JPH0476216A - 自動変速機およびエンジンの制御装置 - 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 この発明は吸気路内に設けた開閉弁の開閉状態の切換え
によってトルクが大きく変動するエンジンおよびそのエ
ンジンに連結した自動変速機を制御するための装置に関
するものである。

従来の技術 周知のように車両用の自動変速機は、クラッチやブレー
キなどの摩擦係合手段によって歯車列における動力の伝
達経路を変えることにより、所定の変速段に設定するよ
う構成されている。これらの摩擦係合手段における負荷
容量（トルク容量）は、摩擦係数や摩擦材の後辺外に係
合圧（すなわちライン油圧）によっても変化するので、
摩擦係合手段にかかる負荷に応じて油圧を制御している
。

また変速を実行する際にはエンジン回転数のほかギヤ等
各種回転部材の回転数が変化するので、変速を実行する
際には摩擦係合手段にかかっている油圧をある期間の間
、緩慢に変化させることにより摩擦係合手段を滑らせ、
これにより回転数変化に伴う慣性エネルギを吸収して出
力軸トルクの急激な変化、すなわち変速ショックを防止
している。

前記係合圧の制御は、油圧ポンプで発生させた油圧を調
圧するレギュレータバルブに、エンジン負荷に対応する
信号圧を加えて調圧レベルを変えることにより行なって
いる。具体的には、スロットルカムによって調圧レベル
の変わるスロットルバルブから送られるスロットル圧あ
るいはスロットル開度に対応して制御される電磁比例弁
から送られるスロットル圧をレギュレータバルブに制御
圧として印加し、その調圧レベルを変えている。

また摩擦係合手段を係合させる油圧の変速時での制御は
、アキュームレータの背圧室に上記のレギュレータバル
ブで調圧された油圧（ライン圧）を加え、もしくはアキ
ュームレータコントロールバルブからの油圧を加えるこ
とにより行なう場合もある。

ところで、自動変速機を連結しであるエンジンは、必ず
しもトルクが連続的に変化するとは限らないのであって
、エンジントルクが不連続に変化する場合には、それに
応じた特殊な制御が必要である。

この種のエンジンとして、雑誌「自動車技術」Ｖｏｌ、
３８、Ｎα９に記載されている稀薄燃焼システムを採用
したエンジン（リーンバーンエンジン）を挙げることが
できる。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）では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構成したエンジンであるが、空燃
比が高い値のとき（リーン域）では、シリンダ内での燃
焼を安定化し、また燃焼効率を向上させる必要があるた
め、二分割した吸気ポ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、か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
てシリンダ内で螺旋流を生じさせ、これによりリーン燃
焼を可能にするが、スワールコントロールバルブを閉じ
ていれば吸気が制約されるため、スロットル開度が所定
値以上の状態（高負荷時）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（ストイキ）あ
るいは出力空燃比に下げて充分な動力性能を得るように
している。

第７図は上記の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図であって、第７
図の太い実線が実際のエンジントルクを示す。なお、第
７図中■の曲線は空燃比が“２１”程度の稀薄燃焼（リ
ーンバ・−ン）時のトルク特性を示し、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。また■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時のトルク特性を示す。

さらに■の曲線は空燃比を“１４．５”とした（ストイ
キバーン）時のトルク特性を示し、前記スワールコント
ロールバルブは開いて吸気を行なう。そして■の曲線は
空燃比を“１２．５”程度の出力空燃比にしたときのト
ルク特性を示す。

この第７図に示すように、前述したリーンバーエンジン
では、スロットル開度ＴＡが第７図にＴＡｌで示す値以
下の状態で空燃比を“２１”程度に設定したリーンバー
ンを行ない、またスロットル開度ＴＡが第７図にＴＡＩ
とＴＡ２とで示す値の間にある状態（ＴＡＩ≦ＴＡ＜Ｔ
Ａ２）で空燃比を“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Ｔ＾２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に下
げて高開度域でのトルクを確保している。しかるにスワ
ールコントロールバルブを開いた燃焼状態では、空燃比
の変更と相まってエンジントルクが第７図にＴｌ　とＴ
２とで示すように不連続に変化する。

発明が解決しようとする課題 しかるに従来ては、スワールコントロールバルブの開閉
の切換えと自動変速機の変速とを互いに独立して行なっ
ているから、両者が同時に生じた場合には、スワールコ
ントロールバルブの開閉に起因するエンジントルクの変
化と変速の際のイナーシャトルクによる出力軸トルクの
変化とが重なって変速ショックが大きくなってしまう。

また従来のスロットル開度に基づく制御油圧の制御では
、制御油圧が連続的に変化するが、スワールコントロー
ルバルブの開閉状態を切換え場合にはエンジントルクが
不連続に変化するため、制御油圧とエンジントルクとが
適合せず、この状態で変速が生じると過大な変速ショッ
クが生じるのみならず、摩擦材の耐久性の低下を招来す
るおそれがあった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、変
速ショックの悪化を防止することのできる自動変速機お
よびエンジンの制御装置を提供することをと目的するも
のである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、以下のよう
に構成したことを特徴とするものである。

すなわち第１図において、この発明で対象とするエンジ
ンＥは、一つのシリンダに対して複数の吸気路を有しか
ついずれか一つの吸気路内に開閉弁１を設け、その開閉
弁の開閉状態を切換えることによりトルクが不連続に変
化するものであり、その−例は前述したスワールコント
ロールバルブを備えたリーンバーンエンジンである。こ
のエンジンＥに対して自動変速機Ａが連結されており、
その変速の実行を検出するための検出手段２が設けられ
ている。この検出手段２は、例えば車速Ｖやスロットル
開度ＴＡ、あるいはタービン回転数Ｎｔなどの信号に基
づいて変速の実行を検出するものてあって、開閉禁止手
段３に信号を出力するようになっている。開閉禁止手段
３はエンジンＥにおける前記開閉弁１の開閉状態の切換
えを禁止するものであり、これは前記検出手段２から変
速実行の信号を受信することにより開閉状態の切換えを
禁止するものである。

作　　　　　用 エンジンＥにおける開閉弁１の開閉状態の切換えは、ス
ロットル開度や吸気管負圧などに基づいて判断され、か
つ実行される。また自動変速機Ａでの変速は、例えばス
ロットル開度ＴＡや車速Ｖに基づいて判断され、かつ実
行される。この自動変速機Ａで変速が実行されると、そ
の変速が検出手段２によって検出され、その信号が開閉
禁止手段３に出力される。その時点でのスロットル開度
や吸気管負圧などの状態が開閉弁１の開閉状態の切換え
を生じさせる状態であっても、開閉禁止手段３は開閉弁
１の開閉状態の切換えを禁止し、その結果、変速中ての
エンジントルクの不連続的な変化が生じず、変速ショッ
クの悪化が防止される。

実　　施　　例 つぎにこの発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

第２図において、この発明で対象とするエンジンＥおよ
びこれに連結した自動変速機Ａについて説明すると、エ
ンジンＥは吸気系統に設けた開閉弁によって出力トルク
が不連続に変化するよう構成されており、その開閉弁の
一例は、第３図に示すスワールコントロールバルブ１０
である。すなわちに第３図に示すように一つのシリンダ
１１に対して２本の吸気ボート１２．１３および吸気バ
ルブ１４．１５が設けられており、一方の吸気ボート１
２にはここを開閉するスワールコントロールバルブ１０
が設けられている。したがってスワールコントロールバ
ルブ１０を閉じた状態では、吸気は第３図に矢印で示す
ように流れ、一方の吸気バルブ１５のバルブステムの回
りを旋回しながらシリンダ１１内に流入するので、強い
スワールを発生させる。またスワールコントロールバル
ブ１０を開けば、両方の吸気ボート１２．１３から吸気
が行なわれる。上記のエンジンＥは、スワールコントロ
ールバルブ１０による吸気の制御と併せて空燃比の制御
を行なっており、軽負荷時には空燃比の値を高（すると
ともにスワールコントロールバルブ１０を閉じてリーン
バーンを行ない、高負荷時には空燃比をストイキに設定
するとともにスワールコントロールバルブ１０を開いて
ストイキバーンを行なう。したがってエンジンＥにおけ
るトルク特性は前述した第７図に実線で示すトルク特性
となる。

第１図中符号１６はエンジンＥを制御するための電子コ
ントロールユニット（Ｅ−ＥＣＵ）を示し、この電子コ
ントロールユニット１６にはエンジン回転数ＮＥ、吸気
管負圧ＰＭ、ニュートラルスイッチからの信号ＮＳＷ、
スロットル開度ＴＡ。

エンジン水温ＴＩ（Ｗおよびその他の信号が入力され、
またスワールコントロールバルブ１０の開閉信号Ｓｓや
フューエルインジェクションＩ　ＮＪ、イグナイタＩＧ
Ｔに対する信号などが出力されている。

他方、自動変速機Ａはクラッチやブレーキなどの摩擦係
合手段によって変速段の設定を行なう周知の構成のもの
であって、またライン圧やアキュームレータ背圧などの
制御油圧を、電磁比例弁などを使用して電気的に任意に
制御できるようになっている。この自動変速機Ａを制御
する電子コントロールユニット（Ｔ−ＥＣＵ）１７には
、車速ＳＰ２、エンジン回転数ＮＥ、タービン回転数Ｎ
Ｔ。

スロットル開度ＴＡ、ブレーキ信号ＢＫなどの信号が入
力され、またライン圧制御用ソレノイドバルブＳ　ＰＬ
、ロックアツプ用ソレノイドバルブＳ　ＬＵ。

アキュームレータ背圧用ソレノイドバルブＳ　ＬＮ。

変速用ソレノイドバルブＳ１．８２などに信号を出力す
る。

上記の各電子コントロールユニット１６．１７は互いに
電気的に接続され、自動変速機Ａで変速が実行されてい
る場合に、自動変速機用電子コントロールユニット１７
がエンジン用電子コントロールユニット１６に信号ＳＨ
Ｔを出力し、これによりエンジン用電子コントロールユ
ニット１６がスワールコントロールバルブ１０の開閉状
態の切換えを禁止するようになっている。

上述した装置の作用を、第４図のフローチャートに基づ
いて説明する。

第４図（Ａ）は自動変速機用電子コントロールユニット
１７による変速開始時の制御を示し、スロットル開度Ｔ
Ａや車速ＳＰ２などの人力信号に基づいて変速を行なう
べきことが判断されると（ステップ１）、変速中である
ことを示すフラグＦ１を“１”にセットしくステップ２
）、ついて変速中であることを示す信号“ＳＨＴ：Ｏ→
１”をエンジン用を子コントロールユニット１６に出力
する。

また変速終了時においては、第４図（Ｂ）に示すように
、自動変速機用電子コントロールユニット１７は、フラ
グＦ１が“１”か否かの判断（ステップ１０）を行ない
、判断結果が“ノー”であればリターンし、また判断結
果が′イエス”であれば、ステップ１１に進んで変速完
了後所定の時間が経過したか否かを判断し、その判断結
果が“ノー”であればリターンし、また“イエス”であ
れば、ステップ１２に進んでフラグＦ１をクリアし、さ
らに変速が完了したことを示す信号“５ｔ（Ｔ・１→０
”をエンジン用電子コントロールユニット１６に出力す
る。

これに対してエンジン用電子コントロールユニット１６
においては、第４図（Ｃ）に示すように、自動変速機用
電子コントロールユニット１７から変速中であることを
示す信号“ＳＩＴ：Ｏ→１”を受信すると（ステップ２
０）、変速中であることを示すフラグＦ２を“１”にセ
ットする（ステップ２１）。また変速が完了したことを
示す信号”　Ｓ　Ｉ（Ｔ　：１→０”を受信した場合（
ステップ３０）には、第４図（Ｄ）に示すように、フラ
グＦ２をクリアする（ステップ３１）。

そして第４図（Ｅ）に示すように、エンジンＥの情況す
なわちスロットル開度ＴＡや吸気管負圧などに応じてエ
ンジン用電子コントロールユニット１６がスワールコン
トロールバルブ（ＳＣＶ）１０の開閉状態を切換えるべ
きことを判断すると（ステップ４０）、前記のフラグＦ
２が“１”か否かの判断を行ない（ステップ４１）、そ
の判断結果が“イエス”であれば、自動変速機Ａにおい
て変速が行なわれているこ七になるので、スワールコン
トロールバルブ１０の開閉状態の切換えの禁止処理を行
なう（ステップ４２）。また反対にステップ４１での判
断結果が“ノー０であれば、自動変速機Ａでの変速が行
なわれていないことになるので、スワールコントロール
バルブ１０の開閉状態の切換えを許可する（ステップ４
３）。

したがって上述した装置では、自動変速機Ａが変速途中
の状態にあれば、エンジンＥでのスワールコントロール
バルブ１０の開閉状態の切換えが行なわれることがない
ので、自動変速機Ａにおけるクラッチやブレーキなどの
摩擦係合手段にかかる負荷トルクが突然変化することが
なく、摩擦係合手段を係合させている油圧と負荷トルク
との不適合状態が生じないため、変速ショックが悪化す
ることがない。

これを具体的に説明すると、第５図は変速中にスワール
コントロールバルブが開状態から閉状態に切替わった場
合を示しており、例えばパワーオンアップシフトの変速
途中のｔｌの時点でスワールコントロールバルブが開状
態から閉状態に切替わった場合、エンジントルクの低下
に対応してアキュームレータ背圧Ｐ　ＡＣＣが破線で示
すように低下すべきところ、応答の遅れによって油圧が
低下せず（実線）、摩擦係合手段の係合が早くなって出
力軸トルクＴｏが第５図に実線で示すように大きく変化
し、これが変速ショックとなる。また第６図は変速中に
スワールコントロールバルブカ閉状態から開状態に切替
わった場合を示しており、例えばパワーオンアップシフ
トの途中のｔ２の時点でスワールコントロールバルブが
閉状態から開状態に切替わった場合、エンジントルクの
増大に対応してアキュームレタ背圧Ｐ　ＡＣＣが破線で
示すように高くなるべきところ、応答の遅れによって油
圧が高くならず（実線）、その結果、パワーオンアップ
シフト時の該当する摩擦係合手段のトルク容量がアキュ
ームレータ領域では低過ぎてアキュームレータ領域で変
速が終了せずにアキュームレータのピストンが限界位置
まで移動して当接しく所謂エンド当りが生じ）、これが
原因となって変速ショックが大きくなる。

しかしながら上述したこの発明に係る装置では、変速中
てのスワールコントロールバルブ１０の開閉およびそれ
に伴うエンジントルクの変動が生じないので、過大な変
速ショックは生じない。

なお、上記の実施例は所謂リーンバーンエンジンを対象
とした例であるが、そのリーンバーンエンジンは、吸入
空気量を多くして空燃比を高くするエンジン、あるいは
排気ガスの再循環量を多くして空燃比を高くするエンジ
ンのいずれであってもよい。

さらにこの発明で対象とする自動変速機を連結するエン
ジンは、要は、吸気路が複数に分割され、そのいずれか
に開閉弁を設け、その開閉弁の開閉の切換えによって出
力トルクが不連続に変化する構造のものであって、その
開閉弁がスワールコントロールバルブであるものに限定
されるものではない。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の制御装置によれば、自動変
速機での変速の途中でエンジントルクが不連続に変化す
ることがないので、摩擦係合手段に作用する油圧と負荷
トルクとの不適合状態が生じず、したがってこの発明の
装置によれば、吸気系統に内蔵した開閉弁の開閉状態の
切換えによってトルクがステップ変化するエンジンに連
結した自動変速機における変速ショックの悪化を有効に
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構造を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例を模式的に示すブロック図、第３
図はそのスワールコントロールバルブを示す略解断面図
、第４図（Ａ）〜（Ｅ）はエンジン側および自動変速機
側の制御ルーチンを示すフローチャートの一例、第５図
はスワールコントロールバルブが変速途中に開状態から
閉状態に変わった場合のアキュームレータ背圧および出
力軸トルクの変化を示す線図、第６図はスワールコント
ロールバルブが変速途中に閉状態から開状態に変わった
場合のアキュームレータ背圧および出力軸トルクの変化
を示す線図、第７図はリーンバーンエンジンのトルク特
性を示す線図である。 １・・・開閉弁、　２・・・検出手段、　３・・・開閉
禁止手段、　　１０・・・スワールコントロールバルブ
　１１・・・シリンダ、　　１２．１３・・・吸気ボー
ト、　　１６．１７・・・電子コントロールユニット、
　Ａ・・・自動変速機、　Ｅ・・・エンジン。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　渡　辺　丈　夫 （Ａ） 第２図 第 （Ｂ） （Ｃ） （Ｄ） （Ｅ） 〜 Ｈ 旨へへ、＼エーベ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一つのシリンダに対して複数の吸気路を形成しかついず
   れか一つの吸気路内に開閉弁を設けたエンジンと、この
   エンジンに連結された自動変速機とを制御する制御装置
   において、自動変速機での変速の実行を検出する検出手
   段と、自動変速機での変速中に前記開閉弁の開閉の切換
   えを禁止する開閉禁止手段とを備えていることを特徴と
   する自動変速機およびエンジンの制御装置。