装置

Info

Publication number: JP2599681Y2
Application number: JP8564292U
Authority: JP
Inventors: 正伊賀
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1992-12-14
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2007-12-14
Also published as: JPH0649736U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、２輪駆動状態と４輪駆
動状態との選択的な切り換えを可能とするとともに、４
輪駆動状態ではフロントアクスルとリヤアクスルの双方
がエンジンに直結状態とされる作業用車両のエンジント
ルク制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の駆動方式の一つとし
て、前輪あるいは後輪のいずれか一方側のみを駆動させ
る２輪駆動状態と、前輪と後輪とを同時に駆動させる４
輪駆動状態とを選択的に切り替えるようにした所謂パー
トタイム４ＷＤ方式が知られている。また、作業用車両
においては、微速走行を行いながら作業を行う必要があ
ることから、変速機の低速段における減速比を普通車両
の場合よりも大きく設定するのが通例であり、従って、
変速段を低速段に設定した場合における変速機の出力ト
ルクは大きく、単一のアクスルへ入力した場合には該ア
クスルの許容入力トルクよりも過大となり、場合によっ
てはアクスルの損傷に至ることも考えられる。

【０００３】このため、パートタイム４ＷＤ方式を採用
した作業用車両においては、変速機の変速段が低速段に
設定された状態では４輪駆動での走行のみを許容し、２
輪駆動での走行を規制することが提案されている。

【０００４】また一方、このような作業用車両において
は、主としてコスト面を考慮して、前輪と後輪の差動を
許容するセンターデファレンシヤルを設けないのが一般
的である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところが、このように
センターデファレンシヤルを備えないパートタイム４Ｗ
Ｄ方式の作業用車両で、且つ低速段の設定時には駆動形
態を４輪駆動に固定する構成とした場合には、特に曲が
った急な坂道を下り走行する場合における走行性に改善
すべき点があった。

【０００６】即ち、急坂道を下り走行する場合には、ブ
レーキの使い過ぎによるベーパロックあるいはフエード
現象等を防止する意味から、エンジンブレーキを適当に
使用する必要がある。このため、変速機はエンジンブレ
ーキを確保すべく低速段に設定されるとともに、これに
伴って駆動形態も４輪駆動とされる。この場合、直線道
路を走行する場合には何ら問題はないが、曲がった道路
を走行する場合には、前輪と後輪間における差動が許容
されないことから、一部の車輪が滑る所謂ブレーキング
現象が生じ、曲がりにくくなるものである。

【０００７】かかる走行性における問題は駆動形態を２
輪駆動とすることで解決可能であるが、その一方で、フ
ロントアクスルあるいはリヤアクスルの信頼性という点
において問題が生じることは既述の通りである。

【０００８】そこで本考案は、２輪駆動状態と４輪駆動
状態との選択的な切り換えを可能とするとともに、４輪
駆動状態ではフロントアクスルとリヤアクスルの双方が
エンジンに直結状態とされる作業用車両において、アク
スルの信頼性を確保しつつ低速段での２輪駆動走行を可
能とすることで走行性を改善することを目的としてなさ
れたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案ではかかる課題を
解決するための具体的手段として、図１に例示するよう
に、エンジン１の出力を変速機３を介してフロントアク
スルとリヤアクスルのいずれか一方のみへ伝達して前輪
または後輪のみを駆動する２輪駆動状態と、フロントア
クスルとリヤアクスルの両方へ伝達して前輪と後輪とを
駆動する４輪駆動状態とを選択的に切り替え可能とさ
れ、且つ４輪駆動状態においては上記フロントアクスル
と上記リヤアクスルの双方が上記エンジン１に対して直
結状態とされる作業用車両において、２輪駆動状態を検
出する２輪駆動状態検出手段７と、上記変速機３の低速
段への切り替えを検出する低速段検出手段８,１３と、
上記エンジン１の出力を所定値以下に制限するエンジン
出力制限手段６と、上記２輪駆動状態検出手段７と低速
段検出手段８,１３からの出力を受け、２輪駆動状態で
且つ低速段設定状態である場合に上記エンジン出力制限
手段６をしてエンジン出力を制限せしめる制御手段１１
とを備えたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本考案ではかかる構成とすることにより、２輪
駆動状態での低速段走行時には、エンジン出力制限手段
が作動してエンジン出力が所定値以下に制限されること
から、エンジン出力がフロントアクスルあるいはリヤア
クスルのいずれか一方のみに伝達されても該アクスルへ
の入力トルクがその許容入力トルク以下に抑えられるの
で、過大な入力トルクによるアクスルの損傷等が未然に
防止され、２輪駆動状態での低速段走行の信頼性が確保
されるものである。そして、このようにアクスルの信頼
性を確保した上で、２輪駆動状態での低速段走行が可能
となることで、４輪駆動状態ではフロントアクスルとリ
ヤアクスルの双方がエンジンに直結状態とされる構成
（即ち、センターデファレンシャルを備えない構成）で
あるにも拘わらず、低速段での良好な走行性が確保され
るものである。

【００１１】

【考案の効果】従って、本考案の作業用車両のエンジン
トルク制御装置によれば、アクスルの信頼性を確保しつ
つ２輪駆動状態での低速段走行が可能とされることか
ら、例えば、曲がった下り坂走行時に２輪駆動状態で且
つ変速段を低速段に設定することで、４輪駆動状態では
フロントアクスルとリヤアクスルの双方がエンジンに直
結状態とされる構成であるにも拘わらず、４輪駆動での
走行時の如く旋回操作時におけるブレーキング現象は生
じず、スムーズに旋回走行することができ、その走行性
の向上が図られる。また、低速段設定により十分にエン
ジンブレーキを効かせることができるのでブレーキ装置
の過度の使用に起因するフェード現象等の発生を未然に
防止して制動性能の信頼性を高めることができるもので
ある。

【００１２】

【実施例】以下、本考案を実施例に基づいて具体的に説
明すると、図１には作業用車両のエンジントルク制御装
置の全体システム図が示されている。この作業用車両
は、駆動方式として２輪駆動状態と４輪駆動状態とを選
択的に設定可能とする所謂パートタイム４ＷＤ方式を採
用するとともに、フロントアクスルとリヤアクスルの間
にセンターデファレンシャルを備えず、４輪駆動状態で
は上記フロントアクスルとリヤアクスルの双方がエンジ
ンに直結状態とされるようになっている。また、変速機
構として自動変速方式を採用しており、エンジン１から
の出力をトルクコンバータ２を介して後述の変速機３に
入力するようになっている。

【００１３】上記変速機３は、微速走行を可能にすべ
く、前進３速、後進１速の変速段をもつ主変速機構部３
Ａに、高速段(以下、Ｈiと略記する)と低速段(以下、Ｌ
owと略記する)とを選択切換可能とした副変速機構部３
Ｂを付設して構成されている。即ち、上記主変速機構部
３Ａは、コンバータ出力の入力軸となる第１軸４１に固
着されたギヤ２１と、該ギヤ２１の左右両側にあって第
１軸４１に遊嵌合されたギヤ２２と同２３と、これら各
ギヤ２２、２３を第１軸４１に対して選択的に断接する
第１クラッチ４５と第２クラッチ４６と、上記第１軸４
１に平行に配置された第２軸４２に固着されるとともに
上記ギヤ２１に常時噛合するギヤ２４と、該ギヤ２４の
一方側に配置されるとともに第２軸４２に対して遊嵌合
されたギヤ２５と、該ギヤ２４の他方側に配置され且つ
第２軸４２に遊嵌合されるとともに上記ギヤ２３に常時
噛合するギヤ２６と、、該各ギヤ２５,２６を第２軸４
２に対して選択的に断接する第３クラッチ４７と第４ク
ラッチ４８と、上記第２軸４２に対して平行に配置され
た第３軸４３に対して固着されるとともに常時上記ギヤ
２５に噛合するギヤ２７と、該第３軸４３に対して固着
されて主変速機構部３Ａの一方の出力ギヤとなるギヤ２
８と、該第２軸４２に対して固着されるとともに常時上
記ギヤ２６に噛合して主変速機構部３Ａの他方の出力ギ
ヤとなるギヤ２９と、図示しないアイドル軸に設けられ
て上記ギヤ２２とギヤ２５とに常時噛合するリバースア
イドルギヤ(図示省略)とで構成されている。

【００１４】この主変速機構部３Ａは、第３クラッチ４
７が締結されることで１速状態を、第４クラッチ４８が
締結されることで２速状態を、第２クラッチ４６が締結
されることで３速状態をそれぞれ形成するとともに、第
１クラッチ４５が締結されることで後進段を形成するよ
うになっている。

【００１５】尚、上記各クラッチ４５〜４８は、ともに
油圧サーボ式クラッチで構成され、後述のコントロール
ユニット１１からの制御信号に基づいて油圧ユニット１
２により油圧の給排が制御されることで締結あるいは締
結解除されるようになっている。

【００１６】副変速機構部３Ｂは、上記第３軸４３と平
行に配置され変速機３の出力軸となる第４軸４４に対し
て遊嵌合されるとともに常時上記ギヤ２８に噛合したギ
ヤ３０と、該第４軸４４に対して遊嵌合されるとともに
常時上記ギヤ２９に噛合したギヤ３１と、該第４軸４４
に対してスプライン嵌合され軸方向(矢印aーb方向)に摺
動変位することで選択的に上記ギヤ３０と同３１に係合
せしめられる切換スリーブ３２とで構成され、該切換ス
リーブ３２が矢印a方向に移動してギヤ３１に係合した
時にＨi状態となり、矢印b方向に移動してギヤ３０に係
合した時にＬow状態となるようになっている。

【００１７】このような構成の主変速機構部３Ａと副変
速機構部３Ｂとを備えた変速機３の変速操作は次のよう
にして行なわれる。先ず主変速機構部３Ａの変速操作で
あるが、この主変速機構部３Ａの変速操作は運転席に設
けたセレクトスイッチ１３の各レンジを運転者が選択す
ることで行なわれる。即ち、セレクトスイッチ１３は前
進側の変速レンジとしてレンジとレンジとＤレンジ
の三つを備えている。そして、レンジでは１速に固定
され、レンジでは２速に固定され、Ｄレンジでは例え
ば車速とエンジン負荷に応じて１速〜３速の間で変速さ
れるようになっており、該セレクトスイッチ１３からの
セレクト信号Ａ₁に応じてコントロールユニット１１か
ら油圧ユニット１２に制御信号Ａ₅が出力され、所定の
クラッチが締結されることで変速段の設定が行なわれ
る。

【００１８】これに対して、副変速機構部３Ｂの変速操
作は、運転席に設けた車速選択スイッチ８を運転者が必
要に応じて操作し、例えばエアシリンダ等の車速切換用
アクチュエータ１０をして上記切換スリーブ３２を作動
させることで行なわれる。従って、この副変速機構部３
Ｂの切り替え操作により、変速機３の第４軸４４の出力
回転数はセレクトスイッチ１３の各レンジ位置に対応し
て次のように設定される。即ち、副変速機構部３ＢがＨ
i側に設定された状態では、レンジの時には「１速−Ｈ
i」に固定され、レンジの時には「２速−Ｈi」に固定さ
れ、Ｄレンジの時には「１速−Ｈi」と「３速−Ｈi」の間で
変化する。また、副変速機構部３ＢがＬow側に設定され
た状態では、レンジの時には「１速−Ｌow」に固定さ
れ、レンジの時には「２速−Ｌow」に固定され、Ｄレン
ジの時には「１速−Ｌow」と「３速−Ｌow」の間で変化す
る。以上が変速機３の全体構成である。

【００１９】一方、変速機３の出力軸となる上記第４軸
４４の一端側は、電磁式の駆動切換用クラッチ５０を介
してフロントアクスルに、また他端側は直接的にリヤア
クスルにそれぞれ接続されており、該駆動切換用クラッ
チ５０が締結された状態では第４軸４４から出力される
エンジントルクがフロントアクスルとリヤアクスルの両
方へ伝達されて４輪駆動状態とされ、また駆動切換用ク
ラッチ５０が締結解除された状態ではリヤアクスル側に
のみエンジントルクが伝達されて２輪駆動状態とされ
る。そして、この駆動切換用クラッチ５０をしての２輪
駆動状態と４輪駆動状態との切り替えは、運転者が必要
に応じて駆動方式選択スイッチ７を操作することで行な
われる。

【００２０】以上のように、この作業用車両において
は、セレクトスイッチ１３の操作と車速選択スイッチ８
の操作によって変速段が設定されるとともに、駆動方式
選択スイッチ７の操作によって２輪駆動状態と４輪駆動
状態との切り替えが行なわれ、これにより２輪駆動状態
での低速段での走行と高速段での走行と、４輪駆動状態
での低速段での走行と高速段での走行とがともに可能と
なるものである。

【００２１】ところで、例えば、曲がった急な下り道等
での走行時には、エンジンブレーキを十分に効かせてブ
レーキ装置の信頼性を確保するとともに、旋回性能を高
めてスムーズに曲がり道を走行できることが要求され、
このため、かかる運転状態では駆動方式を後輪のみ駆動
させる２輪駆動状態に設定するとともに、変速段を低速
段に設定するのが通例であるが、このような設定とした
場合には、リヤアクスルへの入力トルクが該リヤアクス
ルの許容入力トルクより過大となってその損傷が懸念さ
れることは既述の通りである。

【００２２】このため、この実施例のものにおいては、
本考案を適用して、２輪駆動状態で且つ低速段での走行
時にはエンジン１の出力トルクを所定値以下に制限しも
ってリヤアクスルの損傷を未然に防止し、信頼性の高い
走行を可能としている。具体的には次の通りである。

【００２３】先ず、エンジン１の出力トルクの制御であ
るが、これは例えばエンジン１に付設される気化器ある
いは燃料噴射ポンプ４に設けた燃料制御レバー１４をア
クセルペダル(図示省略)の操作量(即ち、エンジン負荷)
に応じて回動操作することで行なわれるが、この実施例
においてはエンジン１の出力制限を、上記燃料制御レバ
ー１４の回動操作範囲を制限することでエンジン１への
燃料供給量を制限することで達成するようにしている。
即ち、上記燃料制御レバー１４に連結された第１リンク
バー１５の一端を、アクセルペダル側に連結された第２
リンクバー１８を介して揺動せしめられる揺動レバー１
６の長穴１７に係入させる。さらにこの第１リンクバー
１５の一端を、燃料制限用アクチュエータ６によって揺
動せしめられる燃料制限レバー５の一端に第３リンクバ
ー１９を介して連結している。

【００２４】かかる構成とすることで、上記燃料制限用
アクチュエータ６がＯＮ作動して燃料制限レバー５が矢
印d方向へ回動すると揺動レバー１６のレバー比が小さ
くなり、これによりアクセルペダルの操作量に対する上
記燃料制御レバー１４の回動量が減少変化し、燃料供給
量が減量されるものである。また、燃料制限用アクチュ
エータ６のＯＦＦ時には、燃料制限レバー５が矢印c方
向に回動して揺動レバー１６のレバー比が大きくなるこ
とで最大燃料量が確保される。

【００２５】一方、上記燃料制限用アクチュエータ６を
してのエンジン出力の制限制御は、上記コントロールユ
ニット１１からの制御信号Ａ₄に基づいて実行される
が、この実施例においてはこの出力トルク制御の実行条
件を上述の制御趣旨に基づいて、駆動方式と変速段の双
方で規定している。即ち、駆動方式については、運転者
により駆動方式選択スイッチ７が２輪駆動側に操作さ
れ、選択信号Ａ₂がコントロールユニット１１に入力さ
れることを条件とする。また、変速段については、先ず
運転者により車速選択スイッチ８が操作されてＬow状態
とされ、これに伴ってコントロールユニット１１に駆動
信号Ａ₃が入力されたことと、セレクトスイッチ１３が
レンジあるいはＤレンジに設定されコントロールユニ
ット１１にセレクト信号Ａ₁が入力されるとともに、特
にＤレンジにあっては変速段が１速状態であることを条
件とする。尚、上記Ｄレンジの１速状態の判断は、コン
トロールユニット１１に入力される変速信号(図示省略)
に基づいて行なわれる。この駆動方式に基づく制御開始
条件と変速段に基づく制御開始条件とがともに成立した
時に初めてコントロールユニット１１から燃料制限用ア
クチュエータ６へエンジン出力制限信号Ａ₄が出力され
る。

【００２６】このエンジン出力の制限制御を図２のフロ
−チャ−トを参照してさらに詳しく説明すると、制御開
始後、先ずステップＳ１において、上記各信号Ａ₁,Ａ₂,
Ａ₃を読み込む。次に、ステップＳ２において、現在２
輪駆動状態(２ＷＤ)か４輪駆動状態(４ＷＤ)かを判定
し、４輪駆動状態である場合はそのまま制御をリターン
させるが、２輪駆動状態である場合には、さらにステッ
プＳ３において現在副変速機構部３Ｂの設定はＨi状態
であるのかＬow状態であるのかを判定する。そして、Ｈ
i状態である場合には、そのまま制御をリターンさせる
が、Ｌow状態である場合には、さらに主変速機構部３Ａ
の変速段の判定を行う。

【００２７】先ず、ステップＳ４において、レンジか
どうかを判定し、レンジである場合には、上記の制限
制御の開始条件が成立するため、上記燃料制限用アクチ
ュエータ６に制限信号Ａ₄を出力してエンジン出力の制
限を実行する。

【００２８】また、ステップＳ４において、レンジで
ないと判断された場合には、さらにステップＳ５におい
てＤレンジかどうかを判定し、Ｄレンジである場合には
さらにステップＳ６において変速段として１速が選択さ
れているかどうかを判定し、１速が選択されている場合
には上記制限制御開始条件の成立と判断してステップＳ
７におけるエンジン出力の制御を実行する。

【００２９】尚、Ｄレンジでない場合(ステップＳ５)、
及びＤレンジであっても１速以外の変速段が設定されて
いる場合(ステップＳ６)には、アクスルへの過大トルク
の入力というおそれはないためそのまま制御をリターン
させる。

【００３０】このように、２輪駆動状態で且つ低速段で
の走行時においてエンジン出力を制限することにより、
４輪駆動状態ではフロントアクスルとリヤアクスルの双
方がエンジン１に直結状態とされる構成であるにも拘わ
らず、例えば、曲がった下り坂走行時には２輪駆動状態
で且つ変速段を低速段に設定することで、４輪駆動での
走行時の如く旋回操作時におけるブレーキング現象は生
じず、スムーズに旋回走行することができ、その走行性
の向上が図られるものである。また、低速段設定により
十分にエンジンブレーキを効かせることができるのでブ
レーキ装置の過度の使用に起因するフェード現象等の発
生を未然に防止して制動性能の信頼性を高めることがで
きるものである。

【００３１】尚、この実施例において、駆動方式選択ス
イッチ７が実用新案登録請求の範囲中の２輪駆動状態検
出手段に、車速選択スイッチ８とセレクトスイッチ１３
とが実用新案登録請求の範囲中の低速段検出手段に、燃
料制限用アクチュエータ６が実用新案登録請求の範囲中
のエンジン出力制限手段に、さらにコントロールユニッ
ト１１が実用新案登録請求の範囲中の制御手段にそれぞ
れ該当する。

【００３２】また、この実施例においては、自動変速方
式の車両を対象としているが、本考案はこれに限定され
るものではなく、手動変速方式の車両にも適用できるも
のである。さらに、上記燃料制限用アクチュエータ６と
しては、例えば、電磁作動式アクチュエータ、空圧作動
式アクチュエ−タ等の種々のアクチュエ−タが適用可能
である。

【００３３】さらに、この実施例においては、上述のよ
うにエンジン出力の制限制御の開始条件の一つである低
速段への設定の判断基準を、「レンジか、Ｄレンジで
且つ１速が設定されている場合」と規定しているが、か
かる判断基準はこれに限定されるものでなく、要するに
２輪駆動状態においてアクスルへの入力トルクが過大と
なるおそれのある変速段への設定を判断できるものであ
れば良く、例えば、レンジのみとしたり、レンジと
レンジの双方としたり等、種々の条件設定が可能であ
る。

【００３４】また、図３に示すように、エンジン１が特
にディーゼルエンジンである場合には、燃料噴射ポンプ
４の調量ラックに連結されアクセルペダルの踏込量に対
応して作動する調速用の燃料制御レバー１４と、該燃料
噴射ポンプ４に付設されて燃料噴射量の最大量を規制す
ることでエンジン出力の調整を行う出力調整レバー６１
を備えたガバナー装置６０とが設けられる。従って、本
考案の他の実施例として、例えばこの出力調整レバー６
１に上記燃料制御用アクチュエータ６を連結し、該燃料
制御用アクチュエータ６をして上記出力調整レバー６１
を「高−低」二段階に切り換えるようにすることも可能で
あり、かかる構成とした場合においても上記実施例と同
様の効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかる作業用車両のエンジン
トルク制御装置の全体システム図である。

【図２】図１に示したエンジントルク制御装置の制御フ
ロ−チャ−ト図である。

【図３】本考案の他の実施例にかかる作業用車両のエン
ジントルク制御装置の全体システム図である。

【符号の説明】

１はエンジン、２はトルクコンバータ、３は変速機、４
は燃料噴射ポンプ、５は燃料制限レバー、６は燃料制限
用アクチュエータ、７は駆動方式選択スイッチ、８は車
速選択スイッチ、１０は車速切換用アクチュエータ、１
１はコントロールユニット、１２は油圧ユニット、１３
はセレクトスイッチ、１４は燃料制御レバー、１５は第
１リンクバー、１６は揺動レバー、１７は長穴、１８は
第２リンクバー、１９は第３リンクバー、２１〜３１は
ギヤ、３２は切換スリーブ、５０は駆動切換用クラッチ
である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 29/00 - 29/06 B60K 23/08 B60K 41/00 - 41/28 F02D 41/00 - 41/40

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジン(１)の出力を変速機(３)を介し
てフロントアクスルとリヤアクスルのいずれか一方のみ
へ伝達して前輪または後輪のみを駆動する２輪駆動状態
と、フロントアクスルとリヤアクスルの両方へ伝達して
前輪と後輪とを駆動する４輪駆動状態とを選択的に切り
替え可能とされ、且つ４輪駆動状態においては上記フロ
ントアクスルと上記リヤアクスルの双方が上記エンジン
（１）に対して直結状態とされる作業用車両において、２輪駆動状態を検出する２輪駆動状態検出手段(７)と、
上記変速機(３)の低速段への切り替えを検出する低速段
検出手段(８,１３)と、上記エンジン(１)の出力を所定
値以下に制限するエンジン出力制限手段(６)と、上記２
輪駆動状態検出手段(７)と低速段検出手段(８,１３)か
らの出力を受け、２輪駆動状態で且つ低速段設定状態で
ある場合に上記エンジン出力制限手段(６)をしてエンジ
ン出力を制限せしめる制御手段(１１)とを備えたことを
特徴とする作業用車両のエンジントルク制御装置。