JP2011149508A - Control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、差動装置の異常を検出する車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device that detects an abnormality of a differential device.
内燃機関や回転電機などの駆動力発生装置を搭載した車両は、一般に、駆動力発生装置から出力された駆動力を左右の駆動輪に分配する差動装置を備えている。 A vehicle equipped with a driving force generation device such as an internal combustion engine or a rotating electric machine generally includes a differential device that distributes the driving force output from the driving force generation device to left and right driving wheels.
このような差動装置は、2つのデフピニオンギヤが取り付けられたデフケースと、2つのデフピニオンギヤの左右に噛み合わされ駆動輪に回転を伝達する左右のサイドギヤとを備えている。この差動装置は、車両の直進時にはデフピニオンギヤが公転のみを行い、この公転が左右のサイドギヤを等しく回転させ、左右の駆動輪の回転数が等しくなるようになっている。一方、車両の旋回時には、デフピニオンギヤが公転に加え自転も行うことにより、左右のサイドギヤの回転数を異ならしめ、左右の駆動輪の差動を許容するようになっている。 Such a differential device includes a differential case to which two differential pinion gears are attached, and left and right side gears that mesh with the left and right of the two differential pinion gears and transmit rotation to the drive wheels. In this differential device, when the vehicle goes straight, the differential pinion gear only performs revolution, and this revolution causes the left and right side gears to rotate equally, so that the rotational speeds of the left and right drive wheels become equal. On the other hand, when the vehicle turns, the differential pinion gear performs rotation in addition to revolution, so that the rotational speeds of the left and right side gears are made different to allow the differential of the left and right drive wheels.
また、左右の駆動輪のうちのいずれか一方が、凍結した低摩擦の路面に接地したり脱輪を起こすと、差動装置に入力された駆動力の大部分がこの駆動輪に伝達されることとなり、もう一方の駆動輪に伝達される駆動力が減少し、車両の前進が不可能となったり走行が不安定になるという問題が生じる。さらには、左右の駆動輪の差回転が増大すると、デフピニオンギヤやサイドギヤに過大な負荷がかかることとなる。 Further, when either one of the left and right drive wheels contacts the frozen low friction road surface or causes wheel removal, most of the driving force input to the differential gear is transmitted to the drive wheels. As a result, the driving force transmitted to the other driving wheel is reduced, causing a problem that the vehicle cannot move forward or the traveling becomes unstable. Furthermore, when the differential rotation of the left and right drive wheels increases, an excessive load is applied to the differential pinion gear and the side gear.
そこで、一般に、差動装置は左右の駆動輪の差動を制限するためのLSD(Limited Slip Differential Gear)を備えており、駆動力が左右の駆動輪のいずれか一方のみに伝達することを防止して、車両の走行安定性を高めるとともに、差動装置に過大な負荷がかかることを防止するようになっている。 Therefore, in general, the differential device is equipped with an LSD (Limited Slip Differential Gear) for limiting the differential between the left and right drive wheels to prevent the drive force from being transmitted to only one of the left and right drive wheels. Thus, the running stability of the vehicle is improved, and an excessive load is prevented from being applied to the differential device.
このような差動装置を備える車両において、設置された差動装置の仕様が通常と異なることを検出した場合には、運転者に対し警告を行う制御装置を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In a vehicle equipped with such a differential device, a vehicle equipped with a control device that warns the driver when it is detected that the specification of the installed differential device is different from the normal one is known ( For example, see Patent Document 1).
この特許文献1に記載された従来の制御装置は、駆動力発生装置としての内燃機関から出力された駆動力を前輪と後輪とに分配するセンターディファレンシャル装置と、センターディファレンシャル装置の前輪側出力軸から出力された駆動力を左右の前輪に分配する前輪側差動装置と、センターディファレンシャル装置の後輪側出力軸から出力された駆動力を左右の後輪に分配する後輪側差動装置とを備えた4輪駆動車に設置されており、センターディファレンシャル装置は、前輪および後輪へ駆動力を等分分配する4輪駆動モードと後輪のみへ分配する後輪駆動モードとの間で切り替え可能となっている。 The conventional control device described in Patent Document 1 includes a center differential device that distributes a driving force output from an internal combustion engine as a driving force generator to front wheels and a rear wheel, and a front wheel side output shaft of the center differential device. A front wheel side differential device that distributes the driving force output from the left and right front wheels, and a rear wheel side differential device that distributes the driving force output from the rear wheel side output shaft of the center differential device to the left and right rear wheels; The center differential device switches between a four-wheel drive mode that distributes the driving force equally to the front and rear wheels and a rear wheel drive mode that distributes only to the rear wheels. It is possible.
このような車両に搭載された特許文献1に記載の制御装置は、センターディファレンシャル装置が後輪駆動モードに移行したことを条件に、前輪と後輪の回転数を検出して前後車輪速比を算出するとともに、前輪側出力軸および後輪側出力軸に基づいて前後出力軸速度比を算出する。そして、制御装置は、算出した前後車輪速比と前後出力軸速度比とに基づいて前輪側差動装置および後輪側差動装置のいずれか一方に仕様が異なる差動装置が設置されているか否かを判定し、仕様が異なると判定した場合には、運転者に対し音声信号などで警告を行うようになっている。 The control device described in Patent Document 1 mounted on such a vehicle detects the rotational speeds of the front wheels and the rear wheels and determines the front-rear wheel speed ratio on the condition that the center differential device has shifted to the rear wheel drive mode. In addition to calculating, the front / rear output shaft speed ratio is calculated based on the front wheel side output shaft and the rear wheel side output shaft. Whether the control device has a differential device with different specifications on either the front wheel side differential device or the rear wheel side differential device based on the calculated front / rear wheel speed ratio and front / rear output shaft speed ratio If it is determined whether or not the specifications are different, a warning is given to the driver by an audio signal or the like.
しかしながら、上述のような特許文献1に記載の従来の制御装置にあっては、前輪側の差動装置および後輪側の差動装置のうちいずれか一方に仕様が異なる差動装置が設置されているか否かを検出するようになっているものの、差動装置に発生した故障を検出するようなものではなかった。 However, in the conventional control device described in Patent Document 1 as described above, a differential device having different specifications is installed on either the front wheel side differential device or the rear wheel side differential device. However, it is not intended to detect a failure that has occurred in the differential device.
そのため、差動装置を構成するサイドギヤやピニオンギヤに歯欠けが発生したとしても、制御装置は差動装置の故障を検出できず、運転者は差動装置の故障を知ることなく車両の走行を継続してしまっていた。結果として、歯欠けが発生したギヤの破損が進行し、完全な破壊に至り、車両が走行不能に陥る可能性があった。 For this reason, even if tooth missing occurs in the side gears and pinion gears that make up the differential gear, the control device cannot detect the failure of the differential gear, and the driver continues to drive the vehicle without knowing the malfunction of the differential gear. I was doing it. As a result, damage to the gears with missing teeth has progressed, resulting in complete destruction, and the vehicle may not be able to run.
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、差動装置の故障発生を早期に検出し、破損の進行を抑制することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can detect the occurrence of a failure in a differential device at an early stage and suppress the progress of breakage. To do.
本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、(1)駆動力発生装置と、前記駆動力発生装置から出力される駆動力を左右の駆動輪に分配するとともに前記左右の駆動輪の差動を許容する差動装置とを備えた車両に搭載される車両の制御装置であって、前記左右の駆動輪の回転数を検出する第1の車輪速センサと、前記駆動力が伝達されない左右の従動輪の回転数を測定する第2の車輪速センサと、前記第1の車輪速センサと前記第2の車輪速センサにより検出された前記駆動輪の回転数と前記従動輪の回転数との回転数差を算出する回転数差算出手段と、前記回転数差算出手段により算出された回転数差が周期的に規定値を超えている場合に前記差動装置が故障していると判定する故障判定手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the vehicle control device according to the present invention is (1) a driving force generator, and the driving force output from the driving force generator is distributed to the left and right driving wheels and the left and right driving wheels. And a first wheel speed sensor for detecting the rotational speed of the left and right drive wheels, and the drive force transmitted thereto. A second wheel speed sensor that measures the number of rotations of the left and right driven wheels that are not performed, the number of rotations of the driving wheel detected by the first wheel speed sensor and the second wheel speed sensor, and the rotation of the driven wheel A rotational speed difference calculating means for calculating a rotational speed difference with respect to the number; and the differential device is out of order when the rotational speed difference calculated by the rotational speed difference calculating means periodically exceeds a prescribed value. And a failure determination means for determining.
この構成により、駆動輪の回転数と従動輪の回転数とが周期的に乖離する原因となるギヤの歯欠けが差動装置において発生したことを検出できるので、差動装置が完全破損する前に差動装置の故障を検出し、故障の検出を運転者にアナウンスしたりエンジントルクの制限を実行することが可能となる。したがって、差動装置の故障発生を早期に検出し、破損の進行を抑制することができる。 With this configuration, it is possible to detect the occurrence of gear chipping in the differential device that causes the rotational speed of the drive wheel and the driven wheel to periodically deviate. Thus, it is possible to detect a failure of the differential device, announce the detection of the failure to the driver, and execute engine torque limitation. Therefore, it is possible to detect the occurrence of a failure of the differential device at an early stage and suppress the progress of breakage.
本発明によれば、差動装置に発生した故障を早期に検出し、破損の進行を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the failure which generate | occur | produced in the differential gear can be detected at an early stage, and progress of damage can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は前輪駆動車に適用された本発明による車両の制御装置を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vehicle control apparatus according to the present invention applied to a front wheel drive vehicle.
図1に示すように、車両1は、駆動力発生装置としてのエンジン10と、エンジン10の出力軸を構成するクランクシャフト11から入力した駆動力を増幅するトルクコンバータおよび入力回転を所望の変速比で変速して出力するトランスミッションを含む自動変速機12と、を備えている。エンジン10は、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関により構成されており、後述する電子制御装置32により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。なお、駆動力発生装置としては、エンジン10に限定されず、モータジェネレータや、モータジェネレータとエンジンとを組み合わせたハイブリッド機構などにより構成されていてもよい。
As shown in FIG. 1, a vehicle 1 includes an
自動変速機12の出力軸14の回転は、差動装置28を介して左右のドライブシャフト62FL及び62FRへ伝達され、これにより車両1の前輪を構成する左右の駆動輪29FL及び29FRが回転駆動される。
The rotation of the
左右の駆動輪29FL及び29FRは、操舵輪としての機能を有しており、運転者によるステアリングホイールの転舵に応じて操舵されるようになっている。また、車両1は、後輪を構成しエンジン10からの駆動力が伝達されない左右の従動輪29RL及び29RRを備えている。
The left and right drive wheels 29FL and 29FR have a function as steering wheels, and are steered according to steering of the steering wheel by the driver. The vehicle 1 also includes left and right driven wheels 29RL and 29RR that constitute rear wheels and to which driving force from the
なお、以下の説明においては、左右の駆動輪29FL、29FRを互いに区別する必要がない場合には、駆動輪29Fとして説明し、左右の従動輪29RL、29RRを互いに区別する必要がない場合には、従動輪29Rとして説明する。また、駆動輪と従動輪とを区別する必要がない場合には、車輪29として説明する。 In the following description, when it is not necessary to distinguish the left and right drive wheels 29FL, 29FR from each other, they will be described as drive wheels 29F, and when the left and right driven wheels 29RL, 29RR need not be distinguished from each other. This will be described as a driven wheel 29R. Further, when it is not necessary to distinguish between the driving wheel and the driven wheel, the wheel 29 will be described.
車両1は、左右の駆動輪29FL、29FRおよび左右の従動輪29RL、29RRの回転数をそれぞれ検出する車輪速センサ30FL、30FR、30RL、30RRを備えている。車輪速センサ30FL、30FR、30RL、30RRは、例えば、磁界の変化を測定する半導体式センサと、磁性粉が充填されたゴムにより形成され円周方向にN極およびS極が均等に配置されている磁気ロータと、によって構成されている。車輪29の回転とともに磁気ロータが回転すると、車輪速に応じた磁界の変化が発生し、半導体式センサは、この磁界の変化に応じて、車輪速を表す信号を電子制御装置32に送信するようになっている。なお、以下の説明においては、車輪速センサ30FL、30FR、30RL、30RRを互いに区別する必要がない場合には、車輪速センサ30として説明する。
The vehicle 1 includes wheel speed sensors 30FL, 30FR, 30RL, and 30RR that detect the rotational speeds of the left and right drive wheels 29FL and 29FR and the left and right driven wheels 29RL and 29RR, respectively. The wheel speed sensors 30FL, 30FR, 30RL, and 30RR are formed of, for example, a semiconductor sensor that measures a change in a magnetic field and rubber filled with magnetic powder, and N poles and S poles are evenly arranged in the circumferential direction. And a magnetic rotor. When the magnetic rotor rotates with the rotation of the wheel 29, a change in the magnetic field according to the wheel speed occurs, and the semiconductor sensor transmits a signal representing the wheel speed to the
また、車両1は、電子制御装置32を備えている。電子制御装置32は、運転者によるアクセルペダル34の操作やエンジン負荷等に応じてエンジン10の出力及び自動変速機12のギヤ段を制御すると共に、運転者によるブレーキペダル36の踏み込み操作に応じて油圧回路を制御し、これにより車両1の制駆動力を制御する。
Further, the vehicle 1 includes an
電子制御装置32は、エンジン10に対する制御を行うエンジンECU、自動変速機12に対する制御を行うトランスミッションECU、車輪29の制動力を制御するABS_ECUなど公知のECU(Electronic Control Unit)により構成されている。これらのECUは、図示しないCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)および入出力インターフェースを有している。電子制御装置32は、アクセルペダル34の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ35からアクセル開度を表す信号やブレーキペダル36の踏込み量を検出する公知のブレーキスイッチからの信号を入力したり、車速信号、イグニッション信号、シフトポジション信号などの各種信号を公知の方法により入力するようになっている。
The
エンジンECUは、クランクシャフト11の回転数や冷却水温などエンジン10の運転状態を検出する各種センサからの信号や、アクセル開度センサ35から入力される信号に基づいてエンジン10に供給される燃料の噴射量や点火時期を制御する。また、車両1はエンジン10に吸気を行うための吸気通路と、吸気通路に設置され吸入空気量を調節するための電子スロットル装置66とを備えており、エンジンECUは、アクセル開度センサ35から入力される信号に基づき電子スロットル装置66のスロットル弁の開度を制御し、吸入空気量を調節するようになっている。
The engine ECU determines the amount of fuel supplied to the
トランスミッションECUは、車速センサや電子スロットル装置66に設置されたスロットル開度センサなどから入力される信号に基づいて、トルクコンバータのロックアップクラッチを係合状態と非係合状態との間で切り替えたり、ROMに記憶されている変速マップに基づいてトランスミッションのギヤ段をシフトさせるようになっている。
The transmission ECU switches the torque converter lockup clutch between the engaged state and the disengaged state based on a signal input from a vehicle speed sensor, a throttle opening sensor installed in the
ABS_ECUは、後述するように、ABSユニット37を介して各車輪29の制動手段38を制御し、車両1を制御するようになっている。また、ABS_ECUは、各車輪速センサ30により検出される車輪速や、周知のセンサにより検出される車両前後方向および横方向の加速度、ヨーレート、操舵角などの各種パラメータに基づいて、ABS(Anti-lock Brake System)制御やTRC(Traction Control)制御、VSC(Vehicle Stability Control)制御を実行するようになっている。
The ABS_ECU controls the vehicle 1 by controlling the braking means 38 of each wheel 29 via the
ABS制御は、車輪速センサ30や図示しない加速度センサから入力される信号に基づき、急ブレーキ時や滑りやすい路面でブレーキをかけたときに起こる車輪29のロックを抑制するようになっている。 The ABS control is designed to suppress the lock of the wheels 29 that occurs when braking suddenly or on a slippery road surface based on signals input from the wheel speed sensor 30 or an acceleration sensor (not shown).
VSC制御は、車両1の旋回時において、各車輪速センサ30や、操舵角センサおよびヨーレートセンサから入力される信号に基づき、運転者による急激なハンドル操作や滑りやすい路面における各車輪29の横滑りを検知して、各車輪29に加える制動力およびエンジン10の出力を制御し、車両1のスピンやコースアウトなどを抑制するようになっている。また、TRC制御は、車輪速センサ30などABS制御で使用されるセンサから入力される信号を利用して、車両1の発進時や加速時に駆動輪29Fの空転を抑制するための制御である。
The VSC control is based on signals input from the wheel speed sensors 30, the steering angle sensor, and the yaw rate sensor when the vehicle 1 is turning. The braking force applied to each wheel 29 and the output of the
これらのECUは、CAN(Controller Area Network)通信により必要な信号を互いに送受するようになっている。なお、電子制御装置32は、上記のECUの組み合わせに限定されず、1以上のECUにより構成されていればよい。
These ECUs are configured to send and receive necessary signals to each other by CAN (Controller Area Network) communication. The
なお、電子制御装置32は、後述するように、本発明に係る車両の制御装置、回転数差算出手段および故障検出手段を構成する。
As will be described later, the
また、車両1は、ABSユニット37を備えている。ABSユニット37は、車両1の速度が規定速度よりも高いときにブレーキペダル36が規定量以上踏み込まれると、いわゆるポンピングブレーキ操作を自動的に行うための装置である。このABSユニット37は、種々の公知のシステムにより構成されている。
Further, the vehicle 1 includes an
車両1は、さらに、音声信号を再生するスピーカ68と、車両1の走行状態や故障の発生を表示する表示装置67とを備えている。表示装置67は、例えば運転席の近傍に設置され速度メータや複数の警告灯を有するインストルメントパネルにより構成されている。スピーカ68および表示装置67は、電子制御装置32と接続されており、電子制御装置32は、各センサから入力した信号に基づいて、予めROMに記憶されている音声信号をスピーカ68に送信したり、表示装置67に対し警告灯を表示させるための信号を送信するようになっている。
The vehicle 1 further includes a
車両1は、さらに、各車輪29に設置された制動手段38と、各制動手段38に対してブレーキ液圧の供給を行う液圧配管39と、を備えている。ABSユニット37は、各液圧配管39のブレーキ液圧を個別に調節するようになっている。
The vehicle 1 further includes a
ABSユニット37は、運転者によるブレーキペダル36の踏み込み操作に応じて駆動されるブレーキマスタシリンダ41と、ブレーキペダル36の踏み込みによって生じる圧力を増圧し、ブレーキマスタシリンダ41に入力するブレーキブースタを備えている。
The
制動手段38は、ディスクロータと、これら各ディスクロータを夫々に押圧して機械的な制動力を発生させるブレーキパッドやピストンが配備されたキャリパと、を備えたものであり、各液圧配管39から供給されたブレーキ液圧によってピストンが作動して、そのブレーキ液圧の大きさに応じた制動力を発生させるようになっている。 The braking means 38 includes a disk rotor and a caliper provided with a brake pad and a piston that press each of the disk rotors to generate a mechanical braking force. The piston is actuated by the brake fluid pressure supplied from, and a braking force corresponding to the magnitude of the brake fluid pressure is generated.
また、ABSユニット37は、電子制御装置32のABS_ECUによって駆動制御されるようになっている。例えば、ABSユニット37は、各車輪29の増圧弁や減圧弁等の制御弁を備えており、ABS_ECUは、この制御弁を開閉させることによって、ブレーキマスタシリンダ41のブレーキ液圧を各液圧配管39に供給したり、そのブレーキ液圧を増減して各液圧配管39に供給したりするようになっている。したがって、ABS_ECUは、ABSユニット37を駆動制御することによって、運転者のブレーキ操作量、すなわちブレーキペダル36の操作量に応じた制動力を車両1に働かせたり、ABSユニット37によって増圧又は減圧されたブレーキ液圧による制動力を車両1に働かせるようになっている。
The
図2は、本発明の実施の形態に係る差動装置28を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the
差動装置28は、軸受56、57により回転自在に支持された中空のデフケース55を有し、このデフケース55の外周にはファイナルドライブピニオン54と噛み合うファイナルリングギヤ58が設けられている。これらのファイナルドライブピニオン54およびファイナルリングギヤ58は、ファイナルギヤ対65を構成している。
The
また、デフケース55の内部には2つのピニオンギヤ60が取り付けられたピニオンシャフト59が配置されている。このピニオンギヤ60には2つのサイドギヤ61、69が噛み合わされている。サイドギヤ61、69は、左右のドライブシャフト62FL、62FRを介して左右の駆動輪29FL、29FRにそれぞれ連結されている。
A
車両1が直進走行をしており、駆動輪29FLと駆動輪29FRとの回転数が等しい場合には、左右のドライブシャフト62FL、62FRは等しい回転数で回転するため、サイドギヤ61、69も互いに同じ回転数で回転する。したがって、差動装置28において、ファイナルギヤ対65の出力回転数と、ドライブシャフト62FL、62FRの回転数とは等しくなる。
When the vehicle 1 is traveling straight and the drive wheels 29FL and 29FR have the same rotation speed, the left and right drive shafts 62FL and 62FR rotate at the same rotation speed, so the side gears 61 and 69 are the same as each other. Rotates at the number of revolutions. Therefore, in the
これに対し、車両1が左に旋回している場合には、駆動輪29FRの回転数は駆動輪29FLの回転数よりも増加する。この場合、ピニオンギヤ60が回転することにより、ドライブシャフト62FL、62FRの回転数に差、すなわち差回転が生じることが許容される。
On the other hand, when the vehicle 1 is turning to the left, the rotational speed of the drive wheel 29FR increases more than the rotational speed of the drive wheel 29FL. In this case, the rotation of the
以下、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の特徴的な構成について、図1および図2を参照して説明する。 Hereinafter, a characteristic configuration of a vehicle control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
車両1の制御装置を構成する電子制御装置32は、左右の駆動輪29FL、29FRおよび左右の従動輪29RL、29RRの回転数を車輪速センサ30FL、30FR、30RL、30RRからそれぞれ取得すると、左側の駆動輪29FLと左側の従動輪29RLとの回転数差および右側の駆動輪29FRと右側の従動輪29RRとの回転数差を算出し、算出した回転数差と測定時刻とを対応付けたデータとしてRAMに記憶するようになっている。したがって、本実施の形態に係る電子制御装置32は、本発明に係る回転数差算出手段を構成する。
When the
ここで、所定時間とは、差動装置28の故障を判定するのに十分なデータが蓄積される時間であり、例えば数秒などに設定されている。また、測定時刻とは、各データの相対的な時間差がわかるものであればよい。
Here, the predetermined time is a time during which sufficient data is stored to determine whether or not the
なお、電子制御装置32は、左側の駆動輪29FLと左側の従動輪29RLとの回転数差および右側の駆動輪29FRと右側の従動輪29RRとの回転数差をそれぞれ算出する代わりに、左右の駆動輪29FL、29FRの回転数の平均値および左右の従動輪29RL、29RRの回転数の平均値をそれぞれ算出し、これらの平均値の回転数差を算出するようにしてもよい。また、左右の駆動輪29Fおよび従動輪29Rのうち、左側あるいは右側のみの回転数を比較するようにしてもよい。
Instead of calculating the rotational speed difference between the left driving wheel 29FL and the left driven wheel 29RL and the rotational speed difference between the right driving wheel 29FR and the right driven wheel 29RR, the
また、電子制御装置32は、RAMに記憶された回転数差が規定値を超えている時間間隔を算出し、この時間間隔が周期性を有しているか否かを判定する。
Further, the
図3(a)は、ピニオンギヤ60やサイドギヤ61、69における歯欠けなど、差動装置28に故障が発生した場合における車輪29の回転数の変化を示すグラフであり、実線は駆動輪29Fの回転数を、破線は従動輪29Rの回転数をそれぞれ表している。また、図3(b)は、図3(a)の領域70の近傍を拡大したグラフである。
FIG. 3A is a graph showing a change in the rotational speed of the wheel 29 when a failure occurs in the
図3(a)に示すように、長時間にわたる高差動状態の継続や旋回の過度な使用に起因して、ピニオンギヤ60やサイドギヤ61、69における歯欠けなど差動装置28に故障が発生している場合には、駆動輪29Fの回転数が従動輪29Rの回転数と周期的に乖離する。
As shown in FIG. 3A, the
そこで、電子制御装置32は、駆動輪29Fと従動輪29Rとの回転数差が周期的に規定値を超えている場合、すなわち駆動輪29Fの回転数の振れ量が周期的に規定値を超えている場合には、差動装置28に故障が発生していると判定するようになっている。この場合、電子制御装置32は、例えば、差動装置28が故障した際に通常発生する回転数差の周期性よりも十分短い時間ごとに回転数差の平均値をとり、この平均値と規定値とを比較するようにする。また、電子制御装置32は、駆動輪29Fの振れ量が予め設定されてる時間間隔の範囲内で規定値を超えている場合に、駆動輪29Fの振れ量が周期性を有していると判断するようにする。
Therefore, the
ここで、規定値としては、車輪速センサ30の測定誤差により通常生じ得る回転数差より大きい値であり、かつ、差動装置28が故障した場合に通常発生する回転数差の最大値よりも小さい値に設定されると、故障の誤検出を防止できるとともに故障の検出精度を高めることができるので好適である。
Here, the specified value is a value that is larger than a rotational speed difference that can normally occur due to a measurement error of the wheel speed sensor 30, and is larger than a maximum value of the rotational speed difference that normally occurs when the
一方、図4(a)に示すように、差動装置28に故障が発生していない場合には、駆動輪29Fの回転数と従動輪29Rの回転数とがほぼ一致する。
On the other hand, as shown in FIG. 4 (a), when there is no failure in the
また、車輪29のいずれかが小石などの障害物の上を走行した場合には、図4(b)に示すように、駆動輪29Fと従動輪29Rとの回転数差が一時的に規定値を超える可能性が生じるものの、この回転数差の発生は周期性を有していない。 When any of the wheels 29 travels on an obstacle such as a pebble, as shown in FIG. 4B, the rotational speed difference between the driving wheel 29F and the driven wheel 29R is temporarily set to a predetermined value. The occurrence of this rotational speed difference does not have periodicity.
したがって、本実施の形態に係る電子制御装置32は、回転数差算出手段により算出された回転数差が周期的に規定値を超えている場合に差動装置が故障していると判定する故障判定手段を構成する。
Therefore, the
また、電子制御装置32は、差動装置28に故障が発生していると判定した場合には、運転者に対する警告を表す信号を生成する。具体的には、電子制御装置32は、スピーカ68に故障発生を表す音声信号を再生させるとともに、警告灯などの表示装置67に故障の発生を表す警告を表示させるようにする。また、車両1がナビゲーションシステムを備えている場合には、ナビゲーションシステムを構成するディスプレイに警告を表示させるようにしてもよい。
Further, when it is determined that a failure has occurred in the
また、電子制御装置32は、差動装置28に故障が発生していると判定した場合には、トルク制限および変速制限を実行する。
Further, when it is determined that the
具体的には、電子制御装置32は、差動装置28が故障している場合には、エンジン10に吸入される空気量の制限やフューエルカットを実行することにより、エンジン10の機関回転数が所定値以下となるよう制御するようになっている。また、自動変速機12におけるギヤ段を固定し、差動装置28内部における損傷の進行を防止するようになっている。なお、電子制御装置32は、ギヤ段を固定する代わりに、所定のギヤ段内におけるシフトを許容するようにしてもよい。
Specifically, when the
図4は、本発明の実施の形態に係る故障判定処理を説明するためのフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart for explaining failure determination processing according to the embodiment of the present invention.
なお、以下の処理は、電子制御装置32を構成するCPUによって所定の時間間隔で実行されるとともに、CPUによって処理可能なプログラムを実現する。
The following processing is executed at predetermined time intervals by the CPU constituting the
まず、電子制御装置32は、車輪速センサ30から各車輪29の回転数を表す信号を取得する(ステップS11)。
First, the
次に、電子制御装置32は、駆動輪29Fと従動輪29Rの回転数差から駆動輪回転数の振れ量を算出する(ステップS12)。具体的には、電子制御装置32は、車輪速センサ30から取得した各車輪29の回転数に基づいて、駆動輪29Fと従動輪29Rとの回転数差を算出し、駆動輪回転数の振れ量として、所定時間分のデータをRAMに記憶する。このとき、電子制御装置32は、車両1の左右の駆動輪29Fと従動輪29Rとの回転数差をそれぞれ算出してもよく、左右の駆動輪29Fの平均値と左右の従動輪29Rの平均値との回転数差を算出してもよい。
Next, the
次に、電子制御装置32は、ステップS12において算出した駆動輪回転数の振れ量が規定値より大きいか否かを判定する(ステップS13)。具体的には、電子制御装置32は、RAMに記憶されているデータのうち、いずれかの時刻において駆動輪回転数の振れ量が規定値を超えているか否かを判定する。電子制御装置32は、駆動輪回転数の振れ量がいずれの時刻においても規定値を超えていないと判定した場合には(ステップS13でNO)、RETURNに移行する。一方、電子制御装置32は、駆動輪回転数の振れ量がいずれかの時刻において規定値を超えていると判定した場合には(ステップS13でYES)、規定値を超えているデータに対応する時刻をRAMに記憶する。
Next, the
次に、電子制御装置32は、RAMに記憶されているデータのうち規定値を超えている時刻が周期性を有しているか否か、すなわち回転数差が周期性を有しているか否かを判定する(ステップS14)。具体的には、電子制御装置32は、RAMに記憶されているデータにおいて規定値を超えている時刻同士の差分、すなわち回転数差が規定値を超えている時間間隔を算出し、この時間間隔が予め定められた値の範囲内に含まれている場合には、駆動輪回転数の振れ量が周期性を有すると判定し(ステップS14でYES)、差動装置28に歯欠けなどの故障が発生していると判断する(ステップS15)。一方、電子制御装置32は、回転数差が規定値を超えている時間間隔が予め定められた値の範囲内に含まれていない場合には、回転数差が周期性を有していないと判定し(ステップS14でNO)、RETURNに移行する。
Next, the
次に、電子制御装置32は、ステップS16において、表示装置67における警告表示およびスピーカ68による音声信号の再生など、運転者に対し差動装置28が故障している旨のアナウンスを実行する。
Next, in step S16, the
次に、電子制御装置32は、エンジントルクの制限およびギヤ段の固定を実行する(ステップS17)。電子制御装置32は、上述したように、エンジントルクの制限として電子スロットル装置66を構成するスロットル弁の開度を制限する制御あるいはフューエルカットを実行する。また、自動変速機12に対し、ギヤ段の固定あるいは特定ギヤ段間のみのシフトの許可などギヤ段の制限を実行する。
Next, the
以上のように、本発明の実施の形態に係る制御装置は、駆動輪29Fの回転数と従動輪29Rの回転数とが周期的に乖離する原因となるギヤの歯欠けが差動装置28において発生したことを検出できるので、差動装置28が完全破損する前に差動装置28の故障を検出し、故障の検出を運転者にアナウンスしたりエンジントルクの制限を実行することが可能となる。したがって、差動装置28の故障発生を早期に検出し、破損の進行を抑制することができる。
As described above, in the control apparatus according to the embodiment of the present invention, gear differentials that cause the rotational speed of the drive wheel 29F and the rotational speed of the driven wheel 29R to periodically deviate are caused in the
なお、以上の説明においては、制御装置が前輪駆動の車両1に搭載される場合について説明したが、これに限定されず、制御装置が4輪駆動や後輪駆動などの車両に搭載されるようにしてもよい。制御装置が4輪駆動の車両に搭載される場合には、車両が前輪のみあるいは後輪のみに駆動力を伝達可能とするセンターディファレンシャル装置を備えるようにし、電子制御装置32は、前輪のみあるいは後輪のみに駆動力が伝達されている状態において上述した故障判定処理を実行するようにする。 In the above description, the case where the control device is mounted on the front-wheel drive vehicle 1 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the control device is mounted on a vehicle such as four-wheel drive or rear-wheel drive. It may be. When the control device is mounted on a four-wheel drive vehicle, the vehicle is provided with a center differential device that can transmit the driving force only to the front wheels or only to the rear wheels. The failure determination process described above is executed in a state where the driving force is transmitted only to the wheels.
また、車両1が自動変速機12を備える場合について説明したが、これに限定されず、車両1が手動変速機を備えるようにしてもよい。
Moreover, although the case where the vehicle 1 was equipped with the
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、差動装置に発生した故障を早期に検出し、破損の進行を抑制することができるという効果を奏するものであり、差動装置の異常を検出する車両の制御装置に有用である。 As described above, the control device for a vehicle according to the present invention has an effect that it is possible to detect a failure occurring in the differential device at an early stage and to suppress the progress of breakage. It is useful for a vehicle control device that detects
1 車両
10 エンジン
11 クランクシャフト
12 自動変速機
14 出力軸
28 差動装置
29 車輪
29FL、29FR、29F 駆動輪
29RL、29RR、29R 従動輪
30、30FL、30FR、30RL、30RR 車輪速センサ
32 電子制御装置
34 アクセルペダル
35 アクセル開度センサ
36 ブレーキペダル
37 ABSユニット
38 制動手段
39 液圧配管
41 ブレーキマスタシリンダ
54 ファイナルドライブピニオン
55 デフケース
56、57 軸受
58 ファイナルリングギヤ
59 ピニオンシャフト
60 ピニオンギヤ
61、69 サイドギヤ
62FL、62FR ドライブシャフト
65 ファイナルギヤ対
66 電子スロットル装置
67 表示装置
68 スピーカ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記左右の駆動輪の回転数を検出する第1の車輪速センサと、
前記駆動力が伝達されない左右の従動輪の回転数を測定する第2の車輪速センサと、
前記第1の車輪速センサと前記第2の車輪速センサにより検出された前記駆動輪の回転数と前記従動輪の回転数との回転数差を算出する回転数差算出手段と、
前記回転数差算出手段により算出された回転数差が周期的に規定値を超えている場合に前記差動装置が故障していると判定する故障判定手段と、を備えたことを特徴とする車両の制御装置。 A vehicle mounted on a vehicle including a driving force generation device and a differential device that distributes the driving force output from the driving force generation device to left and right driving wheels and allows differential of the left and right driving wheels A control device of
A first wheel speed sensor for detecting the number of rotations of the left and right drive wheels;
A second wheel speed sensor for measuring the number of rotations of the left and right driven wheels to which the driving force is not transmitted;
A rotation speed difference calculating means for calculating a rotation speed difference between the rotation speed of the driving wheel and the rotation speed of the driven wheel detected by the first wheel speed sensor and the second wheel speed sensor;
Failure determination means for determining that the differential device has failed when the rotation speed difference calculated by the rotation speed difference calculation means periodically exceeds a specified value. Vehicle control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010011984A JP2011149508A (en) | 2010-01-22 | 2010-01-22 | Control device for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018048665A (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-29 | Ntn株式会社 | Abnormality detection device and abnormality detection method for right-left wheel drive device |
KR101918739B1 (en) * | 2017-06-27 | 2018-11-14 | 현대위아(주) | Fail diagnosing method and system of differential assembly for vehicle |
JP7463580B1 (en) | 2023-02-15 | 2024-04-08 | 本田技研工業株式会社 | Vehicle control device |
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2010
- 2010-01-22 JP JP2010011984A patent/JP2011149508A/en active Pending
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