JPH0546464B2 - - Google Patents

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JPH0546464B2
JPH0546464B2 JP19105085A JP19105085A JPH0546464B2 JP H0546464 B2 JPH0546464 B2 JP H0546464B2 JP 19105085 A JP19105085 A JP 19105085A JP 19105085 A JP19105085 A JP 19105085A JP H0546464 B2 JPH0546464 B2 JP H0546464B2
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JP
Japan
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gear ratio
speed
line pressure
rotation speed
pulley
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JP19105085A
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JPS6253241A (ja
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Yoshihiko Morimoto
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Heavy Industries Ltd filed Critical Fuji Heavy Industries Ltd
Priority to JP19105085A priority Critical patent/JPS6253241A/ja
Publication of JPS6253241A publication Critical patent/JPS6253241A/ja
Publication of JPH0546464B2 publication Critical patent/JPH0546464B2/ja
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  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、車両用のベルト式無段変速機におい
て電子的に変速制御及びライン圧制御する制御装
置に関し、詳しくは、プライマリプーリ回転数セ
ンサの故障検出と故障時のフエイルセーフに関す
る。
【従来の技術】
この種の無段変速機の変速制御に関しては、例
えば特開昭55−65755号広報に示す基本的なもの
があるが、近年変速モードを最適化し、変速制御
性や過渡時の応答性等を向上するため電子的に制
御する傾向にある。変速制御の電子制御では、例
えばプライマリプーリ回転数とセカンダリプーリ
回転数により実変速比を算出し、目標変速比に対
して実変速比を追従するように制御することが提
案されている。 従つて、プライマリプーリ回転数は非常に重要
な入力信号であり、このためプライマリプーリ回
転数センサの故障の有無は正確に検出する必要が
ある。またセンサ故障によりプライマリプーリ回
転数が入力しなくなると、実変速比が最大にな
り、最小変速比に固定されて発進不能になつた
り、ベルトスリツプを生じるおそれがある。この
ためプライマリプーリ回転数センサ故障時には、
プライマリプーリ回転数以外の信号を使用して適
切に変速制御して走行するようにフイルセーフす
ることが望まれる。 従来、上記無段変速機の電子的変速制御におい
て、プライマリプーリ回転数センサの故障時のフ
エイレルーフに関しては、例えば特開昭60−
98252号公報の先行技術がある。この先行技術で
は、変速機入力軸回転数とアクセル開度で変速制
御することを前提とする。そして変速機入力軸回
転数センサの故障時には、第6図のZマツプを使
用し、アクセス開度の大小によりシフトダウンま
たはシフトアツプし、この場合の変速比変化速度
を遅くすることが示されている。
【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つては、ドラ
イバ自身が走行状態を判断し、車速の高い場合は
アクセル開度を減じてシフトダウンすることで車
速の低下を図り、車速が低い場合はアクセル開度
を増してシフトアツプすることで車速の上昇を図
るようにマニユアル的に変速するにすぎない。ま
た変速比較化速度を遅くするのは、シフトアツプ
とシフトダウンを繰返す際の車速の急激な上昇と
低下に対する危険を防止するものである。従つ
て、変速機入力軸回転センサの故障時には走行状
態に応じて自動的に変速制御して走行することが
できず、ドライバの勘に頼つたものになる等の問
題がある。 本発明は、このような問題点に鑑み、プライマ
リプーリ回転数センサの故障を適確に検出し、故
障時にも正常に変速制御して走行することができ
る無段変速機の制御装置を提供することを目的と
する。
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、第1図において本発
明の構成について説明すると、ライン圧制御弁2
2と変速速度制御弁23は、制御ユニツト40の
電気信号をソレノイド弁27,28で変換した信
号油圧により制御するように構成される。 また制御ユニツト40はプライマリプーリ回転
数とセカンダリプーリ回転数により実変速比を算
出する手段45と、運転、走行状態の信号により
目標変速比を定める手段46と、エンジン回転数
とセカンダリプーリ回転数により予備変速比を算
出する手段51と、実変速比と予備変速比とを比
較してプライマリプーリ回転数センサ41の故障
の有無を判断する手段52と、センサ故障有無の
信号により目標変速比及び実変速比と予備変速比
のいずれか一方の偏差に基づいて目標とする変速
速度を算出する手段48と、目標とする変速速度
に応じた操作量の電気信号をソレノイド弁28に
出力する手段49とを備えることを特徴とする。
【作用】
上記構成による本発明では、無段変速機が基本
的には、制御ユニツト40の電気信号によりソレ
ノイド弁27,28で信号油圧に変換され、この
信号油圧でライン圧制御弁22を作動して電子的
にライン圧制御され、変速速度制御弁23を作動
して電子的に変速及び変速速度が制御される。 そして車両走行時にはプリマリプーリ回転数セ
ンサ41のプライマプーリ回転数の信号が制御ユ
ニツト40に入力し、このプライマリプーリ回転
数に基づいて実変速比が算出される。また走行時
にはプライマリプーリ回転数と等しくなるエンジ
ン回転数を用いて予備変速比も算出され、これら
実変速比と予備変速比とを比較して、プライマリ
プーリ回転数センサ41の故障の有無が正確に検
出される。 プライマリプーリ回転数センサ41が正常な場
合は、目標変速比とプライマリプーリ回転数を用
いた実変速比の電気信号により変速速度制御弁2
3が動作し、運転、走行状態に応じて自動的に変
速制御される。またプライマリプーリ回転数セン
サ41が故障すると、実変速比に代わりエンジン
回転数を用いて実際の変速比を正確に算出する予
備変速比に切換わつて同様に制御され、電気信号
により変速速度制御弁23が正常に動作して運
転、走行状態に応じて自動的に変速制御するよう
にフエイルセーフされる。このためドライバの勘
に頼つたり、走行条件が制限されること無く、正
常な場合と全く同様に走行することが可能にな
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2図において、本発明が適用される無段変速
機を含む伝動系の概略について説明すると、エン
ジン1がクラツチ2前後進切換装置3を介して無
段変速機4の主軸5に連結する。無段変速機4
は、主軸5に対して副軸6が平行配置され、主軸
5にプライマリプーリ7が設けられ、副軸6にセ
カンダリプーリ8が設けられる。各プーリ7,8
はプーリ間隔可変式であつて可動側に油圧シリン
ダ9,10が装備され、両プーリ7,8に駆動ベ
ルト11が巻付けられている。ここでプライマシ
リンダ9の方が受圧面積を大きく設定され、その
プライマリ圧により駆動ベルト11のプーリ7,
8に対する巻付け径の比を変えて無段階に変速す
るように構成される。 また副軸6は1組のリダクシヨンギヤ12を介
して出力軸13に連結し、出力軸13はフアイナ
ルギヤ14、デイフアレンシヤルギヤ15を介し
て駆動輪16に伝動構成される。 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2
0を有し、オイルポンプ20の吐出側のライン圧
油路21が、セカンダリシリンダ10、ライン圧
制御弁22及び変速速度制御弁23に連通し、変
速速度制御弁23から油路24を介してプライマ
リシリンダ9に連通する。ライン圧油路21は更
に流量制限手段としてのオリフイス32を介して
油路26に分岐し、この油路26が一定なレギユ
レータ圧を発生するレギユレータ弁25に連通す
る。そしてレギユレータ圧の油路26が、ソレノ
イド弁27,28及び変速速度制御弁23の一方
に連通する。 制御ユニツト40は、操作量として所定のデユ
ーテイ比を設定し、この電気信号がソレノイド弁
27,28に出力する。ソレノイド弁27,28
は、例えば電気信号のオフでレギユレータ圧PR
を生じるように動作して、デユーテイ比に応じた
信号油圧としてのパルス状の制御圧を生成する。
そしてソレノイド弁27からのパルス状の制御圧
は、アキユムレータ30で平滑化して油路33に
よりライン圧制御弁22に作用する。一方、ソレ
ノイド弁28からのパルス状の制御圧は、油路3
4によりそのまま変速速度制御弁23の他方に作
用する。尚、図中符号29はドレン油路、31は
オイルパンである。 ライン圧制御弁22は、ライン圧に対向して機
械的に所定のライン圧に保つスプリングと制御圧
が配置され、ライン圧をスプリング荷重と制御圧
の関数で制御する。この場合に、ライン圧が例え
ばデユーテイDに対して増大関数的に変化するよ
うに設定され、D=0%の際に最大制御圧で最低
ライン圧を、D=100%の際に最低制御圧で最大
ライン圧を得る。 変速速度制御弁23は、レギユレータ圧、ソレ
ノイド弁28からのパルス状の制御圧及び初期設
定するスプリングにより、ライン圧油路21と油
路24を接続する給油位置と、油路24をドレン
する排油位置とに動作する。そして制御圧により
2位置の動作時間を変えてプライマリシリンダ9
への給油または排油の流量を制御し、変速速度を
制御対象として変速及び変速速度制御する。 変速速度制御の制御原理について説明する。プ
ライマリシリンダ9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り、 V=f1(i) となる。流量Qは油量Vを時間で微分したもので
あるから、 Q=dv/dt={df1(i)/di}・(di/dt) となり、流量Q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。従つて、次式にな
る。 di/dt=f2(Q,i) またプライマリシリンダ内圧Pp、ライン圧
PL、流量係数c、動力加速度g、油比重量γ、
弁の給油ポート開口面積Si、排油ポート開口面積
SDとすると、給油流量Qi、排油流量QDは、 QD=c・SD[(2gPp)/γ]1/2 =a・SD(Pp)1/2 Qi=a・Si(PL−Pp)1/2 [a=c(2g/γ)1/2] で表わせる。 そこでデユーテイ比(オン/オフ比)をDとす
ると、1サイクルの平均流量Q(給油を正とする)
は、 Q=a{D・Si(PL−Pp)1/2−(1−D) ×SD(Pp)1/2} となり、a、Si、SDを定数とすると、次式にな
る。 Q=f3(D、PL、Pp) ここでラインPLは、変速比i、エンジントル
クTにより制御され、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
るから、Tを一定と仮定すると、 Q=f4(D、i) となり、次式が成立する。 di/dt=f5(D、i) このため、式展開すると、 D=f6(di/dt、i) となる。以上により変速速度di/dtはデユーテイ
比Dと対応することがわかる。そしてデユーテイ
比D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、定常での目標変速比
isと実際の変速比iとの偏差に基づくものである
から、次式が成立する。 di/dt=k(is−i) 係数kは種々の要素で定まるものである。 従つて、各変速比iにおいて上式から変速速度
di/dtを決めれば、それに基づいてデユーテイ比
Dが求まり、このデユーテイ比Dで変速速度制御
弁23を動作すれば、低速段と高速段の変速全域
で変速速度制御を行うことが可能となる。 上記式is−iはエンジントルクの変化ΔTeに対
応し、係数kはドライバの加速意志を表わすもの
と言える。従つて、係数kをエンジン負荷の変化
により可変にすることで、定常時以外の加速時の
変速速度di/dtも決めることができる。更に、定
常、加速時以外の過渡状態や種々の運転状態で
は、定常時をベースとして決まつた変速速度を補
正することで、対処することが可能となる。 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
ライマリプーリ回転数Npを検出するプライマリ
プーリ回転数センサ41、セカンダリプーリ回転
数Nsを検出するセカンダリプーリ回転数センサ
42、エンジン回転数Neを検出するエンジン回
転数センサ43及びスロツトル開度θを検出する
スロツトル開度センサ44を有する。これらセン
サ信号は制御ユニツト40に入力する。 制御ユニツト40は、プライマリプーリ回転数
Npとセサンダリプーリ回転数Nsが入力する実変
速比算出部45を有し、実変速比iを、i=
Np/Nsにより算出する。セカンダリプーリ回転
数Nsとスロツト開度θは目標変速比検索部46
に入力し、変速パターンに基づくNsとθのテー
ブルから目標変速比isを検索する。 ここでプライマリプーリ回転数センサ41が故
障してその信号Npが入力しなくなると、実変速
比iは最大と判断される。また車両走行時には、
プライマリプーリ7の回転数がエンジン回転数
Neと等しくなり、このエンジン回転数Neを用い
ることで実際の変速比を正確に算出できる。そこ
でこの場合の変速比を予備変速i′として実変速比
iと比較することによりセンサ故障の有無を判断
することができる。またセンサ故障時には実変速
比iに代わつて予備変速比i′を用いることで、正
常にライン圧と変速を制御することができる。 そこでエンジン回転数Neとセカンダプーリ回
転数Nsが入力する予備変速比算出部51を有し、
実際の変速比に対応した予備変速比i′を、i′=
Ne/Nsにより算出する。そして両変速比i、
i′は故障判断部52に入力して比較され、i≦
i′の場合はプライマリプーリ回転数センサ41が
正常として、実変速比iを選択して出力し、i′<
iの場合はプライマリプーリ回転数センサ41が
故障したものと判断して、予備変速比i′を選択し
て出力する。 実変速比iと予備変速比i′のいずれか一方、定
常での目標変速比is、及び係数設定部47の加速
状態に応じた係数kは変速速度算出部48に入力
して、変速速度di/dtを、 di/dt=k(is−i)、またはk(is−i′) により算出する。また変速速度di/dtの正または
負の符号によりシフトダウンまたはシフトアツプ
を決める。 そして変速速度di/dt、実変速比iと予備変速
比i′のいずれか一方は、更にデユーテイ比検索部
49に入力する。そして変速速度di/dtと実変速
比i等に応じたデユーテイ比Dを設定する。 ここでデユーテイ比DはD=f6(di/dt、i)
の関係により、±di/dtとiに基づいてテーブル
が設定されている。即ち、給油と排油がバランス
するD=50%を境にして、シフトアツプの−di/
dtとiのテーブルでは、D=50〜100%の値に、
シフトダウンの+di/dtとiのテーブルでは、D
=50〜0%の値に振り分けてある。 そしてシフトアツプのテーブルでは、デユーテ
イ比Dがiに対して減少関数で、−di/dtに対し
て増大関数で設定される。またシフトダウンのテ
ーブルでは、デユーテイ比Dが逆にiに対して増
大関数で、di/dtに対しては減少関数で設定され
ている。そこでこのテーブルを参照して、di/dt
とiに応じたデユーテイ比Dが検索される。そし
てデユーテイ比検索部49からのデユーテイ比D
の信号が、駆動部50を介してソレノイド弁28
に出力する。 続いて、ライン圧制御系について説明すると、
スロツトル開度θ、エンジン回転数Ne及び実変
速比iと予備変速比i′のいずれか一方がライン圧
設定部56に入力し、エンジントルクTと実変速
比iまたは予備変速比i′の要素により目標ライン
圧PLを決める。そしてデユーテイ比設定部57
で目標ライン圧PLに応じたデユーテイ比Dを求
め、このデユーテイ信号が駆動部58を介してソ
レノイド弁27に出力する。 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を運転するとオイルポンプ2
0が駆動して油圧を生じることで、無段変速機4
の油圧制御系において油路21のライン圧がライ
ン圧制御弁22で制御され、このライン圧がセカ
ンダリシリンダ10に導入してベルトクランプす
る。またライン圧の一部がレギユレータ弁25に
取出されて一定圧を発生し、この一定圧がソレノ
イド弁27,28等に導かれて制御圧により電子
制御することが可能となる。そして停車時には、
変速速度制御弁23によりプライマリシリンダ9
をドレンして、変速比最大の低速段になる。 発進時にアクセルを踏込むと、エンジン動力
が、クラツチ2、切換装置3を介して無段変速機
4のプライマリプーリ7に入力し、駆動ベルト1
1とセカンダリプーリ8により変速した動力が出
力し、この変速動力が駆動輪16に伝達すること
で車両が走り始める。 車両が走り始めると、プライマリプーリ回転数
センサ41からプライマリプーリ回転数Npの信
号が制御ユニツト40に入力して、第4図のフロ
ーチヤートが実行される。ステツプS1でプラチ
マリプーリ回転数Np、セカンダリプーリ回転数
Ns、スロツトル開度θ及びエンジン回転数Neを
読込み、ステツプS2でプライマリプーリ回転数
Npとセカンダリプーリ回転数Nsにより実変速比
iを算出し、ステツプS3でエンジン回転数Neと
セカンダリプーリ回転数Nsにより予備変速比i′を
算出する。 その後ステツプS4に進んで実変速比iと予備
変速比i′を比較し、i≦i′の場合はプライマリプ
ーリ回転数センサ41が正常と判断し、ステツプ
S5で実変速比iを選択して出力する。そしてス
テツプS6で目標変速比isと実変速比iの偏差によ
り目標とする変速速度di/dtを算出し、ステツプ
S7でその目標とす変速速度di/dtに応じたデユー
テイ比Dを定めてソレノイド弁28に出力する。 このデユーテイ信号はソレノイド弁28に出力
して、デユーテイ比Dに応じたパルス状の制御圧
が生成される。そして制御圧と一定圧が変速速度
制御弁23で対向して作用することで、給油と排
油の2位置で繰返し動作する。 そこでデユーテイ比Dが50%以上の値では、制
御圧の排圧時間で、変速速度制御弁23は給油位
置での動作時間が長くなり、プライマリシンダ9
は排油以上に給油され、プライマリ圧が増大して
シフトアツプする。このとき目標変速比isと実変
速比iの偏差や係数kが大きい場合は、−di/dt
の値が大きくなり、この−di/dtが大きくなるほ
どDの値が大きくなり、給油量が増して変速スピ
ードが速くなる。また変速パターンの特性により
高速の高速段側では変速スピードが遅くなるが、
iが小さいほどDの値が大きくなつて、高速段側
の変速スピードが速く補正される。 また逆にデユーテイ比Dが50%以下の値では、
制御圧の圧力時間で、変速速度制御弁23は排油
位置での動作時間が長くなり、プライマリシリン
ダ9は給油以上に排油され、プライマリ圧が低下
してシフトダウンする。このとき同様にdi/dtが
大きくなるほど、iが小さいほどDの値が小さく
なり、排油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団の全域で無段階に変速制
御され、且つ変速比全域で変速スピードが略一定
に制御される。 また、上述の車両走行時には、エンジン回転数
Ne、スロツトル開度θ及び実変速比iがライン
圧設定部56に入力して、ライン圧制御される。
即ち、実変速比iの値が大きい低速段において、
エンジントルクTが大きいほど目標ライン圧PL
が大きく設定され、この目標ライン圧PLに応じ
てデユーテイ比Dの大きい信号がソレノイド弁2
7に出力する。そしてソレノイド弁27で低い制
御圧を生じライン圧制御弁22に導入して動作す
ることで、ライン圧油路21のライン圧が高くな
る。実変速比iが小さくなり、エンジントルクT
も小さくなると、目標ライン圧PLと共にデユー
テイ比Dが小さくなつてライン圧は低く制御され
る。このためセカンダリシリンダ10でライン圧
により付与されるプーリ押付け力が、駆動ベルト
11の伝達トルクに対応して、常にベルトスリツ
プを生じない必要最小限になる。 一方、プライマリプーリ回転数センサ41が故
障すると、ステツプS4でi>i′によりその故障が
確実に検出される。この場合はステツプS4から
ステツプS8に進み、実変速比iに代わり予備変
速比i′を選択して出力し、ステツプS6で予備変速
比i′を用いて目標とする変速速度di/dtを算出し
て、上述と同様に作用する。走行中の予備変速比
i′は実際の変速比を正確に算出したものである
か、変速速度di/dt、デユーテイ比Dは正常な場
合と等しくなり、このため運転、走行状態に応じ
て何等変わることなく自動的に変速制御される。
またライン圧制御においても予備変速比i′を用い
て、正常は場合と等しくライン圧が制御され、適
正にプーリ押付け力が付与される。こうしてプラ
イマリプーリ回転数センサ41の故障時は、正常
な場合と等しく変速、ライン圧を制御して車両走
行する。 以上、本発明の一実施例について説明したが、
センサ故障はセカンダリプーリ回転数信号が入力
されているにもかかわらずプライマリプーリ回転
数信号が入力しないことからも検出できる。
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によると、無段変
速機においてプライマリプーリ回転数等の入力信
号を用いて電子的にライン圧制御及び変速制御す
る制御装置において、プライマリプーリ回転数セ
ンサの故障の検出及び故障時のフエイルセーフに
は、車両走行中にプライマリプーリ回転数と等し
くエンジン回転数を利用する。そしてプライマリ
プーリ回転数を用いた実変速比とエンジン回転数
を用いた予備変速比とを比較するので、プライマ
リプーリ回転数センサの故障を迅速且つ正確に判
断できる。 プライマリプーリ回転数センサ故障時には、実
際の変速比に対応した予備変速比を選択出力して
同様に作用するので、正常な場合と全く同様に、
運転、走行状態により自動的に変速制御すると共
にライン圧制御され、このため全く制限を受ける
こと無く安全且つ最適に走行することができる。
ライン圧制御のエンジン回転数を用い、予め予備
変速比を算出するので、センサ故障時の切換えが
容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の無段変速機の制御装置を示す
機能ブロツク図、第2図は本発明の実施例の全体
の構成を示す図、第3図は変速制御とライン圧制
御の電子制御系を示すブロツク図、第4図はプラ
イマリプーリ回転数センサの正常時と故障時の変
速制御を示すフローチヤートである。 4……無段変速機、5……主軸、11……駆動
ベルト、6……副軸、7……プライマリプーリ、
8……セカンダリプーリ、9……プライマリシリ
ンダ、10……セカンダリシリンダ、21……ラ
イン圧油路、22……ライン圧制御弁、23……
変速速度制御弁、26……油路、27,28……
ソレノイド弁、32……オリフイス、40……制
御ユニツト、41……プライマリプーリ回転数セ
ンサ、45……実変速比を算出する手段、46…
…目標変速比を設定する手段、48……変速速度
を算出する手段、49……操作量を出力する手
段、51……予備変速比を算出する手段、52…
…故障を判断する手段。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エンジン側の主軸にプーリ間隔可変のプライ
    マリプーリが設けられ、主軸に平行配置される車
    輪側の副軸にプーリ間隔可変のセカンダリプーリ
    が設けられ、両プーリの間に駆動ベルトが巻回さ
    れ、油圧源からの油路にライン圧を制御してその
    ライン圧をセカンダリプーリのシリンダに供給し
    てプーリ押付け力を付与するライン圧制御弁が設
    けられ、プライマリプーリのシリンダへの油路に
    ライン圧を給排油してプライマリ圧を変化する変
    速速度制御弁が設けられ、プライマリ圧により両
    プーリに対する駆動ベルトの巻付け径の比を変化
    して無段階に変速する無段変速機において、 上記ライン圧制御弁22と変速速度制御弁23
    は、制御ユニツト40の電気信号をソレノイド弁
    27,28で変換した信号油圧により制御するよ
    うに構成すると共に、 上記制御ユニツト40はプライマリプーリ回転
    数とセカンダリプーリ回転数により実変速比を算
    出する手段45と、運転、走行状態の信号により
    目標変速比を定める手段46と、エンジン回転数
    とセカンダリプーリ回転数により予備変速比を算
    出する手段51と、実変速比と予備変速比とを比
    較してプライマリプーリ回転数センサ41の故障
    の有無を判断する手段52と、センサ故障有無の
    信号により目標変速比及び実変速比と予備変速比
    のいずれか一方の偏差に基づいて目標とする変速
    速度を算出する手段48と、目標とする変速速度
    に応じた操作量の電気信号をソレノイド弁28に
    出力する手段49とを備えることを特徴のする無
    段変速機の制御装置。
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