JP4461950B2 - Vehicle with automatic transmission - Google Patents

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Description

本発明は、自動変速機を備えた車両に関し、特に、そのような車両における経済運転を支援する技術に関する。  The present invention relates to a vehicle equipped with an automatic transmission, and more particularly to a technique for supporting economic driving in such a vehicle.

トルクコンバータを有する自動変速機を備えた車両においては、トルクコンバータにおいて滑りが生じ、エンジンの出力の一部がトルクコンバータ内で熱となって消費されるため、一般に、マニュアル変速機を備えた車両に比べて燃費が悪くなる。特に、アクセルペダルを踏み込みすぎて過剰な駆動力を発生させているときは、トルクコンバータにおける滑り、損失が大きくなり、燃費はさらに悪化する。  In vehicles equipped with an automatic transmission having a torque converter, slippage occurs in the torque converter, and a part of the engine output is consumed as heat in the torque converter. Compared with the fuel efficiency will be worse. In particular, when the accelerator pedal is depressed too much and excessive driving force is generated, slipping and loss in the torque converter are increased, and fuel consumption is further deteriorated.

このような問題を解決するために、トルクコンバータにロックアップクラッチを備えたものがある。ロックアップクラッチを締結すれば、トルクコンバータの入力側と出力側が直結されてトルクコンバータにおける滑りがなくなるので、ロックアップ状態では自動変速機搭載車両であってもマニュアル変速機搭載車両と同等の燃費を実現することが可能である。  In order to solve such a problem, some torque converters include a lock-up clutch. When the lock-up clutch is engaged, the torque converter input and output sides are directly connected and slippage in the torque converter is eliminated. Therefore, even if the vehicle is equipped with an automatic transmission in the lock-up state, it has the same fuel efficiency as a vehicle equipped with a manual transmission. It is possible to realize.

しかしながら、従来、ロックアップクラッチは、車速がある程度上昇し、トルクコンバータの入力回転速度と出力回転速度が略等しくなったところで締結されるものであり、締結されるまでの非ロックアップ状態では依然としてトルクコンバータに滑りがあるため、燃費の向上に関してはなお改良の余地があった。  However, conventionally, the lock-up clutch is engaged when the vehicle speed is increased to some extent and the input rotational speed and the output rotational speed of the torque converter are substantially equal. Due to the slippage of the converter, there was still room for improvement in terms of fuel efficiency.

また、非ロックアップ状態におけるトルクコンバータの滑り状態は運転状態によってまちまちであり、滑り状態によってトルクコンバータの効率は大きく変化する。したがって、同じ非ロックアップ状態で走行するにしても、トルクコンバータをより効率のよい状態で走行するようにすれば、さらなる燃費の向上が期待できる。  In addition, the slip state of the torque converter in the non-lock-up state varies depending on the operating state, and the efficiency of the torque converter varies greatly depending on the slip state. Therefore, even when traveling in the same non-lock-up state, further improvement in fuel efficiency can be expected if the torque converter is driven in a more efficient state.

本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたもので、自動変速機搭載車両において、トルクコンバータにおける損失を抑えて燃費を向上させることである。  The present invention has been made in view of such technical problems, and is to improve fuel efficiency by suppressing loss in a torque converter in a vehicle equipped with an automatic transmission.

車両の運転状態に基づき、非ロックアップ状態におけるトルクコンバータにおける損失に応じて変化するパラメータとして車両の過剰駆動力を演算し、演算された過剰駆動力に基づき非ロックアップ状態におけるトルクコンバータにおける損失を判定し、この判定結果に応じて、非ロックアップ状態におけるトルクコンバータにおける損失を低減する所定の車両制御(エンジン出力減少、変速制御、ロックアップクラッチの締結)を行うようにする。 Based on the operating condition of the vehicle, calculates the excess driving force of the vehicle as a parameter that varies depending on the loss in the torque converter in the non-lockup state, the loss in the torque converter in the non-lockup state based on the excess drive force calculated In accordance with the determination result, predetermined vehicle control (engine output reduction, shift control, lock-up clutch engagement) for reducing loss in the torque converter in the non-lock-up state is performed.

トルクコンバータの運転状態を監視し、非ロックアップ状態におけるトルクコンバータの損失が大きい場合には、非ロックアップ状態におけるトルクコンバータにおける損失を低減する所定の車両制御(エンジン出力減少、変速制御、ロックアップクラッチの締結)が自動的に行われるので、非ロックアップ状態におけるトルクコンバータにおける損失を抑え、燃費を向上させることができる。 Monitor the operating state of the torque converter, and if the loss of the torque converter in the non-lock-up state is large, the predetermined vehicle control (engine output reduction, shift control, lock-up) to reduce the loss in the torque converter in the non-lock-up state (Engagement of the clutch) is automatically performed, so that loss in the torque converter in the non-lock-up state can be suppressed and fuel consumption can be improved.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る自動変速機搭載車両の概略構成図であり、図2はその変速機部分を拡大したものである。  FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with an automatic transmission according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of the transmission portion.

エンジン1は噴射パルス幅を変更することで燃料噴射量を調節することができるコモンレール式のディーゼルエンジンであり、エンジン1の出力は、自動変速機2、プロペラシャフト3、終減速装置4、ドライブシャフト5を介して、駆動輪6に伝達される。自動変速機2は、ロックアップクラッチ21と、トルクコンバータ22と、遊星歯車機構、ブレーキ、クラッチ、油圧回路などからなる変速機構23とで構成される。24は変速制御用のアクチュエータである。なお、エンジン1はガソリンエンジンに代表される火花点火エンジンでもよい。  The engine 1 is a common rail type diesel engine capable of adjusting the fuel injection amount by changing the injection pulse width, and the output of the engine 1 includes an automatic transmission 2, a propeller shaft 3, a final reduction gear 4, and a drive shaft. 5 is transmitted to the drive wheel 6. The automatic transmission 2 includes a lockup clutch 21, a torque converter 22, and a speed change mechanism 23 including a planetary gear mechanism, a brake, a clutch, a hydraulic circuit, and the like. Reference numeral 24 denotes an actuator for shift control. The engine 1 may be a spark ignition engine represented by a gasoline engine.

エンジン1のクランクシャフト10の後端は、自動変速機2のエンジン側に配置されたドライブプレート25に結合される。ドライブプレート25はトルクコンバータ22のポンプインペラ26に結合されおり、クランクシャフト10、ドライブプレート25、ポンプインペラ26は、一体となって同じ回転速度で回転する。ドライブプレート25の外周にはリングギヤ30が設けられており、リングギヤ30には図示しないスタータモータのピニオンギヤが噛み合っている。  The rear end of the crankshaft 10 of the engine 1 is coupled to a drive plate 25 disposed on the engine side of the automatic transmission 2. The drive plate 25 is coupled to the pump impeller 26 of the torque converter 22, and the crankshaft 10, the drive plate 25, and the pump impeller 26 are integrally rotated at the same rotational speed. A ring gear 30 is provided on the outer periphery of the drive plate 25, and a pinion gear of a starter motor (not shown) is engaged with the ring gear 30.

トルクコンバータ22は、ポンプインペラ26と、ポンプインペラ26と対向配置されるタービンランナ27と、両者の間に配置されるステータ28とで構成される。エンジンによってポンプインペラ26が回転され、ポンプインペラ26から外側に向けてトルコンオイルが押し出されると、これを受けてタービンランナ27が回転する。このとき、ポンプインペラ26の回転速度に比べてタービンランナ27の回転速度が低いと、タービンランナ27から流出するオイルに回転を助長する力が残っているため、ステータ28で流れの向きを変えて再びポンプインペラ26に戻り、トルコンオイルに回転方向の力を付勢してトルクの増大を図るようになっている。  The torque converter 22 includes a pump impeller 26, a turbine runner 27 disposed to face the pump impeller 26, and a stator 28 disposed therebetween. When the pump impeller 26 is rotated by the engine and torque converter oil is pushed outward from the pump impeller 26, the turbine runner 27 is rotated in response to this. At this time, if the rotational speed of the turbine runner 27 is lower than the rotational speed of the pump impeller 26, the oil flowing out from the turbine runner 27 still has a force to promote the rotation. Returning to the pump impeller 26 again, torque in the rotational direction is applied to the torque converter oil to increase the torque.

タービンランナ27の回転速度がポンプインペラ26の回転速度に近づいてくると、ステータ28の羽の背面にトルコンオイルが当たるようになるので、ワンウェイクラッチ29が外れてステータ28が空転しはじめる(クラッチポイント)。この状態及びそれ以降では、もはやトルクの増大作用はなく、ポンプインペラ26とタービンランナ27で構成される流体継手として機能する。  When the rotational speed of the turbine runner 27 approaches the rotational speed of the pump impeller 26, the torque converter oil comes into contact with the back of the wings of the stator 28, so that the one-way clutch 29 is disengaged and the stator 28 begins to idle (clutch point). ). In this state and thereafter, there is no longer any torque increasing action, and the fluid coupling is constituted by the pump impeller 26 and the turbine runner 27.

図3はトルクコンバータ22の特性図であり、トルクコンバータ22のトルク比t(=出力トルクTout/入力トルクTin)と伝達効率ηは、トルクコンバータ22の速度比e(=出力回転速度Nout/入力回転速度Nout)によって変化する。伝達効率ηは、Tout・NoutをTin・Ninで割った値であり、Tout=t・Tin、Nout=e・Ninであるので、伝達効率ηは速度比eとトルク比tの積に等しくなる(η=e・t)。  FIG. 3 is a characteristic diagram of the torque converter 22. The torque ratio t (= output torque Tout / input torque Tin) and the transmission efficiency η of the torque converter 22 are the speed ratio e (= output rotation speed Nout / input) of the torque converter 22. It varies depending on the rotation speed Nout). The transmission efficiency η is a value obtained by dividing Tout · Nout by Tin · Nin. Since Tout = t · Tin and Nout = e · Nin, the transmission efficiency η is equal to the product of the speed ratio e and the torque ratio t. (Η = e · t).

トルク比tは速度比eがゼロとなるストール状態で最大となり、速度比eがゼロから大きくなるにつれてトルク比tは減少し1に近づく。トルク比tが1以上となる速度比eの範囲をコンバータレンジという。そして、速度比eが約0.8になると、ステータ28が空転するクラッチポイントとなってトルク増大作用はなくなり、以後、トルク比tは略1を維持する。このトルク比が略1を維持する速度比eの範囲をカップリングレンジという。これに対し、伝達効率ηは速度比eが減少するにつれ増大し、クラッチポイントの手前に落ち込みがあるものの、その後は速度比が1に近づくにつれて伝達効率ηも1に近づく。  The torque ratio t becomes maximum in a stall state where the speed ratio e becomes zero, and the torque ratio t decreases and approaches 1 as the speed ratio e increases from zero. The range of the speed ratio e where the torque ratio t is 1 or more is called the converter range. When the speed ratio e becomes about 0.8, the stator 28 idles and becomes a clutch point, and the torque increasing action is lost. Thereafter, the torque ratio t is maintained at about 1. The range of the speed ratio e in which the torque ratio is maintained at about 1 is called a coupling range. On the other hand, the transmission efficiency η increases as the speed ratio e decreases, and although there is a drop before the clutch point, the transmission efficiency η approaches 1 as the speed ratio approaches 1.

図2に戻り、さらに説明を続けると、ロックアップクラッチ21は、ロックアップ作動バルブ31を開いてロックアップピストン32のエンジン側油圧をドレーンし、クラッチフェーシング33をドライブプレート25に対して押し付けることで締結される。ロックアップクラッチ21を締結すると、ドライブプレート25とトルクコンバータ22の出力軸34が直結状態となる。  Returning to FIG. 2 and continuing the description, the lockup clutch 21 opens the lockup operation valve 31 to drain the engine side hydraulic pressure of the lockup piston 32 and presses the clutch facing 33 against the drive plate 25. It is concluded. When the lockup clutch 21 is engaged, the drive plate 25 and the output shaft 34 of the torque converter 22 are directly connected.

エンジン1、自動変速機2の制御用に設けられているコントローラ40は、1または2以上のマイクロプロセッサ、メモリ、入出力インターフェース等で構成され、コントローラ40には、駆動輪6の回転速度Ndを検出する駆動輪速センサ41、アクセルペダル42の操作量を検出するアクセル操作量センサ43、ロックアップクラッチ21を作動させるためのロックアップスイッチ44、エンジン1の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ45、自車位置における登坂角度を検出する傾斜センサ46からの各種信号が入力される。  The controller 40 provided for controlling the engine 1 and the automatic transmission 2 is composed of one or more microprocessors, a memory, an input / output interface, and the like. A driving wheel speed sensor 41 to detect, an accelerator operation amount sensor 43 to detect the operation amount of the accelerator pedal 42, a lockup switch 44 to operate the lockup clutch 21, and an engine rotation speed sensor 45 to detect the rotation speed of the engine 1. Various signals from the inclination sensor 46 for detecting the climbing angle at the vehicle position are input.

コントローラ40は、入力された信号に基づき、燃料噴射弁49から噴射される燃料の噴射量、噴射時期、自動変速機2の変速段を制御するほか、エンジン1が燃費の良い運転領域で運転するように、また、後述するように、トルクコンバータ22における損失が抑えられるように、エンジン1の運転点、トルクコンバータ22の運転状態を監視し、運転者に対して適切な運転操作を指示する、あるいは、エンジン1の出力制御、自動変速機2の変速制御、ロックアップクラッチ21の締結等、所定の車両制御を実行する。具体的には、エンジン1の運転点が、全性能マップ上の燃費率が最小となる領域に近づくように、また、トルクコンバータ22の滑りを抑えてその損失が小さくなるように、これらの運転操作指示あるいは車両制御を行う。  Based on the input signal, the controller 40 controls the injection amount of fuel injected from the fuel injection valve 49, the injection timing, and the gear position of the automatic transmission 2, and the engine 1 operates in an operating region with good fuel efficiency. In addition, as will be described later, the operating point of the engine 1 and the operating state of the torque converter 22 are monitored and an appropriate driving operation is instructed to the driver so that the loss in the torque converter 22 is suppressed. Alternatively, predetermined vehicle control such as output control of the engine 1, shift control of the automatic transmission 2, and engagement of the lockup clutch 21 is executed. Specifically, these operations are performed so that the operating point of the engine 1 approaches a region where the fuel consumption rate on the entire performance map is minimized, and the slip of the torque converter 22 is suppressed and the loss is reduced. Provides operation instructions or vehicle control.

運転者に対して適切な運転操作を指示するにあたっては、コントローラ40は、車載ユニット50を介して、車内の見やすい位置に取り付けられた表示部51に適切な運転操作を促すメッセージを表示する。メッセージを表示することに代えて、あるいは、メッセージを表示することに加えて、音声、警告音、ランプにて適切な運転操作を促すようにしてもよい。  When instructing the driver to perform an appropriate driving operation, the controller 40 displays a message for prompting an appropriate driving operation on the display unit 51 attached at an easily viewable position in the vehicle via the in-vehicle unit 50. Instead of displaying a message, or in addition to displaying a message, an appropriate driving operation may be prompted by sound, warning sound, or lamp.

コントローラ40が行う制御内容をフローチャートを参照しながら詳しく説明する。  The details of the control performed by the controller 40 will be described in detail with reference to a flowchart.

図4は、エンジン1の高効率で運転させるための制御であり、コントローラ40において所定時間ごと、例えば10msecごとに繰り返し実行される。  FIG. 4 is control for operating the engine 1 with high efficiency, and is repeatedly executed by the controller 40 every predetermined time, for example, every 10 msec.

これによると、まず、ステップS1で車両にかかる走行抵抗Rを演算する。走行抵抗Rは、次式に従い、転がり抵抗Rr、空気抵抗Rl、登坂抵抗Rs、加速抵抗Raの和として演算することができる。  According to this, first, the running resistance R applied to the vehicle is calculated in step S1. The traveling resistance R can be calculated as the sum of the rolling resistance Rr, the air resistance Rl, the climbing resistance Rs, and the acceleration resistance Ra according to the following equation.

R=Rr+Rl+Rs+Ra
Rr=M・g・μr
Rl=1/2・ρ・Cd・A・v
Rs=M・g・sinθ
Ra=(M+Mr)・α
μrは転がり抵抗係数、ρは空気の密度[kg/m]、Cdは空気抵抗係数、Aは車両の前面投影面積[m]、θは登坂角度[°]、Mは車両の質量[kg]、Mrは車両の回転部分の車両相当質量[kg]、αは車両の加速度[m/sec]である。v[m/sec]は車速である。車速vは、駆動輪速センサ41で検出される駆動輪速Ndから求めることができる。加速度αは微小時間における車速vの変化量から求めることができる。加速度αは、車両に加速度センサを設けて直接検出するようにしてもよい。
R = Rr + Rl + Rs + Ra
Rr = M · g · μr
Rl = 1/2 · ρ · Cd · A · v 2
Rs = M · g · sinθ
Ra = (M + Mr) · α
μr is the rolling resistance coefficient, ρ is the air density [kg / m 3 ], Cd is the air resistance coefficient, A is the front projected area of the vehicle [m 2 ], θ is the uphill angle [°], and M is the mass of the vehicle [ kg], Mr is the vehicle equivalent mass [kg] of the rotating part of the vehicle, and α is the acceleration [m / sec 2 ] of the vehicle. v [m / sec] is the vehicle speed. The vehicle speed v can be obtained from the drive wheel speed Nd detected by the drive wheel speed sensor 41. The acceleration α can be obtained from the amount of change in the vehicle speed v in a very short time. The acceleration α may be detected directly by providing an acceleration sensor in the vehicle.

なお、貨物車のように積載状態によって、空気抵抗係数Cd、前面投影面積Aとの積Cd・A、車両質量Mが変化するときは、これらの値を演算によって求めるようにする。具体的には、まず、水平路を一定車速v1、v2で走行中の駆動力F1、F2を次式
F=Te・t・it・if・ηt/Rd
により求める。tはトルクコンバータ22のトルク比、itは変速機構23の変速比、ifは終減速装置4の終減速比、ηtは変速機構23の伝達効率、Rdは駆動輪6の半径である。エンジントルクTeは、例えば、図5に示すエンジン回転速度と燃料噴射パルス幅に対するエンジントルクの関係を示したマップを予め用意してコントローラ40のメモリに記憶しておき、これを参照することによって求めることができる。
When the air resistance coefficient Cd, the product Cd · A with the front projection area A, and the vehicle mass M change depending on the loading state as in a freight car, these values are obtained by calculation. Specifically, first, the driving forces F1 and F2 running on the horizontal road at the constant vehicle speeds v1 and v2 are expressed by the following equation: F = Te · t · it · if · ηt / Rd
Ask for. t is the torque ratio of the torque converter 22, it is the speed ratio of the speed change mechanism 23, if is the final speed reduction ratio of the final reduction gear 4, ηt is the transmission efficiency of the speed change mechanism 23, and Rd is the radius of the drive wheel 6. The engine torque Te is obtained by, for example, preparing a map showing the relationship between the engine speed and the fuel injection pulse width shown in FIG. 5 in advance and storing it in the memory of the controller 40 and referring to it. be able to.

駆動力F1、F2を求めたら、次に、水平路を一定車速で走行しているときは登坂抵抗Rs、加速抵抗Raが共にゼロになり、走行抵抗が転がり抵抗Rrと空気抵抗Rlの和になり、さらに、これが車両の駆動力に等しくなることに着目し、次のような連立方程式を立てる。  When the driving forces F1 and F2 are obtained, next, when traveling on a horizontal road at a constant vehicle speed, both the climbing resistance Rs and the acceleration resistance Ra become zero, and the traveling resistance becomes the sum of the rolling resistance Rr and the air resistance Rl. Further, paying attention to the fact that this is equal to the driving force of the vehicle, the following simultaneous equations are established.

F1=M・g・μr+1/2・ρ・Cd・A・v1
F2=M・g・μr+1/2・ρ・Cd・A・v2
この連立方程式を解けば、空気抵抗係数Cdと前面投影面積Aの積Cd・A及び車両の質量Mを求めることができ、これらの値を用いることで積載状態を考慮した走行抵抗の演算が可能となる。
F1 = M · g · μr + 1/2 · ρ · Cd · A · v1 2
F2 = M · g · μr + 1/2 · ρ · Cd · A · v2 2
By solving these simultaneous equations, the product Cd · A of the air resistance coefficient Cd and the front projection area A and the mass M of the vehicle can be obtained, and by using these values, the running resistance can be calculated in consideration of the loaded state. It becomes.

次に、ステップS2では、ステップS1で求めた走行抵抗R、車速v、トルクコンバータ22の伝達効率η、変速機構23の伝達効率ηtを用いて、エンジン1の出力Leを次式により求める。  Next, in step S2, the output Le of the engine 1 is obtained by the following equation using the running resistance R, the vehicle speed v, the transmission efficiency η of the torque converter 22 and the transmission efficiency ηt of the transmission mechanism 23 obtained in step S1.

Le=(R×v)/(η・ηt)
ステップS3では、エンジン回転速度NeとステップS2で求めたエンジン出力Leに基づき、エンジン1の運転点が図6に示すエンジン1の全性能マップのどこに位置するのかを検索する。全性能マップは、エンジン回転速度とエンジントルクに対する燃費率(燃料消費率、BSFC)とエンジン出力の関係を規定したものである。
Le = (R × v) / (η · ηt)
In step S3, based on the engine speed Ne and the engine output Le obtained in step S2, it is searched where the operating point of the engine 1 is located in the entire performance map of the engine 1 shown in FIG. The entire performance map defines the relationship between the engine speed and the fuel consumption rate (fuel consumption rate, BSFC) with respect to the engine torque and the engine output.

ステップS4では、ステップS3で検索したエンジン1の運転点と、全性能マップ上に設定された最小燃費率領域との位置を比較し、比較結果に基づき、エンジン1の運転点が最小燃費率領域に近づくように、所定の運転操作を行うよう車載ユニット50、表示部51を介して運転者に指示を出す。最小燃費率領域は、燃費率が所定の低燃費率以下となる領域である。例えば、エンジン1の運転点がX1にあるときは、アクセルペダルを戻してエンジントルクTe、エンジン回転速度Neを下げた方が運転点がX2となって最小燃費率領域に近づき、燃費が向上することから、運転者にアクセルペダルを戻すように指示を出す。  In step S4, the operating point of the engine 1 searched in step S3 is compared with the position of the minimum fuel consumption rate region set on the entire performance map, and based on the comparison result, the operating point of the engine 1 is determined to be the minimum fuel consumption rate region. The driver is instructed via the in-vehicle unit 50 and the display unit 51 to perform a predetermined driving operation so as to approach the vehicle. The minimum fuel consumption rate region is a region where the fuel consumption rate is equal to or lower than a predetermined low fuel consumption rate. For example, when the operating point of the engine 1 is at X1, when the accelerator pedal is returned and the engine torque Te and the engine rotational speed Ne are lowered, the operating point becomes X2 and approaches the minimum fuel consumption rate region, thereby improving the fuel consumption. Therefore, the driver is instructed to return the accelerator pedal.

自動変速機2がマニュアルモード付の自動変速機で運転者がシフト操作を行うことにより燃費の向上が期待できる場合は、運転者にシフト操作を指示するようにしても良い。例えば、エンジンの運転点がY1にあるときは、運転者がシフトアップ操作を行うことによりエンジンの運転点がY2となって最小燃費領域に近づき、燃費を向上させることができる。  When the automatic transmission 2 is an automatic transmission with a manual mode and the driver can expect to improve fuel efficiency by performing a shift operation, the driver may be instructed to perform the shift operation. For example, when the engine operating point is at Y1, when the driver performs an upshifting operation, the engine operating point becomes Y2 and approaches the minimum fuel consumption region, so that the fuel consumption can be improved.

なお、ここではエンジン1の運転点が最小燃費率領域に近づく運転操作を行うように運転者に指示を出し、運転者自ら車両の運転状態を変更するようにしているが、運転者の意思に関係なく、運転点を最小燃費率領域に近づける車両制御を自動的に行うようにしてもよい。例えば、エンジン1の運転点がX1にあるときは燃料噴射弁49から燃料噴射量を自動的に減少させ、運転点がY1にあるときは自動変速機2の変速段を自動的に1段シフトアップさせる。  Here, the driver is instructed to perform a driving operation in which the driving point of the engine 1 approaches the minimum fuel consumption rate region, and the driver himself changes the driving state of the vehicle. Regardless, the vehicle control for bringing the driving point closer to the minimum fuel consumption rate region may be automatically performed. For example, when the operating point of the engine 1 is at X1, the fuel injection amount is automatically decreased from the fuel injection valve 49, and when the operating point is at Y1, the shift stage of the automatic transmission 2 is automatically shifted by one stage. Let me up.

また、エンジン1が、図7に示すように、吸気通路11に吸入空気量を調節するスロットルバルブ60を有するガソリンエンジンやガスエンジンである場合は、エンジン1の出力を調整するには、スロットルバルブの開度を調整し、吸入空気量を調整すればよい。  Further, when the engine 1 is a gasoline engine or a gas engine having a throttle valve 60 for adjusting the intake air amount in the intake passage 11 as shown in FIG. The amount of intake air may be adjusted by adjusting the opening degree.

次に、図8を参照しながらトルクコンバータ22における損失を低減するための制御について説明する。このフローも、図4に示したフローと同じく、コントローラ40において所定時間ごと、例えば10msecごとに繰り返し実行される。  Next, control for reducing the loss in the torque converter 22 will be described with reference to FIG. Similarly to the flow shown in FIG. 4, this flow is also repeatedly executed by the controller 40 every predetermined time, for example, every 10 msec.

これによると、まず、ステップS11で、トルクコンバータ22のトルク比eを、駆動輪速Nd、エンジン回転速度Neに基づき次式により演算する。itは変速機構23の変速比、ifは終減速装置4の終減速比である。  According to this, first, in step S11, the torque ratio e of the torque converter 22 is calculated by the following equation based on the driving wheel speed Nd and the engine rotational speed Ne. It is the speed ratio of the speed change mechanism 23, and if is the final speed reduction ratio of the final speed reduction device 4.

e=Nd・it・if/Ne
速度比eはトルクコンバータ22の出力軸34の回転速度Noutを直接センサにより検出し、これとエンジン回転速度Neの比をとることで求めるようにしてもよい。
e = Nd · it · if / Ne
The speed ratio e may be obtained by directly detecting the rotational speed Nout of the output shaft 34 of the torque converter 22 with a sensor and taking the ratio of this to the engine rotational speed Ne.

ステップS12では、トルクコンバータ22の速度比eを下限速度比ethと比較する。下限速度比ethはクラッチポイントとなる速度比(=約0.8)よりも小さな値、例えば、0.7に設定される。速度比eが下限速度比ethよりも小さければトルクコンバータ22における損失が大きいと判断してステップS13に進み、そうでない場合は処理を終了する。  In step S12, the speed ratio e of the torque converter 22 is compared with the lower limit speed ratio eth. The lower limit speed ratio eth is set to a value smaller than the speed ratio (= about 0.8) serving as a clutch point, for example, 0.7. If the speed ratio e is smaller than the lower limit speed ratio eth, it is determined that the loss in the torque converter 22 is large, and the process proceeds to step S13. If not, the process ends.

なお、下限速度比ethは、調節用ボリュームを設ける等して、運転者が自由に設定できるようにしてもよい。また、ここでは、速度比eが下限速度比ethよりも小さければただちにステップS14に進んでいるが、下限速度比ethよりも小さい状態が所定時間(例えば、5秒間)継続したときにステップS13に進むようにしてもよい。  The lower limit speed ratio eth may be freely set by the driver by providing an adjustment volume. Here, if the speed ratio e is smaller than the lower limit speed ratio eth, the process immediately proceeds to step S14. However, when the state smaller than the lower limit speed ratio eth continues for a predetermined time (for example, 5 seconds), the process proceeds to step S13. You may make it go.

ステップS13では、傾斜センサ46で検出される登坂角度θに基づき、車両が登坂路を走行しているか判断する。登坂路を走行中は速度比eを下げてトルク比tを上昇させ、駆動力を増大させる必要があり、トルクコンバータ22の速度比を1に近づけるための指示を出すことが適切でないからである。したがって、登坂路を走行していない場合にステップS14に進み、登坂路を走行していればそのまま処理を終了する。  In step S13, it is determined whether the vehicle is traveling on an uphill road based on the uphill angle θ detected by the inclination sensor 46. This is because while traveling on an uphill road, it is necessary to decrease the speed ratio e to increase the torque ratio t and increase the driving force, and it is not appropriate to give an instruction to bring the speed ratio of the torque converter 22 close to 1. . Therefore, if the vehicle is not traveling on an uphill road, the process proceeds to step S14. If the vehicle is traveling on an uphill road, the process is terminated as it is.

ステップS14では、ロックアップクラッチ21を締結した場合にエンジン回転速度Neが所定の低回転速度Neth(例えば、1200rpm、あるいは最高回転速度の1/5)を超えるかどうか判断する。これは、ロックアップクラッチ21を締結することによりエンジン回転速度Neが所定の低回転速度Nethよりも低くなるにもかかわらず、運転者が後のステップS15で出される指示に従いロックアップクラッチ21を締結すると、エンジン1の回転が下がりすぎて回転が不安定になり、運転性を低下させるからである。また、そのようなエンジン1が低速で回転しているときにアクセルペダル42を戻すとやはりエンジン1の回転が不安定になって運転性を低下させるからである。判断の結果、ロックアップクラッチ21を締結してもエンジン回転速度Neが所定の低回転速度Nethを超えるようであればステップS15に進み、そうでない場合はそのまま処理を終了する。  In step S14, it is determined whether or not the engine speed Ne exceeds a predetermined low speed Neth (for example, 1200 rpm or 1/5 of the maximum speed) when the lockup clutch 21 is engaged. This is because the driver engages the lock-up clutch 21 in accordance with an instruction issued in the subsequent step S15, even though the engine speed Ne becomes lower than the predetermined low speed Neth by engaging the lock-up clutch 21. This is because the rotation of the engine 1 is too low and the rotation becomes unstable, and the drivability is lowered. Moreover, if the accelerator pedal 42 is returned when such an engine 1 is rotating at a low speed, the rotation of the engine 1 becomes unstable and the drivability is lowered. As a result of the determination, if the engine rotational speed Ne exceeds the predetermined low rotational speed Neth even when the lock-up clutch 21 is engaged, the process proceeds to step S15. Otherwise, the process is terminated.

ステップS15では、アクセルペダル42を戻すように、あるいは、ロックアップスイッチ44を作動させるように車載ユニット50、表示部51を介して運転者に指示を出す。これは、トルクコンバータ22の速度比eが下限速度比ethよりも小さいときは、トルクコンバータ22における損失が大きく、燃費を向上させるためには、アクセルペダル42を戻して速度比eを1に近づける、あるいは、ロックアップクラッチ21を締結して速度比eを強制的に1にすることで、トルクコンバータ22における損失する必要があるからである。  In step S15, an instruction is issued to the driver via the in-vehicle unit 50 and the display unit 51 so as to return the accelerator pedal 42 or operate the lock-up switch 44. This is because when the speed ratio e of the torque converter 22 is smaller than the lower limit speed ratio eth, the loss in the torque converter 22 is large, and in order to improve fuel efficiency, the accelerator pedal 42 is returned to bring the speed ratio e closer to 1. Alternatively, it is necessary to lose the torque converter 22 by engaging the lockup clutch 21 and forcibly setting the speed ratio e to 1.

運転者が指示に従い、アクセルペダル42を戻す、あるいは、ロックアップスイッチ44を作動させてロックアップクラッチ21を締結すれば、トルクコンバータ22における損失が抑えられ、車両の燃費を向上させることができる。ロックアップクラッチ21を締結した場合は、速度比eが1に達していないためクラッチ締結にショックが生じるが、運転者が自らの意思でロックアップクラッチ21を締結しているので、運転者に違和感を与えることはない。また、ロックアップクラッチ21を締結することにより駆動力が低下するが、アクセル操作により直ちに補うことができるので、運転性に影響を及ぼすものではない。  If the driver returns the accelerator pedal 42 in accordance with the instruction, or the lock-up clutch 21 is engaged by operating the lock-up switch 44, the loss in the torque converter 22 can be suppressed and the fuel consumption of the vehicle can be improved. When the lockup clutch 21 is engaged, the speed ratio e does not reach 1 and a shock is generated in the clutch engagement. However, since the driver has engaged the lockup clutch 21 with his own intention, the driver feels uncomfortable. Never give. Further, although the driving force is reduced by engaging the lock-up clutch 21, it can be compensated immediately by the accelerator operation, and thus does not affect the drivability.

運転者がロックアップスイッチ44を操作してロックアップクラッチ21を締結した場合は、変速のタイミングで一時的に解除するものの、変速後もエンジン回転速度が所定の低回転速度Neth(例えば、1200rpm、あるいは最高回転速度の1/5)よりも低くならない限り、ロックアップ状態を維持し、トルクコンバータ22における損失を抑える。なお、このロックアップ状態は、運転者がアクセルペダル42を離したとき、あるいは、アクセルペダル42を踏み込んでキックダウンを行うときや車両が登坂路に入ったとき等、大きなトルクが要求される状態となったときに解除される。  When the driver operates the lock-up switch 44 and engages the lock-up clutch 21, the engine rotational speed is kept at a predetermined low rotational speed Neth (for example, 1200 rpm, for example) even after the gear shift. Alternatively, the lockup state is maintained and the loss in the torque converter 22 is suppressed unless the speed is lower than 1/5 of the maximum rotation speed. This lock-up state is a state in which a large torque is required, for example, when the driver releases the accelerator pedal 42, or when the driver depresses the accelerator pedal 42 to perform kickdown or when the vehicle enters an uphill road. It is canceled when it becomes.

図9は、本発明に係る自動変速機搭載車両が静止状態から加速したときの駆動力F、速度比e、エンジン回転速度Neが変化する様子を示したものである。駆動力Fを実線で示し、エンジン回転速度Neを一点鎖線で示す。図中丸数字は自動変速機2の変速段を示している。  FIG. 9 shows how the driving force F, the speed ratio e, and the engine rotational speed Ne change when the vehicle equipped with an automatic transmission according to the present invention accelerates from a stationary state. The driving force F is indicated by a solid line, and the engine rotational speed Ne is indicated by a one-dot chain line. The circled numbers in the figure indicate the gear positions of the automatic transmission 2.

図8に示した制御により、速度比eが下限速度比eよりも小さい状態では、アクセルペダルを踏み込みすぎていると判断されて、運転者に対してアクセルペダル42を戻すか、ロックアップクラッチ44を作動させてロックアップクラッチ21を締結するように指示が出される。  According to the control shown in FIG. 8, when the speed ratio e is smaller than the lower limit speed ratio e, it is determined that the accelerator pedal is depressed too much, and the accelerator pedal 42 is returned to the driver or the lock-up clutch 44 is Is operated to engage the lockup clutch 21.

この図は指示に従い運転者がロックアップクラッチ21を締結した場合であり、従来ロックアップが行われていたポイントJより手前のポイントLにおいてロックアップクラッチ21が締結されている。ロックアップクラッチ21を締結することにより車両の運転点はポイントLからポイントMに変化し、速度比eは1までステップ的に増大する。このとき、駆動力Fが減少してショックが生じるが、運転者が意図的にロックアップクラッチ21を締結しているので運転者に違和感を与えることはなく、また、駆動力の減少はアクセルペダルを踏み込むことで補うことが可能であるので運転性に影響を及ぼすものではない。  This figure shows a case where the driver has engaged the lock-up clutch 21 in accordance with the instruction, and the lock-up clutch 21 is engaged at a point L before the point J where the lock-up has been performed conventionally. When the lockup clutch 21 is engaged, the driving point of the vehicle changes from the point L to the point M, and the speed ratio e increases stepwise up to 1. At this time, the driving force F decreases and a shock occurs, but the driver intentionally engages the lock-up clutch 21 so that the driver does not feel strange. Since it can be compensated by stepping on, it does not affect drivability.

締結後も、図中矢印Pで示すシフトアップのタイミングで一時的に解除されることを除いてロックアップクラッチ21は締結状態を維持し、速度比eは1に保たれる。この結果、トルクコンバータ22における損失を低減し、燃費を向上させることができる。  Even after the engagement, the lockup clutch 21 remains engaged and the speed ratio e is maintained at 1 except that it is temporarily released at the timing of the upshift indicated by the arrow P in the figure. As a result, the loss in the torque converter 22 can be reduced and fuel consumption can be improved.

なお、図8に示すフローでは、トルクコンバータ22の速度比eに基づきアクセル戻し操作、ロックアップクラッチ21の締結の必要性を判断しているが、速度比eとトルク比tの間、また、速度比eと伝達効率ηとの間には一対一の対応関係があるので、速度比eに代えてトルク比tあるいは伝達効率ηに基づきこれらの必要性を判断するようにしてもよい。クラッチポイントにおいて伝達効率ηが若干落ち込むことから速度比eと伝達効率ηは厳密には一対一で対応しないが、判断しきい値をクラッチポイントにおける効率よりも低い値に設定すれば、判断においてこのことが特に問題になることはない。  In the flow shown in FIG. 8, it is determined whether the accelerator return operation and the lockup clutch 21 are engaged based on the speed ratio e of the torque converter 22, but between the speed ratio e and the torque ratio t, Since there is a one-to-one correspondence between the speed ratio e and the transmission efficiency η, the necessity thereof may be determined based on the torque ratio t or the transmission efficiency η instead of the speed ratio e. Since the transmission efficiency η slightly drops at the clutch point, the speed ratio e and the transmission efficiency η do not strictly correspond one-to-one. However, if the judgment threshold is set to a value lower than the efficiency at the clutch point, There is no particular problem.

またあるいは、加速抵抗を除く走行抵抗を車両の駆動力から減じた値を過剰駆動力(必要以上に発生させている駆動力)と定義すれば、速度比eが小さいときに過剰駆動力が大きくなり、速度比eが1に近づくにつれ過剰駆動力が小さくなって、この過剰駆動力も速度比eと略一対一の関係をとることから、速度比eに代えて過剰駆動力を用いるようにしても構わない。例えば、駆動力に占める過剰駆動力の割合(過剰駆動力率)が40%を超えたときに、アクセル戻し操作、ロックアップクラッチ21の締結の必要性を判断するようにする。  Alternatively, if a value obtained by subtracting the driving resistance excluding the acceleration resistance from the driving force of the vehicle is defined as an excessive driving force (a driving force generated more than necessary), the excessive driving force increases when the speed ratio e is small. Thus, as the speed ratio e approaches 1, the excess driving force decreases, and this excess driving force also has a substantially one-to-one relationship with the speed ratio e. Therefore, the excess driving force is used instead of the speed ratio e. It doesn't matter. For example, when the ratio of the excessive driving force to the driving force (excess driving power factor) exceeds 40%, the necessity for the accelerator return operation and the engagement of the lockup clutch 21 is determined.

続いて本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、トルクコンバータ22における損失を低減するための制御のみが第1の実施形態と異なる。  Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment only in the control for reducing the loss in the torque converter 22.

図10はコントローラ40において、図8に示したフローに代えて実行されるものであり、同じく、コントローラ40において所定時間ごと、例えば10msecごとに繰り返し実行される。  FIG. 10 is executed by the controller 40 in place of the flow shown in FIG. 8, and is also repeatedly executed by the controller 40 every predetermined time, for example, every 10 msec.

図8に示したフローと同じ処理については同じ参照符号を付して説明を省略し(ステップS11〜S14)、異なる点についてのみ説明すると、この実施形態では、トルクコンバータ22の速度比eが下限速度比ethよりも小さく、登坂路を走行しておらず、かつ、ロックアップした場合のエンジン回転速度が所定の低回転速度Nethよりも低くならないと判断された場合に、ステップS15’に進んでロックアップクラッチ21を自動的に締結する
ロックアップ後は、変速のタイミングで一時的にロックアップを解除するものの、変速後もエンジン回転速度が所定の低回転速度Neth(例えば、1200rpm、あるいは最高回転速度の1/5)以下にならない限り、ロックアップ状態を維持し、トルクコンバータ22における損失を抑える。ロックアップ状態は、運転者がアクセルペダル42を離したとき、あるいは、キックダウン時、登坂路等、大きなトルクが要求されるときに解除される。
The same processes as those in the flow shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted (steps S11 to S14), and only different points will be described. In this embodiment, the speed ratio e of the torque converter 22 is a lower limit. When it is determined that the engine speed is smaller than the predetermined low rotational speed Neth when it is smaller than the speed ratio eth, the vehicle is not traveling on an uphill road, and the engine is locked up, the process proceeds to step S15 ′. The lock-up clutch 21 is automatically engaged. After the lock-up, the lock-up is temporarily released at the timing of the shift, but the engine speed is kept at a predetermined low speed Neth (for example, 1200 rpm or the maximum speed) after the shift. Unless the speed is 1/5) or less, the lock-up state is maintained and the loss in the torque converter 22 is maintained. Suppress. The lock-up state is released when the driver releases the accelerator pedal 42 or when a large torque is required, such as during a kick-down or an uphill road.

ステップS15’では、ロックアップクラッチ21を自動的に締結しているが、ロックアップクラッチ21を締結することに代えて、噴射パルス幅を短くして燃料噴射弁49から噴射される燃料量を減少させる、あるいは、自動変速機2の変速段を1段シフトアップさせるようにしてもよい。このように、エンジン1の出力制御、自動変速機2の変速制御を行うことによっても、速度比eを1に近づけることが可能であり、トルクコンバータ22における損失を抑えて燃費を向上させることができる。  In step S15 ′, the lockup clutch 21 is automatically engaged, but instead of engaging the lockup clutch 21, the injection pulse width is shortened to reduce the amount of fuel injected from the fuel injection valve 49. Alternatively, the shift stage of the automatic transmission 2 may be shifted up by one stage. As described above, the speed ratio e can be brought close to 1 also by performing the output control of the engine 1 and the shift control of the automatic transmission 2, and the fuel consumption can be improved by suppressing the loss in the torque converter 22. it can.

また、ロックアップクラッチ21を運転者の意図とは関係なく締結すると締結時のショックにより運転者に違和感を与える可能性があることから、ロックアップクラッチ21を締結する前に、車載ユニット50、表示部51を通じて運転者にロックアップクラッチ21を締結する旨を伝えるようにしてもよい。このようにすれば、運転者はロックアップクラッチ21が締結されることを事前に知ることができ、締結によりショックが生じても違和感を覚えることはない。  In addition, if the lock-up clutch 21 is engaged regardless of the driver's intention, the driver may feel uncomfortable due to a shock at the time of engagement. You may be made to tell a driver | operator that the lockup clutch 21 is fastened through the part 51. FIG. In this way, the driver can know in advance that the lockup clutch 21 is engaged, and will not feel uncomfortable even if a shock occurs due to the engagement.

本発明は、トルクコンバータを有する自動変速機を備えた車両に広く適用することができ、トルクコンバータの損失を抑えて、燃費を向上させるのに有用である。また、運転者に対して燃費を向上させるための運転操作を認識させることができるので、運転者の運転技術の向上にも役立てることができる。  The present invention can be widely applied to vehicles equipped with an automatic transmission having a torque converter, and is useful for improving fuel efficiency by suppressing loss of the torque converter. In addition, since the driver can recognize the driving operation for improving the fuel efficiency, the driving technique of the driver can be improved.

本発明に係る自動変速機搭載車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with an automatic transmission according to the present invention. 自動変速機搭載車両の変速機部分の拡大図である。It is an enlarged view of the transmission part of a vehicle equipped with an automatic transmission. トルクコンバータの特性図である。It is a characteristic view of a torque converter. コントローラの制御内容を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control content of a controller. エンジントルクマップである。It is an engine torque map. エンジンの全性能マップである。It is a whole engine performance map. スロットルバルブを有するエンジンの例である。It is an example of the engine which has a throttle valve. コントローラの制御内容を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control content of a controller. 本発明の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of this invention. コントローラの制御内容の別の例を説明するためのフローチャートである(第2の実施形態)。It is a flowchart for demonstrating another example of the control content of a controller (2nd Embodiment).

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 自動変速機
6 駆動輪
21 ロックアップクラッチ
22 トルクコンバータ
23 変速機構
40 コントローラ
41 駆動輪速センサ
42 アクセルペダル
43 アクセル操作量センサ
44 ロックアップスイッチ
45 エンジン回転速度センサ
46 傾斜センサ
49 燃料噴射弁
50 車載ユニット
51 表示部
60 スロットルバルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Automatic transmission 6 Drive wheel 21 Lockup clutch 22 Torque converter 23 Transmission mechanism 40 Controller 41 Drive wheel speed sensor 42 Accelerator pedal 43 Accelerator operation amount sensor 44 Lockup switch 45 Engine rotational speed sensor 46 Inclination sensor 49 Fuel injection valve 50 On-vehicle unit 51 Display section 60 Throttle valve

Claims (4)

エンジンと、トルクコンバータを有する自動変速機と、前記自動変速機を介して前記エンジンの出力が伝達される駆動輪と、を備えた自動変速機搭載車両において、
前記車両の運転状態に基づき、非ロックアップ状態における前記トルクコンバータにおける損失に応じて変化するパラメータとして車両の駆動力から加速抵抗を除く走行抵抗を減じた値である過剰駆動力を演算するパラメータ演算手段と、
前記パラメータ演算手段により演算された過剰駆動力に基づき非ロックアップ状態における前記トルクコンバータにおける損失を判定する損失判定手段と、
前記損失判定手段の判定結果に応じて、非ロックアップ状態における前記トルクコンバータにおける損失を低減する所定の車両制御を行う損失低減手段と、
を備えたことを特徴とする自動変速機搭載車両。
In an automatic transmission-equipped vehicle comprising an engine, an automatic transmission having a torque converter, and drive wheels to which the output of the engine is transmitted via the automatic transmission,
Parameter calculation for calculating an excess driving force that is a value obtained by subtracting the driving resistance excluding acceleration resistance from the driving force of the vehicle as a parameter that changes according to the loss in the torque converter in the non-lock-up state based on the driving state of the vehicle Means,
Loss determining means for determining a loss in the torque converter in a non-lock-up state based on the excessive driving force calculated by the parameter calculating means;
Loss reduction means for performing predetermined vehicle control for reducing loss in the torque converter in a non-lock-up state according to a determination result of the loss determination means;
A vehicle equipped with an automatic transmission.
前記損失判定手段は、前記車両の駆動力に占める前記過剰駆動力の割合が所定値よりも大きいか判断し、
前記損失低減手段は、前記車両の駆動力に占める前記過剰駆動力の割合が前記所定値よりも大きいときに前記所定の車両制御を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の自動変速機搭載車両。
The loss determination means determines whether a ratio of the excess driving force in the driving force of the vehicle is greater than a predetermined value;
The loss reducing means performs the predetermined vehicle control when a ratio of the excessive driving force to a driving force of the vehicle is larger than the predetermined value.
The vehicle equipped with an automatic transmission according to claim 1.
前記所定の車両制御は、前記エンジンの出力を減少する制御であることを特徴とする請求項1または2に記載の自動変速機搭載車両。   The vehicle with an automatic transmission according to claim 1 or 2, wherein the predetermined vehicle control is control to reduce an output of the engine. 前記トルクコンバータはロックアップクラッチを有しており、
前記所定の車両制御は、前記ロックアップクラッチを締結する制御であることを特徴とする請求項1または2に記載の自動変速機搭載車両。
The torque converter has a lock-up clutch;
3. The vehicle with an automatic transmission according to claim 1, wherein the predetermined vehicle control is control for fastening the lock-up clutch.
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