JPH07149170A - ロックアップクラッチ付き自動変速機および機械式過給機付き内燃機関を備えた車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃費を悪化させずにスーパーチャージャ起動
時のショックを防止する。 【構成】 流体継手１００と並列に配置したロックアッ
プクラッチ１０１を有する自動変速機１０２が機械式過
給機１０３を備えた内燃機関１０４に連結された車両の
制御装置において、前記ロックアップクラッチ１０１の
係合および解放状態を検出するロックアップ検出手段１
０５と、ロックアップクラッチ１０１の係合状態が検出
された場合には前記過給機１０３を動作状態とする過給
指示手段１０６とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、機械式過給機（スパ
ーチャージャ）を備えている内燃機関にロックアップク
ラッチを備えている自動変速機を連結した車両の制御装
置に関し、特に機械式過給機を制御するための装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の出力で送風機もしくは圧縮機
を駆動してシリンダに空気（もしくは混合気）を強制的
に供給する機械式機過給機を備えた内燃機関は、出力を
増大させることができることに加え、排気タービンと較
べて低回転域でも過給を行うことができ、またいわゆる
ターボラグが少ないなどの利点を有している。しかしな
がら機械式過給機は内燃機関の出力の一部を使用して駆
動するため、排気タービン式過給機に較べて燃費の向上
の点では不利である。

【０００３】そこで例えばロックアップクラッチを備え
た自動変速機を備えている車両では、そのロックアップ
クラッチを係合させる走行状態すなわちロックアップ領
域を低速域に拡大し、ロックアップクラッチを係合させ
る走行状態を多くすることにより、トルクコンバータで
の滑りに伴う動力伝達効率の低下を補って燃費を更に向
上させるようにしている。しかしながらロックアップク
ラッチを係合させていれば、流体継手であるトルクコン
バータの入力要素と出力要素とを機械的に直結すること
になるので、トルクコンバータの滑りによる緩衝作用を
生じさせないことになる。これに対して機械式過給機
は、内燃機関の出力の一部を使用して駆動するから、機
械式過給機を駆動する際に、その起動トルクによって走
行のためのトルクが一時的に低下する。このような機械
式過給機の起動によるトルクの低下は、ロックアップ領
域や過給機の動作領域を、高回転側あるいは高スロット
ル側に設定してあれば、特には不都合となるものではな
いが、燃費の向上のためにロックアップ領域を低回転側
に拡大した場合には、ショックとして体感され、ドライ
バビリティを損なう原因となる。

【０００４】従来、このような不都合を解消するための
装置として、機械式過給機を動作させる際にはロックア
ップクラッチを一時的に解放する制御装置（特開昭６１
−１８２５号）やロックアップクラッチを半係合状態と
する制御装置（特開昭６１−４８６６４号）などが知ら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したようにロック
アップクラッチはトルクコンバータの入力要素と出力要
素とを機械的に直接連結するクラッチであるから、例え
ばパワーオン状態やコースト状態ではこのロックアップ
クラッチを介して比較的大きなトルクが伝達される。し
たがってこのような状態で機械式過給機を動作させるた
めにロッアップクラッチを解放させ、あるいは半係合状
態とすれば、出力要素に対して伝達されるトルクが一時
的に低下する。そのため前記の従来の装置のように、ロ
ックアップクラッチ解放もしくは半係合状態とする装置
では、機械式過給機を動作させる直前に一時的にトルク
が低下し、これがショックとして体感されて乗心地を損
なうおそれがあった。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、機械式過給機が動作することに伴うショック
の発生を効果的に抑制することのできる制御装置を提供
することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載した発明は、図１に示すように、
流体継手１００と並列に配置したロックアップクラッチ
１０１を有する自動変速機１０２が機械式過給機１０３
を備えた内燃機関１０４に連結された車両の制御装置に
おいて、前記ロックアップクラッチ１０１の係合および
解放状態を検出するロックアップ検出手段１０５と、ロ
ックアップクラッチ１０１の係合状態が検出された場合
には前記過給機１０３を動作状態とする過給指示手段１
０６とを備えていることを特徴とするものである。

【０００８】また請求項２に記載した発明は、図２に示
すように、上記請求項１の発明のうち、前記過給機１０
３が、その吸入口１０７と吐出口１０８とを連通させる
バイパス路１０９とそのバイパス路１０９の流路断面積
を変える制御弁１１０とを備え、かつ前記過給機１０３
が動作状態にある時に前記制御弁１１０をアクセル開度
に応じて制御するバイパス開度制御手段１１１が設けら
れていることを特徴とするものである。

【０００９】さらに請求項３に記載した発明は、図３に
示すように、流体継手１００と並列に配置したロックア
ップクラッチ１０１を有する自動変速機１０２が、機械
式過給機１０３を備えた内燃機関１０４に連結されると
ともにその過給機１０３が流路断面積を制御弁１１０に
よって変えられるバイパス路１０９を有する車両の制御
装置において、前記ロックアップクラッチ１０１の係合
および解放状態を検出するロックアップ検出手段１０５
と、前記過給機１０３の動作開始条件を判断する過給判
断手段１１２と、前記ロックアップクラッチ１０１が実
質的に係合状態にあるときに過給機１０３を動作させる
条件が成立した場合に前記制御弁１１０を閉じる方向に
制御するバイパス制御手段１１３と、前記制御弁１１０
が閉じる方向に制御された後に前記過給機１０３を動作
させる過給制御手段１１４とを備えていることを特徴と
するものである。

【００１０】

【作用】請求項１に記載された発明では、所定の走行状
態においてロックアップクラッチ１０１が係合させられ
て、流体継手の入力要素と出力要素とが機械的に連結さ
れる。また過給すべき走行状態が判断されると機械式過
給機１０３が動作させられる。そしてロックアップクラ
ッチ１０１が係合している場合には、これをロックアッ
プ検出手段１０５が検出し、この状態においては過給指
示手段１０６によって過給機１０３が動作状態に維持さ
れる。したがってロックアップクラッチ１０１が係合し
ている状態において過給機１０３の非動作状態と動作状
態との切り替えが生じないので、過給機１０３の起動ト
ルクに起因するショックの発生が防止される。

【００１１】また請求項２に記載した発明では、過給機
１０３のバイパス路１０９に設けた制御弁１１０が、ア
クセル開度に応じて制御される。具体的にはアクセル開
度の増大によって制御弁１１０を閉じるようにバイパス
開度制御手段１１１が制御する。その結果、過給機１０
３を起動した時点で直ちに全過給運転とはならずに、ア
クセル開度を増大させるに従って過給の度合いが増すの
で、内燃機関１０４の出力の急激な増大やそれに起因す
るショックが防止される。

【００１２】さらに請求項３に記載した発明では、所定
の走行状態においてロックアップクラッチ１０１が係合
させられ、その流体継手１００の入力要素と出力要素と
が機械的に直接連結される。また過給するべき運転状態
が検出されると、過給機１０３が動作させられ、かつそ
の際にバイパス路１０９の流路断面積が制御弁１１０に
よって変えられる。ロックアップクラッチ１０１が係合
状態にあることがロックアップ検出手段１１１によって
検出され、その状態で過給するべき状態が過給手段１１
２によって判断されると、パイバス制御手段１１３が前
記制御弁１１０を閉じる方向に制御する。その後に過給
制御手段１１４が過給機１０３を動作させる。すなわち
過給機１０３が起動されるときには、バイスパス路１０
８が閉じ方向に制御されて過給機１０３が空転状態もし
くはこれに近い状態にあり、そのため過給機１０３の起
動トルクが小さく、ショックを発生させない。

【００１３】

【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明する。図４はこの発明で対象とするエンジン（内燃機
関）１および自動変速機２の制御系統を概略的に示して
おり、シリンダ３の吸気ポートに接続されている吸気管
路にはスーパーチャージャ（機械式過給機）４が介装さ
れている。このスーパーチャージャ４は、エンジン１の
動力によって駆動されるものであって、所定の運転状態
では非動作状態とするために、例えば電磁クラッチ（図
示せず）が設けられており、このスーパーチャージャ４
としてはルーツ式やスクリュー式あるいはベーン式など
各種の形式の送風機もしくは圧縮機を使用することがで
きる。このスーパーチャージャ４には、その吸入口５と
吐出口６とを連通させるバイパス路７が設けられてお
り、さらにこのバイパス路７には、アクチュエータ８に
よって開度を変えられる制御弁９が設けられている。こ
のアクチュエータ８としては、モータやバキューム式ア
クチュエータなどの電気的に制御することのできるアク
チュエータを使用することができる。なお、スーパーチ
ャージャ４の下流側に吸気温度を下げるためのインター
クーラ１０が設けられている。

【００１４】エンジン１を制御するための電子制御装置
（Ｅ−ＥＣＵ）１１が設けられている。これは、中央演
算処理装置（ＣＰＵ）と記憶素子（ＲＡＭ，ＲＯＭ）な
らびに入出力インターフェースとを主体とするものであ
って、車速やエンジン水温、アクセル開度、排気触媒温
度などの入力データに基づいて燃料噴射量や点火時期な
どを制御し、併せてスーパーチャージャ４の動作・非動
作の制御および前記制御弁９の開度の制御を行うように
構成されている。

【００１５】一方、自動変速機２は従来使用されている
ものと同様な構成であって、ロックアップクラッチ１２
を備えたトルクコンバータ１３を介したエンジン１から
の入力を、複数の遊星歯車機構を主体とする歯車変速装
置（図示せず）で増減速もしくは反転して出力するよう
構成されている。この自動変速機２はエンジン負荷およ
び車速によって代表される走行状態に基づいて各変速段
が設定され、その制御を行うための電子制御装置（Ｔ−
ＥＣＵ）１４が設けられている。この電子制御装置１４
は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）と記憶素子（ＲＡＭ，
ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースとを主体とす
るものであって、車速やアクセル開度などのデータが入
力されており、アクセル開度および車速をパラメータと
する変速マップおよび入力データから設定するべき変速
段を判断し、その変速段を設定するように油圧制御装置
１５に変速信号を出力するようになっている。そしてこ
の自動変速機用の電子制御装置１４とエンジン用の電子
制御装置１１とは、相互にデータ通信可能に接続されて
いる。

【００１６】上記のスーパーチャージャ４は、所定の禁
止条件が成立していず、かつエンジン回転数Ｎe やアク
セル開度ＴA が所定の値以上になった場合に動作させら
れる。その一般的な傾向としては、アクセル開度ＴA が
大きい領域に動作領域が設定されているが、図４に示す
装置では、ロックアップクラッチ１２の状態に応じても
スーパーチャージャ４の動作・非動作が制御される。

【００１７】図５はスーパーチャージャ４の制御ルーチ
ンの一例を示しており、シフト判別およびロックアップ
の判別（ステップ１）を行い、ついでエンジン回転数Ｎ
e が所定の基準回転数Ｎe0を越えているか否かを判断す
る（ステップ２）。エンジン回転数Ｎe がその基準回転
数Ｎe0以下であれば、走行状態がスーパーチャージャ４
の動作領域に入っていないことになるので、この場合は
スーパーチャージャ４を非動作状態（ＳＣ：ＯＦＦ）に
制御（ステップ３）し、リターンする。具体的にはスー
パーチャージャ４における電磁クラッチを０ＦＦにして
スーパーチャージャ４に対する駆動力を遮断する。

【００１８】これとは反対にエンジン回転数Ｎe が基準
回転数Ｎe0を越えていれば、禁止条件が成立していない
か否かを判断する（ステップ４）。この禁止条件は、エ
ンジン水温が所定の基準温度より低いこと、車速が基準
車速より低速であること、設定されている走行レンジが
ニュートラルレンジであることなど、スーパーチャージ
ャ４を動作させるには不都合がある状態であり、この禁
止条件が成立している場合、すなわちステップ４の判断
結果が“ノー”の場合にはステップ３に進んでスーパー
チャージャ４を非動作状態に制御する。また禁止条件が
成立していない場合には、アクセル開度ＴA が所定の基
準開度ＴA0を越えているか否かを判断する（ステップ
５）。

【００１９】この基準開度ＴA0はスーパーチャージャ４
を動作させるための条件の一つを定めるものであって、
各変速段およびロックアップ状態ならびにエンジン回転
数に応じて設定されている。図６は、その一例を示すマ
ップであって、第１速、第２速、第３速および第４速、
ロックアップ状態のそれぞれについて、エンジン回転数
Ｎe 毎に基準開度ＴA0が設定されており、図６に示す例
では、θ1 ＜θ2 ＜……＜θ10＜θ11のようになってい
る。そしてロックアップ状態に対する基準開度ＴA0は
“０°”に設定されている。アクセル開度ＴA がその基
準開度ＴA0以下であれば、すなわちステップ５の判断結
果が“ノー”であればステップ３に進んでスーパーチャ
ージャ４を非動作状態にし、また反対にアクセル開度Ｔ
A が基準開度ＴA0を越えていれば、すなわちステップ５
の判断結果が“イエス”であれば、スーパーチャージャ
４を動作状態（ＳＣ：ＯＮ）にする（ステップ６）。具
体的にはスーパーチャージャ４の電磁クラッチをＯＮに
してスーパーチャージャ４に対して駆動力を伝達する。

【００２０】したがって上述した制御装置においては、
ロックアップ状態でのアクセル開度ＴA についての判定
基準となる値が“０°”であるから、ロックアップ状態
においては、ステップ５の判断結果が必ず“イエス”と
なり、スーパーチャージャ４が動作状態に維持される。
そのためトルクコンバータ１３による緩衝作用を得るこ
とのできないロックアップ状態において、スーパーチャ
ージャ４が非動作状態から動作状態に切り替わることに
よる起動トルクによってエンジン出力が一時的に低下す
ることがないので、ショックを未然に防止することがで
きる。

【００２１】図７は上述した制御を行った場合と行わな
い場合とにおけるショックの発生状況を示しており、実
線は上記の制御を行わない場合（従来例）を示し、破線
は上記の制御を行った場合（本発明例）を示している。
ロックアップ状態でアクセル開度ＴA が増大し、それに
伴ってスーパーチャージャ４の起動が判断される従来の
例では、スーパーチャージャ４のロータ回転数とエンジ
ン回転数との同期とほぼ同時に加速度が一時的に低下す
るいわゆる息つきが生じ、これがショックとして体感さ
れる。これに対してロックアップ状態においてはスーパ
ーチャージャ４を動作状態に維持する上記の制御を行え
ば、加速度の一時的な低下すなわちショックを防止する
ことができる。

【００２２】ところで前記バイパス路７に介装した制御
弁９は、アクセル開度に応じて開閉制御する。例えば、
低アクセル開度では制御弁９の開度を大きくしてバイパ
ス路７を流れる空気量を多くし、反対に高アクセル開度
では制御弁９の開度を小さくしてバイパス路７を流れる
空気量を少なくする。このようにすれば、低アクセル開
度であるにも拘らず、エンジン出力を過剰に増大させる
ことがなく、したがって燃費の悪化を防止し、また過給
による過剰なトルクの増大を防止できる。

【００２３】一方、スーパーチャージャ４を起動する場
合には、それに先立って制御弁９を絞る方向に制御す
る。制御弁９の開度を絞れば、バイパス路７を介した吸
気が制限されるので、自由に回転することのできるＯＦ
Ｆ状態のスーパーチャージャ４が、吸気によって空転さ
せられる。したがってこの状態でスーパーチャージャ４
に駆動力を与えて起動すれば、起動時には既に空転して
いるので起動トルクを小さくでき、その結果、スーパー
チャージャ４の起動に伴う出力トルクの一時的な低下す
なわちショックを防止することができる。ところでこの
制御弁９の閉方向への制御は、スーパーチャージャ４の
起動時の制御であるから、上述した各制御すなわちロッ
クアップ時にスーパーチャージャ４を必ず動作させる制
御とスーパーチャージャ４の動作中のアクセル開度に応
じた制御弁９の制御とは別に独立して行ってもよい。

【００２４】なお、上記の実施例では、ロックアップ状
態でのアクセル開度ＴA に対する基準開度ＴA0を“０
°”としておくことにより、スーパーチャージャ４をロ
ックアップ時に動作状態に維持することとしたが、この
発明では、ロックアップの指示信号が出力されているこ
とによってスーパーチャージャ４を動作状態に維持する
ように制御してもよい。またこの発明におけるロックア
ップ状態とは、ロックアップクラッチが完全に係合して
いる状態に限られないのであって、ロックアップクラッ
チがいわゆるスリップ制御されている半係合状態であっ
てもよく、要はロクップクラッチを介して実質的にトル
クの伝達が行われている状態であればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように請求項１
に記載した発明では、ロックアップクラッチが係合して
いる状態でスーパーチャージャの動作・非動作の切換え
が生じないので、スーパーチャージャの起動に伴うショ
ックの発生を防止することができる。

【００２６】また請求項２に記載した発明では、過給機
を動作させるとしても、直ちに全過給を行わずに、バイ
パス路を介した吸気の制御をも行うことになるので、起
動トルクを小さくできるとともに、エンジン出力を過剰
に高めることにはならないので、過給機の起動時のショ
ックを低減できるとともに、燃費の悪化を防止すること
ができる。

【００２７】さらに請求項３に記載した発明では、過給
機を起動する直前に過給機を空転させることになるの
で、起動トルクを小さくして過給機の起動時のショック
を抑制もしくは防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載した発明を機能的手段で概略的
に示すブロック図である。

【図２】請求項２に記載した発明を機能的手段で概略的
に示すブロック図である。

【図３】請求項３に記載した発明を機能的手段で概略的
に示すブロック図である。

【図４】この発明の一実施例を説明するためのブロック
図である。

【図５】アクセル開度に応じてスーパーチャージャをＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御するための制御ルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図６】スーパーチャージャをＯＮ／ＯＦＦ制御するた
めのアクセル開度の判断基準となる基準開度のマップの
一例を示す図である。

【図７】アクセル開度に応じたスーパーチャージャのロ
ータ回転数および加速度の時間的変化を示すタイムチャ
ートである。

【符号の説明】

１００ 流体継手 １０１ ロックアップクラッチ １０２ 自動変速機 １０３ 機械式過給機 １０４ 内燃機関 １０５ ロックアップ検出手段 １０６ 過給指示手段 １０７ 吸入口 １０８ 吐出口 １０９ バイパス路 １１０ 制御弁 １１１ バイパス開度制御手段 １１２ 過給判断手段 １１３ バイパス制御手段 １１４ 過給制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体継手と並列に配置したロックアップ
   クラッチを有する自動変速機が機械式過給機を備えた内
   燃機関に連結された車両の制御装置において、 前記ロックアップクラッチの係合および解放状態を検出
   するロックアップ検出手段と、ロックアップクラッチの
   係合状態が検出された場合には前記過給機を動作状態と
   する過給指示手段とを備えていることを特徴とするロッ
   クアップクラッチ付き自動変速機および機械式過給機付
   き内燃機関を備えた車両の制御装置。
2. 【請求項２】 前記過給機が、その吸入口と吐出口とを
   連通させるバイパス路とそのバイパス路の流路断面積を
   変える制御弁とを備え、かつ前記過給機が動作状態にあ
   る時に前記制御弁をアクセル開度に応じて制御するバイ
   パス開度制御手段が設けられていることを特徴とする請
   求項１に記載のロックアップクラッチ付き自動変速機お
   よび機械式過給機付き内燃機関を備えた車両の制御装
   置。
3. 【請求項３】 流体継手と並列に配置したロックアップ
   クラッチを有する自動変速機が、機械式過給機を備えた
   内燃機関に連結されるとともにその過給機が流路断面積
   を制御弁によって変えられるバイパス路を有する車両の
   制御装置において、 前記ロックアップクラッチの係合および解放状態を検出
   するロックアップ検出手段と、前記過給機の動作開始条
   件を判断する過給判断手段と、前記ロックアップクラッ
   チが実質的に係合状態にあるときに過給機を動作させる
   条件が成立した場合に前記制御弁を閉じる方向に制御す
   るバイパス制御手段と、前記制御弁が閉じる方向に制御
   された後に前記過給機を動作させる過給制御手段とを備
   えていることを特徴とするロックアップクラッチ付き自
   動変速機および機械式過給機付き内燃機関を備えた車両
   の制御装置。