JP2870865B2 - クラッチ装置の切り換え制御装置 - Google Patents
クラッチ装置の切り換え制御装置Info
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- JP2870865B2 JP2870865B2 JP1263272A JP26327289A JP2870865B2 JP 2870865 B2 JP2870865 B2 JP 2870865B2 JP 1263272 A JP1263272 A JP 1263272A JP 26327289 A JP26327289 A JP 26327289A JP 2870865 B2 JP2870865 B2 JP 2870865B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、第１クラッチ部材及び第２クラッチ部材か
らなって両部材の噛み合いにより接続状態に設定される
とともに前記両部材の噛み合い解除により切断状態に設
定されるクラッチ装置を、電気的に接続状態及び切断状
態に切り換えるクラッチ装置の切り換え制御装置に関す
る。
らなって両部材の噛み合いにより接続状態に設定される
とともに前記両部材の噛み合い解除により切断状態に設
定されるクラッチ装置を、電気的に接続状態及び切断状
態に切り換えるクラッチ装置の切り換え制御装置に関す
る。
従来、この種の装置は、例えば実開昭63−188231号公
報に示されるように、正逆回転可能な電動モータと、前
記電動モータの動力を前記第２クラッチ部材に伝達して
同電動モータの正転時に前記クラッチ装置を接続状態に
切り換えるとともに同電動モータの逆転時に前記クラッ
チ装置を切断状態に切り換える動力伝達機構とを備え、
クラッチ装置の接続及び切断状態を指示する操作スイッ
チの切り換え操作に応じて、電動モータを通電制御する
ことにより、クラッチ装置の前記切り換えを制御するよ
うにしている。
報に示されるように、正逆回転可能な電動モータと、前
記電動モータの動力を前記第２クラッチ部材に伝達して
同電動モータの正転時に前記クラッチ装置を接続状態に
切り換えるとともに同電動モータの逆転時に前記クラッ
チ装置を切断状態に切り換える動力伝達機構とを備え、
クラッチ装置の接続及び切断状態を指示する操作スイッ
チの切り換え操作に応じて、電動モータを通電制御する
ことにより、クラッチ装置の前記切り換えを制御するよ
うにしている。
しかし、上記の従来装置においては、上記公開公報に
具体的には明示されていないが、通常の制御のように、
クラッチ装置を切断状態から接続状態へ切り換える場合
にも、同装置を接続状態から切断状態へ切り換える場合
にも、電動モータに同一時間だけ駆動電流を通電させた
場合には次のような問題がある。すなわち、クラッチ装
置を接続状態から切断状態へ切り換える場合には、第１
クラッチ部材と第２クラッチ部材との噛み合いによる静
止摩擦のために、クラッチ装置を切断状態から接続状態
へ切り換える場合に比べて大きな起動力を必要とするの
で、クラッチ装置を切断状態から接続状態へ切り換える
のに最適な短い時間だけ駆動電流を電動モータに流すよ
うにした場合、同装置を接続状態から切断状態へ切り換
えるときには前記切り換えが確実になされないことがあ
る。また、逆に、クラッチ装置を接続状態から切断状態
へ切り換えるのに最適な比較的長い時間、駆動電流を電
動モータに流すようにした場合、同装置を切断状態から
接続状態へ切り換えるときには、同モータに必要以上に
長い時間、駆動電流が流れることになって、電力が無駄
に消費されるとともに、電動モータの耐久性が悪化す
る。 本発明は上記問題に対処するためになされたもので、
その目的は、常に電動モータには適切な時間だけ駆動電
流が流されるとともに、同クラッチ装置が確実に切り換
えられるようにしたクラッチ装置の切り換え制御装置を
提供することにある。
具体的には明示されていないが、通常の制御のように、
クラッチ装置を切断状態から接続状態へ切り換える場合
にも、同装置を接続状態から切断状態へ切り換える場合
にも、電動モータに同一時間だけ駆動電流を通電させた
場合には次のような問題がある。すなわち、クラッチ装
置を接続状態から切断状態へ切り換える場合には、第１
クラッチ部材と第２クラッチ部材との噛み合いによる静
止摩擦のために、クラッチ装置を切断状態から接続状態
へ切り換える場合に比べて大きな起動力を必要とするの
で、クラッチ装置を切断状態から接続状態へ切り換える
のに最適な短い時間だけ駆動電流を電動モータに流すよ
うにした場合、同装置を接続状態から切断状態へ切り換
えるときには前記切り換えが確実になされないことがあ
る。また、逆に、クラッチ装置を接続状態から切断状態
へ切り換えるのに最適な比較的長い時間、駆動電流を電
動モータに流すようにした場合、同装置を切断状態から
接続状態へ切り換えるときには、同モータに必要以上に
長い時間、駆動電流が流れることになって、電力が無駄
に消費されるとともに、電動モータの耐久性が悪化す
る。 本発明は上記問題に対処するためになされたもので、
その目的は、常に電動モータには適切な時間だけ駆動電
流が流されるとともに、同クラッチ装置が確実に切り換
えられるようにしたクラッチ装置の切り換え制御装置を
提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、第１図に示す
ように、第１クラッチ部材1a及び第２クラッチ部材1bか
らなって両部材1a,1bの噛み合いにより接続状態に設定
されるとともに両部材1a,1bの噛み合い解除により切断
状態に設定されるクラッチ装置１に適用されてなり、正
逆回転可能な電動モータ２と、電動モータ２の動力を第
２クラッチ部材1bに伝達して電動モータ２の正転時にク
ラッチ装置１を接続状態に切り換えるとともに電動モー
タ２の逆転時にクラッチ装置１を切断状態に切り換える
動力伝達機構３とを備え、クラッチ装置１を接続状態及
び切断状態に切り換えるクラッチ状態１の切り換え制御
装置において、クラッチ装置１の接続状態又は切断装置
への切り換えを指示する切り換え指示手段４と、切り換
え指示手段４によりクラッチ装置１の切断状態から接続
状態への切り換えが指示されたとき第１所定時間を計測
する第１計測手段5aと、第１計測手段5aによる第１所定
時間の計測開始から終了まで電動モータ２が正転する方
向に同電動モータ２の通電を制御する第１制御手段5b
と、切り換え指示手段４によりクラッチ装置１の接続状
態から切断状態への切り換えが指示されたとき前記第１
所定時間よりも長い第２所定時間を計測する第２計測手
段6aと、第２計測手段6aによる第２所定時間の計測開始
から終了まで電動モータ２が逆転する方向に同電動モー
タ２の通電を制御する第２制御手段と6bを設けたことに
ある。
ように、第１クラッチ部材1a及び第２クラッチ部材1bか
らなって両部材1a,1bの噛み合いにより接続状態に設定
されるとともに両部材1a,1bの噛み合い解除により切断
状態に設定されるクラッチ装置１に適用されてなり、正
逆回転可能な電動モータ２と、電動モータ２の動力を第
２クラッチ部材1bに伝達して電動モータ２の正転時にク
ラッチ装置１を接続状態に切り換えるとともに電動モー
タ２の逆転時にクラッチ装置１を切断状態に切り換える
動力伝達機構３とを備え、クラッチ装置１を接続状態及
び切断状態に切り換えるクラッチ状態１の切り換え制御
装置において、クラッチ装置１の接続状態又は切断装置
への切り換えを指示する切り換え指示手段４と、切り換
え指示手段４によりクラッチ装置１の切断状態から接続
状態への切り換えが指示されたとき第１所定時間を計測
する第１計測手段5aと、第１計測手段5aによる第１所定
時間の計測開始から終了まで電動モータ２が正転する方
向に同電動モータ２の通電を制御する第１制御手段5b
と、切り換え指示手段４によりクラッチ装置１の接続状
態から切断状態への切り換えが指示されたとき前記第１
所定時間よりも長い第２所定時間を計測する第２計測手
段6aと、第２計測手段6aによる第２所定時間の計測開始
から終了まで電動モータ２が逆転する方向に同電動モー
タ２の通電を制御する第２制御手段と6bを設けたことに
ある。
上記のように構成した本発明においては、切り換え指
示手段４によりクラッチ装置１の切断状態から接続状態
への切り換えが指示されたときには、第１計測手段5aが
第１所定時間を計測し、第１制御手段5bが前記第１所定
時間の計測開始から終了まで電動モータ２が正転する方
向に同電動モータ２の通電を制御し、同電動モータ２の
正転により、動力伝達機構３が第２クラッチ部材1bを同
正転に対応した方向に駆動してクラッチ装置１を切断状
態から接続状態に切り換える。また、切り換え指示手段
４によりクラッチ装置１の接続状態から切断状態への切
り換えが指示されたときには、第２計測手段6aが第２所
定時間を計測し、第２制御手段6bが前記第２所定時間の
計測開始から終了まで電動モータ２が逆転する方向に同
電動モータ２の通電を制御し、同電動モータ２の逆転に
より、動力伝達機構３が第２クラッチ部材1bを同逆転に
対応した方向に駆動してクラッチ装置１を接続状態から
切断状態に切り換える。 この場合、第２所定時間は第１所定時間よりも長く設
定されているので、クラッチ装置１を接続状態から切断
状態に切り換える場合には、クラッチ装置１を切断状態
から接続状態に切り換える場合に比べて、電動モータ２
には駆動電流が長い時間流され、静止摩擦の作用する接
続状態から切断状態への切り換えが確実に行われ、また
前記摩擦の作用しない切断状態から接続状態への切り換
え時には、必要以上に長い時間電動モータ２に駆動電流
が流されることもなくなって、電力が無駄に消費される
ことがなくなるとともに、電動モータ２の耐久性を向上
させることもできる。
示手段４によりクラッチ装置１の切断状態から接続状態
への切り換えが指示されたときには、第１計測手段5aが
第１所定時間を計測し、第１制御手段5bが前記第１所定
時間の計測開始から終了まで電動モータ２が正転する方
向に同電動モータ２の通電を制御し、同電動モータ２の
正転により、動力伝達機構３が第２クラッチ部材1bを同
正転に対応した方向に駆動してクラッチ装置１を切断状
態から接続状態に切り換える。また、切り換え指示手段
４によりクラッチ装置１の接続状態から切断状態への切
り換えが指示されたときには、第２計測手段6aが第２所
定時間を計測し、第２制御手段6bが前記第２所定時間の
計測開始から終了まで電動モータ２が逆転する方向に同
電動モータ２の通電を制御し、同電動モータ２の逆転に
より、動力伝達機構３が第２クラッチ部材1bを同逆転に
対応した方向に駆動してクラッチ装置１を接続状態から
切断状態に切り換える。 この場合、第２所定時間は第１所定時間よりも長く設
定されているので、クラッチ装置１を接続状態から切断
状態に切り換える場合には、クラッチ装置１を切断状態
から接続状態に切り換える場合に比べて、電動モータ２
には駆動電流が長い時間流され、静止摩擦の作用する接
続状態から切断状態への切り換えが確実に行われ、また
前記摩擦の作用しない切断状態から接続状態への切り換
え時には、必要以上に長い時間電動モータ２に駆動電流
が流されることもなくなって、電力が無駄に消費される
ことがなくなるとともに、電動モータ２の耐久性を向上
させることもできる。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明すると、
第２図は本発明に係るクラッチ装置を採用してなるフリ
ーホイールハブ10を断面図により示している。 このフリーホイールハブ10は四輪駆動車の左右前輪ハ
ブ部にそれぞれ組み付けられるものであり、筒状のスピ
ンドル11を備え、同スピンドル11上にはベアリング12a,
12bを介して車輪ハブ13が回転自在に組み付けられると
ともに、ロックナット14とホルダ15とが組み付けられて
いる。ロックナット14はスピンドル11の外端上に螺着さ
れている。ホルダ15は、スピンドル11の外端に周方向に
位置決めされて嵌合されスピンドル11に対して回転不能
とされていて、ねじ16によりロックナット14に固定され
ている。ホルダ15の外周上には絶縁物からなる樹脂17を
介して一対のスリップリング18a,18bが固着されてお
り、同スリップリング18a,18bはスプリング接点21とス
ピンドル11内に装着したフレキシブルプリント基盤22を
介してリード線23に接続されている。 一方、車輸ハブ13の外端には、ボディ24とカバー25と
がそれぞれガスケット26,27を介してボルト（図示しな
い）により固着されている。ボディ24は筒上に形成され
ていて、内部にはフロントアクスルシャフト28の外端と
セレーション嵌合して一体回転するインナクラッチ31が
回転可能かつ軸方向へ移動不能に組み付けられるととも
に、電動モータ32が組み付けられている。電動モータ32
はブラシ33a,33bを介してスリップリング18a,18bに電気
的に接続された正逆回転可能な直流モータであり、減速
ギヤ34a,34bを介してカムロータ35を正転又は逆転させ
る。カムロータ35は、ボディ24にスプライン嵌合したア
ウタクラッチ36と、このアウタクラッチ36及びカムロー
タ35間に設けたカムフォロア37と、アウタクラッチ36を
カムフォロア37側に引っ張る引張りスプリング38と、カ
ムフォロア37を第２図の左方へ付勢する圧縮スプリング
41と、前記したインナクラッチ31とにより、公知のクラ
ッチ機構を構成するものであり、その正転時にはアウタ
クラッチ36を第２図の左方へ移動させてインナクラッチ
31とボディ34（すなわち、フロントアクスルシャフト28
と車輪ハブ13）を一体回転可能に連結させ、また逆転時
には前記アウタクラッチ36の第２図を右方へ図示位置に
向けて移動させてインナクラッチ31とボディ24を相対回
転可能とさせるように機能する。かかる場合、インナク
ラッチ31及びアウタクラッチ36が本発明の第１及び第２
クラッチ部材にそれぞれ対応するとともに、減速ギヤ34
a,34b、カムロータ35、カムフォロア37及びスプリング3
8,41が本発明の動力伝達機構に対応する。 次に、前記フリーホイールハブ10の切り換えを制御す
る電気制御装置について説明する。 この電気制御装置は、第３図に示すように、マイクロ
コンピュータ50を備えている。マイクロコンピュータ50
は電源ラインLBに接続されるとともに接地されており、
バス50aに共通接続されたROM50b、CPU50c、RAM50d、タ
イマ回路50e、入力インターフェース50f及び出力インタ
ーフェース50gからなる。電源ラインLBはイグニッショ
ンスイッチ51を介してバッテリ52に接続されている。RO
M50bは第４図及び第５図に示すフローチャートに対応し
たメインプログラム及びタイマ割り込みプログラムを記
憶している。CPU50cはイグニッションスイッチ51の閉成
時に前記メインプログラムを実行するとともに、タイマ
回路50fからの割り込み命令により前記メインプログラ
ムに代えてタイマ割り込みプログラムを割り込み実行す
る。RAM50dは前記各プログラムの実行に必要な変数を一
時的に記憶する。タイマ回路50fは発振器を内蔵してお
り、所定の時間間隔、例えば0.5ms毎に割り込み信号を
出力する。 入力インターフェース50fは入力回路、A/D変換器、記
憶回路などにより構成されており、同インターフェース
50fには電圧検知回路53及びハブ切り換えスイッチ54が
接続されている。電圧検知回路53は電源ラインLBと接地
間に直列接続された抵抗r1,r2と、抵抗r2に並列接続さ
れたツェナーダイオードZD1とにより構成されており、
抵抗r1,r2により分圧された電圧信号が入力インターフ
ェースに供給されるようになっている。ハブ切り換えス
イッチ54は運転席近傍に設けられて運転者により切り換
え操作されるもので、その閉成状態にてフリーホイール
バブ10の接続状態を選択し、かつその開成状態にて同ハ
ブ10の切断状態を選択する。 出力インターフェース50gは記憶回路、出力回路など
により構成され、各フリーホイールハブ10（左右前輪に
対応）内の電動モータ32,32の回転を制御するためのス
イッチング用トランジスタTr1,Tr2の各ベースに抵抗r3,
r4を介して接続されている。トランジスタTr1,Tr2の各
ベースと各エミッタ間には抵抗r5,r6が接続されるとと
もに、同エミッタはそれぞれ接地されている。また、各
トランジスタTr1,Tr2のコレクタは、リレー回路55,56を
構成するコイル55a,56aの各一端にそれぞれ接続されて
いる。これらのコイル55a,56aには還流ダイオードDi1,D
i2が並列接続されており、同コイル55a,56aの各他端は
降圧回路57の出力に接続されている。 降圧回路57はバッテリ52の電圧を電動モータ32,32を
駆動するのに適した定電圧に降圧するもので、並列接続
したパワートランジスタTr3〜Tr5を備えている。これら
のパワートランジスタTr3〜Tr5の各コレクタは共通に抵
抗r7を介して電源ラインLBに接続されるとともに、各エ
ミッタはそれぞれ抵抗r8〜r10を介してリレー回路55,56
に接続されている。なお、これらのパワートランジスタ
Tr3〜Tr5の各コレクタと各エミッタ間にはダイオードDi
3〜Di5が接続されるとともに、各エミッタと各ベース間
には抵抗r11〜r13がそれぞれ接続されている。また、パ
ワートランジスタTr3〜Tr5の各コレクタと各ベース間に
は共通にトランジスタTr6が接続されており、同トラン
ジスタTr6のベースには、電源ラインLBと接地間に直列
接続した抵抗r14とツェナーダイオードZD2により設定さ
れた定電圧が供給されるようになっている。 リレー回路55,56は前記コイル55a,56aにより切り換え
制御されるスイッチ55b,56bを備えており、各スイッチ5
5b,56bはコイル55a,56aの非通電時に図示状態にあって
電動モータ32,32の両端をそれぞれ接地するとともに、
コイル55a,56aの通電時に図示状態から切り換えられ
て、電動モータ32,32の両端に降圧回路57の出力電圧を
供給するようになっている。 次に、上記のように構成した実施例の動作を、第４図
及び第５図のフローチャートを参照しながら説明する。 初期制御 まず、イグニッションスイッチ51の閉成時に、フリー
ホイールハブ10が、ハブ切り換えスイッチ54の状態に応
じて、初期設定される動作について説明する。 イグニッションスイッチ51が閉成されると、バッテリ
52からの電源電圧がマイクロコンピュータ50に供給さ
れ、CPU50cは第４図のステップ100にてメインプログラ
ムの実行を開始し、ステップ102にてハブ切り換えスイ
ッチ54の操作状態を取り込んで該操作状態を表すデータ
を新ハブスイッチ状態データHSWNとして初期設定し、通
電時間制御カウント値CNTを「０」に初期設定し、かつ
イベントフラグEVIを“1"に初期設定する。かかる場
合、前記状態データHSWNは、ハブ切り換えスイッチ54の
閉成状態（フリーホイールハブ10の接続状態に対応）に
て“1"に設定され、かつ同スイッチ54の開成状態（フリ
ーホイールハブ10の切断状態に対応）にて“0"に設定さ
れる。また、通電時間制御カウント値CNTは電動モータ3
2,32への通電時間を制御するものであり、動作初期時に
正の所定値に設定されるとともに時間経過に従って
「１」ずつ「０」まで減少するものである。また、イベ
ントフラグEVTはハブ切り換えスイッチ54が切り換え操
作されたとき“1"に設定されるもので、それ以外のとき
には“0"に設定されるものである。 前記ステップ102の処理後、ステップ104にて旧ハブス
イッチ状態データHSWOが新ハブスイッチ状態データHSWN
により更新されるとともに、ステップ106にて、前記ス
テップ102と同様な処理により、新ハブスイッチ状態デ
ータHSWNが再びハブ切り換えスイッチ54の状態を表す値
に設定され、ステップ108にて前記新旧ハブスイッチ状
態データHSWN,HSWOが一致しているか否かが判定され
る。しかし、この状態はイグニッションスイッチ51の閉
成直後であって、ハブ切り換えスイッチ54が切り換え操
作されていることはないので、前記両データHSWN,HSWO
は等しく、同ステップ108における「YES」との判定の基
に、ステップ112にてイベントフラグEVTが“1"であるか
否かが判定される。 かかる場合、イベントフラグEVTは前記ステップ102の
処理により“1"に初期設定されているので、ステップ11
2にて「YES」との判定の基に、プログラムはステップ11
4へ進められる。 ステップ114においては、電圧検知回路53からの電圧
をA/D変換したデータ値が取り込まれて、該データ値が
バッテリ電圧値EBとして設定される。次に、ステップ11
6にて新ハブスイッチ状態データHSWNが“1"であるか否
か、すなわちハブ切り換えスイッチ54が該初期状態にて
閉成状態にあるか否かが判定される。 今、ハブ切り換えスイッチ54が閉成状態にあって新ハ
ブスイッチ状態データHSWNが“1"であるとすれば、ステ
ップ116における「YES」との判定の基に、ステップ118
〜126にて、下記〜の演算処理により、通電時間制
御カウント値CNTが前記バッテリ電圧値EBに応じて第６
図の実線のような値に設定される。 バッテリ電圧値EBが電圧値E1以上である場合、ステッ
プ118にて「YES」と判定され、ステップ122にて通電時
間制御カウント値CNTは時間値B11に設定される。 バッテリ電圧値EBが電圧値E1未満であり、かつ電圧値
E2以上である場合、ステップ118,120にてそれぞれ「N
O」、「YES」と判定され、ステップ124にて通電時間制
御カウント値CNTは時間値B12−A1・（EB−E2）に設定さ
れる。 バッテリ電圧値EBが電圧値E2未満である場合、ステッ
プ118,120にて共に「NO」と判定され、ステップ126にて
通電時間制御カウント値CNTは時間値B12に設定される。 なお、前記電圧値E1は電動モータ32,32を駆動するの
に適切な電圧値であり、時間値B11は前記電圧E1の印加
により電動モータ32,32がフリーホイールハブ10を切断
状態から接続状態へ切り換えるのに適切な通電時間であ
る。また、電圧値E2は電動モータ32,32の動作を保証す
る下限の電圧値であり、時間値B12は前記電圧E2の印加
により電動モータ32,32がフリーホイールハブ10を切断
状態から接続状態へ確実に切り換えるのに必要な通電時
間である。さらに、値−A1は第６図の実線の傾きを表
す。 かかるステップ122〜126の処理後、ステップ138にイ
ベントフラグEVTが“0"に設定されて、プログラムはス
テップ140,142へ進められる。 かかる場合、通電時間制御カウント値CNTは「０」よ
り大きな値に設定され、かつ新ハブスイッチ状態データ
HSWNは“1"に設定されているので、ステップ140,142に
てそれぞれ「NO」、「YES」と判定されて、ステップ146
にて電動モータ32,32を正転制御するための制御データ
が出力インターフェース50gへ出力される。出力インタ
ーフェース50gは、前記制御データに基づき、トランジ
スタTr1のベースをハイレベルに設定するとともに、ト
ランジスタTr2のベースをローレベルに設定する。これ
により、トランジスタTr1はオンしてコイル55aが通電制
御されるので、スイッチ55bは第３図の状態から切り換
えられるとともに、トランジスタTr2はオフしてコイル5
6aが通電制御されないので、スイッチ56bは第３図の状
態に保たれて、電動モータ32,32には図示矢印方向に駆
動電流が流れる。 このとき、フリーホイールハブ10が接続状態にあれ
ば、前記駆動電流が電動モータ32,32に流れても、同モ
ータ32,32は回転しない。一方、ハブ切り換えスイッチ5
4が閉成状態にあるにもかかわらず、フリーホイールハ
ブ10が第２図の切断状態にあれば、前記駆動電流が電動
モータ32,32に流れると、同モータ32,32は正転し始め
る。この電動モータ32,32の回転によりカムロータ35が
回転し、同ロータ35がカムフォロア37をスプリング41と
の協働により図示左方向へ変位させるので、アウタクラ
ッチ36は図示左方向へカムフォロア37により押されてイ
ンナクラッチ31に噛み合い始める。 再び、第４図の説明に戻ると、前記ステップ146の処
理後、プログラムはステップ104に戻され、通電時間制
御カウント値CNTが「０」になるまで、ステップ104〜10
8,112,140,142,146からなる循環処理が実行され続け
る。この通電時間制御カウント値CNTは、タイマ割り込
みプログラムの実行により、「１」ずつ減少制御され
る。すなわち、前記循環処理中、タイマ回路50fが所定
時間毎に割り込み信号を発生すると、CPU50cは該発生毎
に前記循環処理中のメインプログラムの実行を中断する
とともに、第５図のステップ200にてタイマ割り込みプ
ログラムの実行を開始して、ステップ202〜206の処理に
より通電時間制御カウント値CNTを「１」ずつ「０」ま
で減少させ、前記中断したメインプログラムの実行に戻
る。 このようにして、通電時間制御カウント値CNTが
「０」に達すると、前記ステップ140にて「YES」と判定
されて、ステップ144にて電動モータ32,32を停止させる
ための制御データが出力インターフェース50gへ出力さ
れる。出力インターフェース50gは、前記制御データに
基づき、トランジスタTr1,Tr2の両ベースをローレベル
に設定維持する。これにより、トランジスタTr1,Tr2は
共にオフしてコイル55a,56aが通電制御されなくなるの
で、スイッチ55b,56bは共に第３図の状態に維持され、
電動モータ32,32への通電が解除される。 かかる場合、前述のように、バッテリ電圧値EBが電圧
値E2以上であれば、通電時間制御カウント値CNTはフリ
ーホイールハブ10を切断状態から接続状態へ切り換える
のに必要な時間に設定されているので、同ハブ10の前記
切り換えは確実になされる。また、バッテリ電圧値EBが
電圧値E2未満である場合には、前記フリーホイールハブ
10の切り換えが保証されないが、かかる場合、別途設け
たバッテリ警告ランプの点灯により、運転者にはバッテ
リ電圧値EBが低下していることが知らさせる。 また、前記ステップ116の判定時に、ハブ切り換えス
イッチ54が開成状態にあって新ハブスイッチ状態データ
HSWNが“0"であるとすれば、同ステップ116における「N
O」との判定の基に、ステップ128〜136にて、下記〜
の演算処理により、通電時間制御カウント値CNTが前
記バッテリ電圧値EBに応じて第６図の一点鎖線のような
値に設定される。 バッテリ電圧値EBが電圧値E1以上である場合、ステッ
プ128にて「YES」と判定され、ステップ132にて通電時
間制御カウント値CNTは時間値B21に設定される。 バッテリ電圧値EBが電圧値E1未満であり、かつ電圧値
E2以上である場合、ステップ128,130にてそれぞれ「N
O」、「YES」と判定され、ステップ134にて通電時間制
御カウント値CNTは時間値B22−A2・（EB−E2）に設定さ
れる。 バッテリ電圧値EBが電圧値E2未満である場合、ステッ
プ128,130にて共に「NO」と判定され、ステップ136にて
通電時間制御カウント値CNTは時間値B22に設定される。 なお、時間値B21は前記電圧E2の印加により電動モー
タ32,32がフリーホイールハブ10を接続状態から切断状
態へ切り換えるのに適切な通電時間であって、前記時間
値B11よりも、インナクラッチ31とアウタクラッチ36と
の噛み合いによる起動負荷分だけ大きな値である。ま
た、時間値B22は前記電圧E2の印加により電動モータ32,
32がフリーホイールハブ10を接続状態から切断状態へ確
実に切り換えるのに必要な通電時間であって、前記時間
値B21よりも前記負荷分だけ大きな値である。さらに、
値−A2は第６図の一点鎖線の傾きを表すものである。 かかるステップ132〜136の処理後、前記場合のよう
に、ステップ138にてイベントフラグEVTが“0"に設定さ
れて、プログラムはステップ140,142へ進められる。 かかる場合、通電時間制御カウント値CNTは「０」よ
り大きな値に設定され、かつ新ハブスイッチ状態データ
HSWNは“0"に設定されているので、ステップ140,142に
て共に「NO」と判定されて、ステップ148にて電動モー
タ32,32を逆転制御するための制御データが出力インタ
ーフェース50gへ出力される。出力インターフェース50g
は、前記制御データに基づき、トランジスタTr1のベー
スをローレベルに設定するとともに、トランジスタTr2
のベースをハイレベルに設定する。これにより、トラン
ジスタTr1はオフしてコイル55aが通電制御されないの
で、スイッチ55bは第３図の状態に保たれるとともに、
トランジスタTr2はオンしてコイル56aが通電制御される
ので、スイッチ56bは第３図の状態から切り換えられ
て、電動モータ32,32には図示矢印方向と反対方向に駆
動電流が流れる。 このとき、フリーホイールハブ10が切断状態にあれ
ば、前記駆動電流が電動モータ32,32に流れても、同モ
ータ32,32は回転しない。一方、ハブ切り換えスイッチ5
4が開成状態にあるにもかかわらず、フリーホイールハ
ブ10が接続状態にあれば、前記駆動電流が電動モータ3
2,32に流れると、同モータ32,32は逆転し始める。この
電動モータ32,32の回転によりカムロータ35が回転して
カムフォロア37を圧縮スプリング41に抗して図示右方向
へ変位させるので、アウタクラッチ36は引張りスプリン
グ38により図示右方向へ引っ張られて、同クラッチ36と
インナクラッチ31との噛み合いが解除され始める。 再び、第４図の説明に戻ると、前記ステップ148の処
理後、前述の場合と同様に、通電時間制御カウント値CN
Tが「０」になるまで、ステップ104〜108,112,140,142,
148からなる循環処理が実行され続ける。そして、通電
時間制御カウント値CNTが「０」に達すると、前記ステ
ップ140にて「YES」と判定されて、ステップ144の前記
と同様な処理により、電動モータ32,32への通電が解除
される。 なお、かかる場合も、前述のように、バッテリ電圧値
EBが電圧値E2以上であれば、通電時間制御カウント値CN
Tはフリーホイールハブ10を接続状態から切断状態へ切
り換えるのに必要な時間に設定されているので、同ハブ
10の前記切り換えは確実になされる。また、バッテリ電
圧値EBが電圧値E2未満である場合に、別除設けたバッテ
リ警告ランプの点灯により、運転者にはバッテリ電圧値
EBが低下していることが知らさせることも、前述の場合
と同じである。 以上のような初期制御により、イグニッションスイッ
チ51の閉成直後に、ハブ切り換えスイッチ54の状態とフ
リーホイールハブ10の状態とが必ず一致する。 定常制御 次に、前記初期制御後における定常時のフリーホイー
ルハブ10の切り換え制御について詳細に説明するが、か
かる場合、CPU50cは第４図のメインプログラムを繰り返
し実行するとともに、前述した第５図のタイマ割り込み
プログラムを所定時間毎に割り込み実行する。かかるメ
インプログラムの実行中においては、ハブ切り換えスイ
ッチ54が切り換え操作されなれば、新旧ハブスイッチ状
態データHSWN,HSWOは等しくかつイベントフラグEVTも
“0"に設定されたままであるとともに、通電時間制御カ
ウント値CNTも「０」に設定されたままであるので、ス
テップ104〜108,112,140,144からなる循環処理が繰り返
し実行され続ける。 かかる循環処理中、フリーホイールハブ10が切断状態
にあるとき、すなわちハブ切り換えスイッチ54が開成状
態にあるとき、同スイッチ54が閉成状態に切り換えられ
たとすると、ステップ104,106の処理により、旧ハブス
イッチ状態データHSWOは“0"に維持されるが、新ハブス
イッチ状態データHSWNは“1"に設定されるので、ステッ
プ108にて「NO」と判定されて、ステップ110にてイベン
トフラグEVTが“1"に設定される。これにより、ステッ
プ112における「YES」との判定の基に、前記ステップ11
4〜126の処理が実行されて、通電時間制御カウント値CN
Tが前記〜の条件に従った時間値に設定されて、プ
ログラムはステップ140,142へ進められる。 そして、前記初期制御の場合と同様に、ステップ140,
142におけるそれぞれ「NO」、「YES」との判定の基に、
前記カウント値CNTが「０」になるまで、ステップ146の
処理により電動モータ32,32が正転制御されて、フリー
ホイールハブ10は切断状態から接続状態に切り換え制御
される。また、かかる制御中、タイマ割り込みプログラ
ム（第５図）の実行により、通電時間制御カウント値CN
Tが「０」になると、ステップ140における「YES」との
判定の基に、ステップ144の処理により電動モータ32,32
が停止制御される。 また、前記定常制御時において、フリーホイールハブ
10が接続状態にあるとき、すなわちハブ切り換えスイッ
チ54が閉成状態にあるとき、同スイッチ54が開成状態に
切り換えられたとすると、ステップ104,106の処理によ
り、旧ハブスイッチ状態データHSWOは“1"に維持される
が、新ハブスイッチ状態データHSWNは“0"に設定される
ので、かかる場合も、ステップ108における「NO」との
判定の基に、ステップ110にてイベントフラグEVTは“1"
に設定される。これにより、かかる場合も、ステップ11
2にて「YES」と判定されて、プログラムはステップ114,
116へ進められるが、かかる場合には、新ハブスイッチ
状態データHSWNは“0"であるので、ステップ116にて「N
O」と判定されて、ステップ128〜136の処理が実行され
て、通電時間制御カウント値CNTは前記〜の条件に
従った時間値に設定された後、プログラムはステップ14
0,142ヘ進められる。 そして、前記初期制御の場合と同様に、ステップ140,
142におけるそれぞれ「NO」との判定の基に、前記カウ
ント値CNTが「０」になるまで、ステップ148の処理によ
り電動モータ32,32が逆転制御されて、フリーホイール
ハブ10は接続状態から切断状態に切り換え制御される。
また、かかる制御中、タイマ割り込みプログラム（第５
図）の実行により、通電時間制御カウント値CNTが
「０」になると、ステップ140における「YES」との判定
の基に、ステップ144の処理により電動モータ32,32が停
止制御される。 このように、前記初期制御の場合と同様にして、ハブ
切り換えスイッチ54の切り換え操作に応じてフリーホイ
ールハブ10が切り換えられた後には、再びステップ104
〜108,112,140,144からなる循環処理が繰り返し実行さ
れ続けるようになる。 以上説明したように、上記実施例によれば、初期制御
においても、定常制御においても、フリーホイールハブ
10を接続状態から切断状態に切り換える場合には、同ハ
ブ10を切断状態から接続状態に切り換える場合に比べ
て、通電時間制御カウント値CNTが静止摩擦による起動
負荷分だけ大きな値に初期設定されるようにして（第６
図参照）、電動モータ32,32の駆動時間を長くするよう
にしたので、インナ及びアウタクラッチ31,36間の噛み
合いによる静止摩擦がインナクラッチ31の移動を阻止す
るように作用していても、確実にインナクラッチ31とア
ウタクラッチ36とを離脱させることができる。また、こ
れにより、フリーホイールハブ10を切断状態から接続状
態に切り換える場合には、電動モータ32,32への必要以
上の通電を回避できる。さらに、前記通電時間制御カウ
ント値CNTはバッテリ電圧値EBが低下するに従って大き
な値に初期設定されるようにして、電動モータ32,32の
駆動時間を長くするようにしたので、バッテリ電圧値EB
が変動しても、フリーホイールハブ10の切り換えを確実
に制御できる。 なお、上記実施例においては、ステップ118〜136の処
理により、通電時間制御カウント値CNTを、関数を利用
した演算の実行により初期設定するようにしたが、ROM5
0b内に第６図の特性を表すデータを記憶したテーブルを
用意しておき、ステップ116〜136の処理の代わりに、新
ハブスイッチ状態データHSWN及びバッテリ電圧値EBに基
づき前記用意したテーブルを参照して、通電時間制御カ
ウント値CNTを設定するようにしてもよい。
第２図は本発明に係るクラッチ装置を採用してなるフリ
ーホイールハブ10を断面図により示している。 このフリーホイールハブ10は四輪駆動車の左右前輪ハ
ブ部にそれぞれ組み付けられるものであり、筒状のスピ
ンドル11を備え、同スピンドル11上にはベアリング12a,
12bを介して車輪ハブ13が回転自在に組み付けられると
ともに、ロックナット14とホルダ15とが組み付けられて
いる。ロックナット14はスピンドル11の外端上に螺着さ
れている。ホルダ15は、スピンドル11の外端に周方向に
位置決めされて嵌合されスピンドル11に対して回転不能
とされていて、ねじ16によりロックナット14に固定され
ている。ホルダ15の外周上には絶縁物からなる樹脂17を
介して一対のスリップリング18a,18bが固着されてお
り、同スリップリング18a,18bはスプリング接点21とス
ピンドル11内に装着したフレキシブルプリント基盤22を
介してリード線23に接続されている。 一方、車輸ハブ13の外端には、ボディ24とカバー25と
がそれぞれガスケット26,27を介してボルト（図示しな
い）により固着されている。ボディ24は筒上に形成され
ていて、内部にはフロントアクスルシャフト28の外端と
セレーション嵌合して一体回転するインナクラッチ31が
回転可能かつ軸方向へ移動不能に組み付けられるととも
に、電動モータ32が組み付けられている。電動モータ32
はブラシ33a,33bを介してスリップリング18a,18bに電気
的に接続された正逆回転可能な直流モータであり、減速
ギヤ34a,34bを介してカムロータ35を正転又は逆転させ
る。カムロータ35は、ボディ24にスプライン嵌合したア
ウタクラッチ36と、このアウタクラッチ36及びカムロー
タ35間に設けたカムフォロア37と、アウタクラッチ36を
カムフォロア37側に引っ張る引張りスプリング38と、カ
ムフォロア37を第２図の左方へ付勢する圧縮スプリング
41と、前記したインナクラッチ31とにより、公知のクラ
ッチ機構を構成するものであり、その正転時にはアウタ
クラッチ36を第２図の左方へ移動させてインナクラッチ
31とボディ34（すなわち、フロントアクスルシャフト28
と車輪ハブ13）を一体回転可能に連結させ、また逆転時
には前記アウタクラッチ36の第２図を右方へ図示位置に
向けて移動させてインナクラッチ31とボディ24を相対回
転可能とさせるように機能する。かかる場合、インナク
ラッチ31及びアウタクラッチ36が本発明の第１及び第２
クラッチ部材にそれぞれ対応するとともに、減速ギヤ34
a,34b、カムロータ35、カムフォロア37及びスプリング3
8,41が本発明の動力伝達機構に対応する。 次に、前記フリーホイールハブ10の切り換えを制御す
る電気制御装置について説明する。 この電気制御装置は、第３図に示すように、マイクロ
コンピュータ50を備えている。マイクロコンピュータ50
は電源ラインLBに接続されるとともに接地されており、
バス50aに共通接続されたROM50b、CPU50c、RAM50d、タ
イマ回路50e、入力インターフェース50f及び出力インタ
ーフェース50gからなる。電源ラインLBはイグニッショ
ンスイッチ51を介してバッテリ52に接続されている。RO
M50bは第４図及び第５図に示すフローチャートに対応し
たメインプログラム及びタイマ割り込みプログラムを記
憶している。CPU50cはイグニッションスイッチ51の閉成
時に前記メインプログラムを実行するとともに、タイマ
回路50fからの割り込み命令により前記メインプログラ
ムに代えてタイマ割り込みプログラムを割り込み実行す
る。RAM50dは前記各プログラムの実行に必要な変数を一
時的に記憶する。タイマ回路50fは発振器を内蔵してお
り、所定の時間間隔、例えば0.5ms毎に割り込み信号を
出力する。 入力インターフェース50fは入力回路、A/D変換器、記
憶回路などにより構成されており、同インターフェース
50fには電圧検知回路53及びハブ切り換えスイッチ54が
接続されている。電圧検知回路53は電源ラインLBと接地
間に直列接続された抵抗r1,r2と、抵抗r2に並列接続さ
れたツェナーダイオードZD1とにより構成されており、
抵抗r1,r2により分圧された電圧信号が入力インターフ
ェースに供給されるようになっている。ハブ切り換えス
イッチ54は運転席近傍に設けられて運転者により切り換
え操作されるもので、その閉成状態にてフリーホイール
バブ10の接続状態を選択し、かつその開成状態にて同ハ
ブ10の切断状態を選択する。 出力インターフェース50gは記憶回路、出力回路など
により構成され、各フリーホイールハブ10（左右前輪に
対応）内の電動モータ32,32の回転を制御するためのス
イッチング用トランジスタTr1,Tr2の各ベースに抵抗r3,
r4を介して接続されている。トランジスタTr1,Tr2の各
ベースと各エミッタ間には抵抗r5,r6が接続されるとと
もに、同エミッタはそれぞれ接地されている。また、各
トランジスタTr1,Tr2のコレクタは、リレー回路55,56を
構成するコイル55a,56aの各一端にそれぞれ接続されて
いる。これらのコイル55a,56aには還流ダイオードDi1,D
i2が並列接続されており、同コイル55a,56aの各他端は
降圧回路57の出力に接続されている。 降圧回路57はバッテリ52の電圧を電動モータ32,32を
駆動するのに適した定電圧に降圧するもので、並列接続
したパワートランジスタTr3〜Tr5を備えている。これら
のパワートランジスタTr3〜Tr5の各コレクタは共通に抵
抗r7を介して電源ラインLBに接続されるとともに、各エ
ミッタはそれぞれ抵抗r8〜r10を介してリレー回路55,56
に接続されている。なお、これらのパワートランジスタ
Tr3〜Tr5の各コレクタと各エミッタ間にはダイオードDi
3〜Di5が接続されるとともに、各エミッタと各ベース間
には抵抗r11〜r13がそれぞれ接続されている。また、パ
ワートランジスタTr3〜Tr5の各コレクタと各ベース間に
は共通にトランジスタTr6が接続されており、同トラン
ジスタTr6のベースには、電源ラインLBと接地間に直列
接続した抵抗r14とツェナーダイオードZD2により設定さ
れた定電圧が供給されるようになっている。 リレー回路55,56は前記コイル55a,56aにより切り換え
制御されるスイッチ55b,56bを備えており、各スイッチ5
5b,56bはコイル55a,56aの非通電時に図示状態にあって
電動モータ32,32の両端をそれぞれ接地するとともに、
コイル55a,56aの通電時に図示状態から切り換えられ
て、電動モータ32,32の両端に降圧回路57の出力電圧を
供給するようになっている。 次に、上記のように構成した実施例の動作を、第４図
及び第５図のフローチャートを参照しながら説明する。 初期制御 まず、イグニッションスイッチ51の閉成時に、フリー
ホイールハブ10が、ハブ切り換えスイッチ54の状態に応
じて、初期設定される動作について説明する。 イグニッションスイッチ51が閉成されると、バッテリ
52からの電源電圧がマイクロコンピュータ50に供給さ
れ、CPU50cは第４図のステップ100にてメインプログラ
ムの実行を開始し、ステップ102にてハブ切り換えスイ
ッチ54の操作状態を取り込んで該操作状態を表すデータ
を新ハブスイッチ状態データHSWNとして初期設定し、通
電時間制御カウント値CNTを「０」に初期設定し、かつ
イベントフラグEVIを“1"に初期設定する。かかる場
合、前記状態データHSWNは、ハブ切り換えスイッチ54の
閉成状態（フリーホイールハブ10の接続状態に対応）に
て“1"に設定され、かつ同スイッチ54の開成状態（フリ
ーホイールハブ10の切断状態に対応）にて“0"に設定さ
れる。また、通電時間制御カウント値CNTは電動モータ3
2,32への通電時間を制御するものであり、動作初期時に
正の所定値に設定されるとともに時間経過に従って
「１」ずつ「０」まで減少するものである。また、イベ
ントフラグEVTはハブ切り換えスイッチ54が切り換え操
作されたとき“1"に設定されるもので、それ以外のとき
には“0"に設定されるものである。 前記ステップ102の処理後、ステップ104にて旧ハブス
イッチ状態データHSWOが新ハブスイッチ状態データHSWN
により更新されるとともに、ステップ106にて、前記ス
テップ102と同様な処理により、新ハブスイッチ状態デ
ータHSWNが再びハブ切り換えスイッチ54の状態を表す値
に設定され、ステップ108にて前記新旧ハブスイッチ状
態データHSWN,HSWOが一致しているか否かが判定され
る。しかし、この状態はイグニッションスイッチ51の閉
成直後であって、ハブ切り換えスイッチ54が切り換え操
作されていることはないので、前記両データHSWN,HSWO
は等しく、同ステップ108における「YES」との判定の基
に、ステップ112にてイベントフラグEVTが“1"であるか
否かが判定される。 かかる場合、イベントフラグEVTは前記ステップ102の
処理により“1"に初期設定されているので、ステップ11
2にて「YES」との判定の基に、プログラムはステップ11
4へ進められる。 ステップ114においては、電圧検知回路53からの電圧
をA/D変換したデータ値が取り込まれて、該データ値が
バッテリ電圧値EBとして設定される。次に、ステップ11
6にて新ハブスイッチ状態データHSWNが“1"であるか否
か、すなわちハブ切り換えスイッチ54が該初期状態にて
閉成状態にあるか否かが判定される。 今、ハブ切り換えスイッチ54が閉成状態にあって新ハ
ブスイッチ状態データHSWNが“1"であるとすれば、ステ
ップ116における「YES」との判定の基に、ステップ118
〜126にて、下記〜の演算処理により、通電時間制
御カウント値CNTが前記バッテリ電圧値EBに応じて第６
図の実線のような値に設定される。 バッテリ電圧値EBが電圧値E1以上である場合、ステッ
プ118にて「YES」と判定され、ステップ122にて通電時
間制御カウント値CNTは時間値B11に設定される。 バッテリ電圧値EBが電圧値E1未満であり、かつ電圧値
E2以上である場合、ステップ118,120にてそれぞれ「N
O」、「YES」と判定され、ステップ124にて通電時間制
御カウント値CNTは時間値B12−A1・（EB−E2）に設定さ
れる。 バッテリ電圧値EBが電圧値E2未満である場合、ステッ
プ118,120にて共に「NO」と判定され、ステップ126にて
通電時間制御カウント値CNTは時間値B12に設定される。 なお、前記電圧値E1は電動モータ32,32を駆動するの
に適切な電圧値であり、時間値B11は前記電圧E1の印加
により電動モータ32,32がフリーホイールハブ10を切断
状態から接続状態へ切り換えるのに適切な通電時間であ
る。また、電圧値E2は電動モータ32,32の動作を保証す
る下限の電圧値であり、時間値B12は前記電圧E2の印加
により電動モータ32,32がフリーホイールハブ10を切断
状態から接続状態へ確実に切り換えるのに必要な通電時
間である。さらに、値−A1は第６図の実線の傾きを表
す。 かかるステップ122〜126の処理後、ステップ138にイ
ベントフラグEVTが“0"に設定されて、プログラムはス
テップ140,142へ進められる。 かかる場合、通電時間制御カウント値CNTは「０」よ
り大きな値に設定され、かつ新ハブスイッチ状態データ
HSWNは“1"に設定されているので、ステップ140,142に
てそれぞれ「NO」、「YES」と判定されて、ステップ146
にて電動モータ32,32を正転制御するための制御データ
が出力インターフェース50gへ出力される。出力インタ
ーフェース50gは、前記制御データに基づき、トランジ
スタTr1のベースをハイレベルに設定するとともに、ト
ランジスタTr2のベースをローレベルに設定する。これ
により、トランジスタTr1はオンしてコイル55aが通電制
御されるので、スイッチ55bは第３図の状態から切り換
えられるとともに、トランジスタTr2はオフしてコイル5
6aが通電制御されないので、スイッチ56bは第３図の状
態に保たれて、電動モータ32,32には図示矢印方向に駆
動電流が流れる。 このとき、フリーホイールハブ10が接続状態にあれ
ば、前記駆動電流が電動モータ32,32に流れても、同モ
ータ32,32は回転しない。一方、ハブ切り換えスイッチ5
4が閉成状態にあるにもかかわらず、フリーホイールハ
ブ10が第２図の切断状態にあれば、前記駆動電流が電動
モータ32,32に流れると、同モータ32,32は正転し始め
る。この電動モータ32,32の回転によりカムロータ35が
回転し、同ロータ35がカムフォロア37をスプリング41と
の協働により図示左方向へ変位させるので、アウタクラ
ッチ36は図示左方向へカムフォロア37により押されてイ
ンナクラッチ31に噛み合い始める。 再び、第４図の説明に戻ると、前記ステップ146の処
理後、プログラムはステップ104に戻され、通電時間制
御カウント値CNTが「０」になるまで、ステップ104〜10
8,112,140,142,146からなる循環処理が実行され続け
る。この通電時間制御カウント値CNTは、タイマ割り込
みプログラムの実行により、「１」ずつ減少制御され
る。すなわち、前記循環処理中、タイマ回路50fが所定
時間毎に割り込み信号を発生すると、CPU50cは該発生毎
に前記循環処理中のメインプログラムの実行を中断する
とともに、第５図のステップ200にてタイマ割り込みプ
ログラムの実行を開始して、ステップ202〜206の処理に
より通電時間制御カウント値CNTを「１」ずつ「０」ま
で減少させ、前記中断したメインプログラムの実行に戻
る。 このようにして、通電時間制御カウント値CNTが
「０」に達すると、前記ステップ140にて「YES」と判定
されて、ステップ144にて電動モータ32,32を停止させる
ための制御データが出力インターフェース50gへ出力さ
れる。出力インターフェース50gは、前記制御データに
基づき、トランジスタTr1,Tr2の両ベースをローレベル
に設定維持する。これにより、トランジスタTr1,Tr2は
共にオフしてコイル55a,56aが通電制御されなくなるの
で、スイッチ55b,56bは共に第３図の状態に維持され、
電動モータ32,32への通電が解除される。 かかる場合、前述のように、バッテリ電圧値EBが電圧
値E2以上であれば、通電時間制御カウント値CNTはフリ
ーホイールハブ10を切断状態から接続状態へ切り換える
のに必要な時間に設定されているので、同ハブ10の前記
切り換えは確実になされる。また、バッテリ電圧値EBが
電圧値E2未満である場合には、前記フリーホイールハブ
10の切り換えが保証されないが、かかる場合、別途設け
たバッテリ警告ランプの点灯により、運転者にはバッテ
リ電圧値EBが低下していることが知らさせる。 また、前記ステップ116の判定時に、ハブ切り換えス
イッチ54が開成状態にあって新ハブスイッチ状態データ
HSWNが“0"であるとすれば、同ステップ116における「N
O」との判定の基に、ステップ128〜136にて、下記〜
の演算処理により、通電時間制御カウント値CNTが前
記バッテリ電圧値EBに応じて第６図の一点鎖線のような
値に設定される。 バッテリ電圧値EBが電圧値E1以上である場合、ステッ
プ128にて「YES」と判定され、ステップ132にて通電時
間制御カウント値CNTは時間値B21に設定される。 バッテリ電圧値EBが電圧値E1未満であり、かつ電圧値
E2以上である場合、ステップ128,130にてそれぞれ「N
O」、「YES」と判定され、ステップ134にて通電時間制
御カウント値CNTは時間値B22−A2・（EB−E2）に設定さ
れる。 バッテリ電圧値EBが電圧値E2未満である場合、ステッ
プ128,130にて共に「NO」と判定され、ステップ136にて
通電時間制御カウント値CNTは時間値B22に設定される。 なお、時間値B21は前記電圧E2の印加により電動モー
タ32,32がフリーホイールハブ10を接続状態から切断状
態へ切り換えるのに適切な通電時間であって、前記時間
値B11よりも、インナクラッチ31とアウタクラッチ36と
の噛み合いによる起動負荷分だけ大きな値である。ま
た、時間値B22は前記電圧E2の印加により電動モータ32,
32がフリーホイールハブ10を接続状態から切断状態へ確
実に切り換えるのに必要な通電時間であって、前記時間
値B21よりも前記負荷分だけ大きな値である。さらに、
値−A2は第６図の一点鎖線の傾きを表すものである。 かかるステップ132〜136の処理後、前記場合のよう
に、ステップ138にてイベントフラグEVTが“0"に設定さ
れて、プログラムはステップ140,142へ進められる。 かかる場合、通電時間制御カウント値CNTは「０」よ
り大きな値に設定され、かつ新ハブスイッチ状態データ
HSWNは“0"に設定されているので、ステップ140,142に
て共に「NO」と判定されて、ステップ148にて電動モー
タ32,32を逆転制御するための制御データが出力インタ
ーフェース50gへ出力される。出力インターフェース50g
は、前記制御データに基づき、トランジスタTr1のベー
スをローレベルに設定するとともに、トランジスタTr2
のベースをハイレベルに設定する。これにより、トラン
ジスタTr1はオフしてコイル55aが通電制御されないの
で、スイッチ55bは第３図の状態に保たれるとともに、
トランジスタTr2はオンしてコイル56aが通電制御される
ので、スイッチ56bは第３図の状態から切り換えられ
て、電動モータ32,32には図示矢印方向と反対方向に駆
動電流が流れる。 このとき、フリーホイールハブ10が切断状態にあれ
ば、前記駆動電流が電動モータ32,32に流れても、同モ
ータ32,32は回転しない。一方、ハブ切り換えスイッチ5
4が開成状態にあるにもかかわらず、フリーホイールハ
ブ10が接続状態にあれば、前記駆動電流が電動モータ3
2,32に流れると、同モータ32,32は逆転し始める。この
電動モータ32,32の回転によりカムロータ35が回転して
カムフォロア37を圧縮スプリング41に抗して図示右方向
へ変位させるので、アウタクラッチ36は引張りスプリン
グ38により図示右方向へ引っ張られて、同クラッチ36と
インナクラッチ31との噛み合いが解除され始める。 再び、第４図の説明に戻ると、前記ステップ148の処
理後、前述の場合と同様に、通電時間制御カウント値CN
Tが「０」になるまで、ステップ104〜108,112,140,142,
148からなる循環処理が実行され続ける。そして、通電
時間制御カウント値CNTが「０」に達すると、前記ステ
ップ140にて「YES」と判定されて、ステップ144の前記
と同様な処理により、電動モータ32,32への通電が解除
される。 なお、かかる場合も、前述のように、バッテリ電圧値
EBが電圧値E2以上であれば、通電時間制御カウント値CN
Tはフリーホイールハブ10を接続状態から切断状態へ切
り換えるのに必要な時間に設定されているので、同ハブ
10の前記切り換えは確実になされる。また、バッテリ電
圧値EBが電圧値E2未満である場合に、別除設けたバッテ
リ警告ランプの点灯により、運転者にはバッテリ電圧値
EBが低下していることが知らさせることも、前述の場合
と同じである。 以上のような初期制御により、イグニッションスイッ
チ51の閉成直後に、ハブ切り換えスイッチ54の状態とフ
リーホイールハブ10の状態とが必ず一致する。 定常制御 次に、前記初期制御後における定常時のフリーホイー
ルハブ10の切り換え制御について詳細に説明するが、か
かる場合、CPU50cは第４図のメインプログラムを繰り返
し実行するとともに、前述した第５図のタイマ割り込み
プログラムを所定時間毎に割り込み実行する。かかるメ
インプログラムの実行中においては、ハブ切り換えスイ
ッチ54が切り換え操作されなれば、新旧ハブスイッチ状
態データHSWN,HSWOは等しくかつイベントフラグEVTも
“0"に設定されたままであるとともに、通電時間制御カ
ウント値CNTも「０」に設定されたままであるので、ス
テップ104〜108,112,140,144からなる循環処理が繰り返
し実行され続ける。 かかる循環処理中、フリーホイールハブ10が切断状態
にあるとき、すなわちハブ切り換えスイッチ54が開成状
態にあるとき、同スイッチ54が閉成状態に切り換えられ
たとすると、ステップ104,106の処理により、旧ハブス
イッチ状態データHSWOは“0"に維持されるが、新ハブス
イッチ状態データHSWNは“1"に設定されるので、ステッ
プ108にて「NO」と判定されて、ステップ110にてイベン
トフラグEVTが“1"に設定される。これにより、ステッ
プ112における「YES」との判定の基に、前記ステップ11
4〜126の処理が実行されて、通電時間制御カウント値CN
Tが前記〜の条件に従った時間値に設定されて、プ
ログラムはステップ140,142へ進められる。 そして、前記初期制御の場合と同様に、ステップ140,
142におけるそれぞれ「NO」、「YES」との判定の基に、
前記カウント値CNTが「０」になるまで、ステップ146の
処理により電動モータ32,32が正転制御されて、フリー
ホイールハブ10は切断状態から接続状態に切り換え制御
される。また、かかる制御中、タイマ割り込みプログラ
ム（第５図）の実行により、通電時間制御カウント値CN
Tが「０」になると、ステップ140における「YES」との
判定の基に、ステップ144の処理により電動モータ32,32
が停止制御される。 また、前記定常制御時において、フリーホイールハブ
10が接続状態にあるとき、すなわちハブ切り換えスイッ
チ54が閉成状態にあるとき、同スイッチ54が開成状態に
切り換えられたとすると、ステップ104,106の処理によ
り、旧ハブスイッチ状態データHSWOは“1"に維持される
が、新ハブスイッチ状態データHSWNは“0"に設定される
ので、かかる場合も、ステップ108における「NO」との
判定の基に、ステップ110にてイベントフラグEVTは“1"
に設定される。これにより、かかる場合も、ステップ11
2にて「YES」と判定されて、プログラムはステップ114,
116へ進められるが、かかる場合には、新ハブスイッチ
状態データHSWNは“0"であるので、ステップ116にて「N
O」と判定されて、ステップ128〜136の処理が実行され
て、通電時間制御カウント値CNTは前記〜の条件に
従った時間値に設定された後、プログラムはステップ14
0,142ヘ進められる。 そして、前記初期制御の場合と同様に、ステップ140,
142におけるそれぞれ「NO」との判定の基に、前記カウ
ント値CNTが「０」になるまで、ステップ148の処理によ
り電動モータ32,32が逆転制御されて、フリーホイール
ハブ10は接続状態から切断状態に切り換え制御される。
また、かかる制御中、タイマ割り込みプログラム（第５
図）の実行により、通電時間制御カウント値CNTが
「０」になると、ステップ140における「YES」との判定
の基に、ステップ144の処理により電動モータ32,32が停
止制御される。 このように、前記初期制御の場合と同様にして、ハブ
切り換えスイッチ54の切り換え操作に応じてフリーホイ
ールハブ10が切り換えられた後には、再びステップ104
〜108,112,140,144からなる循環処理が繰り返し実行さ
れ続けるようになる。 以上説明したように、上記実施例によれば、初期制御
においても、定常制御においても、フリーホイールハブ
10を接続状態から切断状態に切り換える場合には、同ハ
ブ10を切断状態から接続状態に切り換える場合に比べ
て、通電時間制御カウント値CNTが静止摩擦による起動
負荷分だけ大きな値に初期設定されるようにして（第６
図参照）、電動モータ32,32の駆動時間を長くするよう
にしたので、インナ及びアウタクラッチ31,36間の噛み
合いによる静止摩擦がインナクラッチ31の移動を阻止す
るように作用していても、確実にインナクラッチ31とア
ウタクラッチ36とを離脱させることができる。また、こ
れにより、フリーホイールハブ10を切断状態から接続状
態に切り換える場合には、電動モータ32,32への必要以
上の通電を回避できる。さらに、前記通電時間制御カウ
ント値CNTはバッテリ電圧値EBが低下するに従って大き
な値に初期設定されるようにして、電動モータ32,32の
駆動時間を長くするようにしたので、バッテリ電圧値EB
が変動しても、フリーホイールハブ10の切り換えを確実
に制御できる。 なお、上記実施例においては、ステップ118〜136の処
理により、通電時間制御カウント値CNTを、関数を利用
した演算の実行により初期設定するようにしたが、ROM5
0b内に第６図の特性を表すデータを記憶したテーブルを
用意しておき、ステップ116〜136の処理の代わりに、新
ハブスイッチ状態データHSWN及びバッテリ電圧値EBに基
づき前記用意したテーブルを参照して、通電時間制御カ
ウント値CNTを設定するようにしてもよい。
第１図は上記特許請求の範囲に記載した本発明の構成に
対応するクレーム対応図、第２図は本発明の一実施例に
係るクラッチ装置を備えたフリーホイールハブの断面
図、第３図は第２図のフリーホイールハブの切り換え制
御回路、第４図及び第５図は第３図のマイクロコンピュ
ータにて実行されるプログラムに対応したフローチャー
ト、第６図は電動モータへの通電時間特性を示すグラフ
である。 符号の説明 10……フリーホイールハブ、31……インナクラッチ、32
……電動モータ、34a,34b……減速ギヤ、35……カムロ
ータ、36……アウタクラッチ、37……カムフォロア、3
8,41……スプリング、50……マイクロコンピュータ、51
……イグニッションスイッチ、52……バッテリ、53……
電圧検知回路、54……ハブ切り換えスイッチ、55,56…
…リレー回路、57……降圧回路。
対応するクレーム対応図、第２図は本発明の一実施例に
係るクラッチ装置を備えたフリーホイールハブの断面
図、第３図は第２図のフリーホイールハブの切り換え制
御回路、第４図及び第５図は第３図のマイクロコンピュ
ータにて実行されるプログラムに対応したフローチャー
ト、第６図は電動モータへの通電時間特性を示すグラフ
である。 符号の説明 10……フリーホイールハブ、31……インナクラッチ、32
……電動モータ、34a,34b……減速ギヤ、35……カムロ
ータ、36……アウタクラッチ、37……カムフォロア、3
8,41……スプリング、50……マイクロコンピュータ、51
……イグニッションスイッチ、52……バッテリ、53……
電圧検知回路、54……ハブ切り換えスイッチ、55,56…
…リレー回路、57……降圧回路。
フロントページの続き (72)発明者 小出 利和 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−80937（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−120438（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−66603（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16D 28/00
Claims (1)
- 【請求項１】第１クラッチ部材及び第２クラッチ部材か
らなって両部材の噛み合いにより接続状態に設定される
とともに前記両部材の噛み合い解除により切断状態に設
定されるクラッチ装置に適用されてなり、正逆回転可能
な電動モータと、前記電動モータの動力を前記第２クラ
ッチ部材に伝達して同電動モータの正転時に前記クラッ
チ装置を接続状態に切り換えるとともに同電動モータの
逆転時に前記クラッチ装置を切断状態に切り換える動力
伝達機構とを備え、前記クラッチ装置を接続状態及び切
断状態に切り換えるクラッチ装置の切り換え制御装置に
おいて、 前記クラッチ装置の接続状態又は切断装置への切り換え
を指示する切り換え指示手段と、 前記切り換え指示手段により前記クラッチ装置の切断状
態から接続状態への切り換えが指示されたとき第１所定
時間を計測する第１計測手段と、 前記第１計測手段による第１所定時間の計測開始から終
了まで前記電動モータが正転する方向に同電動モータの
通電を制御する第１制御手段と、 前記切り換え指示手段により前記クラッチ装置の接続状
態から切断状態への切り換えが指示されたとき前記第１
所定時間よりも長い第２所定時間を計測する第２計測手
段と、 前記第２計測手段による第２所定時間の計測開始から終
了まで前記電動モータが逆転する方向に同電動モータの
通電を制御する第２制御手段と を設けたことを特徴とするクラッチ装置の切り換え制御
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1263272A JP2870865B2 (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | クラッチ装置の切り換え制御装置 |
| US07/594,487 US5042627A (en) | 1989-10-09 | 1990-10-09 | Electric control apparatus for clutch mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1263272A JP2870865B2 (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | クラッチ装置の切り換え制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03125035A JPH03125035A (ja) | 1991-05-28 |
| JP2870865B2 true JP2870865B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=17387158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1263272A Expired - Fee Related JP2870865B2 (ja) | 1989-10-09 | 1989-10-09 | クラッチ装置の切り換え制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5042627A (ja) |
| JP (1) | JP2870865B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| US5445258A (en) * | 1994-02-22 | 1995-08-29 | Warn Industries, Inc. | Pulse actuated hub locks and control arrangement |
| US5680308A (en) * | 1995-05-01 | 1997-10-21 | Borg-Warner Automotive, Inc. | Automobile transfer case system and control circuit therefor |
| US20080171632A1 (en) * | 2007-01-16 | 2008-07-17 | Sauer-Danfoss Inc. | Electric input clutch for a vehicle and method for using the same |
| JP6629817B2 (ja) | 2017-11-07 | 2020-01-15 | ファナック株式会社 | 制御システム、および、モータ制御方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2540647A1 (fr) * | 1983-02-04 | 1984-08-10 | Valeo | Dispositif de pilotage automatique d'embrayage |
| US4776441A (en) * | 1985-12-18 | 1988-10-11 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Free wheel hub clutch device |
| JPS63188231A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-03 | Alps Electric Co Ltd | ソフトウエアのプロテクト方式 |
| JPH062823Y2 (ja) * | 1987-05-26 | 1994-01-26 | 栃木富士産業株式会社 | フリ−ホイルハブクラツチ |
| JP2521978B2 (ja) * | 1987-09-22 | 1996-08-07 | アイシン精機株式会社 | リモ―ト式フリ―ホイ―ルハブ装置 |
| JPS6490822A (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-07 | Aisin Seiki | Controller for remote type free wheel hub |
| JP2521983B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1996-08-07 | アイシン精機株式会社 | フリ―ホイ―ルハブ装置 |
| JP2719574B2 (ja) * | 1988-02-29 | 1998-02-25 | アイシン精機株式会社 | フリーホィールハブ装置 |
-
1989
- 1989-10-09 JP JP1263272A patent/JP2870865B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-10-09 US US07/594,487 patent/US5042627A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03125035A (ja) | 1991-05-28 |
| US5042627A (en) | 1991-08-27 |
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Legal Events
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