JP4244879B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

車両用自動変速機の変速制御装置 Download PDF

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Description

本発明は車両用自動変速機の変速制御装置に係り、特に、マニュアル変速スイッチによって自動変速モードからマニュアル変速モードへ切り換えることができる変速制御装置の改良に関するものである。
自動変速機の変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、を有する車両用自動変速機の変速制御装置が知られている。特許文献1に記載の装置はその一例で、自動変速モードの成立時にステアリングホイールに配設されたマニュアル変速スイッチを操作した場合でも、マニュアル変速モードに変更してダウンシフトを行うようになっている。
特開2002−349687号公報
しかしながら、このようにステアリングホイールに配設されたマニュアル変速スイッチの操作で自動変速モードからマニュアル変速モードへ切り換えることができると、容易にマニュアル変速モードへ切り換えてダウンシフトを行うことができる反面、ステアリングホイールの回転操作中などに誤ってマニュアル変速スイッチに触れると、運転者の意に反して不意にダウンシフトが行われる可能性があった。
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、マニュアル変速スイッチの操作のみでマニュアル変速モードへ切り換えてダウンシフトを行うことができるマニュアル変速操作の容易性を維持しつつ、誤操作等による運転者の意に反したマニュアル変速を抑制することにある。
かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 自動変速モードが成立すると、変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、(b) 自動変速モードおよびマニュアル変速モードの何れの変速モードでもON操作可能に配設され、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、(c) マニュアル変速モードが成立すると、自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、(d) 前記マニュアル変速手段は、前記マニュアル変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合には、その切換信号が予め定められた切換実行時間以上継続した時に前記マニュアル変速を実行するものである一方、(e) 前記自動変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合に、その切換信号が前記切換実行時間と同じかそれよりも長い所定の操作判定時間以上継続した時には、前記マニュアル変速モードに変更するモード変更手段を有し、且つ、(f) 前記操作判定時間は、車速が高い場合には車速が低い場合に比べて長くなるように可変設定されることを特徴とする。
第2発明は、(a) 自動変速モードが成立すると、変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、(b) 自動変速モードおよびマニュアル変速モードの何れの変速モードでもON操作可能に配設され、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、(c) マニュアル変速モードが成立すると、自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、(d) 前記マニュアル変速手段は、前記マニュアル変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合には、その切換信号が予め定められた切換実行時間以上継続した時に前記マニュアル変速を実行するものである一方、(e) 前記自動変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合に、その切換信号が前記切換実行時間と同じかそれよりも長い所定の操作判定時間以上継続した時には、前記マニュアル変速モードに変更するモード変更手段を有し、且つ、(f) 前記操作判定時間は、操舵角が大きい場合には操舵角が小さい場合に比べて長くなるように可変設定されることを特徴とする。
第3発明は、(a) 自動変速モードが成立すると、変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、(b) 自動変速モードおよびマニュアル変速モードの何れの変速モードでもON操作可能に配設され、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、(c) マニュアル変速モードが成立すると、自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、(d) 前記マニュアル変速手段は、前記マニュアル変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合には、その切換信号が予め定められた切換実行時間以上継続した時に前記マニュアル変速を実行するものである一方、(e) 前記自動変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合に、その切換信号が前記切換実行時間と同じかそれよりも長い所定の操作判定時間以上継続した時には、前記マニュアル変速モードに変更するモード変更手段を有し、且つ、(f) 前記操作判定時間は、ブレーキON時にはブレーキOFF時に比べて短くなるように可変設定されることを特徴とする。
第4発明は、(a) 自動変速モードが成立すると、変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、(b) 自動変速モードおよびマニュアル変速モードの何れの変速モードでもON操作可能に配設され、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、(c) マニュアル変速モードが成立すると、自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、(d) 前記マニュアル変速手段は、前記マニュアル変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合には、その切換信号が予め定められた切換実行時間以上継続した時に前記マニュアル変速を実行するものである一方、(e) 前記自動変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合に、その切換信号が前記切換実行時間と同じかそれよりも長い所定の操作判定時間以上継続した時には、前記マニュアル変速モードに変更するモード変更手段を有し、且つ、(f) 前記操作判定時間は、路面勾配が大きい場合には路面勾配が小さい場合に比べて短くなるように可変設定されることを特徴とする。
第5発明は、第1発明〜第4発明の何れかの車両用自動変速機の変速制御装置において、前記マニュアル変速スイッチは、ステアリングホイールまたは該ステアリングホイールの近傍に配設されていることを特徴とする。
このような車両用自動変速機の変速制御装置においては、自動変速モードの成立時にマニュアル変速スイッチが操作されて切換信号が入力された場合には、その切換信号が所定の操作判定時間以上継続した場合にモード変更手段によってマニュアル変速モードに変更されるため、マニュアル変速スイッチの操作のみでマニュアル変速モードへ切り換えて容易にマニュアル変速を行うことができる。しかも、上記操作判定時間は、マニュアル変速モードの成立時にマニュアル変速を実行する切換実行時間と同じかそれよりも長いため、誤ってマニュアル変速スイッチに接触しただけでマニュアル変速モードへ切り換わる可能性は低く、誤操作等による運転者の意に反したマニュアル変速が抑制される。
その場合に、車速が高い場合は、ダウンシフトによる駆動力変化が大きいため、運転者の意に反するダウンシフトをより確実に防止するために操作判定時間を長くすることが望ましい。第1発明では、車速が高い場合には車速が低い場合に比べて長くなるように操作判定時間が可変設定されるため、マニュアル変速への変更操作の容易性を維持しつつ誤操作等による意に反したマニュアル変速を一層適切に抑制することができる。
また、操舵角については、ステアリングホイールの回転操作中は誤まってマニュアル変速スイッチに接触する可能性が高いため、操舵角が大きい場合は操作判定時間を長くすることが望ましい。第2発明では操舵角が大きい場合には操舵角が小さい場合に比べて長くなるように操作判定時間が可変設定されるため、マニュアル変速への変更操作の容易性を維持しつつ誤操作等による意に反したマニュアル変速を一層適切に抑制することができる。
また、ブレーキのON時には、運転者は減速を要求しているため、駆動力源ブレーキ(エンジンブレーキなど)が得られるようにマニュアル変速モードへ変更する可能性が高いとともに、速やかにダウンシフトすることが望まれるため、操作判定時間を短くすることが望ましい。第3発明ではブレーキON時にはブレーキOFF時に比べて短くなるように操作判定時間が可変設定されるため、マニュアル変速への変更操作の容易性を維持しつつ誤操作等による意に反したマニュアル変速を適切に抑制することができる。
また、路面勾配が下り方向に大きい場合は、駆動力源ブレーキが得られるように運転者がマニュアル変速モードへ変更する可能性が高いとともに、その駆動力源ブレーキが速やかに得られるように、操作判定時間を短くすることが望ましい。登り坂の場合も、ダウンシフトによって大きな駆動力が得られるように、運転者がマニュアル変速モードへ変更する可能性が高いとともに、その駆動力が速やかに得られるように、操作判定時間を短くすることが望ましい。第4発明では路面勾配が大きい場合には路面勾配が小さい場合に比べて短くなるように操作判定時間が可変設定されるため、マニュアル変速への変更操作の容易性を維持しつつ誤操作等による意に反したマニュアル変速を適切に抑制することができる。
発明では、マニュアル変速スイッチがステアリングホイールまたはステアリングホイールの近傍に配設されているため、マニュアル変速操作を一層容易に行うことができる反面、ステアリングホイールの近傍には種々の操作スイッチや操作レバーが配設されており、運転操作中に誤ってマニュアル変速スイッチに接触する可能性が高いため、誤操作等による運転者の意に反したマニュアル変速を抑制するという本発明の効果が一層大きくなる。
本発明の車両用自動変速機の変速制御装置は、例えば遊星歯車式や平行軸式等の有段の自動変速機に好適に適用されるが、変速範囲が異なる複数の変速レンジを有するベルト式、トロイダル型等の無段変速機にも適用され得る。無段変速機については、有段変速機と同様に複数の前進ギヤ段で段階的に変速比を変化させる態様で使用することも可能である。自動的に変速が行なわれる変速レンジの変速範囲は、通常は変速比が最も大きい最低速前進ギヤ段や最低速変速比は同じで、最高速前進ギヤ段や最高速変速比が異なるだけである。
有段変速機は、一般には単一のギヤ列(複数のギヤ段から成る変速グループ)が設定されるが、少なくとも一部の変速比が異なる2種類以上のギヤ列や、ギヤ段の数が異なる2種類以上のギヤ列を成立させることが可能で、運転者の選択操作や車両の走行状態などに応じて自動的に所定のギヤ列が設定される有段変速機にも本発明は適用され得る。
自動変速モードは、例えば車速およびスロットル弁開度(運転者の出力要求量)などの運転状態に基づいて定められた変速条件(変速マップなど)に従って、変速比を自動的に切り換えるように構成される。マニュアル変速モードとしては、変速レンジを切り換えるレンジ切換タイプと、ギヤ段を直接切り換えるギヤ段切換タイプがあるが、本発明はそのどちらの切換タイプにも適用され得る。レンジ切換タイプでも、マニュアル変速時には変速範囲の相違によりアップダウンシフトが行われる。
変速レンジやギヤ段を切り換えるマニュアル変速手段は、切換後のエンジン回転速度や車両の挙動を安定させるように制御するVSC(Vehicle Stability Control)等の判断により、その切換或いは変速を制限する切換制限手段を備えていることが望ましい。切換制限手段は、ギヤ段切換えやレンジ切換えを完全に中止するものでも良いが、可能な範囲でギヤ段切換えやレンジ切換えを行なうものが望ましい。
マニュアル変速スイッチは、例えば第発明のようにステアリングホイールやその近傍、例えばステアリングコラムやインストルメントパネル等に配設されるが、運転席横のセンターコンソール部分などステアリングホイールから離れた部分に設けることもできる。このマニュアル変速スイッチは、自動的に原位置に復帰する自動復帰型のもので、押釦式やレバー式など種々の態様が可能であり、例えば1回のON操作毎にアップシフトやダウンシフトが行われるが、ON操作の連続操作回数やON操作の継続時間によって2段以上の多重変速や飛越し変速が行われるようにしても良い。
マニュアル変速スイッチは、ON操作によって電気信号を出力するように構成されるが、ON操作によって電気信号の出力を停止する場合であっても良く、その場合は、電気信号の出力停止が切換信号の出力を意味する。
本発明は、マニュアル変速スイッチの操作だけで自動変速モードからマニュアル変速モードへ変更できるが、このマニュアル変速スイッチとは別に、自動変速モードとマニュアル変速モードとを変更するモード選択スイッチ等を設けることもできる。例えば、シフトレバーの操作ポジションとして、自動変速モードで走行するD(ドライブ)ポジションの他に、マニュアル変速モードで走行するM(マニュアル)ポジション等を設け、そのMポジションへ操作されることによりマニュアル変速モードへ変更されるようにするとともに、そのMポジションにおけるシフトレバー操作で変速レンジやギヤ段をアップダウンシフトできるようにしても良い。
マニュアル変速スイッチの操作でマニュアル変速モードへ変更された場合に、自動変速モードへ戻すには、例えばマニュアル変速スイッチによるアップシフトで最高変速レンジまたは最高速ギヤ段まで切り換えられることにより、自動的に自動変速モードに復帰するように構成されるが、シフトレバーがMポジションを有する場合には、そのシフトレバーのD→M→D操作で自動変速モードへ復帰するようにしても良いし、別途設けられたモード変更スイッチの操作でモードを変更するなど、種々の態様が可能である。
マニュアル変速スイッチは、例えばダウンシフト用およびアップシフト用の一対のスイッチが設けられるが、自動変速モードは一般に総ての変速範囲で変速が行われるのに対し、マニュアル変速モードでは、変速比が小さい高速側の変速範囲が段階的に制限されるため、マニュアル変速モードへの変更はダウンシフト用のスイッチで実行される。したがって、自動変速モードへ戻すためのモード選択スイッチやマニュアル解除スイッチ等を有する場合には、アップシフト用のスイッチは必ずしも必要なく、ダウンシフト用のスイッチだけであっても良い。
操作判定時間は、切換実行時間とは別個に定められても良いが、切換実行時間に所定の確認時間αを加算して操作判定時間が設定されるようにしても良い。
操作判定時間は、必ずしも総ての条件下で切換実行時間より長い時間である必要はなく、例えば平坦路におけるブレーキOFF等の通常の運転状態では、誤操作によるマニュアル変速モードへの変更を抑制するために切換実行時間よりも長い時間(確認時間α>0)が設定されるが、ブレーキON時や登降坂路など速やかにマニュアル変速モードへ移行することが要求される一定の条件下では、切換実行時間と同じ時間(確認時間α=0)が設定されるようになっていても良い。なお、切換実行時間は、例えば予め一定時間が設定されるが、上記走行状態や走行環境に基づいて可変設定されるようにすることもできる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1の(a) は、車両用自動変速機10の骨子図で、(b) は複数のギヤ段を成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。この自動変速機10は、車両の前後方向(縦置き)に搭載するFR車両に好適に用いられるもので、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置12を主体として構成されている第1変速部14と、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16およびダブルピニオン型の第3遊星歯車装置18を主体として構成されている第2変速部20とを同軸線上に有し、入力軸22の回転を変速して出力軸24から出力する。入力軸22は入力部材に相当するもので、本実施例では走行用の動力源であるエンジン30によって回転駆動されるトルクコンバータ32のタービン軸であり、出力軸24は出力部材に相当するもので、プロペラシャフトや差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この自動変速機10は中心線に対して略対称的に構成されており、図1(a) では中心線の下半分が省略されている。
図2は、上記自動変速機10の第1変速部14および第2変速部20の各回転要素(サンギヤS1〜S3、キャリアCA1〜CA3、リングギヤR1〜R3)の回転速度を直線で表すことができる共線図で、下の横線が回転速度「0」で、上の横線が回転速度「1.0」すなわち入力軸22と同じ回転速度であり、クラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の作動状態(係合、解放)に応じて第1速前進ギヤ段「1st」〜第8速前進ギヤ段「8th」の8つの前進ギヤ段が成立させられるとともに、第1後進ギヤ段「Rev1」および第2後進ギヤ段「Rev2」の2つの後進ギヤ段が成立させられる。図1の(b) の作動表は、上記各ギヤ段とクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の作動状態との関係をまとめたもので、「○」は係合、「(○)」はエンジンブレーキ時のみ係合を表している。第1速前進ギヤ段「1st」を成立させるブレーキB2には並列に一方向クラッチF1が設けられているため、発進時(加速時)には必ずしもブレーキB2を係合させる必要は無いのである。また、各ギヤ段の変速比は、第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置16、および第3遊星歯車装置18の各ギヤ比(=サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)ρ1、ρ2、ρ3によって適宜定められる。なお、図1(a) の符号26はトランスミッションケースである。
図3は、上記自動変速機10やエンジン30などを制御するために車両に設けられた制御系統の概略を説明するブロック線図で、アクセルペダル50の操作量Accがアクセル操作量センサ52により検出されるようになっている。アクセルペダル50は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Accは出力要求量に相当する。エンジン30の吸気配管には、スロットルアクチュエータ54によってアクセル操作量Accに応じた開き角(開度)θTHとされる電子スロットル弁56が設けられている。また、エンジン30の回転速度NEを検出するためのエンジン回転速度センサ58、エンジン30の吸入空気量Qを検出するための吸入空気量センサ60、上記電子スロットル弁56の全閉状態(アイドル状態)およびその開度θTHを検出するためのアイドルスイッチ付スロットル弁開度センサ62、車速V(出力軸24の回転速度Nout に対応)を検出するための車速センサ64、タービン回転速度NT(=入力軸22の回転速度Nin)を検出するためのタービン回転速度センサ66、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ68、シフトレバー72のレバーポジション(操作位置)PSHを検出するためのレバーポジションセンサ74、Mモードスイッチ76、第1アップシフトスイッチ80、第1ダウンシフトスイッチ81、第2アップシフトスイッチ82、第2ダウンシフトスイッチ83などが設けられており、それらのセンサやスイッチから、エンジン回転速度NE、吸入空気量Q、スロットル弁開度θTH、車速V、タービン回転速度NT、ブレーキ操作の有無、シフトレバー72のレバーポジションPSH、変速レンジを手動操作で切り換えることができるMモード(マニュアル変速モード)の選択の有無、第1アップ指令SUP1、第1ダウン指令SDN1、第2アップ指令SUP2、第2ダウン指令SDN2などを表す信号が電子制御装置90に供給されるようになっている。
前記電子制御装置90は、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、エンジン30の出力制御や自動変速機10の変速制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用と変速制御用とに分けて構成される。電子制御装置90にはまた、インストルメントパネル等に設けられたMモードインジケータ100、レンジインジケータ102、ギヤ段インジケータ104が接続されており、Mモードインジケータ100にマニュアル変速モードが選択されている旨を表示し、レンジインジケータ102に現在の変速レンジを表示し、ギヤ段インジケータ104に現在のギヤ段を表示する。
上記電子制御装置90によるエンジン30の出力制御は、スロットルアクチュエータ54により電子スロットル弁56を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射装置92を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置94を制御する。電子スロットル弁56の制御は、例えば実際のアクセル操作量Accに基づいてスロットルアクチュエータ54を駆動し、アクセル操作量Accが増加するほどスロットル弁開度θTHを増加させる。また、エンジン30の始動時には、スタータ(電動モータ)96によってエンジン30のクランク軸をクランキングする。
自動変速機10の変速制御は、図4に示す変速制御手段110によって実行される。変速制御手段110は、機能的に自動変速手段112、マニュアル変速手段114、モード変更手段116を備えており、シフトレバー72のレバーポジションPSHに応じて変速制御を行う。シフトレバー72は運転席の近傍(センターコンソール部分)に配設され、図5に示すシフトパターン120に従って移動操作されるようになっており、シフトパターン120は、それぞれ一列で形成された第1レバー通路122と第2レバー通路124とを備えており、第1レバー通路122には5つのレバーポジション「P(パーキング)」、「R(リバース)」、「N(ニュートラル)」、「D(ドライブ)」、および「M(マニュアル)」が設けられて、シフトレバー72はその何れかのレバーポジションへ択一的に操作される。これ等のレバーポジション「P」〜「M」のうち「P」、「R」、「N」、および「D」は、レバーポジション「D」が車両の後方側となるように、車両の前後方向に沿って設けられており、レバーポジション「M」は、レバーポジション「D」から車両の幅方向であって運転席に近い側に設けられている。また、第2レバー通路124は、レバーポジション「M」において第1レバー通路122と略直角に交差するように、車両の前後方向に沿って形成されており、その前後方向の両端部すなわちレバーポジション「M」を挟んで互いに反対側に「+」位置および「−」位置が設けられている。
上記レバーポジション「P」は駐車位置で、自動変速機10は動力伝達遮断状態とされるとともに、例えばシフトレバー72の移動操作に従ってパーキングロック機構などにより機械的に出力軸24、すなわち駆動輪が回転不能に固定される。レバーポジション「R」は後進走行を行なう後進走行位置で、例えばシフトレバー72の移動操作に従って油圧制御回路98(図3参照)のマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、自動変速機10は前記後進ギヤ段「Rev1」または「Rev2」が成立させられる。レバーポジション「N」は動力伝達遮断位置で、例えばシフトレバー72の移動操作に従ってマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、自動変速機10はクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の全部または一部が解放されて動力伝達遮断状態とされる。これらのレバーポジション「P」、「R」、「N」へシフトレバー72が操作されると、そのことがレバーポジションセンサ74によって検出され、レンジインジケータ102にそれ等のポジション「P」、「R」、「N」である旨が表示される。
レバーポジション「D」は、自動変速機10の前進ギヤ段を自動的に切り換えて前進走行する前進走行位置すなわち前進走行ポジションで、例えばシフトレバー72の移動操作に従ってマニュアルバルブが機械的に切り換えられることにより、総ての前進ギヤ段「1st」〜「8th」を成立させることが可能とされ、自動変速手段112によりそれ等の総ての前進ギヤ段「1st」〜「8th」を用いて自動的に変速する最上位のDレンジ(自動変速モード)が成立させられる。すなわち、シフトレバー72がレバーポジション「D」へ操作されると、そのことをレバーポジションセンサ74の信号から判断してDレンジを電気的に成立させ、第1速前進ギヤ段「1st」〜第8速前進ギヤ段「8th」の総ての前進ギヤ段を用いて変速制御を行う。具体的には、油圧制御回路98に設けられた複数のソノレイド弁やリニアソレノイド弁のATソレノイド99の励磁、非励磁を制御することにより油圧回路を切り換え、図1(b) に示すようにクラッチC1〜C4およびブレーキB1、B2の作動状態を変化させて、第1速前進ギヤ段「1st」〜第8速前進ギヤ段「8th」の何れかの前進ギヤ段を成立させるのである。この変速制御は、例えば図7に示すように車速Vおよびアクセル操作量Accをパラメータとして予め記憶された変速マップ等の変速条件に従って行われ、車速Vが低くなったりアクセル操作量Accが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側の前進ギヤ段を成立させる。このレバーポジション「D」では、レバーポジションセンサ74からの信号に基づいてDレンジであることがレンジインジケータ102に表示されるとともに、変速制御によって逐次切り換えられる実際の前進ギヤ段がギヤ段インジケータ104に表示される。
レバーポジション「M」はM(マニュアル)ポジションで、予め定められた複数の変速レンジを手動操作に従って電気的に切り換えるマニュアル変速モードが成立させられる。すなわち、Mポジションに設けられる「+」位置、「−」位置はそれぞれアップシフト位置、ダウンシフト位置であり、シフトレバー72がそれ等の「+」位置または「−」位置に操作されると、マニュアル変速手段114により変速レンジが切り換えられる。図8は、予め定められた変速レンジとその変速範囲を示す図で、ギヤ段の欄の数字「1」〜「8」は第1速前進ギヤ段「1st」〜第8速前進ギヤ段「8th」を表しており、変速比が最も大きい最低速前進ギヤ段は何れも第1速前進ギヤ段「1st」で、最高速前進ギヤ段が1つずつ変化している。また、各変速レンジでは、第1速前進ギヤ段「1st」からその最高速前進ギヤ段までの範囲で、前記Dレンジと同じ変速条件に従って自動的に変速が行なわれる。
このマニュアル変速モードでは、シフトレバー72がMポジションに移動操作されたことを前記Mモードスイッチ76からのON信号によって判断し、マニュアル変速モードが選択されたことを前記Mモードインジケータ100に表示するとともに、現在の変速レンジをレンジインジケータ102に表示し、且つ変速制御によって逐次切り換えられる実際の前進ギヤ段をギヤ段インジケータ104に表示する。また、シフトレバー72が「+」位置または「−」位置に操作されたことは、前記第1アップシフトスイッチ80、第1ダウンシフトスイッチ81によって検出され、これ等の第1シフトスイッチ80、81から前記電子制御装置90に第1アップ指令SUP1や第1ダウン指令SDN1を表す切換信号が出力される。「+」位置および「−」位置は何れも不安定であり、シフトレバー72はスプリング等の付勢手段により自動的にレバーポジション「M」に戻されるようになっている。第1アップシフトスイッチ80および第1ダウンシフトスイッチ81は何れもシフトレバー72を通じて運転者によりON操作される自動復帰型のマニュアル変速スイッチで、それぞれスプリング等の付勢手段により自動的にOFF状態に復帰する。Mモードスイッチ76は、モード選択スイッチに相当する。
マニュアル変速モードはまた、図6に示すようにステアリングホイール84の近傍のステアリングコラム86に配設された第2アップシフトスイッチ82および第2ダウンシフトスイッチ83が矢印で示すように回動操作(ON操作)されることによっても成立させられる。この場合、シフトレバー72が「D」ポジションに保持されている時であっても、第2ダウンシフトスイッチ83がON操作されると自動変速モードからマニュアル変速モードに切り換えられるようになっている。すなわち、Mモードスイッチ76のON、OFFに拘らず、第2アップシフトスイッチ82、第2ダウンシフトスイッチ83がON操作されると、これ等の第2シフトスイッチ82、83から前記電子制御装置90に第2アップ指令SUP2や第2ダウン指令SDN2を表す切換信号が出力され、変速レンジが切り換えられる。第2アップシフトスイッチ82および第2ダウンシフトスイッチ83は何れも運転者によりON操作される自動復帰型のマニュアル変速スイッチで、それぞれスプリング等の付勢手段により自動的に原位置(OFF状態)まで戻り回動させられる。本実施例では、第2アップシフトスイッチ82および第2ダウンシフトスイッチ83が請求項1のマニュアル変速スイッチに相当する。
上記電子制御装置90に、例えば下り坂などでダウン指令SDN1またはSDN2が繰り返し供給されると、変速レンジが例えば「D」レンジから、「7」レンジ、「6」レンジ、「5」レンジ・・・へ切り換えられるとともに、前進ギヤ段が第8速前進ギヤ段「8th」から第7速前進ギヤ段「7th」、第6速前進ギヤ段「6th」、第5速前進ギヤ段「5th」・・・へ順次ダウンシフトされて、エンジンブレーキが増大させられる。
一方、前記モード変更手段116は、シフトレバー72がレバーポジション「D」に保持されたままでも、前記第2ダウンシフトスイッチ83の操作に基づいてマニュアル変速モードへ変更するもので、例えば図9に示すフローチャートに従って信号処理を行う。図9は、第2アップシフトスイッチ82および第2ダウンシフトスイッチ83の操作に基づくマニュアル変速制御を説明するフローチャートで、主として前記マニュアル変速手段114によって実行されるが、ステップS5およびそれに続いてステップS7、S8を実行する部分はモード変更手段116に相当する。また、図10は、図9のフローチャートに従ってレンジ切換(変速制御)が行われた場合のタイムチャートの一例である。
図9のステップS1では、シフトレバー72が前進走行ポジションである「D」ポジションまたは「M」ポジションへ操作されているか否かをレバーポジションPSHを表す信号によって判断し、「D」または「M」ポジションの場合にはステップS2を実行する。ステップS2では、ステアリングコラム86に設けられた第2シフトスイッチ82または83がON操作されたか否かを判断し、その第2シフトスイッチ82または83がON操作された場合にはステップS3以下を実行する。
ステップS3では、シフトレバー72が「D」または「M」ポジションへ操作された後の初めての操作か否かを判断し、初めての場合は誤操作の可能性があるためステップS4以下を実行するが、2回目以降であれば誤操作ではないと見做してステップS6を実行する。すなわち、シフトレバー72が「D」ポジションであってもマニュアル変速モードとして、第2シフトスイッチ82または83の操作に従ってレンジ切換を行うのであり、ステップS6では、予め定められた切換実行時間TKを設定し、続くステップS7では、予め定められたレンジ切換条件を満足するか否かを判断する。切換実行時間TKは、比較的短い一定時間が設定されるが、アップシフトとダウンシフトとで異なる時間を設定することもできるし、TK≒0としても良い。また、レンジ切換条件は、少なくとも前記第2シフトスイッチ82または83の操作継続時間が切換実行時間TK以上であることを含んでおり、操作継続時間が切換実行時間TK以上でレンジ切換条件を満足する場合には、ステップS8で変速レンジを電気的に切り換えるとともに、そのレンジ切換に伴って必要に応じて前進ギヤ段を切り換える一方、レンジ切換条件を満足しない場合には、ステップS9で現在の状態を維持する。
図10の時間t2 は、第2ダウンシフトスイッチ83の2回目のON操作(SDN2のON)で変速レンジが「7」レンジから「6」レンジへ切り換えられた時間で、時間t6 は、第2アップシフトスイッチ82 のON操作(SUP2のON)で変速レンジが「6」レンジから「7」レンジへ切り換えられた時間である。図10は、途中でシフトレバー72が「D」ポジションから「M」ポジションへ操作されるとともに、「+」位置や「−」位置へ操作されて第1シフトスイッチ80、81の第1アップ指令SUP1、第1ダウン指令SDN1がONとされた場合で、上記第2シフトスイッチ82、83による操作と連続してレンジ切換が行われ、時間t4 は、第1ダウンシフトスイッチ81のONで6→5のレンジ切換が行われた時間で、時間t5 は、第1アップシフトスイッチ80のONで5→6のレンジ切換が行われた時間である。
また、図10の時間t3 は、第2ダウンシフトスイッチ83のON操作に拘らず、レンジ切換条件を満足せずにステップS7の判断がNOとなり、ステップS9で現在の状態(6レンジ)が維持された場合である。これは、前回のON操作からの時間間隔TDが予め定められたOFF時間よりも短いためで、短時間の連続操作によって前進ギヤ段や駆動力が大きく変化することを回避するためである。このOFF時間は、第1シフトスイッチ80、81についても同様に適用され、急なレンジ切換が阻止される。ステップS7のレンジ切換条件としては、この他に、レンジ切換に伴う前進ギヤ段の変化でエンジン回転速度NEがオーバー回転になったり、駆動力変化で車両の挙動が不安定になったりする場合も、レンジ切換が中止されるように定められている。
前記ステップS3の判断がYES(肯定)の場合、すなわちシフトレバー72が「D」または「M」ポジションへ操作されてから第2シフトスイッチ82または83が初めて操作された場合には、ステップS4を実行し、「M」ポジションか否かを判断する。そして、「M」ポジションの場合は、マニュアル変速モードであるため、前記ステップS6以下を実行してレンジ切換を行うが、「M」ポジションでない場合すなわち「D」ポジションの場合には、ステップS5で操作判定時間TSを設定し、前記切換実行時間TKの代わりに操作判定時間TSを用いてステップS7以下を実行する。操作判定時間TSは、誤操作などで運転者の意に反してレンジ切換が行われることを防止するために、前記切換実行時間TKに所定の確認時間αを加算して求められる。
確認時間αは、操舵角や車速V等の走行状態、或いは路面μ(摩擦係数)等の走行環境に応じて可変設定されるようになっており、例えば図11に示すように車速Vおよび操舵角をパラメータとして設定される。すなわち、車速Vが高い場合は、ダウンシフトによる駆動力変化が大きいため、運転者の意に反するダウンシフトをより確実に防止するために確認時間αを長くし、操舵角については、ステアリングホイール84の回転操作中は誤まって第2ダウンシフトスイッチ83に接触する可能性が高いため、操舵角が大きい場合は操舵角が小さい場合に比較して確認時間αを長くするのである。また、図12は、車速Vおよび路面μをパラメータとして確認時間αを求める場合で、車速Vについては図11と同じであり、路面μについては、μが小さい場合はダウンシフトによる駆動力増大でスリップし易いため、運転者の意に反するダウンシフトをより確実に防止するために、低μ路では高μ路よりも確認時間αを長くする。車速V、操舵角、および路面μを何れも加味して確認時間α、更には操作判定時間TS(=TK+α)が設定されるようにすることもできる。路面μについては、例えば外気温度や降雨、降雪の有無、車輪のスリップ状態などから判断することができる。
この他にも、ブレーキのON時には、運転者は減速を要求しているため、エンジンブレーキが得られるようにマニュアル変速モードへ変更する可能性が高いとともに、速やかにダウンシフトすることが望まれるため、確認時間αを短くすることが望ましく、α=0すなわち操作判定時間TSを切換実行時間TKと同じにすることも可能である。また、路面勾配が下り方向に大きい場合は、エンジンブレーキが得られるように運転者がマニュアル変速モードへ変更する可能性が高いとともに、そのエンジンブレーキが速やかに得られるように、確認時間αを短くする(α=0を含む)ことが望ましい。登り坂の場合も、ダウンシフトによって大きな駆動力が得られるように、運転者がマニュアル変速モードへ変更する可能性が高いとともに、その駆動力が速やかに得られるように、確認時間αを短くする(α=0を含む)ことが望ましい。
そして、ステップS7では、第2ダウンシフトスイッチ83の操作継続時間(SDN2のON時間)が上記操作判定時間TS以上であることを含むレンジ切換条件を満足するか否かを判断し、満足する場合にはステップS8で変速レンジを電気的に切り換えるとともに、そのレンジ切換に伴ってダウンシフトする一方、レンジ切換条件を満足しない場合はステップS9で現在の状態、すなわちこの場合には自動変速モードを維持する。ここでは、実質的に自動変速モードからマニュアル変速モードへ変更するか否かを判断するため、アップシフトするための第2アップシフトスイッチ82については、これ以上アップシフトすることはできないため誤操作として無視し、第2ダウンシフトスイッチ83の操作継続時間についてのみ判断する。図10の時間t1 は、シフトレバー72が「D」ポジションに保持されている状態において、第2ダウンシフトスイッチ83が操作判定時間TS以上継続してON操作されることにより、マニュアル変速モードへ変更されて変速レンジが「D」レンジから「7」レンジへ切り換えられた時間である。この場合も、Mモードインジケータ100は、シフトレバー72が「M」ポジションへ操作されている場合と同様にMモードであることを表示するとともに、現在の変速レンジをレンジインジケータ102に表示し、且つ変速制御によって逐次切り換えられる実際の前進ギヤ段をギヤ段インジケータ104に表示する。
なお、このようにシフトレバー72が「D」ポジションに保持されている状態でマニュアル変速モードへ変更された場合は、第2アップシフトスイッチ82のON操作で変速レンジが「D」レンジとされるか、シフトレバー72が一旦「M」ポジションへ操作された後再び「D」ポジションへ戻されることにより、自動変速モードに復帰する。
このように本実施例の変速制御装置においては、シフトレバー72が「D」ポジションに保持された自動変速モードの成立時であっても、ステアリングコラム86に配設された第2ダウンシフトスイッチ83が操作判定時間TS以上継続してON操作されると、モード変更手段116によってステップS5、S7、S8が実行されることによりマニュアル変速モードに変更されて、変速レンジが切り換えられるため、第2ダウンシフトスイッチ83の操作のみでマニュアル変速モードへ切り換えて、その第2ダウンシフトスイッチ83および第2アップシフトスイッチ82により容易にマニュアル変速を行うことができる。
特に、本実施例では第2アップシフトスイッチ82および第2ダウンシフトスイッチ83がステアリングホイール84の近傍に配設されているため、マニュアル変速操作を一層容易に行うことができる。
一方、ステアリングホイール84の近傍には種々の操作スイッチや操作レバーが配設されているため、運転操作中に誤って第2ダウンシフトスイッチ83に接触し、運転者の意に反してマニュアル変速が行われる可能性があるが、本実施例ではマニュアル変速モードへ移行する条件である前記操作判定時間TSが、マニュアル変速モードの成立時に変速レンジを切り換える切換実行時間TKよりも長いため、誤って第2ダウンシフトスイッチ83に接触しただけでマニュアル変速モードへ切り換わる可能性は低く、誤操作等による運転者の意に反したマニュアル変速が抑制される。
また、上記操作判定時間TSは切換実行時間TKに確認時間αを加算したもので、その確認時間αは、例えば車速Vや操舵角、路面μ、ブレーキ操作の有無、路面勾配などの車両の走行状態、走行環境に基づいて可変設定されるため、マニュアル変速モードへの変更要求の可能性が高い運転状況か否か、意に反したマニュアル変速モードへの変更をより確実に防止すべき運転状況か否か、或いは誤操作し易い運転状況か否かなどにより、第2シフトスイッチ82、83のみでマニュアル変速できる変速操作の容易性を維持しつつ誤操作等による意に反したマニュアル変速を一層適切に抑制することができる。
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、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は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。
本発明が好適に適用される車両用自動変速機の一例を説明する図で、(a) は骨子図、(b) は複数のギヤ段を成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。 図1の車両用自動変速機において、各部材の回転速度を直線で結ぶことができる共線図である。 図1の自動変速機を備えている車両の制御系統の要部を説明するブロック線図である。 自動変速機の変速制御に関して図3の電子制御装置が備えている機能を説明するブロック線図である。 図3のシフトレバーのシフトパターンの一例を示す図である。 図3の第2アップシフトスイッチおよび第2ダウンシフトスイッチの一例を示す図である。 図4の変速制御手段によって自動的に変速が行われる際の変速マップの一例を示す図である。 図4の変速制御手段によって切り換えられる変速レンジとその変速範囲を説明する図である。 第2アップシフトスイッチおよび第2ダウンシフトスイッチのON操作に基づいて図4のマニュアル変速手段およびモード変更手段によって実行される信号処理の内容を具体的に説明するフローチャートである。 図9のフローチャートに従って信号処理が行われる場合のタイムチャートの一例である。 図9のステップS5で車速Vおよび操舵角に基づいて確認時間αを求める際のマップの一例である。 図9のステップS5で車速Vおよび路面μに基づいて確認時間αを求める際のマップの一例である。
符号の説明
10:車両用自動変速機 82:第2アップシフトスイッチ(マニュアル変速スイッチ) 83:第2ダウンシフトスイッチ(マニュアル変速スイッチ) 84:ステアリングホイール 86:ステアリングコラム 110:変速制御手段 112:自動変速手段 114:マニュアル変速手段 116:モード変更手段 SUP2:第2アップ指令(切換信号) SDN2:第2ダウン指令(切換信号)

Claims (5)

  1. 自動変速モードが成立すると、変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、
    自動変速モードおよびマニュアル変速モードの何れの変速モードでもON操作可能に配設され、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、
    マニュアル変速モードが成立すると、自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、
    を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、
    前記マニュアル変速手段は、前記マニュアル変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合には、該切換信号が予め定められた切換実行時間以上継続した時に前記マニュアル変速を実行するものである一方、
    前記自動変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合に、該切換信号が前記切換実行時間と同じかそれよりも長い所定の操作判定時間以上継続した時には、前記マニュアル変速モードに変更するモード変更手段を有し、且つ、
    前記操作判定時間は、車速が高い場合には車速が低い場合に比べて長くなるように可変設定される
    ことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。
  2. 自動変速モードが成立すると、変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、
    自動変速モードおよびマニュアル変速モードの何れの変速モードでもON操作可能に配設され、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、
    マニュアル変速モードが成立すると、自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、
    を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、
    前記マニュアル変速手段は、前記マニュアル変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合には、該切換信号が予め定められた切換実行時間以上継続した時に前記マニュアル変速を実行するものである一方、
    前記自動変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合に、該切換信号が前記切換実行時間と同じかそれよりも長い所定の操作判定時間以上継続した時には、前記マニュアル変速モードに変更するモード変更手段を有し、且つ、
    前記操作判定時間は、操舵角が大きい場合には操舵角が小さい場合に比べて長くなるように可変設定される
    ことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。
  3. 自動変速モードが成立すると、変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、
    自動変速モードおよびマニュアル変速モードの何れの変速モードでもON操作可能に配設され、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、
    マニュアル変速モードが成立すると、自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、
    を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、
    前記マニュアル変速手段は、前記マニュアル変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合には、該切換信号が予め定められた切換実行時間以上継続した時に前記マニュアル変速を実行するものである一方、
    前記自動変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合に、該切換信号が前記切換実行時間と同じかそれよりも長い所定の操作判定時間以上継続した時には、前記マニュアル変速モードに変更するモード変更手段を有し、且つ、
    前記操作判定時間は、ブレーキON時にはブレーキOFF時に比べて短くなるように可変設定される
    ことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。
  4. 自動変速モードが成立すると、変速比を予め定められた変速条件に従って自動的に切り換える自動変速を実行する自動変速手段と、
    自動変速モードおよびマニュアル変速モードの何れの変速モードでもON操作可能に配設され、運転者によってON操作されることにより切換信号を出力する自動復帰型のマニュアル変速スイッチと、
    マニュアル変速モードが成立すると、自動的に変速が行われる変速範囲が異なる複数の変速レンジ、または変速比が異なる複数のギヤ段を、前記切換信号に従って切り換えるマニュアル変速を実行するマニュアル変速手段と、
    を有する車両用自動変速機の変速制御装置において、
    前記マニュアル変速手段は、前記マニュアル変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合には、該切換信号が予め定められた切換実行時間以上継続した時に前記マニュアル変速を実行するものである一方、
    前記自動変速モードの成立時に前記マニュアル変速スイッチが操作されて前記切換信号が入力された場合に、該切換信号が前記切換実行時間と同じかそれよりも長い所定の操作判定時間以上継続した時には、前記マニュアル変速モードに変更するモード変更手段を有し、且つ、
    前記操作判定時間は、路面勾配が大きい場合には路面勾配が小さい場合に比べて短くなるように可変設定される
    ことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。
  5. 前記マニュアル変速スイッチは、ステアリングホイールまたは該ステアリングホイールの近傍に配設されている
    ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の車両用自動変速機の変速制御装置。
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