JPS6053262A - 車両用無段変速機の速度比制御装置 - Google Patents

車両用無段変速機の速度比制御装置

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JPS6053262A
JPS6053262A JP58160900A JP16090083A JPS6053262A JP S6053262 A JPS6053262 A JP S6053262A JP 58160900 A JP58160900 A JP 58160900A JP 16090083 A JP16090083 A JP 16090083A JP S6053262 A JPS6053262 A JP S6053262A
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variable transmission
engine
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昭憲 長内
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丹羽 孝夫
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は車両用無段変速機の速度比制御装置に関し、特
に車両加速時において高い燃料経済性が得られる技術に
関するものである。
従来技術 エンジンの回転を無段階に変速して車輪に伝達する車両
用無段変速機において、そのエンジンの回転速度を検出
する回転速度検出手段と、そのエンジンに要求される要
求負荷量を検出する要求負荷量検出手段と、予めめられ
た関係からその要求負荷量に基づいてそのエンジンの目
標回転速度を逐次決定する目標回転速度決定手段と、前
記エンジンの回転速度が前記目標回転速度に一致するよ
うに前記無段変速機の速度比を調節する速度比調節手段
とを備えた速度比制御装置が考えられている。斯る速度
比制御装置を用いれば、エンジンの回転速度が最も燃料
消費率の良い目標回転速度に一致させられるので、特に
定常走行状態においては、エンジンの回転領域全般にお
いて好ましい燃料経済性が得られる反面、車両の加速状
態においては要求負荷量増大に応じて定められる目標回
転速度にエンジンの回転速度が一致するように無段変速
機の速度比が変更されるため、その無段変速機の伝達効
率が低下して車両の燃料経済性が損なわれる不都合があ
った。無段変速機においては、一般に、その速度比が変
更されると、その過程において動力伝達効率が低下する
ことが避けられないのである。
発明の目的 本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり
、そのl」的とするところは、車両の加速時においても
高い燃料経済性が得られる車両用無段変速機の速度比制
御装置を提供することにある。
発明の構成 斯る目的を達成するため、本発明の速度比制御装置は、 ■前記無段変速機の速度比変化率をめる速度比変化率決
定手段と、■予めめられた関係から前記速度比変化率に
基づいて前記無段変速機の伝達効率を決定する伝達効率
決定手段と、■前記無段変速機の伝達効率および前記目
標回転速度に基づいてその目標回転速度よりも低い速度
比変化抑制判別回転速度を決定する判別基準速度決定手
段と、■前記エンジンの実際の回転速度が前記速度比変
化抑制判別回転速度を上廻った後前記目標回転速度に到
達するまで、前記無段変速機の速度比変化速度を抑制す
る速度比変化速度抑制手段と、を含むことを特徴とする
発明の効果 このようにすれば、第1図のクレーム対応図にも示すよ
うに、速度比変化率決定手段においてめられた前記無段
変速機の速度比変化率に基づいて、その無段変速機の伝
達効率が伝達効率決定手段において決定されるとともに
、回転速度検出手段において検出された実際の回転速度
が、速度比変化抑制判別回転速度決定手段において伝達
効率および目標回転速度に基づいて決定された速度比変
化抑制判別回転速度を超えた後目標回転速度に到達する
まで、無段変速機の速度比変化が速度比変化速度抑制手
段において抑制される。それ故、車両加速時においては
、エンジンの回転速度が前記速度比変化抑制判別回転速
度を上廻った後前記目標回転速度に到達するまで、無段
変速機が略一定の速度比でエンジンの出力を伝達するの
で、無段変速機の速度比変化に起因する伝達効率の低下
が解消され、車両加速時においても高い燃料経済性が得
られるのである。また、速度比変化抑制判別回転速度は
、車両加速時における無段変速機の伝達効率と目標回転
速度とに基づいて決定されるので、上記のように略一定
の速度比に従ってエン ′ジンの出力が伝達される場合
の出力は従来の加速時における目標回転速度付近の出力
と同様の出力が得られ、車両の加速性が損なわれること
はないのである。しかも、無段変速機の速度比変化率に
応じた伝達効率に基づいて速度比変化抑制判別回転速度
が決定されるので、適確な加速制御が為される利点があ
る。
加えて、従来の場合には、アクセル操作が急激に為され
たことに起因してエンジンの回転速度が急激に目標回転
速度に一致させられると、無段変速機の速度比変化速度
が停止または逆方向に変化させられることに起因してそ
の伝達効率が変化することおよびエンジンの回転速度ま
たはその上昇率が変化させられることにより、アクセル
操作に関係なく車両が加速させられて車両のショックが
発生する場合があったが、本発明によれば、エンジンの
回転速度が目標回転速度に一致させられる状態において
は、無段変速機の速度比の変化が抑制されているので急
激なエンジンの出力変化がなく、斯る不都合は全く解消
されるのである。
実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。
第2図において、エンジン10にはクラッチ12を介し
てベルト式無段変速機14が連結されており、エンジン
10の回転がベルト式無段変速機14によって無段階に
変速された後図示しない車輪に伝達されるようになって
いる。ベルト式無段変速機14は、クラッチ12に連結
された入力軸16と、入力軸16に取り付けられた有効
径が可変の可変プーリ18と、出力軸20と、出力軸2
0に取り付けられた有効径が可変な可変プーリ22と、
可変ブー1J18および22間に掛は渡された伝導ベル
ト24と、可変ブーIJ18および22の■溝幅を変更
して有効径を変化させる油圧シリンダ26および28と
を備えている。可変プーリ18および22は、それぞれ
入力軸16および出力軸20に固定された固定回転体3
0および32と、入力軸16および出力軸20に軸方向
の移動可能且つ軸回りに回転不能にそれぞれ取り付けら
れた可動回転体34および36とがら成り、それら可動
回転体34および3Gが油圧シリンダ26および28内
のスペースに作用させられる油圧によって軸方向に駆動
されることにより、伝導ベルト24の掛りj5i:(有
効径)が連続的に変化させられるようになっている。そ
して、油圧シリンダ28には後述の油路46を経て常時
ライン油圧が供給されるとともに油圧シリンダ26内の
作動油量(作動油圧)が速度比制御弁38によって調節
されることにより、可動回転体34および36に作用さ
せられる力のバランスが変更されて無段変速機14の速
度比が変化さ・υられるようになっている。なお、可動
回転体34の受圧面積は可動回転体36よりも大きく設
定されている。
ライン油圧は、オイルタンク40からポンプ42によっ
て圧送された作動油が圧力調整弁44によって調整され
るごとにより得られ、油路46を介して速度比制御弁3
8および油圧シリンダ28に供給されている。圧力調整
弁44ば後述の調圧信号SPによって駆動されるリニア
ソレノイドとそのリニアソレノイドによって駆動される
弁子とを備え、ポンプ42から圧送される作動油のオイ
ルタンク40への逃がし量を調圧信号SPに従って変化
させることにより、ライン油圧を調整する。
速度比制御弁38は後述の速度比信号SSによって駆動
されるリニアソレノイドとそのリニアソレノイドによっ
て駆動される弁子とを備え、油圧シリンダ26に連通す
る油路48と油路46とを連通させてその流通面積を変
化させることにより油圧シリンダ26への作動油の供給
量(油圧)を調節する一方、油路48とオイルタンク4
0への戻り油路50とを連通させてその流通面積を変化
させることにより油圧シリンダ26内の作動油排出量(
油圧)を調節する。すなわち、速度比制御弁38によっ
て油路48と油路46および50との連通が略遮断され
て、油圧シリンダ26内の作動油量が一定とされた状態
においては速度比が固定とされる一方、油路48と油路
46とが連通させられた状態においては油圧シリンダ2
6内の作動油量(油圧)が増加させられて可変プーリ1
8の有効径が大きくされるとともに可変ブーIJ22の
有効径が小さくされ、速度比が増加させられる。
反対に油路48と油路50とが連通させられることによ
って速度比が減少させられるのである。
エンジン10の吸気配管にはアクセルペダル52に連結
されたスロットル弁54が取り付けられており、スロッ
トル弁54に取り付けられた要求負荷量検出手段として
のスロットルセンサ56によってスロットル弁54の開
度θに対応した電圧であるスロットル信号THがA/D
コンバータ58を経てI10ボート59に供給される。
また、入力軸16および出力軸2oにはそれらの回転を
検出する回転速度検出手段としての回転センサ60およ
び車速検出手段としての回転センサ62がそれぞれ取り
付けられており、回転センサ60はエンジン10の回転
に対応したパルス状の回転信号SRをT/F回路64に
供給する一方、回転センサ62は車速に対応したパルス
状の回転信号SCをT/F回FIR6,1に供給する。
I/F回路64はそれら回転信号S IF、およびSC
の単位時間当た0 りのパルス数を表すコード信号に変換してI10ボート
59に供給する。I10ボート59はデータバスライン
を介してCPU66、RAM68゜ROM70に接続さ
れており、CPU66はROM70に予め記憶されたプ
ログラムに従ってRAM68の一時記憶機能を利用しつ
つ、I10ボート59に供給される信号を処理し、速度
比およびその変化速度を指令する速度比信号SSをD/
Aコンバータ72および駆動回路74を介して速度比制
御弁38に供給する一方、ライン油圧の圧力を指令する
調圧信号SPをD/Aコンバータ72および駆動回路7
4を介して圧力調整弁44に供給する。駆動回路74は
いわゆる電力増幅器であって、D/Aコンバータ72か
らそれぞれ出力される速度比信号SSおよび調圧信号s
pを所定のゲインにて電力増幅して、速度比制御弁38
および圧力調整弁44のリニアソレノイドに供給するの
である。
第3図は本実施例の制御ブロック線図である。
目標回転速度検出手段76においては、予め記憶1 された第4図に示す関係から要求fI荷量を表すスロッ
トル弁54の開度θに基づいて目標回転速度Ne’を決
定する。その目標回転速度Ne′はスロットル弁開度θ
に対応する要求馬方が最小燃費率で得られるように予め
められた値である。速度比変化抑制判別回転速度決定手
段78では、車両加速時におけるヘルド式無段変速機1
4の実際の効率ηを目標回転速度Ne′に乗算すること
により、速度比変化抑制判別回転速度Ne″を算出する
。その効率ηば、伝達効率決定手段79において第5図
に示す予めめられた関係から無段変速機14の速度比変
化率ΔV/Ne’に基づいたものであり、その速度比変
化率ΔV/Ne′は、速度比変化率決定手段81におい
て、車速の変化率ΔVと目標回転速度Ne′との比とし
て決定される。すなわち、加速状態においてはスロット
ル弁開度θが略一定であるので、車速の変化率ΔVが実
質上無段変速機14の速度化変化率を表している。速度
比制御判別手段8oは速度比制御制御手段82と速度比
制御停止に手段84とのいずれが2 を択一的に選択するものであって、回転速度検出手段8
6によって検出されるエンジン10の実際の回転速度N
eが前記Ne′とNe”との間にあるときには、速度比
制御停止手段84を選択するが、それ以外の場合には速
度比制御制御手段82を選択する。速度比制御制御手段
82は車速検出手段88によって検出された車速■、換
言すれば無段変速機14の出力軸の回転速度NOとエン
ジン10の実際の回転速度Neとに基づいて実際の速度
比eを決定する一方、実際の回転速度Neを目標回転速
度Ne′に一致させるための目標速度比e゛を決定し、
それ等eとe′との差が零となるように速度比調節手段
90に無段変速機14の速度比を変化させる。逆に、速
度比制御停止手段84は、目標速度比e′を実際の速度
比eに置換して、速度比調節手段90による速度比の変
化を停止させることにより、無段変速機14の速度比e
を変化させない状態でエンジン1oの回転速度Neを目
標回転速度Ne′に一致させるようにする。速度比調節
手段90は速度比制御弁38に速3 変化信号SSを供給し、ベルト式無段変速機14の速度
比eを変化させる。
一方、エンジントルク検出手段92は、要求負荷量を表
すスロットル弁54の開度θとエンジン10の実際の回
転速度Neとに基づいて第6図に示す予め記憶された関
係から、エンジン10の実際の出力トルクTを検出する
。ライン圧決定手段94は、予めめられた関係からエン
ジン10の実際のトルクT、回転速度検出手段86によ
って検出されたエンジン10の実際の回転速度Ne。
車速検出手段88によって検出された無段変速機14の
出力軸回転速度Noに基づいて油路46のライン油圧を
決定する。開田弁調節手段96はライン圧決定手段94
によって決定されたライン油圧を維持するための制御電
圧である調圧信号SPを圧力調整弁44に供給する。こ
の結果、ライン油圧は、伝導ヘルド24の滑りが発生し
ない範囲で最小の圧力に維持され、過大なライン油圧に
よる動力損失および伝導ベルト24の耐久性低下が防止
されている。
4 以下、本実施例の作動を第7図のフローチャートに従っ
て説明する。
まず、ステップS1が実行され、スロットル弁54の開
度θ、エンジン10の実際の回転速度Neが信号TH,
SEに基づいて読み込まれ、RAM6B内に記憶される
。そして、前記目標回転速度検出手段76に相当するス
テップS2が実行され、第4図に示す予めめられた関係
から、スロットル弁54の開度θに基づいて、目標回転
速度 −Ne’が算出されるとともに、続いてステップ
S3が実行され、目標回転速度Ne’よりも実際の回転
速度Neが小さいか否か、換言すれば車両が加速状態に
あるか否かが判断される。実際の回転速度Neが目標回
転速度Ne′よりも大きい場合には、後述のステップS
9における速度比制御ルーチン2が実行されるが、実際
の回転速度Neが目標回転速度Ne’よりも小さい場合
には、前記速度比変化率決定手段81に相当するステ・
ノブS4が実行されて速度比変化率ΔV/Ne′が算出
されるとともに、前記伝達効率決定手段79に相5 当するステップS5が実行されて無段変速機14の実際
の伝達効率ηが第5図に示す予め記憶された関係から速
度比変化率ΔV/Ne′に応じて決定される。
ここで、車速変化ΔVt才第8図に示す割り込みルーチ
ンの実行によって一定時間Δも毎にめられる。すなわち
、一定時間Δを毎にタイマフラグFTの内容が1とされ
るのであるが、ステップSW1においてFT=1が判断
されると、ステップSW2が実行されて、車速■(出力
軸20の回転速度No)が信号SCに基づいて読め込ま
れるとともに、続くステップSW3が実行されて車速■
が予め定められた一定の小さな値(たとえば10km 
/ h )よりも小さいか否かが判断される。小さい場
合には半クラツチ状態であるので、ステップSW5にお
いて車速変化Δ■の内容が零とされるが、小さくない場
合にはステップSW4において前回(Δを時間前)にお
いて算出された車速vOと今回の車速■との差Δ■が算
出される。そして、次回の割り込みに備えて、ステップ
SW6および6 SW7が実行され、Voの内容が今回求めた車速■の内
容に更新されるとともにタイマフラグFTの内容が零と
される。
第7図に戻って、速度比変化抑制判別回転速度決定手段
78に相当するステップS6が実行され、速度比変化抑
制判別回転速度N e ”が目標回転速度Ne′にステ
ップS5においてめられた無段変速機14の伝達効率η
が乗算されることによって決定される。次に、ステップ
S7が実行され、実際の回転速度Neが速度比変化抑制
判別回転速度N e ”よりも小さいか否かが判断され
、小さい場合には、前記ステップS9の速度比制御ルー
チン2が実行されるが、大きい場合にはステップS8の
速度比制御ルーチン1が実行される。すなわち、ステッ
プS3およびS7は、実際の回転速度NeがNe’とN
 e ”との間にある場合には速度比制御ルーチン1を
選択し、それ以外の場合には速度比制御ルーチン2を選
択するものであり、前記速度比制御判別手段80に相当
するものである。
上記速度制御ルーチン1および速度比制御ルー7 チン2は第9図に示すように実行される。
すなわち、速度比制御ルーチン2においては、まずステ
ップSRIが実行され、回転信号SRおよびSCに基づ
いて無段変速機I4の入力軸16の回転速度Niおよび
出力軸20の回転速度N。
が算出される。そして、ステップSR2が実行され、そ
れ等入力軸16の回転速度Niおよび出力軸20の回転
速度Noに基づいて無段変速機14の実際の速度比e(
−No/Ni)が算出されるとともに、ステップSR3
が実行され、目標速度比e ’ (−N O/N i 
′)が算出される。次いで、ステップSR4が実行され
、目標速度比e′が最小速度比e minよりも小さい
か否かが判断され、小さい場合にはステップSR5が実
行されて目標速度比e′の内容が最小速度比e min
とされるが、小さくない場合にはステップSR6が実行
されて目標速度比e′が最大速度比e maxよりも小
さいか否かが判断される。目標速度比e′が最大速度比
e mayよりも小さくない場合はステップSR7が実
行されて目標速度比e′の内容が最大速度比8 e maxとされるが、小さい場合には次のステップS
R8が実行される。
ステップSR8においては、目標速度1ヒe′と実際の
速度比eとの偏差Δeが算出され、ステップSR9にお
いてはその偏差へ〇を零とするための制御量である流量
制御電圧Vfが次式(1)に従って決定されるとともに
、その流量制御電圧Vfを表す速度比信号SSが速度比
制御弁38に供給されて、無段変速機14の速度比eが
調節される。
すなわち、ステップSRI乃至ステップSR8が前記速
度比制御制御手段82に相当し、ステップSR9が速度
比調節手段90に相当するのである。
Vf=に、−e十に2 ・Δe −TI−1但し、K□
、に2は定数である。
次いで、ステップ5RIOが実行され、前記エンジント
ルク検出手段92に相当するステップ5RIOが実行さ
れ、エンジン10の実際のトルクTが第6図に示す予め
められた関係から算出さ9 れる。そして、ライン圧決定手段94および調圧弁調圧
手段96に相当するステップ5RIIが実行され、ライ
ン圧を制御するための制御用である調圧弁制御電圧Vp
が予め記↑aされた次式(2)に従って算出されるとと
もに、その電jEVpを表す調圧信号SPが圧力1!J
整弁44に供給される。
Vp=f (T、Ni、No) −(2)一方、速度I
L制御ルーチン1においては、前述のステップS R1
およびS R2と同様のステップ5R12およびS R
13が実行されて入力軸16の回転速度Niおよび出力
軸20の回転速度N。
が算出されるとともに、無段変速機14の実際の速度比
e(=No/Ni)が算出される。そして、ステップS
R+4が実行され、目標速度比e′の内容をステップS
R]3でめた実際の速度比eとするとともに、以後速度
比制御ルーチンと同様にステップSR4乃至5RIIが
実行される。ここで、速度比制御ルーチンlのステップ
5RI40 において、目標速度比e′の内容が実際の速度比eとさ
れるので、ステップSR8における偏差へ〇の内容が零
とされることになり、無段変速1i14の速度比の変化
が阻止される。すなわち、ステップS’R12乃至5R
14が前記速度比制御停止手段84に相当するものであ
り、それ等ステップ5R12乃至5R14と前記ステッ
プS3およびS6とが速度比変化速度抑制手段を構成し
ているのである。なお、ステップ5R14において、目
標速度比e′の内容を実際の速度比eに予め定められた
小さな値αを加えたものとしても良い。このような場合
には、速度比制御ルーチン1が実行された場合において
、無段変速機14の速度比eが徐々に変化させられるこ
とになる。
このように、本実施例によれば、第10図の実線に示す
ように、エンジン10の実際の回転速度Neが速度比変
化抑制判別回転速度N e ”を超えた後目標回転速度
Ne′に到達するまで、無段変速機14の速度比eの変
化が抑制されるので、第10図の破線に示す従来の場合
に比較して車両の1 加速時において無段変速機14の速度比eの変化に起因
する伝達効率の低下が解消されて好ましい燃料経済性が
得られるのである。
また、速度比変化抑制判別回転速度Ne”は、目標回転
速度Ne′に無段変速機14の加速時における伝達効率
ηが乗算されることよって決定されるので、従来の加速
時と比較して加速性が損なわれることがないのである。
すなわち、従来の加速時には無段変速機14の速度比の
変化に従って伝達効率ηが低下するが、このときの出力
は速度比eが変化しない状態において、目標回転速度N
e′に伝達効率ηを乗算した回転数で得られる出力と同
じであり、本発明においてはこの点に着目して速度比変
化抑制判別回転速度Ne′’が決定されているのである
。しかも、無段変速機14の変化率ΔV/Ne’に応し
て逐次算出される実際の伝達効率に従って速度比変化抑
制判別回転速度Ne”が決定されるので、速度社変化率
に応した適確な加速制御が為される利点がある。
さらに、従来の無段変速機14の速度比制御装2 置において、急激なアクセル操作に従って、エンジン1
0の回転速度が急激に上昇させられて目標回転速度Ne
′に一致させられる状態となると、第10図の車速の破
線に示すように、無段変速機14の速度比eの変化停止
等による伝達効率ηの急激な変化およびエンジン10の
慣性力に従ってアクセル操作に関係なく、ショック状の
車両の加速が行われていたのであるが、本実施例によれ
ば、無段変速機14の速度比eが変化させられることな
(、エンジン10の回転速度Neが目標回転速度Ne’
に一致させられるので、第10図の車速の実線に示すよ
うに、斯る車両のショックが解消されるのである。
以上、本実施例を示す図面に基づいて説明したが、本発
明はその他の態様においても適用される。
たとえば、前述実施例においてはベルト式無段変速機1
4について説明されているが、その他の形式の無段変速
機であっても良いのである。
また、前述の実施例において、エンジン10の要求負荷
量を検出するためにスロットル弁54の3 開度θが用いられているが、アクセルペダル52の操作
量、エンジン10の吸気管負圧等の量であっても良いの
である。、要するに、エンジン10の要求負荷量を表す
量であれば良い。
また、エンジン10の回転速度を検出するために回転セ
ン4J・60が用いられているが、エンジン10のディ
ストリビエータに設けられたセン号によって回転速度N
eが検出されるようにしても良いのである。
なお、上述したのはあくまでも、本発明の一実施例であ
り、本発明はそのネ?j神を逸脱しない範囲において種
々変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のクレーム対応図である。第2図は本発
明の一実施例が適用された車両用無段変速機の構成図で
ある。第3図は第2図の実施例における制御ブロック線
図である。第4図はスロットル弁開度に対する目標回転
速度特性を示す図である。第5図は、スロットル弁開度
をパラメータとしたエンジンの回転速度に対する出力ト
ルク特4 性を示す図である。第6図は無段変速機の速度比の変化
率に対する伝達効率の特性を示す図である。 第7図乃至第9図は第2図の実施例の作動をそれぞれ説
明するフローチャートである。第10図は第2図の実施
例の作動を示すタイムチャートである。 10:エンジン 14: (ベルト式)無段変速機 56:スロットルセンサ(要求負荷量検出手段)60:
回転センサ(回転速度検出手段)76:目標回転速度検
出手段 78:速度比変化抑制判別回転速度決定手段79:伝達
効率決定手段 81:速度比変化率決定手段 90:速度比調節手段 出願人 トヨタ自動車株式会社 5 第6図 −397− 第8図 特開B几[532G2 (10) 第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 エンジンの回転を無段階に変速して車輪に伝達する車両
    用無段変速機において、該エンジンの回転速度を検出す
    る回転速度検出手段と、該エンジンに要求される要求負
    荷量を検出する要求負荷量検出手段と、予めめられた関
    係から該要求負荷量に基づいて該エンジンの目標回転速
    度を逐次決定する目標回転速度決定手段と、前記エンジ
    ンの回転速度が前記目標回転速度に一致するように前記
    無段変速機の速度比を調節する速度比調節手段とを備え
    た速度比制御装置であって、 前記無段変速機の速度比変化率をめる速度比変化率決定
    手段と、 予めめられた関係から前記速度比変化率に基づいて前記
    無段変速機の伝達効率を決定する伝達効率決定手段と、 前記無段変速機の伝達効率および前記目標回転速度に基
    づいて該目標回転速度よりも低い速度比変化抑制判別回
    転速度を決定する速度比変化抑制判別回転速度決定手段
    と、 前記エンジンの実際の回転速度が前記速度比変化抑制判
    別回転速度を上廻った後前記目標回転速度に到達するま
    で、前記無段変速機の速度比変化速度を抑制する速度比
    変化速度抑制手段と、を含むことを特徴とする車両用無
    段変速機の速度比制御装置。
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