JPH0367031A - 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０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なエンジンと、こ
のエンジン出力を伝達する動力伝達機構とから構成され
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
排気バルブの開閉時期、開放期間およびバルブリフト量
の少なくとも一つを切換えることを言い、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
切換えることも含む。

（従来の技術）゛ 吸気バルブと排気バルブの両方またはどちらか一方のバ
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
在としたエンジンが、特公昭４９−３３２８９号公報に
開示されているが、このものでは、エンジンの回転数が
所定値以下で、且つ吸気負圧が所定値以下（真空側）の
領域で低速バルブ作動特性に切換ねり、その他の領域で
は高速バルブ作動特性に切換わる。このようにしてそれ
ぞれの回転領域において、全回転域を一つのバルブ作動
特性が支配しているエンジンよりも比較的高いエンジン
出力トルクを得ることを可能にしている。

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Ｎ１の点で交差し、エ
ンジン回転数Ｎｅ＜Ｎ１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　＞　Ｎ　ｓ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Ｂ、）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Ａ１およびＡ
２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Ｂ１およびＢ２で示す特性）を
低トルクバルブ作動特性と称す。

また、上記エンジンの動力伝達機構として、油圧を用い
て変速制御を行う変速機に、例えば、特公昭６０−４９
７８８号公報に開示されているものがあり、このもので
は入力軸と出力軸との間に、複数の動力伝達要素が配設
されている。それぞれの動力伝達要素は主として、入力
軸に配設された駆動ギヤと、出力軸またはカウンタ軸に
配設された被動ギヤと、それらギヤ列を選択作動させる
ための油圧クラッチ等の摩擦要素とからなり、それらの
組み合わせにより、一つの変速段を構成している。例え
ば、入力軸と駆動ギヤとが回動自在に取り付けられた変
速段では、これらの間に設けられた油圧クラッチを作動
締結させてこれらを一体に回転させ、駆動ギヤに係合す
る被動ギヤを回転させる。このとき被動ギヤが出力軸と
一体に取り付けられていればそのまま出力軸が回転し、
被動ギヤが出力軸に対して回動自在であれば、これらの
間に設けられた油圧クラッチを締結させて出力軸を回転
させる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようなエンジンと変速機とにより構成される動力
ユニットにおいては、エンジンが高トルクバルブ作動特
性で運転中に、例えば、変速機の変速制御を行う圧油の
温度が上昇し過ぎると、現変速段の油圧クラッチを作動
締結させている油圧の低下が起きる。したがって、この
締結力が弱まり、油圧クラッチに滑りが生ずることがあ
る。そしてこのままエンジンを高トルクバルブ作動特性
で運転し、変速機入力軸に大きな回転トルクが加われば
、滑りが生じている油圧クラッチの摩擦面が摩耗したり
、摩擦熱によって焼損したりする恐れがある。また、こ
のような高油温下では、各シール材等が劣化することが
あり、油漏れによる油圧低下を引き起こす恐れもある。

これらの問題は変速機の耐久性低下に繋がるものである
。

本発明では、以上のような問題に鑑み、変速機等の動力
伝達機構の伝達効率が低下しても、適切な運転ができる
よろにした動力ユニットの制御方法を提供することを目
的としている。

口０発明の構成 （課題を解決するための手段） 上記のような問題を解決するために、本発明では、動力
伝達機構の伝達効率が低下した場合に、バルブ作動特性
を低トルクバルブ作動特性に切換えるようにしている。

（作用） このような動力ユニットの制御方法では、エンジンが高
トルクバルブ作動特性で運転中に、例えば、変速機にお
いて、油温が所定温度以上になったり、制御油圧が所定
圧以下になったり、もしくは摩擦要素での滑りが所定値
を越えたりして、摩擦要素の伝達効率が低下した場合に
、エンジンを比較的出力の小さい低トルクバルブ作動特
性での運転に切換える。したがって上記摩擦要素の滑り
を抑えることができ、変速機油温を下げて高温によるシ
ール材等の劣化を防止し、ひいては変速機の耐久性向上
に繋がる。また、変速機以外の動力伝達機構に何らかの
障害が発生し、伝達効率が低下した場合にも、バルブ作
動特性を低トルクバルブ作動特性に切換えて伝達トルク
を低下させるので、その動力伝達機構の採譜に繋がる。

（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。ここで可変パルプタイミング・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
換る機構であり、この切換は、後述するように、切換バ
ルブ９１のＯＮ＠ＯＦＦ作動にヨル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保合制御およ
び変速クラッチの作動制御等を行うバルブである。

上記切換バルブ９１および油圧コントロールバルブＣＶ
の作動ハ、コントロールユニットＣＵからの作動信号に
より制御されるが、本発明に係る制御方法を行うため、
コントロールユニットＣＵには、変速機内の油温を検出
する油温センサ９２からの油温信号Ｔ。ＥＬ１各変各段
速段圧クラッチを作動させるライン圧の油圧を検出する
圧力センサ９３、変速機の入力軸６１の回転数を検出す
る入力軸回転センサ９４からの回転信号Ｎｅｒおよびカ
ウンタ軸の回転数を検出するカウンタ軸回転センサ９５
からの回転信号Ｎｅｃ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
から切換バルブ９１に切換信号ＶＴＳが出力される。

まず最初に、可変パルプタイミング・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ｔａｔｔｂ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自在に配設
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低速用カム３′は他方ノ吸気バルブ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３ａ、３ａ’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８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ｌａ、Ｌｂ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低速用カム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１ａ、ｌｂは
、バルブばね１Ｂ、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
＋１ｂ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・リフト機構は
、例えば、特開昭８２−１２１８１１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１ａ＋１ｂが、第１お
よび第２低速ＪｌｌＪム３ｔ　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ｌ
ａ、ｌｂ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えン
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・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を全く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パルプ
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ツカアーム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
時のそれらより大きく、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ｌａ、ｌｂ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１ａ＋１ｂ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迎転領域とに分けて
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りで
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Ａ、、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４８
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６２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、５１ｂ、２速ギヤ列５２ａ、５２ｂ１３速
ギヤ列５３ａ　＋　５３　ｂ　１４速ギヤ列５４　ａ、
　　５４　ｂおよびリバースギヤ列５５　ａｔ　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ク
ラッチ６４〜６８が配設されており、これら油圧クラッ
チ６４〜６８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５Ｅ！、５７が取り４寸けられ
ており、さらに、これらワンウェイクラッチ５８．５７
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、本発
明に係る制御方法を第８図の制御フローを参照して説明
する。

エンジンが高トルクパルブ作動特性ＨＴＶＴで運転中に
、まずステップＳ１において、第１図の各センサにより
変速機油温Ｔ。ＩＬＮ　ライン圧ＰＬ１変速機入力軸回
転数Ｎｅｔおよび変速機カウンタ軸回転数Ｎｅｃを検出
する。次にステップＳ２に進み、油温Ｔ。ＩＬが所定温
度ＴＬより高いか否かを判断し、高い場合には、変速機
に使用されているシール材等が劣化する恐れがあるのに
加えて、当該油圧の低下を引き起こすことがある。そこ
で、ステップＳ３に進み、油圧クラッチ（第７図の第１
速クラツチ６４や第２速クラツチ６５等）を作動させる
ライン圧ＰＬが所定圧ＰＬＬより低くなっているか否か
を判断する。ここでライン圧Ｐｔ、が低いと、現在選択
されている油圧クラッチを完全に係合させているはずの
作動油圧が低下するので、この油圧クラッチに滑りが生
ずる。このため、油圧クラッチの摩擦面が摩耗したり、
摩擦熱により焼損したりすることが考えられる。したが
って、ステップＳ６に進み、変速機入力軸６１の回転ト
ルクを低下させてこの滑りを抑えるため、エンジンを高
トルクパルブ作動特性ＨＴＶＴでの運転から低トルクパ
ルブ作動特性ＬＴＶＴでの運転に切換える。このとき、
第６図に示すように、エンジン回転数Ｎｅ＜Ｎ＋であれ
ば、第４図のように、連結切換手段２１を連結状態にし
、Ｎｅ＞Ｎ１であれば、第３図のように、連結解除状態
に態にする。

このような滑りは、第７図のロックアツプクラッチ４７
についても発生することがあり、その場合にも以上と同
様な制御を行う。

また、ステップＳ２で油温Ｔ。ｆＬは所定温度Ｔ１以下
であると判断した場合と、ステップＳ３で油温Ｔ。ＩＬ
は所定温度Ｔｔ、より高いものの、ライン圧Ｐｔ、は所
定圧ＰＬＬ以下であると判断した場合には、即低トルク
バルブ作動特性に切換える必要はない。しかしながら、
何らかの原因で、油圧クラッチに滑りが生ずる可能性が
あり、この場合にも前述したように油圧クラッチを害す
るので、エンジンを低トルクバルブ作動特性での運転に
切換えることが望ましい。そこで、まずステップＳ４に
おいて、現時点が、油圧クラッチが変速中であるために
滑っている状態やロックアツプクラッチ４７が運転状況
に応じて滑るよう制御されている状態である、いわゆる
滑り制御中であるか否かを判断する。滑り制御中でない
場合、すなわち通常の制御状態であると判断した場合に
は、ステップＳ５において、これらの滑りｅ。Ｌが所定
ｆｌｅｃＬＬより多いか否かを判断する。ここで各変速
段の油圧クラッチ（第７図の第１速クラツチ６４や第２
速クラツチ６５等）の滑りｅｃＬは、上記ステップＳ１
で検出された入力軸回転数Ｎｅｔおよびカウンタ軸回転
数Ｎｅｃを用いて、そのとき選択された変速段の駆動ギ
ヤと被動ギヤのギヤ比をｋとすると、（Ｎｅｔ−ｋ　Ｎ
ｅｃ）で算出される値に基づいて把握される。またロッ
クアツプクラッチ４７の滑りは、エンノン出力軸と上記
Ｎｅ、の差に基づいて把握される。ステップＳ５で８　
ＯＬ＞　ｅ　ＣＬＬと判断した場合は、ステップＳ６に
進み、エンジンを高トルクパルプ作動特性ＨＴＶＴでの
運転から低トルクパルブ作動特性ＬＴＶＴでの運転に切
換える。

ステップＳ４で滑り制御中であると判断した場合と、ス
テップＳ５でｅ。しくｅ。ＬＬと判断した場合は、ステ
ップ８１Ｂに進み、高トルクパルブ作動特性ＨＴＶＴを
維持する。

このように本発明の制御方法では、エンジンが高トルク
パルブ作動特性ＨＴＶＴで運転中に、変速機油温Ｔ。Ｉ
Ｌが所定温度ＴＬより高くなったとき、ライン圧ＰＬが
所定圧ＰＬ以下に低下したときおよび油温Ｔ。□１が所
定温度ＴＬより低い場合もしくはライン圧Ｐｔが所定圧
Ｐｉ、以上ある場合でも、油圧クラッチやロックアツプ
クラッチ等の摩擦要素の所定量ｅ　ＯＬＬ以上の滑りｅ
。Ｌを検出したときに、エンジンを高トルクパルブ作動
特性ＨＴＶＴでの運転から低トルクパルプ作動特性ＬＴ
ＶＴでの運転に切換え、エンジン出力トルクを低下させ
る。したがって変速機入力軸の回転トルクが低下し、上
記摩擦要素の滑りを防止でき、また油温Ｔ。ｆＬを下げ
ることができるので、シール材等の劣化を防止し、ひい
ては自動変速機ＡＴの耐久性を向上させることができる
。

ハ１発明の効果 以上のように、本発明の動力ユニットの制御方法では、
エンジンが高トルクバルブ作動特性で運転中に、例えば
、変速機において、油温か所定温度以上になったり、制
御油圧が所定圧以下になったり、もしくは摩擦要素での
滑りが所定量を越えたりして、摩擦要素の伝達効率が低
下した場合に、エンジンを比較的出力の小さい低トルク
バルブ作動特性での運転に切換える。したがって上記摩
擦要素の滑りを抑えることができ、また、変速機油温を
低下させることができるので、高温によるシール材等の
劣化を防止し、ひいては変速機の耐久性を向上させるこ
とができる。さらに、変速機以外の動力伝達機構に何ら
かの障害が発生し、伝達効率が低下した場合にも、バル
ブ作動特性を低トルクバルブ作動特性に切換えて伝達ト
ルクを低下させるので、その動力伝達機構の保護ができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る動力ユニットの制御方法を用い
るための動力ユニットの構成を示す概略図、 第２図、第３図および第４図は、上記動力ユニットを構
成するエンジンの可変バルブタイミング・リフト機構を
示す断面図、 第５Ａ図と第５Ｂ図は、上記可変バルブタイ尖ング・リ
フト機構のバルブタイミングとリフト量の変化を示した
グラフ、 第６図は、上記可変バルブタイミング・リフト機構によ
るエンジン出力トルクとエンジン回転数の関係を示した
グラフ、 第７図は、上記動力ユニットを構成する自動変速機の構
成を示す概略図、 第８図は、上記動力ユニットの制御方法の制御フローで
ある。 ｌａ、１ｂ・・・吸気バルブ ３．３′・・・低速用カム　　　５・・・高速用カム２
１・・・連結切換手段 ４０・・・トルクコンバータ　　６１・・・入力軸６２
・・・カウンタ軸　　　　　９２・・・油温センサ９３
・・・圧力センサ ９４．９５−・・回転センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）吸気バルブと排気バルブのうち少なくとも一方のバ
   ルブ作動特性が切換自在なエンジンと、このエンジンに
   連結された動力伝達機構とからなる動力ユニットにおい
   て、 前記動力伝達機構における伝達効率が低下した場合に、
   前記バルブ作動特性を低トルクバルブ作動特性に切換え
   ることを特徴とする動力ユニットの制御方法。