自動変速機搭載車両
【課題】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。
【解決手段】 トルクコンバータ２２の運転状態を監視し、トルクコンバータ２２の損失が大きい場合には、トルクコンバータ２２における損失を低減する所定の運転操作（アクセル戻し操作、ロックアップクラッチ２１の締結操作等）を行うよう運転者に指示が出される、あるいはトルクコンバータ２２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２１の締結）が自動的に行われるので、トルクコンバータ２２における損失を抑え、燃費を向上させることができる。
【解決手段】 トルクコンバータ２２の運転状態を監視し、トルクコンバータ２２の損失が大きい場合には、トルクコンバータ２２における損失を低減する所定の運転操作（アクセル戻し操作、ロックアップクラッチ２１の締結操作等）を行うよう運転者に指示が出される、あるいはトルクコンバータ２２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２１の締結）が自動的に行われるので、トルクコンバータ２２における損失を抑え、燃費を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
車両の運転状態に基づき、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（トルクコンバータの速度比、トルク比、伝達効率、車両の過剰駆動力、過剰駆動力率等）を演算し、演算されたパラメータに基づき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、トルクコンバータにおける損失を低減する所定の運転操作（アクセル戻し操作、ロックアップスイッチの操作等）を運転者に指示する、あるいは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（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。
【発明の効果】
【０００８】
トルクコンバータの運転状態を監視し、トルクコンバータの損失が大きい場合には、トルクコンバータにおける損失を低減する所定の運転操作（アクセル戻し操作、ロックアップスイッチの操作等）を行うよう指示が出されて運転者が所定の運転操作を行う、あるいは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、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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）。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
Ｒ＝Ｒｒ＋Ｒｌ＋Ｒｓ＋Ｒａ
Ｒｒ＝Ｍ・ｇ・μｒ
Ｒｌ＝１／２・ρ・Ｃｄ・Ａ・ｖ２
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／ｍ３］、Ｃｄは空気抵抗係数、Ａは車両の前面投影面積［ｍ２］、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／ｓｅｃ２］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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
Ｆ１＝Ｍ・ｇ・μｒ＋１／２・ρ・Ｃｄ・Ａ・ｖ１２
Ｆ２＝Ｍ・ｇ・μｒ＋１／２・ρ・Ｃｄ・Ａ・ｖ２２
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る自動変速機搭載車両の概略構成図である。
【図２】自動変速機搭載車両の変速機部分の拡大図である。
【図３】トルクコンバータの特性図である。
【図４】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。
【図５】エンジントルクマップである。
【図６】エンジンの全性能マップである。
【図７】スロットルバルブを有するエンジンの例である。
【図８】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。
【図９】本発明の作用効果を説明するための図である。
【図１０】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）。
【符号の説明】
【００５７】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
車両の運転状態に基づき、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（トルクコンバータの速度比、トルク比、伝達効率、車両の過剰駆動力、過剰駆動力率等）を演算し、演算されたパラメータに基づき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、トルクコンバータにおける損失を低減する所定の運転操作（アクセル戻し操作、ロックアップスイッチの操作等）を運転者に指示する、あるいは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（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。
【発明の効果】
【０００８】
トルクコンバータの運転状態を監視し、トルクコンバータの損失が大きい場合には、トルクコンバータにおける損失を低減する所定の運転操作（アクセル戻し操作、ロックアップスイッチの操作等）を行うよう指示が出されて運転者が所定の運転操作を行う、あるいは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、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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）。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
Ｒ＝Ｒｒ＋Ｒｌ＋Ｒｓ＋Ｒａ
Ｒｒ＝Ｍ・ｇ・μｒ
Ｒｌ＝１／２・ρ・Ｃｄ・Ａ・ｖ２
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／ｍ３］、Ｃｄは空気抵抗係数、Ａは車両の前面投影面積［ｍ２］、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／ｓｅｃ２］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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
Ｆ１＝Ｍ・ｇ・μｒ＋１／２・ρ・Ｃｄ・Ａ・ｖ１２
Ｆ２＝Ｍ・ｇ・μｒ＋１／２・ρ・Ｃｄ・Ａ・ｖ２２
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る自動変速機搭載車両の概略構成図である。
【図２】自動変速機搭載車両の変速機部分の拡大図である。
【図３】トルクコンバータの特性図である。
【図４】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。
【図５】エンジントルクマップである。
【図６】エンジンの全性能マップである。
【図７】スロットルバルブを有するエンジンの例である。
【図８】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。
【図９】本発明の作用効果を説明するための図である。
【図１０】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）。
【符号の説明】
【００５７】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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パラメータに基づき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、前記トルクコンバータにおける損失を低減する所定の運転操作を運転者に指示する、あるいは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。
【請求項２】
前記パラメータ演算手段は、前記パラメータとして前記トルクコンバータの速度比を演算する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。
【請求項３】
前記損失判定手段は、前記トルクコンバータの速度比が所定の下限速度比よりも小さいか判断し、
前記トルクコンバータの速度比が前記所定の下限速度比よりも小さいと判断されたとき、前記損失低減手段は、運転者に対してアクセルペダルを戻すよう指示を出す、
ことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項４】
前記トルクコンバータは、運転者がロックアップスイッチを操作することによって締結、解放可能なロックアップクラッチを有しており、
前記損失判定手段は、前記トルクコンバータの速度比が所定の下限速度比よりも小さいか判断し、
前記トルクコンバータの速度比が前記所定の下限速度比よりも小さいと判断されたとき、前記損失低減手段は、運転者に対して前記ロックアップスイッチを操作して前記ロックアップクラッチを締結するように指示を出す、
ことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項５】
前記損失低減手段は、運転者が前記ロックアップスイッチを操作することによって前記ロックアップクラッチを締結した後、前記エンジンの回転速度が所定の低回転速度よりも低くなるときは前記ロックアップクラッチを解放すること特徴とする請求項４に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項６】
前記損失低減手段は、運転者が前記ロックアップスイッチを操作することによって前記ロックアップクラッチを締結した後、アクセルペダルが離されたときは前記ロックアップクラッチを解放することを特徴とする請求項４または５のいずれかひとつに記載の自動変速機搭載車両。
【請求項７】
前記損失低減手段は、登坂路走行中は前記指示を出さないことを特徴とする請求項３または４に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項８】
前記損失判定手段は、前記トルクコンバータの速度比が所定の下限速度比よりも小さいか判断し、
前記トルクコンバータの速度比が前記所定の下限速度比よりも小さいと判断されたとき、前記損失低減手段は、前記エンジンの出力を減少させることを特徴とする請求項２に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項９】
登坂路走行中は前記エンジンの出力の減少を行わないことを特徴とする請求項８に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１０】
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、
前記損失判定手段は、前記トルクコンバータの速度比が所定の下限速度比よりも小さいか判断し、
前記トルクコンバータの速度比が前記所定の下限速度比よりも小さいと判断されたとき、前記損失低減手段は、前記ロックアップクラッチを締結することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１１】
前記損失低減手段は、登坂路走行中は前記ロックアップクラッチの締結を行わないことを特徴とする請求項１０に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１２】
前記損失低減手段は、前記ロックアップクラッチを締結した後、前記エンジンの回転速度が所定の低回転速度よりも低くなるときは前記ロックアップクラッチを解放すること特徴とする請求項１０または１１に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１３】
前記損失低減手段は、前記ロックアップクラッチを締結した後、アクセルペダルが離されたときは前記ロックアップクラッチを解放することを特徴とする請求項１０から１２のいずれかひとつに記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１４】
車両にかかる走行抵抗と車速の積を前記トルクコンバータの効率で除して前記エンジンの出力を演算し、前記エンジンの出力と前記エンジンの回転速度とによって決まる前記エンジンの運転点が、燃費率が所定値以下となる最小燃費率領域に近づくように、運転者に対して所定の運転操作を指示する、あるいは、所定の車両制御を行うことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つに記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１】
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、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パラメータに基づき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、前記トルクコンバータにおける損失を低減する所定の運転操作を運転者に指示する、あるいは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。
【請求項２】
前記パラメータ演算手段は、前記パラメータとして前記トルクコンバータの速度比を演算する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。
【請求項３】
前記損失判定手段は、前記トルクコンバータの速度比が所定の下限速度比よりも小さいか判断し、
前記トルクコンバータの速度比が前記所定の下限速度比よりも小さいと判断されたとき、前記損失低減手段は、運転者に対してアクセルペダルを戻すよう指示を出す、
ことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項４】
前記トルクコンバータは、運転者がロックアップスイッチを操作することによって締結、解放可能なロックアップクラッチを有しており、
前記損失判定手段は、前記トルクコンバータの速度比が所定の下限速度比よりも小さいか判断し、
前記トルクコンバータの速度比が前記所定の下限速度比よりも小さいと判断されたとき、前記損失低減手段は、運転者に対して前記ロックアップスイッチを操作して前記ロックアップクラッチを締結するように指示を出す、
ことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項５】
前記損失低減手段は、運転者が前記ロックアップスイッチを操作することによって前記ロックアップクラッチを締結した後、前記エンジンの回転速度が所定の低回転速度よりも低くなるときは前記ロックアップクラッチを解放すること特徴とする請求項４に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項６】
前記損失低減手段は、運転者が前記ロックアップスイッチを操作することによって前記ロックアップクラッチを締結した後、アクセルペダルが離されたときは前記ロックアップクラッチを解放することを特徴とする請求項４または５のいずれかひとつに記載の自動変速機搭載車両。
【請求項７】
前記損失低減手段は、登坂路走行中は前記指示を出さないことを特徴とする請求項３または４に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項８】
前記損失判定手段は、前記トルクコンバータの速度比が所定の下限速度比よりも小さいか判断し、
前記トルクコンバータの速度比が前記所定の下限速度比よりも小さいと判断されたとき、前記損失低減手段は、前記エンジンの出力を減少させることを特徴とする請求項２に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項９】
登坂路走行中は前記エンジンの出力の減少を行わないことを特徴とする請求項８に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１０】
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、
前記損失判定手段は、前記トルクコンバータの速度比が所定の下限速度比よりも小さいか判断し、
前記トルクコンバータの速度比が前記所定の下限速度比よりも小さいと判断されたとき、前記損失低減手段は、前記ロックアップクラッチを締結することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１１】
前記損失低減手段は、登坂路走行中は前記ロックアップクラッチの締結を行わないことを特徴とする請求項１０に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１２】
前記損失低減手段は、前記ロックアップクラッチを締結した後、前記エンジンの回転速度が所定の低回転速度よりも低くなるときは前記ロックアップクラッチを解放すること特徴とする請求項１０または１１に記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１３】
前記損失低減手段は、前記ロックアップクラッチを締結した後、アクセルペダルが離されたときは前記ロックアップクラッチを解放することを特徴とする請求項１０から１２のいずれかひとつに記載の自動変速機搭載車両。
【請求項１４】
車両にかかる走行抵抗と車速の積を前記トルクコンバータの効率で除して前記エンジンの出力を演算し、前記エンジンの出力と前記エンジンの回転速度とによって決まる前記エンジンの運転点が、燃費率が所定値以下となる最小燃費率領域に近づくように、運転者に対して所定の運転操作を指示する、あるいは、所定の車両制御を行うことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つに記載の自動変速機搭載車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２２９３９（Ｐ２００６−２２９３９Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２９９６３（Ｐ２００４−２２９９６３）
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【出願人】（３９１００７８２８）ミヤマ株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月９日（２００４．７．９）
【出願人】（３９１００７８２８）ミヤマ株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]