JP3871849B2

JP3871849B2 - 電磁クラッチの故障判定装置

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Publication number: JP3871849B2
Application number: JP2000100587A
Authority: JP
Inventors: 健三西田; 典久二飯田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2020-04-03
Also published as: JP2001289268A; US6665162B2; CA2339310C; CA2339310A1; US20010027907A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁クラッチの故障判定装置に関し、特にソレノイドのコイルに供給される電流値が目標電流値に基づいてフィードバック制御される電磁クラッチの故障判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁クラッチとして、例えば、本出願人が開示した特開平１０−１９６６８５号公報に記載されたものが知られている。この電磁クラッチのソレノイドは、巻線を周方向に巻き重ねた環状のコイルと、コイルを収容する環状のコイルハウジングと、コイルハウジングの軸線方向の一端側に近接して配置されたアーマチュアなどで構成されている。この電磁クラッチは、コイルへの電流の供給により磁気回路が形成され、アーマチュアがコイルハウジングに吸引されることで、接続状態になる。また、コイルへの供給電流量を制御することにより、磁束密度を変えて、アーマチュアの吸着力を変化させることで、電磁クラッチの締結力が制御される。
【０００３】
さらに、このような電磁クラッチの締結力を所望の締結力に制御するために、この所望の締結力に対応する目標電流量を設定するとともに、コイルに実際に流れている実電流量を検出し、この実電流量が設定した目標電流量に一致するように、コイルへの供給電流の出力デューティ値をフィードバック制御することもまた、知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような構成の電磁クラッチでは、コイルの巻線が部分に短絡することで、コイルの抵抗値が半減するようなショート（以下「レアショート」という）が生じることがある。このようなレアショートが生じると、フィードバック制御によりコイルの実電流量を目標電流量に一致させたとしても、磁束密度は低下するため、所要の締結力が確保できなくなるおそれがある。このような事態は、レアショートの場合のようにコイルの抵抗値が減少する場合に限らず、コイルの抵抗値が何らかの原因で増大した場合にも、その変化度合が実電流量を目標電流量に一致させることが可能な範囲であれば、同様に生じ、その場合も適正な締結力が得られなくなる。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、レアショートを代表とするコイルの抵抗値の変動故障の有無を適切に判定することができる電磁クラッチの故障判定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、ソレノイド４１のコイル４２に流れる電流値ＩＬＯＬＭに応じて締結力が変化するように構成されるとともに、電流値ＩＬＯＬＭを制御するための出力制御値（実施形態における（以下、本項において同じ）出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭ）が、コイル４２に実際に流れる実電流値ＩＬＯＬＭが目標電流値ＩＣＭＤＬに一致するようにフィードバック制御により算出される電磁クラッチ１０の故障を判定する電磁クラッチの故障判定装置であって、コイル４２の電流値ＩＬＯＬＭに対して標準的な関係を有する、出力制御値の基準となる所定の基準制御値（基準デューティ値の基本値ＴＥＭＰ０）を、電流値ＩＬＯＬＭに対応して記憶する記憶手段（２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１、図５）と、コイル４２の実電流値ＩＬＯＬＭを検出する実電流値検出手段（２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１）と、検出された実電流値ＩＬＯＬＭが目標電流値ＩＣＭＤＬに収束したときに算出された出力制御値と、そのときの実電流値ＩＬＯＬＭに対応する基準制御値とを比較する比較手段（２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１、図４のステップ９、１６〜１８）と、この比較手段による比較結果に基づいてコイルの抵抗値の変動故障を判定する故障判定手段（２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１、図４のステップ２１〜２３）と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この電磁クラッチの故障判定装置によれば、そのソレノイドのコイルの電流値に対して標準的な関係を有する、出力制御値の所定の基準制御値が、記憶手段に記憶されている。また、コイルに出力される出力制御値は、実電流値検出手段で検出された実電流値が目標電流値に一致するようにフィードバック制御により算出される。そして、比較手段により、検出された実電流値が目標電流値に収束したときに算出された出力制御値と、そのときの実電流値に対応する基準制御値とが比較され、故障判定手段は、その比較結果に基づいて、コイルの抵抗値の変動故障を判定する。
【０００８】
コイルの抵抗値が変動すると、上記のような出力制御値（例えば出力デューティ値）のフィードバック制御により、出力制御値は、実電流値を目標電流値に一致させるべく、コイルの抵抗値の変動に応じ、これを補償するような値として算出される。したがって、実電流値が目標電流値に収束したときに算出された出力制御値と、そのときに検出された実電流値に対応する標準的な基準制御値との間のずれは、コイルの抵抗値の変動の度合を反映するので、両者を比較することによって、コイルの抵抗値の変動故障が生じているか否かを適切に判定することができる。
【０００９】
この場合、コイル４２の温度（油温ＴＯＩＬ）を検出するコイル温度検出手段（油温センサ２４）をさらに備え、比較手段は、出力制御値および基準制御値の少なくとも一方を検出されたコイル４２の温度に応じて補正した値（基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬ）と他方とを比較することが好ましい。
【００１０】
コイル温度が変化すると、それに伴って抵抗値が変化することで、同一の電流量に対して算出される出力制御値もまた変化する。したがって、上記のように、出力制御値および／または基準制御値をコイル温度で補正した後に、両者を比較することによって、故障判定をより適切に行うことができる。
【００１１】
あるいはこの場合、比較手段は、出力制御値および基準制御値の少なくとも一方をコイル４２の電源電圧ＡＤ＿ＰＳＯＬに応じて補正した値（基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬ）と他方とを比較することが好ましい。
【００１２】
コイルの電源電圧が変化するのに伴い、同一の電流量に対して算出される出力制御値は、やはり変化する。したがって、上記のように、出力制御値および／または基準制御値を電源電圧で補正した後に、両者を比較することによって、故障判定をより適切に行うことができる。
【００１３】
あるいはこの場合、目標電流値が第１所定値以下のとき、または目標電流値と実電流値との偏差が第２所定値以上のときに、故障判定手段による故障判定を禁止する故障判定禁止手段をさらに備えていることが好ましい。
【００１４】
目標電流値が小さいときには、それに基づいて算出される出力制御値がばらつきやすく、この出力制御値と基準制御値を比較することによって行われる故障判定に誤りが生じやすくなる。また、本発明の故障検出は、実電流値が目標電流値に収束していることを前提として、そのときの出力制御値を基準制御値と比較することによって行うものであり、この前提が成立していなければ、やはり故障判定に誤りが生じやすくなる。したがって、これらの場合に、上記のようにして故障判定を禁止することによって、誤判定を回避することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明による電磁クラッチの故障判定装置１を適用した四輪駆動車両２の概略構成を示している。同図に示すように、この四輪駆動車両（以下「車両」という）２は、その前部に横置きに搭載したエンジン３と、エンジン３に一体に設けられた自動変速機４を備えている。
【００１６】
この自動変速機４は、エンジン３の出力を伝達するトルクコンバータ４ａと、「１」〜「Ｄ５」「Ｎ」「Ｒ」「Ｐ」からなる８つのシフト位置を選択可能なシフトレバー（図示せず）と、１〜５速ギヤ位置およびリバースギヤ位置からなる６種類の変速比のギヤ位置に切換可能なギヤ機構４ｂ（一部のみ図示）と、を備えている。
【００１７】
自動変速機４には、ギヤ位置センサ２０およびシフト位置センサ２１が取り付けられている。ギヤ位置センサ２０は、ギヤ位置を検出し、ギヤ位置を表す検出信号ＳＦＴを、後述するＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２に送る。また、シフト位置センサ２１は、自動変速機４のシフト位置を検出し、その検出信号であるシフト位置信号ＰＯＳＩをＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２に送る。
【００１８】
上記ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２は、エンジン３の運転や自動変速機４の動作を制御するものであり、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。このＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２には、エンジン回転数センサ２２および吸気管内絶対圧センサ２３などが接続されており、これらのセンサ２２、２３から、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡを表す検出信号がそれぞれ送られる。
【００１９】
一方、エンジン３の出力軸３ａは、自動変速機４、フロントディファレンシャル（以下「フロントデフ」という）５、および左右のフロントドライブシャフト６、６を介して、主駆動輪としての左右の前輪Ｗ１、Ｗ２に接続されている。さらに、出力軸３ａは、自動変速機４、フロントデフ５、トランスファ７ａ、プロペラシャフト７ｂ、リヤディファレンシャル（以下「リヤデフ」という）８、および左右のリヤドライブシャフト９、９を介して、副駆動輪としての左右の後輪Ｗ３、Ｗ４に接続されている。
【００２０】
前後の車輪Ｗ１〜Ｗ４には、車輪速センサ２５がそれぞれ設けられている。これら４つの車輪速センサ２５は、車輪Ｗ１〜Ｗ４の車輪速ＶＷ１〜ＶＷ４をそれぞれ検出し、それらの検出信号をＡＢＳ・ＥＣＵ１３に送る。このＡＢＳ・ＥＣＵ１３は、前後の車輪Ｗ１〜Ｗ４のアンチロック制御を行うものであり、前述したＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２と同様、マイクロコンピュータで構成されている。
【００２１】
また、上記のリヤデフ８には、左右の電磁クラッチ１０、１０が設けられている。両電磁クラッチ１０、１０は互いに同じ構成を有しているので、以下、左側の電磁クラッチ１０を例にとり、その半部を示す図２を参照しながら、構成を説明する。同図に示すように、この左電磁クラッチ１０は、プロペラシャフト７ｂに接続されたクラッチドライブシャフト（図示せず）の左端部にスプライン結合されたクラッチアウター３１と、左リヤドライブシャフト９に接続された左出力軸３２の右端部にスプライン結合されたクラッチインナー３３と、クラッチアウター３１の内周部に支持された複数のクラッチディスク３４（１枚のみ図示）と、クラッチインナー３３の外周部に支持され、クラッチディスク３４と交互に噛み合う複数のクラッチプレート３５（１枚のみ図示）と、クラッチインナー３３の外周部に支持されたクラッチピストン３６とを、備えている。
【００２２】
また、左出力軸３２の外側には、固定カム部材３７、可動カム部材３８および複数のボール３９（１つのみ図示）で構成されるボールカム機構４０が設けられている。固定カム部材３７の外周部は、後述するコイルハウジング４３の内周部にスプライン結合され、可動カム部材３８の内周部は、左出力軸３２の外周部にスプライン結合されている。ボール機構４０の外側にはソレノイド４１が設けられており、このソレノイド４１は、図示しない巻線を周方向に巻き重ねた環状のコイル４２と、コイル４２を収容する環状のコイルハウジング４３と、コイルハウジング４３の軸線方向の一端側に近接して配置されたアーマチュア４４などで構成されている。コイル４２は、図示しない固定手段により左サイドケーシング４５に固定され、コイルハウジング４３は、ボールカム機構４０を介して、左出力軸３２に支持されている。また、アーマチュア４４の外周部は、クラッチアウター３１にスプライン結合され、右側面は、皿ばね４６を介して、クラッチピストン３６に対向している。
【００２３】
以上の構成により、ソレノイド４１のコイル４２に電流が供給されていない非励磁状態では、アーマチュア４４がコイルハウジング４３に対して相対回転可能であるため、プレペラシャフト７ｂおよびクラッチアウター３１を介して、アーマチュア４４に伝達されたエンジン３の回転は、コイルハウジング４３には伝達されず、電磁クラッチ１０は遮断状態となる。この遮断状態では、エンジン３の駆動トルクは前輪Ｗ１、Ｗ２にのみ伝達されることで、車両２は前輪駆動状態になる。
【００２４】
一方、後述する２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１からの駆動信号により、ソレノイド４１のコイル４２に電流が供給され、励磁されると、アーマチュア４４がコイルハウジング４３に吸着されることで、エンジン３の回転が、アーマチュア４４からコイルハウジング４３を介して、ボールカム機構４０の固定カム部材３７に伝達される。固定カム部材３７の回転に伴い、ボール３９が可動カム部材３８を図２の右方に押して移動させ、可動カム部材３８がクラッチピストン３６を右方に押すことで、複数のクラッチディスク３４とクラッチプレート３５が相互に噛み合う。これにより、クラッチアウター３１とクラッチインナー３３が直結され、電磁クラッチ１０は接続状態になる。
【００２５】
この電磁クラッチ１０の接続状態では、エンジン３の駆動力が、クラッチアウター３１、クラッチインナー３３および左出力軸３２を介して、左リヤドライブシャフト９に伝達される。このようにして左右の電磁クラッチ１０、１０が接続状態になると、エンジン３の駆動力が左右の後輪Ｗ３、Ｗ４にも伝達されることで、車両２は四輪駆動状態になる。また、後輪Ｗ３、Ｗ４に配分される駆動力は、電磁クラッチ１０のコイル４２への供給電流量を制御することにより、その締結力を変化させることで、互いに独立して制御することが可能である。
【００２６】
また、リヤデフ８には、油温センサ２４（コイル温度検出手段）が設けられている。この油温センサ２４は、電磁クラッチ１０、１０を潤滑する潤滑油の温度（油温）ＴＯＩＬを、そのコイルの温度を代表する温度として検出するものであり、その検出信号は２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１に送られる。２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１には、ロックスイッチ２６から、その操作状態を表す信号が送られる。このロックスイッチ２６は、雪道でのスタック脱出などを行う際に、リヤデフ８をロックするロックモードを行わせるために操作されるものである。
【００２７】
上記２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１は、本発明に係る故障判定装置１の主要部を構成するものであり、ＦＩ／ＡＴ・ＥＣＵ１２およびＡＢＳ・ＥＣＵ１３と同様、マイクロコンピュータで構成されている。２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１には、ＥＣＵ１２、１３から、上記センサ２０〜２５の検出値やそれらに応じた演算結果に基づく信号が、シリアル通信によって入力される。また、２／４ＷＤＥＣＵ１１には、電流検出回路（図示せず）が設けられており、この電流検出回路は、電磁クラッチ１０のコイル４２に実際に流れている実電流値ＩＬＯＬＭを検出する。
【００２８】
２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１は、これらの入力信号などに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラム、およびＲＡＭに記憶された後述するフラグ値や演算値などに基づいて、後輪Ｗ３、Ｗ４に伝達すべき伝達トルクを算出するとともに、算出した伝達トルクに基づいて、電磁クラッチ１０のコイル４２に供給すべき目標電流値ＩＣＭＤＬを算出する。そして、この目標電流値ＩＣＭＤＬに検出した実電流値ＩＬＯＬＭが一致するように、コイル４２への供給電流の出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭをフィードバック制御により算出し、それに基づく駆動信号を電磁クラッチ１０、１０に出力し、これを制御する。また、２／４ＷＤ・ＥＣＵ１１は、次に述べる電磁クラッチ１０の故障判定処理を実行する。
【００２９】
図３および図４は、この故障判定処理の制御プログラムのフローチャートである。このプログラムは、所定時間ごとに実行される。なお、この故障判定処理は、左右の電磁クラッチ１０、１０のそれぞれに対して、同じ内容で行われるので、以下、左側の電磁クラッチ１０について代表して説明するものとする。また、以下の説明では、ＲＯＭに個々のデータやテーブル値などとしてあらかじめ記憶されている固定値については、その先頭に「＃」を付し、ＲＡＭに記憶され、更新される変数値と区別して表すものとする。
【００３０】
この処理ではまず、ステップ１において、エンジン３が始動直後でないことを表す始動後フラグＦ＿ＩＧＤＬＹ２が「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯ、すなわちエンジン３の始動直後のときには、２／４ＷＤ・ＥＣＵの作動状態が安定していないとして、故障判定は実行せず、後述する抵抗減少側故障判断中フラグＦ＿ＭＩＬＢＯＦＦＬ、抵抗増大側故障判断中フラグＦ＿ＰＩＬＢＯＦＦＬおよび故障確定タイマＴＭＦＳＩＬＢＬを、それぞれ「０」にリセットし（ステップ２〜４）、本プログラムを終了する。
【００３１】
前記ステップ１の答がＹＥＳのときには、フェールセーフリレーがＯＮ状態であることを表すフェールセーフリレーフラグＦ＿ＦＳＲ、およびその安定待ち時間が経過したことを表すフェールセーフリレー安定待ちフラグＦ＿ＦＳＲＮＯＲが、それぞれ「１」であるか否かを判別する（ステップ５、６）。これらの答いずれかがＮＯ、すなわちフェールセーフリレーがＯＦＦ状態にあるか、またはＯＮ状態になった後に安定待ち時間が経過していないときには、故障判定は実行せず、前記ステップ２〜４を実行し、本プログラムを終了する。
【００３２】
前記ステップ５および６の答がいずれもＹＥＳのときには、目標電流値ＩＣＭＤＬが第１所定値＃ＣＯＲＧＩ以下であるか否かを判別する（ステップ７）。目標電流値ＩＣＭＤＬが小さいときには、それに基づいて算出される出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭがばらつきやすく、この出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭを用いて実行される、後述する故障判定に誤りが生じやすい。したがって、ステップ７の答がＹＥＳ、すなわち目標電流値ＩＣＭＤＬ≦第１所定値＃ＣＯＲＧＩのときには、故障判定を禁止し、前記ステップ２〜４に進む。
【００３３】
前記ステップ７の答がＮＯ、すなわちＩＣＭＤＬ＞＃ＣＯＲＧＩのときには、検出された実電流値ＩＬＯＬＭが値０であるか否かを判別する（ステップ８）。実電流値ＩＬＯＬＭ＝０のときには、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭも小さく、誤判定が生じやすいので、この場合も、故障判定は実行せず、前記ステップ２〜４に進む。
【００３４】
前記ステップ８の答がＮＯのときには、目標電流値ＩＣＭＤＬと実電流値ＩＬＯＬＭとの偏差｜ＩＣＭＤＬ−ＩＬＯＬＭ｜が、第２所定値＃ＤＩＣＭＤＬＯよりも小さいか否かを判別する（ステップ９）。本実施形態の故障検出は、実電流値ＩＬＯＬＭが目標電流値ＩＣＭＤＬに収束しているときの出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭを、後述する基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬと比較することによって、行うものである。したがって、ステップ９の答がＮＯ、すなわち偏差｜ＩＣＭＤＬ−ＩＬＯＬＭ｜≧第２所定値＃ＤＩＣＭＤＬＯのときには、故障判定の前提が成立していないとして、故障判定を禁止し、前記ステップ２〜４を実行し、本プログラムを終了する。
【００３５】
前記ステップ９の答がＹＥＳ、すなわち｜ＩＣＭＤＬ−ＩＬＯＬＭ｜＜＃ＤＩＣＭＤＬＯのときには、ステップ１０〜１３において、基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬを算出する。まず、ステップ１０では、実電流値ＩＬＯＬＭに応じ、図５に一例を示すＩＬＯＬＭ−ＴＥＭＰ０テーブルを検索することによって、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＣＯＩＬＲＥＧを求め、基本値ＴＥＭＰ０（基準制御値）として設定する。このテーブルは、電磁クラッチ１０のコイル４２が常温状態にあり、また、その電源電圧ＡＤ＿ＰＳＯＬが標準電圧であるときの、実電流量ＩＬＯＬＭと出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭとの標準的な関係を表すものであり、実験などによって求められる。この関係に従って、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＣＯＩＬＲＥＧは、実電流値ＩＬＯＬＭが大きいほど、より大きくなるように設定されている。
【００３６】
次に、ステップ１１において、電磁クラッチ１０の電源電圧ＡＤ＿ＰＳＯＬに応じ、図６に一例を示すＡＤ＿ＰＳＯＬ−ＴＥＭＰ１テーブルを検索することによって、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＫＣＯＰＳを求め、電圧補正係数ＴＥＭＰ１として設定する。このテーブルでは、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＫＣＯＰＳは、電源電圧ＡＤ＿ＰＳＯＬが所定電圧Ｘ０以下のときに所定値Ｙ０に、所定電圧Ｘ２以上のときに所定値Ｙ０よりも大きな所定値Ｙ２にそれぞれ設定され、所定電圧Ｘ０、Ｘ２間では、電源電圧ＡＤ＿ＰＳＯＬが大きいほど、より小さくなるように設定されている。これは、電源電圧ＡＤ＿ＰＳＯＬが大きいときには、電磁クラッチ１０のコイル４２の電流量ＩＬＯＬＭが同一であっても、それに必要な出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭは小さくなるので、これを補正するためである。
【００３７】
次に、ステップ１２において、油温センサ２４で検出された油温ＴＯＩＬに応じ、図７に一例を示すＴＯＩＬ−ＴＥＭＰ２テーブルを検索することによって、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＫＣＯＴＯを求め、温度補正係数ＴＥＭＰ２として設定する。このテーブルでは、テーブル値＃ＴＢＬ＿ＫＣＯＴＯは、油温ＴＯＩＬが所定温度Ｘ４以下のときに所定値Ｙ４に、所定電圧Ｘ０（＞Ｘ４）以上のときに所定値Ｙ４よりも大きな所定値Ｙ０にそれぞれ設定され、所定電圧Ｘ４、Ｘ０間では、油温ＴＯＩＬが低いほど、より小さくなるように設定されている。これは、油温ＴＯＩＬすなわちコイル４２の温度が大きいときには、その抵抗値が小さくなることで、電流量ＩＬＯＬＭが同一であっても、それに必要な出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが小さくなるので、これを補正するためである。
【００３８】
そして、ステップ１３において、前記ステップ１０で求めた基本値ＴＥＭＰ０に、ステップ１１、１２で求めた電圧補正係数ＴＥＭＰ１、温度補正係数ＴＥＭＰ２を乗算することによって、基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬを算出する。
【００３９】
次いで、油温センサ２４の第１および第２故障判断カウンタＣＮＴ＿ＴＯＥ、ＣＮＴ＿ＴＯ２Ｅの値が０であるか否かをそれぞれ判別する（ステップ１４、１５）。これらの答のいずれかがＮＯのときには、油温センサ２４のフェール判断中であるため、故障判定は実行せず、前記ステップ２〜４を実行し、本プログラムを終了する。
【００４０】
ステップ１４、１５の答がいずれもＹＥＳのときには、前記ステップ１３で算出した基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬが、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭ以下であるか否かを判別する（ステップ１６）。この答がＹＥＳ、すなわち現在の出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬ以上のときには、コイル４２の抵抗増大側故障判断を実行すべく、ステップ１７に進み、次式（１）によって、基準デューティ値の抵抗増大側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ１を算出するとともに、算出した値ＦＳＤＹＯＵＴＬ１が、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭよりも小さいか否かを判別する。
【００４１】
ＦＳＤＹＯＵＴＬ１
＝ＦＳＤＹＯＵＴＬ×＃ＰＩＬＢＯＦＦ＋＃ＩＬＢＦＳＯＦ１…（１）
ここで、＃ＰＩＬＢＯＦＦは、比較の中心となる基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬに幅をもたせるための割増乗算項（＞１）、＃ＩＬＢＦＳＯＦ１は同じ目的の加算項である。
【００４２】
一方、前記ステップ１６の答がＮ０、すなわち出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬよりも小さいときには、コイル４２の抵抗減少側故障判断を実行すべく、ステップ１８に進み、次式（２）によって、基準デューティ値の抵抗減少側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ２を算出するとともに、算出した値ＦＳＤＹＯＵＴＬ２が、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭよりも大きいいか否かを判別する。
【００４３】
ＦＳＤＹＯＵＴＬ２
＝ＦＳＤＹＯＵＴＬ×＃ＭＩＬＢＯＦＦ−＃ＩＬＢＦＳＯＦＦ…（２）
ここで、＃ＭＩＬＢＯＦＦは、基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴの割引乗算項（＜１）、＃ＩＬＢＦＳＯＦ１は減算項である。
【００４４】
図８は、上述のようにして算出した基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬ、抵抗増大側および減少側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ１、２により得られる判定マップを示している。すなわち、抵抗増大側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ１は、前記式（１）により、割増乗算項＃ＰＩＬＢＯＦＦおよび加算項＃ＩＬＢＦＳＯＦ１によって、基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬに対して割増されている。同様に、抵抗減少側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ２は、前記式（２）により、割引乗算項＃ＭＩＬＢＯＦＦおよび減算項＃ＩＬＢＦＳＯＦＦによって、基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬに対して割引されている。そして、抵抗増大側および減少側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ１、２の間の領域が、正常エリアとして規定される。また、抵抗増大側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ１を上回る領域が、抵抗増大側の故障エリア１として規定され、抵抗減少側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ２を下回る領域が、抵抗減少側の故障エリア２として規定される。
【００４５】
したがって、前記ステップ１７の答がＮＯ、すなわち抵抗増大側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ１≧出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭのときには、現在の出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが判定マップの正常エリアにあることで、電磁クラッチ１０のコイル４２が正常であると判定し、前記ステップ２〜４の実行後、本プログラムを終了する。
【００４６】
一方、前記ステップ１７の答がＹＥＳ、すなわちＦＳＤＹＯＵＴＬ１＜ＤＹＯＵＴＬＭのときには、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが判定マップの故障エリア１にあることで、電磁クラッチ１０のコイル４２に抵抗増大側の故障が発生していると判断する。
【００４７】
次いで、抵抗減少側故障判断中フラグＦ＿ＭＩＬＢＯＦＦＬが「１」であるか否かを判別する（ステップ１９）。この抵抗減少側故障判断中フラグＦ＿ＭＩＬＢＯＦＦＬは、後述するように、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが故障エリア２にあると判断され、抵抗減少側の故障判断中のときに「１」にセットされるものである。したがって、このステップ１９の答がＹＥＳのときには、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが故障エリア２から正常エリアを越えて故障エリア１に移行したことになるので、その故障判断の信頼性が疑わしいとして、判断をキャンセルし、前記ステップ２〜４を実行する。
【００４８】
一方、前記ステップ１９の答がＮＯのときには、抵抗増大側の故障判断中であることを表すために、抵抗増大側故障判断中フラグＦ＿ＰＩＬＢＯＦＦＬを「１」にセットする（ステップ２０）。次いで、故障確定タイマＴＭＦＳＩＬＢＬの値が、その所定値＃ＴＭＦＳＩＬＢ（例えば３秒相当）以上であるか否かを判別する（ステップ２１）。この答がＮＯ、すなわちＴＭＦＳＩＬＢＬ＜＃ＴＭＦＳＩＬＢのときには、故障確定タイマＴＭＦＳＩＬＢＬの値をインクリメントし（ステップ２２）、本プログラムを終了する。一方、ステップ２１の答がＹＥＳ、すなわちＴＭＦＳＩＬＢＬ≧＃ＴＭＦＳＩＬＢが成立したときには、上記の故障と判断される状況が所定時間、継続したことで、抵抗増大側の故障発生が確定したとして、そのことを表すエラーコードＥＲＲ＿ＩＬＢを、対応するバッファに書き込み（ステップ２３）、本プログラムを終了する。
【００４９】
また、前記ステップ１８の答がＮＯ、すなわち抵抗減少側最終比較値ＦＳＤＹＯＵＴＬ２≦出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭのときには、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが判定マップの正常エリアにあることで、正常であると判定し、前記ステップ２〜４とそれぞれ同様の内容のステップ２４〜２６を実行した後、本プログラムを終了する。
【００５０】
一方、前記ステップ１８の答がＹＥＳ、すなわちＦＳＤＹＯＵＴＬ２＞ＤＹＯＵＴＬＭのときには、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭが判定マップの故障エリア２にあることで、電磁クラッチ１０のコイル４２に、例えばレアショートによる抵抗減少側の故障が発生していると判断する。
【００５１】
以降の処理は、抵抗増大側の故障の場合と同様であり、抵抗増大側故障判断中フラグＦ＿ＰＩＬＢＯＦＦＬが「１」であるか否かを判別し（ステップ２７）、その答がＹＥＳのときには、前記ステップ２４〜２６に進む。前記ステップ２７の答がＮＯのときには、抵抗減少側故障判断中フラグＦ＿ＭＩＬＢＯＦＦＬを「１」にセットする（ステップ２８）。次いで、前記ステップ２１〜２３を実行し、故障確定タイマＴＭＦＳＩＬＢＬによる所定時間の計時を待って、抵抗減少側の故障発生を確定し、本プログラムを終了する。
【００５２】
以上のように、本実施形態によれば、電磁クラッチ１０のコイル４２への供給電流の出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭを、コイル４２の実電流値ＩＬＯＬＭが目標電流値ＩＣＭＤＬに一致するようにフィードバック制御により算出するとともに、実電流値ＩＬＯＬＭが目標電流値ＩＣＭＤＬに収束したときの出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭを、そのときの実電流値ＩＬＯＬＭに対応する基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬと比較することによって、コイル４２の抵抗値の変動故障が生じているか否かを適切に判定することができる。
【００５３】
また、この基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬは、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭに影響を及ぼすコイル温度としての油温ＴＯＩＬと電源電圧ＡＤ＿ＰＳＯＬで補正されているので、これらの影響を吸収しながら、故障判定をより適切に行うことができる。また、目標電流値ＩＣＭＤＬが小さい場合や、実電流値ＩＬＯＬＭ＝０の場合に、故障判定を禁止することで、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭのばらつきなどに起因する誤判定を回避することができる。
【００５４】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、油温ＴＯＩＬと電源電圧ＡＤ＿ＰＳＯＬによる補正を、基準デューティ値ＦＳＤＹＯＵＴＬに対して行っているが、このような補正は、出力デューティ値ＤＹＯＵＴＬＭに対して行っても、あるいは両方に対して行ってもよい。また、実施形態では、油温ＴＯＩＬをコイル４２を代表する温度として用いているが、コイル４２の温度をセンサで直接、検出してもよい。
【００５５】
さらに、実施形態は、四輪駆動車両の駆動力制御装置に適用した電磁クラッチの例であるが、本発明は、これに限らず、コイルの電流量を制御する制御量をフィードバック制御するように構成された電磁クラッチに、その用途を問わず、広く適用することが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電磁クラッチの故障判定装置は、レアショートを代表とするコイルの抵抗値の変動故障の有無を適切に判定することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電磁クラッチの故障判定装置を適用した四輪駆動車両の概略構成図である。
【図２】電磁クラッチの部分断面図である。
【図３】故障判定処理を実行する制御プログラムのフローチャートである。
【図４】図３の制御プログラムの残りの部分を示すフローチャートである。
【図５】ＩＬＯＬＭ−ＴＥＭＰ０テーブルの一例を示す図である。
【図６】ＡＤ＿ＰＳＯＬ−ＴＥＭＰ１テーブルの一例を示す図である。
【図７】ＴＯＩＬ−ＴＥＭＰ２テーブルの一例を示す図である。
【図８】故障判定マップの一例を示す図である。
【符号の説明】
１故障判定装置
１０電磁クラッチ
１１２／４ＷＤ・ＥＣＵ（記憶手段、実電流値検出手段、比較手段、故障判定手段、故障判定禁止手段）
２４油温センサ（コイル温度検出手段）
４１ソレノイド
４２コイル
ＩＬＯＬＭ（実）電流値
ＩＣＭＤＬ目標電流値
ＤＹＯＵＴＬＭ出力デューティ値（出力制御値）
ＦＳＤＹＯＵＴＬ基準デューティ値
ＴＥＭＰ０基準デューティ値の基本値（基準制御値）
ＴＥＭＰ１電圧補正係数
ＴＥＭＰ２温度補正係数
ＣＯＲＧＩ第１所定値
ＤＩＣＭＤＬＯ第２所定値

Claims

ソレノイドのコイルに流れる電流値に応じて締結力が変化するように構成されるとともに、前記電流値を制御するための出力制御値が、前記コイルに実際に流れる実電流値が目標電流値に一致するようにフィードバック制御により算出される電磁クラッチの故障を判定する電磁クラッチの故障判定装置であって、
前記コイルの電流値に対して標準的な関係を有する、前記出力制御値の基準となる所定の基準制御値を、前記電流値に対応して記憶する記憶手段と、
前記コイルの実電流値を検出する実電流値検出手段と、
当該検出された実電流値が前記目標電流値に収束したときに算出された前記出力制御値と、そのときの前記実電流値に対応する前記基準制御値とを比較する比較手段と、
この比較手段による比較結果に基づいて前記コイルの抵抗値の変動故障を判定する故障判定手段と、
を備えていることを特徴とする電磁クラッチの故障判定装置。
前記コイルの温度を検出するコイル温度検出手段をさらに備え、前記比較手段は、前記出力制御値および前記基準制御値の少なくとも一方を前記検出されたコイルの温度に応じて補正した値と他方とを比較することを特徴とする、請求項１に記載の電磁クラッチの故障判定装置。
前記比較手段は、前記出力制御値および前記基準制御値の少なくとも一方を前記コイルの電源電圧に応じて補正した値と他方とを比較することを特徴とする、請求項１に記載の電磁クラッチの故障判定装置。
前記目標電流値が第１所定値以下のとき、または前記目標電流値と前記実電流値との偏差が第２所定値以上のときに、前記故障判定手段による故障判断を禁止する故障判定禁止手段をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の電磁クラッチの故障判定装置。