JPH08178055A - 無段自動変速機の制御装置 - Google Patents

無段自動変速機の制御装置

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JPH08178055A
JPH08178055A JP32616994A JP32616994A JPH08178055A JP H08178055 A JPH08178055 A JP H08178055A JP 32616994 A JP32616994 A JP 32616994A JP 32616994 A JP32616994 A JP 32616994A JP H08178055 A JPH08178055 A JP H08178055A
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JP
Japan
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clutch
continuously variable
lockup
connection
lock
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JP32616994A
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English (en)
Inventor
Hiromasa Sakai
弘正 酒井
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロックアップクラッチを有する流体式伝動装
置と無段変速機とを備えた無段自動変速機において、ロ
ックアップクラッチの接続と無段変速機の変速開始によ
るショックの発生を軽減する。 【構成】 ロックアップクラッチを有する流体式伝動装
置と、無段変速機構と、前記ロックアップクラッチの接
続状態と無段変速機の変速比を運転状態に応じて制御す
る制御手段とを備えた無段自動変速機において、前記制
御手段を、ロックアップクラッチの接続と変速開始の一
方が実行されてから所定時間t1が経過するまでの間、
他方の実行を禁止する手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は流体式伝動装置と無段変
速機とを備えた無段自動変速機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】エンジンの出力をトルクコンバータある
いはフルードカップリング等の流体式伝動装置と、その
出力を無段階に変速する無段変速機を介して車両等の駆
動軸に伝動させるようにした無段自動変速機が知られて
いる。
【0003】この種の自動変速機のなかには、流体式伝
動装置に不可避のスリップによる燃費と運転性の悪化を
防止するために、所定の車両運転状態のときに流体式伝
動装置の入出力軸間を直結するロックアップクラッチを
備えたものがある。
【0004】図1はこのようなロックアップクラッチを
備えた無段自動変速機の変速特性の一例を示したもので
あるが、図示したようにエンジン回転速度または車速が
上昇する過程で無段変速機の変速比を数次にわたり変化
させる一方で、車速が所定値に達するとそれ以上の車速
域ではロックアップクラッチを接続(L/U)するよう
にしている。(無段自動変速機の公知文献としては例え
ば特開昭61−105353号公報を参照。)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ロックアップクラッチを備えた無段自動変速機において
は、ロックアップクラッチが接続するときと、無段変速
機が変速を開始するときには、それぞれの負荷変動によ
り車両にショックが発生する。ロックアップクラッチの
接続に伴うショックと、変速開始によるショックは、個
々にはそれほど大きなものではないが、図1のA点で示
されるように、これらが同時のタイミングで生じると車
体を前後方向に揺さぶる不快なショックとして運転者に
感知されやすく、車両の運転感覚を悪化させる要因とな
りうる。
【0006】図2はこのようにして加速過程でショック
の発生する様子をエンジン回転速度Neと車体に前後方
向に発生する加速度Gの大きさの変化として示したもの
で、図示したように、ロックアップクラッチの接続(L
/U)と変速による負荷変動でエンジン回転速度Neが
低下すると共に前後方向の加速度Gの変化が短時間の間
に発生し、これが運転者に不快なショックとして感知さ
れることになる。
【0007】本発明はこのような問題点を解消すること
を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ロッ
クアップクラッチを有する流体式伝動装置と、前記流体
式伝動装置に連結される無段変速機と、前記ロックアッ
プクラッチの接続状態と無段変速機の変速比を運転状態
に応じて制御する制御手段とを備えた無段自動変速機に
おいて、前記制御手段は、ロックアップクラッチの接続
と変速開始のタイミングの重複を回避する回避手段を有
するものとする。
【0009】請求項2の発明は、上記請求項1の発明の
回避手段を、ロックアップクラッチの接続または変速開
始の一方が実行されてから所定時間経過するまで他方の
実行を禁止するように設定したものとする。
【0010】請求項3の発明は、上記請求項1の発明の
制御手段を、ロックアップ制御特性と変速特性とを運転
状態に応じて予め記憶した記憶手段を備え、この記憶手
段からの読み出しによりロックアップクラッチの接続と
変速比とを制御するように構成し、かつ回避手段として
前記記憶手段がロックアップ点と変速開始点とが重複し
ないように設定したものとする。
【0011】請求項4の発明は、上記請求項1または請
求項2の発明の制御手段を、ロックアップクラッチの接
続と変速比とを独立して制御する手段を備えると共に、
回避手段は前記各独立して制御する手段からの制御信号
に基づき、ロックアップクラッチの接続と変速開始のタ
イミングが近接したときに何れか一方を優先的に実行す
るように設定したものとする。
【0012】請求項5の発明は、上記請求項1から請求
項4の何れかの発明の回避手段を、ロックアップ点と変
速開始点とが近接している運転域において変速開始を優
先的に実行するように設定したものとする。
【0013】
【作用】請求項1の発明では、ロックアップクラッチの
接続と無段変速機の変速開始とが同時に実行されること
がなく、ロックアップクラッチの接続によるショックと
変速開始によるショックとが重畳して大きなショックが
発生するような不都合が回避される。
【0014】請求項2の発明では、ロックアップクラッ
チの接続と無段変速機の変速開始の一方が実行されてか
ら所定時間が経過したのちに他方が実行可能となる。ロ
ックアップクラッチの接続によるショックと変速開始に
よるショックはそれぞれある時間のあいだ継続するの
で、その時間の間だけ双方が同時的に実行されるのを回
避するように図ることにより、ショックの重畳が確実に
回避される。
【0015】請求項3の発明では、ロックアップクラッ
チの接続タイミングと無段変速機の変速開始タイミング
とが予め記憶された特性に基づいて行われる。このとき
の記憶された特性はロックアップクラッチの接続と変速
開始とが近接したタイミングで実行されないように予め
設定されているので、これらによるショックの重畳が生
じることはない。
【0016】請求項4の発明では、ロックアップクラッ
チの接続と無段変速機の変速開始とが個々独立に制御さ
れる場合において、各々の独立した制御の結果としてロ
ックアップクラッチの接続と変速開始とが近接したタイ
ミングで実行されてしまうようなことがない。
【0017】請求項5の発明では、ロックアップクラッ
チの接続と無段変速機の変速開始のタイミングが近接し
ている場合に、まず変速開始が実行され、次いでロック
アップクラッチの接続が行われる。変速開始はロックア
ップクラッチが接続されていない状態で行われるので、
流体式伝動装置による変速ショックの緩和作用が得ら
れ、したがって変速開始に先立ってロックアップクラッ
チを接続した場合に比較して変速ショックがより小さく
抑えられる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例につき説明する。
【0019】図3に本発明が適用可能な無段自動変速機
の縦断面構造を示す。これを説明すると、エンジン出力
軸10には流体式伝動装置としてのトルクコンバータ1
2が連結されている。流体式伝動装置としては、トルク
コンバータ12に代えてフルードカップリングが用いら
れる場合もある。
【0020】トルクコンバータ12はロックアップクラ
ッチ11を備えており、コンバータ室12cおよびロッ
クアップ油室12dの油圧を相反的に制御することによ
り、入力側のポンプインペラ12aと出力側のタービン
ランナ12bとを機械的に連結しまたは切り離し可能と
している。
【0021】トルクコンバータ12の出力側は回転軸1
3と連結され、回転軸13は前後進切換機構15と連結
されている。前後進切換機構15は、遊星歯車機構1
9、前進用クラッチ40、後退用ブレーキ50等から構
成されている。遊星歯車機構19の出力側は回転軸13
の外側に同軸的に嵌装された駆動軸14に連結されてい
る。駆動軸14には無段変速機17の駆動プーリ16が
設けられている。
【0022】無段変速機17は、上記駆動プーリ16と
従動プーリ26と、駆動プーリ16の回転力を従動プー
リ26に伝達するVベルト24などからなっている。
【0023】駆動プーリ16は、駆動軸14と一体に回
転する固定円錐板18と、固定円錐板18に対向配置さ
れてV字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリン
ダ室20に作用する油圧によって駆動軸14の軸方向に
移動可能である可動円錐板22からなっている。駆動プ
ーリシリンダ室20は、この場合室20aおよび室20
bの2室からなっており、後述する従動プーリシリンダ
室32よりも大きな受圧面積を有している。
【0024】従動プーリ26は、従動軸28上に設けら
れている。従動プーリ26は、従動軸28と一体に回転
する固定円錐板30と、固定円錐板30に対向配置され
てV字状プーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ
室32に作用する油圧によって従動軸28の軸方向に移
動可能である可動円錐板34とからなっている。
【0025】従動軸28には駆動ギヤ46が固着されて
おり、この駆動ギヤ46はアイドラ軸52上のアイドラ
ギヤ48とかみ合っている。アイドラ軸52に設けられ
たピニオンギア54はファイナルギア44とかみ合って
いる。ファイナルギア44は差動装置56を介して図示
しない車輪に至るプロペラシャフトまたはドライブシャ
フトを駆動する。
【0026】上記のような無段自動変速機にエンジン出
力軸10から入力された回転力は、トルクコンバータ1
2および回転軸13を介して前後進切換機構15に伝達
され、前進用クラッチ40が締結されると共に後退用ブ
レーキ50が解放されている場合には一体回転状態とな
っている遊星歯車機構19を介して回転軸13の回転力
が同じ回転方向のまま無段変速機17の駆動軸14に伝
達され、一方前進用クラッチ40が解放されると共に後
退用ブレーキ50が締結されている場合には遊星歯車機
構19の作用により回転軸13の回転力は回転方向が逆
になった状態で駆動軸14に伝達される。
【0027】駆動軸14の回転力は駆動プーリ16、V
ベルト24、従動プーリ26、従動軸28、駆動ギア4
6、アイドラギア48、アイドラ軸52、ピニオンギア
54、およびファイナルギア44を介して差動装置56
に伝達される。前進用クラッチ40および後退用ブレー
キ50の両方が解放されている場合には動力伝達機構は
中立状態となる。
【0028】上記のような動力伝達の際に、駆動プーリ
16の可動円錐板22および従動プーリ26の可動円錐
板34を軸方向に移動させてVベルト24との接触位置
半径を変えることにより、駆動プーリ16と従動プーリ
26とのあいだの回転比つまり変速比(減速比)を変え
ることができる。例えば、駆動プーリ16のV字状プー
リ溝の幅を拡大すると共に従動プーリ26のV字状プー
リ溝の幅を縮小すれば、駆動プーリ16側のVベルト2
4の接触位置半径は小さくなり、従動プーリ26側のV
ベルト24のVベルトの接触位置半径は大きくなるの
で、大きな変速比が得られることになる。可動円錐板2
2および34を逆方向に移動させれば上記とは逆に変速
比は小さくなる。
【0029】このような駆動プーリ16と従動プーリ2
6のV字状プーリ溝の幅を変化させる制御は、次に述べ
る制御系統を介しての駆動プーリシリンダ室20(20
a,20b)または従動プーリシリンダ室32への油圧
制御により行われる。
【0030】図4に、上記した無段自動変速機における
ロックアップクラッチ11の接続と変速比の制御を行う
ための制御系統の概略を示す。なお、図4において図3
と対応する機構部分には同一の符号を付して示してあ
る。
【0031】以下、この制御系統について本発明に関連
する部分を中心に説明する。図4において101はマイ
クロコンピュータ等からなる電子制御部、102は各種
油圧制御弁等からなる油圧制御部を示しており、この制
御系統では上記無段自動変速機の制御手段は主としてこ
れら電子制御部101および油圧制御部102によって
構成されている。
【0032】電子制御部101は、制御演算処理を行う
中央演算部101A、中央演算部101Aにエンジンお
よび車両からの各種の運転状態信号を処理可能な形式に
変換して供給する入力部101B、および中央演算部1
01Aからの制御信号に基づいて油圧制御等のための各
種信号を出力する出力部101Cからなる。
【0033】入力部101Bには、エンジン100の燃
料噴射量や点火時期を電子制御するためのコントロール
モジュール103によって利用される水温信号S1、ス
ロットル開度信号S2、エンジン回転信号S3、ABS
(アンチロックブレーキシステム)制御装置104から
のABS作動信号S4、制動装置作動時に発せられる制
動信号S5、セレクタレバー105の操作位置を示す信
号としてインヒビタスイッチから発せられるセレクタ位
置信号S6、駆動プーリ16の回転速度信号S7、従動
プーリ26の回転速度信号S8などが入力し、これらの
信号を必要に応じて中央演算部101Aに供給する。
【0034】中央演算部101Aは、変速制御部10
6、ライン圧制御部107、ロックアップ制御部108
からなり、それぞれ上記各種信号中から必要な所定の信
号を用いて制御信号を演算し、出力部101Cを構成す
るステップモータ駆動回路109、ライン圧ソレノイド
駆動回路110、ロックアップソレノイド駆動回路11
1を駆動することにより、無段変速機17の変速比、ラ
イン圧、ロックアップクラッチ11を制御する。
【0035】詳細には、変速制御部106は、スロット
ル開度に代表されるエンジン負荷や回転速度、車速等に
応じて予め定められたパターンに従って変速が行われる
ようにステップモータ駆動回路109に制御信号を出力
する。この制御信号に基づき、ステップモータ駆動回路
109は油圧制御部102の変速制御弁112に連結し
たステップモータ113を駆動する。
【0036】すなわちステップモータ113はステップ
モータ駆動回路109からの信号に対応した変速比とな
るように変速制御弁112を駆動し、駆動プーリシリン
ダ室20と従動プーリシリンダ室32(図4参照)に供
給するライン圧を相反的に増減させる。変速制御弁11
2にはリンク114を介して駆動プーリ16の変位つま
り変速比がフィードバックされ、ステップモータ113
の位置に応じた目標とする変速比となったところで各プ
ーリシリンダ室20,32への油圧分配が一定化して当
該目標変速比に安定するようになっている。
【0037】一方、このようにして無段変速機17の変
速比が制御されているとき、各プーリ16,26に供給
されるライン圧が過小であるとプーリ16,18とVベ
ルト24との間の摩擦力が不足してスリップが起こり、
その反対にライン圧が過大であると摩擦力が無用に大き
くなり、いずれの場合も車両の燃費や動力性能に悪影響
がおよぶ。そこで、変速比や負荷等に応じて過不足のな
い適切な動力伝達が行えるように、ライン圧制御部10
7がライン圧ソレノイド駆動回路110を介してライン
圧を制御するようにしている。
【0038】すなわち、ライン圧ソレノイド駆動回路1
10は、油圧制御部102のライン圧ソレノイド115
の位置を駆動回路110からの制御信号に応じて制御
し、これに応じてライン圧ソレノイド115は、図示し
ない油圧ポンプからの油圧力を、モディファイア(圧力
制御弁)116およびレギュレータ(定圧弁)117を
介して目標とする適切なライン圧に調整して変速制御弁
112ないし各プーリ16,26に供給させる。
【0039】また、ロックアップ制御部108は、ロッ
クアップクラッチ11を、例えば車速が所定値以上とな
ったときに接続し、車速が所定値以下となったときに解
放するように油圧制御を行う。
【0040】すなわち、ロックアップ制御部108は、
車速に応じてロックアップソレノイド駆動回路111を
介して油圧制御部102のロックアップソレノイド11
8を駆動し、これによりロックアップ制御弁119を切
換制御する。この場合、ロックアップ制御弁119は、
油圧ポンプからの油圧をロックアップクラッチ11を接
続すべくアプライ圧としてトルクコンバータ12のコン
バータ室12cに供給する系統と、同じく解放すべくリ
リース圧としてロックアップ油室12dに供給する系統
との2系等の相反的切換えを行うようになっている。つ
まり、ロックアップクラッチ11を接続するときにはコ
ンバータ室12cにアプライ圧を供給すると共にロック
アップ油室12dを開放し、ロックアップクラッチ11
を解放ときにはロックアップ油室12dにリリース圧を
供給すると共にコンバータ室12cを開放する。
【0041】以上は本発明を適用可能な無段自動変速機
の一例を示したものであり、本発明ではこのような無段
自動変速機において上記無段変速機17の変速開始とロ
ックアップクラッチ11の接続のタイミングとが同時期
に重複しないように以下に述べるような回避手段を設け
た点を要旨とするものである。
【0042】この点を上記無段自動変速機の構成に対応
させて説明すると、本発明では基本的に変速制御部10
6による変速開始制御と、ロックアップ制御部108に
よるロックアップクラッチ11の接続開始とが同時に実
行されないように図るものである。これにより、ロック
アップクラッチの接続に伴うショックと変速開始に伴う
ショックとが重畳して結果的に大きなショックが発生す
るような不都合が回避される。
【0043】このロックアップクラッチ11の接続タイ
ミングと変速開始のタイミングとは、図5に示したよう
に各々の一方が実行されてから所定時間t1が経過した
のちに他方が実行可能となるように制御手段を構成する
ようにしてもよい。ロックアップクラッチ11の接続に
よるショックと変速開始によるショックはそれぞれ減衰
するまでのある時間のあいだ継続するので、その時間の
間(t1)だけ双方が同時的に実行されるのを回避する
ように図ることにより、ショックの重畳をより確実に回
避することができる。このときの時間t1は固定値に限
られず、運転状態に応じて可変設定することもできる。
【0044】また、中央演算部101Aにおいて、運転
状態に応じたロックアップクラッチの接続タイミングと
無段変速機の変速開始タイミングとを予め記憶装置に格
納しておき、この記憶された特性に基づいてロックアッ
プおよび変速開始を行うように変速制御部106とロッ
クアップ制御部108を構成することができるが、この
ときの記憶する特性を、ロックアップクラッチの接続と
変速開始とが近接したタイミングで実行されないように
予め設定しておくことにより、これらによるショックの
重畳を回避することが可能である。
【0045】また、中央演算部101Aにおいて、ロッ
クアップ制御部108と変速制御部106とでそれぞれ
ロックアップクラッチ11の接続と無段変速機の変速開
始とを演算処理により個々独立に制御するように構成す
ることも可能であり、この場合には、各々の独立した制
御の結果としてロックアップクラッチの接続と変速開始
とが近接したタイミングで実行されてしまうようなこと
がないように、各制御部106,108からの出力信号
を監視し、ロックアップクラッチ11を接続する信号と
変速開始信号とが近接したタイミングで発せられたとき
には、回避手段として何れか一方を優先的に出力させる
ように出力部101Cを構成しておくことによりショッ
クの軽減を図ることができる。
【0046】さらに、このようにしてロックアップクラ
ッチの接続と無段変速機の変速開始のタイミングが近接
している場合に、まず変速開始が実行され、次いでロッ
クアップクラッチの接続が行われるようにしておくこと
により、変速ショックをより軽減することが可能であ
る。すなわち、このようにすると変速開始はロックアッ
プクラッチ11が接続されていない状態で行われること
になるので、トルクコンバータ12でのトルク変動を吸
収する作用により変速ショックが軽減され、したがって
変速開始に先立ってロックアップクラッチ11を接続し
た場合に比較して変速ショックがより小さく抑えられ
る。
【0047】
【発明の効果】以上説明したとおり、請求項1の発明に
よれば、ロックアップクラッチの接続によるショックと
変速開始によるショックとが重畳するのを回避するよう
にしたので、これらのショックの重畳に原因する運転感
覚の悪化を防止することができる。
【0048】請求項2の発明によれば、ロックアップク
ラッチの接続と無段変速機の変速開始の一方が実行され
てから、そのときに生じるショックが減衰するのに必要
な所定時間が経過したのちに他方が実行可能となるよう
にしたので、それぞれのショックの重畳をより確実に防
止することができる。
【0049】請求項3の発明によれば、ロックアップク
ラッチの接続タイミングと無段変速機の変速開始タイミ
ングとを、これらが近接したタイミングで実行されるこ
とのないように予め記憶特性を設定しておくようにした
ので、ロックアップクラッチの接続と変速開始とが同時
的に実行されてショックが増大する不都合を回避するこ
とができる。
【0050】請求項4の発明によれば、ロックアップク
ラッチの接続と無段変速機の変速開始とが個々独立に制
御される場合においても、各々の独立した制御の結果と
してロックアップクラッチの接続と変速開始とが近接し
たタイミングで実行されてしまうような不都合がなく、
確実にショックの増大を防止することができる。
【0051】請求項5の発明によれば、変速開始をロッ
クアップクラッチが接続されていない状態で行うことに
より、トルクコンバータ等の流体式伝動装置による変速
ショックの緩和作用を利用できるようにしたので、変速
開始に先立ってロックアップクラッチを接続した場合に
比較して変速ショックをより小さくできるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のロックアップクラッチを備えた無段自
動変速機の変速特性の一例を示した特性線図。
【図2】 従来例において、加速過程でショックの発生
する様子をエンジン回転速度Neと車体に前後方向に発
生する加速度Gの大きさの変化として示した特性線図。
【図3】 本発明の適用可能な無段自動変速機の実施例
の縦断面図。
【図4】 上記無段自動変速機の制御系統の概略図。
【図5】 本発明において、加速過程でショックの発生
する様子をエンジン回転速度Neと車体に前後方向に発
生する加速度Gの大きさの変化として示した特性線図。
【符号の説明】
10 エンジン出力軸 11 ロックアップクラッチ 12 トルクコンバータ 12a ポンプインペラ 12b タービンランナ 12c コンバータ室 12d ロックアップ油室 13 回転軸 14 駆動軸 15 前後進切換機構 16 駆動プーリ 17 無段変速機 18 固定円錐板 19 遊星歯車機構 20 駆動プーリシリンダ室 22 可動円錐板 24 Vベルト 26 従動プーリ 28 従動軸 30 固定円錐板 32 従動プーリシリンダ室 34 可動円錐板 40 前進用クラッチ 44 ファイナルギア 46 駆動ギア 48 アイドラギア 50 後退用ブレーキ 52 アイドラ軸 54 ピニオンギア 56 差動装置 101 電子制御部 101A 中央演算部 101B 入力部 101C 出力部 102 油圧制御部 103 エンジンコントロールモジュール 104 ABS制御装置 105 セレクタレバー 106 変速制御部 107 ライン圧制御部 108 ロックアップ制御部 109 ステップモータ駆動回路 110 ライン圧ソレノイド駆動回路 111 ロックアップソレノイド駆動回路 112 変速制御弁 113 ステップモータ 114 リンク 115 ライン圧ソレノイド 116 モディファイア 117 レギュレータ 118 ロックアップソレノイド 119 ロックアップ制御弁

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロックアップクラッチを有する流体式伝
    動装置と、前記流体式伝動装置に連結される無段変速機
    と、前記ロックアップクラッチの接続状態と無段変速機
    の変速比を運転状態に応じて制御する制御手段とを備え
    た無段自動変速機において、前記制御手段は、ロックア
    ップクラッチの接続と変速開始のタイミングの重複を回
    避する回避手段を有することを特徴とする無段自動変速
    機の制御装置。
  2. 【請求項2】 回避手段は、ロックアップクラッチの接
    続または変速開始の一方が実行されてから所定時間経過
    するまで他方の実行を禁止するように設定されているこ
    とを特徴とする請求項1に記載の無段自動変速機の制御
    装置。
  3. 【請求項3】 制御手段は、ロックアップ制御特性と変
    速特性とを運転状態に応じて予め記憶した記憶手段を備
    え、この記憶手段からの読み出しによりロックアップク
    ラッチの接続と変速比とを制御するように構成され、か
    つ回避手段として前記記憶手段がロックアップ点と変速
    開始点とが重複しないように設定されていることを特徴
    とする請求項1に記載の無段自動変速機の制御装置。
  4. 【請求項4】 制御手段は、ロックアップクラッチの接
    続と変速比とを独立して制御する手段を備えると共に、
    回避手段は前記各独立して制御する手段からの制御信号
    に基づき、ロックアップクラッチの接続と変速開始のタ
    イミングが近接したときに何れか一方を優先的に実行す
    るように設定されていることを特徴とする請求項1また
    は請求項2の何れかに記載の無段自動変速機の制御装
    置。
  5. 【請求項5】 回避手段は、ロックアップ点と変速開始
    点とが近接している運転域において、変速開始を優先的
    に実行するように設定されていることを特徴とする請求
    項1から請求項4の何れかに記載の無段自動変速機の制
    御装置。
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