JP2004019632A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】等速ジョイントの小型化に寄与することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置は車速Ｖと車速判定閾値Ｖｓとの大小を比較する（Ｓ１０１）。車速Ｖが車速判定閾値Ｖｓよりも小さいと判断した場合、制御装置はＳ１０２へ処理を移行し、操舵角τと操舵角判定閾値τｓとの大小を比較する。操舵角τが操舵角判定閾値τｓよりも大きいと判断した場合、制御装置はジョイント角が大角度領域（例えば４０度を超える領域）の角度であるとしてＳ１０３へ処理を移行する。そして、制御装置はエンジントルクが予め設定した大角度領域時の設定エンジントルク（所定値）を超えないようにスロットルアクチュエータを駆動制御する。大角度時の駆動軸への入力トルクを制限することにより、等速ジョイントを全体的に小型化することができる。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、等速ジョイントを備えた車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば前輪駆動車や四輪駆動車等の車両において、エンジンの駆動力（トルク）を車輪に伝えるドライブシャフトと車輪との連結部には、等速ジョイントが使用されている。これにより、駆動軸と従動軸とが所定の交差角（ジョイント角）を採った状態で回転しても回転力を滑らかに且つ等速で伝達可能としている。
【０００３】
即ち、図１１に示すように、等速ジョイント１５１は駆動軸１５２がスプライン結合されたインナレース１５３及び従動軸１５４が連結されたアウタレース１５５を備えており、インナレース１５３はアウタレース１５５の内部に収容されている。インナレース１５３の球面状の外面には複数のボール溝１５３ａが、またアウタレース１５５の球面状の内面には複数のボール溝１５５ａがそれぞれ円周方向において等間隔に形成されている。
【０００４】
インナレース１５３のボール溝１５３ａとアウタレース１５５のボール溝１５５ａとの間には、ケージ１５６の複数のボール保持窓１５６ａによりそれぞれ円周方向の間隔が一定に保持された複数のトルク伝達ボール１５７が配置されている。各トルク伝達ボール１５７がそれぞれ各ボール溝１５３ａ，１５５ａに沿って転動することにより、アウタレース１５５の回転軸に対してインナレース１５３の回転軸を揺動可能となっている。
【０００５】
一方、インナレース１５３の外周面及びアウタレース１５５の内周面における両ボール溝１５３ａ，１５５ａの側壁によりトルク伝達ボール１５７の円周方向への移動が規制される。これにより、インナレース１５３とアウタレース１５５との相対回転が規制される。従って、駆動軸１５２と従動軸１５４との交差角（ジョイント角θ）の変化が許容されながらインナレース１５３及びアウタレース１５５はそれぞれ等速で回転する。図１１は最大ジョイント角θｍａｘ近傍の状態を示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の等速ジョイントには次のような問題があった。通常、ステアリングを大きく切った状態（例えば車庫入れ、切り返し、狭い道幅での右左折など）でドライブシャフト（即ち駆動軸１５２）に大きなトルクを入力する状態が実際にはほとんどありえないが、万一に備えてこの状態におけるジョイント強度をある程度確保する必要があった。ステアリングを大きく切った状態であっても運転者がアクセルペダルを大きく踏み込めば、大きなトルクが出力可能とされているからである。
【０００７】
具体的には、ジョイント角θが常用角度域（例えば０≦θ≦１０度）にある状態においては破損のおそれがない部位、例えばアウタレース１５５、ケージ１５６及びインナレース１５３の中央部付近の肉厚をそれぞれ確保すると共に、ボール溝１５３ａの深さを確保する必要がある。
【０００８】
さらに、ステアリングが大きく切られてジョイント角θが大角度領域（例えばθ＞４０度）の角度になったときには、アウタレース１５５の開口部付近に応力集中が発生する。特に、アウタレース１５５の開口部付近外周にはブーツ（　図示略）　を固定するための凹溝が形成されており（図１２におけるａ部）肉厚が薄い。このため、ジョイント角θが大角度領域にある状態で駆動軸１５２に大トルクが入力されるとアウタレース１５５におけるａ部が破損（湾曲など）するおそれがあった。これを防止するため、アウタレース１５５の開口部付近の肉厚を確保する必要があった。
【０００９】
また、ジョイント角が大きくされるほど且つ駆動軸１５２への入力トルクが大きくなるほど、ケージ１５６のボール保持窓１５６ａの周縁部（例えば図１３におけるｂ１部，ｂ２部，ｂ３部）に作用する捩れ，曲げ，引っ張り等の力が大きくなる。そして、ケージ１５６の肉厚が十分でない場合、ケージ１５６のｂ１部，ｂ２部，ｂ３部がそれぞれ破損（湾曲など）するおそれがあった。これを防止するため、ケージ１５６の肉厚を全体的に確保する必要があった。
【００１０】
また、インナレース１５３において、ボール溝１５３ａ底部の肉厚は外方へ向かうほど薄くされている。そして、ジョイント角が大きくされるほどトルク伝達ボール１５７はボール溝１５３ａの外方へ移動し、ジョイント角θが大角度領域の角度になったときにはインナレース１５３の開口部付近（例えば図１４におけるｃ部）に応力集中が発生する。この状態で駆動軸１５２に大トルクが入力されるとインナレース１５３におけるｃ部が破損（湾曲など）するおそれがあった。これを防止するため、インナレース１５３の開口部付近の肉厚を確保する必要があった。
【００１１】
さらに、ボール溝１５３ａの深さが十分確保されていない場合、次のような問題があった。即ち、ジョイント角θが大角度領域の角度（例えば図１１に示す最大ジョイント角θｍａｘ）になった状態で駆動軸１５２に大トルクが入力されると、ボール溝１５３ａとトルク伝達ボール１５７との楕円状の接触面（接触楕円Ｓ）が当該ボール溝１５３ａのエッジからはみ出すおそれがあった（図１４参照）。
【００１２】
このため、ボール溝１５３ａのエッジには過度の負荷がかかり、ボール溝１５３ａのエッジに欠け等が発生するおそれがあった。これを防止するため、ボール溝１５３ａの深さを確保する必要があった。ちなみに、小角度時及びジョイント角０時の接触楕円はそれぞれＳａ及びＳ０で示すようになり、ボール溝１５３ａからはみでるおそれはない。
【００１３】
以上のように、ジョイント角θが大角度域にある場合に大きなトルクが入力されたときのみに破損のおそれがある部位の肉厚及びボール溝１５３ａの深さをそれぞれ大トルクに耐え得る程度に確保する必要があった。従って、等速ジョイント１５１全体の小型化には限界があった。
【００１４】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、等速ジョイントの小型化に寄与することができる車両の制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、動力源の駆動力をドライブシャフト及び当該ドライブシャフトに連結された等速ジョイントを介して駆動輪に伝達するようにした車両の制御装置において、等速ジョイントの交差角が予め設定した大角度領域に含まれているか否かを判断する交差角判断手段を備え、この交差角判断手段により交差角が大角度領域に含まれていると判断されたとき、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように当該駆動力を可変制御するようにしたことを要旨とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制御装置において、前記交差角判断手段は、操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、等速ジョイントの交差角が前記大角度領域に含まれていると判断し、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように当該駆動力を可変制御するようにしたことを要旨とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両の制御装置において、前記操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、動力源により発生される駆動力を制御することにより、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないようにしたことを要旨とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記動力源は内燃機関及びモータのうち少なくとも一方を備えていることを要旨とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記動力源は内燃機関を備えており、また、前記車両は当該内燃機関への吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段を備えており、前記操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、前記吸入空気量調節手段の吸入空気量を制御することにより、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないようにしたことを要旨とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記動力源は内燃機関を備えており、また、前記車両は当該内燃機関へ燃料を供給する燃料供給装置を備えており、前記操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、燃料供給装置の燃料供給量を制御することにより、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないようにしたことを要旨とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の車両の制御装置において、前記操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、動力源とドライブシャフトとの間に設けられた駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御することにより、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないようにしたことを要旨とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の車両の制御装置において、前記駆動力伝達装置は変速機を含み、前記操舵角検出手段により検出された操舵角により規定される条件が成立しているか否かの判断に先立ち、変速機のギヤ段により規定される条件が成立しているか否かの判断を行うようにし、前記ギヤ段により規定される条件はギヤ段が低速位置であるときに成立するようにしたことを要旨とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項２〜請求項８のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記操舵角検出手段により検出された操舵角により規定される条件が成立しているか否かの判断に先立ち、車速検出手段により検出された車速により規定される条件が成立しているか否かの判断を行うようにし、前記車速により規定される条件は車速検出手段により検出された車速が予め設定された車速判定閾値を下回ったときに成立するようにしたことを要旨とする。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記等速ジョイントは、駆動軸に連結されたインナレースと、従動軸に連結されたアウタレースと、アウタレースの内球面に回転軸方向に延設された複数のボール溝とインナレースの内球面に回転軸方向に延設された複数のボール溝との間にそれぞれ介在された複数のトルク伝達ボールとを備えると共に前記従動軸は駆動軸に対して交差するように揺動可能とされており、前記所定値は、駆動軸と従動軸との交差角が、予め設定された大角度域にあるときの等速ジョイントの強度に基づいて設定するようにしたことを要旨とする。
【００２５】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、動力源の駆動力はドライブシャフト及び当該ドライブシャフトに連結された等速ジョイントを介して駆動輪に伝達される。そして、等速ジョイントの交差角が予め設定した大角度領域に含まれていると判断されたとき、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように当該駆動力が可変制御される。即ち、等速ジョイントの交差角により規定される条件が成立したとき、所定値を超える駆動力がドライブシャフトを介して等速ジョイントに入力されることはない。
【００２６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の車両の制御装置の作用に加えて、操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように当該駆動力が可変制御される。即ち、前記操舵角により規定される条件が成立したとき、所定値を超える駆動力がドライブシャフトを介して等速ジョイントに入力されることはない。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の車両の制御装置の作用に加えて、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように動力源により発生される駆動力が制御される。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置の作用に加えて、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように内燃機関及びモータのうち少なくとも一方により発生される駆動力が制御される。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４に記載の車両の制御装置の作用に加えて、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように内燃機関への吸入空気量が制御される。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置の作用に加えて、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように内燃機関への燃料供給量が制御される。
【００３１】
請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の車両の制御装置の作用に加えて、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように動力源とドライブシャフトとの間に設けられた駆動力伝達装置の駆動力伝達割合が可変制御される。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の車両の制御装置の作用に加えて、操舵角検出手段により検出された操舵角により規定される条件が成立しているか否かの判断に先立ち、変速機のギヤ段により規定される条件が成立しているか否かの判断が行われる。変速機のギヤ段が低速位置であるときにギヤ段により規定される条件は成立し、この後、操舵角により規定される条件が成立しているか否かの判断が行われる。
【００３３】
請求項９に記載の発明は、請求項２〜請求項８のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置の作用に加えて、操舵角検出手段により検出された操舵角により規定される条件が成立しているか否かの判断に先立ち、車速検出手段により検出された車速により規定される条件が成立しているか否かの判断が行われる。車速検出手段により検出された車速が予め設定された車速判定閾値を下回ったときに前記車速により規定される条件は成立し、操舵角により規定される条件が成立しているか否かの判断が行われる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置の作用に加えて、前記所定値は、駆動軸と従動軸との交差角が、予め設定された大角度域にあるときの等速ジョイントの強度に基づいて設定される。このため、等速ジョイントが耐えられないようなトルクが入力されることはない。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を内燃機関を動力源とする前輪駆動車の制御装置に具体化した第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００３６】
図１に示すように、自動車等の車両１１は、エンジン１２及びオートマチックトランスミッション（以下、「ＡＴ１３」という。）を備えている。このＡＴ１３はトルクコンバータ１４ａ及び自動変速機１４ｂを備えており、自動変速機１４ｂにはフロントデフ１５を介して一対のフロントアクスル（ドライブシャフト）１６，１６の一端が連結されている。両フロントアクスル１６，１６の他端にはそれぞれ後述する等速ジョイント３１を介して前輪（車輪）１７，　１７が連結されている。エンジン１２の駆動力（トルク）はトルクコンバータ１４ａ、自動変速機１４ｂ、フロントデフ１５及び両フロントアクスル１６，　１６を介してそれぞれ両前輪１７，　１７に伝達される。
【００３７】
エンジン１２は例えば筒内噴射式４気筒ガソリンエンジンである。このエンジン１２は各気筒＃１〜＃４の燃焼室内にそれぞれ燃料を直接噴射するインジェクタ１８及び各インジェクタ１８により噴射された燃料に点火する点火プラグ（　図示略）　を備えている。また、エンジン１２には各気筒＃１〜＃４の燃焼室内に連通するように吸気通路１９が接続されており、この吸気通路１９の途中にはスロットルバルブ２０が設けられている。アクセルペダル２１の踏込量に応じてスロットルアクチュエータ２０ａ（スロットルモータ）が開閉駆動されることにより、スロットルバルブ２０の開度（スロットル開度）は調節される。このスロットル開度に基づいて吸気通路１９を通って各気筒＃１〜＃４の燃焼室内に供給される吸入空気量が調節される。
【００３８】
トルクコンバータ１４ａはエンジン１２の駆動力（エンジントルク）を自動変速機１４ｂへ所定のトルク比（入力トルクと出力トルクとの比）で伝達する一種の流体継手である。トルクコンバータ１４ａのトルク比、即ちエンジントルクの伝達割合はコントロールバルブ１４ｃによる油圧制御によって適宜変更可能とされている。
【００３９】
自動変速機１４ｂにはシフトケーブル２２を介してシフト機構２３が接続されている。シフトレバーの操作又はスロットル開度や車速等の走行情報に基づいて自動変速機１４ｂ内の変速ギアの噛み合わせが変更される。変速時には例えば油圧回路で構成されたクラッチアクチュエータ（　図示略）　の駆動により自動変速機１４ｂに組み込まれたクラッチ機構（　図示略）　の断続が自動的に行われる。
【００４０】
（等速ジョイント）
次に、等速ジョイントの構成を説明する。
図２に示すように、等速ジョイント３１は駆動軸３２の端部にスプライン結合されたインナレース３３と、従動軸３４に連結されたアウタレース３５とを備えている。駆動軸３２はフロントアクスル１６に連結されており、従動軸３４は前輪１７に連結されている。また、等速ジョイント３１はインナレース３３とアウタレース３５との間に介在されて、それらの間でのトルク伝達を行う複数のトルク伝達ボール３６と、各トルク伝達ボール３６を保持するケージ３７を備えている。
【００４１】
インナレース３３の球面状の外周面（外球面）には複数のボール溝３３ａが回転軸Ｌ１の周方向に等間隔に形成されている。また、アウタレース３５の球面状の内周面（内球面）にも複数のボール溝３５ａが回転軸Ｌ２の周方向に等間隔に形成されている。各ボール溝３３ａと各ボール溝３５ａとは互いに対応しており、各ボール溝３３ａと各ボール溝３５ａとの間にはそれぞれトルク伝達ボール３６が収容されている。
【００４２】
インナレース３３の外周面とアウタレース３５の外周面との間には円環状のケージ３７が配置されており、当該ケージ３７の周壁にはトルク伝達ボール３６と同数のボール保持窓３７ａが周方向に等間隔に形成されている。各トルク伝達ボール３６はそれぞれボール保持窓３７ａ内に配置されることにより、インナレース３３の周方向の間隔が一定に保持されている。
【００４３】
等速ジョイント３１において、駆動軸３２が回動駆動されるとそのトルクはインナレース３３、トルク伝達ボール３６、アウタレース３５及び従動軸３４の順に伝達される。そして、運転者により前輪１７が操舵されると、各ボール溝３３ａ，３５ａの内面に対してトルク伝達ボール３６を摺動させながらアウタレース３５がインナレース３３に対して移動することにより、駆動軸３２に対して従動軸３４がその回転速度を維持した状態で所定のジョイント角θをなすように変位する。尚、図１は、ジョイント角θが最大ジョイント角θｍａｘ近傍となる状態を示す。
【００４４】
（電気的構成）
次に、車両１１の電気的構成について説明する。
図１に示すように、車両１１は、制御装置（ＥＣＵ）４１を備えている。制御装置４１はＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（読出し書込み専用メモリ）、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）及び入出力インターフェイス等を備えたマイクロコンピュータを中心として構成されている。
【００４５】
ＲＯＭには制御装置４１が実行する各種の制御プログラム及び各種のデータ等が格納されている。制御プログラムには等速ジョイント３１を保護するためのエンジントルク制御プログラムやＡＴ制御プログラム等が含まれている。ＲＡＭはＲＯＭに書き込まれた制御プログラムを展開して制御装置４１のＣＰＵが各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。
【００４６】
制御装置４１にはスロットルセンサ４２、操舵角センサ４３、車輪速センサ４４及びエンジントルクセンサ４９等の各種センサがそれぞれ入出力インターフェースを介して接続されている。
【００４７】
スロットルセンサ４２はエンジン１２への吸気量を調節するスロットルバルブの開度（スロットル開度）を検出する。操舵角センサ４３はハンドル軸に設けられておりハンドルの回転角（操舵角）を検出する。車輪速センサ４４は左右の前輪１７，１７及び左右の後輪４６，４６にそれぞれ設けられており、両前輪１７，１７及び両後輪４６，４６の車輪速（車輪の単位時間当たりの回転数、即ち回転速度）を各別に検出する。制御装置４１は取り込んだ各車輪速に基づいて車速を演算する。エンジントルクセンサ４９はエンジン１２のクランクシャフト（　図示略）　の途中に設けられ、エンジントルク（駆動力）Ｔｅを検出する。
【００４８】
制御装置４１は操舵角センサ４３等の各種センサから送られてくる検出情報に基づいて車両１１の全体を統括的に制御する。
（実施形態の作用）
次に、前述のように構成した車両の制御装置によるエンジントルク制御を図６に示すフローチャートに従って説明する。このフローチャートは予めＲＯＭに格納された制御プログラムに従って実行される。尚、本実施形態では、ステップを「Ｓ」と略記する。
【００４９】
図６に示すように、等速ジョイント３１を保護するためのエンジントルク制御時、制御装置４１はまず各車輪速に基づいて算出された車速Ｖと予め設定された車速判定閾値Ｖｓとの大小を比較する（Ｓ１０１）。
【００５０】
車速Ｖが車速判定閾値Ｖｓよりも小さいと判断した場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、制御装置４１はＳ１０２へ処理を移行し、操舵角判定処理を実行する。車速Ｖが車速判定閾値Ｖｓよりも大きいと判断した場合（Ｓ１０１でＮＯ）、制御装置４１は処理を終了する。車速Ｖをパラメータとしたのは例えば急カーブ走行中であっても大きなトルクが要求される場合もあるからである。車速Ｖが車速判定閾値Ｖｓよりも小さい場合は、運転者の加速意欲は少なくトルクを低減させても問題はない。
【００５１】
Ｓ１０２において、制御装置４１は、操舵角センサ４３により検出された操舵角τと予め設定された操舵角判定閾値τｓとの大小を比較する。
操舵角τが操舵角判定閾値τｓよりも大きいと判断した場合（Ｓ１０２でＹＥＳ）、制御装置４１はジョイント角θが大角度領域（例えばθ＞４０度）の角度になっている判断してＳ１０３へ処理を移行する。操舵角τが操舵角判定閾値τｓよりも小さいと判断した場合（Ｓ１０２でＮＯ）、制御装置４１は処理を終了する。尚、このＳ１０２の処理は等速ジョイント３１のジョイント角θ（交差角）が予め設定した大角度領域に含まれているか否かを判断する交差角判断手段を構成する。
【００５２】
Ｓ１０３において、制御装置４１はそのときのエンジントルクＴｅが予め設定した大角度領域時の設定エンジントルクＴｅｒ（所定値）を超えないようにスロットルアクチュエータ２０ａを駆動制御し、処理を終了する。例えば、エンジントルクセンサ４９により検出されたそのときのエンジントルクＴｅが設定エンジントルクＴｅｒよりも大きい場合、制御装置４１はスロットルアクチュエータ２０ａを駆動させてスロットル開度を小さくする。エンジン１２への吸入空気量が絞られることによりエンジントルクＴｅが設定エンジントルクＴｅｒ以下に低減される。大角度領域時の設定エンジントルクＴｅｒ（所定値）は、予め設定された大角度時における等速ジョイント３１の強度に基づいて設定されている。
【００５３】
尚、本実施形態において、エンジントルクＴｅは車両１１が走行するための駆動力（車両トルクＴ）、即ちフロントアクスル１６への入力トルクとなる。また、大角度領域時の設定エンジントルクＴｅｒは大角度領域時の設定車両トルクＴｒとなる。
【００５４】
以後、制御装置４１は所定の制御周期毎にＳ１０１〜Ｓ１０３を繰り返す。
前述したように、等速ジョイント３１の駆動軸３２に伝達されるトルクは、ジョイント角θが大角度領域（例えばθ＞４０度）の角度になったとき（以下、「大角度時」という。）のエンジントルク制御を行わないようにした従来の場合に比べて小さくなる。このため、アウタレース３５におけるＡ部の肉厚は必要最小限でよく当該Ａ部の肉厚を従来に比べて薄くすることができる。このようにしても、大角度時のアウタレース３５の開口部付近（図３におけるＡ部）には応力集中が発生するものの、アウタレース３５におけるＡ部が破損（湾曲など）することはない。駆動軸３２への入力トルクが小さくされているからである。
【００５５】
また、ケージ３７のボール保持窓３７ａの周縁部（例えば図４におけるＢ１部，Ｂ２部，Ｂ３部）に作用する捩れ，曲げ，引っ張り等の力が小さくなる。このため、ジョイント角θが常用角度域（例えば０≦θ≦１０度）にある状態に作用する力に合わせてケージ３７の肉厚を設定すればよい。換言すれば、ケージ３７の肉厚は必要最小限でよく当該ケージ３７の肉厚を従来に比べて薄くすることができる。このようにしても、ケージ３７のＢ１部，Ｂ２部，Ｂ３部がそれぞれ破損（湾曲など）することはない。
【００５６】
また、大角度時における駆動軸３２への入力トルクが小さくされることにより、インナレース３３の開口部付近（例えば図５におけるＣ部）の肉厚は必要最小限でよく当該Ｃ部の肉厚を従来に比べて薄くすることができる。このようにしても、ジョイント角θが例えば最大ジョイント角θｍａｘになったとき、インナレース３３のＣ部には応力集中が発生するものの、当該Ｃ部が破損（湾曲など）することはない。
【００５７】
さらに、大角度時において駆動軸３２へ入力されるトルクが小さくされることによりトルク伝達ボール３６のボール溝３３ａに対する単位面積当りの圧力（面圧）が小さくなり、これに伴って接触楕円Ｓの面積が小さくなる。接触楕円Ｓが小さくなる分だけボール溝３３ａをその全長にわたって浅くすることができる。大角度時において接触楕円Ｓがボール溝３３ａのエッジからはみ出し、ボール溝３３ａのエッジに欠け等が発生することもない（図５参照）。ちなみに、小角度時の接触楕円Ｓａ及びジョイント角θがゼロのときの接触楕円Ｓ０の面積はそれぞれ従来と同じである。
【００５８】
以上のように、大角度時のジョイント強度以上のトルク（設定エンジントルクＴｅｒを超えるトルク）が入力されないようにエンジントルクが制御されることにより、ジョイント角θが大角度領域にある場合に大きなトルクが入力されたときのみに破損するおそれのある部位の補強を必要最小限にすることができる。
【００５９】
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
・大角度領域での駆動軸３２への入力トルクを低減するようにしたことにより、大角度時にのみ破損する部位であるインナレース３３、アウタレース３５及びケージ３７の肉厚を薄くすることができる。また、大角度領域におけるトルク伝達ボール３６のボール溝３３ａに対する単位面積当りの圧力（面圧）が小さくなる。ひいては、トルク伝達ボール３６のボール溝３３ａに対する接触面積（接触楕円）が小さくなる。このため、ボール溝３３ａの深さを接触楕円がはみ出さない程度に浅くすることができ、インナレース３３及びアウタレース３５を小型化することができる。従って、等速ジョイント３１を全体的に小型化することができる。ひいては、車両レイアウトの自由度の向上が図られる。また、小型化に伴い等速ジョイント３１の軽量化が図られ、燃費が向上する。
【００６０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態は、車速により規定されるサンプリング条件をシフトレバーのシフト位置（厳密には自動変速機のギヤ段）により規定される条件に置き換えた点で前記第１実施形態と異なる。従って、前記第１実施形態と同様の部材構成は同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００６１】
図１に示すように、制御装置４１にはシフトポジションセンサ４７が入出力インターフェイスを介して接続されている。このシフトポジションセンサ４７はシフトレバーの操作位置（シフトレンジ；１ｓｔ，２ｎｄ，Ｄ，Ｎ，Ｒ，Ｐ）を検出し、この検出したシフト位置信号Ｐを制御装置４１へ送る。制御装置４１はシフトレンジ（シフト位置信号Ｐ）、スロットル開度及び車速Ｖ等の走行情報に基づいて自動変速機１４ｂ内の変速ギヤの噛み合わせを変更する。
【００６２】
次に、車両の制御装置によるエンジントルク制御について図７に示すフローチャートに従って説明する。
図７に示すように、制御装置４１は自動変速機１４ｂのギヤ段が低速位置にあるか否か、具体的には１ｓｔ（一速）又は２ｎｄ（２速）のいずれかであるか否かを前記各種の走行情報に基づいて判断する（Ｓ２０１）。
【００６３】
ギヤ段が１ｓｔ又は２ｎｄのいずれかであると判断した場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、制御装置４１は前記Ｓ１０２へ処理を移行し、前述と同様の処理を行う。ギヤ段が１ｓｔ又は２ｎｄのいずれでもないと判断した場合（Ｓ２０１でＮＯ）、制御装置４１は処理を終了する。
【００６４】
従って、本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態は、大角度時におけるエンジントルクの低減手段の点で前記第１実施形態と異なる。
【００６５】
図６におけるＳ１０３において、制御装置４１は各気筒＃１〜＃４のうち一部の気筒（例えば♯１，♯２）内への燃料供給がそれぞれ停止されるように、又は燃料供給量が低減されるように各インジェクタ１８をそれぞれ制御する。この結果、エンジントルクＴｅの出力が低下する。
【００６６】
従って、本実施形態によれば、前記第２実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。燃料の噴射を制御するだけのため制御装置４１の制御仕様を変更するだけである。このため、特別なアクチュエータは不要あり、構成が複雑になることはない。また、速応性が確保される。
【００６７】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を説明する。本実施形態は、エンジントルク出力自体を制御するのではなく、フロントアクスル１６（ドライブシャフト）への伝達トルクを制御するようにした点で前記第３実施形態と異なる。
【００６８】
図６におけるＳ１０３において、制御装置４１はトルクコンバータ１４ａの駆動力伝達割合を可変制御する。即ち、伝達トルク制御時において、フロントアクスル１６（即ち駆動軸３２）へ入力されるトルクが予め設定した所定値（制限値）を超えないように、制御装置４１はコントロールバルブ１４ｃを制御する。尚、大角度時においてフロントアクスル１６（ドライブシャフト）へ入力されるトルクの所定値は、実験等により予め求められた大角度時における等速ジョイント３１の強度に基づいて設定されている。このため、フロントアクスル１６には前記所定値を超えるトルクが入力されることはない。
【００６９】
従って、本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第５実施形態）
次に、本発明を内燃機関及びモータの２つの動力源を備えたパラレル方式のハイブリッド車の制御装置に具体化した第５実施形態を図８に従って説明する。このパラレル方式はエンジンと駆動用モータとの双方で車輪を駆動す方式である。尚、前記第１実施形態と同様の部材構成については同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００７０】
図８に示すように、パラレル方式のハイブリッド車５１（車両）はエンジン１２、変速機５２及び駆動用モータ５３を備えている。また、ハイブリッド車５１はバッテリ５４及びインバータ５５を備えている。バッテリ５４からの直流電力はインバータ５５により交流電力に変換されて駆動用モータ５３に供給可能とされている。
【００７１】
エンジン１２の駆動力（エンジントルクＴｅ）は変速機５２、フロントデフ１５、フロントアクスル１６及び等速ジョイント３１を介して前輪１７に伝達可能とされている。駆動用モータ５３の駆動力（モータトルクＴｍ）はフロントデフ１５、フロントアクスル１６及び等速ジョイント３１を介して前輪１７に伝達可能とされている。
【００７２】
ハイブリッド車５１が走行するための駆動力は主にエンジン１２から供給される。エンジン１２に負荷がかかる発進時や加速時には駆動用モータ５３が駆動され、この駆動用モータ５３の駆動力によりエンジン１２の駆動力が補助される。従って、ハイブリッド車５１の駆動力（以下、「車両トルクＴ」という。）は、エンジン１２による直接駆動力（エンジントルクＴｅ）と駆動用モータ５３による駆動力（モータトルクＴｍ）とを合計した値となる。尚、エンジン１２はバッテリ５４を充電する動力源としても使用される。
【００７３】
ハイブリッド車５１は制御装置５６を備えており、当該制御装置５６には前記スロットルセンサ４２、操舵角センサ４３、車輪速センサ４４及びエンジントルクセンサ４９等の各種センサに加えてモータトルクセンサ５７が接続されている。モータトルクセンサ５７は駆動用モータ５３の出力軸（　図示略）　に設けられ、当該駆動用モータ５３のモータトルクＴｍを検出する。制御装置５６は前記各種センサから送られてくる検出情報に基づいてハイブリッド車５１の全体を統括的に制御する。
【００７４】
さて、図６におけるＳ１０３において、制御装置５６は、そのときの車両トルクＴ（即ち、フロントアクスル１６への入力トルク）が予め設定した大角度領域時の設定車両トルクＴｒ（所定値）を超えないようにスロットルアクチュエータ２０ａ及び駆動用モータ５３をそれぞれ駆動制御する。大角度領域時の設定車両トルクＴｒは、実験等により予め求められた大角度時における等速ジョイント３１の強度に基づいて設定されている。このため、フロントアクスル１６（即ち、駆動軸３２）には設定車両トルクＴｒを超えるトルクが入力されることはない。従って、本実施形態によれば、パラレル方式のハイブリッド車５１において、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
なお、エンジン１２及び駆動用モータ５３のうちいずれか一方のみを駆動制御することによりフロントアクスル１６への入力トルクを制限するようにしてもよい。
【００７６】
（第６実施形態）
次に、本発明を内燃機関及びモータの２つの動力源を備えたシリーズ方式のハイブリッド車の制御装置に具体化した第６実施形態を図９に従って説明する。このシリーズ方式は駆動用モータの駆動力によってのみ車輪を駆動する方式である。尚、前記第５実施形態と同様の部材構成については同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００７７】
図９に示すように、シリーズ方式のハイブリッド車６１（車両）は発電機６２を備えており、当該発電機６２はエンジン１２により駆動されて発電する。この発電機６２により発電された交流電力はインバータ５５により直流電力に変換されてバッテリ５４に充電される。このバッテリ５４からの直流電力はインバータ５５により交流電力とされて駆動用モータ５３へ供給可能とされている。駆動用モータ５３の駆動力（モータトルクＴｍ）は、フロントデフ１５、フロントアクスル１６及び等速ジョイント３１を介して前輪１７に伝達可能とされている。本実施形態では、モータトルクＴｍが車両トルクＴ（即ち、フロントアクスル１６への入力トルク）となる。
【００７８】
ハイブリッド車６１は制御装置６３を備えており、この制御装置６３は前記スロットルセンサ４２、操舵角センサ４３、車輪速センサ４４及びモータトルクセンサ５７等の各種センサから送られてくる検出情報に基づいてハイブリッド車６１の全体を統括的に制御する。
【００７９】
さて、図６におけるＳ１０３において、制御装置６３は、そのときの車両トルクＴ（即ち、モータトルクＴｍ）が予め設定した大角度領域時の設定車両トルクＴｒ（所定値）を超えないように駆動用モータ５３を駆動制御する。
【００８０】
従って、本実施形態によれば、シリーズ方式のハイブリッド車６１において、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第７実施形態）
次に、本発明を電気自動車の制御装置に具体化した第７実施形態を図１０に従って説明する。尚、前記第１実施形態と同様の部材構成については同一の符号を付し、その重複した説明を省略する。
【００８１】
図９に示すように、電気自動車７１（車両）は駆動用モータ７２、トランスアクスル７３、パワーコントロールユニット７４及びバッテリ７５を備えている。バッテリ７５からの直流電力はパワーコントロールユニット７４に内蔵されたインバータ（　図示略）　により交流電力に変換されて駆動用モータ７２に供給可能とされている。駆動用モータ７２の駆動力（モータトルクＴｍ）は、トランスアクスル７３、フロントアクスル１６及び等速ジョイント３１を介して前輪１７に伝達可能とされている。本実施形態では、モータトルクＴｍが車両トルクＴ（即ち、フロントアクスル１６への入力トルク）となる。
【００８２】
パワーコントロールユニット７４は前記操舵角センサ４３、車輪速センサ４４及びモータトルクセンサ５７等の各種センサから送られてくる検出情報に基づいて電気自動車７１の全体を統括的に制御する。パワーコントロールユニット７４はアクセルペダル２１（図１参照）の踏込量に応じてバッテリ７５から駆動用モータ７２に伝達する電力を制御する。
【００８３】
さて、図６におけるＳ１０３において、パワーコントロールユニット７４は、そのときの車両トルクＴ（即ち、モータトルクＴｍ）が予め設定した大角度領域時の設定車両トルクＴｒ（所定値）を超えないように駆動用モータ７２を駆動制御する。即ち、パワーコントロールユニット７４は設定車両トルクＴｒを超えないように駆動用モータ７２への電力の伝達量を可変制御する。ジョイント角θが大角度領域にあるとき、運転者がいくらアクセルペダル２１を踏み込んでも、駆動用モータ７２には所定の電力しか供給されない。
【００８４】
従って、本実施形態によれば、大角度時において駆動用モータ７２へ供給する電力を制限するようにしたことにより、電気自動車において、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
（別例）
尚、前記実施形態は以下の別例のように変更して実施してもよい。
・第１及び第３実施形態では、ＡＴ１３を搭載した車両１１において等速ジョイント保護制御を行うようにしたが、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）を搭載した車両に応用するようにしてもよい。
【００８６】
・第１実施形態では、スロットルバルブ２０の開度を制御することによりエンジントルク出力を制御するようにしたが、アクセル開度センサ４８（図１参照）に基づいてアクセル開度を制御するようにしてもよい。
【００８７】
・第１〜第４実施形態における操舵角τにより規定される条件（図６及び図７におけるＳ１０２）を次の条件に置き換えてもよい。即ち、図６及び図７におけるＳ１０２の処理を、各車輪速センサ４４からの車輪速に基づいて前輪１７外側輪と後輪４６内側輪との回転速度差を演算し、この算出した回転速度差により規定される条件に置き換える。そして、回転速度差が予め設定された所定値（回転速度差判定閾値）よりも小さい場合には条件不成立とし（ジョイント角θ小）、所定値以上であれば条件成立とする（ジョイント角θ大）。尚、前記所定値は、ジョイント角θ大の領域（本実施形態では、θ＞４０度）になる場合において生じる前輪外側輪と後輪内側輪との回転速度差を実験や周知の理論計算等により求め、この値に基づいて予め設定する。
【００８８】
・第５実施形態ではパラレル方式のハイブリッド車の制御装置に、また第６実施形態ではシリーズ方式のハイブリッド車の制御装置に本発明を具体化したが、これらの方式以外のハイブリッド車の制御装置に具体化するようにしてもよい。例えば、シリーズ方式及びパラレル方式の両方を兼ねそなえたシリーズ・パラレル方式や遊星歯車を利用してエンジンの出力を分岐するパワースプリット方式のハイブリッド車の制御装置に具体化するようにしてもよい。
【００８９】
・第５及び第６実施形態では、エンジン１２及びバッテリ５４の２つの動力源を備えたが、エンジン１２とバッテリ５４以外の他の動力源とを組み合わせるようにしてもよい。例えばバッテリ５４からの電力ではなく、油圧によりエンジン１２を補助可能に構成した蓄圧方式のハイブリッド車（車両）に本発明を具体化する。この蓄圧方式のハイブリッド車は制動エネルギを加速及び発進時に再利用するものである。ブレーキをかけると油圧ポンプが作動して、いままで大気中に放散されていた運動エネルギを油圧エネルギとして蓄える。この蓄えられた油圧を車の発進時や加速時に逆方向に流すことにより、油圧モータにトルクを発生させてエンジンを補助する。ジョイント角θが大角度領域に含まれていると判断したとき、蓄圧方式のハイブリッド車の制御装置はフロントアクスル１６へ伝達される駆動力（トルク）が予め設定した所定値を超えないように油圧モータを制御する。
【００９０】
・第１〜第６実施形態において、エンジン１２はガソリンエンジン、ディーゼルエンジン及び天然ガスエンジンのいずれの機関としてもよい。
・第７実施形態では、バッテリ７５を搭載した電気自動車７１に本発明を具体化したが、燃料電池自動車（車両）の制御装置に具体化するようにしてもよい。燃料電池自動車は燃料電池で発電した電力をモータに供給し、このモータの駆動力により走行する。燃料電池は水素と酸素とを化学反応させて発生する電気エネルギを取り出すものである。ジョイント角θが大角度領域に含まれていると判断したとき、燃料電池自動車の制御装置はフロントアクスル１６へ伝達される駆動力（トルク）が予め設定した所定値を超えないように前記モータを制御する。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、等速ジョイントの交差角が予め設定した大角度領域に含まれていると判断されたとき、予め設定した所定値を超える駆動力がドライブシャフトを介して等速ジョイントに入力されることはないので、等速ジョイントの補強は必要最小限でよく、当該等速ジョイントの小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における車両の概略構成図。
【図２】第１実施形態における等速ジョイントの正断面図。
【図３】第１実施形態における等速ジョイントの要部拡大正断面図。
【図４】第１実施形態における等速ジョイントのケージの正面図。
【図５】第１実施形態における等速ジョイントのインナレースの要部正断面図。
【図６】第１実施形態における等速ジョイントへの伝達トルク制御の手順を示すフローチャート。
【図７】第２実施形態における等速ジョイントへの伝達トルク制御の手順を示すフローチャート。
【図８】第５実施形態におけるハイブリッド車の概略構成図。
【図９】第６実施形態におけるハイブリッド車の概略構成図。
【図１０】第７実施形態における電気自動車の概略構成図。
【図１１】従来の等速ジョイントの正断面図。
【図１２】従来の等速ジョイントの要部拡大正断面図。
【図１３】従来の等速ジョイントにおけるケージの正面図。
【図１４】従来の等速ジョイントにおけるインナレースの要部正断面図。
【符号の説明】
１１…車両、１２…動力源及び内燃機関を構成するエンジン、
１３…駆動力伝達装置を構成するオートマチックトランスミッション、
１４ａ…トルクコンバータ、１４ｂ…変速機を構成する自動変速機、
１６…ドライブシャフトを構成するフロントアクスル、
１７…駆動輪を構成する前輪、
１８…燃料供給装置を構成するインジェクタ、
２０…吸入空気量調節手段を構成するスロットルバルブ、
２０ａ…吸入空気量調節手段を構成するスロットルアクチュエータ、
２３…シフト機構、３１…等速ジョイント、
３２…駆動軸、３３…インナレース、３３ａ，３５ａ…ボール溝、
３４…従動軸、３５…アウタレース、３６…トルク伝達ボール、
４１，５６，６３…交差角判断手段を構成する制御装置、
４３…操舵角検出手段を構成する操舵角センサ、
４４…車速検出手段を構成する車輪速センサ、
４７…シフト位置検出手段を構成するシフトポジションセンサ、
５１，６１…ハイブリッド車（車両）、
５３，７２…動力源を構成する駆動用モータ、
７１…電気自動車（車両）、
７４…交差角判断手段を構成するパワーコントロールユニット（制御装置）、
Ｐ…シフト位置を示すシフト位置信号、Ｔ…エンジントルク、
Ｔｒ…設定エンジントルク、Ｖ…車速、Ｖｓ…車速判定閾値、
θ…ジョイント角（交差角）、τ…操舵角、τｓ…操舵角判定閾値。

Claims (10)

1. 動力源の駆動力をドライブシャフト及び当該ドライブシャフトに連結された等速ジョイントを介して駆動輪に伝達するようにした車両の制御装置において、
   等速ジョイントの交差角が予め設定した大角度領域に含まれているか否かを判断する交差角判断手段を備え、この交差角判断手段により交差角が大角度領域に含まれていると判断されたとき、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように当該駆動力を可変制御するようにした車両の制御装置。
2. 前記交差角判断手段は、操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、等速ジョイントの交差角が前記大角度領域に含まれていると判断し、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないように当該駆動力を可変制御するようにした請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、動力源により発生される駆動力を制御することにより、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないようにした請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記動力源は内燃機関及びモータのうち少なくとも一方を備えている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置。
5. 前記動力源は内燃機関を備えており、また、前記車両は当該内燃機関への吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段を備えており、
   前記操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、前記吸入空気量調節手段の吸入空気量を制御することにより、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないようにした請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置。
6. 前記動力源は内燃機関を備えており、また、前記車両は当該内燃機関へ燃料を供給する燃料供給装置を備えており、
   前記操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、燃料供給装置の燃料供給量を制御することにより、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないようにした請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置。
7. 前記操舵角検出手段により検出された操舵角が予め設定された操舵角判定閾値を超えたとき、動力源とドライブシャフトとの間に設けられた駆動力伝達装置の駆動力伝達割合を可変制御することにより、ドライブシャフトへ伝達される駆動力が予め設定した所定値を超えないようにした請求項２に記載の車両の制御装置。
8. 前記駆動力伝達装置は変速機を含み、
   前記操舵角検出手段により検出された操舵角により規定される条件が成立しているか否かの判断に先立ち、変速機のギヤ段により規定される条件が成立しているか否かの判断を行うようにし、
   前記ギヤ段により規定される条件はギヤ段が低速位置であるときに成立するようにした請求項７に記載の車両の制御装置。
9. 前記操舵角検出手段により検出された操舵角により規定される条件が成立しているか否かの判断に先立ち、車速検出手段により検出された車速により規定される条件が成立しているか否かの判断を行うようにし、
   前記車速により規定される条件は車速検出手段により検出された車速が予め設定された車速判定閾値を下回ったときに成立するようにした請求項２〜請求項８のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置。
10. 前記等速ジョイントは、駆動軸に連結されたインナレースと、従動軸に連結されたアウタレースと、アウタレースの内球面に回転軸方向に延設された複数のボール溝とインナレースの内球面に回転軸方向に延設された複数のボール溝との間にそれぞれ介在された複数のトルク伝達ボールとを備えると共に前記従動軸は駆動軸に対して交差するように揺動可能とされており、
    前記所定値は、駆動軸と従動軸との交差角が、予め設定された大角度域にあるときの等速ジョイントの強度に基づいて設定するようにした請求項１〜請求項９のうちいずれか一項に記載の車両の制御装置。

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