JPH03368A - 動力ユニットの制御方法 - 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】 イ１発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、バルブ作動特性が切換自在となったエンジン
と、このエンジン出力軸に連結された変速機とから構成
される動力ユニットに関する。

なお、バルブ作動特性の切換とは、吸気バルブもしくは
排気パルプの開閉時期および開放期間とバルブリフト量
との両方あるいは一方を切り換えることを言い、１気筒
内の複数の吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも１
つのバルブの開放期間を実質的に零にしてこれを閉弁状
態に切り換えることも含む。

（従来の技術） 従来、特公昭４９−３３２８９号公報により、吸気バル
ブと排気バルブとの少なくとも一方のバルブ作動特性を
、低回転領域に適した低速バルブ作動特性と、高回転領
域に適した高速バルブ作動特性とに切換自在とするエン
ジンが知られている。このエンジンにおいては、エンジ
ンの回転数が所定値以下で且つ吸気負圧が所定圧以下（
真空側）の領域で低速バルブ作動特性に切り換え、他の
領域では高速バルブ作動特性に切り換えるようにしてい
る。

このようなエンジンの出力特性の１例を示すのが第６図
であり、低速バルブ作動特性使用時には線りで示す特性
となり、高速バルブ作動特性使用時には線Ｈで示す特性
となる。両特性はエンジン回転数Ｎ、の点で交差し、エ
ンジン回転数Ｎｅ＜Ｎ□の領域では、低速バルブ作動特
性のトルク（線Ａ、）の方が高速バルブ作動特性のトル
ク（線Ｂ、）より大きく、Ｎ　ｅ　＞Ｎｌの領域では、
高速バルブ作動特性のトルク（線Ａ２）の方が低速バル
ブ作動特性のトルク（線Ｂ２）より大きい。この場合に
おいて、トルクが大きい方の特性（線Ａ、およびＡ２で
示す特性）を高トルクバルブ作動特性と称し、トルクが
小さい方の特性（線Ｂ、およびＢ２で示す特性）を低ト
ルクバルブ作動特性と称す。

一方、自動変速機は、走行状態に応じて自動的に変速を
行わせ、所望の走行特性を得るように構成されている。

このため、例えば、車速と、エンジン出力との関係から
シフトアップ線およびシフトダウン線を各変速毎に設定
した変速マツプを有し、走行状態をこの変速マツプに照
らして変速制御を行わせることが良く行われている。こ
のような変速制御の例としては、例えば、特開昭６１−
１８９３５４号公報に開示されているものがある。

このような変速制御を行うに際しては、変速時のシＥｌ
ツクをできる限り少なくすることが要求される。

このような変速時のショックとしては、パワーオン・シ
フトダウン（アクセルが踏み込まれた状態でのシフトダ
ウンを言い、いわゆるキックダウンがこれに該当する）
時の変速ショックがある。

これを第１１図に示すように、４速から２速へのパワー
オン・シフトダウンを例にして説明する。

時間ｔ１の少し前にアクセルペダルが急に踏み込まれて
、時間ｔ、において４速から２速への変速指令が出力さ
れると、これに基づいて変速ソレノイド出力が４速から
２速に変更される。これに応じて、４速クラツチ圧Ｐ２
が低下し、２速クラッチ圧Ｐ、が上昇する。

この変速の場合には、パワーオン状態であるので、４速
クラツチの係合解除に伴ってエンジン回転が上昇し、こ
れに繋がる変速機の入力側回転を上昇させる。そして、
変速機の入力側に繋がる２速クラツチの入力側回転が出
力側回転に同期するまで上昇したときに２速クラツチの
係合が完了して変速が完了する。

なお、エンジン回転は、最初にアクセルペダルの踏み込
みに対応してトルクコンバータのスリップ量が増加する
分だけ上昇し、この後、時間１＋からｔ２まで図示のよ
うに上昇する。４速クラツチ圧も変速開始時におけるア
クセルペダルの踏み込み化対応してライン圧が上昇する
ため僅かに上昇する。

一方、この変速時の変速機出力側の加速度Ｇは、変速開
始時においてトルクコンバータのスリップ増加による上
記エンジン回転の上昇に対応して少し高くなり（ΔＧ１
）、この後、４速クラツチの保合が解除されて２速クラ
ツチの保合が開始されると、変速機入力側の慣性による
駆動力を受けてエンジンが増速される。このとき、加速
度Ｇは、図示のようにΔＧ２だけ低下しく負の加速度が
発生し）、次いでパワーオン状態でのエンジンからの駆
動により図示のように増加する。なお、変速終了時の加
速度は、４速と２速とのギヤ比の差に対応する分（ΔＧ
、）だけ大きくなる。

（発明が解決しようとする課題） パワーオンのシフトダウンの場合には、以上のような加
速度変化が発生するため、これにより変速ショックが発
生するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みたもので、変速機のパ
ワーオン・シフトダウンがなされる際に、この変速制御
とエンジンのバルブ作動特性の切り換え制御とを関連さ
せて制御し、上記のような加速度変化を小さくして、変
速ショックを抑えることができるような制御方法を提供
することを目的とする。

口１発明の構成 （課題を解決するための手段） このような目的達成のため、本発明の制御方法において
は、エンジンが低トルクバルブ作動特性を使用して運転
中に、パワーオン中シフトダウンがなされる時には、バ
ルブ作動特性を高トルクバルブ作動特性に切り換えると
同時に、パワーオン会シフトダウンを開始させ、この後
、パワーオン・シフトダウンが完了したときに、バルブ
作動特性を低トルクバルブ作動特性に戻すようにしてい
る。

（作用） 上記方法による制御を行うと、パワーオン・シフトダウ
ンがなされる間は、バルブ作動特性が高トルクバルブ作
動特性に切り換えられる。これにより、変速機入力側の
慣性による駆動力受けてエンジン回転が増速されるとき
での加速度の低下量（ΔＧ２）が小さくなる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施例について
説明する。

第１図は本発明に係る方法により制御される動力ユニッ
トを示し、この動力ユニットは、可変バルブタイミング
・リフト機構ＶＴを有するエンジンＥと、油圧コントロ
ールバルブＣｖにより制御される自動変速機ＡＴとから
構成される。ここで可変バルブタイミング・リフト機構
ＶＴは、エンジンＥの吸気バルブの開閉時期、開放期間
およびリフト量を、低回転領域に適した低速バルブ作動
特性と、高回転領域に適した高速バルブ作動特性とに切
り換える機構であり、この切換は、後述するように、ソ
レノイドバルブ９１のＯＮ＠ＯＦＦ作動による所定油圧
の給排により行われる。また、油圧コントロールバルブ
ＣＶは、自動変速機ＡＴ内のロックアツプクラッチの係
合制御および変速クラッチの作動制御等を行うバルブで
あり、この作動制御は、ソレノイドバルブ２５１，２５
２．２５３，２５５によりなされる。

上記ソレノイドバルブ９１，２５１，２５２゜２５３．
２５５の作動は、コントロールユニットＣＵからの作動
信号により制御される。このため、コントロールユニッ
トＣＵには、水温センサ９２からのエンジン冷却水温信
号、スロットルセンサ９３からのスロットル開度信号、
エンジン回転センサ９４からのエンジン回転信号、変速
機回転センサ９５からの変速機出力回転信号等の各種信
号が入力されており、これら各種信号に基づいて、コン
トロールユニットＣＵから上記各ソレノイドバルブに作
動信号が出力される。

まず最初に、可変バルブタイミング・リフト機構ＶＴに
ついて第２図および第３図を参照しながら説明する。エ
ンジンＥの各機構毎に一対の吸気バルブ１ａ、１ｂが配
設され、これら一対の吸気バルブ１ａ、１ｂは、エンジ
ンの回転に同期して１／２の回転比で駆動されるカムシ
ャフト２に一体的に設けられた第１低速用カム３．第２
低速用カム３′および高速用カム５と、カムシャフト２
と平行なロッカシャフト６に枢支される第１．第２およ
び第３０ツカアーム７．８．９との働きによって開閉作
動される。

カムシャフト２はエンジン本体の上方で回転目在に配設
されており、第１低速用カム３は一方の吸気バルブ１ａ
に対応する位置でカムシャフト２に一体的に設けられ、
第２低速眉カム３′は他方の吸気バルブ１ｂに対応する
位置でカムシャフト２に一体的に設けられる。また、高
速用カム５は両吸気バルブｌａ、ｉｂ間に対応する位置
でカムシャフト２に一体的に設けられる。しかも、第１
および第２低速用カム３，３′はエンジンの低速運転時
に対応した高位部３　ａ　ｔ　３　ａ　’を有する。

高速用カム５はエンジンの高速運転時に対応した高位部
５ａを有する。

ロッカシャフト６には第１〜第３０ツカアーム７〜９が
それぞれ枢支され、第１および第２０ツカアーム７．８
は各吸気バルブエａ＋１ｂの上方位置まで延設される。

また、第１０ツカアーム７の上部には低速用カム３に摺
接するカムスリッパ１０が設けられ、第２０ツカアーム
８の上部には第２低速ｍカム４に当接し得るカムスリッ
パ１１が設けられる。なお、各吸気バルブｌａ、ｌｂは
、バルブばね１θ、１７により閉弁方向すなわち上方に
向けて付勢されている。

第３０ツカアーム９は、第１および第２０ツカアーム７
．８間でロッカシャフト６に枢支される。この第３０ツ
カアーム９は、ロッカシャフト６から両吸気バルブ１ａ
、ｉｂ側に僅かに延出され、その上部には高速用カム５
に摺接するカムスリッパが設けられる。

第３図に示すように、第１〜第３０ツカアーム７．８．
９は、相互に摺接されており、それらの相対角度変位を
可能とする状態と、各ロッカアーム７〜９を一体的に連
結する状態とを切換可能な連結手段２１が第１〜第２０
ツカアーム７．８゜９に設けられる。

連結手段２１は、第１および第３０ツカアーム７．９を
連結する位置およびその連結を解除する位置間で移動可
能な第１ピストン２２と、第３および第２０ツカアーム
９，８を連結する位置およびその連結を解除する位置間
で移動可能な第２ピストン２３と、第１および第２ピス
トン２２，２３の移動を規制するストッパ２４と、第１
および第２ピストン２２．２３を連結解除位置側に移動
させるべくストッパ２４を付勢するばね２５とを備える
。

これら第１および第２ピストン２２．２３の移動は、ソ
レノイドバルブ９１の作動に応じて油路３１．３２．３
０を通って油圧室２９内に供給される油圧により行われ
る。

なお、このような可変バルブタイミング舎すフト機構は
、例えば、特開昭６２−１２１８１１号公報に詳細に開
示されている。

次に、上記のように構成された可変バルブタイミング・
リフト機構ＶＴの作動を説明する。

エンジンＥの低速運転時には、ソレノイドバルブ９１が
ＯＦＦであり、第３図に示すように油路３１と油圧源（
図示せず）との連通が断たれており、連結切換手段２１
の油圧室２９に油圧が供給されず、ストッパ２４はばね
２５によって第３０ツカアーム９側に押圧される。この
ため各ロッカアーム７．８．９はそれぞれ独立して変位
可能である。

このような連結切換手段２１の連結解除状態にあって、
カムシャフト２の回転動作により、第１０ツカアーム７
は第１低速用カム３との摺接に応じて揺動し、第２０ツ
カアーム８は第２低速用カム３′との摺接に応じて揺動
する。したがって、両吸気バルブｌａ、ｌｂが、第１お
よび第２低速用カム３．３′によって開閉作動する。こ
のとき、第３０ツカアーム９は高速用カム５との摺接に
より揺動するが、その揺動動作は両吸気バルブ１ａ、１
ｂの作動に何の影響も及ぼさない。

このようにして、エンジンＥの低速運転時には、第５Ａ
図において破線３および一点鎖線３′で示すように、一
方の吸気バルブ１ａが第１低速用カム３の形状に応じた
タイミングおよびリフト量で開閉作動し、他方の吸気バ
ルブ１ｂが第２低速用カム３′の形状に応じたタイミン
グおよびリフト量で開閉作動する。したがって低速運転
に適した混合気流人速度が得られ、燃費の低減およびキ
ラキング防止を図るとともに、最適な低速運転を行わせ
ることができる。

なお、低速運転に適した混合気流人速度を得るために、
例えば、第５Ｂ図に示すように、第２低速用カム３′の
高位部３ａ’を低くして低速運転時には吸気バルブ１ｂ
の開放時間争量を極く僅かにするようにしても良く、さ
らには、上記高位部３ａ’を零にして、低速運転時には
吸気バルブ１ｂを全（開弁させないようにしてバルブ休
止状態を作り出すようにしても良い。

エンジンＥの高速運転に際しては、ソレノイドバルブ９
１がＯＮであり、第４図に示すようにソレノイドバルブ
９１により油圧源（図示せず）と油路３１とが連通され
ており、連結切換手段２１の油圧室２９に作動油圧が供
給される。これにより、第４図に示すように、ストッパ
２４が規制段部３６に当接するまで、第１および第２ピ
ストン２２．２３が移動し、第１ピストン２２により第
１および第３０ツカアーム７．９が連結され、第２ピス
トン２３により第３および第２０ッカアーム９．８が連
結される。

このようにして、第１〜第３０ツカアーム７゜８．９が
連結切換手段２１によって相互に連結された状態では、
高速用カム５に摺接した第３０ツカアーム９の揺動量が
最も大きいので、第１および第２０ツカアーム７．８は
第３０ツカアーム９とともに揺動する。したがって、エ
ンジンＥの高速運転時には、第５Ａ図において実線５で
示すように、両吸気バルブ１ａ、１ｂが、高速用カム５
の形状に応じたタイミングおよびリフト量で開閉作動す
る。この場合のタイミングおよびリフト量は、低速運転
時のそれらより太き（、高速運転に適する吸気が得られ
るようになっており、エンジン出力の向上を図ることが
できる。

以上のような作動において、第１および第２低速用カム
３，３′に基づく吸気バルブ１ａ＋１ｂの開閉タイミン
グおよびリフト量を低速バルブ作動特性と称し、高速用
カム５に基づく吸気バルブｌａ、ｌｂの開閉タイミング
およびリフト量を高速バルブ作動特性と称する。両バル
ブ作動特性は、低速運転領域と高速運転領域とに分けて
用いられ、このときのエンジン出力トルクとエンジン回
転数との関係は第６図のようになる。前述のように、こ
の図において低速バルブ作動特性運転での特性を線して
示し、高速バルブ作動特性運転での特性を線Ｈで示して
おり、線Ａｌ−Ａ２で示す特性が高トルクバルブ作動特
性であり、線Ｂ＋＋Ｂ２で示す特性が低トルクバルブ作
動特性である。

次に、自動変速機ＡＴについて第７図に基づき説明する
。

この自動変速機ＡＴは、トルクコンバータ４０と変速機
機構５０とから構成され、トルクコンバータ４０はエン
ジン出力軸Ｅ。Ｐに繋がるポンプ４６ａ、出力軸（変速
機構入力軸）６１に繋がるタービン４６ｂおよび固定保
持されるステータ４６ｃからなり、さらに、ポンプ４６
ａとタービン４６ｂとを係脱自在なロックアツプクラッ
チ４７を有する。

変速機構５０は、トルクコンバータ出力軸と一体の入力
軸６１、これと並行なカウンタ軸θ２および出力軸６３
を有する。入力軸６１およびカウンタ軸６２間には、そ
れぞれ互いに噛合する５組のギヤ列、すなわち、１速ギ
ヤ列５１ａ、５１ｂ１２速ギヤ列５２ａ、５２ｂ、３速
ギヤ列５３ａｔ　　ｓｓｂ、４速ギヤ列５４ａ、５４ｂ
およびリバースギヤ列５５　ａ、　５５　ｂ、　　５５
　ｃが配設されている。各ギヤ列の駆動ギヤもしくは被
動ギヤに各ギヤ列を選択するための油圧作動クラッチ６
４〜６８が配設されており、これら油圧作動クラッチ６
４〜６８を選択作動させることによりいずれかのギヤ列
による動力伝達経路が選択切換され、変速がなされる。

カウンタ軸６２と出力軸６３との間には、アウトプット
ギヤ列５９ａ、５９ｂが配設され、上述のように変速さ
れた動力はアウトプットギヤ列５９ａ、５９ｂを介して
出力軸に伝達される。

なお、１速被動ギヤ５１ｂおよび２速被動ギヤ５２ｂに
は、ワンウェイクラッチ５６．５７が取り付けられてお
り、さらに、これらワンウェイクラッチ５６．５７をロ
ック保持するためのエンブレクラッチ６９が設けられて
いる。

上記構成の自動変速機ＡＴにおけるロックアツプクラッ
チ４７の作動制御および変速機構５０の各クラッチ６４
〜６９の作動制御は、第１図に示すコントロールバルブ
Ｃｖにより行われる。

以上説明したような構成の動力ユニットにおいて、パワ
ーオン争シフトダウンがなされる場合でのエンジンＥの
可変バルブタイミング・リフト機構ＶＴによるバルブ作
動特性の切換制御と、油圧コントロールバルブＣｖによ
る変速機構５０の作動制御とについて、第８図の制御フ
ローを参照して説明する。

この制御では、まず、変速指令がパワーオン・シフトダ
ウンであるか否かが判断される（ステップＳｌ）。なお
、パワーオン状態とはアクセルペダルが踏まれる等して
スロットル開度が開かれた状態を言う。パワーオン・シ
フトダウンである場合には、ステップＳ２に進み、エン
ジンのバルブ作動特性が低トルクバルブ作動特性か否か
、すなわち、第６図において線Ｂ、もしくはＢ２で示さ
れた特性であるか否かが判断される。

パワーオン・シフトダウンでない時には、本フローの制
御対象とならないのでリターンステップに進む。また、
高トルクバルブ作動特性である時には、そのまま高トル
クバルブ作動特性を保持して（ステップＳ７）リターン
ステップに進む。

低トルクバルブ作動特性が使用されている場合でパワー
オンｅシフトダウンがなされる場合には、ステップＳ３
からステップＳ６に示す制御がなされるのであるが、こ
れについて第９図のグラフも参照して説明する。

まず、変速指令が出された時点ｔ１において、変速ソレ
ノイド（第１図のソレノイドバルブ）を作動させて変速
指令に基づく変速を開始させる（ステップ８３）。なお
、ここでは４速から２速へのパワーオン・シフトダウン
の場合を示している。この変速の開始と同時に、ソレノ
イドバルブ９１を作動させてバルブ作動特性を高トルク
バルブ作動特性に切り換える。

時間ｔ１から変速が開始されると、これに応じて４速ク
ラツチ圧Ｐ２が低下し、２速クラツチ圧Ｐ３が上昇する
。４速クラツチの係合解除に伴ってエンジン回転が上昇
し、これに繋がる変速機の入力側回転を上昇させる。そ
して、変速機の入力側に繋がる２速クラツチの入力側回
転が出力側回転に同期するまで上昇した時点ｔ２におい
て２速クラツチの係合が完了して変速が完了する。

この変速完了が２速クラツチの入出力回転数比等に基づ
いて検出されると、ステップＳ５からステップＳ６に進
み、バルブ作動特性を元の低トルクバルブ作動特性に戻
して本フローを終了する。

この変速において、エンジン回転は、最初にアクセルペ
ダルの踏み込みに対応してトルクコンバータのスリップ
量が増加する分だけ上昇し、この後、時間ｔ□からｔ２
まで図示のように上昇する。このため、この変速時の変
速機出力側の加速度Ｇは、変速開始時においてトルクコ
ンバータノスリップ増加による上記エンジン回転の上昇
に対応して少し高くなる（ΔＧ１＋）。

この後、４速クラツチの保合が解除されて２速クラツチ
の係合が開始されると、変速機入力側の慣性による駆動
力を受けてエンジンが増速される。このとき、加速度Ｇ
は、図示のようにΔＧ１２だけ低下しく負の加速度が発
生し）、次いでパワーオン状態でのエンジンからの駆動
により図示のように増加する。なお、変速終了時の加速
度は、４速と２速とのギヤ比の差に対応する分（ΔＧＸ
３）だけ大きくなる。

このように変速開始時ｔｘから変速完了時ｔ２までの間
は、高トルクバルブ作動特性が用いられて、この間にお
けるエンジン出力は増加される。

このため、変速機出力画の慣性による加速度の低下量Δ
Ｇ１２は、バルブ作動特性の切換がなされずエンジン出
力増加が無い場合より小さくなる。バルブ作動特性の切
換がなされず、低トルクバルブ作動特性のまま変速がな
された場合の加速度変化は第９図において破線で示され
ており、この場合の加速度の低下量はΔＧ１２　　（＞
ΔＧ１□）となり、このことから分かるように本発明の
制御を用いれば、変速ショックは小さくなる。

なお、変速の時に高トルクバルブ作動特性に切り換える
と、エンジン出力が増加するため変速の間でのエンジン
回転の上昇も速くなり、バルブ作動特性の切換を行わな
い場合に比べて変速時間も短くなる。

以上、本発明の実施例について説明したが、バルブ作動
特性として、第６図に示したような高速バルブ作動特性
と低速バルブ作動特性の２種のみを設定するのではなく
、第１０図に示すように、低速バルブ作動特性、中速バ
ルブ作動特性、高速バルブ作動特性の３種の特性を設是
しても良い。

この場合には、線Ａｔ　、Ａａ　、Ａ３で示す特性が高
トルクバルブ作動特性であり、線Ｂ１１Ｂ２１Ｂ、３．
Ｂ４で示す特性が低トルクバルブ作動特性である。さら
に、４種以上の特性を設定しても良いのは熱論である。

ハ０発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、エンジンが低トル
クバルブ作動特性で運転中にパワーオン・シフトダウン
がなされる時に、変速中では高トルクバルブ作動特性を
用いるようになっているので、この変速中において、変
速機入力側の慣性による駆動力受けてエンジン回転が増
速されるときでの加速度の低下量（ΔＧ２）を小さくし
て変速ショックを緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法により制御される動力ユニッ
トを示す概略図、 第２図は上記動力ユニットを構成するエンジンに用いら
れる可変バルブタイミング拳リフト機構の断面図、 第３図および第４図はこの機構の断面図、第５Ａ図およ
び第５Ｂ図は吸気バルブの開閉作動特性を示すグラフ、 第６図は上記エンジンの出力トルクと回転数との関係を
示すグラフ、 第７図は上記駆動ユニットを構成する自動変速機の動力
伝達系を示す概略図、 第８図は本発明に係る制御を示すフローチャー第９図は
パワーオン・シフトダウン時における各種信号の経時変
化を示すグラフ、 第１０図は３種のバルブ作動特性を有するエンジンの特
性を示すグラフ、 第１１図は従来の制御でのパワーオン・シフトダウン時
における各種信号の経時変化を示すグラフである。 ３．３′・・・低速用カム　５・・・高速用カム６・・
・ロッカシャフト　　２１・・・連結手段２２．２３・
・・ピストン　２９・・・油圧室５０・・・変速機構　
　　　６３・・・変速機入力軸９２・・・水温センサ　
　　９３・・・スロットルセンサ９４・・・エンジン回
転センサ ＣＵ・・・コントロールユニット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方のバル
   ブ作動特性を切換自在なエンジンと、このエンジンの出
   力軸に連結された自動変速機とからなる動力ユニットの
   制御方法であって、 前記エンジンが低トルクバルブ作動特性を使用して運転
   中に、前記自動変速機のパワーオン・シフトダウンがな
   される時には、 前記バルブ作動特性を高トルクバルブ作動特性に切り換
   えると同時に、前記パワーオン・シフトダウンを開始さ
   せ、 前記パワーオン・シフトダウンが完了したときに、前記
   バルブ作動特性を低トルクバルブ作動特性に戻すように
   したことを特徴とする動力ユニットの制御方法。