JPS62279133A - 四輪駆動車の駆動力配分制御装置 - Google Patents

四輪駆動車の駆動力配分制御装置

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JPS62279133A
JPS62279133A JP12195086A JP12195086A JPS62279133A JP S62279133 A JPS62279133 A JP S62279133A JP 12195086 A JP12195086 A JP 12195086A JP 12195086 A JP12195086 A JP 12195086A JP S62279133 A JPS62279133 A JP S62279133A
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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】 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、四輪駆動車のトランスファ装置に用いられ1
前後輪の駆動力配分比を制御する四輪駆動車の駆動力配
分制御装置に関する。
(従来の技術) 従来の四輪駆動車の駆動力配分制御装置としては1例え
ば特開昭58−93526号公報に記載されているよう
な装置が知られている。
この従来装器は、前、後輪の一方へは直接動力伝達し、
必要に応じトランスファクラッチの係合により上記前、
後輪の他方へも動力伝達するように伝動構成し、2.4
輪駆動切換用スイッチの手動操作でソレノイドバルブを
動作して上記トランスファクラッチを係合させる制御系
を有するものにおいて、上記スイッチに対して自動切換
用スイッチとアクセルペダルの踏込みを解いた場合にの
みオンするアクセルスイッチとを有する回路を並列に接
続し、アクセルペダルの踏込みを解゛いた減速走行時に
おいて自動的に4輪駆動に切換えることを可能にしたこ
とを特徴とするものであった。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の駆動力配分制御装置に
あっては、アクセルペダルの踏み込みを解くアクセルオ
フ操作による減速走行時に4輪駆動状態へ切り換わるク
ラッチ制御を行なうものであったため、高い車両横加速
度での旋回中であって、アクセルオフ操作をした場合に
は、4輪駆動状態となり、第14図に示すように、前輪
側への荷重移動で前側制動力Qf+  、Qf2が増加
し、後側制動力Qrz  、Qr2が減少し、後輪に差
動制限手段を設けた場合の、該差動制限手段による内外
輪制動力差ΔQr (=Qr2−Qr+ )と車輪幅t
 redとで発生するタックインを抑制する方向のヨー
モーメン)Mt、soが小さくなり、旋回方向に車両が
転回してしまうタックイン現象の発生を許してしまうと
いう問題点があった。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、以下に述べるような解決手段とした。
本発明の解決手段を第1図に示すクレーム概念図により
説明すると、エンジン駆動力を前後輪1.2に伝達する
エンジン駆動系の途中に設けられ、外部からのクラッチ
締結力により後輪駆動状態から4輪駆動状態への駆動力
配分移行が可能なトランスファクラッチ手段3と、検知
手段4からの入力信号に基づき駆動力配分を変更させる
制御信号を出力するクラッチ制御手段5と、後輪の差動
装置に設けられ左右輪に回転速度差が生じたら差動制限
トルクを発生する差動制限手段6と、を備えた四輪駆動
車において、前記検知手段4として、4輪駆動状態での
旋回走行中に発生するタックイン現象の発生を予知する
タックイン検知手段401を含み、前記クラッチ制御手
段5を、前記タックイン検知手段401からのタックイ
ン検知信号により後輪駆動状態に駆動力配分を移行させ
る制御を行なう手段とした。
(作 用) 従って、本発明の四輪駆動車の駆動力配分制御装置では
、上述のような手段としたことで、タックイン検知手段
からのタックイン検知信号により後輪駆動状態に駆動力
配分が移行され、エンジンからの制動力が左右後輪のみ
に伝達されて内外輪゛   制動力差が大きく発生し、
差動制限手段によるタックインを抑制する方向の大きな
ヨーモーメントを得ることができる。
(実施例) 以下1本発明の実施例を図面により詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたって、後輪駆動をベース
にした四輪駆動車の駆動力配分制御装置を例にとる。
まず、実施例の構成を説明する。
実施例の駆動力配分制御装置りが適用される四輪駆動車
は、第2図に示すように、トランスファ1首10.エン
ジン11.トランスミッション12、トランス27入力
軸13.後輪側駆動軸14、多板摩擦クラッチ(摩擦ク
ラッチ手段)15、リヤディファレンシャル16.後輪
17.フロントディファレンシャル18.前+1Q19
.ギヤトレーン20.前輪側駆動軸21を備えている。
1記トランスミッション12は、前記エンジン11から
の回転駆動力をシフト操作により選択した変速段位乙に
応じて変速させるもので、実施例では乎行な二本のシャ
フトに異なるギヤ比の歯車組を設けたタイプのものを用
いている。
上記トランスファ入力軸13は、トランスファ装置10
内の多板摩擦クラッチ15へ前記トランスミッション1
2からの回転駆動力を入力させる軸である。
上記後輪側駆動軸14は、前記トランスファ入山軸13
と同芯上に直結させたもので、トランスファ入力軸13
からの回転駆動力がそのまま伝達される。
上記多板摩擦クラッチ15は、クラッチ油圧により前輪
側への伝達トルクの変更が可能なりラッチで、前記トラ
ンスファ入力軸13及び後輪側駆動軸14に固定させた
クラッチドラム15aと、該クラッチドラム15aに回
転方向係合させたフリクションプレート15bと、前記
入力軸13の外周部に回転可能に支持させたクラッチハ
ブ15Cと、該クラッチハブ15cに回転方向係合させ
たフリクションディスク15dと、交互に配置されるフ
リクションプレート15bとフリクシ1ンデイスク15
dとの一端側に設けられるクラッチピストンL5eと、
該クラッチピストン15eと前記クラッチドラム15a
との間に形成されるシリンダ室15fと、を備えている
上記リヤディファレンシャル16は、左右の後輪17.
17に駆動力を分配伝達する差動装置で、このリヤディ
ファレンシャル16の内部には差動制限クラッチ(差動
制限手段)16a、16aが内蔵されていて左右の後輪
17.17に回転速度差を生じた場合にクラッチ締結に
より差動を制限する方向に差動制限トルクを発生する。
尚、差動制限クラッチ16a、16aについては周知の
技術であり、詳しくは「自動車工学全書9巻 動力伝達
装置」 (昭和55年株山海堂発行)の第321ページ
〜第324ページ等を参照のこと。
上記フロントディファレンシャル18は、差動制限手段
をもたない普通の差動装置が用いられている。
上記ギヤトレーン20は、前記クラッチハブ15cに設
けられた第1ギヤ20aと、中間シャフト20bに設け
られた第2ギヤ20cと、前輪側駆動軸21に設けられ
た第3ギヤ20dと、によって構成され、多板摩擦クラ
ッチ15の締結による前輪側への駆動力を伝達させる手
段である。
上記前輪側駆動軸21は、車両の前輪19,19に回転
駆動力を伝達させる軸である。
尚、第4図はトランスファ装置10の具体例を示したも
ので、トランスファケース22の中に前記多板摩擦クラ
ッチ15やギヤ類やシャフト類が納められている。
第4図中15gはディシュプレート、15hはリターン
スプリング、24はクラッチ圧油入力ボート、25はク
ラッチ圧油路、26は後輪側出力軸、27は潤滑用油路
、28はスピードメータ用ビニオン、29はオイルシー
ル、30はベアリング、31はニードルベアリング、3
2はスラストベアリング、33は継手フランジである。
次に、実施例の駆動力配分制御装置りは、第3図に示す
ように、前記多板摩擦クラッチ15を締結させるための
油圧力を発生させる外部装置としての油圧発生装置50
と、この油圧発生装置50からの油圧を所定のクラッチ
油圧Pに制御する油圧制御装置40とを備えている。
上記油圧発生装置50は、オイルポンプ51、ポンプ圧
油路52、クラッチ圧油路53、分岐ドレーン油路54
、リザーブタンク55、吸込油路56を有し、前記分岐
ドレーン油路54の途中にはチェック油路57からの油
圧力とバルブソレノイド58aによる電磁力とで開閉作
動する′71!磁比例リリーフバルブ58が設けられて
いる。
上記油圧制御装置40は、検知手段として、前輪側回転
センサ41.後輪側回転センサ42.スロットル開度セ
ンサ43.車両横加速度センサ44を備え、制御回路と
して、コントロールユニット45を備え、制御アクチュ
エータとして、バルブソレノイド58aを有する前記″
rL磁比例リリーフバルブ58(分岐ドレーン油路48
に設けられている)を備えている。
前輪側回転センサ41及び後輪側回転センサ42は、そ
れぞれ前輪側駆動軸21及び後輪側駆動軸14の途中に
設けられたもので、軸に固定された回転板と回転板の孔
位置に配置された光電管及び光fi素子と、による回転
センサ等を用い、この両回転センサ41,42からは軸
回転に応じたパルス信号による回転信号(nf)、(n
r)か出力される。
上記スロットル開度センサ43は1、エンジン11のス
ロットル開度θ(アクセル開度ともいう)を検知し、ス
ロットル開度0に応じたスロットル開度信号(0)を出
力するセンサである。
上記車両横加速度センサ44は、旋回時等で車幅方向に
加わる車両横加速度Yaを検知し、車両横加速度Ycに
応じた横加速度信号(g)を出力するセンサである。
尚、前記スロットル開度センサ43と車両横加速度セン
サ44とは、4輪駆動状態での旋回走行中に発生するタ
ックイン現象の発生を予知するタックイン検知手段とし
て用いられる。
上記コントロールユニット45は、車載のマイクロコン
ピュータを中心とする制御回路が用いられ、前記回転セ
ンサ41,42からの回転信号(nf)、(nr)を入
力し、基本的には前後輪の駆動軸21.14の回転速度
差ΔN(Nr−Nf)を演算し、回転速度差ΔNが大き
くなるに従ってクラッチ油圧Pを高めて駆動力配分を4
輪駆動状態に近づける指令電流信号(i)を前記電磁比
例リリーフバルブ58に出力するもので、第5図に示す
ように、内部回路として、入力回路451、クロック回
路453、RAM454、ROM455.CPU456
、出力回路457を備えている。
上記ROM455 (リード・オンリー・メモリ)は読
出し専用のメモリで、このROM455には、第6図の
実線に示すように、回転速度差ΔNと指令電流値i寡と
の制御特性マツプMが表(テーブル)の形で予め記憶さ
れていて、CPU456で回転速度差ΔN(ΔN=Nr
−Nf)が演算された後、テーブルルックアップが行わ
れる。
この制御特性マツプMは、回転速度差ΔNがゼロの時に
一定値によるイニシャル指令電流値ioXに設定され、
回転速度差ΔNが大きくなるに従って指令電流値1本が
高くなり、さらに、回転速度差ΔNが所定値ΔN1を超
えると急激に指令電流値itを上昇させるようにしてい
る。
上記CPU456 (セントラル・プロセシング・ユニ
ット)は、演算処理を行なう中央処理装置で、このCP
U456では、前後輪の回転速度差ΔNの演算や、RA
M454及びROM455からの読み出し等を行ない、
その結果信号を出力回路457に出力する。
尚、電磁比例リリーフバルブ58への指令電流信号(i
)の出力が指令電波値i”=oの場合は、チェック油路
57からの油圧で前記リリーフバルブ58が開き、クラ
ッチ開放状態となるが、指令電流信号(i)の出力が指
令′rIF、流値i”>0の場合は、前記リリーフバル
ブ58が閉じ方向に移動し、オイルポンプ51からのポ
ンプ圧を制御電流値1本の大きさに応じたクラッチ油圧
Pとなす(第7図参照)。
尚、クラッチ油圧Pは次式であられされる(第8図参照
)。
P=ΔT/ (IL−5・2n−Rm)弘;クラッチ板
の摩擦係数  S:ピストンへの圧力作用面積  n;
フリクションディスク枚数 Rm;フリクションディス
クのトルク伝達有効半径 次に、実施例の作用を説明する。
まず、第9図に示すメインルーチンのフローチャート図
によりコントロールユニット45での前後輪駆動力配分
制御作動の流れを述べる。
(イ)2輪駆動指令信号の出力が無い時直進走行時や低
横加速度によ、る旋回時等で、タックイン検知手段から
タックイン検知信号としての2輪駆動指令信号の出力が
無い時は、ステップ100→ステツプ101→ステツプ
102→ステツ7’、103→ステツプ104へと進む
流れとなり、この流れは制御起動毎に繰り返されること
になる。
尚、ステップ100は前後輪の回転速度Nf。
Nrの読み込みステップであり、ステップ101は前後
輪回転速度差ΔN (=Nr−Nf)の演算ステップで
あり、ステップ102は演算により得られたΔNから指
令電流値i¥をテーブルルックアップする検索ステップ
であり、ステップ103は第10図に示すタックイン検
知作動により2輪駆動指令信号の出力時であるかどうか
を判断する判断ステップであり、ステップ104は前記
ステップ102で得られた指令電流値1本による指令電
流信号(【)を出力する出力ステップである。
上述の制御作動により、以下に述べるような駆動力配分
による走行となる。
■ 乾燥ナスファルトでの高速直進走行時やアクセルペ
ダルから足を離しての直進走行時等であって、前後輪の
回転速度差ΔNがゼロ付近である時にもイニシャル指令
電流値10本により前輪側への伝達トルクΔTとしてイ
ニシャル伝達トルクΔToが発生し、前輪側へもわずか
に駆動力が配分される4輪駆動状態となる。
従って、横風等の外乱を受けても前輪による路面グリッ
プ力が高まり、車両の直進走行安定性が確保される。
■ 駆動輪スリップにより前後輪の回転速度差ΔNが発
生する発進時、加速時、制動時、低摩擦係数路走行時等
では、第6図の制御特性マツプMから前後輪の回転速度
差ΔNの発生度合に応じて徐々に高まる指令電流値it
による指令電流信号(i)が出力される。
そして、指令電流値ixの高まりに応じて前輪側への伝
達トルクΔTも高くなり、駆動力配分は後輪駆動に近い
4輪駆動状態から次第に完全4輪駆動状態へとその配分
比が変更される。
従って、2輪駆動状態と4輪駆動状態とが0N−OFF
的に切り換わる時のような駆動力配分の急変による車両
挙動の不安定さも生じることがないし、駆動ロスも小さ
くなる。
また、所定の回転速度差ΔN1を超える回転速度差ΔN
が発生した場合には、指令′rL流値isが急に上昇し
て多板摩擦クラッチ15をすべりのない完全締結状態に
なすため、すベリ摩擦による伝達トルクロスも防止でき
る。
(ロ)2輪駆動指令性号の出力時 高い車両横加速度Yaを受けながらの旋回中で、急にア
クセルオフ操作をした場合には、タックイン現象の発生
予測に基づいてタックイン検知手段からタックイン検知
信号としての2輪駆動指令性号が出力される。
この時の前後輪駆動力配分制御作動の流れは、ステップ
100→ステツプ101→ステツプ102→ステツプ1
03→ステツプ105へと進む流れとなり、出力ステッ
プであるステップ105では指令電流値i”=oによる
指令電流信号(i)が出力され、多板摩擦クラッチ15
が締結解放され、前輪側への伝達トルクΔTがゼロにな
って後輪駆動状態に駆動力配分が変更されることになる
また、2績駆動指令信号が得られるタックイン検知作動
は、第10図のサブルーチンのフローチャート図に示す
流れに・より行なわれ、ステップ200→ステツプ20
1→ステツプ202→ステツプ203→ステツプ204
→ステツプ205へと進んだ時、すなわちステップ20
2.203.204によるタックイン発生条件を全て満
足した時にだけ2輪駆動指令性号が出力される。
尚、ステップ200はスロー、トル開度θと車両横加速
度Yaの読み込みステップ、ステップ201はスロット
ル開度θの時間微分値b(=(f)を−〇)/Δ1.0
1は前回の制御起動で読み込まれたスロットル開度)の
演算ステップ、ステップ202はスロットル開度θの時
間微分値b(スロットル開度変化率)が設定値jaを超
えているかどうかの判断ステップ、ステップ203はス
ロットル開度0が設定値00より小さくて全閉に近い状
態であるかどうかの判断ステップ、ステップ204は車
両横加速度Yaが設定値Yaaを超える高横加速度時で
あるかどうかの判断ステップである。
従って、高い車両横加速度Yaを受けながらの旋回中で
、急にアクセルオフ操作をした場合には、りlフィン現
象の発生条件を満足しているために2輪駆動指令性号が
出力され、直ちに4輪駆動状態から後輪駆動状態へと駆
動力配分が変更される。
この後輪駆動状態では、第11図に示すように、エンジ
ン11からの制動力Qはすべて後輪17゜17に伝えら
れるし、リヤディファレンシャル16の差動制限クラッ
チ16a、16aは両後輪17.17の回転速度差で締
結され、両後輪17゜17を直結状態とし、内輪側制動
力Qr+ と外輪側制動力Qr2を発生させる。
この時に、差動制限クラッチ16a、16aによる内外
輪制動力差ΔQr (=Qr2−Qrt )と車輪幅t
 redとで発生するタックインを抑制する方向のヨー
モーメントM L S Dは、M L s o =ΔQ
rXtred となり、ヨーモーメントM L s oの大きさは内外
輪制動力差ΔQrが4輪駆動状態の時に比べて大きくな
ることから、大きなモーメントとして得られ、タックイ
ン現象が未然に防止されることになる。
一方、後輪制動力Qr+  、Qrzにより後輪17.
17のスリップ比が増加し、横力の低下が危惧されるが
、高摩擦係数路の場合、エンジンブレーキによる制動力
程度(約0.2G減速)では問題にならない。
また、低摩擦係数路の場合には、車両横加速度Ycが大
きくならないために、2輪駆動指令性号は出力されない
以上説明してきたように、実施例の駆動力配分割合装S
IDにあっては、タックイン検知手段を。
スロットル開度センサ43と車両横加速度センサ44と
で構成し、車両横加速度Yaが設定値Yaaより高く、
かつスロットル開度0が設定値00より低く、かつ、ス
ロットル開度θの時間微分値Oが設定値baより大きい
時にタックイン検知信号としての2輪駆動指令性号を出
力する装置としたため、タックイン現象の発生予測に基
づいて駆動力配分が4輪駆動から後輪駆動へと切り換え
られ、未然にタックイン現象の発生を防止することがで
きる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。
例えば、実施例では4輪駆動状8←後輪駆動状態との駆
動力配分を徐々に変化させることのできる例を示したが
、4輪駆動状態と後輪駆動状態とを0N−OFF的に駆
動切換えする四輪駆動車や、駆動力配分制御装置内にプ
ラネタリギヤ組を設け、該プラネタリギヤ組の所定要素
の締結、釈放の組合せで前後輪の駆動力配分割合を変更
できる四輪駆動車にも適用できる。
また、実施例では、駆動力配分の基本制御内容として前
後輪の回転速度差ΔNに基づく駆動力配分制御を示した
が、制御内容としては何ら実施例に限られるものではな
く、回転速度差ΔNに他の条件を加えたり、回転速度差
ΔN以外の条件で行なったり、さらに、タックイン現象
の発生時や他の所定時だけ後輪駆動とし1通常は4輪駆
動状態のままで走行する四輪駆動車に適用してもよい。
また、実施例では第10図に示す条件をター2クインの
発生条件とする例を示したが、第12図に示すようにス
ロットル開度θの時間微分値すの設定値baと車両横加
速度Yaとの関係を予めマツプに設定しておいて、第1
3図に示すように、ステップ206で設定値baを車両
横加速度Ycにより演算し、ステップ207で演算され
た設定値Oaと実際の時間微分値すとを比較して判断し
タックインの発生条件をステップ207とステップ20
4による条件とするような例であってもよい。
尚、この場合には、第12図に示すマツプには車両横加
速度Yaからタックイン発生可能な設定値baが決めら
れている。すなわち、高い車両横加速度Ycの発生時に
はタックインが少しのスロットル開度変化で、短時間の
うちに発生するため、設定値baを小さく設定して対処
している。
また、クラッチ油圧の制御手段も、実施例の電磁比例式
リリーフバルブに限らず、他の手段、例えばデユーティ
制御信号を用いる場合にはソレノイド開閉弁構造のもの
等としてもよい。
また、実施例では、トランスファクラッチ手段として油
圧締結による多板摩擦クラッチを示したが、電磁クラッ
チや粘性クラッチやドグクラッチ等信のクラッチを用い
てもよい。
また実施例では、タックイン検出信号発生時には完全な
後輪だけの二輪駆動状態に移行する例を示したが、例え
ばトルク配分を前輪50.後輪50の割合の四輪駆動状
態から前輪10.後輪90の割合に移行させるものでも
よい、つまり差動制限手段を有する後輪への駆動力配分
の割合が、増加する様に移行する様にすればよい。
(発明の効果) 以上説明してきたように、本発明の四輪駆動車の駆動力
配分制御装置にあっては、検知手段として、4輪駆動状
態での旋回走行中に発生するタックイン現象の発生を予
知するタックイン検知手段を含み、クラッチ制御手段を
、タックイン検知手段からのタックイン検知信号により
後輪駆動状態に駆動力配分を移行させる制御を行なう手
段としたため、タックイン現象の発生予測に基づいて駆
動力配分が4輪駆動から後輪駆動へと切り換えられ、差
動制限手段によるタックイン抑制方向のヨーモーメント
発生で未然にタックイン現象の発生を防止できるという
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の四輪駆動車の駆動力配分制御装置を示
すクレーム概念図、第2図は実施例の駆動力配分制御装
置が適用される四輪駆動車を示す図、第3図は実施例の
駆動力配分制御装置を示す全体図、第4図は実施例装置
のトランスファ装置を示す断面図、第5図は実施例装置
のコントロールユニットを示すブロック線図、第6図は
実施例装置のコントロールユニットにおいて予め設定さ
せている回転速度差と指令電流値との関係を示す制御特
性マツプ図、第7図は実施例装置における指令電流値と
クラッチ油圧との関係特性図、第8図は実施例装置にお
けるクラッチ油圧と前輪側への伝達トルクとの関係特性
図、第9図は実施例装置のコントロールユニットにおけ
る駆動力配分制御作動の流れを示すフローチャート図、
第10図はタックイン検知作動の流れを示すフローチャ
ート図、第11図は実施例装置でのタックイン防止作用
説明図、第12図はスロットル開度微分値の設定値特性
を示すマツプ図、第13図はタックイン検知作動の他の
例を示すフローチャート図、第14図は従来技術でのタ
ックイン防止作用説明図である。 1・・・前輪 2・・・後輪 3・・・トランスファクラッチ手段 4・・・検知手段 401・・・タックイン検知手段 5・・・クラッチ制御手段 6・・・差動制限手段 特  許  出  願  人 日産自動車株式会社 fj1+・t*AL i“             
クラ、テ浦ルP第1O図 第11図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)エンジン駆動力を前後輪に伝達するエンジン駆動系
    の途中に設けられ、外部からのクラッチ締結力により後
    輪駆動状態から4輪駆動状態への駆動力配分移行が可能
    なトランスファクラッチ手段と、検知手段からの入力信
    号に基づき駆動力配分を変更させる制御信号を出力する
    クラッチ制御手段と、後輪の差動装置に設けられ左右輪
    に回転速度差が生じたら差動制限トルクを発生する差動
    制限手段と、を備えた四輪駆動車において、 前記検知手段として、4輪駆動状態での旋回走行中に発
    生するタックイン現象の発生を予知するタックイン検知
    手段を含み、前記クラッチ制御手段を、前記タックイン
    検知手段からのタックイン検知信号により後輪駆動状態
    に駆動力配分を移行させる制御を行なう手段としたこと
    を特徴とする四輪駆動車の駆動力配分制御装置。 2)前記タックイン検知手段を、スロットル開度センサ
    と車両横加速度センサとで構成し、車両横加速度が設定
    値より高く、かつ、スロットル開度が設定値より低く、
    かつ、スロットル開度の時間微分値が設定値より大きい
    時にタックイン検知信号を出力する手段としたことを特
    徴とする四輪駆動車の駆動力配分制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6059065A (en) * 1996-08-06 2000-05-09 Denso Corporation Driving torque control method and apparatus for a four-wheel drive vehicle

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