JPS60247010A - 自動変速機を備えた車輛用内燃機関の機械式過給機制御装置 - 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、自動変速機を備えた車輌における機械式過給
機付内燃機関に関する。

従来技術 自動車用の自動変速機は、変速衝撃を押えるという要求
と、クラッチやブレーキの摩擦係合装置の耐久性を上げ
るという要求との相反する要求があり、これを調和させ
るため摩擦係合装置への油圧特性を適宜選定している。

ところが内燃機関が過給機を備えたものであるとその出
力トルクが過給機の作動か停止かで変化するためマツチ
ングが困難となる。即ち、低トルクが得られる過給機非
作動中でマツチングすれば過給機が作動する高トルク運
転時に摩擦係合装置で吸収すべきエンジントルクが増大
し同摩擦係合装置の耐久性に悪影響がある。逆に、高ト
ルクが得られる過給機作動中でマツチングすれば過給機
が作動しない低トルク運転時に変速衝撃が大きくなる。

発明によって解決すべき問題点 かかる従来技術の欠点に鑑みて本発明はなされたもので
あり、その目的とするのは機械的過給機の作動中である
と、停止中であるとに係わらず変速衝撃の抑制と摩擦係
合装置の耐久性の向上との双方の要求を調和することが
できる装置を提供することにある。

課題達成のための技術手段 第１図において、内燃機関の本体を１０、自動変速機を
１２、機械式過給機を１４で示す。機械式過給機１４は
内燃機関の吸気管１６に設けられ、ベルト１８等でクラ
ンク軸１１に連結される。クラッチ手段２２が過給機１
４の選択的な作動のため設けられる。第１のセンサ手段
は自動変速機とマツチングしていない過給機１４の運転
条件を検知する。その運転条件において第２のセンサ手
段は自動変速機１２が変速作動中であることを検知する
。変速作動の検知によってクラッチ制御手段は、クラッ
チ手段２２を、過給機１４がその変速の最中に一時的に
変速機とマツチングする運転条件をとるように切替る。

作用 変速機より変速信号があると過給機は、一時的に、その
本来の要求作動とは無関係に変速機とマツチングするよ
うに回転又は停止される。即ち、過給機なしでマツチン
グされているときは、過給機作動中に変速信号が出され
るとクラッチは一時的に変速の完了まで切離され、過給
が停止される。

逆に、過給機付でマツチングされているときは、過給機
停止中に変速信号が出されると、クラッチは変速中に一
時的に係合され過給が行われる。

実施例 第２図は本発明を前進４速の自動変速機を備えた機械式
過給機付の内燃機関に適用した実施例の全体構成を示す
。

図中１０は内燃機関の本体、１４は機械式過給機、１２
は自動変速機を夫々示す。

機関本体１０に吸気管１６が接続され、スロットル弁１
７が吸気管１６中に設けられる。機械式過給機１４は９
０°の位相差で回転する一対のロータ２０ａ　、　２０
ｂを有する所謂ルーツ型ポンプであり、吸気管１６に接
続される入口ボート２３、出口ボート２４を備える。そ
の接続点間において吸気管１６内に過給制御弁２６があ
る。この過給制御弁２６は、スロットル弁１７の開度の
小さい低負荷時には図のように吸気管１６を全開してい
るが、スロットル弁１７の開度の大きい高負荷時は、ダ
イヤフラム２８に働く負圧が弱くなるため、ばね３０の
働きで、吸気管１６を閉鎖する。そのため吸入空気は過
給機１４にその全量が導入されることになり効率的な過
給が行われる。一方のロータ２０ａの回転軸２９はプー
リ付クラッチ２２、ヘルド３０、プーリ３２を介してク
ランク軸１１に連結される。クラッチ２２は後述のよう
に運転条件に応じて断続され過給機１４の作動制御が行
われる。

前進４速の自動変速機１２は、トルクコンバータ部１２
ａ　と、オーバドライブ部１２ｂと、３連変速部１２ｃ
とより成る。自動変速機１２は、ロックアツプクラッチ
Ｌ／Ｃと、クラッチＣｏ　、　ＣＩ、　Ｃ２とブレーキ
Ｂ。、　Ｂ＋　、　Ｂ２と一方向りラッチＦ６　、　Ｆ
＋　、、Ｆｚを持つ。油圧制御回路３４は、自動変速機
１２の前記各クラッチへの作動油圧の切替を電気的又は
その他の切替信号によって行うものである。この実施例
はコンピュータ制御を想定しており、３つのソレノイド
バルブＳＱＬ＋　、　５ＯＬｚ　、　５ＯＬ３を有して
いる。

変速レバー３６のレンジ（即ち、Ｐ、Ｒ，Ｎ、Ｄ、Ｓ及
びＬの各レンジ）に応じてソレノイドバルブはコンピュ
ータによって選択的に駆動される。油圧回路自体は本発
明とは直接関係しないから、その詳細説明は省略する。

下表は各レンジでソレノイド及びクラッチ、ブレーキが
どのように作動されるがの一例を示している。

以下余白 注：上表においてワンウェイクラッチの口・ツク（０）
というのはワンウェイクラッチがコースト時ロックして
いるのではなく、Ｆ−０はｃ−ｏ、Ｆ−２はＢ−３、Ｆ
−１はＢ−１が係合しているため見かけ上口ツクしてい
ることを意味する。

３８は油圧回路３４への油圧供給配管であり、オイル供
給ポンプ４０を介して、オイルタンク４２に接続される
。４４はアキュムレータの一つを示すものであり、ソレ
ノイドバルブＳＱＬ＋　、　５ＯＬ２　。

５ＯＬｚの作動によって変速を行うときのクラッチ又は
ブレーキ内の油圧の変化を変速の開始から完了の間、緩
やかに行うものであり、その場合のアキュームレーク４
４の特性は変速衝撃の抑制とクラッチ又はブレーキの摩
擦面の耐久性との調和を考えて設定されている。アキュ
ムレータ４４はハウジング４６と、ハウジング４６内の
ピストン４８と、ばね５０とより成り、ピストン４８の
一側の油室５２は油圧回路３４中の油圧管路に接続され
、他側の油室５４は大気開放になっている。

６０は本発明における自動変速機１２及び機械式過給機
１４の制御回路を全体として示すもので、この実施例で
はマイクロコンピュータシステムとして構成される。制
御回路６０は入力ポートロ２を有し、種々のセンサから
の信号が入力される。

先ず、スロットルセンサ６４はスロットル弁１７の開度
信号を、エンジン回転数センサ６５はエンジン回転数信
号を生ずる。また、車速センサ６６は変速機１２の出力
軸の回転数、即ち車輌の速度に応じた信号を生ずる。変
速レバー位置センサ６８は変速レバー３６の現在位置を
示す信号を生ずる。また、変速段センサ７０は変速機１
２の現在の変速段数に応じた信号を生ずる。その他のセ
ンサも必要に応じて設けられるが本発明と直接関係しな
いから省略する。

入力ポートロ２は、マイクロコンピュータシステムの構
成要素であるマイクロプロセシングユニット　（ＭＰＵ
）　７２　、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）　７４、ラ
ンダムアクセスメモリ（ＩＩＡＭ）　７６にバス７８を
介して結線される。ｌｌ０Ｍ　７４には後述のプログラ
ムが格納されてあり、各センサからの信号しこよって所
定の演算を行い、演算結果は出カポ−）７１こ書き込ま
れる。駆動回路８０はその書き込まれた牟古果に応じて
過給機１４を駆動するためクラ、ノチ２２に結線される
。出力ポードア８は更に駆動回路８２を介して油圧回路
３４のソレノイドノＮルフ゛ＳＱＬ＋　、　５ＱＬ＝　
、　ＳＱＬに結線され、自動変速機１２の作動が制御さ
れる。

今、電子制御回路６０によって変速機をＤレンジにおい
てｌ速から２速に切替る場合を例に、本発明に赴ける変
速制御及び過給機制御の仕方を説明する。■速から２速
に切替るためソレノイ【”ノ＼゛ルブ５ｏｌ−＋　、５
ＯＬ２　、　ＳＱＬ＊に所定の指令が入ると、フ゛レー
キ（例えばＢ２）への油圧供給回路ヘポンブ圧が供給さ
れる。図中、破線はそのようなポンプ圧供給配管とする
。第３図の時刻ｔ１でそのような１連から２速への変速
指令の出た時点とする。その変速指令がソレノイドに送
られることによりピストンが動き始めることでブレーキ
内の油圧ＧまＡ１のように変化し、１にの時点でブレー
キの摩１察部材は保合を開始する。保合時点までの後車
軸トルりは第３図（ロ）のＢｔで表わされる。ｔｋでブ
レーキ係合が開始することで油圧は急増するが、ある圧
力でアキュームレータ４６のピストン４８に働く力かば
ね４６に打ち勝ち、油室５２内に油圧が導入される。そ
のため第３図（）＼）Ａｚに示すように圧力は中間値に
保たれる。この生き、後車軸のトルクはエンジンの慣性
のためＢ２のように増大する。ｔ、の時点でブレーキの
保合部材の相対速度差は零となり、後車軸のトルクはＢ
３まで急減する。その後も２０時点でアキュームレータ
４６のピストン４８は最大ストロークに達するため、ブ
レーキの油圧は再び急増を始め、Ａ、の定常状態をとる
に至る。

以上の作動において摩擦部材の保合開始（ｔ、）から完
全係合完了（ｔ（）までの圧力、即ちアキュームレータ
４６によるアキュームレート特性はエンジンの出力トル
クに応じて切替衝撃の抑制と摩擦部材の耐久性との調和
できめられている。即ち、エンジンのトルクに対して、
油圧が低すぎるとクラッチの係合中の時間が長くなり、
摩擦部材は早期に消耗し、一方油圧が高すぎるとクラッ
チの保合が急激に行われるため衝撃がある。即ち、エン
ジンの出力トルクと油圧とを適当にマツチングする必要
がある。いまそのようなマツチングが過給機が作動して
いない状態でとられているとする。

即ち、過給機が作動していないときの低いエンジントル
クに対して、摩擦部材が消耗しないよう、かつ変速衝撃
がないようにマツチングが行われているとすると、過給
機が作動しているエンジンの出力トルクが大きい状態の
変速では後車軸のトルクは第３図の１点鎖線のように増
大し、その結果、切替時に吸収しなければならない慣性
エネルギは大きくなる。その結果、摩擦係合部材の消耗
が急速に進行する。

逆に、アキュームレータ４６のアキュームレート特性を
エンジンの過給時の高エンジントルク時に調整しておく
とすれば、今度は、エンジンの非過給時に問題がある。

即ち、非過給時アキュームレータに設定される圧力が低
いエンジントルクに対して過大となり、ブレーキ（又は
クラッチ）の摩擦部材の係合が急激に生ずることになっ
て、切替衝撃が大きくなる。

本発明ではこのような問題点の解決をするため、変速機
の切替作動時変速機の特性が過給機の状態とマツチング
しないものであるときは（即ち、過給機の非作動状態下
でアキュームレート特性がマツチングされているときは
過給機作動中の変速時、逆に過給機の作動状態下でアキ
ュームレート特性がマツチングされているときは過給機
の非作動中の変速時）一時的にマツチングが生ずるよう
に過給機を制御する（即ち、最初の例では過給機を停止
し、後の例では過給機を作動する）。

以上の本発明のアイデアをソフトウェアで実施する場合
の一例を非過給状態下でマツチングされている場合につ
いて説明する。第４図は自動変速機の作動制御ルーチン
を示すメインルーチンの一部で、まずステップ１００で
ＭＰＵ　７２は変速レバー位置センサ６８からの変速位
置信号が、１０１でスロットルセンサ６４からのスロッ
トル弁１７の開度信号が、次いで１０２では車速センサ
６６からの車速信号が夫々入力される。１０４では、Ｍ
ＰＵ　７２は、ＲＯＭ　７４に予め記憶したマツプより
その運転条件に対応した変速段が演算される。１０６の
ステップでは変速段センサ７０によって検知された実測
変速段が１０４で演算された計算上の変速段と一致する
かどうか判定される。変速段が不一致の場合はＮ。

と判定され後述の１０７を介し１０８に進み、ＭＰＵ　
７８は駆動回路８２を介して前述の表によって定まる一
つ又はそれ以上のソレノイドバルブＳＱＬ＋　、　５Ｏ
Ｌｚ。

５ＯＬ３に信号が送られ、所定のブレーキ及び又はクラ
ッチが保合、又は解放され、第３図（ハ）で述べたよう
なアキュームレート特性によって変速が行われる。１１
０はフラグｆＳＨのセントが行われる。

このフラグｆ５□は変速作動開始時に立てられ（１１、
後述のように変速検知のため使用される。

変速開始後は１０７でＹｅｓとなり、また変速完了後は
１０６でＹｅｓになり、１１２に進み、ソレノイドバル
ブはその状態に保持さる。

第５図は、メインルーチンのうち過給機１４の駆動部分
を示すものである。２００でスロットルセンサ６４から
のスロットル弁開度が、２０２はエンジン回転数センサ
６５からのエンジン回転数信号が夫々入力される。２０
４のステップでは、このスロットル開度、及びエンジン
回転数より過給機の作動域か否かの判定がされる。即ち
、ＲＯＭ　７４にはスロットル開度及びエンジン回転数
の組合せに対する過給機の作動か停止かのマツプがある
。ＭＰＵ７２はこのマツプより作動か停止かの判断を行
うのである。過給機作動と判定したときはＹｅｓに分岐
し、２０６に進み、ＭＰＵ７２は出力ポードア８を介し
て駆動回路８０に信号が出されクラッチ２２が係合され
る。すると、クランク軸１１の回転がルーツポンプの入
力軸２９に伝達され、ポンプが回転し、過給が行われる
。２０８はフラグｆｓｃのセント（１）を示し、このフ
ラグｒｓｃは過給機の作動により立ち過給機の停止によ
り下されるフラグである。

２０４のステップで過給機を停止すべきと判定したとき
はＮｏに分岐し、２１０に進み、ＭＰＵ　７２は出力ポ
ードア８より駆動回路８０のオフ指令を出し、クラッチ
２２は解放（切離し）される。その結果、クランク軸１
１の回転がルーツポンプに伝達されなくなり、過給は行
われなくなる。２２０は過給作動表示フラグｆｓｃのリ
セット（０）を示す。

第６図はメインルーチンのうち過給作動時において自動
変速機への変速操作の際の一時的な過給停止を行う部分
を示す。３００のステップではｆｓｃ−１°かどうか、
即ち、過給機１４が作動しでいるか否か判定される。過
給機１４の作動中はフラグｆＳＣはセットされる（第５
図２０８）。従って、Ｙｅｓと判定され、３０２に進み
、ここではｆｓｏ−１かどうか、即ち、変速操作開始か
否か判定される。変速開始時はこのフラグｆｓ＋＋＝１
は立っており（第４図１１０）、Ｙｅｓと判定され、３
０４に進む。３０４のステップでは、そのフラグｆＳＨ
がリセット（０）される。次の３０６のステップではタ
イマ１がＴＨに設定される。このＴ、の値は、第３図（
ニ）において、切替信号が出てから（１＋）　、ブレー
キが保合を始めるまでの時間Δにほぼ等しくなるように
設定される。

タイマ１がＴＨの時間をカウントすると、第７図の時間
−数刻込みルーチンが起動し、ＭＰＵ　７２は４００で
は出力ポードア８よりクラッチ２２の解放指令を出す。

そのため過給機１４は作動を停止する。４０２ではタイ
マ１がリセットされ、４０４ではタイマ２がＴｅｌにセ
ントされる。このＴＮは、ブレーキが保合を始めてから
（ｔ、）係合完了（ｔ、）までに要する時間Δ′にほぼ
等しく設定される。

タイマ２がＴＮの時間をカウントすると、第８図の時刻
−数刻込みルーチンが起動し、ＭＰＵは５００でクラッ
チの保合指令を出す。そのため過給機１４は再始動する
。５０２では、タイマ２かリセットされる。

この実施例では、過給機の非作動に合せてマツチングが
行われているエンジンで、変速最中にＴＮのように一時
的に過給機を停止することで、たとえ過給機作動中に変
速があってもマツチングをとることができる。

以上の実施例は過給機の非作動中のエンジントルクに対
してアキュームレート特性をマソチングさせていた場合
であるが、逆に過給機の作動時のエンジントルクに対し
てアキュームレート特性をマツチングさせた場合にも本
発明は適用できる。

この場合、第４図、第５図は全く同様である。第６図の
３００はｆｓｃ””、０に、第７図の４００のステップ
はクラッチ係合に、第８図の５００のステ・ノブはクラ
ッチ解放になる。これらをダッシュを付して第９．１０
，１１図に示す。

過給機が非作動と判定され（３００’でＹｅｓ）、変速
中であれば（３０２’でＹｅｓ）、ＴＭの時間経過後ク
ラッチが係合され（４００”）　これはＴＮ時間継続さ
れる（５００　’　）。これにより、過給停止中の変速
の際過給機が作動されることで、マツチングが行われる
。

以上の実施例で、変速信号は、ソフトウェア上のフラグ
によって有無を判定しているが、これに限定されず自動
変速機における種々の変速信号を利用することができる
。

以上の実施例は、変速機はコンピュータ制御であること
を前提としている。しかし、本発明は、必ずしもコンピ
ュータ制御でなくても、純機械−油圧式の自動変速機を
備えた車輌にも使用できる。

この場合、変速信号としては、シリンダ内の油圧、即ち
、第３図（ハ）において、シリンダ油圧が摩擦係合部材
の保合開始時点（ｔ、）における相当圧力になったこと
を検知する油圧センサを使用することができる。即ち、
第６図の３０２のステップで、油圧が所定時板上となっ
たことを検知して、所定時間過給機を作動又は停止する
第７，８図又は第１０　、１１図のような制御を行う。

更に油圧を見る代りにアキュームレータ４６のピストン
４８の位置を検知することにより変速開始信号を得るこ
ともできる。

発明の効果 自動変速機を備えた過給機付エンジンで、過給機の作動
中と停止中とに係わらず変速時のエンジントルクをアキ
ュームレート特性とをマツチングできる。その結果、全
運転域において摩擦係合部材の耐久性向上と変速衝撃の
抑制との相反する要求を調和させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、 第２図は本発明の実施例を示す図、 第３図は本発明における変速中のエンジン回転数、後車
軸トルク、シリンダ油圧及び過給機作動状態の時間変化
を示す線図、 第４図から第８図は第１実施例における制御回路のソフ
トウェア構成を示すフローチャート図、第９図から第１
１図は第２実施例におけるフローチャート図。 １０・・・エンジン本体、１２・・・自動変速機、１４
・・・機械式過給機、２２・・・クラッチ、３８・・・
変速レバー、　４６・・・アキュームレータ、６０・・
・制御図Ｂ、　６４・・・スロットルセンサ、６５・・
・回転数センサ、６６・・・車速センサ、５ｏｌｄ、　
ｚ−ｓ・・・ソレノイドバルブ、Ｃ０１ｌ＋　２”・ク
ラッチ、　Ｂ＠＋　Ｉ＋　２”’ブレーキ、ＦＯ＋＋＝
２・・・ワンウェイクラッチ。 口 （ 第５図 第６図　第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 自動変速機を備えた車輌における機械式過給機付の内燃
   機関において、 機械式過給機と機関との断続を制御するクラッチ手段、 自動変速機とマツチングしていない過給機の運転状態を
   検知する第１のセンサ手段、 変速機の変速作動を検知する第２のセンサ手段、変速機
   とマツチングしていない過給機の運転状態が第１のセン
   サ手段により検知されたとき第２のセンサ手段からの変
   速信号によって過給機が一時的に変速機とマツチングす
   る運転状態をとるようにクラッチ手段を切替駆動させる
   手段、より成る機械式過給機制御装置。