JPH01111535A - 4輪駆動車のトルクスプリット制御装置 - Google Patents

4輪駆動車のトルクスプリット制御装置

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Publication number
JPH01111535A
JPH01111535A JP27105687A JP27105687A JPH01111535A JP H01111535 A JPH01111535 A JP H01111535A JP 27105687 A JP27105687 A JP 27105687A JP 27105687 A JP27105687 A JP 27105687A JP H01111535 A JPH01111535 A JP H01111535A
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JP
Japan
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torque
clutch
split
center differential
rear wheels
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Application number
JP27105687A
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English (en)
Inventor
Kazunari Tezuka
一成 手塚
Haruo Fujiki
晴夫 藤木
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01111535A publication Critical patent/JPH01111535A/ja
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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】 【産業上の利用分野】
本発明は、センターデフ装置付のフルタイム式4輪駆動
車において、走行条件により前後輪のトルク配分を積極
的に制御するトルクスプリット制御装置に関し、詳しく
は、パーキングロック制御に関する。
【従来の技術】
4輪駆動車としてセンターデフ付のものは、旋回時の前
後輪の回転差を吸収できる利点を有し、4ti+駆動で
の円滑な旋回性能が確保される。そこで、かかる性能を
備え、更に前後輪のトルク配分を走行条件により可変す
るトルクスプリット制御が考えられる。 即ち、直進走行や加、減速走行においては、前後輪にが
かる車両の重量配分に応じてトルクスプリット制御すれ
ば、前後輪での駆動力配分が車両の重量配分に適応して
最適に発揮されることになり、トラクション制御の効果
を得ることができる。 旋回時においては、その状態によりトルクスプリット制
御すれば、フロシトエンジン・フロントドライブ(FF
)車の有するアンダステア傾向、フロントエンジン・リ
ヤドライブ(PR)車の有するオーバステア傾向を抑え
ながら、安定性と口頭性を考慮したi適な旋回性能を得
ることができる。 更に、路面摩擦係数μやホイールスピン等を加味してト
ルクスプリット制御すれば、走行安全性が向上し、セン
ターデフのデフロック機能と同等以上の機能を備えるこ
とになり走行性を常に確保することが可能になる。 以上−例について述べたように、4輪駆動車のトルクス
プリット制御により、その性能を最大限発揮して多大な
効果を得ることが期待されるのである。 そこで、かかるトルクスプリットをアクティブに可変制
御することが可能な4輪駆動車の駆動系が、本件出願人
により既に提案されているが、これ以外の方式について
も開発の余地がある。また、トルクスプリットを実現す
るための最適な電子制御系についても開発されつつある
。 従来、センターデフ付4輪駆動車に関しては、例えば特
開昭55−83617号公報の先行技術があり、変速機
出力側をセンターデフ装置に入力し、このセンターデフ
装置からの2つの出力側を前後輪に伝動構成する。また
、センターデフ装置にはクラッチ、ブレーキ、選択クラ
ッチ装置を付加して制御することが示されている。
【発明が解決しようとする問題点】
ところで、上記従来の先行技術のものにあっては、セン
ターデフ装置のみであるから、それにより1つのトルク
配分比に定められるにすぎない。 また、制御系は2.4輪駆動、デフロックの切換制御で
あり、トルクスプリット制御を行うものではない。 本発明は、このような点に鑑み、センターデフ付でトル
クスプリットの可変制御が可能な4輪駆動系において、
トルクスプリット制御をi&適に電子制御し、更にパー
キングロックを確実化するようにしたセンターデフ件の
4輪駆動車のトルクスプリット制御装置を提供すること
を目的とする。
【問題点を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、駆動系の途中に所
定のトルク配分で動力を前後輪に振り分けるセンターデ
フ装置を備え、上記センターデフ装置にクラッチトルク
可変のスプリットクラッチを有するトルクスプリット装
置をバイパスして連設する4輪駆動車において、M々の
情報を検出するセンサ、上記センサの信号を入力して処
理する制御ユニットを有し、上記制御ユニットのクラッ
チ制御信号で上記スプリットクラッチのトルクと共に前
後輪へのトルク配分を制御するように回路構成し、上記
センターデフ装置から前後輪の一方の出力側にパーキン
グロック手段を付設し、制御ユニットにはパーキングレ
ンジにおいてスプリットクラッチの圧力を増大させる補
正部を有し、エンジン運転状態でのパーキングレンジに
おいて前後輪駆動軸をロックするように構成されている
【作  用】
上記構成に基づき、センターデフ装置とトルクスプリッ
ト装置を備えた4輪駆動車は、制御ユニットからのクラ
ッチ制御信号でトルクスプリット装置のスプリットクラ
ッチトルクを生じることで前後輪のトルクの一部が一方
から他方に移動してトルクスプリットがアクティブに可
変制御される。 そして、エンジン運転状態で自動変速機がパーキング(
P)レンジにシフトされると、パーキングロック手段で
前後輪の一方をロックすると共に、スプリットクラッチ
によりセンターデフ装置と前後輪の他方もロックするよ
うになる。 こうして本発明では、アクティブトルクスプリット制御
により走行時の性能を向上し、センターデフ付のパーキ
ング時の安全性を確保することが可能になる。
【実 施 例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第1図において、本発明のトルクスプリット制御装置の
概略について述べる。先ず、センターデフ付のトルクス
プリット制御可能な4輪駆動車の駆動系として、フロン
トエンジンで1ay1きであり、トルクコンバータ付自
動変速機を備えたものについて述べると、エンジン1.
トルクコンバータ2゜および自動変速機3が車両前後方
向に配置され、動力伝達可能に連結している。自動変速
機3の出力軸4はセンターデフ装置20に入力し、セン
ターデフ装置20にはトルクスプリット装置25がバイ
パスして設けである。 センターデフ装置20は、プラネタリギヤ式であり、サ
ンギヤ21.リングギヤ22.サンギヤ21とリングギ
ヤ22に噛合うピニオン23.およびキャリア24から
成り、キャリア24に変速機出力軸4が同軸状に連結す
る。また、2つの出力側のサンギヤ21゜リングギヤ2
2において、大径のリングギヤ22から変速機出力軸に
回動自在に設けられたりダクションギャ5.さらにリダ
クションギヤ6を介して出力軸4と平行なフロントドラ
イブ軸7に連結し、このフロントドライブ軸7がフロン
トデフ装置8゜車軸9を介して左右の前輪10L、 I
OHに伝動構成される。一方、小径のサンギヤ21から
リヤドライブ軸11に連結し、このリヤドライブ軸11
がリヤデフ装置12.車軸13等を介して左右の後輪1
4L、 14Rに伝動構成される。 こうしてセンターデフ装置20は、変速機出力を前後輪
に所定のトルク配分で伝達し、かつ前後輪の回転差を吸
収する。ここで、上記駆動系により車体前方の方が後方
より静的荷重が大きいのに対応し、リングギヤ22から
前輪へ伝達されるトルクの方がサンギヤ21から後輪へ
伝達されるトルクより大きくなっている。 トルクスプリット装置25は、フロントドライブ軸7と
同軸のバイパス軸26.トルク可変制御可能なりラッチ
として例えば油圧クラッチ27を有し、バイパス軸26
が油圧クラッチ27のハブ27aに、そのドラム27b
が一対のギヤ28.29を介してリヤドライブ軸11に
伝動構成される。ここで、上記リダクションギヤ5.6
もこの場合の構成要素であり、そのギヤ比を例えば“1
″にし、ギヤ28□29のギヤ比がそれより若干小さく
設定される。また油圧クラッチ27は、油圧ユニット3
0からの作動油の供給によりクラッチトルクを生じ得る
ようになっている。 こうして油圧クラッチ27では、ハブ27aに対しドラ
ム27bの方が若干低速の回転差を生じ、このため油圧
クラッチ27にクラッチ圧を与えてクラッチトルクを発
生させるとハブ27aの前輪側からドラム27bの後輪
側にクラッチ圧力に応じたトルク移動を行って、前輪側
と後輪側のトルク配分を可変する。即ち、センターデフ
装置20の入力1−ルクをTi、センターデフ装置20
によるフロント側配分比をγとすると、フロントドライ
ブ軸7の伝達トルクはγ・Tiに、リヤドライブ軸11
のトルクは(1−γ)・Tiに配分される。そこで、ク
ラッチトルクをTc 、ギヤ28.29のギヤ比をKと
すると、トルク移動によりフロントドライブ軸7.リヤ
ドライブ軸11のトルクTF 、TRは、TF=γ・T
i −Tc TR=(1−γ)・Ti +KTc になる。こうして、クラッチトルクTcの変化によりフ
ロント側トルクTFの配分比はセンターデフ装置20に
おける配分比以下で連続的に変化し、リヤ側トルクTR
の配分比はセンターデフ装置20における配分比以上で
連続的に変化してトルクスプリット作用する。 また、自動変速a3のPレンジの車輪ロック用として、
例えば前輪側フロントドライブ軸7にパーキングギヤ1
5aとボール15bによるパーキングロック手段15が
、機械的に前輪ロックするように付設されている。 次いで、トルクスプリットの電子制御系について述べる
と、左右前輪と後輪の回転数センサ40L。 40R,41L、41R、舵角センサ42.エンジン回
転数センサ43.スロットル開度センサ44.車体加速
度センサ45.自動変速機側の変速段センサ46を有し
、これらのセンサ信号が制御ユニット50に入力する。 制御ユニット50は、走行条件1前後輪のスリップ状態
により前後輪のトルク配分比を決定し、このトルク配分
比に応じたクラッチ圧を定めるものであり、このクラッ
チ圧制御信号を油圧ユニット30に出力する。 第2図(a)において、油圧ユニット30について述べ
る。符号31は例えば自動変速機制御用のライン圧が供
給される油路であり、このライン圧が調圧弁32に導か
れる。調圧弁32はライン圧を供給する油路31と油路
33の連通をItraLながら油路33に常に一定のパ
イロット圧を生じるものであり、この油路33がデユー
ティソレノイド弁34に連通する。 デユーティソレノイド弁34は制御ユニット50からデ
ユーティ信号に応じ排圧制御することで、油路35にデ
ユーティ圧を生じる。クラッチ制御弁36にはデユーテ
ィ圧が作用すると共に、ライン圧油路31、油圧クラッ
チ27の油路37が連通しており、デユーティ圧により
油圧クラッチ27に給排油してクラッチ圧を生じ、これ
に応じたクラッチトルクを生じる。ここで、例えばデユ
ーティ信号のデユーティ比に対し、クラッチ圧は第2図
″(b)のような特性となっており、デユーティ比が略
零でクラッチ圧が零になり、この状態からデユーティ比
の増大に応じてクラッチ圧も上昇する。なお、第2図の
破線はデユーティ圧の特性である。 第3図において、制御ユニット50について述べる。先
ず、回転数センサ40L、 40Rの左右前輪回転数N
FL、 NFRが入力する前輪速算出部51と、回転数
センサ41L、41Rの左右後輪回転数NRL、 NR
Rが入力する後輪速算出部52を有し、前輪速算出部5
1゜後輪速算出部52で前後輪速NF 、NRを、NF
 = (NFL+NFR) /2 NR= (NRL÷NRR)/2 により算出する。前輪速算出部51.後輪速算出部52
の前後輪速NF 、NRは車輪速算出部53に入力し、
4輪平均の車輪速Nを、 N= (NF −1−NR) /2 により算出する。この車輪速Nは車速算出部54に入力
し、タイヤ径を加味して車速■を算出する。 舵角センサ42の舵角λと車速算出部54の車速■は目
標トルク配分比決定部55に入力し、舵角λ。 車速Vのパラメータで後輪のトルク配分比を定める。こ
こで、例えば後輪トルク配分比SRが第4図(a)のよ
うに設定されている。即ち中速の舵角が比較的大きい領
域では、車両の回頭性重視のために後輪トルク配分比S
Rが大きく設定されており、高速小舵角の領域では、車
両の安定性重視のなめ後輪トルク配分比SRが小さく設
定されており、これ以外の領域では、後輪トルク配分比
SRが中間で回頭性重視と共に安定性を図ったものにな
っている。この目標トルク配分比決定部55の後輪トル
ク配分比SRと加速度センサ45の加速度Gは加速補正
部56に入力し、加速度Gが略零の場合は、定常走行と
みなして後輪トルク配分比SRの補正を行なわない。ま
た加速度Gを生じる加速時では、車両重量配分の変化に
対応するように後輪トルク配分比SRを補正する。 エンジン回転数センサ43のエンジン回転数Neとスロ
ットル開度センサ44のスロットル開度θはエンジント
ルク算出部57に入力し、第4図(b)のトルク特性に
基づいてエンジントルクTeを定める。車輪速算出部5
3の車輪速N、エンジン回転数Ne、および変速段セン
サ46の変速段Grはトルクコンバータ回転比算出部5
8に入力し、箪Wa迷Nや変速段G「により逆算してト
ルクコンバータ2の出力側であるタービン回転数Ntを
求め、トルクコンバータ2の入力側としてのエンジン回
転数Neとの回転比Rwを、 Rw=Nt/Ne により算出する、この回転比1’lはトルクコンバータ
トルク比算出部59に入力し、第4図(C)の特性によ
りトルク比R[を求める。そしてエンジントルクTe、
)ルクコンバータのトルク比Rt。 変速段Grはセンターデフ入力トルク算出部60に入力
し、センターデフ入力トルクTiを以下のように算出す
る。 Ti =Te −Rt −Gr 上記後輪トルク配分比SRとセンターデフ入力トルクT
iはクラッチ圧算出部61に入力して、クラッチトルク
TCと共にクラッチ圧Pcを求める。 ここで既に述べたようにフロント側トルクをTF。 リヤ側トルクをTRとすると、後輪トルク配分比SRは
、 SR=TR/(TF +TR) で示される。従って、上述のフロント側配分比γ。 入力トルクTi、クラッチトルクTc 、ギヤ比にの式
を上式に代入すると、 Tc =f(SR,Ti) になり、後輪トルク配分比SR,入力トルクTiの増大
に応じてクラッチトルクTcの値が大きくなる。また、
クラッチトルクTcとクラッチ圧PCの関係は油圧クラ
ッチ27を構成するクラッチ板の枚数、鷹擦係数等のパ
ラメータにより固有の特性を持ち、第4図((1)のよ
うに Pc =g(Tc) で表わされる。そして、このクラッチ圧pcは操作量設
定部62に入力し、第2図(b)の特性を用いて、クラ
ッチ圧Pcに応じたデユーティ比の信号に変換して出力
するようになっている。 更に、上記トルクスプリット制御系にはパーキングロッ
ク用の制御手段が付加されている。即ち、センターデフ
付の駆動系において既に述べたように前輪側に機械的な
パーキングロック手段15が設けられても、センターデ
フ装置20は−フリーの状態にある。従って、Pレンジ
でのエンジン運転時に自動変速機3がプラネタリギヤの
フリー状態にも拘らず各部のフリクシボンで出力軸4を
少しでも回すと、それがセンターデフ装置20に入力し
更に後輪側に伝わる。このため、通常は後輪14L、 
14Rの接地抵抗により、上記回転はロックされるが、
後輪14L、 14Rを例えばジヤツキアップすると無
負荷になって空転する現象が生じる。 そこで、クラッチ圧算出部61の出力側に補正部63が
付加され、Pレンジスイッチ64のオン信号でクラッチ
圧を高い油圧に補正し、油圧クラッチ27およびギヤ2
8.29を介してセンターデフ装置20から後輪側への
リヤドライブ軸11をパーキングロック手段15により
ロックされているフロントドライブ軸7に結合し、セン
ターデフ装置20をロック可能にする。 次いで、このように構成されなトルクスプリット制御装
置の作用について述べる。 先ず、車両走行時に自動変速機3がドライブ(D)等の
走行レンジにシフトされると、エンジン1の動力がトル
クコンバータ2を介し自動変速機3へ入力して変速動力
が出力し、この動力がセンターデフ装置20のキャリア
24に伝達する。そしてリングギヤ22とサンギヤ21
により車両の車輪に対する静的荷重配分に対応して、前
後輪側に例えば60:40のトルク配分比で振り分けら
れる。リングギヤ22からの動力はりダクションギャ5
,6゜フロントドライブ軸7.フロントデフ装置8等を
介して前輪10L、 IQRに、サンギヤ21からの動
力はリヤドライブ軸11.リヤデフ装置12等を介して
後114L、14Rにそれぞれ伝達するのであり、こう
してセンターデフ付のフルタイム4mK’A勤走行にな
る。 このときトルクスプリット装置25の油圧クラッチ27
は、リダクションギヤ5,6とギヤ28.29とのギヤ
比により回転差を生じて回転し、後輪へのトルク移動可
能になっている。 一方、電子制御系の各センサで種々の情報が検出され、
これが制御ユニット50に入力する。そして目標トルク
配分比決定部55と加速補正部56で舵角λ、車車速、
および車体加速度Gにより走行条件が判断され、これに
基づいて後輪トルク配分比SRが決定される。またセン
ターデフ入力トルク算出部60では、エンジントルクT
e、変速段Gr。 更にエンジン回転数Ne、車輪3!!JN、および変速
lGrによるトルクコンバータ2の回転比R,Wおよび
トルク比Rtを用いてセンターデフ入力トルクTiが算
出される。 そこで、通常の走行時には、目標トルク配分比決定部5
5で舵角λと車速Vにより後輪トルク配分比SRが第4
図(a)のパターンに基づいて種々決定される。即ち、
センターデフ入力トルクが十分大きく例えば中速の舵角
が比較的大きい条件では、後輪トルク配分比SRが大き
く設定され、これに対応したデユーティ信号が出力され
ることにより油圧ユニット30のデユーティ圧が上昇さ
れ、さらに油圧クラッチ27の油圧が上昇され、それに
伴ない前輪側から後輪側への移動トルクが大きくなり、
多量のトルクが後輪側に移動して後輪トルク配分の非常
に大きい状態になる。これに対し、車速Vや舵角λが小
さくなると、それに応じて後輪トルり配分も少なくなる
のであり、こうして旋回状態に応じて後輪トルク配分を
可変にトルクスプリット制御される。このため、4輪駆
動での旋回時に前輪と後輪のタイヤのスリップが、常に
路面との牽擦係数を大きい状態に保ち、目標とする旋回
半径に沿った確実な旋回を促す、また、第4図(a)の
パターンにおいて、より後輪へのトルク配分比を大きく
設定することにより積極的に車両の口頭性を向上させる
ことも可能であり、よりスポーティな走行が可能となる
。 また、特に直進時で車体加速度Gが略零の定常走行では
、目標後輪トルク配分比SRをセンターデフ装置20に
よるトルク配分比の40%にホールドする。このためク
ラッチ圧算出部61では後輪移動トルク量が零であるこ
とから、クラッチ圧pc=0となる。従って、操作量設
定部62からデユーティ比0%の信号が油圧ユニット3
0のソレノイド弁34に入力し、デユーティ圧を最大に
してクラッチ制御弁36により油圧クラッチ27をドレ
ンすることになり、これにより油圧クラッチ27の油圧
とトルクは零になる。こうしてかかる走行条件では、油
圧クラッチ27が不作動で、センターデフ装置20によ
るトルク配分のみで、車体荷重配分に対応したイニシャ
ルのトルクスプリット制御になる。 一方、加速度Gが出力する加速走行において、直進また
は旋回の場合にその加速度G、即ち車体荷重の後方移動
に応じて、加速補正部56で後輪トルク配分比SRを増
大するように補正する。このなめ、クラッチ圧Pcは加
速度Gが零の通常走行時より大きい値になり、これに応
じたデユーティ信号がソレノイド弁34に入力し、クラ
ッチ制御弁36により油圧クラッチ27に給油してクラ
ッチ圧を生じる。そこで、フロントドライブ軸7へのト
ルクの一部が油圧クラッチ27によりリヤドライブ軸1
1に移動して加算され、後輪側トルクを増すようになる
。こうしてこの走行条件では、車体荷重の後方移動に応
じて後輪トルク配分をより多くするようにトルクスプリ
ット制御されトラクションの向上を泥す。また、センタ
ーデフ入力トルクTiが略零の時は、後輪トルク配分比
SRがいかなる状態でもクラッチ圧が零となることは言
うまでもなく、これによりタイトコーナブレーキング現
象は回避される。 以上述べたトルクスプリット制御のパターンをまとめる
と、以下の表のようになる。 表 更に、エンジン運転状態でPレンジにシフトすると、パ
ーキングロック手段15が動作してフロントドライブ軸
7と共に前輪側を機械的にロックする。また、補正部6
3にPレンジスイッチ64のオン信号が入力してクラッ
チ圧を上昇するように補正することで、油圧ユニット3
0により油圧クラッチ27の油圧は一時的に略最大値に
なり、このクラッチ圧でフロントドライブ軸7とリヤド
ライブ軸11を結合すると共に、センターデフ装置20
をロックする。このため、パーキングロック手段15の
ロック作用が後輪にも及んでロックするようになる。 一方、走行レンジのDレンジ等にシフトすると、上記パ
ーキングロック手段15と補正部63の作用は自動的に
解除する。 以上本発明の一実施例について述べたが、パーキングロ
ック手段15は後輪側に設けても良く、センターデフ装
置20の2つの出力側のいかなる箇所でも良い。
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、センターデフ
付4輪駆動車において、定常、加速、旋回の走行条件で
アクティブ1へルクスプリット制御するので、4fil
iii駆動の性能を最大に発揮した最適な動力性能が得
られる。 Pレンジでは前後輪を共にロックするので、エンジン運
転時に仮りに自動変速機の出力側がフリクションで回転
する場合も、ジヤツキアップ時等の車輪回転は防止され
て、安全性が確保される。 パーキングロック手段は前後輪の一方のみですみ、クラ
ッチのトルク制御で前後輪ロックする構成であるから、
構造が簡素化する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のトルクスプリット制御装置の実施例の
概略を示す構成図、 第2図(a)は油圧ユニットの回路図、(b)は同油圧
特性図、 第3図は制御ユニットのブロック図、 第4図は各種の特性図である。 15・・・パーキングロック手段、20・・・センター
デフ装置、25・・・トルクスプリット装置、27・・
・油圧クラッチ、30・・・油圧ユニット、50・・・
制御ユニット、55・・・目標トルク配分比決定部、6
3・・・補正部、64・・・Pレンジスイッチ 特許出願人    富士重工業株式会社代理人 弁理士
  小 橋 信 浮 量  弁理士  村 井   進 (b) (C) (d) クツlばH玉 qan−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 駆動系の途中に所定のトルク配分で動力を前後輪に振り
    分けるセンターデフ装置を備え、上記センターデフ装置
    にクラッチトルク可変のスプリットクラッチを有するト
    ルクスプリット装置をバイパスして連設する4輪駆動車
    において、 種々の情報を検出するセンサ,上記センサの信号を入力
    して処理する制御ユニットを有し、上記制御ユニットの
    クラッチ制御信号で上記スプリットクラッチのトルクと
    共に前後輪へのトルク配分を制御するように回路構成し
    、 上記センターデフ装置から前後輪の一方の出力側にパー
    キングロック手段を付設し、制御ユニットにはパーキン
    グレンジにおいてスプリットクラッチの圧力を増大させ
    る補正部を有し、 エンジン運転状態でのパーキングレンジにおいて前後輪
    駆動軸をロックするようにしたことを特徴とする4輪駆
    動車のトルクスプリット制御装置。
JP27105687A 1987-10-26 1987-10-26 4輪駆動車のトルクスプリット制御装置 Pending JPH01111535A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009013446A1 (en) * 2007-07-26 2009-01-29 Xtrac Limited Vehicle transmission with a drive disconnect system and device
JP2010276105A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用駆動装置

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JP2010276105A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用駆動装置

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