JP2005337321A - 負荷駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リアデファレンシャルのデフアンロック状態を確実に確保でき、車両の操縦安定性を図ることを課題とする。
【解決手段】 デフロック作動スイッチ２１０の指令に基づいて、リアデファレンシャル２０４のデフロック／デフアンロックを行う負荷のソレノイド２１３を、ソレノイド駆動回路１４で駆動制御し、デフロック作動スイッチ２１０によりデフアンロックが指令された場合には、通電制御手段１５を非導通状態としてソレノイド２１３の通電経路を遮断してソレノイド２１３を非駆動状態とし、リアデファレンシャル２０４をデフアンロック状態にして構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、負荷を駆動する負荷駆動回路の導通／非導通状態をモニタ回路で監視して、入力信号に基づいて負荷駆動回路により負荷を駆動制御する負荷駆動制御装置に関する。

従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１，２，３参照）。特に特許文献１，２には、車両のリアデファレンシャルのデフロック機構を、デフロックスイッチから与えられる指令に基づいて駆動制御する技術が記載されている。このような技術では、デフロックスイッチから与えられる、リアデファレンシャルの締結（デフロック状態）／解除（デフアンロック状態）を指令する信号に基づいて、駆動制御手段の例えばマイクロコンピュータにより負荷駆動回路を駆動制御し、負荷駆動回路でリアデファレンシャルのデフロック／デフアンロックを行うアクチュエータの例えばソレノイドの負荷を駆動制御しているが、負荷駆動回路の動作状態をモニタ回路で監視することで、デフロックスイッチから与えられる指令により負荷のソレノイドを直接駆動している。
特開平５−５８１８７号公報 特開平６−１７９３３２号公報 特開平４−３０４１２８号公報

上記した従来の技術においては、デフロックスイッチからの指令に基づいて、制御手段のマイクロコンピュータならびに負荷駆動回路により負荷が駆動制御されている。このような構成においては、デフロックスイッチから与えられる指令を制御手段のマイクロコンピュータに入力する入力回路や負荷駆動回路の故障、あるいはマイクロコンピュータで誤動作が生じると、デフロックスイッチのオン／オフにかかわらず、負荷が通電されて誤駆動され、リアデファレンシャルがデフロックされてしまうおそれがあった。

また、リアデファレンシャルがデフロックされた状態で、入力回路や負荷駆動回路、あるいはマイクロコンピュータが故障した場合には、デフロックスイッチをオフしてデフアンロックを指令したにもかかわらず、デフロックを解除することができなくなるといったおそれもある。さらに、入力回路、負荷駆動回路ならびにマイクロコンピュータの電源となる車両電源の極性が逆に接続されたような場合であっても、負荷に電流が通電し誤駆動されて、上述したと同様に、デフロックを指令していないにもかかわらず、リアデファレンシャルがデフロックされてしまうおそれがあった。

このような状態では、車両走行時に車両が例えばアンダーステア状態となり、操縦安定性が損なわれるといった不具合を招くことになる。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リアデファレンシャルのデフアンロック状態を確実に確保でき、車両の操縦安定性を図った負荷駆動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、請求項１記載の発明は、車両のリアデファレンシャルのデフロック／デフアンロックを指令するデフロック作動スイッチと、前記デフロック作動スイッチのデフロック／デフアンロックの指令に基づいて、前記車両のリアデファレンシャルのデフロック／デフアンロックを行う負荷を通電制御して、前記負荷を駆動制御する駆動回路と、前記デフロック作動スイッチに連動して前記負荷の通電を制御する通電制御手段とを有することを特徴とする。

上記特徴の請求項１の発明によれば、リアデファレンシャルにおけるデフアンロック状態を確実に確保することが可能となり、車両の操縦安定性を向上することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記通電制御手段は、前記デフロック作動スイッチによりデフロックが指令された場合は、前記負荷の通電経路を形成する一方、前記デフロック作動スイッチによりデフアンロックが指令された場合には、前記負荷の通電経路を遮断することを特徴とする。

上記特徴の請求項２記載の発明によれば、デフロック作動スイッチによりデフアンロックが指令されている場合には、負荷への通電は確実に回避され、負荷の駆動を停止して、リアデファレンシャルを確実にデフアンロック状態にすることができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。

図１は本発明の実施例１に係る負荷駆動制御装置として機能するデフロック制御ユニットの構成を示す図であり、図２は図１に示すデフロック制御ユニットを含む四輪駆動車両（４ＷＤ車）における、リアデファレンシャルの制御システムの構成を示す図である。

先ず、デフロック制御ユニットについて説明する前に、図２を参照して、このデフロック制御ユニットを含むリアデファレンシャルの制御システムについて説明する。

図２において、４ＷＤ車は、エンジン２００で得られた駆動力がＴ／Ｍ（変速機）２０１及びトランスファ２０２を介してフロントデファレンシャル２０３ならびにリアデファレンシャル２０４に伝達されて前輪２０５と後輪２０６が駆動される。トランスファ２０２は、４ＷＤモードスイッチ２０７から与えられる４ＷＤ（四駆）／２ＷＤ（二駆）を切り換える信号に基づいて、トランスファ制御ユニット２０８で４ＷＤ（四駆）／２ＷＤ（二駆）の切り替え制御が行われる。

リアデファレンシャル２０４は、デフロック／デフアンロックを行うデフロック機構（図示せず）を含み、デフロック制御ユニット２０９から与えられる指令に基づいて、デフロック機構によりデフロック／デフアンロックの切り替えが制御される。

デフロック制御ユニット２０９は、デフロック作動スイッチ２１０から与えられる信号、トランスファ制御ユニット２０８から与えられるトランスファモード信号、リアデファレンシャル２０４から与えられる、リアデファレンシャル２０４のデフロック／デフアンロックを表す位置信号、ならびに後輪車輪速を入力して車速を制御するＡＢＳ制御ユニット２１１から与えられる車速信号ならびにＡＢＳ制御信号を入力し、これらの信号に基づいて、リアデファレンシャルの２０４のデフロック／デフアンロックを制御する。

デフロック制御ユニット２０９は、デフロック作動スイッチ２１０から与えられる信号がデフロックを作動させる旨を示し（スイッチオン）、トランスファ制御ユニット２０８から与えられるトランスファモード信号が四輪駆動を示し、かつＡＢＳ制御ユニット２１１から与えられる車速信号ならびにＡＢＳ制御が作動しているか否か示すＡＢＳ制御信号が、デフロックする条件を満たしている場合には、デフロック機構に含まれるアクチュエータのソレノイド（後述する）を作動させてリアデファレンシャル２０４をデフロックする。

デフロックを許可する要件としては、例えば車速信号が予め設定された車速よりも低く車両が低速走行状態であり、かつＡＢＳ制御が作動していない場合であり、車両が予め設定された特定の状態にある場合である。デフロック制御ユニット２０９は、リアデファレンシャル２０４をデフロックすると、リアデファレンシャル２０４がデフロックされたことを示す、デフロック表示灯２１２を点灯させて、運転者等に報知する。

次に、図１に戻って、デフロック制御ユニット２０９の具体的な構成を説明する。

図１において、デフロック制御ユニット２０９は、リアデファレンシャル２０４のデフロック／デフアンロックを行うデフロック機構（図示せず）に含まれてデフロック動作を行う際のアクチュエータとして機能し、デフロック制御ユニット２０９の負荷となるソレノイド２１３を駆動制御し、スイッチ入力回路１１，１２、電圧モニタ回路１３、ソレノイド駆動回路１４、通電制御手段１５、ダイオード１６、モニタ回路１７、電流検出回路１８ならびにマイクロコンピュータ１９を備えて構成されている。

スイッチ入力回路１１は、選択的にデフロック作動スイッチ２１０に接続され、デフロック作動スイッチ２１０がオン操作されてリアデファレンシャル２０４をデフロックする場合には、デフロック作動スイッチ２１０を介して電源（ＶＩＧＮ）に接続され、デフロックを指令するデフロック信号をマイクロコンピュータ１９に与える。

スイッチ入力回路１２は、選択的にデフロック作動スイッチ２１０に接続され、デフロック作動スイッチ２１０がオフ操作されてリアデファレンシャル２０４をデフアンロック（デフロックを解除）する場合には、デフロック作動スイッチ２１０を介して電源（ＶＩＧＮ）に接続され、デフアンロックを指令するデフアンロック信号をマイクロコンピュータ１９に与える。

電圧モニタ回路１３は、駆動電圧をソレノイド２１３に出力するソレノイド駆動回路１４の出力端子が接続されたソレノイド２１３の一方の端子Ｔ１に接続され、ソレノイド２１３の断線もしくはショートを検出する目的でこの端子Ｔ１の電圧をモニタし、モニタした電圧をマイクロコンピュータ１９に与える。

ソレノイド駆動回路１４は、マイクロコンピュータ１９から与えられる指令に基づいて、ソレノイド２１３に駆動電流を供給制御し、ソレノイド２１３をデューティー制御（ＰＷＭ制御）する。ソレノイド駆動回路１４は、ソレノイド２１３を駆動してリアデファレンシャル２０４をデフアンロック状態からデフロック状態に移行させる場合には、オンデューティー１００％で駆動電流を供給する一方、リアデファレンシャル２０４がデフロックされると、デフロック状態を保持するのに必要な最低限の駆動電流を供給して、ＰＷＭ制御を行う。

通電制御手段１５は、電気機械式リレーで構成され、可動接点がソレノイド２１３の他方の端子Ｔ２とグランド（ＧＮＤ）との間に接続され、可動接点を選択的に導通制御するコイル部は、ダイオード１６を介してデフロック作動スイッチ２１０とスイッチ入力回路１１との接続点に接続されている。

通電制御手段１５は、デフロック作動スイッチ２１０がオン操作（デフロック指令）されて、デフロック作動スイッチ２１０を介して電源（ＶＩＧＮ）とスイッチ入力回路１１が接続されると、デフロック作動スイッチ２１０を介して電源（ＶＩＧＮ）から通電制御手段１５のコイルに電流が供給されて、可動接点が導通状態となり、ソレノイド２１３の他方の端子Ｔ２を接地して、ソレノイド２１３に通電経路を形成する。一方、通電制御手段１５は、デフロック作動スイッチ２１０がオフ操作（デフロックの解除を指令）されて、デフロック作動スイッチ２１０を介して電源（ＶＩＧＮ）とスイッチ入力回路１２が接続されると、電源（ＶＩＧＮ）と通電制御手段１５のコイル部が切り離されて、可動接点が非導通状態となり、ソレノイド２１３の他方の端子Ｔ２とグランド（ＧＮＤ）とを非接続状態とし、ソレノイド２１３の通電経路を遮断して、電流経路が形成されないようにする。

モニタ回路１７は、ソレノイド２１３の他方の端子Ｔ２に接続され、通電制御手段１５の故障を検出する目的で端子Ｔ２の電圧（電位）をモニタし、モニタした電圧（電位）をマイクロコンピュータ１９に与える。

電流検出回路１８は、ソレノイド２１３の他方の端子Ｔ２に接続され、ソレノイド２１３の他方の端子Ｔ２を介してソレノイド２１３から通電制御手段１５に流れ込む電流を検出し、検出した電流をマイクロコンピュータ１９に与える。

マイクロコンピュータ１９は、デフロック制御ユニット２０９における動作を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御する。

マイクロコンピュータ１９は、トランスファ制御ユニット２０８からトランスファモード信号を入力し、リアデファレンシャル２０４から位置信号を入力し、ＡＢＳ制御ユニット２１１からＡＢＳ制御信号ならびに車速信号を入力し、これら入力した信号に基づいて、リアデファレンシャル２０４のデフロックの要件を判断する。マイクロコンピュータ１９は、デフロックの要件が満足されて、デフロック作動スイッチ２１０がオン操作されると、ソレノイド駆動回路１４に指令を与え、ソレノイド駆動回路１４からソレノイド２１３に駆動電流を供給させる一方、デフロック作動スイッチ２１０がオフ操作されると、ソレノイド駆動回路１４に駆動電流の出力停止を指令する。

マイクロコンピュータ１９は、電圧モニタ回路１３から与えられるモニタ電圧に基づいて、ソレノイド２１３の断線、ショートを判別し、ソレノイド２１３の断線もしくはショートを検出した場合には、その旨外部に報知する。マイクロコンピュータ１９は、モニタ回路１７から与えられるモニタ電圧に基づいて、通電制御手段１５のオン／オフ故障を検出し、故障を検出した場合には、その旨外部に報知する。マイクロコンピュータ１９は、電流検出回路１８から与えられる検出電流に基づいて、ソレノイド２１３の起動時ならびに状態保持時にソレノイド２１３に供給されるそれぞれの駆動電流の電流量をフィードバック制御する。

このような構成において、リアデファレンシャル２０４がデフロックされる場合には、先ずデフロック作動スイッチ２１０がオン操作されて、通電制御手段１５が導通状態となり、通電制御手段１５を介してソレノイド２１３の他方の端子Ｔ２がグランド（ＧＮＤ）に接続され、ソレノイド２１３に通電経路が形成される。これと同時に、スイッチ入力回路１１からデフロック信号がマイクロコンピュータ１９に入力される。

その後、マイクロコンピュータ１９において、リアデファレンシャル２０４をデフロックする要件が判断され、この要件が成立した場合には、マイクロコンピュータ１９からソレノイド駆動回路１４に指令が与えられて、ソレノイド駆動回路１４からソレノイド２１３にオンデューティー１００％の駆動電流が供給され、ソレノイド２１３が起動される。これにより、ソレノイド２１３を含むデフロック機構が作動して、リアデファレンシャル２０４がデフロックされる。

続いて、リアデファレンシャル２０４から与えられる位置信号に基づいて、リアデファレンシャル２０４がデフロックされたことが確認されると、このデフロック状態を保持するために、マイクロコンピュータ１９からの指令に基づいて、ソレノイド駆動回路１４によりソレノイド２１３に供給される駆動電流を減少させてＰＷＭ制御が行われる。このＰＷＭ制御では、電流検出回路１８で検出された電流に基づいて、ソレノイド駆動回路１４からソレノイド２１３に状態を保持するための所定の一定電流が供給されるように、フィードバック制御がマイクロコンピュータ１９の制御の下に行われる。

また、このような状態において、電圧モニタ回路１３でモニタされた電圧に基づいて、ソレノイド２１３の断線、ショート故障が検出され、モニタ回路１７でモニタされた電圧に基づいて、通電制御手段１５のオン／オフ故障が検出される。

一方、リアデファレンシャル２０４のデフロックを解除してデフアンロック状態とする場合には、デフロック作動スイッチ２１０がオフ操作されて、通電制御手段１５が非導通状態となり、ソレノイド２１３の他方の端子Ｔ２とグランド（ＧＮＤ）が切り離され、通電制御手段１５を介したソレノイド２１３の通電経路が遮断される。これと同時に、スイッチ入力回路１２からデフアンロック信号がマイクロコンピュータ１９に入力される。

その後、マイクロコンピュータ１９からソレノイド駆動回路１４に指令が与えられ、ソレノイド駆動回路１４からソレノイド２１３に供給されていた駆動電流が停止される。これにより、ソレノイド２１３を含むデフロック機構が作動して、リアデファレンシャル２０４のデフロックが解除されて、デフアンロック状態となる。

このように、デフロック作動スイッチ２１０に連動して導通制御される通電制御手段１５により、ソレノイド２１３の通電経路を形成／遮断することで、前述したように、マイクロコンピュータ１９、スイッチ入力回路１１，１２、もしくはソレノイド駆動回路１４に不具合が生じて誤動作した場合であっても、デフロック作動スイッチ２１０をオフ操作すれば、ソレノイド２１３の通電経路が遮断されるので、ソレノイド２１３に駆動電流が流れることは防止され、リアデファレンシャル２０４は確実にデフアンロックされる。

また、リアデファレンシャル２０４がデフロックされた状態で上述したと同様に不具合が発生して、ソレノイド駆動回路１４がソレノイド２１３を駆動している状態で制御不能になった場合であっても、デフロック作動スイッチ２１０をオフ操作してデフアンロックを指令することで、通電制御手段１５によりソレノイド２１３の通電経路は遮断されるため、ソレノイド２１３の駆動を停止することができ、リアデファレンシャル２０４を確実にデフアンロックすることができる。

したがって、リアデファレンシャル２０４においてデフアンロック状態を確実に確保することが可能となり、車両の走行時に意図せずにリアデファレンシャルがデフロックされてアンダーステア状態になることは防止され、車両の操縦安定性を向上させることができる。

なお、この実施例では、デフロック制御ユニット２０９で駆動制御する負荷は、ソレノイド２１３としているが、ソレノイド２１３に限ることはなく、デフロック／デフアンロックを行う際のアクチュエータとして、電気的に制御されるエアポンプや油圧シリンダ等を負荷としてもよい。

本発明の実施例１に係る負荷駆動制御装置として機能するデフロック制御ユニットの構成を示す図である。 図１に示すデフロック制御ユニットを含む四輪駆動車両（４ＷＤ車）における、リアデファレンシャルの制御システムの構成を示す図である。

符号の説明

１１，１２…スイッチ入力回路
１３…電圧モニタ回路
１４…ソレノイド駆動回路
１５…通電制御手段
１６…ダイオード
１７…モニタ回路
１８…電流検出回路
１９…マイクロコンピュータ
２００…エンジン
２０１…Ｔ／Ｍ（変速機）
２０２…トランスファ
２０３…フロントデファレンシャル
２０４…リアデファレンシャル
２０５…前輪
２０６…後輪
２０７…４ＷＤモードスイッチ
２０８…トランスファ制御ユニット
２０９…デフロック制御ユニット
２１０…デフロック作動スイッチ
２１１…ＡＢＳ制御ユニット
２１２…デフロック表示灯
２１３…ソレノイド
Ｔ１…端子
Ｔ２…端子

Claims (2)

1. 車両のリアデファレンシャルのデフロック／デフアンロックを指令するデフロック作動スイッチと、
   前記デフロック作動スイッチのデフロック／デフアンロックの指令に基づいて、前記車両のリアデファレンシャルのデフロック／デフアンロックを行う負荷を通電制御して、前記負荷を駆動制御する駆動回路と、
   前記デフロック作動スイッチに連動して前記負荷の通電を制御する通電制御手段と
   を有することを特徴とする負荷駆動制御装置。
2. 前記通電制御手段は、前記デフロック作動スイッチによりデフロックが指令された場合は、前記負荷の通電経路を形成する一方、前記デフロック作動スイッチによりデフアンロックが指令された場合には、前記負荷の通電経路を遮断する
   ことを特徴とする請求項１記載の負荷駆動制御装置。

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