JPH0424122A - 駆動力配分制御式4輪駆動自動車 - Google Patents
駆動力配分制御式4輪駆動自動車Info
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Landscapes
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
安定して行えるようにした駆動力配分制御式4輪駆動自
動車に関する。
の伝達トルクの配分を運転状態に応じて制御するように
構成したものが提案されている。
例えば、センターデフにVCU (ビスカス・カップリ
ング・ユニット)等の差動制限装置を付設して、センタ
ーデフの回転数差を適当に規制するようにした装置や、
油圧多板クラッチ等によって制御油圧に応じて動力伝達
状態を調整できるようにした装置などが開発されている
。
走行時に、駆動力の配分制御にあたって外乱に対して余
裕を持ち安定して行えるようにしたいという要請がある
。
の動力伝達装置において、外乱に影響されにくく安定し
た制御を行うことができるようにした、駆動力配分制御
式4軸駆動自動車を提供することを目的とする。
駆動自動車は、エンジンの出力トルクを前輪と後輪とに
伝達して車両を駆動しうる4軸駆動自動車において、該
出力トルクを該前輪と該後輪とに配分する伝達トルク調
整機構をそなえ、該前輪側の回転部分の回転速度を検出
する前輪側回転速度検出手段と、該後輪側の回転部分の
回転速度を検出する後輪側回転速度検出手段と、これら
の各検出手段からの情報に基づいて前輪側と後輪側との
実回転速度差を算出する回転速度差算出手段と、車輪へ
の伝達トルク容量が該回転速度差算出手段で算出された
回転速度差に対応するように該伝達トルク調整機構を制
御するトルク制御手段とをそなえていることを特徴とし
ている。
自動車は、エンジンの出力トルクを前輪と後輪とに伝達
して車両を駆動しうる4軸駆動自動車において、該出力
トルクを該前輪と該後輪とに配分する伝達トルク調整機
構をそなえ、前輪の終減速比ρfと前輪の動荷重半径r
fと後輪の終減速比ρ7と後輪の動荷重半径rrとトラ
ンスファー比ρrとの間に、 (ρt/rf)< (ρr・ρt/rr)の関係が成立
するように設定されて、該前輪側の回転部分の回転速度
を検出する前輪側回転速度検出手段と、該後輪側の回転
部分の回転速度を検出する後輪側回転速度検出手段と、
これらの各検出手段からの情報に基づいて前輪側と後輪
側との実回転速度差を算出する回転速度差算出手段と、
上記の終減速比、動荷重半径及びトランスファー比の設
定によってトルク伝達状態に応じて生じつる前輪側と後
輪側との回転速度差の目標値を設定する目標回転速度差
算出手段と、該実回転速度差が該目標回転速度差に収束
するように該伝達トルク調整機構を制御するトルク制御
手段とをそなえていることを特徴としている。
では、回転速度差算出手段で、前輪側回転速度検出手段
及び後輪側回転速度検出手段からの情報に基づいて前輪
側と後輪側との実回転速度差を算出し、トルク制御手段
が、車軸への伝達トルク容量が該回転速度差算出手段で
算出された回転速度差に対応するように伝達トルク調整
機構を制御する。
自動車では、回転速度差算出手段で、前輪側回転速度検
出手段及び後輪側回転速度検出手段からの情報に基づい
て前輪側と後輪側との実回転速度差を算出し、目標回転
速度差算出手段で、前輪側及び後輪側の終減速比と動荷
重半径及びトランスファー比の設定によってトルク伝達
状態に応じて生じうる前輪側と後輪側との回転速度差の
目標値を設定して、トルク制御手段が、実回転速度差が
目標回転速度差に収束するように伝達トルク調整機構を
制御する。
制御式4輪駆動自動車について詳細に説明すると、第1
図はその模式的な全体構成図、第2図はその駆動力配分
制御に関するフローチャート、第3〜6図はいずれも駆
動力配分制御の特性を示すグラフ、第7,8図はそれぞ
れ駆動力配分制御の制御油圧を示す図であり、第9図は
本発明の駆動力配分制御式4輪駆動自動車の変形例を示
す模式的な全体構成図である。
ン2の出力はトルクコンバータ4及び自動変速機6を介
して出力軸8に伝達される。出力軸8の出力は、中間ギ
ア10を介して遊星歯車式差動装置t(センターデフ)
12に伝達されるようになっている。
速歯車機構19.前輪用の差動歯車装置14を介して車
軸17L、17Rから左右の前輪16.18に伝達され
、他方においてベベルギヤ機構15.プロペラシャフト
20及びベベルギヤ機構21.後輪用の差動量車装W2
2を介して車軸25L、25Rから左右の後輪24.2
6に伝達される。遊星歯車式差動装置12は、従来周知
のものと同様にサンギア12a、同サンギア12aの外
方に配置されたプラネタリギア12bと、同プラネタリ
ギア12bの外方に配置されたリングギア12cとをそ
なえ、プラネタリギア12bを支持するキャリア12d
に自動変速機6の出力軸8の出力が入力され、サンギア
12aは前輪月差動歯車装N14に連動され、リングギ
ア12cはプロペラシャフト20に連動されている。
自身の油圧室に作用される圧力によって摩擦力が変わる
油圧多板クラッチ28が介装されている。
ッチ28を完全フリーの状態からロックさせた状態まで
適宜制御することにより、前輪側及び後輪側へ伝達され
るトルクを制御することができる。
からの回転角度、即ち操舵角O8を検出する操舵センサ
、34は車体に作用する横方向の加速度GVを検出する
横加速度センサ、36は車体に作用する前後方向の加速
度GXを検出する前後加速度センサ、38はエンジン2
のスロットル開度θTを検出するスロットルセンサ、3
9はエンジン2のエンジンキースイッチ、40.42.
44.46はそれぞれ右前輪16、右前輪18、左後輪
26、右後輪28の回転速度を検出する車輪速センサで
あり、これらスイッチ及び各センサの出力はコントロー
ラ48に入力されている。
チロックブレーキ装置50がアンチロックブレーキの作
動信号を出力したときにその状態を示す信号がコントロ
ーラ48に入力されるように構成されている。52はコ
ントローラ48の制御信号に基づき点灯する警告灯であ
る。
ッチ28の油圧室との間に介装された圧力制御弁であり
、同圧力制御弁56はコントローラ48からの制御信号
により制御される。
転数(回転速度)NFを検出する前輪側回転数センサ(
前輪側回転速度検出手段)、62はセンターデフ12の
後輪側出力軸の回転数(回転速度)NRを検出する後輪
側回転数センサ(後軸側回転速度検出手段)である。
+後輪の終減速比ρr.後輪の動荷重半径rr及びトラ
ンスファー比ρ、の間には、一般には、Cpt/rf)
=(ρr・ρt/rr)の関係が成立するように設定さ
れているが、この自動車の駆動系では、すべての走行状
態で、(ρi/rf)< (ρr・ρ、/rr)・・・
(1)の関係が成立するように設定されている。
関し、後輪の終減速比ρrは例えばベベルギヤ機構21
に関し、トランスファー比ρrは例えばベベルギヤ機構
15に関する値である。
半径rrとが等しいため1式(1)は、ρfくρr゛ρ
t −−−−−−(1)となる。
していなければ、油圧多板クラッチ28のクラッチディ
スクについては、後輪側の回転速度の方が前輪側の回転
速度よりも速くなる。このため、油圧多板クラッチ28
の油圧室内の圧力を上げてクラッチを接続状態にすると
、通常は、前輪側のクラッチディスクと後輪側のクラッ
チディスクとの間で、この回転差に基づいて、後輪側か
ら前輪側へとトルク伝達が行なわれる。この場合の伝達
トルク容量は、両クラッチディスク間の回転差の減少分
に応じた大きさ、つまり、本来化じる回転差の大きさと
両クラッチディスクの接触圧とに応じた大きさとなる。
伝達する場合の前後駆動力配分比と制御油圧との関係を
示す特性図であり、第4図は同じくクラッチ28が後輪
から前輪へとトルク伝達する場合のエンジントルクとク
ラッチ伝達トルクとの関係を示す特性図である。また、
第5図はクラッチ28が前輪から後輪へとトルク伝達す
る場合の前後駆動力配分比と制御油圧との関係を第3図
と同様に示す特性図であり、第6図は同じくクラッチ2
8が前輪から後輪へとトルク伝達する場合のエンジント
ルクとクラッチ伝達トルクとの関係を第4図と同様に示
す特性図である。
すように、前後駆動力配分比は、油圧多板クラッチ28
の制御油圧がゼロで完全フリーの状態のときは、32
: 68程度であり(前輪系と後輪系との負荷バランス
等によって異なるが一般的にはこの程度の値となる)、
制御油圧が上昇するにしたがって前輪側への駆動力配分
の割合が大きくなることがわかる。特に、エンジントル
クTEが小さい場合には、制御油圧を僅かに上昇させる
だけで前輪側への駆動力配分の割合が大幅に増加し、エ
ンジントルクTEが大きくなるに従って、前輪側への駆
動力配分を増加させるのに大きな制御油圧が必要となり
、また、前輪側への駆動力配分の割合の大幅な増加も難
しいが、制御油圧の変更に対して駆動力配分が僅かづつ
調整されるので。
るたためにはエンジントルクに比例したクラッチ伝達ト
ルクが必要となることがわかる。
は、第5図に示すように、駆動力配分の可変範囲が狭く
、しかもフロント寄りの配分が不可能となるので好まし
くない。
等式(1)が成り立つよう設定されているのである。
よりも格段に大きくすることができて、前輪側へのトル
クが最大となるトルク配分比は、上述の(ρf/rf)
の値及び(ρr”ρt/rr)の値の設定等により、前
輪へのトルク配分を大幅に増大することができ、例えば
、前後輪へのトルク配分比、つまり、前輪:後軸を10
0:Oにすることやこれ以上(例えば120ニー20)
に設定することもできる。したがって、例えば、トルク
配分比(前輪:後軸)を、33:67から100:0ま
での極めて広い範囲に調整できる。
に必要なCPU、ROM、RAM、インタフェイス等を
そなえており、目標回転速度差算出部(目標回転速度差
算出手段)48aと、回転速度差算出部(回転速度差算
出手段)48bと、伝達トルク調整機構としての油圧多
板クラッチ28を制御するトルク制御部(トルク制御手
段)48cとをそなえている。
で検出されたセンターデフ12の前輪側出力軸の回転数
N、と後輪側出力軸の回転数NRとからΔN (=NR
NF)を算出する。
12の前輪側出力軸と後輪側出力軸との回転数差(回転
速度差)の目標値(目標回転速度差)ΔN0を設定する
が、この目標回転速度差ΔN、は、ハンドル角(操舵角
)θH2車体速度V。
ることができる。
V、V’の関数 ΔNo=f(θH2v、v′) ・・・ (2)
として示すことができる。
のは以下の理由による。
が生じない場合には、センターデフ12の前輪側出力軸
と後輪側出力軸との間に回転速度差が生じるようになっ
ており、クラッチ28が接続すると、このクラッチ28
を通じて後輪側から前輪側へとトルクが伝達され、前後
輪へのトルク配分が調整されるが、このときのクラッチ
28を通じた伝達トルクの容量に応じて上述の回転速度
差も変化する。したがって、前輪と後輪とへのトルク配
分を走行状態に最適のものに設定するには、センターデ
フ12の前輪側出力軸と後輪側出力軸との間の回転速度
差に着目して、この回転速度差が、最適の睨動力配分状
態に対応した値をとるように制御することが考えられる
。
度V、車体加速度V′といった車両の走行状態によって
決定できるので、上述のように、回転速度差ΔN、を、
これらの各値θH+V+V′の関数[式(2)参照コと
して示すことができる。
クが伝達されるときには、前輪や後輪にスリップが生じ
るようになるが、この車輪のスリップが最適の状態の時
、つまり、各車輪が最適スリップ率の時に発生するセン
ターデフ上の理論ΔNが車両の走行状態によって決まる
。このような理論ΔNを回転速度差ΔNoとして設定し
ているということもできる。
び回転速度差算出部48bからの上方に基づいて、実回
転速度差ΔNが目標回転速度差ΔN0に収束するように
伝達トルク調整機構としての油圧多板クラッチ28を制
御する。
8の制御油圧Pを実回転速度差ΔNに応じて設定する。
>O)よりも大きくなると、制御油圧Pを実回転速度差
ΔNと目標回転速度差ΔN0との差D (=ΔN−ΔN
。)に比例するように、(p=αD)と設定し、実回転
速度差ΔNが目標回転速度差ΔN0よりも小さく且つ0
以上であれば(K1で示す範囲)、制御油圧PはOに設
定し、実回転速度差ΔNがO以下であれば、制御油圧P
をΔNの大きさに応じて(p=−βΔN)と設定する。
には、第8図に示すような制御油圧Pの設定が考えられ
るが、この場合には、後輪スリップに対する反応が悪化
し、操縦安定上好ましくない。
限を行わないのは、この場合差動制限を行うと、スリッ
プ輪へさらにトルク配分されるようになって好ましくな
いためである。
まり、センターデフ12の前輪側出力軸の回転数NFよ
りも後輪側出力軸の回転数NRの方が大きい状態に設定
し、第7図に示すように、油圧Pを制御する。
がら、実回転速度差ΔNが目標回転速度差ΔN、に収束
するように油圧多板クラッチ28の接続状態を制御する
。
トに従って説明する。
ンがオフにされていなければ、ステップS2からステッ
プS3へ進んで、ハンドル角θH2車体速度V、車体加
速度v′、軸回転数NFe NR等の信号(検出データ
)を読み取る。
NRから実差動回転数(実回転速度差)ΔNを算出しく
ステップS4)、目標回転速度差算出部48aで、ハン
ドル角θH9車体速度V、車体加速度V′から目標差動
回転数(目標回転速度差)ΔN、を計算する(ステップ
S5)。
どうかが判断されて、ΔNが0以下でなければ、ステッ
プS7で、実回転速度差ΔNが目標回転速度差ΔN0以
上であるかどうか(つまり、ΔN−ΔN、>Oかどうか
)が判断され、これらのステップS6.S7の判断で、
ΔN<OならばステップS9に進み、油圧多板クラッチ
28の制御油圧PをP=−βΔNと設定し、0くΔNく
ΔN、ならばステップS8に進み、油圧多板クラッチ2
8の制御油圧PをP=0と設定し、ΔN、<ΔNならば
ステップS10に進み、油圧多板クラッチ28の制御油
圧PをP=α(ΔN−ΔN、)と設定する。
6等を通じて、油圧を制御する。
収束するようにフィードバック制御されて、前後軸への
トルク配分が常に適切に調整されて各車輪が常に最適ス
リップ率の状態を保持しながら走行するようになる。こ
れにより、駆動力配分制御が不安定方向に行われること
がなくなって、駆動力配分制御が安定して行えるように
なる。
用の油圧多板クラッチ28を組み合わせた場合を説明し
たが、本発明の構成は、第9図に示すようなトランスフ
ァークラッチについても適用できる。
の前輪用クラッチ、13は後輪を駆動するための後輪用
クラッチであって、これらのクラッチを上述の差動制限
用油圧多板クラッチ28とほぼ同様に制御するのである
。なお、他の部分は実施例(第1図参照)とほぼ同様に
構成されるので説明を省略する。
輪側出力軸の回転速度と後輪側出力軸の回転速度との差
の目標値を設定し、実回転速度差が目標回転速度差に収
束するように、両クラッチ11.13の制御油圧を設定
して、両クラッチ11.13の結合状態を制御するので
ある。
一部における回転差に基づいて制御しているが、これら
の部分の回転に対応して、車軸も回転するので、車輪の
回転速度に基づいて油圧を制御してもよい。つまり、車
輪速センサ40〜46の検出値から前後輪の実回転速度
差を算出し、一方、前後輪間の回転速度差の目標値を設
定して、実回転速度差がこの目標回転速度差に収束する
ように、制御油圧を設定するのである。
。
式4輪駆動自動車によれば、駆動力配分制御が不安定方
向に行われることがなくなって、駆動力配分制御が安定
して行えるようになり、4輪駆動自動車としての性能を
大幅に向上させることができるようになる利点がある。
式4輪駆動自動車について示すもので、第1図はその模
式的な全体構成図、第2図はその駆動力配分制御に関す
るフローチャート、第3〜6図はいずれも駆動力配分制
御の特性を示すグラフ、第7,8図はそれぞれ駆動力配
分制御の制御油圧を示す図であり、第9図は本発明の駆
動力配分制御式4輪駆動自動車の変形例を示す模式的な
全体構成図である。 2−エンジン、4−トルクコンバータ、6−自動変速機
、8−出力軸、10− 中間ギア、12−・−遊星歯車
式差動装W(センターデフ)、14−前軸用の差動歯車
装置、15−ベベルギヤ機構、16.18−前輪、17
L、17R−車軸、19−減速歯車機構、20−プロペ
ラシャフト、21−ベベルギヤ機構、22−後輪用の差
動歯車装置。 24.26−後輪、25L、25R−車軸、28−差動
制限機構としての油圧多板クラッチ、3〇−操舵センサ
、34−横加速度センサ、36−前後加速度センサ、3
8−スロットルセンサ、39−エンジンキースイッチ、
4o、42.44.46−車輪速センサ、48−コント
ローラ、5〇−アンチロックブレーキ装置、52−警告
灯、54・−油圧源、56−圧力制御弁、6〇−前輪側
回転数センサ(前輪側回転速度検出手段)、62−後軸
側回転数センサ(後輪側回転速度検出手段)。
Claims (2)
- (1)エンジンの出力トルクを前輪と後輪とに伝達して
車両を駆動しうる4輪駆動自動車において、該出力トル
クを該前輪と該後輪とに配分する伝達トルク調整機構を
そなえ、該前輪側の回転部分の回転速度を検出する前輪
側回転速度検出手段と、該後輪側の回転部分の回転速度
を検出する後輪側回転速度検出手段と、これらの各検出
手段からの情報に基づいて前輪側と後輪側との実回転速
度差を算出する回転速度差算出手段と、車輪への伝達ト
ルク容量が該回転速度差算出手段で算出された回転速度
差に対応するように該伝達トルク調整機構を制御するト
ルク制御手段とをそなえていることを特徴とする、駆動
力配分制御式4輪駆動自動車。 - (2)エンジンの出力トルクを前輪と後輪とに伝達して
車両を駆動しうる4軸駆動自動車において、該出力トル
クを該前輪と該後輪とに配分する伝達トルク調整機構を
そなえ、前輪の終減速比ρ_fと前輪の動荷重半径r_
fと後輪の終減速比ρ_rと後輪の動荷重半径r_rと
トランスファー比ρ_tとの間に、(ρ_f/r_f)
<(ρ_r・ρ_t/r_r)の関係が成立するように
設定されて、該前輪側の回転部分の回転速度を検出する
前輪側回転速度検出手段と、該後輪側の回転部分の回転
速度を検出する後輪側回転速度検出手段と、これらの各
検出手段からの情報に基づいて前輪側と後輪側との実回
転速度差を算出する回転速度差算出手段と、上記の終減
速比、動荷重半径及びトランスファー比の設定によって
トルク伝達状態に応じて生じうる前輪側と後輪側との回
転速度差の目標値を設定する目標回転速度差算出手段と
、該実回転速度差が該目標回転速度差に収束するように
該伝達トルク調整機構を制御するトルク制御手段とをそ
なえていることを特徴とする、駆動力配分制御式4輪駆
動自動車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2127457A JP2903171B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | 駆動力配分制御式4輪駆動自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2127457A JP2903171B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | 駆動力配分制御式4輪駆動自動車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0424122A true JPH0424122A (ja) | 1992-01-28 |
JP2903171B2 JP2903171B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=14960404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2127457A Expired - Lifetime JP2903171B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | 駆動力配分制御式4輪駆動自動車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2903171B2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS638026A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-13 | Toyota Motor Corp | 四輪駆動装置の制御方法 |
-
1990
- 1990-05-17 JP JP2127457A patent/JP2903171B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS638026A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-13 | Toyota Motor Corp | 四輪駆動装置の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2903171B2 (ja) | 1999-06-07 |
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