(57)【要約】【課題】  ドライブシャフトに損傷を発生させる可能性のある運行条件において、車両のレイアウトおよび車両特性を変更せずにドライブシャフトを保護する。【解決手段】  現在選択された変速段が後進変速段であるか否かを判断する段階と、変速段が後進変速段であれば、現在の操向角がフル操舵の状態であるか否かを判断する段階と、操向角がフル操舵の状態であれば、変速機のストール発生条件が満たされているか否かを判断する段階と、変速機のストール発生条件が満たされていれば、エンジンの出力トルクを低減してドライブシャフトに加えられるトルクが限界トルク未満となるように制御する段階と、を含むことを特徴とするドライブシャフト保護方法。【選択図】図１
2012117508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在選択されている変速段、操向角、車速、およびエンジン回転数を含む車両状態情報を検出し提供する車両状態検出部と、
前記車両状態情報を分析し、車両状態が予め設定された出力トルク制限条件を満たしたと判定した場合にエンジン出力トルクの低減を命令するトラクション制御部と、
前記トラクション制御部の命令に応じて、ドライブシャフトに加えられるトルクが限界トルク未満になるようにエンジン出力トルクの低減を実行するエンジン制御部と、
を有することを特徴とするドライブシャフト保護装置。
【請求項２】
前記出力トルク制限条件は、前記変速段が後進変速段であり、前記操向角がフル操舵状態であり、かつ変速機のストール発生条件が満たされている場合に満たされることを特徴とする請求項１に記載のドライブシャフト保護装置。
【請求項３】
前記変速機のストール発生条件は、車速が設定された速度未満であり、かつエンジン回転数が設定された回転数を超える場合に満たされることを特徴とする請求項２に記載のドライブシャフト保護装置。
【請求項４】
現在選択された変速段が後進変速段であるか否かを判断する段階と、
前記変速段が後進変速段であれば、現在の操向角がフル操舵の状態であるか否かを判断する段階と、
前記操向角がフル操舵の状態であれば、変速機のストール発生条件が満たされているか否かを判断する段階と、
前記変速機のストール発生条件が満たされていれば、エンジンの出力トルクを低減してドライブシャフトに加えられるトルクが限界トルク未満となるように制御する段階と、
を含むことを特徴とするドライブシャフト保護方法。
【請求項５】
前記変速機のストール発生条件は、前記車速が設定された車速未満であり、かつ前記エンジン回転数が設定された回転数を超える場合に満たされることを特徴とする請求項４に記載のドライブシャフト保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両のドライブシャフト（Ｄｒｉｖｅ  Ｓｈａｆｔ）保護装置および方法に係り、より詳細には、ドライブシャフトに高い制動力と高いエンジン出力とを同時に加えた場合でも、ドライブシャフトに限界トルクが加わらないように制御するドライブシャフト保護装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、制動力が作用している状態において、エンジントルクが出力されると、制動力とドライブシャフトの折角（ドライブシャフトと水平面の間の角度）によって駆動トルクに二次モーメントが発生する。例えば特許文献１には、ドライブシャフトに作用する軸トルクを測定する方法が記載されている。
この駆動トルクの二次モーメントによって、サスペンション部分に反力が生じる。この反力は、サスペンション部分のコンプライアンス効果によってステア量を増大させ、結果的にはジョイントの折角を増大させる方向に作用する。
【０００３】
特に後進変速段でフル操舵（Ｆｕｌｌ  Ｔｕｒｎ）を維持している状態で、ブレーキペダルと加速ペダルとを同時に踏んで高い制動力と高いエンジン出力とを同時に発生させた場合、ドライブシャフトに限界トルクが加わって異音が発生し、甚だしい場合にはシャーシ系を変形させたり、ドライブシャフトやジョイントを破損させるという事故が発生する。ここで、限界トルクは、ドライブシャフトに焼成変形を発生させるトルクを意味する。
【０００４】
ドライブシャフトの駆動常用折角は、通常４６．５°に設定されているが、サスペンションジオメトリ（Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）によって４６．５°以上の折角が発生し、変速機のストール（Ｓｔａｌｌ）時にドライブシャフトを破損させてしまうという事故が発生している。
【０００５】
したがって、ドライブシャフトの駆動常用折角を高折角のままでドライブシャフトの強度を維持するためには、ジョイントサイズを必要なサイズよりも大きく製作しなければならず、またサスペンションジオメトリに変化が発生しないようにナックルあるいはローアーム付近にストッパを装着しなければならない。
しかし、ジョイントサイズを必要なサイズよりも大きく製作すると、車両の原価および重量が増加するという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した問題点を改善するためになされた本発明は、ドライブシャフトに損傷を発生させる可能性のある運行条件において、車両のレイアウトおよび特性を変更せずにドライブシャフトを保護することができるドライブシャフト保護装置および方法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】
【０００８】
上述したような目的を達成するために、本発明の実施形態に係るドライブシャフト保護装置は、現在選択されている変速段、操向角、車速、およびエンジン回転数を含む車両状態情報を検出し提供する車両状態検出部と、車両状態情報を分析し、車両状態が予め設定された出力トルク制限条件を満たしたと判定した場合にエンジン出力トルクの低減を命令するトラクション制御部と、トラクション制御部の命令に応じて、ドライブシャフトに加えられるトルクが限界トルク未満になるようにエンジン出力トルクの低減を実行するエンジン制御部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、出力トルク制限条件が、変速段が後進変速段であり、操向角がフル操舵状態であり、かつ変速機のストール発生条件が満たされている場合に満たされることことが好ましい。
また本発明は、変速機のストール発生条件が、車速が設定された速度未満であり、かつエンジン回転数が設定された回転数を超える場合に満たされることが好ましい。
【００１０】
本発明のドライブシャフト保護方法は、現在選択された変速段が後進変速段であるか否かを判断する段階と、変速段が後進変速段であれば、現在の操向角がフル操舵の状態であるか否かを判断する段階と、操向角がフル操舵の状態であれば、変速機のストール発生条件が満たされているか否かを判断する段階と、変速機のストール発生条件が満たされていれば、エンジンの出力トルクを低減してドライブシャフトに加えられるトルクが限界トルク未満となるように制御する段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のドライブシャフト保護装置は、ドライブシャフトに損害を与えるような限界トルクが加わるのを、エンジン出力トルクの低減によって防ぐことができる。従って、車両のレイアウトおよび特性を変更せずにドライブシャフトの耐久性を向上させることができるので経費を節減する効果がある。
【００１２】
また、本発明によるドライブシャフト保護方法は、車両の静的および動的特性を変更することがなく、また、パワートレインを変更することもなく、ドライブシャフト耐久性を向上させることができるので、車両の加速性能およびターボ特性がそのまま維持され、車両の商品性および安定性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るドライブシャフト保護装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るドライブシャフト保護方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るドライブシャフト保護装置を示すブロック図である。
図１に示すように、本発明のドライブシャフト保護装置は、車両状態検出部１０、トラクション制御部２０、およびエンジン制御部３０を含んで構成される。
【００１５】
車両状態検出部１０は、シフトレバー（Ｓｈｉｆｔ  Ｌｅｖｅｒ）によって選択される変速段を検出する変速段検出部１１、ステアリングホイールによって操舵される操向角を検出する操向角検出部１２、変速機の出力軸回転数またはホイールの回転数から走行車速を検出する車速検出部１３、およびクランク角センサあるいはカム角センサで構成されてエンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出部１４を有する。
【００１６】
車両状態検出部１０は、変速レバーの位置である変速段の情報、ステアリングホイールによって操舵される操向角の情報、車速に関する情報、およびエンジン回転数を含む車両状態情報を検出してトラクション制御部２０に提供する。
【００１７】
トラクション制御部２０は、車両状態検出部１０から提供される車両状態情報を取得し、分析し、車両状態が予め設定された出力トルク制限条件を満たした場合にエンジン制御部３０に出力トルクの低減を命令する。
出力トルク制限条件は、例えば選択された変速段が後進走行段であり、操向角がフル操舵の状態であり、変速機のストール発生条件である場合に満たされる、と設定することができる。
【００１８】
ここで、変速機のストール発生条件は、トルクコンバータにエンジンの動力が入力されているがタービンの回転数がゼロ（Ｚｅｒｏ）である状態、又はそれに相当するすべての状態を意味する。
変速機のストール発生条件は、例えば、変速機のストールを発生させるすべてのエンジン変数および変速機変数の関数で表現されてもよい。
【００１９】
また、変速機のストール発生条件は、エンジン回転数、車速、トルクコンバータの動力伝達比、トルクコンバータ回転数、エンジンと変速機のトルク比、エンジンと変速機の速度比などの変数に対する関数で定義されてもよい。
【００２０】
更に、変速機のストール発生条件は、ブレーキペダルの作動によって設定された車速が例えば時速２キロメートル未満であり、加速ペダルの作動によって設定されたエンジン回転数が例えば毎分２０００回転を超える場合である、と設定されてもよい。
【００２１】
エンジン制御部３０は、トラクション制御部２０のトルク低減命令に応じてエンジンの出力トルクを一定量低減させ、ドライブシャフトに限界トルクが加わらないようにする。
このような出力トルク低減命令は、エンジン制御部３０およびトラクション制御部２０が接続するコンピューターネットワークを通じて行うことができる。また、エンジンの出力トルク低減は、噴射時期の遅延または燃料噴射量の低減などによって行うことができる。
エンジン制御部３０のトルク低減制御によって、ドライブシャフトに加えられる物理的トルクを減らすことができ、ドライブシャフトを安全に保護することができる。
【００２２】
本実施形態では、トラクション制御部２０とエンジン制御部３０とが個別に備えられた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、トラクション制御部２０とエンジン制御部３０が１つの制御部に統合されていてもよい。
【００２３】
図２は、本発明の他の実施形態に係るドライブシャフト保護方法を示すフローチャートである。
以下、図２を参照して、本発明の他の実施形態に係るドライブシャフト保護方法について詳しく説明する。
本発明の実施形態が適用される車両が、運行される状態で（Ｓ１０１）、変速段検出部１１は、変速レバーによって選択されている変速段を検出し出力する（Ｓ１０２）。
トラクション制御部２０は、変速段検出部１１の出力を受信し、現在選択された変速段が後進変速段であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。
【００２４】
トラクション制御部２０は、Ｓ１０３段階で現在選択された変速段が後進変速段でないと判断した場合には、エンジン制御部３０に、エンジンを正常制御するように命令する（Ｓ１１１）。これにより、エンジン制御部３０は、現在の運転条件に応じた出力トルクを出力するようにエンジンを制御する（Ｓ１１１）。ここで、エンジンの正常制御とは、エンジン制御部が、本発明の実施形態を適用せずに現在の運転条件に応じた出力トルクをエンジンが出力するように制御することを意味する。
【００２５】
トラクション制御部２０は、Ｓ１０３段階で現在選択された変速段が後進変速段であると判断した場合には、ステアリングコラムに装着された操向角検出部１２が出力する現在の操向角を検出する（Ｓ１０４）。次いで、トラクション制御部２０は現在の操向角がステアリングホイールのフル操舵であるか否かを判断する（Ｓ１０５）。
【００２６】
操向角がステアリングホイールのフル操舵であるという基準は、例えば、現在の操向角が３７度以上である場合であると設定してもよく、またソフトウェアの設計者によって要求される性能に応じて任意の値に設定されてもよい。
トラクション制御部２０は、Ｓ１０５段階で現在の操向角がステアリングホイールのフル操舵ではないと判断した場合には、エンジン制御部３０に正常制御を命令する。エンジン制御部２０は、現在の運転条件に応じた出力トルクをエンジンが出力するように制御する（Ｓ１１１）。
【００２７】
しかし、トラクション制御部２０は、Ｓ１０５段階で現在の操向角がステアリングホイールのフル操舵と判断した場合には、車速検出部１３の出力する車速、エンジン回転数検出部１４の出力するエンジン回転数、加速ペダルの変位、ブレーキペダルの作動可否などを含む車両状態情報を検出する（Ｓ１０６）。
トラクション制御部２０は、車両状態情報を分析し、車両状態が変速機のストール発生条件を満たしているか否かを判断する（Ｓ１０７）。
【００２８】
車両状態が変速機のストール発生条件を満たしているか否かの判断基準は、例えば、ブレーキペダルの作動によって車速が減速されて時速２キロメートル未満となり、かつ加速ペダルの作動によってエンジン回転数が例えば毎分２０００回転を超える場合であると規定することができる。
前記の条件の中で、車速（時速２キロメートル）およびエンジン回転数（毎分２０００回転）は、ソフトウェアの設計者によって要求される性能に応じて任意に変更することができる。
【００２９】
Ｓ１０７段階で、トラクション制御部２０が、変速機のストール発生条件でないと判定した場合には、トラクション制御部２０は、エンジン制御部３０に正常制御を命令する。エンジン制御部２０は、エンジンが現在の運転条件に応じた出力トルクを出力するように制御する（Ｓ１１１）。
【００３０】
Ｓ１０７段階で、トラクション制御部２０が、車両状態が変速機のストール発生条件を満たしていると判断した場合には、トラクション制御部２０は、現在の車両状態がドライブシャフトに限界トルクが加えられている状態である判断する（Ｓ１０８）。
トラクション制御部２０は、ドライブシャフトに限界トルクが加えられることを防ぐために、エンジン制御部３０に出力トルクの低減を命令する（Ｓ１０９）。
【００３１】
エンジン制御部３０は、トラクション制御部２０の出力トルク低減命令に応じてエンジンの出力トルクを一定量低減制御し、ドライブシャフトに加えられるトルクを限界トルク未満に制御することによってドライブシャフトの破損を防ぐ（Ｓ１１０）。
【００３２】
本実施形態ではトラクション制御部がドライブシャフトを保護する機能を有するものを例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、ＭＤＰＳ（Ｍｏｔｏｒ  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）制御機あるいはＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）などの制御機が本発明の実施形態に係るドライブシャフトを保護する機能を実行してもよい。したがって、本発明の明細書および特許請求の範囲において、トラクション制御部は、ＭＤＰＳ制御機またはＥＳＣを含むものと解釈されなければならない。
【００３３】
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１０    車両状態検出部
１１    変速段検出部
１２    操向角検出部
１３    車速検出部
１４    エンジン回転数検出部
２０    トラクション制御部
３０    エンジン制御部
【図１】
2012117508.tif 000003
【図２】
2012117508.tif 000004