JPH01108419A - クラッチ操作装置 - Google Patents

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】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、自動車のクラッチ操作装置に関し、特に、ク
ラッチレバ−作動用のピストンをシリンダ内に往復動可
能に挿入配置して成るアクチュエータと、前記シリンダ
内の作動室に圧縮空気を供給する供給弁と、前記作動室
内の圧縮空気を排出する排出弁とをそれぞれ具備し、前
記作動室内の圧縮空気の給排によって前記ピストンを往
復動させてクラッチを断接操作するようにしたクラッチ
操作装置に関する。

ｂ、　従来の技術 この種の従来のクラッチ操作装置においては、クラッチ
操作用アクチュエータの作動室に圧縮空気を供給してピ
ストンを往動させ、ピストンが往動してクラッチが切れ
た段階で圧縮空気の供給を停止し、その後にトランスミ
ッションのギヤ切換を行ない、このギヤ切換が完了した
後に作動室内の圧縮空気を排気してピストンを復動させ
、クラッチを接続するようにしている。なお、半クラツ
チ操作時においては、スムーズな走行を行なうためクラ
ッチ接続過少の場合は排気弁を、またクラッチ接続過多
の場合は給気弁を開弁状態と閉弁状態とに交互に切換え
て圧縮空気を一定の周期で間欠的に排気又は給気するよ
うにしている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 このように、従来では、排気弁又は給気弁の切換制御を
一定の周期で一定時間開弁する方法で行って半クラツチ
接続操作をするように構成していたため、次のような問
題点を有していた。

すなわち、アクチュエータの駆動圧たる圧縮空気の圧力
とピストンのストロークとの関係は第３図に示すような
ヒステリシス特性を有するため、同図において、半クラ
ツチ操作時にＸ点で接続過多になり給気を開始しても、
駆動圧力がＸ点よりＸ′点になるまでピストンのストロ
ークはほとんど変化せず、またＹ′点の半クラッチ前点
で待機後、半クラツチ操作に移行のため排気を開始して
もアクチュエータ及びクラッチ本体の静摩擦に打ち勝つ
までストロークしないので、半クラツチ操作の時間遅れ
が生じ、スムーズな走行ができない不都合がある。

しかも、半クラツチ操作時の圧縮空気の給徘は小流量の
電磁弁を間欠的に０Ｎ−ＯＦＦｔ！ＩＩ　ｌするのが一
舟的であり、作動の時間遅れがさらに助長されることと
なる。

本発明はこのような問題点を解決すべくなされたもので
あって、本発明の目的は、電磁弁の０Ｎ−ＯＦＦ＊Ｊ？
１の開始時における作動の時間遅れを解消してクラッチ
の断接操作を迅速かつ円滑に行ない得るように構成した
クラッチ操作装置を提供することにある。

ｄ、　問題点を解決するための手段 上述の問題点を解決するために、本発明では、クラッチ
レバ−作動用のピストンをシリンダ内に往復動可能に挿
入配置して成るアクチュエータと、前記シリンダ内の作
動室に圧縮空気を供給する供給弁と、前記作動室内の圧
縮空気を排出する排出弁とをそれぞれ具備し、前記作動
室内の圧縮空気の給排によって前記ピストンを往復動さ
せてクラッチを断接操作するようにしたクラッチ操作装
置において、クラッチの断接操作時に前記供給弁又は排
気弁を開弁状態と閉弁状態とに交互に切換制御すると共
に、第１回目の開弁期間を第２回目の開弁期間よりも長
く設定するようにしている。

以下、本発明の実施例に付き第１図〜第３図を参照して
説明する。

第１図はクラッチ制御装置の構成を示すものであって、
同図において、ｌはクラッチ操作用のアクチュエータで
ある。このアクチュエータ１は、シリンダ部２、スレー
ブシリンダ部３及び電磁弁ユニット４を具備している。

上述のシリンダ部２は、円筒形のシリンダ５と、このシ
リンダ５内に往復動可能に挿入されたピストン６とから
成り、シリンダ５内はピストン６によって２分割されて
ピストン６の左右両側に作動室７及び背圧室８が形成さ
れている。しかして、作動室７内に圧縮空気が供給され
ると、ピストン６が第１０において矢印へ方向に往動す
るようになっている。さらに、ピストン６は、作動室７
内に配設された調整ばね９にて矢印Ａ方向（往動方向）
に常時附勢され、これによりいわゆる常時接触型クラッ
チの摩耗に対応できるように構成されている。なお、ピ
ストン６の往動時にシリンダ５内の背圧室８内の空気を
外部に逃がすために、シリンダ５には背圧室８側に排気
用の弁体１０が設けられている。

また、上述のスレーブシリンダ部３は、円筒形のスレー
ブシリンダ３ａと、このシリンダ３ａ内に摺動自在に配
設された中継ピストン１１とから構成されている。この
中継ピストン１１の一端側にはピストン６のピストンロ
ッド１２の先端が連結されると共に、その他端側にはブ
ツシュロッド１３の一端カ連結さている。そして、ブツ
シュロッド１３の他端は、支軸１４ａを中心に回動自在
に配設されたクラッチレバ−１４の先端に連結され、ブ
ツシュロフト１３に連動してクラッチレバ−１４が回動
されるようになっている。なお、スレーブシリンダ３の
端部には、防塵のために伸縮自在のダストブーツ１７が
取付けられている。また、タラチレバ−１４の側部には
、このレバー１４の回動位置を検出するためのストロー
クセンサ１５が設けられ、このセンサ１５からの検出信
号がコントローラ１６に供給されるようになっている。

さらに、このコントローラ１６には、変速用のセレクト
レバーＳからのセレクト信号、並びに、アクセル開度、
エンジン回転数、車速、トランスミッション位置、ブレ
ーキ等の信号が入力され、これらの信号の比較演算結果
に基いてコントローラ１６から所定の制御信号が出力さ
れ、これによって最適な自動クラッチ制御がなされるよ
うに構成されている。なお、図示を省略したが、上述の
ブツシュロフト１３の往動によりクラッチが切られ、そ
の後の復動によりクラッチが再び接続されるように構成
されている。

一方、上述の電磁弁ユニット４は、常時閉弁形の第１〜
第４の電磁弁１８，１９，２０．２１から成り、これら
のうち第１及び第２の電磁弁１８．１９は通過流量が大
きいものであり、第３及び第４の電磁弁２０゜２１はｉ
！Ｉ過流量が小さいものである。そして、これらの電磁
弁１８〜２１は、コントローラ１６からの制御信号によ
って切換制御されるようになっている。

ここで、電磁弁１８〜２１の接続関係に付き述べると、
圧縮空気供給用の第１及び第３の電磁弁１８．２０が互
いに並列に接続され、エアーリザーバ２２の圧縮空気導
出口がフィルタ２３及び管路ａを介して電磁弁１８．２
０の導入口にそれぞれ接続されている。そして、第１の
電磁弁１８の導出口は管路す、ｃ、切換弁２５のボート
部２５ａ及びシリンダ５の通気孔２６を順次介して、ま
た第３の電磁弁２０の導出口は絞り弁２４、管路す、ｃ
、切換弁２５のボート部２５ａ及びシリンダ５の通気孔
２６をｒｅ次介してシリンダ５の作動室７にそれぞれ接
続されている。また、排気用の第２の電磁弁１９の導入
口は前記管路す、ｃ、切換弁２５のボート部２５ａ及び
通気孔２６を順次介してシリンダ５の作動室７に接続さ
れ、その導出口は大気に連通されている。一方、排気用
の第４の電磁弁２１の導入口は絞り弁２７、管路ｄ、ｃ
、切換弁２５のボート部２５ａ及び通気孔２６を順次介
してシリンダ５の作動室７に接続され、その導出口は大
気に連通されている。

さらに、本例の装置には、非常用ニアリザーバ２９、逆
止弁３０及び電磁弁３１から成る非常用空圧源３２と、
導入孔、導出孔、大気排出孔の３ボートを有し、導出孔
と大気排出孔が連通ずる第１の位置及び導出孔と導入孔
が連通ずる第２の位置をとる２位Ｗ３接続方向制御弁３
３と、非常用排気弁３４が付設されている。すなわち、
非常用空圧源３２からの圧縮空気は管路ｅを介して制御
弁３３の導入口に接続され、この制御弁３３の導出口は
管路ｆを介して切換弁２５の他方の導入口２５ｂに接続
されている。

また、上述の非常用排気弁３４の導入口は管路ｇ−を介
して切換弁２５の一方の導入口２５ａに接続され、その
導出口は大気に連通されている。なお、上述の弁３１．
３３．３４は共にコントローラ１６にて切換制御される
ようになっている。

次に、このような構成のクラッチ制御装置の動作を第２
図及び第３図を参照して詳細に説明する。

第２図は車両走行の各状態におけるクラッチの操作状況
を時間の経過と共に示すタイムチャートであって、同図
において領域（１）は車両の発進時にニュートラルから
例えば第１速に変速する場合のクラッチ操作を示し、領
域（ｎ）は車両走行中に例えば第２速から第３速に切換
える際のクラッチ操作を示し、領域（Ｉ［［）は車両走
行中に超低速でいわゆる“のろのろ走行”を行なう場合
のクラッチ操作を示している。

まず、領域（１）における各クラッチ操作に付き述べる
。

クーツチ　　Ａ： この操作Ａは発進に際しクラッチを切るための操作であ
る。

この場合には、アクセル開度、エンジン回転数、車速、
ブレーキ、トランスミツ２９フ位置等の信号と共に、ス
トロークセンサ１５からのストローク位置信号及びセレ
クトレバーＳからのセレクト位置信号がコントローラ１
６に入力され、これらの信号がコントローラ１６内で比
較演算される。その演算結果に基いてクラッチを切る必
要があると判断された時にクラッチ断指令信号がコント
ローラ１６から出力される。これに伴い、第１の電磁弁
１８だけが励磁状態（ＯＮ状態）に切携えられて開弁さ
れ、エアーリザーバ２２からの圧縮空気がフィルタ２３
、管路ａ、第１の電磁弁１８、管路す、ｃ、切換弁２５
のボート部２５ａ及びシリンダ５の通気孔２６を順次介
して作動室７内に供給される。これによって、ピストン
６及びピストンロッド１２が第１図において矢印Ａ方向
に往動され、これと−緒に中継ピストン１１及びブツシ
ュロッド１３が矢印Ａ方向に往動される。なお、このピ
ストン６の往動時には、背圧室８内の空気はパワーシリ
ンダ５の弁体ｌｏを介して外部に排出される。これに伴
い、クラッチレバ−１４が支軸１４ａを中心として矢印
Ｃ方向に回動されると共に、図外のクラッチ機構が応動
してクラッチが切られる。

この際、クラッチが切られた直後のクラッチレバ−１４
の回動位置がストロークセンサ１５にて検出され、この
ストロークセンサ１５からの検出信号がコンローラ１６
に人力される。この検出信号がコントローラ１６に入力
されると、コントローラ１６カラ第１の電磁弁１８に所
定の制御信号が供給され、この第１の電磁弁１８が非励
磁状Ｉｌｌ　（ＯＦＦ状１）に切換えられて閉弁状態と
なり、作動室７への圧縮空気の供給が停止される。

クー・千　　Ｂ： この操作Ｂは、上述のクラッチ操作Ａの完了後に、変速
機をニュートラルから第１速に切換えるための操作であ
る。

この場合、クラッチ操作Ａで第１の電磁弁１８が閉弁し
た時、他の第２〜第４の電磁弁１９〜２１はすべて非動
ｉｆｆ　（ＯＦＦ）で閉弁状態となされ、この操作Ｂの
期間中にトランスミソシランは図示しないアクチュエー
タによりニュートラルから第１速に自動的に切換操作さ
れる。

クー・チ　　Ｃ二 この操作は前記操作Ｂでのトランスミッションの切換操
作後において、再びクラッチを接続するための操作であ
る。

この場合、コントローラ１６からクラッチ接指令信号が
出力され、これに基いて排気用の第２及び第４の電磁弁
１９．２１　だけが同時に励磁（ＯＮ）されて開弁され
る。なお、大流量の第２の電磁弁１９はクラッチ操作Ｃ
の開始直後から比較的短時間Ｔ１だけ開弁状態となされ
、時間ＴＩの経過後に閉弁状態となされるが、小流量の
第４の電磁弁２１は時間Ｔ、の経過後も開弁状態のまま
に維持される。

しかして、クラッチ操作Ｃの開始時には、シリンダ５の
作動室７内の圧縮空気がシリンダ５の通気孔２６、切換
弁２５、及び第２及び第４の電磁弁１９゜２１の双方を
介して外部へ排出されるため、ピストンロッド６の復動
が急速に行なわれる。さらに詳述すると、ピストン６の
ストロークとピストン６の駆動圧（作動室７内の圧力）
との間には、アクチエエータｌ及びクラッチ本体におけ
る摩擦抵抗等に起因して第３図に示す如くヒステリシス
を有し、ピストン６のストロークが第３図においてＹｆ
点にある時に作動室７内の圧縮空気を排出して駆動圧を
減少せしめてもその駆動圧がＹｆ′点まで低下して初め
てピストン６が復動されるが、本例の場合には、小流量
の第２の電磁弁のみならず大流量の第４の電磁弁２１を
介して作動室７内の圧縮空気を排出するようにしている
ので、ピストン６の駆動圧をＹｆ点からＹｔ’点まで短
時間のうちに低下せしめることができる。従って、ヒス
テリシスに基づく復動遅れが解消され、ピストン６は迅
速に復動開始されることとなる。

また、大流量の第２の電磁弁１９が閉弁された後には、
小流量の第４の電磁弁２１のみを介しての圧縮空気の排
出が行なわれ、ピストン６の矢印Ｂ方向すなわちクラッ
チが接続される方向への復動が緩やかに行なわれる。そ
して、クラッチがいわゆる半クラツチ状態になり始める
位置までクラッチレバ−１４が復動してピストン６のス
トロークが第２図において符号αで示す位置に達すると
、ストロークセンサ１５から所定の検出信号がコントロ
ーラ１６へ供給され、第４の電磁弁２１が非動Ｍｉ（Ｏ
ＦＦ）となされて閉弁状態に切換えられる。

クーツチ　　Ｄ： この操作は、前記操作Ｃの後に半クラツチ状態になり始
める位置にブツシュロッド１３を保持するための操作で
ある。

この場合、すべての電磁弁１８〜２１が閉弁状態となさ
れ、図外のクラッチと作動室７内の圧縮空気及び調整ば
ね９による作用力とが均衡した位置にピストン６及びブ
ツシュロッド１３が保持される。

クーーチ　　Ｅ： この操作は、前記操作りにて発進条件が整い、発進のた
めブツシュロッド１３が復動してクラッチが接続される
過程において、コントローラ１６からの制？Ｉ信号に基
いて第４のｔ磁弁２１を交互に０Ｎ−ＯＦＦ制御（デユ
ーティ制御）し、クラッチを迅速かつ円滑に接続させる
ための操作である。

この場合、クラッチ操作Ｅの開始時点βから第４の電磁
弁２１の開閉制御が行なわれるが、第４の電磁弁２１の
第１回目の励磁（ＯＮ）期間すなわち第１回目の開弁時
間Ｔ□は比較的長く、第２回目の開弁時間Ｔ、は比較的
短い時間（但し、Ｔｇ＞Ｔｓ）に設定され、開弁、閉弁
を交互に繰り返されて０Ｎ−ＯＦＦ制御される。なお、
第２回目以降の開弁時間と閉弁時間の関係は一定周期に
限定されることなく、最適なりラッチ接続速度が得られ
るようデユーティ比を任意に設定可能である。

コノヨウナ０Ｎ−ＯＦＦＩＩＩ′ａニヨレハ、０Ｎ−Ｏ
ＦＦ１１？！Ｉ（７）開始時から短時間のうちにブツシ
ュロフト１３が復動を開始し、クラッチが迅速かつスム
ーズに接続される。さらに詳述すると、ブツシュロッド
１３、中継ピストン１１及びピストン６が静止状態の下
に置かれている時（第２図において符号βで示す時点）
の静摩擦係数が可成り大きいため、短時間の励磁を一定
期間毎に行なっていたのではピストン６の復動開始に時
間を要し、第４の電磁弁２１の０Ｎ−ＯＦＦ制御の開始
時点からピストン６の復動開始時点までの間に大きな時
間遅れを生じる。しかし、本例の場合には、第４の電磁
弁２１の０Ｎ−ＯＦＦ制御において第１回目の励磁期間
を長く設定するようにしているので、上述の如き時間遅
れの問題を効果的に解消することができる。すなわち、
第１回目の励磁により第４のｔＭ１弁２１が比較的長い
期間に亘って開弁されるため、この期間中にシリンダ５
の作動室７内の圧縮空気が急激に外部へ排出されること
となり、作動室７内の圧力が急激に低下する。このため
、ピストン６は静摩擦力に抗して短時間のうちに復動し
始め、それ以後は、短期間毎の０Ｎ−ＯＦＦ＊１ｍによ
りスムーズなりラッチ接続動作がなされる。

クーーチ　　Ｆ： この操作は、クラッチ操作Ｅの終了後、ピストン６を更
に復動させてクラッチを完全に接状態にするためのもの
である。

この場合、クラッチの接続がほぼ完了した旨の信号に基
いて、コントローラ１６からの制御信号により、第４の
ｔ磁弁２１の０Ｎ−ＯＦＦ制御が停止されて閉弁状態と
なさる一方、第２の電磁弁１９が励磁されて開弁される
。これに伴い、前記作動室７内の圧縮空気が切換弁２５
、管路ｃ、ｄ及び第２の電磁弁１９を順次介して外部へ
排出され、クラッチが完全に接続される。

以上のクラッチ操作Ａ−Ｈによって領域Ｉの操作が完了
し、次いで領域■のクラッチ操作が行なわれる。この領
域■においては、既述の如きクラッチ操作Ａ、Ｂ、Ｃが
順次行なわれ、クラッチ操作Ｂにおいて変速機が第２速
から第３速に切換えられる。

また、領域（ＩＩ）においては、既述の如きクラッチ操
作Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄが順次行なわれ、その後にクラッチ操
作Ｅ及びＧが必要に応じた期間に亘って交互に繰り返さ
れる。

クーツチ　　Ｇ： この操作は、前記クラッチ操作Ｅの途中で、すなわちク
ラッチを０Ｎ−ＯＦＦｌ＃Ｊ御によって接続している時
、接続過多になり少しクラッチを切る状態にするための
操作である。

この場合、前記クラッチ操作已によりブツシュロッド１
３のストロークが第３図においてＹ′点からＸ点に復動
されて半クラツチ状態からクラッチを接続しすぎた状態
になった時点γ　（第２図参照）で、小流量の第３の電
磁弁２０が０Ｎ−ＯＦＦ制御されると同時に、大流量の
第１の電磁弁１８が比較的短い期間Ｔ４に亘って励磁さ
れて開弁される。この第３の電磁弁２０のｏＮ−ｏｐｐ
Ｈｌｌｌは、前記クラッチ操作Ｅにおける第４の電磁弁
２１の０Ｎ−ＯＦＦ制御と同様に、第１回目の開弁時間
Ｔ、が長く設定され、第２回目の開弁期間は短時間Ｔ、
となされている。従って、符号γで示す時点の直後には
、小流量の第３の電磁弁２０のみならず大流量の第１の
ｉ磁弁１８も開弁されるため、作動室７内の圧力（駆動
圧）は第３図においてＸ点からＸ′点にまで短時間のう
ちに上昇せしめられ、ピストン６が直ちに往動すること
となる。しかして、符号Ｔで示す時点の直後に比較的多
量の圧縮空気が作動室７内に急激に供給され、ピストン
６のストロークと駆動圧との間にヒステリシスが存在す
るにも拘わらず、短時間のうちにピストン６が往動開始
されてそれ以後は緩やかに作動され、クラッチが接続さ
れすぎた状態からクラッチ断方向の位置（第２図におい
て符号β′で示す箇所）に移動される。

しかる後、クラッチを切りすぎた状態になると第３の電
磁弁２０が閉弁されると同時に、第２及び第４の電磁弁
１９．２１が共に開弁される。なおこの場合も、第４の
電磁弁２１は既述と同様な０Ｎ−ＯＦＦ制御がなされ、
さらに既述の場合と同様に、第２の電磁弁１９の開弁期
間Ｔ、は第４の電磁弁２１の第１回目の開弁期間Ｔ８よ
りも短く設定される。

しかして、クラッチ操作Ｅ及びＧが交互に繰り返され、
半クラツチ状態の下で超低速の“のろのろ走行゛が行な
われる。

ところで、非常時（何らかの故障によりニアリザーバ２
２からの圧縮空気がシリンダ５の作動室７に供給されな
くなった時）には、コントローラ１６からの制御信号に
基づシ）て電磁弁３１が開弁されると共に制御弁３３が
第２の位置になり、非常用排気弁３４が開弁されて切換
弁２５のポート部２５ａ側の排気が行なわれ、非常用ニ
アリザーバ２９から電磁弁３１、制御弁３３及び切換弁
２５のポート部２５ｂを順次介して圧縮空気が前記作動
室７内に供給され、これによってクラッチ断操作が行な
われる。また、クラッチ接操作時における作動室７内の
圧縮空気の排気は制御弁３３が第１の位置をとることに
より行なわれる。

ｅ、　発明の効果 以上の如く、本発明は、クラッチの断接操作時に供給弁
（例えば、実施例における第３の電磁弁２０）又は排気
弁（例えば実施例における第４の電磁弁２１）を開弁状
態と閉弁状態とに交互に切換側＠　（ＯＮ−ＯＦＦ制御
）するに際し、第１回目の開弁期間を第２回目の開弁期
間よりも長く設定するようにしたものであるから、アク
チエエータ及びクラッチ本体の静摩擦係数が大きく、ア
クチエエータのピストンのストロークと作動室内の圧縮
空気の圧力との間にヒステリシスが存在しても、ＯＮ−
ＯＦＦ制御の第１回目の開弁期間に比較的多量（例えば
、ヒステリシス相当分）の圧縮空気が給排されて、０Ｎ
−ＯＦＦｉｉｌ　’ａの開始時点から短時間のうちにピ
ストンが迅速に作動開始されることとなる。このため、
クラッチ断接操作時（半クラツチ時）の応答性が改善さ
れ、クラッチ操作のフィーリングの改善を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るクラッチ操作装置の構成図、第２
図は本クラッチ操作装置の動作を説明するタイムチャー
ト、第３図は作動室内の圧縮空気の圧力とピストンのス
トａ−りとの関係を示す特性図である。 ■・・・クラッチ操作用のアクチエエータ、５・・・シ
リンダ、　　　　　　６・・・ピストン、７・・・作動
室、　　　　　　８・・・背圧室、１１・・・中継ピス
トン、　　　１２・・・ピストンロッド、１３・・・プ
ッシュロッド、１４・・・タラソチレハー、１５・・・
ストロークセンサ、１６・・・コントローラ、１８・・
・第１の電磁弁（給気用の大流量の電磁弁）、１９・・
・第２の電磁弁（排気用の大流量の電磁弁）、２０・・
・第３の電磁弁（給気用の小流量の電磁弁）、２１・・
・第４の電磁弁（排気用の小流量の電磁弁）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　クラッチレバー作動用のピストンをシリンダ内に往復
   動可能に挿入配置して成るアクチュエータと、前記シリ
   ンダ内の作動室に圧縮空気を供給する供給弁と、前記作
   動室内の圧縮空気を排出する排出弁とをそれぞれ具備し
   、前記作動室内の圧縮空気の給排によって前記ピストン
   を往復動させてクラッチを断接操作するようにしたクラ
   ッチ操作装置において、クラッチの断接操作時に前記供
   給弁又は排気弁を開弁状態と閉弁状態とに交互に切換制
   御すると共に、第１回目の開弁期間を第２回目の開弁期
   間よりも長く設定したことを特徴とするクラッチ操作装
   置。