JPH049939B2 - - Google Patents

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JPH049939B2
JPH049939B2 JP58160900A JP16090083A JPH049939B2 JP H049939 B2 JPH049939 B2 JP H049939B2 JP 58160900 A JP58160900 A JP 58160900A JP 16090083 A JP16090083 A JP 16090083A JP H049939 B2 JPH049939 B2 JP H049939B2
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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、予め求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
の回転速度が再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つた。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、その目的とするところは、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求める速度
比変化率決定手段と、予め求められた関係から
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つた後前記目標回
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求
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つた後前記
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つてエン
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ヨツクが
発生する場合があつたが、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にはクラツチ1
2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によつ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つている。ベルト式無段
変速機14は、クラツチ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2
2と、可変プーリ18および22間に掛け渡され
た伝導ベルト24と、可変プーリ18および22
のV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30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とから成り、それ
ら可動回転体34および36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
よつて軸方向に駆動されることにより、伝導ベル
ト24の掛り径(有効径)が連続的に変化させら
れるようになつている。そして、油圧シリンダ2
8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によつて調節さ
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の速度比が変化させられるようになつてい
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4
2によつて圧送された作動油が圧力調整弁44に
よつて調整されることにより得られ、油路46を
介して速度比制御弁38および油圧シリンダ28
に供給されている。圧力調整弁44は後述の調圧
信号SPによつ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つ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に従つ
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
よつて駆動されるリニアソレノイドとそのリニア
ソレノイドによつ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40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によつて油路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26内の作
動油量(油圧)が増加させられて可変プーリ18
の有効径が大きくされるとともに可変プーリ22
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
ることによつ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5
2に連結されたスロツトル弁54が取り付けられ
ており、スロツトル弁54に取り付けられた要求
負荷量検出手段としてのスロツトルセンサ56に
よつてスロツトル弁54の開度θに対応した電圧
であるスロツトル信号THがA/Dコンバータ5
8を経てI/Oポート59に供給される。また、
入力軸16および出力軸20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6
0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SEをI/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I/F回路64に供給する。I/F回路6
4はそれら回転信号SEおよびSCの単位時間当た
りのパルス数を表すコード信号に変換してI/O
ポート59に供給する。I/Oポート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ROM
70に予め記憶されたプログラムに従つてRAM
68の一時記憶機能を利用しつつ、I/Oポート
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74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つ
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SP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のツ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ツク線図である。
目標回転速度検出手段76においては、予め記憶
された第4図に示す関係から要求負荷量を表すス
ロツトル弁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′はスロツ
トル弁開度θに対応する要求馬力が最小燃費率で
得られるように予め求められた値である。速度比
変化抑制判別回転速度決定手段78では、車両加
速時におけるベルト式無段変速機14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は、伝達効率決定手段79において第
5図に示す予め求められた関係から無段変速機1
4の速度比変化率ΔV/Ne′k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ツトル弁開度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の速度比変化率を表している。速度比
制御判別手段80は速度比制御制御手段82と速
度比制御停止手段84のいずれかを択一的に選択
するものであつて、回転速度検出手段86によつ
て検出されるエンジン10の実際の回転速度Ne
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によつて
検出された車速V、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10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9
0は速度比制御弁38に速度比信号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
荷量を表すスロツトル弁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、予め求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によつて
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によつ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。調圧弁調節手段96はラ
イン圧決定手段94によつ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。その結果、ライン
油圧は、伝導ベルト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。
以下、本実施例の作動を第7図のフローチヤー
トに従つて説明する。
まず、ステツプSが実行され、スロツトル弁5
4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、RAM6
8内に記憶される。そして、前記目標回転速度検
出手段76に相当するステツプS2が実行され、
第4図に示す予め求められた関係から、スロツト
ル弁54の開度θに基づいて、目標回転速度
Ne′よりが算出されるとともに、続いてステツプ
S3が実行され、目標回転速度Ne′も実際の回転速
度N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
のステツプS9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に相当するステツプ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に相当するステツプ
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ΔVは第8図に示す割り込み
ルーチンの実行によつて一定時間Δt毎に求めら
れる。すなわち、一定時間Δt毎にタイマフラグ
FTの内容が1とされるのであるが、ステツプ
SW1においてFT=1が判断されると、ステツプ
SW2が実行されて、車速V(出力軸20の回転速
度No)が信号SCに基づいて読み込まれるととも
に、続くステツプSW3が実行されて車速Vが予
め定められた一定の小さな値(たとえばKm/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、ステツプSW5に
おいて車速変化ΔVの内容が零とされるが、小さ
くない場合にはステツプSW4において前回(Δt
時間前)において算出された車速Voと今回の車
速Vとの差ΔVが算出される。そして、次回の割
り込みに備えて、ステツプSW6およびSW7が実
行され、Voの内容が今回求めた車速V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図に戻つて、速度比変化抑制判別回転速度
決定手段78に相当するステツプS6が実行され、
速度比変化抑制判別回転速度Ne″が目標回転速
度Ne′にステツプS5において求められた無段変速
機14の伝達効率ηが乗算されることによつて決
定される。次に、ステツプ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
Ne″よりも小さいか否かが判断され、小さい場
合には、前記ステツプ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ツプS8
の速度比制御ルーチン1が実行される。すなわ
ち、ステツプS3およびS7は、実際の回転速度Ne
がNe′とNe″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
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、
まずステツプSR1が実行され、回転信号SEおよ
びSCに基づいて無段変速機14の入力軸16の
回転速度Niおよび出力軸20の回転速度Noが算
出される。そして、ステツプ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、
ステツプSR3が実行され、目標速度比e′(=No/
Ni′)が算出される。次いで、ステツプ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
ツプ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
ステツプ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 maxよりも小さく
ない場合にはステツプSR7が実行されて目標速度
比e′の内容が最大速度比e maxとされるが、小
さい場合には次のステツプSR8が実行される。
ステツプSR8においては、目標速度比e′と実際
の速度比eとの偏差Δeが算出され、ステツプ
SR9においてはその偏差Δe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)に従つて決
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、ステツプSR1乃至ステツプSR8が前記速度比
制御制御手段82に相当し、ステツプSR9が速度
比調節手段90に相当するのである。
Vf=K1・e+K2・Δe ……(1) 但し、K1,K2は定数である。
次いで、ステツプSR10が実行され、前記エン
ジントルク検出手段92に相当するステツプ
SR10が実行され、エンジン10の実際のトルク
Tが第6図に示す予め求められた関係から算出さ
れる。そして、ライン圧決定手段94および調圧
弁調節手段96に相当するステツプSR11が実行
され、ライン圧を制御するための制御量である調
圧弁制御電圧Vpが予め記憶された次式(2)に従つ
て算出されるとともに、その電圧Vpを表す調圧
信号SPが圧力調整弁44に供給される。
Vp=f(T,Ni,No) ……(2) 一方、速度比制御ルーチン1においては、前述
のステツプSR1およびSR2と同様のステツプ
SR12およびSR13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No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、ステツプ
SR14が実行され、目標速度比e′の内容をステツ
プSR13で求めた実際の速度比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ツプSR4乃
至SR11が実行される。ここで、速度比制御ルー
チン1のステツプSR14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、ステツ
プSR8における偏差Δeの内容が零とされること
になり、無段変速機14の速度比の変化が阻止さ
れる。すなわち、ステツプSR12乃至SR14が前記
速度比制御停止手段84に相当するものであり、
それ等ステツプSR12乃至SR14と前記ステツプ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、ステツプSR14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Ne″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が乗算されることによつて決定さ
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つて
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
Ne′に伝達効率ηに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′に応じて逐次算出される実際の伝
達効率に従つて速度比変化抑制判別回転速度Ne″
が決定されるので、速度比変化率に応じた適確な
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
置において、急激なアクセル操作に従つて、エン
ジン10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1
4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の慣性力に従つてア
クセル操作に関係なく、シヨツク状の車両の加速
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
なく、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、斯る車両のシヨツクが解消さ
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14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つても良いのである。
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ツトル弁54の
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
つても良いのである。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
に回転センサ60が用いられているが、エンジン
10のデイストリビユータに設けられたセンサに
よつて回転速度Ne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、本発明はその精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
おける制御ブロツク線図である。第4図はスロツ
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、スロツ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
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ヤートである。第10
図は第2図の実施例の作動を示すタイムチヤート
である。 10:エンジン、14:(ベルト式)無段変速
機、56:スロツトルセンサ(要求負荷量検出手
段)、60:回転センサ(回転速度検出手段)、7
6: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、{80:速度
比制御判別手段、84:速度比制御停止手段}
(速度比変化速度抑制手段)、90:速度比調節手
段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 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、予め求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つて、 前記無段変速機の速度比変化率を求める速度比
    変化率決定手段と、 予め求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つ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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