JPH0649736U - 作業用車両のエンジントルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２輪駆動状態と４輪駆動状態とに切り替え可
能とした作業用車両において低速段での２輪駆動走行を
可能として走行性の改善を図る。 【構成】 ２輪駆動状態と４輪駆動状態とを選択的に切
り替え可能とした作業用車両において、２輪駆動状態を
検出する２輪駆動状態検出手段７と、上記変速機３の低
速段への切り替えを検出する低速段検出手段８,１３
と、上記エンジン１の出力を所定値以下に制限するエン
ジン出力制限手段６と、上記２輪駆動状態検出手段７と
低速段検出手段８,１３からの出力を受け、２輪駆動状
態で且つ低速段設定状態である場合に上記エンジン出力
制限手段６をしてエンジン出力を制限せしめる制御手段
１１とを備え、２輪駆動状態で且つ低速段での走行時に
はエンジントルクを所定値以下に制限することでアクス
ルへの過大なエンジントルクの入力を防止しアクスルの
信頼性を確保する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、２輪駆動状態と４輪駆動状態とを選択的に切り換えるようにした作 業用車両のエンジントルク制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、車両の駆動方式の一つとして、前輪あるいは後輪のいずれか一方側 のみを駆動させる２輪駆動状態と、前輪と後輪とを同時に駆動させる４輪駆動状 態とを選択的に切り替えるようにした所謂パートタイム４ＷＤ方式が知られてい る。また、作業用車両においては、微速走行を行いながら作業を行う必要がある ことから、変速機の低速段における減速比を普通車両の場合よりも大きく設定す るのが通例であり、従って、変速段を低速段に設定した場合における変速機の出 力トルクは大きく、単一のアクスルへ入力した場合には該アクスルの許容入力ト ルクよりも過大となり、場合によってはアクスルの損傷に至ることも考えられる 。

【０００３】 このため、パートタイム４ＷＤ方式を採用した作業用車両においては、変速機 の変速段が低速段に設定された状態では４輪駆動での走行のみを許容し、２輪駆 動での走行を規制するようにしている。

【０００４】 また、このような作業用車両においては、主としてコスト面を考慮して、前輪 と後輪の差動を許容するセンターデファレンシヤルを設けないのが一般的である

【０００５】 。

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このようにセンターデファレンシヤルを備えないパートタイム４Ｗ Ｄ方式の作業用車両においては、特に曲がった急な坂道を下り走行する場合にお ける走行性に改善すべき点があった。即ち、急坂道を下り走行する場合には、ブ レーキの使い過ぎによるベーパロックあるいはフエード現象等を防止する意味か ら、エンジンブレーキを適当に使用する必要があり、当然に変速機は低速段に設 定され、従って、４輪駆動での走行となる。この場合、直線道路の場合にはなん ら問題はないが、これが曲がった道路である場合には、前輪と後輪間における差 動が許容されないことから、一部の車輪が滑る所謂ブレーキング現象が生じ、曲 がりにくくなるものである。

【０００６】 そこで本考案は、２輪駆動状態と４輪駆動状態とを選択的に切り替え可能とし た作業用車両において、アクスルの信頼性を確保することで低速段での２輪駆動 走行を可能としもって走行性の改善を図らんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案ではかかる課題を解決するための具体的手段として、図１に例示するよ うに、エンジン１の出力を変速機３を介してフロントアクスルとリヤアクスルの いずれか一方のみへ伝達して前輪または後輪のみを駆動する２輪駆動状態と、フ ロントアクスルとリヤアクスルの両方へ伝達して前輪と後輪とを駆動する４輪駆 動状態とを選択的に切り替え可能とした作業用車両において、２輪駆動状態を検 出する２輪駆動状態検出手段７と、上記変速機３の低速段への切り替えを検出す る低速段検出手段８,１３と、上記エンジン１の出力を所定値以下に制限するエ ンジン出力制限手段６と、上記２輪駆動状態検出手段７と低速段検出手段８,１ ３からの出力を受け、２輪駆動状態で且つ低速段設定状態である場合に上記エン ジン出力制限手段６をしてエンジン出力を制限せしめる制御手段１１とを備えた ことを特徴としている。

【０００８】

【作用】

本考案ではかかる構成とすることにより、２輪駆動状態での低速段走行時には 、エンジン出力制限手段が作動してエンジン出力が所定値以下に制限されること から、エンジン出力がフロントアクスルあるいはリヤアクスルのいずれか一方の みに伝達されても該アクスルへの入力トルクがその許容入力トルク以下に抑えら れるので、過大な入力トルクによるアクスルの損傷等が未然に防止され、２輪駆 動状態での低速段走行の信頼性が確保されるものである。

【０００９】

【考案の効果】

従って、本考案の作業用車両のエンジントルク制御装置によれば、２輪駆動状 態での低速段走行が可能とされることから、例えば、曲がった下り坂走行時に２ 輪駆動状態で且つ変速段を低速段に設定することで、４輪駆動状態の如く旋回操 作時におけるブレーキング現象が生じずスムーズに旋回走行することができその 走行性の向上が図られ、また低速段設定により十分にエンジンブレーキを効かせ ることができるのでブレーキ装置の過度の使用に起因するフェード現象等の発生 を未然に防止して制動性能の高い信頼性を確保することができる等の効果が得ら れるものである。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案を実施例に基づいて具体的に説明すると、図１には作業用車両の エンジントルク制御装置の全体システム図が示されている。この作業用車両は、 駆動方式として２輪駆動状態と４輪駆動状態とを選択的に設定可能とする所謂パ ートタイム４ＷＤ方式を採用するとともに、変速機構として自動変速方式を採用 しており、エンジン１からの出力をトルクコンバータ２を介して後述の変速機３ に入力するようになっている。

【００１１】 上記変速機３は、微速走行を可能にすべく、前進３速、後進１速の変速段をも つ主変速機構部３Ａに、高速段(以下、Ｈiと略記する)と低速段(以下、Ｌowと略 記する)とを選択切換可能とした副変速機構部３Ｂを付設して構成されている。 即ち、上記主変速機構部３Ａは、 コンバータ出力の入力軸となる第１軸４１に固着されたギヤ２１と、該ギヤ２ １の左右両側にあって第１軸４１に遊嵌合されたギヤ２２と同２３と、これら各 ギヤ２２、２３を第１軸４１に対して選択的に断接する第１クラッチ４５と第２ クラッチ４６と、 上記第１軸４１に平行に配置された第２軸４２に固着されるとともに上記ギヤ ２１に常時噛合するギヤ２４と、該ギヤ２４の一方側に配置されるとともに第２ 軸４２に対して遊嵌合されたギヤ２５と、該ギヤ２４の他方側に配置され且つ第 ２軸４２に遊嵌合されるとともに上記ギヤ２３に常時噛合するギヤ２６と、、該 各ギヤ２５,２６を第２軸４２に対して選択的に断接する第３クラッチ４７と第 ４クラッチ４８と、 上記第２軸４２に対して平行に配置された第３軸４３に対して固着されるとと もに常時上記ギヤ２５に噛合するギヤ２７と、該第３軸４３に対して固着されて 主変速機構部３Ａの一方の出力ギヤとなるギヤ２８と、該第２軸４２に対して固 着されるとともに常時上記ギヤ２６に噛合して主変速機構部３Ａの他方の出力ギ ヤとなるギヤ２９と、 図示しないアイドル軸に設けられて上記ギヤ２２とギヤ２５とに常時噛合する リバースアイドルギヤ(図示省略)とで構成されている。

【００１２】 この主変速機構部３Ａは、第３クラッチ４７が締結されることで１速状態を、 第４クラッチ４８が締結されることで２速状態を、第２クラッチ４６が締結され ることで３速状態をそれぞれ形成するとともに、第１クラッチ４５が締結される ことで後進段を形成するようになっている。

【００１３】 尚、上記各クラッチ４５〜４８は、ともに油圧サーボ式クラッチで構成され、 後述のコントロールユニット１１からの制御信号に基づいて油圧ユニット１２に より油圧の給排が制御されることで締結あるいは締結解除されるようになってい る。

【００１４】 副変速機構部３Ｂは、上記第３軸４３と平行に配置され変速機３の出力軸とな る第４軸４４に対して遊嵌合されるとともに常時上記ギヤ２８に噛合したギヤ３ ０と、該第４軸４４に対して遊嵌合されるとともに常時上記ギヤ２９に噛合した ギヤ３１と、該第４軸４４に対してスプライン嵌合され軸方向(矢印aーb方向)に 摺動変位することで選択的に上記ギヤ３０と同３１に係合せしめられる切換スリ ーブ３２とで構成され、該切換スリーブ３２が矢印a方向に移動してギヤ３１に 係合した時にＨi状態となり、矢印b方向に移動してギヤ３０に係合した時にＬow 状態となるようになっている。

【００１５】 このような構成の主変速機構部３Ａと副変速機構部３Ｂとを備えた変速機３の 変速操作は次のようにして行なわれる。先ず主変速機構部３Ａの変速操作である が、この主変速機構部３Ａの変速操作は運転席に設けたセレクトスイッチ１３の 各レンジを運転者が選択することで行なわれる。即ち、セレクトスイッチ１３は 前進側の変速レンジとしてレンジとレンジとＤレンジの三つを備えている。 そして、レンジでは１速に固定され、レンジでは２速に固定され、Ｄレンジ では例えば車速とエンジン負荷に応じて１速〜３速の間で変速されるようになっ ており、該セレクトスイッチ１３からのセレクト信号Ａ₁に応じてコントロール ユニット１１から油圧ユニット１２に制御信号Ａ₅が出力され、所定のクラッチ が締結されることで変速段の設定が行なわれる。

【００１６】 これに対して、副変速機構部３Ｂの変速操作は、運転席に設けた車速選択スイ ッチ８を運転者が必要に応じて操作し、例えばエアシリンダ等の車速切換用アク チュエータ１０をして上記切換スリーブ３２を作動させることで行なわれる。従 って、この副変速機構部３Ｂの切り替え操作により、変速機３の第４軸４４の出 力回転数はセレクトスイッチ１３の各レンジ位置に対応して次のように設定され る。即ち、副変速機構部３ＢがＨi側に設定された状態では、レンジの時には「 １速−Ｈi」に固定され、レンジの時には「２速−Ｈi」に固定され、Ｄレンジの 時には「１速−Ｈi」と「３速−Ｈi」の間で変化する。また、副変速機構部３ＢがＬ ow側に設定された状態では、レンジの時には「１速−Ｌow」に固定され、レン ジの時には「２速−Ｌow」に固定され、Ｄレンジの時には「１速−Ｌow」と「３速− Ｌow」の間で変化する。以上が変速機３の全体構成である。

【００１７】 一方、変速機３の出力軸となる上記第４軸４４の一端側は、電磁式の駆動切換 用クラッチ５０を介してフロントアクスルに、また他端側は直接的にリヤアクス ルにそれぞれ接続されており、該駆動切換用クラッチ５０が締結された状態では 第４軸４４から出力されるエンジントルクがフロントアクスルとリヤアクスルの 両方へ伝達されて４輪駆動状態とされ、また駆動切換用クラッチ５０が締結解除 された状態ではリヤアクスル側にのみエンジントルクが伝達されて２輪駆動状態 とされる。そして、この駆動切換用クラッチ５０をしての２輪駆動状態と４輪駆 動状態との切り替えは、運転者が必要に応じて駆動方式選択スイッチ７を操作す ることで行なわれる。

【００１８】 以上のように、この作業用車両においては、セレクトスイッチ１３の操作と車 速選択スイッチ８の操作によって変速段が設定されるとともに、駆動方式選択ス イッチ７の操作によって２輪駆動状態と４輪駆動状態との切り替えが行なわれ、 これにより２輪駆動状態での低速段での走行と高速段での走行と、４輪駆動状態 での低速段での走行と高速段での走行とがともに可能となるものである。

【００１９】 ところで、例えば、曲がった急な下り道等での走行時には、エンジンブレーキ を十分に効かせてブレーキ装置の信頼性を確保するとともに、旋回性能を高めて スムーズに曲がり道を走行できることが要求され、このため、かかる運転状態で は駆動方式を後輪のみ駆動させる２輪駆動状態に設定するとともに、変速段を低 速段に設定するのが通例であるが、このような設定とした場合には、リヤアクス ルへの入力トルクが該リヤアクスルの許容入力トルクより過大となってその損傷 が懸念されることは既述の通りである。

【００２０】 このため、この実施例のものにおいては、本考案を適用して、２輪駆動状態で 且つ低速段での走行時にはエンジン１の出力トルクを所定値以下に制限しもって リヤアクスルの損傷を未然に防止し、信頼性の高い走行を可能としている。具体 的には次の通りである。

【００２１】 先ず、エンジン１の出力トルクの制御であるが、これは例えばエンジン１に付 設される気化器あるいは燃料噴射ポンプ４に設けた燃料制御レバー１４をアクセ ルペダル(図示省略)の操作量(即ち、エンジン負荷)に応じて回動操作することで 行なわれるが、この実施例においてはエンジン１の出力制限を、上記燃料制御レ バー１４の回動操作範囲を制限することでエンジン１への燃料供給量を制限する ことで達成するようにしている。即ち、上記燃料制御レバー１４に連結された第 １リンクバー１５の一端を、アクセルペダル側に連結された第２リンクバー１８ を介して揺動せしめられる揺動レバー１６の長穴１７に係入させる。さらにこの 第１リンクバー１５の一端を、燃料制限用アクチュエータ６によって揺動せしめ られる燃料制限レバー５の一端に第３リンクバー１９を介して連結している。

【００２２】 かかる構成とすることで、上記燃料制限用アクチュエータ６がＯＮ作動して燃 料制限レバー５が矢印d方向へ回動すると揺動レバー１６のレバー比が小さくな り、これによりアクセルペダルの操作量に対する上記燃料制御レバー１４の回動 量が減少変化し、燃料供給量が減量されるものである。また、燃料制限用アクチ ュエータ６のＯＦＦ時には、燃料制限レバー５が矢印c方向に回動して揺動レバ ー１６のレバー比が大きくなることで最大燃料量が確保される。

【００２３】 一方、上記燃料制限用アクチュエータ６をしてのエンジン出力の制限制御は、 上記コントロールユニット１１からの制御信号Ａ₄に基づいて実行されるが、こ の実施例においてはこの出力トルク制御の実行条件を上述の制御趣旨に基づいて 、駆動方式と変速段の双方で規定している。即ち、駆動方式については、運転者 により駆動方式選択スイッチ７が２輪駆動側に操作され、選択信号Ａ₂がコント ロールユニット１１に入力されることを条件とする。また、変速段については、 先ず運転者により車速選択スイッチ８が操作されてＬow状態とされ、これに伴っ てコントロールユニット１１に駆動信号Ａ₃が入力されたことと、セレクトスイ ッチ１３がレンジあるいはＤレンジに設定されコントロールユニット１１にセ レクト信号Ａ₁が入力されるとともに、特にＤレンジにあっては変速段が１速状 態であることを条件とする。尚、上記Ｄレンジの１速状態の判断は、コントロー ルユニット１１に入力される変速信号(図示省略)に基づいて行なわれる。この駆 動方式に基づく制御開始条件と変速段に基づく制御開始条件とがともに成立した 時に初めてコントロールユニット１１から燃料制限用アクチュエータ６へエンジ ン出力制限信号Ａ₄が出力される。

【００２４】 このエンジン出力の制限制御を図２のフロ−チャ−トを参照してさらに詳しく 説明すると、制御開始後、先ずステップＳ１において、上記各信号Ａ₁,Ａ₂,Ａ₃ を読み込む。次に、ステップＳ２において、現在２輪駆動状態(２ＷＤ)か４輪駆 動状態(４ＷＤ)かを判定し、４輪駆動状態である場合はそのまま制御をリターン させるが、２輪駆動状態である場合には、さらにステップＲ３において現在副変 速機構部３Ｂの設定はＨi状態であるのかＬow状態であるのかを判定する。そし て、Ｈi状態である場合には、そのまま制御をリターンさせるが、Ｌow状態であ る場合には、さらに主変速機構部３Ａの変速段の判定を行う。

【００２５】 先ず、ステップＳ４において、レンジかどうかを判定し、レンジである場 合には、上記の制限制御の開始条件が成立するため、上記燃料制限用アクチュエ ータ６に制限信号Ａ₄を出力してエンジン出力の制限を実行する。

【００２６】 また、ステップＳ４において、レンジでないと判断された場合には、さらに ステップＳ５においてＤレンジかどうかを判定し、Ｄレンジである場合にはさら にステップＳ６において変速段として１速が選択されているかどうかを判定し、 １速が選択されている場合には上記制限制御開始条件の成立と判断してステップ Ｓ７におけるエンジン出力の制御を実行する。

【００２７】 尚、Ｄレンジでない場合(ステップＳ５)、及びＤレンジであっても１速以外の 変速段が設定されている場合(ステップＳ６)には、アクスルへの過大トルクの入 力というおそれはないためそのまま制御をリターンさせる。

【００２８】 このように、２輪駆動状態で且つ低速段での走行時においてエンジン出力を制 限することにより、例え曲がった急な下り道での走行時においても良好な走行性 能(主として旋回性能)の確保とブレーキ装置の信頼性の確保とが両立されるもの である。

【００２９】 尚、この実施例において、駆動方式選択スイッチ７が実用新案登録請求の範囲 中の２輪駆動状態検出手段に、車速選択スイッチ８とセレクトスイッチ１３とが 実用新案登録請求の範囲中の低速段検出手段に、燃料制限用アクチュエータ６が 実用新案登録請求の範囲中のエンジン出力制限手段に、さらにコントロールユニ ット１１が実用新案登録請求の範囲中の制御手段にそれぞれ該当する。

【００３０】 また、この実施例においては、自動変速方式の車両を対象としているが、本考 案はこれに限定されるものではなく、手動変速方式の車両にも適用できるもので ある。さらに、上記燃料制限用アクチュエータ６としては、例えば、電磁作動式 アクチュエータ、空圧作動式アクチュエ−タ等の種々のアクチュエ−タが適用可 能である。

【００３１】 さらに、この実施例においては、上述のようにエンジン出力の制限制御の開始 条件の一つである低速段への設定条件を、「レンジか、Ｄレンジで且つ１速が 設定されている場合」と規定しているが、この条件はこの実施例に限定されるも のでなく、要するに２輪駆動状態においてアクスルへの入力トルクが過大となる おそれのある変速段への設定であれば良く、例えば、レンジのみとしたり、 レンジとレンジの双方としたり等、種々の条件設定が可能である。

【００３２】 また、図３に示すように、エンジン１が特にディーゼルエンジンである場合に は、燃料噴射ポンプ４の調量ラックに連結されアクセルペダルの踏込量に対応し て作動する調速用の燃料制御レバー１４と、該燃料噴射ポンプ４に付設されて燃 料噴射量の最大量を規制することでエンジン出力の調整を行う出力調整レバー６ １を備えたガバナー装置６０とが設けられおり、従って、本考案の他の実施例と してこの出力調整レバー６１に上記燃料制御用アクチュエータ６を連結し、該燃 料制御用アクチュエータ６をして上記出力調整レバー６１を「高−低」二段階に切 り換えるようにすることも可能であり、かかる構成とした場合においても上記実 施例と同様の効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかる作業用車両のエンジン
トルク制御装置の全体システム図である。

【図２】図１に示したエンジントルク制御装置の制御フ
ロ−チャ−ト図である。

【図３】本考案の他の実施例にかかる作業用車両のエン
ジントルク制御装置の全体システム図である。

【符号の説明】

１はエンジン、２はトルクコンバータ、３は変速機、４
は燃料噴射ポンプ、５は燃料制限レバー、６は燃料制限
用アクチュエータ、７は駆動方式選択スイッチ、８は車
速選択スイッチ、１０は車速切換用アクチュエータ、１
１はコントロールユニット、１２は油圧ユニット、１３
はセレクトスイッチ、１４は燃料制御レバー、１５は第
１リンクバー、１６は揺動レバー、１７は長穴、１８は
第２リンクバー、１９は第３リンクバー、２１〜３１は
ギヤ、３２は切換スリーブ、５０は駆動切換用クラッチ
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン(１)の出力を変速機(３)を介し
   てフロントアクスルとリヤアクスルのいずれか一方のみ
   へ伝達して前輪または後輪のみを駆動する２輪駆動状態
   と、フロントアクスルとリヤアクスルの両方へ伝達して
   前輪と後輪とを駆動する４輪駆動状態とを選択的に切り
   替え可能とした作業用車両において、 ２輪駆動状態を検出する２輪駆動状態検出手段(７)と、
   上記変速機(３)の低速段への切り替えを検出する低速段
   検出手段(８,１３)と、上記エンジン(１)の出力を所定
   値以下に制限するエンジン出力制限手段(６)と、上記２
   輪駆動状態検出手段(７)と低速段検出手段(８,１３)か
   らの出力を受け、２輪駆動状態で且つ低速段設定状態で
   ある場合に上記エンジン出力制限手段(６)をしてエンジ
   ン出力を制限せしめる制御手段(１１)とを備えたことを
   特徴とする作業用車両のエンジントルク制御装置。