JP2890349B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸気状態に応じて機関出
力トルクが変更されるエンジン、例えば、リーンバーン
エンジンを搭載した車両の自動変速機の制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの吸気管内にスワールコ
ントロールバルブ（ＳＣＶ）を備え、シリンダ内に送り
込まれる空気にスワールを発生させ、稀薄空燃比の下で
も安定した燃焼ができるように構成したリーンバーンエ
ンジンが知られている。

【０００３】スワールの発生のさせ方については種々の
開示例があるが、一般に、該スワールを発生させるため
のスワールコントロールバルブを閉可能な吸気管負圧以
下の高負荷まで作動させるためにチェックバルブ等を用
いて負圧を保持すると、一度スワールコントロールバル
ブが開になると閉可能な吸気管負圧になるまで該スワー
ルコントロールバルブを閉とすることができず、スワー
ルコントロールバルブの開閉に大きなヒステリシスが生
じる。これを防止するために、図７に示されるような構
成が提案されている。

【０００４】図７において、符号１０が吸気管、１２が
スロットルバルブ、１４がサージタンク、１６が蓄圧
（負圧）タンク、１８がチェックバルブ、２０がインテ
ークバルブ、そして２２がスワールコントロールバルブ
である。

【０００５】このスワールコントロールバルブ２２は、
切換バルブ２４によって蓄圧タンク１６の負圧がダイヤ
フラム２６にかけられたりかけられなかったりすること
によって開閉される。

【０００６】蓄圧タンク１６は、吸気管１０（サージタ
ンク１４）内が一度負圧になるとチェックバルブ１８が
開いて該負圧を蓄積し、吸気管１０内がこの蓄圧タンク
１６よりも低負圧になるとチェックバルブ１８が閉じら
れて蓄圧タンク１６内の負圧が連動して下がらないよう
に構成されている。

【０００７】この結果、吸気管１０内の負圧が低いとき
でも、この蓄圧タンク１６に蓄積された負圧によってス
ワールコントロールバルブ２２を開閉操作することがで
きる。即ちヒステリシスの殆どない開閉を行うことがで
きる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、若干の
ヒステリシスは、むしろ系の安定性のためには必須であ
る。それは、もしヒステリシスのない設計としていた場
合には、走行条件が丁度その切換点付近にあったときに
ハンチングが生じたりする恐れがあるためである。

【０００９】又、負圧タンク１６の容量には制限がある
ため、吸気管１０内の負圧があまり高くない状態である
回数スワールコントロールバルブの開閉を繰り返すと、
蓄圧効果がなくなって再びスワールコントロールバルブ
開閉にヒステリシスが発生するようになることもある。

【００１０】しかしながら、このようにヒステリシスが
設けられているというのは、図８に示されるように、同
一のスロットル開度でも２種類の出力トルクが発生し得
ることを意味する。

【００１１】ところで、一般に、自動変速機においては
「スロットル開度」と「発生される出力トルク」とに相
応の対応関係があることを前提として変速点及びライン
圧等の各種変速諸元が決定されている。そのためこのよ
うにスロットル開度が同一であっても発生する出力トル
クが異なってくると、変速の際の適合において変速ショ
ックの低減と摩擦係合装置の耐久性の向上との両立を図
ることが非常に困難となる。

【００１２】例えば、図８におけるＡ点のトルクでシフ
トダウン点を、Ｂ点のトルクでシフトアップ点を適合さ
せていた場合、スワールコントロールバルブ閉の状態か
らスロットルバルブを開き、Ａ点でシフトダウン後、ス
ワールコントロールバルブ開となるまでスロットルバル
ブが開いた後スロットルバルプが閉じられ、Ｂ点でシフ
トアップしているときは問題ないが、スワールコントロ
ールバルブが開となる前にスロットルを戻すと、Ｃ点で
（想定されている出力トルクより低い出力トルクの下
で）シフトアップするために大きな変速ショックが発生
する。

【００１３】又、Ｂ点でシフトアップ後スワールコント
ロールバルブが閉となる前に再びスロットルバルブを開
くと、Ｄ点で（想定されている出力トルクより高い出力
トルクの下で）シフトダウンするために自動変速機の摩
擦係合装置の耐久性が問題となる。

【００１４】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、スワールコントロールバルブの
開閉にヒステリシスがあったとしても、それによって適
合していない変速諸元の下で変速が実行されたりするこ
とを防止し、常にショックが小さく、且つ摩擦係合装置
の耐久性を損なうことのない変速を実行することができ
るようなリーンバーンエンジン付車両の自動変速機制御
装置を提供し、上記課題を解決せんとしたものである。

【００１５】なお、上述した問題は、スワールコントロ
ールバルブ付きリーンバーンエンジンに特有のものでは
なく、例えば、エンジンに対してオン、オフ可能なクラ
ッチを介して機械的に駆動されるスーパーチャージャー
を備え、このスーパーチャージャーのオン、オフにより
エンジンの吸気状態を変更し、そのスーパーチャージャ
ーの駆動、非駆動（クラッチのオン、オフ）にヒステリ
シスが設けられているもの等にも存在し、本発明はこれ
らにも適用可能である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその要
旨を示すように、車両の吸気状態が第１、第２の吸気状
態にヒステリシスをもって切換えられると共に、各吸気
状態で発生すると予測される機関出力トルクに基づいて
変速諸元が決定されている自動変速機の制御装置におい
て、現時点の実際の吸気状態が、前記機関出力トルクを
予測する際に、そのとき前提としていた吸気状態と異な
っているか否かを検出する吸気状態検出手段と、現時点
の運転状態が前記前提としていた吸気状態と異なってい
たときに、変速を禁止する変速禁止手段と、を備えたこ
とにより、上記課題を解決したものである。

【００１７】

【作用】本発明においては、まず現時点の吸気状態を検
出し、実際の吸気状態が変速諸元を決定する際に前提と
した吸気状態でなかったときには、そこでの変速を禁止
するようにしている。その結果、不適合な変速が発生す
るのが防止され、大きな変速ショックが発生したり、あ
るいは摩擦係合装置の耐久性が損なわれたりするのを防
止できるようになる。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１９】図２に本発明が適用される車両用自動変速
機の全体概要を示す。

【００２０】図において、エンジン１５はいわゆるリー
ンバーンエンジンでスワールコントロールバルブ７を適
宜に開閉させることにより、図示せぬシリンダ内に取り
込む吸入空気にスワールを発生させ、空燃比（吸入空気
量／燃料噴射量の比）が大きい、いわゆるリーンの状態
でも安定した燃焼ができる構成とされている。なお、蓄
圧タンク４、切換バルブ８、ダイヤフラム９等によりス
ワールコントロールバルブ７を駆動する構成自体につい
ては、従来と同様の構成がそのまま採用されている。従
って、図７と対応する部分に同一符号を付すに止どめ、
重複説明は省略する。

【００２１】一方、自動変速機３０はトルクコンバータ
部２０と、オーバードライブ機構部４０と、前進３段後
進１段のアンダードライブ機構部６０とを備える。

【００２２】前記トルクコンバータ部２０は、ポンプ２
１、タービン２２、ステータ２３、及びロックアップク
ラッチ２４を備えた周知のものであり、エンジン１のク
ランクシャフト１０の出力をオーバードライブ機構部４
０に伝達する。

【００２３】ロックアップクラッチ２４は、条件が整っ
たときに係合され、ポンプ２１とタービン２２とを連結
する。その結果、燃料消費効率が向上する。

【００２４】前記オーバードライブ機構部は、サンギヤ
４３、リングギヤ４４、プラネタリピニオン４２、及び
キャリア４１からなる１組の遊星歯車装置を備え、この
遊星歯車装置の回転状態をクラッチＣ0 、ブレーキＢ0
、一方向クラッチＦ0 によって制御している。

【００２５】前記アンダードライブ機構部６０は、共通
のサンギヤ６１、リングギヤ６２、６３、プラネタリピ
ニオン６４、６５及びキャリア６６、６７からなる２組
の遊星歯車装置を備え、この２組の遊星歯車装置の回転
状態、及び前記オーバードライブ機構との連結状態をク
ラッチＣ1 、Ｃ2 、ブレーキＢ1 〜Ｂ3 及び一方向クラ
ッチＦ1 、Ｆ2 によって制御している。

【００２６】この自動変速機３０のトランスミッション
部の具体的な構成については、これ自体周知であるた
め、図２においてスケルトン図示するに止どめ、詳細な
説明は省略する。

【００２７】この自動変速機は、上述の如きトランスミ
ッション部、及びコンピュータ８４を備える。コンピュ
ータ８４には、リーンバーンエンジン１５の負荷を反映
させるためのスロットル開度ＴＡを検出するアイドルス
イッチ付のスロットルセンサ８０、車速Ｎ0 を検出する
車速センサ（出力軸７０の回転速度センサ）８２、フッ
トブレーキがオンとされたことを検出するフットブレー
キスイッチ９０、エンジン回転速度を検出するエンジン
回転速度センサ９２、エンジン冷却水温センサ９４、ス
ワールコントロールバルブ７の開閉状態を見ることによ
って吸気状態を検出するＳＣＶセンサ９６、及びシフト
レンジを検出するシフトレンジセンサ９９等の各種制御
のための信号が入力される。

【００２８】コンピュータ８４は、予め設定されたスロ
ットル開度−車速の変速点マップに従って、油圧制御回
路８６内のソレノイドバルブＳ1 〜Ｓ3 を駆動・制御
し、図３に示されるような各クラッチ、ブレーキ等の係
合の組合せを行って変速を実行する。

【００２９】次に、図４にスワールコントロールバルブ
（ＳＣＶ）７の制御に関する制御フローを示す。

【００３０】この制御フローは、４msec毎に実行され
る。まず、ステップ２０２においてリーン条件が成立す
るか否かが判定される。具体的には例えばエンジン冷却
水温が８０℃以上、吸気管負圧が所定値以下、他の燃料
増量の要請がない等の条件の成立が判定される。

【００３１】リーン条件が成立しないときは、ステップ
２０４に進んでスワールコントロールバルブ７が開とさ
れリターンされる。一方、リーン条件が成立したときに
はステップ２０６に進んで、スワールコントロールバル
ブ７が現在開となっているか否かが判定され、閉であっ
たときは、ステップ２０８でスロットル開度ＴＡが所定
値β以上であると判定されたときにのみスワールコント
ロールバルブ７が開とされる（ステップ２１０）。

【００３２】一方、現在スワールコントロールバルブ７
が開であると判定されたときには、ステップ２１２に進
んでスロットル開度ＴＡがαより小さいか否かが判定さ
れ、小さいと判定されたときにスワールコントロールバ
ルブが閉とされる（ステップ２１４）。

【００３３】この結果、スロットル開度ＴＡがαとβの
間にあるときは現時点でのスワールコントロールバルブ
７の状態がそのまま維持されることになり、ヒステリシ
スの形成された制御が実行される。

【００３４】図５に、上記コンピュータ８４において実
行される制御フローを示す。

【００３５】この実施例では第３速段から第４速段への
シフトアップはスワールコントロールバルプ７が開のと
き、第４速段から第３速段へのシフトダウンはスワール
コントロールバルブ７が閉のときに行われることを前提
として各種変速諸元が定められている。

【００３６】まず、ステップ３００において、現在の変
速段が第３速段か又は第４速段のいずれかであるか否か
が判定される。第３速段、第４速段以外のときはステッ
プ３３４に飛び、本発明は特に実行されない。

【００３７】ステップ３０２では、スロットル開度ＴＡ
がαとβの間に入っているか否か、即ちスワールコント
ロールバルブ７のヒステリシスの範囲内にあるか否かが
判定される。この範囲内にないときは、スワールコント
ロールバルブ７は開か閉のどちらかしか有り得ないた
め、吸気状態も必ずどちらかに決まっており、従って、
それに合せて変速点、ライン圧その他の変速諸元が予め
設定されている。そのため、特に問題なく通常の変速制
御がなされる（ステップ３０４〜３１０）。

【００３８】即ち、ステップ３０４で第４速段から第３
速段への変速点をよぎったと判定されたときには、ステ
ップ３０６で第３速段へシフトダウンし、一方、ステッ
プ３０８で第３速段から第４速段への変速線をよぎった
と判定されたときには、ステップ３１０で第４速段への
シフトアップがなされるようになっている。

【００３９】一方、スロットル開度ＴＡがαとβの間に
入っている、即ちヒステリシスの範囲に入っていると判
定されたときは、ステップ３１２に進んで、第４速段か
ら第３速段への変速線をよぎったか否かがまず判定され
る。ここで、ＹＥＳの判定がなされたときは、現在スワ
ールコントロールバルブ７が閉か否かが判定され、ここ
でもＹＥＳの判定がなされたときは、第４速段から第３
速段へのシフトダウン線が決定された際の基礎となる吸
気状態と現実の吸気状態とが一致していることになるた
め、ステップ３１６に進んで第３速段へのシフトダウン
がそのまま実行される。

【００４０】しかしながら、第４速段から第３速段への
シフトダウン線をよぎったにも拘らず（ステップ３１２
でＹＥＳ）、現在スワールコントロールバルブ７が開状
態であると判定されたときは第３速段へのシフトダウン
が禁止される（ステップ３１６に進まない）ようになっ
ている。

【００４１】一方、ステップ３１８では、第３速段から
第４速段へのシフトアップの変速線をよぎったか否かが
判定される。よぎったと判定されたときにはステップ３
２０に進んで、現在スワールコントロールバルブ７が開
の状態であるか否かが判定される。開の状態であったと
きは、第３速段から第４速段へのシフトアップ線を決定
する際の基礎となった吸気状態と現実の吸気状態とが一
致しているため、特に問題が発生しないのでステップ３
２２に進んでシフトアップがそのまま実行される。しか
しながら、例え第３速段から第４速段へのシフトアップ
の変速線をよぎったとしても、ステップ３２０で現在の
スワールコントロールバルブが開状態でないと判定され
たときには変速が禁止される（ステップ３２２には進ま
ない）ようになっている。

【００４２】なお、ステップ３２４以下では、現在の変
速段が第２速段、あるいは第３速段か否かが判定され、
順次相応の処理がなされていくようになっている。

【００４３】この制御フローによる効果を図６を用いて
説明する。図６において、スロットル開度α〜βがヒス
テリシスの範囲である。

【００４４】ここにおいて、第４速段から第３速段への
ダウンシフト線は、スワールコントロールバルブが閉状
態のままスロットル開度βまで維持されてくることを前
提として各種変速諸元が設計されている（太実線参
照）。そのため、現実のスワールコントロールバルブ７
の状態が閉であったときには特に問題が発生しないた
め、そのまま第３速段へのシフトダウンが実行されるが
（ステップ３１４→３１６）、もし現実のスワールコン
トロールバルブ７の状態が開であったときには、現実の
機関出力トルクが予測していた機関出力トルクより高い
と考えられるため、摩擦係合装置の耐久性が懸念される
ため変速が禁止される。

【００４５】一方、第３速段から第４速段へのアップシ
フトは、スワールコントロールバルブが開の状態のまま
スロットル開度αまで維持されてくることを前提として
機関出力トルクが推定され、これに基づいて各種変速諸
元が決定されている（１点鎖線参照）。そのため、現時
点のスワールコントロールバルブの状態が開であったと
きには特に問題ないため、そのまま第３速段から第４速
段へのシフトアップが実行されるが（ステップ３２０→
３２２）、現時点のスワールコントロールバルブ７の状
態が閉であったときには当該第３速段から第４速段への
変速が禁止される。その結果、ショックの大きな変速が
実行されるのが防止される。

【００４６】なお、詳述しなかったが、本実施例におい
ては、スワールコントロールバルブが閉の場合には、空
燃比の大きな（リーン）混合気を与え、燃費を向上し、
又スワールコントロールバルブが開の場合には、例えば
理論空燃比の混合気を与え、リーン制御時よりも大きな
機関トルクを発生させている。

【００４７】又、本実施例では、スワールコントロール
バルブの開閉状態の検出のためにＳＣＶセンサ９６を設
けているが、これに代えて、常に吸気管負圧と切換バル
ブ８への信号をモニタして、スワールコントロールバル
ブの実際の開閉状態を検出するようにしても良い。

【００４８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、機
関出力トルクを予測する際に前提とした吸気状態と現実
の吸気状態とが一致しているときにのみ変速が実行さ
れ、不一致のときには変速が禁止されるため、常に小さ
な変速ショックで、しかも摩擦係合装置に過度の負担の
かからない変速を実行することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の要旨を示すブロック図であ
る。

【図２】図２は、本発明が適用されたリーンバーンエン
ジン付車両の自動変速機の構成を示すスケルトン図であ
る。

【図３】図３は、上記自動変速機の各摩擦係合装置の作
用状態を示す線図である。

【図４】図４は、スワールコントロールバルブの開閉制
御を実行するための制御フローを示す流れ図である。

【図５】図５は、上記実施例装置で実行される制御フロ
ーを示す流れ図である。

【図６】図６は、スワールコントールバルブの開、閉の
ヒステリシスの状態と変速線図との関係を示す線図であ
る。

【図７】図７は、従来及び上記実施例でのスワールコン
トロールバルブを駆動するための機械的な構成を示した
スケルトン図である。

【図８】図８は、スワールコントロールバルブの開閉に
ヒステリシスがあることによる不具合を説明するための
線図である。

【符号の説明】

１…吸気管、 ２…スロットルバルブ、 ３…サージタンク、 ４…蓄圧（負圧）タンク、 ５…チェックバルブ、 ６…インテークバルブ、 ７…スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）、 ８…ＳＣＶ切換弁、 ９…ダイヤフラム、 １５…リーンバーンエンジン、 ３０…自動変速機、 ８４…コンピュータ、 ８６…油圧制御回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の吸気状態が第１、第２の吸気状態に
   ヒステリシスをもって切換えられると共に、各吸気状態
   で発生すると予測される機関出力トルクに基づいて変速
   諸元が決定されている自動変速機の制御装置において、 現時点の実際の吸気状態が、前記機関出力トルクを予測
   する際に、そのとき前提としていた吸気状態と異なって
   いるか否かを検出する吸気状態検出手段と、 現時点の運転状態が前記前提としていた吸気状態と異な
   っていたときに、変速を禁止する変速禁止手段と、 を備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。