JPH01208233A - 4輪駆動車のトランスファクラッチ制御装置 - Google Patents

4輪駆動車のトランスファクラッチ制御装置

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JPH01208233A
JPH01208233A JP3319188A JP3319188A JPH01208233A JP H01208233 A JPH01208233 A JP H01208233A JP 3319188 A JP3319188 A JP 3319188A JP 3319188 A JP3319188 A JP 3319188A JP H01208233 A JPH01208233 A JP H01208233A
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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】
本発明はデユーティソレノイドを用いて油圧制御回路に
おけるトランスファクラッチおよびドレンへのオイル供
給・排出を制御するための4輪駆動車のトランスファク
ラッチ制御装置に関する。
【従来の技術】
トランスファクラッチを用いて、前輪駆動と4輪駆動と
を切換えできるようにしたトランスファクラッチ制御l
装置では、特開昭60−64035号公報所載のように
、前後輪の回転数、アクセル及びブレーキの踏込み、シ
フト位置の各信号により走行状態を判断し、発進、急加
速、急減速およびスリップ発生時に4輪駆動に自動的に
切換えるようにしている。この場合、上記トランスフ1
クラツチの切換えには、油圧制御回路にある三方向弁式
デユーティソレノイドが用いられている。この三方向弁
式デユーティソレノイドのデユーティ比と、制御圧Pお
よびドレンボートからの排出量Qの関係は第7図に示さ
れるようになっており、一方、トランスファクラッチの
クラッチトルクとデユーティ比の関係は第E3図に示さ
れるようになっている。
【発明が゛解決しようとする課題】
しかるに、停車状態からスロットル全開で発進する場合
、または急制動後、再発進する場合など、エンジン回転
数が低下していてポンプ吐出量が少ない条件で、高い制
御圧を要求されるという厳しい環境に対応するには、と
くに、ブーり比が低くなっているベルト駆動式無段変速
機を用いている場合では、制御に必要な油圧を確保でき
るように、予めポンプ容1を大きく設定しなければなら
ない。 そこで、特開昭61−105352号公報所載のような
無段変速機の変速制御装置が提唱された。ここでは、ベ
ルト式無段変速機において、急変速時、プーリシリンダ
室へ供給されるオイル流出がオイルポンプ吐出tを越え
ないように制御し、■ベルトの滑りの発生を防止し、応
答性の良い変速を可能としている。 一方、上記4輪駆動車において、運転者が任意に前輪駆
動と4輪駆動とを切換えできるトランスミッションを用
いている場合、前輪駆動の条件では、前述の第7図のグ
ラフから明らかなように、デユーティ比100%(前輪
駆動)の時、ドレンボートからの排出量が最大となって
おり、ポンプ容量の上で不都合である。 本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、オイル
ポンプの吐出mが厳しくなるような運転条件の時には、
二方向弁式デユーティソレノイドのデユーティ比を最低
として、ドレンボートへの排出量を抑1t、lJ I、
、ポンプ容量をフルに活用できるようにした4輪駆動車
のトランスファ制御装置を提供しようとするものである
【課題を解決するための手段1 このため、本発明では、デユーティソレノイドを用いて
油圧制御回路におけるトランスファクラッチおよびドレ
ンへのオイル供給・排出を制御qるものにおいて、上記
油圧制御回路におけるポンプ吐出容量が厳しくなる所定
の運転条件のとき上記ドレンへのオイル排出を最低にし
、これを所定時間維持するように、上記デユーティソレ
ノイドに制御信号を与えるオイル排出fl)規制手段を
コントロールユニットに具備している。 【作  用】 したがって、例えば、エンジン回転数が所定値以下でか
つアクセル開度が所定値以上に操作された場合、エンジ
ン回転数が所定値以下でかつアクセル開度変化率(dθ
/dt)が所定値以上になる場合、あるいはブレーキス
イッチが入りかつ車速変化dv/cltが所定値以下の
時など、ポンプ容量からみて、厳しい制御条件の時には
、ポンプ損失を可及的に抑I11することができ、しか
も、この条件の時には無条件で4輪駆動とすることで、
タイヤグリップ力を向上し、安全性を高くできる。 [実 施 例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。 まず第1図において、本発明が適用される無段変速機付
4輪駆動装置の一例として、電磁式クラッチを備えたベ
ルト式無段変速機を用いて4輪駆動の伝動系を成す場合
について説明すると、符号1は[3式クラッチであり、
このNWa式クチクラッチ1段変速機2を介して前後輪
の一方の終減速装置3に伝動構成され、この終減速装M
3から更にト・ランスフ7装置4.70ベラ軸5等を介
して前後輪の他方に伝動構成される。 ?!1liti式クラッチ1は例えば電磁粉式のもので
、エンジンからのクランク軸10に一体結合するドライ
ブメンバ11と、変速機入力軸12にスプライン結合す
るドリブンメンバ13を有し、両メンバ11.13の間
のギャップに鎖状に結合して集積Jる電磁粉の結合力の
有無により、電気的に係合または解放作用する。 無段変速機2は大別すると前(炙進の切換部6゜ブーり
比変換部7および油圧制御部8から成る。 切換部6は上記クラッチ1からの入力軸12と、これに
同軸上に^装置されたブーり比変換部7の主軸17との
間に設けられるもので、入力軸12に一体結合する後進
用ドライブギ1718と、主軸17に回転自在に嵌合す
る後進用ドリブンギヤ19とがカウンタギヤ20および
アイドラギヤ21を介して噛合い構成され、更にこれら
の主軸17とギt718,19の間に切換クラッチ22
が設けられる。そして、パーヤング(P)またはニュー
トラル(N)レンジの中立位置から切換クラッチ22を
ギヤ18側に係合すると、入力軸10に主軸17が直結
してドライブ(D)またはロー(L)レンジの曲選状態
にし、切換クラッチ22をギヤ19側に係合すると、入
力軸12の動力がギヤ18ないし21により減速逆転し
てRレンジの後進状態にする。 ブーり比変換部7は上記主軸17に対し副軸23が平行
配置され、これらの両輪17.23にそれぞれ主プーリ
24,93プーリ25が設けられ、且つプーリ24゜2
5の間にエンドレスの駆動ベルト2Gが掛は渡しである
。プーリ24.25はいずれも2分割に構成され、可動
側プーリ半体24a、25aには油圧サーボ装置27゜
28が付設されてプーリ間隔を可変にしである。そして
この場合に、主プーリ24は固定側プーリ半体24bに
対して可動側プーリ半体24aを近づけてプーリ間隔を
順次狭くさせ、副プーリ25は逆に固定側ブーり半体2
5bに対し可動側ブーり半体25aを遠ざけてブーり間
隔を順次広げ、これにより駆動ベルト26のプーリ24
.25における巻付は径の比を変化して無段変速した動
力を副軸23に取出すようになっている。 油圧制御部8はポンプ駆動軸30が主軸17および入力
軸12の内部を貫通してクランク軸10に直結すること
により、エンジン運転中宮に油圧を生じるオイルポンプ
31を有する。そして、このオイルポンプ31から給油
される変速制御回路32により主ブーりおよび副ブーり
側の各油圧サーボ装[27,28に回路構成されて、ブ
ーり比変換部7の無段変速制御を行う。 終減速装[3は上記副軸23に一対の中間減速ギヤ33
.34を介して連結される出力1d135を有し、この
出力軸35に設けられるドライブギヤ36がファイナル
ギヤ37に噛合い、ファイナルギヤ37から差動機構3
8を介して前後輪の一方の車軸39.40に伝動構成さ
れる。 更にトランスファ装置4は、上記ファイナルギヤ31に
常時噛合うトランスファギヤ41がトランスファ軸42
に回転自在に嵌合し、これらのトランスファギヤ41お
よびトランスファ軸42の間に4輪駆動用の油圧式トラ
ンスフ?クラッヂ43が設けられる。そしてトランスフ
ァ軸42は、一対のベベルギヤ44.45により車体前
後方向に方向変換されて、ドライブ軸46を介してプロ
ペラ軸5に連結される。 また、上記無段変速機の油圧制御部8におけるポンプ油
圧を利用したクラッチ制御回路47を有し、このクラッ
チ制御回路47が油圧クラッチ43に回路構成され、4
輪駆動時、コントロールユニット48からの電気信号で
クラッチトルクの制御を行うようになっている。 第2図において無段変速機2の油圧制御系について説明
すると、主ブーり側の油圧サーボ装f127において可
動側プーリ半体24aがピストンを兼ねてシリンダ27
aに嵌合し、サーボ室27bのライン圧で動作するよう
にされ、副プーリ側の油圧サーボ装置28においても可
動側ブーり半体25aがシリンダ28aに嵌合し、サー
ボ室28bのライン圧で動作するようにされ、この場合
にプーリ半体24aの方がプーリ半体25aに比べてラ
イン圧の受圧面積が大きくなっている。そして、油溜5
2のオイルをフィルタ51を介して汲み上げるオイルポ
ンプ31の吐出側のライン圧油路49が圧力am弁53
および変速制御弁54を介して主プーリサーボv27b
に連通し、ライン圧油路49から分岐する油路50が副
プーリサーボ室28bに連通しである。 変速制御弁54は弁本体55.スプール56.スプール
56の一方に付勢されるスプリング57およびスプリン
グ力を変化する作動部材58から成り、スプール56の
スプリング57と反対側のボート55aに、主プーリ側
に設けられてエンジン回転数を検出する回転センサ59
からのピトー圧が油路60を介して導かれ、作動部材5
8にはスロットル開度に応じて回動するスロットルカム
61が当接しである。また、弁本体55のボート55b
はスプール56のランド56a。 56bによりライン圧供給用ボーt−55cとドレンボ
ート55dの一方に選択的に連通ずるようになっており
、ボート55bが油路49の油路49aにより主プーリ
サーボ室27bに連通し、ボート55cが油路49bに
より圧力調整弁53側に連通し、ドレンボート55dが
油路62により油溜52側に連通ずる。 これにより、変速制御弁54のスプール56においては
、ボート55aのエンジン回転数に応じたピト−圧と、
スロットルカム61の回動に伴うスロットル開度に応じ
たスプリング力とが対抗して作用し、これら両者の関係
により動作する。即ち、エンジン回転と共にピトー圧が
上昇すると、ボート55bと55cが連通し主プーリサ
ーボ室27bにライン圧を供給して高速段側への変速を
開始し、このときスロットル開度に応じたスプリング5
7の力が大きい程上記変速開始点をエンジン回転の高速
側に移行する。 次いで、圧力調整弁53は弁本体63.スプール64゜
スプール64の一方に付勢されるスプリング65から成
り、スプール64のスプリング65と反対側のボート6
3a、63bにはそれぞれ油路60のピトー圧、油路4
9cのライン圧が導かれ、スプリング65には主プーリ
24の可動側ブーり半体24aに係合して実際の変速比
を検出するフィードバックセンサ66がブツシュ67を
介して連結される。更に、ポンプ側の油路49cは、ス
プール64の位置にかかわらず常に変速制御弁54側の
油路49bに連通している。また、ドレン側の油路62
も、ボート63dに連通している。 スプール64は、ピトー圧とスプリングの力により左右
に微動しており、スプール64のランド64a部の切欠
により、ライン圧のボート63cとドレン側浦路62と
の連通が制御されることで、ライン圧を調圧するように
なっている。 これにより、圧力調整弁53のスプール64にはピトー
圧等がライン圧をドレンして低下する方向に作用し、こ
れに対しフィードバックセンナ66による変速比に応じ
たスプリング65の力がライン圧を高める方向に作用す
る。そして、伝達トルクの大ぎい低速段ではスプリング
65の力が大ぎいことからライン圧を高く設定し、高速
段側への変速に伴いライン圧を低下すべく制御し、常に
ベルトスリップを生じないようなブーり押付力を保持す
る。 そこで、上記ライン圧油路の例えば油路49cがら分岐
する油路70にクラッチ制御回路47が設けられるもの
で、この油圧制御系を第3図により説明する。油路70
はアキュムレータ71を介して制御弁72に連通し、こ
の制御弁72から油路73を介して油圧クラッチ43に
連通ずる。また、油路70から分岐する油路74が調圧
弁75に連通し、調圧弁75からの油路76が制御弁7
2の制御側およびデユーティソレノイド弁77に連通し
てあり、油路70,74.76にはそれぞれ絞り78が
設けられている。 アキュムレータ11は制御弁72の作動時に油圧クラッ
チ43への急激な給油によるライン圧変動を補正するも
ので、オイルポンプ吐出混に充分な余裕がある場合は除
くこともできる。 ソレノイド弁17は制御ユニット48からのデユーティ
信号に基づいて排圧制御し、零から調圧弁75の設定圧
の範囲の制御圧を制御弁72に作用する。 制御弁72は弁本体83.ランドの受圧面積差を有づる
スプール84.スプール84の一方の制御圧が導入され
る油圧室85、およびその他方に付勢されるスプリング
86から成り、ボート83aから導入される油路70の
ライン圧を制御してクラッチ圧を発生し、このクラッチ
圧をボート83bにより油路73を介して油圧クラッチ
43に供給する。即ち、スプール84のランド受圧面積
差によりクラッチ圧による荷重がスプリング8Gの力と
共に下方に作用し、油圧苗85の制御圧により荷重がそ
れに対向して上方に作用する。そして、制御圧が高くな
るとスプール84を」三方移動してボート83aの開度
を増すことによりクラッチ圧を上昇し、制御圧が低くな
るとスプール84を下方移動してボート83aを閉じ、
且つドレンボート83cを開いてクラッチ圧を低下する
ように動作する。これにより、クラッチ圧Pa。 制御圧Pb、スプリングカド。スプール大径面積Si、
小径面l?iS zの間には次式の関係が成立覆る。 Pa、= (St ・Pb −F ) / (St  
Sz )= (St / (St  St ) ) P
b−F/(SI  St) ここで31.31 、Fは一定であるから、クラッチ圧
Paはデユーティ制御される制御圧pbに応じて比例制
御されることになる。 これをm7図および第8図に基づいて説明すると、ソレ
ノイド弁77のデユーティ比が0%では全く排圧されな
くなって1tIII御圧は調圧弁75の設定圧と等しく
なり、クラッチ圧は最も高い値になる。 一方、デユーティ比を大きくすると排圧制御されて制御
圧が低下し、これに伴いクラッチ圧も徐々に低下する。 そして、成るデユーティ比以降の制御圧ではクラッチ圧
が零になり、こうしてクラッチ圧はデユーティ比により
オフ領域とオンの可変領域を得ることになる。 次いで電気制御系について説明する。まず、制御原理に
ついて説明すると、無段変速機2では第4図に示すよう
に、変速線図がエンジン回転数とNetil速■の関係
で定められ、スロットル全閉付近の変速ラインJLxは
低いエンジン回転NLに、スロットル申開度の変速ライ
ンLtは中間のエンジン回転NMに、スロットル全開の
変速ラインL1は高いエンジン回転NHに設定され、ス
ロットル開度が一定の場合はエンジン回転を一定に保つ
ように変速制御される。このことから、上記変速線図を
参照することにより、エンジン回転Neと車速Vでスロ
ットル開度Bを求めることができ、このスロットル開度
Bとエンジン回転NOの関係でエンジン出力特性を参照
することにより、エンジン出力トルクTeを求めること
ができるのであり、このような原理に基づいて電気制御
系が構成されている。 また、第5図にみられるように、上記無段変速機2のセ
レクI・レバー90の個所に手動による2゜4輪駆動切
換用のスイッチ91が設けてあり、このスイッチ91が
上述のソレノイドバルブ17のソレノイド93.バッテ
リー94に直列に接続しである。また、2.4輪駆動切
換用のスイッチ91の操作に関係なく自動的に切換える
ため、そのスイッチ91に対し自動切換用のスイッチ9
6が並列に接続される。 また、自動車の運転状態を検出する手段について説明す
ると、入力手段として前輪回転数を検出する車it=ン
サ97a、後輪回転数を検出する車速センサ97b、ア
クセルペダル98の踏込み石を検出するアクセル開度セ
ンサ99.ブレーキペダル100の踏込みの有無を検出
するブレーギスイッチ101゜エンジン回転数を検出す
るエンジン回転数センV102、セレクトレバー90の
個所に設置されてN。 Pの各位置を検出するインヒビタースイッチ103があ
り、これらの各センサおよびスイッチが上記コントロー
ルユニット48へ所要の情報を与える。 そして、通常、自動1IiIIIOの状態(手動制御の
スイッチ91がオフ)では、上記コントロールユニット
は、各センサからの情報に基づいて、例えば、発進モー
ド、加速モード、定常走行モード、減速モードなどを判
定し、N、P以外のシフト位置において、前輪駆動から
4輪駆動へ、あるいはその逆への制御のため、デユーテ
ィソレノイド93ヘデユーテイ制御信号を送り、トラン
スファクラッチ43を油圧で制御するのである。 また、自1l1111が、成る特定の運転状態にある時
、ソレノイドバルブ77を制御するソレノイド93への
デユーティ制御信号の与え方が上記コントロールユニッ
ト48に特定されている。このために、本実施例におい
て、上記コントロールユニット48には、所定のエンジ
ン回転数に対応する基準値を設定するエンジン回転数基
準値設定手段104.上記基準値と実際のエンジン回転
数とを比較する比較手段105、上記比較手段105の
比較の結果、実際のエンジン回転数が基i!値以下の時
、第1の制御条件にあると判定する第1の制御条件判定
手段106゜所定のアクセル開度に対応する繕*値を設
定するアクセル開度基準I設定手段107.上記基準値
と実際のアクセル開度に対応する出力信号とを比較する
比較手段108.上記比較手段108の比較の結果、実
際のアクセル開度が基準値を越える際、制御条件Iにあ
ると判定する判定手段109.所定のアクセル開度変化
率を基準値とするアクセル開度変化率11t¥値設定手
段110.上記アクセル開度センサ99の出力値を微分
する微分手段111.上記微分手段111の出力値を上
記変化率基準値と比較する比較手段112 、 l記比
較手段108の比較の結果、実°際のアクセル170度
変化率が上記変化率U準値を越える時、制御条件IIに
あると判定する判定手段113、上記判定手段109お
よび113のいづれかで制御条件にあると判定する時、
出力信号を出す第2の制御条件判定手段114.および
上記第1および第2の制御条件判定手段106aよび1
14からそれぞれ出力信号を受ける時、ソレノイド93
に対ずる制御信号を出して、油圧制御回路よりクラッチ
43への供給を行い、4輪駆動状態に切換える制御信号
発生手段115がそれぞれ設置プられている。 更に、−h記コントロールユニット48には、所定の車
通について車速変化速度M値設を設定する車速変化速度
基準値設定手段116.ブレーキスイッチ101がオン
の後、車速センサ97の出力値を微分する微分手段11
7.上記微分値とF2変化速度基準値とを比較する比較
手段118.上記比較手段118の比較の結果、実際の
車速についての変化速度(微分値)が変化速度基準値を
越える時、第3の制御条件にあると判定する第3の制御
条件判定手段119が設けられている。 更に、要ツれば、上記コントロールユニット48には、
トランスミッションの油温を検出する油温センサ”12
0からの信号を、予め設定した所定値と比較し、所定値
以上であるか否かの第4の制御判定手段121が設けら
れるとよい。 このような構成では、エンジン回転数が所定値以下であ
る時、第1の制御条件判定手段106で出力信号が出さ
れており、この時、判定手段109でアクセル開度が所
定値以上であると判定されれば、第2の制御条件判定手
段114で出力信号を出す。 その結果、制御信号発生手段115からは、ソレノイド
93の制御信号を出力する。また、エンジン回転数が所
定値以下であって、判定手段113でアクセル開度変化
率が所定値以上であると判定されれば、同じく第2の制
御条件判定手段114で出ツノ信号を出ずので、その結
果、制御信号発生手段115からはトランスファクラッ
チ43への圧油供給のためソレノイドバルブ17のソレ
ノイド93のデユーティ制御信号を出力止る。 上記制御信号発生手段115は、また、ブレーキスイッ
チ101がオンの後、車速変化速度L1準値設定手段1
16で予め定めた基準値に対して、車fiヒンサ97の
出力値の微分値(微分手段117で得られる)が比較手
段118で比較されその結果が第3の制御条件にあると
判定(車速の微分値が車速変化速度基準値を越えている
と判定)される場合にも、ソレノイドバルブ77のソレ
ノイド93のデユーティ制御信号を出力する。 同様に、上記制御信号発生手段115は、トランスミッ
ションの油温が所定値以上であれば、第4の制御判定手
段121の判定に従って、ソレノイドバルブ77のソレ
ノイド93のデユーティ制御信号を出力する。 なお、本実施例では、制御信号発生の条件として、4つ
の実例をあげているが、その他、オイルポンプ31の吐
出量が厳しくなるような運転条件に対しても適用できる
ことは勿論である。また、1例のうちの1つあるいは幾
つかについてのみ、制御 fA号発生の条件としてもよ
いことは勿論である。
【発明の効果】
本発明は、4輪駆動車の運転制御において、前輪駆動か
ら4輪駆動への手動的あるいは自動的切換えの如何に拘
らず、オイルポンプの吐出量が厳しくなるような運転条
件の時には、デユーティソレノイドのデユーティ比を最
低にして、ドレンボートへの排出1を抑制し、ポンプ容
量をフルに活用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される4輪駆e装置の一例を示す
スケルトン図、第2図は無段変速線の油圧制御系を示す
回路図、第3図は油圧クラッチの制御系を示す回路図、
第4図は変速特性線図、第5図は本発明によるコントロ
ールユニツ1−の概略構成図、第6図は同じく一部の1
1コック図、第7図はオイルポンプの制御圧とドレンボ
ルトの排出量との関係を示すグラフ、第8図はl−ラン
スフアクラッチのトルクと、ソレノイドのデユーティ比
の関係を示すグラフである。 43・・・トランスファクラッチ、31・・・オイルポ
ンプ、77・・・ソレノイドバルブ、93・・・デユー
ティソレノイド、97a 、 97b・・・車速ヒン吠
、99・・・アクピル間度センリ、101・・・ブレー
キスイッチ、102・・・エンジン回転数ヒンサ、48
・・・コントロールユニット、104・・・エンジン回
転駐準値設定手段、105・・・比較手段、106・・
・第1の制御条件判定手段、107・・・アクセル間度
噛値設設定″¥−段、IH,112・・・比較手段、1
09 、113・・・判定手段、110・・・アクセル
開度変化基準Iin設定手段、111・・・微分手段、
114・・・第2のf/制御条件判定手段、115・・
・制御信号発生手段。 特許出願人    富士重工業株式会社代理人 弁理士
  小 槙 信 浮 量  弁理士  村 井   進 第4因 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. デユーティソレノイドを用いて油圧制御回路におけるト
    ランスファクラッチおよびドレンへのオイル供給・排出
    を制御するものにおいて、上記油圧制御回路におけるポ
    ンプ吐出容量が厳しくなる所定の運転条件のとき上記ド
    レンへのオイル排出を最低にし、これを所定時間維持す
    るように、上記デューティソレノイドに制御信号を与え
    るオイル排出量規制手段をコントロールユニットに具備
    していることを特徴とする4輪駆動車のトランスファク
    ラッチ制御装置。
JP63033191A 1988-02-16 1988-02-16 4輪駆動車のトランスファクラッチ制御装置 Expired - Fee Related JP2684047B2 (ja)

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