專利名稱：四輪驅動車輛和控制單元的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種四輪驅動車輛及其控制單元，該四輪驅動車輛包括用于將驅動源的驅動力分配至主從動輪和輔從動輪的驅動力傳輸系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)地，已知一種四輪驅動車輛，在該四輪驅動車輛中，驅動源的驅動力通常傳輸至前輪側，并且車輛根據(jù)其行駛條件所需要的驅動力通過能夠改變轉矩傳輸能力的轉矩聯(lián)接器(例如，參考專利文獻I)傳輸至后輪側。專利文獻I描述的四輪驅動車輛具有在傳動軸的后輪側的能夠改變轉矩傳輸能力的轉矩聯(lián)接器，并且具有諸如爪式離合器之類的轉換機構，該轉換機構能夠接合并斷開變速器的輸出軸與傳動軸之間的轉矩傳輸。然后，當僅僅前輪被驅動的兩輪驅動在車輛中接合時，轉矩的傳輸在傳動軸的前部和后部被切斷，以防止當車輛在兩輪驅動狀態(tài)下行駛時傳動軸的轉動，由此降低與轉動軸的旋轉相關聯(lián)的滑動阻力和油攪拌損失，從而提高燃油經(jīng)濟性。相關技術文獻專利文獻專利文獻I JP-A_2010-4833
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題順帶地說，當路面的摩擦系數(shù)低時，在車輛從靜止起動的時候會發(fā)生車輛的從動輪打滑的情況。這種形式的車輛打滑傾向于容易在兩輪驅動中發(fā)生，特別是在轉矩傳輸至主從動輪的兩輪驅動中發(fā)生。在當兩輪驅動接合時車輪打滑的情況下，通過另外將轉矩分配至輔從動輪側以降低傳輸至四個從動輪中的一個從動輪的轉矩而抑制車輪的打滑是有效的。然而，在這種只有主從動輪打滑的狀態(tài)下，設置在通向輔從動輪側的轉矩傳輸線上的爪式離合器的輸入構件與輸出構件之間的轉速差較大，因此不能立即接合爪式離合器。為了甚至在這種情況下也能使爪式離合器接合，需要提供大功率的同步嚙合機構以使爪式離合器的輸入構件的旋轉與輸出構件的旋轉同步。本發(fā)明的目的是提供一種四輪驅動車輛，在該四輪驅動車輛中，即使當車輛在兩輪驅動條件下起動時從動輪打滑時，也能夠通過爪式離合器及其控制單元將轉矩快速地傳輸至轉矩被傳輸?shù)降妮o從動輪。解決問題的手段為了解決上文描述的問題，本發(fā)明因此提供一種根據(jù)以下方面的四輪驅動車輛和控制單元。(I) 一種四輪驅動車輛，包括:驅動源，驅動源產(chǎn)生形成車輛的驅動力的轉矩；驅動力傳輸系統(tǒng)，驅動力傳輸系統(tǒng)將驅動源的轉矩傳輸至主從動輪和輔從動輪；爪式離合器，爪式離合器設置在驅動力傳輸系統(tǒng)中并且能夠通過凹部與凸部的接合而將轉矩傳輸至輔從動輪側；判定單元，判定單元基于與路面的摩擦系數(shù)相關的指標值判斷路面的摩擦系數(shù)是否低于預定值；以及控制單元，當判定單元判定路面的摩擦系數(shù)低于所述預定值時，控制單元產(chǎn)生控制信號，控制信號在車輛起動之前導致爪式離合器的接合。(2)根據(jù)上述方面⑴的四輪驅動車輛，還包括:控制離合器，控制離合器設置在驅動力傳輸系統(tǒng)中的爪式離合器的沿著轉矩傳輸方向觀察的上游側或下游側，并且能夠控制傳輸至輔從動輪側的轉矩，其中，當判定單元判定路面的摩擦系數(shù)低于所述預定值時，控制單元產(chǎn)生第一控制信號，第一控制信號在車輛起動之前使爪式離合器接合；并且當在車輛起動時主從動輪打滑時，控制單元產(chǎn)生第二控制信號，第二控制信號指令控制離合器增大傳輸至輔從動輪側的轉矩。(3) 一種安裝至四輪驅動車輛的用于四輪驅動車輛的控制單元，所述四輪驅動車輛包括:驅動源，驅動源產(chǎn)生形成車輛的驅動力的轉矩；驅動力傳輸系統(tǒng)，驅動力傳輸系統(tǒng)將驅動源的轉矩傳輸至主從動輪和輔從動輪；以及爪式離合器，爪式離合器設置在驅動力傳輸系統(tǒng)中并且能夠通過凹部與凸部的接合將轉矩傳輸至輔從動輪側，控制單元包括:判定單元，判定單元基于與路面的摩擦系數(shù)相關的指標值判斷路面的摩擦系數(shù)是否低于預定值；以及控制單元，當判定單元判定路面的摩擦系數(shù)低于所述預定值時，控制單元產(chǎn)生控制信號，控制信號在車輛起動之前導致爪式離合器的接合。本發(fā)明的優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的一個方面，即使當車輛在兩輪驅動條件下起動時從動輪打滑時，也能夠通過爪式離合器將轉矩快速地傳輸至轉矩被傳輸?shù)降妮o從動輪。


圖1是描繪根據(jù)本發(fā)明的實施方式的四輪驅動車輛的結構的示例的示意圖。圖2是描繪根據(jù)本發(fā)明的實施方式的驅動力傳輸單元及其外圍部分的結構的示例的剖視圖。圖3(a)是描繪根據(jù)本發(fā)明的實施方式的爪式離合器及其外圍部分的結構的示例的剖視圖，圖3(b)是示例性地描繪在斷開狀態(tài)下的爪式離合器的嚙合部分的說明性示圖。圖4是描繪由根據(jù)本發(fā)明的實施方式的ECU的控制裝置執(zhí)行的處理過程的示例的流程圖。
具體實施例方式(實施方式)圖1是描繪四輪驅動車輛的結構的示例的示意圖。如圖1所示，四輪驅動車輛101具有發(fā)動機102、傳動裝置103、一對前輪104LU04R、一對后輪105L、105R和驅動力傳輸系統(tǒng)106，其中，發(fā)動機102是用于產(chǎn)生用作四輪驅動車輛101的驅動力的轉矩的驅動源，傳動裝置103改變來自發(fā)動機102的輸出的速度，驅動力傳輸系統(tǒng)106將發(fā)動機102的轉矩傳輸?shù)角拜?04LU04R和后輪105L、105R。前輪104L、104R代表主從動輪的示例，當車輛被驅動時，發(fā)動機102的轉矩始終被傳輸?shù)街鲝膭虞啞：筝?05LU05R代表輔從動輪的示例，轉矩根據(jù)車輛的行駛條件被傳輸?shù)捷o從動輪。
驅動力傳輸系統(tǒng)106具有前差速器120、爪形離合器130、傳動軸140和后差速器150。然后，前差速器120的輸出轉矩設計為分別經(jīng)由左驅動軸114L和右驅動軸114R傳輸?shù)角拜?04LU04R，而后差速器150的輸出轉矩設計為分別經(jīng)由左驅動軸115L和右驅動軸115R傳輸?shù)胶筝?05LU05R。另外，驅動力傳輸單元160在后差速器150與左驅動軸115L之間設置在驅動力傳輸系統(tǒng)106上。前差速器120具有基于從傳動裝置103輸出的轉矩進行旋轉的差速器箱20、保持在差速器箱20上的小齒輪軸21、可旋轉地支承在小齒輪軸21上的一對小齒輪22、22、以及一對側齒輪23L、23R，所述一對側齒輪23L、23R通過其齒輪軸相對于一對小齒輪22、22的齒輪軸轉過直角而與一對小齒輪22、22嚙合。另外，前差速器120設計成使得轉矩從左側齒輪23L經(jīng)由左驅動軸114L分配到左前輪104L，而轉矩從右側齒輪23R經(jīng)由右驅動軸114R分配到右前輪104R。爪形離合器130具有第一齒部31、第二齒部32和圓筒形套筒33，該第一齒部31固定至前差速器120的差速器箱20的外周部分，從而不會相對于差速器箱20旋轉；第二齒部32固定成不相對于齒圈41a轉動，該齒圈41a將在下文進行描述；圓筒形套筒33能夠沿著差速器箱20的旋轉軸線的方向前后移動。在該爪式離合器130中,第一齒部31和第二齒部32聯(lián)接在一起，使得能夠通過圓筒形套筒33沿著一個方向移動而在第一齒部31和第二齒部32之間進行轉矩傳輸，而第一齒部31與第二齒部32的聯(lián)接通過套筒33沿著另一方向移動而釋放。爪式離合器130將在下文詳細地描述。第一齒輪機構41設置在傳動軸140的前輪側,第一齒輪機構41包括具有錐齒輪的齒圈41a、以及小齒輪41b，該錐齒輪與爪式離合器130的第二齒部32 —起旋轉，小齒輪41b與齒圈41a嚙合并且具有固定在傳動軸140的一端的錐齒輪。另外，第二齒輪機構42設置在傳動軸140的后輪側，第二齒輪機構42包括具有錐齒輪的齒圈42a、以及小齒輪42b，該齒圈42a固定至后差速器150的差速器箱50 (差速器箱50將在下文詳細描述)，小齒輪42b與齒圈42a嚙合并且具有固定在傳動軸140的另一端的錐齒輪。后差速器150具有基于通過傳動軸140傳輸?shù)霓D矩進行旋轉的差速器箱50、保持在差速器箱50上的小齒輪軸51、可旋轉地支承在小齒輪軸51上的一對小齒輪52、52、以及一對側齒輪53L、53R，所述一對側齒輪53L、53R通過其齒輪軸相對于一對小齒輪52、52的齒輪軸轉過直角而與一對小齒輪52、52嚙合。左側齒輪53L聯(lián)接至布置在驅動力傳輸送單元160與左側齒輪53L之間的中間軸54，從而不會相對于中間軸54旋轉。另外，右側齒輪53R聯(lián)接至右驅動軸115R從而以相等的轉速旋轉。驅動力傳輸單元160具有多盤式離合器7和壓緊機構8，該壓緊機構8利用可變的壓緊力擠壓多盤式離合器7，并且設計成將與壓緊機構8用來擠壓多盤式離合器7的壓緊力對應的轉矩從中間軸54傳輸?shù)阶篁寗虞S115L。該驅動力傳輸單元160的結構將在下文詳細描述。四輪驅動車輛101還包括作為控制單元的電子控制單元(E⑶)9。輸出估測路面的摩擦系數(shù)的信號的檢測單元90、檢測前差速器120的差速器箱20的轉速的第一速度檢測器91、檢測第一齒輪機構41的齒圈41a的轉速的第二速度檢測器92、以及提供電流以驅動驅動力傳輸單元160的壓緊機構8的驅動電路93均連接至E⑶9。
E⑶9具有存儲單元9a和控制單元％，存儲單元9a具有諸如只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)之類的存儲元件，控制單元9b具有根據(jù)存儲在存儲單元9a中的控制程序9 運行的中央處理單元(CPU)?？刂茊卧?b根據(jù)控制程序9 運行，從而用作判定單元9bi和控制單元％2，判定單元9bi基于檢測單元90的輸出信號確定路面的摩擦系數(shù)是否低于預定值，控制單元％2產(chǎn)生控制爪式離合器130和驅動力傳輸單元160的控制信號。驅動電路93從E⑶9 (控制單元9b2)接收控制信號并且向組成壓緊機構8的電磁線圈(將在下文詳細描述)供給電流。該驅動電路93包括通過例如脈寬調制(PWM)控制進行控制的電流輸出電路，并且能夠將供給到壓緊機構8的電流的量連續(xù)地調節(jié)為對應于來自E⑶9的控制信號的值。在如上文所述構造的情況下，驅動力傳輸系統(tǒng)106將來自前差速器120的側齒輪23L、23R的轉矩經(jīng)由左驅動軸114L和右驅動軸114R傳輸?shù)角拜?04L、104R。另外，驅動力傳輸系統(tǒng)106將來自前差速器120的差速器箱20的轉矩經(jīng)由爪式離合器130、第一齒輪機構41、傳動軸140和第二齒輪機構42傳輸至后差速器150,并且如此傳輸?shù)胶蟛钏倨?50的轉矩隨后從右驅動軸115R傳輸至右后輪105R并且通過驅動力傳輸單元160從左驅動軸115L傳輸至左后輪105L。圖2是描繪驅動力傳輸單元160的結構及其外圍部分的示例的剖視圖。驅動力傳輸單元160與后差速器150 —起被容置在差速器架151中。驅動力傳輸單元160具有帶底的圓筒形外罩60,該圓筒形外罩60聯(lián)接至中間軸54從而不相對于中間軸54旋轉。多盤式離合器7和壓緊機構8設置在外罩60的內部。外罩60在其底部的外周面處聯(lián)接至中間軸54的凸緣54a,使得外罩60與中間軸54 一起旋轉。另外，具有沿著軸向方向延伸的多`個花鍵齒的花鍵部分60a形成在外罩的圓筒形部分的內周面上，并且外罩60的開口端部被環(huán)形后罩61封閉。后罩61具有磁性材料的第一元件61a、固定在第一元件61a內的非磁性材料的環(huán)形第二元件61b、以及固定在第二元件61b內的磁性材料的第三元件61c，其中第一元件61a通過例如螺紋連接或焊接的固定方式固定在外罩60的敞開部分中，從而不會相對于外罩60旋轉。圓筒形內部軸64布置在外罩60的內周部分中，從而與外罩60同心地相對于外罩60旋轉。具有沿著軸向方向延伸的多個花鍵齒的花鍵部分64a在與外罩60的花鍵部分60a相對地面向的區(qū)域中形成在內部軸64的外周面上。另外,軸狀構件56花鍵配合到內部軸64的內周面中從而不會相對于內部軸64旋轉，軸狀構件56具有等速接頭的外環(huán)部56a，左驅動軸115L(在圖1中示出)的一端以擺動的方式聯(lián)接至該等速接頭。多盤式離合器7包括多個環(huán)形外離合片71和多個類似的環(huán)形內離合片72，外離合片71和內離合片72沿著軸向方向交替地布置。多個凸部形成在外離合片71的外周邊緣上從而與外罩60的花鍵部分60a接合。另外，多個凸部形成在內離合片72的內周邊緣上從而與內部軸64的花鍵部分64a接合。通過采用這種結構，允許外離合片71沿著軸向方向移動，同時被限制相對于外罩60旋轉，并且內離合片72沿著軸向方向移動，同時被限制相對于內部軸64旋轉。壓緊機構8布置為在軸向方向上與多盤式離合器7平行。壓緊機構8具有電磁線圈80、支承電磁線圈80的磁性材料的軛部81、具有環(huán)形形狀的第一凸輪構件82、布置為與第一凸輪構件82相對地面向的具有環(huán)形形狀的第二凸輪構件84、以及插入在第一凸輪構件82與第二凸輪構件84之間的球形凸輪從動件83。電磁線圈80布置為將后罩61保持在電磁線圈80與第一凸輪構件82之間，并且設計成通過憑借通電而產(chǎn)生的磁力將第一凸輪構件82吸向后罩61。第二凸輪構件84設置為與多盤式離合器7的多個內離合片72中布置為在其一個軸向側與壓緊機構8最靠近的一個內離合片72相對地面向，并且第二凸輪構件84在其內周面的一部分上具有與內部軸64的花鍵部分64a形成接合的多個凸部。因此，允許第二凸輪構件84沿著軸向移動，同時被限制相對于內部軸64旋轉。在第一凸輪構件82和第二凸輪構件84的相對地面向的表面中的每一個上形成有凸輪面，該凸輪面具有形成為軸向深度沿著周向方向改變的斜面，并且多個凸輪從動件83布置成沿著兩個凸輪面滾動。另外，第一凸輪構件82和第二凸輪構件84分別被錐形盤簧85和錐形盤簧86偏置,從而彼此靠近。通過采用這種結構，當?shù)谝煌馆啒嫾?2通過電磁線圈80的磁力而靠在后罩61上摩擦地滑動時，第一凸輪構件82從后罩61接收旋轉力，并且第一凸輪構件82和第二凸輪構件84通過該旋轉力相對于彼此旋轉。然后，該相對旋轉造成凸輪從動件83在第一凸輪構件82和第二凸輪構件84的凸輪面上旋轉，從而產(chǎn)生軸向推力，并且第二凸輪構件84接收該推力并且擠壓多盤式離合器7。第一凸輪構件82從后罩61接收的旋轉力根據(jù)電磁線圈80的磁力的強度而變化，并且因此，壓在多盤式離合器7上的壓緊力能夠通過控制供給至電磁線圈80的電流進行調節(jié)，并且因此，經(jīng)由多盤式離合器7傳輸?shù)霓D矩能夠進行調節(jié)。即，該多盤式離合器7是能夠控制傳輸至后輪105U105R的轉矩的控制離合器的示例。另外，當對電磁線圈80斷電時，造成第一凸輪構件82通過錐形盤簧85的彈簧力而移動離開后罩61，并且第一凸輪構件82不再接收使其相對于第二凸輪構件84的旋轉的旋轉力。因此，軸向推力消失，并且第二凸輪構件84通過錐形盤簧86的彈簧力而沿移動離開多盤式離合器7的方向移動。通過采用這種結構，傳輸?shù)胶蟛钏倨?50的左側齒輪53L的轉矩通過驅動力傳輸單元160經(jīng)由軸狀構件56和左驅動軸115L不連續(xù)地傳輸?shù)阶蠛筝?05L。另外，傳輸?shù)胶蟛钏倨?50的右側齒輪53R的轉矩經(jīng)由軸狀構件55——該軸狀構件55聯(lián)接至側齒輪53R從而不會相對于側齒輪53R旋轉——和右驅動軸115R傳輸?shù)接液筝?05R，右驅動軸115R以擺動的方式聯(lián)接至設置在該軸狀構件55的一端處的等速接頭的外環(huán)部55a。圖3 (a)是描繪爪式離合器130及其外圍部分的結構的示例的剖視圖，并且圖3 (b)是示例性地描繪處于斷開狀態(tài)的該爪式離合器130的嚙合部分的說明性示意圖。如前文描述的，爪式離合器130具有第一齒部31、第二齒部32和能夠沿著差速器20的旋轉軸線前后移動的圓筒形套筒33，其中，第一齒部31固定至前差速器120的差速器箱20從而不會相對于差速器箱20旋轉，第二齒部32固定至環(huán)形齒41a從而不會相對于環(huán)形齒41a旋轉。爪式離合器130還具有使套筒33前后移動的致動器30。致動器30由電磁致動器構成，在該電磁致動器中，可動鐵芯通過由可電磁激勵的線圈在例如被通電時產(chǎn)生的電磁力而移動。
第一齒部31形成為環(huán)形，從而允許聯(lián)接至右前輪104R的驅動軸114通過其內周側插入，并且第一齒部31具有在其外周面上形成為沿著差速器箱20的旋轉軸線O延伸的多個花鍵齒31a。第二齒部32形成為圓筒形，從而允許驅動軸114R通過其內周側插入并且能夠與第一齒部31同軸地相對于第一齒部31旋轉。另外，第二齒部32具有在其外周面上形成為沿著差速器箱20的旋轉軸線O延伸的多個花鍵齒32a。套筒33是圓筒形構件，其支承在第一齒部31和第二齒部32的外周側上以便與第一齒部31和第二齒部32同心地沿著軸向方向移動。多個花鍵齒33a在套筒33的內周面上形成為與第一齒部31a的多個花鍵齒和第二齒部32a的多個花鍵齒接合。在相鄰的花鍵齒33a之間形成有凹部，使得為凸部的花鍵齒31a、32a與其接合。在花鍵齒31a、32a和花鍵齒33a的相應的遠端部設置有朝向遠側逐漸變小的漸縮部分，從而便于花鍵齒31a、32a與花鍵齒33a的嚙合性接合。凹部33b在套筒33的外周面上形成為周向地延伸為環(huán)形形狀，并且使套筒33沿著軸向方向移位的移位構件34的一個端部與這樣形成的凹部33b可滑動地接合。移位構件34的另一端部配合在軸30a中。致動器30基于來自ECU9(在圖1中示出)的控制信號而使軸30a沿著與差速器箱20的旋轉軸線O平行的方向前后移動，并且與此相關聯(lián)地，移位構件34和套筒33沿著旋轉軸線O在軸向方向上移動。應當注意，在該爪式離合器130中沒有設置用于使第一齒部31的旋轉與第二齒部32的旋轉同步的所謂的同步機構。在套筒33的多個花鍵齒33a與第二齒部32的多個花鍵齒32a嚙合、而套筒33的多個花鍵齒33a與第一齒部31的多個花鍵齒31a不嚙合的斷開狀態(tài)下，第一齒部31和第二齒部32能夠相對于彼此相互旋轉。另外，在套筒33的多個花鍵齒33a與第一齒部31的多個花鍵齒31a以及第二齒部32的多個花鍵齒32a均嚙合的接合狀態(tài)下，第一齒部31和第二齒部32彼此接合從而不相對于彼此旋轉。當在四輪驅動狀態(tài)下對四輪驅動車輛101進行驅動時，對電磁線圈80通電，從而能夠通過驅動力傳輸單兀160傳輸轉矩,并且在爪式離合器130中，使套筒33與第一齒部31和第二齒部32嚙合，使得前差速器120的差速器箱20聯(lián)接至傳動軸140，由此將發(fā)動機102的轉矩傳輸至前輪104L、104R和后輪105L、105R。另一方面，當在兩輪驅動狀態(tài)下對四輪驅動車輛101進行驅動時，對電磁線圈80斷電，從而切斷通過驅動力傳輸單元160的轉矩傳輸，并且釋放差速器箱20通過爪式離合器130與傳動軸140之間聯(lián)接。通過切斷驅動力傳輸單元160的轉矩傳輸，左后輪105L與中間軸54斷開聯(lián)接，并且與左后輪105L的驅動軸115L與中間軸54斷開聯(lián)接相關聯(lián)地，轉矩不再傳輸至右后輪105R。這是由于差速器單元的一般特性一即，若輸出軸的其中一個空轉，則轉矩不再傳輸至另一輸出軸——造成的。以這種方式，當在兩輪驅動狀態(tài)下對四輪驅動車輛101進行驅動時，通過驅動力傳輸系統(tǒng)106的轉矩傳輸在傳動軸140的上游端(發(fā)動機102端)和下游端(后輪105L、105R端)被切斷。因此，傳動軸140的旋轉和聯(lián)接至傳動軸140的后差速器150的差速器箱50的旋轉停止，由此降低了車輛的行駛阻力，該行駛阻力與傳動軸140的旋轉阻力和齒圈41a、42a的潤滑劑攪拌損失相關。另外，當四輪驅動車輛101從兩輪驅動轉換到四輪驅動時，首先，供給到電磁線圈80的電流量逐漸增大，使得后輪105LU05R處的轉矩通過驅動力傳輸單元160傳輸至傳動軸140從而使傳動軸140旋轉。隨后，當傳動軸140的轉速增大并且由第一速度檢測器91檢測到的前差速器120的差速器箱20的轉速與由第二速度檢測器92檢測到的第一齒輪機構41的齒圈41a的轉速之間的差值減小至閾值或者更低、以完成差速器箱20與齒圈41a的旋轉的同步時，爪式離合器130接合。
相反，當四輪驅動車輛101從四輪驅動轉換到兩輪驅動時，供給到電磁線圈80的電流量逐漸減小，從而消除通過傳輸至后輪側的轉矩引起的傳動軸140的扭轉，并且隨后，釋放爪式離合器130的接合。以這種方式，通過使用上文描述的過程而在兩輪驅動與四輪驅動之間切換驅動模式，抑制了當四輪驅動車輛101的驅動模式切換時會發(fā)生的沖擊。順帶地說，當車輛的車輪與地面之間的摩擦系數(shù)由于雨水路面、結冰路面或者積雪覆蓋或卵石覆蓋的路面而變低時，會增加車輛打滑的危險，從而在車輛從靜止起動時引起車輪空轉。這種打滑在轉矩僅傳輸至前輪104LU04R的兩輪驅動情況下比在轉矩不僅傳輸至前輪104LU04R而且傳輸至后輪105L、105R的四輪驅動情況下更容易發(fā)生。當在駕駛車輛期間發(fā)生車輛打滑時，如前文描述的，后輪105LU05R處的轉矩經(jīng)由驅動力傳輸單元160傳輸至傳動軸140，從而使傳動軸140旋轉，由此爪式離合器130的第一齒部31和第二齒部32能夠同步。然而，由于當車輛起動時后輪105LU05R不旋轉，因此不能以上文描述的方式使爪式離合器130同步。而在本實施方式中，關于當車輛從靜止起動時發(fā)生的打滑問題將通過按如下方式控制車輛來解決。圖4是描繪由用作判定單元91^和控制單元9b2的E⑶9的控制單元9b執(zhí)行的處理過程的示例的流程圖。該流程圖示出的過程起始于當在選擇兩輪驅動作為車輛的驅動模式的狀態(tài)下滿足預定過程起始條件時，例如，當在四輪驅動車輛101中開啟點火器或者起動發(fā)動機102時。判定單元9bi接收檢測單元90 (在圖1中示出)的輸出信號并且基于接收的輸出信號檢測路面的摩擦系數(shù)是否低于預定值或者路面是否處于低μ狀態(tài)(Sio)。一種能夠輸出關于與路面的摩擦系數(shù)相關的指標值的信息的設備能夠應用于檢測單元90。更具體地，能夠檢測易于影響車輪與路面之間的摩擦系數(shù)的現(xiàn)象的檢測單元能夠用作檢測單元90，并且該檢測單元包括例如檢測外部空氣的溫度的外部空氣溫度傳感器、檢測吸入發(fā)動機102中的進氣的溫度的進氣溫度傳感器、檢測由雨滴敲打造成的擋風玻璃的振動的振動傳感器、檢測雨刷的操作的傳感器、或者通過圖像檢測路面狀況的相機。判定單元9bi通過將從檢測單元90接收的與路面的摩擦系數(shù)相關的指標值與預定的閾值進行比較來判斷路面上是否存在低μ狀態(tài)。當在步驟SlO通過由判定單元9bi執(zhí)行的處理判定路面上存在低μ狀態(tài)(S10:是)時，控制單元％2向爪式離合器130發(fā)出操作命令信號(Sll)。當爪式離合器130接收到該操作命令信號時，致動器30使套筒33沿著箭頭A(在圖3(a)和圖3(b)中示出)標示的方向移位，以使套筒33的多個花鍵齒33a與第一齒部31的多個花鍵齒31a和第二齒部32的多個花鍵齒32a嚙合。通過套筒33與第一和第二齒部31、32的嚙合性接合，爪式離合器130被接合，并且前差速器120的差速器箱20和傳動軸140聯(lián)接在一起，從而能夠在差速器箱20與傳動軸140之間傳輸扭矩。該差速器箱20與傳動軸140的聯(lián)接在四輪驅動車輛101從靜止起動之前執(zhí)行。
接下來，控制單元9b2基于來自分別為前輪104LU04R設置的車輪速度傳感器的車輪速度檢測信號判定前輪104LU04R的至少一個是否打滑(S12)。能夠通過例如當前輪104LU04R的旋轉加速度大于閾值或者當前輪104LU04R中的一個的車輪速度與另一個的車輪速度之間的車輪速度差大于預定閾值時判定前輪104LU04R的至少一個打滑來執(zhí)行對前輪104LU04R的打滑的檢測。當控制單元9b2在步驟S12中判定前輪104L、104R的至少一個打滑時(S12:是)，控制單元％2向驅動電路93發(fā)出電流供給指令信號，以指令驅動電路93對壓緊機構8的電磁線圈80通電(S13)。該電流供給指令信號包括指示供給到電磁線圈80的電流量的信息。驅動電路93通過例如PWM控制來控制供給電流，使得由電流指令命令信號指示的線圈電流量被供給到電磁線圈80。除非打滑狀態(tài)消除，否則控制單元％2以預定的時間間隔重復步驟S12中的打滑判斷并且繼續(xù)向驅動單元93輸出電流供給指令信號。另外，當控制單元％2在步驟S12中判定前輪104LU04R都不打滑時(S12:否)，控制單元％2執(zhí)行正?？刂铺幚?S14)。在正?？刂茽顟B(tài)下，供給至電磁線圈80的電流量被控制為根據(jù)前輪104L、104R的平均轉速與后輪105LU05R的平均轉速之間的差而增加，或者，供給至電磁線圈80的電流量被控制為根據(jù)駕駛員對加速踏板的操作而增加。另外，當判定單元9bi在步驟SlO中的低μ判定判定出路面上不存在低μ狀態(tài)時(S10:否)，控制單元％2執(zhí)行正?？刂铺幚?S14)而不在步驟Sll至S13中執(zhí)行低μ起動控制。因此，如此前已描述的，當判定單元9bi判定路面的摩擦系數(shù)低于預定值時(S10:是)，控制單元％2產(chǎn)生作為第一控制信號的操作命令信號，該操作命令信號在四輪驅動車輛101起動之前以信號命令爪式離合器130的接合執(zhí)行(Sll)，并且然后當前輪104LU04R發(fā)生打滑時(S12:是)，控制單元％2產(chǎn)生作為第二控制信號的電流供給指令信號，該電流供給指令信號以信號命令供給至驅動力傳輸單元160的壓緊機構8的線圈電流的增大。通過由控制單元9b以這種方式執(zhí)行控制處理，當四輪驅動車輛101從靜止起動時前輪104LU04R中的任一個或兩個發(fā)生打滑時，傳動軸140與前差速器120的差速器箱20的旋轉相關聯(lián)地旋轉(空轉)。隨后，當供給至驅動力傳輸單元160的壓緊機構8的電流量在該狀態(tài)下增大時，轉矩經(jīng)由傳動軸140分配至后輪105LU05R，由此四輪驅動車輛101的驅動模式轉換成四輪驅動，從而能夠起動四輪驅動車輛101。(其他實施方式)盡管此前已經(jīng)基于實施方式描述了根據(jù)用于執(zhí)行本發(fā)明的模式的四輪驅動車輛，然而本發(fā)明不局限于已在上文描述的實施方式并且因此能夠在不悖離其精神和范圍的情況下以不同的形式執(zhí)行。例如，下面的改型示例是可能的。(I)在實施方式中，盡管驅動力傳輸單元160設置在爪式離合器130的當沿著轉矩傳輸方向觀察時的下游側(后輪側)，然而因此相反，驅動力傳輸單元160可以設置在爪式離合器130的當沿著轉矩傳輸方向觀察時的上游側(驅動源側)。即使在該結構中，由于在路面上存在低μ狀態(tài)的情況下爪式離合器130在車輛起動之前接合，當車輪打滑時，也能通過增大由驅動力傳輸單元160傳輸?shù)霓D矩的量來抑制打滑，從而有助于車輛的起動。(2)另外，在實施方式中，盡管壓緊機構8被描述為構造成使得由凸輪機構產(chǎn)生推力，然而本發(fā)明不限于此。壓緊機構8可以構造成通過液壓壓力或電動馬達的轉矩壓靠在多盤式離合器7上。(3)另外，在實施方式中，盡管為左后輪105L設置了單個驅動力傳輸單元160，然而也可以為左后輪105L和右后輪105R單獨地設置兩個驅動力傳輸單元160。在該情況下，能夠使用不具有差速功能的錐齒輪型齒輪機構代替后差速器150來將通過傳動軸140傳輸?shù)霓D矩傳輸?shù)礁鱾€驅動力傳輸單兀160。另外,驅動力傳輸單兀160可以布置在后差速器150的差速器箱50與傳動軸140之間。附圖標記描述7多盤式離合器；8壓緊機構9 ;9E⑶；9a存儲單元；9&1控制程序；9b控制裝置Ab1判定單元；%2控制單元；20差速器箱；51小齒輪軸;22、52小齒輪；23L、23R、53L、53R側齒輪；31第一齒部；32第二齒部；33套筒；41第一齒輪機構；42第二齒輪機構；41a、42a齒圈；41b、42b小齒輪;50差速器箱;54中間軸；54a凸緣；55、56軸狀構件；55a、56a外環(huán)部；60外罩；60a花鍵部分；61后罩；61a第一兀件；61b第二兀件；61c第三兀件；64內部軸；64a花鍵部分；71外離合片；72內離合片；80電磁線圈；81軛部；82第一凸輪構件；82a、84a凸輪槽；83凸輪從動件；84第二凸輪構件；90檢測單元；91第一速度檢測器；92第二速度檢測器；93驅動電路；101四輪驅動車輛；102發(fā)動機；103傳動裝置；140傳動軸；104L左前輪；104R右前輪；105L左后輪;105R右后輪;106驅動力傳輸系統(tǒng)；114L、114R、115L、115R驅動軸；120前差速器；130爪式離合器；140傳動軸；150后差速器；151差速器架；160驅動力傳輸單元。
權利要求
1.一種四輪驅動車輛，包括: 驅動源，所述驅動源產(chǎn)生形成車輛的驅動力的轉矩； 驅動力傳輸系統(tǒng)，所述驅動力傳輸系統(tǒng)將所述驅動源的轉矩傳輸至主從動輪和輔從動輪； 爪式離合器，所述爪式離合器設置在所述驅動力傳輸系統(tǒng)中，并且所述爪式離合器能夠通過凹部與凸部的接合而將轉矩傳輸至輔從動輪側； 判定單元，所述判定單元基于與路面的摩擦系數(shù)相關的指標值判斷路面的摩擦系數(shù)是否低于預定值；以及 控制單元，當所述判定單元判定路面的摩擦系數(shù)低于所述預定值時，所述控制單元產(chǎn)生控制信號，所述控制信號在車輛起動之前使所述爪式離合器接合。
2.根據(jù)權利要求1所述的四輪驅動車輛，還包括: 控制離合器，所述控制離合器設置在所述驅動力傳輸系統(tǒng)中的所述爪式離合器的沿著轉矩傳輸方向觀察的上游側或下游側，并且所述控制離合器能夠控制傳輸至所述輔從動輪側的轉矩， 其中，當所述判定單元判定路面的摩擦系數(shù)低于所述預定值時，所述控制單元產(chǎn)生第一控制信號，所述第一控制信號在車輛起動之前使所述爪式離合器接合；并且當在車輛起動時所述主從動輪打滑時，所述控制單元產(chǎn)生第二控制信號，所述第二控制信號指令所述控制離合器增大傳輸至所述輔從動輪側的轉矩。
3.一種安裝至四輪驅動車輛的用于四輪驅動車輛的控制單元，所述四輪驅動車輛包括:驅動源，所述驅動源產(chǎn)生形成車輛的驅動力的轉矩；驅動力傳輸系統(tǒng)，所述驅動力傳輸系統(tǒng)將所述驅動源的轉矩傳輸至主從動輪和輔從動輪；以及爪式離合器，所述爪式離合器設置在所述驅動力傳輸系統(tǒng)中并且能夠通過凹部與凸部的接合將轉矩傳輸至輔從動輪側， 所述控制單元包括: 判定單元，所述判定單元基于與路面的摩擦系數(shù)相關的指標值判斷路面的摩擦系數(shù)是否低于預定值；以及 控制單元，當所述判定單元判定路面的摩擦系數(shù)低于所述預定值時，所述控制單元產(chǎn)生控制信號，所述控制信號在車輛起動之前使所述爪式離合器接合。
全文摘要
一種四輪驅動車輛，設置有驅動源，驅動源產(chǎn)生形成車輛的驅動力的轉矩；驅動力傳輸系統(tǒng)，驅動力傳輸系統(tǒng)將來自驅動源的轉矩傳輸至主從動輪和輔從動輪；以及齒輪離合器，齒輪離合器設置在驅動力傳輸系統(tǒng)中，并且齒輪離合器能夠通過凹部與凸部的接合而將轉矩傳輸至輔驅動輪側。該車輛還設置有判定單元，判定單元基于與路面摩擦系數(shù)相關的指標值判斷路面的摩擦系數(shù)是否低于預定值；以及控制單元，當判定單元判定路面的摩擦系數(shù)低于預定值時，控制單元產(chǎn)生控制信號，控制信號在車輛起動之前使齒輪離合器接合。
文檔編號B60K17/348GK103108766SQ20118004470
公開日2013年5月15日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權日2010年9月15日
發(fā)明者洞口雅博, 大野明浩, 三田將貴 申請人:株式會社捷太格特