JP5441671B2

JP5441671B2 - アイドルストップ車の発進クラッチ制御装置

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Publication number: JP5441671B2
Application number: JP2009292271A
Authority: JP
Inventors: 幸秀澤田; 勝政今井; 真之山本
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: JP2011133012A

Description

本発明はアイドルストップ車の発進クラッチ制御装置、特にアイドルストップ状態からの発進時における発進クラッチの制御装置に関するものである。

従来より、車両停止時にエンジンを自動停止させ、停車中の無駄な燃料消費や排出ガスの発生を抑えるアイドルストップ車が知られている。このようなアイドルストップ車におけるエンジン停止条件としては、車両停止やブレーキＯＮなどがあり、エンジンの再始動条件（復帰条件）としては、ブレーキＯＦＦやアクセルペダルの踏み込みなどがある。

前記のようなアイドルストップ車において、エンジンによって駆動されるオイルポンプと、出力軸が駆動輪と連結されたベルト式無段変速装置と、エンジンと無段変速装置との間に設けられた発進クラッチと、オイルポンプが発生する油圧に基づいて、無段変速装置及び発進クラッチに油圧を供給する油圧制御装置とを備えた車両がある。このような車両では、アイドルストップに伴いオイルポンプも停止するため、アイドルストップ中は無段変速装置や発進クラッチへの供給油圧がなくなる。アイドルストップは、Ｄなどの走行レンジだけでなく、Ｎレンジのような非走行レンジでも実施される。このようなＮ（非走行）レンジのアイドルストップ状態において、ブレーキＯＦＦなどの復帰条件を満足した場合、アイドルストップ復帰（エンジン再始動）する。ところが、アイドルストップ復帰直後のエンジン回転数が低回転数のときにシフトレバーをＮレンジからＤレンジへ切り替えると、クラッチ圧がベルト挟圧より早く立ち上がり、ベルト滑りやショックが発生することがある。

図７は、Ｎレンジでのアイドルストップ中の時刻ｔ１０で、アイドルストップ復帰指令が出され、その後の時刻ｔ１１でシフト位置がＮからＤレンジへ切り替えられた場合のエンジン回転数、ベルト挟圧、クラッチ圧の時間変化を示す。時刻ｔ１１ではエンジン回転数はアイドル回転数より低く、ベルト挟圧も低い。時刻ｔ１２でエンジン回転数が上昇し、ベルト挟圧も遅れて上昇する。一方、発進クラッチには、通常（エンジン駆動中）のＮ→Ｄへの切替時と同様に、最初は初期圧（例えば発進クラッチ内のピストンのリターンスプリング力に相当する油圧）が供給され、初期圧の供給が終了すると、初期圧から一定時間勾配で昇圧制御（スイープ制御）が実施され、その後で発進クラッチを完全係合させる。

しかし、エンジン回転数はアイドルストップ復帰指令が出てから即座にアイドル回転数まで上昇する訳ではなく、ある程度の時間遅れがある。また、アイドルストップ復帰当初はエンジン回転数が低い分だけオイルポンプの吐出圧も低く、無段変速装置のプーリ油室に作動油を満たすのに時間がかかり、ベルト挟圧（ベルト伝達トルク）の上昇も遅れる。一方、発進クラッチには初期圧を目標値とするクラッチ圧が供給されるが、実際のクラッチ圧は初期圧に相当する油圧まで即座に立ち上がる訳ではない。このようにエンジン回転数の上昇遅れや各部の油圧遅れのため、ＮからＤレンジへの切替タイミングによって、発進クラッチのクラッチ伝達トルクが無段変速装置のベルト伝達トルクを上回ることがあり、ベルト滑りやショックが発生することがあった。

特許文献１には、シフト位置が非走行レンジから走行レンジへ切り替えられた時、エンジンが自動停止を行っていたか否かを判定し、エンジンが自動停止を行っていた場合と行っていなかった場合とでオイル供給初期の急速増圧制御の仕方を変更するものが開示されている。特許文献２には、エンジン再始動後に非走行レンジから走行レンジへシフト操作した時、発進クラッチの急速増圧制御の態様を油圧の立ち上がり度合いあるいはエンジン再始動からの経過時間に応じて変更するものが開示されている。

特許文献１は、非走行レンジから走行レンジへシフト操作することによってエンジンが再始動する場合における急速増圧制御であって、非走行レンジでエンジン再始動が開始された後で走行レンジに切り替わった場合を対象としておらず、この場合には通常のクラッチ制御と同じ制御が実施されるだけで、ベルト滑りとった課題を解決できない。特許文献２では、エンジン再始動後のシフト操作において、クラッチ係合制御については適正化が可能であるが、エンジン再始動後のエンジン回転数の上昇度にはばらつきがあるので、エンジン再始動からの経過時間だけで発進クラッチの急速増圧制御を変更しても、ベルト滑りやショックを解消できるとは限らない。特に、特許文献２は多板クラッチ方式の自動変速機を対象としており、無段変速機のベルト伝達トルクと発進クラッチのクラッチ伝達トルクとの相関関係を考慮していないため、ベルト滑りを抑制することは困難である。

特開平１１−３５１３７１号公報特開２０００−１９０７５８号公報

本発明の目的は、非走行レンジでアイドルストップ復帰した直後に走行レンジへ切り替えた場合のベルト滑りを抑制できるアイドルストップ車の発進クラッチ制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、エンジンと、所定の停止条件を満足したときにエンジンを自動停止させ、所定の復帰条件を満足したときにエンジンを再始動させるエンジン制御装置と、前記エンジンによって駆動されるオイルポンプと、エンジン動力を駆動輪に伝達するベルト式無段変速装置と、前記エンジンと前記無段変速装置との間に設けられた発進クラッチと、前記オイルポンプが発生する油圧に基づいて、前記無段変速装置及び前記発進クラッチに油圧を供給する油圧制御装置と、シフト位置が前記発進クラッチが締結される走行レンジ又は前記発進クラッチが解放される非走行レンジのいずれであるかを検出するシフト位置検出手段と、を備えたアイドルストップ車において、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記無段変速装置のベルト挟圧を検出するベルト挟圧検出手段と、前記シフト位置が非走行レンジでのエンジン自動停止中に、前記復帰条件を満足して前記エンジンに再始動指令が出されたことを検出する第１の手段と、前記エンジンへ再始動指令が出された後に前記シフト位置が非走行レンジから走行レンジへ切り替えられたことを検出する第２の手段と、前記走行レンジへ切り替えられた時点で、前記エンジン回転数が一定値Ｎｅ以上でかつ前記ベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上の状態が一定時間ΔＴ以上継続したかどうかを判定する第３の手段と、前記状態が一定時間以上継続したと判定された場合にはエンジンが自動停止されずにシフト位置が非走行レンジから走行レンジへ切り替えられた時と同じ第１のパターンで前記発進クラッチを係合させ、前記状態が一定時間以上継続していないと判定された場合には第１のパターンより小さな時間勾配でかつ前記発進クラッチのクラッチ伝達トルクが前記無段変速装置のベルト伝達トルクを上回らないようにクラッチ圧を上昇させる第２のパターンで前記発進クラッチを係合させる第４の手段と、を備えたことを特徴とするアイドルストップ車の発進クラッチ制御装置を提供する。

本発明は、アイドルストップ中、オイルポンプが停止し、無段変速機や発進クラッチへの供給油圧がなくなるアイドルストップ車を前提とし、非走行レンジでアイドルストップ復帰した直後に走行レンジへ切り替えた場合の発進クラッチの制御に関するものである。この場合、発進クラッチに対して通常のクラッチ制御（エンジン駆動中におけるＮ→Ｄ又はＲへの切替時と同様のクラッチ制御）を実施すると、上述のようにベルト滑りが発生する可能性がある。そこで、本発明では次のような条件の成否によって、発進クラッチの係合パターンを２種類に切り替えている。その条件とは、走行レンジへ切り替えられた時点で、エンジン回転数が一定値Ｎｅ以上でかつベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上の状態が一定時間ΔＴ以上継続したかどうかである。ここで、一定のエンジン回転数Ｎｅとは、オイルポンプが所望の吐出圧を発生できる回転数であり、例えば５００ｒｐｍ程度に設定される。一定のベルト挟圧Ｐｂとは、例えば発進に必要なベルト伝達トルクを発生できる挟圧である。一定時間ΔＴとしては、エンジン回転数及びベルト挟圧が安定する時間であり、例えば１〜２秒程度に設定すればよい。２種類のクラッチ係合パターンのうち、第１のパターンは、通常のクラッチ係合パターン（エンジン駆動中におけるＮ→Ｄ又はＲへの切替時と同様の係合パターン）であり、例えば、最初に初期圧を供給し、続いてスイープ制御を実施し、最後に締結制御を実施すればよい。第２のパターンは、第１のパターンよりクラッチ圧の時間勾配が小さく、かつ発進クラッチのクラッチ伝達トルクが無段変速装置のベルト伝達トルクを上回らないようにするパターンであり、例えば初期圧を通常時より低めに設定したり、スイープ制御の勾配を小さく設定すればよい。

このように、２種類のクラッチ係合パターンを、エンジン回転数が一定値Ｎｅ以上でかつベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上の状態が一定時間ΔＴ以上継続したかどうかで切り替えるため、従来（特許文献２）のように走行レンジへの切替時からの経過時間だけで変更する場合に比べて、エンジン回転数の上昇度合いやベルト挟圧の上昇度合いのばらつきの影響を受けず、安定したクラッチ制御を実施できる。しかも、第１のパターンを実施する場合には、既にエンジン回転数及びベルト挟圧が十分に上昇した後であるため、係合ショックがなく、タイムラグを最適なものとすることができる。第２のパターンを実施する場合には、通常時よりクラッチ圧を緩やかに上昇させるので、ベルト滑りの発生を抑制できる。

本発明において、検出されたベルト挟圧から無段変速装置のベルト伝達トルクを計算する伝達トルク計算手段をさらに備え、第２のパターンを、発進クラッチのクラッチ伝達トルクが計算されたベルト伝達トルクを上回らないように、発進クラッチのクラッチ圧を制御するパターンとしてもよい。つまり、アイドルストップ復帰直後の低油圧時に、予め決められた初期圧を目標クラッチ圧として発進クラッチに供給するのではなく、ベルト滑りを発生させないクラッチ圧を供給するベルト滑り防止制御を実施する。このベルト滑り防止制御は、発進クラッチのクラッチ伝達トルクが無段変速装置のベルト伝達トルクを上回らないように、ベルト伝達トルクに応じた目標クラッチ圧となるようにクラッチ圧を制御するものである。換言すれば、目標クラッチ圧の上限値をベルト伝達トルクに相当する油圧に設定すればよい。そのため、アイドルストップ復帰から走行レンジへの切替までの時間が短い場合に、発進クラッチが早く係合して無段変速装置のベルト挟圧が不足し、ベルトとプーリとの間で滑りが発生するという事態を解消できる。ベルト伝達トルクは、無段変速装置のプーリ油室に作動油が満たされると急速に上昇するが、目標クラッチ圧もベルト伝達トルクに追従して上昇させると、係合ショックが発生することがある。そのため、ベルト滑り防止制御は目標クラッチ圧が所定値に達するまでの間だけ実施し、目標クラッチ圧が所定値に達した後は、通常の係合制御と同様に昇圧制御を実施するのがよい。

ベルト挟圧の検出方法は任意である。例えば油圧センサで無段変速装置のセカンダリプーリの油圧を検出し、この検出された油圧からベルト挟圧を計算で求めてもよい。また、ベルト挟圧と相関関係のある値、例えばライン圧を測定することで、ベルト挟圧を推定してもよい。

エンジンの再始動から目標クラッチ圧が所定値に達するまでの経過時間（ベルト滑り防止制御の期間）が所定時間より短い場合に、所定時間に達するまでの間、目標クラッチ圧を所定値に保持してもよい。すなわち、ベルト滑り防止制御の期間はベルト伝達トルクの上昇速度に応じて変動するが、この期間が通常のクラッチ制御における初期圧供給期間よりも短い場合に、ベルト滑り防止制御の終了と同時にクラッチ圧の昇圧制御を開始すると、クラッチの係合が早過ぎてショックが発生する可能性がある。そのため、ベルト滑り防止制御の期間が所定時間より短い場合には、所定時間に達するまでの間、目標クラッチ圧を所定値（例えば初期圧）に保持するのがよい。このようにすれば、発進時のショックやタイムラグを最適なものとすることができる。

以上のように、本発明によれば、非走行レンジでアイドルストップ復帰した直後に走行レンジへ切り替えた場合において、走行レンジへ切り替えられた時点で、エンジン回転数が一定値以上でかつベルト挟圧が一定値以上の状態が一定時間以上継続したかどうかによって、クラッチ係合パターンを切り替えるようにしたので、ショックを回避できると同時に、ベルト滑りを抑制することができる。

本発明に係るアイドルストップ車の構成の一例を示すスケルトン図である。図１に示す無段変速機の油圧回路図である。ガレージシフト弁の詳細を示す図である。ソレノイド圧Ｐsls に対する、ライン圧Ｐ_L 、クラッチモジュレータ圧Ｐcm、クラッチ制御圧、及びセカンダリ圧の各特性を示す図である。本発明に係るアイドルストップ復帰時における発進クラッチの係合制御の一例のタイムチャート図である。本発明に係る発進クラッチの係合制御の一例のフローチャート図である。従来のアイドルストップ復帰時における発進クラッチ制御の一例のタイムチャート図である。

図１は本発明に係るアイドルストップ車の構成の一例を示す。エンジン１の出力軸１ａは、無段変速機２を介してドライブシャフト（出力軸）３２に接続されている。無段変速機２には、トルクコンバータ３、無段変速装置４、油圧制御装置７及びエンジン１により駆動されるオイルポンプ６などが設けられている。

無段変速機２は、トルクコンバータ３のタービン軸５の回転を正逆切り替えてプライマリ軸１０に伝達する前後進切替装置８、プライマリプーリ１１、セカンダリプーリ２１及び両プーリ間に巻き掛けられたＶベルト１５を有する無段変速装置４、セカンダリ軸２０の動力をドライブシャフト３２に伝達するデファレンシャル装置３０などで構成されている。タービン軸５とプライマリ軸１０とは同一軸線上に配置され、セカンダリ軸２０とドライブシャフト３２とがタービン軸５に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機２は全体として３軸構成とされている。ここで用いられるＶベルト１５は、例えば無端状張力帯とこの張力帯に摺動自在に支持された多数のブロックとで構成された公知の圧縮駆動タイプの金属ベルトである。

前後進切替装置８は、遊星歯車機構８０と逆転ブレーキ（Ｂ１）８５と直結クラッチ（Ｃ１）８６とで構成され、逆転ブレーキ８５又は直結クラッチ８６が本発明における発進クラッチに相当する。逆転ブレーキ８５と直結クラッチ８６は、それぞれ湿式多板式のブレーキ及びクラッチである。遊星歯車機構８０のサンギヤ８１が入力部材であるタービン軸５に連結され、リングギヤ８２が出力部材であるプライマリ軸１０に連結されている。遊星歯車機構８０はシングルピニオン方式であり、逆転ブレーキ８５はピニオンギヤ８３を支えるキャリア８４とトランスミッションケースとの間に設けられ、直結クラッチ８６はキャリア８４とサンギヤ８１との間に設けられている。直結クラッチ８６を解放して逆転ブレーキ８５を締結すると、タービン軸５の回転が逆転され、かつ減速されてプライマリ軸１０へ伝えられる。そして、セカンダリ軸２０を経てドライブシャフト３２がエンジン回転方向と同方向に回転するため、前進走行状態となる。逆に、逆転ブレーキ８５を解放して直結クラッチ８６を締結すると、キャリア８４とサンギヤ８１とが一体に回転するので、タービン軸５とプライマリ軸１０とが直結される。そして、セカンダリ軸２０を経てドライブシャフト３２がエンジン回転方向と逆方向に回転するため、後進走行状態となる。

無段変速装置４のプライマリプーリ１１は、プライマリ軸１０上に一体に固定された固定シーブ１１ａと、プライマリ軸１０上に軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ１１ｂとを備えている。可動シーブ１１ｂの背後には、プライマリ軸１０に固定されたシリンダ１２が設けられ、可動シーブ１１ｂとシリンダ１２との間に油室１３が形成されている。この油室１３への供給油量を制御することにより、変速制御が実施される。

セカンダリプーリ２１は、セカンダリ軸２０上に一体に固定された固定シーブ２１ａと、セカンダリ軸２０上に軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ２１ｂとを備えている。可動シーブ２１ｂの背後には、セカンダリ軸２０に固定されたピストン２２が設けられ、可動シーブ２１ｂとピストン２２との間に油室２３が形成されている。この油室２３への供給油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト挟圧力が与えられる。なお、油室２３には初期挟圧力を与えるバイアススプリングを配置してもよい。セカンダリプーリ２１の油室２３の近傍の供給油路中には、後述するように油室２３の供給油圧を検出する油圧センサ１０８が設けられている。

セカンダリ軸２０の一方の端部はエンジン側に向かって延び、この端部に出力ギヤ２７が固定されている。出力ギヤ２７はデファレンシャル装置３０のリングギヤ３１に噛み合っており、デファレンシャル装置３０から左右に延びるドライブシャフト３２に動力が伝達され、車輪が駆動される。

エンジン１及び無段変速機２は電子制御装置１００によって制御される。電子制御装置１００には、エンジン回転数センサ１０１、車速（又はセカンダリプーリ回転数）センサ１０２、スロットル開度（又はアクセル開度）センサ１０３、シフトポジションセンサ１０４、プライマリプーリ回転数（又はタービン回転数）センサ１０５、ブレーキ信号センサ１０６、ＣＶＴの作動油温センサ１０７、及びセカンダリプーリ２１への供給油圧を検出する油圧センサ１０８から信号が入力されている。入力信号としては、そのほかに、路面傾斜角、アイドル信号、スタート信号、エンジン水温、吸入空気量、エアコン信号、イグニッション信号などを入力してもよい。なお、図１では説明を簡単にするため、単一の電子制御装置１００によってエンジン１と無段変速機２の両方を制御する例を示したが、実際には個別の電子制御装置によって制御され、両電子制御装置は通信用バスによって相互に連携している。

電子制御装置１００は、所定の停止条件が成立したときにエンジン１を停止（アイドルストップ）させ、所定の復帰条件が成立したときにエンジン１を再始動させるアイドルストップ制御を実施する。アイドルストップを許可する条件としては、例えばブレーキＯＮ（ブレーキペダルの踏み込み）などがある。但し、エンジン水温が低いときや、電気負荷が大きいとき、アクセルペダルが踏まれているときには、アイドルストップを許可しない。一方、アイドルストップ復帰（エンジン再始動）条件としては、例えばブレーキＯＦＦ、アクセルペダル踏み込み、車速信号の入力などがある。アイドルストップ許可条件及び復帰条件は公知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。

電子制御装置１００は、油圧制御装置７に内蔵されたソレノイド弁を制御している。油圧制御装置７は、オイルポンプ６、プライマリプーリ１１の油室１３、セカンダリプーリ２１の油室２３、逆転ブレーキ８５、直結クラッチ８６とそれぞれ接続されている。電子制御装置１００は、車速とスロットル開度とに応じて予め設定された変速マップに従って目標プライマリ回転数を決定し、油圧制御装置７内のソレノイド弁を制御することによって、無段変速機２のプライマリプーリ１１及びセカンダリプーリ２１の油室１３，２３の油量／油圧を調整し、プライマリ回転数を目標値へと制御すると共に、セカンダリプーリ２１のベルト挟圧力をベルト滑りを発生させない値へと制御している。また、油圧制御装置７は逆転ブレーキ８５及び直結クラッチ８６への供給油圧を制御する機能も有しており、この制御には後述するアイドルストップ状態からの逆転ブレーキ（発進クラッチ）８５の係合制御も含まれる。

図２は油圧制御装置７の一例の油圧回路図である。図２において、７１はレギュレータ弁、７２はクラッチモジュレータ弁、７３はソレノイドモジュレータ弁、７４はガレージシフト弁、７５はマニュアル弁、７６はアップシフト用レシオ制御弁、７７はダウンシフト用レシオ制御弁、７８はレシオチェック弁、７９は挟圧コントロール弁である。また、ＳＬＳはライン圧の調圧制御、逆転ブレーキ８５（Ｂ１）及び直結クラッチ８６（Ｃ１）の過渡制御、及びセカンダリプーリ２１の油室２３の調圧制御を行うため、ソレノイド圧Ｐsls を出力する調圧用ソレノイド弁、ＤＳ１はアップシフト用信号圧Ｐds1 を調圧制御するアップシフト用ソレノイド弁、ＤＳ２はダウンシフト用信号圧Ｐds2 を調圧制御するダウンシフト用ソレノイド弁である。本実施形態では、ソレノイド弁ＳＬＳは常開型のリニアソレノイド弁、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２は共に常閉型のデューティソレノイド弁を使用している。

図２では、プライマリプーリ１１、セカンダリプーリ２１、逆転ブレーキＢ１及び直結クラッチＣ１に関する油圧回路だけを示してあるが、トルクコンバータ３に内蔵されたロックアップクラッチ３ａの油圧回路等については、本発明と直接関係がないので省略する。なお、油圧制御装置７の油圧源は、エンジン１によって駆動されるオイルポンプ６のみであり、電動ポンプなどの格別のオイルポンプは備えていない。

レギュレータ弁７１は、オイルポンプ６の吐出圧を所定のライン圧Ｐ_L に調圧する弁であり、信号ポート７１ａに入力されるソレノイド圧Ｐsls に応じてライン圧Ｐ_L を調圧している。

クラッチモジュレータ弁７２は、直結クラッチＣ１および逆転ブレーキＢ１への供給圧（Ｐ_C1，Ｐ_B1）の元圧となるクラッチモジュレータ圧Ｐcmを出力する弁である。入力ポート７２ａにはライン圧Ｐ_L が入力され、出力ポート７２ｂからクラッチモジュレータ圧Ｐcmが出力される。また、第１信号ポート７２ｃには出力圧がスプリング荷重と対向するようにフィードバックされている。そのため、クラッチモジュレータ圧Ｐcmは、スプリング荷重に相当する一定圧に調圧される。

ソレノイドモジュレータ弁７３は、クラッチモジュレータ圧Ｐcmを調圧して、スプリング荷重に相当する一定のソレノイドモジュレータ圧Ｐsmを発生する弁である。このソレノイドモジュレータ圧Ｐsmは、アップシフト用ソレノイド弁ＤＳ１及びダウンシフト用ソレノイド弁ＤＳ２の元圧となると共に、ガレージシフト弁７４及び挟圧コントロール弁７９にも供給されている。

マニュアル弁７５はシフトレバーと機械的に連結された手動操作弁であり、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｓ、Ｂの各レンジに切り換えられ、ガレージシフト弁７４から供給される油圧を直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１に選択的に導くものである。入力ポート７５ａにはガレージシフト弁７４から油圧が供給され、出力ポート７５ｂは直結クラッチＣ１と接続され、出力ポート７５ｃ，７５ｄは共に逆転ブレーキＢ１に接続されている。マニュアル弁７５は、Ｒレンジでは直結クラッチＣ１に油圧を供給するとともに逆転ブレーキＢ１の油圧をドレーンし、Ｄ、Ｓ、Ｂレンジでは逆転ブレーキＢ１に油圧を供給するとともに直結クラッチＣ１の油圧をドレーンし、非走行レンジであるＰ、Ｎレンジでは直結クラッチＣ１及び逆転ブレーキＢ１の油圧を共にドレーンする。

アップシフト用レシオ制御弁７６及びダウンシフト用レシオ制御弁７７は、アップシフト用信号圧Ｐds1 とダウンシフト用信号圧Ｐds2 との相対関係によってプライマリプーリ１１の油室１２に給排される作動油量を調整する弁である。また、レシオチェック弁７８は、閉じ込み制御のために、プライマリプーリ１１の油室１２を流量制御から油圧制御に切り替えて、プライマリプーリ１１の油室１２の油圧とセカンダリプーリ２１の油室２３の油圧との比率を予め設定された関係に保持し、変速比を保持するための弁である。アップシフト用レシオ制御弁７６及びダウンシフト用レシオ制御弁７７については、例えば特開２００７−２６３２０７号公報等によって公知であるため、説明を省略する。

挟圧コントロール弁７９は、セカンダリプーリ２１の作動油室２３の油圧を制御するための弁であり、スプリングによって一方向に付勢されたスプールを備えている。スプリング荷重と対向する一端側の信号ポート７９ａにソレノイドモジュレータ弁７３から一定圧Ｐsmが供給されている。入力ポート７９ｂにはライン圧Ｐ_L が供給されており、出力ポート７９ｃはセカンダリプーリ２１の作動油室２３と接続され、出力圧はポート７９ｄにフィードバックされている。スプリングが収容された他端側の信号ポート７９ｅにはソレノイド圧Ｐsls が供給される。そのため、信号ポート７９ｅに入力されたソレノイド圧Ｐsls を所定の増幅度で増幅した油圧を作動油室２３に供給することができる。作動油室２３の供給油圧は油圧センサ１０８によって検出され、検出された油圧に基づいてベルト伝達トルクを求めることができる。

ガレージシフト弁７４は、シフトレバーをＮからＤ又はＮからＲへ切り替えた時（ガレージシフト時）に、直結クラッチＣ１及び逆転ブレーキＢ１への供給圧を過渡制御できるように油路を切り替えるための切替弁である。図３にガレージシフト弁７４の詳細な構造を示し、中心線より左側が過渡状態、右側が保持状態である。バルブボデー７４ａ内にスプール７４ｂが軸方向移動自在に挿入されており、このスプール７４ｂを一方向に付勢するスプリング７４ｃが一端部に設けられている。バルブボデー７４ａの一端側には、スプリング荷重と同方向にアップシフト用信号圧Ｐds1 とダウンシフト用信号圧Ｐds2 とが入力される信号ポート７４ｄ，７４ｅが設けられている。バルブボデー７４ａの他端側には、スプリング荷重と対向方向にソレノイドモジュレータ圧Ｐsmが入力されるカウンタポート７４ｆが設けられている。カウンタポート７４ｆにおけるスプール７４ｂの受圧面積は、信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 が入力される信号ポート７４ｄ，７４ｅにおけるスプール７４ｂの受圧面積の和と等しく設定されている。バルブボデー７４ａの中間部には、クラッチモジュレータ圧Ｐcmが入力される入力ポート７４ｇと、ソレノイド圧Ｐsls が入力される入力ポート７４ｈと、マニュアル弁７５の入力ポート７５ａに接続された出力ポート７４ｉとが設けられている。

図４にソレノイド圧Ｐsls に対する、ライン圧Ｐ_L 、クラッチモジュレータ圧Ｐcm、クラッチ制御圧、及びセカンダリ圧の各特性を示す。ライン圧Ｐ_L はソレノイド圧Ｐsls にほぼ比例した油圧に調圧される。クラッチモジュレータ圧Ｐcmは、ソレノイド圧Ｐsls が所定値に達するまではライン圧Ｐ_L と同圧であり、所定値を超えると一定圧に制御される。また、逆転ブレーキＢ１又は直結クラッチＣ１には過渡状態においてソレノイド圧Ｐsls が直接供給されるので、クラッチ制御圧はソレノイド圧Ｐsls そのものとなる。セカンダリ圧はソレノイド圧Ｐsls に比例し、油圧ライン圧Ｐ_L より僅かに低い油圧に調圧される。

ここで、本発明におけるアイドルストップ復帰（エンジン再始動）時の発進クラッチ（Ｂ１）の係合制御について、図５を参照しながら説明する。図５には、クラッチ油圧とベルト挟圧とが記載されているが、両者は共にソレノイド弁ＳＬＳによって制御可能である。ベルト挟圧は、油圧センサ１０８によって検出されたセカンダリプーリ２１の油室２３の油圧に基づいて計算できる。

例えばＮレンジでの車両停止中において、時刻ｔ１で所定の復帰条件（例えばブレーキＯＦＦ）を満足すると、アイドルストップ復帰指令が出力され、クランキングによってエンジン回転数が徐々に上昇し始める。続いて、時刻ｔ２でシフトレバーがＤレンジへ切り替えられると（ケース１）、この時点では後述するようにエンジン回転数が一定値Ｎｅ以上でかつベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上の状態が一定時間ΔＴ以上継続していないので、第２のクラッチ係合パターンで発進クラッチのクラッチ圧を制御する。第２のクラッチ係合パターンとしては、油圧センサ１０８によって検出されたセカンダリ挟圧に基づいてセカンダリプーリ２１のベルト伝達可能トルクを計算し、発進クラッチのクラッチ伝達トルクが計算されたベルト伝達トルクを上回らないように、目標クラッチ圧を設定し、その目標値に近づくようにクラッチ圧を制御する。ベルト伝達トルクは、油圧センサ１０８によってセカンダリプーリ２１の作動油圧を検出し、そのセカンダリ圧と受圧面積とからセカンダリ挟圧を計算し、さらにセカンダリ挟圧、ベルトとの摩擦係数、巻き掛け径などからセカンダリ伝達トルクを計算することができる。図５において、破線Ｐｒはベルト伝達トルクに相当するクラッチ圧を示し、実線Ｐａは実クラッチ圧を示す。そのため、発進クラッチのクラッチ伝達トルクが無段変速装置のベルト伝達トルクを上回わることがなく、ベルト滑りを抑制することができる。

クランキング期間が終了する時刻ｔ３でエンジン回転数が急上昇し、それに伴ってオイルポンプの吐出圧も上昇し、ベルト挟圧も上昇する。時刻ｔ４で目標クラッチ圧が初期圧に相当する所定値まで上昇すると、時刻ｔ４以後、発進クラッチのクラッチ油圧を、ベルト伝達トルクに対応した目標クラッチ圧ではなく、初期圧に相当する所定値に保持し、急激なクラッチ伝達トルクの上昇を抑制する。

時刻ｔ５で初期圧の供給が終了すると、初期圧から一定時間勾配で昇圧制御（スイープ制御）を開始する。昇圧制御に伴ってクラッチ伝達トルクが徐々に上昇する。時刻ｔ６で同期状態になると、発進クラッチを完全係合させる。この例では、タービン回転数を検出していないので、初期圧の供給期間（ｔ２〜ｔ５）を油温に応じた所定期間としているが、タービン回転数を検出している場合には、タービン回転数がエンジン回転数から乖離し始める時点（同期外れ）を初期圧の供給終了時点としてもよい。

前記制御では、時刻ｔ４で目標クラッチ圧が所定値まで上昇した後、即座に昇圧制御に移行せずに、時刻ｔ５まで初期圧に相当する所定値に保持したが、これは時刻ｔ２〜ｔ４の期間が通常の初期圧の供給期間より短い場合であり、もしベルト挟圧の上昇が遅く、ｔ２〜ｔ４の期間が通常の初期圧の供給期間より長くなった場合には、時刻ｔ４から即座に昇圧制御に移行してもよい。また、目標クラッチ圧が所定値まで上昇した後、昇圧制御に移行する際に、所定時間を待ってもよいし、ＣＶＴ元圧（ライン圧）が一定値以上である条件を追加してもよい。この場合には、油温、アイドルストップ時間、クラッチ特性のばらつき等に対応できる。

一方、アイドルストップ復帰指令からある程度の時間経過した後の時刻ｔ７でシフトレバーがＤレンジへ切り替えられると（ケース２）、時刻ｔ７以前において、エンジン回転数が一定値Ｎｅ以上である期間Δｔｅと、ベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上である期間Δｔｂとを求め、それら時間と予め設定した時間ΔＴとを比較する。もし、Δｔｅ≧ΔＴかつΔｔｂ≧ΔＴである場合、つまり、エンジン回転数が一定値Ｎｅ以上でかつベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上の状態が一定時間ΔＴ以上継続している場合には、第１のクラッチ係合パターンで発進クラッチのクラッチ圧を制御する。ここで、Ｎｅは、オイルポンプが所望の吐出圧を発生できるエンジン回転数であり、例えば５００ｒｐｍ程度に設定される。Ｐｂとは、例えば発進に必要なベルト伝達トルクを発生できるベルト挟圧である。ΔＴは、エンジン回転数及びベルト挟圧が安定する時間であり、例えば１〜２秒程度に設定される。ケース２ではエンジン回転数及びベルト挟圧が共に正規状態まで上昇しているので、通常のクラッチ制御（ガレージシフト）と同様のクラッチ制御を実施する。すなわち、図５のＰｃで示すように、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの所定時間だけ初期圧を供給し、時刻ｔ８から時刻ｔ９まで昇圧制御（スイープ制御）を実施し、時刻ｔ９で発進クラッチを完全係合させる。

図６は、本発明におけるクラッチ係合制御の一例のフローチャートである。まず最初にアイドルストップ復帰指令が出たかどうかを判定する（ステップＳ１）。指令が出ていない場合には、フラグＦ＝０に決定する（ステップＳ２）。Ｆ＝0 は通常時の係合パターン（ガレージシフトパターン）であり、図５に示すケース２に相当する。一方、Ｆ＝１はアイドルストップ復帰時の係合パターン（アイドルストップ復帰パターン）であり、図５に示すケース１の場合に相当する。アイドルストップ復帰指令が出た場合には、次にエンジン回転数が一定値Ｎｅ以上でかつベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上であるかどうかを判定する（ステップＳ３）。いずれか一方でも満たしていない場合には、フラグＦ＝１とする（ステップＳ５）。もし、エンジン回転数が一定値Ｎｅ以上でかつベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上であれば、この状態が一定時間ΔＴ以上継続したかどうかを判定する（ステップＳ４）。一定時間未満であれば、フラグＦ＝１とし（ステップＳ５）、一定時間以上継続した場合には、フラグＦ＝０に決定する（ステップＳ２）。

次に、シフト位置がＮ→Ｄ又はＮ→Ｒへ切り替えられたかどうかを判定する（ステップＳ６）。切り替えられた場合には、フラグＦが０か１かを判定し（ステップＳ７）、Ｆ＝０であればガレージシフトパターンでクラッチ係合を実施し（ステップＳ８）、Ｆ＝１であればアイドルストップ復帰パターンでクラッチ係合を実施する（ステップＳ９）。

前記実施例では、アイドルストップ復帰時に前進走行を開始するため、発進クラッチが逆転ブレーキ（Ｂ１）８５である場合を例にして説明したが、後進走行を開始する場合には、発進クラッチは直結クラッチ（Ｃ１）８６になる。

無段変速装置及び発進クラッチの油圧回路としては、図２，図３に示すものに限らない。アイドルストップ復帰と共に発進する際に、無段変速装置へは即座に油圧を供給でき、発進クラッチへはソレノイド弁への指示電流にほぼ比例した油圧を供給できるものであれば、その構成は任意である。また、図２では、共通のソレノイド弁ＳＬＳを用いてセカンダリプーリ２１の挟圧制御と発進クラッチ８５の係合制御とを実施する例を示したが、これに限るものではなく、個別のソレノイド弁を用いて両者の油圧制御を実施してもよい。

１エンジン
２無段変速機
３トルクコンバータ
４無段変速装置
５タービン軸
６オイルポンプ
７油圧制御装置
８前後進切替装置
１１プライマリプーリ
２１セカンダリプーリ
７４ガレージシフト弁
７９挟圧コントロール弁
８５（Ｂ１）逆転ブレーキ（発進クラッチ）
８６（Ｃ１）直結クラッチ
１００電子制御装置
１０１エンジン回転数センサ
１０２車速センサ
１０３スロットル開度センサ
１０４シフト位置センサ
１０５プライマリプーリ回転数センサ
１０６ブレーキセンサ
１０７油温センサ
１０８油圧センサ
ＳＬＳソレノイド弁
ＤＳ１ソレノイド弁
ＤＳ２ソレノイド弁

Claims

エンジンと、
所定の停止条件を満足したときにエンジンを自動停止させ、所定の復帰条件を満足したときにエンジンを再始動させるエンジン制御装置と、
前記エンジンによって駆動されるオイルポンプと、
エンジン動力を駆動輪に伝達するベルト式無段変速装置と、
前記エンジンと前記無段変速装置との間に設けられた発進クラッチと、
前記オイルポンプが発生する油圧に基づいて、前記無段変速装置及び前記発進クラッチに油圧を供給する油圧制御装置と、
シフト位置が前記発進クラッチが締結される走行レンジ又は前記発進クラッチが解放される非走行レンジのいずれであるかを検出するシフト位置検出手段と、を備えたアイドルストップ車において、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記無段変速装置のベルト挟圧を検出するベルト挟圧検出手段と、
前記シフト位置が非走行レンジでのエンジン自動停止中に、前記復帰条件を満足して前記エンジンに再始動指令が出されたことを検出する第１の手段と、
前記エンジンへ再始動指令が出された後に前記シフト位置が非走行レンジから走行レンジへ切り替えられたことを検出する第２の手段と、
前記走行レンジへ切り替えられた時点で、前記エンジン回転数が一定値Ｎｅ以上でかつ前記ベルト挟圧が一定値Ｐｂ以上の状態が一定時間ΔＴ以上継続したかどうかを判定する第３の手段と、
前記状態が一定時間以上継続したと判定された場合にはエンジンが自動停止されずにシフト位置が非走行レンジから走行レンジへ切り替えられた時と同じ第１のパターンで前記発進クラッチを係合させ、前記状態が一定時間以上継続していないと判定された場合には第１のパターンより小さな時間勾配でかつ前記発進クラッチのクラッチ伝達トルクが前記無段変速装置のベルト伝達トルクを上回らないようにクラッチ圧を上昇させる第２のパターンで前記発進クラッチを係合させる第４の手段と、を備えたことを特徴とするアイドルストップ車の発進クラッチ制御装置。
前記検出されたベルト挟圧から前記無段変速装置のベルト伝達トルクを計算する伝達トルク計算手段をさらに備え、
前記第２のパターンは、前記発進クラッチのクラッチ伝達トルクが前記計算されたベルト伝達トルクを上回らないように、前記発進クラッチのクラッチ圧を制御するパターンであることを特徴とする、請求項１に記載のアイドルストップ車の発進クラッチ制御装置。