JP2006160196A - 車両の制御装置および車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】 応答性と操作性を両立した車両の制御装置および車両を提供する。
【解決手段】 マニュアルシフト機能を有する自動変速機を運転者がダウンシフトさせたときに、制動力の初期制御(S5)を行ない、応答性のよい制動力を違和感無く得る事ができる。加えて、スキップシフトによるシフトダウンを行なった場合でも、初期制御(S5)を単段のシフトダウンと同様に適用し、スキップシフトであることが判明したときに(S3でNO)さらに制動力の増大制御(S6)を行なうので、操作開始から早期にエンジンブレーキに相当する制動力を得ることができる。したがって、マニュアルシフト機能を有する自動変速機においてもマニュアル変速機と同様な応答性の良い走行感を実現することができる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、車両の制御装置および車両に関し、特に運転者のシフト操作(マニュアルシフト)により変速比を変更可能な自動変速機を搭載した車両の制御装置および車両に関する。
従来、自動変速機においては、自動で変速を行なう以外に、運転者の意図に沿って変速を行なうため、運転者のシフト操作により、運転者が変速比(変速段)を選択可能にしたものがある。
運転者のシフト操作による変速は、予め定められた範囲内で変速が行なわれる変速レンジあるいは変速段を選択することにより行なわれる。たとえば、このような操作装置は、シフトレバーをP、R、N、Dの各レンジに対応するレンジ位置に案内するメインゲートと、メインゲートのDレンジのレンジ位置から車幅方向に延びるサブゲートとを有する。サブゲートは、変速レンジ切換え用位置にシフトレバーを案内する。
運転者がサブゲート内でシフトレバーを前方に押すと+(プラス)操作となり、変速段の低速側から高速側に1段シフトアップが行なわれる。逆に、運転者がサブゲート内でシフトレバーを手前に引くと−(マイナス)操作となり、変速段の高速側から低速側に1段シフトダウンが行なわれる。所定回数同じ動作を繰返すと複数段の変速が順次行なわれるため、このような操作装置はシーケンシャルシフトマチックと呼ばれることがある。
このような操作装置では、複数段を一度にシフトしたい場合には同じ操作を何度も繰返さなければならないので操作が煩雑である。煩雑さを解決するために、特開平9−166210号公報(特許文献1)には、シフト選択レバーの一回の移動によって単段シフトまたはスキップシフトを任意に選択して実行できる変速装置の制御装置が開示されている。この制御装置は、シフト選択レバーを引いている時間が基準値を超えるとスキップシフトと判定し複数段のシフトを行なう。
特開平9−166210号公報
上述の特開平9−166210号公報(特許文献1)に開示された技術では、一回のシフト操作でスキップシフトが可能となり操作性は向上する。しかし、シフトダウン時にスキップシフトを行なうと、運転者のシフトレバー操作から自動変速機の変速までに時間を要することになり、減速感を得るまでに時間がかかる。このため運転フィーリングが良くないという問題があった。
これは、単段変速の判定をシフトレバーの選択開始時点ではなくシフトレバーを中立位置に戻した時点で行なっていることと、スキップ変速判定を行なう基準時間の間はシフト動作が開始されないことに起因する。
このように、操作開始から変速開始までのタイムラグが大きくなり、運転者がマニュアルシフトに求める応答性の良いフィーリングを損ねてしまう。
この発明の目的は、応答性と操作性を両立した車両の制御装置および車両を提供することである。
この発明は、要約すると、自動変速機を備えた車両の制御装置であって、自動変速機に対し運転者からの変速段の高速側から低速側への切換指示が行なわれたことを検出する検出手段と、車両の操作状態に基づき運転者の減速意図の有無を判断する判断手段と、判断手段によって運転者の減速意図が有ると判断されたときには、切換指示の検出が行なわれてから所定時間の間に車両の制動力を増大させる制動力制御手段とを備える。
好ましくは、制動力制御手段は、検出手段の出力の活性化に応じて変速段1段分の切換に対応する制動力の増大制御を開始し、検出手段の出力が活性状態に所定期間維持されたことに応じて変速段の複数段分の切換に対応する制動力の増大制御を行なう。
好ましくは、制動力制御手段は、自動変速機の変速開始時期に対応させて、増大した制動力の減少を開始させる。
好ましくは、判断手段は、減速意図の有無をアクセルペダル位置およびアクセルペダル位置の変化に基づき判断する。
この発明の他の局面に従うと、車両であって、車輪と、車輪の回転の原動力を発生する原動機と、原動機の出力軸と車輪の回転軸との間に接続される自動変速機と、自動変速機に対し運転者からの変速段の切換指示を入力する変速操作部と、加速を指示するためのアクセルペダルの位置を検出するアクセル位置センサと、車輪に対して制動力を働かせる制動部と、変速操作部の出力とアクセル位置センサの出力とに応じて自動変速機および制動部の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、切換指示が変速段の高速側から低速側への切換を指示するものであり、かつ運転者の減速意図が有ると判断したときには、切換指示を検出してから所定時間の間に制動部における制動力を増大させる。
好ましくは、制御装置は、変速操作部の出力の活性化に応じて変速段1段分の切換に対応する制動力の増大制御を開始し、変速操作部の出力が活性状態に所定期間維持されたことに応じて変速段の複数段分の切換に対応する制動力の増大制御を行なう。
好ましくは、制御装置は、自動変速機の変速開始時期に対応させて、増大した制動力の減少を開始させる。
好ましくは、制御装置は、減速意図の有無をアクセルペダル位置およびアクセルペダル位置の変化に基づき判断する。
好ましくは、制動部は、摩擦力によって車輪に制動力を働かせるブレーキと、運転者から制動指示を入力するブレーキペダルと、ブレーキペダルの踏み込み量と制御装置の指示とに応じてブレーキを制御するブレーキアクチュエータとを含む。
好ましくは、制動部は、制御装置の指示に応じて、制動力として車輪の回転軸への負荷を増大させる発電部を含む。
本発明によれば、マニュアルシフト機能を有する自動変速機を運転者がダウンシフトさせたときに、応答性のよい制動力を違和感無く得る事ができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
図1は、本発明の車両の制御装置を搭載する車両の構成を示した図である。
図1を参照して、車両1は、車輪206,208と、車輪206,208の回転の原動力を発生する原動機であるエンジン100と、車輪206,208に回転を伝える回転軸202および差動装置204と、エンジン100の出力軸と回転軸202との間に接続される自動変速機200と、自動変速機200に対し運転者からの変速段の切換指示を入力する変速操作部とを含む。
変速操作部はシフトレバー306と、シフトレバー306の動きを検出して電気信号K1を出力するポジションスイッチ308とを含む。
車両1は、さらに、加速を指示するためのアクセルペダル310と、アクセルペダル310の位置を検出して信号K3を出力するアクセルポジションセンサ312と、車輪206,208に対して制動力を働かせる制動部とを含む。
制動部は、摩擦力によって車輪206,208に制動力を働かせるブレーキパッドを把持するブレーキキャリパ600,602と、運転者から制動指示を入力するブレーキペダル314と、ブレーキペダル314の踏み込み量と信号K4とに応じてブレーキキャリパ600,602に供給する油圧を制御するブレーキアクチュエータ500とを含む。
車両1は、さらに、信号K1とアクセルポジションセンサ312の出力信号K3とに応じて自動変速機200および制動部の制御を行なう制御装置であるECU300とを含む。
ECU300は、運転者からの切換指示が変速段の高速側から低速側への切換を指示するものであり、かつ運転者の減速意図が有ると判断したときには、切換指示を検出してから自動変速機200において変速が完了するまでの間において制動部における制動力を増大させる。なお、本実施の形態では、制動力の増大を変速完了後まで行なうように設定したが、車両、動力発生装置や自動変速機の特性に応じて、変速が完了する前に制動力の増大を完了させてもよいし、変速が完了した後に制動力の増大を完了させても良い。
エンジン100のクランクシャフト(図示せず)には、オルタネータ102がベルトを介して連結されている。オルタネータ102は、エンジン100で発生した駆動力により駆動され、発電する。
自動変速機200は、プラネタリーギヤユニットから構成される。自動変速機200は、車速やアクセル開度に応じて自動で変速が行なわれるように、ECU300により制御される。なお、自動変速機200を、プラネタリーギヤユニットの代わりに、常時噛み合い式歯車から構成してもよい。
ECU300には、車速センサ304から車速信号が送信され、シフトレバー306のポジションを検出するポジションスイッチ308から信号K1が送信される。
ECU300には、さらに、アクセルペダル310のアクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ312から信号K3が送信され、ブレーキペダル314が踏まれたか否かを検出するストップランプスイッチ316から検出結果を表す信号が送信される。
運転者は、シフトレバー306を操作することにより、複数の変速レンジの中から、シフトレバー306のポジションと対応した変速レンジを選択する。ECU300は、選択された変速レンジと対応して設定された変速比で変速を行なうように、自動変速機200を制御する。
変速操作部は、シフトレバー306をP、R、N、Dの各レンジに対応するレンジ位置に案内するメインゲートと、メインゲートのDレンジのレンジ位置から車幅方向に延びるサブゲートとを有する。サブゲートは、変速段切換え用位置にシフトレバーを案内する。
運転者がサブゲート内でシフトレバーを前方に押すと+(プラス)操作となり、変速段の低速側から高速側にシフトアップが行なわれる。逆に、運転者がサブゲート内でシフトレバーを手前に引くと−(マイナス)操作となり、変速段の高速側から低速側にシフトダウンが行なわれる。
ブレーキペダル314は、マスターシリンダ400に連結されている。マスターシリンダ400で発生した油圧は、ブレーキアクチュエータ500を介して、各車輪に設けられたキャリパ600、602に導かれる。なお、図示しないが、駆動輪である車輪206,208の他に2つの車輪が設けられており、これに対応する2つのキャリパにもブレーキアクチュエータ500から油圧が供給される。
ブレーキアクチュエータ500は、ソレノイドバルブの開閉を制御することにより、ポンプで発生させた油圧を各キャリパに導き、ブレーキ油圧を制御する。ブレーキアクチュエータ500は、ECU300により制御される。なお、電動モータなどによりキャリパを作動させるようにしてもよい。
ECU300は、シフトレバー306による切換指示が変速段の高速側から低速側への切換を指示するものすなわちマイナス操作であり、かつ運転者の減速意図が有ると判断したときには、マイナス操作を検出してから自動変速機200において変速が完了するまでの間において制動力を増大させる。なお、本実施の形態では、制動力の増大を変速完了後まで行なうように設定したが、車両、動力発生装置や自動変速機の特性に応じて、変速が完了する前に制動力の増大を完了させてもよいし、変速が完了した後に制動力の増大を完了させても良い。
また、ECU300は、シフトレバー306を中立位置から手前に引くマイナス操作の開始に応じて変速段1段分の切換に対応する制動力の増大制御を開始する。そして、ECU300は、シフトレバー306の位置が手前に引いた位置に所定期間維持されたことに応じて変速段の複数段分の切換に対応する制動力の増大制御を行なう。
ECU300は、ブレーキアクチュエータ500のポンプで発生した油圧を各キャリパに導き、予め定められたパターンに基づき車輪の回転を抑制して、車両に制動力を付与する制動力の増大制御を実行する。
なお、ブレーキアクチュエータ500により制動力を付与する代わりに、オルタネータ102やその他の補機類により、エンジン100の負荷を増大して、車両にエンジンブレーキによる制動力を付与してもよい。また、ハイブリッド車等のように駆動モータを有する車両では制動力を付与するために駆動モータを回生運転させても良い。
図2は、図1におけるECU300で実行される制動力制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートでしめされるルーチンがメインルーチンから定期的にまたは所定の条件が満たされるごとに呼び出され実行される。
図1、図2を参照して、まずステップS1において運転者がシフトレバー306を用いて指示した変速段の切換要求がマイナス操作か否かが判断される。シフトレバー306は、たとえば、Dレンジからサブゲートに移した後においては手を離すと中立状態を保ち、前方に倒すことでプラス操作が検知されアップシフトが行なわれる。逆にシフトレバーを手前に引くとマイナス操作と認識されてダウンシフトが実行される。
ECU300は、ポジションスイッチ308から送信される信号に基づき、運転者によるシフトレバー306の操作により変速を低速側に切換える指示が入力されたか否かを判断する。前回観測した結果に対し今回観測した結果が変化しておりそれが中立位置からシフトレバーを手前に引いた位置に変化したものであれば、マイナス操作が開始されたことが認識される。
切換指示が入力されこれがマイナス操作であった場合には処理はステップS2に進み、一方操作がマイナス操作でなかった場合にはステップS7に進む。
ステップS2では、車両の操作状態に基づき運転者の減速意図の有無が判断される。ECU300は、アクセルポジションセンサ312が検出したアクセル位置およびアクセル位置変化率の少なくともいずれか一方に基づいて運転者に減速する意図があるか否かを判断する。アクセル位置変化率は、現在までに観測された信号K3の履歴に基づき算出される。
たとえば、アクセルペダルの踏込み量がゼロである場合や、アクセルペダルの踏込み量が小さい状態においてアクセルペダルの踏込み量の負の変化率が予め定められた負の変化率よりも絶対値が大きい場合には、運転者に減速する意図があると判断する。具体的には、アクセルペダルを全く踏んでいない状態であったり、またアクセルペダルを踏んでいてもそれを急に緩めたりしたような場合である。
ステップS2において運転者に減速意図があると判断された場合にはステップS3に進む。一方、運転者に減速意図がないと判断された場合には処理はステップS7に進む。
ステップS3では、シフトレバーのマイナス操作が開始された時点であるか否かが判断される。操作開始時点であると判断された場合にはステップS5に進み制動力初期制御が行なわれる。この制御では、実際に自動変速機の変速が完了するのに先立って、シフトダウンが1段行なわれた場合に発生するエンジンブレーキに対応する制動力を発生させる。
ステップS5が終了すると、ステップS8に進み処理はメインルーチンに戻る。
続いてステップS3からステップS4に処理が進んだ場合を説明する。ステップS4では、シフトレバー306がマイナス側に長押しされておりスキップシフト判定を行なう所定の時間が経過したか否かが判断される。
ステップS4において、所定の時間が経過していない場合には、ステップS6に進み、既に行なわれているステップS5の制動力初期制御に加えてさらに制動力を増大させる制動力増大制御を行なう。これによりたとえば複数段のシフトダウンが行なわれた場合に対応する制動力を発生する指示をキャリパ600,602によって発生させることができる。
ステップS6の制動力増大制御が終了するとステップS8に進み処理はメインルーチンに戻る。
一方、ステップS4においてシフトレバーの長押しが完了した、すなわちスキップシフトの条件つまりシフトレバーがマイナス操作位置に所定時間保持されることが満たされ、実際にスキップシフトが指示された場合にはステップS7に進む。
ステップS7では、キャリパ600,602に対する制動力抜き制御が行なわれる。制動力制御は、自動変速機が低速段に変速されたことと相殺するように、キャリパ600,602の油圧を徐々に低減させる。また、減速の意図が無い場合には直ちに制動力を抜く。
図3は、本発明の車両の制御装置の動作を説明するための動作波形図である。
図3を参照して、まず時刻t1において運転者がダウンシフトのためのマイナス操作を行ない、ポジションスイッチ308から出力される信号K1が活性化される。ECU300は、操作がマイナス操作であることを図2のステップS1で検知するとともに、1段分のダウンシフトを行なう。
このとき、アクセルポジションセンサから出力される信号K3が実線で示すようにアクセル踏込み量がゼロであるまたは破線で示すようにアクセルを踏込んでいた状態から所定の変化量だけ急に戻している場合には図2のフローチャートにおいてステップS1,S2,S3,S5の順に処理が進む。
ステップS5における制動力初期制御が行なわれた結果ECU300からブレーキアクチュエータ500に出力される信号K4はブレーキアクチュエータ500に油圧を増大させるように初期制御される。これに応じてキャリパ600,602によって車輪206,208に発生する負のトルク−TRbも増大を開始し始める。これに応じて車輪206,208に生ずる制動力である合計の負のトルク−TRtotも増大し始める。時刻t1において信号K4の制御値が所定値だけ一気に上昇しているのは、油圧系統の反応を考慮したためであり、実際に生ずる負のトルク−TRbは時刻t1から徐々に増加していく。
ここで、時刻t2において運転者がシフトレバー306を一度中立位置に戻したとすると信号K1は破線で示すようになる。また、時刻t1a以降、自動変速機200側からエンジンブレーキとして車輪206,208に伝達される負のトルク−TRmが、破線で示すように増大し始める。これに対応してECU300からブレーキアクチュエータ500に対する制動力の制御信号K4は制御値が時刻t2以降破線で示すように減少され、応じてキャリパ600,602で発生する負のトルク−TRbも破線で示すように減少され始める。その結果、時刻t2以降合計の負のトルク−TRtotは破線で示すような値に維持されることになる。
一方、時刻t2以降もシフトレバー306がマイナス位置に維持されていた場合には、所定の期間TLこのシフトレバーのマイナス操作が維持されたこと、つまりいわゆる長押し時間が期間TLを過ぎたことに応じて、時刻t3においてECU300は自動変速機200に対して信号K2によってスキップシフトを指示する。すなわち時刻t3において変速段を第5速から第2速に変更することが指示される。
すると時刻t3における信号K2の変化に応じて自動変速機200でシフトダウンが実行され、その結果時刻t4から自動変速機200側から車輪206,208に生ずる負のトルク−TRmの増大が開始される。トルク−TRmの増大する時点に対応し、ECU300からブレーキアクチュエータ500に対しては図2のステップS7の制動力抜き制御が行なわれる。この結果信号K4の制御値は減少を開始し、応じてキャリパ600,602によって車輪206,208に生ずる負のトルクも減少を開始する。結果として合計のトルク−TRtotは時刻t4以降ほぼ一定値に保持される。
続いて時刻t5においてドライバがシフトレバー306を中立位置に戻したことに応じて、ポジションスイッチ308の出力する信号K1は中立状態を示すレベルに戻る。この間時刻t4から時刻t6の間において図2のステップS7における制動力抜き制御が行なわれ時刻t6において信号K4およびこれに応じて生ずるトルク−TRbは時刻t6においてゼロに戻る。
つまり、単段シフトの場合は時刻t1〜t3の所定時間の間、またスキップシフトの場合は時刻t1〜t6の所定時間の間ブレーキ圧が発生し車両の制動力が増大される。この所定時間の間は、車両、動力発生装置や自動変速機の特性に応じて、制動力増大の開始を遅らせても良いし、また制動力増大の完了を早めたり遅らせたりしても良い。
以上説明したように、本発明では、マニュアルシフト機能を有する自動変速機を運転者がダウンシフトさせたときに、制動力の初期制御を行ない、応答性のよい制動力を違和感無く得る事ができる。加えて、スキップシフトによるシフトダウンを行なった場合でも、初期制御を単段のシフトダウンと同様に適用し、スキップシフトであることが判明したときにさらに制動力の増大制御を行なうので、操作開始から早期にエンジンブレーキに相当する制動力を得ることができる。したがって、マニュアルシフト機能を有する自動変速機においてもマニュアル変速機と同様な応答性の良い走行感を実現することができる。
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。
本発明の車両の制御装置を搭載する車両の構成を示した図である。 図1におけるECU300で実行される制動力制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の車両の制御装置の動作を説明するための動作波形図である。
符号の説明
1 車両、100 エンジン、102 オルタネータ、200 自動変速機、202 回転軸、204 差動装置、206,208 車輪、300 ECU、304 車速センサ、306 シフトレバー、308 ポジションスイッチ、310 アクセルペダル、312 アクセルポジションセンサ、314 ブレーキペダル、316 ストップランプスイッチ、400 マスターシリンダ、500 ブレーキアクチュエータ、600,602 キャリパ。

Claims (10)

  1. 自動変速機を備えた車両の制御装置であって、
    前記自動変速機に対し運転者からの変速段の高速側から低速側への切換指示が行なわれたことを検出する検出手段と、
    前記車両の操作状態に基づき前記運転者の減速意図の有無を判断する判断手段と、
    前記判断手段によって前記運転者の減速意図が有ると判断されたときには、前記切換指示の検出が行なわれてから所定時間の間に前記車両の制動力を増大させる制動力制御手段とを備える、車両の制御装置。
  2. 前記制動力制御手段は、前記検出手段の出力の活性化に応じて前記変速段1段分の切換に対応する前記制動力の増大制御を開始し、前記検出手段の出力が活性状態に所定期間維持されたことに応じて前記変速段の複数段分の切換に対応する前記制動力の増大制御を行なう、請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記制動力制御手段は、前記自動変速機の変速開始時期に対応させて、増大した前記制動力の減少を開始させる、請求項1または2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記判断手段は、前記減速意図の有無をアクセルペダル位置および前記アクセルペダル位置の変化に基づき判断する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  5. 車輪と、
    前記車輪の回転の原動力を発生する原動機と、
    前記原動機の出力軸と前記車輪の回転軸との間に接続される自動変速機と、
    前記自動変速機に対し運転者からの変速段の切換指示を入力する変速操作部と、
    加速を指示するためのアクセルペダルの位置を検出するアクセル位置センサと、
    前記車輪に対して制動力を働かせる制動部と、
    前記変速操作部の出力と前記アクセル位置センサの出力とに応じて前記自動変速機および前記制動部の制御を行なう制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記切換指示が変速段の高速側から低速側への切換を指示するものであり、かつ前記運転者の減速意図が有ると判断したときには、前記切換指示を検出してから所定時間の間に前記制動部における前記制動力を増大させる、車両。
  6. 前記制御装置は、前記変速操作部の出力の活性化に応じて前記変速段1段分の切換に対応する前記制動力の増大制御を開始し、前記変速操作部の出力が活性状態に所定期間維持されたことに応じて前記変速段の複数段分の切換に対応する前記制動力の増大制御を行なう、請求項5に記載の車両。
  7. 前記制御装置は、前記自動変速機の変速開始時期に対応させて、増大した前記制動力の減少を開始させる、請求項5または6に記載の車両。
  8. 前記制御装置は、前記減速意図の有無を前記アクセルペダル位置および前記アクセルペダル位置の変化に基づき判断する、請求項5〜7のいずれか1項に記載の車両。
  9. 前記制動部は、
    摩擦力によって前記車輪に制動力を働かせるブレーキと、
    前記運転者から制動指示を入力するブレーキペダルと、
    前記ブレーキペダルの踏み込み量と前記制御装置の指示とに応じて前記ブレーキを制御するブレーキアクチュエータとを含む、請求項5〜8のいずれか1項に記載の車両。
  10. 前記制動部は、
    前記制御装置の指示に応じて、制動力として前記車輪の回転軸への負荷を増大させる発電部を含む、請求項5〜8のいずれか1項に記載の車両。
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