JPS5899546A - 電磁式クラッチ付無段変速機の制御装置 - Google Patents

電磁式クラッチ付無段変速機の制御装置

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JPS5899546A
JPS5899546A JP56195390A JP19539081A JPS5899546A JP S5899546 A JPS5899546 A JP S5899546A JP 56195390 A JP56195390 A JP 56195390A JP 19539081 A JP19539081 A JP 19539081A JP S5899546 A JPS5899546 A JP S5899546A
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JP
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clutch
engine
electromagnetic clutch
switch
coil
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Toshio Takano
俊夫 高野
Ryuzo Sakakiyama
榊山 隆三
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Fuji Jukogyo KK
Fuji Heavy Industries Ltd
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    • F16D2500/7107Others
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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】 本発明は電磁式クラッチと無段変速機を相合せ :・−
て用い、エンジンの出力をアクセル操作に連動して接際
するとともに変速比を自動的に変え、運転操作を容易に
することができる自動車の無段変速機に関し、特に、エ
ンジンブレーキを作用させた場合における1〜ルク伝達
の変動によるショックを緩和することができる自動車の
無段変速機にお(プる電磁式クラッチの制御装置に関す
る。
自動車用の自動変速装置は従来から数多く用いられてい
るが、その多くは流体を作用伝達の媒体とするトルクコ
ンバータが採用されていた。このトルクコンバータでは
流体の滑りがあるために、伝達損失が大きい欠点があっ
た。このため、金属製のベルトとプーリを組合せて無段
階に変速比を変えることができるベル1−ドライブ式無
段変速機が開発されている。このベルトドライブ式無段
変速機では、エンジンとこの変速機の間に遠心式りラッ
チを設け、アクセルペダルの操作状態によってエンジン
と変速機の連結を接際し、エンジンの回転数、負荷にス
・j応して自動的に変速比を変えて変速機の出力1〜ル
クを車輪に伝えていた。この構成では、アクセルの踏込
み量によって自動的に車速を変動さμることができ、ギ
(7チJンジ操作が不要なものであるが、自動車が所定
の車速で走行している状態からアクセルペダルを離しC
エンジンブレーキを作用させると、短時間に変速比が変
化り”るため、ベル1〜のイナーシャ或いは車速の急激
な変化により、エンジンブレーキ作動直後には遠心クラ
ッチで直結されているためショックが生ずることがあり
、操作上で不快感をLJえるものであった。このような
先行技術としては特U口昭55−65755 @公報な
どが挙げられ、その構成ではカムと油圧弁を用いて変)
未化を無段階に変化できる制御装置が示されている。
本発明は上述の欠点に鑑み、上)ボのようなベルトドラ
イブ式無段変速機に電磁式クラッチを組み合わせて、エ
ンジンブレーキ作動直後において電磁式クラッチの伝達
トルク容部を一時的に減少させ、エンジンブレーキ作動
時のショックを緩和さぜることができる自動車の無段変
速機におりる電磁式クラッチの制御装Uを提供するもの
である。
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。
第1図はトランスミッションを縦方向に切断した断面を
示すもので、この構成では大きく区分して、電磁式クラ
ッチ部1、主ブーり部2、副プーリ部3、油圧発生部4
、回転切換部5、差動伝達部6にり組立てられている。
全構成は、エンジン(図示Iid″)のシリンダブロッ
クに固着されるクラッチケース7と、このクラッチケー
ス7に固着したギヤケース8によって被4つれている。
クラッチケース7内に延長したクランクシャフト9の端
部には電磁式クラッチの一種である電磁粉式クラッチが
接続してあり、クランクシャフト9にドライブプレート
10を介してコイル11を内蔵するドライブメンバ12
が一体結合され、このドラ−イブメンバ12内にはドリ
ブンメンバ13がギレツブ14を介して収納してあり、
このギャップ14イq近には外部から密tJされたパウ
ダ室15が形成してあり、このパウダ室15内には電磁
粉を集積させである。また、ドライブメンバ12にはキ
レツブ16が一体結合され、その筒状の端部にはスリッ
プリング17が固着してあり、このスリップリング17
とコイル11とは図示しないリード線により接続しであ
る。このスリップリング17にはホルダ18によって保
持されるブラシ19が接触さ駁てあり、このブラシ19
にj:って制御電流が供給される。前記クラッチケース
7とギヤケース8の間にはそれぞれ設(プたベアリング
20゜21で軸支した主軸22が位置さゼてあり、前記
クランクシャフト9とこの主軸22の軸線は一直線状に
なるように配置しである。この主軸22の軸芯には径の
細い袖口が貫通間口してあり、この袖口には細長い作動
rll+23が回転自在に挿通してめり、主軸22の先
端には前記ドリブンメンバ13が固着してあり、この作
動軸23の先端にはクランクシャツ1−〇が連結しであ
る。前記主軸22の図中右端には一側面を円錐形に形成
して固定円錐盤25が一体に形成してあり、また主軸2
2には一側面を円&fl形に形成5− して可動円錐盤2Gが主軸22の軸り向に移動自在に挿
通してあり、この可動円錐盤26の外周は主軸22に固
着したシリンダ27に接触させてあり、可動円錐盤26
とシリンダ27によりシリンダ空間28が形成されてい
る。前記主軸22の軸芯には圧力油を流寸ための大径な
通口29が形成してあり、通口29とシリンダ空間28
とは主l1tb22と可動円錐盤26に形成した油路3
0.31により連通させである。前記ギヤケース8の外
側には三層のブロック32.33.34が取イ」(づて
あり、このブロック32.34間には間隔を置いて歯車
軸35.3Gが軸支させてあり、歯車軸35には前記作
動軸23が連結しである。そして、ブロック33内には
歯車軸35.36に挿通されて互いに噛合う歯車37.
38が設りられており、この構成で歯車ポンプが形成さ
れている。
次に、前記主軸22と間隔を置いて平行に副軸39が位
置させてあり、副軸39の両端はクラッチクースフとギ
ヤケース8に設(ブたベアリング40.41で保持さね
Cいる。この副軸39のやや中央には一側面を円錐形に
形成した固定円v!、盤42が形成してあ6− リ、副軸39には一側面を円釦形に形成した可動円錐盤
43が軸方向に移動自在に押通してあり、この可動円錐
1a43の側面には円筒型のシリンダ44が形成しであ
る。・でして、副軸39の端部にはピストン45が固着
してあり、このピストン45の外周はシリンダ44内周
に接触さびてシリンダ空間4Gを形成してあり、シリン
ダ空間46内にはバネ47が収納しである。Ob記副軸
39の軸芯にはぞの一端より通口48が開口してあり、
通口48とシリンダ空間4Gとは可動円錐盤43に形成
された油路49によって連通してあり、通口48と前記
歯車ポンプとは配管50によって連通させて85る。ま
た、51は駆動ベルトであり、この駆動ベルト51は弾
性のある一対の金属リングに多数の金属製の=17を配
置したものであり、円周長さは変化しないが極めて柔軟
性を持つものであり、この駆動ベルト51は固定円錐盤
25と可動円錐盤26との間と、固定円錐盤42と可動
円錐盤43の間に掛【プ渡されている。前記副軸39の
左側にはドライブギヤ52とバックギヤ53が間隔を置
いて回転自在に挿通してあり、このギヤ52.53の間
には爪クラツチ54がスプラインにより摺動自在に挿通
しである。前記副軸39より間隔を置いて平行にカウン
タシャフト55が位置さけてあり、カウンタシャフト5
5の両端はクラッチケース7とギヤケース8に取イ・1
番ノICベアリング56.57によって軸支されている
。このカウンタシャフト55の両端にはイれぞれカウン
タギヤ58.59が形成してあり、カウンター1!A7
58は前記ドライブギヤ52と噛合わせてあり、カウン
タギヤ59はリバースアイドルギヤ(図示せず)を介し
てバックギヤ53と噛合わゼである。また、カウンタシ
ャフト55の中央には出カギ1760が形成しである。
次に、カウンタシャフト55の下方には間隔を置いて平
行にデフケースG1が位置させてあり、デフケース61
はクラッチケース7とギヤケース8に取(ql)たベア
リングG2.63により軸支されている。このデフケー
ス61の外周にはリングギA764が形成してあり、リ
ングギヤ64は前記出カギA760に噛合わせである。
そして、デフケース61の軸中心には左右からアクスル
シャツ1〜G5.66が回転自在に挿通してあり、デフ
ケース61の中央にはアクスルシャフト65.66と直
角方向にスパイダ67が固定してあり、アクスルシャフ
ト65.6Gの先端にはサイドギヤ68.139が固着
してあり、スパイダ67にはリーイドギャ68.69に
噛合うデフビニオン70、71が形成しである。
第2図はアクレル機構付近を示すものであり、車体に固
定されるブラケット75は薄肉板金で折曲げ形成してあ
り、このブラケッ1−75には支軸7Gが回転自在に軸
支してあり、支軸7Gには口字形をしたアーム77が固
着してあり、アーム77の先端にはアクセルペダル78
が取イqけである。また、前記支軸76の中央には一対
のカム79.80が間隔を置いて固着してあり、ブラケ
ット15内に固着した支持体81に取付けた一対のアク
セルスイッチ82とキックダウンスイッチ83がそれぞ
れカム79.80に対向させである。このアーム77は
図示しないばねににって常時図中時計方向に伺勢されて
おり、アクセルペダル78を足で踏込むことにより、反
時π1方向に回動されるものである。そして、第2図中
において、アクセルペダル78は■で示す位置が通常の
停9− 止しIC状態で、アクセルペダル78は踏込まれていな
い。アクセルペダル78を少し踏込んだ状態の■の位置
でカム79が7クレルスイツヂ82を応動してアクセル
スイッチ82をオンさせ、さらにアクセルペダル78を
最大限に踏込んだより少し手前の図中■の位置のときカ
ム80がキックダウンスイッチ83を応動してキックダ
ウンスイッチ83をオンさぜることができる。
第3図は減速状況検知のための負圧スイッチの取イ」構
造を示すちのであり、キャブレタ85とエンジン86の
間を連通させるために吸入管87が設(プてあり、吸入
管87の側壁には負圧スイッチ88が設置してあり、エ
ンジン8Gの排気口には排気管89が連通しである。
第4図はこの負圧スイッチ88の内部を示すもので、内
部中空の筒体90はダイヤフラム91によって圧力室9
2とスイッチ室93に気密に分離されてa5す、圧ノコ
室92は吸入管87の吸気流路内と連通させてあり、ス
イッチ室93には大気圧が加圧しである。圧力室92内
にはコイルバネ94が挿入してあり、コイ10− ルバネ94とダイヤフラム91の間には作動体95が介
在させである。また、スイッチ室93内にはダイヤフラ
ム91によって作動させるマイクロスイッチ96が設け
である。
この負圧スイッチ88による動作は、吸入箆・87の負
圧が浅い時(アクセルペダルを踏込んだ時)には圧力室
92とスイッチ室93の圧力差は少く、コイルバネ04
によって作動体95はマイクロスイッチ96を応動して
オフとなり、負圧が深いK (アクセルペダルを開放し
た時)には圧力差が大きいのでダイレフラム91によっ
てコイルバネ97Iは圧縮され、マイクロスイッチ96
はオンとなる。よって、マイクロスイッチ9Gの出力が
減速状態を検出する信号となる。
第5図は制御装置の構成を示すもので、自動車が一定の
車速以上になるとオンする車速スイッチ101、キック
ダウンスイッチ83、エンジンブレーキ状態を表わす負
圧スイッチ88にはそれぞれ抵抗102 、103 、
104が接続してあり、各抵抗102〜104には正電
圧が印加しである。キックダウンスイッチ83にはイン
バータ 105とナントゲート106が接続してあり、
インパーク105には、抵抗107を介してトランジス
タ108のベースが接続しである。トランジスタ108
のエミッタは接地してあり、コレクタには抵抗109が
接続してあり、抵抗109は、抵抗110 、111 
J:りなる分圧回路の中点に接続しであるとともに、比
較器112の正入力端に接続しである。また、負圧スイ
ッチ88にはナンドゲ−1〜106が接続してあり、ナ
ンドグ〜ト10Gにはコンデンサ113を介してトラン
ジスタ115のベースに接続してあり、このベースと、
アースの間には抵抗114を介在させである。トランジ
スタ115のエミッタは接地してあり、コレクタには一
端に正電位を印加した抵抗116と、一端を接地したコ
ンデンサ゛117が接続しであると共に、比較器112
の角入力端に接続されている。この比較器112の出力
にはノアゲート118と、インバータ119が接続して
あり、インバータ119にはノアゲート120が接続し
てあり、ノアゲーh118 、120の各出力はAアゲ
−1〜121に接続しである。122は、抵抗123〜
126、コンデンサ127 、128.1〜ランジスタ
129 、130よりなる非安定形のマルチバイブレー
クで、このマルチバイブレーク122の出力はノアゲー
ト120に接続しである。そして、ノアゲート118に
は前述の車速スイッチ101が接続しである。前記オア
ゲート121の出力が制御信号で、このオアゲー1−1
21には抵抗131を介してスイッチング用のトランジ
スタ132のベースに接続してあり、1〜ランジスタ1
32のエミッタは接地してあり、コレクタにはコイル1
1が接続しである。
次に本実施例の作用を第6図とともに説明する。
(1)  アイドリング時 エンジンの作動ににリクランクシト71〜9は回転する
が、アクセルペダル78が踏込まれないためアクセルス
イッチ82はオンせず、図示しない発進回路が作動せず
、コイル11には電流が流れないためエンジンの出力ト
ルクは主軸22に伝えられない。
従って、アイドリング時にはドライブプレーl〜10、
ドライブメンバ12.1ヤツプ16、作動軸23のみが
クランクシャフト9によって駆動される。この作13− 動軸23により歯車37.38はエンジンが作動してい
る間は常時回転し、歯車ポンプの作動をして制御用の油
圧を発生している。この油圧は図示しない支軸により作
動される制御弁によってアクセルペダル78の踏込み昂
、エンジン回転数、及び可動円錐盤26の軸方向の機械
的変位等により適宜油圧を制御し、変速比を変化させる
媒体として作用している。
(2)自動車の前進時 アクセルペダル78を踏込むとエンジンの回転数が上臂
し、アクセルスイッチ82がオンづ−るため図示しない
発進回路が作動し、エンジン回転数に応じた半クラツチ
電流をコイル11に流し、出ツノトルクを滑らかに伝え
、所定回転数に達すると電磁粉式クラッチ部1を直結さ
せる。このクラッチに流J゛制制電電流ブラシ19、ス
リップリング17を介してコイル11に流れるのである
が、パウダv15内に封入されている電磁粉は遠心力で
ドライブメンバ12の内周面側に寄せられていたちのが
コイル11の励磁によりドライブメンバ12の周囲にも
磁力線が14− 発生し、ギャップ14内に電磁粉が集積してドライブメ
ンバ12とドリブンメンバ13が一体化され、クランク
シャフト9の土ンジン出力が主軸22に伝達される。こ
の主軸22の回転で固定円錐盤25、可動円錐盤2G間
に挟持された駆動ベルト51を駆動し、駆動ベル1〜5
1を挟持している固定円@盤42と可動円錐vI43を
従動させて副軸39を回転させる。前記爪クラッチ54
は予めドライブギヤ52側に移動させであるため、副軸
39の回転はドライブギV52、カウンタギヤ58、カ
ウンタギヤフト55、出力ギヤ60、リングギヤ64を
介してデフケースG1に伝えられ、デフケース61の回
転はデフピニオン70.7T、サイドギヤ68. G9
によって従来周知の差動伝達でアクスルシVフ1−65
.66が回転され、アクスルシャフト65.66に連結
した車輪を回転させ自動車を前進させる。そして、アク
セルペダルの踏込み吊等にJ:って制御油圧を制御し、
油圧を通口29、油路30゜31を介してシリンダ空間
28に供給さけ、可動円錐盤2Gを図中右方向に移動さ
11固定円錐盤25と可動円錐盤26の間隔を狭めて駆
動ベルト51の移動で可動円錐盤43はバネ47、シリ
ンダ空間4G内の油圧に抗して右方向に移動し、固定円
錐盤42と可動円錐盤43の間隔を拡げて駆動ベル1〜
51を副l1(l139のベル1〜中心側に移動させ、
主軸22と副軸39の変速比を小さくし、副軸39の回
転数を上背させる。
この発進から定常走行に至るまでの入力軸回転数と車速
の関係は第6図に示されており、変速比の変化は、負荷
が軽い平坦路走行時と負荷が重い全開加速走行とではそ
の変化曲線が相違してくる。
緩やかな発進時には図中A−+B→C−Dの順に変化し
、全開加速のような発進時には、図中E→F→G−+D
の順に変化し、大きい変速比で入力軸回転数(すなわち
エンジン回転数)が急激に増加し、車速は徐々に増加し
ていく。所定の入力回転数に達づ−ると変速比は小さく
なり、これに従い車速は増加していく。
(3)  エンジンブレーキ作動時 第5図にa3いて、定常に走行している場合には車速ス
イッチ101がオンし、ノアゲート118にはローレベ
ルの信号が伝えられている。一方、キックダウンスイッ
チ83、負圧スイッチ88もオフなので、比較器112
の出力もローレベルであるため、ノアゲート118はハ
イレベルの信号を出力しており、ノアゲート118の出
力はオアゲート121、抵抗131を介してトランジス
タ132をオンさ′ヒ、コイル11に制御電流を流して
クラッチを直結させている。この状態において、アクセ
ルペダル78をmlす方向に操作するとスロットルバル
ブは急に閉鎖し、エンジンブレーキが作用することにな
り、自動車は減速することになる。この場合は、第6図
中で定常走行中はCの曲線上で入力軸回転数と車速とが
ともに変化しているが、エンジンブレーキを作用させる
と1−1の変化をし、入力軸回転数(すなわちエンジン
回転数)(よほぼ一定であるが、車速が減少していき、
1」→「→「の順に変速比、車速が変化する。このエン
ジンブレーキ作用時におりる実施例の動作を説明する。
まず、アクヒルペダル78を離すとこれと連動してスロ
ットルバルブが閉じ、吸入管負圧が増大する。この吸入
管負圧は圧ノコ室92に伝えられ、コイルバネ94をI
iE縮させ17− てダイヤフラム91を左方向に移動させ、マイクロスイ
ッチ96をオンさせる。このため負圧スイッチ88がオ
ンするとナントゲート10Gの出力はハイレベルどなり
、このナントゲート10Gの出力は]ンデンサ113で
微分されて1−リガどなりトランジスタ115を一時的
にオンさせてコンデンサ117を放雷させて端子間電圧
を零にする。この1〜ランジスタ115にJ:るコンデ
ンサ117の放電はトリガ信号で一時的に行われるため
、電荷が無くなっノζ=1ンデンザ117には抵抗11
6を介して電圧が印加され、コンデンサ117の端子電
圧は徐々に高められていく。このコンデンサ117の端
子電圧変化は比較器112の負入力端に入力している。
このため比較器112は、トランジスタ115がオンし
てからコンデンサ117の端子電圧が抵抗110. 1
11で形成された基準電圧に達するまで、正電圧を出力
し続(プることになる(トランジスタ108はオフして
いる)、。
このため、ノアゲート118の出力【j車速スイッチ1
01がオンしてローレベルの信号となっているので、ノ
アゲート118の出力は[]−レベルとなり、−18= オアゲート121を介してトランジスタ132に出力さ
れていた信号が断たれ、=1イル11には直結の信号が
流れなくなる。そして比較器112の出力がハイレベル
であること力冒ろ、インバータ119の出力はI]−レ
ベルとなってノアゲート120に伝達される。ノアゲー
ト120にはマルチバイブレータ122の発振波が入力
しているので(マルチバイブレーク122は常時発振し
ている)ノアゲート120はマルチバイブレーク122
の発振波を逆転させた信号をオアグー1〜121に伝え
、オアゲート121はそのままのパルス波形をトランジ
スタ132に伝えてスイッチングさせ、コイル11に流
れる制御電流を接際し、半クラッチの状態にさせ、電磁
粉式クラッチ部1の伝達トルクを減少させる。この減少
させた場合にお(プる伝達トルクは、直結時の1/3〜
1/2程麿に設定しである。このため、エンジンブレー
キが作用した直後におりるベル1〜のイナーシャや車速
の急激な変化から生ずるショックはクラッチの伝達1−
ルクの減少分で吸収され、クラッチの滑りによって車輪
には伝えられないことになる。そして、前記コンデンサ
117には抵抗11Gを介して電圧が印加され続【プて
いるため、コンデンサ117の端子電圧は徐々に上貸し
、端子電圧は比較器112の正入力端に加えられている
基準電圧J:りも高くなる。このため、比較器112の
出力はローレベルとなり、インバータ119の出力はハ
イレベルとなることからノアゲート120の出力はロー
1ノベルとなる。その反面、ノアゲート 118の出力
はハイレベルとなってオアゲート121に伝えられ、こ
のオアゲート121の出力でトランジスタ132ばオン
され、コイル11には制御電流が流れ続け、電磁粉式ク
ラッチ部1は直結となり、エンジンの出力トルクをその
まま車輪に伝達させることになる。
このクラッチトルクの変動は@7図中実線にJ5り示さ
れ、抵抗116、コンデンサ117で決る時定数の時間
t1だ【プクラッチ伝達トルクは定常の直結状態に比べ
て減少し、その後復帰する。
なお、アクセルペダル78を急激にflllt込みキッ
クブランの操作を行った場合にはキックダウンスイッチ
83がカム80により作動されCオンとなり(このとき
負圧スイッチ88は必ずオフしている)、インバータ1
05、プ゛ンドゲー1〜106に印加される電圧がロー
レベルどなる。このため、インバータ1゜5の出力はハ
イレベルとなってトランジスタ108はオンし抵抗10
9〜111によって分圧回路が形成されて比較器112
の正入力端に基準電圧が印加されることになる。この正
入力端に印加される基準電圧は抵抗109〜111で形
成されるため、前述の抵抗iio 、 iiiで形成さ
れる基準電圧よりも低くなるため、コンデンサ117の
端子電圧の変化によって、比較器112の出力がローレ
ベルになる時間が早(なり、クラッチ伝達l−ルクの変
化は第7図中鎖線で示される変化となる。これは、斗ツ
クダウン時には早くクラッチを直結しないと滑りを生ず
るためである。
本発明は上述のように構成したので、無段変速機を用い
た自動車において、エンジンブレーキを作用させた場合
には一時的にクラッチ伝達トルクを減少させ、ベルトの
イナーシャや車速の急激な変化によるショックを緩和さ
せることができ、運21− 転操作上における不快感を生じさぜないものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す無段変速機の側断面図
、第2図はアクセルペダル付近を示す説明図、第3図は
負圧スイッチの成句状態を示す説明図、第4図は負圧ス
イッチの断面図、第5図は制御装置の電気回路図、第6
図は車速と入力軸回転数による変速比の変化を示すグラ
フ、第7図はクラッチ伝達トルクの変化を示ずグラフで
ある。 1・・・電磁粉式クラッチ部、2・・・主プーリ部、3
・・・副ブーり部、11・・・コイル、51・・・駆動
ベルト。 特許出願人    富士千工業株式会社代理人弁理士 
  小 橋 信 浮 量  弁理士     村  井     進22−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. コイルに流す電流によって動力の伝達を接際する電磁式
    クラッチ部と、この電磁式クラッヂ部の被動側に接続し
    た主ブーり部と、主ブーり部と駆動ベル1−を介して接
    続して変速比を変化させる副プーリ部と、副プーリ部の
    回転を正転、逆転に切換える回転切換部とを具備してエ
    ンジンの出ツノを自動的に接際するとともに、その変速
    比を自動的に変化できる自動車の無段変速機において、
    エンジンブレーキが作用した状況を検出する減速検出部
    と、コイルに流す電流を制御するスイッヂング部と、エ
    ンジンブレーキ作用後一定時間作動するタイマ部と、タ
    イマ部の作動中スイッヂング部を一定周期でオン、オフ
    さぼる信号を出力する発振部とを具備し、エンジンブレ
    ーキ作動後の一定時間電磁式クラッチ部のクラッチ伝達
    トルクを減少させることでショックを吸収させることを
    特徴とする自動車の無段変速機におりる電磁式クラッチ
    の制御装置。
JP56195390A 1981-12-04 1981-12-04 電磁式クラッチ付無段変速機の制御装置 Granted JPS5899546A (ja)

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