JP2006057513A - アイドルストップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動系保護のためにアイドルストップの解除を禁止しているときに、ブレーキ踏力に対するアシスト力を回復させる。
【解決手段】
本発明は、アイドルストップ中に無段変速機（２）への供給油圧が低下してアイドルストップの解除を禁止しているときに、車速が所定値以上で、かつマスタバック負圧が所定値以下となったら、アイドルストップを解除してエンジン（１）を始動させることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、アイドルストップ制御装置に関するものである。

アイドルストップ車両は、車両停止時にエンジンを停止し、発進時にエンジンを再始動するように制御することで燃費を向上させることができる。

また、ベルト式ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）はスチールベルトと一対のプーリとを備えており、スチールベルトは各プーリに巻き掛けられる。各プーリはオイルポンプから圧送される油圧（ＣＶＴ油圧）によってスチールベルトを挟持しながら、その溝幅を変化させることで変速比を変化させている。ＣＶＴ油圧が不足するとプーリがスチールベルトを挟持する力が低下するので、スチールベルトとプーリとの間に滑りを生じるおそれがある。したがって、十分な油圧を確保することが重要である。

しかし、ベルト式ＣＶＴを搭載したアイドルストップ車両では、アイドルストップ時にエンジンの停止によってＣＶＴ油圧を確保することができなくなる。

そこで、エンジンによって駆動するＣＶＴオイルポンプに加えて、電動のＣＶＴサブオイルポンプを備えることでアイドルストップ時にＣＶＴ油圧を確保する技術が特許文献１に記載されている。
特開２００２−１１５７５５号公報

しかし、上記従来技術のようにＣＶＴサブオイルポンプを搭載した車両においても、ＣＶＴサブオイルポンプの故障、コントロールバルブの故障又はＣＶＴオイルの油温過大などによりＣＶＴ油圧を確保することができなくなることがある。このような状況でエンジンを再始動させると、プーリの挟持力が不足してスチールベルトとプーリとの間に滑りを生じてスチールベルトの耐久性の低下を招くおそれがある。

そこで、ＣＶＴ油圧が低下した場合には、スチールベルトを保護するためにエンジンを再始動しない、すなわちアイドルストップの解除を禁止するように制御する。

しかしながら、車両が登坂路などでアイドルストップ中にこのような制御が行われると、ブレーキが緩んで車両が動き出した場合などでもエンジンを再始動することができない。エンジン停止中はマスタバック負圧を発生させることができないので、この状態でブレーキの踏み直しなどによってマスタバック負圧が消費されるとブレーキのアシスト力が不足するおそれがある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、駆動系保護のためにアイドルストップの解除を禁止しているときであっても、ブレーキ踏力のアシスト力を発生させるためにアイドルストップを解除させることができるアイドルストップ制御装置を提供することを目的としている。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、エンジン（１）の駆動力を変速して伝達するベルト式無段変速機（２）と、車速を検出する車速検出手段（１３）と、ブレーキにアシスト力を与えるマスタバック負圧を検出するマスタバック負圧検出手段（１４）と、車両の運転条件に基づいてアイドルストップを実施又は解除するアイドルストップ制御手段（Ｓ１０４、Ｓ１０８）と、アイドルストップ中に、電力によって駆動され、ベルト式無段変速機（２）に油圧を供給する油圧供給手段（４）と、アイドルストップ中であって、油圧供給手段の発生油圧が所定値以下のとき、アイドルストップを解除することを禁止するアイドルストップ解除禁止手段（Ｓ２０１）と、アイドルストップの解除が禁止されているときに、車速が所定値以上で、かつマスタバック負圧が所定値以下であるとき、アイドルストップを解除してエンジン（１）を始動させるアイドルストップ強制解除手段（Ｓ２０６）とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、アイドルストップ中にベルト式無段変速機への供給油圧が不足して、駆動系保護のためにエンジンの再始動を禁止しているときであっても、車速が発生し、かつマスタバック負圧が低下してブレーキのアシスト力が不足したときは、エンジンを再始動させるように制御する。これにより、即座にマスタバック負圧が回復してブレーキのアシスト力を確保することができるので、車両の安全性を向上させることができる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。

図１は、本発明によるアイドルストップ制御装置を示すシステム構成図である。本装置は、エンジン１と、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）２と、ＣＶＴオイルポンプ３と、ＣＶＴサブオイルポンプ４と、エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）５とを備えている。

エンジン１は、ＥＣＭ５によって停止及び始動を制御されており、ドライバーのキー操作による始動の場合にはスタータモータ６によって始動され、アイドルストップ状態からの再始動の場合にはＳＳＧモータ（Separated starter generator motor）７によって始動される。エンジン１の駆動力は、トルクコンバータ８を介してＣＶＴ２へと伝達されて運転状況に応じて変速される。

ＣＶＴ２は、エンジン１の駆動力を運転状況に応じて無段階に変速することができる無段変速機である。ＣＶＴ２は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、スチールベルトとを備えている。プライマリプーリ及びセカンダリプーリはＣＶＴオイルポンプ３から圧送される油圧によって溝幅が変化する。スチールベルトはプライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられ、各プーリの溝幅に応じてプーリ接触半径が変化することで変速比を変化させる。ＣＶＴ２の変速比はＥＣＭ５からの信号に応じてＣＶＴ／ＣＵ９によって制御される。

ＣＶＴオイルポンプ３は、エンジン１の駆動力によって加圧したオイルをＣＶＴ２のプライマリプーリ及びセカンダリプーリに対して圧送する。

ＣＶＴサブオイルポンプ４は、電力によって駆動することで加圧したオイルをＣＶＴ２のプライマリプーリ及びセカンダリプーリに対して圧送する油圧供給手段である。ＣＶＴサブオイルポンプ４は、エンジン１の停止によってＣＶＴオイルポンプ３が駆動できないときに代わって駆動される。

ＥＣＭ５は、エンジン１と、ＣＶＴサブオイルポンプ４と、ＣＶＴコントロールユニット（ＣＶＴ／ＣＵ）９と、モータコントローラ１０と、バッテリコントローラ１１とを制御する。ＣＶＴ／ＣＵ９はＣＶＴ２の制御及びＣＶＴ油圧の検出を行う。モータコントローラ１０はＳＳＧモータ７を制御する。バッテリコントローラ１１は、スタータモータ６及びＳＳＧモータ７に電力を供給するバッテリ１２の充放電状態を制御する。また、ＥＣＭ５は車速検出手段である車速センサ１３によって検出された車速と、マスタバック負圧検出手段であるマスタバック負圧センサ１４によって検出されたマスタバック負圧と、ＣＶＴ／ＣＵ９から送信されたＣＶＴ油圧とに基づいて本発明のアイドルストップ制御を行う。

次に、ＥＣＭ５で行うアイドルストップ制御について図２を参照しながら説明する。図２はアイドルストップ制御装置の本実施形態における制御を示したフローチャートであり、所定時間（例えば１０ｍｓ）ごとに繰り返し行われる。

ステップＳ１０１では、アイドルストップ条件が成立しているか否かを判定する。アイドルストップ条件とは、例えばエンジン水温及びブレーキ油圧が所定値以上、車速およびアクセル開度が所定値以下、並びにエンジン回転速度がアイドル回転速度と等しいなどの条件である。アイドルストップ条件が成立していると判定されたときはステップＳ１０２へ進み、アイドルストップ条件不成立のときは処理を終了する。

ステップＳ１０２では、ＣＶＴサブオイルポンプ４を始動させる。

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１においてアイドルストップ条件が成立してから規定時間経過したか否かを判定する。規定時間経過後であればステップＳ１０４へ進み、規定時間経過前であれば処理を終了する。ここで、規定時間とはＣＶＴサブオイルポンプ４が作動を開始してから、ＣＶＴオイルポンプ３に代わって油圧を十分に供給できるようになるまでに要する時間であり、予め実験などによって求めておく。

ステップＳ１０４では、アイドルストップを実施する。アイドルストップはＥＣＭ５から燃料噴射弁に対して燃料停止要求を送信して燃料噴射を止めることで行う。アイドルストップの実施によってエンジン１が停止してＣＶＴオイルポンプ３の作動が停止する。

ステップＳ１０５では、ＣＶＴ油圧を読み込む。ＣＶＴ油圧はＣＶＴ／ＣＵ９によって検出される。

ステップＳ１０６では、ＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧より低いか否かを判定する。ＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧より低ければステップＳ２００へ進み、ＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧以上であればステップＳ１０７へ進む。ここで、ＣＶＴ所定圧はプライマリプーリ及びセカンダリプーリを適切に制御するために必要な油圧の最小値であり、予め実験などによって求めておく。

ステップＳ１０７では、アイドルストップ条件を再度判定して不成立となったか否かを判定する。アイドルストップ条件が不成立となったのであればステップＳ１０８へ進み、アイドルストップ条件が成立したままであれば処理を終了する。

ステップＳ１０８では、アイドルストップ解除命令に従ってＳＳＧモータ７によってエンジン１を始動する。エンジン１の始動によってＣＶＴオイルポンプ４の作動が開始される。

ステップＳ１０９では、ＣＶＴサブオイルポンプ４を停止させて処理を終了する。

次にステップＳ２００で行うＣＶＴ油圧異常時制御について図３を用いて説明する。図３は、ＣＶＴ油圧異常時の制御を示したフローチャートである。

ステップＳ２０１では、アイドルストップの解除を禁止するように設定する。ここで、アイドルストップの解除とはアイドルストップ条件が不成立になったときにＳＳＧモータ７によってエンジン１を始動させることである。このようにアイドルストップの解除を禁止することで、ＣＶＴ油圧低下時のスチールベルトの耐久性の低下を防止することができる。

ステップＳ２０２では、車速及びマスタバック負圧を読み込む。車速は車速センサ１３から読み込み、マスタバック負圧はマスタバック負圧センサ１４から読み込む。

ステップＳ２０３では、車速が所定値より大きいか否かを判定する。車速が所定値より大きければステップＳ２０４へ進み、車速が所定値以下であればステップＳ２０９へ進む。ここで、所定値とは車両が発進したか否かを判定するための微小な速度であり、予め実験などによって求めておく。

ステップＳ２０４では、マスタバック負圧がマスタバック所定圧より低いか否かを判定する。マスタバック負圧がマスタバック所定圧より低ければステップＳ２０５へ進み、マスタバック負圧がマスタバック所定圧以上であればステップＳ２０９へ進む。ここで、マスタバック所定圧とはドライバーのブレーキ踏力に対して十分なアシスト力を発生させることができるマスタバック負圧の最低値であり、予め実験などによって求めておく。

ステップＳ２０５では、スロットルバルブを閉じる。

ステップＳ２０６では、ＳＳＧモータ７によってエンジン１を始動させる。エンジンの始動によってＣＶＴオイルポンプ３が作動を開始するのでＣＶＴ油圧は回復する。

ステップＳ２０７では、ＣＶＴサブオイルポンプ４を停止させる。

ステップＳ２０８では、アイドルストップを禁止するように設定して処理を終了する。

ステップＳ２０９では、警告灯を点灯させてドライバーに対してキー操作によるエンジン始動を促して処理を終了する。ステップＳ２０１においてＳＳＧモータ７によるエンジン始動を禁止されているので、ドライバーはシフトレバーをＰ又はＮレンジに操作してキーをオンにすることでエンジン１を始動させる必要がある。このときエンジン１はスタータモータ６によって始動される。ここで、ＳＳＧモータ７による始動ではなくドライバーのキー操作による始動としたのは、ステップＳ１０６においてＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧より低いと判定されたので、エンジン始動と同時にＣＶＴ２のスチールベルトにエンジントルクが付加されてスチールベルトの耐久性が低下するのを防止するためである。ドライバーのキー操作による始動であれば、シフトレバーはＰ又はＮレンジにあるのでエンジンが始動してＣＶＴオイルポンプ３が作動してからＣＶＴ２に駆動力が伝達されることとなり、スチールベルトを含む駆動系の耐久性の低下を防止することができる。

以上の制御をまとめて作用を説明する。なお、理解を容易にするために図２、３のフローチャートに対応する符号を括弧内に示した。アイドルストップ条件が成立しているか否かを判定して（Ｓ１０１）、成立していればＣＶＴサブオイルポンプ４を始動する（Ｓ１０２）。その後、規定時間が経過してからアイドルストップを実施する（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。すなわち、燃料噴射をストップしてエンジン１を停止させる。ＣＶＴ油圧を読み込んでＣＶＴ所定圧より低いか否かを判定する（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。ＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧以上であれば、アイドルストップ条件が不成立となったときにＳＳＧモータ７によってエンジン１を始動させてＣＶＴオイルポンプ３を停止させる（Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９）。

ＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧より低いか否かを判定して（Ｓ１０６）、ＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧より低くなったときアイドルストップの解除を禁止する（Ｓ２０１）。車速とマスタバック負圧を読み込んで（Ｓ２０２）、車速が所定値より大きいか否か、マスタバック負圧がマスタバック所定圧より低いか否かを判定する（Ｓ２０３、Ｓ２０４）。車速が所定値より大きくかつマスタバック負圧が所定圧より小さければスロットルバルブを閉じてＳＳＧモータ７によってエンジン１を始動する（Ｓ２０５、Ｓ２０６）。エンジン始動後にＣＶＴサブオイルポンプ４を停止させてアイドルストップの禁止を設定する（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。

車速が所定値以下、又はマスタバック負圧が所定圧以上であれば（Ｓ２０３、Ｓ２０４）、ドライバーに対してキー操作によるエンジン始動を行うように警告灯を点灯させて通知する（Ｓ２０９）。

次に本実施形態の内容について図４を用いて説明する。図４はアイドルストップ制御時の車両の状態を示したタイムチャートである。図４（Ａ）はエンジン始動要求、図４（Ｂ）はエンジン運転状態、図４（Ｃ）はアイドルストップ禁止フラグ、図４（Ｄ）はアイドルストップ解除禁止フラグ、図４（Ｅ）は油圧異常フラグ、図４（Ｆ）はＣＶＴ油圧、図４（Ｇ）はブレーキ油圧、図４（Ｈ）はマスタバック負圧、図４（Ｉ）は車速をそれぞれ示している。なお、理解を容易にするために図２、３のフローチャートに対応する符号を括弧内に示した。

アイドルストップ状態でエンジン１が停止しているときに、ＣＶＴサブオイルポンプ４の故障などによってＣＶＴ油圧が低下する。時刻ｔ１においてＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧より低くなると（図４（Ｆ）；Ｓ１０６でＹ）、アイドルストップの解除が禁止され（Ｓ２０１）、ＳＳＧモータ７によるエンジン再始動が禁止される（図４（Ｄ））。また、このとき車速は所定値以下であるので（図４（Ｉ）；Ｓ２０３）ドライバーに対してキー操作による始動を促すように警告灯を点灯させる（Ｓ２０９）。このように、ＣＶＴ油圧がＣＶＴ所定圧より低い間は油圧異常フラグがＯＮとなってＣＶＴ油圧異常時制御が行われる（図４（Ｅ）；Ｓ２００）。

その後、ドライバーのブレーキ踏力の減少によってブレーキ油圧が低下して、時刻ｔ２においてアイドルストップ条件が不成立となることによりエンジン始動要求がＯＮとなってもエンジン１は始動させない（図４（Ａ）、（Ｇ））。

その後、ドライバーがブレーキを踏み直すことでブレーキ踏力に対するアシスト力として働いているマスタバック負圧が消費され、エンジン１からの負圧供給がないのでマスタバック負圧はさらに低下する（図４（Ｈ））。マスタバック負圧が低下するとドライバーのブレーキ踏力に対するアシスト力が働かなくなるのでブレーキ油圧が低下して時刻ｔ３において車両が動き始める（図４（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ））。

車速が増加して時刻ｔ４において所定値を超えた時（図４（Ｉ）；Ｓ２０３でＹ）、マスタバック負圧はマスタバック所定圧より低いので（図４（Ｈ）；Ｓ２０４でＹ）、スロットルバルブを閉じてＳＳＧモータ７によってエンジン１を始動する（図４（Ａ）、（Ｂ）；Ｓ２０５、Ｓ２０６）。エンジン１が始動したことによりＣＶＴオイルポンプ３が作動を開始するので、ＣＶＴサブオイルポンプ３の作動を停止してアイドルストップ状態となることを禁止する（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。

その後、エンジン１の作動によってＣＶＴ油圧が回復し（図４（Ｆ））、さらにマスタバック負圧が供給されドライバーのブレーキ踏力に対するアシスト力が増加するので、車速は低下して車両を停止させることができる（図４（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ））。

以上のように本実施形態ではアイドルストップ中であってＣＶＴ油圧が低下したときに、ＣＶＴ２のスチールベルトを含む駆動系の耐久性の低下を防止するためにＳＳＧモータ７によるエンジン再始動を禁止しているときであっても、マスタバック負圧が不足して車両が動き出したときにはＳＳＧモータ７によってエンジン１を始動してマスタバック負圧を発生させる。これにより、登坂路などで車両が動き出したときには即座にマスタバック負圧が確保されブレーキ力をアシストして車両を停車させることができるので車両の安全性、信頼性を向上させることができる。

また、マスタバック負圧が低下したことによりエンジン１を始動させるときはスロットルバルブを閉じてから始動するので、エンジン１の始動によってＣＶＴ油圧が回復するまでエンジン１の発生トルクを抑えることができて、ＣＶＴ２のスチールベルトを含む駆動系の耐久性の低下を抑制することができる。

さらに、マスタバック負圧が低下したことによりエンジン１を始動させた後に、アイドルストップ状態になることを禁止するので、再度アイドルストップ状態となってＣＶＴ油圧が低下してＣＶＴ２のスチールベルトを含む駆動系の耐久性の低下を防止することができる。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。

本発明によるアイドルストップ制御装置を示すシステム構成図である。 本実施形態におけるアイドルストップ制御装置の制御を示したフローチャートである。 本実施形態におけるＣＶＴ油圧異常時制御を示したフローチャートである。 アイドルストップ制御時の車両の状態を示したタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）
３ ＣＶＴオイルポンプ
４ ＣＶＴサブオイルポンプ（油圧供給手段）
５ エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）
６ スタータモータ
７ ＳＳＧモータ
８ トルクコンバータ
９ ＣＶＴコントロールユニット
１０ モータコントローラ
１１ バッテリコントローラ
１２ バッテリ
１３ 車速センサ（車速検出手段）
１４ マスタバック負圧センサ（マスタバック負圧検出手段）
Ｓ１０４ アイドルストップ制御手段
Ｓ１０８ アイドルストップ制御手段
Ｓ２０１ アイドルストップ解除禁止手段
Ｓ２０５ バルブ開度調節手段
Ｓ２０６ アイドルストップ強制解除手段

Claims (3)

1. エンジンの駆動力を変速して伝達するベルト式無段変速機と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   ブレーキにアシスト力を与えるマスタバック負圧を検出するマスタバック負圧検出手段と、
   車両の運転条件に基づいてアイドルストップを実施又は解除するアイドルストップ制御手段と、
   アイドルストップ中に、電力によって駆動され、前記ベルト式無段変速機に油圧を供給する油圧供給手段と、
   アイドルストップ中であって、前記油圧供給手段の発生油圧が所定値以下のとき、アイドルストップを解除することを禁止するアイドルストップ解除禁止手段と、
   アイドルストップの解除が禁止されているときに、車速が所定値以上で、かつ前記マスタバック負圧が所定値以下であるとき、アイドルストップを解除して前記エンジンを始動させるアイドルストップ強制解除手段と、
   を備えることを特徴とするアイドルストップ制御装置。
2. スロットルバルブの開度を調節するバルブ開度調節手段をさらに備え、
   前記アイドルストップ強制解除手段は前記スロットルバルブを閉じてから前記エンジンを始動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ制御装置。
3. 前記アイドルストップ制御手段は、前記アイドルストップ強制解除手段によって前記エンジンを始動した後にアイドルストップの実施を禁止する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアイドルストップ制御装置。

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