JP2906750B2 - 変速点自動切換変速制御装置 - Google Patents

変速点自動切換変速制御装置

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JP2906750B2
JP2906750B2 JP3201698A JP20169891A JP2906750B2 JP 2906750 B2 JP2906750 B2 JP 2906750B2 JP 3201698 A JP3201698 A JP 3201698A JP 20169891 A JP20169891 A JP 20169891A JP 2906750 B2 JP2906750 B2 JP 2906750B2
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shift pattern
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健夫 飯田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車において加速要
求に応じて変速点を自動的に切り換える加速度による変
速点自動切換変速制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スロットル開度と車速から自動的に変速
段を切り換える自動変速機では、例えばテーブルとして
スロットル開度と車速から変速点を設定した変速パター
ン(シフトパターン)が用意され、この変速パターンと
の比較によって変速段(変速ギア)を判断し自動的に切
り換えが行われる。そのために、通常は予め複数の変速
パターンを用意し、シフトポジションに応じて、或いは
その他の走行条件等に応じて変速パターンを選択して変
速点の切り換え制御を行っている。
【0003】変速パターンは、スロットル開度の増加に
したがって高車速側へ変速点がシフトするようになって
いて、通常は、燃費を重視する経済走行の変速パターン
(ノーマルシフトパターンに対するエコノミーシフトパ
ターン)が採用されている。しかし、加速度を要求する
場合には、さらに変速点を高車速側へシフトした変速パ
ターン(パワーシフトパターン)が用いられる。また、
例えば雪道のような低摩擦係数の道路(低μ路)等、特
別の走行条件に対応できるようにする場合には、それぞ
れの条件に応じた走行が可能な変速パターンが用意され
る。
【0004】従来、上記のような自動変速機において、
運転者の加速要求に応じて加速度重視のシフトパターン
に自動的に変速点を切り換えるものが提案(例えば特公
昭53ー11623号公報、特公昭58ー31499号
公報、特公昭61ー3982号公報、特開昭60ー14
6948号公報、特開昭60ー146949号公報)さ
れている。これらには、変速点の自動切り換えを、スロ
ットル開速度を検出して行うもの、走行高度を検出して
行うもの、車速の減速率を検出して行うもの等がある。
その中のスロットル開速度を検出して行う方式では、図
6のAに示すように予めスロットル開速度の基準値を設
定して、アクセルの踏込み具合としてスロットル開速度
を検出し、これが一定値をこえた場合に変速点を通常と
異なった加速力重視のパワーパターンに切り換えてい
る。また、他の方式では、図6のBに示すようにスロッ
トル開速度の基準値を低車速側では高くし、高車速側へ
向けて低くなるように一定の勾配で傾斜させて設定して
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スロットル開
速度の基準値を車速に関係なく一定にする方式では、車
速に関する基準値を持たずに固定データで変速点の切り
換えを行うため、車速が低いときにアクセル開度の変化
が少なくても不用意なダウンシフトを起こしてしまう。
【0006】また、図6のBのようにスロットル開速度
の基準値を車速で傾斜させる方式でも、周知のように変
速パターンは、通常変速点が不連続であるので、車速に
よっては不用意なダウンシフトを起こしやすい範囲がで
きてしまう。
【0007】本来、運転者が加速したいと感じるのは、
その時点での加速力が大きく不足しているからである。
すなわち、通常に比べて乗員数、積載物、又は登降坂路
等の条件の違いで加速力が低下している場合、加速力を
通常以上に欲する場合等である。このような場合、運転
者は、アクセルペダルを大きく踏み込むが、その際の踏
込み方は、速い場合だけでなく遅い場合もある。
【0008】変速点を自動的に切り換える場合、特に、
運転者の加速意図を判断して変速点を自動的に切り換え
シフトダウンしやすくする場合、上記のようにアクセル
ペダルの踏込み速度(スロットル開速度)を検出するだ
けで加速意図を判断すると、運転者の無意識のアクセル
ワークで変速してしまう可能性がある。また、上記のよ
うに運転者は加速意図を持っているにもかかわらず、ア
クセルペダルの踏込み方が大きくても遅いと、意図する
加速力が得られない。
【0009】本発明の目的は、運転者の加速意図を的確
に判断して変速点の自動切り換えを行うようにすること
である。本発明の他の目的は、不必要に長い加速時間が
生じないようにし、加速時の燃費の悪化を防ぐことであ
る。本発明のさらに他の目的は、乗員数や積載物、登降
坂路等の条件の違いによらず必要な加速度が得られるよ
うにすることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、ス
ロットル開度を検出するスロットル開度検出手段、車速
を検出する車速検出手段、複数の変速パターンを有し、
前記車速と前記スロットル開度から変速点を判断して変
速制御を行う変速制御手段を備えた変速点自動切換変速
制御装置において、前記変速制御手段は、前記変速パタ
ーンとして大きめの加速力が得られるパワーシフトパタ
ーンを有すると共に、前記スロットル開度と前記変速段
に応じて設定されるスロットル開速度の基準値を有し、
前記スロットル開度検出手段により検出されたスロット
ル開度から求められるスロットル開速度が前記検出され
たスロットル開度とその時の変速段における前記スロッ
トル開速度の基準値より大きい場合には前記パワーシフ
トパターンに切り換えて変速段の切り換え制御を行うよ
うに構成したことを特徴とし、さらに前記変速制御手段
は、パワーシフトパターンに切り換えられてからの継続
時間を計時するリセットタイマ手段を有し、前記スロッ
トル開度が前記基準値以下で前記継続時間が基準時間を
経過したと判断したとき前記パワーシフトパターンから
切り換えられる前のシフトパターンに戻されることを特
徴とするものである。
【0011】
【作用】本発明の変速点自動切換変速制御装置では、変
速制御手段により、変速パターンとして大きめの加速力
が得られるパワーシフトパターンを有すると共にスロッ
トル開度と変速段に応じたスロットル開速度の基準値デ
ータを有し、当該基準値とスロットル開度から求めたス
ロットル開速度とを比較してスロットル開速度が基準値
より大きい場合にパワーシフトパターンに切り換えて変
速制御を行うので、変速段に応じた変速点の切り換えを
行うことができ、無駄なシフトダウンや加速時間をなく
すことができる。したがって、燃費の悪化を防止するこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1は本発明に係る自動変速機の変速点切換制
御方式の1実施例を示す図であり、1は電子制御装置、
2は車速センサ、3はスロットル開度センサ、4はシフ
トポジションセンサ、5はモード選択スイッチ、6はエ
ンジン、7は変速機、11は変速制御部、12は演算
部、13はフラグ、14は変速段記憶部、15はタイ
マ、16はセット条件テーブル、17はリセット条件テ
ーブル、18ー1〜18ー3は変速パターン記憶部を示
す。
【0013】図1において、車速センサ2は、例えば変
速機7のアウトプットシャフトやホィールの回転数から
車速を検出するものであり、スロットル開度センサ3
は、アクセルの踏込み量からスロットルの開度を検出す
るものである。シフトポジションセンサ4は、シフトレ
バーの位置、例えばP(パーキング),R(リバー
ス),N(ニュートラル),D(ドライブ),3,2,
1等を検出するものであり、モード選択スイッチ5は、
本発明の変速点を運転者の加速意図を判断して自動的に
切り換えるオートモードや特定モードの選択を行うスイ
ッチである。
【0014】電子制御装置1は、走行情報から変速段を
判断して変速機7の制御を行う変速制御部11、各セン
サの検出信号に必要な演算処理を行う演算部12、変速
機7の現在の変速段を記憶する変速段記憶部14、変速
点の切り換え制御のためのフラグ13、変速点のリセッ
ト切り換え制御のためのタイマ15、変速点切り換えの
セット条件テーブル16、リセット条件テーブル17、
複数の変速パターン18ー1〜18ー3を有するもので
ある。
【0015】演算部12は、車速センサ2やスロットル
開度センサ3の検出信号に対して、アナログ信号からデ
ジタル信号に変換したり、車速から加速度を演算した
り、また、スロットル開度からスロットル開速度を演算
したりするものである。フラグ13は、オートモード実
行中か否かの状態を示すものであり、タイマ15は、オ
ートモード実行によりエコノミーシフトパターンからパ
ワーシフトパターンに変速点を切り換え(セット)た場
合に、リセット条件として継続時間を計時するものであ
る。セット条件テーブル16は、変速点の切り換えを行
う判定条件(基準値)を設定したものであり、各変速段
とスロットル開度に応じてそれぞれのスロットル開速度
を基準値として設定している。リセット条件テーブル1
7は、変速点をパワーシフトパターンから元のエコノミ
ーシフトパターンへリセットするための条件を設定した
ものであり、スロットル開度と時間を基準値として設定
している。複数の変速パターン18ー1〜18ー3は、
各シフトポジションに対応するシフトパターン、ノーマ
ルシフトパターンに対するエコノミーシフトパターンや
パワーシフトパターン、特別なシフトパターン等であ
る。
【0016】変速制御部11は、モード選択スイッチ5
とシフトポジションスイッチ4により使用する変速パタ
ーン18ー1〜18ー3を選択し、その変速パターンに
基づく変速点で、車速センサ2とスロットル開度センサ
3の検出値との比較により変速判断を行い、変速機7の
変速段を制御する。このときの変速段を変速段記憶部1
3に記憶しておく。そして、変速制御部11では、モー
ド選択スイッチ5でオートモードが選択されている場合
には、例えばエコノミーシフトパターンの変速点に対
し、スロットル開度と変速段からセット条件テーブル1
6を参照してスロットル開速度の基準値を読み出しパワ
ーシフトパターンへの変速点切り換えを行う。また、パ
ワーシフトパターンの変速点に切り換えられた場合に
は、リセット条件テーブル17を参照してリセット条件
を満足すればエコノミーシフトパターンの変速点へのリ
セットを行う。
【0017】図2はセット条件テーブル及びリセット条
件テーブルの構成例を示す図であり、セット条件テーブ
ル17の例を示したのが同(イ)、(ハ)である。1速
ギア、2速ギア、……とスロットル開度(%)に対して
スロットル開速度を設定している。このようにすること
によって、それぞれの変速段において各スロットル開度
(%)は、速度に対応するので、変速段とスロットル開
度から走行状態が決まり、その走行状態に対応した通常
のアクセルワークから基準値を設定することができる。
【0018】運転者の加速意志は、現在の状態、すなわ
ちエンジン出力に対応するアクセルの踏込み具合、車
速、ギヤ段による加速力を運転者が判断した結果であ
り、これらを検出することによってより運転者の加速意
志を忠実に反映できる。しかし、スロットル開速度の基
準値をスロットル開度と車速の関数にすると、本来自動
変速機のもつシフトパターンのアップ、ダウンのヒステ
リシス領域に対しては、異なるギア段であるにもかかわ
らず同じ車速、スロットル開度条件となるため同じスロ
ットル開速度の基準値を適用してしまうことになる。ま
た、変速点が変更されたときには、さらに広い領域にわ
たり上記の不具合を生じることになる。
【0019】本来、変速段(ギア段)は、車速とスロッ
トル開度の関数であるので、車速の分割を変速点と同期
するように設定することも考えられるが、多車種のキャ
リブレーションにおいて常に変速点と共にその分割を変
更しなくてはならないし、また、変速点の変更後の問題
に対応できない。例えば 3速走行中に加速意図によりスロットルを速く踏む
ことにより変速点が変更され、2速へシフトダウンされ
た場合と、 同一車速、スロットル開度で2速走行中に同じスロ
ットル開速度のアクセルワークが発生した場合と、を比
較すると、従来技術では、共に変速点は変更されている
ため、2速で十分な加速が得られる場合でも、の際に
は2速領域が長くなり、不必要に加速時間が長くなるの
で、燃費の悪化を招いてしまう。しかし、本発明によれ
ば、の際に変速点を変更しないようにすることができ
る。
【0020】上記セット条件テーブルに基づいて変速点
が切り換えられると、運転者の加速意図にそった加速力
が得られた後は、速やかにまたエコノミーシフトパター
ンの変速点へ戻してやること(リセット)が必要であ
り、そのためのリセット条件テーブルの例を示したのが
図2(ロ)、(ニ)である。リセット条件は、スロット
ル開度が1/8以下で10秒以上継続した場合であり、
この条件が満足されればパワーシフトパターンからエコ
ノミーシフトパターンの変速点に切り換える(リセット
する)ように設定したものである。その他にリセット条
件としては、イグニッションキーがオフからオンになっ
た場合、シフトポジションを一旦N又はPに入れた場合
に、強制的にエコノミーシフトパターンの変速点に切り
換える(リセットする)。
【0021】図3はエコノミーシフトパターンとパワー
シフトパターンの例を示す図である。エコノミーシフト
パターンは、(イ)に示すように変速車速を低く設定し
た平地走行時に好適なパターンであるのに対し、パワー
シフトパターンは、(ロ)に示すように変速車速を高く
設定した坂道走行及び急加速に好適なパターンである。
このようなエコノミーシフトパターンとパワーシフトパ
ターンとの切り換えに本発明を適用することにより、エ
コノミーシフトパターンを適用した通常の走行で、スロ
ットル開度、変速段に応じたスロットル開速度の基準値
より実際のスロットル開速度が大きくなると、パワーシ
フトパターンに切り換わるので、変速車速が高くなり、
坂道走行及び急加速に迅速に対応できる。
【0022】図4は変速制御部による処理の流れを説明
するための図であり、変速パターンとしてエコノミーシ
フトパターンS1 とパワーシフトパターンS2 と低μ路
シフトパターンS3 を有する例である。
【0023】まず、変速パターンS3 が選択中か否かを
調べる(ステップS1)。これは、モード選択スイッチ
5で選択され、変速パターンS3 が選択中の場合(YE
S)には、リセットタイマをゼロクリアし(ステップS
14)、変速点の切り換えは行わない。
【0024】変速パターンS3 が選択中でなければ、シ
フトポジションがP,R,Nのいずれかであるか否かを
調べる(ステップS2)。いずれかである場合(YE
S)には、オートモードフラグ13のFAUTOをオー
トモード非実行中の「$00」にし、変速パターンをS
1 にした後、リセットタイマをゼロクリアする(ステッ
プS12〜S14)。
【0025】シフトポジションがP,R,Nのいずれで
もない場合(NO)には、さらにオートモード実行中か
否かを調べる(ステップS3)。オートモード実行中で
ない場合(NO)には、セット条件テーブルを参照して
スロットル開度とギア段によるオフセット設定を行い
(ステップS4)、スロットル開速度が設定値より小さ
いか否かを調べる(ステップS5)。スロットル開速度
が小さい場合(NO)には、オートモードフラグFAU
TOを「$00」にしてオートモード非実行中とし、変
速パターンをS1 にした後、リセットタイマをゼロクリ
アする(ステップS12〜S14)。しかし、スロット
ル開速度が大きい場合(YES)には、変速パターンを
2 とした後(ステップS6)、オートモードフラグF
AUTOをオートモード実行中の「$01」にしてリセ
ットタイマをゼロクリアする(ステップS7)。
【0026】オートモード実行中の場合には、リセット
条件テーブルを参照して車速によるオフセット設定を行
い(ステップS8)、スロットル開度が設定値以上か否
かを調べる(ステップS9)。スロットル開度が設定値
以上の場合(YES)には、変速パターンをS2 に切り
換えた後(ステップS6)、オートモードフラグFAU
TOをオートモード実行中の「$01」にしてリセット
タイマをゼロクリアする(ステップS7)。
【0027】スロットル開度が設定値以上でない場合
(NO)には、リセットタイマが設定値以上であるか否
かを調べる(ステップS10)。リセットタイマが設定
値以上でない場合には、変速パターンをS2 とする(ス
テップS11)。しかし、リセットタイマが設定値以上
であれば、オートモードフラグ13のFAUTOをオー
トモード非実行中の「$00」にし、変速パターンをS
1 にした後、リセットタイマをゼロクリアする(ステッ
プS12〜S14)。
【0028】図5は自動変速機のギヤトレインのスケル
トンの例及び各動作モードを説明するための図である。
【0029】自動変速機Aは、図5(イ)に示すように
エンジンクランク軸40、入力軸I、カウンタ軸41、
及びフロントアクスル軸42a、42bを有している。
そして、入力軸1上にはロックアップクラッチ43を有
するトルクコンバータ45及び前進4速自動変速機構4
6が配設され、また、カウンタ軸41上にはアンダード
ライブ機構47が配設され、フロントアクスル軸42
a、42b上にはフロントディファレンシャル装置49
が配設されている。
【0030】前進4速自動変速機構46は、シングルプ
ラネタリギヤ50及びデュアルプラネタリギヤ51を組
み合わせてなるプラネタリギヤユニット52を有してい
る。このプラネタリギヤユニット52は、前記両プラネ
タリギヤ50、51のサンギヤS1同士及びキャリヤC
R1同士が一体に連結して構成され、両プラネタリギヤ
50、51のサンギヤS1に噛合するピニオンがロング
ピニオンP1により一体に構成されている。また、サン
ギヤS1は、入力軸1の外周に支持される中空軸69に
一体に形成されている。
【0031】そして、入力軸1とシングルプラネタリギ
ヤ50のリングギヤR1(小リングギヤ)とがフォワー
ドの第1クラッチC1を介して連結されており、入力軸
1とサンギヤS1とがリバースの第2クラッチC2を介
して連結されている。また、サンギヤS1は、第1ブレ
ーキB1によりケース65に係合可能にされていると共
に、第2ブレーキB2により第1ワンウェイクラッチF
1を介してその一方向回転がケース65に係合されてい
る。デュアルプラネタリギヤ51の大リングギヤR2
は、第3ブレーキB3によりケース65に係合可能にさ
れていると共に、第2ワンウェイクラッチF2により一
方向回転がケース65に係合されている。これらの構成
に加えて入力軸1と大リングギヤR2とを連結する第4
クラッチC0や、この第4クラッチC0と連動し大リン
グギヤR2と小リングギヤR1との間に介在するクラッ
チC0′及び第4ワンウェイクラッチF0が設けられて
いる。そして、ケース隔壁に支持されているカウンタド
ライブギヤ55がキャリヤCR1に連結され出力部材と
なっている。
【0032】アンダードライブ機構47は、1個のシン
プルプラネタリギヤ57を有している。このシンプルプ
ラネタリギヤ57のキャリヤCR3は、サンギヤS3と
ダイレクトの第3クラッチC3を介して連結され、サン
ギヤS3は、アンダードライブの第4ブレーキB4によ
りケース65に係合可能にされていると共に、第3ワン
ウェイクラッチF3により一方向回転がケース65に係
合されている。また、シンプルプラネタリギヤ57のリ
ングギヤR3は、カウンタドライブギヤ55と噛合して
アンダードライブ機構47の入力部材となるカウンタド
リブンギヤ56に連結されている。そして、カウンタ軸
41に、シンプルプラネタリギヤ57のキャリヤCR
3、アンダードライブ機構47の出力部材となる減速ギ
ヤ59が連結固定されている。
【0033】フロントディファレンシャル装置49は、
デフキャリヤ60及び左右サイドギヤ61a、61bを
有しており、ギヤマウントケースとなるデフキャリヤ6
0にリングギヤ62が固定され、このリングギヤ62に
アンダードライブ機構47の減速ギヤ59が噛合して最
終減速機構を構成している。そして、左右サイドギヤ6
1a、61bが、それぞれ左右フロントアクスル軸42
a、42bに連結されている。
【0034】上記の自動変速機Aでは、マニュアルシフ
トレバーで選択したP、R、N、D、3、2、1の各レ
ンジにおいて各変速段の切り換えが行われるが、各変速
段における各クラッチC0〜C3、ブレーキB1〜B
4、ワンウェイクラッチF0〜F3の動作状態の対応テ
ーブルを示したのが図5(ロ)であり、これらの動作を
制御するのがソレノイドSL1〜SLUである。
【0035】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、リセット条件のスロットル開度及び継続
時間を車速に関係なく同じ値にしたが、車速に応じて変
えてもよい。また、スロットル開速度を基準値とした
が、加速度を基準値とし、加速度センサを用い或いは車
速から微分演算により車両の加速度を検出して同様に変
速点の切り換えを行うようにしてもよい。
【0036】以上説明したように、本発明によれば、ス
ロットル開速度を基準値としてこれをスロットル開度と
ギア段に応じて設定するので、運転者の加速意図を的確
に検出し、乗員数や積載物、登降坂路等の条件の違いに
よらず加速しやすい低速ギア、変速しやすいシフトパタ
ーンへ切り換えることができる。したがって、車両状態
や走行状態の変化による加速力の変化にも対応できるの
で、不必要に長い加速時間が生じないようにすることが
でき、加速時の燃費の悪化を防ぐと共に加速意図に応じ
た十分な加速力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る自動変速機の変速点切換制御方
式の1実施例を示す図である。
【図2】 セット条件テーブル及びリセット条件テーブ
ルの構成例を示す図である。
【図3】 エコノミーシフトパターンとパワーシフトパ
ターンの例を示す図である。
【図4イ】 変速制御部による処理の流れを説明するた
めの図である。
【図4ロ】 変速制御部による処理の流れを説明するた
めの図である。
【図5イ】 自動変速機のギヤトレインのスケルトンの
例及び各動作モードを説明するための図である。
【図5ロ】 自動変速機のギヤトレインのスケルトンの
例及び各動作モードを説明するための図である。
【図6】 従来の変速点自動切換変速制御方式の例を説
明するための図である。
【符号の説明】
1…電子制御装置、2…車速センサ、3…スロットル開
度センサ、4…シフトポジションセンサ、5…モード選
択スイッチ、6…エンジン、7…変速機、11…変速制
御部、12…演算部、13…フラグ、14…変速段記憶
部、15…タイマ、16…セット条件テーブル、17…
リセット条件テーブル、18ー1〜18ー3…変速パタ
ーン記憶部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16H 63:12 (56)参考文献 特開 平4−64766(JP,A) 特開 昭61−256051(JP,A) 特開 平2−275174(JP,A) 特開 平4−341657(JP,A) 特開 昭58−203256(JP,A) 特開 平3−186650(JP,A) 特開 平3−117772(JP,A) 特開 昭60−146948(JP,A) 特公 昭61−3982(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スロットル開度を検出するスロットル開
    度検出手段、車速を検出する車速検出手段、複数の変速
    パターンを有し、前記車速と前記スロットル開度から変
    速点を判断して変速制御を行う変速制御手段を備えた変
    速点自動切換変速制御装置において、 前記変速制御手段は、前記変速パターンとして大きめの
    加速力が得られるパワーシフトパターンを有すると共
    に、前記スロットル開度と前記変速段に応じて設定され
    るスロットル開速度の基準値を有し、 前記スロットル開度検出手段により検出されたスロット
    ル開度から求められるスロットル開速度が前記検出され
    たスロットル開度とその時の変速段における前記スロッ
    トル開速度の基準値より大きい場合には前記パワーシフ
    トパターンに切り換えて変速段の切り換え制御を行うよ
    うに構成したことを特徴とする変速点自動切換変速制御
    装置。
  2. 【請求項2】 前記変速制御手段は、パワーシフトパタ
    ーンに切り換えられてからの継続時間を計時するリセッ
    トタイマ手段を有し、前記スロットル開度が前記基準値
    以下で前記継続時間が基準時間を経過したと判断したと
    き前記パワーシフトパターンから切り換えられる前のシ
    フトパターンに戻されることを特徴とする請求項1記載
    の変速点自動切換変速制御装置。
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