JP2003013998A - クラッチ自動制御式車両 - Google Patents
クラッチ自動制御式車両Info
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- Control Of Fluid Gearings (AREA)
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
- Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
Abstract
御式車両を提供する。 【解決手段】 エンジンEと変速機T/Mとの間にロッ
クアップクラッチ7を内蔵した流体継手2と湿式摩擦ク
ラッチ3とを直列に配置し、変速操作時に前記湿式摩擦
クラッチ3を断に制御し、変速操作後に前記湿式摩擦ク
ラッチ3を接に制御し、前記ロックアップクラッチ7を
断に制御してクリープによる発進を可能にし、車速が所
定値を超えると前記ロックアップクラッチ7を接に制御
する制御部16を設けたクラッチ自動制御式車両におい
て、前記流体継手2に悪影響のある運転状態に対し、警
報を発する警報手段を設けたものである。
Description
擦クラッチとを組み合わせているクラッチ自動制御式車
両に係り、特に、流体継手の性能維持に優れたクラッチ
自動制御式車両に関するものである。
と変速機との間に、ロックアップクラッチを具備した流
体継手と湿式摩擦クラッチとを直列に設け、これら流体
継手及び湿式摩擦クラッチを制御部によって自動制御す
るものである。変速機には運転室内のシフトレバーによ
るマニュアル操作を伝達する機構が設けられるが、クラ
ッチを操作するペダルはなく、シフトレバーのシフトノ
ブにスイッチが内蔵され、このスイッチの状態からドラ
イバの操作意図を制御部が判断し、アクチュエータを用
いてクラッチを制御する。即ち、ドライバがシフトレバ
ーで変速操作をしようとすると、制御部が湿式摩擦クラ
ッチを断にして変速操作を可能にする。そして、ドライ
バの変速操作が終了したところで、制御部が湿式摩擦ク
ラッチを接にする。湿式摩擦クラッチは、専ら変速のた
めに使用されるので、変速クラッチと呼ぶこともある。
ラッチが断の状態では、クリープによる動力伝達を行う
ことができるもので、特に発進時の半クラッチに効果を
発揮する。ロックアップクラッチが接の状態では、エン
ジンと変速クラッチとを直結したのと同等の状態になる
ので、発進後はロックアップクラッチを接に制御し、伝
達効率を高めることができる。停車するときは、ロック
アップクラッチを断に制御する。
御式車両では、一般のドライバがしばしば行う運転操作
に、流体継手のコンディション維持に好ましくない状態
がある。
はなく、故意にストール状態にすること、即ち、ギアイ
ン停車の状態でフットブレーキを操作したままアクセル
をふかす操作をストール操作と呼ぶ。
操作により停止を保つ操作をバランス停車と呼ぶ。微速
走行している場合もこれに含む。
しアクセルを踏み込んで走行している状態のことであ
る。
タービン(流体継手の出力側)との回転数差が大きく、
流体継手内での滑りが激しい状態となっている。この状
態が続くと流体温度が上昇する。流体温度が上昇する
と、流体の劣化やゴム部品の劣化が促進されてしまう。
し、流体継手の性能維持に優れたクラッチ自動制御式車
両を提供することにある。
に本発明は、エンジンと変速機との間にロックアップク
ラッチを内蔵した流体継手と湿式摩擦クラッチとを直列
に配置し、変速操作時に前記湿式摩擦クラッチを断に制
御し、変速操作後に前記湿式摩擦クラッチを接に制御
し、前記ロックアップクラッチを断に制御してクリープ
による発進を可能にし、車速が所定値を超えると前記ロ
ックアップクラッチを接に制御する制御部を設けたクラ
ッチ自動制御式車両において、前記流体継手に悪影響の
ある運転状態に対し、警報を発する警報手段を設けたも
のである。
キ操作とアクセル操作とが重複している状態が所定時間
継続したとき、警報を発してもよい。
による坂道停止又は微速走行している状態が所定時間継
続したとき、警報を発してもよい。
体継手の負荷側の回転数とに格差がある状態が所定時間
積算されたとき、警報を発してもよい。
図面に基づいて詳述する。
装置を示す。図示するように、エンジンEと変速機T/
Mとの間にクラッチ機構1が設けられ、クラッチ機構1
は動力伝達方向上流側に設けられた流体継手(フルード
カップリング)2と、その下流側に直列に設けられた湿
式摩擦クラッチとしての湿式多板クラッチ3とからなっ
ている。この湿式摩擦クラッチ3を変速クラッチ3と呼
ぶことは既に述べたとおりである。なお、ここでいう流
体継手2とはトルクコンバータを含む広い概念であり、
現に本実施形態においてもトルクコンバータを用いてい
る。本装置が適用される車両はトラック等の比較的大型
の車両である。エンジンEはディーゼルエンジンであ
る。
ク軸)に接続されたポンプ4と、ポンプ4に対向されク
ラッチ3の入力側に接続されたタービン5と、タービン
5とポンプ4との間に介設されたステータ6とを有す
る。そして流体継手2と並列してロックアップクラッチ
7が設けられ、これはポンプ4とタービン5との断接を
行って流体継手2をロックアップ可能とする。湿式多板
クラッチ3は、その入力側が入力軸3aを介してタービ
ン5に接続され、出力側が変速機T/Mのインプットシ
ャフト8に接続され、流体継手2と変速機T/Mとの間
を断接する。
と、これと同軸に配置されたアウトプットシャフト9
と、これらに平行に配置されたカウンタシャフト10と
を有する。インプットシャフト8には、入力主ギヤ11
が設けられている。アウトプットシャフト9には、1速
主ギヤM1と、2速主ギヤM2と、3速主ギヤM3と、
4速主ギヤM4と、リバース主ギヤMRとが夫々軸支さ
れていると共に、6速主ギヤM6が固設されている。カ
ウンタシャフト10には、入力主ギヤ11に噛合する入
力副ギヤ12と、1速主ギヤM1に噛合する1速副ギヤ
C1と、2速主ギヤM2に噛合する2速副ギヤC2と、
3速主ギヤM3に噛合する3速副ギヤC3と、4速主ギ
ヤM4に噛合する4速副ギヤC4と、リバース主ギヤM
RにアイドルギヤIRを介して噛合するリバース副ギヤ
CRとが固設されていると共に、6速主ギヤM6に噛合
する6速副ギヤC6が軸支されている。
シャフト9に固定されたハブH/R1にスプライン噛合
されたスリーブS/R1を、リバース主ギヤMRのドグ
DRにスプライン噛合すると、アウトプットシャフト9
がリバース回転し、上記スリーブS/R1を1速主ギヤ
M1のドグD1にスプライン噛合すると、アウトプット
シャフト9が1速相当で回転する。そして、アウトプッ
トシャフト9に固定されたハブH/23にスプライン噛
合されたスリーブS/23を、2速主ギヤM2のドグD
2にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト9が
2速相当で回転し、上記スリーブS/23を3速主ギヤ
M3のドグD3にスプライン噛合すると、アウトプット
シャフト9が3速相当で回転する。
れたハブH/45にスプライン噛合されたスリーブS/
45を、4速主ギヤM4のドグD4にスプライン噛合す
ると、アウトプットシャフト9が4速相当で回転し、上
記スリーブS/45を入力主ギヤ11のドグD5にスプ
ライン噛合すると、アウトプットシャフト9が5速相当
(直結)で回転する。そして、カウンタシャフト10に
固定されたハブH6にスプライン噛合されたスリーブS
6を、6速副ギヤC6のドグD6にスプライン噛合する
と、アウトプットシャフト9が6速相当で回転する。上
記各スリーブは、図示しないシフトフォークおよびシフ
トロッドを介して、運転室内のシフトレバーによってマ
ニュアル操作される。つまり変速機T/Mはマニュアル
式である。
即ち、図示省略するが、オイルが満たされたクラッチケ
ーシング内で、入力側と出力側とにそれぞれ複数枚ずつ
互い違いにクラッチプレートがスプライン噛合され、こ
れらクラッチプレート同士をクラッチピストンにより押
し付け合い、或いは解放して、クラッチの接続・分断を
行うものである。クラッチピストンはクラッチスプリン
グにより常に断側に付勢されると共に、これを上回る油
圧がクラッチピストンに付加されたときクラッチ3が締
結される。クラッチ締結力ないしクラッチのトルク容量
は与えられる油圧に応じて増大される。
ための電子制御装置を図2を用いて説明する。ECU1
6にはクラッチソレノイドバルブCSVの他、本装置を
電子制御するために様々なスイッチやセンサが接続され
ている。これにはエンジン回転数を検出するためのエン
ジン回転センサ18、クラッチ3の入力側の回転数即ち
タービン5の回転数を検出するためのタービン回転セン
サ19、変速機T/Mの回転数、代表的には入力副ギヤ
12の回転数を検出するための変速機回転センサ20、
及び車速を検出するための車速センサ21が含まれる。
これらのセンサは図2にも示される。特にECU16は
変速機回転センサ20の出力と、入力主ギヤ11及び入
力副ギヤ12のギヤ比とから、インプットシャフト8の
回転数を計算し、これをクラッチ3の出力側回転数とす
る。即ちクラッチ出力側回転数を検出するための手段が
変速機回転センサ20となる。
キが作動中か否かを検出するためのパーキングブレーキ
スイッチ22、フットブレーキが作動中か否かを検出す
るためのフットブレーキスイッチ23、及び変速機のギ
ヤポジションを検出するためのギヤポジションセンサ2
4も接続される。
接続されている。即ち、本実施形態ではドライバーによ
る変速操作の開始時期を検出するため、或いはクラッチ
断を開始するタイミングを決定するため、運転室のシフ
トレバーにおいて、レバーに対しシフトノブが僅かにシ
フト方向に揺動可能に取り付けられており、これらレバ
ーとシフトノブとの間にノブスイッチ25が設けられて
いる。そしてドライバーによる変速操作時、レバーの動
作に先立ってシフトノブが揺動すると、ノブスイッチ2
5がONとなり、これを合図にクラッチ断を開始するよう
になっている。具体的構成は特開平11−236931
号公報に示されたものと同様である。
公報に示されたような坂道発進補助装置(HSA;Hill Star
t Aid)が設けられており、その装置の手動ON/OFFを行う
ため運転室にHSAスイッチ26が設けられ、HSAス
イッチ26がECU16に接続されている。
み量をアクセル開度の要求量として読み込むアクセル開
度センサ27、アクセルペダルへの足載せの有無により
アイドル要求を検出するアイドルセンサ28が接続され
る。
ザーBZが接続される。ブザーBZは、ECU16の筐
体に内蔵してもよいし、運転室内の適宜箇所に設置して
もよい。警報装置は、電磁的なブザーや圧電ブザーやス
ピーカーで実現できる。奏鳴音は、チャイムでもベルで
もよいし、電子的に合成されたビープ音や音声メッセー
ジでもよい。本実施形態では、128ms間の奏鳴と1
28ms間の休止とを交互に行う断続警報音を出力す
る。
動及び制御方法を説明する。
を流体継手2、湿式多板クラッチ3、変速機T/Mとい
う順で伝達する。ロックアップクラッチ7は原則として
発進後は常にON(接)され、停車時及び発進時にOFF
(断)される。従って発進時はAT車のように流体継手
2のクリープを利用でき、摩擦クラッチを電子的に発進
制御するものに比べ制御が簡単になると共に、走行中は
流体継手2がロックアップされるのでスリップによるロ
スを防止できる。湿式多板クラッチ3は変速の度毎に断
接される。これは通常のMT車と同様である。
について詳しく述べると、ロックアップクラッチ7は比
較的低車速である所定速度(本実施形態では約10km/h)
以上で接とされる。正確には、ロックアップクラッチ接
は、各ギヤ段においてインプットシャフト回転数が所定
回転数(本実施形態では一律900rpm)以上に達すると接
とされる。発進段(例えば多用される発進段である2
速)で発進し、インプットシャフト回転数がその所定回
転数(900rpm)に達すると、ロックアップクラッチが接
とされ、このときの車速が低車速(約10km/h)である。
がギヤニュートラルで停止中、ドライバーが発進しよう
としてシフトレバーを発進段に操作しようとしたとす
る。するとシフトレバーにおいて、レバーの動作に先立
ってシフトノブが揺動することによりノブスイッチ25
がONされ、これを合図にクラッチ3が分断される。そし
て引き続きシフトレバーが操作されることによって変速
機T/Mが発進段にギヤインされ、これがギヤポジショ
ンセンサ24によって検出されるとクラッチ3が接続さ
れる。この接続によってタービン5が駆動輪側から止め
られるので、タービン5に対しポンプ4が滑動し、クリ
ープ力が発生するようになる。従って後はブレーキを離
したりアクセルを踏み込んだりすれば車両が動き出すの
である。
る。車両が所定ギヤ段で走行中、ドライバーが変速しよ
うとしてシフトレバーを次の変速段に操作しようとした
とする。するとレバーの動作に先立ってシフトノブが揺
動し、ノブスイッチ25がONされ、これを合図にクラッ
チ3が分断される。そして引き続きシフトレバーが操作
されることによって変速機T/Mが次の変速段にギヤイ
ンされ、これがギヤポジションセンサ24によって検出
されるとクラッチ3が接続される。これによって変速が
完了する。この変速中ロックアップクラッチ7はONのま
まで、エンジン動力がそのままクラッチ3に伝達され
る。
する。警報手段は、車両内各部のステータスを総合して
警報を作動するか、或いは既に作動している警報を停止
するかなどを判断する。警報の内容は、ストール警報、
坂道停止警報、高負荷走行警報の3種類である。各警報
についてどのような条件で作動し停止するかを以下に説
明する。 1)ストール警報 a)タイマーカウント条件 ギアイン状態。即ち、ギヤポジションセンサ24が検
出している変速機T/Mの現在のギア段がニュートラル
以外であること。これは、変速機T/Mにおいてインプ
ットシャフト8とアウトプットシャフト9とが連結され
ていることを示している。
ラッチ完接センサにより、変速クラッチ3の完接が検出
されていること。これは、前記との論理積により、流
体継手2に負荷が繋がっていることを示すことになる。
ブレーキスイッチ23が検出しているステータスがオン
であること。これは、ドライバがブレーキペダルに足を
載せており、ブレーキランプが点灯状態であることを示
している。
ングブレーキスイッチ22が検出しているステータスが
オンであること。これは、ドライバがパーキングブレー
キを作動させていることを示している。
1が検出しているアウトプットシャフト9の回転数が所
定値以下であること。これは、車両が停車状態であるこ
とを示している。ただし、車速センサ21が故障のとき
には、バックアップ車速を使用する。
転センサ18が検出する回転数がエンジン停止時に0r
pmを示すかどうかを調べる、エンジン回転数を他の回
転センサ19、20、21が検出している回転数に対し
てクラッチ状態、ギア比などを考慮して対比する、電圧
レベルを監視するなどしてエンジン回転センサ18が正
常か異常かを判定する。エンジン回転センサ18が異常
のときにはの判定が無効になる。
ンジン回転センサ18が検出する回転数が例えば、85
0rpm以上である。
転であり、エンジン回転センサ18が異常のときに限
り、10の判定を有効にする。
センサ27が検出しているアクセル開度の要求量が所定
値(例えば、10%)以上かつアイドルセンサ28がオ
フ(足載せ有)であること。これは、ドライバがアクセ
ルペダルを踏み込んでいる状態であることを示してい
る。
て、論理式&&(|)&&{(&)|
(&&10)}を用いる。&は論理積を表し、|は論
理和を表す。従って、流体継手2に負荷が繋がっている
&の状態で、フットブレーキ又はパーキングブレー
キによる制動が行われている停車中(|)&に、
エンジン回転数が850rpm以上&(エンジン回
転センサ18が異常のときはアクセル開度が10%以
上&10で代用)となったとき、上記論理式が成立する
のでストール操作が開始されたと認識し、ECU16に
内蔵されている警報タイマのカウントを開始する。その
後、上記論理式が不成立になれば、警報タイマをクリア
するが、論理式が成立したまま警報タイマが所定時間、
例えば、2秒をカウントすると、ブザーBZを奏鳴して
警報とする。この2秒の警報保留時間は、坂道発進など
の運転の必要性からアクセル、ブレーキの重複操作を行
っている場合を考慮したものである。2秒以上の継続
は、故意に重複操作を行っていると判定する。 b)警報停止 ギアニュートラル。即ち、ギヤポジションセンサ24
が検出している変速機T/Mの現在のギア段がニュート
ラルであること。これは、ドライバがシフトレバーをニ
ュートラルの位置に戻したことを示している。
ーキスイッチ23が検出しているステータスがオフであ
ること。これは、ドライバがブレーキペダルから足を離
したことを示している。
ングブレーキスイッチ22が検出しているステータスが
オフであること。これは、ドライバがパーキングブレー
キを解除したことを示している。
述したとおりである。
ンジン回転センサ18が検出する回転数が例えば、65
0rpm未満である。これは、ドライバがエンジン回転
を下げる操作をしたことを示している。
述したとおりである。
サ27が検出しているアクセル開度の要求量が所定値
(例えば、0%)かつアイドルセンサ28がオン(足載
せ無)であること。これは、ドライバがアクセルペダル
から足を離したことを示している。
不成立で、かつ論理式{|(&)|(&)|
(&&)}が成立すると、直ちに警報を停止す
る。即ち、ギアがニュートラルの位置に戻されるか、フ
ットブレーキもパーキングブレーキも非作動に戻される
か、エンジン回転数が650rpm未満に下がるか、エ
ンジン回転センサ18が異常のときはアクセルペダルが
解放されるかしたとき、流体継手2に悪影響のある運転
状態が解消されたと認識し、警報を停止する。 2)坂道停止警報 a)タイマーカウント条件 ギアイン状態。
又は微速走行していることを示している。
る。
て、論理式&&&{(&)|(&&
)}が成立すると、流体継手2に負荷が繋がっている
&の状態で、停車又は微速走行中であり、エンジ
ン回転数が850rpm以上&(エンジン回転セン
サ18が異常のときはアクセル開度が10%以上&
で代用)となったとき、坂道でバランス停車をしてい
ると認識し、警報タイマのカウントを開始する。その
後、上記論理式が不成立になれば、警報タイマをクリア
するが、論理式が成立したまま警報タイマが所定時間、
例えば、5秒をカウントすると、ブザーBZを奏鳴して
警報とする。この5秒の警報保留時間は、坂道発進で加
速に時間を要している場合を考慮したものである。5秒
以上の継続は、発進、加速の意思がなくバランス停車又
は微速走行を続けていると判定する。 b)警報停止 ギアニュートラル。これは、ドライバがシフトレバー
をニュートラルの位置に戻したことを示している。
る。これは、ドライバがエンジン回転を下げる操作をし
たことを示している。
セルペダルから足を離したことを示している。&&
により、エンジン回転センサ18が異常のときのバッ
クアップを行う。
不成立で、かつ論理式{|(&)|(&&
)}が成立すると、直ちに警報を停止する。即ち、ギ
アがニュートラルの位置に戻されるか、エンジン回転数
が650rpm未満に下がるか、エンジン回転センサ1
8が異常のときはアクセルペダルが解放されるかしたと
き、流体継手2に悪影響のある運転状態が解消されたと
認識し、警報を停止する。 3)高負荷走行警報 a)タイマーカウント条件 ギアイン状態。
る。
クアップクラッチ7が断に制御されている状態を示して
いる。
センサ24が検出している変速機T/Mの現在のギア段
が3、4、5、6のいずれかである。
センサ24が検出している変速機T/Mの現在のギア段
がR、1、2のいずれかである。
プ値。即ち、エンジン回転センサ18が検出する回転数
とタービン回転センサ19が検出する回転数との差が、
予めECU16内のメモリ上に設けられているマップの
当該エンジン回転数における許容回転数差を超えてい
る。これは、流体継手のエンジン側と負荷側とで回転数
に格差がある状態を示している。図3にマップの一例を
示したように、エンジン回転数が低い場合、回転数差は
比較的大きくても許容されるが、エンジン回転数が高い
場合、回転数差は小さくなければ許容されない。
て、論理式&&{(&)|(&&)&
&(|10&11)&12}が成立すると、流体継手2に負
荷が繋がっている&の状態で、かつエンジン回転数
が850rpm以上&(エンジン回転センサ18が
異常のときはアクセル開度が10%以上&で代
用)であり、ロックアップクラッチ7が断に制御されて
いる状態で、車速によらず3速以上が選択されている
か、2速以下であっても微速走行している(=停車して
いない)かであって、流体継手のエンジン側と負荷側と
で回転数に許容できない格差がある状態となっていれ
ば、高負荷走行が行われていると認識し、警報タイマの
カウントを開始する。その後、タイマーカウント条件が
不成立になると警報タイマのカウントを一時停止する
が、成立に戻ればカウントを継続して積算(累積)を行
い、所定時間、例えば、5秒をカウントすると、ブザー
BZを奏鳴して警報とする。一時停止の経過時間は一時
停止タイマでカウントして連続15秒経過すると警報タ
イマをクリアする。このように、高負荷状態でアクセル
ペダルを踏み込んで走行している時間が比較的短時間内
に所定時間累積すると、流体継手内での滑りが激しいた
め流体温度が上昇してしまうので、警報を発する。 b)警報停止 ギアニュートラル。これは、ドライバがシフトレバー
をニュートラルの位置に戻したことを示している。
クラッチ7が接に制御されていること。ECU16は、
車速が所定の低車速に達するとロックアップクラッチ7
を接に制御している。つまり、発進が既に達成された状
態である。
プ値。
る。
不成立になってから連続して0.6秒経過したことを警
報音確立タイマでカウントした後、論理式|||
{(&)|(&&)}が成立すると、警報を
停止する。警報音確立タイマによる警報音の持続を図る
ことにより、耳に聞き取れないような短時間で警報音が
とぎれることを防止する。ここでの条件成立は、ドライ
バがシフトレバーをニュートラルの位置に戻したか、車
速が立ち上がって流体継手2がロックアップされたか、
流体継手2における回転数の格差が解消されたか、ドラ
イバがエンジン回転数を下げる操作をしたかのいずれか
である。
る。
温度が上がる好ましくない状態を未然に防止させること
ができる。
り、坂道でアクセル操作により停止を保とうとしたり、
高負荷状態でアクセル操作により強引に走行しようとし
たとき、警報が出るので、ドライバがクラッチ自動制御
式車両の適正な取り扱いを学習するのに効果がある。
車両における動力伝達装置の構造図である。
車両における電子制御装置の入出力構成図である。
マップの図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 エンジンと変速機との間にロックアップ
クラッチを内蔵した流体継手と湿式摩擦クラッチとを直
列に配置し、変速操作時に前記湿式摩擦クラッチを断に
制御し、変速操作後に前記湿式摩擦クラッチを接に制御
し、前記ロックアップクラッチを断に制御してクリープ
による発進を可能にし、車速が所定値を超えると前記ロ
ックアップクラッチを接に制御する制御部を設けたクラ
ッチ自動制御式車両において、前記流体継手に悪影響の
ある運転状態に対し、警報を発する警報手段を設けたこ
とを特徴とするクラッチ自動制御式車両。 - 【請求項2】 前記警報手段は、ギアイン停車中にブレ
ーキ操作とアクセル操作とが重複している状態が所定時
間継続したとき、警報を発することを特徴とする請求項
1記載のクラッチ自動制御式車両。 - 【請求項3】 前記警報手段は、ギアインでアクセル操
作による坂道停止又は微速走行している状態が所定時間
継続したとき、警報を発することを特徴とする請求項1
又は2記載のクラッチ自動制御式車両。 - 【請求項4】 前記警報手段は、エンジン回転数と前記
流体継手の負荷側の回転数とに格差がある状態が所定時
間積算されたとき、警報を発することを特徴とする請求
項1〜3いずれか記載のクラッチ自動制御式車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001199268A JP4894100B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | クラッチ自動制御式車両 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001199268A JP4894100B2 (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | クラッチ自動制御式車両 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003013998A true JP2003013998A (ja) | 2003-01-15 |
JP4894100B2 JP4894100B2 (ja) | 2012-03-07 |
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Country Status (1)
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---|---|
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