JP2021099152A - 車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】駆動系部品における耐久性の低下の抑制とドライバビリティの悪化の抑制との両立を図ることができる車両の制御装置を提供する。【解決手段】(a)車両後退中に自動変速機14のシフトポジションPOSがニュートラルポジションからアクセルオンされ且つシフトポジションPOSが前進走行ポジションに切り替えられる、特定発進操作が実施されたことを検知する検知部100bと、(b)車両10の現在位置が、特定発進操作が実施された累積回数Nacmが所定の回数Num以上である特定区域Aに含まれるか否かを判定する判定部100dと、特定発進操作が実施されたことが検知され且つ車両10の現在位置が特定区域Aに含まれると判定された場合に、自動変速機14が備えるクラッチCへの入力トルクTinが所定トルク値Tin_limを超過するのを抑制する駆動系保護制御を実行する制御部100eと、が備えられる。【選択図】図1

Description

本発明は、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に自動変速機が設けられた車両の制御装置に関する。
車両後退(後進走行)中に自動変速機のシフトポジションがニュートラルポジションである状態からアクセルが操作され且つそのシフトポジションが前進走行ポジションである状態に切り替えられる、特定発進操作が実施される場合がある。この場合、動力伝達経路を構成する駆動系部品に対して過大な入力トルクが発生し、駆動系部品の耐久性が低下するおそれがある。そのため、上記特定発進操作が実施されたことが検知された場合には、駆動系部品に対して過大な入力トルクが発生するのを抑制する駆動系保護制御を実行し、駆動系部品の耐久性の低下を抑制する技術が知られている。例えば、特許文献1に記載された車両の制御装置がそれである。
特開2010−216561号公報
ところで、特許文献1に記載された車両の制御装置では、上記駆動系保護制御が実行されると、車両の発進性能を悪化させることになる。上記特定発進操作が実施された場合には運転者は車両を発進させる意図があり、この場合に駆動系保護制御が実行されると、運転者の意図通りに車両の発進性能を発揮させることができなくなって、ドライバビリティの悪化を招くおそれがあった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、駆動系部品における耐久性の低下の抑制とドライバビリティの悪化の抑制との両立を図ることができる車両の制御装置を提供することにある。
本発明の要旨とするところは、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に自動変速機が設けられた車両の、制御装置であって、(a)車両後退中に前記自動変速機のシフトポジションがニュートラルポジションである状態からアクセルオンされ且つ前記シフトポジションが前進走行ポジションである状態に切り替えられる、特定発進操作が実施されたことを検知する検知部と、(b)前記車両の現在位置が、前記特定発進操作が所定の頻度以上実施された位置にあるか否かを判定する判定部と、(c)前記特定発進操作が実施されたことが検知され、且つ、前記車両の現在位置が、前記特定発進操作が所定の頻度以上実施された位置にあると判定された場合に、前記動力伝達経路を構成する駆動系部品への入力トルクが所定トルク値を超過するのを抑制する駆動系保護制御を実行する制御部と、を備えることにある。
本発明の車両の制御装置によれば、(a)車両後退中に前記自動変速機のシフトポジションがニュートラルポジションである状態からアクセルオンされ且つ前記シフトポジションが前進走行ポジションである状態に切り替えられる、特定発進操作が実施されたことを検知する検知部と、(b)前記車両の現在位置が、前記特定発進操作が所定の頻度以上実施された位置にあるか否かを判定する判定部と、(c)前記特定発進操作が実施されたことが検知され、且つ、前記車両の現在位置が、前記特定発進操作が所定の頻度以上実施された位置にあると判定された場合に、前記動力伝達経路を構成する駆動系部品への入力トルクが所定トルク値を超過するのを抑制する駆動系保護制御を実行する制御部と、が備えられる。このように、車両の現在位置が、特定発進操作が所定の頻度以上実施された位置にあると判定された場合に、駆動系保護制御が実行されるのが限定されるため、駆動系部品における耐久性の低下の抑制とドライバビリティの悪化の抑制との両立が図られる。
本発明の実施例に係る発進制御装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。 図1に示す発進制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。 図2に示すフローチャートのステップS10における特定発進操作の判定ステップの制御作動を説明する部分フローチャートの一例である。 図1に示す発進制御装置による発進制御の具体例を示す図である。
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明の実施例に係る発進制御装置100が搭載される車両10の構成を示すブロック図である。なお、複数の車両10は、それぞれ同様の構成である。
各車両10は、例えば無線通信によりサーバー200に接続可能である。すなわち、各車両10は、サーバー200に自車両のデータを送信することが可能であり、また、サーバー200から各種データを受信することが可能である。サーバー200は、データ収集部210、情報蓄積部220、及び3D地図データベース230を機能的に備える。
データ収集部210は、各車両10から送信される特定発進操作が実施された位置情報に関するデータを収集する。特定発進操作とは、後述するように車両後退中に自動変速機14のシフトポジションPOSがニュートラルポジション(Nポジション)である状態からアクセルオンされ且つシフトポジションPOSが前進走行ポジション(例えばDポジション)である状態に切り替えられる操作である。「アクセルオン」とは、車両10に対して加速要求がされることすなわち後述するアクセル開度θacc[%]が零値を超過させられること、例えば運転者によりアクセルペダルの踏込操作がされることをいい、アクセルオンされるということは、運転者に車両10を発進させる意図があることを意味する。
情報蓄積部220は、データ収集部210に収集されたデータに基づいて、特定発進操作が実施された頻度が大きい特定区域Aを示す位置情報を生成し、その位置情報を3D地図データベース230に蓄積する。例えば、情報蓄積部220は、3D地図データベース230が記憶している3D地図データを複数の区域(例えば100[m]×100[m]の区域)に区分けし、各区域のうち各車両10での特定発進操作が実施された累積回数Nacm[回]が所定の累積値Nacm_j[回]以上である区域を特定区域Aであるとする。所定の累積値Nacm_jは、特定発進操作が実施される頻度が大きい区域であると判定するために、予め実験的に或いは設計的に定められた値である。例えば、車両発送場や広い駐車場が特定区域Aとなり得る。車両発送場は、車両10を短時間で移動させる必要があることから、発進や後退操作が繰り返し行われるからである。広い駐車場でも、発進や後退操作が繰り返し行われる。3D地図データベース230は、情報蓄積部220によって生成された特定区域Aを示す位置情報を含む、3D地図データを記憶する。なお、所定の累積値Nacm_jは、本発明における「所定の頻度」に相当する。
車両10は、エンジン12、自動変速機14、駆動輪16、エンジン回転速度センサ80、車速センサ82、車輪速センサ84、シフトポジションセンサ86、アクセル開度センサ88、及びECU120を備える。
エンジン12は、車両10の駆動力源であり、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関にて構成されている。自動変速機14は、エンジン12から入力された駆動力を変速して駆動輪16に伝達する周知の自動変速機である。自動変速機14は、例えば遊星歯車装置とクラッチCなどの複数の油圧式摩擦係合装置とを備える、周知の遊星歯車式の自動変速機である。エンジン12から駆動輪16までの間において駆動力が伝達される経路が動力伝達経路PTである。なお、エンジン12は、本発明における「駆動力源」に相当し、クラッチCは、本発明における「駆動系部品」に相当する。駆動系部品は、車両10の動力伝達経路PTを構成する部品であって、その部品に入力される入力トルクTin[Nm]の大きさが制御可能な部品である。
ECU(Electronic Control Unit)120は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。
ECU120には、各種センサ等(例えば、エンジン回転速度センサ80、車速センサ82、車輪速センサ84、シフトポジションセンサ86、アクセル開度センサ88など)による各種検出信号等(例えば、エンジン回転速度Ne[rpm]、車速V[km/h]、車輪の回転速度を表す車輪速Nw[rpm]、自動変速機14のシフトポジションPOS、運転者による不図示のアクセルペダルの操作量を表すアクセル開度θacc[%]など)がそれぞれ入力される。シフトポジションPOSは、例えばパーキングポジション(Pポジション)、リバースポジション(Rポジション)、ニュートラルポジション(Nポジション)、及び前進走行ポジション(例えばDポジション)である。パーキングポジションは、車両10がニュートラル状態とされ、且つ、駆動輪16が回転不能に機械的に固定されるポジションである。リバースポジションは、車両10の後進走行を可能とするポジションである。ニュートラルポジションは、車両10がニュートラル状態とされるポジションである。前進走行ポジションは、車両10の前進走行を可能とするポジションであり、自動変速機14での変速制御が実行される。
ECU120からは、車両10に備えられた各装置(例えばエンジン12、自動変速機14など)を制御するための各種制御信号(例えばエンジン12を運転制御するためのエンジン制御信号Se、自動変速機14を変速制御するための変速制御信号Satなど)が、それぞれ出力される。例えば、ECU120は、変速制御信号Satとして不図示の油圧制御回路が備えるリニアソレノイド弁のソレノイド電流の指示電流値をその油圧制御回路に出力し、そのリニアソレノイド弁からクラッチCの断接制御を行うアクチュエータに供給される作動油の供給圧(係合圧、解放圧)を変速制御信号Satに基づいて制御する。ECU120は、クラッチCを解放状態から係合状態へ切り替える係合制御中における係合圧の増加速度Vp[Pa/ms](すなわちクラッチCの係合速度)を制御したり、クラッチCの係合タイミングを制御したりすることが可能である。また、ECU120は、クラッチCの係合制御中におけるエンジン回転速度Neを制御することが可能である。
車両10は、発進制御装置100、通信I/F(Interface)110、及びGPS(Global Positioning System)ユニット130を備える。発進制御装置100は、ECU120と同様に、例えば所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、車両10の各種制御を実行する。
発進制御装置100は、主制御部100a、検知部100b、送信部100c、判定部100d、及び制御部100eを機能的に備える。発進制御装置100は、通信I/F110、ECU120、及びGPSユニット130に接続されている。
主制御部100aは、発進制御装置100による処理全体(例えば、開始、終了、繰り返し、判定等)を制御する。
検知部100bは、車両10の現在位置を示す現在位置情報を、例えばGPSユニット130から取得する。GPSユニット130は、GPS衛星から受信したGPS信号に基づいて、車両10の現在位置を検知し、その現在位置を示す現在位置情報を出力する装置である。検知部100bは、車両10の現在におけるエンジン回転速度Ne、車速V、車輪速Nw、シフトポジションPOS、及びアクセル開度θaccの各種情報を、ECU120を介して取得する。検知部100bは、取得したこれら各種情報に基づいて、車両10において特定発進操作が実施されたか否かを検知する。特定発進操作は、車両後退中に自動変速機14のシフトポジションPOSがニュートラルポジションである状態からアクセルオンされ且つシフトポジションPOSが前進走行ポジションである状態に切り替えられる操作である。「車両後退中」とは、車両10が後退している状態にあることであり、例えば平坦路において車両10がエンジン12による駆動力により後進走行させられた場合や傾斜路において車両10がエンジン12の駆動力によらず後退させたれた場合のいずれも含まれる。このような特定発進操作では、駆動系部品であるクラッチCが急激に係合されることで、クラッチCに対する入力トルクTinが過大となってクラッチCの耐久性が低下するおそれがある。
送信部100cは、車両10において特定発進操作が実施された場合における現在位置情報を通信I/F110を介してサーバー200へ送信する。通信I/F110は、無線通信によるサーバー200との通信を制御する。
判定部100dは、通信I/F110を介して、サーバー200の3D地図データベース230から、特定区域Aを示す位置情報を取得する。この取得される特定区域Aを示す位置情報は、特定発進操作が実施された頻度が大きい区域(位置)であることを表す環境情報である。また、判定部100dは、車両10の現在位置が特定区域Aに含まれるか否かを判定する。すなわち、判定部100dは、車両10の現在位置が、特定発進操作が実施された頻度が大きい位置(特定区域A内)にあるか否かを判定する。
検知部100bにより車両10において特定発進操作が実施されたと検知され且つ判定部100dにより車両10の現在位置が特定区域Aに含まれると判定されると、制御部100eは、車両10の動力伝達経路PTを構成する駆動系部品であるクラッチCへの入力トルクTinが所定トルク値Tin_lim[Nm]を超過するのを抑制する駆動系保護制御を実行する。制御部100eにより実行される駆動系保護制御は、車両10のクラッチCへの入力トルクTinの大きさを所定トルク値Tin_lim以下に制限するように、例えばECU120を介してクラッチCの係合制御中における係合圧の増加速度Vpを所定の速度値Vp_lim[Pa/ms]以下に制限する制御である。この所定トルク値Tin_limは、駆動系部品であるクラッチCに過負荷を与えず耐久性の低下が実用上許容できる範囲の上限値として、予め実験的に或いは設計的に定められたものである。所定の速度値Vp_limは、車両10のクラッチCへの入力トルクTinの大きさが所定トルク値Tin_lim以下となるように、予め実験的に或いは設計的に定められたものである。一方、検知部100bにより車両10において特定発進操作が実施されたことが検知されず、又は、判定部100dにより車両10の現在位置が特定区域Aに含まれないと判定されると、制御部100eは、駆動系保護制御を実行しない。例えば、制御部100eは、クラッチCの係合制御中における係合圧の増加速度Vpを制限せず、自動変速機14での変速時間(変速制御の開始から完了までの期間)を予め定められた所定変速時間となるようにクラッチCの係合制御中における係合圧の増加速度Vpを制御する。所定変速時間は、特定発進操作以外の操作において変速ショックが許容範囲となるように予め実験的に或いは設計的に定められた変速時間である。
図2は、図1に示す発進制御装置100の制御作動の要部を説明するフローチャートの一例である。図2のフローチャートは繰り返し実行される。
検知部100bの機能に対応するステップS10において、車両10で特定発進操作が実施されたか否かが検知される。ステップS10で特定発進操作が実施されたことが検知された場合には、ステップS20が実行される。ステップS10で特定発進操作が実施されたことが検知されなかった場合には、リターンとなる。
判定部100dの機能に対応するステップS20において、車両10の現在位置が特定区域Aに含まれるか否かが判定される。ステップS20の判定が肯定された場合には、ステップS30が実行される。ステップS20の判定が否定された場合には、リターンとなる。
制御部100eの機能に対応するステップS30において、車両10のクラッチCへ入力される入力トルクTinの大きさが所定トルク値Tin_lim以下に制限される駆動系保護制御が実行される。そしてリターンとなる。
図3は、図2に示すフローチャートのステップS10における特定発進操作の判定ステップの制御作動を説明する部分フローチャートの一例である。
ステップS10aにおいて、車両10の車両後進方向における車速Vが所定の車速値V1[km/h]以上であるか否かが判定される。なお、ステップS10aの判定における車速V及び所定の車速値V1は、車両後進方向のものである。所定の車速値V1は、この車速値以上の後退走行中に自動変速機14のシフトポジションPOSがニュートラルポジションである状態からアクセルオンされ且つシフトポジションPOSが前進走行ポジションである状態に切り替えられると、動力伝達経路PTを構成する駆動系部品であるクラッチCに対して過大な入力トルクTinが発生してクラッチCの耐久性が低下するおそれがあるとして、予め実験的に或いは設計的に定められた値である。ステップS10aの判定が肯定された場合には、ステップS10bが実行される。ステップS10aの判定が否定された場合には、特定発進操作が実施されなかったとしてリターンとなる。
ステップS10bにおいて、車両10がNレーシング状態にあるか否かが判定される。例えば、ステップS10aの判定が肯定され、且つ、シフトポジションPOSがニュートラルポジションであることに基づいて、車両10がNレーシング状態であると判定される。ステップS10bの判定が肯定された場合には、ステップS10cが実行される。ステップS10bの判定が否定された場合には、特定発進操作が実施されなかったとしてリターンとなる。
ステップS10cにおいて、シフトポジションPOSがニュートラルポジションである状態から前進走行ポジションである状態に切り替えられる操作が行われたか否かが判定される。ステップS10cの判定が肯定された場合には、ステップS10dが実行される。ステップS10cの判定が否定された場合には、再度ステップS10aが実行される。
ステップS10dにおいて、アクセルオンされているか否かが判定される。ステップS10dの判定が肯定された場合には、特定発進操作が実施されたとしてステップS20が実行される。ステップS10dの判定が否定された場合には、特定発進操作が実施されなかったとしてリターンとなる。
図4は、図1に示す発進制御装置100による発進制御の具体例を示す図である。
例えば、車両10B及び車両10Cにおいて特定発進操作が実施されると、特定発進操作が実施された車両10B及び車両10Cの現在位置情報がサーバー200へ送信され、3D地図データベース230には、特定区域Aを示す位置情報を含む3D地図データが記憶される。
車両10Aの現在位置が特定区域Aに含まれない場合(例えば、車両10Aが実線で示す位置にある場合)には、車両10Aにおいて特定発進操作が実施されても、制御部100eは駆動系保護制御を実行しない。そのため、運転者の意図通りに車両10の発進性能が発揮させられ、ドライバビリティの悪化が抑制される。一方、車両10Aの現在位置が特定区域Aに含まれる場合(例えば、車両10Aが破線で示す位置にある場合)には、車両10Aにおいて特定発進操作が実施されると、制御部100eは駆動系保護制御を実行する。そのため、駆動系部品であるクラッチCにおける耐久性の低下が抑制される。なお、車両10Aにおいて特定発進操作が実施された場合、車両10Aの現在位置情報がサーバー200へ送信されてビッグデータとして蓄積される。
本実施例によれば、(a)車両後退中に自動変速機14のシフトポジションPOSがニュートラルポジションである状態からアクセルオンされ且つシフトポジションPOSが前進走行ポジションである状態に切り替えられる、特定発進操作が実施されたことを検知する検知部100bと、(b)車両10の現在位置が、特定発進操作が実施された累積回数Nacmが所定の累積値Nacm_j以上である特定区域Aに含まれるか否かを判定する判定部100dと、特定発進操作が実施されたことが検知され、且つ、車両10の現在位置が特定区域Aに含まれると判定された場合に、動力伝達経路PTを構成する自動変速機14が備えるクラッチCへの入力トルクTinが所定トルク値Tin_limを超過するのを抑制する駆動系保護制御を実行する制御部100eと、が備えられる。このように、車両10の現在位置が、特定発進操作が所定の累積値Nacm_j以上実施された特定区域Aに含まれると判定された場合に、駆動系保護制御が実行されるのが限定されるため、クラッチCにおける耐久性の低下の抑制とドライバビリティの悪化の抑制との両立が図られる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
前述の実施例では、駆動力源はエンジン12であったが、これに限らない。例えば、駆動力源は、駆動力を出力できる電動機であっても良い。
前述の実施例では、駆動系保護制御はクラッチCの係合制御中における係合圧の増加速度Vpを所定の速度値Vp_lim以下に制限する制御であったが、これに限らない。例えば、駆動系保護制御は、車両10のクラッチCへの入力トルクTinの大きさを所定トルク値Tin_lim以下に制限するように、クラッチツゥクラッチ変速におけるクラッチC以外の他の係合装置の解放タイミングに対してクラッチCの係合タイミングを所定の遅延時間Tdly[ms]だけ遅らせる制御であっても良く、或いは、クラッチCの係合制御中におけるエンジン12の回転速度であるエンジン回転速度Neを所定の速度値Ne_lim[rpm]以下に制限する制御であっても良い。所定の遅延時間Tdly及び所定の速度値Ne_limは、それぞれ車両10のクラッチCへの入力トルクTinの大きさが所定トルク値Tin_lim以下となるように、予め実験的に或いは設計的に定められたものである。
前述の実施例では、駆動系部品は自動変速機14が備えるクラッチCであったが、これに限らない。例えば、駆動系部品は自動変速機14が備える油圧式摩擦係合装置であるブレーキであっても良いし、自動変速機14以外の部品であっても良い。
前述の実施例では、各車両10での特定発進操作が実施された累積回数Nacmが所定の累積値Nacm_j以上である区域が特定区域Aとして生成されたが、この態様に限らない。例えば、所定の期間(例えば過去一年間)あたりの各車両10での特定発進操作が実施された回数が所定の値以上である区域が特定区域Aとして生成されても良い。要するに、本発明における「前記特定発進操作が所定の頻度以上実施された位置」とは、他の区域に比較して特定発進操作が実施される頻度(回数)が高い区域内の位置である。
前述の実施例では、発進制御用、車両10に備えられた各装置の制御用として、それぞれ発進制御装置100及びECU120が備えられていたが、この態様に限らない。これらのうち一部又は全部は、必要に応じて機能的に1つの電子制御装置にまとめられて構成されても良く、或いは、必要に応じて異なる電子制御装置や外部メモリに分割されて構成されても良い。
なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:車両
12:エンジン(駆動力源)
14:自動変速機
16:駆動輪
100:発進制御装置(制御装置)
100b:検知部
100d:判定部
100e:制御部
C:クラッチ(駆動系部品)
Nacm:累積回数
Nacm_j:所定の累積値(所定の頻度)
POS:シフトポジション
PT:動力伝達経路
Tin:入力トルク
Tin_lim:所定トルク値

Claims (1)

  1. 駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に自動変速機が設けられた車両の、制御装置であって、
    車両後退中に前記自動変速機のシフトポジションがニュートラルポジションである状態からアクセルオンされ且つ前記シフトポジションが前進走行ポジションである状態に切り替えられる、特定発進操作が実施されたことを検知する検知部と、
    前記車両の現在位置が、前記特定発進操作が所定の頻度以上実施された位置にあるか否かを判定する判定部と、
    前記特定発進操作が実施されたことが検知され、且つ、前記車両の現在位置が、前記特定発進操作が所定の頻度以上実施された位置にあると判定された場合に、前記動力伝達経路を構成する駆動系部品への入力トルクが所定トルク値を超過するのを抑制する駆動系保護制御を実行する制御部と、を備える
    ことを特徴とする車両の制御装置。
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