JP2003083431A - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

車両用自動変速機の変速制御装置

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JP2003083431A
JP2003083431A JP2001276548A JP2001276548A JP2003083431A JP 2003083431 A JP2003083431 A JP 2003083431A JP 2001276548 A JP2001276548 A JP 2001276548A JP 2001276548 A JP2001276548 A JP 2001276548A JP 2003083431 A JP2003083431 A JP 2003083431A
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Masanobu Horiguchi
正伸 堀口
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の勾配抵抗を推定して変速制御を行う変速
制御装置において、勾配抵抗の推定精度を向上させる。 【解決手段】200ms間における車速VSPの変化量
から加速度ΔVSPを演算する一方、最近の200ms
間に10ms毎演算された駆動力F,空気抵抗Rの平均
値F0,R0を演算する。そして、前記加速度ΔVSP
に基づいて加速抵抗Rαを演算し、前記加速抵抗Rα,
平均駆動力F0及び平均空気抵抗R0に基づいて、勾配
抵抗(勾配抵抗=F0−R0−Rα)を演算し、勾配抵
抗が所定値よりも大きいときには、登坂用の変速マップ
を用いて変速段を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用自動変速機
の変速制御装置に関し、詳しくは、勾配抵抗を推定し、
該勾配抵抗に応じて変速段を決定する構成の変速制御装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、車両用自動変速機において、
車両の加速度を車速の所定時間当たりの変化量として求
め、該加速度に基づいて演算される加速抵抗,駆動力及
び転がり・空気抵抗から勾配抵抗を求め、該勾配抵抗に
基づいて変速段を決定する構成の変速制御装置が知られ
ている(特開平10−325462号公報,特開200
0−104614号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来では、
最新に検出された車速と所定時間前に検出された車速と
の偏差に基づいて加速度を演算するから、該加速度に基
づく加速抵抗は、前記所定時間内における平均値として
求められることになるのに対し、駆動力及び転がり・空
気抵抗は勾配抵抗演算時点の最新値が用いられるため、
前記所定時間内における駆動力及び転がり・空気抵抗の
挙動が勾配抵抗の演算に反映されず、勾配抵抗を充分に
高い精度で推定させることができないという問題があっ
た。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、車速の所定時間当たりの変化量として加速度を求
め、該加速度に基づく加速抵抗から勾配抵抗を推定する
変速制御装置において、前記勾配抵抗の推定精度を向上
させ、以って、勾配抵抗の推定値に基づく変速制御の性
能を向上させることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そのため請求項1記載の
発明は、車速を検出する車速検出手段と、前記車速の最
新値と所定時間前の値とに基づいて車両の加速度を演算
する加速度演算手段と、前記加速度に基づいて車両の加
速抵抗を演算する加速抵抗演算手段と、車両の駆動力を
演算する駆動力演算手段と、前記加速度の演算における
前記所定時間内での前記駆動力の平均値を演算する平均
駆動力演算手段と、車両の空気抵抗を演算する空気抵抗
演算手段と、前記加速度の演算における前記所定時間内
での前記空気抵抗の平均値を演算する平均空気抵抗演算
手段と、前記加速抵抗,駆動力の平均値及び空気抵抗の
平均値に基づいて勾配抵抗を演算する勾配抵抗演算手段
と、前記勾配抵抗に基づいて変速を制御する変速制御手
段と、を含んで構成される。
【0006】上記構成によると、車速の最新値と所定時
間前の値とに基づいて車両の加速度を演算する一方、前
記所定時間内での駆動力及び空気抵抗の平均値を求め、
前記所定時間内の平均値である加速抵抗,駆動力及び空
気抵抗から勾配抵抗を推定する。請求項2記載の発明で
は、駆動力演算手段及び空気抵抗演算手段の演算周期
が、加速度の演算における前記所定時間よりも短い構成
とした。
【0007】上記構成によると、加速度の演算に用いる
2つの車速データの検出タイミング間で、駆動力及び空
気抵抗が複数回演算され、これら複数の演算結果につい
ての平均値を演算する。一方、請求項3記載の発明は、
車速を検出する車速検出手段と、前記車速の最新値と所
定時間前の値とに基づいて車両の加速度を演算する加速
度演算手段と、前記加速度に基づいて車両の加速抵抗を
演算する加速抵抗演算手段と、車両の駆動力を演算する
駆動力演算手段と、車両の空気抵抗を演算する空気抵抗
演算手段と、前記駆動力と空気抵抗とに基づいて、車両
の加速及び登坂に使われる余裕駆動力を演算する余裕駆
動力演算手段と、加速度の演算における前記所定時間内
での前記余裕駆動力の平均値を演算する平均余裕駆動力
演算手段と、前記加速抵抗及び余裕駆動力の平均値に基
づいて勾配抵抗を演算する勾配抵抗演算手段と、前記勾
配抵抗に基づいて変速を制御する変速制御手段と、を含
んで構成される。
【0008】上記構成によると、車速の最新値と所定時
間前の値とに基づいて車両の加速度を演算する一方、前
記所定時間内での余裕駆動力の平均値を求め、前記所定
時間内の平均値である加速抵抗及び余裕駆動力から勾配
抵抗を推定する。請求項4記載の発明では、余裕駆動力
演算手段の演算周期が、加速度の演算における前記所定
時間よりも短い構成とした。
【0009】上記構成によると、加速度の演算に用いる
2つの車速データの検出タイミング間で、余裕駆動力が
複数回演算され、これら複数の演算結果についての平均
値を演算する。
【0010】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、加速抵抗
が平均値として求められる時間枠内での駆動力及び空気
抵抗の平均値を求め、これら加速抵抗,駆動力及び空気
抵抗から勾配抵抗を推定するので、前記時間枠内での駆
動力及び空気抵抗の挙動が勾配抵抗の推定に反映され、
勾配抵抗の推定精度が向上し、引いては、勾配抵抗に基
づく変速性能が向上するという効果がある。
【0011】請求項2記載の発明によると、加速抵抗が
平均値として求められる時間枠内で複数回に渡って駆動
力及び空気抵抗が演算され、これら複数の演算結果の平
均値を求めるので、前記時間枠内での駆動力及び空気抵
抗の挙動を正確に勾配抵抗の推定に反映させることがで
きるという効果がある。請求項3記載の発明によると、
加速抵抗が平均値として求められる時間枠内での余裕駆
動力の平均値を求め、これら加速抵抗,余裕駆動力から
勾配抵抗を推定するので、前記時間枠内での余裕駆動
力、即ち、駆動力及び空気抵抗の挙動が勾配抵抗の推定
に反映され、勾配抵抗の推定精度が向上し、引いては、
勾配抵抗に基づく変速性能が向上するという効果があ
る。
【0012】請求項4記載の発明によると、加速抵抗が
平均値として求められる時間枠内で複数回に渡って余裕
駆動力が演算され、これら複数の演算結果の平均値を求
めるので、前記時間枠内での余裕駆動力(駆動力及び空
気抵抗)の挙動を正確に勾配抵抗の推定に反映させるこ
とができるという効果がある。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図1は、実施の形態における車両の駆動系を示
す。エンジン1の出力軸には自動変速機2が接続されて
おり、該自動変速機2は、エンジン1の出力側に介在す
るトルクコンバータ3と、このトルクコンバータ3を介
して連結された歯車式変速機4と、この歯車式変速機4
中の各種変速要素の結合・解放操作を行う油圧アクチュ
エータ5とを備える。
【0014】前記油圧アクチュエータ5に対する作動油
圧は、各種の電磁バルブを介してON・OFF制御され
るが、ここでは自動変速のためのシフト用電磁バルブ6
A,6Bのみを示してある。コントロールユニット7に
は、各種のセンサから信号が入力されている。前記各種
のセンサとしては、自動変速機2の出力軸8より回転信
号を得て車速VSPを検出する車速センサ9(車速検出
手段)が設けられている。
【0015】また、エンジン1の吸気系に介装されるス
ロットル弁10の開度TVOを検出するポテンショメー
タ式のスロットルセンサ11が設けられている。更に、
エンジン1のクランク軸又はこれに同期して回転する軸
にクランク角センサ12が設けられている。このクラン
ク角センサ12からの信号は、例えば基準クランク角毎
のパルス信号で、その出力周期よりエンジン回転速度N
e(rpm)が算出される。
【0016】前記コントロールユニット8は、マイクロ
コンピュータを内蔵し、前記各種のセンサからの信号に
基づいて、変速制御を行う。前記変速制御においては、
まず、後述する変速制御ルーチンに従って1速〜4速の
変速段のいずれかを決定し、該決定に応じてシフト用電
磁バルブ6A,6BのON・OFFの組合わせを制御す
ることで、油圧アクチュエータ5を介して歯車式変速機
4を前記決定した変速段に制御する。
【0017】次に図2及び図3のフローチャートに示す
変速制御ルーチンについて説明する。図2のフローチャ
ートは、200ms毎に実行されるようになっており、ス
テップS1では、本ルーチンの前回実行時、即ち、20
0ms前に演算された車速V2を、前回値V1にセットす
る。
【0018】ステップS2では、車速VSPを車速セン
サ9の検出信号に基づいて演算し、該演算値を最新値と
してV2にセットする。ステップS3では、車速VSP
の最新値V2と200ms前の値V1との偏差を、これら
を求めた時間間隔である200msで除算することで、単
位時間当たりの車速変化量、即ち、加速度ΔVSPを算
出する(加速度演算手段)。
【0019】ステップS4では、最近の200ms間で演
算された駆動力F1〜F20の平均値F0を算出する
(平均駆動力演算手段)。 F0=(F1+F2+・・・・+F20)/20 また、ステップS5では、最近の200ms間で演算され
た空気抵抗(転がり・空気抵抗)R1〜R20の平均値
R0を算出する(平均空気抵抗演算手段)。
【0020】 R0=(R1+R2+・・・・+R20)/20 前記駆動力F1〜F20及び空気抵抗(転がり・空気抵
抗)R1〜R20は、図3のフローチャートに従って更
新記憶される。図3のフローチャートは、10ms毎に実
行されるようになっており、ステップS21では、本ル
ーチンの前回実行時において設定された駆動力Fの10
ms毎の時系列データF20〜F2それぞれを、10ms
だけより旧いデータF19〜F1にセットする。
【0021】尚、Fn(n=1〜20)のnの数が小さ
くなるほどより旧いデータであり、F20が最新値であ
って、F19は10ms前の値、F18は20ms前の値
で、以降順番に10msだけより旧い時点のデータであっ
て、F1は200ms前の値を示す。ステップS22で
は、駆動力Fの最新値を演算し、該最新値をF20にセ
ットする(駆動力演算手段)。
【0022】これにより、最近の200ms間に10ms毎
に演算された20個の駆動力F20〜F1が更新される
(図4参照)。前記駆動力Fは、例えば、スロットル開
度TVO,エンジン回転速度Ne,現在の変速段,トル
クコンバータ3のトルク比から算出される。ステップS
23では、本ルーチンの前回実行時において設定された
空気抵抗Rの10ms毎の時系列データR20〜R2それ
ぞれを、10msだけより旧いデータR19〜R1にセ
ットする。
【0023】尚、Rn(n=1〜20)のnの数が小さ
くなるほどより旧いデータであり、R20が最新値であ
って、R19は10ms前の値、R18は20ms前の値
で、以降順番に10msだけより旧い時点のデータであっ
て、R1は200ms前の値を示す。ステップS24で
は、空気抵抗Rの最新値を演算し、該最新値をR20に
セットする(空気抵抗演算手段)。
【0024】これにより、最近の200ms間に10ms毎
に演算された20個の空気抵抗R20〜R1が更新され
る(図4参照)。前記空気抵抗Rは、車速VSPから求
められる。上記のように10ms毎に更新される、最近の
200ms間に10ms毎に演算された20個の駆動力F2
0〜F1の平均値F0がステップS4で演算され、最近
の200ms間に10ms毎に演算された20個の空気抵抗
R20〜R1の平均値R0がステップS5で演算され
る。
【0025】ステップS6では、ステップS3で求めた
加速度ΔVSPに基づいて加速抵抗Rαを演算する(加
速抵抗演算手段)。前記加速抵抗Rαは、加速度ΔVS
P及び車両重量から算出される。ステップS7では、勾
配抵抗を、 勾配抵抗=F0−R0−Rα として算出する(勾配抵抗演算手段)。
【0026】ステップS8では、前記勾配抵抗が所定値
よりも大きいか否かを判別する。勾配抵抗が所定値以下
であるときには、ステップS9へ進み、予め設定された
標準の変速マップを参照して、変速段を決定させるよう
にする(変速制御手段)。一方、勾配抵抗が所定値より
も大きいときには、ステップS10へ進み、予め設定さ
れた登坂用の変速マップを参照して、変速段を決定させ
るようにする(変速制御手段)。
【0027】前記変速マップは、車速VSPとスロット
ル開度とに対応する変速段を記憶するマップであり、登
坂用の変速マップは、標準の変速マップに比べて低速段
が選択される領域が広く、より高車速側でアップシフト
がなされる設定にしてある。上記構成によると、加速抵
抗Rαの基礎データである加速度ΔVSPを、最新の車
速VSPと200msの車速VSPとから求める構成にお
いて、前記200ms間に10ms毎に求めた駆動力F及び
空気抵抗Rの平均値を算出し、前記加速抵抗Rα及び平
均駆動力F0,平均空気抵抗R0に基づいて勾配抵抗を
演算するから、加速抵抗Rαを求めた200ms間の駆動
力F,空気抵抗Rの挙動が、勾配抵抗の演算に反映さ
れ、勾配抵抗を精度良く推定することができる。
【0028】尚、上記実施形態では、駆動力Fを10ms
毎に求める構成としたが、これは、実際の駆動力Fが1
0msよりも短い時間枠内では殆ど変化しないためであ
り、演駆動力Fの演算周期を10msとすることで、必要
充分に実駆動力の変化に対応できる。但し、加速度ΔV
SPの演算時間枠、及び、駆動力F・空気抵抗Rの演算
周期を、それぞれ200ms,10msに限定するものでは
なく、更に、加速度ΔVSPの演算時間枠と同じ時間間
隔で駆動力F・空気抵抗Rを演算させる構成であっても
良い。
【0029】また、上記実施形態では、最近の200ms
間に10ms毎に演算された駆動力F及び空気抵抗Rを時
系列的に記憶し、これを200ms毎の勾配抵抗の演算タ
イミングで平均化する構成としたが、駆動力F及び空気
抵抗Rから車両の加速及び登坂に使われる余裕駆動力F
Rを10ms毎に演算して、この余裕駆動力FRの最近2
00ms間の演算結果を時系列に記憶させ、200ms毎の
勾配抵抗の演算タイミングにおいて、前記余裕駆動力F
Rの最近200ms間での平均値を演算し、該平均値と加
速抵抗とから、勾配抵抗を求める構成とすることができ
る。
【0030】上記構成とした第2の実施形態を、図5及
び図6のフローチャートに従って説明する。図5のフロ
ーチャートは、200ms毎に実行され、ステップS31
〜ステップS33では、前記ステップS1〜ステップS
3と同様にして、加速度ΔVSPを演算する。
【0031】ステップS34では、最近200ms間で1
0ms毎に演算された余裕駆動力FR1〜FR20の平均
値FR0を演算する(平均余裕駆動力演算手段)。 FR0=(FR1+FR2+・・・・+FR20)/20 ステップS35では、前記ステップS6と同様に、加速
抵抗Rαを演算する。ステップS36では、前記平均余
裕駆動力FR0と加速抵抗Rαとから、勾配抵抗を算出
する(勾配抵抗演算手段)。
【0032】勾配抵抗=FR0−Rα ステップS37〜39では、前記ステップS8〜ステッ
プS10と同様にして、勾配抵抗が所定値よりも多いか
否かに基づいて標準変速マップと登坂用変速マップとの
いずれか一方を選択して、変速段を決定させる。図6の
フローチャートは、10ms毎に実行され、ステップS4
1では、本ルーチンの前回実行時において設定された余
裕駆動力FRの10ms毎の時系列データFR20〜FR
2それぞれを、10msだけより旧いデータFR19〜
FR1にセットする。
【0033】尚、FRn(n=1〜20)のnの数が小
さくなるほどより旧いデータであり、FR20が最新値
であって、FR19は10ms前の値、FR18は20ms
前の値で、以降順番に10msだけより旧い時点のデータ
であって、FR1は200ms前の値を示す。ステップS
42では、駆動力Fの最新値を演算し、ステップS43
では、空気抵抗Rの最新値を演算する。
【0034】ステップS44では、前記最新の駆動力F
から最新の空気抵抗Rを減算して、車両の加速及び登坂
に使われる余裕駆動力FRを算出し、これをFR20に
セットする(余裕駆動力演算手段)。これにより、最近
の200ms間に10ms毎に演算された20個の余裕駆動
力FR20〜FR1が更新される(図7参照)。
【0035】上記実施形態によると、時系列に記憶させ
るデータ数を少なくできる。尚、勾配抵抗の算出結果に
基づく変速制御を、上記の標準変速マップと登坂用変速
マップとの選択に限定するものではなく、変速線のシフ
トや強制的なダウン・アップシフト制御など、変速段の
決定に関わるものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態における車両用自動変速機を示すシス
テム構成図。
【図2】勾配抵抗に基づく変速制御の第1実施形態を示
すフローチャート。
【図3】上記第1実施形態における駆動力・空気抵抗の
記憶・更新処理を示すフローチャート。
【図4】上記第1実施形態における演算特性を示すタイ
ムチャート。
【図5】勾配抵抗に基づく変速制御の第2実施形態を示
すフローチャート。
【図6】上記第2実施形態における余裕駆動力の記憶・
更新処理を示すフローチャート。
【図7】上記第2実施形態における演算特性を示すタイ
ムチャート。
【符号の説明】
1…エンジン 2…自動変速機 3…トルクコンバータ 4…歯車式変速機 6A,6B…シフト用電磁バルブ 7…コントロールユニット 9…車速センサ 11…スロットルセンサ 12…クランク角センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16H 59:66 F16H 59:66

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車速を検出する車速検出手段と、 該車速検出手段で検出された車速の最新値と所定時間前
    の値とに基づいて車両の加速度を演算する加速度演算手
    段と、 該加速度演算手段で演算された加速度に基づいて車両の
    加速抵抗を演算する加速抵抗演算手段と、 車両の駆動力を演算する駆動力演算手段と、 前記加速度の演算における前記所定時間内での前記駆動
    力の平均値を演算する平均駆動力演算手段と、 車両の空気抵抗を演算する空気抵抗演算手段と、 前記加速度の演算における前記所定時間内での前記空気
    抵抗の平均値を演算する平均空気抵抗演算手段と、 前記加速抵抗,駆動力の平均値及び空気抵抗の平均値に
    基づいて勾配抵抗を演算する勾配抵抗演算手段と、 該勾配抵抗演算手段で演算された勾配抵抗に基づいて変
    速を制御する変速制御手段と、 を含んで構成された車両用自動変速機の変速制御装置。
  2. 【請求項2】前記駆動力演算手段及び空気抵抗演算手段
    の演算周期が、前記加速度の演算における前記所定時間
    よりも短いことを特徴とする請求項1記載の車両用自動
    変速機の変速制御装置。
  3. 【請求項3】車速を検出する車速検出手段と、 該車速検出手段で検出された車速の最新値と所定時間前
    の値とに基づいて車両の加速度を演算する加速度演算手
    段と、 該加速度演算手段で演算された加速度に基づいて車両の
    加速抵抗を演算する加速抵抗演算手段と、 車両の駆動力を演算する駆動力演算手段と、 車両の空気抵抗を演算する空気抵抗演算手段と、 前記駆動力と空気抵抗とに基づいて、車両の加速及び登
    坂に使われる余裕駆動力を演算する余裕駆動力演算手段
    と、 前記加速度の演算における前記所定時間内での前記余裕
    駆動力の平均値を演算する平均余裕駆動力演算手段と、 前記加速抵抗及び余裕駆動力の平均値に基づいて勾配抵
    抗を演算する勾配抵抗演算手段と、 該勾配抵抗演算手段で演算された勾配抵抗に基づいて変
    速を制御する変速制御手段と、 を含んで構成された車両用自動変速機の変速制御装置。
  4. 【請求項4】前記余裕駆動力演算手段の演算周期が、前
    記加速度の演算における前記所定時間よりも短いことを
    特徴とする請求項2記載の車両用自動変速機の変速制御
    装置。
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KR100774646B1 (ko) 2006-04-07 2007-11-08 현대자동차주식회사 자동변속기의 변속제어방법

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