JPH09226407A - 車両の駆動輪切換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラック等の大型車両等におけるトランスフ
ァの切換構造の改良により、構造が簡単でかつコスト的
にも廉価な装置により２ＷＤから４ＷＤへの切換を自動
的に行えるようにすること。 【解決手段】 常時駆動輪とパートタイム駆動輪の回転
速度差ΔＶが第１の所定値ＶＯ以上のときにエンジン出
力低減を行い（Ｓ４）、このエンジン出力低減後に、回
転速度差ΔＶが第２の所定値Ｖ１以上のときに補助ブレ
ーキ装置を駆動するようにし（Ｓ６）、エンジン出力低
減後若しくは補助ブレーキ装置の駆動後に、前記回転速
度差ΔＶが所定範囲内（Ｖ５＜ΔＶ＜Ｖ４）となったと
きにトランスファをエンジンの駆動力が常時駆動輪とパ
ートタイム駆動輪の両輪に伝達されるように切り換える
制御（Ｓ１０，Ｓ１１）を行うようにして、２輪駆動か
ら４輪駆動への切換操作を自動的に行い、運転の継続性
を維持して、運転性の向上を図るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の駆動輪切換
装置に関し、特に２輪駆動走行時に駆動輪がスリップし
た際に自動的に４輪駆動に切り換える装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラック等の大型車両においては、車両
に搭載されたエンジンの駆動力を常時駆動輪、例えば後
輪若しくは該後輪とパートタイム駆動輪である前輪の両
輪に伝達すべく切り換える、即ち、後輪のみの２輪駆動
（２ＷＤ）と後輪と前輪の両方の４輪駆動（４ＷＤ）に
切り換えるトランスファを有している。

【０００３】このようなトラック等においては、２ＷＤ
走行時に、運転者が後輪が泥濘地や凍結路等で後輪がス
リップしていることを感覚的に知り、手動の切換レバー
や切換スイッチの操作によって２ＷＤから４ＷＤに切り
換えるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような切換構造に
あっては、完全にトラック等が停止した状態から若しく
はそれに近い状態に至るまで、２ＷＤから４ＷＤへの切
換の操作が行われないため、運転に継続性がなくなり、
運転性の悪化を来す問題がある。一方、乗用車等におい
ては、例えば、前後・左右の各輪に車輪速センサを設
け、各輪の回転速度を常時比較し、速度差が一定値を越
えた場合に、駆動軸の途中に設けた各種のクラッチの押
し付け力の制御等によって、前後・左右の各輪の駆動ト
ルクの比率を無段階に細かく制御するものがある。

【０００５】しかし、このような乗用車等における駆動
輪切換装置では、装置が複雑化し、コスト的にも不利で
ある。本発明は、トラック等の大型車両等におけるトラ
ンスファの切換構造の改良により、構造が簡単でかつコ
スト的にも廉価な装置により２ＷＤから４ＷＤへの切換
を自動的に行えるようにすることを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に係
わる発明は、車両に搭載されたエンジンの駆動力を前輪
及び後輪のうち常時駆動輪若しくは該常時駆動輪とパー
トタイム駆動輪の両輪に伝達すべく切り換えるトランス
ファを有する車両における駆動輪切換装置において、前
記常時駆動輪とパートタイム駆動輪の回転速度差を検出
する回転速度差検出手段と、前記エンジン出力を低減す
るエンジン出力低減手段と、前記常時駆動輪を減速させ
る補助ブレーキ装置と、前記回転速度差検出手段から出
力される検出信号に基づいて、回転速度差が第１の所定
値以上のときに前記エンジン出力低減手段を駆動する第
１の制御手段と、前記エンジン出力低減手段の駆動後
に、前記回転速度差検出手段から出力される検出信号に
基づいて、回転速度差が第２の所定値以上のときに前記
補助ブレーキ装置を駆動する第２の制御手段と、前記エ
ンジン出力低減手段の駆動後若しくは前記補助ブレーキ
装置の駆動後に、前記回転速度差検出手段から出力され
る検出信号に基づいて、回転速度差が所定範囲内のとき
に前記トランスファをエンジンの駆動力が常時駆動輪と
パートタイム駆動輪の両輪に伝達されるように切り換え
る第３の制御手段と、を含んで構成するようにした。

【０００７】請求項２に係わる発明は、前記回転差検出
手段を、前記パートタイム駆動輪の推進軸に接続され前
記トランスファに設けられた第１のアウトプットシャフ
トの、常時駆動輪の推進軸に接続され前記トランスファ
に設けられた第２のアウトプットシャフト側に形成され
た印ろう部の外周に設けられた歯車と、前記第２のアウ
トプットシャフトの第１のアウトプットシャフト側に前
記印ろう部と回転自在に設けられた嵌合穴に前記歯車に
対して半径方向に埋設された磁気型センサと、を含んで
構成するようにした。

【０００８】請求項３に係わる発明は、前記エンジン出
力低減手段を、ディーゼルエンジンにおいてラックを燃
料供給量を低減する側に作動する構成とした。請求項４
に係わる発明は、前記補助ブレーキ装置を、リターダ、
排気ブレーキ装置、第３ブレーキ装置のうち何れかから
構成するようにした。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、ディーゼルエン
ジンを搭載した車両に適用した実施形態に基づいて説明
する。尚、この車両は、後輪が常時駆動輪、前輪がパー
ト駆動輪となる４輪駆動車である。

【００１０】図２において、車両の駆動系並びに動力伝
達系は、エンジン１と、クラッチ２と、トランスミッシ
ョン３と、補助ブレーキ装置としてのリターダ１２と、
第１プロペラシャフト４と、トランスファ１５と、トラ
ンスファ１５から常時駆動されるリヤプロペラシャフト
９と、後車軸１０と、後車輪１１と、パートに駆動され
るフロントプロペラシャフト６と、前車軸７と、前車輪
８と、により構成されている。

【００１１】図２及び図３において、トランスファ１５
は、第１プロペラシャフト４を入力として軸１５ａ及び
アイドラ１５ｂを介した常時駆動の第２のアウトプット
シャフトとしてのリヤアウトプットシャフト１８と、そ
のリヤアウトプットシャフト１８からシフティングスリ
ーブ２３を介してパート駆動される第１のアウトプット
シャフトとしてのフロントアウトプットシャフト１６
と、で主要構成がされている。そしてリヤアウトプット
シャフト１８はフランジ２７を介してリヤプロペラシャ
フト９に接続され、フロントアウトプットシャフト１６
はフランジ２６を介してフロントプロペラシャフト６に
接続されている。なお、リヤアウトプットシャフト１８
は、手動で高、低速走行を選択できるようになってい
る。

【００１２】次に、図１，図４及び図５に基づいて、本
発明の特徴部分について詳述する。リヤアウトプットシ
ャフト１８は、フロントアウトプットシャフト１６側に
嵌合穴１８ａが設けられている。その嵌合穴１８ａにフ
ロントアウトプットシャフト１６の後端に設けられた印
ろう部１６ａが同軸で回転自在に嵌合されている。ま
た、リヤアウトプットシャフト１８の前端部に４ＷＤ用
クラッチの作用をする外歯１８ｃが設けられている。
そして、前記印ろう部１６ａの外周に、回転によって磁
束を断接させる歯車１７が設けられている。その歯車１
７に相対する嵌合穴１８ａの半径方向外方にセンサ埋設
穴１８ｂが設けられ、このセンサ埋設穴１８ｂに磁束発
生用の磁気型センサ１９が埋設されている。また、この
磁気型センサ１９からのパルス信号をリヤアウトプット
シャフト１８の外周に設けたスリップリング２０ａを介
してマイクロコンピュータ等を内蔵したコントローラ３
０に送信するようになっている。

【００１３】前記の歯車１７と、磁気型センサ１９と、
により、常時駆動輪とパートタイム駆動輪の回転速度差
を検出する回転速度差検出手段として、リヤアウトプッ
トシャフト１８とフロントアウトプットシャフト１６と
の回転速度差を検出する回転速度差センサ２０の主要部
が構成されている。前記フロントアウトプットシャフト
１６には、中央部の外周に雄スプライン１６ｂが設けて
あり、その雄スプライン１６ｂに軸方向に摺動自在な雌
スプライン２４を設けたシフティングスリーブ２３が嵌
合されている。そのシフティングスリーブ２３のリヤア
ウトプットシャフト１８側に内歯２５が設けられてい
る。この内歯２５が前記外歯１８ｃに噛み合って２輪駆
動（以下、２ＷＤ）から４輪駆動（以下、４ＷＤ）に切
り換えられるよう構成されている。また、シフティング
スリーブ２３は、切り換えシリンダ２１で駆動されるシ
フトフォーク２２によって摺動されるようになってい
る。

【００１４】前記コントローラ３０は、前記回転速度差
センサ２０からの検出信号を判断して、フロントアウト
プットシャフト１６を駆動し２ＷＤから４ＷＤにするた
めの３つの制御信号を発信するようになっている。かか
る制御信号の１つは、エア供給用の４ＷＤへの切り替え
電磁バルブ３１に入力され、制御信号の１つは、リター
ダ１２を作動させるスイッチ１３に入力され、制御信号
の１つは、エンジン出力低減手段として、燃料噴射ポン
プのラックを燃料供給量を減少させる方向に戻すスイッ
チ５に入力されている。

【００１５】前記切り換えシリンダ２１は、ダブルチェ
ックバルブ２９からエアチューブ２９ａを介したエアに
よって駆動される。そのダブルチェックバルブ２９はエ
アタンク２８からエアチューブ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ
を介して前記切り替え電磁バルブ３１に、そして切り替
え電磁バルブ３１からエアチューブ２８ｄを介して作動
用エアを供給されるようになっている。

【００１６】即ち、コントローラ３０は、前記回転速度
差センサ２０から出力される検出信号に基づいて、回転
速度差が第１の所定値以上のときに前記スイッチ５によ
るラック戻しを行う第１の制御手段と、スイッチ５によ
るラック戻し後に、回転速度差センサ２０から出力され
る検出信号に基づいて、回転速度差が第２の所定値以上
のときに前記リターダ１２を駆動する第２の制御手段
と、前記スイッチ５によるラック戻し後若しくは前記リ
ターダ１２駆動後に、回転速度差センサ２０から出力さ
れる検出信号に基づいて、回転速度差が所定範囲内のと
きに前記トランスファ１５をエンジンの駆動力が常時駆
動輪とパートタイム駆動輪の両輪に伝達されるように切
り換える第３の制御手段と、しての機能をソフトウェア
的に装備している。

【００１７】かかるコントローラ３０の機能を図６のフ
ローチャートに基づいて説明する。即ち、ステップ１
（図ではＳと記す。以下同様）では、現在の車輪駆動状
態が２ＷＤであるか、４ＷＤであるかを確認する。これ
は、例えば切り換えシリンダ２１の圧力室のエア圧、ま
たはスリーブ２３の位置で確認する。ステップ１にて、
２ＷＤであると判定されると、ステップ２に進む。

【００１８】このステップ２では、車両がスリップ状態
か否かを判定する。スリップ状態では、後輪１１の左右
輪同時スリップまたは、デフ作用による片輪スリップで
も走行抵抗が減じてリヤプロペラシャフト９の回転が増
加する。そしてリヤプロペラシャフト９にフランジ２７
で接続されるリヤアウトプットシャフト１８は、その時
の走行速度に相当する回転速度より上回って回転する。
一方、前輪８は転動していて車速に相当する回転速度で
前車軸７、フロントプロペラシャフト６、を回転させフ
ランジ２６で接続するフロントアウトプットシャフト１
６を回転させている。従ってリヤアウトプットシャフト
１８の回転速度ＶＲと、フロントアウトプットシャフト
６の回転速度ＶＦとの差のΔＶが後輪１１のスリップを
示す数値になる。このステップ２ではΔＶを算出する。
なお、ΔＶは、フロントアウトプットシャフト１６の印
ろう部１６ａに設けた歯車１７と、リヤアウトプットシ
ャフト１８の嵌合穴１８ａに設けられたセンサ埋設穴１
８ｂに埋設された磁気型センサ１９と、によって回転差
をパルス信号にし、スリップリング２０ａを介してコン
トローラ３０に入力して算出される。

【００１９】次のステップ３では、前記回転速度差のΔ
Ｖが４ＷＤ走行に切り替えるべき値であるか否かを判定
する第１の所定値ＶＯ以上であるか否かを判定する。そ
して、ΔＶ≧ＶＯであれば、ステップ４に進み、ΔＶ＜
ＶＯであれば、ステップ２に戻る。ステップ４では、△
ＶがΔＶ≧ＶＯであって、スリップ度合いが高く、４Ｗ
Ｄ走行にすべき値なので、リヤアウトプットシャフト１
８の回転数を下げてΔＶを小にするために、ラック戻し
を実行して、燃料噴射量を低減する。

【００２０】この場合は、コントローラ３０の指示で燃
料噴射ポンプのラックをラック戻しスイッチ５を介して
噴射量低減側に戻す。次のステップ５では、ステップ４
の効果でΔＶが第２の所定値Ｖ１以下となるまで低減さ
れているか否かを判定する。そして、ΔＶ≧Ｖ１であれ
ば、ステップ６に進み、ΔＶ＜Ｖ１であれば、ステップ
９に進む。

【００２１】ΔＶがＶ１以下となっていないと判定され
た後のステップ６では、リターダ１２で減速させる。即
ち、コントローラ３０からリターダスイッチ１３への指
示でリターダ１２をＯＮさせる。ステップ７では、△Ｖ
が所定範囲内（Ｖ３＜△Ｖ＜Ｖ２）にあるか否かを判定
し、Ｖ３＜△Ｖ＜Ｖ２となった場合には、ステップ８に
進んで、リターダ１２をＯＦＦさせる。Ｖ３＜△Ｖ＜Ｖ
２とならない場合には、なるまでステップ６によるリタ
ーダ１２のＯＮを継続する。

【００２２】ステップ９では、△Ｖが所定範囲内（Ｖ５
＜△Ｖ＜Ｖ４）にあるか否かを判定し、Ｖ５＜△Ｖ＜Ｖ
４となった場合には、ステップ１０に進み、切り替え電
磁バルブ３１を開としエアタンク２８からエアチューブ
２８ａ、２８ｂ、２８ｃを介しさらに、エアチューブ２
８ｄ、ダブルチェックバルブ２９、エアチューブ２９ａ
を介して切り替えシリンダ２１にエアを送る。

【００２３】ステップ１１では、切り替えシリンダ２１
でシフトフォーク２２を介してシフティングスリーブ２
３をリヤアウトプットシャフト１８側に押し出す。シフ
ティングスリーブ２３は、雌スプライン２４が雄スプラ
イン１６ｂにそって滑り、内歯２５を外歯１８ｃに噛み
合わせる。これによってリヤアウトプットシャフト１８
とフロントアウトプットシャフト１６が接合され４ＷＤ
走行となる。

【００２４】ステップ１２では、図示していないが４Ｗ
Ｄ状態であることを表示する４ＷＤ灯を点灯させる。こ
れによってドライバに４ＷＤ走行状態であることを認識
させる。ステップ１３では、燃料噴射量を通常に戻す。
即ちステップ４で行ったラックスイッチ５によるラック
戻しを解除する。この結果４ＷＤ状態で正常運転が可能
になる。

【００２５】尚、上記実施形態のリターダ１２に代え
て、排気ブレーキ装置或いは第３ブレーキ装置によっ
て、常時駆動輪を減速させるようにしても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、常時駆動輪とパートタイム駆動輪の回転速
度差が第１の所定値以上のときにエンジン出力低減を行
い、このエンジン出力低減後に、回転速度差が第２の所
定値以上のときに補助ブレーキ装置を駆動するように
し、エンジン出力低減後若しくは補助ブレーキ装置の駆
動後に、前記回転速度差が所定範囲内となったときにト
ランスファをエンジンの駆動力が常時駆動輪とパートタ
イム駆動輪の両輪に伝達されるように切り換える制御を
行うようにしたから、２輪駆動から４輪駆動への切換操
作が自動的に行われ、運転の継続性を維持でき、運転性
の向上を図れると共に、構造が簡単でかつコスト的にも
廉価であるという利点を有し、特に、トラック等の大型
車両に有効である。

【００２７】請求項２に係る発明によれば、常時駆動輪
とパートタイム駆動輪の回転速度差を検出する回転速度
差検出手段を簡単な構造で構成できる。請求項３に係る
発明によれば、エンジン出力を、ラック操作のみで容易
に低減できる。請求項４に係る発明によれば、リター
ダ、排気ブレーキ装置、第３ブレーキ装置の何れかによ
って、補助ブレーキを常時駆動輪にかけて、これを容易
に減速させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示す概要系統図。

【図２】 図１の構成を含んだ駆動、動力伝達系全体を
示す側面概要図

【図３】 図１に使用されるトランスファを示す縦断面
図

【図４】 図１の４ＷＤ切り替え要部を示すトランスフ
ァの縦断面図

【図５】 図４のＸ−Ｘ矢視図で、回転差検出手段を示
す断面図

【図６】 同上の実施形態における制御内容を説明する
フローチャート

【符号の説明】

５ ラック戻しスイッチ（エンジン出力低減手段） ６ フロントプロペラシャフト ９ リヤプロペラシャフト １２ リターダ（補助ブレーキ装置） １５ トランスファ １６ フロントアウトプットシャフト １６ａ 印ろう部 １７ 歯車 １８ リヤアウトプットシャフト １８ａ 嵌合穴 １９ 磁気型センサ ２０ 回転速度差センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両に搭載されたエンジンの駆動力を前輪
   及び後輪のうち常時駆動輪若しくは該常時駆動輪とパー
   トタイム駆動輪の両輪に伝達すべく切り換えるトランス
   ファを有する車両における駆動輪切換装置において、 前記常時駆動輪とパートタイム駆動輪の回転速度差を検
   出する回転速度差検出手段と、 前記エンジン出力を低減するエンジン出力低減手段と、 前記常時駆動輪を減速させる補助ブレーキ装置と、 前記回転速度差検出手段から出力される検出信号に基づ
   いて、回転速度差が第１の所定値以上のときに前記エン
   ジン出力低減手段を駆動する第１の制御手段と、 前記エンジン出力低減手段の駆動後に、前記回転速度差
   検出手段から出力される検出信号に基づいて、回転速度
   差が第２の所定値以上のときに前記補助ブレーキ装置を
   駆動する第２の制御手段と、 前記エンジン出力低減手段の駆動後若しくは前記補助ブ
   レーキ装置の駆動後に、前記回転速度差検出手段から出
   力される検出信号に基づいて、回転速度差が所定範囲内
   のときに前記トランスファをエンジンの駆動力が常時駆
   動輪とパートタイム駆動輪の両輪に伝達されるように切
   り換える第３の制御手段と、 を含んで構成された。
2. 【請求項２】前記回転差検出手段は、 前記パートタイム駆動輪の推進軸に接続され前記トラン
   スファに設けられた第１のアウトプットシャフトの、常
   時駆動輪の推進軸に接続され前記トランスファに設けら
   れた第２のアウトプットシャフト側に形成された印ろう
   部の外周に設けられた歯車と、 前記第２のアウトプットシャフトの第１のアウトプット
   シャフト側に前記印ろう部と回転自在に設けられた嵌合
   穴に前記歯車に対して半径方向に埋設された磁気型セン
   サと、 を含んで構成されたことを特徴とする請求項１記載の車
   両の駆動輪切換装置。
3. 【請求項３】前記エンジン出力低減手段は、 ディーゼルエンジンにおいてラックを燃料供給量を低減
   する側に作動する構成である。
4. 【請求項４】前記補助ブレーキ装置は、リターダ、排気
   ブレーキ装置、第３ブレーキ装置のうち何れかである。