JP5464954B2 - アイドルストップ車の制御装置 - Google Patents

Description

本発明はアイドルストップ車の制御装置、特にアイドルストップ状態からの発進時における無段変速機及び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、エンジン始動条件としては、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機と、エンジンと無段変速機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、無段変速機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、時間と共に無段変速機や発進クラッチから油が抜けてしまうことがある。その後にアイドルストップ状態から発進しようとして、スタータ或いはエンジンによりオイルポンプが駆動されると、油が抜けていた無段変速機や発進クラッチに油が供給される。この時、無段変速機が所定のベルト挟圧を持つ前に発進クラッチが係合してしまうと、ベルトとプーリとの間で滑りが発生するという問題がある。

発進クラッチへの供給油圧を常開タイプのリニアソレノイド弁によって制御するものが知られている。常開タイプを使用する理由は、走行中に万一リニアソレノイド弁の給電回路に断線等の不良が生じても、発進クラッチへ常に油圧を供給し、走行不能になる事態を避けるためである。このような常開タイプのリニアソレノイド弁を使用した場合、アイドルストップ復帰時にクラッチ伝達トルクがベルト伝達トルクを上回らないように、発進クラッチへの供給油圧をリニアソレノイド弁により制御する必要があり、そのためにアイドルストップ復帰時にまずリニアソレノイド弁に通電させる必要がある。

しかし、アイドルストップ復帰時にはエンジン始動用のスタータを駆動するために大電流を必要とするので、バッテリ電圧が一時的に低下する。特に、バッテリが消耗している場合や、コイル温度が高くコイル抵抗値が大きい場合には、リニアソレノイド弁に必要電流を通電できない可能性がある。その結果、発進クラッチへ高い油圧を供給してクラッチ伝達トルクがベルト伝達トルクを上回り、ベルト滑りが発生する懸念がある。

特許文献１には、バッテリ電圧が変動した場合に、リニアソレノイド弁に通電される電流値の変動を抑えるため、リニアソレノイド弁に通電される電流値を検出し、その検出値を目標値へ近づけるように、デューティ比をフィードバック制御するものが開示されている。

特許文献２には、リニアソレノイド弁にデューティ信号を供給し、リニアソレノイド弁に流れる電流を検出することで、断線やショート等の異常を検出する駆動回路が提案されている。特に、リニアソレノイド弁のコイル抵抗大（高温時）の場合、デューティ比を増大させるものが開示されている。

特許文献３には、自動変速機の油温とソレノイド弁の油温とを検出し、両方の油温に基づいてソレノイド弁の立ち上がり特性を制御する制御装置であって、特に起動時に一時的に大電流を流すものが開示されている。

特許文献１では、電気負荷によるバッテリ電圧の変動を対象としており、バッテリが劣化しかつアイドルストップ復帰時のようにバッテリ電気負荷が集中する際には、デューティ比を変更しても、ソレノイド弁への必要電流を確保するのは困難である。特許文献２は、リニアソレノイド弁のコイル抵抗の影響に注目してデューティ比を変更するものであるが、アイドルストップ復帰時のようにデューティ比を変更しても制御できないような状況では効果がない。さらに、特許文献３では、常閉タイプのリニアソレノイド弁を使用しており、低温時ほど大電流を流し、弁開度でオイル供給の応答性を改善するものであるが、バッテリの劣化や電気負荷が集中する場合に常開タイプのリニアソレノイド弁を制御するものではない。

特開平８−３１２８３０号公報 特開平７−１９４１７５号公報 特開平７−９１５３０号公報

本発明の目的は、アイドルストップ復帰時に発進クラッチへの供給油圧を制御するリニアソレノイド弁を確実にＯＮし、ベルト滑りを防止できるアイドルストップ車の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、所定のエンジン停止条件が成立したときにアイドルストップされ、所定のエンジン始動条件が成立したときにスタータにより始動されるエンジンと、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機と、前記エンジンと前記無段変速機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、前記無段変速機及び前記発進クラッチに油圧を供給し、前記無段変速機のベルト挟圧力及び前記発進クラッチの係合力を制御する油圧制御装置と、を備えたアイドルストップ車において、前記油圧制御装置は、前記発進クラッチへの供給油圧を制御する常開型のリニアソレノイド弁と、前記リニアソレノイド弁をデューティ制御するソレノイド弁駆動回路とを備え、前記ソレノイド弁駆動回路は、前記リニアソレノイド弁へ供給されるデューティ信号のデューティ比の上限を、１より小さいデューティ比と、１に等しいデューティ比とに切替可能であり、前記スタータの駆動開始から所定時間、前記リニアソレノイド弁のデューティ比の上限を１に制御し、前記所定時間経過後は前記デューティ比の上限を１より小さい値に制御する、ことを特徴とするアイドルストップ車の制御装置を提供する。

アイドルストップ復帰時には、クラッチ伝達トルク容量がベルト伝達トルク容量を上回らないように、発進クラッチの供給油圧を徐々に上昇させる必要があり、その供給油圧はリニアソレノイド弁の指示電流（デューティ比）をフィードバック制御することで制御できる。一般に、リニアソレノイド弁の断線／ショート検出のために、リニアソレノイド弁に供給されるデューティ比の上限値は１．０より低い値（例えば０．９）としている。常開型リニアソレノイド弁の場合、非通電時には全開状態となり、高い油圧が発進クラッチに作用するため、まずリニアソレノイド弁を全閉状態とする必要がある。しかし、アイドルストップ復帰時にはスタータ駆動に伴うバッテリ電圧の一時的低下により、リニアソレノイド弁に必要な電流を確保できず、上述のようなデューティ制御では全閉状態にできない可能性がある。そこで、本発明では、アイドルストップ復帰（エンジン始動）から所定時間だけ、リニアソレノイド弁のデューティ比の上限を１とし、電圧降下時でもリニアソレノイド弁の必要電流を確保し、リニアソレノイド弁を確実に全閉状態にできるようにしている。全閉状態からリニアソレノイド弁のデューティ比を可変することにより、発進クラッチの供給油圧を徐々に上昇させることができる。なお、デューティ比の上限を１とする所定時間としては、例えばエンジン始動〜オルタ発電までの期間と、クラッチ圧の油圧上昇待ち時間のうち、長い方の時間を基準にして設定してもよい。

油圧制御装置は、バッテリ電圧を検出する手段又はリニアソレノイド弁のコイル抵抗を検出する手段を有し、検出されたバッテリ電圧が設定値未満のとき又はリニアソレノイド弁のコイル抵抗が設定値より高いとき、ソレノイド弁駆動回路は、エンジン始動から所定時間、リニアソレノイド弁のデューティ比の上限を１に切替えてもよい。すなわち、バッテリ電圧の高低やリニアソレノイド弁のコイル抵抗と関係なく、アイドルストップ復帰時には常にデューティ比の上限を１としてもよいが、バッテリが消耗していない場合やコイル抵抗が小さい場合には、通常のデューティ制御でもリニアソレノイド弁を全閉状態とすることができるので、デューティ比の上限を１とする必要はない。本発明の制御を、バッテリの消耗時やコイル抵抗の大きい時に限定することで、必要時のみリニアソレノイド弁に最大電流を供給できる。そのため、アイドルストップ制御領域を拡大でき、燃費低減効果を増大させることができる。

以上のように、本発明によれば、アイドルストップ復帰時にスタータ駆動に伴ってバッテリ電圧が一時的に低下しても、アイドルストップ復帰から所定期間はリニアソレノイド弁のデューティ比の上限を１にできるので、リニアソレノイド弁に必要電流を確保でき、クラッチ伝達容量の制御が可能になり、ベルト滑りを防止できる。

本発明に係るアイドルストップ車の構成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。 リニアソレノイド弁に供給されるデューティ信号の図である。 デューティ信号のＯＮ／ＯＦＦ時における正常時と異常時の検出方法を示す図である。 アイドルストップ時及び復帰時における本発明の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、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。なお、エンジン１にはエンジン始動用のスタータ（セルモータ）１ｂ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と直結クラッチＣ１とで構成され、逆転ブレーキＢ１又は直結クラッチＣ１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Ｂ１と直結クラッチＣ１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Ｂ１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Ｃ１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Ｃ１を解放して逆転ブレーキＢ１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Ｂ１を解放して直結クラッチＣ１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。

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、バッテリ電圧を検出するためのバッテリ１０９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、エンジン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、エンジン始動条件が成立したときにスタータ１ｂを駆動してエンジン１を始動させるアイドルストップ制御を実施する。エンジン停止条件としては、例えば車両停止かつブレーキ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、バッテリ電圧の消耗時、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等には、アイドルストップを許可しない。一方、エンジン始動条件（アイドルストップ復帰条件）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。エンジン停止条件及び始動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Ｂ１、直結クラッチＣ１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Ｂ１及び直結クラッチＣ１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）Ｂ１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Ｂ１及び直結クラッチ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 を出力するリニアソレノイド弁、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。ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２は、ガレージシフト弁７４を過渡圧側に切り替えるための信号圧を発生するソレノイド弁としての機能も有する。本実施形態では、リニアソレノイド弁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セカンダリプーリ２１の作動油室２３に供給することができる。作動油室２３の供給油圧（セカンダリ圧）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（保持圧）Ｐcmが入力される入力ポート７４ｇと、ソレノイド圧（過渡圧）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。出力ポート７４ｉから出力された油圧がマニュアル弁７５を介して直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１へ供給される。

ここで、ガレージシフト弁７４の作動について説明する。まず、シフトレバーをＮ→Ｄ又はＮ→Ｒへ切り替えた時（ガレージシフト時）における作動を説明する。Ｎ時には、ソレノイドモジュレータ圧Ｐsmがカウンタポート７４ｆに供給され、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２の少なくとも一方がＯＦＦするので、信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 の少なくとも一方がドレーンされる。そのため、ソレノイドモジュレータ圧Ｐsmによってガレージシフト弁７４はスプリング荷重に打ち勝って保持位置に位置している。保持位置では、クラッチモジュレータ圧Ｐcmがマニュアル弁７５へ供給されるが、マニュアル弁７５が直結クラッチＣ１及び逆転ブレーキＢ１への油路を遮断している。Ｎ→Ｄ又はＮ→Ｒへ切り替えると、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２が共にＯＮされるので、ポート７４ｄ，７４ｅに供給された信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 と、カウンタポート７４ｆに供給されたソレノイドモジュレータ圧Ｐsmとが釣り合うが、スプリング荷重が信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 と同方向に作用するので、スプール７４ｂは図３の中心線より左側の過渡位置に切り替わる。そのため、リニアソレノイド弁ＳＬＳによって緩やかに立ち上がるソレノイド圧Ｐsls がポート７４ｈ，７４ｉ及びマニュアル弁７５を介して直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１へ供給され、直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１の係合ショックを回避しつつ係合を開始することができる。

リニアソレノイド弁ＳＬＳによって制御されたソレノイド圧Ｐsls が必要油圧まで立ち上がる（直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１の係合完了状態）と、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２により信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 の少なくとも一方をドレーンさせるので、カウンタポート７４ｆに供給されるソレノイドモジュレータ圧Ｐsmの働きにより、ガレージシフト弁７４は図３の中心線より右側の保持位置に切り替わる。これにより、ソレノイド圧Ｐsls に代わってクラッチモジュレータ圧Ｐcmがポート７４ｇ，７４ｉ及びマニュアル弁７５を介して直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１へ供給される。そのため、リニアソレノイド弁ＳＬＳの作動如何にかかわらず直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１の締結状態を保持できる。

アイドルストップ復帰後のエンジン始動時には、オイルポンプ６の吐出圧が低いので、ソレノイドモジュレータ圧Ｐsmがカウンタポート７４ｆに低圧状態のまま供給される一方、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２からの信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 も低圧状態のままポート７４ｄ，７４ｅに供給される。ここで、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２は共にＯＮ（全開）状態である。この状態では、スプリング７４ｃの付勢力によりガレージシフト弁７４は図３の中心線より左側の過渡位置に保持されている。その後、ソレノイドモジュレータ圧Ｐsmが正規圧まで上昇した場合には、同時に信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 も正規圧状態となるため、ガレージシフト弁７４は正規圧状態でも左側の過渡位置に保持される。そして、リニアソレノイド弁ＳＬＳによって制御されたソレノイド圧Ｐsls がマニュアル弁７５を介して直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１に供給されるので、直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１の伝達トルク容量をリニアソレノイド弁ＳＬＳに入力される指示電流によって微細制御できる。

ソレノイド圧Ｐsls が必要油圧まで立ち上がった後は、前述のＮ→Ｄ又はＮ→Ｒ時と同様に、ガレージシフト弁７４は保持位置に切り替わり、クラッチモジュレータ圧Ｐcmがマニュアル弁７５を介して直結クラッチＣ１又は逆転ブレーキＢ１へ供給される。

このように、本実施形態のガレージシフト弁７４は、アイドルストップ復帰直後のようにソレノイドモジュレータ圧Ｐsmが低圧状態のまま供給される場合は、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２からの信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 も低圧状態となるので、過渡位置に保持され、さらにソレノイドモジュレータ圧Ｐsmが正規圧まで上昇した場合には、同時に信号圧Ｐds1 ，Ｐds2 も正規圧状態となるので、この正規圧状態でもガレージシフト弁７４は過渡位置に保持される。したがって、リニアソレノイド弁ＳＬＳによって制御されたソレノイド圧Ｐsls が逆転ブレーキＢ１又は直結クラッチＣ１に供給され、このソレノイド圧Ｐsls によって遊星歯車機構８０を介してプライマリ軸１０に出力されるトルクがベルト伝達トルク容量を上回らないように逆転ブレーキＢ１又は直結クラッチＣ１の伝達トルク容量を制御することにより、ベルト滑りを防止できる。

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限される。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。図４に示したように、クラッチ制御圧とセカンダリ圧は共にソレノイド圧Ｐsls によって制御されるが、常にセカンダリ圧がクラッチ制御圧を上回るように設定されている。セカンダリ圧は、油圧センサ１０８によって検出される。

図５は、リニアソレノイド弁ＳＬＳに供給されるデューティ信号の一例を示す。デューティ制御は、パルス幅変調制御（ＰＷＭ）とも呼ばれ、リニアソレノイド弁ＳＬＳに供給されるパルス信号の周期（Ｔｐ）に対するＯＮ時間（Ｔ_ON) の比（デューティ比）を変化させることにより、デューティ比にほぼ比例した出力油圧を発生させるものである。デューティ信号を用いる理由は、リニアソレノイド弁ＳＬＳへの指示電流をコンピュータ制御できると共に、駆動回路の断線／ショートを検出できるからである。図６に断線／ショート検出方法の具体例を示す。

図６はリニアソレノイド弁ＳＬＳの駆動回路の概略を示す。駆動回路には、バッテリのプラス側と接続されたＩＰＤ（intelligence power device)９０が設けられており、ＩＰＤ９０がＥＣＵ１００からのデューティ信号によって回路をＯＮ／ＯＦＦしている。ここでは、原理を説明するため、ＩＰＤ９０は並列接続された内部抵抗９１とスイッチ９２とで構成されているが、実際にはスイッチ９２はトランジスタで構成されている。ＩＰＤ９０の下流側にはリニアソレノイド弁ＳＬＳが接続され、その下流側がバッテリのマイナス側（アース）に接続されている。ＩＰＤ９０の内部抵抗９１は数ｋΩの抵抗値を持ち、リニアソレノイド弁ＳＬＳのコイルの抵抗値（数Ω）に比べて遙に大きい。ＥＣＵ１００はＩＰＤ９０とリニアソレノイド弁ＳＬＳとの中間点９３の電位を検出しており、この電位のＨ／Ｌによって回路の正常／異常を検出できる。

図６の（ａ）のように、ＩＰＤ９０がＯＮ状態で中間点９３の電位がＨレベルであれば、回路が正常であり、（ｂ）のように、ＩＰＤ９０がＯＦＦ状態で中間点９３の電位がＬレベルであれば、回路が正常である。もし、（ｃ）のように、ＩＰＤ９０がＯＮ状態で中間点９３の電位がＬレベルであれば、回路にショートが発生しており、（ｄ）のように、ＩＰＤ９０がＯＦＦ状態で中間点９３の電位がＨレベルであれば、回路に断線が発生していると判定できる。このように、ＩＰＤ９０のＯＮ／ＯＦＦと中間点９３の電位との組み合わせによって、回路が正常か異常かを判定できる。表１は、この結果をまとめたものである。

上述のように、リニアソレノイド弁ＳＬＳの駆動はデューティ信号によって制御しており、断線／ショート検出のためにデューティ比の上限値は１．０より低い値（例えば０．９）としている。リニアソレノイド弁ＳＬＳは常開タイプであるため、アイドルストップ復帰時にクラッチ伝達容量を制御するためにリニアソレノイド弁ＳＬＳを一旦全閉状態（ＯＮ）とする必要がある。しかし、アイドルストップ復帰時にはスタータ駆動に伴ってバッテリ電圧が一時的に低下するため、バッテリの消耗時にはリニアソレノイド弁ＳＬＳへの必要電流を確保できなくなる可能性がある。また、リニアソレノイド弁ＳＬＳのコイル温度が高い時（コイル抵抗が大きい時）にも、必要電流を確保できなくなる可能性がある。そこで、本発明では、アイドルストップ復帰後の一定時間だけはリニアソレノイド弁ＳＬＳのデューティ比の上限を１．０とし、必要電流を確保できるようにしている。

次に、本発明におけるアイドルストップ開始時及びアイドルストップ復帰時における、スタータ、エンジン回転数、リニアソレノイド弁の上限デューティ比、バッテリ電圧、セカンダリプーリ２１及び発進クラッチＢ１の油圧の時間変化について、図７を参照しながら説明する。

例えばＤレンジにおいて、時刻ｔ１でエンジン停止条件が成立（アイドルストップ判定）すると、エンジンは停止し、クラッチ圧及びセカンダリ圧が共にドレーンされる。アイドルストップ判定と共に、リニアソレノイド弁ＳＬＳへの供給信号はＯＦＦされ、アイドルストップ期間中、ＯＦＦ状態を維持する。但し、エンジンが停止すると、オイルポンプも停止するので、全ての油圧はドレーンされ、ガレージシフト弁７４はスプリング７４ｃのばね力により過渡位置に切り替わる。

時刻ｔ２でエンジン始動条件が成立（アイドルストップ復帰判定）すると、スタータ１ｂによってエンジンが始動される。この時、スタータを駆動するために大電流を必要とするので、バッテリ電圧が一時的に低下する。エンジン回転数の上昇に伴ってオイルポンプから油圧が吐出され、リニアソレノイド弁ＳＬＳには一定時間ΔＴだけ上限デューティ比＝１．０が供給可能とされる。図７の破線は実際の供給デューティ比であり、上限デューティ比以下の範囲内で所望のソレノイド圧Ｐsls を発生するべくフィードバック制御される。そのため、スタータ駆動によりバッテリ電圧が一時的に低下しても、リニアソレノイド弁ＳＬＳを速やかに全閉状態にでき、セカンダリ圧が立ち上がるまでクラッチ圧をクラッチ伝達トルクがほぼゼロとなるように調圧することができる。発進クラッチＢ１には、ガレージシフト弁７４を介して必ず過渡圧（ソレノイド圧Ｐsls ）が供給されるので、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なく、ベルト滑りの発生を防止できる。一定時間ΔＴが経過した後、上限デューティ比は通常時の１より低い値（例えば０．９）に戻される。クラッチ圧が必要油圧まで上昇した後、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２の少なくとも一方がＯＦＦされるので、ガレージシフト弁７４が保持位置へ切り替わり、発進クラッチＢ１には保持圧（クラッチモジュレータ圧Ｐcm）が供給され、締結状態で保持される。その後は、リニアソレノイド弁ＳＬＳのソレノイド圧Ｐsls が挟圧コントロール弁７９へ供給されてベルト伝達トルクが制御される。

なお、リニアソレノイド弁ＳＬＳのデューティ比の上限を１．０に切替えるか否かを、バッテリ電圧、スタータ駆動時のバッテリ電圧降下量、リニアソレノイド弁ＳＬＳのコイル抵抗などによって決定してもよい。すなわち、バッテリ電圧Ｖｂ（図７参照）を常時モニターし、その電圧値が基準値以下に降下した場合や、１回前のアイドルストップ復帰時におけるスタータ駆動に伴うバッテリ電圧降下量ΔＶを計測しておき、その降下量が所定値を超えた場合には、バッテリが消耗又は劣化していると判定し、アイドルストップ復帰時にリニアソレノイド弁ＳＬＳのデューティ比の上限を１．０としてもよい。また、リニアソレノイド弁ＳＬＳのコイル温度が高くなると、コイル抵抗が増大して必要電流を確保するのが困難になる。例えば、リニアソレノイド弁のコイル抵抗は、常温時には６．３Ω程度であるが、油温上昇時には９Ω程度まで上昇することがあり、必要電流が低下する。そこで、コイル抵抗を計測し、その抵抗値が基準値を超えた場合には、アイドルストップ復帰時にリニアソレノイド弁ＳＬＳのデューティ比の上限を１．０としてもよい。コイル抵抗の計測には、公知のようにリニアソレノイド弁のコイルの下流側に抵抗を接続し、その抵抗値と、抵抗のホット側の平均電圧と、バッテリ電圧とにより求めることができる（特許文献３参照）。

前記実施例では、発進クラッチへの供給油圧を過渡圧と保持圧とに切り替える切替弁（ガレージシフト弁）を設け、過渡圧をリニアソレノイド弁によって制御すると共に、切替弁を保持圧側へ切り替えた後は、無段変速機のセカンダリプーリ油室への供給油圧をリニアソレノイド弁によって制御するように構成したが、これに限るものではなく、個別のリニア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。ただし、実施例の場合には、１個のリニアソレノイド弁を無段変速機のベルト挟圧力制御と発進クラッチの過渡制御とに共用できるので、コスト低減を図ることができる利点がある。

前記実施例では、ガレージシフト弁（切替弁）を過渡圧側に切り替えるための信号圧を発生するソレノイド弁として、２個のデューティソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２を使用したが、単一のソレノイド弁を使用してもよく、ソレノイド弁はデューティソレノイド弁に限らず、ＯＮ／ＯＦＦソレノイド弁でもよい。

無段変速機及び発進クラッチの油圧回路は、図２，図３に示すものに限らない。例えば、リニアソレノイド弁ＳＬＳによるソレノイド圧Ｐsls を発進クラッチへ直接供給する例に代えて、ソレノイド圧Ｐsls をコントロール弁に信号油圧として供給し、コントロール弁の出力油圧（過渡圧）を発進クラッチへ供給することも可能である。

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になる。

１ エンジン
１ｂ スタータ
２ 無段変速機
４ 無段変速装置
６ オイルポンプ
７ 油圧制御装置
１１ プライマリプーリ
２１ セカンダリプーリ
７１ レギュレータ弁
７２ クラッチモジュレータ弁
７３ ソレノイドモジュレータ弁
７４ ガレージシフト弁
７５ マニュアル弁
７６ アップシフト用レシオ制御弁
７７ ダウンシフト用レシオ制御弁
７８ レシオチェック弁
７９ 挟圧コントロール弁
８０ 遊星歯車機構
９０ ＩＰＤ
１００ 電子制御装置（ＥＣＵ）
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
１０９ バッテリ電圧
Ｂ１ 逆転ブレーキ（発進クラッチ）
Ｃ１ 直結クラッチ
ＳＬＳ リニアソレノイド弁
ＤＳ１ ソレノイド弁
ＤＳ２ ソレノイド弁
Ｐcm クラッチモジュレータ圧（保持圧）
Ｐsls ソレノイド圧（過渡圧）
Ｐds1,Ｐds2 信号圧

Claims (2)

1. 所定のエンジン停止条件が成立したときにアイドルストップされ、所定のエンジン始動条件が成立したときにスタータにより始動されるエンジンと、
   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機と、
   前記エンジンと前記無段変速機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、前記無段変速機及び前記発進クラッチに油圧を供給し、前記無段変速機のベルト挟圧力及び前記発進クラッチの係合力を制御する油圧制御装置と、を備えたアイドルストップ車において、
   前記油圧制御装置は、
   前記発進クラッチへの供給油圧を制御する常開型のリニアソレノイド弁と、
   前記リニアソレノイド弁をデューティ制御するソレノイド弁駆動回路とを備え、
   前記ソレノイド弁駆動回路は、前記リニアソレノイド弁へ供給されるデューティ信号のデューティ比の上限を、１より小さいデューティ比と、１に等しいデューティ比とに切替可能であり、
   前記スタータの駆動開始から所定時間、前記リニアソレノイド弁のデューティ比の上限を１に制御し、前記所定時間経過後は前記デューティ比の上限を１より小さい値に制御する、ことを特徴とするアイドルストップ車の制御装置。
2. 前記油圧制御装置は、バッテリ電圧を検出する手段又は前記リニアソレノイド弁のコイル抵抗を検出する手段を有し、
   前記検出されたバッテリ電圧が設定値未満のとき又は前記リニアソレノイド弁のコイル抵抗が設定値より高いとき、前記ソレノイド弁駆動回路は、前記エンジン始動時の所定時間、前記リニアソレノイド弁のデューティ比の上限を１に制御す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制御装置。

Images