JPH02133248A - 機械式過給機付きエンジンの変速制御手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は機械式過給機を備えたエンジンの変速を制御す
る制御手段に関する。

（従来の技術） 吸気系の充填効率を上げるためには、排気ガスエネルギ
ーを利用するターボ式過給方式と、エンジン出力を動力
源として過給機を駆動する機械式過給方式が一般的であ
る。ところが、ターボ式過給方式は、エンジンの中低回
転数域では、排気ガスエネルギーが十分ではないために
、過給が十分に行なわれないという欠点があるが、機械
式過給機はかかる欠点はなく、最近、特に注目されてい
る。この機械式過給器にはそれ故の許容回転数がある。

一方、自動変速機を備えた車両においては、車速と負荷
（自動車にあっては、スロットル開度若しくはブースト
圧）から判断して、変速を決定している。

（発明が解決しようとする課題） 機械式過給機ではエンジン回転数が直接過給機の回転数
に反映する。一方、自動変速機を備えた車両では車速と
エンジン回転数の関係がリニアにならず、しかもドライ
バの関知しないところで、その関係が変化する。従って
、自動変速機を備えた車両のエンジンに機械式過給機を
組み合せると、車速から推定した過給機の回転数に誤差
が生じ、実回転数が許容回転数を超える場合も発生し、
場合によっては過過給によりエンジンの損傷も起こり得
る。

過回転等を防止する方法として、発明者達は次のような
手法を検討した。１つの方法として、許容回転数に余裕
を持たせることも考えられるが、これは過給機の容量が
上昇し、配置スペースの問題や効率低下の問題が新たに
発生する。また、過回転が発生しないように自動変速機
の変速ポイントに余裕を持たせることも考えられるが、
機械式過給機の回転が低い方にばらついたときに、出力
が低下するという問題を起こす。また、実の過給機回転
数を検出して、許容回転数を超えないようにフィードバ
ック制御することも考えられるが、フィードバック制御
のための構造が複雑になり、信頼性が低下したり、コス
ト増の問題が発生する。

一方、機械式過給機の回転数を、機械式過給機に対する
エンジンからの回転伝達比を可変にして制御する試み（
特開昭６Ｏ−２０９６２７）も提案されているが、この
技術は過給が必要のない運転状態においては、エンジン
に機械式過給機が負荷にならないように、過給機の回転
数を抑えようとするものであり、変速機との結合により
発生する上述の問題が考慮されていないために、この技
術によっても、過給領域下では変速状態によっては過給
機の回転数が許容回転数を超えることはいくらでもあり
得るのである。

そこで本発明は上記従来技術の問題点を解消するために
提案されたもので、従来とは発想を新たにし、基本的に
は、過給機の回転数が所定の回転数になる前に自動変速
機をシフトアップして、エンジン回転数を落し、機械式
過給機の過回転と過過給を防止しようとするものである
。

（課題を達成するための手段及び作用）上記課題を達成
するための本発明の構成は、エンジンの動力により駆動
され、エンジン回転に対し所定の回転比回転して吸気を
過給する過給機と、自動変速機とを備えたエンジンの変
速制御手段であって、この制御手段は前記過給機の回転
数が所定回転数以上にならないように前記自動変速機を
シフトアップするように制御することを特徴とする。

（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明を、■型置筒エンジン
に機械式過給機としてリショルム式の過給機を用いた過
給システムに適用した実施例を３例挙げて説明する。こ
れらの実施例に用いられる機械式過給機は、エンジン出
力をベルトにより伝達して駆動力として回転し過給する
ものであるが、エンジン回転数Ｎ、と過給機の回転数Ｎ
Ｓとの比を固定にした実施例を第１実施例、第２実施例
とし、可変にしたものを第３実施例とする。

〈過給システムの構成〉 第１図は、第１実施例〜第３実施例に共通なものとして
のエンジン過給システムの構成を示したものである。１
はエアクリーナであり、２はエア吸入量（信号Ｑ、）を
計測するエアフローメータである。５はスロットルバル
ブであり、４はバルブ５の開度ＴＶＯを検出するセンサ
である。開度ＴＶＯはエンジン負荷を図る目安になる情
報であり、本発明に係る実施例でも利用している。８は
リショルム式の過給機であり、以下、ＳＣと略す。この
ＳＣ８にはプーリ１０が（第１図には不図示のクラッチ
を介して接続されており、このプーリ１０は、エンジン
のクランク軸に直結されたプーリ１１からベルト９を介
してエンジン出力により回転される。１３は過給された
空気を冷やして空気密度を上げるためのインクターラで
ある。

１４はＶ型に配置された各気筒の２つのバンクのための
サージタンクであり、このタンクにはエンジン負荷を図
る他の目安となるブースト圧を測定するためのセンサ１
５が設けられている。１６は燃料を噴射するインジェク
タであり、１７は燃焼室に混合気を導く吸気マニホール
ドである。１９はＳＣ８の回転数Ｎｇを検出するセンサ
である。

このセンサ１９は過給機そのものの回転数ではなく、プ
ーリ１０の回転数を検出して、これをＳ０８の回転数Ｎ
ｓとしている。

一方、２０は電子制御式自動変速機、所謂ＥＡＴである
。このＥＡＴ２０はＥＡＴコントローラ（ＡＴＣ）２５
によって制御される。周知のようにＥＡＴの内部には、
トルクコンバータ２１、オーバドライブ機構を備えた遊
星ギア部２２と、そしてそれらの為のソレノイドバルブ
、油圧回路等が含まれた油圧制御部２４とからなる。Ａ
ＴＣ２５からＥＡＴ２０に対して、前記ソレノイドバル
ブを開閉して油圧回路を駆動するシフト信号（ＳＯＬＩ
−３ＯＬ４）が入力される。また、ＦＡＴの出力軸には
車速センサ１６が設けられており、車速信号Ｖを出力す
る。ＡＴＣ２５は後述の変速ポイントのマツプを有して
変速制御を行なう。

また、６はＳＣ８をバイパスする通路１１を開閉する制
御バルブである。２６は過剰な過給気を逃がすために一
端が大気に開放され、空気圧力により作動するバルブで
あり、２７はアイドル時の吸気量を制御す所謂ＩＳＣバ
ルブである。また、２８はディストリビュータであり、
エンジン回転数Ｎ、を出力する。

〈第１実施例の動作〉 第２Ａ図は、第１実施例の変速制御に利用される変速マ
ツプであり、変速機２０の変速ポイントを、エンジン負
荷（ＴＶＯ）と車速Ｖとにより決定するもので、従来の
変速制御でも行なわれているものである。便宜上、この
変速制御を「通常変速制御」と呼ぶ。図中、横軸は車速
Ｖを、縦軸はスロットル開度比を表わしており、ＷＯＴ
　（＝開度比＝１）はスロットル全開を意味する。また
、実線部分はシフトアップの変速ポイントを、破線部分
はシフトダウンの変速ポイントを示している。第２Ｂ図
は第１実施例に係る変速制御の特徴を表わしたものであ
る。同図において、横軸はセンサ１９により検知された
Ｓ０８の回転数Ｎ８である。第２Ｂ図によると、この第
１実施例に係る変速制御は、過給機回転数Ｎｇが所定の
回転数Ｎ３イ、Ｘに達するとシフトアップするというも
のである。便宜上、この変速制御を「Ｎｓ変速制御」と
呼ぶ。この「Ｎｓ変速制御」と上述の「通常変速制御」
とを組合わせたのが、第１実施例の特徴であり、ＡＴＣ
２５の変速制御は、「通常変速制御」によるシフトアッ
プと、「Ｎｓ変速制御」によるシフトアップとは論理和
として動作する。即ち、車速Ｖとスロットル開度ＴＶＯ
に規定された現在の運転状態がシフトアップすべき状態
にないと「通常変速制御」により判断されても、「Ｎ３
変速制御」により回転数ＮｓがＮ　Ｓａ＋ａｘを超えて
いると判断されたならば、シフトアップ信号がΔＴＣ２
５から油圧制御部２４に出力されて、シフトアップ動作
が行なわれる。尚、第２Ｂ図のマツプにおいて、シフト
ダウンが規定されていないのは、シフトダウンはＳＣ８
の回転数Ｎ６を上昇させるから、本発明の観点から言っ
て好ましくないからである。

第６図は第１実施例に係るＡＴＣ２５の制御である。Ａ
ＴＣ２５はスロットル間度ＴＶＯ，車速■を入力しくス
テップＳ２）、過給機回転数Ｎ。

を入力（ステップＳ４）し、過給機回転数Ｎｓに基づい
たシフトアップ制御（ステップＳ８）を、スロットル開
度ＴＶＯ，車速■に基づいた変速制御（ステップ５１２
）よりも優先している。

さて、前述のセンサ１９は過給機そのものの回転数では
なく、プーリ１０の回転数を検出している。ＳＣ８は前
述したように電磁クラッチを内蔵しており、このクラッ
チが断になったときに、過給機の回転数はゼロになって
しまう。ところで、機械式過給機を停止するのは、エン
ジンの高速回転域では機械式過給機の過給能力が不足気
味になり、逆に機械式過給機がエンジン負荷になってし
まうから、クラッチ断により過給を停止するというもの
である。従って、もし信号Ｎ、をＳＣ８の実際の回転数
とすると、クラッチが断の状態と接の状態とで、シフト
制御に大きな差が出てしまうから、センサ１９は過給機
そのものの回転数ではなく、プーリ１０の回転数を検出
するようにしている。

〈第２実施例〉 第１実施例は、「ＮＩｌ変速制御」を過給機の回転数Ｎ
８だけを判断してシフトアップ制御に用いるものであっ
た。この第２実施例では、第２Ａ図に示したような「通
常変速制御」を適用しないで、その代りに、第３Ａ図〜
第３Ｄ図に示すように、機械式過給機回転数Ｎｓとスロ
ットル開度ＴＶＯとを併せて考慮して変速ポイントを決
定するものである。

即ち、シフトアップについては、第３Ａ図〜第３Ｄ図の
実線の特性に示すように、スロットル開度ＴＶＯが大き
いほど、シフトアップポイントをＮｓの大きい値の位置
に設定する。即ち、特性は凡そ正の傾きを有する直線と
なる。この場合、スロットル開度ＴＶＯが大きい値の領
域（第３Ａ図〜第３Ｃ図の■の領域）まで、正の傾きを
有する直線であるような特性としてしまうと、Ｎｓが許
容回転数を超える可能性があるので、第３Ａ図〜第３Ｃ
図に示すよりな工の領域では、傾きが無限大の垂直線と
して、Ｎｓの値にかかわらずにシフトアップするように
する。また、シフトダウンが行なわれる過給機回転数Ｎ
ＤＩ−ＮＤ３（第３Ｂ図〜第３Ｄ図）をどのように設定
するかについては、シフトダウンされたときに、過給機
８が過回転しないような値をＮＩ）Ｉ〜ＮＤ３として選
ぶ。

第７図はこの第２実施例に係るＡＴＣ２５の制御手順の
フローチャートである。

第３Ｂ図の傾斜直線の傾きが、第３Ａ図、第３Ｃ図のそ
れよりも急なのは、２速から３速へのシフトアップが頻
繁に行なわれることを考慮したからである。

また、この第２実施例の変速制御に関して、車速Ｖを考
慮しなくてもよいのは、車速Ｖはスロットル開度ＴＶＯ
と過給機回転数Ｎ８に反映されるからである。

〈第３実施例〉 上述の第１．第２実施例は、エンジンからＳＣ８への回
転伝達比が固定であるようなものであつた。この第３実
施例は、この回転伝達比を可変にしたものである。そし
て、先ず、第４図により、伝達比の可変機構を説明した
後に、回転伝達比を可変にしたような第３実施例でも、
第１実施例。

第２実施例で説明したような変速制御をそのまま適用で
きることを説明し、更に、この第３実施例に特有な効果
を説明する。

第４図は第１図のプーリ１０，１１を無断変速機構とし
た場合の全体構成を示すスケルトン図である。この無段
変速機構は、プーリ１０側がＳＣ８内の電磁クラッチ１
４０の一端に接続され、クラッチの他端がＳＣ８の回転
体に接続されている。ベルト伝動機構は、プライマリプ
ーリ１２１と、このプライマリプーリ１２１に対して平
行方向に向けて離間配置された後述するセカンダリプー
リ１３１との間に、ベルト９を張設して構成されている
。このプライマリプーリ１２１は、クラッチ１４０にス
プライン結合されたプライマリ軸１２２上に、所定径を
持つ固定円錐板１２３をプライマリ軸１２２と一体的に
、また、可動円錐板１２４をプライマリ軸１２２に対し
て、その軸方向に移動可能に、夫々設けて構成されてい
る。そして、この固定円錐板１２３の円錐状摩擦面と可
動円錐板１２４の円錐状摩擦面とで略■字状断面を有す
るベルト受溝１２１ａを構成している。

また、可動円錐板１２４の外側面１２４ａ側には、円筒
状のシリンダ１２５が固定されている。

更に、このシリンダ１２５の内周面側には、プライマリ
軸１２２側に固定されたピストン１２６が油密的に嵌挿
されており、このピストン１２６と上述したシリンダ１
２５と可動円錐板１２４との三者で、プライマリ室１２
７が構成されている。

尚、このプライマリ室１２７には、周知の油圧回路１４
３からライン圧が導入される。

そして、このプライマリプーリ１２１は、プライマリ室
１２７に導入される油圧により、その可動円錐板１２４
を軸方向に移動させて、固定円錐板１２３との間隔を増
減することにより、ベルト９に対する有効径が調整され
るようなされている。

セカンダリプーリ１３１は、基本的には、上述したプラ
イマリプーリ１２１と同様の構成を有するものであり、
上述したプライマリ軸１２２に対して離間して平行配置
されたセカンダリ軸１３２（クランク軸に接続されてい
る）上に、固定円錐板１３３をセカンダリ軸１３２と一
体的に、また、可動円錐板１３４をセカンダリ軸１３２
上を移動可能に、夫々設けて構成されている。そして、
相互に対向する固定円錐板１３３の円錐状摩擦面と可動
円錐板１３４の円錐状摩擦面１４４ａとで、略■字状断
面を有するベルト受講１３１８が構成されている。

更に、可動円錐板１３４の外側面１３４ｂ側には、略断
付き円筒状のシリンダ１３５が同軸状に固定されている
。また、このシリンダ１３５の内周面側には、その軸心
寄り部分が、セカンダリ軸１３２に固定されたピストン
１３６が油密的に嵌挿されている。このピストン１３６
とシリンダ１３５と可動円錐板１３４の三者で、セカン
ダリ室１３７が構成されている。このセカンダリ室１３
７には、プライマリプーリ１２１側と同様に、油圧回路
１４３からライン圧が導入される。

このセカンダリプーリ１３１も、プライマリプーリ１２
１と同様に、その可動円錐板１３４を固定円錐板１３３
に対して接離させることにより、ベルト９に対する有効
径が調整されるものである。

このような無断変速機構を設けて伝達比を可変にしたの
は、特開昭６０−２０９６２７号の主皆とは異なり、第
５図のカーブＩＩに示すようなエンジン回転数Ｎ０　：
過給機回転数Ｎｓの回転伝達比特性をもたせるようにす
るためである。カーブＩＩの特性は、エンジン回転数の
中低速においては、過給機回転数Ｎｓが高目にしてエン
ジン出力の向上を図り、Ｎ、が高速域にあるときは低目
の伝達比として、エンジンの過回転を防止するような伝
達比としている。こうして、過給機を効率良く、且つエ
ンジンに過負荷にならないような使用を行なおうという
ものである。

ところが、実際の過給機回転数Ｎ３は無断変速機構の誤
差等、ベルト９のたわみ、油圧回路１４３・の誤差等の
ために、実際は、カーブＩＩのような特性とはならずに
、カーブＩＩＩ（Ｎｉｌカ月Ｉに対して高目になる）若
しくはカーブＩＶ（Ｎ、がＩＩに対して低目）のような
特性となる。実際のＮ８の特性カ月■のカーブである場
合は、過給機の許容回転数Ｎ　Ｓｍａｙを超え易く、エ
ンジン破損、過給機破損を招く。反対に、実際のＮｓの
特性が■のカーブである場合は、出力は意図したほど得
られない。

そこで、第３実施例においても、第１実施例における「
通常変速制御」と「Ｎｓ変速制御」との組合せ制御、ま
たは、第２実施例のようなスロットル開度ＴＶＯと過給
機回転数Ｎｓとに基づいた変速制御（第３Ａ図〜第３Ｄ
図）のいずれかを適用するようにする。

第８図は油圧制御回路１４３によるエンジン回転数Ｎ１
に基づいた回転伝達比制御手順のフローチャートである
。伝達比は第５図の特性に基ついて計算される（ステッ
プ５３２）。ＡＴＣ２５側の変速制御の手順は、第１実
施例若しくは第２実施例の制御をそのまま適用すること
ができる。

このような変速制御を第３実施例に適用することによる
効果は以下のようなものである。実際のＮ、の特性が■
のカーブの場合において、過給機の許容回転数Ｎ　８ａ
ａｗを超える前に早目にシフトアップが行なわれて、エ
ンジン破損、過給機破損を防止できる。過給機を備えた
エンジンでは、エンジンの燃焼は過給機による充填効率
に支配され、エンジン回転数Ｎ、には直接的には支配さ
れない。従って、このように過給機回転数Ｎｇによりエ
ンジン破損の検知を推測しても、エンジン破損等の不測
の事態は生じない。

また、同様な理由により、実際のＮ３の特性がｔＶのカ
ーブの場合において、ＮｓがＮ　３＋１１１１１１を超
えるまで、シフトアップを引き伸ばすことが可能となる
。即ち、エンジン損傷を防止しつつ、過給機のメリット
をその最大許容能力まで引出すことができる。

くその他〉 本発明は、機械式過給機のタイプにかかわらず適用可能
である。

また、第３実施例における無段変速機構は、例えば、遠
心式も適用できる。また、エンジンの出力はスロットル
開度ＴＶＯだけではなく、ブースト圧によっても検出が
可能である。

また、変速機は自動式でありさえすれば、そのタイプを
問わない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の機械式過給機付きエンジン
の変速制御手段によれば、該変速制御手段は、エンジン
の動力により駆動され、エンジン回転に対し所定の回転
比回転して吸気を過給する過給機と、自動変速機とを備
えたエンジンの変速制御手段であって、この制御手段は
前記過給機の回転数が所定回転数以上にならないように
前記自動変速機をシフトアップするように制御すること
を特徴とする。従って、変速制御手段が過給機の回転数
が所定の回転数になる前に自動変速機をシフトアップし
て、エンジン回転数を落すので、機械式過給機の過回転
が防止され、併せてエンジンへの過過給も防止される。

本発明の１態様によれば、該制御手段は、更に、車速を
検出する手段と、エンジン出力を検出する手段と、過給
機の回転数を検出する手段とを備え、制御手段は検出さ
れた車速とエンジン出力とに基づいた第１の変速制御と
、過給機回転数に基づいたシフトアップを行なう第２変
速制御とを行ない、第２の変速制御を第１の変速制御に
優先する事を特徴とする。従来の変速制御に加えて、過
給機回転数のみを考慮した第２の変速制御が追加される
ので、変速制御全体は簡単なものでありながら、過給機
の過回転が防止され、併せてエンジンへの過過給も防止
される。

本発明の１態様によれば、この変速制御手段は、更に、
エンジン出力を検出する手段と、過給機の回転数を検出
する手段とを備え、制御手段は検出されたエンジン出力
と過給機回転数とに基づいて変速制御する事を特徴とす
る。従って、所望の走り感を得つつ、過給機の過回転が
防止され、併せてエンジンへの過過給も防止される。

【図面の簡単な説明】

・第１図は本発明を適用したエンジンに過給機と自動変
速機を適用したシステムの全体構成図、第２Ａ図、第２
Ｂ図は第１実施例に係る変速制御動作を説明する図、 第３Ａ図〜第３Ｄ図は第２実施例に係る変速制御動作を
説明する図、 第４図は第３実施例に用いる回転速度伝達比の可変機構
を説明する図、 第５図は第３実施例の効果を説明する図、第６図は第１
実施例に係る制御手順を示すフローチャート、 第７図は第２実施例に係る制御手順を示すフローチャー
ト、 第８図は第３実施例に係る制御手順を示すフローチャー
トである。 図中、 １・・・エアクリーナ、２・・・エアフローメータ、４
・・・スロットル開度センサ、５・・・スロットルバル
ブ、６．７・・・制御バルブ、８・・・機械式過給機、
９・・・ベルト、１０．１１・・・プーリ、１２・・・
吸気通路、１３・・・インクターラ、１４・・・サージ
タンク、１５・・・ブースト圧センサ、１６・・・イン
ジェクタ、１７・・・吸気マニホールド、１９・・・過
給機回転数センサ、２０・・・自動変速機、２１・・・
トルクコンバータ、２２・・・遊星ギア部、２３・・・
車速センサ、２４・・・油圧制御部、２５・・・変速機
コントローラ、１２１・・・プライマリプーリ、１２１
ａ・・・ベルト受溝、１２２・・・プライマリ軸、１２
３・・・固定円錐板、１２４・・・可動円錐板、１２４
ａ・・・外側面、１２５・・・シリンダ、１２６・・・
ピストン、１２７・・・プライマリ室、１３１・・・セ
カンダリプーリ、１３１ａ・・・ベルト受溝、１３２・
・・セカンダリ軸、１３３・・・固定円錐板、１３４・
・・可動円錐板、１３４ａ・・・円錐状摩擦面、１３４
ｂ・・・外側面、１３５・・・シリンダ、１３６・・・
ピストン、１３７・・・セカンダリ室、１４０・・・電
磁クラッチ、１４３・・・油圧制御回路であるＶＯ 第２Ａ図 第２Ｂ図 ＴＶＯ 第３Ａ図 第 図 ＴＶＯ 第 図 第 図 第７ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの動力により駆動され、エンジン回転に
   対し所定の回転比で回転して吸気を過給する過給機と、
   自動変速機とを備えたエンジンの変速制御手段であつて
   、 この制御手段は前記過給機の回転数が所定回転数以上に
   ならないように前記自動変速機をシフトアップするよう
   に制御することを特徴とする機械式過給機付きエンジン
   の変速制御手段。
2. （２）更に、車速を検出する手段と、エンジン出力を検
   出する手段と、過給機の回転数を検出する手段とを備え
   、 前記制御手段は検出された車速とエンジン出力とに基づ
   いた第１の変速制御と、過給機回転数に基づいたシフト
   アップを行なう第２変速制御とを行ない、第２の変速制
   御を第１の変速制御に優先する事を特徴とする請求項の
   第１項に記載の機械式過給機付きエンジンの変速制御手
   段。
3. （３）更に、エンジン出力を検出する手段と、過給機の
   回転数を検出する手段とを備え、 前記制御手段は検出されたエンジン出力と過給機回転数
   とに基づいて変速制御する事を特徴とする請求項の第１
   項に記載の機械式過給機付きエンジンの変速制御手段。