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JP2008208930A - 車両の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体、車両の駆動装置。 - Google Patents

車両の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体、車両の駆動装置。 Download PDF

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JP2008208930A
JP2008208930A JP2007046967A JP2007046967A JP2008208930A JP 2008208930 A JP2008208930 A JP 2008208930A JP 2007046967 A JP2007046967 A JP 2007046967A JP 2007046967 A JP2007046967 A JP 2007046967A JP 2008208930 A JP2008208930 A JP 2008208930A
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output torque
control
torque
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JP2007046967A
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Hiroyuki Otsuki
浩之 大槻
Shingo Eto
真吾 江藤
Akio Murasugi
明夫 村杉
Taro Ajioka
太郎 味岡
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Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】パワーオンアップシフト時にトルクダウン制御が実行される場合において、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることを抑制する。
【解決手段】ECUは、パワーオンアップシフト時において、エンジントルクダウン制御を停止するステップ(S108)と、エンジン回転数NEおよび吸入空気量KLに基づいて、エンジントルクTEを推定するステップ(S112)と、推定されたエンジントルクTEの上昇勾配αを算出するステップ(S114)と、エンジントルクTEの上昇勾配αと係数Kとの積を、前回算出した指令圧に加えた値を指令圧Pとして算出するステップ(S116)と、算出された指令圧Pに応じた制御信号をソレノイドバルブに送信するステップ(S118)とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図6

Description

本発明は、自動変速機の制御に関し、特に、パワーオンアップシフト時にトルクダウン制御を実行する車両に搭載される自動変速機の制御に関する。
車両に搭載される自動変速機は、エンジンとトルクコンバータ等を経由して接続されるとともに、複数の動力伝達経路を有してなる変速機構を有して構成され、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切り換えを行なう、すなわち自動的に変速比(走行速度段)の切り換えを行なうように構成される。一般的に、自動変速機を有した車両には運転者により操作されるシフトレバーが設けられ、シフトレバー操作に基づいて変速ポジション(たとえば、後進ポジション、ニュートラルポジション、前進ポジション)が設定され、このように設定された変速ポジション内(通常は、前進ポジション内)において自動変速制御が行なわれる。通常、車両走行中に選択される前進ポジションにおいては、車速とスロットル開度(アクセル開度)とから決定される変速線(変速マップ)に基づいて、変速制御が実行される。このような変速線は、アップシフトの場合とダウンシフトの場合とを区別して設定されている。この変速線を横切るとアップシフトまたはダウンシフトが実行される。変速歯車機構を採用した自動変速機では、変速歯車機構に備えられているクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合要素を選択的に油圧作動させて変速段を設定するようになっている。たとえば、ある変速段からアップシフトを実行する場合、それまで非係合状態にあったクラッチに油圧を加えて係合状態に変更する制御が実行される。アップシフト後においては、アップシフト前と比べて、変速歯車機構の伝達ギヤ比が小さくなるので、アップシフトを終了させるためには、変速歯車機構の入力軸回転数をアップシフト後の同期回転数まで低下させる必要がある。こうしたアップシフトを短時間で終了させるために、エンジンから車輪側へ動力伝達される、いわゆるパワーオン状態におけるアップシフト(パワーオンアップシフト)時に、エンジントルクを一時的に低下させる制御(トルクダウン制御)が実行される場合がある。このトルクダウン制御の終了時におけるエンジントルクの上昇(復帰)タイミングとクラッチ係合圧の上昇タイミングとの関係を示した技術が、たとえば、特開平10−184410号公報(特許文献1)に開示されている。
この公報に開示された自動変速機の変速制御装置は、パワーオンアップシフト時のトルクダウン制御の終了時において、イナーシャ相がほぼ終了してからアップシフトに必要な係合要素の係合が完了するまでの間に、トルクダウン制御によって低下したエンジントルクを上昇(復帰)させるともに、エンジントルクの上昇に同期させて、係合要素の係合圧を上昇させている。
特開平10−184410号公報
しかしながら、たとえば、トルクダウン制御におけるエンジントルクをスロットルバルブの開度で制御する場合、エンジンへ空気が吸入されるタイミングはスロットルバルブの開閉タイミングに対して不規則に遅れるため、スロットルバルブの開閉タイミングによってエンジントルクの上昇タイミングを正確に制御することは難しい。そのため、実際には、係合要素の係合圧の上昇タイミングと、エンジントルクの上昇タイミングとを同期することは難しい。
特許文献1に開示された自動変速機の変速制御装置においては、エンジントルクの上昇に同期させて係合要素の係合圧を上昇させているが、係合要素の係合圧をどのように設定して上昇させるかについては、実質的に何ら言及されていない。そのため、実際には、エンジントルクの上昇タイミングがクラッチ係合圧の上昇タイミングより早くなって、タービン回転数が変速後の同期回転数に低下せずに、変速終了の遅れが生じてしまう場合が考えられる。また、エンジントルクの上昇タイミングがクラッチ係合圧の上昇タイミングより遅くなって、アクセル開度に対する加速の応答遅れ(ヘジテーション)が生じてしまう場合が考えられる。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、パワーオンアップシフト時のトルクダウン制御の終了時において、アップシフトに必要な係合要素の係合圧をエンジントルクに応じて上昇させることにより、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることを抑制することができる車両の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体、車両の駆動装置を提供することである。
第1の発明に係る制御装置は、内燃機関に接続され、摩擦要素の係合状態を変更することにより変速される自動変速機と、前記摩擦要素を係合させるための作動油圧を調圧する調圧機構とを備えた車両を制御する。この車両においては、パワーオンアップシフト変速におけるイナーシャ相が開始されると内燃機関の出力トルクを低下させ、変速処理の進行に応じて出力トルクを増大させるように、内燃機関を制御するトルクダウン制御が実行される。制御装置は、パワーオンアップシフト変速中において、出力トルクを推定するための推定手段と、出力トルクの時間増大量を算出するための手段と、出力トルクが増大し始めると、出力トルクの時間増大量に基づいて、作動油圧を増大させるように調圧機構を制御するための制御手段とを含む。第5の発明に係る制御方法および第11の発明に係る駆動装置は、第1の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
第1、4または11の発明によると、パワーオンアップシフト変速において、内燃機関のトルクダウン制御が実行される。トルクダウン制御においては、低下された内燃機関の出力トルクが、変速処理の進行に応じて増大される。そこで、パワーオンアップシフト変速中において、内燃機関の出力トルクの時間増大量が算出される。出力トルクが増大し始めると、出力トルクの時間増大量に基づいて、作動油圧を増大させるように調圧機構が制御される。そのため、内燃機関の出力トルクの上昇に応じて、摩擦要素の係合圧を増大させることができる。これにより、内燃機関の出力トルクの上昇に同期させて、係合要素の係合圧を上昇させることができるので、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることを抑制することができる。その結果、パワーオンアップシフト時のトルクダウン制御の終了時において、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることを抑制することができる車両の制御装置、制御方法および車両の駆動装置を提供することができる。なお、内燃機関と自動変速機とは、一般的に、トルク増大作用を有する流体継手(トルクコンバータ)で接続され、自動変速機の入力トルクは、内燃機関の出力トルクと流体継手におけるトルク比との積となる。そのため、内燃機関の出力トルクに代えて、自動変速機の入力トルクを推定し、自動変速機の入力トルクの時間増大量に基づいて、作動油圧を増大させるようにしてもよい。
第2の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、制御手段は、出力トルクの時間増大量が大きいほど作動油圧の時間増大量を大きくするように、調圧機構を制御するための手段を含む。第6の発明に係る制御方法は、第2の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
第2または6の発明によると、内燃機関の出力トルクの時間増大量が大きいほど、作動油圧の時間増大量が大きくされる。これにより、内燃機関の出力トルクの時間増大量が大きいほど、摩擦要素の係合圧をより上昇させることができる。そのため、内燃機関の出力トルクの上昇タイミングに対して、摩擦要素の係合圧の上昇タイミングが極端に早まったり遅れたりすることを抑制することができる。これにより、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることを確実に抑制することができる。
第3の発明に係る制御装置においては、第1または2の発明の構成に加えて、制御手段は、入力トルクの時間増大量に比例させて作動油圧の時間増大量を大きくするように、調圧機構を制御するための手段を含む。第7の発明に係る制御方法は、第3の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
第3または7の発明によると、内燃機関の出力トルクの時間増大量に比例させて作動油圧の時間増大量が大きくされる。これにより、内燃機関の出力トルクに比例させて摩擦要素の係合圧を上昇させることができる。そのため、内燃機関の出力トルクの上昇タイミングに対して、摩擦要素の係合圧の上昇タイミングが極端に早まったり遅れたりすることをより抑制することができる。これにより、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることをより確実に抑制することができる。
第4の発明に係る制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、トルクダウン制御は、内燃機関のスロットル開度を制御することにより実現される。制御装置は、内燃機関の吸入空気量を検出するための手段をさらに含む。推定手段は、少なくとも吸入空気量に基づいて、出力トルクを推定するための手段を含む。第8の発明に係る制御方法は、第4の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
第4または8の発明によると、トルクダウン制御は内燃機関のスロットル開度を制御することにより実現される。内燃機関へ空気が吸入されるタイミングは、スロットルバルブの開閉タイミングに対して不規則に遅れるため、スロットルバルブの開度および制御タイミングと、内燃機関の出力トルクの上昇量および上昇タイミングとは、必ずしも対応していない。そこで、スロットル開度ではなく吸入空気量に基づいて、内燃機関の出力トルクが推定される。そのため、内燃機関の出力トルクをより適切に推定して、内燃機関の出力トルクの上昇と摩擦要素の係合圧の上昇とより適切に同期することができる。
第9の発明に係るプログラムは、第5〜8のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させる。第10の発明に係る記録媒体は、第5〜8のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録する。
第9または第10の発明によると、コンピュータ(汎用でも専用でもよい)を用いて、第5〜第8のいずれかの発明に係る制御方法を実現することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。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を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、FF(Front engine Front drive)車両である。なお、FF以外の車両であってもよい。
車両は、エンジン1000と、オートマチックトランスミッション2000と、オートマチックトランスミッション2000の一部を構成するプラネタリギヤユニット3000と、オートマチックトランスミッション2000の一部を構成する油圧回路4000と、ディファレンシャルギヤ5000と、ドライブシャフト6000と、前輪7000と、ECU(Electronic Control Unit)8000とを含む。
エンジン1000は、インジェクタ(図示せず)から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。
オートマチックトランスミッション2000は、トルクコンバータ3200を経由してエンジン1000に連結される。オートマチックトランスミッション2000は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。
オートマチックトランスミッション2000の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ5000と噛合っている。ディファレンシャルギヤ5000にはドライブシャフト6000がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト6000を経由して、左右の前輪7000に動力が伝達される。
ECU8000には、車速センサ8002と、シフトレバー8004のポジションスイッチ8006と、アクセルペダル8008のアクセル開度センサ8010と、ブレーキペダル8012のストロークセンサ8014と、電子スロットルバルブ8016のスロットル開度センサ8018と、エンジン回転数センサ8020と、入力軸回転数センサ8022と、出力軸回転数センサ8024と、エアフロメータ8026とがハーネスなどを介在させて接続されている。
車速センサ8002は、ドライブシャフト6000の回転数から車両の速度を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
シフトレバー8004の位置は、ポジションスイッチ8006により検出され、検出結果を表わす信号がECU8000に送信される。シフトレバー8004の位置に対応して、オートマチックトランスミッション2000のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。
アクセル開度センサ8010は、アクセルペダル8008の開度を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
ストロークセンサ8014は、ブレーキペダル8012のストローク量を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
スロットル開度センサ8018は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ8016の開度(スロットル開度)を検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。電子スロットルバルブ8016により、エンジン1000に吸入される空気量(エンジン1000の出力)が調整される。
エンジン回転数センサ8020は、エンジン1000の出力軸(クランクシャフト)の回転数(エンジン回転数)NEを検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
入力軸回転数センサ8022は、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転数(以下、タービン回転数ともいう)NTを検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。出力軸回転数センサ8024は、オートマチックトランスミッション2000の出力軸回転数NOを検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。なお、エンジン1000の出力軸は、トルクコンバータ3200の入力軸に接続され、トルクコンバータ3200の出力軸は、オートマチックトランスミッション2000の入力軸に接続されるため、エンジン回転数NEは、トルクコンバータ3200の入力軸の回転数と同じ回転数となる。また、オートマチックトランスミッション2000の入力軸回転数は、トルクコンバータ3200の出力軸の回転数と同じ回転数である。
エアフロメータ8026は、吸気管8028内に設けられ、エンジン1000の吸入空気量KLを検出し、検出結果を表わす信号をECU8000に送信する。
ECU8000は、車速センサ8002、ポジションスイッチ8006、アクセル開度センサ8010、ストロークセンサ8014、スロットル開度センサ8018、エンジン回転数センサ8020、入力軸回転数センサ8022、出力軸回転数センサ8024、エアフロメータ8026などから送られてきた信号、ROM(Read Only Memory)に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
本実施の形態において、ECU8000は、シフトレバー8004がD(ドライブ)ポジションに位置することにより、オートマチックトランスミッション2000のシフトレンジにD(ドライブ)レンジが選択された場合、1速〜6速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション2000を制御する。1速〜6速段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション2000は前輪7000に駆動力を伝達し得る。
図2を参照して、オートマチックトランスミッション2000内に設けられたプラネタリギヤユニット3000について説明する。
プラネタリギヤユニット3000は、クランクシャフトに連結された入力軸3100を有するトルクコンバータ3200に接続されている。プラネタリギヤユニット3000は、遊星歯車機構の第1セット3300と、遊星歯車機構の第2セット3400と、出力ギヤ3500と、ギヤケース3600に固定されたB1ブレーキ3610、B2ブレーキ3620およびB3ブレーキ3630と、C1クラッチ3640およびC2クラッチ3650と、ワンウェイクラッチF3660とを含む。
第1セット3300は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第1セット3300は、サンギヤS(UD)3310と、ピニオンギヤ3320と、リングギヤR(UD)3330と、キャリアC(UD)3340とを含む。
サンギヤS(UD)3310は、トルクコンバータ3200の出力軸3210に連結されている。ピニオンギヤ3320は、キャリアC(UD)3340に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ3320は、サンギヤS(UD)3310およびリングギヤR(UD)3330と噛合している。
リングギヤR(UD)3330は、B3ブレーキ3630によりギヤケース3600に固定される。キャリアC(UD)3340は、B1ブレーキ3610によりギヤケース3600に固定される。
第2セット3400は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第2セット3400は、サンギヤS(D)3410と、ショートピニオンギヤ3420と、キャリアC(1)3422と、ロングピニオンギヤ3430と、キャリアC(2)3432と、サンギヤS(S)3440と、リングギヤR(1)(R(2))3450とを含む。
サンギヤS(D)3410は、キャリアC(UD)3340に連結されている。ショートピニオンギヤ3420は、キャリアC(1)3422に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ3420は、サンギヤS(D)3410およびロングピニオンギヤ3430と噛合している。キャリアC(1)3422は、出力ギヤ3500に連結されている。
ロングピニオンギヤ3430は、キャリアC(2)3432に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ3430は、ショートピニオンギヤ3420、サンギヤS(S)3440およびリングギヤR(1)(R(2))3450と噛合している。キャリアC(2)3432は、出力ギヤ3500に連結されている。
サンギヤS(S)3440は、C1クラッチ3640によりトルクコンバータ3200の出力軸3210に連結される。リングギヤR(1)(R(2))3450は、B2ブレーキ3620により、ギヤケース3600に固定され、C2クラッチ3650によりトルクコンバータ3200の出力軸3210に連結される。また、リングギヤR(1)(R(2))3450は、ワンウェイクラッチF3660に連結されており、1速段の駆動時に回転不能となる。
ワンウェイクラッチF3660は、B2ブレーキ3620と並列に設けられる。すなわ
ち、ワンウェイクラッチF3660のアウターレースはギヤケース3600に固定され、インナーレースはリングギヤR(1)(R(2))3450に回転軸を経由して連結される。
図3に、各ギヤ段と、各クラッチ要素および各ブレーキ要素の作動状態との関係を表した作動表を示す。車速とスロットル開度(アクセル開度)とをパラメータとする変速マップ(図示せず)に基づいてギヤ段が決定されると、決定されたギヤ段を形成するように、
各ブレーキ要素および各クラッチ要素の状態がこの作動表に示された状態になるように制御される。たとえば、ギヤ段が1速段である場合には、図3に示すように、C1クラッチ3640が係合状態に制御される。その後、1速段から2速段へアップシフトする場合には、解放状態であったB1ブレーキ3610が係合状態になるように制御される。なお、本実施の形態においては、2つの入力クラッチを有する自動変速機に本発明を適用する場合について説明するが、2つ以上の入力クラッチを有する自動変速機であれば特に限定されるものではない。
図4を参照して、油圧回路4000について説明する。なお、油圧回路4000は、図4に示す油圧回路に限定されるものではない。
油圧回路4000は、オイルポンプ4004と、プライマリレギュレータバルブ4006と、マニュアルバルブ4100と、ソレノイドモジュレータバルブ4200と、SL1リニアソレノイド(以下、SL(1)と記載する)4210と、SL2リニアソレノイド(以下、SL(2)と記載する)4220と、SL3リニアソレノイド(以下、SL(3)と記載する)4230と、SL4リニアソレノイド(以下、SL(4)と記載する)4240と、SLTリニアソレノイド(以下、SLTと記載する)4300と、B2コントロールバルブ4500と、シーケンスバルブ4600と、クラッチアプライコントロールバルブ4700と、B1アプライコントロールバルブ4800とを含む。
オイルポンプ4004は、エンジン1000のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ4004が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ4004で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ4006により調圧され、ライン圧が生成される。
プライマリレギュレータバルブ4006は、SLT4300により調圧されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路4010を経由してマニュアルバルブ4100およびSL(4)4240に供給される。
マニュアルバルブ4100は、ドレンポート4105を含む。ドレンポート4105から、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104の油圧が排出される。マニュアルバルブ4100のスプールがDポジションにある場合、ライン圧油路4010とDレンジ圧油路4102とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102に油圧が供給される。このとき、Rレンジ圧油路4104とドレンポート4105とが連通させられ、Rレンジ圧油路4104のRレンジ圧がドレンポート4105から排出される。
マニュアルバルブ4100のスプールがRポジションにある場合、ライン圧油路4010とRレンジ圧油路4104とが連通させられ、Rレンジ圧油路4104に油圧が供給される。このとき、Dレンジ圧油路4102とドレンポート4105とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102内の作動油がドレンポート4105から排出される。
マニュアルバルブ4100のスプールがNポジションにある場合、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104の両方と、ドレンポート4105とが連通させられ、Dレンジ圧油路4102のDレンジ圧およびRレンジ圧油路4104内の作動油がドレンポート4105から排出される。
Dレンジ圧油路4102に供給された油圧(以下、Dレンジ圧ともいう)は、SL(1)4210、SL(2)4220、SL(3)4230および油路4106を経由してクラッチアプライコントロールバルブ4700に供給される。Dレンジ圧は、最終的には、B1ブレーキ3610、B2ブレーキ3620、C1クラッチ3640およびC2クラッチ3650に供給される。Rレンジ圧は、最終的には、B2ブレーキ3620に供給される。
ソレノイドモジュレータバルブ4200は、ライン圧を元圧とし、SLT4300に供給する油圧(ソレノイドモジュレータ圧)を一定の圧力に調圧する。
SLT4300は、アクセル開度センサ8010により検出されたアクセル開度に基づいたECU8000からの制御信号に応じて、ソレノイドモジュレータ圧を調圧し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、SLT油路4302を経由して、プライマリレギュレータバルブ4006に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ4006のパイロット圧として利用される。
B2コントロールバルブ4500は、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104のいずれか一方からの油圧を選択的に、B2ブレーキ3620に供給する。B2コントロールバルブ4500に、Dレンジ圧油路4102およびRレンジ圧油路4104が接続されている。B2コントロールバルブ4500は、SLソレノイドバルブ(図示せず)およびSLUソレノイドバルブ(図示せず)から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。
SLソレノイドバルブがオフで、SLUソレノイドバルブがオンの場合、B2コントロールバルブ4500は、図4において左側の状態となる。この場合、B2ブレーキ3620には、SLUソレノイドバルブから供給された油圧をパイロット圧として、Dレンジ圧を調圧した油圧が供給される。
SLソレノイドバルブがオンで、SLUソレノイドバルブがオフの場合、B2コントロールバルブ4500は、図4において右側の状態となる。この場合、B2ブレーキ3620には、Rレンジ圧が供給される。
SL(1)4210は、シーケンスバルブ4600を経由してC1クラッチ3640に供給される油圧を調圧する。SL(2)4220は、シーケンスバルブ4600を経由してC2クラッチ3650に供給される油圧を調圧する。SL(3)4230は、B1アプライコントロールバルブ4800を経由してB1ブレーキ3610に供給される油圧を調圧する。SL(4)4240は、シーケンスバルブ4600およびクラッチアプライコントロールバルブ4700を経由してB3ブレーキ3630に供給される油圧を調圧する。なお、SL(1)4210、SL(2)4220、SL(3)4230、SL(4)4240、およびSLT4300は、ECU8000から送信される制御信号により制御される。
SL(1)4210とシーケンスバルブ4600とは油路4212により接続され、SL(2)4220とシーケンスバルブ4600とは油路4222により接続され、SL(4)4240とシーケンスバルブ4600とは油路4242により接続される。
シーケンスバルブ4600は、SLT4300およびソレノイドモジュレータバルブ4200から供給される油圧とスプリングの付勢力により制御される。
なお、シーケンスバルブ4600は、マニュアルバルブ4100のスプールがDポジションにある場合であって、正常状態であるときには、図4において右側の状態となる。このとき、油路4212とC1クラッチ3640に接続される油路4602とが連通させられ、油路4222とC2クラッチ3650に接続される油路4604とが連通させられ、さらに、油路4242とクラッチアプライコントロールバルブ4700に接続される油路4606とが連通させられる。油路4602、油路4604および油路4606は、クラッチアプライコントロールバルブ4700にそれぞれ接続される。
クラッチアプライコントロールバルブ4700は、4速段以外の変速段において、図4において右側の状態となる。具体的には、クラッチアプライコントロールバルブ4700は、油路4602からスプール上部に供給される油圧と、油路4604からスプール上部側に供給される油圧と、油路4012およびB1アプライコントロールバルブ4800を経由して油路4804からスプールの下部に供給されるライン圧と、スプリングの付勢力とにより制御される。
4速段においては、C1クラッチ3640およびC2クラッチ3650が係合状態となるべく、SL(1)4210およびSL(2)4220により調圧された油圧がC1クラッチ3640およびC2クラッチ3650に供給される。このとき、クラッチアプライコントロールバルブ4700において、油路4602および油路4604からスプール上部側に供給される油圧に基づくスプールを押し下げる力がスプール下部側に供給されるライン圧およびスプリングの付勢力に基づく合力を上回ると、図4の左側の状態となる。
このとき、油路4106と、B1アプライコントロールバルブ4800のスプール上部に接続する油路4704とが連通させられる。そのため、B1アプライコントロールバルブ4800のスプール上部には油路4106および油路4704を経由してDレンジ圧が供給される。
一方、4速段以外においては、C1クラッチ3640およびC2クラッチ3650のいずれか一方が係合状態となるべく、SL(1)4210およびSL(2)4220により調圧された油圧がC1クラッチ3640およびC2クラッチ3650のいずれかに供給される。このとき、クラッチアプライコントロールバルブ4700において、油路4602および油路4604からスプール上部に供給される油圧に基づくスプールを押し下げる力がスプール下部に供給されるライン圧およびスプリングの付勢力に基づく合力を下回るため、図4の右側の状態となる。そのため、油路4606とB3ブレーキ3630に接続される油路4702とが連通させられる。
B1アプライコントロールバルブ4800は、油路4704からスプール上部に供給される油圧と、B3ブレーキ3630に接続される油路4702からスプール上部側に供給される油圧と、油路4010から分岐して接続される油路4012からスプール下部に供給される油圧と、油路4232からスプール上部側に供給される油圧と、スプリングの付勢力とから制御される。
B3ブレーキ3630に接続される油路4702に油圧が供給されているときには、スプール上部側に供給される油圧に基づくスプールを押し下げる力がスプール下部に供給される油圧およびスプリングの付勢力に基づく合力を上回るため、B1アプライコントロールバルブ4800は、図4において右側の状態となる。
一方、B3ブレーキ3630に接続される油路4702に供給される油圧が減少すると、スプール上部側に供給される油圧に基づくスプールを押し下げる力がスプール下部に供給される油圧およびスプリングの付勢力に基づく合力を下回るため、B1アプライコントロールバルブ4800は、図4において左側の状態となる。
SL(3)4230は、B1アプライコントロールバルブ4800に油路4232を介在させて接続される。また、B1アプライコントロールバルブ4800には、油路4232の途中で分岐した油路4234がさらに接続される。B1アプライコントロールバルブ4800が図4において左側の状態になると、油路4234とB1ブレーキ3610に接続される油路4802とが連通させられる。
以上のような車両の構成において、エンジン1000から前輪7000へ動力伝達される、いわゆるパワーオン状態におけるアップシフト(パワーオンアップシフト)として、たとえば、1速段から2速段へのパワーオンアップシフトが行なわれる場合について説明する。
アップシフト前においては、C1クラッチ3640が係合状態に制御され、B1ブレーキ3610は解放状態に制御される。アップシフトが行なわれる際には、B1ブレーキ3610が係合される。より具体的には、ECU8000から油圧回路4000に対して出力された変速指令に基づいて、1速段から2速段へのパワーオンアップシフトが開始されると、SL(3)4230の指令圧が増加して、B1ブレーキ3610の制御圧(以下の説明においては、係合圧ともいう)が上昇する。そのため、B1ブレーキ3610が係合状態となる。これにより、1速段から2速段へのパワーオンアップシフトが実行される。
アップシフトにおいては、オートマチックトランスミッション2000の伝達ギヤ比が小さくなるので、アップシフトを終了させるためには、タービン回転数NTをアップシフト後の同期回転数まで低下させる必要がある。
こうしたアップシフトを短時間で終了させるために、ECU8000は、パワーオンアップシフト制御中の予め定められたタイミングにおいて、電子スロットルバルブ8016の開度(スロットル開度)を制御して、エンジントルクを一時的に低下させる制御(トルクダウン制御)を実行する。これにより、タービン回転数NTを早期に低下させることができる。
しかしながら、トルクダウン制御の終了時におけるエンジントルクの上昇(復帰)タイミングがB1ブレーキ3610の係合圧の上昇タイミングより早くなると、タービン回転数NTがアップシフト後の同期回転数まで早期に低下せずに、変速終了の遅れが生じる。一方、エンジントルクの上昇タイミングがB1ブレーキ3610の係合圧の上昇タイミングより遅くなると、アクセル開度に対する加速の応答遅れ(ヘジテーション)が生じてしまう。
そこで、本発明においては、パワーオンアップシフト時のトルクダウン制御の終了時において、B1ブレーキ3610の係合圧を、エンジントルクの上昇勾配(時間増大量)に応じて上昇させることにより、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることを抑制する。なお、本実施の形態においては、1速段から2速段へのパワーオンアップシフトについて説明するが、本発明に係る制御装置が適用できるパワーオンアップシフトはこれに限定されず、各クラッチ要素および各ブレーキ要素のいずれかを係合させてアップシフトを実行するものであれば、他の変速段へのパワーオンアップシフトであってもよい。
図5を参照して、本実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図について説明する。図5に示すように、この制御装置は、エンジントルクダウン制御部8100と、エンジントルク推定部8200と、エンジントルク上昇勾配算出部8300と、指令圧算出部8400とを含む。
エンジントルクダウン制御部8100は、入力軸回転数センサ8022からの入力軸回転数NTおよび出力軸回転数センサ8024からの出力軸回転数NOに基づいて、電子スロットル開度を制御する制御信号を、電子スロットルバルブ8016に送信する。
エンジントルク推定部8200は、エンジントルクダウン制御部8100によりエンジントルクダウン制御が停止されると、エンジン回転数センサ8020からのエンジン回転数NEおよびエアフロメータ8026からの吸入空気量KLに基づいて、エンジントルクTEを推定する。
エンジントルク上昇勾配算出部8300は、エンジントルク推定部8200で推定されたエンジントルクTEの上昇勾配αを算出する。
指令圧算出部8400は、エンジントルク上昇勾配算出部8300で算出されたエンジントルクの上昇勾配αに基づいて各ソレノイドの指令圧Pを算出し、算出された指令圧Pに応じた制御信号を油圧回路4000のソレノイドに送信する。たとえば、1速段から2速段へのパワーオンアップシフトにおいては、エンジントルクTEの上昇勾配αに基づいてSL(3)4230の指令圧Pを算出して、算出された指令圧Pに応じた制御信号をSL(3)4230に送信する。
このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ECUに含まれるCPU(Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてCPUで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。
図6を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU8000が1速段から2速段へのパワーオンアップシフト開始後に実行されるプログラムの制御構造について説明する。
ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、ECU8000は、入力軸回転数センサ8022からの入力軸回転数NTおよび出力軸回転数センサ8024からの出力軸回転数NOのモニタを開始する。
S102にて、ECU8000は、イナーシャ相が開始されたか否かを判断する。ECU8000は、たとえば、入力軸回転数NTが変速前(1速段)での同期回転数でなくなった場合に、イナーシャ相が開始されたと判断する。イナーシャ相が開始されると(S102にてYES)、処理はS104に移される。そうでないと(S102にてNO)、この処理は終了する。
S104にて、ECU8000は、エンジントルクダウン制御を開始する。ECU8000は、たとえば、スロットル開度を予め定められた値TH(0)だけ低下させる制御信号を、電子スロットルバルブ8016に送信する。
S106にて、ECU8000は、入力軸回転数NTと変速後(2速段)の同期回転数との差回転数がしきい値Aより小さいか否かを判断する。しきい値Aより小さいと(S106にてYES)、処理はS108に移される。そうでないと(S106にてNO)、処理はS106に戻される。
S108にて、ECU8000は、エンジントルクダウン制御を停止する。ECU8000は、たとえば、スロットル開度を予め定められた時間変化量で上昇させる制御信号を、電子スロットルバルブ8016に送信する。
S110にて、ECU8000は、エンジン回転数センサ8020からのエンジン回転数NEおよびエアフロメータ8026からの吸入空気量KLのモニタを開始する。
S112にて、ECU8000は、エンジン回転数NEおよび吸入空気量KLに基づいて、エンジントルクTEを推定する。ECU8000は、たとえば、図7に示すような三次元マップに基づいて、エンジントルクTEを推定する。図7に示すマップは、エンジン回転数NEおよび吸入空気量KLをパラメータとしてエンジントルクTEを推定するマップである。なお、エンジントルクTEの推定方法はこれに限定されない。たとえば、エンジン回転数NEおよび吸入空気量KLの他に、エンジン1000の燃料点火時期をパラメータに加えて、エンジントルクTEを推定してもよい。
S114にて、ECU8000は、エンジントルクTEの上昇勾配αを算出する。ECU8000は、エンジントルクTEの時間増大量を、エンジントルクTEの上昇勾配αとして算出する。
S116にて、ECU8000は、エンジントルクTEの上昇勾配αと係数Kとの積を、前回算出した指令圧に加えた値を、SL(3)4230の指令圧Pとして算出する。なお、指令圧Pの算出方法は、エンジントルクTEの上昇勾配αに応じて指令圧Pを上昇させるように算出するのであれば、これに限定されない。
S118にて、ECU8000は、算出された指令圧Pに応じた制御信号をSL(3)4230に送信する。
S120にて、ECU8000は、変速が終了したか否かを判断する。ECU8000は、たとえば、入力軸回転数NTが変速後(2速段)での同期回転数になった場合に、変速が終了したと判断する。変速が終了したと判断されると(S120にてYES)、この処理は終了する。そうでないと(S120にてNO)、処理はS112に戻される。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU8000により制御される車両の動作について説明する。
1速段から2速段へのパワーオンアップシフトの開始後において、図8に示すように、イナーシャ相が開始された時刻T(1)で(S102にてYES)、トルクダウン制御が開始され(S104)、図8(B)に示すように、スロットル開度がTH(0)だけ低下する。これにより、トルクダウン制御が実行されない場合と比べて、入力軸回転数NTを早期に低下させることができる。
入力軸回転数NTと2速段の同期回転数との差回転数がしきい値Aになった時刻T(2)で(S106にてYES)、エンジントルクダウン制御が停止され(S108)、図8(B)に示すように、低下していたスロットル開度が予め定められた時間変化量で上昇される。
これにより、図8(C)に示すように、時刻T(2)より少し遅れた時刻T(3)で、エンジントルクTEが上昇し始める。このエンジントルクTEの上昇タイミングに同期させて、B1ブレーキ3610の係合圧を上昇させるために、エンジン回転数NEおよび吸入空気量KLに基づいて、エンジントルクTEが推定され(S112)、エンジントルクTEの上昇勾配αが算出される(S114)。エンジントルクTEの上昇勾配αと係数Kとの積を、前回算出した指令圧に加えた値が、SL(3)4230の指令圧Pとして算出され(S116)、算出された指令圧Pに応じてSL(3)4230の係合圧が制御される(S118)。すなわち、図8(D)に示すように、エンジントルクTEが上昇し始めた時刻T(3)から、エンジントルクTEの上昇勾配αに比例させて、SL(3)4230の指令圧Pが上昇される。
これにより、エンジントルクTEが上昇し始める時刻T(3)に同期させて、B1ブレーキ3610の係合圧の上昇を開始させることができる。そのため、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることを抑制することができる。
さらに、エンジントルクTEの上昇勾配αに比例させて、B1ブレーキ3610の係合圧Pを上昇させることができる。そのため、エンジントルクTEの上昇タイミングに対して、B1ブレーキ3610の係合圧Pの上昇タイミングが極端に早まったり遅れたりすることをより抑制することができる。これにより、エンジントルクTEの上昇タイミングとB1ブレーキ3610の係合圧Pの上昇タイミングとをより同期させやすくすることができ、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることをより確実に抑制することができる。
以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、パワーオンアップシフト時のトルクダウン制御の終了時において、エンジントルクを推定し、推定されたエンジントルクの上昇勾配に応じてアップシフトに必要な各クラッチや各ブレーキの係合圧を上昇させる。これにより、エンジントルクの上昇に同期させて、各クラッチや各ブレーキの係合圧を上昇させることができる。そのため、変速の終了遅れやヘジテーションを生じることを抑制することができる。
なお、本実施の形態においては、オートマチックトランスミッション2000の入力トルクとしてエンジントルクTEを推定し、エンジントルクTEの上昇勾配に応じて各クラッチや各ブレーキの係合圧を上昇させる場合について説明したが、オートマチックトランスミッション2000の入力トルクを直接推定し、入力軸トルクの上昇勾配に応じて各クラッチや各ブレーキの係合圧を上昇させるようにしてもよい。なお、本実施の形態においては、オートマチックトランスミッション2000の入力トルクを、エンジントルクTEとトルクコンバータ3200のトルク比との積として推定することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明の実施の形態に係る制御装置であるECUが搭載される車両の構造を示す図である。 オートマチックトランスミッションにおけるギヤトレーンを示すスケルトン図である。 オートマチックトランスミッションの作動表を示す図である。 オートマチックトランスミッションにおける油圧回路の一部を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるECUの機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるECUの制御構造を示すフローチャートである。 エンジントルク、エンジン回転数および吸入空気量の関係を示す図である。 本実施の形態に係る自動変速機の制御装置であるECUの動作を示すタイミングチャートである。
符号の説明
1000 エンジン、2000 オートマチックトランスミッション、3000 プラネタリギヤユニット、3100 入力軸、3200 トルクコンバータ、3210 出力軸、3610 B1ブレーキ、3620 B2ブレーキ、3630 B3ブレーキ、3640 C1クラッチ、3650 C2クラッチ、3660 ワンウェイクラッチF、4000 油圧回路、4004 オイルポンプ、4006 プライマリレギュレータバルブ、4100 マニュアルバルブ、4200 ソレノイドモジュレータバルブ、4210 SL1リニアソレノイド、4220 SL2リニアソレノイド、4230 SL3リニアソレノイド、4240 SL4リニアソレノイド、4300 SLTリニアソレノイド、4500 B2コントロールバルブ、4600 シーケンスバルブ、4700 クラッチアプライコントロールバルブ、4800 B1アプライコントロールバルブ、8000 ECU、8002 車速センサ、8004 シフトレバー、8006 ポジションスイッチ、8008 アクセルペダル、8010 アクセル開度センサ、8012 ブレーキペダル、8014 ストロークセンサ、8016 電子スロットルバルブ、8018 スロットル開度センサ、8020 エンジン回転数センサ、8022 入力軸回転数センサ、8024 出力軸回転数センサ、8026 エアフロメータ、8028 吸気管。

Claims (11)

  1. 内燃機関に接続され、摩擦要素の係合状態を変更することにより変速される自動変速機と、前記摩擦要素を係合させるための作動油圧を調圧する調圧機構とを備えた車両の制御装置であって、
    前記車両においては、パワーオンアップシフト変速におけるイナーシャ相が開始されると前記内燃機関の出力トルクを低下させ、変速処理の進行に応じて前記出力トルクを増大させるように、前記内燃機関を制御するトルクダウン制御が実行され、
    前記制御装置は、
    前記パワーオンアップシフト変速中において、前記出力トルクを推定するための推定手段と、
    前記出力トルクの時間増大量を算出するための手段と、
    前記出力トルクが増大し始めると、前記出力トルクの時間増大量に基づいて、前記作動油圧を増大させるように前記調圧機構を制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
  2. 前記制御手段は、前記出力トルクの時間増大量が大きいほど前記作動油圧の時間増大量を大きくするように、前記調圧機構を制御するための手段を含む、請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記制御手段は、前記入力トルクの時間増大量に比例させて前記作動油圧の時間増大量を大きくするように、前記調圧機構を制御するための手段を含む、請求項1または2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記トルクダウン制御は、前記内燃機関のスロットル開度を制御することにより実現され、
    前記制御装置は、前記内燃機関の吸入空気量を検出するための手段をさらに含み、
    前記推定手段は、少なくとも前記吸入空気量に基づいて、前記出力トルクを推定するための手段を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の車両の制御装置。
  5. 内燃機関に接続され、摩擦要素の係合状態を変更することにより変速される自動変速機と、前記摩擦要素を係合させるための作動油圧を調圧する調圧機構とを備えた車両の制御方法であって、
    前記車両においては、パワーオンアップシフト変速におけるイナーシャ相が開始されると前記内燃機関の出力トルクを低下させ、変速処理の進行に応じて前記出力トルクを増大させるように、前記内燃機関を制御するトルクダウン制御が実行され、
    前記制御方法は、
    前記パワーオンアップシフト変速中において、前記出力トルクを推定する推定ステップと、
    前記出力トルクの時間増大量を算出するステップと、
    前記出力トルクが増大し始めると、前記出力トルクの時間増大量に基づいて、前記作動油圧を増大させるように前記調圧機構を制御する制御ステップとを含む、車両の制御方法。
  6. 前記制御ステップは、前記出力トルクの時間増大量が大きいほど前記作動油圧の時間増大量を大きくするように、前記調圧機構を制御するステップを含む、請求項5に記載の車両の制御方法。
  7. 前記制御ステップは、前記入力トルクの時間増大量に比例させて前記作動油圧の時間増大量を大きくするように、前記調圧機構を制御するステップを含む、請求項5または6に記載の車両の制御方法。
  8. 前記トルクダウン制御は、前記内燃機関のスロットル開度を制御することにより実現され、
    前記制御方法は、前記内燃機関の吸入空気量を検出するステップをさらに含み、
    前記推定ステップは、少なくとも前記吸入空気量に基づいて、前記出力トルクを推定するステップを含む、請求項5〜7のいずれかに記載の車両の制御方法。
  9. 請求項5〜8のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  10. 請求項5〜8のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。
  11. 内燃機関に接続され、摩擦要素が係合されることにより変速される自動変速機と、前記摩擦要素の係合圧を制御するように前記摩擦要素に供給される作動油圧を調圧する調圧機構とを備えた車両の駆動装置であって、
    前記車両においては、パワーオンアップシフト変速におけるイナーシャ相が開始されると前記内燃機関の出力トルクを低下させ、変速処理の進行に応じて前記出力トルクを増大させるように、前記内燃機関を制御するトルクダウン制御が実行され、
    前記駆動装置は、
    前記パワーオンアップシフト変速中において、前記出力トルクを推定するための推定手段と、
    前記出力トルクの時間増大量を算出するための手段と、
    前記出力トルクが増大し始めると、前記出力トルクの時間増大量に基づいて、前記作動油圧を増大させるように前記調圧機構を制御するための制御手段とを含む、車両の駆動装置。
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KR101792177B1 (ko) 2013-06-10 2017-10-31 스카니아 씨브이 악티에볼라그 내연 기관에 의해 생성되는 토크를 추정하는 방법

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