JP3606153B2 - Creep force control device for vehicle automatic transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機が走行レンジで停車した場合に、トルクコンバータによるクリープ力を低減するようにした、車両用自動変速機のクリープ力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両に備えられたトルクコンバータ式の自動変速機において、シフトレンジが走行レンジ(以下、Dレンジという)のままで停車すると、低速段(例えば、第1速段)を達成するために係合されていた摩擦要素(フォワードクラッチ)をスリップさせて、ニュートラル状態に近づけるように制御する技術が提案されている。
【0003】
このような制御は、一般にアイドルニュートラル制御又はクリープ力制御と呼ばれるものであり、このようなアイドルニュートラル制御(以下、単にニュートラル制御という)を停車中に実行することで、トルクコンバータを介して伝達されるエンジントルクを減少させて、燃料消費量及びアイドル振動の低減を図ることができる。
【0004】
ニュートラル制御の開始条件としては、例えば、車速0km/h,フットブレーキ操作中,スロットル開度0%及び第1速段達成から所定時間経過していること、等が設定されており、上記全ての条件が成立すると、コントローラからの指令に基づきニュートラル制御が開始される。
また、フットブレーキ操作の解除,アクセルペダルの操作,車速が所定値以上となった、等のニュートラル制御解除条件がいずれか1つでも成立すると、ニュートラル制御が解除される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなニュートラル制御中には、トルクコンバータ内のスリップ比、即ちエンジン回転速度Neとタービンランナ回転速度Ntとの比(Nt/Ne)の変化率が目標変化率となるようにフォワードクラッチの係合力をフィードバック制御したり、あるいは、トルクコンバータ内のスリップ量(Ne−Nt)の変化率が目標変化率となるようにフォワードクラッチの係合力をフィードバック制御したりすることが考えられる。
【0006】
このような場合には、フォワードクラッチの係合力は、一般に油圧によりデューティ制御される。具体的には、フォワードクラッチのライン圧供給経路上にオンオフ作動する制御弁を設け、この制御弁のデューティ率を適宜設定することによりフォワードクラッチの係合力がデューティ制御されるのである。
ところで、ニュートラル制御時において、油温の上昇等によりライン圧が低下する場合があるが、このようにライン圧が低下した状態でエンジン回転速度が変動すると、これに応じてライン圧やパイロット圧(制御圧)が変動してしまい、フォワードクラッチの係合力が目標値から大きくはずれてタービン回転速度が変動してしまうおそれがある。
【0007】
本発明は、このような課題に鑑みて創案されたもので、フィードバック制御だけでは補正できないような急激なエンジン回転変動が生じても、安定したニュートラル制御(クリープ力制御)を実行できるようにした、車両用自動変速機のクリープ力制御装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置では、自動変速機のシフトレンジが走行レンジであるときに所定の条件が成立すると、走行時に係合される摩擦要素の係合力を低下させてクリープ力を低下させる。そして、フィードバック制御手段により摩擦要素の係合力がフィードバック制御されて、自動変速機がニュートラル状態に近い状態に保持される。
【0009】
ここで、上記所定の条件の成立後、フィードバック制御開始時には、初期値出力手段から所定の初期値が出力される。この初期値は、フィードバック制御中の摩擦要素の係合力の基準となる値であって、この初期値に基づいてフィードバック制御手段により上記フィードバック制御が実行される。そして、フィードバック制御実行中には、学習手段により少なくとも油温又はエンジン回転速度の一方に関連したパラメータ値に基づいて上記初期値が学習補正されるとともに、学習補正された初期値に基づいて摩擦要素の係合力がフィードバック制御される。
なお、学習手段では、所定時間における出力値の平均値と、所定時間の終了時の出力値であってエンジン回転速度と油温とから求められる値との偏差に基づいて学習補正量が求められる。
【0010】
これにより、急激なエンジン回転変動が生じても、摩擦要素の係合力を決定するための基本となる初期値が学習補正されるので、摩擦要素の係合力が的確に制御され安定したクリープ力制御を実行できる。
また、請求項2記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置では、該初期値が予め設定されたベース値と、該学習補正量との和により設定されるとともに、該学習補正量が、該偏差に応じて予め設定された学習補正量訂正分のマップから設定される訂正分と、前回演算時の該学習補正量との和により演算される。
また、請求項3記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置では、該エンジン回転速度の変動幅が所定の値を超えると該初期値の学習が禁止されるように設定されている。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置について説明すると、図1はその全体構成を示す模式図である。
図1に示すように、自動変速機1はエンジン2と結合された状態で図示しない車両に搭載されている。エンジン2の出力軸2aはトルクコンバータ(流体継手)3を介して変速機構4に連結され、その変速機構4は図示しないディファレンシャルギアを介して車両の駆動輪と接続されている。
【0012】
また、エンジン2の出力軸2aは、トルクコンバータ3のポンプインペラ3aに接続されており、この出力軸2aの回転に伴いポンプインペラ3aが回転すると、ATF(オートマチック・トランスミッション・フルード)を介してタービンランナ3bが回転駆動され、その回転が変速機構4に伝達されるようになっている。
【0013】
詳細は説明しないが、変速機構4は、複数組の遊星歯車機構及びそれらの構成要素(サンギア,ピニオンギア及びリングギア)の動作を許容又は規制するクラッチやブレーキ類から構成されており、これらのクラッチやブレーキの係合状態を油圧源(オイルポンプ)から供給されるATFにより適宜切り換えて、所望の変速段を達成するようになっている。なお、この変速機構4の構造については、一般に広く知られたものであるので、フォワードクラッチ7以外の構成については図示を省略する。
【0014】
このような自動変速機1において、シフトレンジがNレンジ(非走行レンジ)からDレンジ(走行レンジ)に切換えられたとき、変速機構4は発進に備えるために第1速段に切り換えられるが、このときには、Nレンジでの各種の摩擦係合要素の係合状態に対して、さらにフォワードクラッチ7(摩擦要素)を係合することで第1速段が実現されるようになっている。
【0015】
一方、A/T−ECU(自動変速機制御ユニット、以下、単にECUという)11は、図示しない入出力装置,制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM,BURAM等),中央処理装置(CPU)及びタイマカウンタ等を備えており、後述する各種センサからの情報に基づいて各種の制御信号が設定されて、自動変速機1の総合的な制御が行なわれるようになっている。
【0016】
ECU11の入力側には、エンジン2の回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ12、タービンランナ3bの回転速度Nt(即ち、フォワードクラッチ7の入力回転速度)を検出するタービン回転速度センサ13、車両の走行速度(車速)Vsを検出する車速センサ14、ブレーキオイルの圧力に基づいてオンオフが切り換わるブレーキ圧スイッチ20、エンジン2のスロットル開度θTH(=アクセル操作量)を検出するスロットルセンサ16、ATFの油温TOIL を検出する油温センサ17、及び運転者にて選択されたシフトポジション(例えば、Nレンジ,Dレンジ,Pレンジ及びRレンジ等)を検出するためのシフトポジションセンサ18等が接続されている。なお、ブレーキ圧スイッチ20に代えて、ブレーキペダルを踏んだときにオンとなるブレーキスイッチを設けてもよい。また、スロットル開度を電気的に制御できるようなドライブバイワイヤシステムを適用する場合には、アクセルペダルの開度(踏み込み量)を検出するアクセルポジションセンサを追加してもよい。
【0017】
そして、ECU11では、スロットルセンサ16で検出されたスロットル開度θTH及び車速センサ14で検出された車速Vsを用いて図示しない変速マップから目標変速段を設定し、この目標変速段を達成すべく変速機構4の係合要素(クラッチ及びブレーキ等)の係合状態を切り換えて変速制御を実行するようになっている。
【0018】
また、ECU11の出力側には、上述のオイルポンプからの作動油を切換制御して変速機構4のクラッチやブレーキの係合要素を作動させるための多数のソレノイドバルブが接続されている。なお、図1中では、このような多数のソレノイドバルブのうち、フォワードクラッチ7の係合状態を切り換えるソレノイドバルブ(以下、単にソレノイドという)19及び上記ソレノイド19により調整される圧力調整弁21のみを図示しており、他のソレノイドバルブや圧力調整弁については図示を省略する。
【0019】
ソレノイド19はECU11によりその作動がデューティ制御されるようになっており、このソレノイド19の作動に応じて圧力調整弁21へのパイロット圧(制御圧)の供給状態が調整されるようになっている。具体的には、ソレノイド19により圧力調整弁21へパイロット圧が供給されると、圧力調整弁21のスプール21aが図中左側に移動してフォワードクラッチ7とドレーン油路とが直通状態となり、フォワードクラッチ7から油圧が排出されてフォワードクラッチ7の係合力が低下する。また、これとは逆に、ソレノイド19によりパイロット圧が排出されると、フォワードクラッチ7とライン圧油路とが直通状態となり、フォワードクラッチ7へ油圧が供給されて係合力が大きくなる。このように、ソレノイド19のデューティ率を制御することで、フォワードクラッチ7の係合力を調整できるのである。なお、本実施形態では、ソレノイド19のデューティ率が増加するほど、フォワードクラッチ7の係合力が大きくなるように設定されている。
【0020】
次に、本発明の要部について説明すると、図2は本発明の要部の機能に着目した機能ブロック図であって、図示するように、ECU11内には、初期値出力手段50,学習手段51及びフィードバック制御手段52が設けられている。ここで、フィードバック制御手段52は、ニュートラル制御の実行時にトルクコンバータ3内のスリップ量ΔN(=Ne−Nt)を目標値にすべくフォワードクラッチ7の係合力をフィードバック制御するための手段である。なお、目標値としてはスリップ量変化率を用いてもよい。
【0021】
また、初期値出力手段50は、上記フィードバック制御中のソレノイド19のデューティ率DS (初期値)を出力するものであり、学習手段51は、フィードバック制御実行中に、油温TOIL 及びエンジン回転速度Ne毎に初期値DS を学習補正するものである。なお、これらの各手段50〜52の詳しい機能については後述する。
【0022】
ここで、ニュートラル制御(クリープ力制御)について簡単に説明すると、このニュートラル制御は、Dレンジで走行中の車両が停止したときにフォワードクラッチ7の係合力を低下させてニュートラル状態に近い状態に制御するものであり、摩擦係合要素としてのフォワードクラッチ7をスリップさせることでニュートラル制御(クリープ力制御)が実行されるようになっている。
【0023】
そして、本実施形態ではニュートラル制御の開始条件として以下の(1)〜(3)の条件が設定されている。
(1)ブレーキ圧スイッチ20がオン(ブレーキ圧が所定値以上)。
(2)スロットルセンサ16によりアクセル非操作(スロットル開度が所定量以下)が検出された。
(3)車速センサ14により検出された車速Vsが所定値未満。
【0024】
そして、以上の条件が全て成立したと判定されると(つまり、車両が走行状態からほぼ停止状態に移行したと推測されると)、ニュートラル制御が開始されるようになっている。なお、以上の条件が全て成立した場合を、以下では単に開始条件が成立したという。
一方、ニュートラル制御の解除条件は以下のように設定されており、そのいずれかが満たされると、つまり運転者の発進意志が推測されると解除条件が成立したと判定され、ECU11により、ニュートラル制御が解除されるようになっている。
(1)ブレーキ圧スイッチ20がオフ(ブレーキ圧が所定値未満)になった場合。
(2)スロットルセンサ16によりアクセル操作(スロットル開度θthが所定値以上)が検出された場合。
(3)車速センサ14で検出された走行速度Vsが所定値以上になった場合。
【0025】
そして、上記3つの条件のうち1つでも成立すれば、ニュートラル制御が解除されるようになっているのである。なお、上記の解除条件(1)〜(3)のいずれか1つでも満たされた場合を、以下、単に解除条件が成立したという。
次に、図3(a)〜(c)を参照しながらニュートラル制御時の基本的な動作を説明する。
【0026】
〔ニュートラル制御の突入制御〕
ニュートラル制御の開始(突入)時には、まず、フォワードクラッチ7の係合圧を低減させ所定スリップ量付近まで解放する操作(以下、主に予備操作という)を行ない、スリップ判定(予備操作の完了判定)を次のように実施する。
ニュートラル制御の開始条件が成立すると、フォワードクラッチ7用のソレノイド19のデューティ率Dが次式(1)にしたがって算出される。
【0027】
D=DN −DNS・・・・・・(1)
ここで、DN は係合状態のフォワードクラッチ7が所定時間後に滑り出すよう設定されたデューティ率、DNSはDを一定時間勾配で減少させるためのデューティ率(勾配項)である。又、DN は次式にしたがって算出される。
DN =DN0+DNL・・・・・・(2)
ここで、DN0はDN のべ一ス値、DNLはDN の学習補正値であり、これらの値DN0,DNLは、エンジン回転速度NeとATF油温T0IL とに応じてマップ設定されており、その時点のエンジン回転速度NeとATF油温T0IL とに応じたアドレスから読み出されて用いられる。
【0028】
また、学習補正量DNLの学習処理は、係合状態のフォワードクラッチ7がニュートラル制御に移行する際のトルク変動を低減すべく、DN を最適化するために行なわれる。概要を説明すると、予備操作の所要時間T(ニュートラル制御の開始条件成立からスリップ判定までの所要時間)について予め実現可能な理想値として目標時間Ttgを設定し(例えば、1sec)、その目標時間Ttgに対して実際の所要時間Tが長い(T>Ttg)ときには学習補正量DNLを減少させ、逆に所要時間Tが短い(T<Ttg)ときには学習補正量DNLを増加させる。
【0029】
得られた学習補正量DNLは、前記のようにエンジン回転速度NeとATF油温TOIL とに応じたアドレス毎に格納されて、以降のスリップ直前値DN の算出に利用されるようになっている。なお、学習補正量DNLをDN に盛り込んで、DN 全体を上記アドレスに格納してもよい。
この処理の繰り返しにより、式(2)から算出されるDN は最適なデューティ率に収束維持されるため、制御開始時のレスポンス、トルク変動の違和感が防止される。
【0030】
この式(2)から、図3(b)に示すように、ニュートラル制御の開始条件の成立直後に、ソレノイド9のデューティ率Dは100%からDN までステップ状に減少し〔図3(b)の点a〕、その後は勾配項DNSにしたがって漸減する。これにより、圧力制御弁21のスプール21aに作用するパイロット圧供給量が増加して、フォワードクラッチ7内の油圧が急激にドレーンされて、図3(c)に示すように、係合圧が低下するのである。
【0031】
これにともない、図3(a)に示すように、フォワードクラッチ7の係合により停止保持されていたタービンランナ3bが徐々に解放されタービン回転速度Ntが上昇し始める。そして、タービン回転速度Ntがスリップ判定値Nt0(例えば、50rpm)に達すると、ECU11により、フォワードクラッチ7が所定スリップ量付近まで操作されたと判定される(スリップ判定)。そして、これ以降、解除条件が成立するまでの間は、トルクコンバータ3のスリップ量ΔN(=Ne−Nt)を予め設定された目標値とするフィードバック制御による定常制御(図3ではN制御という)が実行される。
【0032】
〔定常制御〕
定常制御では、フィードバック制御開始の初期値として、上述の予備操作で漸減させた最後のデューティ率Dに所定値ΔDSB(例えばデューティ率Dの2%)を加算した値(初期値)DS が初期値出力手段50から出力される〔図3(b)の点b〕。
【0033】
また、これ以降は、初期値DS は定常制御中であってもエンジンが後述する「安定した運転状態」にあるときには、学習手段51により演算制御周期毎に逐次学習されて出力されるようになっている。したがって、初期値DS は、定常制御中のデューティ率の基準となる値であるともいえる。また、この初期値(基準値)は、次式(3)で表される。
【0034】
DS =DS0+DSL・・・・・・(3)
なお、DS0は予め設定されたベース値、DSLは学習補正量である。
以下、初期値DSの具体的な学習手法について説明すると、まず、定常制御中、所定時間tG(sec)の間、連続して「安定した運転状態」にあると判定されると、この所定時間tG(sec)に出力されたDS の平均値DSAVEと、tG(sec)終了時に出力される初期値であってエンジン回転速度と油温とから求められるDSENDとの差ΔDS(=DSAVE−DSEND)を求める。
【0035】
なお、「安定した運転状態」とは、例えば以下の各条件を満足した場合をいう。
・エンジン回転速度の変動が所定値(+/−50rpm)以内。
・実トルクコンバータスリップ回転速度と目標トルクコンバータスリップ回転速度との差が所定値(+/−50rpm)以内。
【0036】
・エンジン回転速度が所定範囲(500〜1300rpm)以内。
・油温が所定範囲(−15℃〜120℃)以内。
そして、ΔDSの正負の大きさに応じて予め設定された学習補正量訂正分ΔDSLのマップからΔDSLを読み出し、これに基づいて新しい学習補正量DSLNEWを次式により演算する。
【0037】
DSLNEW=DSLOLD+ΔDSL (DSLOLD:前回演算時の学習補正量)
そして、このDSLNEWに応じて新しい初期値DSNEWを次式により演算する。
DSNEW=DSOLD+DSLNEW (DSOLD:前回演算時の初期値)
このように更新された初期値DSは、マップ値としてエンジン回転速度と油温とに応じたアドレス毎に逐次格納記憶されていく。
【0038】
以上のように学習更新されている初期値DS とフィードバック補正値DFBとを用いて、最終的にソレノイド19を駆動するためのデューティ率DC がフィードバック制御手段52から出力される。デューティ率DC は次式(4)で表される。
DC =DS +DFB・・・・・・(4)
以後、ニュートラル制御の解除条件が成立するまでこのフィードバック制御が繰り返されて定常制御が継統され、スリップ量ΔNが目標値近傍に維持されるようになっている。
【0039】
なお、工場出荷直後のフィードバック制御では、学習値DSL=0のため、DS =DS0が用いられる。
また、フィードバック制御とは、あるデューティ率を出力した結果、制御対象(本実施形態ではトルクコンバータのスリップ量)がどのように変化したかに基づき次回のデューティ率が決められるものである。つまり、フィードバック開始直前では、フィードバック制御自体実施されておらず、フィードバック制御による制御対象の変化もないため、フィードバック制御開始直後は、フィードバック補正値DFBを設定できない(前回フィードバックに基づく制御結果がない)。このため、開始判定直後の1周期(又は数周期)は、DC =DS として出力するようになっている。
【0040】
DC1 を1周期目にだけ出力するデューティ率とすると、DC1=DS と表すことができ、2周期目以降の出力デューティ率は次のように表せる。
DC2=DC1+DFB1=DS +DFB1
DC3=DC2+DFB2=DS +DFB1+DFB2
…
DCn=DCn−1+DFBn−1=DS +ΣDFBi・・・・・・(5)
また、上述した安定した運転状態中は、DS マップ自体が逐次学習更新され制御周期毎にその差分を式(5)から減算し、最終出力デューティ率を決定するようになっている。
【0041】
すなわち、学習更新されたDS マップを用いて、今回の制御周期におけるエンジン回転速度と油温とに応じたDS(DSn とする)、及び前回制御周期におけるエンジン回転速度と油温とに応じたDS(DSa とする)を読み出す。上述した差分は、(DSn−DSa)と表されるため式(5)は、下式(6)で表すことができる。
【0042】
DCn=DCn−1+DFBn−1=DS +ΣDFbi−(DSn−DSa)・・・・・(6)
ここで、エンジン回転速度に変動があってもその変動幅が小さいときは、DS の学習は継続されるものの(DSn−DSa)項による補正量はごく僅か(ゼロを含む)である。
【0043】
一方、エンジン回転速度の変動幅が大きくなると学習値が安定しなくなるので、エンジン回転速度の変動幅が所定値を超えると(変動大検出)、これ以降の初期値DS の学習が禁止されるようになっている。そして、学習禁止中は学習禁止直前のDS マップ(学習済)を用いて、DSnとDSaとが読み出される。このとき、エンジン回転速度の変動幅は大きいため、(DSn−DSa)項による補正量は大きくなる。
【0044】
以上から、学習更新された最新のDS マップに基づいてエンジン回転変動分だけ初期値DS が補正され且つフィードバック補正値はこれまで通り継続されるので、従来のようにフィードバック補正値DFBにより変動分を補償する必要がなくなる。このため、フィードバック制御を発散させることなく回転変動に追従させことができる。
【0045】
また、回転変動が大きくなったときはDS の学習が禁止されるので初期値DS を安定させることができる。
さらに、初期値DS はもともと運転状態を目標値近傍にできる値である上に学習により逐次最適値に更新されてマップに記憶される値のため、DS 変動分を追加することで、フィードバック制御のみの場合と比べてより制御を安定させることができるという効果を奏する。
〔ニュートラル制御の解除制御〕
上述した、所定の解除条件が成立すると〔図3(b)の点c〕、徐々にソレノイド19のデューティ率Dを上昇させることでフォワードクラッチ7を係合側に向かって制御し、タービン回転速度Ntを減少させる。そして、エンジン回転速度センサ12とタービン回転速度センサ13とからの情報に基づいて同期判定が行なわれ、タービンランナ3bの回転速度Ntがエンジン回転速度Neと略一致した(同期した)と判定される〔図3(b)の点d〕と、所定時間(te)経過後にソレノイド19のデューティ率が100%に設定される〔図3(b)の点e〕。
【0046】
本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置は上述のように構成されているので、本発明を適用した場合の制御特性は、図4(a)〜(c)のようになる。なお、図4(d)〜(f)はいずれも本発明を適用しない場合の制御特性を示す図であり、以下、図4(a)〜(c)と図4(d)〜(f)とを比較しながら説明する。
【0047】
まず、本発明を適用しない場合の制御特性について説明すると、図4(d)に示すように、エンジン回転速度Neが変動した場合であっても、フィードバック制御の基本となるデューティ率DS は一定に保持される〔図4(e)参照〕。したがって、図4(f)に示すように、ライン圧及びフォワードクラッチ圧(フォワードクラッチ7の係合圧)が変動してしまい、これに応じて、図4(d)に示すように、タービン回転速度Ntも大きく変動してしまうことになる。そして、このような状態となると、フィードバック制御のみでは補正できずに制御が発散してしまうのである。
【0048】
これに対して、本発明を適用した場合、図4(a)に示すようにエンジン回転速度Neが変動すると、初期値出力手段50の学習手段51により、デューティ率DS(初期値)が変更される〔図4(b)〕。これにより、図4(c)に示すように、ライン圧が変動したとしても、フォワードクラッチ圧及びタービン回転速度Ntをほぼ一定に保持することができ、安定した制御を実行することができるのである。
【0049】
このように、本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置によれば、ニュートラル制御中(定常制御中)において、エンジン回転変動や油温の上昇等によりライン圧が変動したとしても、フィードバック制御の発散を防止することができ、安定した制御を実行することができるのである。
なお、本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置は、上述の実施形態のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上述では、初期値(デューティ率DS )をエンジン回転速度NeとATF油温TOIL 毎に学習記憶するように構成されているが、マップを用いずに、エンジン回転速度NeとATF油温TOIL とをパラメータとして計算により補正値を求めてもよいし、また、これ以外の手法で学習を行なってもよい。
【0050】
また、上述の実施形態では、エンジン回転速度NeとATF油温TOIL との両方を用いて初期値が学習記憶されるように構成されているが、エンジン回転速度NeとATF油温TOIL とのうち、少なくとも一方に関連したパラメータ値を用いればよい。なお、エンジン回転速度Neに関連したパラメータ値とは、例えばポンプインペラ3aの回転速度、ATF油温TOIL に関連したパラメータ値とは、例えばATFの粘度やエンジン水温等が考えられる。
【0051】
また、本発明は、流体クラッチ(トルクコンバータ)を介してエンジンの駆動力を伝達する自動変速機に広く適用可能であるほか、ベルト式無段変速機等の自動変速機にも広く適用することができる。ベルト式無段変速機の場合には前後進を切り替えるための摩擦要素に用いることができる。
【0052】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置によれば、急激なエンジン回転変動が生じても、摩擦要素の係合力を決定するための基本となる初期値が学習されるので、フィードバック制御の発散を防止することができ、安定したクリープ力制御を実行できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置の全体構成を示す模式図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置の要部機能に着目した機能ブロック図である。
【図3】(a)〜(c)はいずれも本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置の動作を説明するためのタイムチャート図である。
【図4】本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置の特性を本発明を適用しない場合と比較しながら説明するための図であって、(a)〜(c)は本発明を適用した場合の特性を示す図、(d)〜(f)は本発明を適用しない場合の特性を示す図である。
【符号の説明】
1 自動変速機
2 エンジン
7 フォワードクラッチ(摩擦要素)
11 ECU
50 初期値出力手段
51 学習手段
52 フィードバック制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a creep force control device for an automatic transmission for a vehicle that reduces the creep force by a torque converter when the automatic transmission stops in a travel range.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a torque converter type automatic transmission provided in a vehicle such as an automobile, a low speed stage (for example, a first speed stage) is achieved when the shift range is stopped while the travel range (hereinafter referred to as D range) remains unchanged. In order to achieve this, a technique has been proposed in which the friction element (forward clutch) engaged to slip is controlled to approach the neutral state.
[0003]
Such control is generally called idle neutral control or creep force control, and is transmitted through a torque converter by executing such idle neutral control (hereinafter simply referred to as neutral control) while the vehicle is stopped. The engine torque can be reduced to reduce fuel consumption and idle vibration.
[0004]
The neutral control start conditions are set, for example, such that the vehicle speed is 0 km / h, the foot brake is being operated, the throttle opening is 0%, the predetermined time has elapsed since the first speed is achieved, etc. When the condition is satisfied, neutral control is started based on a command from the controller.
Further, when any one of the neutral control cancellation conditions such as the release of the foot brake operation, the operation of the accelerator pedal, or the vehicle speed exceeds a predetermined value is satisfied, the neutral control is canceled.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, during the neutral control as described above, the slip ratio in the torque converter, that is, the rate of change of the ratio (Nt / Ne) between the engine speed Ne and the turbine runner speed Nt is forwarded so as to become the target change rate. It is conceivable that the clutch engagement force is feedback-controlled, or the forward clutch engagement force is feedback-controlled so that the rate of change of the slip amount (Ne−Nt) in the torque converter becomes the target rate of change.
[0006]
In such a case, the engagement force of the forward clutch is generally duty controlled by hydraulic pressure. Specifically, a control valve that is turned on and off is provided on the line pressure supply path of the forward clutch, and the engagement force of the forward clutch is duty-controlled by appropriately setting the duty ratio of this control valve.
By the way, during neutral control, the line pressure may decrease due to an increase in the oil temperature, etc. If the engine speed fluctuates with the line pressure decreasing in this way, the line pressure or pilot pressure ( (Control pressure) may fluctuate, and the engaging force of the forward clutch may deviate greatly from the target value, and the turbine rotation speed may fluctuate.
[0007]
The present invention was devised in view of such problems, and is capable of executing stable neutral control (creep force control) even when sudden engine rotation fluctuations that cannot be corrected only by feedback control occur. An object of the present invention is to provide a creep force control device for an automatic transmission for a vehicle.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the creep force control apparatus for an automatic transmission for a vehicle according to the present invention, when a predetermined condition is satisfied when the shift range of the automatic transmission is the travel range, the engagement force of the friction element that is engaged during travel is reduced. Reduces creep power. Then, the engagement force of the friction element is feedback-controlled by the feedback control means, and the automatic transmission is held in a state close to the neutral state.
[0009]
Here, after the predetermined condition is satisfied, a predetermined initial value is output from the initial value output means when feedback control is started. This initial value is a value serving as a reference for the engagement force of the friction element during the feedback control, and the feedback control is executed by the feedback control means based on the initial value. During execution of the feedback control, the learning means corrects the initial value based on a parameter value related to at least one of the oil temperature and the engine rotational speed, and the friction element based on the learned corrected initial value. The engagement force is feedback-controlled.
The learning means obtains the learning correction amount based on the deviation between the average value of the output values during the predetermined time and the value obtained at the end of the predetermined time and obtained from the engine speed and the oil temperature. .
[0010]
As a result, even if a sudden engine rotation fluctuation occurs, the initial value that is the basis for determining the engagement force of the friction element is learned and corrected, so that the engagement force of the friction element is accurately controlled and stable creep force control is performed. Can be executed.
According to a second aspect of the present invention, the initial value is set by the sum of the preset base value and the learning correction amount, and the learning correction is performed. The amount is calculated by the sum of the correction amount set from the map for correction of the learning correction amount set in advance according to the deviation and the learning correction amount at the previous calculation.
In the creep force control apparatus for an automatic transmission for a vehicle according to the third aspect of the present invention, the learning of the initial value is prohibited when the fluctuation range of the engine speed exceeds a predetermined value. Yes.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a creep force control apparatus for an automatic transmission for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration thereof.
As shown in FIG. 1, the automatic transmission 1 is mounted on a vehicle (not shown) in a state of being coupled to an
[0012]
The
[0013]
Although not described in detail, the speed change mechanism 4 includes a plurality of sets of planetary gear mechanisms and clutches and brakes that allow or restrict the operation of the components (sun gear, pinion gear, and ring gear). The engagement state of the clutch and the brake is appropriately switched by an ATF supplied from a hydraulic source (oil pump) to achieve a desired gear stage. Since the structure of the transmission mechanism 4 is generally known, the illustration of the configuration other than the forward clutch 7 is omitted.
[0014]
In such an automatic transmission 1, when the shift range is switched from the N range (non-traveling range) to the D range (traveling range), the speed change mechanism 4 is switched to the first speed stage in preparation for starting. At this time, the first speed is realized by further engaging the forward clutch 7 (friction element) with respect to the engagement state of various friction engagement elements in the N range.
[0015]
On the other hand, an A / T-ECU (automatic transmission control unit, hereinafter simply referred to as ECU) 11 is a storage device (ROM, RAM, BURAM, etc.) for storing an input / output device (not shown), a control program, a control map, and the like. ), A central processing unit (CPU), a timer counter, and the like, and various control signals are set based on information from various sensors, which will be described later, so that comprehensive control of the automatic transmission 1 is performed. It has become.
[0016]
On the input side of the
[0017]
Then, the
[0018]
Further, a large number of solenoid valves are connected to the output side of the
[0019]
The operation of the
[0020]
Next, the main part of the present invention will be described. FIG. 2 is a functional block diagram focusing on the function of the main part of the present invention. As shown in the figure, the
[0021]
The initial value output means 50 outputs the duty ratio DS (initial value) of the
[0022]
Here, the neutral control (creep force control) will be briefly described. In this neutral control, when the vehicle running in the D range stops, the engagement force of the forward clutch 7 is reduced to control the state close to the neutral state. The neutral control (creep force control) is executed by slipping the forward clutch 7 as the friction engagement element.
[0023]
In this embodiment, the following conditions (1) to (3) are set as neutral control start conditions.
(1) The brake pressure switch 20 is turned on (the brake pressure is a predetermined value or more).
(2) The
(3) The vehicle speed Vs detected by the
[0024]
When it is determined that all of the above conditions are satisfied (that is, when it is estimated that the vehicle has shifted from the running state to the almost stopped state), the neutral control is started. The case where all of the above conditions are satisfied is simply referred to as the start condition is satisfied below.
On the other hand, the neutral control cancellation condition is set as follows, and if any of them is satisfied, that is, if the driver's intention to start is estimated, it is determined that the cancellation condition is satisfied, and the
(1) When the brake pressure switch 20 is turned off (the brake pressure is less than a predetermined value).
(2) When accelerator operation (throttle opening θth is equal to or greater than a predetermined value) is detected by the
(3) When the traveling speed Vs detected by the
[0025]
If at least one of the above three conditions is satisfied, the neutral control is released. The case where any one of the release conditions (1) to (3) is satisfied is simply referred to as the release condition is satisfied.
Next, a basic operation during neutral control will be described with reference to FIGS.
[0026]
[Inrush control for neutral control]
At the start (inrush) of neutral control, first, an operation to reduce the engagement pressure of the forward clutch 7 and release it to a predetermined slip amount (hereinafter, mainly referred to as a preliminary operation) is performed, and slip determination (preliminary operation completion determination) is performed. Is carried out as follows.
When the neutral control start condition is satisfied, the duty ratio D of the
[0027]
D = DN−DNS (1)
Here, DN is a duty factor set so that the engaged forward clutch 7 starts to slide after a predetermined time, and DNS is a duty factor (gradient term) for decreasing D with a constant time gradient. DN is calculated according to the following equation.
DN = DN0 + DNL (2)
Here, DN0 is the DN base value, DNL is the DN learning correction value, and these values DN0 and DNL are mapped according to the engine speed Ne and the ATF oil temperature T0IL. It is read from the address corresponding to the engine speed Ne at the time and the ATF oil temperature T0IL and used.
[0028]
Further, the learning process of the learning correction amount DNL is performed to optimize the DN so as to reduce the torque fluctuation when the forward clutch 7 in the engaged state shifts to the neutral control. In brief, the target time Ttg is set as an ideal value that can be realized in advance for the required time T for preliminary operation (the time required from the establishment of the neutral control start condition to the slip determination) (for example, 1 sec), and the target time Ttg is set. On the other hand, when the actual required time T is long (T> Ttg), the learning correction amount DNL is decreased. Conversely, when the required time T is short (T <Ttg), the learning correction amount DNL is increased.
[0029]
The obtained learning correction amount DNL is stored for each address corresponding to the engine rotational speed Ne and the ATF oil temperature TOIL as described above, and is used for the subsequent calculation of the immediately preceding slip value DN. . Note that the learning correction amount DNL may be included in DN, and the entire DN may be stored at the address.
By repeating this process, the DN calculated from the equation (2) is converged and maintained at the optimum duty ratio, so that the response at the start of control and the uncomfortable feeling of torque fluctuation are prevented.
[0030]
From this equation (2), as shown in FIG. 3 (b), immediately after the neutral control start condition is satisfied, the duty ratio D of the solenoid 9 decreases from 100% to DN in a stepwise manner [FIG. 3 (b). Point a], and then gradually decreases according to the gradient term DNS. As a result, the pilot pressure supply amount acting on the
[0031]
Accordingly, as shown in FIG. 3A, the
[0032]
(Steady control)
In the steady control, as an initial value for starting the feedback control, a value (initial value) DS 1 obtained by adding a predetermined value ΔDSB (for example, 2% of the duty factor D) to the last duty factor D gradually decreased by the preliminary operation is an initial value Output from the output means 50 [point b in FIG. 3B].
[0033]
From this point onward, the initial value DS is successively learned and output by the learning means 51 for each calculation control period when the engine is in a “stable operating state” to be described later even during steady control. ing. Therefore, it can be said that the initial value DS is a reference value for the duty ratio during steady-state control. The initial value (reference value) is expressed by the following equation (3).
[0034]
DS = DS0 + DSL (3)
DS0 is a preset base value, and DSL is a learning correction amount.
Hereinafter, a specific learning method of the initial value DS will be described. First, when it is determined that the vehicle is in a “stable operating state” continuously for a predetermined time tG (sec) during steady control, the predetermined time Difference ΔDS (= DSAVE−DSEND) between the average value DSAVE of DS output at tG (sec) and the initial value output at the end of tG (sec) and calculated from the engine speed and oil temperature Ask for.
[0035]
The “stable operation state” refers to a case where the following conditions are satisfied, for example.
-Engine speed fluctuation is within a predetermined value (+/- 50rpm).
The difference between the actual torque converter slip rotation speed and the target torque converter slip rotation speed is within a predetermined value (+/− 50 rpm).
[0036]
-Engine rotation speed is within a predetermined range (500-1300 rpm).
-The oil temperature is within a predetermined range (-15 to 120 ° C).
Then, ΔDSL is read from a map of learning correction amount correction ΔDSL set in advance according to the positive / negative magnitude of ΔDS, and based on this, a new learning correction amount DSLNEW is calculated by the following equation.
[0037]
DSLNEW = DSLOLD + ΔDSL (DSLOLD: learning correction amount at the previous calculation)
Then, a new initial value DSNNEW is calculated according to the following equation in accordance with the DSLNEW.
DSNEW = DSOLD + DSLNEW (DSOLD: initial value at the previous calculation)
The updated initial value DS is sequentially stored and stored for each address corresponding to the engine speed and the oil temperature as a map value.
[0038]
By using the initial value DS and the feedback correction value DFB that have been learned and updated as described above, the duty ratio DC for finally driving the
DC = DS + DFB (4)
Thereafter, this feedback control is repeated until the neutral control release condition is satisfied, the steady control is continued, and the slip amount ΔN is maintained in the vicinity of the target value.
[0039]
Note that in the feedback control immediately after shipment from the factory, since the learning value DSL = 0, DS = DS0 is used.
In the feedback control, the next duty ratio is determined based on how the control target (the slip amount of the torque converter in the present embodiment) changes as a result of outputting a certain duty ratio. That is, immediately before the feedback start, the feedback control itself is not performed, and there is no change in the control target by the feedback control. Therefore, the feedback correction value DFB cannot be set immediately after the feedback control starts (there is no control result based on the previous feedback). . For this reason, one cycle (or several cycles) immediately after the start determination is output as DC = DS.
[0040]
If DC1 is a duty ratio that is output only in the first period, it can be expressed as DC1 = DS, and the output duty ratio in the second and subsequent periods can be expressed as follows.
DC2 = DC1 + DFB1 = DS + DFB1
DC3 = DC2 + DFB2 = DS + DFB1 + DFB2
…
DCn = DCn−1 + DFBn−1 = DS + ΣDFBi (5)
Further, during the above-described stable operation state, the DS map itself is sequentially learned and updated, and the difference is subtracted from the equation (5) for each control period to determine the final output duty ratio.
[0041]
That is, using the learned and updated DS map, the DS corresponding to the engine speed and oil temperature in the current control cycle (DSn), and the DS corresponding to the engine speed and oil temperature in the previous control cycle. (DSa) is read. Since the difference described above is expressed as (DSn−DSa), the expression (5) can be expressed by the following expression (6).
[0042]
DCn = DCn−1 + DFBn−1 = DS + ΣDFbi− (DSn−DSa) (6)
Here, even if the engine rotational speed varies, if the variation range is small, the learning of DS is continued, but the correction amount by the (DSn-DSa) term is very small (including zero).
[0043]
On the other hand, since the learned value becomes unstable when the fluctuation range of the engine rotation speed becomes large, when the fluctuation range of the engine rotation speed exceeds a predetermined value (large fluctuation detection), learning of the initial value DS thereafter is prohibited. It has become. When learning is prohibited, DSn and DSa are read using the DS map (learned) immediately before the learning is prohibited. At this time, since the fluctuation range of the engine rotation speed is large, the correction amount by the (DSn−DSa) term is large.
[0044]
From the above, since the initial value DS is corrected by the engine rotation fluctuation amount based on the latest learned and updated DS map and the feedback correction value is continued as before, the fluctuation amount is reduced by the feedback correction value DFB as before. There is no need to compensate. For this reason, it is possible to follow the rotation fluctuation without diverging the feedback control.
[0045]
Further, when the rotational fluctuation becomes large, learning of DS is prohibited, so that the initial value DS can be stabilized.
Furthermore, since the initial value DS is a value that can make the operating state close to the target value from the beginning, and is a value that is sequentially updated to the optimal value by learning and stored in the map, only the feedback control can be performed by adding the DS fluctuation. Compared with the case, the effect that the control can be stabilized can be obtained.
[Neutral control release control]
When the above-described predetermined release condition is satisfied [point c in FIG. 3B], the forward clutch 7 is controlled toward the engagement side by gradually increasing the duty factor D of the
[0046]
Since the creep force control apparatus for an automatic transmission for a vehicle according to an embodiment of the present invention is configured as described above, the control characteristics when the present invention is applied are shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c). It becomes like this. 4 (d) to 4 (f) are diagrams showing control characteristics when the present invention is not applied. Hereinafter, FIGS. 4 (a) to 4 (c) and FIGS. 4 (d) to (f). And will be described.
[0047]
First, the control characteristics when the present invention is not applied will be described. As shown in FIG. 4D, even when the engine speed Ne fluctuates, the duty ratio DS, which is the basis of feedback control, is constant. It is held [see FIG. 4 (e)]. Therefore, as shown in FIG. 4 (f), the line pressure and the forward clutch pressure (the engagement pressure of the forward clutch 7) fluctuate, and accordingly, as shown in FIG. The speed Nt will also fluctuate greatly. In such a state, the control diverges without being corrected only by the feedback control.
[0048]
On the other hand, when the present invention is applied, the duty factor DS (initial value) is changed by the learning means 51 of the initial value output means 50 when the engine speed Ne fluctuates as shown in FIG. [FIG. 4B]. As a result, as shown in FIG. 4C, even if the line pressure fluctuates, the forward clutch pressure and the turbine rotational speed Nt can be kept substantially constant, and stable control can be executed. .
[0049]
As described above, according to the creep force control device for an automatic transmission for a vehicle of the present invention, even when the line pressure fluctuates due to engine rotation fluctuation or oil temperature rise during neutral control (during steady control), feedback is performed. Control divergence can be prevented and stable control can be executed.
The creep force control device for an automatic transmission for a vehicle according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above description, the initial value (duty factor DS) is learned and stored for each engine speed Ne and ATF oil temperature TOIL, but without using a map, the engine speed Ne and ATF oil temperature TOIL are stored. As a parameter, a correction value may be obtained by calculation, or learning may be performed by other methods.
[0050]
In the above-described embodiment, the initial value is learned and stored using both the engine speed Ne and the ATF oil temperature TOIL. Of the engine speed Ne and the ATF oil temperature TOIL, , Parameter values related to at least one of them may be used. The parameter value related to the engine rotational speed Ne may be, for example, the rotational speed of the
[0051]
Further, the present invention can be widely applied to an automatic transmission that transmits engine driving force via a fluid clutch (torque converter), and also widely applied to an automatic transmission such as a belt-type continuously variable transmission. Can do. In the case of a belt-type continuously variable transmission, it can be used as a friction element for switching forward and backward.
[0052]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the creep force control device for an automatic transmission for a vehicle of the present invention, the initial value that is the basis for determining the engagement force of the friction element is maintained even if a sudden engine rotation fluctuation occurs. Since learning is performed, the divergence of feedback control can be prevented, and there is an advantage that stable creep force control can be executed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a creep force control apparatus for an automatic transmission for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram focusing on the main functions of a creep force control device for a vehicle automatic transmission according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A to 3C are time charts for explaining the operation of a creep force control device for an automatic transmission for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the characteristics of a creep force control device for an automatic transmission for a vehicle according to an embodiment of the present invention, as compared with a case where the present invention is not applied; ) Is a diagram showing characteristics when the present invention is applied, and (d) to (f) are diagrams showing characteristics when the present invention is not applied.
[Explanation of symbols]
1 Automatic transmission
2 Engine
7 Forward clutch (friction element)
11 ECU
50 Initial value output means
51 Means of learning
52 Feedback control means
Claims (3)
該所定の条件の成立後、該摩擦係合要素の係合力として所定の初期値を出力する初期値出力手段と、
該所定の初期値に基づいて、該摩擦係合要素の係合力に対するフィードバック制御を開始するフィードバック制御手段と、
少なくとも油温又はエンジン回転速度の一方に関連したパラメータ値に基づいて該所定の初期値を該フィードバック制御実行中に学習補正する学習手段とをそなえ、
該学習手段は、所定時間における出力値の平均値と、該所定時間の終了時の出力値であって該エンジン回転速度と該油温とから求められる値との偏差に基づいて学習補正量を求める
ことを特徴とする、車両用自動変速機のクリープ力制御装置。An automatic transmission for a vehicle configured to reduce the engagement force of a friction element that is engaged during traveling to reduce the creep force when a predetermined condition is satisfied when the shift range of the automatic transmission is the traveling range. In the creep force control device of
An initial value output means for outputting a predetermined initial value as an engagement force of the friction engagement element after the predetermined condition is satisfied;
Feedback control means for starting feedback control on the engagement force of the friction engagement element based on the predetermined initial value;
Learning means for learning and correcting the predetermined initial value during execution of the feedback control based on at least a parameter value related to one of oil temperature and engine speed ;
The learning means calculates a learning correction amount based on a deviation between an average value of the output values at a predetermined time and an output value at the end of the predetermined time, which is obtained from the engine speed and the oil temperature. A creep force control device for an automatic transmission for a vehicle, characterized in that it is obtained.
該学習補正量が、該偏差に応じて予め設定された学習補正量訂正分のマップから設定される訂正分と、前回演算時の該学習補正量との和により演算されるThe learning correction amount is calculated by the sum of the correction amount set from the correction amount correction amount map set in advance according to the deviation and the learning correction amount at the previous calculation.
ことを特徴とする、請求項1記載の車両用自動変速機のクリープ力制御装置。The creep force control apparatus for an automatic transmission for a vehicle according to claim 1.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の車両用自動変速機のクリープ力制御装置。The creep force control apparatus for an automatic transmission for a vehicle according to claim 1 or 2, characterized by the above.
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