JPH09217801A - 無段自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

無段自動変速機の変速制御装置

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JPH09217801A
JPH09217801A JP8022373A JP2237396A JPH09217801A JP H09217801 A JPH09217801 A JP H09217801A JP 8022373 A JP8022373 A JP 8022373A JP 2237396 A JP2237396 A JP 2237396A JP H09217801 A JPH09217801 A JP H09217801A
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continuously variable
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spin
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動輪のスピン時に起きる急変速とこれに伴
う無段変速機のスリップ及び変速ショックを回避する。 【解決手段】 エンジン駆動力を摩擦力に基づいて車
両の駆動系に伝達する無段変速機と、車両の駆動系から
検出した車速が上昇するほど変速比が減少するように前
記無段変速機を制御する特性を有する制御手段とを備え
た無段自動変速機において、駆動輪の空転を検出するス
ピン検出手段を設けると共に、前記制御手段を、該スピ
ン検出時には変速比減少方向への制御を抑制するように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無段変速機を備えた
自動変速機の変速制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術とその解決すべき課題】エンジンの駆動力
をVベルトと可変プーリとの間の摩擦力、またはある種
の摩擦車同士の摩擦力に基づいて駆動系に伝達する無段
変速機を備えた自動変速機が知られている。(公知文献
としては例えば特開昭61−105353号公報を参
照。) この種の自動変速機では、一般に運転者の加速要求を代
表するスロットル開度と車速とに応じて変速比を変化さ
せるようにしており、このうち車速による制御に着目す
ると、基本的に車速が上昇するほどアップシフトして変
速比を減少させるようにしている。ところが、このよう
な制御特性上、急加速時や路面摩擦が小さい条件下での
発進・加速時に駆動輪が空転した場合に、変速比が急激
に変化して無段変速機がスリップしたり変速ショックを
生じたりして乗員に不快感を与えるという問題が生じ
る。
【0003】これは、一般に駆動系統の速度から車速を
判定していることによるものであり、即ち駆動輪がスピ
ンすると変速制御系からは車速が上昇したように判定さ
れるのでアップシフトが行われ、その過程で駆動輪が接
地力を回復して空転が止まると今度は車速が急低下した
ように判定されるので急激なダウンシフト制御が行われ
て変速比が急増し、これらの結果として無段変速機のベ
ルト等からなる摩擦部材のスリップや変速ショックが起
こり、変速機の耐久性を損ねたり運転感覚を悪化させた
りするのである。
【0004】本発明はこのような問題点に着目し、駆動
輪のスピン時にアップシフトを抑制することにより上記
問題点を解消することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、エンジン駆動力を摩擦力に基づいて車両
の駆動系に伝達する無段変速機と、車両の駆動系から検
出した車速が上昇するほど変速比が減少するように前記
無段変速機を制御する特性を有する制御手段とを備えた
無段自動変速機において、駆動輪の空転を検出するスピ
ン検出手段を設けると共に、前記制御手段を、該スピン
検出時には変速比減少方向への制御を抑制するように構
成した。
【0006】上記スピン検出手段としては、Gセンサー
等の車両の加速度を検出する手段を備え、該加速度が所
定値以上であることを条件としてスピン発生を判定する
ように構成することができる。
【0007】また、上記制御手段は、変速比減少を抑制
する制御を開始した後、エンジン回転速度が所定値以上
となったことを条件として該制御を中止するように構成
することができる。
【0008】また、上記制御手段は、変速比減少を抑制
する制御を開始した後アクセル開度が減少したことを条
件として該制御を中止するように構成することができ、
さらにこの場合、アクセル開度が減少した後、所定時間
が経過したことを条件として該制御を中止するように構
成することもできる。
【0009】また、上記制御手段は、変速比減少を抑制
する制御を開始した後に車速が再上昇したことを条件と
して該制御を中止するように構成することができる。
【0010】また、制御手段は、変速比減少を抑制する
制御を中止したのち、所期の変速特性線に復帰するまで
のあいだ、比較的小さい変速速度にて変速するように構
成することができる。
【0011】
【作用】本発明において、車両発進時等において駆動輪
がスピンを起こすと、スピンが解消されるまで通常のア
ップシフトによる変速比の減少制御が抑制されるので、
見かけ上の車速の急変に原因する変速比の急変とこれに
伴う無段変速機のスリップや変速ショックの発生が回避
される。
【0012】スピン検出手段としてGセンサー等の加速
度検出手段を設けた場合には、実際にスピンを生じる前
にこれを予測してアップシフトを抑制できるので、急変
速動作の発生をより応答よく回避することが可能とな
る。
【0013】制御手段を、変速比減少を抑制する制御を
開始した後、エンジン回転速度が所定値以上となったこ
とを条件として該制御を中止するように構成した場合に
は、運転者がスピンの発生に気付かずにアクセルを踏み
続けた場合におけるエンジンの過回転が防止される。
【0014】制御手段を、変速比減少を抑制する制御を
開始した後アクセル開度が減少したことを条件として該
制御を中止するように構成した場合には、アクセル開度
の減少によりスピンが回避されるので、これを予測して
通常の変速制御に移行させることが可能となる。加え
て、アクセル開度が減少した後、所定時間が経過したこ
とを条件として該制御を中止するように構成した場合に
は、スピン状態からの回復に要する時間に対して通常の
変速制御に移行するタイミングをより適切に設定するこ
とが可能となる。
【0015】制御手段を、変速比減少を抑制する制御を
開始した後に車速が再上昇したことを条件として該制御
を中止するように構成した場合には、車速の上昇により
スピンの回復が推定されるので、これに伴い通常の変速
制御に移行させることが可能となる。
【0016】制御手段を、変速比減少を抑制する制御を
中止したのち、所期の変速特性線に復帰するまでのあい
だ、比較的小さい変速速度にて変速するように構成した
場合には、通常の変速制御に移行する間の変速ショック
を緩和することが可能となる。
【0017】
【実施の形態】以下、本発明の一実施形態につき説明す
る。
【0018】図1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あるいは
電磁クラッチ等が用いられる場合もある。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】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。
【0023】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。
【0024】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。
【0025】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。
【0026】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。
【0027】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。
【0028】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。
【0029】図2に、本願発明の制御手段の機能を含め
て上記した無段自動変速機の基本的な変速比制御を行う
機能を有する制御系統の概略を示す。なお、図2におい
て図1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。
【0030】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。
【0031】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。
【0032】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、車両の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S
7、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。
【0033】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。
【0034】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。
【0035】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1参照)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。
【0036】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。
【0037】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。
【0038】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。
【0039】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。
【0040】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、駆動輪のスピンを検出したときに
アップシフトを抑制することにより無段変速機の急変速
とこれに伴い変速機構(上記プーリ16,18とVベル
ト24との間)に起きるスリップ及び変速ショックを防
止することを要旨とするものである。
【0041】次に、本発明による制御の具体的な内容に
つき、図3に示した流れ図に沿って説明する。
【0042】この制御では、上述した制御系統による変
速制御の一環として、まず車両の駆動輪にスピンが発生
したか否かが検出される(ステップ301)。スピンの
発生は、例えば駆動輪と非駆動輪の回転速度差から検出
することが可能であるが、好ましくは車両の加速度を検
出してスピンの発生を事前に予測する。これにより、制
御の応答性ないし実効性をより高めることができる。な
お、加速度の検出は、例えばGセンサーを設けて直接検
出したり、あるいは非駆動輪の回転速度変化から算出し
たりすることにより行う。
【0043】このスピン判定においてスピン発生と判定
されたときには、次にスピン状態であることを示すフラ
グFをセットしたのち、アップシフトを禁止する指令を
発する(ステップ302〜303)。これにより変速機
の変速比はその時点での変速比に固定され、以下に述べ
る制御の解除条件が成立するまでのあいだ当該変速比で
の運転が続けられる。
【0044】次に、変速比固定状態で運転がアクセルを
踏み続けた場合にはエンジン回転速度Neが許容値Nli
mを超過するおそれがあるので、Ne>Nlimとなったと
きには変速比を通常の制御によりアップシフト可能と
し、フラグFをリセットして制御の当初に戻る(ステッ
プ304,310,301,308,309)。
【0045】これに対して、エンジン回転速度が許容値
を超えていない場合には、次に運転者の操作によりスロ
ットル開度が減少したか否かが判定される。スロットル
開度が減少していれば駆動トルクの低下によりスピンが
回復すると予測されるので、このときには変速比固定を
解除して通常の変速比制御に復帰させるのである。ただ
し、この場合タイマを起動して所定時間経過してから復
帰させることにより、スピンが回復するタイミングに合
わせて適切に変速比制御が復帰するように図っている
(ステップ305,311,312…309)。
【0046】次に、スピン状態でスロットル開度が減少
していない場合には、車両が再加速していないか否かが
車速等に基づき判定される。車両が再加速を開始したと
いうことは、路面摩擦の増大方向への変化等によりスピ
ンが止まって駆動輪が接地力を回復したことを意味して
おり、したがってこのときには変速比固定制御を解除し
て通常の変速比制御に復帰させるのである。ただし、こ
の場合、この運転状態での正規の変速比に復帰するまで
の変速比の変化速度を小さくして滑らかに変速が行われ
るようにしている(ステップ306,307…30
9)。
【0047】図4は、このような制御による実際的な走
行条件における制御特性の一例を示したもので、スロッ
トル開度が0/8の車両停止状態から同じくある開度X
/8へと急速にアクセルペダルが踏み込まれて急加速が
開始され、そのままアクセルペダルが踏み込み続けられ
たときの、エンジン回転速度Ne、車速V、変速比ip
の変化の様子を示している。
【0048】これを説明すると、a点が発進加速を開始
した時点であり、発進後まもなく車速Vがある程度上昇
してb点に達することにより変速比ipはアップシフト
方向へと変速されてゆく(実際の変速比は減少方向に変
化する)。c点が車両の加速度等によりスピンが検出さ
れた時点であり、これにより変速比ipはその時点での
変速比に固定される。d点は走行路面が摩擦力μの大き
な路面に変化した時点であり、それ以後はこの摩擦力の
増大によりスピンが次第に減少し、相反的に駆動輪の接
地力が回復してエンジン回転Ne,車速Vが共に減少す
る様子を示している。エンジン回転Neと車速Vが減少
するのは接地力の回復により駆動抵抗が増大するからで
ある。そして、ある程度接地力が回復した時点でスピン
がほぼ止まり、車両が再加速を開始する。これがe点で
あり、この再加速の開始に伴い変速比の固定制御を解除
し、緩やかな変速速度で本来の変速制御点fに達するま
で変速比がダウンシフト方向に制御される。
【0049】駆動輪にスピンが発生すると、エンジン回
転速度、スロットル開度、車両再加速等の所定の条件が
成立するまでのあいだ無段変速機の変速比がアップシフ
ト方向に移動するのが抑制されるので、通常の変速比制
御によるアップシフト変速とスピンの消長とが相乗して
急激な変速とこれに原因する無段変速機のスリップや変
速ショックを生じる弊害が防止され、したがって変速機
の耐久性が向上すると共に車両の運転性が改善される。
【0050】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
駆動輪にスピンが発生すると、エンジン回転速度、スロ
ットル開度、車両再加速等の所定の条件が成立するまで
のあいだ無段変速機の変速比がアップシフト方向に移動
するのが抑制されるので、通常の変速比制御によるアッ
プシフト変速とスピンの消長とが相乗して急激な変速と
これに原因する無段変速機のスリップや変速ショックを
生じる弊害が防止され、したがって変速機の耐久性を向
上できると共に車両の運転性を改善できるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 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2】 上記無段自動変速機の制御系統の概略図。
【図3】 本発明の一実施形態の制御内容を示す流れ
図。
【図4】 上記実施形態の制御特性の一例を示す特性線
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 20c スプリング 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 32c スプリング 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16H 59:48

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン駆動力を摩擦力に基づいて車両
    の駆動系に伝達する無段変速機と、車両の駆動系から検
    出した車速が上昇するほど変速比が減少するように前記
    無段変速機を制御する特性を有する制御手段とを備えた
    無段自動変速機において、 駆動輪の空転を検出するスピン検出手段を設けると共
    に、前記制御手段を、該スピン検出時には変速比減少方
    向への制御を抑制するように構成したことを特徴とする
    無段自動変速機の変速制御装置。
  2. 【請求項2】 スピン検出手段は、車両の加速度を検出
    する手段を備え、該加速度が所定値以上であることを条
    件としてスピン発生を判定するように構成されることを
    特徴とする請求項1に記載の無段自動変速機の変速制御
    装置。
  3. 【請求項3】 制御手段は、変速比減少を抑制する制御
    を開始した後、エンジン回転速度が所定値以上となった
    ことを条件として該制御を中止するように構成されるこ
    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変速制御装置。
  4. 【請求項4】 制御手段は、変速比減少を抑制する制御
    を開始した後、アクセル開度が減少したことを条件とし
    て該制御を中止するように構成されることを特徴とする
    請求項1から請求項3の何れかに記載の無段自動変速機
    の変速制御装置。
  5. 【請求項5】 制御手段は、アクセル開度が減少した
    後、所定時間が経過したことを条件として該制御を中止
    するように構成されることを特徴とする請求項4に記載
    の無段自動変速機の変速制御装置。
  6. 【請求項6】 制御手段は、変速比減少を抑制する制御
    を開始した後に車速が再上昇したことを条件として該制
    御を中止するように構成されることを特徴とする請求項
    1から請求項5の何れかに記載の無段自動変速機の変速
    制御装置。
  7. 【請求項7】 制御手段は、変速比減少を抑制する制御
    を中止したのち、所期の変速特性線に復帰するまでのあ
    いだ、比較的小さい変速速度にて変速するように構成さ
    れていることを特徴とする請求項1から請求項6の何れ
    かに記載の無段自動変速機の変速制御装置。
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