JP2013024408A - 自動変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲガスの吸気上流側への吹き返しによる吸気音を抑制する。
【解決手段】エンジン１に連結された変速機２を自動変速する変速制御手段１０と、変速機２の変速時以外はエンジン１の運転状態に基づいてエンジン１を制御し、変速機２の変速時には、エンジン１の負荷を一時的に低減させる制御を行うエンジン制御手段１１とを備えた自動変速装置において、エンジン１は、エンジン１の排気通路７と吸気通路５とを連通するＥＧＲ通路９に配設されたＥＧＲバルブ１５を有し、エンジン制御手段１１は、変速制御手段１０による変速機２の変速開始から所定時間の間、排気通路７から吸気通路５へと還流されるＥＧＲガスの量を制限するために、ＥＧＲバルブ１５を所定開度以下になるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンに連結された変速機を自動変速する自動変速装置に関する。

変速を行うとき、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）は、ＴＣＵ（トランスミッションコントロール）から変速信号を受けて、変速前後のギヤ比に応じてエンジンの回転数を変化させている。エンジンの回転数の変化に伴って、エンジンの負荷（燃料流量）も変化する。よって、エンジンの回転数及び負荷に応じて、ＥＣＵによって制御されているデバイス（ＥＧＲバルブ、ターボ、吸気スロットル等）の挙動が変化する。

特開２００５−１３３８９６号公報

上述のとおり、変速を行うとき、ＥＣＵは、ＴＣＵから変速信号を受けて、変速前後のギヤ比に応じてエンジンの回転数を変化させている。また、エンジンのトランスミッションの仕様によっては、変速動作の際に、一時的にエンジンの負荷を所定値以下にする必要がある。

よって、全負荷で加速しているようなエンジンの負荷が高い条件で変速動作が行われると、排圧が高い状態でエンジンの回転数及び負荷が急減する。また、ＥＧＲシステムが採用されているエンジンでは、エンジンの回転数及び負荷が低減すると、排ガス性能を確保するため、ＥＧＲバルブが開き、吸気スロットルが閉じて（図３（ａ）参照）、ＥＧＲガス（排気ガス）がエンジンの吸気側に流れる。排圧（排気側の圧力）が吸気側の圧力に対して著しく高い状態でＥＧＲバルブが開くと、大量のＥＧＲガスが吸気上流側（エアクリーナー側）に吹き返して、吸気音が発生する虞がある。

そこで、本発明の目的は、ＥＧＲガスの吸気上流側への吹き返しによる吸気音を抑制することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、エンジンに連結された変速機を自動変速する変速制御手段と、前記変速機の変速時以外は前記エンジンの運転状態に基づいて前記エンジンを制御し、前記変速機の変速時には、前記エンジンの負荷を一時的に低減させる制御を行うエンジン制御手段とを備えた自動変速装置において、前記エンジンは、前記エンジンの排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路に配設されたＥＧＲバルブを有し、前記エンジン制御手段は、前記変速制御手段による前記変速機の変速開始から所定時間の間、前記排気通路から前記吸気通路へと還流されるＥＧＲガスの量を制限するために、前記ＥＧＲバルブを所定開度以下になるように制御するものである。

前記エンジンは、前記ＥＧＲ通路との接続部よりも吸気上流側の前記吸気通路に配設された吸気スロットルをさらに有し、前記エンジン制御手段は、前記変速制御手段による前記変速機の変速開始から所定時間の間、前記吸気スロットルを所定開度以上になるように制御するものであっても良い。

本発明によれば、ＥＧＲガスの吸気上流側への吹き返しによる吸気音を抑制することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る自動変速装置のシステム構成を示す図である。 エンジン制御手段による制御フローを示す図である。 制御パラメータの時間変化を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本実施形態に係る自動変速装置は、トラック等の車両に搭載されるエンジン１にクラッチ３を介して連結された変速機２を自動変速するものである。

図１中、１はエンジン、２は変速機（トランスミッション）、３はエンジン１と変速機２との間に介設されたクラッチ、４は所謂可変容量型のターボ（ターボチャージャー）、５はエンジン１の吸気ポートに連通する吸気マニホールド、６は吸気マニホールド５に接続された吸気ダクト、７はエンジン１の排気ポートに連通する排気マニホールド、８は排気マニホールド７に接続された排気ダクト、９は排気マニホールド７と吸気マニホールド５とを連通するＥＧＲダクト、１０は変速機２及びクラッチ３を制御するトランスミッションコントロールユニット（以下、ＴＣＵという）、１１はエンジン１を制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）である。

なお、吸気マニホールド５及び吸気ダクト６が本発明の吸気通路を構成し、排気マニホールド７及び排気ダクト８が本発明の排気通路を構成し、ＥＧＲダクト９が本発明のＥＧＲ通路を構成し、ＴＣＵ１０が本発明の変速制御手段を構成し、ＥＣＵ１１が本発明のエンジン制御手段を構成する。

吸気ダクト６には吸気上流側から順に、エアクリーナー（図示せず）、ターボ４のコンプレッサー４Ｃ、コンプレッサー４Ｃで昇圧された吸入空気を冷却するインタークーラー１２、吸気ダクト６の通路面積を変更する吸気スロットル（吸入空気絞り弁）１３等が配設されている。即ち、吸気スロットル１３は、ＥＧＲダクト９との接続部よりも吸気上流側の吸気通路に配設されている。また、排気ダクト８には、排気上流側から順に、ターボ４のタービン４Ｔ、排気後処理装置（図示せず）等が配設されている。さらに、ＥＧＲダクト９にはＥＧＲガス上流側（排気マニホールド７側）から順に、ＥＧＲガス（排気ガス）を冷却するＥＧＲクーラー１４、ＥＧＲダクト９の通路面積を変更するＥＧＲバルブ１５が配設されている。

変速機２及びクラッチ３は、ＴＣＵ１０によって制御される。ＴＣＵ１０は、例えば、低燃費モードと称される変速制御を実行する。具体的には、ＴＣＵ１０は、基本的には、エンジン回転センサ１６により検出されるエンジン１の回転数等に基づいて変速機２の各ギヤ段毎に変速後の仮想エンジン回転数及び必要トルクを算出し、車両が失速しない範囲（必要トルクがエンジン１の最大トルクを超えない範囲）で最も低燃費で走行可能なギヤ段を目標ギヤ段として選定し、変速機２を目標ギヤ段へと自動変速する。

また、ＴＣＵ１０は、変速機２の変速動作を開始する際には、ＥＣＵ１１に対して変速信号を出力するようになっている。変速信号には、変速前後のギヤ段等の情報が含まれているものとする。

変速機２を変速する際には、ＴＣＵ１０は、先ずクラッチ３を断し、次いで変速機２のギヤ抜き・ギヤインを実行し、その後クラッチ３を接続する。即ち、クラッチ３の断により変速機２の変速動作が開始され、クラッチ３の接続により変速機２の変速動作が完了される。

エンジン１は、ＥＣＵ１１によって制御される。ＥＣＵ１１とＴＣＵ１０とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能となっている。ＥＣＵ１１は、変速機２の変速時以外は、エンジン１の回転数（エンジン回転数）を検出するエンジン回転センサ１６と、アクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１７との検出値からエンジン１の運転状態（エンジン１の回転数及び負荷）を読み取り、その運転状態に基づいてエンジン１の燃料流量（燃料噴射量）及び燃料噴射時期を制御する。

また、ＥＣＵ１１は、ＴＣＵ１０により変速機２の変速動作が行われる際には、変速機２における変速前後のギヤ比に応じてエンジン１の回転数を変化させる。また、ＥＣＵ１１は、ＴＣＵ１０により変速機２の変速動作が行われる際に、クラッチ断接によるショックを低減させるために、エンジン１の負荷（エンジン出力）を一時的に低減させる制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１１は、変速機２の変速動作の際には、一時的にエンジン１の負荷を所定値以下にするようになっている。

また、ＥＣＵ１１は、変速機２の変速時以外は、通常モードにて、エンジン１の吸気・排気デバイス（ＥＧＲバルブ１５及び吸気スロットル１３）を制御する。ＥＣＵ１１には、エンジン回転数と燃料流量（エンジン負荷）に応じたＥＧＲガス量を得るためのＥＧＲバルブ開度及び吸気スロットル開度を有する通常マップが記憶されている。通常マップにおいては、主にエンジン１の低負荷運転領域においてＥＧＲ（排気再循環）が行われるようにＥＧＲバルブ開度及び吸気スロットル開度が設定されている。

通常モードにおいては、ＥＣＵ１１は、通常マップからＥＧＲバルブ開度及び吸気スロットル開度を算出し、算出したＥＧＲバルブ開度及び吸気スロットル開度を目標ＥＧＲバルブ開度及び目標吸気スロットル開度に採用し、目標ＥＧＲバルブ開度及び目標吸気スロットル開度となるようにＥＧＲバルブ１５及び吸気スロットル１３を制御する。

一方、ＥＣＵ１１は、変速機２の変速時には、変速動作モードにて、エンジン１の吸気・排気デバイス（ＥＧＲバルブ１５及び吸気スロットル１３）を制御する。具体的には、ＥＣＵ１１は、ＴＣＵ１０からの変速信号を受け取ってから所定時間（本実施形態では、一定時間）の間、ＥＧＲバルブ１５を適当な所定開度（第一所定開度）以下になるように制御すると共に、吸気スロットル１３を適当な所定開度（第二所定開度）以上になるように制御する。

ここで、第一所定開度は、例えば、エンジン負荷が全負荷から低負荷まで急減した状態（つまり、排気側の圧力が吸気側の圧力に対して著しく高い状態）において、ＥＧＲガスが吸気上流側（エアクリーナー側）に吹き返さない程度のＥＧＲガス量が確保できるようなＥＧＲバルブ開度に設定される。第二所定開度は、例えば、エンジン負荷が全負荷から低負荷まで急減した状態（つまり、排気側の圧力が吸気側の圧力に対して著しく高い状態）において、ＥＧＲガスが吸気上流側（エアクリーナー側）に吹き返さない程度のＥＧＲガス量が確保できるような吸気スロットル開度に設定される。所定時間は、例えば、変速機２の変速（つまり、ギヤイン後のクラッチ３の接続）が完了し且つ排圧の変化がある程度安定するような時間に設定される。これら第一所定開度、第二所定開度及び所定時間は、予め実験やシミュレーション等により求めておくものとする。

ＥＣＵ１１には、エンジン回転数と燃料流量（エンジン負荷）に応じたＥＧＲガス量を得るためのＥＧＲバルブ開度及び吸気スロットル開度を有する変速用マップが記憶されている。例えば、変速用マップのＥＧＲバルブ開度は同一運転状態における通常マップのＥＧＲバルブ開度よりも小さく設定され、変速用マップの吸気スロットル開度は同一運転状態における通常マップの吸気スロットル開度よりも大きく設定されている。また、変速用マップにおけるＥＧＲバルブ開度の最大値が上述の第一所定開度とされており、変速用マップにおける吸気スロットル開度の最小値が上述の第二所定開度とされている。

変速動作モードにおいては、ＥＣＵ１１は、変速用マップ及び通常マップからＥＧＲバルブ開度及び吸気スロットル開度を算出し、変速用マップ及び通常マップから算出したＥＧＲバルブ開度のうち小さい方の値を目標ＥＧＲバルブ開度に採用すると共に、変速用マップ及び通常マップから算出した吸気スロットル開度のうち大きい方の値を目標吸気スロットル開度に採用し、目標ＥＧＲバルブ開度及び目標吸気スロットル開度となるようにＥＧＲバルブ１５及び吸気スロットル１３を制御する。

次に、図２に基づき変速動作モードによるエンジン制御を説明する。

本制御は、ＥＣＵ１１がＴＣＵ１０から変速信号を受け取る毎に、ＥＣＵ１１によって実行されるものである。

先ず、変速機２の変速開始時（つまり、ＴＣＵ１０から変速信号を受け取ったとき）に、変速ステータスをＯＮに設定する（ステップＳ１）。ステップＳ１では、目標値となるＥＧＲバルブ開度及び吸気スロットル開度の算出条件として、エンジン回転数及び燃料流量を算出する。

ステップＳ２では、所定時間の間、変速ステータスをＯＮに保持する。即ち、タイマーによって所定時間を計測し、所定時間の経過後には、変速ステータスをＯＦＦに設定する。

ステップＳ３では、変速ステータスがＯＮか否かを判定し、変速ステータスがＯＮであると判断した場合、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、変速用マップからＥＧＲバルブ開度Ｅｃｎｇを算出すると共に、変速用マップから吸気スロットル開度Ｉｃｎｇを算出する。さらに、ステップＳ５では、通常マップからＥＧＲバルブ開度Ｅｎｏｍを算出すると共に、通常マップから吸気スロットル開度Ｉｎｏｍを算出する。そして、算出したＥＧＲバルブ開度ＥｃｎｇとＥｎｏｍとのうち小さい方の値を目標ＥＧＲバルブ開度Ｅｆｉｎに採用すると共に、算出した吸気スロットル開度ＩｃｎｇとＩｎｏｍとのうち大きい方の値を目標吸気スロットル開度Ｉｆｉｎに採用する。

ここで、変速用マップのＥＧＲバルブ開度Ｅｃｎｇは同一運転状態において通常マップのＥＧＲバルブ開度Ｅｎｏｍよりも小さく設定されると共に、変速用マップの吸気スロットル開度Ｉｃｎｇは同一運転状態において通常マップの吸気スロットル開度Ｉｎｏｍよりも大きく設定されるので、基本的には、変速用マップから算出したＥＧＲバルブ開度Ｅｃｎｇを目標ＥＧＲバルブ開度Ｅｆｉｎに採用すると共に、変速用マップから算出した吸気スロットル開度Ｉｃｎｇを目標吸気スロットル開度Ｉｆｉｎに採用することとなる。しかしながら、場合によっては変速用マップよりも通常マップを用いた方がＥＧＲガス量が少なくなる場合も想定され得るので、本実施形態では、変速用マップと通常マップとを比較してＥＧＲガスの吸気上流側への吹き返し抑制に有利な方のＥＧＲバルブ開度及び吸気スロットル開度を採用するようにしている。

一方、ステップＳ３で変速ステータスがＯＮでないと判断された場合には、本制御をリターンする。即ち、所定時間の経過後に、本制御をリターンする。

次に、図３（ｂ）に基づき変速動作モードによる制御パラメータの時間変化を説明する。

図３（ｂ）中、横軸は時間であり、縦軸は、ＥＧＲバルブ開度や吸気スロットル開度等である。

なお、図３（ｂ）は、変速機の変速前後でアクセル開度が変化しない例を示している。

先ず、時刻ｔ１よりも前では、ＥＣＵ１１は、通常モードにて、ＥＧＲバルブ１５及び吸気スロットル１３を制御する。なお、図３（ｂ）では、時刻ｔ１よりも前では、エンジン１は比較的高負荷で運転されており、ＥＣＵ１１は、ＥＧＲバルブ１５を全閉に制御すると共に、吸気スロットル１３を全開に制御している。

そして、時刻ｔ１において、ＴＣＵ１０からＥＣＵ１１に対して変速信号が出力されたとする。すると、この時刻ｔ１から、ＥＣＵ１１は、エンジン１の負荷（燃料流量）を一時的に低減させる制御を行うと共に、変速動作モードにて、ＥＧＲバルブ１５及び吸気スロットル１３を制御する。なお、図３（ｂ）では、ＥＣＵ１１は、時刻ｔ１から所定時間ＰＴが経過するまでの間、ＥＧＲバルブ１５を全閉に制御すると共に、吸気スロットル１３を全開に制御している。

時刻ｔ１から所定時間ＰＴが経過したならば、所定時間ＰＴ経過後の時刻ｔ２よりも後では、ＥＣＵ１１は、通常モードにて、ＥＧＲバルブ１５及び吸気スロットル１３を制御する。なお、図３（ｂ）では、ＥＣＵ１１は、時刻ｔ２よりも後では、ＥＧＲバルブ１５を全閉に制御すると共に、吸気スロットル１３を全開に制御している。

次に、本実施形態の作用を説明する。

ＴＣＵ１０は、変速機２の変速動作を開始する際に、ＥＣＵ１１に対して変速信号を出力する。変速信号を受け取った後、ＥＣＵ１１は、所定時間ＰＴの間、ＥＧＲバルブ１５に対しては適当な第一所定開度以下になるように制御すると共に、吸気スロットル１３に対しては適当な第二所定開度以上になるように制御する。

このように、本実施形態に係る自動変速装置によれば、排気側（排気通路）の圧力が吸気側（吸気通路）の圧力に対して著しく高い状態でＥＧＲバルブ１５が開くことが無くなり、又は、排気側（排気通路）の圧力が吸気側（吸気通路）の圧力に対して著しく高い状態ではＥＧＲガスの量が制限されることとなるため、ＥＧＲガスの吸気上流側への吹き返しによる吸気音が抑制できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

例えば、エンジン１は、ディーゼルエンジンであっても良く、ガソリンエンジンであっても良い。また、エンジン１は、吸気スロットル１５を持たないものであっても良い。

１ エンジン
２ 変速機
５ 吸気マニホールド（吸気通路）
６ 吸気ダクト（吸気通路）
７ 排気マニホールド（排気通路）
８ 排気ダクト（排気通路）
９ ＥＧＲダクト（ＥＧＲ通路）
１０ トランスミッションコントロールユニット（変速制御手段）
１１ エンジンコントロールユニット（エンジン制御手段）
１３ 吸気スロットル
１５ ＥＧＲバルブ

Claims (2)

1. エンジンに連結された変速機を自動変速する変速制御手段と、前記変速機の変速時以外は前記エンジンの運転状態に基づいて前記エンジンを制御し、前記変速機の変速時には、前記エンジンの負荷を一時的に低減させる制御を行うエンジン制御手段とを備えた自動変速装置において、
   前記エンジンは、前記エンジンの排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路に配設されたＥＧＲバルブを有し、
   前記エンジン制御手段は、前記変速制御手段による前記変速機の変速開始から所定時間の間、前記排気通路から前記吸気通路へと還流されるＥＧＲガスの量を制限するために、前記ＥＧＲバルブを所定開度以下になるように制御する
   ことを特徴とする自動変速装置。
2. 前記エンジンは、前記ＥＧＲ通路との接続部よりも吸気上流側の前記吸気通路に配設された吸気スロットルをさらに有し、
   前記エンジン制御手段は、前記変速制御手段による前記変速機の変速開始から所定時間の間、前記吸気スロットルを所定開度以上になるように制御する請求項１に記載の自動変速装置。