JP3978886B2 - 自動車用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーキング機構を有する自動変速機からの出力を、変速比を高速側又は低速側のいずれかに切換可能なHI−LO切換機構を介して、駆動輪側に伝達する動力伝達装置を備えた自動車において、HI−LO切換機構の変速比をアクチュエータを介して切り換える自動車用動力伝達装置の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、自動車の駆動方式を四輪駆動(4WD)と二輪駆動(2WD)とのいずれかに切換可能な所謂パートタイム方式の四輪駆動車には、変速機からの動力を前・後輪へと分配するトランスファ内に、変速比を高速側(HI)又は低速側(LO)のいずれかに切換可能なHI−LO切換機構を備えたものが知られている。そして、このHI−LO切換機構は、通常、手動レバーの操作によって変速比を切り換えることができるようにされている。
【0003】
一方、自動車には、パーキングブレーキが設けられており、駐車時には、これを手又は足で操作することにより、自動車を駐車位置に固定できるようにされているが、雪国等では、このパーキングブレーキが使用されないことがある。
これは、駐車中の冷え込みによりパーキングブレーキのブレーキ機構が凍り付き、その後、エンジンを始動して自動車を走らせようとしても、パーキングブレーキの作動を解除できないことがあり、また、自動変速機を搭載した一般的な自動車にあっては、自動変速機のパーキング機構を利用して、自動車を駐車位置に固定することができるためである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のパートタイム方式の四輪駆動車等、動力伝達系にHI−LO切換機構を備えた自動車においては、HI−LO切換機構の変速比の切り換えを、手動レバーの操作による切り換えから、モータ等を動力源とするアクチュエータを使った切り換えに変更することが考えられている。これは、手動レバーの操作によりHI−LO切換機構の変速機の切り換えを行うようにすると、手動レバーの動きをHI−LO切換機構に伝達する機構が必要になり、また、手動レバーの位置によってHI−LO切換機構を配置可能な位置が制限されてしまい、設計の自由度が低下するためである。
【0005】
しかし、このようにアクチュエータを使ってHI−LO切換機構の変速比を切り換えるようにすると、その切換中に、イグニッションスイッチがオフされ、アクチュエータの駆動が停止した際に、本来、HI−LO切換機構を介して接続されるべき動力伝達系の回転軸が、変速機側と駆動輪側とで遮断されてしまうことがある。
【0006】
そして、このようにHI−LO切換機構の変速比の切換中にアクチュエータの駆動が停止されて、動力伝達系の回転軸が変速機側と駆動輪側とで遮断されると、たとえ、パーキング機構を有する自動変速機を搭載した自動車であっても、上記のようにパーキングブレーキを操作せずに自動車を駐車させた際には、自動車を駐車位置に固定できなくなってしまう。
【0007】
つまり、動力伝達系の回転軸が変速機側と駆動輪側とで遮断された状態では、動力伝達系は所謂ニュートラル状態となって、自動変速機のパーキング機構による駆動輪のロックが効かなくなってしまうことから、パーキングブレーキを操作せずに自動車を駐車させると、自動車を駐車位置に固定できなくなってしまうのである。
【0008】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、HI−LO切換機構の変速比をアクチュエータを使って切り換えるようにした自動車用動力伝達系の制御装置において、HI−LO切換機構の変速比の切換中にイグニッションスイッチがオフされても、自動変速機のパーキング機構を確実に機能させることができるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項1記載の自動車用動力伝達装置の制御装置においては、操作部を介してHI−LO切換機構の変速比の切換指令が入力されると、制御手段が、駆動手段を介して、HI−LO切換機構に設けられたアクチュエータを駆動することにより、HI−LO切換機構の変速比を高速側から低速側又はその逆へと切り換える。
【0010】
また、イグニッションスイッチがオフされると、電源管理手段が、制御手段がHI−LO切換機構の変速比を切換中であるか否かを判断し、制御手段が変速比を切換中であれば、制御手段による変速比の切り換えが完了するまで、当該制御装置への電源供給を継続し、この電源供給の継続により制御手段による変速比の切り換えが完了するか、又は、イグニッションスイッチがオフした際に制御手段が変速比を切換中でなければ、制御装置への電源供給を遮断する。
【0011】
このため、本発明によれば、制御手段がアクチュエータを介してHI−LO切換機構の変速比を切り換えているときにイグニッションスイッチがオフされても、その切り換えが完了して、HI−LO切換機構の変速比が高速側又は低速側に確実に切り換えられるまでの間は、制御手段及び駆動手段への電源供給を継続して、アクチュエータを駆動し続けることができる。
【0012】
よって、本発明によれば、HI−LO切換機構の変速比の切換中にイグニッションスイッチがオフされても、動力伝達系が自動変速機側と駆動輪側とで遮断されることはなく、自動変速機のパーキング機構を確実に機能させることができる。そして、このように自動変速機のパーキング機構を機能させることができるので、運転者がパーキングブレーキを操作することなく、自動車を駐車させても、自動変速機のパーキング機構により駆動輪をロックすることができ、駐車時には自動車を確実に駐車位置に固定し、駐車時の安全性を高めることができる。
【0013】
ここで、電源管理手段を上記のように動作させるには、例えば、電源管理手段だけには、イグニッションスイッチのオン・オフ状態に関わらず、常時、バッテリから電源供給を行うようにしてもよい。しかし、このようにすると、イグニッションスイッチがオフされ、自動車のエンジンが停止しているときにも、電源管理手段に暗電流が流れ、バッテリ電力が消費されてしまう。
【0014】
そこで、このような問題を防止するには、自動車用動力伝達装置の制御装置を、請求項2に記載のように構成するとよい。
即ち、請求項2に記載の制御装置においては、請求項1に記載の構成に加えて、更に、バッテリからイグニッションスイッチを介して電源供給を受ける第1電源ラインと、バッテリから電源管理用リレーを介して電源供給を受ける第2電源ラインと、第1電源ライン及び第2電源ラインの両方から電源供給を受けて、制御手段及び電源管理手段に動作用の電源電圧を供給する電源供給手段とが備えられ、アクチュエータを駆動する駆動手段には、第2電源ラインから電源供給を行うように構成される。
【0015】
そして、電源管理手段は、イグニッションスイッチがオンされ、電源供給手段から電源電圧が供給されると、電源管理用リレーをオンして、第2電源ラインから電源供給手段及び駆動手段に電源供給がなされるようにし、その後、イグニッションスイッチがオフされ、電源供給手段に第2電源ラインだけから電源供給がなされるようになると、上述の判定動作を行い、当該制御装置への電源供給の遮断条件が成立すると、電源管理用リレーをオフして、第2電源ラインから電源供給手段及び駆動手段への電源供給を遮断する。
【0016】
このため、請求項2に記載の制御装置によれば、イグニッションスイッチがオフされ、自動車が駐車された際には、当該制御装置によるバッテリ電力の消費を零にすることができ、駐車時のバッテリ電力の消耗を抑制できる。
また、請求項2に記載の制御装置には、電源管理用リレーが内蔵され、アクチュエータを駆動するための駆動手段には、電源管理用リレーを介して第2電源ラインから電源が供給される。そして、この電源管理用リレーは、第1電源ラインから電源供給手段に正常に電源供給がなされて、電源供給手段から制御手段及び電源管理手段に動作用の電源電圧が供給されるまでは、オンしない。
【0017】
このため、イグニッションスイッチを介して電源供給を受けて動作する従来装置のように、電源ラインの逆接続等から駆動手段等の内部回路を保護するための保護装置(ツェナーダイオード等)を設ける必要がなく、従来装置に対して大幅なコストアップを招くことなく実現できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず図1は、本発明が適用された四輪駆動車の動力伝達装置の構成を表す概略構成図である。
【0019】
図1に示すように本実施例の四輪駆動車には、パーキング機構を有する自動変速機TMを介して、図示しないエンジンの出力が入力されるトランスファ10が備えられている。そして、トランスファ10から車両後方に突出する後輪側出力軸11は、リヤプロペラシャフト12,リヤディファレンシャルギヤ13,及び左右後輪RL,RRの回転軸であるリヤドライブシャフト14RL,14RRを介して、左右後輪RL,RRに至り、また、トランスファ10から車両前方に突出する前輪側出力軸15は、フロントプロペラシャフト16,フロントディファレンシャルギヤ17,及び左右前輪FL,FRの回転軸であるフロントドライブシャフト18FL,18FRを介して、左右前輪FL,FRに至る。尚、右前輪FR側のフロントドライブシャフト18FRには、後輪RL,RRのみを駆動輪とする2WD時に、左右前輪FL,FRの回転をフリーにするためのAXLE切換機構20が設けられている。
【0020】
トランスファ10内では、自動変速機TMの出力が、変速比を高速側(HI)又は低速側(LO)のいずれかに切換可能なHI−LO切換機構22を介して、後輪側出力軸11に伝達される。そして、後輪側出力軸11は、2WDと4WDとの切り換えを行う2WD−4WD切換機構24を介して、前輪側出力軸15に連結されている。
【0021】
ここで、HI−LO切換機構22は、後輪側出力軸11に設けられたスプライン22aを、自動変速機TMの出力軸に設けられたスプライン22bに連結するか、或いは、自動変速機TMの回転が変速機構26を介して伝達される回転軸28に設けられたスプライン22cに連結するか、を切り換えることにより、自動変速機TMから後輪側出力軸11に至る動力伝達経路の変速比をHI・LOいずれかに設定するためのものである。そして、その切り換えは、各スプライン22a〜22cに係合可能なスライダ22sを、後輪側出力軸11の軸方向(図に矢印で示す)に移動させることにより行われる。尚、このHI−LO切換機構22は、車両が4WDとなっているときに、運転者からの操作指令に従い、変速比を切り換えるようにされており、2WD時には、変速比をHIに固定して、燃費を悪化させないようにされている。
【0022】
また、2WD/4WD切換機構24は、後輪側出力軸11に連結され、後輪側出力軸11の周囲に設けられた回転軸32と、前輪側出力軸15にギヤを介して接続され、後輪側出力軸11の周囲に設けられた回転軸34とを、連結するか否かを切り換えることにより、当該車両を4WDにするか2WDにするかを切り換えるためのものである。そして、この切り換えにも、各回転軸32,34に夫々設けられたスプライン24a,24bに係合可能なスライダ24sが使用され、このスライダ24sを各回転軸24a,24bの軸方向(図に矢印で示す)に移動させて両スプラインを連結すれば4WDとなり、逆に、このスライダ24sを移動させて両スプラインの連結を切り離せば2WDとなる。
【0023】
また更に、AXLE切換機構20は、右前輪FR側のフロントドライブシャフト18FRを、右前輪FR側とフロントディファレンシャルギヤ17側とに二分し、その二分した各シャフトにスプライン20a,20bを設け、この2つのスプライン20a,20bを、スライダ20sを介して連結するか否かを切り換えることにより、左右前輪FL,FRの回転をフリーにするか否かを切り換えるようにされている。尚、AXLE切換機構20は、2WD時には、各スプライン20a,20bとの連結を切り離し、左右前輪FL,FRの回転をフリーにし、4WD時には、各スプライン20a,20bを連結して、左右前輪FL,FRをフロントディファレンシャルギヤ17を介してフロントプロペラシャフト16に連結する。
【0024】
次に、AXLE切換機構20において、各スプラインの連結・遮断を切り換えるスライダ20sは、モータ駆動式推力アクチュエータ(以下、AXLEアクチュエータという)36により駆動される。また、HI−LO切換機構22及び2WD−4WD切換機構24において、上記各スプラインの連結・遮断を切り換えるためのスライダ22s及び24sは、共通のモータ駆動式推力アクチュエータ(以下、T/Fアクチュエータという)38により駆動される。そして、これら各アクチュエータ36,38には、夫々、各切換機構20〜24での切換状態を検出するスイッチ(AXLEスイッチ41,4WDスイッチ42,4Lスイッチ43)が設けられている。
【0025】
尚、AXLEスイッチ41は、AXLE切換機構20によりシャフトが連結状態にあるときオン状態となり、4WDスイッチ42は、2WD−4WD切換機構24により自動車が4WD状態にあるときオン状態となり、4Lスイッチ43は、自動車が4WD状態で、HI−LO切換機構22の変速比がLOにあるときオン状態となる。
【0026】
そして、上記AXLEアクチュエータ36は、従来より周知のものであることから説明は省略し、ここでは、HI−LO切換機構22及び2WD−4WD切換機構24のスライダ22s,24sを移動させるT/Fアクチュエータ38について説明する。
【0027】
図2に示す如く、HI−LO切換機構22及び2WD−4WD切換機構24の各スライダ22s,24sには、夫々、フォークシャフト46,45に固定されたシフトフォーク46a,45aが係合されている。そして、各スライダ22s,24sは、各フォークシャフト46,45が軸方向(図中左右方向)に変位することにより、上記各スプラインとの係合状態が切り換えられる。
【0028】
T/Fアクチュエータ38には、これらフォークシャフト46,45を変位させる動力源として、直流モータ(以下単にモータという)50が設けられ、内部の歯車機構を介して、このモータ50の回転トルクを、上記各フォークシャフト45,46に夫々形成されたラック45b,46bに伝達する。
【0029】
この歯車機構は、
a)モータ50の出力軸50aに取り付けられて出力軸50aと一体に回転する小径ギヤ51、
b)小径ギヤ51と噛み合う大径ギヤ52、
c)大径ギヤ52と共通の支持軸52aに支持されて、大径ギヤ52からトーションスプリング53aを介してトルクが伝達される小径ギヤ53、
d)小径ギヤ53と噛み合う大径ギヤ54、
e)大径ギヤ54と共通の支持軸54aに支持されて大径ギヤ54と一体に回転し、フォークシャフト45のラック45bと噛み合うピニオンギヤ55、
f)大径ギヤ54と噛み合う大径ギヤ56、
g)大径ギヤ56と共通の支持軸56aに支持されて大径ギヤ56と一体に回転する小径ギヤ57、
h)小径ギヤ57と噛み合う大径ギヤ58、
i)大径ギヤ58と共通の支持軸58aに支持されて、大径ギヤ58からトーションスプリン59aを介してトルクが伝達され、フォークシャフト46のラック46bと噛み合うピニオンギヤ59、
等により構成されている。
【0030】
そして、2WD−4WD切換機構24が2WD位置、HI−LO切換機構22がHI位置となる状態(以下、この状態を2H状態という)をモータ50の原点位置とした場合、ピニオンギヤ55及びラック45bには、モータ50がこの原点位置から所定回転角度だけ正方向に回転する回転範囲内だけ噛合し、その回転範囲を越えると、ピニオンギヤ55が空転するように、部分的に歯が形成されている。
【0031】
また、小径ギヤ57及び大径ギヤ58もピニオンギヤ55と同様に部分歯とされており、ピニオンギヤ55が空転し始めるモータ50の回転位置までは、小径ギヤ57が空転し、ピニオンギヤ55が空転し始めてから、互いに噛合して、ピニオンギヤ59側にトルクを伝達するようにされている。
【0032】
尚、歯車機構において、これらのギヤ以外は、全て全周に歯が形成された全歯車である。また、トーションスプリング53a,59aは、スライダ24s,22sを夫々移動させて2つのスプラインを連結する際に、両スプラインの回転位置が一致せずに、スライダ24s,22sが、連結しようとするスプラインの端面に当たって、一時的に移動が停止したような場合に、モータ50からのトルクを蓄積して、スライダ24s,22sが移動可能になったときに、その蓄積したトルクによってスライダ24s,22sを速やかに移動させることができるようにするためのものである。
【0033】
このように構成されたT/Fアクチュエータ38においては、トランスファ10が2H状態となる上記原点位置から、モータ50を正転させると、大径ギヤ52,小径ギヤ53,大径ギヤ54,ピニオンギヤ55が、図に点線で示す矢印方向に回転して、フォークシャフト45が図において右方向に変位し、2WD−4WD切換機構24のスプライン24a,24bがスライダ24sにより連結されて、2WDから4WDに切り換えられる。
【0034】
そして、モータ50のここまでの回転では、小径ギヤ57は大径ギヤ58に噛合せず、空転するので、フォークシャフト46は変位しない。このため、この状態では、2WD−4WD切換機構24のスライダ24sは4WD位置となるが、HI−LO切換機構22のスライダ22sはHI位置となる(以下、この状態を4H状態という)。
【0035】
次に、この4H状態から、更にモータ50を正転させると、今度は、部分歯からなるピニオンギヤ55が空転し、小径ギヤ57と大径ギヤ58とが噛合して、大径ギヤ58及びピニオンギヤ59が図に点線で示す矢印方向に回転する。この結果、フォークシャフト46が図において左方向に変位し、HI−LO切換機構22のスライダ22sが、HI位置からLO位置に切り換えられる(以下、この状態を4L状態という)。
【0036】
一方、トランスファ10が4L状態にあるとき、モータ50を逆転させれば、HI−LO切換機構22のスライダ22sが、LO位置からHI位置に切り換えられて、トランスファ10は4H状態となり、更に、モータ50を逆転させれば、2WD−4WD切換機構24のスライダ24sが4WD位置から2WD位置に切り換えられて、トランスファ10は2H状態となる。
【0037】
次に図3は、上記のように構成された本実施例の動力伝達装置を制御する制御装置60の構成を表すブロック図である。
図3に示す如く、制御装置60は、CPU,ROM,RAM等からなるマイクロコンピュータ(以下、単にCPUという)62と、電源管理用リレー64と、電源供給手段としての電源回路66と、AXLEアクチュエータ(AXLEACT)36及びT/Fアクチュエータ(T/FACT)38に夫々専用の入出力部36a,38aを介して接続されて、これら各アクチュエータ36,38内のモータ50,70(図4参照)を正転・逆転させる、駆動手段としてのモータ制御部68とから構成されている。
【0038】
また、制御装置60には、AXLE切換機構20に設けられたAXLEスイッチ41,2WD−4WD切換機構24に設けられた4WDスイッチ42及び4Lスイッチ43,自動変速機TMがニュートラル位置にあるときオン状態となるニュートラルスイッチ71,車速を検出する車速センサ72,ヘッドライトが点灯したときにオン状態となるライトONスイッチ73,トランスファ10の2H,4H,4Lの各状態と動力伝達装置の異常時にその旨(CHECK )を表示するインジケータ74,運転者がトランスファ10の状態の切り換え指令を入力するための操作部75,及びアンチスキッド制御装置(ABSECU)76が接続されている。そして、CPU62は、これら各部との間で信号を入出力することにより、上記動力伝達装置を制御する。
【0039】
次に、モータ制御部68は、図4に示す如く、CPU62からの指令に従い、上記各アクチュエータ36,38の動力源となるモータ50,70を、正転又は逆転させるためのものであり、各モータ50,70の一端に直接接続され、電源管理用リレー64を介して入力されるバッテリ電圧VBを印加するか、或いは接地するかを切り換える、各モータ50,70共通の第1リレー68aと、各モータ50,70の他端に、後述の第3リレー68cを介して選択的に接続され、その接続されたモータ端部に、バッテリ電圧VBを印加するか、或いは接地するかを切り換える第2リレー68bと、この第2リレー68bによりバッテリ電圧VBが印加されるか、接地される第2リレー68bの接点を、各モータ50,70の他端のいずれか一方に接続する第3リレー68cとから構成されている。
【0040】
そして、CPU62は、これら各リレー68a〜68cのコイルに接続されたトランジスタTra,Trb,TrcをON・OFFさせることにより、各コイルの通電・非通電を切り換え、モータ50,70を夫々正転・逆転させる。つまり、各モータ50,70は、直流モータから構成されているため、その両端にバッテリ電圧VBが同時に印加されるか、或いはその両端が同時に接地されている場合には、モータ巻線に電流が流れず、回転を停止し、一端にバッテリ電圧VBが印加され、他端が接地されると、モータ巻線に電流が流れて、その電流方向に対応した方向に回転することから、CPU62は、上記各トランジスタTra〜Trcを個々に制御することにより、各モータ50,70を必要に応じて正転又は逆転させる。
【0041】
尚、このように構成された本実施例のモータ制御部68によれば、各モータ50,70の一方の端部が、第3リレー68cを介して、選択的に、第2リレー68bに接続されることから、各モータ50,70を同時に回転させることはできない。しかし、後述するように、本実施例のようなパートタイム方式の四輪駆動車では、通常、AXLEアクチュエータ36とT/Fアクチュエータ38とを同時に動作させることはないため、何ら問題はない。
【0042】
そして、従来装置では、各モータ50,70駆動時の回転方向を切り換えるために、各モータ50,70の両端に、夫々専用のリレー(合計4個のリレー)を設けるようにしていたことから、本実施例によれば、従来装置に比べ、各モータ50,70の回転・停止及び回転時の回転方向を切り換えるためのリレーを1個減らすことができることになり、制御装置60の構成を簡素化し、製造コストを低減できる。
【0043】
次に、CPU62が、操作部75からの切換指令に従い、動力伝達装置を、上述の2H状態から4H状態、4H状態から4L状態、或いはこの逆方向へと切り換える際の手順について図5に沿って説明する。
図5に示すように、操作部75から、2H状態から4H状態への切換指令が入力されると、CPU62は、(a)に示す2H→4H切換処理を実行する。そして、この切換処理では、まず、S100(Sはステップを表す)にて、車速センサ72で検出された車速が所定速度(例えば時速140km)未満であるという切換条件が成立しているか否かを判断し、この切換条件が成立していない場合(つまり車両が高速で移動している際)には、当該処理を終了する。尚、この場合には、インジケータ74の4H表示ランプを高速に点滅させ、切換できない旨を運転者に報知する。
【0044】
一方、S100にて切換条件が成立していると判断されると、S110にて、4WDスイッチ42の状態を監視しながらモータ50を正転させることにより、2WD−4WD切換機構24のスライダ24sを4WD位置まで移動させる。そして、このようにトランスファ10が4H状態となると、続くS120にて、AXLEスイッチ41の状態を監視しながらモータ70を正転させることにより、AXLE切換機構20のスライダ20sをシャフトの連結位置まで移動させ、当該処理を終了する。
【0045】
尚、S110〜S120の処理実行中には、インジケータ74の4H表示ランプをゆっくりと点滅させ、切換中である旨を運転者に報知する。また、S120の処理が完了して、動力伝達装置全体が4H状態(つまり、変速比がHIの4WD状態)となると、インジケータ74の4H表示ランプを連続的に点灯させる。
【0046】
次に、操作部75から、4H状態から4L状態への切換指令が入力されると、CPU62は、図5(b)に示す4H→4L切換処理を実行する。そして、この切換処理では、まず、S200(Sはステップを表す)にて、車速センサ72で検出された車速が所定速度(例えば時速2km)以下であるか、又は、ニュートラルスイッチ71がON状態で自動変速機TMがニュートラル状態である、という切換条件が成立しているか否かを判断し、この切換条件が成立していない場合には、当該処理を終了する。尚、この場合には、インジケータ74の4L表示ランプを高速に点滅させ、切換できない旨を運転者に報知する。
【0047】
一方、S200にて切換条件が成立していると判断されると、S210にて、4Lスイッチ43の状態を監視しながらモータ50を正転させることにより、HI−LO切換機構22のスライダ22sをLO位置まで移動させ、当該処理を終了する。尚、S210の処理実行中には、インジケータ74の4L表示ランプをゆっくりと点滅させて、切換中である旨を運転者に報知し、S210の処理が完了して、4L状態(つまり、変速比がLOの4WD状態)となると、インジケータ74の4L表示ランプを連続的に点灯させる。
【0048】
また次に、操作部75から、4L状態から4H状態への切換指令が入力されると、CPU62は、図5(c)に示す4L→4H切換処理を実行する。そして、この切換処理では、まず、S300(Sはステップを表す)にて、上記S200と同様の切換条件が成立しているか否かを判断し、この切換条件が成立していない場合には、当該処理を終了する。尚、この場合には、インジケータ74の4H表示ランプを高速に点滅させ、切換できない旨を運転者に報知する。
【0049】
一方、S300にて切換条件が成立していると判断されると、S310にて、4Lスイッチ43の状態を監視しながらモータ50を逆転させることにより、HI−LO切換機構22のスライダ22sをHI位置まで移動させ、当該処理を終了する。尚、S310の処理実行中には、インジケータ74の4H表示ランプをゆっくりと点滅させて、切換中である旨を運転者に報知し、S310の処理が完了して、4H状態(つまり、変速比がHIの4WD状態)となると、インジケータ74の4H表示ランプを連続的に点灯させる。
【0050】
また更に、操作部75から、4H状態から2H状態への切換指令が入力されると、CPU62は、図5(d)に示す4H→2H切換処理を実行する。そして、この切換処理では、まず、S400にて、上記S100と同様の切換条件が成立しているか否かを判断し、この切換条件が成立していない場合には、当該処理を終了する。尚、この場合には、インジケータ74の2H表示ランプを高速に点滅させ、切換できない旨を運転者に報知する。
【0051】
一方、S400にて切換条件が成立していると判断されると、S410にて、4WDスイッチ42の状態を監視しながらモータ50を逆転させることにより、2WD−4WD切換機構24のスライダ24sを2WD位置まで移動させる。そして、このようにトランスファ10が2H状態となると、続くS220にて、AXLEスイッチ41の状態を監視しながらモータ70を逆転させることにより、AXLE切換機構20のスライダ20sをシャフトの連結遮断位置まで移動させ、当該処理を終了する。
【0052】
尚、S410〜S420の処理実行中には、インジケータ74の2H表示ランプをゆっくりと点滅させ、切換中である旨を運転者に報知する。また、S420の処理が完了して、動力伝達装置全体が2H状態(つまり、変速比がHIの2WD状態)となると、インジケータ74の2H表示ランプを連続的に点灯させる。
【0053】
このように、CPU62は、操作部75を介して入力される運転者からの切換指令に従い、動力伝達装置を2H,4H,4Lの各状態に切り換える、制御手段としての処理を実行する。
ところで、従来装置のように、制御装置60を、イグニッションスイッチ80がON状態であるときに、バッテリBTから電源供給を受けるように構成すると、HI−LO切換機構22の状態を切り換えるS210又はS310の処理実行中に、イグニッションスイッチ80がオフされた際に、HI−LO切換機構22のスライダ22sが、後輪側出力軸11のスプライン22aのみに係合して、自動変速機TMの出力軸と後輪側出力軸11とが連結されない状態で自動車が駐車されることがある。そして、この状態では、自動変速機TMのパーキング機構が機能しなくなるので、運転者が、自動車に別途設けられたパーキングブレーキを操作しなければ、自動車を駐車位置に停止させることができなくなってしまう。
【0054】
そこで、本実施例では、制御装置60内に、バッテリBTからイグニッションスイッチ80を介して電源供給を受ける第1電源ラインL1と、バッテリBTから電源管理用リレー64を介して電源供給を受ける第2電源ラインL2との2系統の電源ラインを形成し、イグニッションスイッチ80がオフされても、上記S210又はS310の処理によってHI−LO切換機構22が動作しているときには、その動作を中断しないようにされている。
【0055】
以下、このための構成及びCPU62の動作について説明する。
まず図6は、制御装置60内の電源供給系統の構成を表す説明図である。
図6に示す如く、上記各電源ラインL1,L2は、夫々、電流の逆流防止用ダイオードD1,D2を介して、電源回路66に接続されている。このため、電源回路66は、イグニッションスイッチ80及び第1電源ラインL1を介してバッテリ電圧(この電圧をVIGという)が印加された場合でも、電源管理用リレー64及び第2電源ラインL2を介してバッテリ電圧VBが印加された場合でも、CPU62駆動用の電源電圧(例えば直流5V)を生成し、CPU62を動作させることができる。
【0056】
また、電源管理用リレー64は、バッテリBTと第2電源ラインL2との接続を断・続させるためのものであるが、接点切換用のコイル64aの一端がバッテリBT側電源ラインに接続され、他端がトランジスタTr1を介してグランドライン(GND)に接続されているため、このトランジスタTr1をオン・オフすることにより、バッテリBTと第2電源ラインL2との接続を断・続させることができる。
【0057】
そして、CPU62は、このトランジスタTr1をオン・オフさせることにより、電源管理用リレー64のオン・オフ状態を制御する。尚、モータ制御部68には、電源管理用リレー64を介してバッテリ電圧VBが供給される。
次に、図7は、CPU62が電源管理のために行う電源管理手段としての制御処理を説明するフローチャートである。
【0058】
まず、CPU62は、イグニッションスイッチ80がオンされ、電源回路66から電源供給がなされることにより起動し、この制御処理を開始する。そして、この制御処理が開始されると、S500にて初期化の処理を実行した後、S510にて、トランジスタTr1をオンすることにより、電源管理用リレー64をオンさせる。この結果、電源回路66には、第1電源ラインL1と第2電源ラインL2との両方から電源供給がなされ、その後イグニッションスイッチ80がオフされても、CPU62に継続して電源電圧を供給できることになる。
【0059】
次に、CPU62は、S530にて、イグニッションスイッチ(IG)80がオフされたか否かを確認しつつ、S520にて、図5に示した各種切換制御を実行するための切換制御処理を実行する。尚、S530の処理は、第1電源ラインの電圧VIGが所定レベル以上か否かを判断することにより行われる。
【0060】
そして、S530にて、イグニッションスイッチ(IG)80がオフされていないと判断された場合には、S520及びS530の処理を繰り返し実行し、逆に、S530にて、イグニッションスイッチ(IG)80がオフされたと判断すると、S540に移行する。
【0061】
S540では、今まで、S520の切換制御処理にて、HI−LO切換機構22を駆動していたか否か(換言すれば、現在、HI−LO切換制御の実行中であったか否か)を判断する。そして、現在、HI−LO切換制御の実行中でなければ、S570にて、トランジスタTr1をオフすることにより、電源管理用リレー64をオフし、当該処理を終了する。
【0062】
一方、S540にて、現在、HI−LO切換制御の実行中であると判断されると、S560にて、HI−LO切換制御が完了したか否かを確認しつつ、S550にて、HI−LO切換制御を継続させ、S560にて、HI−LO切換制御が完了したと判断されると、S570にて、電源管理用リレー64をオフして、当該処理を終了する。
【0063】
尚、S570の処理実行後は、電源回路66への電源供給が遮断されることから、CPU62の動作は停止し、その後、イグニッションスイッチ80がオンされるまで、この状態が継続される。
以上説明したように、本実施例では、制御装置60に電源管理機能を持たせ、イグニッションスイッチ80がオフされた際に、HI−LO切換機構22が動作中である場合には、その動作が完了するまで、HI−LO切換制御を継続させる。
【0064】
このため、本実施例によれば、運転者がパーキングブレーキを操作することなく、イグニッションスイッチ80をオフして、車両を駐車させた場合であっても、自動変速機TMの出力軸とトランスファ10内の後輪側出力軸11とを連結させて、自動変速機TMのパーキング機構を確実に機能させることができる。よって、本実施例によれば、駐車時には駆動輪(後輪のみ又は前後輪)をロックすることができ、自動車を確実に駐車位置に固定し、駐車時の安全性を高めることができる。
【0065】
また本実施例では、請求項2に記載の発明を適用することにより、上記電源管理機能を、制御装置60内に設けた電源管理用リレー64を使って実現しているため、自動車が駐車された際には、制御装置60に流れる暗電流を零にし、駐車時のバッテリ電力の消耗を抑制できる。
【0066】
また更に、電源管理用リレー64は、モータ制御部68への電源供給用スイッチとしても働き、電源管理用リレー64がオンしない限り、モータ制御部68に電流が流れることはない。そして、電源管理用リレー64は、ダイオードD1を介して、第1電源ラインL1から電源回路66に正常に電源供給がなされた場合にのみ、CPU62の動作によってオンされ、バッテリBTから制御装置60に至る電源ラインが逆に接続されたような場合には、電源管理用リレー64はオンしない。
【0067】
このため、従来、モータ制御部を含む制御装置の内部回路を保護するために必要であった、逆接防止用のツェナーダイオードを設ける必要がない。よって、電源管理用リレー64を設けているにも関わらず、装置のコストアップを招くことはない。
【0068】
また特に本実施例よれば、モータ制御部68内に設けるモータ制御用のリレーも、従来装置に比べて、1個少なくすることができることから、これによっても、装置のコスト低減を図ることができる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【0069】
例えば、上記実施例では、本発明をパートタイム方式の四輪駆動車に適用した場合について説明したが、本発明は、HI−LO切換機構を備えた自動車であれば、二輪駆動車であっても、またフルタイム方式の四輪駆動車であっても、上記実施例と同様に適用して、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の四輪駆動車の動力伝達装置の構成を表す説明図である。
【図2】 T/Fアクチュエータの構成を表す説明図である。
【図3】 制御装置の構成を表すブロック図である。
【図4】 モータ制御部の構成を表す電気回路図である。
【図5】 CPUが動力伝達装置の切換制御のために行う処理動作を説明する動作説明図である。
【図6】 制御装置内の電源供給系統の構成を表す説明図である。
【図7】 CPUにおいて電源管理のために実行される制御処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
10…トランスファ、11…後輪側出力軸、12…リヤプロペラシャフト、13…リヤディファレンシャルギヤ、14RR,14RL…リヤドライブシャフト、15…前輪側出力軸、16…フロントプロペラシャフト、17…フロントディファレンシャルギヤ、18FR,18FL…フロントドライブシャフト、20…AXLE切換機構、22…HI−LO切換機構、24…2WD−4WD切換機構、26…変速機構、36…AXLEアクチュエータ、38…T/Fアクチュエータ、41…AXLEスイッチ、42…4WDスイッチ、43…4Lスイッチ、50,70…モータ、60…制御装置、62…CPU(マイクロコンピュータ),64…電源管理用リレー、66…電源回路、68…モータ制御部、68a…第1リレー、68b…第2リレー、68c…第3リレー、71…ニュートラルスイッチ、72…車速センサ、73…ライトONスイッチ、74…インジケータ、75…操作部、80…イグニッションスイッチ、D1,D2…逆流防止用ダイオード、Tr1…トランジスタ、BT…バッテリ、L1…第1電源ライン、L2…第2電源ライン、TM…自動変速機。
Claims (2)
- パーキング機構を有する自動変速機からの出力を、変速比を高速側又は低速側のいずれかに切換可能なHI−LO切換機構を介して、駆動輪側に伝達する動力伝達装置を備えた自動車に設けられ、
操作部を介して前記HI−LO切換機構の変速比の切換指令が入力されると、前記HI−LO切換機構に設けられたアクチュエータを駆動して、前記HI−LO切換機構の変速比を切り換える自動車用動力伝達装置の制御装置であって、
前記アクチュエータを駆動するための駆動手段と、
前記切換指令が入力されると、前記駆動手段を介して前記アクチュエータを駆動し、前記HI−LO切換機構の変速比を切り換える制御手段と、
イグニッションスイッチがオフした際に前記制御手段が前記HI−LO切換機構の変速比を切換中であるか否かを判断し、前記制御手段が変速比を切換中であれば、前記制御手段による前記変速比の切り換えが完了するまで、当該制御装置への電源供給を継続し、該電源供給の継続により前記制御手段による変速比の切り換えが完了するか、又は、前記イグニッションスイッチがオフした際に前記制御手段が前記変速比を切換中でなければ、当該制御装置への電源供給を遮断する電源管理手段と、
を備えたことを特徴とする自動車用動力伝達装置の制御装置。 - 請求項1記載の自動車用動力伝達装置の制御装置において、
バッテリから前記イグニッションスイッチを介して電源供給を受ける第1電源ラインと、
前記バッテリから電源管理用リレーを介して電源供給を受ける第2電源ラインと、
前記第1電源ライン及び第2電源ラインの両方から電源供給を受けて、前記制御手段及び電源管理手段に動作用の電源電圧を供給する電源供給手段と、
を設け、前記アクチュエータを駆動する駆動手段には、前記第2電源ラインから電源供給を行うように構成すると共に、
前記電源管理手段を、前記イグニッションスイッチがオンされ、前記電源供給手段から電源電圧が供給されると、前記電源管理用リレーをオンし、前記イグニッションスイッチがオフされ、当該制御装置への電源供給を遮断する前記条件が成立すると、前記電源管理用リレーをオフするように構成してなることを特徴とする請求項1記載の自動車用動力伝達装置の制御装置。
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