JP3517249B2 - ロックアップトルコン付無段変速機の変速制御装置 - Google Patents

ロックアップトルコン付無段変速機の変速制御装置

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JP3517249B2 JP16734791A JP16734791A JP3517249B2 JP 3517249 B2 JP3517249 B2 JP 3517249B2 JP 16734791 A JP16734791 A JP 16734791A JP 16734791 A JP16734791 A JP 16734791A JP 3517249 B2 JP3517249 B2 JP 3517249B2
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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、自動車等の車両の駆動
系に、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ
(または流体継手)とベルト式無段変速機とを組合わせ
て搭載した無段変速機の変速制御装置に関し、詳しく
は、ロックアップOFFのコンバータ作動時の変速制御
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にロックアップクラッチを備えたト
ルクコンバータを用いた駆動系では、発進時にロックア
ップOFFしてトルクコンバータ作動し、円滑に発進走
行すると共に、トルク増幅作用を利用して発進性能を強
化する。また、発進後にカップリング領域になるとロッ
クアップONし、トルクコンバータの動力損失を消失し
て動力性能、燃費等を向上するように制御される。ま
た、無段変速機の変速制御において、各運転状態に応じ
た目標プライマリプーリ回転数を設定し、この目標プラ
イマリプーリ回転数に基づいて目標変速比等の目標値を
算出し、実際のプライマリプーリ回転数、変速比等の実
際値を目標値に追従するように制御する方式が、既に本
件出願人により提案されている。
【0003】ところで、上述のようにロックアップO
N、OFF制御される場合において、無段変速機の目標
値が一義的に設定されていると、種々の不具合を生じる
ことが判明した。即ち、ロックアップOFFのコンバー
タ作動時にはトルクコンバータにおいて任意にスリップ
しているため、エンジントルクのバラツキ、油温変化等
によりエンジン回転数が変化して、常にエンジン回転数
を最適に制御することは難しい。従って、このロックア
ップOFF時に目標値がONの場合と同様に設定されて
いると、エンジン回転数がプライマリプーリ回転数より
大きく上昇することがあり、この場合にはスリップが大
きくて走行性、燃費等を悪化する。このことから、ロッ
クアップOFF時においては、無段変速機の変速制御に
おいて、エンジン回転数の上昇を適正化するように目標
値を補正することが望まれる。
【0004】従来、上記ロックアップトルコン付無段変
速機の制御に関しては、例えば特開昭63−19262
9号公報の先行技術がある。ここで、ロックアップクラ
ッチONの際に、目標入力側回転数を流体動力伝達手段
の入力側の回転数と一致するように補正し、変速時のエ
ンジン回転数の急激な低下によるショックを防止するこ
とが示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記先行技術
のものにあっては、ロックアップON時の制御であり、
ロックアップOFFのコンバータ作動時に同様に制御す
ると、トルクコンバーの機能を全く失うことになる。
このため、ロックアップOFF時にはON時と異なる補
正を行うことが必要になる。
【0006】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、ロックアップOFFのコンバータ作動時において、
無段変速機の変速制御の目標値を適正に補正してエンジ
ン回転数の上昇を抑え走行性、燃費等を向上することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、無段変速機の入力側にロックアップクラッ
チを備えたトルクコンバータを組合わせたロックアップ
トルコン付無段変速機の変速制御装置であって少なく
ともエンジン負荷信号に基づき上記無段変速機の入力軸
回転数の目標値を設定し、目標値に実際値を追従させ
て変速比を制御する上記変速制御装置において、上記変
速制御装置は、上記ロックアップクラッチがOFF状態
での走行時に、エンジン回転数と入力軸回転数との回転
差に、走行状態に応じた少なくともエンジン負荷と車速
に対する減関数として設定される補正係数を乗じて補正
量を算出する補正量算出手段と、上記目標値を上記補正
量で補正する補正手段とを備えるものである。
【0008】
【作用】上記構成に基づき、ロックアップクラッチがO
FF状態での走行時に、エンジン回転数と入力軸回転数
との回転差と、走行状態に応じた少なくともエンジン負
荷と車速信号に基づく補正係数とで補正量を設定し、設
定された補正量で入力軸回転数の目標値を補正すること
で、例えばエンジン回転数が必要以上に上昇する場合に
は、アップシフトの変速開始が早まって入力軸回転数の
上昇が促進され逆にエンジン回転数の上昇が抑えられる
のであり、また、入力軸回転数の方が高くなるとダウン
シフト方向に変速し、エンジン回転数の上昇を促す。こ
うして両者が常に適正な関係を保ってコンバータ作動す
るように補正制御されるようになる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2において、ロックアップトルコン付無段変速
機の駆動系の概略について述べる。符号1はエンジンで
あり、クランク軸2がトルクコンバータ装置3、前後進
切換装置4、無段変速機5及びディファレンシャル装置
6に順次伝動構成される。
【0010】トルクコンバータ装置3は、クランク軸2
がドライブプレート10を介してコンバータカバー11
及びトルクコンバータ12のポンプインペラ12aに連
結する。トルクコンバータ12のタービンランナ12b
はタービン軸13に連結し、ステータ12cはワンウエ
イクラッチ14により案内されている。タービンランナ
12bと一体的なロックアップクラッチ15は、ドライ
ブプレート10に係合または解放可能に設置され、エン
ジン動力をトルクコンバータ12またはロックアップク
ラッチ15のいずれか一方を介して伝達する。
【0011】前後進切換装置4は、ダブルピニオン式プ
ラネタリギヤ16を有し、サンギヤ16aにタービン軸
13が入力し、キャリア16bからプライマリ軸20へ
出力する。そしてサンギヤ16aとキャリア16bとの
間にフォワードクラッチ17を、リングギヤ16cとケ
ースとの間にリバースブレーキ18を有し、フォーワー
ドクラッチ17の係合でプラネタリギヤ16を一体化し
てタービン軸13とプライマリ軸20とを直結する。ま
た、リバースブレーキ18の係合でプライマリ軸20に
逆転した動力を出力し、フォワードクラッチ17とリバ
ースブレーキ18の解放でプラネタリギヤ16をフリー
にする。
【0012】無段変速機5は、プライマリ軸20に油圧
シリンダ21を有するプーリ間隔可変式のプライマリプ
ーリ22が、セカンダリ軸23にも同様に油圧シリンダ
24を有するセカンダリプーリ25が設けられ、プライ
マリプーリ22とセカンダリプーリ25との間に駆動ベ
ルト26が巻付けられる。ここで、プライマリシリンダ
21の方が受圧面積が大きく設定され、そのプライマリ
圧により駆動ベルト26のプライマリプーリ22,セカ
ンダリプーリ25に対する巻付け径の比率を変えて無段
変速するようになっている。
【0013】ディファレンシャル装置6は、セカンダリ
軸23に一対のリダクションギヤ27を介して出力軸2
8が連結し、この出力軸28のドライブギヤ29がファ
イナルギヤ30に噛合う。そしてファイナルギヤ30の
差動装置31が、車軸32を介して左右の車輪33に連
結している。一方、無段変速機制御用の油圧源を得るた
め、トルクコンバータ12に隣接してオイルポンプ34
が配設され、このオイルポンプ34がポンプドライブ軸
35によりコンバータカバー11に連結して、常にエン
ジン動力により駆動するようになっている。
【0014】次に、油圧制御系について説明する。先
ず、オイルパン40と連通するオイルポンプ34からの
油路41が、比例電磁リリーフ弁のライン圧制御弁50
に連通する。そして、比例ソレノイド51に制御ユニッ
ト70からソレノイド電流Isが入力すると、ポンプ吐
出圧を調圧して所定のライン圧Psを生じ、このライン
圧Psが油路42によりセカンダリシリンダ24に常に
供給されて、伝達トルク等に応じたプーリ押付け力を付
与する。ライン圧Psは油路43を介して、比例電磁減
圧弁の変速制御弁52に導かれる。そして、比例ソレノ
イド53に制御ユニット70からのソレノイド電流Ip
が入力すると、油路44によりプライマリシリンダ21
にプライマリ圧Ppを作用し、このプライマリ圧Ppよ
りベルト26を移行して変速制御するようになってい
る。
【0015】また、トルクコンバータ、ロックアップク
ラッチの油圧制御系について説明すると、上記ライン圧
制御弁50のドレン側油路45がレギュレータ弁54に
連通して所定の作動圧PL に調圧される。そして、作動
圧油路46とセカンダリ圧油路42から分岐した油路4
7がマニアル弁55に連通し、Dレンジでは油路49a
により作動圧PL をフォーワードクラッチ17に供給し
て係合し、Rレンジでは油路49bによりライン圧Ps
をリバースブレーキ18に供給して係合し、P、Nのレ
ンジではフォワードクラッチ17とリバースブレーキ1
8を排油する。また、作動圧油路46はロックアップ制
御弁56とその制御用ソレノイド弁57に連通し、ロッ
クアップ制御弁56から油路48aを介してロックアッ
プクラッチ15のリリース側に、油路48bを介してロ
ックアップクラッチ15のアプライ側にそれぞれ連通す
る。そして、ソレノイド弁57にロックアップOFF信
号が入力すると、ロックアップ制御弁56が作動圧PL
をロックアップクラッチ15のリリース側からトルクコ
ンバータ12に供給してコンバータ作動し、ロックアッ
プON信号が入力すると、高い制御圧Pcを生じてロッ
クアップ制御弁56をロックアップクラッチ15のアプ
ライ側に切換え、ロックアップクラッチ15を係合する
ようになっている。
【0016】図1において、電子制御系について説明す
る。先ず、エンジン回転数センサ61、プライマリプー
リ回転数センサ62、セカンダリプーリ回転数センサ6
3、スロットル開度センサ64、シフト位置センサ65
を有する。
【0017】変速制御系について説明すると、制御ユニ
ット70はプライマリプーリ回転数Np、セカンダリプ
ーリ回転数Nsが入力する実変速比算出部71を有し、
実変速比iを、i=Np/Nsにより算出する。この実
変速比i、スロットル開度θ及びシフト位置は目標プラ
イマリプーリ回転数検索部72に入力し、i−θのマッ
プを用いて各運転状態に応じた目標プライマリプーリ回
転数Npdを検索する。目標プライマリプーリ回転数N
pdとセカンダリプーリ回転数Nsは目標変速比算出部
73に入力して目標変速比isを、is=Npd/Ns
により算出する。この目標変速比isは目標変速速度算
出部74に入力し、一定時間の目標変速比isの変化量
により目標変速比変化速度dis/dt を算出する。そ
して、これらの実変速比i、目標変速比is、及び目標
変速比変化速度dis/dtは、変速速度算出部75に
入力し、変速速度di/dtを以下により算出する。 di/dt=K1(is−i)+K2・dis/dt 上記式において、K1、K2は定数、(is−i)は目
標と実際の変速比偏差の制御量、dis/dtは制御系
の遅れ補正要素である。上記変速速度di/dt、実変
速比iはソレノイド電流設定部76に入力して、ソレノ
イド電流Ipをdi/dtとiの関数で設定し、このソ
レノイド電流Ipを駆動部77を介して比例ソレノイド
52に出力する。
【0018】ロックアップ制御系について説明すると、
エンジン回転数Ne 、プライマリプーリ回転数Npが入
力する速度比算出部78を有し、トルクコンバータ入、
出力側の速度比eを、e=Np/Neにより算出する。
この速度比e、目標変速比is、及びセカンダリプーリ
回転数Nsはロックアップ決定部79に入力し、ロック
アップON、OFFを判断する。即ち、速度比eに対し
てはコンバータ領域とカップリング領域を判断するため
に、設定速度比esが設定されている。そこで無段変速
機5の機構上の最大変速比2.5に対し、is<2.5
で変速開始と判断された状態において、更にe≧esの
カップリング領域と判断され、セカンダリプーリ回転数
Nsが設定値以上の走行条件の場合にロックアップON
を決定する。そして、このロックアップON、OFF信
号が駆動部80を介してソレノイド弁57に出力する。
【0019】ライン圧制御系について説明すると、スロ
ットル開度θとエンジン回転数Neが入力するエンジン
トルク算出部81を有し、トルク特性からエンジントル
クTeを求める。またトルクコンバータ12のトルク増
幅作用で無段変速機5への入力トルクが変化するのに対
応し、速度比eが入力するトルク増幅率検索部82を有
し、トルク増幅率のテーブルによりトルク増幅率αを検
索し、入力トルク算出部83で入力トルクTiを、Ti
=α・Teにより求める。
【0020】一方、実変速比iは必要ライン圧設定部8
4に入力し、単位トルク当りの必要ライン圧PLuを求
め、これと入力トルクTiが目標ライン圧設定部85に
入力して、目標ライン圧PLを、PL=PLu・Tiに
より算出する。ここで、ライン圧制御弁50の特性上エ
ンジン回転数Neによりポンプ吐出圧が変化するのに伴
いライン圧最大値PLmが変動するのを補正するため、
エンジン回転数Neと実変速比iが入力する弁特性補正
部86を有する。そして、Ne−iのマップによりライ
ン圧最大値PLmを常に一定化する。この目標ライン圧
PL、ライン圧最大値PLmはソレノイド電流設定部8
7に入力し、ライン圧最大値PLmに対する目標ライン
圧PLの割合で目標ライン圧PLに相当するソレノイド
電流Isを定めるのであり、このソレノイド電流Isを
駆動部88を介して比例ソレノイド51に出力するよう
に構成される。
【0021】上記制御系において、更にロックアップO
FFのコンバータ作動時の変速制御系について説明す
る。このコンバータ作動時においてエンジン回転数Ne
を適正に制御するには、エンジン回転数Neと入力軸回
転数としてのプライマリプーリ回転数Npとの回転差Δ
N等を算出して実際のスリップ状態を検出し、これに応
じ目標プライマリプーリ回転数Npdを減少または増大
して、変速開始を早めたりまたは遅くするように補正す
れば良い。そこでエンジン回転数Ne、プライマリプー
リ回転数Np、エンジン負荷としてのスロットル開度
θ、車速Vが入力する補正量算出部90を有し、エンジ
ン回転数Neとプライマリプーリ回転数Npとの回転差
ΔNを、ΔN=Ne−Npにより算出する。また、補正
係数Kをスロットル開度θ、車速V、スリップ率ε
((Ne−Np)/Ne)の関数で走行状態に応じて設
定するのであり、この場合の補正係数Kは図3に示すよ
うにスロットル開度θと車速Vに対して減少関数、スリ
ップ率εに対して増大関数で定める。そして、ΔN≧0
の場合には補正量を−K・ΔNで算出し、ΔN<0の場
合には補正量を+K・ΔNで算出する。一方、目標プラ
イマリプーリ回転数検索部72の出力側には補正部91
を有し、ロックアップ決定部79からロックアップOF
F信号が入力する場合に目標プライマリプーリ回転数N
pdを、以下のように補正する。 Npd=Npd±K・ΔN
【0022】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、エンジン1の運転により、トルクコンバータ
12のコンバータカバー11、ドライブ軸35を介して
オイルポンプ34が常に回転駆動する。そして、このポ
ンプ吐出圧はライン圧制御弁50により所定のライン圧
Psに調圧してセカンダリシリンダ24に供給され、駆
動ベルト26をセカンダリプーリ25側に移行すること
で、変速比最大の低速段になっている。そこで、Dレン
ジにシフトすると、マニアル弁55によりフォワードク
ラッチ17が係合してプラネタリギヤ16を一体化し、
タービン軸13とプライマリ軸20とを直結した前進位
置になる。このため、エンジン動力がトルクコンバータ
12を介して無段変速機5のプライマリ軸20に入力
し、プライマリプーリ22、セカンダリプーリ25と駆
動ベルト26により最も低い低速段の動力がセカンダリ
軸23に出力し、これがディファレンシャル装置6を介
して車輪33に伝達して発進する。
【0023】このときアクセル踏込みの発進では、ロッ
クアップ制御系の速度比算出部78で算出された速度比
eによりロックアップ決定部79においてコンバータ領
域が判断され、ロックアップOFF信号が出力する。こ
のため、ソレノイド弁57の低い制御圧Pcでロックア
ップ制御弁56はロックアップクラッチ15のリリース
側に切換えられ、作動圧PLがリリース側を介してトル
クコンバータ12に流れる。そこで、ロックアップクラ
ッチ15が解放してトルクコンバータ12が作動状態に
なり、速度比eに応じたトルク増幅作用を行う。このと
き、ライン圧制御系のトルク増幅率検索部82でトルク
増幅率αが検索されてこの分だけ目標ライン圧PLは大
きく算出されるため、ライン圧制御弁50によるライン
圧Psは、最大変速比やエンジントルクによる伝達トル
クにトルクコンバータ増幅分が加算され、セカンダリプ
ーリ25における押付力でスリップすること無く伝達す
ることが可能になる。
【0024】上記コンバータ作動の発進時には、更に変
速制御系においてセカンダリプーリ回転数Nsの上昇に
伴いそれとプライマリプーリ回転数Npとで実変速比i
が算出され、この実変速比iとスロットル開度θとで目
標プライマリプーリ回転数Npdがマップ検索される。
また、補正量算出部90でエンジン回転数Neとプライ
マリプーリ回転数Npの回転差ΔN、走行状態に応じた
補正係数Kにより補正量が算出され、図4のようにエン
ジン回転数Neの方が高い場合は補正部91で目標プラ
イマリプーリ回転数Npdが減少補正される。そして、
この目標プライマリプーリ回転数Npdとセカンダリプ
ーリ回転数Nsにより目標変速比isが算出され、目標
変速比isにより目標変速比変化速度dis/dtが算
出され、更に変速速度di/dtの制御量、これに対応
したソレノイド電流Ipの操作量が設定されて比例ソレ
ノイド弁53に出力する。そこで、このように目標プラ
イマリプーリ回転数Npdが減少補正される場合には変
速制御弁52で早目にプライマリ圧Ppを生じ、このプ
ライマリ圧Ppがプライマリシリンダ21に導入して変
速を開始する。
【0025】このため、アップシフトの変速により、図
4のようにプライマリプーリ回転数Npが上昇して逆に
エンジン回転数Neの上昇が抑えられる。またこの時、
プライマリプーリ回転数Npの方が高くなると、目標プ
ライマリプーリ回転数Npdが増大補正されてダウンシ
フト方向に変速し、エンジン回転数Neの上昇を促すの
であり、こうして両者が適正な範囲の関係を保つように
制御される。この場合に回転差ΔN、スリップ率εが大
きいと、補正量が大きくなって変速開始が早くなり、エ
ンジン回転数Neの上昇が有効に抑制され、スロットル
開度θや車速Vが大きい場合には補正量が小さくなって
エンジン出力等が有効に増大される。
【0026】上記コンバータ作動での発進後に、ロック
アップ決定部79でe≧esのカップリング領域を判断
すると、ロックアップON信号を出力する。そこで、ソ
レノイド弁57による高い制御圧Pcで、ロックアップ
制御弁56がロックアップクラッチ15のアプライ側に
切換えられて作動圧PLを供給するため、ロックアップ
クラッチ15はドライブプレート10に係合してロック
アップする。すると、このロックアップON時には、エ
ンジン動力がロックアップクラッチ15により無段変速
機5に効率良く伝達し、且つ変速制御系において走行状
態に応じて検索される目標プライマリプーリ回転数Np
dがそのまま出力して、最適に変速制御されるようにな
る。
【0027】以上、本発明の実施例について説明した
が、目標値の目標プライマリプーリ回転数のみならず、
目標変速比を補正しても良い。また、エンジン回転数と
目標プライマリプーリ回転数により回転差を算出しても
良い。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロックアップトルコン付無段変速機の変速制御装置にお
いて、ロックアップクラッチがOFF状態での走行時に
エンジン回転数が必要以上に上昇しないように補正制御
されるので、トルクコンバータのスリップが適正になっ
て、走行性、燃費等が向上する。入力軸回転数の目標値
を補正する構成であるから、変速開始時期の変更で入力
回転数と共にエンジン回転数を有効に変化して両者の
関係を適正に保つことができ、制御も容易である。補正
量がエンジン回転数と入力軸回転数の回転差と、走行状
態に応じたエンジン負荷と車速信号に基づく補正係数
で設定されるので、エンジン回転数の上昇、走行等の各
状態に応じて最適に補正制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るロックアップトルコン付無段変速
機の変速制御装置の実施例を示す電子制御系のブロック
図である。
【図2】ロックアップトルコ付無段変速機の一例を示
す構成図である。
【図3】補正係数のマップを示す図である。
【図4】コンバータ作動の発進時の動作状態を示す図で
ある。
【符号の説明】
5 無段変速機 12 トルクコンバータ 15 ロックアップクラッチ 70 制御ユニット 72 目標プライマリプーリ回転数検索部 90 補正量算出部 91 補正部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F16H 59:42 F16H 59:42 101:02 101:02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無段変速機の入力側にロックアップクラ
    ッチを備えたトルクコンバータを組合わせたロックアッ
    プトルコン付無段変速機の変速制御装置であって少な
    くともエンジン負荷信号に基づき上記無段変速機の入力
    軸回転数の目標値を設定し、目標値に実際値を追従さ
    せて変速比を制御する上記変速制御装置において、 上記変速制御装置は、上記ロックアップクラッチがOF
    F状態での走行時に、エンジン回転数と入力軸回転数と
    の回転差に、走行状態に応じた少なくともエンジン負荷
    と車速に対する減関数として設定される補正係数を乗じ
    て補正量を算出する補正量算出手段と、上記目標値を上
    記補正量で補正する補正手段とを備えることを特徴とす
    るロックアップトルコン付無段変速機の変速制御装置。
  2. 【請求項2】 前記補正量算出手段は、前記補正係数を
    トルクコンバータのスリップ率に対して増大関数として
    設定することを特徴とする請求項1記載のロックアップ
    トルコン付無段変速機の変速制御装置。
  3. 【請求項3】 前記補正量算出手段は、エンジン回転数
    と入力軸回転数との回転差ΔNの値が正のときは−で、
    負のときは+で補正係数Kに対し補正量を±K・ΔNで
    算出することを特徴とする請求項1記載のロックアップ
    トルコン付無段変速機の変速制御装置。
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