JP2610513B2

JP2610513B2 - 動力ユニット制御方法

Info

Publication number: JP2610513B2
Application number: JP13338289A
Authority: JP
Inventors: 康夫木間; 青木　　隆; 常雄今野; 正花岡; 準一三宅; 雅雄窪寺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1997-05-14
Anticipated expiration: 2012-05-14
Also published as: JPH03366A

Description

【発明の詳細な説明】イ．発明の目的（産業上の利用分野）本発明は、バルブ作動特性が切換自在となったエンジ
ンと、このエンジン出力軸に連結された変速機とから構
成される動力ユニットに関する。

なお、バルブ作動特性の切換とは、吸気バルブもしく
は排気バルブの開閉時期および開放期間とバルブリフト
量との両方あるいは一方を切り換えることを言い、１気
筒内の複数の吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも
１つのバルブの開放期間を実質的に零にしてこれを閉弁
状態に切り換えることも含む。

（従来の技術）従来、特公昭49−33289号公報により、吸気バルブと
排気バルブとの少なくとも一方のバルブ作動特性を、低
回転領域に適した低速バルブ作動特性と、高回転領域に
適した高速バルブ作動特性とに切換自在とするエンジン
が知られている。このエンジンにおいては、エンジンの
回転数が所定値以下で且つ吸気負圧が所定圧以下（真空
側）の領域で低速バルブ作動特性に切り換え、他の領域
で高速バルブ作動特性に切り換えるようにしている。

このようなエンジンの出力特性の１例を示すのが第６
図であり、低速バルブ作動特性使用時には線Ｌで示す特
性となり、高速バルブ作動特性使用時には線Ｈで示す特
性となる。両特性はエンジン回転数N₁の点で交差し、エ
ンジン回転数Ne＜N₁の領域では、低速バルブ作動特性の
トルク（線A₁）の方が高速バルブ作動特性のトルク（線
B₁）より大きく、Ne＞N₁の領域では、高速バルブ作動特
性のトルク（線A₂）の方が低速バルブ作動特性のトルク
（線B₂）より大きい。この場合において、トルクが大き
い方の特性（線A₁およびA₂で示す特性）を高トルクバル
ブ作動特性と称し、トルクが小さい方の特性（線B₁およ
びB₂で示す特性）を低トルクバルブ作動特性と称す。

一方、自動変速機は、走行状態に応じて自動的に変速
を行わせ、所望の走行特性を得るように構成されてい
る。このため、例えば、車速と、エンジン出力との関係
からシフトアップ線およびシフトダウン線を各変速毎に
設定した変速マップを有し、走行状態をこの変速マップ
に照らして変速制御を行わせることが良く行われてい
る。このような変速制御の例としては、例えば、特開昭
61−189354号公報に開示されているものがある。

このような変速制御を行うに際しては、変速時のショ
ックをできる限り少なくすることが要求される。

このような変速時のショックとしては、パワーオン・
シフトアップ（アクセルが踏み込まれた状態でのシフト
アップ）時の変速ショックがある。これを第11図に示す
ように、２速から３速へのパワーオン・シフトアップを
例にして説明する。時間t₁において、２速から３速への
変速指令が出力されるとともにこれに基づいて変速ソレ
ノイド出力が２速から３速に変更される。これに応じ
て、２速クラッチ圧P₂が低下し、３速クラッチ圧P₃が上
昇する。

このため、それまで、２速クラッチ側のみに伝達され
ていたエンジントルクは３速クラッチ側へも分割され３
速クラッチ側へ次第に移行する。この移行が完了するの
が時間t₂であり、ここで時間t₁から時間t₂までの移行の
間をトルク相と称する。この移行により、変速機でのギ
ヤ比（減速比）が小さくなる方に変化するため、エンジ
ントルクは変速機側に引き込まれて低下し、変速機出力
側の加速度Ｇはグラフ（ｅ）で示すように低下する。

この後、２速クラッチによるトルク伝達がなされ、エ
ンジン回転は図示のように低下するのであるが、このと
き、エンジンおよび変速機の入力側の慣性により、変速
機出力の加速度Ｇは図示のように上昇する。そして、変
速が完了した時点t₃において加速度Ｇは元のレベルに戻
る。この時間t₂からt₃までの間を慣性相と称する。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、パワーオン・シフトアップがなされる
と、トルク相における加速度Ｇの変化ΔG₁、慣性相にお
ける加速度Ｇの変化ΔG₂およびΔG₃が発生し、この加速
度変化により変速ショックが発生するという問題があ
る。

なお、このパワーオン・シフトアップは、アクセルペ
ダルを踏んで走行中に車速が増加すると自動的になされ
るものであり、運転斜の意志と関係なくなされる変速で
あるため、変速ショックの発生はできるかぎり小さく抑
えるのが望ましい。

本発明は、このような事情に鑑みたもので、変速機の
パワーオン・シフトアップがなされる際に、この変速制
御とエンジンのバルブ作動特性の切り換え制御とを関連
させて制御し、上記のような加速度変化を小さくして、
変速ショックを抑えることができるような制御方法を提
供することを目的とする。

ロ．発明の構成（課題を解決するための手段）このような目的達成のため、本発明の制御方法におい
ては、エンジンが低トルクバルブ作動特性を使用して運
転中に、パワーオン・シフトアップがなされる時には、
まずパワーオン・シフトアップを開始させ、このパワー
オン・シフトアップが完了したときに、バルブ作動特性
を高トルクバルブ作動特性に切り換え、さらに、所定時
間遅れの後に、バルブ作動特性を低トルクバルブ作動特
性に戻すようにしている。

（作用）このような方法により制御を行うと、パワーオン・シ
フトアップが完了するときには、バルブ作動特性を高ト
ルクバルブ作動特性に切り換えてエンジン出力が増加さ
れる。このため、変速完了時の加速度の低下（第11図で
のΔG₃）が小さくなり、変速ショックがその分低下す
る。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例につい
て説明する。

第１図は本発明に係る方法により制御される動力ユニ
ットを示し、この動力ユニットは、可変バルブタイミン
グ・リフト機構VTを有するエンジンＥと、油圧コントロ
ールバルブCVにより制御される自動変速機ATとから構成
される。ここで可変バルブタイミング・リフト機構VT
は、エンジンＥの吸気バルブの開閉時期、開放期間およ
びリフト量を、低回転領域に適した低速バルブ作動特性
と、高回転領域に適した高速バルブ作動特性とに切り換
える機構であり、この切換は、後述するように、ソレノ
イドバルブ91のON・OFF作動による所定油圧の給排によ
り行われる。また、油圧コントロールバルブCVは、自動
変速機AT内のロックアップクラッチの係合制御および変
速クラッチの作動制御等を行うバルブであり、この作動
制御は、ソレノイドバルブ251,252,253,255によりなさ
れる。

上記ソレノイドバルブ91,251,252,253,255の作動は、
コントロールユニットCUからの作動信号により制御され
る。このため、コントロールユニットCUには、水温セン
サ92からのエンジン冷却水温信号、スロットルセンサ93
からのスロットル開度信号、エンジン回転センサ94から
のエンジン回転信号、変速機回転センサ95からの変速機
出力回転信号等の各種信号が入力されており、これら各
種信号に基づいて、コントロールユニットCUから上記各
ソレノイドバルブに作動信号が出力される。

まず最初に、可変バルブタイミング・リフト機構VTに
ついて第２図および第３図を参照しながら説明する。エ
ンジンＥの各機構毎に一対の吸気バルブ1a,1bが配設さ
れ、これら一対の吸気バルブ1a,1bは、エンジンの回転
に同期して1/2の回転比で駆動されるカムシャフト２に
一体的に設けられた第１低速用カム3,第２低速用カム
３′および高速用カム５と、カムシャフト２と平行なロ
ッカシャフト６に枢支される第1,第２および第３ロッカ
アーム7,8,9との働きによって開閉作動される。

カムシャフト２はエンジン本体の上方で回転自在に配
設されており、第１低速用カム３は一方の吸気バルブ1a
に対応する位置でカムシャフト２に一体的に設けられ、
第２低速用カム３′は他方の吸気バルブ1bに対応する位
置でカムシャフト２に一体的に設けられる。また、高速
用カム５は両吸気バルブ1a,1b間に対応する位置でカム
シャフト２に一体的に設けられる。しかも、第１および
第２低速用カム3,3′はエンジンの低速運転時に対応し
た高位部3a,3a′を有する。高速用カム５はエンジンの
高速運転時に対応した高位部5aを有する。

ロッカシャフト６には第１〜第３ロッカアーム７〜９
がそれぞれ枢支され、第１および第２ロッカアーム7,8
は各吸気バルブ1a,1bの上方位置まで延設される。ま
た、第１ロッカアーム７の上部には低速用カム３に摺接
するカムスリッパ10が設けられ、第２ロッカアーム８の
上部には第２低速用カム４に当接し得るカムスリッパ11
が設けられる。なお、各吸気バルブ1a,1bは、バルブば
ね16,17により閉弁方向すなわち上方に向けて付勢され
ている。

第３ロッカアーム９は、第１および第２ロッカアーム
7,8間でロツカシャフト６に枢支される。この第３ロッ
カアーム９は、ロッカシャフト６から両吸気バルブ1a1b
側に僅かに延出され、その上部には高速用カム５に摺接
するカムスリッパが設けられる。

第３図に示すように、第１〜第３ロッカアーム7,8,9
は、相互に摺接されており、それらの相対角度変位を可
能とする状態と、各ロッカアーム７〜９を一体的に連結
する状態とを切換可能な連結手段21が第１〜第２ロッカ
アーム7,8,9に設けられる。

連結手段21は、第１および第３ロッカアーム7,9を連
結する位置およびその連結を解除する位置間で移動可能
な第１ピストン22と、第３および第２ロッカアーム9,8
を連結する位置およびその連結を解除する位置間で移動
可能な第２ピストン23と、第１および第２ピストン22,2
3の移動を規制するストッパ24と、第１および第２ピス
トン22,23を連結解除位置側に移動させるべくストッパ2
4を付勢するばね25とを備える。

これら第１および第２ピストン22,23の移動は、ソレ
ノイドバルブ91の作動に応じて油路31,32,30を通って油
圧室29内に供給される油圧により行われる。

なお、このような可変バルブタイミング・リフト機構
は、例えば、特開昭62−121811号公報に詳細に示されて
いる。

次に、上記のように構成された可変バルブタイミング
・リフト機構VTの作動について説明する。

エンジンＥの低速運転時には、ソレノイドバルブ91が
OFFであり、第３図に示すように油路31と油圧源（図示
せず）との連通が断たれており、連結切換手段21の油圧
室29に油圧が供給されず、ストッパ24はばね25によって
第３ロッカアーム９側に押圧される。このため各ロッカ
アーム7,8,9はそれぞれ独立して変位可能である。

このような連結切換手段21の連結解除状態にあって、
カムシャフト２の回転動作により、第１ロッカアーム７
は第１低速用カム３との摺接に応じて揺動し、第２ロッ
カアーム８は第２低速用カム３′との摺接に応じて揺動
する。したがって、両吸気バルブ1a,1bが、第１および
第２低速用カム3,3′によって開閉作動する。このと
き、第３ロッカアーム９は高速用カム５との摺接により
揺動するが、その揺動動作は両吸気バルブ1a,1bの作動
に何の影響も及ぼさない。

このようにして、エンジンＥの低速運転時には、第5A
図において破線３および一点鎖線３′で示すように、一
方の吸気バルブ1aが第１低速用カム３の形状に応じたタ
イミングおよびリフト量で開閉作動し、他方の吸気バル
ブ1bが第２低速用カム３′の形状に応じたタイミングお
よびリフト量で開閉作動する。したがって低速運転に適
した混合気流速度が得られ、燃費の低減およびキッキン
グ防止を図るとともに、最適な低速運転を行わせること
ができる。

なお、低速運転に適した混合気流入速度を得るため
に、例えば、第5B図に示すように、第２低速用カム３′
の高位部3a′を低くして低速運転時には吸気バルブ1bの
開放時間・量を極く僅かにするようにしても良く、さら
には、上記高位部3a′を零にして、低速運転時には吸気
バルブ1bを全く開弁させないようにしてバルブ休止状態
を作り出すようにしても良い。

エンジンＥの高速運転に際しては、ソレノイドバルブ
91がONであり、第４図に示すようにソレノイドバルブ91
により油圧源（図示せず）と油路31とが連通されてお
り、連結切換手段21の油圧室29に作動油圧が供給され
る。これにより、第４図に示すように、ストッパ24が規
制段部26に当接するまで、第１および第２ピストン22,2
3が移動し、第１ピストン22により第１および第２ロッ
カアーム7,9が連結され、第２ピストン23により第３お
よび第２ロッカアーム9,8が連結される。

このようにして、第１〜第３ロッカアーム7,8,9が連
結切換手段21によって相互に連結された状態では、高速
用カム５に摺接した第３ロッカアーム９の揺動量が最も
大きいので、第１および第２ロッカアーム7,8は第３ロ
ッカアーム９とともに揺動する。したがって、エンジン
Ｅの高速運転時には、第5A図において実線５で示すよう
に、両吸気バルブ1a,1bが、高速用カム５の形状に応じ
たタイミングおよびリフト量で開閉作動する。この場合
のタイミングおよびリフト量は、低速運転時のそれらよ
り大きく、高速運転に適する吸気が得られるようになっ
ており、エンジン出力の向上を図ることができる。

以上のような作動において、第１および第２低速用カ
ム3,3′に基づく吸気バルブ1a,1bの開閉タイミングおよ
びリフト量を低速バルブ作動特性と称し、高速用カム５
に基づく吸気バルブ1a,1bの開閉タイミングおよびリフ
ト量を高速バルブ作動特性と称する。両バルブ作動特性
は、低速運転領域と高速運転領域とに分けて用いられ、
このときのエンジン出力トルクとエンジン回転数との関
係は第６図のようになる。前述のように、この図におい
て低速バルブ作動特性運転での特性を線Ｌで示し、高速
バルブ作動特性運転での特性を線Ｈで示しており、線
A₁，A₂で示す特性が高トルクバルブ作動特性であり、線
B₁，B₂で示す特性が低トルクバルブ作動特性である。

次に、自動変速機ATについて第７図に基づき説明す
る。

この自動変速機ATは、トルクコンバータ40と変速機機
構50とから構成され、トルクコンバータ40はエンジン出
力軸E_OPに繋がるポンプ46a,出力軸（変速機構入力軸）6
1に繋がるタービン46bおよび固定保持されるステータ46
cからなり、さらに、ポンプ46aとタービン46bとを係脱
自在なロックアップクラッチ47を有する。

変速機構50は、トルクコンバータ出力軸と一体の入力
軸61、これと並行なカウンタ軸62および出力軸63を有す
る。入力軸61およびカウンタ軸62間には、それぞれ互い
に噛合する５組のギヤ列、すなわち、１速ギヤ列51a,51
b、２速ギヤ列52a,52b,3速ギヤ列53a,53b,4速ギヤ列54
a,54bおよびリバースギヤ列55a,55b,55cが配設されてい
る。各ギヤ列の駆動ギヤもしくは被動ギヤに各ギヤ列を
選択するための油圧作動クラッチ64〜68が配設されてお
り、これら油圧作動クラッチ64〜68を選択作動させるこ
とによりいずれかのギヤ列による動力伝達経路が選択切
換され、変速がなされる。

カウンタ軸62と出力軸63との間には、アウトプットギ
ヤ列59a,59bが配設され、上述のように変速された動力
はアウトプットギヤ列59a,59bを介して出力軸に伝達さ
れる。

なお、１速被動ギヤ51bおよび２速被動ギヤ52bには、
ワンウェイクラッチ56,57が取り付けられており、さら
に、これらワンウェイクラッチ56,57をロック保持する
ためのエンブレクラッチ69が設けられている。

上記構成の自動変速機ATにおけるロックアップクラッ
チ47の作動制御および変速機構50の各クラッチ64〜69の
作動制御は、第１図に示すコントロールバルブCVにより
行われる。

以上説明したような構成の動力ユニットにおいて、パ
ワーオン・シフトアップがなされる場合でのエンジンＥ
の可変バルブタイミング・リフト機構VTによるバルブ作
動特性の切換制御と、油圧コントロールバルブCVによる
変速機構50の作動制御とについて、第８図の制御フロー
を参照して説明する。

この制御では、まず、変速指令がパワーオン・シフト
アップであるか否かが判断される（ステップS1）。な
お、パワーオン状態とはアクセルペダルが踏まれる等し
てスロットル開度が開かれた状態を言う。パワーオン・
シフトアップである場合には、ステップS2に進み、エン
ジンのバルブ作動特性が低トルクバルブ作動特性か否
か、すなわち、第６図において線B₁もしくはB₂で示され
た特性であるか否かが判断される。

パワーオン・シフトアップでない時や低トルクバルブ
作動特性でない時には、本フローの制御対象とならない
のでリターンステップに進む。

低トルクバルブ作動特性が使用されている場合でパワ
ーオン・シフトアップがなされる場合には、ステップS3
からステップS8に示す制御がなされるのであるが、これ
について第９図のグラフも参照して説明する。

まず、変速指令が出された時点t₁において、変速ソレ
ノイド（第１図のソレノイドバルブ）を作動させて変速
指令に基づく変速を開始させる（ステップS3）。なお、
ここでは２速から３速へのパワーオン・アップシフトの
場合を示している。時間t₁から変速が開始されると、そ
れまで２速クラッチ側のみに伝達されていたエンジント
ルクは３速クラッチ側へも分割され３速クラッチ側へ次
第に移行し、時間t₂においてこの移行が完了する。すな
わち、時間t₁ から時間t₂までの間がトルク相である。この移行によ
り、変速機でのギヤ比（減速比）が小さくなる方に変化
するため、エンジントルクは変速機側に引き込まれて低
下し、変速機出力側の加速度Ｇはグラフで示すように低
下する。

時間t₂からは慣性相に移行し、３速クラッチの係合が
開始して、エンジン回転は図示のように低下する。この
慣性相においては、エンジンおよび変速機の入力側の慣
性により、変速機出力側加速度Ｇは図示のように上昇し
た後、変速完了時点t₃において元に戻る。

但し、この変速完了時点は、エンジン回転や、変速ク
ラッチの入出力回転数比等から検出されるようになって
おり、変速完了が検出されると（ステップS4）、ステッ
プS5に進み、このシフトパターン、このときのエンジン
出力等から所定のディレー時間T_Dが算出される。

この変速完了が検出された時点においては、上記算出
と同時にエンジンのバルブ作動特性が高トルクバルブ作
動特性に切り換えられる。このバルブ作動特性切換がな
されると、エンジン出力トルクが増加するので、慣性相
における変速機出力側の加速度Ｇの低下分ΔＧはエンジ
ン出力の増加に対応する分だけ抑えられる。このため、
変速完了時点での加速度変化が小さくなり、変速ショッ
クが緩和される。

次いで、ステップS7において上記ディレー時間T_Dの経
過を待った後、バルブ作動特性が元の低トルクバルブ作
動特性に戻されて（ステップS8）、本制御が完了する。

以上、本発明の実施例について説明したが、バルブ作
動特性として、第６図に示したような高速バルブ作動特
性と低速バルブ作動特性の２種のみを設定するのではな
く、第10図に示すように、低速バルブ作動特性、中速バ
ルブ作動特性、高速バルブ作動特性の３種の特性を設定
しても良い。この場合には、線A₁，A₂，A₃で示す特性が
高トルクバルブ作動特性であり、線B₁，B₂，B₃，B₄で示
す特性が低トルクバルブ作動特性である。さらに、４種
以上の特性を設定しても良いのは無論である。

ハ．発明の効果以上説明したように、本発明によれば、エンジンが低
トルクバルブ作動特性を使用して運転中にパワーオン・
シフトアップがなされる時には、パワーオン・アップシ
フトアップが完了したときに、バルブ作動特性を高トル
クバルブ作動特性に切り換え、さらに、所定時間遅れの
後に、バルブ作動特性を低トルクバルブ作動特性に戻す
ようにしているので、パワーオン・アップシフトの完了
時には高トルクバルブ作動特性への切換によりエンジン
出力が増加される。このため、変速完了時の加速度の低
下が小さくなり、変速ショックをその分緩和させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法により制御される動力ユニッ
トを示す概略図、第２図は上記動力ユニットを構成するエンジンに用いら
れる可変バルブタイミング・リフト機構の断面図、第３図および第４図はこの機構の断面図、第5A図および第5B図は吸気バルブの開閉作動特性を示す
グラフ、第６図は上記エンジンの出力トルクと回転数との関係を
示すグラフ、第７図は上記駆動ユニットを構成する自動変速機の動力
伝達系を示す概略図、第８図は本発明に係る制御を示すフローチャート、第９図はパワーオン・シフトアップ時における各種信号
の経時変化を示すグラフ、第10図は３種のバルブ作動特性を有するエンジンの特性
を示すグラフ、第11図は従来の制御でのパワーオン・シフトアップ時に
おける各種信号の経時変化を示すグラフである。 3,3′…低速用カム、５…高速用カム６…ロッカシャフト、21…連結手段 22,23…ピストン、29…油圧室 47…ロックアップクラッチ 50…変速機構、63…変速機入力軸 92…水温センサ、93…スロットルセンサ 94…エンジン回転センサ 95…変速機回転センサ CU…コントロールユニット VT…可変バルブタイミング・リフト機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者花岡正埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者三宅準一埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者窪寺雅雄埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (56)参考文献特開昭61−119435（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−119432（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−119433（ＪＰ，Ａ) 特開平２−114028（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−119434（ＪＰ，Ａ) 特公平４−22740（ＪＰ，Ｂ２) 特公平５−69734（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一
方のバルブ作動特性を切換自在なエンジンと、このエン
ジンの出力軸に連結された自動変速機とからなる動力ユ
ニットの制御方法であって、前記エンジンが低トルクバルブ作動特性を使用して運転
中に、前記自動変速機のパワーオン・シフトアップがな
される時には、前記パワーオン・シフトアップを開始させ、このパワーオン・シフトアップが完了したときに、前記
バルブ作動特性を高トルクバルブ作動特性に切り換え、所定時間遅れの後に、前記バルブ作動特性を低トルクバ
ルブ作動特性に戻すようにしたことを特徴とする動力ユ
ニットの制御方法。