JPH04194452A - リーンバーンエンジン付自動変速機の制御装置 - 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、いわゆるリーンバーンエンジンと組合された
自動変速機の制御装置に関する。

【従来の技術１ 従来、稀薄燃焼システムを採用したリーンバーンエンジ
ンが知られている。このリーンバーンエンジンは、所定
のスロットル開度以下の状態（軽負荷時）−で空燃比を
高い値に維持することにより、軽負荷時の燃費の改善と
高負荷時の高出力化とを両立させるように構成したエン
ジンである。 このタイプのエンジンは、一般に２分割した吸気ボート
の一方の形状を螺旋状のヘリカル型スワールボートとし
、且つ他方のボートに開閉弁（スワールコントロールバ
ルブ：　５ＣＶ）を設けるようにしている。 軽負荷時は、このスワールコントロールバルブを閉じる
ことにより、シリンダ内で螺旋流を生じさせ、これによ
り空燃比が高いリーンバーン（稀薄燃焼）を可能にする
。一方、高負荷時（スロットル開度が所定値以上の状態
のとき）には、スワールコントロールバルブを開き、同
時に空燃比を理論空燃比（ス１イキ）あるいは出力空燃
比に下ている。 第、７図は、リーンバーンエンジンにおける出力トルク
とスロットル開度との関係を示す線区である。 図中■の曲線は、空燃比が２１程度のリーンバーン時の
トルク特性を示す、この状態では前記スワールコントロ
ールバルブは閉じている４図中の■あるいは■の曲線は
、空燃比が１７、あるいは１６程度のやや稀薄な空燃比
のときのトルク特性を示す、更に、図中［有］の曲線は
、空燃比を理論空燃比の１４．５としたストイヤバーン
時のトルク特性を示している。この状態では、前記スワ
ールコントロールバルブが開いた状態で吸気が行われる
４図中■の曲線は、空燃比を１２，５程度の出力空燃比
としたときのトルク特性を示している。 リーンバーンエンジンでは、スロットル開度ＴＡに対し
て、実際のエンジントルク特性が図の太い実線となるよ
うに設計される。即ち、スロットル開度ＴＡがＴＡＩで
示す値未満の状態では、空燃比を２１程度に設定したリ
ーンバーンを行い、ＴＡＩ≦ＴＡ＜Ｔａ２の状態のとき
には、空燃比を１７〜１６程度に徐々に変化させ、エン
ジントルクを連続的に増大させる。そして、スロットル
開度ＴＡがＴＡ２以上になると、前記スワールコントロ
ールバルブを開くと同時に、空燃比を出力空燃比まで下
げて、高開度領域でのトルクを確保する。 この第７図から明らかなように、スロットル開度ＴＡが
ＴＡ２以下のときは、通常のストイキエンジンのトルク
特性（■の特性）より、いずれも出りされるトルクが小
さく、なっている。 【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、自動変速機側からみると、組合わされる
エンジンがリーンバーンエンジンであってもストイキエ
ンジンであっても、そのときの車速と得られるエンジン
トルクとから最適な変速段を設定する必要がある。第６
図及び前述の第７図を用いてより具体的に説明すると、
ストイキエンジン（■の特性）ではスロットル開度ＴＡ
ＯにおいてエンジントルクＴ２が確保される。が（第７
図参照）、リーンバーンエンジンでは、同等のトルクＴ
２を確保するためにはスロットル開度をＴＡｌとする必
要がある。従って第４速段での加速性能をストイキエン
ジンとリーンバーンエンジンとで同等としたい場合は（
第３速段に落さなくても加速可能な走行抵抗を同等にし
たい場合は）、ストイキエンジンが仮にＴＡＯで４→３
ダウンするとすれば、リーンバーンエンジンではＴＡｌ
で４→３ダウンしなければならず、その結果、リーンバ
ーンエンジンのリーン領域においては、第６図（Ｂ）に
示されるように４→３のダウンシフト線をストイキエン
ジンのそれ（第６図（Ａ））に対して高スロットル側に
振らざるを得ない。 ところが、この場合、必然的に３−＋２のダウンシフト
線との間隔が狭くなることになる。即ち、４→３ダウン
シフト線と３→２ダウンシフト線のスロットル開度方向
の間隔が、ストイキエンジンではＡ１であったものがリ
ーンバーンエンジンではａｌになってしまうものである
。そのなめ、４→３を意図したアクセル操作であっても
、４→２のダウンシフトに至る可能性が高くなってしま
う。 その結果、駆動力が意図した以上に急増し、その結果ア
クセルを戻すことによって再び２−４のアップシフトが
なされ、駆動力不足となつ”て又アクセルを踏込んで４
→２ダウンシフトが起こるというような事態が発生し易
くなる。 特に、４→２ダウンシフト時にスロットル開度の増大に
よって、リーン燃焼がストイキ燃焼に変わる場合は、第
２速段での駆動力がより増大するため、トルクの急増感
が一層顕著となる。 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、リーンバーンエンジンにおいて、このような
事態を合理的に防止し、多少ラフなアクセル操作を行っ
ても、運転者の意図した通りのシフトを確実に実行する
ことができ、とジ−シフトを防止すると共に、該とジ−
シフトによって変速ショックが頻繁に発生するのを防止
することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

本発明は、第１図にその要旨を示すように、リーンバー
ンエンジンと組合された自動変速機の制御装置において
、特定の変速段から、該特定変速段より２段低い変速段
へのダウンシフトを行うべき判断があったことを検出す
る手段と、該ダウンシフト判断があったときに前記特定
変速段より１段低い変速段へのダウンシフトを指令する
手段と、該指令と共にタイマを起動する手段と、該タイ
マの経過後に所定の条件が満足されているときに限り、
前記２段低い変速段へのダウンシフトを指令する手段と
を備えなことにより、上記目的を達成したものである。

【作用】

本発明においては、特定の変速段から、これより２段低
い変速段へのダウンシフトを行うべき変速判断があった
ときに、まず該特定変速段より１段だけ低い変速段への
ダウンシフトを指令し、これと共にタイマを起動するよ
うにしている。そして、このタイマの経過後に所定の条
件が満足されているときに限って、より低い変速段への
ダウンシフト指令を出すようにしている。　　にの所定
の条件としては、例えば「タイマ経過後のスロットル開
度がタイマ起動時のスロットル開度に対して開き方向へ
所定値以上変化しているとき」とすることができる。 この結果、例えば運転者が１段だけ低いダウンシフトを
意図してアクセルを踏込んだときには、この所定時間後
の条件を満足しなくなるため、自動変速機は特定の変速
段から１段だけ低下された変速段に停まることになる。 なお、この状態では車速とスロットル開度から得られる
変速段が実際には特定変速段から２段以上低められた位
置であるにも拘らず、特定変速段から１段だけ低い変速
段に停まることになるが、前記所定の条件を満足すれば
（上記例ではスロットル開度を前記所定値以上にまで更
に開けば）、より低い変速段へのダウンシフトが可能と
なり、又、車両の走行状態が変速線図上で再び特定変速
段あるいはそれ以上の変速段の領域に入れば、その段階
でアップシフトできるため、事実上この特殊状態から支
障なく抜は出ることができる。

【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。 ・ 第２図に、本発明が適用される車両用リーンバーンエン
ジン及び自動変速機の全体概要を示す。 リーンバーンエンジン１は、吸気系統に設けたスワール
コントロールバルブによって、出力トルクが前述した第
７図の実線に示されるように変化するように構成されて
いる。 即ち、第４図に示されるように、このリーンバーンエン
ジン１は、１つのシリンダ３に対して２本の吸気ボート
４．５及び吸気バルブ６．７が設けられており、一方の
吸気ボート４にスワールコントロールバルブ２が設けら
れている。このため、スワールコントロールバルブ２を
閉じな状態では、吸気は第４図の矢印で示すように流れ
、一方の吸気バルブ７のバルブステムの周りを旋刺しな
がら、シリンダ３内に流入するため、強いスワールが発
生される。又、このスワールコントロールバルブ２を開
くことにより、両方の吸気ボート４．５がら吸気が行わ
れる。 リーンバーンエンジン１は、このスワールコントロール
バルブ２による吸気の制御と併せて、空燃比の制御が行
われ、軽負荷時には空燃比の値を高くすると共に、前記
スワールコントロールバルブ２を閉じてリーンバーンを
行い、高負荷時には空燃比をストイキ（あるいは出力空
燃比）に設定すると共に、スワールコントロールバルブ
２を開いてストイキバーンを行う、この結果、第７図の
実線で示されるようなトルク特性を得ている。 第２図に戻って、自動変速機は、トルクコンバータ部−
２′０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。 前記トルクコンバータ部２ｏは、ポンプ２１、タービン
２２、ステータ２３、及びロックアツプクラッチ２４を
備えた周知のものである。このトルクコンバータ部２０
は、リーンバーンエンジン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４０に伝達する。 前記オーバードライブ機構部４０は、サンギヤ４３、リ
ングギヤ４４、プラネタリビニオン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ＣＯ、プレー−３ｉ−ＳＯ５
一方向クラッチＦＯによって制御している。 前記アンダードライブ機構部６０は、共通のサンギヤ６
１、リングギヤ６２．６３、プラネタリビニオン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４梢部４０との連結状態をクラッ
チＣＩ　、Ｃ２、プレー４Ｂ１〜Ｂ３、及び一方向クラ
ッチＦ１、Ｆ２によって制御している。 この自動変速機のトランスミッション部の具体的な構成
については、これに自体周知のあるため、゛第２図にお
いてスケルトン図示するに止め、詳細な説明は省略する
。 この自動変速機は上述の如きトランスミッション部の他
にコンピュータ８４を備える。コンピュータ８４には、
リーンバーンエンジン１の負荷を反映させるためのスロ
ットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ８０、車速
ＮＯを検出する車速センサ（出力軸７０の回転速度セン
サ）８２、及びクラッチＣＯの回転数を検出する００回
転数センサ９９等の各種制御のための信号が入力される
。 コンピュータ８４は、予め設定されたスロットル開度−
車速の変速点マツプに従って、油圧制御回路８６内のソ
レノイドバルブＳ１、Ｓ２、ｓ［、ＳＯを駆動・制御し
、第３図に示されるよ−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およびロックアツプクラッ
チ２４の係合・解放を実行する。 この場合、上記スロットル開度−車速の変速点マツプは
、リーンバーンエンジン１の特性を考慮して、リーンバ
ーン領域でのダウンシフト線が第６（Ｂ）に示されるよ
うに、同一車速に対して高スロットル側に振られ、その
結果、例えば４→３ダウンシフト線が３→２ダウンシフ
ト線と非常に近くなった特性とされている。 次に、このリーンバーンエンジンと組合された自動変速
機において、第４速段から第２速段へのダウンシフト判
断があったときの手順を、第５図（Ａ＞、（Ｂ）に示す
フローチャートを用いて説明する。 第５図（Ａ）の制御フローは、第４速段から第２速段へ
のパワーオンダウンシフト（アクセルが踏込まれた状態
で実行されるべきダウンシフト）の判断があったときに
スタートされる。 まず、ステップ１０１で、第４速段より１段だけ低い第
３速段への変速指令が出される。 ステッープ１０２では、これと同時に現在のスロットル
”開度ＴＡがＴＡＧとして記憶される。ステップ１０３
では、タイマＴ１１がリセットされ、カウントを開始す
る。ステップ１０４では、フラグＦが１にセットされる
。このフラグＦは、現在４→−２パワーオンダウンシフ
トの判断が有りながら、４−＋３の変速のみが指令され
ている特殊状態であることを示すフラグである。 次に第５図（Ｂ）の制御フローを説明する。このフロー
はメインルーチン毎に１回通る。 まずステップ２０１にお゛いては、フラグＦの値が１で
あるか否かが判断される。フラグＦの値が１でなかった
ときは、本発明に係る特殊状態ではないということであ
るため、そのままこの第５図（Ｂ）の制御フローを抜け
る。 フラグＦの値が１であったと判定されると、ステップ２
０２において、゛ステップ１０３においてスタートされ
たタイマＴＩ　（のカウント値）が所定値Ｔ１１１に至
ったか否かが判定される。当初はタイマＴ１１　　（の
カウント値）が所定値Ｔｎ１より小さいため、ステップ
２０２でｒＮＯＪの判定がなされ、ステップ２０６に進
む、ステップ２０６では、第４速段の領域か否かが判断
される。第４速段の領域でなければ、そのままこの″ル
ーチンを抜け、第４速段の領域であったときには第３速
段から第４速段ヘアツブジフトし、（特殊状態から脱し
たということで）フラグＦをクリアしてこのルーチンを
抜ける（ステップ２０８）。 やがて、タイマＴｍ　　（のカウント値）が所定値Ｔｎ
＋ｔに至ったと判定されると、ステップ２０３に進んで
、現在のスロットル開度ＴＡと先に４→２パワーオンダ
ウンシフトが判断されたときのスロットル開度ＴＡＯと
の差（ＴＡ−ＴＡＧ　）が、所定値ΔＴＡより大きいか
否かが判断される。ここで、スロットル開度の変化（Ｔ
Ａ−ＴＡＯ）が所定値ΔＴＡより小さいと判断されたと
きは、運転者が更なるアクセルの踏込みをやめていると
解すことができるため、ステップ２０６に進んで、第４
速領域か否かが判断される。これ以降は前述した通りで
ある。 一方、変化量（ＴＡ−ＴＡＧ　）が所定値ΔＴＡより大
きいと判断されたと−きは、スロットルがなお踏込まれ
ている状態であると判断し、ステップ２０９で３→２の
ダウンシフト指令を出す、そしてステップ２１０で（特
殊状態ではなくなるため）、フラグＦを０にクリアして
、このルーチンを抜ける。 この結果、運転者がアクセルを踏込んでそれかたとえ変
速マツプ上で４→２パワーオンダウンシフトと判断され
たとしても、自動変速機はまず４→３のダウンシフトを
行い、所定時間Ｔ１１１の経過を待つ、そして所定時間
の経過後に、スロットル開度が４−２ダウンシフトが判
断された時点よりも、更に所定量だけ踏込まれていたと
きに限り、３→２のダウンシフト指令が出されるが、そ
うでないときには第３速段が維持されることになる。 この結果、リーンバーンエンジンの特にリーン領域から
のダウンシフトを非常に良好に行うことができるように
なり、運転性を向上させることができるようになる。 なお、この実施例では「特定の変速段」として、第４速
段（最高速段）が選択されていたが、本発明における「
特定の変速段」は、これに限定されるものではない、但
し、本発明は、最高速段からこれより２段下のダウンシ
フト判断があったときに、最も著しい効果を得ることが
できる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、燃費特性と出力特
性とを両立させるようにしたリーンバーンエンジンにお
いて、特にリーン領域からのダウンシフトに際して、ア
クセル操作をより容易にし、とジーシフト感、及びそれ
に伴う頻繁な変速ショックの発生を効果的に防止するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示すブロック図、第２図は、
本発明が適用された車両用リーンバーンエンジン及び自
動変速機の概略構成図、第３図は、上記自動変速機の牽
擦係合装置の係合・解放状態を示す線区、　　　　　、
第４図は、上記リーンバーンエン−ジンに備、えられて
いるスワールコントロールバルブの概略断面図、 第５図＜Ａ）、（Ｂ）は、自動変速機において実行され
る制御フローを示す流れ図、 第６図は、ストイキエンジン用、及びリーンバーンエン
ジン用の変速点マツプの性格を示す車速スロットル開度
線図、 第７図は、リーンバーンエンジンのトルク特性を説明す
るための線区である。 １・・・リーンバーンエンジン、 ２・・・スワールコントロールバルブ、ＮＯ−・・・車
速、　　　　　Ｔ、Ａ・・・スロットル開度、Ｔ＋ｅ・
・・タイマ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）リーンバーンエンジンと組合された自動変速機の
   制御装置において、 特定の変速段から、該特定変速段より２段低い変速段へ
   のダウンシフトを行うべき判断があったことを検出する
   手段と、 該ダウンシフト判断があったときに前記特定変速段より
   １段低い変速段へのダウンシフトを指令する手段と、 該指令と共にタイマを起動する手段と、 該タイマの経過後に所定の条件が満足されているときに
   限り、前記２段低い変速段へのダウンシフトを指令する
   手段と、 を備えたことを特徴とするリーンバーンエンジン付自動
   変速機の制御装置。