JP2009067128A - クラッチスイッチの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチスイッチの故障の有無を正確に判断できるクラッチスイッチの故障診断装置を提供する。
【解決手段】クラッチスイッチ４の故障診断装置は、車速が車両停止状態から設定速度に変化し、かつ、車速が車両停止状態から設定速度に変化するまでの間に設定回転数のエンジン回転数を経験し、かつ、車速が車両停止状態から設定速度に変化するまでの間に変速機のギヤポジションの変更を経験し、かつ、車速が車両停止状態から設定速度に変化するまでの間にクラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験していないときは、クラッチスイッチ４が故障していると判断する。これにより、特殊な運転を行った場合でも、クラッチスイッチ４が故障しているとの誤った判断がなされるのを防ぎ、クラッチスイッチ４の故障の有無を正確に判断することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車のエンジンと変速機との間に介在されてエンジンの出力を変速機に伝達するクラッチの操作状態を検出するために設けられたクラッチスイッチの故障の有無を判断するクラッチスイッチの故障診断装置に関する。

例えば、車両走行中にクラッチ接続状態でスロットルバルブがアイドル位置に復帰した減速時（エンジンブレーキ時）に、エンジンに対する燃料供給を遮断するエンジンの燃料制御において、車両の走行開始からギヤチェンジを必要とする車速までの間に、クラッチの操作状態を検出するクラッチスイッチからの信号がないときに、クラッチスイッチの故障と判断して、上記減速時における燃料供給の遮断を中止する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開昭60-252132号公報

しかしながら、引用文献１に記載された技術では、例えば変速機のギヤポジションがニュートラルのまま下り坂を走行して一旦停止し、再び走行する等の特殊な運転を行った場合、ニュートラルのまま下り坂を走行している状態ではクラッチの操作は行われず、クラッチスイッチからの検出信号も変化しないので、クラッチスイッチが正常であったとしても、かかる時点で「クラッチスイッチの故障である」との誤った判断がなされる可能性がある。

本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、クラッチスイッチの故障の有無を正確に判断できるクラッチスイッチの故障診断装置を提供することにある。

上記課題を解決する請求項１に記載のクラッチスイッチの故障診断装置の発明は、自動車のエンジンと変速機との間に介在されてエンジンの出力を変速機に伝達するクラッチの操作状態を検出するクラッチスイッチの故障診断装置において、自動車の車両停止状態及び予め設定された設定速度の車速を経験し、かつ、車速が車両停止状態から設定速度に変化するまでの間にエンジンの予め設定された設定回転数のエンジン回転数を経験し、かつ、車速が車両停止状態から設定速度に変化するまでの間に変速機のギヤポジションの変更を経験し、かつ、車速が車両停止状態から設定速度に変化するまでの間にクラッチスイッチの検出信号の変化を経験していないときは、クラッチスイッチが故障していると判断することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、例えば、変速機のギヤポジションをニュートラルギヤに保持して下り坂を走行し、一旦停止した後に、再び走行するという特殊な運転を行った場合、下り坂を走行している時点でクラッチスイッチが故障しているとの誤った判断がなされるのを防ぐことができる。

本発明によれば、所定の運転条件の場合でも、クラッチスイッチが故障しているとの誤った判断がなされるのを防ぐことができ、クラッチスイッチの故障の有無を正確に診断できる。

したがって、例えば、車両走行中にクラッチ接続状態でスロットルバルブがアイドル位置に復帰した減速時（エンジンブレーキ時）に、エンジンに対する燃料供給を遮断する燃料制御が行われる場合に、クラッチスイッチの故障と誤判断されて減速時における燃料供給の遮断が中止されるのを防ぐことができ、減速時に確実に燃料供給を遮断することができる。

次に、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係わるクラッチスイッチの故障診断装置が適用される自動車のエンジンの制御系を示すブロック図である。

図１における符号１は、図示していない自動車に搭載されたＥＣＵ（電子制御ユニット）である。ＥＣＵ１は、自動車のエンジンを制御するためのものであり、自動車の車両走行速度である車速Ｖを検出する車速センサ２や、エンジンのエンジン回転数Ｎを検出するエンジン回転数センサ３等、各種センサからの信号に基づいてインジェクタ５や電子制御スロットルバルブ６等の制御を行う。

また、ＥＣＵ１は、クラッチの操作状態を検出するクラッチスイッチ４からの信号に基づいて、車両走行中にクラッチ接続状態で電子制御スロットルバルブ６がアイドル位置に復帰した減速時（エンジンブレーキ時）に、エンジンに対する燃料供給を遮断する燃料カット制御を行う。

尚、クラッチとクラッチスイッチ４は、既知のものが用いられており、クラッチは、エンジンと変速機との間に介在されてクラッチ接続によりエンジン出力を変速機に伝達し、クラッチ切断により出力の伝達を遮断する構成を有する。そして、クラッチスイッチ４は、クラッチ切断状態でＯＮし、クラッチ接続状態でＯＦＦする機械的な接点を備えたスイッチによって構成されている。

ＥＣＵ１は、クラッチスイッチ４が故障しているか否かを判断する故障診断機能（故障診断装置）を有しており、クラッチスイッチ４が故障していると判断した場合に、上記減速時における燃料カット制御を中止する等のフェールセーフ処理を行うように構成されている。

このクラッチスイッチ４の故障診断機能は、ＥＣＵ１に実行可能にインストールされた故障診断プログラムによって実現される。図２は、クラッチスイッチ４の故障診断方法を概略的に説明するフローチャートである。

本実施の形態におけるクラッチスイッチ４の故障診断方法では、図２のフローチャートに示すように、ステップＳ１〜ステップＳ４の４つの条件を全て具備した場合に、ステップＳ５でクラッチスイッチ４の故障と判断し、これら４つの条件のうちのいずれか１つでも具備しない場合には、クラッチスイッチ４の故障とは判断しない。

これら４つの条件とは、具体的には、
１．車速Ｖが車両停止状態（０ｋｍ／ｈ）及び予め設定された設定速度以上の車速を経験したこと（ステップＳ１でＹＥＳ）、
２．車速Ｖが車両停止状態から上記設定速度に変化するまでの間に予め設定された設定回転数以上のエンジン回転数を経験したこと（ステップＳ２でＹＥＳ）、
３．車速Ｖが車両停止状態から上記設定速度に変化するまでの間に変速機のギヤポジションの変更を経験したこと（ステップＳ３でＹＥＳ）、そして、
４．車速Ｖが車両停止状態から上記設定速度に変化するまでの間にクラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験していないこと（ステップＳ４でＹＥＳ）
が設定されている。

これら４つの条件により、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎ、ギヤポジションの関係から、クラッチ操作が少なくとも１回は行われていると推定される状況を特定し、かかる状況にもかかわらず、クラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験していない場合（上記４つの条件を全て具備する場合）には、クラッチスイッチ４の故障と判断している。

次に、具体的な判断処理方法について、図３〜図８に基づいて以下に説明する。本実施の形態では、図３〜図８に示す各ルーチンを実行することによって、クラッチスイッチ４の故障診断が行われる。

図３のサブルーチンｓｕｂ１は、車速Ｖが車両停止状態、すなわち０ｋｍ／ｈを経験したことを車速フラグに記録するサブルーチンであり、所定の時間間隔ごとに実行される。

サブルーチンｓｕｂ１では、車速センサ２によって車速Ｖを検出し（ステップＳ１１）、その検出した車速Ｖが０ｋｍ／ｈであるか否かを判断し（ステップＳ１２）、車速Ｖが０ｋｍ／ｈである場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）は、車速フラグの値を１にセットする処理が行われる（ステップＳ１３）。したがって、車速フラグの値が１である場合は、０ｋｍ／ｈを経験したと判断することができる。

図４のサブルーチンｓｕｂ２は、エンジン回転数Ｎが設定回転数を経験したことをエンジン回転数フラグに記録するサブルーチンであり、所定の時間間隔ごとに実行される。設定回転数は、自動車の一般的な発進時におけるエンジン回転数を想定したものであり、本実施の形態では、アイドル回転数８００ｒｐｍと所定値５００ｒｐｍを加算した値１３００ｒｐｍを設定回転数として設定している。尚、この設定回転数は、適用される車体の大きさやエンジン排気量、車種等に応じて異なり、試験などによって適宜設定される。

サブルーチンｓｕｂ２では、エンジン回転数センサ３によってエンジン回転数Ｎを検出し（ステップＳ２１）、その検出したエンジン回転数Ｎが設定回転数１３００ｒｐｍ以上であるか否かを判断し（ステップＳ２２）、エンジン回転数Ｎが設定回転数１３００ｒｐｍ以上である場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）は、エンジン回転数フラグの値を１にセットする処理が行われる（ステップＳ２３）。したがって、エンジン回転数フラグの値が１である場合は、設定回転数のエンジン回転数Ｎを経験したと判断することができる。

図５のサブルーチンｓｕｂ３は、変速機がギヤポジションの変更を経験したことをギヤポジションフラグに記録するサブルーチンであり、所定の時間間隔ごとに実行される。サブルーチンｓｕｂ３では、車速Ｖとエンジン回転数Ｎに基づいてギヤポジションを推定し（ステップＳ３１）、その推定したギヤポジションと前回推定したギヤポジションとを比較して、ギヤポジションが変更されているか否かを判断し（ステップＳ３２）、ギヤポジションが変更されている場合（ステップＳ３２でＹＥＳ）は、ギヤポジションフラグの値に１を加算する処理が行われる（ステップＳ３３）。

例えば、今回のサブルーチンｓｕｂ３の実行により推定したギヤポジションがニュートラルギヤであり、前回のサブルーチンｓｕｂ３の実行により推定したギヤポジションが１速ギヤであった場合には、ギヤポジションが変更されたと判断して、ギヤポジションフラグの値に１が加算され、新たなギヤポジションフラグの値とされる。したがって、ギヤポジションフラグの値が１以上である場合は、ギヤポジションの変更を経験したと判断することができる。

図６のサブルーチンｓｕｂ４は、クラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験したことをクラッチスイッチフラグに記録するサブルーチンであり、所定の時間間隔ごとに実行される。サブルーチンｓｕｂ４では、クラッチスイッチ４の検出信号を検出し（ステップＳ４１）、今回検出した信号と前回検出した信号とを比較して、信号が変化しているか否かを判断し（ステップＳ４２）、クラッチスイッチ４の検出信号が変化している場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）は、クラッチスイッチフラグの値を１にセットする処理が行われる（ステップＳ４３）。

例えば、今回のサブルーチンｓｕｂ４の実行により検出したクラッチスイッチ４の検出信号が、クラッチの切り離し状態を検出する信号（ＯＦＦ）であり、前回のサブルーチンｓｕｂ４の実行により検出した信号がクラッチの接続状態を検出する信号（ＯＮ）であった場合には、クラッチ操作によってクラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験したと判断して、クラッチスイッチフラグの値が１にセットされる。したがって、クラッチスイッチフラグの値が１である場合は、クラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験したと判断することができる。

図７のサブルーチンｓｕｂ５は、車速Ｖが０ｋｍ／ｈを経験し、その後、設定速度の車速Ｖまで到達したことを判定するサブルーチンであり、所定の時間間隔ごとに実行される。設定速度は、車両停止状態から走行を開始した場合にギヤポジションの変更が必要とされる一般的な車速を想定したものであり、本実施の形態では、３０ｋｍ／ｈを設定速度として設定している。尚、この設定速度は、適用される車体の大きさやエンジン排気量、車種等に応じて異なり、試験などによって適宜設定される。

サブルーチンｓｕｂ５では、車速センサ２によって車速Ｖを検出し（ステップＳ５１）、その検出した車速Ｖが設定速度（３０ｋｍ／ｈ）を越える速度であるか否かを判断し（ステップＳ５２）、車速Ｖが設定速度（３０ｋｍ／ｈ）を超える速度である場合（ステップＳ５２でＹＥＳ）は、車速フラグの値を取得して（ステップＳ５３）、その車速フラグの値が１であるか否かを判断する（ステップＳ５４）。

そして、車速フラグの値が１である場合（ステップＳ５４でＹＥＳ）は、車速Ｖが０ｋｍ／ｈを経験し、その後、設定速度（３０ｋｍ／ｈ）に到達したと判断して、図８に示す判定ルーチンに移行する（ステップＳ５５）。

一方、車速フラグの値が１でない場合（ステップＳ５４でＮＯ）は、車速Ｖが０ｋｍ／ｈを経験していないと判断して、エンジン回転数フラグ、ギヤポジションフラグ、クラッチスイッチフラグ、車速フラグの全フラグの値を０にセットする（ステップＳ５６）。

図８の判定ルーチンは、クラッチスイッチ４が故障しているか否かを判定するルーチンである。判定ルーチンでは、ＥＣＵ１の記憶手段に記憶されているエンジン回転数フラグ、ギヤポジションフラグ、クラッチスイッチフラグの全フラグの値を取得し（ステップＳ６１）、エンジン回転数フラグの値が１、ギヤポジションフラグの値が０よりも大きい値、クラッチスイッチフラグの値が０という、３つの条件を全て具備するか否かを判断する（ステップＳ６２）。

そして、これら３つの条件を全て具備する場合（ステップＳ６２でＹＥＳ）は、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎ、ギヤポジションの関係から、クラッチ操作が少なくと１回は行われていると推定される状況であるにもかかわらず、クラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験していないので（クラッチスイッチフラグの値が０）、クラッチスイッチ４が故障していると判断する（ステップＳ６３）。

一方、これら３つの条件のうち、少なくとも１つの条件を具備しない場合（ステップＳ６２でＮＯ）は、クラッチスイッチ４が故障しているとは判断せず、エンジン回転数フラグ、ギヤポジションフラグ、クラッチスイッチフラグ、車速フラグの全フラグの値を０にセットする（ステップＳ６４）。

図９は、変速機のギヤポジションがニュートラルのまま下り坂を走行して一旦停止し、再び走行を開始したときの車速Ｖ、エンジン回転数Ｎ、ギヤポジション、クラッチスイッチ４の検出信号の変化を示すタイムチャートである。

図９に示す運転パターンの場合、車両停止状態である０ｋｍ／ｈ及び予め設定された設定速度である３０ｋｍ／ｈの車速を経験し、かつ、車速Ｖが０ｋｍ／ｈから３０ｋｍ／ｈに変化するまでの間に設定回転数（１３００ｒｐｍ）のエンジン回転数を経験し、かつ、車速Ｖが０ｋｍ／ｈから３０ｋｍ／ｈに変化するまでの間に変速機のギヤポジションの変更を経験し、かつ、車速が０ｋｍ／ｈから３０ｋｍ／ｈに変化するまでの間にクラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験している。

したがって、本装置によれば、図９にポイントＢとして示すタイミングで故障判断がなされ、クラッチスイッチ４は故障していないと、正確に判断することができる。

一方、上記特許文献１に記載された従来技術の場合は、車両の走行開始からギヤチェンジを必要とする車速までの間に、クラッチの操作状態を検出するクラッチスイッチ４からの検出信号がないときに、クラッチスイッチ４の故障と判断するので、図９にポイントＡとして示すタイミングで故障判断が行われ、クラッチスイッチ４は故障しているとの誤った判断がなされる。

したがって、本実施の形態に係わるクラッチスイッチ４の故障診断装置によれば、特殊な運転を行った場合でも、クラッチスイッチ４が故障しているとの誤った判断がなされるのを防ぐことができ、クラッチスイッチ４の故障の有無を正確に判断することができる。

上記構成を有するクラッチスイッチ４の故障診断装置によれば、上記４つの条件を全て具備する場合、具体的には、１．車両停止状態である０ｋｍ／ｈ及び予め設定された設定速度の車速を経験し、かつ、２．車速Ｖが車両停止状態から設定速度に変化するまでの間に設定回転数のエンジン回転数を経験し、かつ、３．車速Ｖが車両停止状態から設定速度に変化するまでの間に変速機のギヤポジションの変更を経験しており、かつ、４．車速Ｖが車両停止状態から予め設定された設定速度に変化するまでの間にクラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験していない場合は、クラッチスイッチ４が故障していると判断する。

すなわち、車速Ｖ、エンジン回転数Ｎ、ギヤポジションの関係から、クラッチの操作が少なくとも１回は行われていると推定される状況を特定し、かかる状況にもかかわらず、クラッチスイッチ４の検出信号の変化を経験していない場合には、クラッチスイッチ４の故障と判断する。

したがって、例えば、変速機のギヤポジションをニュートラルギヤに保持して下り坂を走行し、一旦停止した後に、再び走行するという特殊な運転を行った場合でも、下り坂を走行した時点でクラッチスイッチ４が故障しているとの誤った判断がなされるのを防ぐことができ、クラッチスイッチ４の故障の有無を正確に診断できる。

したがって、例えばＥＣＵ１によって車両走行中にクラッチ接続状態でスロットルバルブ６がアイドル位置に復帰した減速時（エンジンブレーキ時）に、エンジンに対する燃料供給を遮断する燃料制御が行われる場合に、クラッチスイッチ４の故障と誤判断されて減速時における燃料供給の遮断が中止されるのを防ぐことができ、減速時に確実に燃料供給を遮断することができ、燃費の向上等を図ることができる。

尚、本発明は、上述の実施の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種々の変更が可能である。例えば、上述の実施の形態では、ギヤポジションを車速Ｖとエンジン回転数Ｎから推定する場合について説明したが、ギヤポジションを物理的に検出するギヤポジションセンサを設けて、このギヤポジションセンサによって検出する構成としてもよい。

本実施の形態に係わるクラッチスイッチの故障診断装置が適用される自動車のエンジンの制御系を示すブロック図である。 クラッチスイッチの故障診断方法を概略的に説明するフローチャートである。 車速検出用のサブルーチンプログラムを説明するフローチャートである。 エンジン回転数検出用のサブルーチンプログラムを説明するフローチャートである。 ギヤポジション検出用のサブルーチンプログラムを説明するフローチャートである。 クラッチスイッチ検出用のサブルーチンプログラムを説明するフローチャートである。 故障診断を行うか否かを決定するサブルーチンプログラムを説明するフローチャートである。 故障診断用のサブルーチンプログラムを説明するフローチャートである。 車速やエンジン回転数、ギヤポジション等の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
２ 車速センサ
３ エンジン回転数センサ
４ クラッチスイッチ
５ インジェクタ
６ 電子制御スロットル

Claims (1)

1. 自動車のエンジンと変速機との間に介在されて前記エンジンの出力を前記変速機に伝達するクラッチの操作状態を検出するクラッチスイッチの故障診断装置において、
   前記自動車の車両停止状態及び予め設定された設定速度の車速を経験し、
   かつ、前記車速が前記車両停止状態から前記設定速度に変化するまでの間に前記エンジンの予め設定された設定回転数のエンジン回転数を経験し、
   かつ、前記車速が前記車両停止状態から前記設定速度に変化するまでの間に前記変速機のギヤポジションの変更を経験し、
   かつ、前記車速が前記車両停止状態から前記設定速度に変化するまでの間に前記クラッチスイッチの検出信号の変化を経験していないときは、
   前記クラッチスイッチが故障していると判断することを特徴とするクラッチスイッチの故障診断装置。

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