JP2017110795A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変速要求時、エンジン1と駆動輪7の間に介装され、変速比を無段階に変更可能なバリエータ20と、複数の締結要素の締結及び解放によって複数の変速段を切り替え可能な有段の副変速機構30と、によって達成されるスルー変速比が目標値に追従するように、目標副変速比に応じて目標バリエータ変速比を制御する「協調変速」を行う変速機コントローラ12は、ドライバーの駆動力要求に基づいて副変速機構30をダウンシフトする際、このダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中のバリエータ20の変速比を、「協調変速」実施時の値よりも大きい値に設定する構成とした。
【選択図】図4
Description
つまり、副変速機構がダウンシフトしないときのバリエータの変速比変化量は、目標スルー変速比の変化量に応じた値になる。そのため、アクセルペダルの踏み込み状態に応じた駆動力を得ることができる。
一方、副変速機構がダウンシフトするときのバリエータの変速比変化量は、副変速機構のダウンシフトでは不足する変速比を賄う値となり、目標スルー変速比の変化量よりも小さくなる。しかし、副変速機構の変速はイナーシャフェーズ→トルクフェーズの順で進行するので、イナーシャフェーズが完了するまで(トルクフェーズに移行するまで)は、副変速機構によって得られる駆動力はダウンシフト前の駆動力のままである。そのため、この副変速機構のダウンシフト初期にはアクセルペダルの踏み込み状態に応じた駆動力を得ることができず、車両加速度の変化に停滞が発生し、ドライバーがヘジテーションを感じてしまうという問題があった。
前記バリエータは、走行駆動源と駆動輪の間に介装され、変速比を無段階に変更可能である。
前記副変速機構は、バリエータが介装された駆動系に設けられ、複数の締結要素の締結及び解放によって複数の変速段を切り替え可能である。
前記変速制御手段は、変速要求時、バリエータ及び副変速機構によって達成される全体の変速比であるスルー変速比が目標値に合うように、副変速機構の目標変速比に応じてバリエータの変速比を制御する協調変速を行うと共に、ドライバーの駆動力要求に基づいて副変速機構をダウンシフトする際、ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中のバリエータの変速比を、協調変速を行うときに設定されるバリエータの変速比よりも大きい値に設定する。
これにより、ドライバーの駆動力要求に基づいて副変速機構がダウンシフトする際、ダウンシフト初期の駆動力不足を抑制することができる。そして、車両加速度変化の停滞を緩和し、ドライバーにヘジテーションを感じさせないようにすることができる。
まず、実施例1における無段変速機の制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速マップにおける変速制御構成」、「2→1ダウンシフト時変速制御構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の制御装置が適用された無段変速機が搭載されたエンジン車を示す全体構成を示し、図2は、変速コントローラの電子制御系を示す。以下、図1及び図2に基づいて、実施例1の制御装置の全体システム構成を説明する。
なお、以下の説明において、ある変速機構の「変速比」は、当該変速機構の入力回転数を当該変速機構の出力回転数で除算して得られる値である。また、「最ロー変速比」は、当該変速機構の最大変速比を意味し、「最ハイ変速比」は、当該変速機構の最小変速比を意味する。
ここで、「直列に設けられる」とは、同一の動力伝達経路においてバリエータ20と副変速機構30が直列に設けられるという意味である。副変速機構30の入力軸は、実施例1のようにバリエータ20の出力軸に直接接続されていてもよいし、その他の変速ないし動力伝達機構(例えば、ギヤ列やクラッチ)を介して接続されていてもよい。また、副変速機構30の出力軸にバリエータ20の入力軸が接続されていてもよい。
すなわち、Lowブレーキ32を締結し、Highクラッチ33及びRevブレーキ34を解放すれば、副変速機構30の変速段は「1速」状態となる。Highクラッチ33を締結し、Lowブレーキ32及びRevブレーキ34を解放すれば、副変速機構30の変速段は1速よりも変速比が小さな「2速」状態となる。また、Revブレーキ34を締結し、Lowブレーキ32及びHighクラッチ33を解放すれば、副変速機構30の変速段は「後進」状態となる。以下、副変速機構30が「1速」状態のときを「低速モード」といい、副変速機構30が「2速」状態のときを「高速モード」という。
図3は、変速機コントローラの記憶装置に格納される変速マップの一例を示す。以下、図3に基づき、変速マップによる変速制御構成を説明する。
この「到達スルー変速比」は、当該運転状態でスルー変速比が最終的に到達すべき目標値である。そして、変速機コントローラ12は、スルー変速比を所望の応答特性で到達スルー変速比に追従させるための過渡的な目標値である「目標スルー変速比」を設定し、バリエータ20及び副変速機構30を制御して、実スルー変速比を目標スルー変速比に一致(追従)させる「協調変速」を実施する。
そして、目標副変速比を算出したら、この算出した目標副変速比で目標スルー変速比を除算し、この除算値をバリエータ20の目標変速比(以下、「目標バリエータ変速比」という)に設定し、バリエータ20の変速比を目標バリエータ変速比に一致(追従)させるバリエータ20の変速制御を実施する。この結果、スルー変速比が目標値に追従するように、目標副変速比に応じて目標バリエータ変速比が制御される。
さらに、車速VSPは、副変速機構30の出力回転数Noutと第2ギヤ列5及び終減速装置6でのギヤ比から求められる。
なお、「A領域」とは、低速モード最Low線と高速モード最Low線によって囲まれた領域である。「B領域」とは、高速モード最Low線と低速モード最High線によって囲まれた領域である。「C領域」とは、低速モード最High線と高速モード最High線によって囲まれた領域である。
図4は、実施例1の変速機コントローラで実行される2→1ダウンシフト時変速制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、実施例1の2→1ダウンシフト時変速制御構成を表す図4の各ステップについて説明する。
ここで、モード切替要求の有無は、車速と、アクセル開度と、アクセル開速度(アクセルペダルの踏込スピード)に基づいて行う。アクセル開度が車速に応じて決まる閾値を超えると共に、アクセル開速度が予め設定された閾値を超えたらモード切替要求(副変速機構30のダウンシフト要求)が発生する。
ここで、副変速機構30のダウンシフトを行うには、まず、変速機入力トルクであるエンジン1の出力トルクを上昇させる。次に、締結状態のHighクラッチ33の締結容量を低下させて、Highクラッチ33をスリップ締結状態にする。この結果、副変速機構30の入力回転数(=バリエータ出力回転数)が徐々に上昇し、副変速機構30の変速比が上昇(ロー側に変化)していく。そして、副変速機構30の入力回転数が目標回転数まで上昇したら、回転数は維持しつつ、Lowブレーキ32の締結容量を上昇させながらHighクラッチ33を解放する。これにより、副変速機構30によって得られる駆動力が上昇していく。そして、Lowブレーキ32とHighクラッチ33の掛け替えが終了すれば、副変速機構30のダウンシフトが完了する。
なお、Highクラッチ33をスリップ締結状態にしたことで副変速機構30の入力回転数(=バリエータ出力回転数)が上昇していく期間、つまり副変速機構30の変速比を上昇変化させる期間をイナーシャフェーズという。また、Lowブレーキ32の締結容量を上昇させることで、副変速機構30によって得られる駆動力が上昇していく期間をトルクフェーズという。
ここで、「Dレシオ」とは、モード切替要求発生前の到達スルー変速比と、モード切替要求発生後の到達スルー変速比との変速比差である。また、「第1閾値」は、バリエータ20の変速比が「協調変速」実施時の値に設定されるとドライバーにヘジテーションを与えるか否か、を基準に任意に設定される値である。例えば、副変速機構30における変速比差(1速時副変速比と2速時副変速比との差)と同等の値に設定される。
ここで、「2速時目標副変速比」とは、副変速機構30が2速状態のとき(ダウンシフト前)の目標変速比である。これに対し、副変速機構30のダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中の目標副変速比は、副変速機構30の入力回転数が上昇することで、2速時目標副変速比から時々刻々と上昇(ロー側へと変化)していく。そのため、2速時目標副変速比は、ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中の目標副変速比よりも小さい値になる。
そのため、ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中の目標副変速比によって目標スルー変速比を除算して求めた値よりも、2速時目標副変速比によって目標スルー変速比を除算した場合の方が大きい値になる。これにより、目標バリエータ変速比は、「協調変速」を行うときに設定される目標バリエータ変速比(以下、『「協調変速」実施時の値』という)よりも大きい値に設定される。
ここで、バリエータ変速比の規制処理とは、アクセル開度APOから求められた要求車両Gが発生した場合、又は、ステップS5にて設定した目標バリエータ変速比が所定の上限規制値αに達した場合に、目標バリエータ変速比をその時の値に維持する処理である。すなわち、目標バリエータ変速比には上限規制値αが設けられることになり、例えば要求車両Gが発生するまで上昇し続けることが規制される。
なお、「上限規制値α」とは、バリエータ20の変速比のロー側への変化を規制する限界値である。例えば、エンジン1におけるオーバーレブ回転数等に基づいて任意に設定される。
ここで、アクセル操作の有無は、到達スルー目標変速比と目標スルー変速比との差である「目標変速比偏差」が、予め設定した第2閾値よりも大きいか否かによって判断する。ドライバーのアクセル操作が行われた場合には到達スルー変速比が変化し、到達スルー変速比と目標スルー変速比との間に差が生じる。つまり、目標変速比偏差≧第2閾値となった場合にドライバーによるアクセル操作が生じたと判断する。なお、「第2閾値」は、アクセル操作が実施されたか否かを基準に、任意に設定される値である。
このとき、バリエータ20は、ベルトスリップの生じない範囲での最大変速速度で変速(アップシフト)することを前提とする。また、これにより、バリエータ変速比は、「協調変速」実施時の値(現在の目標副変速比で目標スルー変速比を除算した値)に向かって変化していく。
ここで、「目標バリエータ変速比偏差」とは、ステップS8にて生成した目標バリエータ変速比と、「協調変速」実施時の目標バリエータ変速比(現在の目標副変速比で目標スルー変速比を除算した値)との差である。また、「第3閾値」は、バリエータ変速比が、「協調変速」実施時の値(現在の目標副変速比で目標スルー変速比を除算した値)に一致したと判断できる値であり、任意に設定される。
すなわち、このステップS11に進んだ場合には、スルー変速比が目標値に追従するように、目標副変速比に応じて目標バリエータ変速比を制御する「協調変速」が実施される。
まず、「第1比較例の制御とその作用」及び「第2比較例の制御とその作用」について説明する。続いて、実施例1の無段変速機の制御装置における「変速制御作用」を説明する。
図5は、第1比較例の制御装置において、駆動力要求時に副変速機構をダウンシフトしたときのアクセル開度・エンジントルク・目標スルー変速比・目標バリエータ変速比・目標副変速比・車両Gの各特性を示すタイムチャートである。以下、図5に基づいて、第1比較例の制御とその作用について説明する。
図6は、第2比較例の制御装置において、駆動力要求時に副変速機構をダウンシフトしたときのアクセル開度・エンジントルク・目標スルー変速比・目標バリエータ変速比・目標副変速比・車両Gの各特性を示すタイムチャートである。以下、図6に基づいて、第2比較例の制御とその作用について説明する。
図7は、実施例1の制御装置において、駆動力要求時に副変速機構をダウンシフトしたときのアクセル開度・エンジントルク・目標スルー変速比・実スルー変速比・到達目標スルー変速比・目標バリエータ変速比・目標副変速比・車両Gの各特性を示すタイムチャートである。以下、図7に基づき、実施例1における変速制御作用を説明する。
そのため、副変速機構30のダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中において、目標バリエータ変速比は、「協調変速」実施時の値(図7において破線で示す)よりもΔxだけ大きい値に設定される。つまり、この実施例1では、副変速機構30のダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中、バリエータ20の変速比は、「協調変速」実施時の値よりもロー側の値となる。
実施例1の無段変速機の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記バリエータ20が介装された駆動系に設けられ、複数の締結要素(Lowブレーキ32、Highクラッチ33)の締結及び解放によって複数の変速段を切り替え可能な有段の副変速機構30と、
変速要求時、前記バリエータ20及び前記副変速機構30によって達成される全体の変速比であるスルー変速比が目標値に追従するように、前記副変速機構30の変速比に応じて前記バリエータ20の変速比を制御する協調変速を行う変速制御手段(変速機コントローラ12)と、
を備えた無段変速機の制御装置において、
前記変速制御手段(変速機コントローラ12)は、ドライバーの駆動力要求に基づいて前記副変速機構30をダウンシフトする際、前記ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中の前記バリエータ20の変速比を、前記協調変速を行うときに設定される前記バリエータ20の変速比よりも大きい値に設定する構成とした。
これにより、ドライバーの駆動力要求に基づいて副変速機構30がダウンシフトする際、ダウンシフト初期の駆動力不足を抑制することができる。
これにより、(1)の効果に加え、目標バリエータ変速比を「協調変速」実施時の値よりも確実に大きい値に設定することができると共に、容易に算出することができる。
これにより、(1)又は(2)の効果に加え、エンジン回転数が不要に高くなりすぎることを抑制することができる。
これにより、(1)〜(3)のいずれかの効果に加え、副変速機構30のダウンシフトにおけるイナーシャフェーズにおいて、バリエータ20の変速比が「協調変速」実施時の値よりもロー側の値に設定される時間を長く確保することができ、駆動力不足をより確実に抑制することができる。
これにより、(4)の効果に加え、目標バリエータ変速比を「協調変速」実施時の値に戻すことで生じる車両Gの変動を、アクセル操作に伴って目標スルー変速比が変化することで生じる車両G変動に紛れさせることができ、ドライバーへの違和感を低減することができる。
実施例2は、副変速機構のダウンシフトにおけるイナーシャフェーズが完了した時点で、バリエータの変速比を「協調変速」を行うときに設定される値に戻す例である。
なお、ステップS1〜ステップS5及びステップS10,ステップS11については、実施例1と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
ここで、「閾値時間」は、イナーシャフェーズの完了時点で目標バリエータ変速比を「協調変速」実施時の値に一致させるために、バリエータ20のアップシフトを開始するタイミングである。バリエータ20を上限変速速度でアップシフトさせて、イナーシャフェーズの完了時点で目標バリエータ変速比が「協調変速」実施時の値に一致するように逆算して求める。
なお、目標バリエータ変速比を「協調変速」実施時の値に戻すことで、バリエータ20で得られる駆動力が変化し、車両Gに変動(突き上げショック)が生じる。
この結果、副変速機構30のダウンシフトにおけるトルクフェーズ以降でのバリエータ20のアップシフトの実施を防止し、運転者へ違和感を与えることを抑制できる。
一方、目標バリエータ変速比を「協調変速」実施時の値に一致させるためには、バリエータ20をアップシフトさせる必要がある。このバリエータ20のアップシフトが、副変速機構30のダウンシフトにおけるイナーシャフェーズの完了時点で完了していなければ、トルクフェーズ中にバリエータ20のアップシフトが行われることになる。そのため、ドライバーが駆動力を要求しているにも拘らず、バリエータ20ではアップシフトが行われて、バリエータ20にて得られる駆動力は低下する。これにより、ドライバーに違和感を与えることになる。
したがって、副変速機構30のダウンシフトにおけるイナーシャフェーズが完了時点でバリエータ20のアップシフトを完了させることで、ドライバーへ違和感を与えることが防止できる。
実施例2の無段変速機の制御装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
これにより、バリエータ20の変速比を、「協調変速」実施時の値よりも大きい値(ロー側の値)に設定する時間を最大限確保しつつ、トルクフェーズ以降のバリエータ20のアップシフトを防止して、ドライバーへ違和感を与えることが防止できる。
この場合であっても、副変速機構30のダウンシフトにおけるトルクフェーズ以降でのバリエータ20のアップシフトの実施を防止し、運転者へ違和感を与えることを抑制できる。
このように、目標バリエータ変速比を「協調変速」実施時の値に戻すタイミングをドライバーの要求駆動力の大きさに応じて決めることで、ドライバーの要求駆動力と実際に車両に伝達される駆動力との乖離を抑制することができ、車両Gがアクセル開度等から求められる要求車両Gと異なっていても、ドライバーへの違和感を緩和することができる。
なお、「要求車両G」は、ドライバーからの駆動力要求に応じて、駆動力の要求時点(アクセル開度APOの変化時点)から所定時間後の目標車両加速度である。この「所定時間」は、アクセル開度APOの変化速度(アクセルペダルの踏込速さ)が大きいほど短く設定される。
4 無段変速機(変速機)
7 駆動輪
12 変速機コントローラ(変速制御手段)
20 バリエータ(無段変速機構)
21 プライマリプーリ
22 セカンダリプーリ
23 Vベルト
30 副変速機構(有段変速機構)
32 Lowブレーキ(摩擦締結要素)
33 Highクラッチ(摩擦締結要素)
Claims (7)
- 走行駆動源と駆動輪の間に介装され、変速比を無段階に変更可能なバリエータと、
前記バリエータが介装された駆動系に設けられ、複数の締結要素の締結及び解放によって複数の変速段を切り替え可能な有段の副変速機構と、
変速要求時、前記バリエータ及び前記副変速機構によって達成される全体の変速比であるスルー変速比が目標値に追従するように、前記副変速機構の変速比に応じて前記バリエータの変速比を制御する協調変速を行う変速制御手段と、
を備えた無段変速機の制御装置において、
前記変速制御手段は、ドライバーの駆動力要求に基づいて前記副変速機構をダウンシフトする際、前記ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中の前記バリエータの変速比を、前記協調変速を行うときに設定される前記バリエータの変速比よりも大きい値に設定する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1に記載された無段変速機の制御装置において、
前記変速制御手段は、前記ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中の前記バリエータの変速比を、前記ダウンシフト前の前記副変速機構の変速比で前記スルー変速比を除算した値に設定する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された無段変速機の制御装置において、
前記変速制御手段は、前記ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズ中の前記バリエータの変速比に対して上限規制値を設ける
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された無段変速機の制御装置において、
前記変速制御手段は、前記ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズが完了した後の前記バリエータの変速比を、前記協調変速を行うときに設定される前記バリエータの変速比よりも大きい値に設定する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項4に記載された無段変速機の制御装置において、
前記変速制御手段は、前記ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズが完了した後に前記ドライバーのアクセル操作が生じたら、前記バリエータの変速比を、前記協調変速を行うときに設定される値に戻す
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された無段変速機の制御装置において、
前記変速制御手段は、前記ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズが完了するまでに、前記バリエータの変速比を、前記協調変速を行うときに設定される値に戻す
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。 - 請求項6に記載された無段変速機の制御装置において、
前記変速制御手段は、前記ダウンシフトにおけるイナーシャフェーズが完了した時点で、前記バリエータの変速比を、前記協調変速を行うときに設定される値に戻す
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
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2015
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