JP5948623B2 - 無段変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
このため、コーストストップ制御終了後の再発進時に、発進クラッチに供給される作動油の油圧を速やかに上昇させなければ、発進クラッチの締結に時間がかかり、駆動輪にトルクが伝達されるまでに時間を要し、車両の発進性能が低下するという問題があった。
この無段変速機の制御装置において、前記変速機制御手段は、前記コーストストップ制御の実行中、前記副変速機構の締結要素が解放されたら、前記バリエータの目標変速比を、前記締結要素を解放した時点の目標バリエータ変速比に固定する。
これにより、コーストストップ制御終了後の再発進時に、バリエータの変速比を変速するためにバリエータに作動油を供給する必要が生じず、締結される発進クラッチに供給される作動油量の低減を防止することができる。このため、再発進時に発進クラッチに供給される作動油の油圧を速やかに上昇させ、発進クラッチ締結完了までのタイムラグを小さく抑えて、車両の発進性能の低下を抑制することができる。
まず、構成を説明する。
実施例1の副変速機付き無段変速機(無段変速機の一例)の制御装置を、「全体システム構成」、「変速マップによる変速制御構成」、「コーストストップ制御構成」、「コーストストップ対応変速機制御構成」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副変速機付き無段変速機が搭載された車両の概略構成を示し、図2は、変速機コントローラの内部構成を示す。以下、図1及び図2に基づき、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速度を当該変速機構の出力回転速度で割っ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。
また、車両には、エンジン1の動力により駆動されるメカオイルポンプ10と、メカオイルポンプ10からの吐出圧を調圧して変速機4の各部位に供給する油圧制御回路11と、油圧制御回路11を制御する変速機コントローラ12と、統合コントローラ13と、エンジンコントローラ14と、が設けられている。以下、各構成について説明する。
なお、この実施例1では、作動油の油圧を作り出すオイルポンプとしては、エンジン1により駆動されるメカオイルポンプ10のみを有しており、電動モータによって駆動するいわゆる電動オイルポンプは搭載していない。
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。
この変速マップには、従来のベルト式無段変速機の変速マップと同様に、アクセル開度APO毎に変速線が設定されており、変速機4の変速はアクセル開度APOに応じて選択される変速線に従って行われる。なお、図3には簡単のため、全負荷線F/L(アクセル開度APO=8/8のときの変速線)、パーシャル線P/L(アクセル開度APO=4/8のときの変速線)、コースト線C/L(アクセル開度APO=0のときの変速線)のみが示されている。
実施例1のエンジンコントローラ14は、燃料消費量をできる限り抑制するために、車両停止中にエンジン1を停止する「アイドルストップ制御」に加えて、車両のコースト走行(アクセルオフでの惰性走行中)からエンジン1を停止する「コーストストップ制御」を行う。なお、この「アイドルストップ制御」と「コーストストップ制御」は、いずれも所定の開始条件が成立するとエンジン1を停止し、所定の終了条件が成立するとエンジン停止制御を終了し、エンジン1を再始動するエンジン停止制御である。
(a):アクセルペダルから足が離されている(アクセル開度APO=0)
(b):ブレーキペダルが踏み込まれている(図示しないブレーキセンサがON)
(c):車速VSPが所定の低車速(例えば、15km/h)以下
(d):ロックアップクラッチ9が解放(例えば、車速13km/h)されている
(e):ハイクラッチ33の締結による高速モード(2速)が選択されている
なお、このコーストストップ制御の開始条件は、言い換えると運転者に停車意図があることを判断する条件である。
なお、このコーストストップ制御の開始条件には、高速モード選択条件(e)が含まれるため、走行中にローブレーキ32が締結されていると、コーストストップ制御は開始されない。このような状態で停止すると、アイドルストップ制御が実施される。前記アイドルストップ制御の場合、車両停止を条件として制御が開始されるため、停車後に、低速モードの選択により締結されているローブレーキ32が解放される。そして、アイドルストップ制御を終了し、再発進する場合では、コーストストップ制御の終了から再発進するときと同様に、低速モードでの最ロー変速比による発進になるため、ローブレーキ32が発進クラッチとして締結される。
図5〜図7は、実施例1の変速機コントローラにて実行されるコーストストップ対応変速機制御処理流れを示す(変速機制御手段)。以下、コーストストップ対応変速機制御処理構成をあらわす図5〜図7の各ステップについて説明する。なお、コーストストップ制御の略称を「CS」といい、アイドルストップ制御の略称を「IS」という。
ここで、CS入り許可の判断は、コーストストップ制御中フラグCS/FLGが、CS/FLG=0(CS非制御:コーストストップ制御の開始条件が未成立)からCS/FLG=1(CS制御中:コーストストップ制御の開始条件が成立)に切り替わったことで行う。なお、CS入り許可のとき、エンジン制御側では、コーストストップ制御の開始条件が成立すると、燃料噴射をカットし、エンジン1の回転数を低下させた後、エンジン停止状態とするコーストストップ制御の実行が開始される。
ここで、CS抜け判定有りの判断は、コーストストップ制御中フラグCS/FLGが、CS/FLG=1(CS制御中:コーストストップ制御の終了条件が未成立)からCS/FLG=0(CS非制御:コーストストップ制御の終了条件が成立)に切り替わったことで行う。なお、CS抜け判定有りのとき、エンジン制御側では、コーストストップ制御の終了条件が成立した場合、エンジン回転数Neが所定回転数(例えば、1000rpm)以上であれば、スタータモータ15を用いることなく、燃料噴射と点火によりエンジン1を再始動(リカバ復帰)させる。エンジン回転数Neが所定回転数(例えば、1000rpm)より低く、リカバ復帰できない場合、エンジン回転数Neが十分に低下してから、スタータモータ15を用いてエンジンクランキングを行い、燃料噴射を再開してエンジン1を始動させるスタータ始動が行われる。
ここで、エンジン回転数Neの所定値(所定回転数)は、コーストストップ制御の開始時点で締結しているハイクラッチ33を解放したときのショックの発生を抑えつつ、アクセル踏み込み操作介入によるエンジン再始動に備えることができる回転数に設定される。また、このエンジン回転数Neの所定値(例えば、800rpm)は、エンジン1がリカバ復帰を開始するギリギリの回転数(例えば、1000rpm)でリカバ復帰して、リカバ復帰後に、エンジン回転数Neがアンダーシュートして、この回転数(1000rpm)を下回っても、エンジン1がリカバ復帰したにもかかわらず、ハイクラッチ33を解放しないようにする回転数(800rpm)でもある。
ここで、CS/IS時変速制御では、
(a) 目標バリエータレシオ固定
(b) 目標スルーレシオ変化量制限無効化
(c) 副変速ギア位置2速→1速
(d) プライマリ電流指示値=CS/IS中指示電流値
の各制御が行われる。
また、「(b)目標スルーレシオ変化量制限無効化」とは、スルー変速比Ratioの目標値(目標スルーレシオ;以下、「目標スルー変速比tRatio」という)の単位時間当たりの変化量(変化速度)を制限せず、この目標スルー変速比tRatioを速やかに変更可能にすることである。さらにここでは、目標スルー変速比tRatioを、副変速機構30の目標変速段(以下、「目標ギア位置tsubRatio」という)を変更したときの車速VSPに応じた変速比に設定する。
また、「(c) 副変速ギア位置2速→1速」とは、目標ギア位置tsubRatioを2速から1速に変更する、つまり副変速機構30における目標変速比を大きくなる方向に変更することである。
また、「(d) プライマリ電流指示値=CS/IS中指示電流値」とは、プライマリ電流指示値PriSOL/I*を、あらかじめ設定されたCS/IS中指示電流値に設定することである。
ここで、スタータエンジン始動であるかリカバ復帰であるかは、CS抜け判定有りの判断タイミングでのエンジン回転数で決まる。例えば、CS抜け判定があった時に、所定回転数(1000rpm)以上のエンジン回転数Neが保たれている場合は、燃料噴射と点火によりリカバ復帰できるが、エンジン回転数Neが所定回転数(1000rpm)未満まで低下すると、スタータモータ15を用いたスタータ始動となる。
ここで、クラッチ締結中以外とは、ハイクラッチ33の状態が完全締結状態(ハイクラッチ33が滑っていない状態)をいう。
ここで、1Aというプライマリ電流指示値PriSOL/I*は、プライマリソレノイドへ供給される基圧がない状態において、プライマリソレノイドのバネ付勢力に抗してプライマリ油圧室23aへの油圧回路を閉じることができる電流指示値である。
ここで、エンジン回転数Neの所定値は、エンジン駆動のメカオイルポンプ10が、ローブレーキ32を締結する油圧制御が可能なライン圧PLを発生することができる回転数に設定される。
これにより、目標バリエータ変速比tvRatioは、図3に示す変速マップ上の車速VSP、プライマリ回転数Npriにて決まる動作点に基づいて変更される。
ここで、クラッチ油圧上限規制値PL/B*maxは、下記式(1)により演算される。
PL/B*max=T(PL)−α …(1)
ここで、“T(PL)”は、実ライン圧rPLに基づき算出されたバリエータ20のベルト容量算出値(バリエータ20のトルク伝達容量)であり、“α”は所定のマージンである。
つまり、クラッチ油圧上限規制値PL/B*maxは、バリエータ20のベルト容量Tを実ライン圧rPLに基づき算出し、このベルト容量算出値T(PL)から所定のマージンα分を差し引いた値となる。
ここで、クラッチ締結指示油圧は、下記式(2)にて求められる。
クラッチ締結指示油圧=τNe2×t×ギア比+(回転低下に必要なトルク) …(2)
ここで、“τ”はトルク容量係数であり、“t”はトルク比であり、“τNe2×t”はタービントルクをあらわす。“ギア比”はリダクションギア比であり、“回転低下に必要なトルク”は、バリエータ20のイナーシャトルクに相当する。
実施例1の副変速機付き無段変速機の制御装置における作用を、「コーストストップ対応変速機制御の全体作用」、「再発進時における目標変速比制御作用」に分けて説明する。
図8は、コーストストップ対応変速機制御によるタイムチャートを示す。以下、図5〜図8に基づき、コーストストップ対応変速機制御の全体作用を説明する。
(a) 目標バリエータレシオ固定
(b) 目標スルーレシオ変化量制限無効化
(c) 副変速ギア位置2速→1速
(d) プライマリ電流指示値=CS/IS中指示電流値
これにより、目標バリエータ変速比tvRatioは、ハイクラッチ33の完全解放が完了したと判断された時点における目標バリエータ変速比tvRatioに固定される。また、目標スルー変速比tRatioは、目標ギア位置tsubRatioを2速から1速に変更したときの車速VSPに応じた変速比となるように、速やかに変更される。
また、このとき、目標スルー変速比tRatioの単位時間当たりの変化量(変化速度)の制限を無効にする。これにより、目標スルー変速比tRatioが車速VSPに応じて決まる値に追従して変化する。この目標スルー変速比tRatioは、車速VSPの低下に伴って最ロー変速比側に変化し、所定車速以下になった時点t2´以降最ロー変速比が維持される。
さらに、このクラッチ解放維持時間T2の間、図8に示すように、プライマリ電流指示値PriSOL/I*が、IS/CS中油圧指示値(=0A)とされる。また、目標スルー変速比tRatioの変化量制限が無効化される時間T6は、クラッチ解放維持時間T2に、クラッチ元圧立ち上がり待ち時間T3とクラッチ油圧充填時間T4を加えた時間とされる。
これにより、目標バリエータ変速比tvRatioは、図3に示す変速マップ上の車速VSP、プライマリ回転数Npriにて決まる動作点に基づいて設定される。なお、実際のバリエータ変速比vRatioと、車速VSP及びプライマリ回転数Npriから設定された目標バリエータ変速比tvRatioとの中間値を暫定目標値とし、車速VSP及びプライマリ回転数Npriから設定する値に次第に近づけていってもよい。
コーストストップ制御を行う車両であって、バリエータと副変速機構と発進クラッチを備えたものにおいて、電動オイルポンプを廃止し、オイルポンプとして、エンジン駆動のメカオイルポンプのみを備えた車両を比較例とする。
この比較例の場合、電動オイルポンプの廃止により、コーストストップ制御中の油圧を確保することができない。そのため、コーストストップ制御終了後に再発進するには、完全解放状態の発進クラッチを締結して再発進する必要がある。
このため、駆動源(エンジン)が発生した駆動力を駆動輪7に伝達することができず、車両の発進性能が低下することがあった。
ここで、コーストストップ制御に入ると、直ちに副変速機構の締結中の締結要素(ハイクラッチ)が解放され、変速機をニュートラル状態にして車両停車状態にする。このとき、ハイクラッチを解放することで、副変速機構における目標変速段(目標ギア位置)が2速から1速(低速モード)になる。これに対し、ハイクラッチを解放した時点(コーストストップ制御に入った時点)で、スルー変速比の急激な変化を防止するために、図9において破線で示すように目標バリエータ変速比特性は最ハイ変速比に変化し、その後、ロー変速比側へと次第に変化する。
そして、コーストストップ制御が終了し、再発進するときには、目標バリエータ変速比最ロー変速比であるため、変速途中であったバリエータが最ロー変速比になるように制御されてしまう。
しかしながら、この場合、目標スルー変速比が最ロー変速比に達するまでに時間がかかるので、目標スルー変速比が最ロー変速比に達する前にCS抜け判定が生じて再発進することが考えられる。このときには、当然ながら実際のバリエータ変速比も最ロー変速比に達しておらず、バリエータの変速比を最ロー変速比に変速することが必要となり、発進クラッチの締結タイムラグが大きくなってしまう。
そのため、コーストストップ制御が終了し、エンジン1を再始動するとともに、発進クラッチであるローブレーキ32を締結する際、バリエータ20の変速する必要がなく、バリエータ20に作動油が供給されることがない。この結果、発進クラッチであるローブレーキ32の締結のためにこのローブレーキ32に供給される作動油量の低下が抑制でき、ローブレーキ32の締結タイムラグを小さくすることができる。そして、ローブレーキ32を速やかに締結することで、発進性能の低下を防止することができる。
これにより、バリエータ20の変速や発進クラッチ(ローブレーキ32)の締結に必要な作動油の油圧を確保できる状況下では、「協調変速制御」を行ことができ、スルー変速比Ratioの段差により生じる運転者の違和感を抑え、副変速機構30の変速ショックを緩和することができる。また、コーストストップ制御を実行した後の再発進時には、発進性能の低下を防止することができる。
これにより、目標スルー変速比tRatioが速やかに最ロー変速比へと変化するため、目標スルー変速比tRatioが最ロー変速比に達する前にCS抜け判定がなされることが少なくなり、再発進時にバリエータ20を最ロー変速比に変速する可能性を低くすることができる。これにより、発進性能の低下をさらに防止することができる。
ここで、発進クラッチであるローブレーキ32への油圧充填中に目標バリエータ変速比tvRatioの固定をクリアしてしまうと、バリエータ20の変速が発生し、バリエータ20の変速のために作動油が供給されてしまう。このため、同時進行で実行されているローブレーキ32を締結する油圧制御に影響を与える。
これに対し、ローブレーキ32への油圧充填後に目標バリエータ変速比tvRatioの固定をクリアすることで、ローブレーキ32の締結油圧制御に影響が出ることを防止し、油圧充填時間がばらつくことを防止することができる。
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、
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(ローブレーキ32、ハイクラッチ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、
前記バリエータ20が介装された駆動系に設けられた発進クラッチ(ローブレーキ32)と、
前記エンジン1により駆動され、前記バリエータ20と前記締結要素(ローブレーキ32、ハイクラッチ33)と前記発進クラッチ(ローブレーキ32)への油圧を供給するメカオイルポンプ10と、
開始条件が成立するとコーストストップ制御を開始して前記エンジン1を停止し、終了条件が成立するとコーストストップ制御を終了して前記エンジン1を再始動するコーストストップ制御手段(エンジンコントローラ14)と、
前記バリエータ20の目標変速比(目標バリエータ変速比tvRatio)及び前記副変速機構30の目標変速段(目標ギア段subRatio)を制御する変速機制御手段(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、
前記変速機制御手段(変速機コントローラ12)は、前記コーストストップ制御の実行中、前記副変速機構30の締結要素(ハイクラッチ33)が解放されたら、前記バリエータ20の目標変速比(目標バリエータ変速比tvRatio)を、前記締結要素(ハイクラッチ33)を解放した時点の目標バリエータ変速比に固定する構成とした。
このため、再発進時に発進クラッチ(ローブレーキ32)に供給される作動油の油圧を速やかに上昇させ、発進性能の低下を抑制することができる。
前記コーストストップ制御の実行中、前記副変速機構30の締結要素(ハイクラッチ33)が解放されたら、前記副変速機構30の目標変速段(目標ギア段subRatio)を変速比が大きくなる方向に変更すると共に、前記バリエータ20の目標変速比(目標バリエータ変速比tvRatio)を、前記締結要素(ハイクラッチ33)を解放した時点の目標バリエータ変速比に固定する構成とした。
このため、(1)の効果に加え、スルー変速比Ratioの段差により生じる運転者の違和感を抑えて副変速機構30の変速ショックを緩和しつつ、コーストストップ制御を実行した後の再発進時の発進性能の低下を防止することができる。
このため、(2)の効果に加え、コーストストップ制御を実行した後の再発進時における発進性能の低下をさらに防止することができる。
このため、(1)〜(3)のいずれかの効果に加え、発進クラッチ(ローブレーキ32)への締結充填中の油圧制御に影響が出ることを防止し、油圧充填時間がばらつくことを防止できる。
4 変速機(副変速機付き無段変速機)
7 駆動輪
10 メカオイルポンプ
20 バリエータ
30 副変速機構
32 ローブレーキ(発進クラッチ)
33 ハイクラッチ(締結要素)
34 リバースブレーキ
11 油圧制御回路
12 変速機コントローラ(変速機制御手段)
13 統合コントローラ
14 エンジンコントローラ(コーストストップ制御手段)
Claims (4)
- エンジンと、
前記エンジン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、
前記バリエータが介装された駆動系に設けられた発進クラッチと、
前記エンジンにより駆動され、前記バリエータと前記締結要素と前記発進クラッチへの油圧を供給するメカオイルポンプと、
開始条件が成立するとコーストストップ制御を開始して前記エンジンを停止し、終了条件が成立するとコーストストップ制御を終了して前記エンジンを再始動するコーストストップ制御手段と、
前記バリエータの目標変速比及び前記副変速機構の目標変速段を制御する変速機制御手段と、を備えた無段変速機の制御装置において、
前記変速機制御手段は、前記コーストストップ制御の実行中、前記副変速機構の締結要素が解放されたら、前記バリエータの目標変速比を、前記締結要素を解放した時点の目標バリエータ変速比に固定する
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、
前記変速機制御手段は、前記コーストストップ制御の非実行中、前記副変速機構の目標変速段を変更したら、前記副変速機構の実変速比の変化を相殺するように前記バリエータの目標変速比を設定する協調変速制御を行い、
前記コーストストップ制御の実行中、前記副変速機構の締結要素が解放されたら、前記副変速機構の目標変速段を変速比が大きくなる方向に変更すると共に、前記バリエータの目標変速比を、前記締結要素を解放した時点の目標バリエータ変速比に固定する
ことを特徴とする無段変速機の制御手段。 - 請求項2に記載された無段変速機の制御装置において、
前記変速機制御手段は、前記コーストストップ制御の実行中、前記バリエータ及び前記副変速機構の全体の変速比であるスルー変速比の目標変化量の制限を無効化し、前記スルー変速比の目標値を前記副変速機構の目標変速段を変速比が大きくなる方向にしたときの車速に応じた変速比に設定する
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、
前記変速機制御手段は、前記コーストストップ制御終了条件が成立し、前記発進クラッチへの油圧充填が完了したら、前記バリエータの目標変速比の固定を解除する
ことを特徴とする無段変速機の制御装置。
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