| 【発明の名称】 |
車輌用２輪４輪駆動切換装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】後藤 真二
【住所又は居所】埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会社本田技術研究所内
【氏名】千田 明生
【住所又は居所】埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会社本田技術研究所内
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| 【要約】 |
【課題】音の発生が小さく、かつ、消費電力を極力小さく抑えることのできる車輌用２輪４輪駆動切換装置を提供することを目的とする。
【解決手段】エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構のいずれか一方に設けられ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットと、この切換ユニットを制御するコントロールユニットとを備え、このコントロールユニットが、前記切換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、この駆動電流値を所定値に保持すべく、デューティー可変制御を行うようになされている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構のいずれか一方に設けられ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットと、この切換ユニットを制御するコントロールユニットとを備え、このコントロールユニットが、前記切換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、この駆動電流値を所定値に保持すべく、デューティー可変制御を行うことを特徴とする車輌用２輪４輪駆動切換装置。
【請求項２】 エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構のいずれか一方に設けられ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットと、この切換ユニットを制御するコントロールユニットとを備え、このコントロールユニットが、前記切換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、この駆動電流値を所定値に保持すべく電圧調整を行うようになされていることを特徴とする車輌用２輪４輪駆動切換装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車輌用２輪４輪駆動切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、２輪駆動と４輪駆動を切り換えて走行できる車輌が知られている。図４および図５は、前述した車輌の一例を示すもので、これらの図において符号１で示す車輌は、エンジン２が中央部に搭載される車体フレーム３と、この車体フレーム３の前部および後部の両側に配設される前輪４および後輪５と、前記車体フレーム３の前方上部に配設されて、前記前輪４の操舵を行うステアリングハンドル６と、前記エンジン２の上方で、前記車体フレーム３に取り付けられた燃料タンク７と、この燃料タンク７の後方に取り付けられたシート８とによって概略構成されている。
【０００３】前記各前輪４は、図５に示すように、前記車体フレーム３の前部両側部に設けられた懸架装置９によって上下動可能に支持され、また、前記後輪５は、前記車体フレーム３の後部両側部に設けられた懸架装置１０とによって、それぞれ上下動可能に支持されている。
【０００４】また、前記車体フレーム３の前方中央部および後方中央部には、前記エンジン２にプロペラシャフト１１・１２によって連結された前輪用最終減速器１３と後輪用最終減速器１４が設けられ、これらの前輪用最終減速器１３と後輪用最終減速器１４のそれぞれに、左右の前輪４および左右の後輪５が接続されている。
【０００５】そして、たとえば、前記前輪用最終減速器１３とプロペラシャフト１１との間に、前記前輪４へ伝達される動力の断続を行い、後輪駆動の形態と４輪駆動の形態とに切り換える２輪４輪駆動切換装置１５が設けられている。あるいは、後方のプロペラシャフト１２と後輪用最終減速器１４との間に、前記２輪４輪駆動切換装置を設けて、前輪駆動の形態と４輪駆動の形態とに切り換える場合もある。この駆動形態の切り換えは、路面状態や走行形態等に応じて切り換えられるものである。
【０００６】前記２輪４輪駆動切換装置１５は、たとえば、図９に示す構造のものが提案されている。この図において符号１５で示す２輪４輪駆動切換装置は、前輪用最終減速器１３の入力軸１６を軸方向に２分割して形成され、同一軸線上において突き合わされる２つの入力軸構成体１６ａ・１６ｂと、これらの接続と切り離しを行う切換ユニット１７とによって構成されている。
【０００７】詳述すれば、前記前輪用最終減速器１３側に位置させられる入力軸構成体１６ａの端面中央には、円柱状の位置決め突起１８が突設され、また、外側に位置させられる入力軸構成体１６ｂの端面中央には、前記位置決め突起１８が回転自在に嵌合させられる位置決め凹部１９が形成され、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂを、位置決め突起１８と位置決め凹部１９とを嵌合させるようにして突き合わせることにより、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂが、同一軸線上に位置させられるとともに、相対回転自在に連結されるようになっている。
【０００８】また、前記両入力軸構成体１６ａ・１６ｂのそれぞれの突き合わせ部の外周面には、スプラインＳ１、Ｓ２が形成されているとともに、この突き合わせ部を取り囲むように前記切換ユニット１７が設けられている。
【０００９】この切換ユニット１７は、内面にスプラインが形成されて、前記両入力軸構成体１６ａ・１６ｂの突き合わせ部に摺動可能に被嵌されて、それぞれのスプラインＳ１、Ｓ２に係脱させられる切換リング２０と、この切換リング２０を前記両入力軸構成体１６ａ・１６ｂの軸方向に摺動させて、一方の入力軸構成体１６ａのみに噛合させる位置と、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂのスプラインＳ１、Ｓ２に同時に噛合させる位置とに選択的に移動させるソレノイドからなる駆動機構２１とによって構成されている。
【００１０】このように構成された２輪４輪駆動切換装置１５は、駆動機構２１によって、前記切換リング２０を一方向に移動させて、一方の入力軸構成体１６ａのみに噛合させて前輪４への駆動力の伝達を遮断することにより、後輪のみ駆動する２輪駆動の形態とし、また、前記切換リング２０を摺動させることにより、この切換リング２０を、一方の入力軸構成体１６ａに噛合させた状態で他方の入力軸構成体１６ｂへ噛合させ、これによって、両入力軸構成体１６ａ・１６ｂを連結することにより前輪４へ駆動力を伝達し、前輪４および後輪５を同時駆動する４輪駆動の形態とするようになっている。そして、前記２輪４輪駆動切換装置１５にあっては、特開平８−２１６７１４号公報に示されるように、４輪駆動時においては、前記２輪４輪駆動切換装置１５に通電状態に保持している。すなわち、図８に示すように、２輪駆動時には、前記２輪４輪駆動切換装置１５への駆動電流の供給を停止し、４輪駆動時において駆動電流を連続供給するようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような従来の２輪４輪駆動切換装置１５においては、つぎのような改善すべき課題が残されている。
【００１２】すなわち、駆動形態の切換時に、前輪４と後輪５との間に少しでも周速差があると、切換リング２０と入力軸構成体１６ｂとの噛合がうまくいかず、切り換えできない場合があるといった課題である。また、切り換えが行われた場合にあっても、その切り換え時にスプラインどうしがぶつかり、音が発生するといった課題もある。
【００１３】このような課題を解消するためには、切換リング２０のスプラインと入力軸構成体１６ｂのスプラインとを同期させる（位置合わせする）ような機構が必要となることから、構造が複雑になり、また、２輪４輪駆動切換装置１５を組み込む際に、組み込み位置の部材を、既存の構造から大幅に変更する必要がある。一方、前記特開平８−２１６７１４号公報に示された技術にあっては、４輪駆動時においては、２輪４輪駆動切換装置１５に駆動電流を連続供給していることから、消費電力が大きく、小型の車輌においては、大きな負担となる。
【００１４】本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、音の発生が小さく、かつ、消費電力を極力小さく抑えることのできる車輌用２輪４輪駆動切換装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載の車輌用２輪４輪駆動切換装置は、前述した目的を達成するために、エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構のいずれか一方に設けられ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットと、この切換ユニットを制御するコントロールユニットとを備え、このコントロールユニットが、前記切換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、この駆動電流値を所定値に保持すべく、デューティー可変制御を行うことを特徴とする。本発明の請求項２に記載の車輌用２輪４輪駆動切換装置は、エンジンと前輪および後輪との間にそれぞれ設けられた動力伝達機構のいずれか一方に設けられ、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニットと、この切換ユニットを制御するコントロールユニットとを備え、このコントロールユニットが、前記切換ユニットへ供給される駆動電流値を検出して、この駆動電流値を所定値に保持すべく電圧調整を行うようになされていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図１ないし図３、および、図６ないし図８を参照して説明する。なお、以下の説明中、車輌の主要構成部分は、図４および図５と共通することから、同一符号を用いて説明を簡略化する。
【００１７】図１において符号３０で示す本実施形態に係る２輪４輪駆動切換装置（以下、駆動切換装置と略称する）は、前輪４とエンジン２との間に設けられた動力伝達機構に設けられたもので、この動力伝達機構における動力伝達の断続を行う切換ユニット３１とからなり、この切換ユニット３１が、駆動側に連結された駆動軸３２と、この駆動軸３２に環状の隙間をおいて嵌合された従動軸３３と、これらの駆動軸３２と従動軸３３との隙間に介装され、これらの対向面に係脱させられることにより、これらの駆動軸３２と従動軸３３との接続および切り離しを行う複数の係脱部材３４と、これらの係脱部材３４を、前記駆動軸３２と従動軸３３とを接続する位置と切り離す位置とに選択的に位置させる切換機構３５と、これらを取り囲むケーシング３６とによって概略構成されている。
【００１８】ついで、これらの詳細について説明すれば、本実施形態においては、前記ケーシング３６内に、エンジン２側へ突出する円筒状のアウターリング３７が軸受け３８を介して回転自在に設けられている。このアウターリング３７は、その軸線方向に２分割されて、第１のアウターリング３７ａと第２のアウターリング３７ｂとなされているとともに、それぞれの端部に設けられたスプライン６０を介して一体回転可能に連結されている。また、前記第２のアウターリング３７ｂの、前記エンジン２側の端部内周面には、スプライン３９が形成されており、この第２のアウターリング３７ｂに、前記スプライン３９と噛合するようにして前記駆動軸３２が挿入されることにより、この駆動軸３２と第２のアウターリング３７ｂとが連結されている。
【００１９】また、前記アウターリング３７の内部には、円筒状のインナーリング４０が、前記アウターリング３７の内周面との間に所定幅の環状の間隔をおいて配設されている。このインナーリング４０の内面にはスプライン４１が形成されており、前記ケーシング３６内に挿入される前記従動軸３３が、前記スプライン４１を介して前記インナーリング４０に連結されている。そして、この従動軸３３の長さ方向の中間部は、前記ケーシング３６に取り付けられた軸受け４２によって回転自在に支持されている。
【００２０】また、前記従動軸３３の先端部にはベベルギア４３が一体に設けられており、前輪用最終減速器１３のリングギア４４に噛合させられている。
【００２１】前記切換ユニット３１を構成する係脱部材３４は、図１および図２に示すように、前記アウターリング３７の軸線と平行に配設された複数のローラーによって構成され、前記切換機構３５が、前記係脱部材３４を回転自在に保持するとともに、前記アウターリング３７に相対回転可能（軸線まわりの相対移動可能）に装着されたリテーナー４５と、前記インナーリング４０の表面に形成されて、前記リテーナー４５との相対移動に伴って、前記係脱部材３４を径方向に移動させるカム４６とによって構成されている。
【００２２】そして、前記アウターリング３７のケーシング３６の内側に位置させられている端部には、前記リテーナー４５とアウターリング３７との固定および切り離しを行う、前記切換機構３５を構成する電磁クラッチ４７が設けられている。
【００２３】この電磁クラッチ４７は、前記リテーナー４５とアウターリング３７との間に介装されたクラッチ板４８と、このクラッチ板４８の圧接および切り離しを行う電磁コイル４９とによって構成されている。
【００２４】この電磁コイル４９は、前記クラッチ板４８を励磁することによって接続状態とし、これによって、前記リテーナー４５とアウターリング３７とを相対回動不可能に固定するようになっている。
【００２５】また、前記電磁コイル４９は、環状に形成されており、同じく環状に形成され鉄心を構成するハウジング５０内に収納されているとともに、このハウジング５０が、前記従動軸３３を取り囲むようにして、前記ケーシング３６に装着されることにより、このケーシング３６に取り付けられている。
【００２６】そして、前記アウターリング３７、インナーリング４０、および、切換機構３５は、前記ケーシング３６内に組み込まれてユニット化され、図１に示すように、従動軸３３が装着された状態において、ケーシング３６が前記前輪用最終減速器１３のケースにボルト締めされることによって、この前輪用最終減速器１３に取り付けられる。また、前記電磁コイル４９には、そのＯＮ・ＯＦＦを制御するコントロールユニット５１と、前記電磁コイル４９の駆動電力を供給する電源５２が接続されている。
【００２７】一方、前記コントロールユニット５１は、図７に示すように、前記電磁コイル４９への駆動電流の制御をなすデューティー（ＤＵＴＹ）制御手段６４と、前記電磁コイル４９へ供給されている駆動電流値を検出する電流検出手段６５とを備え、前記デューティー制御手段６４は、前記電流検出手段６５からの検出信号に基づいて、前記駆動電流を、デューティー可変制御を行うことにより、前記駆動電流値が設定値となるように制御するようになっている。
【００２８】このデューティー可変制御は、前述したように、前記電磁コイル４９へ供給される駆動電流値を一定にすべく設定されるもので、内燃機関２の運転状態や負荷状態等に応じて適宜設定されるもので、クラッチ圧不足によって２輪駆動に移行してしまうことを防止する範囲内で設定される。すなわち、前記電流値が設定値以下である場合には、前記電磁クラッチ４７における接合力が弱く、運転状態によっては音の発生の原因となる場合があり、また、電流値が設定値以上である場合には、前記電磁コイル４９の温度が上昇し、これによって、消費電力の増加を招き、あるいは、前記電磁クラッチ４７のクラッチ圧が変化して音の発生の原因となる。また、図１において符号６１および符号６２はオイルシールであり、さらに、符号６３はダストシールである。
【００２９】このように構成された本実施形態に係る２輪４輪駆動切換装置３０は、前輪４への駆動力の伝達を解除するために、前記電磁コイル４９への通電を遮断して、電磁クラッチ４７によるリテーナー４５とアウターリング３７との固定を解除する。これによって、図３（ａ）に示すように、前記係脱部材３４が、前記カム４６のボトム部に位置させられて、前記アウターリング３７から離間した位置に保持される。この結果、前記アウターリング３７とインナーリング４０とが切り離されることとなり、前記駆動軸３２の回転が従動軸３３へ伝達されることが阻止され、前輪４の駆動が停止される。
【００３０】また、４輪駆動の駆動形態にするには、前記電磁コイル４９へ通電して電磁クラッチ４７をつなぐことにより、前記リテーナー４５をアウターリング３７に固定する。これによって、前記リテーナー４５に保持されている係脱部材３４がアウターリング３７と共に移動させられて、図３（ｂ）に示すように、前記インナーリング４０に形成されている前記カム４６のトップ部に移動させられるとともに、アウターリング３７の内面に当接させられる。この結果、前記アウターリング３７とインナーリング４０とが、前記係脱部材３４を介して連結され、これに伴い、駆動軸３２と従動軸３３とが連結され、駆動軸３２の回転が従動軸３３へ伝達され、前輪４の駆動が開始される。
【００３１】このように構成された本実施形態の駆動切換装置３０にあっては、係脱部材３４が、アウターリング３７とインナーリング４０との間に挟み込まれることによって、動力伝達可能な状態となることから、その衝撃音が極めて小さく、この結果、駆動形態の切り換え時における音の発生を小さく抑えることができる。
【００３２】また、切換ユニット３１をユニット化し、この切換ユニット３１を前輪用最終減速器１３へ固定することによって装着可能であるから、既存の構造の大幅な変更を伴うことなく組み込みが可能である。
【００３３】また、前後輪４・５に周速差があっても駆動軸３２と従動軸３３との接続および切り離しが可能であり、同期機構等の複雑な補助機構を設ける必要が無く、この点からも構成が簡素化される。
【００３４】そして、車輌１が４輪駆動の駆動形態にある場合、切換機構３５に供給される駆動電流が、前述したように、デューティー可変制御によって供給されていることから、連続供給のみの場合に比して消費電力が軽減され、この結果、発電装置やバッテリの小型化が図られる。また、本実施形態においては、前記コントロールユニット５１において、前述した電磁コイル４９へ供給される駆動電流値が、電流検出手段６５によって常時検出されるとともに、前記デューティー制御手段６４へフィードバックされているとともに、図８の処理フローに示すように、前記電流検出手段６５による駆動電流値の読み込み（ステップＳ１）の後に、ステップＳ２において電磁コイル４９の電流値が設定値以上であるか否かの判断がなされ、設定値以上であれデューティー制御の比率を下げることによって前記駆動電流値を下げるように調整し（ステップＳ４）、また、前記電流値が設定値以下である場合には、デューティー制御の比率を上げることによって前記駆動電流値を上げる（ステップＳ３）。これによって、前記駆動電流値が所定値に調整されて、前記電磁クラッチ４７のクラッチ圧が安定した状態に保持される。
【００３５】なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。たとえば、前記駆動電流調整を、電磁コイル４９へ供給される電圧を調整することによって行うこともできる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、２輪４輪駆動切換装置を構成する切換ユニットに供給する駆動電流値を監視して、この駆動電流値を設定値とすべく、前記駆動電流の供給を、デューティー可変制御による供給によって行い、あるいは、前記切換ユニットに供給される電圧調整によって行うことにより、前記切換ユニットにおけるクラッチ圧を一定に保持し、これによって、車輌の運転状態の変化時等の、切換ユニットにおける音の発生を抑制することができる。また、切換ユニットの温度変化に伴う駆動電流値の変化に対しても、その調整を自動的に行うことができ、この点からも、前述したクラッチ圧の変化を抑制して音の発生を抑制することができるとともに、消費電力を軽減することができ、この結果、発電装置やバッテリの小型化を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【住所又は居所】東京都港区南青山二丁目１番１号
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| 【出願日】 |
平成１４年３月１９日（２００２．３．１９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７１１３
【弁理士】
【氏名又は名称】堀 城之
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２６７０８２（Ｐ２００３−２６７０８２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年９月２５日（２００３．９．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−７６７３０（Ｐ２００２−７６７３０） |
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