JPH0742847Y2 - ４輪駆動用自動車の制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はエンジン駆動力を前後輪に分配するトランスフ
ァを装備した４輪駆動用自動車に関する。更に詳しくは
二種類の変速比を取り得るパートタイム方式又はフルタ
イム方式のトランスファのシフトユニットを制御する装
置に関するものである。

［従来の技術］ ４輪駆動用自動車において、山間地、降雪地、ぬかるみ
道等をより安定して走行するために高低二種類の変速比
を取り得るトランスファを装備したものが知られてい
る。

このトランスファの変速比は、電気とエアを用いて運転
席の制御スイッチをオンオフし、シフトユニットを作動
させることにより高速側又は低速側のいずれかに切換え
られる。このトランスファの歯車機構そのものは常時噛
合式でドッグクラッチを用いて変速する。

従来、走行中にトランスファの変速比を誤って変更しよ
うとすると、その変速歯車機構のギヤ鳴きやギヤを損傷
等を引起こすため、運転ハンドブック等で操作上の注意
として走行中にトランスファの変速比の変更をしないよ
うに、運転者を指導していた。

運転者の注意によらずにこの点を解消するために、トラ
ンスファクラッチの接断作動により４輪駆動と２輪駆動
の切換えを行い得るとともに２輪駆動時従動輪となる側
の車輪とその車輪への駆動力伝達系統とを接断制御する
クラッチ機構を設けたパートタイム４輪駆動用自動車に
おいて、走行中に上記クラッチ機構が断状態のときには
トランスファクラッチの２輪駆動から４輪駆動への切換
えを禁止した制御装置が開示されている（実開昭61−30
535）。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、上記制御装置は上記クラッチ機構の接作動が許
容されるときにトランスファクラッチの接作動を許容す
る構成であって、トランスファの２輪駆動状態を直接検
出することによってトランスファクラッチの４輪駆動へ
の切換えを禁止する構成ではない。このため、従来の制
御装置はその回路が複雑でスイッチ点数が多く信頼性の
点で改善の余地が残されていた。

本考案の目的は、走行中にトランスファの変速比を運転
者の不注意等で変更しようとしても、変更を禁止してそ
の変速歯車機構を保護し、簡単な構成で信頼性に優れた
４輪駆動用自動車の制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案は、エンジン駆動力
を前後輪21,17に分配しかつ高低二種類の変速比を取り
得るトランスファ13と、高圧エア源28に接続された電磁
弁30の開放又は閉止により前記トランスファ13の変速比
を高速側又は低速側のいずれかに切換えるシフトユニッ
ト22と、バッテリ35と電磁弁30との間に介装接続されシ
フトユニット22を制御する制御スイッチ33とを備えた４
輪駆動用自動車の制御装置の改良である。

その特徴ある構成は、停車時に開きかつ走行時に閉じる
第１スイッチ37aと停車時に閉じかつ走行時に開く第２
スイッチ37bとを有し、第２スイッチ37bが制御スイッチ
33と電磁弁30との間に介装接続された車速感応スイッチ
37と、共通接点ｅがバッテリ35に接続されシフトユニッ
ト22が高速側に切換えられたとき共通接点ｅに導通する
第１接点ｃとシフトユニット22が低速側に切換えられた
とき共通接点ｅに導通する第２接点ｄとを有し、第１接
点ｃが第１スイッチ37aを介して電磁弁30に接続された
検出スイッチ38とを備えたことにある。

［作用］ 停車時には車速感応スイッチ37の第２スイッチ37bが閉
じて制御スイッチ33の制御を許容するため、制御スイッ
チ33のオンオフに応じてシフトユニット22が作動しトラ
ンスファ13の変速比が切換わる。走行中では、車速感応
スイッチ37の第２スイッチ37bが開いて制御スイッチ33
の制御を禁止する。

走行中検出スイッチ38は、シフトユニット22が高速側で
ある場合、共通接点ｅを第１接点ｃに導通させ第１スイ
ッチ37aを介して電磁弁30のオン状態を保持する。シフ
トユニット22が低速側である場合、共通接点ｅを第２接
点ｄに導通させ電磁弁30のオフ状態を保持し、シフトユ
ニット22の作動を防止する。

［実施例］ 次に本考案の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。

第１図〜第３図に示すように、この例はフルタイム４輪
駆動用自動車であって、エンジン10の駆動力は変速機11
の出力軸12を介して補助変速機であるトランスファ13に
伝達される。トランスファ13はこの駆動力をリアプロペ
ラシャフト14、リヤディファレンシャル装置15及びリヤ
アクスルシャフト16を介して後輪17と、フロントプロペ
ラシャフト18、フロントディファレンシャル装置19及び
リヤアクスルシャフト20を介して前輪21に分配する。ま
たトランスファ13は図示しないが、その歯車機構はドッ
グクラッチを用いた常時噛合式で高速側と低速側の二種
類の変速比を取り得るようになっている。

このトランスファ13の後部にはこのトランスファ13の変
速比を高速側又は低速側のいずれかに切換えるシフトユ
ニット22が取付けられる。この例ではシフトユニット22
はエアシリンダ23、ピストン24及びピストンロッド24a
を備える。シリンダ23のピストンロッド側にポート25
が、ピストンヘッド側にポート26がそれぞれ設けられ
る。ポート25は管路27を介してエアタンク28に接続さ
れ、ポート26は管路29を介して電磁弁30に接続される。

ピストンロッド24aにはスプリング32を介してシフトロ
ッド31が結合される。すなわちピストンロッド24aに対
してスプリング32はその両端を一対のスプリングシート
24b,24cに着座させて取付けられる。スプリング32を取
付けた状態でロッド24aのピストン側の肩部がシート24b
のストッパとなり、ロッド24aの先端にナットにより固
定されたワッシャがシート24cのストッパとなる。電磁
弁30が閉じている状態ではポート26には高圧エアは流入
せず、すなわちピストン24は第３図の破線に示す位置に
移動してシフトユニット22は作動せず、トランスファ13
の変速比を低速側に切換える。また電磁弁30が開いた状
態では第３図の実線に示すようにシフトユニット22が作
動してトランスファ13の変速比を高速側に切換える。ピ
ストン24は電磁弁30のエア切換えに応じてシフトロッド
31を直ちに移動する。この移動時にスプリング32が圧縮
され、トランスファ13の歯車はこのスプリング32の弾発
力により自動的に切換わるようになっている。

第１図に戻って、33は電磁弁30を開閉させる制御スイッ
チ、34はヒューズ、35はバッテリである。制御スイッチ
33は運転席に設けられ、バッテリ35と電磁弁30との間に
介装接続される。

本実施例の特徴ある構成は、電磁弁30を制御する制御ス
イッチ33とヒューズ34とバッテリ35の回路に、車速感応
スイッチ37とシフトユニット22の切換状態を検出する検
出スイッチ38を備えたところにある。

車速感応スイッチ37は停車時に開きかつ走行時に閉じる
第１スイッチ37aと、停車時に閉じかつ走行時に開く第
２スイッチ37bとを有し、第２スイッチ37bが制御スイッ
チ33と電磁弁30との間に介装接続される。具体的には変
速機11の出力軸12に設けられた車速センサ39の出力が比
較回路40の比較入力に接続され、比較回路40の出力が車
速感応スイッチ37の制御入力に接続される。比較回路40
の基準入力Esには車速0km/hrに相応する基準電圧が印加
される。すなわち比較回路40は車速センサ39が車速0km/
hrを検出するとき、車速感応スイッチ37が第１スイッチ
37aを開き第２スイッチ37bを閉じる。車速センサ39は0k
m/hr以外の車速を検出するとき、車速感応スイッチ37が
第１スイッチ37aを閉じ第２スイッチ37bを開く。

検出スイッチ38は共通接点ｅ、第１接点ｃ及び第２接点
ｄを有し、シフトユニット22のシリンダ23内に設けられ
る。

この検出スイッチ38は共通接点ｅがバッテリ35に接続さ
れ、第１接点ｃはシフトユニット22が高速側に切換えら
れたとき共通接点ｅに導通し、第２接点ｄはシフトユニ
ット22が低速側に切換えられたとき共通接点ｅに導通す
るようになっている。

この第１接点ｃは高速ギヤの噛合状態を表示する緑色の
インジケータ41及び車速感応スイッチ37の第１スイッチ
37aに接続され、第２接点ｄは低速ギヤの噛合状態を表
示する橙色のインジケータ42に接続される。これらのイ
ンジケータ41及び42は運転席に配置される。

このような構成の制御装置の動作を説明する。

（１）低速から高速への切換 停車時には車速センサ39は0km/hrを検出し、車速感応ス
イッチ37の第２スイッチ37bが実線に示すように閉じて
いるため、このとき制御スイッチ33を破線に示すように
閉じると、電磁弁30が開き、第３図に示すようにシフト
ユニット22を作動させる。これによりトランスファ13の
変速比を高速側に切換える。同時にシフトユニット22の
ピストン24が検出スイッチ38を破線に示すように切換え
て第１接点ｃが共通接点ｅに導通し、緑色のインジケー
タ41が点灯する。

自動車が発進し平常走行に入ると、スイッチ37の第２ス
イッチ37bが開くが、第１スイッチ37aが閉じるため、バ
ッテリ35→ヒューズ34→スイッチ38の共通接点ｅ→スイ
ッチ38の第１接点ｃ→スイッチ37の第１スイッチ37aを
介して電磁弁30に励磁電流が流れ、電磁弁30は高速ギヤ
の噛合状態を保持する。走行中、誤って制御スイッチ33
を実線に示すように開いて高速側から低速側に切換えよ
うとしても自己保持されているため、電磁弁30は閉じな
い。

（２）高速から低速への切換 停車すると、車速感応スイッチ37の第２スイッチ37bが
閉じ第１スイッチ37aが開く。ここで制御スイッチ33を
実線に示すように開けば、（１）の自己保持状態が一旦
解除されて電磁弁30に励磁電流が流れなくなり電磁弁30
が閉じ、シフトユニット22を不作動にする。これにより
高速側に切換えられていたトランスファ13が低速側に切
換わる。同時に検出スイッチ38は第２接点ｄを実線で示
すように共通接点ｅに導通させる。これにより橙色のイ
ンジケータ42が点灯する。

自動車が発進し平常走行に入ると、スイッチ37の第２ス
イッチ37bが開くため、制御スイッチ33を誤って閉じて
も電磁弁30は閉じずシフトユニット22は作動しない。同
時にスイッチ37の第１スイッチ37aは閉じるが、スイッ
チ38が第２接点ｄに切換わっているため、やはり電磁弁
30には励磁電流は流れず、低速ギヤの噛合状態が保持さ
れる。

なお、高速ギヤに噛合して走行しているときに制御スイ
ッチ33を開いた場合、或いは低速ギヤに噛合して走行し
ているときに制御スイッチ33を閉じた場合には、自動車
の停止後直ちに変速比は制御スイッチ33の制御通りに切
換わる。

また、車速感応スイッチとして車速センサの出力により
オンオフするスイッチの例を示したが、本考案はこれに
限らず、車速センサの代わりにプロペラシャフトの回転
センサであってもよく、またパーキングブレーキ・レバ
ースイッチを車速感応スイッチとしてもよい。

更に、フルタイム方式のトランスファのシフトユニット
を制御する装置の例を示したが、パートタイム方式のト
ランスファについても同様にシフトユニットを制御する
ことができる。

［考案の効果］ 以上述べたように、本考案によれば、走行中にトランス
ファの変速比を変更しようとしても、電磁弁にその開閉
を制御する信号を流さないように構成したので、従来運
転者が不用意に操作することにより生じていたギヤ鳴き
やギヤの損傷等を防止でき、トランスファの変速歯車機
構を保護することができる。

特に、本考案の制御装置は、従来の制御装置と異なり、
スイッチ点数が少なくて済み、簡単な回路構成で高い信
頼性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例４輪駆動用自動車の制御装置の回
路構成図。 第２図はその動力伝達機構を含む制御装置の構成図。 第３図はそのシフトユニットの拡大断面図。 10:エンジン、11:変速機、13:トランスファ、22:シフト
ユニット、30:電磁弁、33:制御スイッチ、37:車速感応
スイッチ、38:検出スイッチ、39:車速センサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン駆動力を前後輪（21,17）に分配
   しかつ高低二種類の変速比を取り得るトランスファ（1
   3）と、 高圧エア源（28）に接続された電磁弁（30）の開放又は
   閉止により前記トランスファ（13）の変速比を高速側又
   は低速側のいずれかに切換えるシフトユニット（22）
   と、 バッテリ（35）と前記電磁弁（30）との間に介装接続さ
   れ前記シフトユニット（22）を制御する制御スイッチ
   （33）と を備えた４輪駆動用自動車の制御装置において、 停車時に開きかつ走行時に閉じる第１スイッチ（37a）
   と停車時に閉じかつ走行時に開く第２スイッチ（37b）
   とを有し、前記第２スイッチ（37b）が前記制御スイッ
   チ（33）と前記電磁弁（30）との間に介装接続された車
   速感応スイッチ（37）と、 共通接点（ｅ）が前記バッテリ（35）に接続され前記シ
   フトユニット（22）が高速側に切換えられたとき前記共
   通接点（ｅ）に導通する第１接点（ｃ）と前記シフトユ
   ニット（22）が低速側に切換えられたとき前記共通接点
   （ｅ）に導通する第２接点（ｄ）とを有し、前記第１接
   点（ｃ）が前記第１スイッチ（37a）を介して前記電磁
   弁（30）に接続された検出スイッチ（38）とを備えた ことを特徴とする４輪駆動用自動車の制御装置。