JPS62210251A - 自動変速機付エンジンの排気ガス還流制御装置 - 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】 （産業上の利用分界） この発明はエンジンの排気ガス還流制闇装ｄに関し、特
に複数の変速パターンを任意に設定できる自動変速機を
備えたエンジンの排気ガス還流制御Ｉ装置に関する。

（従来の技術） エンジンとともに車両に搭載される変速機として、車速
とエンジンのスロットルバルブ開度などに応じて予め設
定されたパターンに従って自動的に変速段を切換えるよ
うにした自動変速機が広く用いられてるが、近年におい
ては、上記変速パターンとして複数のパターンを設定し
、これを運転者の操作によって任意に選択して設定でき
るようにした自動変速機が実用化されている。

この種の自動変速機には、車速の上昇に伴うシフトアッ
プを比較的低車速で行なうパターンと、これを比較的高
重速で行なうパターンと、さらにはこの中間のパターン
が設定されており、例えば低車速でシフトアップするパ
ターンを選択すれば、エンジンが主として低回転域で使
用されるため経済的な走行が可能となり、また高車速で
シフトアップするパターンを選択すれば、主としてエン
ジンの高回転域が使用されてパワフルな走行が可能とな
る。

一方、車両用エンジンには、排気ガス中の有害成分であ
るＮＯｘ　　（窒素酸化物）を低減させるため、排気ガ
スの一部を吸気通路ないし燃焼室に還流するようにした
排気ガス還流装置を備えている。

排気ガス還流装置では、ＮＯｘが高負荷時などの燃焼温
度の高い時に排出ωが多くなるので、不活性な排気ガス
を燃焼室に還流することにより、燃焼温度を低下させて
ＮＯｘの発生缶を低減させる。

排気ガスの還流量は多過ぎた場合にエンジンの運転性能
を悪化させるので、エンジンの運転状態に応じて最適の
量にコントロールするようになっており、例えば特開昭
５８−１９５０５６号にその一例が示されている。

同号報は、ロックアツプクラッチ付トルクコンバータを
有する自動変速機が搭載された車両において、エンジン
の低回転域でロックアツプクラッチが締結された時に、
排気ガスの還流ｍを減少させるようにした発明であり、
この発明ではロックアツプクラッチが締結されると、ト
ルクコンバータ内の滑りがなくなる分だけエンジンの回
転数が低下することに着目し、その場合に排気ガスの還
流量が相対的に多くなって走行性能が悪化することを防
止するようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記公報に開示された制御方法でも、ロ
ックアツプクラッチが締結されない場合の低回転域では
、排気ガスの還流量を制限しないため、依然として走行
性能が改善されない。

特に、前述した如く複数の変速パターンの選択が可能で
、エンジンが主として低車速で使用されるパターンを選
択し場合には、排気ガスの還流による影響が大きく、エ
ンジンの運転状態が悪化するという問題があった。

そこで、例えばこのような変速パターンが選択された場
合に、排気ガス還流量を減少させるようにすれば運転性
能の改善が図れるが、単に還流量を制限するとＮＯｘの
排出量が増化するという問題がある。

この発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであ
って、その目的とするところは、排気ガス中のＮＯｘ量
を可及的に抑制しつつ、しかも排気ガス還流による車両
の走行性の悪化を防止できる自動変速機付エンジンの排
気ガス還流制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は自動変速機付エ
ンジンの排気ガス還流制御装置において、排気ガスの一
部を吸気系に還流する排気ガス還流装置ａと、車速に応
じて予め設定された複数の変速パターンを任意に設定す
る変速パターン設定手段すと、この変速パターン設定手
段すにより設定された変速パターンに応じて自動変速機
Ｃの変速段をシフトアップあるいはシフトダウンさせる
変速機制御手段ｄとを有している。

また、上記変速パターン設定手段すにより設定された変
速パターンを判定する変速パターン判定手段ｅと、車両
走行時における変速段を判定する変速段判定手段ｆとを
有している。

そして、上記変速パターン判定手段ｅで最も低い車速域
でシフトアップする変速パターンが判定され、且つ、上
記変速段判定手段ｆで低速の変速段が判定された時に、
上記排気ガス還流手段ａによる排気ガス還流量を制限す
る排気ガス還流補正手段ｇを有している。

（作　用） 上記構成の自動変速機付エンジンの排気ガス還流制御装
置によれば、車両が最も低い車速域でシフトアップする
変速パターンで走行され、なおかつこの車速域で低速の
変速段で走行する際にのみ排気ガスの還流量が補正され
るので、排気ガスの還流によって最も走行性が悪化する
領域での走行性能を効果的に改善できるともに、これ以
外の領域では排気ガスの還流によってＮＯｘの発生量を
減少させることができる。

（実　施　例） 以下、この発明の好適な実施例について添附図面を参照
にして詳細に説明する。

第２図から第６図はこの発明に係る自動変速機付エンジ
ンの排気ガス還流制御装置の一実施例を示している。

第２図は制御装置の全体記聞を示しており、制御Ｉ装置
は排気ガスの一部を吸気系に還流する排気ガス還流装置
２０と、任意に設定される複数の変速パターンによって
駆動制御される自動変速８１５０とを有している。

まず、自動変速機５０の制御システムについて説明する
と、このシステムには、エンジン１０の吸気通路１１に
設けられたスロットルバルブ１２の開度を検出するスロ
ットル開度センサ５１からのスロットル開度信号Ａと、
自動変速機５０におけるトルクコンバータの入力軸（タ
ービンシャフト）の回転速度を検出するタービン回転セ
ンサ５２からのタービン回転信号Ｂとが入力される変速
制御回路５３およびロックアツプ制御回路５４が備えら
れている。また、このシステムには変速パターン設定装
置５５が漏えられ、この装置５５からの変速パターン信
号Ｃが上記変速制御回路５３およびロックアツプ制御回
路５４に入力されるようになっている。

ここで、この自動変速機５０には、上記変速パターン設
定装置５５によって選択される第３図（Ｉ）、（ＩＩ）
に示すような少なくとも２つの変速パターンが設定され
ている。

すなわち、第３図（Ｉ）に示す変速パターンは、比較的
高い車速域でシフトアップするパワー走行用のパターン
（パワーパターン）であり、また同図（ＩＩ）に示す変
速パターンは、最も低い車速域でシフトアップする経済
的な走行用のパターン（エコノミーパターン）であって
、これら両パターンを比較すれば明らかなように、同一
スロットル開度に対してエコノミーパターンの方がパワ
ーパターンより低車速で１→２速、２→３速、３→４速
のシフトアップが行なわれ、またこれにともなって３速
、４速でのロックアツプ領域がエコノミーパターンの方
がパワーパターンより低車速側に設定されている。従っ
て、エコノミーパターンを選択したときには、パワーパ
ターンを選択した時よりエンジンの使用回転領域が低回
転側に移行されることになる。

そして、上記信号Ａ、Ｂ、Ｃが入力される変速制御回路
５３からは自動変速機５ｏに備えられた油圧制御回路５
６にお、ける第１〜第３ソレノイド５７１〜５７３に変
速制御信号りが出力され、またロックアツプ制御回路５
４からは油圧制御回路５６の第４ソレノイド５７４にロ
ックアツプ制御信号Ｅが出力される。

これにより、信号Ａ、Ｂが示すスロットル開度とタービ
ン回転速度（この速度は車速に換算される）に応じて、
また変速パターン設定装［５５によって選択設定された
第３図（Ｉ）、（ＩＩ）に示すような変速パターンに対
応して自動的に変速段が切換、設定され、またトルクコ
ンバータのロックアツプクラッチがＯＮ、ＯＦＦされる
ようになっている。

一方、エンジン１０に備えられた排気ガス３！ｉ！流装
置２０は、排気通路（図示せず）から導かれて上記吸気
通路１１におけるスロットルバルブ１２の下流に接続さ
れた排気ガス還流通路（以下、ＥＧＲ通路という）２１
と、この通路２１上に設けられた排気ガス還流制御弁（
以下、ＥＧＲ弁という）２２と、このＥＧＲ弁２２に制
御負圧を供給するモジュレータ弁２３とを有する。そし
て、上記吸気通路１１におけるスロットルバルブ１２の
直上流に一端が開口されてスロットルバルブ１２の開度
に応じて吸気負圧が導入される第１．第２負圧導入通路
２４．２５が、前者は直接、後者は３方切換弁２６を介
して上記モジュレータ弁２３にそれぞれ接続されている
とともに、モジュレータ弁２３と上記ＥＧＲ弁２２との
間には制御負圧供給通路２７が設けられており、また上
記ＥＧＲ通路２１におけるＥＧＲ弁２２の直上流部から
モジュレータ弁２３に排圧導入通路２８が接続されてい
る。

さらに、上記３方弁切換弁２６には、自動変速機５０の
制御システムにおける変速パターン設定装置５５でエコ
ノミーパターンが選択設定された時に、設定装置５５か
らエコノミーパターン信号Ｆが送出される。この信号Ｆ
が伝達される経路には、変速制御回路５３によって制御
される自動変速機５０の変速段が低速（１，２速ギヤ）
である場合にのみ作動されるスイッチ４０が介装しであ
る。

上記３方切換弁２６は、エコノミーパターン信号Ｆを入
力すると、第２負圧導入通路２５のモジュレータ弁２３
を大気に解放する。

ここで、第４図により上記ＥＧＲ弁２２の構成を説明す
ると、ＥＧＲ弁２２は、ＥＧＲ通路２１おける上流側（
排気通路側）と下流側（吸気通路側）との間を開通遮断
する弁体３１と、弁体３１が結合されたダイヤフラム３
２と、ダイヤフラム３２を上記弁体３１の閉方向に押圧
するスプリング３３とを有する。

そして、ダイヤフラム３２の上方の負圧室３４に上記モ
ジュレータ弁２３から制御負圧供給通路２７を通って負
圧が導入された時に、その大きさに応じてダイヤフラム
３２が上記スプリング３３抗して矢印ａ方向に変位され
ることにより、弁体３１の開度が調節され、ＥＧＲ通路
２１を介して吸気通路１１に還流される排気ガスｍが制
御される。

また、第５図によりモジュレータ弁２３の構成を説明す
ると、この弁２３にはダイヤフラム４１によって仕切ら
れた負圧室４２と排圧室４３とが設けられ、上記第２負
圧導入通路２５が負圧室４２に、排圧導入通路２８が排
圧室４３にそれぞれ接続されているとともに、負圧室４
２には上記ダイヤフラム４１を排圧室４３側に押圧する
スプリング４４が備えられている。

ざらに、上記第１負圧導入通路２４と制御負圧供給通路
２７とがモジュレータ弁２３内において連通されている
とともに、両通路２４．２７の連通部から分岐された分
岐通路４５の先端開口部が上記負圧空４２内においてダ
イヤフラム４１の中央部に対向されている。

そして、このモジュレータ弁２３は次のように作動する
。まず、モジュレータ弁２３に第１負圧導入通路２４の
みから負圧が導入された時（第１図に示すスロットルバ
ルブ１２の開度が小さい時）は、この負圧が分岐通路４
５を介してダイヤフラム４１に作用し、且つ排圧導入通
路２８から排圧が作用することにより、ダイヤフラム４
１がスプリング４４に抗して矢印す方向に変位して上記
分岐通路４５の選択開口部を閉鎖する。このため、第１
負圧導入通路２４内の負圧が制御負圧供給通路２７を通
ってＥＧＲ弁２２に供給され、これに伴ってＥＧＲ弁２
２の弁体３１がＥＧＲ通路２１を開通させて、ＥＧＲ通
路２１からエンジン１゜の吸気通路１１に排気ガスを還
流させる。

また、ＥＧＲ弁２２の弁体３１がＥＧＲ通路２１を開通
させると、ＥＧＲ通路２１から排圧導入通路２８を通っ
てモジュレータ弁２３の排圧室４３に導入される排圧が
低下することより、モジュレータ弁２３においてはダイ
ヤフラム４１が反す方向に変位して分岐通路４５の先端
開口部から負圧が逃がされる。そのため、ＥＧＲ弁２２
に供給される負圧が低下し、ＥＧＲ弁２２の弁体３１が
ＥＧＲ通路２１を遮断する。

このようにして、ＥＧＲ弁２２が開閉を繰返し、その間
開周期に応じた槌の排気ガスがＥＧＲ通路２１から吸気
通路１１に還流されることになる。

また、モジュレータ弁２３に第１．第２負圧導入通路２
４．２５の両者から負圧が導入される時（スロットルバ
ルブ１２の開度が大きいｒｉ）は、第２負圧導入通路２
５から負圧室４２に導入される負圧によってダイヤフラ
ム４１が分岐通路４５の先端開口部を完全に閉鎖し、そ
のため第１負圧導入通路２４内の負圧が常に制御負圧供
給通路２７を経てＥＧＲ弁２２に供給されることになる
。

これにより、ＥＧＲ弁２２が開いた状態に保持され、こ
れに伴うてＥＧＲ通路２１から吸気通路１１への排気ガ
ス還流量が増大されることになる。

つまり、スロットルバルブ１２の開度の増大に伴って第
２負圧導入通路２５からも負圧がモジュレータ弁２３に
導入されるようになると、排気ガスの還流量が多くなる
ので増量補正が加えられる。

次に、上記自動変速ｌｌｌ５０の変速パターンと排気ガ
スの還流的との関係について、第６図に示す制御回路５
３．５４の作動を示すフローチャートを参照しながら説
明する。

まず、制御回路５３．５４は、運転開始時にステップＳ
Ｉでイニシャライズを行なった後、ステップＳ２で変速
パターン設定装置５５からの変速パターン信号Ｃに基づ
いて選択された変速パターンを読み込むとともに、ステ
ップＳ３でそのパターンがパワーパターンかエコノミー
パターンかの判別を行なう。そして、選択されたパター
ンがパワーパターンの時は、ステップＳ４で第３図（１
）に示す如きパワーパターンのマツプを呼び出し、次い
でステップＳｓ　、８６　、　Ｓｙでこのパターンに従
ったシフトアップ制御、シフトダウン制御およびロック
アツプ制御を行なう。

つまり、スロットル開度センサ５１およびタービン回転
センサ５２からの信号Ａ、Ｂに基づいて、その時のスロ
ットル開度と車速とを検出するとともに、これらの値と
上記ステップＳ４で呼び出したパワーパターンのマツプ
とを対比させながら設定すべき変速段とロックアツプク
ラッチのＯＮ。

ＯＦＦとを判定し、その判定した状態となるように油圧
ルｌ制御回路５６の第１〜第４ソレノイド５７、〜５７
４に制御信号り、Ｅを出力する。

これにより、自動変速機５０はパワーパターンに従って
変速制御とロックアツプ制御とが行なわれ、主としてエ
ンジン１０の高回転域を使用するパワフルな走行が行な
われることになる。

一方、上記変速パターン設定装置５５によってエコノミ
ーパターンが選択された時は、エコノミーパターン信号
Ｆが送出されるとともに、上記ステップＳ３からステッ
プＳ８が実行されて、第２図（ＩＩ＞に示す如きエコノ
ミーパターンのマツブプが呼び出される。

次いで、ステップＳ９で自動変速１１１５０が現在どの
変速段で駆動されているかが変速制御回路５３を介して
読み込まれ、これが低速の変速段（１゜２速ギヤ）でな
いとステップＳ　＋＋で判断されると、上記の場合と同
様にステップＳｓ　、Ｓｓ　、Ｓ７によってエコノミー
パターンに従ったシフト制御とロックアツプ制御が行な
われる。

なお、この場合エコノミーパターン信号Ｆは、３方切換
弁２６に向けて送出されているが、スイッチ４０が作動
していないので切換弁２６は第２負圧導入通路２５を大
気に解放せず、その結果スロットルバルブ１２の開度が
大きくなると、排気ガス還流量の増量補正が加えられる
。

これは、パワーパターンよりも低速域でシフト制御を行
なうエコノミーパターンであっても、第３図（ＩＦ）か
らも明らかなように、車両はかなり高速・高負荷で運転
されるので、排気ガス中のＮＯｘも増大するため排気ガ
ス還流的を増加してその発生を防止するためである。

一方、ステップＳ　＋ｔで変速機が１，２速ギヤで運転
されていると判断されると、ステップＳｏで変速制御回
路５３によってスイッチ４０が作動され、これにより３
方切換弁２６にエコノミーパターン信号Ｆが入力され、
第２負圧導入通路２５を大気に解放した後、ステップＳ
ｓ　、Ｓｓ　、Ｓ７が実行され、設定されたエコノミー
パターンに従ってシフト制御とロックアツプ制御が行な
われる。

ステップＳｏからの制御では、第２負圧導入通路２５を
大気に解放して行なわれるため、スロットルバルブ１２
の開度が大きい場合においても、第５図に示すモジュレ
ータ弁２３の負圧室４２には負圧が導入されなくなって
、モジュレータ弁２３はダイヤフラム４１によって分岐
通路４５の先端開口部の開閉が繰返される状態となり、
これに伴ってＥＧＲ弁２２においても弁体３１がＥＧＲ
通路２１の開閉を繰返す状態となる。その結果、吸気通
路１１への排気ガスの還流ｍがスロットルバルブ１２の
開度が大きくても、開度が小さい時と同じように減少さ
れた量に補正されることになる。

このようにして、エコノミーパターンを選択し、且つ、
変速段が低速で車両が走行されているとぎにのみ、排気
ガスの還流量が減少されるので、還流量がエンジンの状
態に対して相対的に多過ぎることによる運転性能の悪化
が防止される。この場合、エンジンの低回転域において
は、燃焼温度が低いためＮＯｘの発生量が元々少なく、
従ってこの領域で排気ガスの還流量を減少させ或いは還
流を停止させてもＮＯＸ排出量が増大するといった弊害
を生じることはない。

なお、以上の実施例においては、エコノミーパターンを
選択し且つ低速の変速段の場合に排気ガス還流量を減少
させるようにしたが、例えば３方切換弁２６をモジュレ
ータ弁２３とＥＧＲ弁２２との間の制御負圧供給通路２
７上に設けるなどにより、ＥＧＲ弁２２を完全に閉じて
排気ガスの還流を停止させるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上、実施例で詳細に説明したように、この発明に係る
自動変速機付エンジンの排気ガス還流制御装置によれば
、排気ガスを還流することによる走行性の悪化を防止し
つつ、しかもＮＯＸの発生を可及的に抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の構成を示すブロック図、第２図は
制御システム図、第３図（Ｉ＞、（ＩＩ）はそれぞれパ
ワーパターンとエコノミーパターンの例を示す変速パタ
ーン図、第４図は第２図におけるＥＧＲ弁の拡大断面図
、第５図は同じくモジュレータ弁の拡大断面図、第６図
は制御の１例を示すフローチャート図である。 １０・・・・・・エンジン ２０・・・・・・排気ガス還流装置 ２６・・・・・・３方切換弁 ５０・・・・・・自動変速機 特許出願人　　　　　　　　　マツダ　株式会社代　理
　人　　　　　　　　　弁理士　−色健輔同　　　　　
　　　　　　弁理士　松本雅利第１図 第３図 （Ｉ）　　　　へ〇ワー ｔｎノ　　　エコノミー 率　　±　（Ｋｍ／ｈ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気ガスの一部を吸気系に還流する排気ガス還流装置と
   、車速に応じて予め設定された複数の変速パターンを任
   意に設定する変速パターン設定手段と、この手段により
   設定された変速パターンに応じて自動変速機の変速段を
   シフトアップあるいはシフトダウンさせる変速機制御手
   段と、上記変速パターン設定手段により設定された変速
   パターンを判定する変速パターン判定手段と、車両走行
   時における変速段を判定する変速段判定手段と、上記変
   速パターン判定手段で最も低い車速域でシフトアップす
   る変速パターンが判定され、且つ上記変速段判定手段で
   低速の変速段が判定された時に上記排気ガス還流手段に
   よる排気ガス還流量を制限する排気ガス還流補正手段と
   を有することを特徴とする自動変速機付エンジンの排気
   ガス還流制御装置。