JP3200447B2 - ロックアップトルコン付無段変速機の制御装置 - Google Patents

ロックアップトルコン付無段変速機の制御装置

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JP3200447B2
JP3200447B2 JP20884591A JP20884591A JP3200447B2 JP 3200447 B2 JP3200447 B2 JP 3200447B2 JP 20884591 A JP20884591 A JP 20884591A JP 20884591 A JP20884591 A JP 20884591A JP 3200447 B2 JP3200447 B2 JP 3200447B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の駆動
系に、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ
(または流体継手)とベルト式無段変速機とを組合わせ
て搭載した無段変速機の制御装置に関し、詳しくは、ロ
ックアップクラッチ、前後進切換装置等のモード切換動
作の際のライン圧低下防止対策に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のベルト式無段変速機にロックア
ップクラッチを備えたトルクコンバータ、前後進切換装
置等を組合わせた場合の油圧制御系として、ライン圧制
御弁でライン圧を調圧する際のドレン側のオイルを利用
し、このドレンオイルを更に調圧してロックアップクラ
ッチ、トルクコンバータ、前後進切換装置等に供給する
ように構成したものが既に提案されている。この油圧制
御系によるとポンプ吐出オイルを有効活用することがで
き、オイル使用流量のバランスも良好になる等の利点が
あるが、ロックアップクラッチ等の動作により使用され
るオイル流量が変動すると、それがライン圧に直接に影
響する。
【0003】例えば、ロックアップONでは、作動圧が
ロックアップクラッチのアプライ側に封入するが、ロッ
クアップOFFでは、作動圧がロックアップクラッチの
レリース側を介してトルクコンバータに多量に流れるよ
うになる。従って、このロックアップONからOFFの
過渡時には、ライン圧制御弁のドレンオイルの使用流量
が急増することで、ライン圧が図3の破線のように一時
的に低下して、ベルトの伝達容量低下、ベルトスリップ
等の不具合を生じることがある。このような現象は、前
後進切換装置を動作するときも同様に生じることがあ
る。従って、このようなモード切換動作の際に、ライン
圧を低下しないように制御することが要求される。
【0004】従来、上記ロックアップトルコン付無段変
速機の制御に関しては、例えば特開昭63−19262
9号公報の先行技術がある。ここで、ロックアップクラ
ッチONの際に、目標入力側回転数を流体動力伝達手段
の入力側の回転数と一致するように補正し、変速時のエ
ンジン回転数の急激な低下によるショックを防止するこ
とが示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記先行技術
のものにあっては、ロックアップON時の制御であり、
ロックアップOFFのコンバータ作動時に同様に制御す
ると、トルクコンバータの機能を全く失うことになる。
このため、ロックアップOFF時にはON時と異なる補
正を行うことが必要になる。
【0006】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、ロックアップクラッチ等のモード切換時に、ライン
圧の低下を確実に防止し、ベルトの伝達容量を常に適正
に確保することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、無段変速機の入力側にロックアップクラッチ
を備えたトルクコンバータを組合わせたロックアップト
ルコン付無段変速機の制御装置において、上記制御装置
は、上記無段変速機に入力される入力トルクと変速比と
の要素により上記無段変速機の目標ライン圧を設定する
目標ライン圧算出手段と、上記トルクコンバータの状態
及び走行条件に応じて上記ロックアップクラッチのロッ
クアップON、OFFを決定するロックアップ決定手段
と、上記ロックアップ決定手段からのロックアップ信号
の変化、又は前後進切換装置からの走行モードの変化に
よりモード切換を検出するモード切換検出手段と、上記
モード切換検出手段からの検出信号に基づいて、モード
切換時のライン圧の低下に応じた補正量を算出するとと
もに、該補正量に基づいて目標ライン圧を一時的に増大
補正するように上記目標ライン圧算出手段を補正制御す
る補正量算出手段とを備えたことを特徴とする。
【0008】
【作用】上記構成に基づき、例えば高負荷の走行条件で
ロックアップONからOFFにモード切換されると、所
定の補正量で目標ライン圧を増大補正して一時的にライ
ン圧が増大制御されるようになり、これによりロックア
ップクラッチの作動圧が急増してライン圧を低下する方
向に影響しても、そのライン圧の実質的な低下が防止さ
れて滑らかに変化するようになる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2において、ロックアップトルコン付無段変速
機の駆動系の概略について述べる。符号1はエンジンで
あり、クランク軸2がトルクコンバータ装置3、前後進
切換装置4、無段変速機5及びディファレンシャル装置
6に順次伝動構成される。
【0010】トルクコンバータ装置3は、クランク軸2
がドライブプレート10を介してコンバータカバー11
及びトルクコンバータ12のポンプインペラ12aに連
結する。トルクコンバータ12のタービンランナ12b
はタービン軸13に連結し、ステータ12cはワンウエ
イクラッチ14により案内されている。タービンランナ
12bと一体的なロックアップクラッチ15は、ドライ
ブプレート10に係合または解放可能に設置され、エン
ジン動力をトルクコンバータ12またはロックアップク
ラッチ15のいずれか一方を介して伝達する。
【0011】前後進切換装置4は、ダブルピニオン式プ
ラネタリギヤ16を有し、サンギヤ16aにタービン軸
13が入力し、キャリア16bからプライマリ軸20へ
出力する。そしてサンギヤ16aとキャリア16bとの
間にフォワードクラッチ17を、リングギヤ16cとケ
ースとの間にリバースブレーキ18を有し、フォーワー
ドクラッチ17の係合でプラネタリギヤ16を一体化し
てタービン軸13とプライマリ軸20とを直結する。ま
た、リバースブレーキ18の係合でプライマリ軸20に
逆転した動力を出力し、フォワードクラッチ17とリバ
ースブレーキ18の解放でプラネタリギヤ16をフリー
にする。
【0012】無段変速機5は、プライマリ軸20に油圧
シリンダ21を有するプーリ間隔可変式のプライマリプ
ーリ22が、セカンダリ軸23にも同様に油圧シリンダ
24を有するセカンダリプーリ25が設けられ、プライ
マリプーリ22とセカンダリプーリ25との間に駆動ベ
ルト26が巻付けられる。ここで、プライマリシリンダ
21の方が受圧面積が大きく設定され、そのプライマリ
圧により駆動ベルト26のプライマリプーリ22,セカ
ンダリプーリ25に対する巻付け径の比率を変えて無段
変速するようになっている。
【0013】ディファレンシャル装置6は、セカンダリ
軸23に一対のリダクションギヤ27を介して出力軸2
8が連結し、この出力軸28のドライブギヤ29がファ
イナルギヤ30に噛合う。そしてファイナルギヤ30の
差動装置31が、車軸32を介して左右の車輪33に連
結している。一方、無段変速機制御用の油圧源を得るた
め、トルクコンバータ12に隣接してオイルポンプ34
が配設され、このオイルポンプ34がポンプドライブ軸
35によりコンバータカバー11に連結して、常にエン
ジン動力により駆動するようになっている。
【0014】次に、油圧制御系について説明する。先
ず、オイルパン40と連通するオイルポンプ34からの
油路41が、比例電磁リリーフ弁のライン圧制御弁50
に連通する。オイルポンプ34は、ローラベーン式で吸
入、吐出口を複数組有する可変容量型であり、ポンプ流
量と全体の使用流量の関係により制御ユニット70から
出力する信号で、一部を負荷運転または無負荷運転して
ポンプ容量を可変するようになっている。ライン圧制御
弁50は、比例ソレノイド51に制御ユニット70から
ソレノイド電流Isが入力すると、ポンプ吐出圧を調圧
して所定のライン圧Psを生じ、このライン圧Psが油
路42によりセカンダリシリンダ24に常に供給され
て、伝達トルク等に応じたプーリ押付け力を付与する。
ライン圧Psは、油路43を介して比例電磁減圧弁の変
速制御弁52に導かれる。変速制御弁52は、比例ソレ
ノイド53に制御ユニット70からのソレノイド電流I
pが入力すると、油路44によりプライマリシリンダ2
1にプライマリ圧Ppを作用して、このプライマリ圧P
pによりベルト26を移行して変速制御するようになっ
ている。
【0015】また、トルクコンバータ、ロックアップク
ラッチの油圧制御系について説明すると、上記ライン圧
制御弁50のドレン側油路45がレギュレータ弁54に
連通して所定の作動圧PLに調圧される。そして、作動
圧油路46とセカンダリ圧油路42から分岐した油路4
7がマニュアル弁55に連通し、Dレンジでは、油路4
9aにより作動圧PLをフォーワードクラッチ17に供
給して係合し、Rレンジでは、油路49bによりライン
圧Psをリバースブレーキ18に供給して係合し、P、
Nのレンジでは、フォワードクラッチ17とリバースブ
レーキ18を排油する。また作動圧油路46は、ロック
アップ制御弁56とその制御用ソレノイド弁57に連通
し、ロックアップ制御弁56から油路48aを介してロ
ックアップクラッチ15のレリース側に、油路48bを
介してロックアップクラッチ15のアプライ側にそれぞ
れ連通する。そしてソレノイド弁57にロックアップO
FF信号が入力すると、ロックアップ制御弁56が作動
圧PLをロックアップクラッチ15のレリース側からト
ルクコンバータ12に供給してコンバータ作動し、ロッ
クアップON信号が入力すると、高い制御圧Pcを生じ
てロックアップ制御弁56をロックアップクラッチ15
のアプライ側に切換え、ロックアップクラッチ15を係
合するようになっている。
【0016】図1において電子制御系について説明す
る。先ず、エンジン回転数センサ61、プライマリプー
回転数センサ62、セカンダリプーリ回転数センサ6
3、スロットル開度センサ64、シフト位置センサ65
を有する。
【0017】変速制御系について説明すると、制御ユニ
ット70はプライマリプーリ回転数Np、セカンダリプ
ーリ回転数Nsが入力する実変速比算出部71を有し、
実変速比iを、i=Np/Nsにより算出する。この実
変速比i、スロットル開度θ及びシフト位置は目標プラ
イマリプーリ回転数検索部72に入力し、i−θのマッ
プを用いて各運転状態に応じた目標プライマリプーリ回
転数Npdを検索する。目標プライマリプーリ回転数N
pdとセカンダリプーリ回転数Nsは目標変速比算出部
73に入力して目標変速比isを、is=Npd/Ns
により算出する。この目標変速比isは目標変速速度算
出部74に入力し、一定時間の目標変速比isの変化量
により目標変速比変化速度dis/dt を算出する。そ
して、これらの実変速比i、目標変速比is、及び目標
変速比変化速度dis/dt は、変速速度算出部75に
入力し、変速速度di/dtを以下により算出する。 di/dt=K1(is−i)+K2・dis/dt 上記式において、K1、K2は定数、(is−i)は目
標と実際の変速比偏差の制御量、dis/dt は制御系
の遅れ補正要素である。上記変速速度di/dt、実変
速比iはソレノイド電流設定部76に入力して、ソレノ
イド電流Ipをdi/dtとiの関数で設定し、このソ
レノイド電流Ipを駆動部77を介して比例ソレノイド
53に出力する。
【0018】ロックアップ制御系について説明すると、
エンジン回転数Ne、プライマリプーリ回転数Npが入
力する速度比算出部78を有し、トルクコンバータ入、
出力側の速度比eを、e=Np/Neにより算出する。
この速度比e、目標変速比is、及びセカンダリプーリ
回転数Ns、スロットル開度θはロックアップ決定部7
9に入力し、ロックアップON、OFFを判断する。即
ち、速度比eに対してはコンバータ領域とカップリング
領域を判断するために、設定速度比esが設定されてい
る。そこで、無段変速機5の機構上の最大変速比2.5
に対し、is<2.5で変速開始と判断された状態にお
いて、更にe≧esのカップリング領域と判断され、セ
カンダリプーリ回転数Nsが設定値以上の走行条件の場
合にロックアップONを決定する。また、セカンダリプ
ーリ回転数Nsとスロットル開度θのマップにより、
低,中速高負荷、低速走行等の走行条件ではロックアッ
プOFFを決定する。そして、このロックアップON、
OFF信号が、駆動部80を介してソレノイド弁57に
出力する。
【0019】ライン圧制御系について説明すると、スロ
ットル開度θとエンジン回転数Neが入力するエンジン
トルク算出部81を有し、トルク特性からエンジントル
クTeを求める。またトルクコンバータ12のトルク増
幅作用で無段変速機5への入力トルクが変化するのに対
応し、速度比eが入力するトルク増幅率検索部82を有
し、トルク増幅率のテーブルによりトルク増幅率αを検
索し、入力トルク算出部83で入力トルクTiを、Ti
=α・Teにより求める。
【0020】一方、実変速比iは必要ライン圧設定部8
4に入力し、単位トルク当りの必要ライン圧Psuを求
め、これと入力トルクTiが目標ライン圧算出部85に
入力して、目標ライン圧Psdを、Psd=Psu・T
iにより算出する。ここで、ライン圧制御弁50の特性
上エンジン回転数Neによりポンプ吐出圧が変化するの
に伴いライン圧最大値Psmが変動するのを補正するた
め、エンジン回転数Neと実変速比iが入力する弁特性
補正部86を有する。そして、Ne−iのマップにより
ライン圧最大値Psmを常に一定化する。この目標ライ
ン圧Psd、ライン圧最大値Psmはソレノイド電流設
定部87に入力し、ライン圧最大値Psmに対する目標
ライン圧Psdの割合で目標ライン圧Psdに相当する
ソレノイド電流Isを定めるのであり、このソレノイド
電流Isを駆動部88を介して比例ソレノイド51に出
力するように構成される。
【0021】上記制御系において、例えばロックアップ
ON、OFFのモード切換時の補正制御系について説明
する。先ず、ロックアップ信号が入力するモード切換検
出部90を有し、ロックアップ信号の変化によりモード
切換を検出するのであり、この検出信号は補正量算出部
91に入力する。補正量算出部91は、モード切換の状
態、エンジントルクTe、ライン圧Ps、油温等の条件
によりライン圧低下分を推定し、このライン圧低下分に
対応した補正量ΔPsを算出する。例えば補正量ΔPs
は、油温に対しては増大関数で定める。そしてこの補正
量ΔPsは、目標ライン圧算出部85に入力し、モード
切換時に所定時間目標ライン圧Psdに補正量ΔPsを
加算して増大補正するように構成される。そして所定時
間経過後は、dΔPs/dt=f(Ps,Ne,Te,
油温等)によって通常のライン圧Psに収束される。
【0022】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、エンジン1の運転により、トルクコンバータ
12のコンバータカバー11、ドライブ軸35を介して
オイルポンプ34が常に回転駆動する。そして、このポ
ンプ吐出圧は、ライン圧制御弁50により所定のライン
圧Psに調圧してセカンダリシリンダ24に供給され、
駆動ベルト26をセカンダリプーリ25側に移行するこ
とで、変速比最大の低速段になっている。そこで、Dレ
ンジにシフトすると、マニュアル弁55によりフォワー
ドクラッチ17が係合してプラネタリギヤ16を一体化
し、タービン軸13とプライマリ軸20とを直結した前
進位置になる。このため、エンジン動力がトルクコンバ
ータ12を介して無段変速機5のプライマリ軸20に入
力し、プライマリプーリ22、セカンダリプーリ25と
駆動ベルト26により最も低い低速段の動力がセカンダ
リ軸23に出力し、これがディファレンシャル装置6を
介して車輪33に伝達して発進する。
【0023】このときアクセル踏込みの発進では、ロッ
クアップ制御系の速度比算出部78で算出された速度比
eによりロックアップ決定部79においてコンバータ領
域が判断され、ロックアップOFF信号が出力する。こ
のため、ソレノイド弁57の低い制御圧Pcでロックア
ップ制御弁56はロックアップクラッチ15のレリース
側に切換えられ、作動圧PLがレリース側を介してトル
クコンバータ12に流れる。そこで、ロックアップクラ
ッチ15が解放してトルクコンバータ12が作動状態に
なり、速度比eに応じたトルク増幅作用を行う。このと
き、ライン圧制御系のトルク増幅率検索部82でトルク
増幅率αが検索されてこの分だけ目標ライン圧Psdは
大きく算出されるため、ライン圧制御弁50によるライ
ン圧Psは、最大変速比やエンジントルクによる伝達ト
ルクにトルクコンバータ増幅分が加算され、セカンダリ
プーリ25における押付力でスリップすること無く伝達
することが可能になる。
【0024】上記コンバータ作動の発進時には、更に変
速制御系においてセカンダリプーリ回転数Nsの上昇に
伴いそれとプライマリプーリ回転数Npとで実変速比i
が算出され、この実変速比iとスロットル開度θとで目
標プライマリプーリ回転数Npdがマップ検索される。
そして、この目標プライマリプーリ回転数Npdとセカ
ンダリプーリ回転数Nsにより目標変速比isが算出さ
れ、目標変速比isにより目標変速比変化速度dis/
dt が算出され、更に変速速度di/dtの制御量、こ
れに対応したソレノイド電流Ipの操作量が設定されて
比例ソレノイド弁53に出力する。そこで、走り始めた
後に変速制御弁52によりプライマリ圧Ppを生じ、こ
のプライマリ圧Ppがプライマリシリンダ21に導入し
て変速を開始する。
【0025】上記コンバータ作動での発進後に、ロック
アップ決定部79でe≧esのカップリング領域を判断
すると、ロックアップON信号を出力する。そこで、ソ
レノイド弁57による高い制御圧Pcでロックアップ制
御弁56がロックアップクラッチ15のアプライ側に切
換えられて作動圧PLを供給するため、ロックアップク
ラッチ15はドライブプレート10に係合してロックア
ップする。すると、このロックアップON時には、エン
ジン動力がロックアップクラッチ15により無段変速機
5に効率良く伝達するようになる。
【0026】また、上述の変速、ロックアップ制御で走
行する場合において、例えば高負荷で登坂する走行条件
になると、ロックアップ決定部79でロックアップOF
Fが決定され、これによりロックアップクラッチ15で
は作動圧PLが再びレリース側から多量にトルクコンバ
ータに供給されるように切換えられてOFFする。する
と、このロックアップONからOFFのモード切換がそ
の検出部90で検出され、且つ補正量算出部91でこの
場合のエンジントルクTe、ライン圧Ps等の状態によ
るライン圧低下を見込んで補正量ΔPsが算出される。
一方、この高負荷時でコンバータ作動する場合は、エン
ジントルクTe、トルク増幅率αにより入力トルクTi
が大きく算出されるので目標ライン圧Psdも大きくな
り、この目標ライン圧Psdにさらに図3の一点鎖線の
ように補正量ΔPsが加算され、これに基づきロックア
ップOFF信号が出力すると同時にライン圧増大制御さ
れる。このため、ロックアップOFFにモード切換され
る過渡時に作動圧PLが急増し、これがライン圧制御弁
50でライン圧Psを低下する方向に影響しても、ライ
圧Ps自体が一時的に増大補正されることで実質的な
低下が抑えられ、図3の実線のように滑らかに増大する
ことになる。尚、ロックアップOFFからONのモード
切換時にも補正量ΔPsによって制御される。
【0027】以上、本発明をトルクコンバータのロック
アップクラッチON,OFFモード切換の実施例につい
て説明したが、この他にも前後進切換装置4の前進又は
後進への走行モード切換時には、シフト位置センサ65
の信号でモード切換を検出することによって、同様にラ
イン圧Psを増大補正してその低下を防止することがで
きる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロックアップトルコン付無段変速機の変速制御系におい
て、ロックアップクラッチ等のモード切換時のライン圧
低下を防止するように補正制御されるので、この場合の
ベルトの伝達容量が確保されて、ベルトスリップ等の不
具合を生じなくなる。モード切換時にライン圧の低下を
見込んでその分ライン圧を一時的に増大補正する構成で
あるから、制御が容易であり、動力伝達性能も向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るロックアップトルコン付無段変速
機の制御装置の実施例を示す電子制御系のブロック図で
ある。
【図2】ロックアップトルコン付無段変速機の一例を示
す構成図である。
【図3】ロックアップONからOFFのモード切換時の
動作状態を示す図である。
【符号の説明】
5 無段変速機 12 トルクコンバータ 15 ロックアップクラッチ 50 ライン圧制御弁 52 変速制御弁 70 制御ユニット 85 目標ライン圧算出部 79 ロックアップ決定部 90 モード切換検出部 91 補正量算出部
フロントページの続き (72)発明者 三崎 徹 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富 士重工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 佳司 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富 士重工業株式会社内 (72)発明者 香野 哲史 東京都新宿区西新宿一丁目7番2号 富 士重工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−2958(JP,A) 特開 昭63−192629(JP,A) 特開 昭64−35162(JP,A) 特開 平3−239855(JP,A) 特開 平3−260462(JP,A) 特開 平2−125160(JP,A) 特開 平2−309055(JP,A) 特開 平2−309056(JP,A) 特開 昭62−28565(JP,A) 特開 昭61−36546(JP,A) 特開 平1−216162(JP,A) 特開 昭62−53244(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 F16H 61/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無段変速機の入力側にロックアップク
    ラッチを備えたトルクコンバータを組合わせたロックア
    ップトルコン付無段変速機の制御装置において、上記制御装置は、上記無段変速機に入力される 入力トル
    クと変速比との要素により上記無段変速機の目標ライン
    圧を設定する目標ライン圧算出手段と、上記 トルクコンバータの状態及び走行条件に応じて上記
    ロックアップクラッチのロックアップON、OFFを決
    定するロックアップ決定手段と、上記ロックアップ決定手段からのロックアップ信号の変
    化、又は前後進切換装置からの走行モードの変化により
    モード切換を検出するモード切換検出手段と、上記モード切換検出手段からの検出信号に基づいて、
    ード切換時のライン圧の低下に応じた補正量を算出する
    とともに、該補正量に基づいて目標ライン圧を一時的に
    増大補正するように上記目標ライン圧算出手段を補正制
    御する補正量算出手段とを備えたことを特徴とするロッ
    クアップトルコン付無段変速機の制御装置。
  2. 【請求項2】 上記補正量算出手段は、補正量をモード
    切換時のエンジントルク、ライン圧、油温の関数で算出
    することを特徴とする請求項1記載のロックアップトル
    コン付無段変速機の制御装置。
JP20884591A 1991-07-26 1991-07-26 ロックアップトルコン付無段変速機の制御装置 Expired - Fee Related JP3200447B2 (ja)

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