JPH01108421A - クラッチ操作装置 - Google Patents

クラッチ操作装置

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JPH01108421A
JPH01108421A JP62265556A JP26555687A JPH01108421A JP H01108421 A JPH01108421 A JP H01108421A JP 62265556 A JP62265556 A JP 62265556A JP 26555687 A JP26555687 A JP 26555687A JP H01108421 A JPH01108421 A JP H01108421A
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clutch
piston
valve
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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
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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、半タラッ
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うて半クラツチ
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′点の半クラッチ画点
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ため、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排は小流量の
電磁弁を間欠的に0N−OFF制御するのが一般的であ
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 WI
II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、前記供給弁及び排気弁を開閉制御するコン
トローラと、前記ピストンの作動開始を′  検出する
センサとをそれぞれ設け、クラッチ断接操作時に前記コ
ントローラからの制御信号に基いて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に際し
、第1回目の開弁期間の終期を、前記センサからピスト
ン作動開始信号が出力された時点と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はクラッチ捏作用のアクチエエータで
ある。このアクチエエータ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lO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、その他端側にはプ
ッシュロンド13の一端が連結さている。そして、ブッ
シェロソド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、プ
ッシュロンド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りでいる。
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a!倍信号出
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1111.19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゜2
1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1日の導出口は管路す、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25a及び
通気孔26を順次介してシリンダ50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r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、このような構成のフラン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(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(I)における各クラッチ操作に付き述べる
り7ツチ品 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415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
16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2
3、管路a、第1の電磁弁18、管路す、c、切換弁2
5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
シュロフト13が矢印入方向に往動される。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から第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18が非励
磁状態(OFF状B)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。
クラッチ操 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
m (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T+だけ開弁状態となさ
れ、時間T、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図く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71
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
位置までタラフチレバー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。
クラッチ操作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。
クラッチ操乍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−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、は比較的長く設定され、かつ、第1回目の開弁時
間T、の終期はピストン6の作動開始時点となるように
設定されている。具体的には、第1回目の励磁によって
第4の電磁弁21が比較的長時間にわたって′m続的に
開弁状態となされて作動室7内の圧縮空気が急激に外部
に排出され、これに伴ってピストン6が短時間のうちに
復動し始めるが、この復動開始時点がストロークセンサ
15にて検出され、この検出信号に基づいてコントロー
ラ16により第4の電磁弁21が開弁状態から閉弁状態
に切換られる。
そして、第2回目以降は比較的短い期間T2 (但し、
Tz>Ts)毎に交互に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。
このような0N−OFF制御によれば、0N−OFF制
御の開始時から短時間のうちにピストン6 (ブツシュ
ロッド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
開弁期間を長く設定すると共に、その終期をピストン6
の作動開始時点としているので、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(ヒステリシス相当の圧縮空気)が急
激に外部へ排出されて作動室7内の圧力が急激に低下し
、短時間のうちにピストン6が作動開始状態の下におか
れる。
しかして、ピストン6の動き始めを確認してから第2回
目以降のoN−opp$lN31がなされることとなる
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−OFPl
!IJ御によりスムーズなりラッチ接続動作がなされる
クラッチ操 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−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H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、クラッチ操作已において変速機が第2速
から第3連に切換えられる。
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うて交互に繰り返さ
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−OFFl!I]御にょうで接続している
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−OFFii11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T9に亘って励磁されて
開弁される。この第3の電磁弁20の0N−OFF制御
は、前記クラッチ機作已における第4の電磁弁21のO
N−OFFillImと同様に、第1回目の開弁時間T
、が長く設定されると共にその終期がピストン作動開始
時点に設定され、第2回目の開弁期間は短時間T、とな
される。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1
8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T1は第4の電磁弁21の第1回目の開弁期間T、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側の排気がおこなわれ、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のボート部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制御するに際し、第1回目の
開弁期間の終期をピストン作動開始時点とし、ピストン
の動き始めを検出してから第2回目以降のoa−opp
tt++Ilを行なうようにしたものであるから、アク
チュエータ及びクラッチ本体の静摩擦係数が大きく、ア
クチュ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、0N−
OFF制御の第1回目の開弁によりピストンが直ちに作
動可能な状態のもとに置かれることとなり、これにより
ヒステリシスに基づく作動開始の時間遅れを最少比に抑
えることができる。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、変速操作に要する全
体の所要時間を大幅に短縮することができると共に、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、】3・・
・プッシュロンド、  14・・・クラッチレバ−11
5・・・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1i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)

    【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、前記供給弁及び排気弁を開閉制
    御するコントローラと、前記ピストンの作動開始を検出
    するセンサとをそれぞれ設け、クラッチ断接操作時に前
    記コントローラからの制御信号に基いて前記供給弁又は
    排気弁を開弁状態と閉弁状態とに交互に切換制御するに
    際し、第1回目の開弁期間の終期を、前記センサからピ
    ストン作動開始信号が出力された時点としたことを特徴
    とするクラッチ操作装置。
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