JP5729934B2 - 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、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。

こ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。

ところで、シフトレバーをＮ→Ｄ又はＮ→Ｒへ切り替えた時のようなガレージシフト時に、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ガレージシフト弁を備えた無段変速機が知られている。ガレージシフト弁は、発進クラッチへの供給油圧を一定の保持圧と過渡圧とに切り替える切替弁であり、過渡圧は例えばリニアソレノイド弁のソレノイド圧によって与えられる。リニアソレノイド弁とは別に、ガレージシフト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が設けられており、このソレノイド弁によってガレージシフト弁を過渡圧側に切り替えた状態で、リニアソレノイド弁を制御することにより、発進クラッチへの供給油圧を自在に制御できる。

ガレージシフト弁を切り替えるためのソレノイド弁は、コイルへの通電により、磁気力によってプランジャ（可動磁極）をヨーク（固定磁極）に吸着して信号圧を発生する弁である。ソレノイド弁の特性として、プランジャとヨークとが離れた状態からプランジャを吸着開始する時に最大電流を必要とする。一方、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。バッテリが消耗している場合には、アイドルストップ復帰時のバッテリ電気負荷の集中により、ソレノイド弁のプランジャを速やかにヨークに吸着できず、信号圧の発生が遅れることがある。その結果、アイドルストップ復帰時にガレージシフト弁が過渡圧側に切り替わらず（又は過渡圧側に保持できず）、保持圧が発進クラッチへ供給され、発進クラッチが早期に係合してベルト滑りが発生する懸念がある。

特許文献１には、アイドルストップ復帰条件が成立した時にスタータを作動させてエンジンを始動するアイドルストップ車両において、スタータ作動時にバッテリ電圧が一時的に低下する現象が発生するので、バッテリと電気負荷との間にバッテリ電圧補償手段を設けたものが開示されている。しかし、バッテリ電圧補償手段でソレノイド電圧を補償した場合でも、バッテリの消耗が激しい場合は、バッテリ電圧補償手段の作動電圧以下までバッテリ電圧が低下することがあり、ソレノイド弁のような電気負荷の不具合の発生を防止することができない。

特開２００２−３８９８４号公報

本発明の目的は、アイドルストップ復帰時に、バッテリ電圧が一時的に低下しても、発進クラッチへの供給油圧を切り替える切替弁を確実に過渡圧側にし、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時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、一定のソレノイドモジュレータ圧を出力するソレノイドモジュレータ弁と、前記発進クラッチへ保持圧を供給する保持位置と当該保持圧より低い過渡圧を供給する過渡位置とに切り替える切替弁であって、一方側から弁体を過渡位置側へ付勢するスプリング荷重が作用し、他方側から弁体を保持位置側へ付勢する前記ソレノイドモジュレータ圧が作用する切替弁と、入力されるデューティ比の増大に応じて開度が増大し、前記ソレノイドモジュレータ圧を調圧して前記切替弁を過渡位置へ切り替えるための信号圧を発生するソレノイド弁と、前記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、アイドルストップ期間中、前記ソレノイド弁のデューティ比を１００％より低くかつ制御用デューティ比範囲の最大値近傍とし、前記ソレノイド弁を全開近傍状態で保持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。

変速制御用などに用いられるデューティソレノイド弁は、例えば０〜５％，９５〜１００％のような両端のデューティ比領域では、デューティ比と出力油圧との線形性が悪化し、制御性が低下する。そのため、線型性のよい５〜９５％のような中間デューティ比を制御用デューティ比範囲として使用している。本発明では、アイドルストップ期間中、制御用デューティ比範囲の最大値近傍のデューティ比としているので、アイドルストップ期間中もソレノイド弁の電気的フェイル判定を継続して行うことができると共に、下記のようにアイドルストップ復帰時のベルト滑りを抑制できる。

アイドルストップ復帰時にスタータを駆動すると、スタータ駆動に伴うバッテリ電圧の一時的低下の影響により、ソレノイド弁をＯＮ状態にできず、その信号圧が低下し、切替弁が保持圧側へ切り替わる可能性がある。ソレノイド弁は、プランジャとヨークとの距離が離れた状態からプランジャを吸着する時に最も大きな電流を必要とするが、プランジャをヨークに吸着状態（ＯＮ状態）で保持するには、さほど大きな電流を必要としない。本発明では、アイドルストップ期間中、ソレノイド弁を制御用デューティ比範囲の最大値近傍とするので、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、ソレノイド弁はほぼＯＮ状態を維持でき、切替弁を過渡圧側に保持できる。そのため、アイドルストップ復帰時にバッテリの電気負荷を分散でき、発進クラッチへ過渡圧を確実に供給でき、発進クラッチが早期に係合してベルト滑りが発生するという問題を解消できる。なお、制御用デューティ比範囲の最大値近傍のデューティ比とは、制御用デューティ比範囲の最大値が９５％のとき、９３％のように最大値よりやや低い値でもよく、９７％のように最大値よりやや高い値でもよい。アイドルストップ中は、変速制御などの微細な制御を実施せず、切替弁を過渡圧側に保持できればよいからである。

ソレノイド弁駆動回路は、エンジン再始動直後の所定時間のみ、ソレノイド弁のデューティ比を１００％とするのが望ましい。すなわち、アイドルストップ中はすでに高いデューティ比（制御用デューティ比範囲の最大値近傍）が供給されているので、１００％のデューティ比を供給してもデューティ比の段差が小さく、電気的負荷を小さくできると共に、スタータ駆動に伴うバッテリ電圧低下の影響を最小にすることができる。なお、ソレノイド弁のデューティ比を１００％とすると、その期間はフェイル判定が行えないが、その時間は非常に短いので、問題はない。

以上のように、本発明によれば、アイドルストップ期間中、切替弁を切り替えるための信号圧を発生するソレノイド弁のデューティ比を制御用デューティ比範囲の最大値近傍に制御するので、アイドルストップ中もソレノイド弁の電気的フェイル判定を行うことができると共に、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、ソレノイド弁をスタータ駆動より前に駆動するので、バッテリの電気負荷を分散でき、バッテリ電圧の一時的低下の影響を受けずに切替弁を過渡圧側とすることができる。そのため、発進クラッチへ過渡圧を確実に供給でき、発進クラッチが早期に係合してベルト滑りが発生するという問題を解消できる。

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、クラッチモジュレータ圧、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。 ソレノイド弁の構造を示す断面図である。 ソレノイド弁の吸着力と磁気ギャップとの関係を示す図である。 ソレノイド弁に供給されるデューティ信号と検出信号とを示す図である。 デューティ信号のＯＮ／ＯＦＦ時間における正常時と異常時の検出方法を示す図である。 本発明に係るアイドルストップ時及び復帰時における制御の一例のタイムチャート図である。 ガレージシフト弁の第２実施例の断面図である。

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。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、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。

ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２は、例えば次のように制御される。

表１において、各％はデューティ比を指す。両方のソレノイド弁を同時に０％デューティ比とする閉じ込み制御は、車両停止状態で最Ｌｏｗ状態を保持し、再発進時のベルト滑り防止のために実施される。一方、両方のソレノイド弁を95％デューティ比とする閉じ込み制御は、ガレージシフト時に実施される。なお、アイドルストップ中の制御は後述する。

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。

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。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。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（例えば９５％）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、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。

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、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、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、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、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、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２の構造の一例を示す。両ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２は同じ構造であるため、一方のソレノイド弁ＤＳ１についてのみ説明する。図５の上半分が通電（ＯＮ）時、下半分は非通電（ＯＦＦ）時である。ボデー９０内にコイル９１が固定され、コイル９１の中心部にヨーク（固定磁極）９２が固定されている。コイル９１の内周には円筒状のガイド９３が固定され、ガイド９３の中をプランジャ（可動磁極）９４がスライド自在に挿通されている。プランジャ９４はスプリング９５によってヨーク９２から離れる方向に付勢されている。プランジャ９４にはピン９６が固定されており、このピン９６の先端部がボール９７に当接している。ボール９７は流入口９８を開閉自在であり、プランジャ９４を付勢するスプリング９５によって常時は流入口９８を閉じている。コイル９１に通電すると、プランジャ９４がヨーク９２に吸着されてピン９６が一体に後退し、ボール９７は流入口９８を開く。そのため、流入口９８から流入したオイルが直交方向に形成された流出口９９から排出される。ソレノイド弁ＤＳ１をデューティ制御した場合には、流入口９８から供給される一定油圧（ソレノイドモジュレータ圧Ｐsm）をデューティ比に応じて制御し、流出口９９からデューティ比に比例した出力油圧を出力することができる。

非通電（ＯＦＦ）時には、プランジャ９４とヨーク９２との間に所定の磁気ギャップδが設けられており、プランジャ９４の吸引力は、図６に示すように、磁気ギャップδの２乗に反比例する。なお、図６は電流が一定である場合であり、吸引力は電流の２乗に比例する。プランジャ９４をヨーク９２に吸着させるＯＦＦ→ＯＮ時においては、磁気ギャップが最大であるから、最大電流を必要とする。一方、プランジャ９４をヨーク９２に吸着状態（ＯＮ状態）で保持するには、磁気ギャップが小さいので、小さな電流で足りる。

ガレージシフト弁７４の作動説明の中で述べたように、アイドルストップ復帰後のエンジン始動時に、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２を共にＯＮ（全開）状態とする必要があるが、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２はＯＦＦ→ＯＮ時において最大電流を必要とし、しかもエンジン始動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ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２が全開状態になるのが遅れ、ガレージシフト弁７４を過渡位置に保持できない可能性がある。本発明では、最大電流を必要とするソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２のＯＮ（例えばデューティ比９５％）を電力消費の少ないアイドルストップ開始時に行い、スタータ駆動までＯＮ状態を継続することにより、アイドルストップ復帰時にバッテリ電圧が一時的に低下しても、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２が信号圧Ｐds1,Ｐds2 を速やかに発生させ、ガレージシフト弁７４を過渡位置に保持できるようにしている。そのため、アイドルストップ復帰時に発進クラッチＢ１に高い保持圧（クラッチモジュレータ圧Ｐcm）が作用することがなく、ベルト滑りを防止することができる。

図７は、デューティソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２に供給されるデューティ信号と、検出波形（断線時、ショート時）の一例を示す。検出波形は、後述する図８に示す中間点１３３で検出される。デューティ制御は、パルス幅変調制御（ＰＷＭ）とも呼ばれ、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２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。ソレノイド弁に上述のようなデューティ信号を供給した場合、ソレノイド弁の上流側（図８の中間点１３３）の電位は、駆動回路が正常であれば入力信号と同様なデューティ信号が検出されるのに対し、断線時にはデューティ比１００％（ＯＮのまま）として検出され、ショート時にはデューティ比０％（ＯＦＦのまま）として検出される。そのため、駆動回路の断線／ショートを検出できる。

図８にデューティソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２の断線／ショート検出方法の具体例を示す。図８に示すように、バッテリのプラス側と接続されたＩＰＤ（intelligence power device）１３０が設けられ、ＩＰＤ１３０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、ＩＰＤ１３０は並列接続された内部抵抗１３１とスイッチ１３２とで構成されているが、実際にはスイッチ１３２はトランジスタで構成されている。ＩＰＤ１３０の下流側にはソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２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。ＩＰＤ１３０の内部抵抗１３１は数ｋΩの抵抗値を持ち、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２のコイルの抵抗値（数Ω）に比べて遙に大きい。ＥＣＵ１００はＩＰＤ１３０とソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２との中間点（ソレノイド弁の上流側）１３３の電位を検出している。

図８の（ａ）のように、ＩＰＤ１３０がＯＮ状態で中間点１３３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、ＩＰＤ１３０がＯＦＦ状態で中間点１３３の電位がＬレベルであれば、回路が正常である。そのため、正常時には供給されたデューティ信号と同様なデューティ信号が中間点１３３で検出される。一方、（ｃ）のように回路がショートしている場合には、ＩＰＤ１３０がＯＮ、ＯＦＦ状態のいずれのときでも中間点１３３の電位がＬレベルになり、中間点１３３で検出されるデューティ比は０％となる（図７のショート時）。（ｄ）のように回路に断線がある場合には、ＩＰＤ１３０がＯＮ、ＯＦＦ状態のいずれのときでも中間点１３３の電位がＨレベルになり、中間点１３３で検出されるデューティ比は１００％となる（図７の断線時）。このように、ＩＰＤ１３０に入力されるデューティ信号と、中間点１３３で検出される検出波形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。

変速制御中は、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２は、ＯＦＦ（０％）又は制御用デューティ比範囲（例えば５〜９５％）で制御されている。ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２は常閉タイプであるため、アイドルストップ復帰時にガレージシフト弁７４を過渡位置に保持するためにソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２を全開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ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２への必要電流を確保できなくなる可能性がある。また、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２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、アイドルストップ期間中にソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２のデューティ比を制御用デューティ比範囲の最大値近傍のデューティ比（例えば９５％）とし、エンジン再始動直後の所定時間だけデューティ比を１００％にしている。これにより、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２の必要電流を確保し、ガレージシフト弁７４が保持位置へ切り替わるのを防止することができる。なお、エンジン再始動直後の所定時間、必ずしもデューティ比を１００％にする必要はなく、アイドルストップ期間中と同じデューティ比（例えば９５％）としてもよい。

ここで、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、エンジン回転数、バッテリ電圧、デューティソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２、ベルト挟圧及びクラッチ油圧の各時間変化について、図９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、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２には制御用デューティ比範囲の最大値近傍のデューティ比（例えば９５％）が供給され、アイドルストップ期間中、そのデューティ比を維持する。そのため、アイドルストップ期間中、図８に示すように電気的フェイル判定を実施できる。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となる。

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が、アイドルストップ復帰直後の所定時間（Δｔ）は、ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２のデューティ比を１００％とすることで、一時的なバッテリ電圧の低下によって信号圧Ｐds1,Ｐds2 が低下することがない。なお、Δｔはアイドルストップ復帰から一定時間としてもよいが、図９ではバッテリ電圧が基準値（例えば８Ｖ）以下に低下した期間としている。

エンジン回転数の上昇に伴ってオイルポンプの吐出圧が上昇し、セカンダリ圧及びクラッチ圧も上昇する。セカンダリ圧を調圧する挟圧コントロール弁７９は、エンジン始動時にはスプリングによって解放位置にあるので、ライン圧Ｐ_L と共に上昇する。また、既述のようにアイドルストップ期間中ソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２が高いデューティ比に保持され、ガレージシフト弁７４はアイドルストップ復帰時の低圧状態において過渡位置にあるので、発進クラッチＢ１には必ず過渡圧（ソレノイド圧Ｐsls）が供給される。そのため、遊星歯車機構８０を介してプライマリ軸１０に出力される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回避できる。クラッチ圧が必要油圧まで上昇した後（時刻ｔ３）、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。

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。また、ソレノイド弁として常閉型のソレノイド弁を使用しているが、常開型のソレノイド弁を使用してもよい。

図１０は、１個のデューティソレノイド弁を使用した場合のガレージシフト弁の第２実施例を示す。ガレージシフト弁１１０の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１１１内にスプール１１２が軸方向移動自在に挿入されており、バルブボデー１１１の一端部にはスプール１１２を一方向に付勢するスプリング１１３が配置されている。バルブボデー１１１の他端部には、スプリング荷重と対向方向に信号圧Ｐdsが入力される信号ポート１１４が設けられている。ソレノイド弁１２０は常開型（Ｎ／Ｏ）ソレノイド弁であり、ソレノイドモジュレータ圧Ｐsmを電気信号に応じて調圧して信号圧Ｐdsを発生している。信号圧Ｐdsはガレージシフト弁１１０の切替以外に、別の制御用信号として利用されている。バルブボデー１１１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１１５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１１６と、ソレノイド圧（過渡圧）Ｐsls が入力される入力ポート１１７とが一端側から他端側にかけて順次設けられている。出力ポート１１６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。

この実施例のガレージシフト弁１１０では、電気的フェイル時を考慮して、ソレノイド弁１２０のＯＦＦ時にマニュアル弁７５へ保持圧（クラッチモジュレータ圧）を供給できるように設定している。第１実施例（図３参照）と比べて信号圧ポート１１４とスプリング荷重との関係が逆転しており、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１１５とソレノイド圧（過渡圧）Ｐsls が入力される入力ポート１１７との位置が逆転している。ソレノイド弁１２０のＯＮ（信号圧ＰdsがＯＦＦ）とすることで、スプリング荷重によってガレージシフト弁１１０が過渡側になり、ソレノイド圧Ｐsls がマニュアル弁７５へ供給される。

前記実施例では、切替弁を切り替えるための信号圧を発生するソレノイド弁ＤＳ１，ＤＳ２が、変速制御用のソレノイド弁を兼ねる場合を示したが、変速制御以外の制御用ソレノイド弁であってもよい。

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。また、前記実施例では、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Ｂ１の過渡制御とを実施したが、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。

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
Ｂ１ 逆転ブレーキ（発進クラッチ）
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
１０８ 油圧センサ
１０９ バッテリ電圧
ＳＬＳ リニアソレノイド弁
ＤＳ１ デューティソレノイド弁
ＤＳ２ デューティソレノイド弁
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時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、
   一定のソレノイドモジュレータ圧を出力するソレノイドモジュレータ弁と、
   前記発進クラッチへ保持圧を供給する保持位置と当該保持圧より低い過渡圧を供給する過渡位置とに切り替える切替弁であって、一方側から弁体を過渡位置側へ付勢するスプリング荷重が作用し、他方側から弁体を保持位置側へ付勢する前記ソレノイドモジュレータ圧が作用する切替弁と、
   入力されるデューティ比の増大に応じて開度が増大し、前記ソレノイドモジュレータ圧を調圧して前記切替弁を過渡位置へ切り替えるための信号圧を発生するソレノイド弁と、
   前記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、
   アイドルストップ期間中、前記ソレノイド弁のデューティ比を１００％より低くかつ制御用デューティ比範囲の最大値近傍とし、前記ソレノイド弁を全開近傍状態で保持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. 前記ソレノイド弁駆動回路は、エンジン再始動直後の所定時間のみ、前記ソレノイド弁のデューティ比を１００％と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。

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