JP2864678B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は自動変速機において変速を制御する装置に
関し、特にエンンジンの動作状態に応じて変速を制御す
る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は、スロット
ル開度やタービン回転数などのエンジン負荷を表わす情
報と出力軸回転数などの車速を表わす情報とに基づいて
切換えられて、自動変速機を所定の変速段に設定する。
その制御装置として最近では電気的に制御を行なうもの
が多用されるようになってきている。これは、スロット
ル開度の車速を各種センサーで検出し、その検出信号に
基づいて電子コントロールユニット（ECU）で演算を行
ない、その演算結果に基づいて例えば所定のソレノイド
バルブを動作させ、これにより油圧の給排状態を変えて
摩擦係合手段を係合あるいは解放させるように構成され
ている。この種の電子制御式自動変速機においても、油
圧制御式自動変速機と同様に、基本的にはスロットル開
度と車速とに応じて変速の制御を行なっているが、電子
制御式自動変速機では、変速を指示する信号の出力を任
意に制御できるため、油圧制御式自動変速機よりも多様
な変速制御を行なうことができる。例えば本出願人が提
案した特開昭58−30558号公報に記載されている方法で
は、変速を行なう判断があってから所定の時間変速の実
行を遅らせ、変速を実行する際には直結クラッチを開放
させてスムースな変速を可能にしている。

また従来一般には、クラッチやブレーキなどの摩擦係
合手段のトルク容量は、負荷トルクに応じた容量である
ことが必要であるから、そのトルク容量を決めるライン
圧や変速の際の係合タイミングを制御するアキュームレ
ータ背圧を、スロットル開度に基づいて制御している。
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ツトル圧あるいは
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ー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
っている。

したがって上述した従来一般の制御方法では、スロッ
トル開度の増大に伴ってライン圧が上昇するので、摩擦
係合手段のトルク容量が増大し、また変速時の油圧は比
較的高い圧力で推移し、その結果、スロットル開度の増
大に伴ってエンジントルクが大きくなっても、摩擦係合
手段の過大な滑りや変速ショックの悪化が防止される。
また反対にスロットル開度が小さくなってエンジントル
クが低下すれば、ライン圧も低下するので、変速時の摩
擦係合手段の係合あるいは解放のタイミングが所期どお
りとなって変速ショックは悪化しない。

発明が解決しようとする課題 上述した従来一般の制御方法は、スロットル開度とエ
ンジントルクとが常時対応していることを前提とし、ス
ロットル開度に応じてレギュレータバルブでの調圧レベ
ルを変える方法であるが、エンジンの構造によっては、
スロットル開度に拘らずに不連続にトルクが変化するこ
とがあり、この種のエンジンに連結した自動変速機にお
いて上述した従来一般の制御方法を実行した場合には、
以下のような不都合が生じる。

すなわちこの種のエンジンの一例として稀薄燃焼シス
テムを採用したエンジン（リーンバーンエンジン）に自
動変速機を連結して使用した場合について説明すると、
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
ワールポートとし、かつ他方のポートに開閉弁（スワー
ルコントロールバルブ:SCV）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
内い螺旋流を生じさせ、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呼
吸が制限されるため、スロットル開度が所定値以上の状
態（高負荷時）で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５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
５図の太い実線のエンジントルクを示す。なお、第５図
中の曲線は空燃比が“21"程度の稀薄燃焼（リーンバ
ーン）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５図に示すように、前記したリーンバーエンジ
ンでは、スロットル開度TAが第５図にTA1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５図にＴA1とＴA2と
で示す値の間にある状態（ＴA1≦ＴA＜ＴA2）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５図にT1とT2とで示すように不連続に変化す
る。

この換言すれば、一つのスロットル開度に対して複数
の出力特性が設定可能であって、出力特性の変更によっ
て出力トルクが不連続に変化することになる。ようなト
ルクの不連続な変化はスワールコントロールバルブを操
作することに伴って生じるのであって、スロットル開度
の変化によって生じるものではなく、したがって自動変
速機におけるライン圧やアキュームレータ背圧をスロッ
トル開度に基づいて制御している従来の方法では、ライ
ン圧やアキュームレータ背圧がエンジントルク（あるい
は自動変速機への入力トルク）に適合しないものとなっ
てしまい、その時点変速（特にパワーオンアップシフ
ト）が生じた場合には、変速ショックが増大したり、摩
擦材の耐久性を低下させたりするおそれがある。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、エン
ジントルクのステップ変化が生じるエンジンに連結した
自動変速機に好適な変速制御装置を提供することを目的
とするものである。

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なされたもの
であって、第６図に示すように、出力特性の変更によっ
て出力トルクが不連続に変化するエンジン100に連結さ
れた自動変連機101であって、その変速比を制御するた
めの制御油圧がエンジン100の出力トルクに対応する圧
力に制御される自動変速機101の変速制御装置におい
て、エンジン100の出力特性の変更に伴う制御油圧の変
更開始からの経過時間を検出する経過時間検出手段102
と、この経過時間検出手段102が検出した時間が制御油
圧をエンジン100の出力トルクの対応する圧力に変更す
るのに要する時間に達するまで自動変速機101の変速を
禁止する変速禁止手段103とを備えていることを特徴と
するものである。

作用 この発明で対象とするエンジン100は出力特性の変更
によって出力トルクが不連続に変化するエンジンであ
り、またこのエンジン100に連結された自動変速機101
は、変速比を制御するための制御油圧を、エンジン100
の出力トルクに対応する圧力に制御するように構成され
た自動変速機である。したがってエンジン100の出力特
性が変更された場合、それに伴って自動変速機101の制
御油圧が変更され、経過時間検出手段102がエンジン100
の出力特性の変更に伴う制御油圧の変更開始からの経過
時間を検出する。そして経過時間検出手段102が検出し
た時間が制御油圧をエンジン100の出力トルクに対応す
る圧力に変更するのに要する時間に達するまで変速禁止
手段103が自動変速機101の変速を禁止する。すなわちエ
ンジン100の出力トルクに対して制御油圧がいわゆる不
適合の状態の間は、変速が禁止され、その結果、自動変
速機101における入力トルクと制御油圧とが適合してい
ない状態での変速が生じないので、変速ショックの悪化
が防止され、また摩擦係合装置を使用する自動変速機で
は、その摩擦材の耐久性の低下が防止される。

実施例 つぎにこの発明の装置を実施例に基づいて説明する。

まず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
変化するように構成されており、その開閉弁の一例は、
第２図に示すスワールコントロールバルブ１である。す
なわち第２図に示すように一つのシリンダ２に対して２
本の吸気ポート3,4および吸気バルブ5,6が設けられてお
り、一方の吸気ポート３にはここを開閉するスワールコ
ントロールバルブ１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１を閉じた状態では、吸気は第
２図に矢印い示すように流れ、一方の吸気バルブ６のバ
ルブステムの回りを旋回しながらシリンダ２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１を開けば、両方の吸気ポート3,4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１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くする
とともにスワールコントロールバルブ１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１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５図に太い実線で示すトルク特
性となる。

第１図すなわちこの実施例におけるエンジンＥも前述
した従来のエンジンと同様に、スワールコントロールバ
ルブ１の開閉状態の切り換えと空燃比の変更とを同時に
行い、その制御による出力特性の変更によって出力トル
クが不連続に変化する。中符号７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７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THW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１を開閉させる信号S_Sやフューエルインジェクション
ＩNJ、イグナイタＩGT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）８には、
車速ＳP2、エンジン回転数ＮE、タービン回転数ＮT、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ＳPL、ロック
アップ用ソレノイドバルブＳLU、アキュームレータ背圧
用ソレノイドバルブＳLN、変速用ソレノイドバルブS1、
S2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7,8は互いに電気
的に接続され、エンジン用電子コントロールユニット７
からはスワールコントロールバルブ１の開閉状態を示す
信号S_Sが出力され、それに対応してライン圧およびアキ
ュームレータ背圧の設定完了の信号Ｐokを自動変速機用
電子コントロールユニット８が出力するようになってい
る。

自動変速機Ａにおけるライン圧やアキュームレータ背
圧などの制御油圧は、二種類のマップに基づいて行なわ
れる。すなわちスワールコントロールバルブ１が閉状態
にあるときと開状態にあるときとでは、エンジントルク
が不連続に変化し、かつそれぞれの状態ではスロットル
開度にほぼ対応してトルクが変化するので、自動変速機
用電子コントロールユニット８は、スワールコントロー
ルバルブ１が閉じている状態でのスロットル開度および
エンジン回転数の２次元によるマップM1もしくは吸気管
負圧の１次元によるマップM1のいずれかと、スワールコ
ントロールバルブ１が開いている状態でのスロットル開
度およびエンジン回転数の２次元によるマップM2もしく
は吸気管負圧の１次元によるマップM2のいずれかとの二
種類のマップM1,M2を備えており、必要に応じてそれら
のマップを切換えて使用し、制御油圧を制御する。

より具体的には、第３図（Ａ）〜（Ｄ）のフローチャ
ートに示すように、エンジン用電子コントロールユニッ
ト７において、スワールコントロールバルブ１を閉状態
から開状態へ切換えるべきとの判断がスロットル開度TA
に基づいて行なわれると（ステップ１）、その判断を行
なったことを示す“SCV:0→1"の信号を自動変速機用電
子コントロールユニット８に送信する（ステップ２）。
他方、自動変速機用電子コントロールユニット８は、
“SCV:0→1"の信号を受信すると（ステップ10）、ライ
ン圧およびアキュームレータ背圧を制御するためのマッ
プを上述したマップのうちの前者のマップM1から後者の
マップM2に切換え（ステップ11）、マップM2に基づく制
御油圧の制御すなわち制御油圧の調圧レベルの変更の指
令信号を出力するとともに、エンジン用電子コントロー
ルユニット７に対しては調圧レベルの変更を開始したこ
とを示す“Ｐok:0→1"の信号を送信する（ステップ1
2）。ついでステップ13においてタイマＴmをセットし、
させにタイマＴmが時間をカウントしていることを示す
フラグF1を“1"にセットする（ステップ14）。この状態
で変速の判断が行われると（第３図（Ｃ）でのステップ
20）、フラグF1が“1"か否かを判断し（ステップ21）、
その判断結果が“ノー”であれば、タイマＴmによる時
間のカウントが完了していること、すなわち制御油圧の
調圧レベルを変える指令信号の出力から所定の時間が経
過していることになるので、変速が許可され、必要なシ
フト用ソレノイドバルブに信号が出力されて変速が実行
される（ステップ22）。また反対にステップ21の判断結
果が“イエス”であれば、タイマＴmが時間をカウント
している途中であって、制御油圧の調圧レベルを変える
指令信号の出力から所定の時間が経過していないことに
なるので、変速が禁止され、各シフト用ソレノイドバル
ブはそのままの状態に維持される（ステップ23）。さら
にタイマＴmによる時間のカウントを制御するルーチン
（第３図（Ｄ））では、フラグF1が“1"であれば（ステ
ップ30で“イエス”）、タイマＴmのカウント値が予め
定めた値αになったか否かを判断し（ステップ31）、そ
の判断結果が“イエス”であれば、ステップ32において
フラグF1をゼロリセットする。なお、ステップ30および
ステップ31での判断結果が“ノー”であれば、リターン
する。

したがって上記のステップ21がこの発明の経過時間検
出手段に相当し、またステップ23が変速禁止手段に相当
する。

上記のタイマＴmによってカウントする時間αは、油
圧の応答の遅れを見込んだ長さの時間であって、定数あ
るいは油温に応じた変数であり、したがってライン圧や
アキュームレータ背圧がマップM2に従う圧力に上昇する
まで変速が禁止されることになる。そのため実際に変速
を行う時点では、制御油圧がエンジントルクに適合した
圧力になっているから、過大な変速ショックや摩擦材の
磨耗の進行などが生じることはない。

すなわちアキュームレータ背圧を例に採って説明する
と、エンジントルクが増大しているにも拘らずアキュー
ムレータ背圧が油圧の応答の遅れによって第４図の実線
で示すように本来の圧力（破線で示す）より低い場合、
アキュームレータ領域の終期であるt1の時点で変速が終
了していず、ここでアキュームレータのエンド当り（ピ
ストンが限界位置まで移動してシリンダの端面に当接す
ること）が生じて、出力軸トルクＴoが実線で示すよう
に一時的に急激に変化し、これが変速ショックとなる。
しかしながら上述した方法では、制御油圧がエンジント
ルクに対して不適合な状態での変速が行なわれないの
で、過大な変速ショックが防止される。

なお、以上述べた説明は、スワールコントロールバル
ブ１が閉状態から開状態に変わる場合の制御についてで
あるが、この発明の方法は、これとは反対にスワールコ
ントロールバルブ１が開状態から閉状態に切替わる場合
にも同様に適用することができる。

また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。

発明の効果 この発明においては、エンジンの出力特性を変更した
場合、エンジンの出力特性の変更に伴う制御油圧の変更
開始からの経過時間が制御油圧をエンジンの出力トルク
に対応する圧力に変更するのに要する時間に達するまで
自動変速機の変速が禁止されるので、制御油圧が応答遅
れ等により過渡抽にエンジンの出力トルクに対応する圧
力に変化していない状態で自動変速機が変速されること
はない。その結果、自動変速機の変速時には制御油圧が
エンジンの出力トルクに対応する圧力となっているの
で、制御油圧の過大あるいは過小に基づく変速ショック
の発生や制御油圧の過少による摩擦係合手段り滑りに基
づく摩擦材の摩擦を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の制御対象の一例を示すブロッ
ク図、第２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３図（Ａ）〜（Ｄ）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４図は制御油圧が低い場合のアキュームレータ背
圧あよび出力軸トルクの変化を示す線図、第５図はリー
ンバーンエンジンのトルク特性を示す線図、第６図はク
レーム対応図である。 １……スワールコントロールバルブ、２……シリンダ、
3,4……吸気ポート、7,8……電子コントロールユニッ
ト、Ａ……自動変速機、Ｅ……エンジン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12,61/16 - 61/2 4,63/40 - 63/48 B60K 41/00 - 41/28 F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 F02B 31/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】出力特性の変更によって出力トルクが不連
   続に変化するエンジンに連結された自動変速機であっ
   て、その変速比を制御するための制御油圧を前記エンジ
   ンの出力トルクに対応する圧力に制御する自動変速機の
   変速制御装置において、 前記エンジンの出力特性の変更に伴う前記制御油圧の変
   更開始からの経過時間を検出する経過時間検出手段と、
   この経過時間検出手段が検出した時間が前記制御油圧を
   前記エンジンの出力トルクに対応する圧力に変更するの
   に要する時間に達するまでの前記自動変速機の変速を禁
   止する変速禁止手段とを備えていることを特徴とする自
   動変速機の変速制御装置。