JPS6361649A - 無段変速機の制御装置 - Google Patents

無段変速機の制御装置

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JPS6361649A
JPS6361649A JP20312486A JP20312486A JPS6361649A JP S6361649 A JPS6361649 A JP S6361649A JP 20312486 A JP20312486 A JP 20312486A JP 20312486 A JP20312486 A JP 20312486A JP S6361649 A JPS6361649 A JP S6361649A
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Hiroya Ookumo
大雲 浩哉
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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】
本発明は、車両の駆動系に設けられてクラッチトルクを
電子制御する自動クラッチの制御装置に関し、詳しくは
、高地等におけるエンジン出力の低下を検出して、出力
の低下に応じて通常よりもダウンシフト側の変速比を使
用し駆動力の低下を補うことに関するものである。
【従来の技術】
この種の車両用自動クラッチ、例えば電磁クラッチを対
象としたものに関して、本件出願人により既に多数提案
されている。その大部分は、発進時等の過渡状態、クラ
ッチ直結後の定常状態において、アクセルペダルやシフ
トレバ−の操作、走行条件、エンジン状態等との関係で
クラッチトルクを最適制御し、更にマニュアル変速機ま
たはベルト式無段変速機との組合わせにおいてそれに適
した制御を行うものである。 特に近年、エンジンのみならず駆動系のクラッチ、変速
機等の電子制御化が進んで来ており、自動クラッチにお
いても、きめ細かな制御が要求されているう そこで従来、無段変速機の変速比制御では、最小の燃費
特性が得られるような目標変速比を設定して制御を行っ
ている。この場合、変速比の小さいオーバードライブ側
に変速制御されることが多く、その結果、所定のスロッ
トル開度に対応する駆動力は比較的小さくなる。 一方、高地等においては、エンジンの吸気充填効率が低
下することにより、エンジン出力が低下するので、例え
ば特開昭60−84462号公報に示すようにライン圧
制御装置のライン圧を、気圧に関係して制御する先行技
術がある。
【j1!明が解決しようとする問題点】例えば高地走行
などにおいては、エンジンの吸気充填効率が低下するこ
とによってエンジン出力が低下するため、車両の駆動力
は更に低下するという問題がある。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、エン
ジントルクの低下を検出して、低下時には、目標変速比
が大きくなる方向に補正を行い、その結果、通常よりも
ダウンシフト側に変速制御して駆動力の低下を補うよう
にした無段変速機の制m装置を提供することを目的とし
ている。
【問題点を解決するための手段1 上記目的を達成するため、本発明は、クラッチ軸入出力
回転数、無段変速機の入出力回転数およびスロットル開
度などのエンジン負荷を検出して、クラッチおよび無段
変速機を総合的に制御するものにおいて、発進時、車両
のストール状態におけるクラッチトルク、エンジン回転
数およびスロットル開度からエンジン出力の低下を検出
して、出力低下時には、無段変速機の変速比を通常より
もダウンシフト側に補正制御するように構成されている
。 【作   用】 上記構成に基づき、本発明は、エンジントルクの低下を
検出するための特別なセンサがなくても、高地における
エンジン出力低下、エアコンなどの利用による出力低下
、その他のあらゆる形のエンジン性能の低下を容易に検
出し、これに伴う駆動力の低下を避けるように補正制御
することができる。
【実 施 例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第1図において、?11!クラッチにベルト式無段変速
機を組合わせた駆動系の全体構成について説明する。エ
ンジン1は、N磁粉式クラッチ2.前後進切換装置3を
介して無段変速機4に連結し、無段変速TR4から1組
のりダクションギャ5.出力軸6.ディファレンシャル
ギヤ7および車軸8を介して駆動輪9に伝動構成される
。 電磁粉式クラッチ2は、エンジンクランク軸10にドラ
イブメンバ2aを、入力軸11にクラッチコイル2Cを
具備したドリブンメンバ2bを有する。そしてクラッチ
コイル2Cに流れるクラッチ電流により両メンバ2a、
 2bの間のギャップにmta粉を鎖状に結合して集積
し、これによる結合力でクラッチ横断およびクラッチト
ルクを可変制御する。 前後進切換装置3は、入力軸11と変速機主軸12との
間にギヤとハブやスリーブにより同期噛合式に構成され
ており、少なくとも入力@11を主@12に直結する前
進位置と、入力軸11の回転を逆転して主軸12に伝達
する後退位置とを有する。 無段変速機4は、主軸12とそれに平行配置された副@
13とを有し、主軸12には油圧シリンダ14aを備え
たプーリ間隔可変のプライマリプーリ14が、副軸13
には同様に油圧シリンダ15aを備えたセカンダリプー
リ15が設けられる。また、両プーリ14゜15には駆
動ベルト16が巻付けられ、両シリンダ14a 、 1
5aは油圧制御回路17に回路構成される。そして両シ
リンダ14a 、 15aには伝達トルクに応じたライ
ン圧を供給してブーり押付力を付与し、プライマリ圧に
より駆動ベルト16のプーリ14. Isに対する巻付
は径の比率を変えて無段階に変速制御するように構成さ
れている。 次いで、電磁粉式クラッチ2と無段変速機4の電子制御
系についで説明する。エンジン1のエンジン回転数セン
サ19.無段変速l14のブライマリブーりとセカンダ
リブーりの回転数センサ21.22゜クラッチドリブン
側回転センサ23を有する。また、操作系のシフトレバ
−25は、前後進切換装置3に機械的に結合しており、
リバース(R)、ドライブ(D)、スポーティドライブ
(DS)の各レンジを検出するシフト位置センサ26を
有する。更に、アクセルペダル27には、アクセル踏込
み状態を検出するアクセルスイッチ28を有し、スロッ
トル弁銅にスロットル開度センサ29を有する。 そして上記スイッチおよびセンサの種々の信号は、電子
制御ユニット20に入力し、マイコン等を使用してソフ
ト的に処理される。そして電子制御ユニット20から出
力するクラッチ−IIlI信号が電磁粉式クラッチ2に
、変速制御信号およびライン圧制御信号が無段変速機4
の油圧制御回路17に入力して、各制御動作を行うよう
になっている。 次いで、第2図により無段変速機4の油圧制御系につい
て説明すると、エンジン1により駆動されるオイルポン
プ60を有し、オイルポンプ60の吐出側のライン圧油
路61が、セカンダリシリンダ15a、ライン圧制開弁
62.変速速度−制御弁63に連通し、変速速度制御弁
63からライン圧油路64を介してプライマリシリンダ
14aに連通ずる。ライン圧油路61は更にオリフィス
10を介してレギュレータ弁65に連通し、レギュレー
タ弁65からの一定なレギュレータ圧の油路G6が、ソ
レノイド弁42.57および変速速度制御弁63の一方
に連通する。各ソレノイド弁42.57は制御ユニット
20からのデユーティ信号により例えばオンして排圧し
、オフしてレギュレータ圧PRを出力するものであり、
このようなパルス状の制御圧を生成する。そしてソレノ
イド弁42からのパルス状の制御圧は、アキュムレータ
68で平均化されてライン圧制罪弁62に作用する。こ
れに対しソレノイド弁57からのパルス状の制御圧は、
そのまま変速速度制御弁θ3の他方に作用する。なお、
図中符@61はドレン油路、θ9はオイルパンである。 ライン圧Ill 即弁62は、ソレノイド弁42からの
平均化した制御圧により、変速比1.エンジントルク下
に基づいてライン圧PLのυノ御を行う。 変速速度υJffl弁63は、レギュレータ圧とソレノ
イド弁57からのパルス状の制御圧の関係により、ライ
ン圧油2881.64を接続する給油位置と、ライン圧
油路θ4をド1ノンする排油位置とに動作する。 そして、デユーティ比により2位置の動作状態を変えて
プライマリシリンダ14aへの給油または排油の流ff
1Qをi!71Jrnシ、変速比1を変えると共に、そ
の変化速度di/dtも変えるようになっている。 即ち、プライマリシリンダ14aの必要油量vは、変速
比iとの関係で機械的に構成上決まるもので、V= f
l(i ) となり、流ff1Qは油fftVを時間で微分したもの
であるから、 Q−dv/dt −(dfl(i > /di) ・(
di/dt)となり、流fiQと変速速度di/dtは
変速比iをパラメータとして対応している。従って、次
式になる。 di/dt士fz(Q、i) また、プライマリシリンダ内圧Pp、ライン圧PL、流
■係数C1重力加速度g、油比重憬γ。 弁の給油ボート開ロ面積Si、排油ボート開口面積So
とすると、給油流ff1Qi 、排油流ff1QOは、
Qo −c−8CI [(20P+) ) /γ]4=
a−8o (Pp )番 Qt −a−8i  (PL−Pp)4[a−c(2a
/γ)4] で表わせる。 そこで、デユーティ比(オン/オフ比)をDとすると、
1サイクルの平均流ff1Q(給油を正とする)は、 Q−a (D−8i  (PL −Pp )蚤−(1−
D)XSo (Pp )伽) となり゛、a、Si 、Soを定数とすると、次式にな
る。 Q=  fs  (D、PL 、Pp)ここでライン圧
PLは、変速比1.エンジントルクTにより制御され、
そしてプライマリシリンダ内圧Ppは、変速比iとライ
ン圧PLで決まるものである。いま、■を一定と仮定す
ると、Q= f+  (D、 i ) となり、次式が成立する。 旧/dt−fs  (D、 i ) このため、式展開すると、 D −fa  (di/dt、 i )となり、以上に
より変速速a d i / d tはデユーティ比りと
対応することがわかる。そしてデユーティ比りは、変速
速度di/dtと変速比iの関係で決まることになる。 一方、変速速度di/dtは、定常の目標変速比isと
実際の変速比1との偏差に基づくものであるから、次式
が成立する。 di/dt−に(is−+)   (Kは定数)このこ
とから、各変速比iにおいて上式から変速速度旧/dt
を決めてやれば、それに基づいてデユーティ比りが求ま
り、このデユーティ比りで変速速度υJIO弁63を動
作すれば、低速段と高速段の変速全域で変速比変化速度
制御を行うことが可能となる。 ところで、上記変速速度制御は外乱の要素を全く含まな
い基本的な変速比を対象とするフィードバック制御系で
あり、これにより実際に無段変速機をデユーティ比りの
操作層で制御する場合は、無段変速機の制御系の要因に
よる遅れ要素により収束性が悪い。ここで、無段変速機
の遅れに対処するには、目標とする変速比1sの実際の
変化状態を検出し、これを予め変速速度di/dtまた
は操作量のデユーティ比りに加味してフィードフォワー
ド制御すれば良い。このことから、変速速度di/dt
は次式のように定めことができる。 di/dt−に1(is−i )+Kl  dis/d
t(に1.に2は係数) そして、操作層のデユーティ比りを上述と同様に旧/d
tと1の関数で決定する。 こうして、目標変速比変化速度dis/dtを加味する
ことで、位相進み要素が付加されて収束性が改善する。 ここで、目標変速比変化量a d i s / d t
は車両の成る走行状態における目標変速比の変化状態で
あるから、一定時間Δを毎に目標変速比変化量Δ1sを
求め、Δis/Δ【により算出する。 係数に1は変速速度に直接関係するもので、ドライバの
加速意志に対応して所定の固定値、またはアクセル開度
変化との関係で可変にすることができる。係数に2は例
えば無段変速機の遅れ成分に関係するもので、油圧制御
系のオイルの粘性等を考慮して固定値または可変にする
ことができる。 そこで第3図の電子制御系では、上述の原理に基づいて
構成されており、以下に説明する。 先ず、変速速度制御系について説明すると、プライマリ
プーリ14.セカンダリプーリ15.エンジン1の各回
転数センサ21.22.19およびスロットル開度セン
サ29を有する。そして制御ユニット20において両ブ
ーり回転数センサ21.22からの回転信号Np、Ns
は、実変速比算出部31に入力して、i −NO/Ns
により実変速比1を求める。また、セカンダリプーリ回
転数センサ22からの信号NSとスロットル開度センサ
29の信号θは、目標変速比検索部32に入力する。こ
こで目標変速比isの変速パターンは、例えばθ−NS
のテーブルとして設定されており、このテーブルを用い
てNS、θの値からIsが検索される。この目標変速比
ISは目標変速速度算出部34に入力し、一定時間Δを
毎のIS変化量ΔISにより目標変速比変化速度dis
/dtを算出する。そして上記実変速比算出部31の実
変速比1.目標変速比検索部32の目標変速比Is、目
標変速速度算出部34の目標変速比変化速度dis/d
t、係数設定部26の係数に1.に1および後述する目
標変速比補正部35の補正係数に=isは変速速度算出
部33に入力し、 di/dt−に1(is−i)+にt  −dis/d
tにより変速速度di/dtが算出される。この変速速
度算出部33と実変速比算出部31の信号は、更にデユ
ーティ比検索部55に入力する。 ここで、既に述べたように、デユーティ比D−fe  
(di/dt、 i >の関係によりdi/ dt、 
iに基づくデユーティ比りのテーブルが設定されており
、このテーブルからデユーティ比りを検索する。このテ
ーブルでは、変速比1が小さくなって高速段に移行し、
かつ変速速度旧/dtが小さくなるに従ってデユーティ
比りの値が小さく設定されている。 そして上記デユーティ比検索部55からのデユーティ比
りの信号が、駆動部56を介してソレノイド弁57に入
力するようになっている。 続いて、ライン圧制御系について説明すると、スロット
ル開度センサ29の信号θ、エンジン回転数センサ19
の信号Neがエンジシ1−ルク算出部37に入力して、
θ−Neのトルク特性のテーブルからエンジントルクT
eを求める。一方、実変速比算出部31からの実変速比
iに基づき必要ライン圧設定部38において、単位トル
ク当りの必要ライン圧PL(Iを求め、これが目標ライ
ン圧算出部39に入力して、PL−PLu −Tにより
目標ライン圧PLを算出する。 目標ライン圧設定部39の出力PLは、デユーティ比設
定部40に入力して目標ライン圧PLに相当するデユー
ティ比りを設定する。そしてこのデユーティ比りの信号
が、駆動部41を介してンレノイド弁42に入力するよ
うになっている。 クラッチ制御ll系においては、エンジン回転数センサ
19からのエンジン回転数Neと、クラッチドリブン側
回転敗センサ23からのクラッチドリブン側回転数NO
とが入力するクラッチ係合率算出部53オよびエンジン
回転数Neとシフト位置センサ2GのR,D、Dsの走
行レンジの信号が入力する逆励磁モード判定部44を有
し、例えばNe<30Orpmの場合、またはパーキン
グ(P)、ニュートラル(N)レンジの場合に逆励磁モ
ードと判定し、出力判定部50により通常とは逆向きの
微少電流を流す。そして?tfl粉式クラッチ2のクラ
ッチコイル2Gの残留磁気を除いて完全に解放する。ま
た、この逆励磁モード判定部44の判定出力信号、クラ
ッチ係合率韓出部53のクラッチ係合率信号、アクセル
開度センサ28の踏込み信号およびセカンダリブーり回
転数センサ22の車速■信号が入力する通電モード判定
部45を有しており、発進等の走行状態を判別し、この
判別信号が、発進モード、スリップモード、ドラッグモ
ードおよび直結モードの各電流設定部46.47.48
.49に入力する。 発進モード電流設定部46およびスリップモード電流設
定部47は、クラッチ係合率算出部53にて、エンジン
回転数Neとクラッチドリブン側回転数NOとで算出さ
れたクラッチ係合率Eとの関係で発進特性を各別に設定
する。そしてスロットル間度θ、車速V、R,D、Ds
の各走行レンジにより発進特性を補正して、クラッチ電
流を設定する。 ドラッグモード電流設定部48は、R,D、DSの各レ
ンジにおいて低車速でアクセル開放の場合に微少のドラ
ッグ電流を定め、電磁粉式クラッチ2にドラッグトルク
を生じてベルト、駆動系のガタ詰めを行い、発進をスム
ーズに行う。またこのモードでは、Dレンジのクラッチ
解放後の車両停止直前までは零ffi流に定め、惰行性
を確保する。直結モード電流設定部49は、R,D、D
Sの各レンジにおいて車速Vとスロットル#@度θの関
係により直結電流を定め、電磁粉式クラッチ2を完全係
合し、かつ係合状態での節電を行う。これらの電流設定
部46.47.48.49の出力信号は、出力判定部5
0に入力し、その指示に従ってクラッチ電流を定めるの
であり、各モードのマツプは第4図のようになる。 とくに本発明においては、発進モード電流設定部46に
より出力されるクラッチ電流1cは、クラッチ電流トル
ク換算部51においてクラッチ電流ICに対応するクラ
ッチトルクTCが換算される。 一方、発進時、ストール状態におけるエンジントルク検
出部52では、クラッチ電流トルク換算部51からのク
ラッチトルクTc、エンジン回転数センサ19からのエ
ンジン回転数Neの変化状況とクラッチ係合率算出部5
3からのクラッチ係合率Eとによりストール状態を検出
し、その時のクラッチトルクをエンジントルクTSとし
てエンジントルク低下検出部54へ出力する。次にエン
ジントルク低下検出部54において、上記エンジントル
クTsとエンジントルク算出部37の出力Teとを比較
してエンジントルク低下係数に(K−Te/TS)がに
〉1の時にトルク低下と判定し、トルク低下係数Kを出
力する。次に、目標変速比補正部35では、目標変速比
検索部32からの目標変速比isに、例えば第5図で示
すような低下係数Kに比例した補正係数に′を乗じて補
正目標変速比に−isを変速速度算出部33へ出力する
。 変速速度算出部33では、実変速比算出部31からの実
変速比1.目標変速比検索部32からの目標変速比iS
、係数設定部26からの係数に1.に2および目標変速
速度算出部34からの目標変速速度dis/dtと、上
述の目標変速比補正部35からのエンジントルク低下に
基づく補正目標変速比に−isとによって変速速度d 
i / d tを求める。 そこで、デユーティ比検索部55で実変速比1と変速速
度di/dtに基づいてデユーティ比りが検索される。 上記デユーティ信号は、ソレノイド弁57に入力してパ
ルス状の制御圧を生成し、これにより変速速度制御弁6
3を給油と排油の2位置で繰返し動作する。ここでデユ
ーティ比が小さくなると、オフ時間により変速速度制御
弁63は、給油位置での動作時間が長くなってプライマ
リシリンダ14aに給油するようになり、こうしてシフ
トアップする。 一方、デユーティ比が大きくなると、逆にオン時間によ
り排油位置での動作時間が長くなってプライマリシリン
ダ14aは排油され、これによりシフトダウンする。そ
して、この場合の変速速度di/dtはデユーティ比の
変化に対応していることから、目標変速比isと実変速
比1の偏差が小さい場合は、デユーティ比の変化が小さ
くプライマリシリンダ14aの流堡変化が少ないことで
変速スピードが遅くなる。一方、目標変速比ISと実変
速比1の偏差が大きくなるに従ってデユーティ比の変化
によりプライマリシリンダ14aへの流量が増して、変
速スピードが速くなる。 こうして、低速段と高速段の変速全域において、変速速
度を変えながらシフトアップまたはシフトダウンして無
段階に変速することになる。 次に、第6図を参照して本発明の作用について説明する
。 例えば全開発進時、エンジン出力トルクとクラッチの発
生トルクが一致するA点で、エンジン回転数Neの上昇
が止まってストール状態となる。 同様にスロットル開度θ−80%のときは、8点でスト
ール状態となる。従って、A点でストール状態にある時
は、エンジン回転数Nsrpm、スロットル開度θ−1
00%のときのエンジンの出力トルクがストール時エン
ジントルクTs  (kgf−m )であると判定する
ことができる。このストール時エンジントルクTsは、
クラッチの出力トルクTCと等しく、クラッチの出力ト
ルクToは、クラッチ電流トルク換算部51にてクラッ
チ電流Ecから算出できる(第7図参照)。このストー
ル時エンジントルク7sとスロットル開度θおよびエン
ジン回転数Neから算出するエンジントルクTeとの比
較をエンジントルク低下検出部54で行い、エンジント
ルク低下係数K(K−Te /TS )を求める。これ
によりトルク低下係数K〉1の場合は、トルク低下と判
定し、目標変速比補正部35にてトルク低下係数Kに応
じて目標変速比1sを補正し、その結果、通常よりもダ
ウンシフト側の変速比で走行することになり、駆動力は
増大する。スロットル開度θ−100%以下の領域でも
、同様な制御によりエンジン出力の低下を検出して変速
比をダウンシフト側に補正できる。 【発明の効果1 以上述べてきたように、本発明によれば、エンジントル
クの低下を検出するために特別なセンサを用いることな
り、高地におけるエンジン出力低下、エアコン使用、そ
の他の事由によるエンジン出力低下の時、それを容易に
検出して、出力低下に伴う駆動力の低下を補うように変
速比を通常よりダウンシフト側に補正できるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の制御装置の実施例を示す全体の構成図
、第2図は制御ユニットのブロック図、tJ43図は電
子制御系の全体のブロック図、第4図は各モードのマツ
プ図、第5図は補正係数の関係を示す図、第6図はエン
ジン回転数に対するエンジン出力トルクとクラッチトル
クの関係を示す図、第7図は電磁粉式クラッチのクラッ
チ電流とクラッチトルクとの関係を示す図、第8図は発
進時のエンジン回転数とクラッチトルクの一例を示す図
でおる。 20・・・制御ユニット、21・・・ブライマリブーり
回転数センサ、22・・・セカンダリブーり回転数セン
サ、23・・・クラッチドリブン側回転数センサ、25
・・・シフトレバ−126・・・シフト位置センサ、2
7・・・アクセルペダル、28・・・アクセルrWIO
センサ、29・・・スロットル開度センサ、31・・・
実変速比算出部、32・・・目標変速比検索部、33・
・・変速速度算出部、34川目標変速速度算出部、35
・・・目標変速比補正部、37・・・エンジントルク算
出部、46・・・発進モード電流設定部、51・・・ク
ラッチ電流トルク換綿部、52・・・ストール時エンジ
ントルク検出部、53・・・クラッチ係合率算出部、5
4・・・エンジントルク低下検出部。 特許出願人   富士重工業株式会社 代理人 弁理士 小 橋 信 淳 同  弁理士 村 井   進 第5図 に 第6図 s ニジーJコ回&、数(rpml M 7 図 窮 8 図 エシシ゛ソ回龜敬(rpn)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  クラッチ軸入出力回転数、無段変速機の入出力回転数
    およびスロットル開度などのエンジン負荷を検出して、
    クラッチおよび無段変速機を総合的に制御するものにお
    いて、 発進時、車両のストール状態におけるクラッチトルク、
    エンジン回転数およびスロットル開度からエンジン出力
    の低下を検出して、 出力低下時には、無段変速機の変速比を通常よりもダウ
    ンシフト側に補正制御することを特徴とする無段変速機
    の制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003514198A (ja) * 1999-10-30 2003-04-15 ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト 自動車用無段自動変速機のクラッチの制御及び調整のための方法及び装置
JP2009062845A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Toyota Motor Corp 右折待機に対し改善された駆動制御を行う車輌
JP2009062846A (ja) * 2007-09-05 2009-03-26 Toyota Motor Corp 運転者の発進準備を感知して駆動制御を行う車輌

Cited By (3)

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JP2003514198A (ja) * 1999-10-30 2003-04-15 ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト 自動車用無段自動変速機のクラッチの制御及び調整のための方法及び装置
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JP2527940B2 (ja) 1996-08-28

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