JP3430874B2 - 無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents
無段変速機の油圧制御装置Info
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Description
れる無段変速機、特に無段変速機の油圧制御装置の改良
に関するものである。
式の無段変速機が知られており、このような無段変速機
の油圧制御装置としては、例えば、本願出願人が提案し
た特願平8−63100号などがある。
基づいて可変制御するプライマリプーリ16とセカンダ
リプーリ26をVベルト24で連結したもので、図示し
ないエンジンに連結されたプライマリプーリ16はシリ
ンダ室20を備え、変速リンク67を介してステップモ
ータ64に駆動される変速制御弁63からシリンダ室2
0に加わる油圧に応じて溝幅を変更することで変速比を
連続的に変更し、セカンダリプーリ26はシリンダ室3
2に加わる油圧に応じてVベルト24の狭持圧力が制御
され、一対の可変プーリとVベルト24の接触摩擦力に
応じて駆動力の伝達が行われる。
のシリンダ室32には、エンジンに駆動される油圧ポン
プ80からの圧油を、ライン圧レギュレータ60によっ
て調圧したライン圧PLが供給され、このライン圧PL
に基づいて上記接触摩擦力が設定される。
来の無段変速機の油圧制御装置にあっては、一対の可変
プーリによってVベルトを狭持し、その接触摩擦力によ
って動力の伝達を行うため、従来からの遊星歯車式自動
変速機に比して油圧ポンプ80の固有吐出量が大きく設
定されるため、エンジンの始動時にはライン圧レギュレ
ータ60が調圧を開始してライン圧PLが所定の設定値
に調整されるまでの間、図8に示すように、ライン圧P
Lのオーバーシュートが発生し、このオーバーシュート
は作動油の粘性が大きくなる低温時により顕著になる。
このとき、プライマリプーリ16側は変速制御弁63を
閉弁しておくことで、オーバーシュートによる油撃(オ
イルハンマー)を防止することができるが、セカンダリ
プーリ26側のシリンダ室32は直接ライン圧回路、す
なわちライン圧レギュレータ60と連通する構造となっ
ているため、エンジン始動時にはオーバーシュートによ
る油撃がシリンダ室32へ作用することになり、セカン
ダリプーリ26の可動円錐板が軸方向に押されて、プー
リのシャフトに生じる撓み等がエンジン始動のたびに繰
り返されて耐久性を低下させる場合があった。
れたもので、エンジン始動時に発生するライン圧のオー
バーシュートを抑制して無段変速機の耐久性を確保する
ことを目的とする。
介して連結された一対の可変プーリからなる無段変速機
と、これら可変プーリにそれぞれ配設されて、溝幅を変
更可能な第1及び第2のシリンダ室と、エンジンに駆動
されて油圧を供給する油圧供給手段と、油圧供給手段か
らの油圧を所定のライン圧に調整するとともに、このラ
イン圧を常時前記第2シリンダ室へ供給するライン圧制
御手段と、前記ライン圧制御手段と第1シリンダ室との
間に介装されて、ライン圧の供給を受けるとともにアク
チュエータに駆動されてライン圧に基づく油圧を前記第
1シリンダ室へ供給する変速制御弁と、車両の運転状態
に基づいて前記アクチュエータを駆動し、変速制御弁か
らの油圧に応じて変速比を無段階に可変制御する制御手
段とを備えた無段変速機の油圧制御装置において、エン
ジンの始動及び停止を検出する機関状態検出手段と、こ
の機関状態検出手段がエンジンの停止を検出したとき
に、前記ライン圧制御手段と第1シリンダ室が連通状態
で前記変速制御弁を停止させる停車時開弁維持手段と、
前記機関状態検出手段がエンジンの始動を検出したとき
に、エンジン始動開始から所定時間だけ停車時開弁維持
手段で設定されたライン圧制御手段と第1シリンダ室の
連通状態を維持する油撃抑制手段とを備える。
の発明において、前記停車時開弁維持手段は、変速制御
弁を全開位置未満の所定の開弁量に設定することを特徴
とする。
の発明において、前記油撃抑制手段は、油温を検出する
油温センサを備え、検出油温が所定の温度範囲にある場
合のみ、ライン圧制御手段と第1シリンダ室の連通状態
を維持する一方、そうでない場合には変速制御弁の閉弁
位置へアクチュエータを駆動する。
の発明において、前記機関状態検出手段は、イグニッシ
ョンキーがOFFかつ車速が所定値未満のときにのみエ
ンジンの停止を検出する。
停止時には、設定された変速比に関わらず変速制御弁が
開弁した状態を維持して停車する。そして、次回の始動
時では、エンジンが始動してから所定時間の間だけ変速
制御弁の開弁状態を維持した後に通常の変速制御に移行
するため、エンジン始動直後では、エンジン回転数の急
増に伴って油圧供給手段の吐出流量が急増し、ライン圧
制御手段の調圧が開始される以前のライン圧は、所定の
設定値を超えようとするが、変速制御弁が開弁している
ため第2シリンダ室に加えて第1シリンダ室にも圧油が
流入し、第1シリンダ室はエンジン始動直後の所定時間
だけアキュームレータとして作用することになり、ライ
ン圧制御手段の調圧が開始されるまでの間に、前記従来
例のようなライン圧のオーバーシュートが発生するのを
確実に防止でき、油撃による第2シリンダ室側の可変プ
ーリに加わる衝撃を低減して、無段変速機の耐久性を確
保することができる。
変速制御弁を全開位置未満の所定の開弁量に設定するこ
とで、油撃を抑制した後に開始される変速制御のためア
クチュエータを原点位置へ復帰させる初期化の際に、変
速制御弁が閉弁するまでのアクチュエータの駆動量を低
減して応答性を向上させることができ、迅速に通常の変
速比制御へ移行することができる。
囲にある場合のみ、エンジン始動直後の所定時間だけ変
速制御弁の開弁状態を維持することで、油圧供給手段か
らの吐出流量が低下する極低油温時や高油温時等の所定
の温度範囲以外の場合には、変速制御弁を閉弁すること
で、第1シリンダ室がアキュームレータとして作用する
ことはなく、ライン圧系の容量を低減してライン圧の立
ち上がりが遅延するのを防止することができる。
がOFFかつ車速が所定値未満のときにのみエンジンの
停止を検出するようにしたため、走行中に運転者の誤操
作に等よってイグニッションキーがOFFになっても、
変速制御弁が運転状態に関わらず開弁することはなく、
通常の変速制御を行うことができる。
図面に基づいて説明する。
図1はVベルト式無段変速機の概略構成図を示し、図2
は油圧コントロールバルブ3の要部回路図を、図3は変
速制御弁の概念図をそれぞれ示す。
ップクラッチ11を備えたトルクコンバータ12を介し
て図示しないエンジンに連結されており、一対の可変プ
ーリとして入力軸側のプライマリプーリ16と、駆動軸
(出力軸)に連結されたセカンダリプーリ26を備え、
これら一対の可変プーリ16、26はVベルト24によ
って連結されている。
トの接触摩擦力は、CVTコントロールユニット1から
の指令に応動するライン圧ソレノイド4及びステップモ
ータ64を備えた油圧コントロールバルブ3によって制
御される。
は、トルクコンバータ12の出力軸と一体となって回転
する固定円錐板18と、固定円錐板18と対向配置され
てV字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプ
ーリシリンダ室20(第1シリンダ室)へ作用する変速
制御弁63からの油圧によって軸方向へ変位可能な可動
円錐板22から構成される。
設けられており、この出力軸と一体となって回転する固
定円錐板30と、この固定円錐板30と対向配置されて
V字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプー
リシリンダ室32(第2シリンダ室)へ常時作用するラ
イン圧PLに応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板34
から構成される。なお、プライマリプーリシリンダ室2
0は、セカンダリプーリシリンダ室32よりも大きな受
圧面積を有している。
ルクコンバータ12を介して無段変速機17へ入力さ
れ、プライマリプーリ16からVベルト24を介してセ
カンダリプーリ26へ伝達される。
プーリ16の可動円錐板22及びセカンダリプーリ26
の可動円錐板34を軸方向へ変位させて、Vベルト24
との接触半径を変更することにより、プライマリプーリ
16とセカンダリプーリ26との変速比、すなわち変速
比を連続的に変更することができる。
ーリ溝の幅を拡大すれば、セカンダリプーリ26とVベ
ルト24の接触半径は大きくなるので、変速比はLo側
へ大きくなる一方、可動円錐板22及び34をこの逆方
向へ変位させれば変速比はHi側に変化して小さな値に
設定される。
ルト24の接触摩擦力は油圧コントロールバルブ3によ
って制御され、この油圧コントロールバルブ3には、図
2に示すように、ライン圧を制御するライン圧ソレノイ
ド4と変速制御弁63を介してプライマリプーリシリン
ダ室20の油圧を制御するアクチュエータとしてのステ
ップモータ64が配設される。
るライン圧制御系は、ライン圧ソレノイド4を主体に構
成され、このライン圧ソレノイド4は通電遮断時に開弁
するノーマル・アプライのものが採用されてCVTコン
トロールユニット1からの指令信号によってDuty制
御される。そして、ライン圧ソレノイド4をノーマル・
アプライとすることで、通電遮断時に最大のライン圧を
供給するフェイルセーフを構成している。
ては、本願出願人が提案した特願平8−31954号等
と同様であり、スロットル開度TVO(またはアクセル
ペダル開度)とエンジン回転数Neから推定したエンジ
ントルクTeに基づいて推定した無段変速機17の入力
トルクTinからライン圧PLの指令値を求めるもの
で、得られたライン圧指令値に応じたDuty比でライ
ン圧ソレノイド4が駆動される。
ィファイア62からの油圧をCVTコントロールユニッ
ト1からのDuty比に応じてパイロット弁61側へド
レンする、そして、ライン圧レギュレータ60(ライン
圧制御手段)は、前記従来例と同じくエンジンに駆動さ
れる油圧ポンプ80(油圧供給手段)からの油圧を、パ
イロット弁61に加わる油圧に応じたライン圧PLに設
定するのである。
6のシリンダ室32と変速制御弁63に供給されて、シ
リンダ室32に供給されるライン圧PLに応じてVベル
ト24の接触摩擦力が可変制御される。
プーリ26の変速比は、CVTコントロールユニット1
からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ
64及び変速リンク67によって制御され、ステップモ
ータ64に応動する変速リンク67の変位に応じて変速
制御弁63のスプール63aが駆動され、変速制御弁6
3に供給されたライン圧PLが調整されて、プライマリ
プーリ16の溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定
するのである。
63は、スプール63aの変位によってシリンダ室20
と連通するプライマリポート63Pが、ライン圧回路と
連通したライン圧ポート63Lまたは図示しないタンク
と連通したタンクポート63Tに、選択的に連通するこ
とでプライマリプーリ16のシリンダ室20の油圧が制
御され、可動円錐板22の軸方向位置、すなわち、溝幅
が油圧に基づいた値となって変速比が設定される。
は、無段変速機17のプライマリプーリ16の回転数N
priを検出するプライマリプーリ回転数センサ6、セカ
ンダリプーリ26の回転数Nsecを検出するセカンダリ
プーリ回転数センサ7からの信号と、インヒビタースイ
ッチ8からのセレクト位置と、運転者が操作するアクセ
ルペダルの踏み込み量に応じたスロットル開度センサ5
からのスロットル開度TVO(または、アクセルペダル
の開度)、油温センサ81から無段変速機17の油温T
fを読み込んで変速比やVベルト24の接触摩擦力を可
変制御するとともに、エンジン停止後に次回の始動に備
えて変速制御弁63のスプール3aの位置を制御する一
方、エンジンの始動時には無段変速機17の油温Tfに
応じてライン圧PLのオーバーシュートを抑制する制御
を実行する。なお、変速比制御については、本願出願人
が提案した特願平8−63100号等と同様であり、セ
カンダリプーリ回転数Nsecに所定の定数を乗じて求め
た車速VSPとスロットル開度TVOに応じて変速比が
決定される。
油圧制御の一例について、図4、図5のフローチャート
を参照しながら詳述する。なお、図4のフローチャート
はイグニッションキーをOFFにしたエンジン停止時に
実行される制御を示し、図5のフローチャートはイグニ
ッションキーをONにしてエンジンを始動したときに実
行される制御を示す。
キーをOFFにした場合の制御では、図4に示すよう
に、ステップS1において、エンジン回転数Neとステ
ップモータ64の駆動位置STPを読み込む。この駆動
位置STPは、CVTコントロールユニット1がステッ
プモータ64へ指令したパルスの値で表される。なお、
エンジン回転数Neは図示しないクランク角センサ等か
ら読み込む。
Neが所定値未満になっていればエンジンが停止したと
判定してステップS3へ進む一方、そうでない場合には
ステップS1へ戻る。
み込んだステップモータ64の駆動位置STPに基づく
プライマリポート63Pの開口量が所定値以上にあるか
否かを判定する。プライマリポート63Pの開口量が所
定値以上にあればそのまま処理を終了する一方、開口量
が所定値未満の場合にはステップS4へ進んで、図3に
示すように、プライマリポート63Pが所定量Xだけ開
口する所定のシャットダウン位置STP1までステップ
モータ64を駆動してから処理を終了する。なお、プラ
イマリポート63aの開口量Xは、スプール63aの軸
方向の距離で設定され、この開口量Xは全開未満の所定
値に設定されて、例えば、数mm等の微小な開口量に設定
される。
OFFにしたエンジン停止後には、変速制御弁63のス
プール63aは、プライマリポート63Pを所定量X以
上開口した状態を維持して停止する。なお、停車時には
変速比制御によって、変速比は最Lo位置に設定された
状態でプライマリプーリ16及びセカンダリプーリ26
は回転を停止しているため、スプール63aの位置と変
速比の関係がずれた状態で停車することになる。
ンジンを始動したときに実行される制御について、図5
を参照しながら詳述する。
SP、エンジン回転数Neを読み込んでから、ステップ
S12で油温Tfが所定の極低温状態、例えば、−30
℃未満にあるか否かを判定する。そして、極低温状態に
あれば、ステップS13でステップモータ64を4相励
磁等により所定時間(例えば、10秒間)暖機してから
ステップS14へ進む。
み込んだ車速VSPが、所定の極低速状態、例えば、3
Km/h未満であれば停車状態と判定してステップS15の
処理へ進む一方、そうでない場合には制御を行わずに終
了する。
み込んだエンジン回転数Neが所定値(例えば、アイド
ル回転数)以上であるか否かによって、エンジンの始動
を検知し、エンジンの始動が検出されるとステップS1
6で、読み込んだ無段変速機17の油温Tfが所定の温
度範囲にあるか否かを判定し、所定の温度範囲にある場
合はステップS17へ進んで、ライン圧PLのオーバー
シュートを抑制する制御を行う一方、そうでない場合に
は、ステップS18へ進んで、エンジン始動後の初期化
処理を実施する。
−20℃から50℃に設定されており、油温Tfが−2
0℃未満等の極低温時では、作動油の粘性が極度に増大
するため油圧ポンプ80が作動油を円滑に吸い込めない
ので、ライン圧PLのオーバーシュートも発生しない。
また、油温Tfが50℃を超える高油温時では、作動油
の粘性が極度に低下して油圧ポンプ80からの吐出流量
も減少するので、ライン圧PLのオーバーシュートも発
生しない。したがって、油圧ポンプ80から所定の流量
が確保可能な温度範囲であれば、次の、ステップS17
の処理が実行される。
64の初期位置、すなわち、停車時の位置を所定時間、
例えば、1秒間だけ維持した後に、ステップS18へ進
んでエンジン始動後の初期化処理を実施する。
モータ64の初期位置の設定、すなわち、ステップモー
タ64を原点位置(最Lo位置)へ駆動することであ
り、停車時には、上記したように変速比が最Loに設定
される一方、上記図4の停車時処理によって、プライマ
リポート63Pが所定量X以上開口した状態となって、
ステップモータ64の駆動位置STPと変速比の関係が
ずれた状態となっているため、この初期化処理によっ
て、ステップモータの駆動位置STPと変速比の関係を
一致させるのである。そして、この初期化処理によっ
て、スプール63aはプライマリポート63Pを封止す
ることになる。
とによって、油温Tfが所定の温度範囲にあれば、エン
ジンが始動した直後の所定時間だけ、停車時に設定した
開口量X以上で、変速制御弁63のプライマリポート6
3Pはライン圧回路、すなわち、セカンダリプーリシリ
ンダ室32及びライン圧レギュレータ60と連通するこ
とになる。
後であるため、エンジン回転数Neの急増に伴って油圧
ポンプ80の吐出流量が急増し、ライン圧レギュレータ
60の調圧が開始される以前のライン圧PLは、図6に
示すように、所定の設定値を超えようとするが、プライ
マリポート63Pがエンジン始動直後の所定時間だけ開
口量Xを維持するため、上昇しようとするライン圧PL
は変速制御弁63を介してプライマリプーリ16のシリ
ンダ室20へ流入する。
ンダ室20は、図6に示すように、エンジン始動直後の
所定時間だけアキュームレータとして作用することにな
り、ライン圧レギュレータ60の調圧が開始されるまで
の間に、前記従来例のようなライン圧PLのオーバーシ
ュートが発生するのを確実に防止でき、油撃によるセカ
ンダリプーリ26に加わる衝撃を低減して、無段変速機
の耐久性を確保することができるのである。
速制御弁63の開弁維持は、エンジン始動時にライン圧
PLのオーバーシュートが発生する油温Tfの所定範囲
のみにおいて行われるため、油圧ポンプ80の吐出流量
が低下する極低油温時や高油温時には、プライマリポー
ト63PはステップS18の初期化処理で封止されるた
め、プライマリプーリシリンダ室20が、アキュームレ
ータとして作用することはなく、ライン圧PLの立ち上
がりが遅延するのを防止することができる。
63Pの開口量Xは、全開未満の所定値、好ましくは、
微小開弁量とすることで、ステップS18の初期化処理
で変速制御弁63が閉弁するまでのステップモータ64
の駆動量を低減して応答性を向上させることができ、ス
テップモータ64の初期化を迅速に行うことができる。
両の走行中にはステップモータ64の固定を回避するよ
うにしたため、運転者の誤操作によって、走行中にイグ
ニッションキーがON、OFFされても通常の変速制御
を行うことができるのである。
持するプライマリポート63Pの開口量Xを全開未満の
所定値としたが、ライン圧PLのオーバーシュートを防
止するだけであれば、全開位置であっても良い。
機の概略構成図。
ン停止時の処理を示すフローチャート。
ッションキーON時の処理を示すフローチャート。
グラフ。
図。
圧と時間の関係を示すグラフ。
Claims (5)
- 【請求項1】ベルトを介して連結された一対の可変プー
リからなる無段変速機と、 これら可変プーリにそれぞれ配設されて、溝幅を変更可
能な第1及び第2のシリンダ室と、 エンジンに駆動されて油圧を供給する油圧供給手段と、 油圧供給手段からの油圧を所定のライン圧に調整すると
ともに、このライン圧を常時前記第2シリンダ室へ供給
するライン圧制御手段と、前記ライン圧制御手段と第1シリンダ室との間に介装さ
れて、 ライン圧の供給を受けるとともにアクチュエータ
に駆動されてライン圧に基づく油圧を前記第1シリンダ
室へ供給する変速制御弁と、 車両の運転状態に基づいて前記アクチュエータを駆動
し、変速制御弁からの油圧に応じて変速比を無段階に可
変制御する制御手段とを備えた無段変速機の油圧制御装
置において、 エンジンの始動及び停止を検出する機関状態検出手段
と、 この機関状態検出手段がエンジンの停止を検出したとき
に、前記ライン圧制御手段と第1シリンダ室が連通状態
で前記変速制御弁を停止させる停車時開弁維持手段と、 前記機関状態検出手段がエンジンの始動を検出したとき
に、エンジン始動開始から所定時間だけ停車時開弁維持
手段で設定されたライン圧制御手段と第1シリンダ室の
連通状態を維持する油撃抑制手段とを備えたことを特徴
とする無段変速機の油圧制御装置。 - 【請求項2】前記停車時開弁維持手段は、前記ライン圧
制御手段と第1シリンダ室が連通する位置にないとき、
連通位置へ前記変速制御弁が移動するようにアクチュエ
ータを駆動することを特徴とする請求項1に記載の無段
変速機の油圧制御装置。 - 【請求項3】 前記停車時開弁維持手段は、変速制御弁
を全開位置未満の所定の開弁量に設定することを特徴と
する請求項1または請求項2に記載の無段変速機の油圧
制御装置。 - 【請求項4】 前記油撃抑制手段は、油温を検出する油
温センサを備え、検 出油温が所定の温度範囲にある場合
のみ、ライン圧制御手段と第1シリンダ室の連通状態を
維持する一方、そうでない場合には変速制御弁の閉弁位
置へアクチュエータを駆動することを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の無段変速機の油圧制御装置。 - 【請求項5】 前記機関状態検出手段は、イグニッショ
ンキーがOFFかつ車速が所定値未満のときにのみエン
ジンの停止を検出することを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の無段変速機の油圧制御装置。
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