JPS6326461A - ロツクアツプクラツチの係合制御装置 - Google Patents

ロツクアツプクラツチの係合制御装置

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JPS6326461A
JPS6326461A JP16959186A JP16959186A JPS6326461A JP S6326461 A JPS6326461 A JP S6326461A JP 16959186 A JP16959186 A JP 16959186A JP 16959186 A JP16959186 A JP 16959186A JP S6326461 A JPS6326461 A JP S6326461A
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pressure
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JP16959186A
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Kunihiro Iwatsuki
邦裕 岩月
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Toyota Motor Corp
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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1 本発明は、車両用自動変速機のトルクコンバータ内に設
けられたロックアツプクラッチの係合ail+1211
装置に関する。
[従来の技術] 従来、車両用自動変速数のトルクコンバータにおいては
、車両の走行状態がある所定の条件を満足した時にその
入力側(ポンプ)及び出力側(タービン)を機械的に直
結するロックアツプクラッチを設け、流体伝達における
スリップに基因した動力損失を少なくして自動変速車両
の燃費を向上させるようにしたものが知られている。
一般に、このロックアツプクラッチの係合は、タービン
側に設けられたロックアツプビス1〜ンをポンプ側に油
圧によって押付・固定することによって行われる。この
場合のロックアツプクラッチの係合圧は、基本的にスロ
ットル開度(エンジン負荷)により一義的に固定されて
いる。即ち、−般には、ロックアツプクラッチの係合圧
を調圧するバルブ(セカンダリレギュレータバルブ)が
スロットル調圧タイプのものでは、スロットル開度の関
数となり、オリフィスタイプのものでは、ライン圧がこ
のセカンダリレギュレータバルブの設定値以下の場合で
はライン圧と等しく、設定圧以上の時には、当該設定圧
(一定値)となるように↑1゛4成されている。
一方、ロックアツプクラッチの係合に関しでは、過設時
の油圧特性制御は、オリフィスで流吊制121)を行う
ものがほとんどである。従って、過渡油圧は主に静的容
量から規定されるロックアツプ係合圧と大気圧との差圧
で上記オリフィスを通過する右上がり特性〈時間と共に
油圧が上昇する特性)となる。
そこで、一部の自動変速機では、ロックアツプ回路にア
キュムレータを用い、ロックアツプ設定圧以下の比較的
低い油圧でロックアツプクラッチを係合させ、ロックア
ツプが係合する際のショックの低減を図るようにしてい
る。更には、例えば特開昭58−94667におけるロ
ックアツプクラッチ制御機構においては、ロックアツプ
クラッチが係合する時の油圧をデユーティコントロール
し、これにより過渡油圧の上昇を緩かにコントロールし
、ロックアツプ係合時のショックを低減するようにした
ものが知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記の従来例は、いずれも油圧特性とし
ては時間に対して上昇する、いわゆる右上がり特性とさ
れており、充分なショック低減効果が得られない場合が
あるという問題がなお残されていた。即ち、ロックアツ
プクラッチが係合する場合、当該係合が完了する瞬間(
入出力側の回転速度が完全に同期する瞬間)にいわゆる
動的摩擦から静的摩擦への変化が起こるため、少なから
ずショックが発生する。このショックは、係合圧の上昇
を充分滑かに制御したとしても低く抑えるのがなお困難
なものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもの
であって、その要旨とするところは、第1図に示される
ように、車両用自動変速践のトルクコンバータ内に設け
られたロックアツプクラッチの係合完了直前における所
定時期を検出する手段と、前記ロックアツプクラッチを
係合させるための油圧の時間変化率を変更・設定可能な
手段と、前記油圧の時間変化率な、前記所定時期から所
定時間だけマイナス方向に変更する手段と、を猫えたこ
とにある。
【発明の作用及び効果1 本発明においては、ロックアツプクラッチの係合完了直
前に、該ロックアツプクラッチを係合ざゼるための油圧
の時間的変化率をマイナス方向に一時的に変更するよう
にしている。その結果、係合完了の瞬間における入出力
側の回転速度の同期を極めてゆっくりと且つ滑かに行う
ことができるようになり、係合完了の瞬間に生じるショ
ックを最小限に抑えることができる。
又、このような制御を行うことにより、係合開始から係
合完了までのh問を結果として短くすることができ、そ
の分ロックアツプクラッチの耐久性を向上させることが
できるようになる。即ち、従来のように油圧の上背を極
力押えるようにした制御にあっては、ロックアツプクラ
ッチが互いに滑っている時間がそれだけ長くなり、耐久
性上不利になる。本発明においては、この時間を比較的
短くしながら、係合完了の瞬間における同期のみを極め
て緩かに行わせるものであるため、係合時のショック低
減とロックアツプクラッチの耐久性向上とを両立さぼる
ことができるものである。
好ましい実IIIA態様は、前記所定時+1JJをエン
ジン回転速度及び前記自動変速別の回転メンバの回転速
度に依存して確定J゛ることである。換言するとトルク
コンバータのポンプの回転速度及びタービン回転速度に
依存して確定することである。このようにすることによ
り、両者の同期直前、即ちロックアツプクラッチの係合
完了直前を正確に捕えることができ、本発明をより効果
的に実施することが可能となる。なお、この所定時期は
、エンジン回転速度(即らトルクコンバータのポンプ回
転速度)の変化に依存して確定するようにしてもよい。
又、この所定時期は前記ロックアツプクラッチが係合す
べきと判断された時、あるいは係合指令時のいずれかか
らの経過時間に依存して確定するようにしてもよい。
又、好ましい実施態様は、前記所定時間、あるいは前記
ロックアツプクラッチの時間的変化率を、それぞれ変速
段、エンジン負荷、車速、エンジン吸気温、エンジン吸
気圧の少なくとも一つに依存して変更することである。
このようにすることにより、走行状態に見合った係合圧
制御を実行することができ、係合完了の瞬間におけるシ
ョックを一店低減することができるようになる。なお、
前記所定時間を変速段、エンジン負荷、車速、エンジン
吸気温、エンジン吸気圧に依存して変更する際には、そ
れぞれ例えば第2図(A)〜(E)に示されるような傾
向で依存させると良い。その際のロックアツプクラッチ
の時間的変化率については、前記所定時間との兼合いで
やはり変速段、エンジン負荷、車速、エンジン吸気温、
エンジン吸気圧等を考慮してマツチングさせると良い。
なお、エンジン吸気圧の概念には、過給圧の概念も含ま
れている。
[実施例] 以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
まず、第3図に本発明の実施例が適用される中側用自動
変速機の全体概要を示す。
この自動変速機は、そのトランスミッション部としてト
ルクコンバータ20と、オーバードライブ礪横40と、
前進3段、後進1段のアンダードライブ機+i460と
を備える。
前記トルクコンバータ20は、ポンプ21、タービン2
2、ステータ23、及びロックアツプクラッチ24を漏
えた周知のものである。ポンプ21は、エンジン1のク
ランク軸10と連結され、タービン22はタービン@2
2Aを介してオーバードライブ機構40における遊星歯
車装置のキャリヤ41に連結されている。
前記オーバードライブ機構40においては、このキャリ
ヤ41によって回転可能に支持されたプラネタリビニオ
ン42がサンギヤ43及びリングギヤ44と山合してい
る。又、サンギヤ43とキA7リヤ41との間には、ク
ラッチGo及び一方向クラッチFoが設けられており、
サンギヤ43とハウジングl−I Llどの間には、ブ
レーキBoが設けられている。
前記アンダードライブ機構60には、遊星歯車装置とし
てフロント側及びギヤ側の2列が備えられている。この
′:ti星歯車装置は、それぞれ共通のサンギヤ61、
リングギヤ62.63、プラネタリビニオン64.65
及びキャリヤ66.67からなる。
オーバードライブ礪崩40のリングギヤ44は、クラッ
チC1を介して前記リングギヤ62に連結されている。
又、前記リングギヤ44とサンギA761との間にはク
ラッチC2が設けられている。
更に、前記キャリヤ66は、前記リングギヤ63と連結
されており、これらキャリヤ66及びリングギψ63は
出力軸70と′&結されている。
−万、館記キA7リヤ67とハウジング)−1uとの間
には、ブレーキB3及び一方向クラッチF2が設けられ
ており、更に、サンギヤ61とハウジング1−1uとの
間には、一方向クラッチF1を介してブレーキB2が設
けられ、又、サンギヤ61とハウジング1−1uとの間
には、ブレーキB1が設けられている。
この自動変速磯は、上述の如きトランスミッション部を
備え、エンジン1の負荷状態を反映しているスロットル
開度を検出するスロットルセンサ80、及び車速を検出
する車速センサ82等の信号を入力されたコンピュータ
(ECU>84によって、予め設定された変速マツプに
従って油圧制御0回路86内の電磁ソレノイドバルブS
1〜S2(シフトバルブ用)、SL(ロックアツプクラ
ッチ用)、及び電磁比例弁So(ライン油圧、潤滑油圧
及びロックアツプ係合圧制御用)が駆動・制御され、第
4図に示されるような各クラッチ、ブレーキ等の係合の
組合わせが行われて変速制御がなされる。第4図におい
ては、○印は係合状態を示し、又◎印は駆動時にのみ係
合状態となることを示している。
なお、第3図において符号90はシフトポジションセン
サで、運転者によって操作されるNにュートラル)、D
(ドライブ)、R(リバース)等の位置を検出するもの
、92はパターンセレク1ヘスイッチで、E(経済走行
)、P(パワー走行)等の位置を検出するものであり、
又、94はエンジンの冷却水温を検出する水温センサを
示し、96.98はフットブレーキ、サイドブレーキの
作動を検出するブレーキスイッチをそれぞれ示している
第5図に、前記油圧制御装置86の要部を示づ。
図において、SOが前記電磁比例弁、102がエンジン
と直結されたポンプ、103がラインF〔を調圧するプ
ライマリレギュレータバルブ、104が第1速段と第2
速段とを切換える1−2シフトバルブ、B2が該1−2
シフトバルブを制御するソレノイドバルブ、105が潤
滑油及びロックアツプ係合圧を供給するセカンダリレギ
ュレータバルブ、106が運転者によって操作されるマ
ニュアルバルブ、107がブレーキB2に油圧が給排さ
れる際の過渡特性を制御するためのアキュムレータをそ
れぞれ示している。
電磁比例弁Soは、これ自体周知の物であり、スプール
109.1101コイル108、スプリング113、プ
ランジャ]]1等から構成されている。スプール110
とプランジャ111とは軸方向に一体で移動可能に歯合
されている。コイル108は、前記ECIJ84からの
負荷電流IPに応じてプランジャ111、従ってスプー
ル110に図中下方向の力Fcを及ばず。−万、スプリ
ング113はこれと反対方向の力Fsをスプール110
に及ぼザ。又、ボート1]4にはポンプ102の吐出圧
が作用している。ポート115及び116に作用する油
圧をPθ、スプール109のランド109△のフェイス
面積をA1とするとPθは(1)式で求まる。
Pθ−(F s  F c ) / A +    −
(1)従って、コイル108によって発生する図中下方
向の力Fcを制御することにより、ポート115に発生
するPθをO〜F s / A 1の任意の値に制御す
ることができる。この油圧Pθは従来、通常カムを介し
てスロットルfin Uに対応してスプールが聚械的に
駆動可能とされたスロットル弁によって発生されるスロ
ットル圧に相当するものであり、プライマリレギュレー
タバルブ1031.:よって発生されるライン油圧の制
御用油圧、及びセカンダリレギュレータバルブ105に
よって発生される潤滑油圧及びロックアツプ係合圧の制
御用油圧としてボート119及び153に作用するよう
になっている。
プライマリレギュレータバルブ103においCは、従来
と同様な作用により制御油圧Pθの碩に応じてライン油
圧PLを発生する。この結果、結局1三CU 84の指
令によってコイル108への負荷電流1pを制御するこ
とにより、ライン油圧PLを任意に制御できることにな
る。なお、プライマリレギュレータバルブ103におけ
る調圧関係式を(2)式に示す。
PL=(Fsz+(B283)PR +B2Pθ)/B1     ・・・(2)ここで、F
szはスプリング120の作用力、81〜B3はスプー
ル123.124のランド121.122.125のフ
ェイス面積である。又、PRは、マニュアルバルブ10
6がリバースレンジにあるときにランド122及び12
5に印加されるライン油圧である。
次に、摩察係合装置関係について説明する。ここでは、
前述のブレーキB2を代表させて説明する。
1−2シフトバルブ104のボート126には、ソレノ
イドバルブS2の信号圧が作用する。従って、1−2シ
フトバルブ104のスプール127は、ソレノイドバル
ブS2の0N−OFFに応じて図の右−左に摺動する。
右に摺動するのはスプリング128の力Fs3による。
このとき1−2シフトバルブ104のボート133と1
29とが連結する。ボート129にはマニュアルバルブ
106のボート130からのライン油圧PLがD−(ド
ライブ〉レンジで作用するようになっている。
即ち、マニュアルバルブ106のスプール131のDレ
ンジ選択位置でボート130.129.133が連結す
るようになっている。一方、ボート133は、油路13
5、チェック弁134を介してブレーキB2に連結され
ている。従って、Dレンジでは、ソレノイドバルブS2
のON−OFFによりブレーキB2へのライン油圧PL
の給排が行われる。
油路135にはアキュムレータ107が連結され、ブレ
ーキB2へのライン油圧PLの給排時の過渡的な油圧レ
ベルの制御が行われる。このアキュムレータ107の作
動時の油圧PE12は次式で示すように背圧として印加
されるライン油圧PLに依存して求められる。
P日z=Fs<+(C+  Cz)PL/C+・・・(
3) ここで、F !34はスプリング136の作用力、C1
、C2はアキュムレータピストン137の2つのランド
のフェイス面積である。
以上の(1)〜(3)式より制御油圧Pθを電磁比例弁
101への負荷電流制御によってル制御することにより
、ブレーキB2への油圧P日2を過渡時を含めて任意に
コントロールできるようになっている。
次に、潤滑系統及びロックアツプ係合圧系統について説
明する。
前記セカンダリレギュレータバルブ105は、スプール
151とスプリング152とを備える。
このセカンダリレギュレータバルブ150のボート15
3には前述の制御油圧Pθが作用している。
又、ボート154はオリフィス157を介してプライマ
リレギュレータバルブ103のドレンボート158と連
結され、該ドレンボート158の油圧(ロックアツプ係
合圧PTC)が作用している。
このセカンダリレギュレータバルブ105はボート15
4の油圧P 丁C%及びボート153の油圧Pθに応じ
て下記の釣合いでボート155とボート156とが短絡
する。
D+ ・Pvc=Fss+Dz ・PθPTC=FS 
s/D+ +D2 ・Pθ/ D +・・・・・・(4
) ここで、Dlはスプール151のボート154側のフェ
イス面積、Dlはスプール151のボート153側のフ
ェイス面積、Fssはスプリング152の荷重である。
この釣合い式の結果、潤滑油はボート156及びオリフ
ィス160から供給されるようになり、相対的に制御油
圧Pθが高いときほど潤滑油量が増大することになる。
又、ロックアツプ係合圧PTCも制御油圧が高いときほ
ど増大することになる。この関係を第6図に示す。
この任意に変化し得るロックアツプ係合圧は、ロックア
ツプシグナルバルブ200、該ロックアツプジグプルバ
ルブを制tX++するためのソレノイドバルブ3o○、
及びロックアツプコントロールバルブ400によって周
知の方法で制御され、ロックアツプクラッチ24を係合
、あるいはwI放させる。即ち、簡単に説明すると、符
号300が中央処理装置の指令で0N−OFFするソレ
ノイドバルブで、このソレノイドバルブ300の0N−
OFFにより、油路302に作用する油圧の排出又は排
出停止が行われ、シグナル弁200の制御ボート204
の油圧が零又はライン圧に制御させる。
その結果、シグナル弁200のスプール206が図の左
右側に示されるように上下動し、入カボート202と出
力ボート208とが短絡してltt回路210に面記ブ
レーキB2に向かうライン圧(第2速段以上で発生され
るライン圧)を作用させ、又は該油路210のライン圧
をドレンさせる。
油路210のライン圧の有無により、ロックアツプコン
トロールバルブ400のスプール402が図の左右側に
示したように上下動し、結果として油路404に作用す
るセカンダリレギュレータバルブ105からの前記ロッ
クアツプ係合圧を油路406に作用させ、又は油路40
8に作用させる。
油路406にロックアツプ係合圧が作用する場合には、
油路408は油路410と短絡し、オイルの流れは油路
406〜トルクコンバータ2o内のロックアツプピスト
ン24Aの左側〜油路408〜油路410となり、Oツ
クアップラッチ24が解放(ロックアツプクラッチ0F
F)状態とされる。
一方、油路408にロックアツプ係合圧が作用する場合
は、油路406はドレンボート412と短絡し、ロック
アツプコントロール圧はロックアツプピストン24Aの
右側に作用し、左側のオイルが油路406を経てドレン
ボート412よりドレンされるため、ロックアツプクラ
ッチ24が作動(ロックアツプクラッチON)状態とさ
れる。
第7図に、上記実施例装置における制御フローを示す。
この制御フローにおいては、煩雑を避けるため、変速制
御とは分離してロックアツプクラッチの制御のみを取上
げているが、変速を伴う場合も基本的な考え方は同一で
ある。
まず、ステップ902において、出力軸回転速度(車速
)No、スロットル開度θ、エンジン回転速度Neを読
込む。ステップ904のFはフロー制御用のフラグであ
る。当初は零に設定されているためステップ906に進
む。ステップ906では、ロックアツプクラッチ24を
ONとするべきか否かの判断を行う。この判断は出力軸
回転速度NO及びスロットル開度θに依存して行われる
ロックアツプクラッチ24が係合されるべき状態である
と判断された時にはステップ908においてロックアツ
プクラッチ24のON指令を行い、ステップ910でス
ロットル開度θ及びその時の変速段に応じて電磁比例弁
Soへの電流値1p。
を決定し、これを(双曲と)変更し、出力する。
ステップ912においては、ロックアツプ係合完了前の
所定時期をNe t<NOHXi XN+が成立したか
否かによって検出する。ここで1はその変速段のギヤ比
、N1は定数である。ステップ912の条件が成立した
時、即ちロックアツプクラッチの係合が完了直前に至っ
た時には、ステップ914においてIPoより電流値の
高いIplを確定し、変更・出力する。その結果、ロッ
クアツプ係合圧PTCはその分低く調圧される。
ステップ914において電流舶’ I P +が出力さ
れると同時にステップ916においてタイマtがスター
トされる。その後、ステップ918においてこのタイマ
℃が所定時間T1に至ったと判断された時点でステップ
920に進み、負荷電流1p1が再びIpoに置換えら
れリセツ1〜される。このステップ918における所定
時間T+は変速段、スロットル開度θ、出力軸回転速度
NOl等に応じて設定される。このT+は、この他にエ
ンジン吸気温、エンジン吸気圧等をも考L−Hシて決定
すると一層良好である。
なお、ステップ906においてロツキアップONの判断
がなれた時にはステップ922でロックアツプクラッチ
OFFを判断し、NOならステップ920へ、YESな
らステップ924でロックアツプクラッチのOFF指令
を出した後ステップ920に進むようになっている。又
、ステップ926.928は、ステップ912.918
が成立するまで実質的に制御フローを停止させておくた
めのフラグ設定のステップである。
第8図に第3速段でのロックアツプ係合圧の過渡18性
を示す。時刻aでロックアツプクラッチを係合すべきこ
とを判断し、ロックアツプON出力がなされると、ロッ
クアツプ係合圧は上昇する。
タービン回転速度NTは、これに伴い徐々に低下する。
3速状態(直結)であるため、ギヤ比1は1であり、従
ってエンジン回転速度Neと出力軸回転速度Noとの差
がトルクコンバータでの滑りに相当する。
時&tl bでNe≦Noとなるため、ロックアツプ係
合圧が破線のように低下させられる。これに伴い、ロッ
クアツプ係合圧も低下するが、その低下量はロックアツ
プON圧に比べると小さいため、両者の差圧ΔPはロッ
クアツプON圧を低下しない場合と比べて小さくなる。
この差圧がロックアツプクラッチのピストンの押圧力に
相当するため、ロックアツプクラッチの係合トルクは低
下し破線のような良好なロックアツプクラッチ係合特性
が得られる。
なお、この実施例においては制クリ油圧Pθからロック
アツプ係合圧PTCの変換を行っていたため該ロックア
ツプ係合圧Pvcの変動に伴いライン圧PLも変動する
ことになるが、セカンダリレギュレータバルブを単独に
IFhは比例弁、あるいはデユーティ制御を行うことも
できることはあきらかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の要旨を示寸ブロック図、第2図は、
所定時間を決定づる際の各種パラメータの依存傾向を定
性的に示す線図、第3図は、本弁明に係るロックアツプ
クラッチの係合制御装置の実施例が適用された車両用自
動変速機の仝体スクルトン図、第4図は、上記自動変速
機での1f隙係合装置の作動状態を示V線図、第5図は
、同じく、油圧制yIJ装置の要部油圧回路図、第6図
は、同じく制御油圧Pθとロックアツプクラッチ係合圧
との関係を示す線図、第7図は、同じく制御ルーチンを
示す流れ図、第8図は、上記実施例装置を用いた時の第
3速でのロックアツプ○N特性を示寸線図である。 1・・・エンジン、 20・・・トルクコンバータ、 21・・・ポンプ、 22・・・タービン、 24・・・ロックアツプクラッチ、 So・・・電磁比例弁、 105・・・セカンダリレギュレータバルブ、P丁C・
・・ロックアツプ係合圧。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)車両用自動変速機のトルクコンバータ内に設けら
    れたロックアップクラッチの係合完了直前における所定
    時期を検出する手段と、 前記ロックアップクラッチを係合させるための油圧の時
    間変化率を変更・設定可能な手段と、前記油圧の時間変
    化率を、前記所定時期から所定時間だけマイナス方向に
    変更する手段と、を備えたことを特徴とするロックアッ
    プクラッチの係合制御装置。
  2. (2)前記所定時期をエンジン回転速度及び前記自動変
    速機の回転メンバの回転速度に依存して確定する特許請
    求の範囲第1項に記載のロックアップクラッチの係合制
    御装置。
  3. (3)前記所定時期を、エンジン回転速度の変化に依存
    して確定する特許請求の範囲第1項に記載のロックアッ
    プクラッチの係合制御装置。
  4. (4)前記所定時期を前記ロックアップクラッチが係合
    すべきと判断された時及び係合指令時のいずれかからの
    経過時間に依存して確定する特許請求の範囲第1項に記
    載のロックアップクラッチの係合制御装置。
  5. (5)前記所定時間を変速段、エンジン負荷、車速、エ
    ンジン吸気温、エンジン吸気圧の少なくとも一つに依存
    して変更する特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか
    に記載のロックアップクラッチの係合制御装置。
  6. (6)前記ロックアップクラッチの時間的変化率を変速
    段、エンジン負荷、車速、エンジン吸気温、エンジン吸
    気圧の少なくとも一つに依存して変更する特許請求の範
    囲第1項〜第5項のいずれかに記載のロックアップクラ
    ッチの係合制御装置。
JP16959186A 1986-07-18 1986-07-18 ロツクアツプクラツチの係合制御装置 Pending JPS6326461A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4023160A1 (de) * 1989-07-20 1991-01-31 Mazda Motor Schlupfsteuersystem fuer ein automatikgetriebe mit iner verriegelungskupplung
JP2008121904A (ja) * 2008-02-21 2008-05-29 Toyota Motor Corp 車両のロックアップクラッチ制御装置

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