JP2009101910A - 車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】リニアシフト制御を実行する車両の制御装置において、キックダウン操作時のドライバビリティを確保することが可能な制御を実現する。
【解決手段】アクセルペダルの操作量から加速を判定したときに、その加速判定時の車速を起点に加速用目標回転数ninlineを決定してリニアシフト制御を実行する(ST1〜ST3)。加速判定後、キックダウンスイッチがONとなったときには、加速用目標回転数を決定する車速を読み替えて、キックダウンスイッチON時の車速を起点に加速用目標回転数ninlineを決定してリニアシフト制御を実行する(ST4〜ST5)。このようにキックダウンスイッチON時に加速用目標回転数を決定する起点を読み替えることにより、キックダウンスイッチON時の到達回転数を常に最適回転数(最高出力回転数)に制御することが可能になり、ドライバビリティを向上させることができる。
【選択図】図8

Description

本発明は、無段変速機が搭載された車両の制御装置に関する。
エンジンを搭載した車両において、エンジンが発生するトルク及び回転速度を車両の走行状態に応じて適切に駆動輪に伝達する変速機として、エンジンと駆動輪との間の変速比を自動的に最適設定する自動変速機が知られている。
車両に搭載される自動変速機としては、例えば、クラッチ及びブレーキなどの摩擦係合要素と遊星歯車装置とを用いて変速比(ギヤ比)を設定する遊星歯車式変速機や、変速比を無段階に調整するベルト式無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)がある。
ベルト式無段変速機は、プーリ溝(V溝)を備えたプライマリプーリ(入力側プーリ)とセカンダリプーリ(出力側プーリ)とにベルトを巻き掛け、一方のプーリのプーリ溝の溝幅を拡大すると同時に、他方のプーリのプーリ溝の溝幅を狭くすることにより、それぞれのプーリに対するベルトの巻き掛け半径(有効径)を連続的に変化させて変速比を無段階に設定するように構成されている。このベルト式無段変速機において伝達されるトルクは、ベルトとプーリとを相互に接触させる方向に作用する荷重に応じたトルクとなり、従ってベルトに張力を付与するようにプーリによってベルトを挟み付けている。
また、ベルト式無段変速機の変速は、上記のように、プーリ溝の溝幅を拡大・縮小させることにより行っている。具体的には、プライマリプーリ及びセカンダリプーリをそれぞれ固定シーブと可動シーブとによって構成し、可動シーブをその背面側に設けた油圧アクチュエータにより軸方向に前後動させることにより変速を行う。
このようにベルト式無段変速機では、ベルトに張力を付与するためにプーリによってベルトを挟み付けるとともに、変速を実行するためにプーリによるベルトの挟み付け状態を変更している。このため、セカンダリプーリ側の油圧アクチュエータには、エンジン負荷などに代表される要求トルクに応じた油圧を供給して必要な伝達トルク容量を確保し、また、プライマリプーリ側の油圧アクチュエータには、変速を行うための油圧を供給することで、プライマリプーリの溝幅を変更すると同時にセカンダリプーリの溝幅を変更している。
そして、このような無段変速機が搭載された車両においては、例えば、運転者の出力要求量を表すアクセル操作量(アクセル開度)及び車速をパラメータとして予め設定されたマップから入力側の目標回転数nintを算出し、実際の入力軸回転数ninが目標回転数nintと一致するように、無段変速機のプライマリプーリ側の油圧アクチュエータを制御することによって変速比を自動的に設定している。
ところで、無段変速機の変速比制御に用いるマップは、一般に、車速及びアクセル開度に応じて燃費が最適となるように設定されており、このマップを用いることにより常に最適な燃費の変速比を設定できる。しかし、常に燃費を重視して無段変速機の変速比が制御されると、運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速する際に、アクセル操作に対する応答性が悪くなってしまい、運転者の要求する加速感が十分に得られない場合がある。
このような点を解消することを目的として、無段変速機が搭載された車両において運転者の加速操作に対して加速感が十分に得ることが可能な技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この提案技術では、運転者のアクセルペダル操作により加速要求があったときに、アクセルペダルの通常操作時に用いる通常時目標回転数よりも高く、かつ、車速の増大に比例して所定勾配で増加する加速用目標回転数ninlineを算出し、その算出した加速用目標回転数ninlineと実際の入力軸回転数ninとの偏差が所定範囲内に入るように、入力軸回転数ninをフィードバック制御することで、運転者の加速操作に対して十分な加速感が得れらるようにしている(この加速時の制御を「リニアシフト制御」と言う)。このようなリニアシフト制御では、加速要求時(加速判定時)の車速を起点として加速用目標回転数ninlineを決定している。
特開2006−051842号公報 特開2005−163959号公報
無断変速機が搭載された車両においては、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込むキックダウン操作が行われると、無段変速機の変速比を、最高駆動力が得られる変速比にするダウンシフトが実行される。キックダウン操作が行なわれたか否かは、例えば、アクセルペダルの全開付近に設置され、アクセルペダルが所定開度以上に踏み込まれたときにONとなるキックダウンスイッチ(以下、K/Dswともいう)を用いて判定している。
ところで、キックダウン操作は、無段変速機をダウンシフトさせて加速性能を向上させるために行われるが、従来のリニアシフト制御では、そのようなキックダウン操作(キックダウンスイッチON)については考慮されておらず、リニアシフト制御中にキックダウンスイッチONとなっても、その前のリニアシフト制御が継続されている。このため、キックダウンスイッチON時の到達回転数が最適回転数(最高出力回転数)に到達しない場合があり、キックダウン操作時の加速性能が得られないことがある。また、キックダウンスイッチON時点の目標回転数の増加量が大きいときには到達回転数が最適回転数を超える場合がある。この場合、低車速域等において回転数が高くなりすぎて振動・騒音が発生することがある。
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、リニアシフト制御を実行する車両の制御装置において、キックダウン操作時のドライバビリティを確保することが可能な制御の実現を目的とする。
本発明は、無段変速機が搭載された車両に適用される制御装置であって、アクセルペダルの操作量から加速を判定する加速判定手段と、前記加速判定手段にて加速が判定されたときに、アクセルペダルの通常操作時に用いる通常時目標回転数よりも高い加速用目標回転数に基づいて前記無段変速機を制御するリニアシフト制御手段とを備えた車両の制御装置を前提としている。そして、このような車両の制御装置において、アクセルペダルがキックダウン位置まで踏み込まれたことを検出するキックダウンスイッチを備え、前記リニアシフト制御手段は、前記加速判定時の車両の走行条件を基に加速用目標回転数を決定してリニアシフト制御を実行し、前記キックダウンスイッチがONとなったときに、前記加速用目標回転数を決定する条件を読み替えることを特徴としている。
上記リニアシフト制御手段の具体的な構成として、加速判定時の車速を起点に前記加速用目標回転数を決定してリニアシフト制御を実行し、キックダウンスイッチがONとなったときに、加速用目標回転数を決定する起点を読み替えて、キックダウンスイッチON時の車速を起点に加速用目標回転数を決定してリニアシフト制御を実行するという構成を挙げることができる。より具体的には、加速判定時の車速を起点にベース目標回転数及びアクセル開度補正量を求めて加速用目標回転数を決定し、キックダウンスイッチがONとなったときに、そのキックダウンスイッチON時の車速を起点にベース目標回転数及びアクセル開度補正量を求めて加速用目標回転数を決定するという構成を挙げることができる。
本発明によれば、加速判定時の車両の走行条件を基に加速用目標回転数を決定してリニアシフト制御を実行し、キックダウンスイッチがONとなったときに、加速用目標回転数を決定する条件を読み替えるという処理によって、キックダウンスイッチON時のリニアシフト制御に用いる加速用目標回転数を独立に設定するので、キックダウン操作に適した加速用目標回転数を設定することが可能となり、キックダウンスイッチON時の到達回転数を常に最適回転数(最高出力回転数)に制御することが可能になる。これによってキックダウン操作時に良好な加速性能を得ることができる。また、キックダウンスイッチON時の到達回転数が最適回転数以上になることを抑制することができ、低車速域等における振動・騒音を抑えることができる。その結果、キックダウン操作時のドライバビリティの向上をはかることができる。
本発明において、リニアシフト制御時の加速用目標回転数に車速変化補正量(車速変化に対する回転数補正量)を反映する場合、加速判定時の車速を起点に車速変化補正量を設定し、キックダウンスイッチがONとなったときに、そのキックダウンスイッチON時の車速を起点に車速変化補正量を設定するという処理によって、キックダウンスイッチON中のリニアシフト制御に用いる車速変化補正量を独立に設定してもよい。このようにして車速変化補正量を反映させると、キックダウンスイッチON時の到達回転数が最適回転数に達した以後の回転数を、最適回転数の変化に合わせることが可能となり、キックダウン操作中のドライバビリティを更に向上させることができる。
本発明において、キックダウンスイッチがONとなった後にOFFとなったときに、加速用目標回転数を決定する条件を変更せずに、キックダウンスイッチON時の条件を維持して加速用目標回転数を決定するようにしてもよい。より具体的には、キックダウンスイッチがONとなったときに、そのキックダウンスイッチON時の車速を起点に加速用目標回転数を決定し、キックダウンスイッチがONとなった後にOFFとなったときに、加速用目標回転数を決定する起点を維持して、キックダウンスイッチON時の車速を起点に記加速用目標回転数を決定するようにしてもよい。このような構成を採用すれば、キックダウンスイッチOFF時の回転数の急激な変化(急落)を抑制することができ、キックダウンスイッチOFF時のドライバビリティの低下を防止することができる。
本発明によれば、アクセルペダルの操作量から加速を判定したときに、その加速判定時の車両の走行条件を基に加速用目標回転数を決定してリニアシフト制御を実行し、加速判定後にキックダウンスイッチがONとなったときには、加速用目標回転数を決定する条件を読み替えて、キックダウン操作に適した加速用目標回転数を設定してリニアシフト制御を実行するので、キックダウンスイッチON時の到達回転数を常に最適回転数に制御することが可能となり、キックダウン操作時のドライバビリティを向上させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明を適用する車両の概略構成図である。
この例の車両は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両であって、走行用動力源であるエンジン(内燃機関)1、流体伝動装置としてのトルクコンバータ2、前後進切換装置3、ベルト式無段変速機(CVT)4、減速歯車装置5、差動歯車装置6、及び、ECU(Electronic Control Unit)8(図4参照)などが搭載されており、そのECU8、後述する油圧制御回路20、出力軸回転数センサ106、アクセル開度センサ107、及び、キックダウンスイッチ108などによって車両の制御装置が実現されている。
エンジン1の出力軸であるクランクシャフト11はトルクコンバータ2に連結されており、エンジン1の出力が、トルクコンバータ2から前後進切換装置3、ベルト式無段変速機4及び減速歯車装置5を介して差動歯車装置6に伝達され、左右の駆動輪7L、7Rへ分配される。
これらエンジン1、トルクコンバータ2、前後進切換装置3、ベルト式無段変速機4、及び、ECU8の各部について以下に説明する。
−エンジン−
エンジン1は、例えば多気筒ガソリンエンジンである。エンジン1に吸入される吸入空気量は電子制御式のスロットルバルブ12により調整される。スロットルバルブ12は運転者のアクセルペダル操作とは独立してスロットル開度を電子的に制御することが可能であり、その開度(スロットル開度)はスロットル開度センサ102によって検出される。また、エンジン1の冷却水温は水温センサ103によって検出される。
スロットルバルブ12のスロットル開度はECU8によって駆動制御される。具体的には、エンジン回転数センサ101によって検出されるエンジン回転数ne、及び、運転者のアクセルペダル踏み込み量(アクセル開度pap)等のエンジン1の運転状態に応じた最適な吸入空気量(目標吸気量)が得られるようにスロットルバルブ12のスロットル開度を制御している。より詳細には、スロットル開度センサ102を用いてスロットルバルブ12の実際のスロットル開度を検出し、その実スロットル開度が、上記目標吸気量が得られるスロットル開度(目標スロットル開度)に一致するようにスロットルバルブ12のスロットルモータ13をフィードバック制御している。
−トルクコンバータ−
トルクコンバータ2は、入力側のポンプインペラ21、出力側のタービンランナ22、及び、トルク増幅機能を発現するステータ23などを備えており、ポンプインペラ21とタービンランナ22との間で流体を介して動力伝達を行う。ポンプインペラ21はエンジン1のクランクシャフト11に連結されている。タービンランナ22はタービンシャフト28を介して前後進切換装置3に連結されている。
トルクコンバータ2には、当該トルクコンバータ2の入力側と出力側とを直結するロックアップクラッチ24が設けられている。ロックアップクラッチ24は、係合側油室25内の油圧と解放側油室26内の油圧との差圧を制御することにより、完全係合・半係合(スリップ状態での係合)または解放される。
ロックアップクラッチ24を完全係合させることにより、ポンプインペラ21とタービンランナ22とが一体回転する。また、ロックアップクラッチ24を所定のスリップ状態(半係合状態)で係合させることにより、駆動時には所定のスリップ量でタービンランナ22がポンプインペラ21に追随して回転する。一方、ロックアップ差圧を負に設定することによりロックアップクラッチ24は解放状態となる。なお、トルクコンバータ2にはポンプインペラ21に連結して駆動される機械式のオイルポンプ(油圧発生源)27が設けられている。
−前後進切換装置−
前後進切換装置3は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構30、前進用クラッチ(入力クラッチ)C1及び後進用ブレーキB1を備えている。
遊星歯車機構30のサンギヤ31はトルクコンバータ2のタービンシャフト28に一体的に連結されており、キャリア33はベルト式無段変速機4の入力軸40に一体的に連結されている。また、これらキャリア33とサンギヤ31とは前進用クラッチC1を介して選択的に連結され、リングギヤ32は後進用ブレーキB1を介してハウジングに選択的に固定されるようになっている。
前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1は、後述する油圧制御回路20によって係合・解放される油圧式摩擦係合要素であって、前進用クラッチC1が係合され、後進用ブレーキB1が解放されることにより、前後進切換装置3が一体回転状態となって前進用動力伝達経路が成立(達成)し、この状態で、前進方向の駆動力がベルト式無段変速機4側へ伝達される。
一方、後進用ブレーキB1が係合され、前進用クラッチC1が解放されると、前後進切換装置3によって後進用動力伝達経路が成立(達成)する。この状態で、入力軸40はタービンシャフト28に対して逆方向へ回転し、この後進方向の駆動力がベルト式無段変速機4側へ伝達される。また、前進用クラッチC1及び後進用ブレーキB1がともに解放されると、前後進切換装置3は動力伝達を遮断するニュートラル(遮断状態)になる。
−ベルト式無段変速機−
ベルト式無段変速機4は、入力側のプライマリプーリ41、出力側のセカンダリプーリ42、及び、これらプライマリプーリ41とセカンダリプーリ42とに巻き掛けられた金属製のベルト43などを備えている。
プライマリプーリ41は、有効径が可変な可変プーリであって、入力軸40に固定された固定シーブ411と、入力軸40に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ412によって構成されている。セカンダリプーリ42も同様に有効径が可変な可変プーリであって、出力軸44に固定された固定シーブ421と、出力軸44に軸方向のみの摺動が可能な状態で配設された可動シーブ422によって構成されている。
プライマリプーリ41の可動シーブ412側には、固定シーブ411と可動シーブ412との間のV溝幅を変更するための油圧アクチュエータ413が配置されている。また、セカンダリプーリ42の可動シーブ422側にも同様に、固定シーブ421と可動シーブ422との間のV溝幅を変更するための油圧アクチュエータ423が配置されている。
以上の構造のベルト式無段変速機4において、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413の油圧を制御することにより、プライマリプーリ41及びセカンダリプーリ42の各V溝幅が変化してベルト43の掛かり径(有効径)が変更され、変速比γ(変速比γ=入力軸回転数nin/出力軸回転数nout)が連続的に変化する。また、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ423の油圧は、ベルト滑りが生じない所定の挟圧力でベルト43が挟圧されるように制御される。これらの制御はECU8及び油圧制御回路20(図4参照)によって実行される。
−油圧制御回路−
油圧制御回路20は、リニアソレノイドバルブ及びON/OFFソレノイドバルブなどが設けられており、それらソレノイドバルブの励磁・非励磁などを制御して油圧回路を切り替えることによって、ベルト式無段変速機4の変速制御やロックアップクラッチ24の係合・解放制御などを行う。油圧制御回路20のリニアソレノイドバルブ及びON/OFFソレノイドバルブなどの励磁・非励磁は、ECU8からのソレノイド制御信号(指示油圧信号)によって制御される。
次に、油圧制御回路20のうち、ベルト式無段変速機4のプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413の油圧制御回路、及び、ベルト43の挟圧力を制御する油圧制御回路(セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ423の油圧制御回路)について、図2及び図3を参照して説明する。
まず、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413の油圧制御回路について説明する。図2に示すように、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413には、ライン圧PLを供給する第1流量制御弁201と、ドレンに接続された第2流量制御弁202とが接続されている。
第1流量制御弁201は、アップシフトを実行するためのバルブであって、ライン圧PLが供給される入力ポート213と、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413に連通された出力ポート214との間の流路とを、スプール211によって開閉するように構成されている。そのスプール211の一端側にはスプリング(圧縮コイルばね)212が配置されるとともに、そのスプール211を挟んでスプリング212とは反対側の端部に、信号圧を印加するための第1信号圧ポート215が形成されている。また、スプリング212が配置されている上記の一端側に信号圧を印加するための第2信号圧ポート216が形成されている。
そして、第1信号圧ポート215に、デューティに応じて出力圧が高くなる変速制御用デューティソレノイド203が接続されており、その変速制御用デューティソレノイド203が出力する信号圧が第1信号圧ポート215に印加される。また、第2信号圧ポート216に、デューティに応じて出力圧が高くなる変速制御用デューティソレノイド204が接続されており、その変速制御用デューティソレノイド204が出力する信号圧が第2信号圧ポート216に印加される。それら変速制御用デューティソレノイド203,204の制御によって、第1信号圧ポート215に印加する油圧を高くすることにより、作動油が出力ポート214からプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413に供給され、プライマリプーリ41の溝幅が狭くなって変速比が低下する(アップシフト)。また、その際の作動油の供給流量を増大させることにより変速速度が速くなる。
第2流量制御弁202は、ダウンシフトを実行するためのバルブであって、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413に連通された第1ポート223を、ライン圧PLを元圧として調圧された油圧が供給される第2ポート224またはドレンポート225にスプール221によって選択的に連通させるように構成されている。
スプール221の一端側にはスプリング(圧縮コイルばね)222が配置されるとともに、その一端側に信号圧を印加するための第1信号圧ポート226が形成されている。そのスプール221を挟んでスプリング222とは反対側の端部に、信号圧を印加するための第2信号圧ポート227が形成されている。
そして、第1信号圧ポート226に変速制御用デューティソレノイド203が接続されており、その変速制御用デューティソレノイド203が出力する信号圧が印加される。また、第2信号圧ポート227に変速制御用デューティソレノイド204が接続されており、その変速制御用デューティソレノイド204が出力する信号圧が印加される。それら変速制御用デューティソレノイド203,204の制御によって、第2信号圧ポート227に印加する油圧を高くして第1ポート223をドレンポート225に連通させることにより、プライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413から作動油が排出され、プライマリプーリ41の溝幅が広くなって変速比が増大する(ダウンシフト)。また、その際の作動油の排出流量を増大させることにより変速速度が速くなる。
さらに、第2流量制御弁202の第2ポート224には、調圧弁205が接続されている。この調圧弁205は、ピストン251の正面側に、ライン圧PLが供給される入力ポート253が形成されているとともに、そのピストン251の正面側と背面側とに連通した出力ポート254とを有するバルブであって、その出力ポート254が第2流量制御弁202の第2ポート224に連通している。ピストン251はスプリング(圧縮コイルばね)252によって入力ポート253側に押圧されている。調圧弁205の入力ポート253には開口面積の小さいダブルオリフィス255を介してライン圧PLが供給されている。そして、この例の調圧弁205においては、ライン圧PLからスプリング252の弾性力を減じた圧力の油圧が、その出力ポート254つまり第2流量制御弁202の第2ポート224に生じるように構成されている。
なお、変速制御用デューティソレノイド203及び変速制御用デューティソレノイド204には、モジュレータバルブ206により一定の圧力に調整された油圧が供給される。
次に、ベルト43の挟圧力を制御する油圧制御回路について図3を参照して説明する。
セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ423の油圧は、ベルト43が滑りを生じないように挟圧力コントロールバルブ207によって制御される。挟圧力コントロールバルブ207には、軸方向へ移動可能なスプール271及びそのスプール271を一方へ付勢するスプリング(圧縮コイルばね)272が設けられている。
挟圧コントロールバルブ207の第1信号圧ポート273には、ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド208が接続される。挟圧コントロールバルブ207の第2信号圧ポート274には、モジュレータバルブ206が接続される。
挟圧力コントロールバルブ207は、ECU8によって制御されるベルト挟圧力制御用リニアソレノイド208の出力油圧、モジュレータバルブ206により一定の圧力に調整された油圧、及び、スプリング272の付勢力のバランスにより、挟圧力コントロールバルブ207に導入されるライン圧PLを調圧し、セカンダリプーリ42の油圧シリンダ423に供給する。
この図3の油圧制御回路において、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ423に所定の油圧が供給されている状態から、モジュレータバルブ206からの油圧が低下したり、ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド208からの油圧が増大したりすると、スプール271が、図3において上側に移動する。この場合、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ423に供給される油圧が増大し、ベルト挟圧力が増大する。
一方、セカンダリプーリ42の油圧アクチュエータ423に所定の油圧が供給されている状態から、モジュレータバルブ206からの油圧が増大したり、ベルト挟圧力制御用リニアソレノイド208からの油圧が低下したりすると、スプール271が、図3において下側に移動する。この場合、セカンダリプーリ42の油圧シリンダに供給される油圧が低下し、ベルト挟圧力が低下する。
なお、図2及び図3に示すように、変速制御用デューティソレノイド203、変速制御用デューティソレノイド204及び挟圧力コントロールバルブ207には、同じモジュレータバルブ206から油圧(モジュレータ圧PM)が供給される。
−ECU−
ECU8は、図4に示すように、CPU81、ROM82、RAM83及びバックアップRAM84などを備えている。
ROM82には、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU81は、ROM82に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAM83はCPU81での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM84はエンジン1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
これらCPU81、ROM82、RAM83、及び、バックアップRAM84はバス87を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース85及び出力インターフェース86に接続されている。
ECU8の入力インターフェース85には、エンジン回転数センサ101、スロットル開度センサ102、水温センサ103、タービン回転数センサ104、入力軸回転数センサ105、出力軸回転数センサ106、アクセル開度センサ107、アクセルペダルがキックダウン位置まで踏み込まれたことを検出するキックダウンスイッチ108、ブレーキペダルセンサ109、及び、シフトレバー9のレバーポジション(操作位置)を検出するレバーポジションセンサ110などが接続されており、その各センサの出力信号、つまり、エンジン1の回転数(エンジン回転数)ne、スロットルバルブ12のスロットル開度θth、エンジン1の冷却水温tw、タービンシャフト28の回転数(タービン回転数nt)、入力軸40の回転数(入力軸回転数nin)、出力軸44の回転数(出力軸回転数nout)、アクセルペダルの操作量(アクセル関度pap)、キックダウンスイッチ108のON・OFF、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無(ブレーキON・OFF)、及び、シフトレバー9のレバーポジション(操作位置)などを表す信号がECU8に供給される。
ECU8の出力インターフェース86には、スロットルモータ13、燃料噴射装置14、点火装置15及び油圧制御回路20などが接続されている。
ここで、ECU8に供給される信号のうち、タービン回転数ntは、前後進切換装置3の前進用クラッチC1が係合する前進走行時には入力軸回転数ninと一致し、ベルト式無段変速機4の出力軸44の回転数(出力軸回転数nout)は車速spdに対応する。また、アクセル開度papは運転者の出力要求量を表している。
また、シフトレバー9は、駐車のためのパーキング位置「P」、後進走行のためのリバース位置「R」、動力伝達を遮断するニュートラル位置「N」、前進走行のためのドライブ位置「D」、前進走行時にベルト式無段変速機4の変速比γを手動操作で増減できるマニュアル位置「M」などの各位置に選択的に操作されるようになっている。
マニュアル位置「M」には、変速比γを増減するためのダウンシフト位置やアップシフト位置、あるいは、変速範囲の上限(変速比γが小さい側)が異なる複数の変速レンジを選択できる複数のレンジ位置等が備えられている。
レバーポジションセンサ110は、例えば、パーキング位置「P」、リバース位置「R」、ニュートラル位置「N」、ドライブ位置「D」、マニュアル位置「M」やアップシフト位置、ダウンシフト位置、あるいはレンジ位置等へシフトレバー9が操作されたことを検出する複数のON・OFFスイッチ等を備えている。なお、変速比γを手動操作で変更するために、シフトレバー9とは別にステアリングホイール等にダウンシフトスイッチやアップシフトスイッチ、あるいはレバー等を設けることも可能である。
そして、ECU8は、上記した各種のセンサの出力信号などに基づいて、エンジン1の出力制御、ベルト式無段変速機4の変速制御、ベルト挟圧力制御、及び、ロックアップクラッチ24の係合・解放制御などを実行する。さらに、ECU8は、後述するリニアシフト制御を実行する。
エンジン1の出力制御は、スロットルモータ13、燃料噴射装置14、点火装置15及びECU8などによって行われ、ベルト式無段変速機4の変速制御、ベルト挟圧力制御、及びロックアップクラッチ24の係合・解放制御は、いずれも油圧制御回路20によって行われる。これらスロットルモータ13、燃料噴射装置14、点火装置15、及び、油圧制御回路20はECU8によって制御される。
ベルト式無段変速機4の変速制御は、例えば図5に示すように、運転者の出力要求量を表すアクセル開度pap及び車速spdをパラメータとして予め設定されたマップから入力側の目標回転数nintを算出し、実際の入力軸回転数ninが目標回転数nintと一致するように、それらの偏差に応じてベルト式無段変速機4の変速制御、すなわちプライマリプーリ41の油圧アクチュエータ413に対する作動油の供給・排出によって変速制御圧Pbeltが制御され、変速比γが連続的に変化する。
図5に示すマップは変速条件に相当するもので、車速spdが小さくアクセル開度papが大きい程大きな変速比γになる目標回転数nintが設定されるようになっている。また、車速spdは出力軸回転数noutに対応するため、入力軸回転数ninの目標値である目標回転数nintは目標変速比に対応し、ベルト式無段変速機4の最小変速比γminと最大変速比γmaxの範囲内で設定されている。
−リニアシフト制御−
まず、従来のリニアシフト制御では、上述したように、加速中のキックダウン操作については考慮されておらず、リニアシフト制御中にキックダウンスイッチ108がONとなっても、その前のリニアシフト制御が継続されている。このため、例えば図10の破線で示すように、キックダウンスイッチON(K/Dsw・ON)時の到達回転数が最適回転数に到達しない場合があり、キックダウン操作時の加速性能が得られないことがある。また、キックダウンスイッチON時点の目標回転数の増加量が大きいときには到達回転数が最適回転数を超える場合がある。この場合、低車速域等において回転数が高くなりすぎて振動・騒音が発生することがある。
このような点を考慮して、この例では、リニアシフト制御中にキックダウンスイッチONとなったときには、そのキックダウンスイッチONの情報を加速用目標回転数ninlineに反映することで、ドライバビリティを向上させる点に特徴がある。そのリニアシフト制御の一例について説明する。
この例のリニアシフト制御では、加速用目標回転数ninlineを、ベース目標回転数ninline0、アクセル開度補正量nlpaph、及び、車速変化補正量(車速変化に対する回転数補正量)nlspdhを用いて、下記の(1)式に基づいて決定する。
ninline=ninline0+nlpaph+nlspdh ・・・(1)
この(1)式のベース目標回転数ninline0及びアクセル開度補正量nlpaphは図6に示すマップを用いて算出される。
図6に示すマップは、加速判定時(後述する加速判定フラグxkasoku=ON時)の車速spd1、及び、キックダウンスイッチON(K/Dsw・ON)時の車速spd2を起点に、ベース目標回転数ninline0及びアクセル開度補正量nlpaphを求めるためのマップである。
図6のマップは、車速spd(または車速spd及びアクセル開度pap)をパラメータとし、加速時の最適回転数及びキックダウンスイッチON(K/Dsw・ON)の際の最適回転数(図10参照)などを考慮して実験・計算等によって求めた値をマップ化したものであり、ECU8のROM82内に記憶されている。
なお、図6のマップにおいて、車速spdが大きい程、ベース目標回転数ninline0及びアクセル開度補正量nlpaphが大きくなるように設定されている。また、図6のマップにおいて、ベース目標回転数ninline0は車速spdに一意に決まる値であって、起点となる車速spdが変更された場合(起点の読み替えがあった場合)に限って変化する補正量である。一方、アクセル開度補正量nlpaphは、起点となる車速spdが同じ場合(起点の読み替えがない場合)であっても、アクセル開度papに応じて変化する補正量である。
上記(1)式の車速変化補正量nlspdhは図7に示すマップを用いて算出される。
図7に示すマップは、加速判定時(後述するxkasoku=ON時)の車速spd1、及び、キックダウンスイッチON(K/Dsw・ON)時の車速spd2を起点に、車速変化補正量nlspdhを求めるためのマップである。
図7のマップは、車速spd及びアクセル開度papをパラメータとし、加速判定時以後の車速spdの上昇勾配、及び、キックダウンスイッチON以後の車速spdの上昇勾配を考慮して実験・計算等によって求めた値をマップ化したものであり、ECU8のROM82内に記憶されている。
なお、図7のマップにおいて、車速変化補正量nlspdhは、車速spdが大きい程小さく、アクセル開度papが大きい程大きな値が設定されている。また、アクセル開度papがキックダウン開度[K/D]であるときの車速変化補正量nlspdhは、同一の車速spdのアクセル開度pap=100%よりも大きな値が設定されている。
次に、この例のリニアシフト制御の具体的な例を図8に示すフローチャートを参照して説明する。図8の制御ルーチンはECU8において実行される。
まず、ステップST1において、加速判定フラグxkasokuがONであるか否かを判定する。この加速判定フラグxkasokuは、別途の処理により設定されるものであって、アクセル開度センサ107の出力信号から算出されるアクセル開度papが予め設定された判定値Thpapよりも大きいときに、加速判定フラグxkasokuがONに設定され、判定値Thpap以下のときにOFFに設定される。なお、判定値Thpapは、例えば、平坦路における定常的な走行あるいは通常走行と比較して加速操作が積極的に行われたか否かを判定するための値であって、予め実験・計算等によって経験的に求めた値が設定されている。
以上のステップST1の判定結果が肯定判定(xkasoku=ON)である場合はステップST2に進む。ステップST1の判定結果が否定判定である場合は、このルーチンを一旦終了する。
ステップST2では、加速判定時(xkasoku=ON時)の車速spd1を起点として加速用目標回転数ninlineを決定する。
具体的には、図6に示すマップを参照して、加速判定時の車速spd1を起点にベース目標回転数ninline0及びアクセル開度補正量nlpaphを読み出す。さらに、図7に示すマップを参照して、加速判定時の車速spd1を起点に車速変化補正量nlspdhを読み出し、それらベース目標回転数ninline0、アクセル開度補正量nlpaph、及び、車速変化補正量nlspdhを用いて、上記した(1)式によって加速用目標回転数ninlineを決定する。
なお、加速用目標回転数ninlineの補正項のうち、車速変化補正量nlspdhは車速の増大に比例して増加する補正量であり、従って加速用目標回転数ninlineは車速spdの増大とともに上昇していく。
次に、ステップST3では、ステップST2にて決定した加速用目標回転数ninlineに基づいてリニアシフト制御を実行する。具体的には、ステップST2で決定した加速用目標回転数ninlineと、入力軸回転数センサ105の出力信号から算出される入力軸回転数ninとの偏差が所定の範囲内に入るように、入力軸回転数ninをフィードバック制御する。
以上の加速判定後のリニアシフト制御中において、キックダウンスイッチ108がON(K/Dsw=ON)になったか否かを判定し(ステップST4)、その判定結果が否定判定(K/Dsw=OFF)である場合、ステップST2に戻ってリニアシフト制御(通常加速時のリニアシフト制御)を継続する。ステップST4の判定結果が肯定判定(K/Dsw=ON)である場合はステップST5に進む。
ステップST5においては、加速用目標回転数ninlineを決定する起点を読み替えて、キックダウンスイッチON時の車速を起点に加速用目標回転数ninlineを決定する。
具体的には、図6に示すマップにおいて、ベース目標回転数ninline0及びアクセル開度補正量nlpaphを求める起点を、加速判定時の車速spd1からキックダウンスイッチON(K/Dsw・ON)時の車速spd2に読み替えて、キックダウンスイッチON時のベース目標回転数ninline0及びアクセル開度補正量nlpaphを読み出す。また、同様に、図7に示すマップにおいて、車速変化補正量nlspdhを求める起点を加速判定時の車速spd1からキックダウンスイッチON(K/Dsw・ON)時の車速spd2に読み替えて、キックダウンスイッチON時の車速変化補正量nlspdhを読み出す。
そして、これら読み出したベース目標回転数ninline0、アクセル開度補正量nlpaph及び車速変化補正量nlspdhを用いて、上記した(1)式によって、キックダウンスイッチON中の加速用目標回転数ninlineを決定する。なお、この場合も、加速用目標回転数ninlineの補正項うちの車速変化補正量nlspdhが車速の増大に比例して増加し、加速用目標回転数ninlineは車速spdの増大とともに上昇していく。
次に、ステップST6において、ステップST5にて決定した加速用目標回転数ninlineに基づいて、上記したステップST3と同様な処理にてリニアシフト制御を実行する。このようなキックダウンスイッチONの際のリニアシフト制御は、キックダウンスイッチ108がOFF(ステップST7の判定結果が肯定判定)となるまで継続される。
そして、ステップST7の判定結果が肯定判定(K/Dsw=OFF)となったときにステップST8に進む。ステップST8では、加速用目標回転数ninlineを決定する起点を変更せずに、キックダウンスイッチON時の車速を起点に加速用目標回転数ninlineを決定する。
具体的には、図6及び図7に示すマップにおいて、キックダウンスイッチON(K/Dsw・ON)時の車速spd2を起点として、ベース目標回転数ninline0、アクセル開度補正量nlpaph及び車速変化補正量nlspdhを読み出して、キックダウンスイッチOFF以後の加速用目標回転数ninlineを決定し、このステップST8にて決定した加速用目標回転数ninlineに基づいて、上記したステップST3と同様な処理にてリニアシフト制御を実行する(ステップST9)。
このようなキックダウンスイッチOFF以後のリニアシフト制御は、加速判定フラグxkasokuがOFF(ステップST10の判定結果が肯定判定)となるまで継続され、そのステップST10が肯定判定となったときに、このルーチンを一旦終了する。
以上のリニアシフト制御について、図9のタイミングチャートを参照して具体的に説明する。
まず、アクセルペダルが踏み込まれて、アクセル開度papが上記した判定値Thpap以上となり、加速判定フラグがON(xkasoku=ON)となると、その加速判定フラグON時の車速spd1を起点に、図6及び図7のマップを参照して、ベース目標回転数ninline0、アクセル開度補正量nlpaph、及び、車速変化補正量nlspdhが読み出され、それらベース目標回転数ninline0、アクセル開度補正量nlpaph及び車速変化補正量nlspdhを用いて、上記した(1)式によって加速用目標回転数ninlineが決定される。ただし、車速変化補正量nlspdhは、車速の増大に比例して増加する補正量であるので、図9に示すように、通常加速時のリニアシフト制御中において加速用目標回転数ninlineは所定の勾配で増大する。
このような通常加速時のリニアシフト制御を開始した後に、運転者がアクセルペダルを全開付近まで踏み込むキックダウン操作が行われると、キックダウンスイッチ108がON(K/Dsw・ON)となる。
ここで、従来のリニアシフト制御では、キックダウンスイッチ108のON・OFFについては考慮されていないため、キックダウンスイッチ108がONとなっても、加速用目標回転数ninlineは、加速判定時の車速spd1を起点に決定している。このため、図11に示すように、キックダウンスイッチ108がONとなっても、ベース目標回転数ninline0は、そのスイッチONとなる前の値が継続される。また、アクセル開度補正量nlpaphについては、アクセル開度papが[100%→K/D]に変化する開度分だけ増加するのみである。
従って、従来のリニアシフト制御では、図10に示すように、キックダウンスイッチ108がON(K/Dsw・ON)時の到達回転数が最適回転数に到達しない場合があり、キックダウン操作時の加速性能が得られないことがある。
さらに、従来のリニアシフト制御では、図11に示すように、キックダウンスイッチON以後の車速変化補正量nlspdhの勾配についても通常加速時と同じ勾配が継続されるので、キックダウンスイッチONの際の最適回転数の変化(上昇)に応じた勾配で加速用目標回転数ninlineを変化させることができない場合がある。
これに対し、この例のリニアシフト制御では、キックダウンスイッチ108がONとなったときには、加速用目標回転数ninlineを決定する起点を読み替え、キックダウンスイッチON時の車速を起点として、ベース目標回転数ninline0、アクセル開度補正量nlpaph及び車速変化補正量nlspdhを読み出して、加速用目標回転数ninlineを決定するので、図10に示すように、キックダウンスイッチON時の到達回転数を常に最適回転数(最高出力回転数)に制御することができ、キックダウン操作時に良好な加速性能を得ることができる。
さらに、キックダウンスイッチON時に、それまでの車速変化補正量nlspdhをキャンセルし、キックダウンスイッチON時の車速spd2を起点に車速変化補正量nlspdhを独立して設定しているので、キックダウンスイッチON時の到達回転数が最適回転数に達した以後において、最適回転数に回転数を合わせることが可能となり、キックダウン操作中のドライバビリティを更に向上させることができる。
また、この例のリニアシフト制御では、キックダウンスイッチ108がONとなった後にOFF(K/Dsw・ON→OFF)となった場合、加速用目標回転数ninlineを決定する起点を変更せずに、キックダウンスイッチON時の車速spd2を起点に加速用目標回転数ninlineを決定するので、キックダウンスイッチOFF時の回転数の急激な変化(急落)を抑制することができ、キックダウンスイッチOFF時のドライバビリティの低下を防止することができる。
−他の実施形態−
以上の例では、ガソリンエンジンを搭載した車両の無段変速機の変速制御に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両の無段変速機の変速制御にも適用可能である。また、車両の動力源については、エンジン(内燃機関)のほか、電動モータ、あるいはエンジンと電動モータの両方を備えているハイブリッド形動力源であってもよい。
本発明は、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両に限れらることなく、FR(フロントエンジン・リアドライブ)型車両、4輪駆動車にも適用できる。
本発明を適用する車両の一例を示す概略構成図である。 ベルト式無段変速機のプライマリプーリの油圧アクチュエータを制御する油圧制御回路の回路構成図である。 ベルト式無段変速機のベルトの挟圧力を制御する油圧制御回路の回路構成図である。 ECU等の制御系の構成を示すブロック図である。 ベルト式無段変速機の変速制御に用いるマップの一例を示す図である。 ベース目標回転数とアクセル開度補正量とを算出するマップの一例を示す図である。 車速変化補正量を算出するマップの一例を示す図である。 リニアシフト制御の一例を示すフローチャートである。 リニアシフト制御の一例を示すタイミングチャートである。 加速判定時及びキックダウンスイッチON時の回転数の変化を示すグラフである。 従来のリニアシフト制御の一例を示すタイミングチャートである。
符号の説明
1 エンジン
2 トルクコンバータ
3 前後進切換装置
4 ベルト式無段変速機
41 プライマリプーリ
413 油圧アクチュエータ
42 セカンダリプーリ
423 油圧アクチュエータ
105 入力軸回転数センサ
106 出力軸回転数センサ
107 アクセル開度センサ
108 キックダウンスイッチ
8 ECU

Claims (6)

  1. 無段変速機が搭載された車両に適用される制御装置であって、アクセルペダルの操作量から加速を判定する加速判定手段と、前記加速判定手段にて加速が判定されたときに、アクセルペダルの通常操作時に用いる通常時目標回転数よりも高い加速用目標回転数に基づいて、前記無段変速機を制御するリニアシフト制御手段とを備えた車両の制御装置において、
    アクセルペダルがキックダウン位置まで踏み込まれたことを検出するキックダウンスイッチを備え、前記リニアシフト制御手段は、前記加速判定時の車両の走行条件を基に加速用目標回転数を決定してリニアシフト制御を実行し、前記キックダウンスイッチがONとなったときに、前記加速用目標回転数を決定する条件を読み替えることを特徴とする車両の制御装置。
  2. 請求項1記載の車両の制御装置において、
    前記リニアシフト制御手段は、前記加速判定時の車速を起点に前記加速用目標回転数を決定してリニアシフト制御を実行し、前記キックダウンスイッチがONとなったときに、加速用目標回転数を決定する起点を読み替えて、前記キックダウンスイッチON時の車速を起点に加速用目標回転数を決定してリニアシフト制御を実行することを特徴とする車両の制御装置。
  3. 請求項2記載の車両の制御装置において、
    前記リニアシフト制御手段は、前記加速判定時の車速を起点にベース目標回転数及びアクセル開度補正量を求めて加速用目標回転数を決定し、前記キックダウンスイッチがONとなったときに、そのキックダウンスイッチON時の車速を起点にベース目標回転数及びアクセル開度補正量を求めて加速用目標回転数を決定することを特徴とする車両の制御装置。
  4. 請求項3記載の車両の制御装置において、
    前記加速用目標回転数に車速変化補正量を反映する場合、前記加速判定時の車速を起点に車速変化補正量を設定し、前記キックダウンスイッチがONとなったときに、そのキックダウンスイッチON時の車速を起点に車速変化補正量を設定することを特徴とする車両の制御装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか1つに記載の車両の制御装置において、
    前記キックダウンスイッチがONとなった後にOFFとなったときに、加速用目標回転数を決定する条件を変更せずに、キックダウンスイッチON時の条件を維持することを特徴とする車両の制御装置。
  6. 請求項5記載の車両の制御装置において、
    前記キックダウンスイッチがONとなったときに、そのキックダウンスイッチON時の車速を起点に加速用目標回転数を決定し、前記キックダウンスイッチがONとなった後にOFFとなったときに、加速用目標回転数を決定する起点を維持して、前記キックダウンスイッチON時の車速を起点に前記加速用目標回転数を決定すること特徴とする車両の制御装置。
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