JP4639743B2 - クラッチ状態検出装置 - Google Patents
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Description
従来より、手動歯車変速機(マニュアル・トランスミッション)を備えた車両においては、車両走行中にギヤシフト操作を行うために、先ずそれまで踏み込んでいたアクセルペダルを開放し、クラッチペダルを踏み込み、必要なギヤシフトを行うように構成されている。そして、クラッチペダルの近傍には、クラッチペダルが所定の位置(例えばクラッチペダルが軽く踏み込まれた位置)に踏み込まれたか否かを検出するクラッチスイッチが設置されている。そして、ECU(例えばエンジン制御ユニット)は、クラッチスイッチからのオン(ON)信号またはオフ(OFF)信号が入力されると、クラッチが切断状態または接続状態であると判断し、エンジンに対して所定の制御を実行するように制御信号を出力するように構成されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
ところが、特許文献1及び2に記載のように、クラッチスイッチを用いてクラッチの断続状態を判断する場合には、スイッチ装備にコストがかかる。また、クラッチスイッチの取り付け後に微調整が必要となり、工数がかかる。また、クラッチの経時変化により検出精度が低いという問題が生じている。また、少しだけクラッチペダルを踏み込んだ状態(例えば半クラッチになる程度、あるいは遊び分だけ踏み込んだ状態)でもクラッチが切断状態であると判断するように設定されており、クラッチの断続状態の判定精度が低いという問題が生じている。
そして、駆動側として車両に搭載された多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関(エンジン)を用い、また、従動側としてエンジンの回転動力を車輪に伝達する変速機、推進軸、終減速機構、車軸や駆動輪(車輪)等を含む動力伝達装置(但し、クラッチ機構を除く)を用い、また、回転速度検出手段としてエンジンの各気筒毎の瞬時回転速度を検出する回転速度センサを用いている。
図1ないし図7は本発明の実施例1を示したもので、図1はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図で、図2はコモンレール式燃料噴射システムの制御系の概略構成を示した図である。
次に、本実施例のクラッチディスクの断続状態の判定方法を図1ないし図6に基づいて簡単に説明する。ここで、クラッチディスクの切断状態を、クラッチスイッチやニュートラルポジションスイッチ等のシフト操作スイッチを用いることなく判定する方法を、図4の制御ロジックに示す。
〔数1〕
Δω=(当該噴射気筒の今回値)−(当該噴射気筒の前回値)
次に、本実施例のクラッチディスクの断続状態の判定方法を図1ないし図6に基づいて簡単に説明する。ここで、図6(a)〜図6(d)はクラッチディスクの断続状態が接続状態から切断状態へ移行する時のアクセル開度、指令噴射量、エンジン回転数およびエンジン回転数変動量の挙動を示したタイミングチャートである。
また、ステップS16の判定結果がNOの場合には、車速センサ24等の車速検出手段によって検出された車速(SPD)が規定値以上であるか否かを判定する(ステップS3)。この判定結果がNOの場合には、制御フラグがONされている場合、制御フラグをOFFする(ステップS15)。その後に、図7のルーチンを終了する。
また、ステップS3の判定結果がYESの場合には、指令噴射量(QFIN)が減量傾向にある(ΔQFIN≦β)か否かを判定する(ステップS4)。この判定結果がNOの場合には、ステップS15の処理を実施した後に、図7のルーチンを終了する。
また、ステップS8の判定結果がNOの場合には、当該噴射気筒(#n)の直前に燃料噴射が実施される直前噴射気筒(#n−1)のエンジン回転数変動量(Δωi−1)を、当該噴射気筒(#n)のエンジン回転数変動量(Δωi)から減算した値が、第1判定値よりも小さいか否かを判定する(ステップS9)。ここで、第1判定値としては、当該噴射気筒(#n)より2つ前に燃料噴射を実施する噴射気筒(#n−2)のエンジン回転数変動量(Δωi−2)を、直前噴射気筒(#n−1)のエンジン回転数変動量(Δωi−1)から減算した値{(Δωi−1)−(Δωi−2)}×補正係数を用いることが望ましい。但し、補正係数は、1以上の値(例えば1.5)である。これは、演算結果{(Δωi)−(Δωi−1)}に基づいて、当該噴射気筒のエンジン回転数の低下速度を求め、その当該噴射気筒のエンジン回転数の低下速度が急激に大きくなる現象を検出しているか否かを判定するのと同じ意味となる。
また、ステップS9の判定結果がYESの場合には、制御フラグをONする(ステップS10)。次に、当該噴射気筒(#n)の直前に燃料噴射が実施される直前噴射気筒(#n−1)のエンジン回転数変動量(Δωi−1)を、当該噴射気筒(#n)のエンジン回転数変動量(Δωi)から減算した値が、第2判定値よりも大きいか否かを判定する(ステップS11)。ここで、第2判定値としては、当該噴射気筒(#n)より2つ前に燃料噴射を実施する噴射気筒(#n−2)のエンジン回転数変動量(Δωi−2)を、直前噴射気筒(#n−1)のエンジン回転数変動量(Δωi−1)から減算した値{(Δωi−1)−(Δωi−2)}×補正係数を用いることが望ましい。但し、補正係数は、1以上の値(例えば1.5)である。これは、演算結果{(Δωi)−(Δωi−1)}に基づいて、当該噴射気筒のエンジン回転数の低下速度を求め、その当該噴射気筒のエンジン回転数の低下速度が急激に小さくなる現象を検出しているか否かを判定するのと同じ意味となる。
また、ステップS11の判定結果がYESの場合には、クラッチディスクの断続状態が切断状態であると判断する(ステップS12)。次に、制御フラグをOFFする(ステップS13)。次に、クラッチペダルが踏み込まれてクラッチディスクが完全に切れて車両走行中のギヤシフト操作途中であると判断して、例えば燃料噴射量の学習制御を実施する(ステップS14)。その後に、図7のルーチンを抜ける。
本実施例では、本発明を、コモンレール式燃料噴射システムに適用したが、本発明を、コモンレール3等を持たず、燃料供給ポンプから高圧供給配管を経て直接燃料噴射弁または燃料噴射ノズルに高圧燃料を圧送供給するタイプの内燃機関用燃料噴射装置に適用しても良い。また、エンジンの圧縮行程および膨張行程中に、インジェクタ4の電磁弁を2回以上駆動して、エンジン2の各気筒の燃焼室内への高圧燃料の噴射を2回以上に分割して実施するマルチ噴射を行う噴射率制御手段を備えた内燃機関用燃料噴射装置に適用しても良い。例えば1回以上のパイロット噴射またはプレ噴射の後にメイン噴射を実施するマルチ噴射、あるいはメイン噴射の後に1回以上のアフター噴射を実施するマルチ噴射を行うようにしても良い。特に上記の燃料噴射量の学習制御として、パイロット噴射量またはプレ噴射量またはアフター噴射量等の微小噴射量の学習制御を行うようにしても良い。
2 エンジン(内燃機関)
3 コモンレール
4 インジェクタ(燃料噴射弁)
5 サプライポンプ(燃料供給ポンプ)
6 吸入調量弁
7 クランクシャフト(エンジンの出力軸、クランク軸)
8 トランスミッション(手動歯車変速機、動力伝達装置)
9 ポンプ駆動軸(ドライブシャフト、カムシャフト)
10 ECU(クラッチ状態検出装置、回転速度検出手段、回転速度算出手段、クラッチ断続判定禁止手段、クラッチ断続判定手段、回転速度変動量算出手段、エンジン制御ユニット)
21 クランク角度センサ(回転速度検出手段、回転速度センサ)
22 アクセル開度センサ(アクセル開度検出手段)
23 冷却水温センサ
24 車速センサ(車速検出手段)
25 燃料圧力センサ(燃料圧力検出手段)
31 エンジン回転数検出手段(回転速度検出手段)
32 噴射量決定手段
33 回転数変動量算出手段(回転速度変動量算出手段)
34 エンジン補機類等の負荷変動検出手段
35 クラッチ断続判定手段
36 クラッチ断続判定禁止手段(誤判定防止手段)
Claims (14)
- 駆動側から従動側への回転動力の伝達を断続するクラッチの断続状態を検出するクラッチ状態検出装置において、
(a)前記駆動側の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
(b)前記駆動側の回転速度を、前記駆動側または前記従動側から変動させる入力が加わった場合に、前記クラッチの断続状態の判定を中止または禁止するクラッチ断続判定禁止手段と、
(c)このクラッチ断続判定禁止手段が、前記駆動側の回転速度を前記駆動側または前記従動側から変動させる入力がないと判定した時に、前記回転速度検出手段で検出された前記駆動側の回転速度の変動から、前記クラッチの断続状態が切断状態であるか否かを判断するクラッチ断続判定手段とを備え、
前記駆動側とは、車両に搭載されたエンジンであって、
前記従動側とは、前記エンジンの回転動力を車輪に伝達する動力伝達装置であって、
前記回転速度検出手段は、前記エンジンの各気筒毎の瞬時回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記クラッチ断続判定手段は、前記エンジンの全気筒のうちの少なくとも1つの第1特定気筒の瞬時回転速度の低下速度が第1判定値よりも大きくなる現象を検出したのに引き続いて、前記エンジンの全気筒のうちの少なくとも1つの第2特定気筒の瞬時回転速度の低下速度が第2判定値よりも小さくなる現象を検出した際に、前記クラッチの断続状態が切断状態であると判断することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 駆動側から従動側への回転動力の伝達を断続するクラッチの断続状態を検出するクラッチ状態検出装置において、
(a)前記駆動側の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
(b)前記駆動側の回転速度を、前記駆動側または前記従動側から変動させる入力が加わった場合に、前記クラッチの断続状態の判定を中止または禁止するクラッチ断続判定禁止手段と、
(c)このクラッチ断続判定禁止手段が、前記駆動側の回転速度を前記駆動側または前記従動側から変動させる入力がないと判定した時に、前記回転速度検出手段で検出された前記駆動側の回転速度の変動から、前記クラッチの断続状態が切断状態であるか否かを判断するクラッチ断続判定手段とを備え、
前記駆動側とは、車両に搭載されたエンジンであって、
前記従動側とは、前記エンジンの回転動力を車輪に伝達する動力伝達装置であって、
前記回転速度検出手段は、前記エンジンの各気筒毎の瞬時回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記クラッチ断続判定手段は、前記エンジンの全気筒のうちの少なくとも1つの特定気筒の瞬時回転速度の低下速度が判定値よりも大きくなる現象を検出した際に、前記クラッチの断続状態が接続状態から切断状態に移行中であると判断することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 駆動側から従動側への回転動力の伝達を断続するクラッチの断続状態を検出するクラッチ状態検出装置において、
(a)前記駆動側の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
(b)前記駆動側の回転速度を、前記駆動側または前記従動側から変動させる入力が加わった場合に、前記クラッチの断続状態の判定を中止または禁止するクラッチ断続判定禁止手段と、
(c)このクラッチ断続判定禁止手段が、前記駆動側の回転速度を前記駆動側または前記従動側から変動させる入力がないと判定した時に、前記回転速度検出手段で検出された前記駆動側の回転速度の変動から、前記クラッチの断続状態が切断状態であるか否かを判断するクラッチ断続判定手段とを備え、
前記駆動側とは、車両に搭載されたエンジンであって、
前記従動側とは、前記エンジンの回転動力を車輪に伝達する動力伝達装置であって、
前記回転速度検出手段は、前記エンジンの各気筒毎の瞬時回転速度を検出する回転速度センサを有し、
前記クラッチ断続判定手段は、前記エンジンの全気筒のうちの少なくとも1つの特定気筒の瞬時回転速度の低下速度が判定値よりも小さくなる現象を検出した際に、前記クラッチの断続状態が切断状態であると判断することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1または請求項2に記載のクラッチ状態検出装置において、
前記駆動側の回転速度を前記従動側から変動させる入力としては、車両が坂道を走行する時に生じる勾配抵抗が挙げられ、
前記クラッチ断続判定禁止手段は、前記車両が走行中の路面状態が上り勾配で、且つ車速が減速中である場合、前記クラッチの断続状態の判定を中止または禁止することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1または請求項3に記載のクラッチ状態検出装置において、
前記駆動側の回転速度を前記従動側から変動させる入力としては、車両が坂道を走行する時に生じる勾配抵抗が挙げられ、
前記クラッチ断続判定禁止手段は、前記車両が走行中の路面状態が下り勾配で、且つ車速が増速中である場合、前記クラッチの断続状態の判定を中止または禁止することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載のクラッチ状態検出装置において、
前記駆動側の回転速度を前記駆動側から変動させる入力としては、前記エンジンの気筒に噴射供給されてエンジン出力軸トルクの発生に寄与する燃料噴射量が挙げられ、
前記クラッチ断続判定禁止手段は、前記エンジンの運転状態に応じて設定される指令噴射量または指令噴射期間が所定値以上増加した場合、前記クラッチの断続状態の判定を中止または禁止することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載のクラッチ状態検出装置において、
前記駆動側の回転速度を前記駆動側から変動させる入力としては、前記エンジンの出力軸により駆動されるエンジン補機類の外部負荷が挙げられ、
前記クラッチ断続判定禁止手段は、前記エンジン補機類の外部負荷が所定値以上変動した場合、前記クラッチの断続状態の判定を中止または禁止することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載のクラッチ状態検出装置において、
前記駆動側の回転速度を前記従動側から変動させる入力としては、車両走行中に制動した時に生じる制動力が挙げられ、
前記クラッチ断続判定禁止手段は、車両乗員がブレーキペダルを操作した場合、あるいはブレーキランプが点灯した場合、前記クラッチの断続状態の判定を中止または禁止することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載のクラッチ状態検出装置において、
前記回転速度センサは、前記エンジンのクランク軸が1回転する間に複数の回転信号パルスを出力するクランク角度センサであって、
前記回転速度検出手段は、前記クランク角度センサより取り込んだ回転信号パルスの間隔時間を計測することで、前記エンジンの各気筒毎の瞬時回転速度を算出する回転速度算出手段を含んで構成されていることを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項9に記載のクラッチ状態検出装置において、
前記回転速度検出手段は、所定のクランク角度期間中のパルス状の回転位置信号の間隔時間の最大値を、当該気筒の瞬時回転速度の最低回転速度として取り込み、
あるいは所定のクランク角度期間中のパルス状の回転位置信号の間隔時間の最小値を、当該気筒の瞬時回転速度の最高回転速度として取り込み、
あるいは所定のクランク角度期間中のパルス状の回転位置信号の間隔時間の平均値を、当該気筒の瞬時回転速度の平均回転速度として取り込み、
前記最低回転速度、前記最高回転速度または前記平均回転速度のいずれか1つ以上を、前記エンジンの各気筒毎の瞬時回転速度として取り込むことを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載のクラッチ状態検出装置において、
前記クラッチ断続判定手段は、
前記回転速度検出手段によって検出した前記エンジンの各気筒毎の瞬時回転速度を燃料噴射の順序に従って時系列順に並べて、
燃料噴射の順序が隣合う2つの噴射気筒間の瞬時回転速度の変化勾配量に基づいて、前記エンジンの全気筒のうちの少なくとも1つの特定気筒の瞬時回転速度の低下速度を求めることを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1ないし請求項11のうちのいずれか1つに記載のクラッチ状態検出装置において、
前記クラッチ断続判定手段は、
前記回転速度検出手段によって検出した前記エンジンの各気筒毎の瞬時回転速度を燃料噴射の順序に従って時系列順に並べた際に、ねじり振動が生じている場合、前記クラッチの断続状態が接続状態であると判断することを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項1ないし請求項10のうちのいずれか1つに記載のクラッチ状態検出装置において、
前記回転速度検出手段によって検出した前記エンジンの各気筒毎の瞬時回転速度の偏差に基づいて、所定のクランク角度間のエンジン回転速度変動量を求める回転速度変動量算出手段を備え、
前記クラッチ断続判定手段は、
前記回転速度変動量算出手段によって求めた前記エンジン回転速度変動量を燃料噴射の順序に従って時系列順に並べて、
燃料噴射の順序が隣合う2つの噴射気筒間のエンジン回転速度変動量の偏差に基づいて、前記エンジンの全気筒のうちの少なくとも1つの特定気筒の瞬時回転速度の低下速度を求めることを特徴とするクラッチ状態検出装置。 - 請求項13に記載のクラッチ状態検出装置において、
前記クラッチ断続判定手段は、
前記回転速度変動量算出手段によって求めた前記エンジン回転速度変動量を燃料噴射の順序に従って時系列順に並べた際に、ねじり振動が生じている場合、前記クラッチの断続状態が接続状態であると判断することを特徴とするクラッチ状態検出装置。
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