JPH01108420A - クラッチ操作装置 - Google Patents

クラッチ操作装置

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JPH01108420A
JPH01108420A JP62265558A JP26555887A JPH01108420A JP H01108420 A JPH01108420 A JP H01108420A JP 62265558 A JP62265558 A JP 62265558A JP 26555887 A JP26555887 A JP 26555887A JP H01108420 A JPH01108420 A JP H01108420A
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piston
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compressed air
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Kiyoyuki Takaiwa
清之 高岩
Takao Takano
孝雄 高野
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Isuzu Motors Ltd
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Jidosha Kiki Co Ltd
Isuzu Motors Ltd
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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するものであ
る。
b、 従来の技術 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、半クラツチ状態の
下での低速走行(いわゆる“のろのろ走行”)を行なう
場合等には、クラッチ断状態からクラッチ接状態への操
作及びクラッチ接状態からクラッチ断状態への操作が必
要に応じて繰り返しなされるが、この際の動作を円滑な
らしめるために小流量の圧縮空気給排用電磁弁が用いら
れる。すなわち、クラッチ接続過多になるとクラッチを
断方向に移動するため給気用電磁弁を、クラッチ接続過
少になるとクラッチを接方向に移動するため排気用電磁
弁をos−oppJL?IIすることにより作動室への
圧縮空気の給排を一定周期毎に間欠的に行なわしめるよ
うにしていた。
C0問題点を解決するための手段 上述の如き半クラツチ状態の下でのピストンの繰り返し
作動にあっては、ピストンを所定の中間ストロークで一
旦停止させて、その後に再び逆方向へ作動させる必要が
あるが、この停止状態のピストンを作動させるに際し、
圧縮空気給排用電磁弁の一定周期毎のoN−oppfl
IIIilではクラッチの断接操作の開始に時間遅れを
生じ、良好なりラッチフィーリングを得ることができな
いという問題点があった。
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、同図において圧縮空気
の給気(又は排気)をX点(又はY点)で行なっても駆
動圧がX点(又はY点)からX′点く又はY′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、ピス
トンの作動開始に時間遅れを生じる不都合がある。
しかも、ピストンの停止位置を正確に定めるには小流量
の電磁弁を圧縮空気給排手段として用いる方が有利であ
ることから、小流量の電磁弁が一般に用いられており、
またアクチュエータ及びクラッチ本体の静摩擦係数が可
成り大きくさらに摺動抵抗も相当にあるので、上述の如
き小流量の電磁弁の間欠的な0N−OFF制御では、圧
縮空気の給排開始時からピストンが実際に作動されるま
での間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るためになされたも
のであって、本発明の目的は、ピストンを所定の2つの
ストローク位置間で往復して半クラツチ状態の下で低速
走行する際、上述の所定の2つのストローク位置におい
て一旦停止されたピストンをほとんど時間遅れなく迅速
かつ円滑に作動し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、(A) 
クラッチレバ−作動用のピストン6をシリンダ2内に往
復動可能に挿入配置して成るアクチエエータ1と、 (B)前記シリンダ2の作動室7内への圧縮空気の供給
を制御する弁体であって、互いに並列接続された大流量
の電磁弁18及び小流量の電磁弁20と、 (C)前記作動室7内の圧縮空気の排出を制御する弁体
であって、互いに並列接続された大流量の電磁弁19及
び小流量の電磁弁21と、(D)前記電磁弁18.19
.20.21を開閉制御するコントローラ16と、 をそれぞれ設け、クラッチ接状態からクラッチ断状態に
、又はクラッチ断状態からクラッチ接状態に移行する所
定ストローク位置で前記ピストンを作動せしめる場合、
前記小流量の電磁弁20又は21を開弁すると共に、前
記電磁弁20又は21の開弁開始に同期して前記大流量
の電磁弁18又は19を短時間に亘って開弁するように
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、1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l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1図において矢印A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の一端が連結さている。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
ツシュロッド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、クラッレバー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
ブツシュロッド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1B、 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
通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b +  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を順次介してシリンダ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25
a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1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位置3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31,3
3.34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(II)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(III)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
クーーチ  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、トランスミッション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jLi(ON状it)に切換えられて
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10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
に入力される。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がら第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1Bが非励
磁状態(OFF状態)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。
クーーチ  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はすべて非励
磁(OFF)で閉弁状態となされ、この操作Bの期間中
にトランスミッショ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: 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T1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T1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(
ブツシュロッド13)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、アクチュエータ1
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72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Y
y’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Y
f点からYf’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が非励磁(OF
F)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。
クーソチ″ 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からの制御信号に基い
て第4の電磁弁21を交互に0N−OppIIlffl
(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1i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T2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、↑、>Ta)に設定され、開弁、閉
弁を交互に繰り返して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との関係は一定周期
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。
このようなON−OPFIiIlmによれば、0N−O
FF@御の開始時から短時間のうちにブツシュロッド1
3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0R−opp+I++l1llの開
始時点からブツシュロッド13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の電磁弁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、プッシュロッド13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ON−
OFFmllmによりスムーズなりラッチ接続動作がな
される。
クラーチ″′ 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
電磁弁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−已によって領域■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、既述の如きクランチ操作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(III)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。
クラッチ  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−OFFIll?I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Eによりピストン6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T(第2図参照)で、小流量の第3の電磁弁20
が0N−OPFjlil all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T#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−o
ppHllB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の電磁弁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−OFFI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T1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1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
基づいて電磁弁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、クラッチ接状態からクラッチ断
状態に(又は、クラッチ断状態からクラッチ接状態に)
移行する所定ストローク位置でピストン6を作動せしめ
る場合、給気用の小流量の電磁弁20を開弁すると同時
に給気用の大流量の電磁弁18を短時間だけ開弁(又は
、排気用の小流量の電磁弁21を開弁すると同時に排気
用の大流量の電磁弁19を短時間だけ開弁)するように
したものであるから、アクチュエータのピストンが所定
ストローク位置で一旦停止されても、電磁弁の開弁動作
後に直ちにピストンを逆方向に作動せしめることができ
る。すなわち、ピストンが所定ストローク位置で一旦停
止されて静摩擦による負荷が大きくなっても、大流量の
電磁弁18又は21め開弁により、圧縮空気の給排が急
激に行なわれることとなるため、ヒステリシス相当分の
圧縮空気圧を短時間のうちに給排でき、従って、ピスト
ンの往復動ひいてはクラッチ断接操作の開始が迅速に行
なわれる。これにより、クラッチ断接操作の応答性が大
幅に改善されると共に、その際に自動車の搭乗車に与え
るフィーリングが良好なものとなる。
【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
トロークとの関係を示す特性図である。 1・・・クラッチ操作用のアクチュエータ、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・・・ピストンロンド、13・・・ブ
ツシュロフト、  14・・・クラッチレバ−115・
・・ストロークセンサ、16・・・コントローラ、1B
・・・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)。 ピストン6の ストローク

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (A)クラッチレバー作動用のピストン6をシリンダ2
    内に往復動可能に挿入配置して成るアクチュエータ1と
    、 (B)前記シリンダ2の作動室7内への圧縮空気の供給
    を制御する弁体であって、互いに並列接続された大流量
    の電磁弁18及び小流量の電磁弁20と、 (C)前記作動室7内の圧縮空気の排出を制御する弁体
    であって、互いに並列接続された大流量の電磁弁19及
    び小流量の電磁弁21と、(D)前記電磁弁18,19
    ,20,21を開閉制御するコントローラ16と、 をそれぞれ設け、クラッチ接状態からクラッチ断状態に
    、又はクラッチ断状態からクラッチ接状態に移行する所
    定ストローク位置で前記ピストンを作動せしめる場合、
    前記小流量の電磁弁20又は21を開弁すると共に、前
    記電磁弁20又は21の開弁開始に同期して前記大流量
    の電磁弁18又は19を短時間に亘って開弁するように
    したことを特徴とするクラッチ操作装置。
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