(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
例えば、後二軸駆動車両において、運転者による操作によってエンジンの駆動力を後前軸のみに伝達する状態とするようにすると、二軸での駆動が好ましい場合であっても、運転者による操作によって後前軸のみに伝達する状態とされてしまい、過剰な負荷が後前軸に掛かってしまう虞がある。
【0006】
本発明の目的は、動力源の駆動力を伝達する駆動軸を容易且つ適切に制御することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る駆動軸制御装置は、動力源の駆動力により駆動可能な駆動軸として、後前軸及び後後軸を有する車両における、動力源の駆動力を伝達させる駆動軸を制御する駆動軸制御装置であって、車両の積載量を特定可能な情報である積載量情報を取得する積載量情報取得手段と、積載量情報に基づいて、車両の積載量が所定の積載量未満であるか否かを判定する積載量判定手段と、積載量判定手段により、車両の積載量が所定の積載量未満であると判定された場合に、後前軸又は後後軸の一方の軸のみに動力源の駆動力を伝達するように制御する伝達制御手段と、を有する。
【0008】
上記駆動軸制御装置において、所定の積載量は、後前軸又は後後軸の一方の駆動軸のみを用いた駆動において許容される積載量であってもよい。
【0009】
また、上記駆動軸制御装置において、車両は、エアにより前記車両のフレームを支えるエアスプリングを有しており、積載量情報取得手段は、エアスプリングの内圧を測定する内圧センサからのセンサ値を積載量情報として取得してもよい。
【0010】
また、本発明の第2の観点に係る後二軸駆動装置は、動力源の駆動力により駆動可能な駆動軸である後前軸及び後後軸と、後前軸又は後後軸への前記駆動力の伝達を切り離し可能な切離機構部と、車両の積載量を特定可能な積載量情報を検出する積載量情報センサと、前記動力源の駆動力を伝達させる駆動軸を制御する駆動軸制御装置と、を有する後二軸駆動装置であって、駆動軸制御装置は、積載量情報センサから積載量情報を取得する積載量情報取得手段と、積載量情報に基づいて、車両の積載量が所定の積載量未満であるか否かを判定する積載量判定手段と、積載量判定手段により、車両の積載量が所定の積載量未満であると判定された場合に、後前軸又は後後軸の一方の軸のみに動力源の駆動力を伝達するように制御する伝達制御手段と、を有する。
【0011】
また、本発明の第3の観点に係る駆動軸制御方法は、動力源の駆動力により駆動可能な駆動軸として、後前軸及び後後軸とを有する車両における動力源の駆動力を伝達させる駆動軸を制御する駆動軸制御方法であって、車両の積載量を特定可能な情報である積載量情報を取得する積載量情報取得ステップと、積載量情報に基づいて、車両の積載量が所定の積載量未満であるか否かを判定する積載量判定ステップと、車両の積載量が所定の積載量未満であると判定された場合に、後前軸又は後後軸の一方の軸のみに動力源の駆動力を伝達するように制御する伝達制御ステップと、を有する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、動力源の駆動力を伝達する駆動軸を容易且つ適切に制御することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る後二軸駆動装置を搭載する車両を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【0015】
図1は、本発明の一実施形態に係る車両1を示す模式的な全体構成図である。
【0016】
車両1は、例えば、貨物等を積載可能なトラック等である。車両1には、後二軸駆動装置30が搭載されている。車両1の動力源の一例としてのエンジン10には、クラッチ11を介して変速機12が接続されている。変速機12には、プロペラシャフト13を介して駆動切換機構部40(切離機構部の一例)が接続されている。駆動切換機構部40には、後前軸インプットシャフト14、後前軸用の差動装置16、後前軸の左右の駆動軸18L,18Rを介して左右の駆動輪20L,20Rがそれぞれ接続されている。また、駆動切換機構部40には、後後軸インプットシャフト15、後後軸用の差動装置17、後後軸の左右の駆動軸19L,19Rを介して左右の駆動輪21L,21Rがそれぞれ接続されている。
【0017】
駆動切換機構部40は、プロペラシャフト13から伝達された駆動力を、後前軸(駆動軸18L,18R)及び/又は後後軸(駆動軸19L,19R)に伝達する。本実施形態では、駆動切換機構部40は、駆動力を後前軸(駆動軸18L,18R)及び後後軸(駆動軸19L,19R)に伝達する状態と、駆動力を後前軸(駆動軸18L,18R)のみに伝達する状態とをとることができる。駆動切換機構部40の詳細については後述する。
【0018】
また、車両1は、左右前輪(操舵輪)22L,22Rを有する。
【0019】
後二軸駆動装置30は、後前軸インプットシャフト14と、後前軸用の差動装置16と、後前軸の左右の駆動軸18L,18Rと、後後軸インプットシャフト15と、後後軸用の差動装置17と、後後軸の左右の駆動軸19L,19Rと、駆動切換機構部40と、後前軸の左右の駆動輪20L,20Rにそれぞれ対応して設けられた左右一対のエアスプリング24L,24Rと、エアスプリング24L,24Rにそれぞれ対応して設けられた左右一対の内圧センサ26L,26Rと、後後軸の左右の駆動輪21L,21Rにそれぞれ対応して設けられた左右一対のエアスプリング25L,25Rと、エアスプリング25L,25Rにそれぞれ対応して設けられた左右一対の内圧センサ27L,27Rと、駆動軸制御装置の一例としての電子制御ユニット(以下、ECUという)60とを備えている。内圧センサ26L,26R,27L,27Rは、積載量情報センサの一例である。
【0020】
エアスプリング24L、及びエアスプリング24Rは、駆動軸18L,18Rとフレーム(不図示)との間に介設されている。これら左右のエアスプリング24L,24Rには、図示しないエア供給源からエアが供給されている。エアスプリング25L、及びエアスプリング25Rは、駆動軸19L,19Rとフレーム(不図示)との間に介設されている。これら左右のエアスプリング25L,25Rには、図示しないエア供給源からエアが供給されている。
【0021】
内圧センサ26Lは、エアスプリング24Lよりも上流側のエア配管に設けられており、エアスプリング24Lの内圧(エアスプリング圧)を検出する。内圧センサ26Rは、エアスプリング24Rよりも上流側のエア配管に設けられており、エアスプリング24Rの内圧(エアスプリング圧)を検出する。内圧センサ27Lは、エアスプリング25Lよりも上流側のエア配管に設けられており、エアスプリング25Lの内圧(エアスプリング圧)を検出する。内圧センサ27Rは、エアスプリング25Rよりも上流側のエア配管に設けられており、エアスプリング25Rの内圧(エアスプリング圧)を検出する。これら内圧センサ26L,26R,27L,27Rで検出されるエアスプリング圧は、電気的に接続されたECU60にそれぞれ送信される。各エアスプリング圧は、車両1における実際の積載物の積載量に応じて変化するので、これらエアスプリング圧によると、車両1の積載物の積載量を特定することができる。これらエアスプリング圧は、積載量情報の一例である。
【0022】
ECU60は、車両1の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備える。ECU60の詳細は、後述する。
【0023】
図2は、本発明の一実施形態に係る駆動切換機構部の構成図である。
【0024】
駆動切換機構部40において、プロペラシャフト13は、インターデフ41に接続されている。インターデフ41は、スルーシャフト51と、アウターシャフト52とに接続されている。インターデフ41は、プロペラシャフト13に加えられたエンジン10の駆動力を、スルーシャフト51と、アウターシャフト52とに分配して出力する。
【0025】
インターデフ41は、プロペラシャフト13に接続されるキャリア42と、中心部に配置されるサンギヤ43と、サンギヤ43に噛合わされた複数のプラネタリギヤ44と、プラネタリギヤ44と噛合うインナーギアが形成されたリングギヤ45とを有する。複数のプラネタリギヤ44は、キャリア20に固定された支持軸に回転自在に取り付けられ、サンギヤ43の周囲にサンギヤ43の中心に対して等角度をあけて配置されている。サンギヤ43には、スルーシャフト51が接続されている。リングギヤ45には、アウターシャフト52が接続されている。アウターシャフト52は、後方側の端部の外周面に、スルーシャフト51の後述するスプライン部51aのスプラインと同形状のスプラインが形成されたスプライン部52aを有する。
【0026】
このインターデフ41では、プロペラシャフト13が回転すると、それに伴ってキャリア20が回転する。キャリア20が回転することにより、キャリア20に取り付けられたプラネタリギヤ44がサンギヤ43の周りを公転する。プラネタリギヤ44は自転が可能であり、プラネタリギヤ44が公転することにより、プラネタリギヤ44に噛合わされた、サンギヤ43及びリングギヤ45が回転する。この結果、サンギヤ43に接続されたスルーシャフト51と、リングギヤ45に接続されたアウターシャフト52が回転する。
【0027】
スルーシャフト51は、後方側の端部の外周面に、スプラインが形成されたスプライン部51aを有する。スルーシャフト51の後方側の延長線上には、後後軸側出力シャフト55が配置されている。後後軸側出力シャフト55は、前方側の端部の外周面に、スルーシャフト51のスプライン部51aのスプラインと同形状のスプラインが形成されたスプライン部55aを有する。後後軸側出力シャフト55は、ユニバーサルジョイント57を介して、後後軸インプットシャフト15に接続される。
【0028】
スルーシャフト51のスプライン部51a及び後後軸側出力シャフト55のスプライン部55aの径方向外側には、これらスプライン部51a,55aのスプラインと噛合う形状のスプラインが内周に形成されたスリーブ56が配置可能となっている。スリーブ56は、
図2に示すように、スプライン部51a,55aの径方向外側の位置(すなわち、スルーシャフト51と後後軸側出力シャフト55とを結合する位置)と、スプライン部51a,52aの径方向外側の位置(すなわち、スルーシャフト51と後後軸出力シャフト55とを切断するとともに、スルーシャフト51とアウターシャフト52とを結合する位置)との間で摺動可能となっている。なお、スルーシャフト51とアウターシャフト52とを結合した場合には、いわゆるデフロック状態となり、すべての駆動力は、後前軸インプットシャフト14に伝達される。このように、スリーブ56の位置により、スルーシャフト51の回転を、後後軸に伝達するか、伝達しないかを制御することができる。なお、スリーブ56は、アクチュエータ58により摺動移動される。
【0029】
一方、アウターシャフト52の周囲には、駆動用ヘリカルギヤ53が固定されている。駆動用ヘリカルギヤ53には、被駆動用ヘリカルギヤ54が噛合わされている。被駆動用ヘリカルギヤ54には、後前軸インプットシャフト14が接続されている。この構成により、アウターシャフト52が回転すると、駆動用ヘリカルギヤ53及び被駆動用ヘリカルギヤ54を介して、後前軸インプットシャフト14が回転する。
【0030】
図3は、本発明の一実施形態に係る電子制御ユニット及び関連する構成を示す機能ブロック図である。
【0031】
ECU60は、積載量情報取得手段の一例としての積載量情報取得部61と、積載量判定手段の一例としての積載量判定部62と、伝達制御手段の一例としての伝達制御部63とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるECU60に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【0032】
積載量情報取得部61は、内圧センサ26L,26R,27L,27Rからエアスプリング圧(内圧)を取得し、エアスプリング圧に基づいて車両1の積載物の積載量を特定し、特定した積載量を積載量判定部62に通知する。エアスプリング圧から積載量を特定する方法としては、例えば、エアスプリング圧と積載量との対応関係を予め計測等により特定しておき、その対応関係に基づいて、エアスプリング圧から積載量を特定することができる。本実施形態では、積載量情報取得部61は、例えば、内圧センサ26L,26R,27L,27Rからのエアスプリング圧のそれぞれについての積載量を特定し、それらを合計したものを車両1における積載量としている。なお、エアスプリング圧から積載量を特定する方法は、これに限られず、任意の方法を用いてよい。
【0033】
積載量判定部62は、積載量情報取得部61から通知された積載量が、基準となる所定の積載量(基準量という)未満であるか否かを判定し、判定結果を伝達制御部63に通知する。ここで、基準量は、後前軸又は後後軸の一方のみの駆動軸を駆動させる場合に、一方の駆動軸のみを用いた駆動において許容される積載量、すなわち、駆動する駆動軸に関わる構成(例えば、差動装置等)に対する負荷が許容範囲に収まると想定される積載量である。
【0034】
伝達制御部63は、積載量判定部62から積載量が基準量未満であるとの通知を受け取ると、後前軸又は後後軸の一方のみを駆動させるようにアクチュエータ58を制御する。具体的には、伝達制御部63は、アクチュエータ58により、スルーシャフト51のスプライン部51aと、後後軸用出力シャフト55のスプライン部55aとがスリーブ56によって結合されない位置(本実施形態では、スルーシャフト51のスプライン部51aと、アウターシャフト52のスプライン部52aとがスリーブ56によって結合される位置)にスリーブ56を移動させる。
【0035】
また、伝達制御部63は、積載量判定部62から積載量が基準量未満でないとの通知を受け取ると、後前軸及び後後軸の両方の駆動軸を駆動させるようにアクチュエータ58を制御する。具体的には、伝達制御部63は、アクチュエータ58により、スルーシャフト51のスプライン部51aと、後後軸側出力シャフト55のスプライン部55aとがスリーブ56によって結合される位置(
図2に示す位置)にスリーブ56を移動させる。
【0036】
次に、本発明の一実施形態に係る駆動軸制御処理について説明する。
【0037】
図4は、本発明の一実施形態に係る駆動軸制御処理のフローチャートである。
【0038】
この駆動軸制御処理は、例えば、エンジン10の始動(イグニッションスイッチのキースイッチON)と同時に開始されてもよく、車両10の運転者の指示があった場合に開始されてもよい。
【0039】
積載量情報取得部61は、内圧センサ26L,26R,27L,27Rからエアスプリング圧(センサ値)を取得し(S11)、エアスプリング圧に基づいて車両1の現在の積載物の積載量を特定し、特定した積載量を積載量判定部62に通知する(S12)。
【0040】
積載量判定部62は、積載量情報取得部61から通知された積載量が、基準量未満であるか否かを判定する(S13)。
【0041】
この結果、通知された積載量が、基準量未満である場合(S13:YES)には、積載量判定部62は、積載量が基準量未満であるとの判定結果を伝達制御部63に通知し、判定結果を受けた伝達制御部63は、後前軸又は後後軸の一方のみを駆動させるように制御し(S14)、処理を終了する。
【0042】
一方、通知された積載量が、基準量未満でない場合(S13:NO)には、積載量判定部62は、積載量が基準量未満でないとの判定結果を伝達制御部63に通知し、判定結果を受けた伝達制御部63は、後前軸及び後後軸の二軸を駆動させるように制御し(S15)、処理を終了する。
【0043】
以上説明したように、本実施形態に係る車両10によると、積載量に応じて駆動させる駆動軸を適切に制御することができる。このため、例えば、積載量が多くて一軸での駆動が好ましくないような場合に、一軸での駆動が行われることを適切に防止することができ、駆動に関わる各部への負荷を適切に低減することができる。
【0044】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【0045】
例えば、上記実施形態では、駆動切換機構部40を後後軸への駆動力の伝達を切断可能な構成としていたが、後前軸への駆動力の伝達を切断可能な構成として、一軸での駆動時に、後後軸のみに駆動力を伝達するようにしてもよい。また、駆動切換機構部40を、後前軸への駆動力の伝達を切断可能であるととともに、後後軸への駆動力の伝達を切断可能な構成とし、一軸での駆動時に、いずれか一方の駆動軸にのみ駆動力を伝達するようにしてもよい。この場合には、積載物の配置状態や、各駆動軸の使用状況等に応じて、駆動させる駆動軸を決定してもよい。
【0046】
また、駆動切換機構部40の駆動力を後前軸及び後後軸に伝達する構成は、上記構成に限られず、例えば、ベベルギヤ式のインターデフを用いるようにしてもよく、駆動力を二軸に伝達できる状態と、一軸のみに伝達できる状態とを取り得る構成であれば、任意の構成でよい。
【0047】
また、上記実施形態では、エアスプリングを備える車両1を例にあげていたが、車両1は、エアスプリングを備えていなくてもよく、この場合には、サスペンションの変位量(沈み込み量)を検出するセンサを設け、その変位量を積載量情報としてもよい。また、積載量情報としては、上記に限られず、車両1の積載量を特定可能な情報であれば、任意の情報でよい。
【0048】
また、上記実施形態では、具体的な積載量を算出するようにしていたが、エアスプリング圧は、積載量を特定可能な情報であるので、基準量に対応するエアスプリング圧(基準エアスプリング圧)を用意しておき、エアスプリング圧を基準エアスプリング圧と比較することにより、積載量が基準量未満であるか否かを判定するようにしてもよく、要は、積載量が基準量未満であるか否かを判定できれば、使用するデータの種類は、任意でよい。