JP2017014978A - 車両制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】トルクコンバータのロックアップクラッチを適切に接続できるようにする。【解決手段】エンジン10と、自動変速機12と、ロックアップクラッチ11aを有し、エンジン10と自動変速機12との間の動力の伝達を行うトルクコンバータ11と、を備えた車両1の制御を行うECU50において、ロックアップクラッチ11aを接続する場合に、エンジン10の回転数の増加を抑制させる開始時エンジン制御を行うエンジン制御部52と、開始時エンジン制御が終了し、所定の時間が経過した後に、エンジン10の回転数と自動変速機12の入力側回転数との差が所定の回転数以上であるか否かを判定する追加制御判定部53とを有し、エンジン制御部52は、エンジン10の回転数と自動変速機12の入力側回転数との差が所定の回転数以上であると判定された場合に、エンジン10の回転数の増加を抑制させる追加エンジン制御を行うように構成する。【選択図】図2

Description

本発明は、車両制御装置に関し、特に、トルクコンバータのロックアップクラッチの接続に関わる車両制御に関する。
従来、エンジン等の駆動源と、変速機との間に設けられ、駆動源の動力を変速機に伝達するトルクコンバータには、駆動源側と変速機側とを機械的に接続するロックアップクラッチが設けられているものがある。
例えば、ロックアップクラッチを接続する際におけるエンジン回転数の低下を抑制する技術として、ロックアップクラッチの締結力やベルト式無段変速機の変速比を制御する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2010−169227号公報
トルクコンバータにおいてロックアップクラッチを接続しようとする際に、例えば、運転者のアクセル操作によるアクセル開度よりも少ないアクセル開度に従ってエンジンを制御することにより、ロックアップクラッチの接続を促進していた。しかしながら、この制御によっては、エンジン回転数と変速機のインプットシャフトの回転数との回転数差が十分に減少できず、ロックアップクラッチが接続できない虞もある。
本発明は、トルクコンバータのロックアップクラッチを適切に接続することができるようにする技術を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明の一観点に係る車両制御装置は、駆動源と、変速機と、ロックアップクラッチを有し、駆動源と変速機との間の動力の伝達を行うトルクコンバータと、を備えた車両の制御を行う車両制御装置であって、ロックアップクラッチを接続する場合に、駆動源の回転数の増加を抑制させる開始時駆動源制御を行う開始時駆動源制御手段と、開始時駆動源制御が終了し、所定の時間が経過した後に、駆動源の回転数と、変速機の入力側回転数との差が所定の回転数以上であるか否かを判定する判定手段と、駆動源の回転数と、変速機の入力側回転数との差が所定の回転数以上であると判定された場合に、駆動源の回転数の増加を抑制させる追加駆動源制御を行う追加駆動源制御手段と、を備える。
上記車両制御装置において、所定の回転数は、駆動源に対するアクセル開度に応じて決定されてもよい。
また、上記車両制御装置において、トルクコンバータの作動油の油温が所定の温度以上であるか否かを判定する油温判定手段をさらに備え、追加駆動源制御手段は、トルクコンバータの作動油の油温が所定の温度以上であると判定されることを、追加駆動源制御を行う条件の一つとしてもよい。
また、上記車両制御装置において、ロックアップクラッチの接続を開始してからの追加駆動源制御の実施回数が所定の制限回数未満であるか否かを判定する回数判定手段をさらに備え、追加駆動源制御手段は、追加駆動源制御の実施回数が所定の制限回数未満であると判定されることを、追加駆動源制御を行う条件の一つとしてもよい。
また、上記車両制御装置において、所定の制限回数は、駆動源に対するアクセル開度に応じて決定されてもよい。
また、上記車両制御装置において、追加駆動源制御の実行時間は、開始時駆動源制御の実行時間よりも短くてもよい。
本発明によれば、トルクコンバータのロックアップクラッチを適切に接続することができる。
本発明の一実施形態に係る車両を示す模式的な全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る電子制御ユニット及び関連する構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係るロックアップ制御処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るロックアップ用エンジン制御処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る車両制御装置の制御によるエンジン回転数とインプットシャフト回転数との変化を説明する図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る車両制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両を示す模式的な全体構成図である。駆動源の一例としてのエンジン10の出力軸は、トルクコンバータ11の入力軸に接続されている。また、トルクコンバータ11の出力軸は、変速機12の入力軸(インプットシャフト)に接続されている。変速機12の出力軸は、プロペラシャフト13、差動装置14、ドライブシャフト15を介して駆動輪(左右後輪)16L,16Rにそれぞれ接続されている。
トルクコンバータ11は、エンジン10から入力軸に伝達された動力を、流体を介して変速機12に接続された出力軸に伝達する。トルクコンバータ11は、流体を介することなくエンジン10の動力を変速機12に伝達するためのロックアップクラッチ11aを有する。ロックアップクラッチ11aは、例えば、油圧式摩擦クラッチであり、クラッチ内の入力軸に接続された部材と、出力軸に接続された部材とが係合されることにより、入力軸と出力軸とを接続し、エンジン10の動力を変速機12のインプットシャフトに伝達する。
変速機12は、例えば、自動制御式マニュアルトランスミッション(AMT)である。
車両1は、左右前輪17L,17R、エンジン回転数センサ20、アクセル開度センサ21、油温センサ22、入力回転数センサ23、車両制御装置の一例としての電子制御ユニット(以下、ECUと称する)50を備える。
エンジン回転数センサ20は、エンジン10の図示しないクランクシャフトの回転数Neを検出する。アクセル開度センサ21は、アクセルペダル31の踏み込み量からアクセル開度Qを検出する。アクセル開度Qは、例えば、アクセルペダル31を完全に踏み込んだ場合には、100[%]であり、アクセルペダル31を全く踏み込んでいない場合には、0[%]である。油温センサ22は、トルクコンバータ11内の作動油の油温を測定する。入力回転数センサ23は、変速機12のインプットシャフトの回転数を測定する。これら各種センサ類20〜23のセンサ値は、電気的に接続されたECU50に送信される。
ECU50は、エンジン10、ロックアップクラッチ11a、変速機12等の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備える。
図2は、本発明の一実施形態に係る電子制御ユニット及び関連する構成を示す機能ブロック図である。
ECU50は、ロックアップ制御部51と、開始時駆動源制御手段及び追加駆動源制御手段の一例としてのエンジン制御部52と、判定手段、油温判定手段、及び回数判定手段の一例としての追加制御判定部53とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるECU50に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
ロックアップ制御部51は、車両1がロックアップ開始の状態となったか、すなわち、車両1がロックアップクラッチ11aの接続を開始する状態となったか否かを判定する。ロックアップクラッチ11aの接続を開始する状態としては、例えば、車両1が動き出して所定以上の速度となった場合がある。本実施形態では、例えば、入力回転数センサ23により検出される変速機12のインプットシャフトの回転数が所定の回転数以上である場合に、ロックアップクラッチ11aの接続を開始する状態としている。なお、ロックアップクラッチ11aの接続を開始する状態としては、これに限られず、例えば、変速段を変更した直後の状態を含めてもよい。また、車両1の速度を測定する速度センサを設けて、その速度センサが測定した速度に基づいて、車両1がロックアップクラッチ11aの接続を開始する状態であるか否かを判定してもよい。
ロックアップ制御部51は、ロックアップクラッチ11aの接続を開始する状態となったと判定した場合には、図示しない油圧制御部によりロックアップクラッチ11aを接続するように制御するとともに、エンジン制御部52にロックアップ用エンジン制御処理(図4参照)の実行を開始させる指示を行う。
また、ロックアップ制御部51は、車両1がロックアップ終了の状態となったか、すなわち、ロックアップクラッチ11aの切断を開始する状態となったか否かを判定する。ロックアップクラッチ11aの切断を開始する状態としては、例えば、車両1が所定未満の速度となった場合がある。本実施形態では、例えば、入力回転数センサ23により検出される変速機12のインプットシャフトの回転数が所定の回転数未満となった場合に、ロックアップクラッチ11aの切断を開始する状態としている。なお、ロックアップクラッチの切断を開始する状態としては、これに限られず、例えば、変速段を変更する直前の状態を含めてもよい。
ロックアップ制御部51は、ロックアップクラッチ11aの切断を開始する状態となったと判定した場合には、図示しない油圧制御部によりロックアップクラッチ11aを切断するように制御する。
エンジン制御部52は、ロックアップ制御部51からロックアップ用エンジン制御処理の実行を開始させる指示を受け取ると、ロックアップ用エンジン制御処理(図4参照)の実行を開始する。
エンジン制御部52は、ロックアップ用エンジン制御処理の実行を開始すると、まず、エンジン10の回転数の増加を所定の時間(例えば、300ms)だけ抑制させる開始時エンジン制御(開始時駆動源制御)を実行する。開始時エンジン制御は、例えば、エンジン10において、アクセル開度センサ21により検出されたアクセル開度よりも低いアクセル開度に対応した燃料が供給されるようにする制御である。
また、エンジン制御部52は、追加制御判定部53に追加エンジン制御(追加駆動源制御)が必要であるか否かを判定させる追加制御判定処理を開始させる。
エンジン制御部52は、追加制御判定部53から追加エンジン制御が必要である旨の通知を受けた場合には、エンジン10の回転数の増加を抑制させる追加エンジン制御を実行する。追加エンジン制御の時間は、開始時エンジン制御の時間よりも短い時間(例えば、100ms)であってもよい。
追加制御判定部53は、追加制御判定処理を実行する。追加制御判定処理においては、追加エンジン制御の実行が必要である条件として、開始時エンジン制御が終了した時点から所定時間が経過した以降において、(条件A)エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数以上であること、(条件B)追加エンジン制御を行った回数が所定の制限回数未満であること、(条件C)トルクコンバータ12の作動油の油温が所定の温度以上であることのすべてを満たすこととしている。なお、追加エンジン制御を実行する条件としては、条件Aのみとしてもよく、条件Aと、条件B又は条件Cの一方を組み合わせてもよい。
追加制御判定部53は、エンジン制御部52による開始時エンジン制御が終了した時点から所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間としては、例えば、100ms〜200msの範囲の時間、例えば、150msとしてもよいが、この範囲の時間に限られない。
また、追加制御判定部53は、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数以上であるか否かを判定する(条件Aの判定)。この判定によると、ロックアップクラッチ11aの接続状態を把握することができる。すなわち、回転数差が大きければつながりが悪く、回転数差が小さければつながりがよいことがわかる。判定する基準となる所定の回転数としては、例えば、アクセル開度が60%以上の場合に、80rpmとし、アクセル開度が60%未満の場合に、60rpmとしてもよい。このようにすると、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が小さくなる傾向のあるアクセル開度が小さい場合には、基準となる回転数差が小さくなるので、アクセル開度に応じて、つながりが悪い状態であるか否かを適切に把握することができる。
また、追加制御判定部53は、追加エンジン制御を行った回数が所定の制限回数未満であるか否かを判定する(条件Bの判定)。ここで、アクセル開度が大きい場合いは、制限回数を少なくし、アクセル開度が小さい場合には、制限回数を多くしてもよい。例えば、アクセル開度が60%以上の場合には、制限回数を1回とし、アクセル開度が60%未満の場合には、制限回数を4回としてもよい。このように、アクセル開度が小さい場合に制限回数を多くするのは、アクセル開度が小さい場合にはロックアップクラッチ11aのつながりが悪い傾向にあり、追加エンジン制御を複数回行うことにより、このつながりの悪さを解消するためである。一方、アクセル開度が大きい場合に、制限回数を少なくするのは、制御を繰り返すことでロックアップクラッチ11aの接続が遅れることを防ぐためである。
また、追加制御判定部53は、トルクコンバータ12の作動油の油温が所定の温度以上であるか否かを判定する(条件Cの判定)。ロックアップクラッチ11aは、作動油の油温が或る温度を超えると、つながりが悪くなる傾向がある。なお、この或る温度は、ロックアップクラッチ11aの個体差等により異なる。そこで、所定の温度としては、例えば、ロックアップクラッチ11aのつながりが悪くなる温度であればよく、例えば、80℃以上90℃未満の範囲内の或る温度(例えば、80℃)としてもよい。
追加制御判定部53は、開始時エンジン制御が終了した時点から所定時間が経過した以降において、条件A、条件B、及び条件Cのすべてを満たす場合に、エンジン制御部52に追加エンジン制御の実行が必要である旨の指示を通知する一方、いずれかの条件を満たさない場合には、エンジン制御部52に追加エンジン制御が必要である旨の指示を通知しない。
次に、本発明の一実施形態に係る車両制御装置による処理について説明する。
図3は、本発明の一実施形態に係るロックアップ制御処理のフローチャートである。
このロックアップ制御処理は、例えば、エンジン10の始動(イグニッションスイッチのキースイッチON)と同時に開始される。
ロックアップ制御部51は、車両1がロックアップ開始の状態となったか否かを判定する(S11)。この結果、ロックアップ開始の状態となっていないと判定した場合(S11:NO)には、ロックアップ制御部51は、ステップS11を再び実行する。
一方、ロックアップ開始の状態となったと判定した場合(S11:YES)には、ロックアップ制御部51は、図示しない油圧制御部によりロックアップクラッチ11aを接続するように制御し(S12)、エンジン制御部52にロックアップ用エンジン制御処理(図4参照)の実行を開始させる指示を行う(S13)。
次いで、ロックアップ制御部51は、車両1がロックアップ終了の状態となったか否かを判定する(S14)。この結果、ロックアップ終了の状態となっていないと判定した場合(S14:NO)には、ロックアップ制御部51は、ステップS14を再び実行する。
一方、ロックアップ終了の状態となったと判定した場合(S14:YES)には、ロックアップ制御部51は、図示しない油圧制御部によりロックアップクラッチ11aを切断するように制御し(S15)、処理をステップS11に進める。
次に、ロックアップ用エンジン制御処理について説明する。
図4は、本発明の一実施形態に係るロックアップ用エンジン制御処理のフローチャートである。
ロックアップ用エンジン制御処理は、ロックアップ制御部51からロックアップ用エンジン制御処理の実行の開始指示を受け取った場合に、エンジン制御部52により実行が開始される。
エンジン制御部52は、ロックアップ用エンジン制御処理の実行を開始すると、エンジン10の回転数の増加を所定の時間だけ抑制させる開始時エンジン制御を実行する(S21)。
次いで、エンジン制御部52は、追加制御判定部53に追加エンジン制御が必要であるか否かを判定させる追加制御判定処理(S22〜S25)を実行させる。
すなわち、まず、追加制御判定部53は、エンジン制御部52による開始時エンジン制御が終了した時点から所定時間が経過したか否かを判定する(S22)。この結果、所定時間が経過していないと判定した場合(S22:NO)には、追加制御判定部53は、処理をステップS22に進める。
一方、所定時間が経過していると判定した場合(S22:YES)には、追加制御判定部53は、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数以上であるか否かを判定する(S23)。この結果、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数以上でないと判定された場合(S23:NO)には、ロックアップクラッチ11aの接続が適切に行われていることを意味しているので、追加エンジン制御が必要ないとして、追加制御判定部53は、ロックアップ用エンジン制御処理を終了する。
一方、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数以上であると判定された場合(S23:YES)には、追加制御判定部53は、追加エンジン制御を行った回数が所定の制限回数未満であるか否かを判定する(S24)。この結果、追加エンジン制御を行った回数が所定の制限回数未満でない場合(S24:NO)には、これ以上の追加エンジン制御を行わないので、追加制御判定部53は、ロックアップ用エンジン制御処理を終了する。
一方、追加エンジン制御を行った回数が所定の制限回数未満であると判定された場合(S24:YES)には、追加制御判定部53は、トルクコンバータ11の作動油の油温が所定の温度以上であるか否かを判定する(S25)。この結果、作動油の油温が所定の温度以上でないと判定された場合(S25:NO)には、作動油の油温はロックアップクラッチ11aのつながりやすさが悪化する温度ではないので、追加エンジン制御を行う必要がないとして、追加制御判定部53は、ロックアップ用エンジン制御処理を終了する。
一方、トルクコンバータ11の作動油の油温が所定の温度以上であると判定された場合(S25:YES)には、作動油の油温はロックアップクラッチ11aのつながりが悪い温度であるので、追加制御判定部53は、エンジン制御部52に追加エンジン制御が必要である旨を通知し、追加エンジン制御が必要である旨の通知を受けたエンジン制御部52は、エンジン10の回転数の増加を抑制させる追加エンジン制御を実行し(S26)、その後、処理をステップS22に進める。このように、追加エンジン制御を実行することにより、エンジン回転数と、インプットシャフト回転数とを近づけて、ロックアップクラッチ11aをつながりやすくすることができる。
次に、本発明の一実施形態に係る車両制御装置の制御について具体的に説明する。
図5は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置の制御によるエンジン回転数とインプットシャフト回転数との変化を説明する図である。
車両1が停止状態から走行を開始し、加速を行うと、エンジン回転数が上昇するとともに、インプットシャフトの回転数が上昇する。そして、時刻T0に示すように、車両1の速度が所定の速度以上、例えば、インプットシャフト回転数が所定の回転数以上となった場合には、ロックアップ開始の状態となる。ロックアップ開始の時点では、エンジン回転数がインプットシャフト回転数よりも大きく、回転数差が存在する。ロックアップ開始の状態である場合には、ロックアップ制御部51は、ロックアップクラッチ11aの接続を開始する。また、エンジン制御部52は、エンジン10の回転数の増加を抑制する開始時エンジン制御を実行する。開始時エンジン制御は、例えば、時刻T1になるまで続けられる。
時刻T1になった以降において、追加制御判定部53は、エンジン制御部52による開始時エンジン制御が終了した時点(時刻T1)から所定時間が経過したか否かを判定する。
ここで、所定時間が経過した時点(時刻T2)以降において、追加制御判定部53は、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数以上であるか否か等の追加エンジン制御の実行を判定する条件に該当するか否かを判定する。
この結果、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数以上であって、他の追加エンジン制御の実行が必要な条件を満たす場合には、追加制御判定部53は、エンジン制御部52に追加エンジン制御の実行が必要である旨の指示を通知する。追加エンジン制御の実行が必要である旨の指示の通知を受けたエンジン制御部52は、エンジン10の回転数の増加を抑制させる追加エンジン制御を時刻T3まで実行する。この結果、時刻T3では、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との回転数差が減少し、その後、ロックアップクラッチ11aの接続が促進され、完全に接続された状態となる。
なお、図5中の破線に示すように、時刻T1から所定時間が経過した時点(時刻T2)において、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数未満である場合には、ロックアップクラッチ11aが接続されている、或いは、適切に接続されつつある状態であるので、追加エンジン制御を実行しない。
以上説明したように、本実施形態に係る車両制御装置によると、開始時エンジン制御を行って所定時間経過した後に、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差が所定の回転数以上となっている場合であって、他の条件も満たす場合に、追加エンジン制御を実行するようにしたので、エンジン回転数とインプットシャフト回転数との差を減少させて、ロックアップクラッチ11aを適切に接続させるようにすることができる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、変速機12としてAMTを例に説明していたが、本発明はこれに限られず、変速機12としては、遊星歯車を用いた変速機(AT)であってもよく、無段変速機(CVT)であってもよい。
また、上記実施形態における各処理のステップの順番は、図示の順番に限られず、処理に支障がない範囲で入れ替えたり、並行して行ったりしてもよい。例えば、図4におけるステップS22からステップS25の処理は、任意の順番に入れ替えてもよい。
また、上記実施形態における図4のステップS23では、判定する条件として、2つの回転数差を用意し、アクセル開度に応じて2つのいずれかの回転数差を使用するように決定していたが、例えば、回転数差を3つ以上用意し、アクセル開度に応じていずれを使用するかを決定するようにしてもよく、また、開度と回転数差との関係式を予め用意しておいて、アクセル開度に応じて関係式から使用する回転数差を決定するようにしてもよい。また、使用する回転数差をアクセル開度によって決定するようにしていたが、他の情報(例えば、油温)に基づいて使用する回転数差を決定するようにしてもよい。
また、上記実施形態における図4のステップS24では、2つの制限回数を用意し、アクセル開度に応じて2つのいずれかの制限回数を使用するように決定していたが、例えば、制限回数を3つ以上用意し、アクセル開度に応じていずれを使用するかを決定するようにしてもよい。また、使用する制限回数をアクセル開度によって決定するようにしていたが、他の情報(例えば、油温)に基づいて使用する制限回数を決定するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、トルクコンバータ11の作動油の油温が所定の温度以上であるか否かを、追加エンジン制御の実行条件の一つとしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、アクセル開度の大きさを追加エンジン制御の実行条件の一つとしてもよい。
1 車両
10 エンジン
11 トルクコンバータ
11a ロックアップクラッチ
12 変速機
13 プロペラシャフト
14 差動装置
15 ドライブシャフト
20 エンジン回転数センサ
21 アクセル開度センサ
22 油温センサ
23 入力回転数センサ
50 ECU
51 ロックアップ制御部
52 エンジン制御部
53 追加制御判定部

Claims (6)

  1. 駆動源と、変速機と、ロックアップクラッチを有し、前記駆動源と前記変速機との間の動力の伝達を行うトルクコンバータと、を備えた車両の制御を行う車両制御装置であって、
    前記ロックアップクラッチを接続する場合に、前記駆動源の回転数の増加を抑制させる開始時駆動源制御を行う開始時駆動源制御手段と、
    前記開始時駆動源制御が終了し、所定の時間が経過した後に、前記駆動源の回転数と、前記変速機の入力側回転数との差が所定の回転数以上であるか否かを判定する判定手段と、
    前記駆動源の回転数と、前記変速機の入力側回転数との差が所定の回転数以上であると判定された場合に、前記駆動源の回転数の増加を抑制させる追加駆動源制御を行う追加駆動源制御手段と、を備える
    車両制御装置。
  2. 前記所定の回転数は、前記駆動源に対するアクセル開度に応じて決定される請求項1に記載の車両制御装置。
  3. 前記トルクコンバータの作動油の油温が所定の温度以上であるか否かを判定する油温判定手段をさらに備え、
    前記追加駆動源制御手段は、前記トルクコンバータの前記作動油の油温が所定の温度以上であることを、前記追加駆動源制御を行う条件の一つとする
    請求項1又は請求項2に記載の車両制御装置。
  4. 前記ロックアップクラッチの接続を開始してからの前記追加駆動源制御の実施回数が所定の制限回数以内であるか否かを判定する回数判定手段をさらに備え、
    前記追加駆動源制御手段は、前記追加駆動源制御の前記実施回数が所定の制限回数以内であることを、前記追加駆動源制御を行う条件の一つとする
    請求項1から請求項3の何れか一項に記載の車両制御装置。
  5. 前記所定の制限回数は、前記駆動源に対するアクセル開度に応じて決定される
    請求項4に記載の車両制御装置。
  6. 前記追加駆動源制御の実行時間は、前記開始時駆動源制御の実行時間よりも短い
    請求項1から請求項5の何れか一項に記載の車両制御装置。
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