JPS63184530A - 車両用無段変速機の制御方法 - Google Patents

車両用無段変速機の制御方法

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JPS63184530A
JPS63184530A JP62015566A JP1556687A JPS63184530A JP S63184530 A JPS63184530 A JP S63184530A JP 62015566 A JP62015566 A JP 62015566A JP 1556687 A JP1556687 A JP 1556687A JP S63184530 A JPS63184530 A JP S63184530A
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JP
Japan
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vehicle
speed
gear ratio
continuously variable
gear
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JP62015566A
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English (en)
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Toshiaki Isobe
磯部 敏明
Koji Hattori
服部 好志
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、車両用無段変速機の変速比制御の精度を向上
させる技術に関する。
[従来の技術] 従来、車両の走行状態に応じて車両用無段変速機(以下
CVTと記す)の変速比を制御することにより、燃料消
費率の向上と運転感覚の向上とを、両立して得る技術が
種々開示されている。
たとえば、特開昭59−144850号公報に開示され
ている技術では、要求エンモ出力量聞であるスロットル
開度と車速とにもとづいて、C■Tの変速比を制御する
ことにより、定常走行時には燃費を最適に維持し、一方
アクセルペダルの踏み込み時等には該踏み込みに対応し
て車速が変化するようにして運転感覚および運転性能を
向上させている。
又、特開昭59−226747号公報に開示されている
技術では、エンジン負荷である吸入空気量もしくは吸気
管圧力と車速とにもとづいて、CVTの変速比を制御す
ることにより、低スロツトル開度における運転性能を向
上させている。
[発明が解決しようとする問題点] 上記従来のそれぞれの技術は、所期の目的を達成する優
れたものでおるが、以下の点において、猶一層の改善が
求められるに至った。
スロットル開度と車速とにもとづいてCVTの変速比を
制御する技術では、変速比の制御を緻密に行なおうとす
ると、スロットル開度を精度よく検出せねばならず、ス
ロットル開度センサが大型化、かつ製造工数、コストの
上昇を招くという問題があった。この問題の一原因は、
ロードロードR/L線と該R/Lに対応するスロットル
開度θとの関係を示すグラフ(第9図)に示すように、
上記ロードロードR/L線の周囲の定常運転領域におい
てのみ最適燃料消費率を実現するCVTの変速比γおよ
びスロットル開度θの値が細かく必要であるのにもかか
わらず、該定常運転領域がスロットル開度θの広い範囲
に及んでいることから、車速Vとスロットル開度θとか
らCVTの変速比γを与えるデータマツプ(第10図)
に示すように、制御装置の構成上、全車速■およびスロ
ットル開度θ範囲のデータマツプが細かく必要になるこ
とにある。上記第10図のデータマツプの変速比γの値
は、ここでは図示していないが、予め最適値が設定され
るものである。そのうえ、第10図のデータマツプに対
応して、精度の高いスロットル開度センサが要求される
ことになる。
一方、吸気量もしくは吸気管圧力と車速とにもとづいて
CVTの変速比を制御する技術では、定常運転時の吸気
管圧力PMの範囲(定常運転領域)の−例をグラフにし
た第11図に示すように、最適燃料消費率を保つため、
細かな制御の必要な吸気管圧力PMの範囲は、車速Vが
変化してもあまり変化しない。従って、データマツプを
記憶するメモリの容量は徒に大きくならないが、上記吸
気管圧力PMが高スロットル開度θでほぼ一定になるこ
とから、CVTの変速比が高スロットル開度θで変化し
なくなり、運転者の加減速要求に十分に応えられなくな
る問題がある。
本発明は、上記問題点を解決して、車両の運転感覚、動
力性能、および燃料消費率を向上させることを目的とす
る。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成する手段として、本発明の車両用無段変
速機の制御方法は、第1図に例示するように、 エンジンに連結された車両用無段変速機の変速比を車両
の走行状態にもとづいて決定し、該変速比に車両用無段
変速機の変速比を制御する(ステップSD)方法におい
て、 上記車両の走行状態として、少なくとも車速。
要求エンジン出力量、およびエンジン負荷を検出しくス
テップSA)、 上記車速および要求エンジン出力量にもとづいて、上記
車両の走行状態が低出力領域か否かを判断しくステップ
SB)、 上記車両の走行状態が低出力領域のとき、上記車速と上
記エンジン負荷とにもとづいて車両用無段変速機の変速
比を決定しくステップSC)、一方、上記車両の走行状
態が低出力領域でないとき、上記車速と上記要求エンモ
レ出力最とにもとづいて車両用無段変速機の変速比を決
定すること(ステップSE) を特徴とする請 要求エンジン出力量としては、例えばアクセル踏込量、
スロットル開度等を検出して用いてもよい。
エンジン負荷としては、例えば吸気量、吸気管圧力、燃
料供給量等を検出して用いてもよいし、もしくはエンジ
ンの出力トルクを検出して用いてもよい。
低出力領域とは、例えば車速および要求エンジン出力量
であるスロットル開度にもとづいて求められる走行状態
が所定以下の範囲のことである。
[作用] 本発明の車両用無段変速機の制御方法は、僅かの要求エ
ンジン出力量の変化により出力が大きく変動するとき、
すなわち車速および要求エンジン出力量にもとづいて算
出する車両の走行状態が低出力領域のとき、車両用無段
変速機の変速比を車速とエンジン負荷とにもとづいて制
御し、一方、運転者の動力への期待が大きいとき、すな
わち車両の走行状態が低出力領域でないとき、車両用無
段変速機の変速比を車速と要求エンジン出力量とにもと
づいて制御する。
[実施例] 以下、′本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第2図において、車両のエンジン10は、ロックアツプ
クラッチ付フル−ドカップリング12を介して無段変速
機14の入力軸16に連結されている。入力軸16には
、油圧シリンダ18によってV溝幅すなわち伝導ベルト
20の掛り径が変更される可変プーリ22が設けられて
いる。出力軸24には、油圧シリンダ26によって■溝
幅が変更される可変プーリ28が設けられている。した
がって、入力軸16に伝達された回転力は可変プ一り2
2および28に巻き掛けられた伝導ベルト20を介して
出力軸24に伝達されるとともに、後段の副変速機30
に伝達される。副変速機30は、第1サンギア32.第
2サンギア34.リングギア36などから成るラビニョ
ウ型複合遊星歯車装置を備え、高速段用クラッチ38.
低速段用ブレーキ40.後進用ブレーキ42が図示しな
い油圧アクチュエータによって択一的に作動させられる
ことにより、次表1に示すように、副変速機30の変速
比Rfが切り換えられ、あるいは正転、逆転が切り換え
られるようになっている。
表1 ここで表1において、ρ1はZsl/Zr、ρ2はZ 
S2/ Z rである。但し、ZSlは第1サンギア3
2の歯数、ZS2は第2サンギア34の歯数、Zrはリ
ングギア36の歯数である。ベルト式無段変速機14の
出力軸24は副変速機30の入力軸を構成し、また副変
速機30内の遊星ギアを支持するキャリア44は出力軸
を構成するので、副変速機30の変速比はキャリア44
の回転数で出力軸24の回転数を除した値となる。上記
キャリア44に伝達された回転力は、中間歯車46.4
8および終減速機50を経て、車両の一対の駆動輪52
にそれぞれ伝達されるようになっている。
可変プーリ22および28の近傍には、それら可変プー
リ22および28の回転数に対応した周波数のパルス信
号SP1およびSP2をコントローラ54へ出力するた
めの入力軸回転数センサ58および出力軸回転数センサ
60が設けられている。中間歯車48の近傍には、中間
歯車48の回転数に対応した周波数のパルス信号Svを
コントローラ54へ出力するための車速センサ61が設
けられている。エンジン10の吸気配管に設けられたス
ロットル弁62は、アクセルペダル63の操作により開
閉され、該スロットル弁62には、スロットルセンサ6
4が設けられており、そのスロットルセンサ64からは
スロットル弁開度θを表すスロットル信号Sθがコント
ローラ54に供給される。上記スロットル弁62の下流
側には、吸気圧センサ65が設けられており、その吸気
圧センサ65からは吸気管圧力PMを表す吸気圧信号S
PMがコントローラ54に供給される。
本実施例においてはシフト切換装置としてシフトレバ−
66が用いられており、そのシフトレバ−66の操作位
置を検出する操作位置センサ68からは、シフトレバ−
66のシフト操作位置Pshを表す信号SPがコントロ
ーラ54に供給される。
このシフトレバ−66は油圧回路70内のマニュアルバ
ルブと機械的に関連させられており、ニュートラルレン
ジに操作されたときには、高速段用クラッチ3B、低速
段用ブレーキ40.1進用ブレーキ42をそれぞれ作動
させるための油圧アクチュエータのいずれにも油圧が供
給されることを阻止するが、後進レンジに操作されたと
きには、後進用ブレーキ42を作動させる油圧アクチュ
エータのみに作動油を供給させる。また、シフトレバ−
66が前進レンジのうちの通常走行(D=ニドライブレ
ンジに操作された場合には、高速段用クラッチ38を作
動させる油圧アクチュエータのみに作動油が供給される
ことを許容し、高速側ギア段が維持されるようにする。
また、シフトレバ−66が前進レンジのうちの自動変速
レンジ(Sレンジ)またはエンジンブレーキレンジ(L
レンジ)に操作された場合には、高速段用クラッチ38
および低速段用ブレーキ4oを作動させるそれぞれの油
圧アクチュエータのいずれかに作動油が供給されること
を許容する。それらの油圧アクチュエータには、油圧回
路70に設けられたシフト用電磁弁72の作動に応答し
て作動するシフトバルブから、択一的に油圧が供給され
るようになっている。
上記油圧回路70は、出力軸24に設けられた油圧シリ
ンダ26に無段変速機14の実際の変速比およびエンジ
ン10の出力トルクに対応して調圧されたライン油圧を
供給し、伝導ベルト20の張力を必要かつ充分に制御す
る。また、油圧回路70は、入力軸16に設けられた油
圧シリンダ18に関して、シフト方向切換弁74の作動
に応答して、作動油を供給しあるいは排出し、また、シ
フト速度切換弁76の作動に応答して油圧シリンダ18
への作動油流入速度あるいは油圧シリンダ18からの作
動油排出速度を変化させる。なお、油圧ポンプ78はエ
ンジン10などによって駆動されることにより、オイル
タンク80内の作動油を油圧回路70に圧送するもので
あって油圧回路70の油圧源として機能する。
上記コントローラ54は、入出力インターフェース82
.中央処理部84.および記憶部86等を備え、記憶部
86に予め記憶されたプログラムおよびデータに従って
、入出力インターフェース82を介して入力された種々
の入力信号を処理し、該処理結果にもとづいて、シフト
用電磁弁72の作動を制御することにより、副変速機3
0のギア段を自動シフトさせ、シフト方向切換弁74お
よびシフト速度切換弁76の作動を制御することにより
、無段変速機14の変速比を最適値に変化させる。
次に、第3図のフローチャートにより所定時間毎に実行
される本実施例の変速比制御ルーチンを説明する。
第3図は、車両のトランスミッション全体の変速比を制
御するための制御ルーチンを示すものであって、先ずス
テップ100が実行されることにより車速V、スロット
ル開度θ、吸気管圧力PM、入力軸16の回転数Ni眠
比出力軸4の回転数Nout 、シフトレバ−66の操
作位置pshが信号SV、Sθ、SPM、SP1.SP
2.おヨヒS Pに基づいて読み込まれる。
次いで、ステップ110では、車速Vが所定値Vα(こ
こでは50km/h)以下か否がが判断される。所定値
Vα以下であると判断された場合には、ステップ120
により、スロットル開度θが所定値θβ(ここでは20
deo>以下か否かが判断される。
所定値θβ以下であると判断された場合には、ステップ
130が実行されて、(1)式の演算を行なうことで、
吸気管圧力PMのなまし処理が行なわれる。
PMi+士L」ユヱ肚す+PM  ・・・(1)PMi
・・・なまし処理後の吸気管圧力m ・・・定数 pMi−1・・・前回のなまし処理後の吸気管圧力PM
  ・・・今回検出した吸気管圧力これにより、大きく
変動する吸気管圧力PMがなまされて、過渡時等におけ
る無段変速機14の変速比の変化が防止される。次いで
、ステップ140では、シフトレバ−66の実際の操作
位置が通常走行レンジかあるいは自動変速レンジである
かが判断される。通常走行レンジであると判断された場
合には、ステップ150が実行されて、予め記憶部86
に記憶された複数のデータマツプから第4図に示す通常
走行レンジ用PMデータマツプ(副変速機30が高速ギ
ア段用)が選択される。
この通常走行レンジ用PMデータマツプは通常走行時に
適した目標回転数N19本を車速Vおよび吸気管圧力P
Mに応じて決定するためのものである。
この関係は、第5図に示す通常走行レンジ用目標回転数
Nin”特性線(車速Vと吸気管圧力PM(j)Ej=
0〜maxlと対応する最適の目標回転数N19本を示
す線)にもとづいて設定されるものである。
次いで、ステップ160が実行され、なまし処理後の吸
気管圧力PMiおよび車速■にもとづき、上記通常走行
レンジ用PMデータマツプにしたがって最適な目標回転
数Nin*が決定される。その後ステップ170が実行
されることにより、ステップ160において決定された
目標回転数N19本と入力軸16の実際の回転数Nin
とが一致するように無段変速機14の変速比を変更する
ためにシフト方向切換弁74およびシフト速度切換弁7
6を作動させる。
一方、上記ステップ140において、シフトレバ−66
が自動変速レンジに制御されていたと判断された場合に
は、ステップ180が実行されることにより、副変速機
30のシフト制御が実行される。すなわち、記憶部86
に予め記憶されたシフトパターンから、車速Vおよびス
ロットル開度θに基づいて副変速130のギア段が決定
され、決定されたギア段が実現されるようにシフト用電
磁弁72に駆動信号を出力する。シフトパターンはたと
えば第6図に示すものであり、データマツプなどの形態
で記憶されている。図において、U12は、車両の走行
性能を考慮して用意されたものであって、低速側ギア段
(第1速)から高速側ギア段(第2速)へのアップシフ
トの判断に用いるアップシフト線であり、図中[)21
は、適当なヒステリシスを形成するように、またキック
ダウンによる加速性能を考慮して用意されたものであっ
て、高速側ギア段から低速側ギア段へのダウンシフトの
判断に用いるダウンシフト線である。
次いで、ステップ190では、副変速機30の実際のギ
ア段が高速側ギア段であるかまたは低速側ギア段である
かが判断される。高速側ギア段であると判断された場合
には、ステップ200が実行されて、たとえば第4図に
示す関係を有する通常走行レンジ用と同一の高速側ギア
段用PMデータマツプが選択されるとともに、ステップ
210が実行されて高速側ギア段用PMデータマツプか
らなまし処理後の吸気管圧力PMiおよび車速Vに基づ
いて高速側ギア段に適した目標回転数N19本が決定さ
れる。次いで既述したステップ170が実行されること
により、高速側ギア段に適した目標回転数Nin*と入
力軸16の実際の回転数Ninとが一致するように無段
変速機14の変速比が変更される。
上記ステップ190において81変速機30のギア段が
低速側ギア段であると判断された場合には、ステップ2
20が実行されて、たとえば第7図に示す低速走行レン
ジ用目標回転数Nin本特性線(車速V−吸気管圧力P
M (j ) )にもとづいて導き出された車速■およ
び吸気管圧力PMから目標回転数Nin”を与える低速
側ギア段用PMデータマツプ(第4図参照)が選択され
る。次いで、ステップ230が実行されることにより、
該低速側ギア段用PMデータマツプに基づいて低速側ギ
ア段に適した目標回転数Nin”が決定される。そして
既述したステップ170が実行されることにより、低速
側ギア段に適した目標回転数Nin”と入力軸16の実
際の回転数Ninとが一致するように無段変速@14の
変速比が変更される。
以上ステップ100ないし230の作動が繰り返される
ことにより、車速Vが所定値Vα以下で、かつ、スロッ
トル開度θが所定値θβ以下のとき、なまし処理後の吸
気管圧力PM;と車速■とにしたがい、通常走行レンジ
用PMデータマツプ、高速側ギア段用PMデータマツプ
、もしくは低速側ギア段用PMデータマツプにもとづい
て、無段変速機14の変速比が制御される。
一方、車両が低出力領域でないと判断されたとき、すな
わちステップ110により車速Vが所定値Vαより大き
いと判断されたとき、又はステップ120によりスロッ
トル開度θが所定値θβより大きいと判断されたときに
は、以下のステップ240ないし330の処理にもとづ
く目標回転数Nin*の決定が行なわれる。
まずステップ240により、シフトレバ−66が通常走
行レンジであるか自動変速レンジであるかが判断される
。通常走行レンジであると判断された場合には、ステッ
プ250により、予め記憶部86に記憶された通常走行
レンジ用θデータマツプが選択される。該データマツプ
は、通常走行時に適した目標回転数Nin”を車速■お
よびスロットル開度θに応じて決定するためのものであ
る。
該データマツプは、第5図に示す通常走行レンジ用目標
回転数Nin本特性線(車速Vとスロットル開度θ(i
)[i=O〜100(%)]とに対応して最適の目標回
転数N10本を示す線)にもとづいて、第8図に示すデ
ータマツプ形式で設定されるものである。したがって、
前記ステップ150にて設定された第4図に示すPMデ
ータマツプに代えて10(deo)刻みのスロットル開
度θと10 (km/h )刻みの車速Vとに対応して
予め記憶部86にメモリされるものである。
上記データマツプの選択に続いて、ステップ260によ
り、車速Vとスロットル開度θとにしたがい、通常走行
レンジ用θデータマツプにもとづいて、通常走行時に適
した目標回転数N10本が決定される。こうして決定さ
れた目標回転数Nin”によって、無段変速機14の変
速比が制御される(ステップ170)ことは、既述した
制御と同様である。
上記ステップ240において、シフトレバ−66が自動
変速レンジに制御されていたと判断された場合には、ス
テップ280より、既述した副変速機30のシフト制御
が実行される。
次いで、ステップ290により、副変速機30゛ の実
際のギア段が高速側ギア段であるかまたは低速側ギア段
であるかが判断される。高速側ギア段であると判断され
た場合には、ステップ300が実行されて、上記通常走
行レンジ用θデータマツプと同一の高速側ギア段用θデ
ータマツプが選択されるとともに、ステップ310が実
行されて高速側ギア段用θデータマツプからスロットル
開度θおよび車速■に基づいて高速側ギア段に適した目
標回転数Nin”が決定される。次いで既述したステッ
プ170が実行されることにより、高速側ギア段に適し
た目標回転数Nin”と入力軸16の実際の回転数Ni
nとが一致するように無段変速機14の変速比が変更さ
れる。
上記ステップ290において副変速機30のギア段が低
速側ギア段であると判断された場合には、ステップ32
0が実行されて、たとえば第7図に示す低速走行レンジ
用目標回転数Nin*特性線(車速■−スロットル開度
θ)にもとづいて導き出された車速Vおよびスロットル
開度θから目標回転数Nin*を与える低速側ギア段用
θデータマツプ(第8図参照)が選択される。次いで、
ステップ330が実行されることにより、該低速側ギア
段用θデータマツプに基づいて低速側ギア段に適した目
標回転数N10本が決定される。そして既述したステッ
プ170が実行されることにより、低速側ギア段に適し
た目標回転数Nin本と入力軸16の実際の回転数Ni
nとが一致するように無段変速機14の変速比が変更さ
れる。
以上ステップ100ないし120,170,240ない
し330の作動が繰り返されることにより、車速Vが所
定値Vαより大きいとき、又はスロットル開度θが所定
値θβより大きいとき、スロットル開度θと車速Vとに
したがい、通常走行レンジ用θデータマツプ、高速側ギ
ア段用θデータマツプ、もしくは低速側ギア段用θデー
タマツプにもとづいて、無段変速機14の変速比が制御
される。
以上本発明の一実施例を挙げて説明したように、車速■
と要求エンジン出力量(スロットル開度θ)とにもとづ
く走行状態を判断し、上記走行状態が低出力領域のとき
、車速■とエンジン負荷(吸気管圧力PM)とにもとづ
いて無段変速機14の変速比を制御することにより、コ
ントローラ54のメモリ容量を徒に増大することなく最
適燃料消費率への制御性が極めて向上する。
上記低出力領域のとき以外では、車速Vと要求エンジン
出力最(スロットル開度θ)とにもとづいて無段変速機
14の変速比を制御することにより、運転者の出力要求
状態が変速制御に反映され、運転者の期待を十二分に満
足させることができる。
したがって、本実施例により、大メモリ容量のコントロ
ーラ54およびスロットルセンサ64の徒な高精度化を
必要とせず、従来のスロットルセンサ等の流用が可能に
なり、しかも運転感覚、動力性能、および燃料消費率の
高効率化を達成することができるという極めて優れた効
果を奏する。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本
発明の要旨を変更しない範囲で種々な態様の実施が可能
であり、例えばスロットル開度に代えてアクセル踏込量
を用いてもよく、吸気管圧力に代えて1回転当りの吸入
空気!(Q/N)を用いてもよい。
[発明の効果コ 本発明の車両用無段変速機の制御方法により、車両の走
行状態が低出力領域か否かにもとづいて変速比の制御方
法を変更することによって、要求エンジン出力量が僅か
に変化するのみで車両の走行状態が大きく変化する低出
力領域において、上記車両の走行状態を反映していてる
エンジン負荷にもとづいてCVTの変速比制御を行なえ
る。これにより、高精度の検出が要求される要求エンジ
ン出力量から走行状態を検出しなくても、正確な走行状
態の把握が可能になり、この結果、装置の小型化、低精
度化を図った上で、燃料消費率の高効率化を達成できる
そのうえ、運転者の要求を大きく走行状態に反映させる
必要があるとき、すなわち低出力領域以外では、要求エ
ンジン出力量にもとづいてCVTの変速制御を行なって
、車両の走行感覚および動力性能を向上させることがで
きる。
したがって、本発明により、制御装置の小型化、低精度
化と走行感覚、動力性能、および燃料消費率の向上とを
両立して達成できるという極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の車両用無段変速機の制御方法の基本的
構成を例示するフローチャート、第2図は本発明の一実
施例が適用される装置の構成図、第3図は実施例の変速
比制御ルーチンのフローチャート、第4図は実施例のデ
ータマツプの状態の説明図、第5図は実施例の目標回転
数Nin*を決定するために用いられる関係を示すグラ
フ、第6図は実施例の副変速機の自動シフトに用いられ
る変速パターンを示すグラフ、第7図は実施例の目標回
転数Nin*を決定するために用いられる関係を示すグ
ラフ、第8図は実施例のデータマツプの状態の説明図、
第9図は従来例の定常運転領域の説明図、第10図は従
来例のデータマツプの状態の説明図、第11図は従来例
の定常運転領域の説明図である。 14・・・無段変速機 54・・・コントローラ 64・・・スロットルセンサ 65・・・吸気圧センサ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  エンジンに連結された車両用無段変速機の変速比を車
    両の走行状態にもとづいて決定し、該変速比に車両用無
    段変速機の変速比を制御する方法において、 上記車両の走行状態として、少なくとも車速、要求エン
    ジン出力量、およびエンジン負荷を検出し、 上記車速および要求エンジン出力量にもとづいて、上記
    車両の走行状態が低出力領域か否かを判断し、 上記車両の走行状態が低出力領域のとき、上記車速と上
    記エンジン負荷とにもとづいて車両用無段変速機の変速
    比を決定し、 一方、上記車両の走行状態が低出力領域でないとき、上
    記車速と上記要求エンジン出力量とにもとづいて車両用
    無段変速機の変速比を決定するこを特徴とする車両用無
    段変速機の制御方法。
JP62015566A 1987-01-26 1987-01-26 車両用無段変速機の制御方法 Pending JPS63184530A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04341656A (ja) * 1991-05-20 1992-11-27 Jatco Corp 自動変速機の変速制御装置
JPH04362357A (ja) * 1991-06-04 1992-12-15 Toyota Motor Corp 車両の自動変速制御装置
US6037552A (en) * 1997-10-24 2000-03-14 Nec Corporation See-saw button device for electronic equipment

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