УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЯ С ПРИВОДОМ НА ЧЕТЫРЕ КОЛЕСА
CONTROL DEVICE OF FOUR WHEEL DRIVE VEHICLE

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники
[0001] Изобретение относится к устройству управления системой автомобиля с приводом на четыре колеса и, в частности, к управлению переключением из режима с приводом на два колеса в режим с приводом на четыре колеса.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Предлагается система автомобиля с приводом на четыре колеса, содержащая раздаточную коробку, распределяющую часть мощности привода от источника привода на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, карданный вал, передающий мощность, получаемую из раздаточной коробки, на механизм дифференциала, с которым соединено левое и правое вспомогательные ведущие колеса, на первую зубчатую муфту сцепления, находящуюся в раздаточной коробке и селективно разрешающую и блокирующую передачу энергии между источником привода и карданным валом, и на вторую зубчатую муфту сцепления, селективно разрешающую и блокирующую передачу энергии между карданным валом и механизмом дифференциала. Механизм дифференциала оснащен парой управляющих муфт для регулировки крутящего момента трансмиссии, передаваемого на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, при этом вторая зубчатая муфта сцепления оснащена синхронизатором. Один пример такого типа системы автомобиля с приводом на четыре колеса представлен на ФИГ. 10 японской патентной заявки №2016-74370 (JP 2016-74370 А). В системе автомобиля с приводом на четыре колеса, раскрытой в патенте JP 2016-74730 A, первая зубчатая муфта сцепления и вторая зубчатая муфта сцепления выключены при езде с приводом на два колеса для предотвращения вращения карданного вала и пр. и снижения расхода топлива.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В системе автомобиля с приводом на четыре колеса, содержащей первую зубчатую муфту сцепления и вторую зубчатую муфту сцепления, подобной системе, раскрытой в патенте JP 2016-74730 A, в случае возникновения разницы в скорости вращения в зубчатой муфте сцепления, вращение которой не синхронизировано механизмом синхронизации, при переключении из режима привода на два колеса, в котором первая зубчатая муфта сцепления и вторая зубчатая муфта сцепления выключены, в режим привода на четыре колеса, в котором первая зубчатая муфта сцепления и вторая зубчатая муфта сцепления включаются, происходит удар в момент включения указанной выше зубчатой муфты сцепления. Например, во время выполнения автомобилем поворота соответствующие колеса вращаются с разной скоростью, так как колеса проходят разный путь; следовательно, в зубчатой муфте сцепления, не оснащенной синхронизатором, возникает разница в скорости вращения и в момент включения происходит удар.
[0004] Настоящее изобретение предусматривает устройство управления, которое может подавить или уменьшить удар при переключении автомобиля из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса во время выполнения поворота для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, содержащей первую зубчатую муфту сцепления и вторую зубчатую муфту сцепления.
[0005] В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается устройство управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, при этом система содержит раздаточную коробку, выполненную с возможностью распределения части мощности привода, произведенной источником привода, на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, механизм дифференциала, соединенный с левым и правым вспомогательным ведущим колесам, карданный вал, передающий мощность, получаемую из раздаточной коробки, на механизм дифференциала, первую зубчатую муфту сцепления, находящуюся в раздаточной коробке и выполненную с возможностью селективно допускать и блокировать передачу энергии между источником привода и карданным валом, и вторую зубчатую муфту сцепления, выполненную с возможностью селективно допускать и блокировать передачу энергии между карданным валом и механизмом дифференциала. Механизм дифференциала содержит пару управляющих муфт, выполненных с возможностью регулировки крутящего момента трансмиссии, передаваемого на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, при этом первая зубчатая муфта сцепления или вторая зубчатая муфта оснащена синхронизатором. Устройство управления содержит электронный блок управления, выполненный с возможностью синхронизации вращения указанной выше первой зубчатой муфты сцепления или второй зубчатой муфты сцепления, включающей синхронизатор, при помощи синхронизатора, а также с возможностью синхронизации другой первой зубчатой муфты сцепления или второй зубчатой муфты сцепления путем управления крутящим моментом сцепления одной из пары управляющих муфт, передающей мощность на одно из вспомогательных ведущих колес, представляющее собой наружное колесо во время выполнения поворота.
[0006] В устройстве управления, соответствующем первому варианту приведенного выше аспекта изобретения, синхронизатор может быть выполнен с возможностью синхронизации вращения второй зубчатой муфты сцепления, а электронный блок управления может быть выполнен с возможностью управления крутящим моментом сцепления одной из указанных выше управляющих муфт после включения второй зубчатой муфты сцепления с целью синхронизации вращения первой зубчатой муфты сцепления.
[0007] В устройстве управления, соответствующем второму варианту приведенного выше аспекта изобретения, синхронизатор в устройстве управления может быть выполнен с возможностью синхронизации вращения первой зубчатой муфты сцепления, а электронный блок управления может быть выполнен с возможностью управления крутящим моментом сцепления одной из указанных выше управляющих муфт после включения первой зубчатой муфты сцепления с целью синхронизации вращения второй зубчатой муфты сцепления.
[0008] В устройстве управления, соответствующем третьему варианту приведенного выше аспекта изобретения, электронный блок управления в устройстве управления может быть выполнен с возможностью включения другой зубчатой муфты сцепления по завершении синхронизации этой другой зубчатой муфты сцепления.
[0009] В устройстве управления, соответствующем четвертому варианту приведенного выше аспекта изобретения, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью расчета крутящего момента сцепления путем умножения момента инерции вращающегося тела, чья скорость вращения повышается одной из указанных управляющих муфт, на угловое ускорение, рассчитанное на основании целевой скорости вращения вращающегося тела, с которой синхронизирована другая зубчатая муфта сцепления, и предварительно заданного целевого времени включения управляющей муфты.
[0010] С устройством управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим приведенному выше аспекту изобретения, при переключении автомобиля из режима с приводом на два колеса в режим с приводом на четыре колеса во время выполнения поворота вращение одной из зубчатых муфт сцепления синхронизируется при помощи синхронизатора. Также, вращение другой зубчатой муфты сцепления синхронизируется путем регулировки крутящего момента одной из управляющих муфт, передающей мощность на вспомогательное ведущее колесо, представляющее собой наружное колесо во время выполнения поворота. Поскольку скорость вращения вспомогательного ведущего колеса, представляющего собой наружное колесо при выполнении поворота, выше скорости вращения вспомогательного ведущего колеса, представляющего собой внутреннее колесо при выполнении поворота, то скорость вращения вращающегося тела, скорость вращения которого повышается указанной выше управляющей муфтой, может быть поднята до скорости вращения, синхронно с которой вращается другая зубчатая муфта сцепления. Таким образом, вращение другой зубчатой муфты сцепления, не синхронизированное при помощи синхронизатора, также синхронизируется; следовательно, удар в момент включения другой зубчатой муфты сцепления может быть погашен или уменьшен, даже в случае, когда автомобиль переключается из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса во время выполнения поворота.
[0011] С устройством управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим первому варианту изобретения, при переключении автомобиля из режима с приводом на два колеса в режим с приводом на четыре колеса во время выполнения поворота сначала включается вторая зубчатая муфта сцепления, вращение которой синхронизируется при помощи синхронизатора. Затем, крутящий момент сцепления одной из управляющих муфт регулируется так, чтобы вращение первой зубчатой муфты сцепления синхронизировалось; таким образом, удар, который произошел бы при включении первой зубчатой муфты сцепления, может быть погашен или уменьшен.
[0012] С устройством управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим второму варианту изобретения, при переключении автомобиля из режима с приводом на два колеса в режим с приводом на четыре колеса во время выполнения поворота сначала включается первая зубчатая муфта сцепления, вращение которой синхронизируется при помощи синхронизатора. Затем, крутящий момент сцепления одной из управляющих муфт регулируется так, чтобы вращение второй зубчатой муфты сцепления синхронизировалось; таким образом, удар, который произошел бы при включении второй зубчатой муфты сцепления, может быть погашен или уменьшен.
[0013] С устройством управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим третьему варианту изобретения, другая зубчатая муфта сцепления включается после того, как вращение этой другой зубчатой муфты сцепления синхронизируется; таким образом, удар, который произошел бы при включении другой зубчатой муфты сцепления, может быть погашен или уменьшен.
[0014] С устройством управления системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим четвертому варианту изобретения, крутящий момент сцепления, с которым синхронизируется вращение другой зубчатой муфты сцепления по прошествии заданного момента включения, может быть рассчитан путем умножения момента инерции вращающегося тела, чья скорость вращения повышается одной из управляющих муфт, на угловое ускорение, рассчитанное на основании целевой скорости вращения вращающегося тела, и заданного времени включения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0015] Отличительные признаки, преимущества, техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления настоящего изобретения раскрыты ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых одинаковые обозначения относятся к одинаковым элементам:
На ФИГ. 1 представлена принципиальная схема, отражающая конфигурацию системы для автомобиля с приводом на четыре колеса в качестве одного из вариантов осуществления настоящего изобретения;
На ФИГ. 2 представлен вид в разрезе раздаточной коробки, изображенной на ФИГ. 1;
На ФИГ. 3 представлена принципиальная схема, которая помогает объяснить принцип действия для удержания поршня при помощи первого стопора, изображенного на ФИГ. 2;
На ФИГ. 4 представлен вид в разрезе конструкции в зоне задней кулачковой муфты сцепления, предусмотренной в дифференциале, изображенном на ФИГ. 1;
На ФИГ. 5А, ФИГ. 5В и ФИГ. 5С представлены изображения переходного режима задней кулачковой муфты сцепления, изображенной на ФИГ. 4, в пошаговой форме отображающее переключение муфты сцепления из выключенного состояния во включенное состояние;
На ФИГ. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс переключения задней кулачковой муфты из выключенного состояния во включенное состояние в переходном режиме;
На ФИГ. 7 представлена функциональная блок-схема, которая помогает объяснить функции электронного блока управления, предназначенного для управления переключением из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса;
На ФИГ. 8А и ФИГ. 8В представлены изображения, иллюстрирующие путь, который проходит каждое из колес при приводе на четыре колеса, и скорость вращения каждого колеса во время выполнения поворота направо;
На ФИГ. 9 представлено изображение, демонстрирующее изменение в скорости вращения карданного вала, связанное с управлением крутящим моментом зацепления левой управляющей муфты во время выполнения поворота направо;
На ФИГ. 10 представлена блок-схема, иллюстрирующая основную часть управляющего процесса электронного блока управления, изображенного на ФИГ. 7, а именно, процесс управления при переключении автомобиля в режим привода на четыре колеса при движении в режиме привода на два колеса;
На ФИГ. 11 представлена принципиальная схема системы привода на четыре колеса, соответствующая другому варианту осуществления настоящего изобретения;
На ФИГ. 12 представлена блок-схема, иллюстрирующая основную часть управляющего процесса электронного блока управления, осуществляющего управление системой привода на четыре колеса, изображенной на ФИГ. 11, то есть процесс управления при переключении автомобиля в режим привода на четыре колеса при движении в режиме привода на два колеса; и
На ФИГ. 13 представлена принципиальная схема системы привода на четыре колеса, соответствующая дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0016] Некоторые варианты осуществления изобретения будут раскрыты на чертежах. В следующих вариантах осуществления изобретения части или компоненты, проиллюстрированные на чертежах, представлены в упрощенном или измененном виде при необходимости, а соотношение размеров, форма и т.д. каждой из частей необязательно показаны точно.
[0017] На ФИГ. 1 представлена принципиальная схема, отражающая конфигурацию системы 8 автомобиля с приводом на четыре колеса (далее именуемая «система 8 привода на четыре колеса») в качестве одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Система 8 привода на четыре колеса представляет собой систему переднеприводного автомобиля с передним расположением двигателя и приводом на четыре колеса, использующая двигатель 10 в качестве источника привода, и передает мощность привода двигателя 10 на передние колеса 12L, 12R (передние колеса 12, когда они не различаются друг от друга), являющиеся основными ведущими колесами, и на задние колеса 14L, 14R (задние колеса 14, когда они не различаются друг от друга), являющиеся вспомогательными ведущими колесами. Система 8 привода на четыре колеса содержит двигатель 10, конвертер 15 крутящего момента, автоматическую трансмиссию 16, механизм 17 переднего дифференциала (далее именуемый «передний дифференциал 17»), раздаточную коробку 18, карданный вал 20 и механизм 24 заднего дифференциала (далее именуемый «задний дифференциал 24»), включая две правой и левой управляющих муфт 22L, 22R (управляющие муфты 22, когда они не различаются друг от друга). Мощность привода, получаемая от двигателя 10, передается на пару из правого и левого колес 12L, 12R посредством конвертера 15 крутящего момента, автоматической трансмиссии 16, переднего дифференциала 17 и пары из левой и правой передних колесных осей 26L, 26R. Кроме того, часть мощности привода, получаемой от двигателя 10, передается на пару из левого и правого задних колес 14L, 14R посредством конвертера 15 крутящего момента, автоматической трансмиссии 16, раздаточной коробки 18, карданного вала 20 и заднего дифференциала 24. Задние колеса 14 соответствуют вспомогательным ведущим колесам в соответствии с изобретением, а задний дифференциал 24 соответствует механизму дифференциала в соответствии с изобретением.
[0018] Автоматическая трансмиссия 16, например, представляет собой широко известную многоступенчатую коробку передач, установленную на тракте силовой передачи между двигателем 10 и передним дифференциалом 17, и, например, содержит две или более планетарные передачи и два или более фрикционных устройств (таких как сцепления и тормоза). Так как автоматическая трансмиссия 16 является частью широко известной технологии, подробное описание конструкции и функционирования автоматической трансмиссии 16 не приводится.
[0019] Передний дифференциал 17 представлен в форме широко известного механизма дифференциала с коническими шестернями и служит для передачи мощности на оси 26L, 26R передних колес (оси 26 передних колес, когда они не различаются друг от друга), соединенные с левым и правым передними колесами 12, обеспечивая различную скорость вращения для передних колес 12 по мере необходимости. Так как передний дифференциал 17 является частью широко известной технологии, подробное описание конструкции и функционирования переднего дифференциала 17 не приводится.
[0020] Местоположение раздаточной коробки 18 выровнено с передним дифференциалом 17 в направлении осевой линии CL1 осей 26 передних колес. Раздаточная коробка 18 распределяет мощность привода, получаемую от двигателя 10, на передние колеса 12 и задние колеса 14 (то есть передает часть мощности привода на задние колеса 14) и содержит переднюю кулачковую муфту 28 (Fr) и переднюю муфту 30 управления кулачковым сцеплением для управления передней кулачковой муфтой 28. Передняя кулачковая муфта 28 выборочно соединяет и разъединяет тракт силовой передачи между раздаточной коробкой 18 и карданным валом 20. Описание устройства раздаточной коробки 18 будет приведено ниже. Передняя кулачковая муфта 28 соответствует первой зубчатой муфте сцепления в соответствии с изобретением.
[0021] Карданный вал 20 находится между раздаточной коробкой 18 и задним дифференциалом 24 и передает мощность, получаемую с переднего зубчатого венца 32, выполняющего функцию выходного вращающегося элемента раздаточной коробки 18, на задний дифференциал 24. Карданный вал 20 оснащен ведомой шестерней 34, входящей в зацепление с передним зубчатым венцом 32 раздаточной коробки 18, и ведущей шестерней 38, входящей в зацепление с задним зубчатым венцом 36 (описание которого приведено ниже) заднего дифференциала 24.
[0022] Задний дифференциал 24 содержит заднюю кулачковую муфту 40, заднюю муфту 42 управления кулачковым сцеплением для управления задней кулачковой муфтой 40, левую управляющую муфту 22L, находящуюся между задней колесной осью 44 и задним колесом 14L, и правую управляющую муфту 22R, находящуюся между задней колесной осью 44 и задним колесом 14R. Задняя кулачковая муфта 40 выборочно соединяет и разъединяет тракт силовой передачи между карданным валом 20 и задним дифференциалом 24. При езде с приводом на четыре колеса крутящий момент Tcouple сцепления каждой из пары левой и правой управляющих муфт 22L, 22R регулируется так, чтобы мощность, сообщенная заднему дифференциалу 24 посредством раздаточной коробки 18, карданного вала 20 и т.д., распределялась по мере необходимости на левое и правое задние колеса 14 и получалась от задних колес 14. Описание устройства задней кулачковой муфты 40 и задней муфты 42 управления кулачковым сцеплением приведено ниже. Левая управляющая муфта 22L и правая управляющая муфта 22R соответствуют паре управляющих муфт изобретения, регулирующих крутящий момент трансмиссии, передаваемый на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, а задняя кулачковая муфта 40 соответствует второй зубчатой муфте сцепления в соответствии с изобретением.
[0023] Левая управляющая муфта 22L находится между задней колесной осью 44 и задним колесом 14L и регулирует крутящий момент трансмиссии между задней колесной осью 44 и задним колесом 14L. Левая управляющая муфта 22L представляет из себя муфту с электронным управлением в виде многодискового сцепления, работающего в масляной ванне, и крутящий момент трансмиссии, передаваемый на заднее колесо 14L, регулируется путем регулировки крутящего момента сцепления (способности передавать крутящий момент) левой управляющей муфты 22L. Правая управляющая муфта 22R находится между задней колесной осью 44 и задним колесом 14R и регулирует крутящий момент трансмиссии между задней колесной осью 44 и задним колесом 14R. Правая управляющая муфта 22R представляет из себя муфту с электронным управлением в виде многодискового сцепления, работающего в масляной ванне, и крутящий момент трансмиссии, передаваемый на заднее колесо 14R, регулируется путем регулировки крутящего момента сцепления (способности передавать крутящий момент) правой управляющей муфты 22R. Таким образом, распределение крутящего момента на правое и левое задние колеса 14 регулируется путем регулировки крутящего момента Tcouple сцепления каждой из пары левой и правой управляющих муфт 22L, 22R (далее именуемых «управляющие муфты 22», когда они не различаются друг от друга). Управляющая муфта 22 является частью широко известной технологии, и, следовательно, подробное описание конструкции и функционирования управляющей муфты 22 не приводится.
[0024] На ФИГ. 2 представлен вид в разрезе раздаточной коробки 18. Раздаточная коробка 18 находится на тракте силовой передачи между передним дифференциалом 17 и карданным валом 20 и передает часть мощности привода, получаемой от двигателя 10, на задние колеса 14 посредством карданного вала 20, заднего дифференциала 24 и т.д.
[0025] Раздаточная коробка 18 размещена в радиальном направлении на наружной поверхности передней колесной оси 26R. Раздаточная коробка 18 содержит цилиндрический первый вращающийся элемент 46, цилиндрический второй вращающийся элемент 50, на котором закреплен передний зубчатый венец 32, входящий в зацепление с ведомой шестерней 34, и переднюю кулачковую муфту 28, соединяющую и разъединяющую первый вращающийся элемент 46 со вторым вращающимся элементом 50. Первый вращающийся элемент 46 соединен с помощью шлиц с раздаточной коробкой 17а переднего дифференциала 17 и вращается вокруг оси CL1 передней колесной оси 26. Подобно первому вращающемуся элементу 46 второй вращающийся элемент 50 также вращается вокруг оси CL1. Раздаточная коробка 18 дополнительно содержит первый механизм 54 увеличения усилия, создающий усилие для переключения передней кулачковой муфты 28 между включенным и выключенным состояниями, переднюю муфту 30 управления кулачковым сцеплением для управления передней кулачковой муфтой 28 посредством первого механизма 54 увеличения осевого усилия, и первый соленоид 52 для регулировки способности передней муфты 30 управления кулачковым сцеплением передавать крутящий момент.
[0026] Первый вращающийся элемент 46 размещен в радиальном направлении на наружной поверхности передней колесной оси 26R и закреплен так, чтобы иметь возможность вращаться вокруг этой оси CL1, также как и передняя колесная ось 26. В частности, противоположные в осевом направлении концы первого вращающегося элемента 46 опираются на шариковые подшипники 56, 57 так, чтобы иметь возможность вращаться вокруг оси CL1. Осевая концевая часть первого вращающегося элемента 46, находящегося ближе к переднему дифференциалу 17 (на левой стороне ФИГ. 2) закреплена с помощью шлиц на раздаточной коробке 17а так, чтобы первый вращающийся элемент 46 вращался как одно целое с раздаточной коробкой 17а вокруг оси CL1.
[0027] Второй вращающийся элемент 50 размещен радиально относительно наружной поверхности первого вращающегося элемента 46 так, чтобы иметь возможность вращаться вокруг оси CL1. В частности, второй вращающийся элемент 50 опирается как консоль с возможностью вращения на двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник 58. Передний зубчатый венец 32, входящий в зацепление с ведомой шестерней 34, закреплен на внешней поверхности концевой части второго вращающегося элемента 50, находящегося ближе к переднему дифференциалу 17, если смотреть в направлении оси CL1.
[0028] Передняя кулачковая муфта 28 смонтирована так, чтобы иметь возможность соединять и разъединять первый вращающийся элемент 46 со вторым вращающимся элементов 50. Передняя кулачковая муфта 28 содержит кольцевую скользящую муфту 60 с зубьями 60а зацепления на своей внешней поверхности и зубья 62 зацепления на осевом конце второго вращающегося элемента 50, находящемся ближе к переднему дифференциалу 17, если посмотреть в осевом направлении. Внутренняя поверхность скользящей муфты 60 закреплена с помощью шлиц на первом вращающемся элементе 46 так, чтобы муфта 60 не могла вращаться относительно первого вращающегося элемента 46 и могла перемещаться относительно первого вращающегося элемента 46 в направлении оси CL1. При такой конструкции муфта 60 перемещается между положением, отмеченным на ФИГ. 2 на нижней стороне относительно оси CL1 передней колесной оси 26, и положением, отмеченным на верхней стороне относительно оси CL1 передней колесной оси 26 на ФИГ. 2.
[0029] При перемещении скользящей муфты 60 в положение, отмеченное на нижней стороне от оси CL1 передней колесной оси 26 на ФИГ. 2, зубья 60а зацепления скользящей муфты 60 входят в зацепление с зубьями 62 зацепления таким образом, чтобы первый вращающийся элемент 46 и второй вращающийся элемент 50 были соединены друг с другом. То есть, передняя кулачковая муфта 28 включается. В этот момент система 8 привода на четыре колеса переключается в режим привода на четыре колеса, в котором часть мощности привода, получаемой от двигателя 10, передается на сторону карданного вала 20 (сторону задних колес 14) посредством раздаточной коробки 18.
[0030] При перемещении муфты 60 в положение, отмеченное на верхней стороне от оси CL1 передней колесной оси 26 на ФИГ. 2, зацепление между зубьями 60а зацепления скользящей муфты 60 и зубьями 62 зацепления разъединяется таким образом, чтобы первый вращающийся элемент 46 и второй вращающийся элемент 50 были разъединены. То есть, передняя кулачковая муфта 28 выключается. В этот момент система 8 привода на четыре колеса переключается в режим привода на два колеса, в котором мощность привода, получаемая от двигателя 10, передается только на сторону передних колес 12 без передачи на сторону карданного вала 20 (сторону задних колес 14).
[0031] Пружина 64 установлена между шариковым подшипником 56 и скользящей муфтой 60, если посмотреть в направлении оси С1. Пружина 64 смещает скользящую муфту 60 в сторону шарикового подшипника 57 в направлении оси L1, то есть смещает скользящую муфту 60 в положение, при котором зубья 60а зацепления скользящей муфты 60 входят в зацепление с зубьями 62 зацепления.
[0032] Первый механизм 54 увеличения осевого усилия находится в кольцевом зазоре между первым вращающимся элементом 46 и вторым вращающимся элементом 50. Первый механизм 54 увеличения осевого усилия содержит первый кулачок 66, второй кулачок 68, множество шариков 70, вставленных между первым кулачком 66 и вторым кулачком 68 в направлении оси CL1, поршень 72 и пружину 74, вставленную между поршнем 72 и вторым кулачком 68. Первый кулачок 66 выполнен с возможностью вращения вокруг оси CL1 передней колесной оси 26. Второй кулачок 68 выполнен с возможностью вращения вокруг оси CL1 подобно первому кулачку 66 и может перемещаться в направлении оси CL1. Когда поршень 72 примыкает ко второму кулачку 68, он перемещается вместе со вторым кулачком 68 в направлении оси CL1. Пружина 74 смещает второй кулачок 68 в сторону первого кулачка 66 в направлении оси CL1.
[0033] Первый кулачок 66 имеет кольцевую форму и его внутренняя цилиндрическая поверхность смонтирована с возможностью проскальзывания на внешней цилиндрической поверхности первого вращающегося элемента 46. Внутренний диск, представляющий собой переднюю муфту 30 управления кулачковым сцеплением, смонтирован с помощью шлиц на внешней поверхности первого кулачка 66. Второй кулачок 68 имеет кольцевую форму и его внутренняя поверхность смонтирована с помощью шлиц на внешней поверхности первого вращающегося элемента 46 так, чтобы второй кулачок 68 не мог вращаться относительно первого вращающегося элемента 46 и мог перемещаться относительно первого вращающегося элемента 46 в направлении оси CL1. Второй кулачок 68 имеет удлиненную часть 73, выступающую из концевой части кулачка 68 на дальней стороне от первого кулачка 66 в направлении ост CL1 в сторону поршня 72 в направлении оси CL1, а осевая концевая часть удлиненной части 73 примыкает к поршню 72.
[0034] Канавки 69, 71 кулачков, каждая из которых выполнена в форме дуги в направлении окружности, находятся на взаимно противоположных сторонах первого кулачка 66 и второго кулачка 68, а шарики 70 попадают в пару канавок 69, 70. Каждая из канавок 69, 71 выполнены так, чтобы вдоль окружности средняя часть канавки имела большую глубину, и эта глубина уменьшается в направлении концов канавок по окружности.
0035] В случае, когда первый кулачок 66 и второй кулачок 68 вращаются как одно целое, шарики 70 перемещаются в положение, при котором контактируют с глубокими частями канавок 69, 71 кулачков, так как второй кулачок 68 смещен пружиной 74 в сторону первого кулачка 66. С другой стороны, при вращении первого кулачка 66 и второго кулачка 68 относительно друг друга шарики 70 перемещаются в направлении окружности по канавке 69 первого кулачка 66 и канавке 71 второго кулачка 68 так, чтобы шарики 70 контактировали с менее глубокими частями канавок 69, 71 кулачков. В результате первый кулачок 66 и второй кулачок 68 отталкиваются друг от друга в направлении оси CL1. В этот момент второй кулачок 68 перемещается от первого кулачка 66, а именно, в сторону поршня 72 в направлении оси CL1. По мере того, как второй кулачок 68 смещается в направлении оси CL1, поршень 72, который находится в контакте с вторым кулачком 68, также перемещается в направлении оси CL1, а скользящая муфта 60, прилегающая к поршню 72, при помощи упорного подшипника также перемещается в направлении CL1, преодолевая смещающее сопротивление пружины 64. Таким образом, скользящая муфта 60 перемещается в направлении оси CL1 при помощи первого механизма 54 увеличения осевого усилия.
[0036] Передняя муфта 30 управления кулачковым сцеплением предназначена для управления функционированием первого механизма 54 увеличения осевого усилия. Передняя муфта 30 управления кулачковым сцеплением расположена радиально относительно наружной поверхности первого кулачка 66. Передняя муфта 30 управления кулачковым сцеплением регулирует рабочее состояние механизма 54 увеличения осевого усилия путем уменьшения скорости вращения первого кулачка 66 при помощи ввода в зацепление (полное зацепление) или зацепление с пробуксовкой первого кулачка 66, представляющего собой первый механизм 54 увеличения осевого усилия, с картером 76 раздаточной коробки, как не вращающимся элементом, и создания разницы в скорости вращения между первым кулачком 66 и вторым кулачком 68.
[0037] Передняя муфта 30 управления кулачковым сцеплением содержит внутренний диск сцепления или диски сцепления, наружный диск сцепления или диски сцепления и якорь 78. Внутренний диск сцепления крепится с помощью шлиц на внешней поверхности первого кулачка 66 так, чтобы он не мог вращаться относительно первого кулачка 66, и мог перемещаться относительно первого кулачка 66 в направлении оси CL1. Наружный диск сцепления накладывается на внутренний диск сцепления, чередуясь с ним, и его внешняя поверхность закреплена с помощью шлиц на картере 76 раздаточной коробки так, чтобы наружный диск сцепления не мог вращаться относительно картера 76 раздаточной коробки и мог перемещаться относительно картера 76 раздаточной коробки в направлении оси CL1. Подобно наружному диску сцепления, внешняя поверхность якоря 78 закреплена с помощью шлиц на картере 76 раздаточной коробки так, чтобы якорь 78 не мог вращаться относительно картера 76 раздаточной коробки и мог перемещаться относительно картера 76 раздаточной коробки в направлении оси CL1. Внутренний диск сцепления и наружный диск сцепления представляют фрикционные элементы 80 передней муфты 30 управления кулачковым сцеплением.
[0038] Первый соленоид 52 находится в местоположении, радиально перекрывающем фрикционные элементы 80 передней муфты 30 управления кулачковым сцеплением и якорь 78, если посмотреть в направлении оси CL1. При прохождении тока через первый соленоид 52 вокруг первого соленоида 52 возникает поток магнитной индукции, и якорь 78 притягивается в сторону первого соленоида 52 в направлении оси CL1. В этот момент якорь 78 нажимает на фрикционные элементы 80 так, чтобы ввести в зацепление или зацепление с пробуксовкой переднюю муфту 30 управления кулачковым сцеплением. В результате на первый кулачок 66 оказывает воздействие крутящий момент, препятствующий вращению, пропорциональный силе тока первого соленоида 52, и, таким образом, скорость вращения первого кулачка 66 уменьшается или вращение первого кулачка 66 прекращается.
[0039] При уменьшении скорости вращения первого кулачка 66 или прекращении вращения первого кулачка 66, первый кулачок 66 и второй кулачок 68, вращающийся как одно целое с первым вращающимся элементом 46, вращаются относительно друг друга. Следовательно, первый механизм 54 увеличения осевого усилия приводится в действие так, чтобы второй кулачок 68, поршень 72 и скользящая муфта 60 переместились в сторону переднего дифференциала 17 в направлении оси CL1. Таким образом, рабочий режим первого механизма 54 увеличения осевого усилия регулируется силой тока, проходящего через первый соленоид 52, тем самым регулируя скорость вращения первого кулачка 66.
[0040] Первый стопор 82, служащий в качестве фиксирующего механизма (стопорного механизма) для удержания передней кулачковой муфты 28 во включенном / выключенном состоянии, находится на внутренней поверхности удлиненной части 73 второго кулачка 68. Первый стопор 82 имеет кольцевую форму и закреплен на первом вращающемся элементе 46 так, чтобы он не мог вращаться относительно первого вращающегося элемента 46 и не мог перемещаться в направлении ост CL1. Кроме того, зацепляющие зубья 82а, представленные на ФИГ. 3, находятся на внешней цилиндрической поверхности первого стопора 82 для удержания поршня 72.
[0041] На ФИГ. 3 представлена принципиальная схема, которая помогает объяснить принцип удержания поршня 72 при помощи первого стопора 82. На ФИГ. 3 второй кулачок 68, поршень 72 и первый стопор 82 размещены в направлении окружности в горизонтальной развертке. На ФИГ. 3 вертикальное направление листа бумаги соответствует направлению оси CL1, а поперечное направление листа бумаги соответствует направлению окружности (направлению вращения). Хотя и не показано на ФИГ. 3, поршень 72 обычно смещается пружиной 64 в сторону второго кулачка 68 в направлении оси CL1.
[0042] Как показано на Фиг. 3, внешняя цилиндрическая поверхность на концевом участке первого стопора 82 ближе к поршню 72 в направлении оси CL1 (верхняя часть листа бумаги с ФИГ. 3) выполнена пилообразной формы для обеспечения чередующихся наклонных поверхностей. Приблизительно в середине каждой наклонной поверхности, если посмотреть в направлении вращения, находится стопорный выступ 82а, направленный по оси CL1. Таким образом, наклонная поверхность разделена на наклонную поверхность 82b, наклонную поверхность 82с и стопорный выступ 82а, находящийся между наклонными поверхностями 82b, 82с. Внешняя цилиндрическая поверхность на концевом участке (верхняя часть) стопорного выступа 82а в направлении оси CL1 также выполнен в виде наклонной поверхности, параллельной двум наклонным поверхностям 82b, 82с.
[0043] Внешняя цилиндрическая поверхность на концевом участке второго кулачка 68 ближе к поршню 72 в направлении оси CL1 также выполнена в пилообразной форме для обеспечения чередующихся наклонных поверхностей. Приблизительно в середине каждой наклонной поверхности находится стопорный выступ 68а, направленный по оси CL1. Таким образом, наклонная поверхность разделена на наклонную поверхность 68b, наклонную поверхность 68с и стопорный выступ 68а, находящийся между наклонными поверхностями 68b, 68с. Внешняя цилиндрическая поверхность на концевом участке (верхняя часть) стопорного выступа 68а в направлении оси CL1 также выполнена в виде наклонной поверхности, параллельной двум наклонным поверхностям 68b, 68с.
[0044] В дополнение, выступающие части 72а расположены поочередно на концевой части поршня 72, обращенной в сторону второго кулачка 68 и первого стопора 82 в направлении оси CL1. Выступающие части 72а выполнены с наклонными поверхностями, параллельными каждой из наклонных поверхностей второго кулачка 68 и первого стопора 82.
[0045] Поршень 72 в позиции «А», отмеченной сплошными линиями на ФИГ. 3, находится в положении, при котором наклонные поверхности выступающих частей 72а примыкают к наклонным поверхностям 82b первого стопора 82, то есть в положении, при котором поршень 72 удерживается в позиции «А» при помощи поршня 82. В данном положении поршень 72 перемещается в сторону второго кулачка 68 в направлении оси CL1. Данное положение соответствует состоянию в части ниже оси CL1 на ФИГ. 2, при котором зубья 60а зацепления и зубья 62 зацепления передней кулачковой муфты 28 находятся в зацеплении относительно друг друга.
[0046] Если второй кулачок 68 произведет одно возвратно-поступательное движение в данном положении, наклонные поверхности на выступающих частях 72а поршня 72 будут примыкать к наклонным поверхностям 68с второго кулачка 68, и поршень 72 будет пододвинут вторым кулачком 68 в сторону скользящей муфты 60 (вверх на ФИГ. 3) в направлении оси CL1. В данном случае, если наклонные поверхности 68с второго кулачка 68 становятся ближе к скользящей муфте 60, чем наклонные поверхности 82с первого стопора 82, выступающие части 72а поршня 72 смещаются на рисунке вправо вдоль наклонных поверхностей 68с. В дополнение, если второй кулачок 68 возвращается вниз на рисунке, наклонные поверхности выступающих частей 72а будут примыкать к наклонным поверхностям 82с первого стопора 82 и дальше сместятся параллельно наклонным поверхностям 82с так, чтобы поршень 72 удерживался в позиции «В», отмеченной штрихпунктирными линиями. В данном положении поршень 72 перемещается в сторону скользящей муфты 60 в направлении оси CL1 и удерживается в состоянии, соответствующем верхней части на ФИГ. 2 над осью CL1.
[0047] Если второй кулачок 68 произведет еще одно возвратно-поступательное движение из положения, при котором поршень 72 удерживается в позиции «В», отмеченной штрихпунктирными линиями, наклонные поверхности на выступающих частях 72а будут примыкать к стопорным выступам 68а второго кулачка 68, а поршень 72 будет пододвинут вторым кулачком 68 в сторону скользящей муфты 60 в направлении оси CL1. В данном случае, если наклонные поверхности стопорных выступов 68 второго кулачка 68 сместятся к скользящей муфте 60 в направлении оси CL1, ближе чем наклонные поверхности стопорных выступов 82а первого стопора 82, то выступающие части 72а поршня 72 сместятся параллельно наклонным поверхностям стопорных выступов 68 и наклонным поверхностям 82b первого стопора 82 так, чтобы поршень 72 удерживался в позиции «А», как показано прерывистыми линиями. Следовательно, при каждом возвратно-поступательном движении второго кулачка 68 поршень 72 попеременно переключается между позицией «А», в которой передняя кулачковая муфта 28 входит в зацепление, и позицией «В», в которой передняя кулачковая муфта 28 выходит из зацепления. В положении, при котором второй кулачок 68 не задействован, поршень 72 механически удерживается либо в позиции «А», либо в позиции «В» первым стопором 82.
[0048] На ФИГ. 4 представлен вид в разрезе конструкции вокруг задней кулачковой муфты 40 (Rr), предусмотренной в дифференциале 24. Задний дифференциал 24 содержит цилиндрический третий вращающийся элемент 84, выполненный с возможностью вращаться вокруг оси CL2 вращения (ось CL2), цилиндрический четвертый вращающийся элемент 86, выполненный с возможностью вращаться вокруг оси CL2, и заднюю кулачковую муфту 40, смонтированную так, чтобы она могла соединять друг с другом и разъединять третий вращающийся элемент 84 и четвертый вращающийся элемент 86. Задний дифференциал 24 дополнительно содержит второй механизм 104 увеличения осевого усилия, создающий усилие для переключения задней кулачковой муфты 40 между включенным и выключенным состояниями, заднюю муфту 42 управления кулачковым сцеплением для управления задней кулачковой муфтой 40 посредством второго механизма 104 увеличения осевого усилия, и второй соленоид 124 для регулировки способности задней муфты 42 управления кулачковым сцеплением передавать крутящий момент.
[0049] Третий вращающийся элемент 84 опирается с возможностью вращения на двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник 88 с угловым контактом. Задний зубчатый венец 36, входящий в зацепление с ведущей шестерней 38 карданного вала 20, закреплен на внешней поверхности третьего вращающегося элемента 84. Также, на внутренней поверхности третьего вращающегося элемента 84 находятся шлицы 84а.
[0050] Четвертый вращающийся элемент 86 опирается с возможностью вращения на шариковые подшипники 92, 94, находящиеся на противоположных сторонах в направлении оси CL2. Четвертый вращающийся элемент 86 закрепляется с помощью шлиц на задней колесной оси 44 так, чтобы иметь возможность вращаться как единое целое в задней колесной осью 44.
[0051] Задняя кулачковая муфта 40 смонтирована так, чтобы иметь возможность соединять друг с другом и разъединять третий вращающийся элемент 84 со вторым вращающимся элементов 86. Задняя кулачковая муфта 40 содержит кольцевую скользящую муфту 98, имеющую зубья 98а зацепления на своей внешней поверхности, зубья 100 зацепления на осевом конце третьего вращающегося элемента 84, находящемся ближе к левому заднему колесу 14L (на левой стороне рисунка) в направлении оси CL2, а также синхронизатор 116. Скользящая муфта 98 закреплена с помощью шлиц на четвертом вращающемся элементе 86 так, чтобы муфта 98 не могла вращаться относительно четвертого вращающегося элемента 86 и могла перемещаться относительно четвертого вращающегося элемента 86 в осевом направлении.
[0052] При перемещении скользящей муфты 98 в сторону левого заднего колеса 14L в направлении оси CL2 зубья 98а зацепления скользящей муфты 98 выходят из зацепления с зубьями 100 зацепления, как показано ниже оси CL2 на ФИГ. 4, так, чтобы третий вращающийся элемент 84 и четвертый вращающийся элемент 86 отсоединились друг от друга. То есть, задняя кулачковая муфта 40 выключается. С другой стороны, при перемещении скользящей муфты 98 в сторону правого заднего колеса 14R (направо на рисунке) в направлении оси CL2 зубья 98а зацепления скользящей муфты 98 входят в зацепление с зубьями 100 зацепления, как показано над осью CL2 на ФИГ. 4. В этот момент третий вращающийся элемент 84 и четвертый вращающийся элемент 86 соединяются друг с другом. То есть, задняя кулачковая муфта 40 включается.
[0053] Пружина 102 для смещения скользящей муфты 98 в сторону правого заднего колеса 14R (направо нп рисунке) в направлении оси CL2 находится между шариковым подшипником 92 и скользящей муфтой 98 в направлении оси CL2.
[0054] Второй механизм 104 увеличения осевого усилия находится в кольцевом зазоре между третьим вращающимся элементом 84 и четвертым вращающимся элементом 86. Второй механизм 104 увеличения осевого усилия содержит первый кулачок 106, находящийся на внешней цилиндрической поверхности четвертого вращающегося элемента 86, второй кулачок 108, закрепленный с помощью шлиц на третьем вращающемся элементе 84 так, чтобы он не мог вращаться относительно третьего вращающегося элемента 84 и мог перемещаться в направлении оси CL2, множество шариков 110, вставленных между первым кулачком 106 и вторым кулачком 108, поршень 112 и пружину 114. Поршень 112 примыкает ко второму кулачку 108 так, чтобы он мог перемещается вместе со вторым кулачком 108 в направлении оси CL2. Пружина 114 вставляется между поршнем 112 и вторым кулачком 108 так, чтобы она смещала второй кулачок 108 в сторону первого кулачка 106 в направлении оси CL2. Устройство и функционирование второго механизма 104 увеличения осевого усилия практически идентично устройству и функционированию первого механизма 54 увеличения осевого усилия, как раскрыто выше, и, следовательно, детальное описание не приводится.
[0055] Синхронизатор 116 находится между поршнем 112 и скользящей муфтой 98 в направлении оси CL2. Синхронизатор 116 служит для синхронизации вращения третьего вращающегося элемента 84, на котором находятся зубья 100 зацепления, с вращением скользящей муфты 98, на которой находятся зубья 98а зацепления, то есть для синхронизации вращения задней кулачковой муфты 40. Синхронизатор 116 содержит кольцо 118 синхронизатора, фрикционный элемент 120, закрепленный на скользящей муфте 98 так, чтобы он не мог вращаться относительно муфты 98 и мог перемещаться относительно муфты 98 в направлении оси CL2, и фрикционный элемент 122, закрепленный на третьем вращающемся элементе 84 так, чтобы он не мог вращаться относительно третьего вращающегося элемента 84 и мог перемещаться относительно элемента 84 в направлении оси CL2.
[0056] Кольцо 118 синхронизатора 118 имеет кольцевую форму и его внутренняя поверхность присоединена с помощью шлиц к четвертому вращающемуся элементу 86 так, чтобы кольцо 118 синхронизатора не могло вращаться относительно четвертого вращающегося элемента 86 и могло перемещаться относительно четвертого элемента 86 в направлении оси CL2. Между кольцом 118 синхронизатора и поршнем 112 находится нажимной подшипник.
[0057] Фрикционный элемент 120 имеет коническую форму, а его внутренняя концевая часть (в направлении радиуса) закреплена с помощью шлиц на скользящей муфте 98. Также, фрикционный элемент 122 имеет коническую форму, а его радиальная наружная концевая часть (в направлении радиуса) закреплена с помощью шлиц на третьем вращающемся элементе 84. Наклонная поверхность на внутренней поверхности фрикционного элемента 120 находится в скользящем контакте с наклонной поверхностью на наружной поверхности фрикционного элемента 122. В дополнение, наклонная поверхность на внутренней поверхности фрикционного элемента 122 находится в скользящем контакте с наклонной поверхностью на наружной поверхности кольца 118 синхронизатора.
[0058] В синхронизаторе 116, устроенном в соответствии с приведенным выше описанием, при нажатии поршнем 112 на кольцо 118 синхронизатора в сторону скользящей муфты 98 в направлении оси CL2, между скользящими контактными поверхностями кольца 118 синхронизатора и фрикционного элемента 122 и между скользящими контактными поверхностями фрикционного элемента 122 и фрикционного элемента 120 возникает сила трения. При возникновении этой силы трения, третий вращающийся элемент 84 и скользящая муфта 98 вращаются синхронно относительно друг друга. То есть задняя кулачковая муфта 40 вращается синхронно. При синхронном вращении вращающегося элемента 84 и скользящей муфты 98 удар, который бы произошел в задней кулачковой муфте 40 при вхождении в зацепление зубьев 98а и зубьев 100, гасится или уменьшается.
[0059] Задняя муфта 42 (Rr) управления кулачковым сцеплением, содержащая фрикционные элементы и якорь 128, находится радиально относительно наружной части первого кулачка 106. Устройство и функционирование задней муфты 42 управления кулачковым сцеплением практически идентично устройству и функционированию передней муфты 30 управления кулачковым сцеплением, как раскрыто выше, и, следовательно, детальное описание не приводится. Также, второй соленоид 124, предназначенный для регулировки способности задней муфты 42 управления кулачковым сцеплением передавать крутящий момент, находится в местоположении, смежном с задней муфтой 42 управления кулачковым сцеплением в направлении оси CL2, и в направлении радиуса о совпадает с местоположением задней муфты 42 управления кулачковым сцеплением.
[0060] Второй стопор 126, служащий в качестве фиксирующего механизма (стопорного механизма) для удержания задней кулачковой муфты 40 во включенном / выключенном состоянии, находится между поршнем 112 и вторым кулачком 108 в направлении оси CL2. Второй стопор 126 имеет кольцевую форму и закреплен на четвертом вращающемся элементе 86 так, чтобы он не мог вращаться относительно элемента 86 и мог перемещаться относительно элемента 86 в направлении ост CL2. Устройство и функционирование второго стопора 126 практически идентично устройству и функционированию первого стопора 82, как раскрыто выше, и, следовательно, детальное описание второго стопора 126 не приводится.
[0061] На ФИГ. 5А, ФИГ. 5В и ФИГ. 5С пошагово представлен переходный режим задней муфты 40 управления кулачковым сцеплением при переключении из выключенного состояния во включенное состояние. На ФИГ. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс переключения задней кулачковой муфты 40 из выключенного состояния во включенное состояние в переходном режиме. Блок-схема, представленная на ФИГ. 6 практически идентична блок-схеме, представляющей переходный режим передней кулачковой муфты 28 за исключением работы синхронизатора в передней кулачковой муфте 28.
[0062] При выключении задней кулачковой муфты 40 поршень 112 удерживается в положении, представленном на ФИГ. 5А, при помощи второго стопора 126 так, чтобы зубья 98а зацепления скользящей муфты 98 и зубья 100 зацепления вышли из зацепления, а третий вращающийся элемент 84 и четвертый вращающийся элемент 86 разъединились (то есть задняя кулачковая муфта выключилась).
[0063] В данном состоянии, если второй соленоид 124 включается на шаге ST1, представленном на ФИГ. 6, то якорь 128 (см. ФИГ. 5А - ФИГ. 5С), который входит в состав задней муфты 42 управления кулачковым сцеплением, притягивается в сторону второго соленоида 124 на шаге ST2, и в задней муфте 42 управления кулачковым сцеплением на шаге ST3 создается крутящий момент сцепления, соответствующий текущему значению силы тока второго соленоида 124. В этот момент первый кулачок 106 и второй кулачок 108 вращаются относительно друг друга на шаге ST4, и второй кулачок 108 перемещается в сторону от первого кулачка 106 на шаге ST5. Соответственно, на шаге ST6 поршень 112, кольцо 118 синхронизатора и скользящая муфта 98 перемещаются в сторону шарикового подшипника 92 в направлении оси CL2. Также, кольцо 118 синхронизатора прижимается поршнем 112 так, чтобы синхронизатор 116 функционировал на шаге ST7, и между кольцом 118 синхронизатора и фрикционным элементом 122А также между фрикционным элементом 120 и фрикционным элементом 122 создавалась сила трения. При возникновении этой силы трения, третий вращающийся элемент 84 и четвертый вращающийся элемент 86 вращаются синхронно относительно друг друга.
[0064] На ФИГ. 5В представлено состояние переходного режима синхронизации, возникшее благодаря работе синхронизатора 116. Как показано на Фиг. 5В, поршень 112 перемещается вторым кулачком 108 в положение, при котором поршень 112 перемещается в сторону от второго стопора 126, и поршень 112 нажимает на кольцо 118 синхронизатора. В дополнение, кольцо 118 синхронизатора нажимает на фрикционный элемент 122, фрикционный элемент 122 нажимает на фрикционный элемент 120 для создания силы трения, и третий вращающийся элемент 84 и скользящая муфта 98 синхронно вращаются.
[0065] Если относительная скорость вращения между третьим вращающимся элементом 84 и четвертым вращающимся элементом 86 становится равной или ниже допустимого значения на шаге ST8, подача электрического тока на второй соленоид 124 прекращается (т.е. второй соленоид 124 выключается) на шаге ST9. В результате на шаге ST10 крутящий момент сцепления задней муфты 42 управления кулачковым сцеплением становится равным нулю и вращение первого кулачка 106 и второго кулачка 108 относительно друг друга прекращается; таким образом, скользящая муфта 98, кольцо 118 синхронизатора, поршень 112 и второй кулачок 108 смещаются назад пружиной 102. В результате на шаге ST11 зубья 98а зацепления скользящей муфты 98 и зубья 100 зацепления входят в зацепление друг с другом для того, чтобы включилась задняя кулачковая муфта 40. На шаге ST12 поршень 112, смещенный назад пружиной 102, удерживается вторым стопором 126, а задняя кулачковая муфта 40 удерживается во включенном состоянии. В дополнение, на шаге ST13 второй кулачок 108 смещается назад в сторону первого кулачка 106 при помощи пружины 114.
[0066] На ФИГ. 5С представлено состояние, при котором процесс включения задней кулачковой муфты 40 завершен (завершение переключения). Как показано на Фиг. 5С, поршень 112 удерживается вторым стопором 126 так, чтобы зубья 98а зацепления скользящей муфты 98 и зубья 100 зацепления оставались в зацеплении. Кроме этого, второй кулачок 108 перемещается в сторону первого кулачка 106 при помощи пружины 114.
[0067] В системе 8 привода на четыре колеса, устроенной в соответствии с приведенным выше описанием, при езде с приводом на два колеса передняя кулачковая муфта 28 и задняя кулачковая муфта 40 разобщены так, чтобы вращение не передавалось ни на один из вращающихся элементов (таких как карданный вал 20), составляющих тракт силовой передачи между передней кулачковой муфтой 28 и задней кулачковой муфтой 40. Таким образом, при езде с приводом на два колеса предотвращается вращение карданного вала 20 и пр. и снижается расход топлива. В частности, передняя кулачковая муфта 28 и задняя кулачковая муфта 40 не служат причиной неполного выключения сцепления, в отличие от гидравлических фрикционных муфт или аналогичных им; таким образом эффективно повышается топливная экономичность.
[0068] С другой стороны, при езде с приводом на четыре колеса передняя кулачковая муфта 28 и задняя кулачковая муфта 40 находятся в зацеплении для того, чтобы часть мощности привода, получаемая от двигателя 10, передавалась на задние колеса 14 посредством, например, раздаточной коробки 18 (передняя кулачковая муфта 28), карданного вала 20 и заднего дифференциала 24 (задняя кулачковая муфта 40).
[0069] Как показано на Фиг. 5А - ФИГ. 5С и ФИГ. 6, даже если третий вращающийся элемент 84 и скользящая муфта 98 вращаются относительно друг друга при включенной задней кулачковой муфты 40, находящейся на стороне задних колес, вращение задней кулачковой муфты 40 синхронизируется при помощи синхронизатора 116, предусмотренного с задней кулачковой муфтой 40, для погашения или уменьшения удара, который мог бы произойти в момент включения. С другой стороны, передняя кулачковая муфта 28, представленная на ФИГ. 4, не оснащена синхронизатором; следовательно, при разнице в скорости вращения между скользящей муфтой 60, на которой находятся зубья 60а зацепления, и вторым вращающимся элементом 50, на котором находятся зубья 62 зацепления, в момент включения муфты 28 может произойти удар, вызванный столкновением зубьев зацепления, и ШВ (шум и вибрация) могут усилиться при вхождении зубьев 60а и зубьев 62 в зацепление друг с другом.
[0070] При прямолинейном движении автомобиля, например, каждое из колес автомобиля вращается с одинаковой скоростью. Соответственно, при включении задней кулачковой муфты 40 и пара управляющих муфт 22 регулируется таким образом, чтобы не вызывать пробуксовку, разница в скорости вращения между скользящей муфтой 60 и вторым вращающимся элементом 50 практически не возникает. В то же время, во время выполнения поворота автомобиля каждое из колес автомобиля вращается с разной скоростью из-за разницы в пути, который проходит каждое из колес. Таким образом, при неправильной регулировке крутящего момента Tcouple сцепления каждой из пары управляющих муфт 22 возникает разница в скорости вращения между скользящей муфтой 60 (первый вращающийся элемент 46) и вторым вращающимся элементом 50 и происходит удар во время вхождения в зацепление друг с другом зубьев 60а и зубьев 62.
[0071] Следовательно, при переключении системы 8 привода на четыре колеса из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса во время выполнения поворота автомобилем передняя кулачковая муфта 28 и задняя кулачковая муфта 40 включаются в соответствии с приведенным выше описанием таким образом, чтобы удар, возникающий при переключении в режим привода на четыре колеса, гасился или уменьшался.
[0072] На ФИГ. 7 представлена блок-схема, которая помогает объяснить функции управления электронного блока 150, предназначенного для управления переключением между режимом привода на два колеса и режимом привода на четыре колеса в системе 8 привода на четыре колеса. Например, электронный блок управления 150 содержит так называемый микрокомпьютер, имеющий ЦП, ОЗУ, ПЗУ, интерфейсы ввода и вывода и пр., и ЦП выполняет обработку сигналов в соответствии с программами, хранящимися в ПЗУ, используя функцию временного хранения ОЗУ для переключения режима привода системы 8 привода на четыре колеса, то есть для управления переключением между режимом привода на два колеса и режимом привода на четыре колеса. Электронный блок управления 150 может быть аналогичным электронному блоку управления двигателем или электронному блоку управления переключением автоматической трансмиссии 16, или может использоваться отдельный электронный блок для управления переключением.
[0073] Электронный блок управления 150 получает сигнал, указывающий на скорость Ne вращения двигателя, определенную датчиком 152 оборотов двигателя, сигнал, указывающий на ход Acc педали акселератора, соответствующий величине хода педали акселератора, определенной датчиком 154 положения педали акселератора, сигнал, указывающий на скорость Nin вращения ведущего вала автоматической трансмиссии 16, определенную датчиком 156 оборотов ведущего вала, сигнал, указывающий на угол θstr поворота, соответствующий величине хода рулевого колеса, определенный датчиком 158 положения рулевого колеса, сигнал, указывающий на скорость (Nfr, Nfl, Nrr, Nrl) вращения каждого колеса, определенную датчиком 160 скорости вращения колеса, сигнал, указывающий на скорость Nps вращения карданного вала 20, определенную датчиком 162 оборотов карданного вала, и т.д.
[0074] Электронный блок управления 150 выдает сигнал возбуждения первого соленоида 52, управляющего передней муфтой 30 управления кулачковым сцеплением, сигнал возбуждения второго соленоида 124, управляющего передней муфтой 42 управления кулачковым сцеплением, сигнал возбуждения соленоида 164 для управления левым задним колесом (далее именуемого «соленоид 164 левого заднего колеса»), регулирующего крутящий момент Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L, которая регулирует крутящий момент трансмиссии, передаваемый на левое заднее колесо 14L, сигнал возбуждения соленоида 166 для управления правым задним колесом (далее именуемого «соленоид 166 правого заднего колеса»), регулирующего крутящий момент Tcouple сцепления правой управляющей муфты 22R, которая регулирует крутящий момент трансмиссии, передаваемый на правое заднее колесо 14R, и так далее. Левая управляющая муфта 22L выполнена таким образом, чтобы ее крутящий момент Tcouple сцепления (способность к передаче крутящего момента) возрастал пропорционально значению электрического тока, получаемого от соленоида 164 левого заднего колеса, а управляющая муфта 22R выполнена таким образом, чтобы ее крутящий момент Tcouple сцепления (способность к передаче крутящего момента) возрастал пропорционально значению электрического тока, получаемого от соленоида 166 правого заднего колеса.
[0075] Электронный блок управления 150 функционально содержит контроллер 170 включения, соответствующий устройству управления включением, блок 172 определения запроса на переключение, соответствующий устройству определения запроса на переключение, блок 174 определения поворота автомобиля, соответствующий устройству определения поворота автомобиля, блок 176 расчета крутящего момента сцепления, соответствующий устройству расчета крутящего момента сцепления, и блок 178 определения синхронизации вращения, соответствующий устройству определения синхронизации вращения. Контроллер 170 включения, блок 174 определения поворота автомобиля и блок 176 расчета крутящего момента сцепления соответствуют управляющим устройствам в соответствии с настоящим изобретением.
[0076] Блок 172 определения запроса на переключение определяет, будет ли сформирован запрос (команда) на переключение в режим привода на четыре колеса при езде в режиме привода на два колеса. Например, в блоке 172 определения запроса на переключение хранится предварительно заданная карты диапазонов режима работы привода, в которой указан режим системы 8 привода на четыре колеса, исходя из различных параметров, таких как скорость V автомобиля, ход Acc педали акселератора и угол θstr поворота рулевого колеса. Если блок 172 определения запроса на переключение определяет, что режима работы привода переключился из области привода на два колеса в область привода на четыре колеса, он формирует запрос на переключение в режим привода на четыре колеса.
[0077] Если запрос на переключение формируется блоком 172 определения запроса на переключение, контроллер 170 включения инициализирует управление переключением из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса. В частности, контроллер 170 включения переключает систему 8 привода на четыре колеса в режим привода на четыре колеса путем включения передней кулачковой муфты 28 и задней кулачковой муфты 40 из режима привода на два колеса, при котором передняя кулачковая муфта 28 и задняя кулачковая муфта 40 разъединены.
[0078] При формировании запроса на переключение контроллер 170 включения сначала производит включение задней кулачковой муфты 40, вращающейся синхронно, с помощью синхронизатора 116. Если на обоих из следующих элементов: скользящей муфте 98, на которой находятся зубья 98а зацепления задней кулачковой муфты 40, и третьем вращающемся элементе 84, на котором находятся зубья 100 зацепления, вращение прекращается в момент включения задней кулачковой муфты 40, включение задней кулачковой муфты 40 затруднено. С другой стороны, контроллер 170 включения регулирует крутящий момент Tcouple сцепления одной или обеих управляющих муфт 22L, 22R до заданной величины, для вращения задней колесной оси 44 и скользящей муфты 98. Как только задняя колесная ось 44 (скользящая муфта 98) начинает вращаться контроллер 170 включения подает электрический ток на второй соленоид 124 для создания крутящего момента сцепления в задней муфте 42 управления кулачковым сцеплением и приведения в действие второго механизма 104 увеличения осевого усилия. После приведения таким образом в действие второго механизма 104 увеличения осевого усилия включается задняя кулачковая муфта 40. В задней кулачковой муфте 40, если второй механизм 104 увеличения осевого усилия приведен в действие, синхронизатор 116 работает вместе с механизмом 104; таким образом, что при наличии разницы в скорости вращения между третьим вращающимся элементом 84 и скользящей муфтой 98 (четвертым вращающимся элементом 86) вращение задней кулачковой муфты 40 синхронизируется при помощи синхронизатора 116 для того, чтобы погасить или уменьшить удар, который может произойти при включении.
[0079] После включения задней кулачковой муфты 28 срабатывает блок 174 определения поворота автомобиля. Блок 174 определения поворота автомобиля определяет, выполняет ли автомобиль поворот во время движения. Блок 174 определения поворота автомобиля определяет, поворачивает ли автомобиль на основании, например, угла θstr поворота рулевого колеса. При повороте автомобиля блок 174 определения поворота автомобиля также определяет направление поворота, то есть определяет, поворачивает ли автомобиль направо или налево на основании угла θstr поворота рулевого колеса. При выполнении поворота направление поворота может также быть определено исходя из скорости вращения каждого колеса.
[0080] Сначала будет описан случай, когда блок 174 определения поворота автомобиля определил, что автомобиль выполняет поворот. При определении блоком 174 определения поворота автомобиля, что автомобиль выполняет поворот, блок 176 расчета крутящего момента сцепления рассчитывает скорость Nps вращения (далее именуемую «заданная скорость Nps* вращения») карданного вала 20, при которой передняя кулачковая муфта 28 достигает синхронизации вращения. Синхронизация вращения передней кулачковой муфты 28 означает, что скорость вращения второго вращающегося элемента 50, на котором находятся зубья 62 зацепления, становится равной скорости вращения скользящей муфты 60, на которой находятся зубья 60а зацепления. Заданная скорость Nps* вращения рассчитывается уравнением (1), приведенного ниже. В уравнении (1) Nfl соответствует скорости вращения левого переднего колеса 12L, a Nfr соответствует скорости вращения правого переднего колеса 12, тогда как vr соответствует передаточному отношению между передним зубчатым венцом 32 и ведомой шестерней 34. Уравнение (1) показывает, что заданная скорость Nps* вращения карданного вала 20 получается путем преобразования среднего значения скорости вращения левого и правого передних колес 12L, 12R в значение, соответствующее скорости Nps вращения карданного вала 20.
[0081] При вращении карданного вала 20 второй вращающийся элемент 50, на котором находятся зубья 62 зацепления, составляющие переднюю кулачковую муфту 28, вращается посредством ведомой шестерни 34 и переднего зубчатого венца 32. В данном случае, когда скорость Nps вращения карданного вала 20 достигает заданной скорости Nps* вращения, скорость вращения второго вращающегося элемента 50 (зубья 62 зацепления) становится равной скорости вращения скользящей муфты 60, на которой находятся зубья 60а зацепления. То есть передняя кулачковая муфта 28 вращается синхронно.
[0082] Затем блок 173 определения поворота автомобиля также определяет направление поворота, то есть определяет, поворачивает ли автомобиль направо или налево. Ниже будет рассмотрен случай с выполнением поворота направо.
[0083] При определении блоком 174 определения поворота автомобиля, что автомобиль выполняет поворот направо, блок 176 расчета крутящего момента сцепления рассчитывает крутящий момент Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L, требуемый для поднятия скорости Nps вращения карданного вала 20 до заданной скорости Nps* вращения, при помощи уравнения (2), приведенного ниже. Данный крутящий момент Tcouple сцепления является крутящим моментом, при котором скорость Nps вращения карданного вала 20 достигает заданной скорости Nps* вращения, а передняя кулачковая муфта 28 вращается синхронно.
^
[0084] В уравнении (2) Ia [Nm2] соответствует сумме моментов инерции соответствующих вращающихся элементов, составляющих тракт силовой передачи между управляющей муфтой 22 и передней кулачковой муфтой 28, который содержит вращающееся тело, скорость вращения которого поднимается управляющей муфтой 22, а именно, заднюю колесную ось 44 и карданный вал 20. При регулировании крутящего момента Tcouple сцепления управляющей муфты 22, если скорость Nps вращения карданного вала 20 поднимается до заданной скорости Nps* вращения, то скорость вращения каждого из вращающихся элементов, начиная с задней колесной оси 44, равно как и карданного вала 20, также поднимается. Соответственно, каждый их этих вращающихся элементов следует принимать во внимание. В этой связи, момент инерции каждого из этих вращающихся элементов также учитывается. Поскольку центр вращения задней колесной оси 44 и пр. отличается от центра вращения карданного вала 20, момент инерции каждого вращающегося элемента берется с поправкой на соответствующее значение (момент инерции), получаемое при вращении вращающегося элемента на оси карданного вала 20.
[0085] В уравнении (2), приведенном выше, N* [rpm] соответствует целевой скорости вращения указанного выше вращающегося тела, синхронно с которым вращается передняя кулачковая муфта 28. В данном случае, скорость вращения вращающегося тела основывается на скорости Nps вращения карданного вала 20. Соответственно, целевая скорость N* вращения рассчитывается как разница (Nps*-Nps) между целевой скоростью Nps* вращения карданного вала 20 и скоростью Nps вращения, в качестве значения определения скорости вращения карданного вала 20. Поскольку скорость Nps вращения карданного вала 20 равняется нулю или практически равняется нулю, сразу после включения задней кулачковой муфты 40 целевая скорость Nps* вращения в значительной мере совпадает с целевой скоростью Nps* вращения карданного вала 20.
[0086] В уравнении (2), приведенном выше, Т* соответствует заданному времени включения. Заданное время Т* включения, устанавливаемое заранее, является заданным временем с момента начала управления управляющей муфтой 22 до момента завершения синхронизации. Однако, следует учитывать, что время Т* изменяется по мере необходимости исходя из условий движения, таких как скорость автомобиля и температура гидравлического масла. В уравнении (2) N*/T*×(2π/60) отображает угловое ускорение ω' вращающегося тела. То есть уравнение (2) показывает, что крутящий момент Tcouple сцепления рассчитывается путем умножения момента инерции Ia на угловое ускорение ω' вращающегося тела.
[0087] Контроллер 170 включения регулирует текущее значение управляющей команды соленоида 164 левого заднего колеса так, чтобы крутящий момент Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L, рассчитанный блоком 176 расчета крутящего момента сцепления, стал равным значению, рассчитанному по уравнению (2). Таким образом, контроллер 170 включения поднимает скорость Nps вращения карданного вала 20 путем регулировки крутящего момента Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L до рассчитанного значения для того, чтобы скорость Nps вращения карданного вала 20 достигла заданной скорости Nps* вращения и передняя кулачковая муфта 28 вращалась синхронно.
[0088] При выполнении автомобилем поворота направо крутящий момент Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L, передающей крутящий момент (мощность) на левое заднее колесо 14L, являющееся наружным колесом во время выполнения поворота, регулируется, так как скорость Nrl вращения левого заднего колеса 14L выше скорости Nrr вращения правого заднего колеса 14R во время выполнения автомобилем поворота направо. На ФИГ. 8А показан путь, который проходит каждое из колес при выполнении правого поворота системой 8 привода на четыре колеса, и на ФИГ. 8В показана скорость вращения каждого из колес. На ФИГ. 8В скорость вращения каждого из колес отображена в качестве значения, в которое она преобразована на основании скорости Nps вращения карданного вала 20.
[0089] На ФИГ. 8А штрихпунктирная линия, накладывающаяся на каждое колесо, отображает путь каждого колеса при выполнении поворота направо. Как показано на Фиг. 8А, при выполнении поворота направо левое переднее колесо 12L проходит по наиболее удаленной стороне (левой стороне), а левое заднее колесо 14L проходит по внутренней стороне (правой стороне) относительно левого переднего колеса 12L, в то время, как правое переднее колесо 12R проходит по внутренней стороне относительно левого заднего колеса 14L, и правое заднее колесо проходит по наиболее внутренней стороне. В связи с этим, как показано на ФИГ. 8В, при выполнении поворота направо скорость Nfl вращения левого переднего колеса 12L является наиболее высокой (скоростью), скорость Nrl вращения левого заднего колеса 14L ниже скорости Nfl, в то время, как скорость Nfr вращения правого переднего колеса 12R ниже скорости Nrl, а скорость Nrr вращения правого заднего колеса 14R является наиболее низкой (скоростью) (Nfl>Nrl>Nfr>Nrr).
[0090] На ФИГ. 8В Nps отражает скорость Nps вращения карданного вала 20 при выполнении автомобилем поворота направо в режиме привода на четыре колеса, другими словами, целевую скорость Nps* вращения карданного вала 20. Как показано на Фиг. 8В, скорость Nrl вращения левого заднего колеса 14L выше скорости Nps (целевой скорости Nps*) вращения карданного вала 20. Соответственно, скорость Nps вращения карданного вала 20 может быть поднята до целевой скорости Nps* вращения путем регулировки крутящего момента Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L. То есть вращение передней кулачковой муфты 28 может быть синхронизировано. С другой стороны, если скорость Nps вращения карданного вала 20 регулируется при помощи правой управляющей муфты 22R, она не может быть поднята выше, чем скорость Nrr, даже при полностью включенной правой управляющей муфте 22R. Таким образом, при выполнении поворота направо крутящий момент Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L подключен к левому заднему колесу 14L, находящемуся на внешней поворотной стороне колес. При выполнении поворота направо регулируется крутящий момент Tcouple сцепления правой управляющей муфты 22R, передающей крутящий момент на правое заднее колесо 14R, находящееся на внешней поворотной стороне колес.
[0091] На ФИГ. 9 показано изменение скорости Nps вращения карданного вала 20 посредством регулировки крутящего момента Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L при выполнении поворота направо. Также, на ФИГ. 9, скорость вращения каждого из колес представлена значением, соответствующим скорости Nps вращения карданного вала 20. При крутящем моменте Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L, отрегулированном до значения, соответствующего уравнению (2), приведенному выше, скорость Nps карданного вала 20 изменяется, как показано прерывистой линией на ФИГ. 9 так, чтобы она соответствовала целевой скорости Nps*, синхронно с которой вращается передняя кулачковая муфта 28. При полностью включенной левой управляющей муфте 22L скорость Nps вращения карданного вала 20 поднимается до скорости Nrl левого заднего колеса 14L, как показано сплошной линией на ФИГ. 9.
[0092] Блок 178 определения синхронизации вращения определяет, синхронизировано ли вращение передней кулачковой муфты 28, исходя из того, достигла ли скорость Nps карданного вала 20 целевой скорости Nps*. Если карданный вал 20 вращается с целевой скоростью Nps* вращения, скорость вращения второго вращающегося элемента 50, на котором находятся зубья 62 зацепления, становится равной скорости вращения скользящей муфты 60 в передней кулачковой муфте 28. Таким образом, блок 178 определения синхронизации вращения определяет, что вращение передней кулачковой муфты 28 синхронизировано, исходя из того, опустилась ли разница между целевой скоростью Nps* вращения и скоростью Nps вращения карданного вала 20, определяемой при необходимости датчиком 162 оборотов карданного вала, ниже предварительно заданного значения α. Заданное значение α устанавливается заранее на достаточно невысокое значение, позволяющее определить, что вращение передней кулачковой муфты 28 синхронизировано. Если разница в скорости вращения равна или выше заданного значения α, это означает, что вращение не синхронизировано. Если разница в скорости вращения ниже заданного значения α, это означает, что вращение синхронизировано.
[0093] Если блок 178 определения синхронизации вращения определяет, что вращение передней кулачковой муфты 28 не синхронизировано, контроллер 170 включения продолжает регулировать крутящий момент Tcouple сцепления на левой кулачковой муфте 22L. С другой стороны, при определении, что вращение передней кулачковой муфты 28 синхронизировано, контроллер 170 включения регулирует первый соленоид 52 на включение передней кулачковой муфты 28. В этот момент передняя кулачковая муфта 28 вращается синхронно. То есть скользящая муфта 60, на которой находятся зубья 60а зацепления передней кулачковой муфты 28, и второй вращающийся элемент 50, на котором находятся зубья 62 зацепления, вращаются синхронно; таким образом, удар, который произошел бы при вхождении в зацепление зубьев 60а и зубьев 62, гасится или уменьшается.
[0094] При выполнении поворота налево скорость Nrr правого заднего колеса 14R на внешней поворотной стороне колес становится выше целевой скорости Nps* вращения карданного вала 20; следовательно, вращение передней кулачковой муфты 28 может быть синхронизировано путем регулировки крутящего момента Tcouple сцепления правой управляющей муфты 22R. Таким образом, контроллер 170 включения регулирует крутящий момент Tcouple сцепления правой управляющей муфты 22R, передающей мощность на правое заднее колесо 14R на внешней поворотной стороне колес так, чтобы синхронизировать вращение передней кулачковой муфты 28. То есть контроллер 170 включения поднимает скорость Nps вращения карданного вала 20 до целевой скорости Nps* вращения, синхронно с которой вращается передняя кулачковая муфта 28. Способ расчета крутящего момента Tcouple сцепления в принципе подобен примеру с поворотом направо, как раскрыто выше, и здесь не приводится.
[0095] При прямолинейной езде автомобиля каждое из колес вращается с одинаковой скоростью, а целевая скорость Nps* вращения карданного вала 20 равна скорости вращения каждого из колес (значение, соответствующее скорости вращения карданного вала 20). Блок 176 расчета крутящего момента сцепления рассчитывает крутящий момент Tcouple левой и правой управляющих муфт 22L, 22R во время прямолинейной езды автомобиля. Несмотря на то, что крутящий момент Tcouple может быть рассчитан уравнением (2), его значение может быть задано заранее в диапазоне, в котором в левой и правой управляющих муфтах 22L, 22R не происходит пробуксовки. Контроллер 170 включения регулирует крутящий момент Tcouple левой и правой управляющих муфт 22L, 22R до значения, рассчитанного блоком 176 расчета крутящего момента сцепления для синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28.
[0096] На ФИГ. 10 представлена блок-схема, помогающая объяснить основную часть процесса работы электронного блока 150 управления, в частности, процесса управления, осуществляемого при переключении привода в режим привода на четыре колеса во время движения в режиме привода на два колеса. Выполнение порядка управления, проиллюстрированного на данной блок-схеме, циклически повторяется во время движения в режиме привода на два колеса.
[0097] На шаге S1, в соответствии с управляющей функцией блока 172 определения запроса на переключение, определяется, формируется ли запрос на переключение в режим привода на четыре колеса во время движения в режиме привода на два колеса. Если запрос на переключение не формируется, на шаге S1 получается отрицательный результат (НЕТ), и выполнение шага S1 циклически повторяется до тех пор, пока не будет сформирован запрос на переключение. Если запрос на переключение сформирован, на шаге S1 получается положительный результат (ДА) и процесс управления переходит к шагу S2.
[0098] На шаге S2, в соответствии с управляющей функцией контроллера 170 включения, задняя кулачковая муфта 40 включается в качестве ответа на сформированный запрос на переключение. На шаге S3, в соответствии с управляющей функцией блока 174 определения поворота автомобиля, определяется, выполняет ли автомобиль поворот. Если автомобиль выполняет поворот, на шаге S3 получается положительный результат (ДА) и процесс управления переходит к шагу S4. На шаге S4, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления, по уравнению (1), как описано выше, рассчитывается целевая скорость Nps* карданного вала (KB) 20, с которым синхронизировано вращение передней кулачковой муфты 28. На шаге S5, в соответствии с управляющей функцией блока 174 определения поворота автомобиля, определяется, выполняет ли автомобиль поворот направо или налево.
[0099] При определении на шаге S5, что автомобиль выполняет поворот направо, процесс управления переходит к шагу S6. На шаге S6, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления, по уравнению (2), как описано выше, рассчитывается крутящий момент Tcouple левой управляющей муфты 22L, требуемый для синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28. То есть рассчитывается крутящий момент Tcouple левой управляющей муфты 22L, требуемый для поднятия скорости Nps вращения карданного вала 20 до целевой скорости Nps* вращения.
[0100] Возвращаясь к шагу S5, если определяется, что автомобиль выполняет поворот налево, процесс управления переходит к шагу S7. На шаге S7, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления, по уравнению (2), как описано выше, рассчитывается крутящий момент Tcouple правой управляющей муфты 22R, требуемый для синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28. То есть рассчитывается крутящий момент Tcouple правой управляющей муфты 22R, требуемый для поднятия скорости Nps вращения карданного вала 20 до целевой скорости Nps* вращения.
[0101] Возвращаясь к шагу S3, при прямолинейном движении автомобиля на шаге S3 получается отрицательный результат (НЕТ) и процесс управления переходит к шагу S8. На шаге S8, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления, рассчитывается крутящий момент Tcouple левой и правой управляющих муфт 22L, 22R, требуемый для синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28.
[0102] На шаге S9, в соответствии с управляющей функцией контроллера 170 включения, получают текущие значения управляющих команд соленоида 164 левого заднего колеса и соленоида 166 правого заднего колеса для того, чтобы крутящий момент Tcouple сцепления одной из или обеих левой и правой управляющих муфт 22L, 22R стали равными значениям, рассчитанным на шагах S6, S7 или S8. В случае поворота направо, крутящий момент Tcouple сцепления, рассчитанный на шаге S6, передается левой управляющей муфтой 22L. В случае поворота налево, крутящий момент Tcouple сцепления, рассчитанный на шаге S7, передается правой управляющей муфтой 22R. В случае прямолинейной езды, крутящий момент Tcouple сцепления, рассчитанный на шаге S8, передается левой и правой управляющим муфтами 22L, 22R.
[0103] На шаге S10, в соответствии с управляющей функцией блока 178 определения синхронизации вращения, определяется, синхронизировано ли вращение передней кулачковой муфты 28, исходя из того, опустилась ли разница между целевой скоростью Nps* вращения и скоростью Nps вращения карданного вала 20, определяемой при необходимости датчиком 182 оборотов карданного вала, ниже заданного значения α. Если разница в скорости вращения равна или выше заданного значения α, на шаге S10 получается отрицательный результат (НЕТ) и процесс управления возвращается к шагу S9 для продолжения регулировки крутящего момента Tcouple. Если разница в скорости вращения меньше заданного значения α, на шаге S10 получается положительный результат (ДА) и процесс управления переходит к шагу S11. На шаге S11, в соответствии с управляющей функцией контроллера 170 включения, осуществляется управление первым соленоидом 52 для включения передней кулачковой муфты 28.
[0104] Как раскрыто выше, в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения, при переключении привода из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса во время выполнения автомобилем поворота, вращение задней кулачковой муфты 40 синхронизируется при помощи синхронизатора 116. Кроме того, крутящий момент Tcouple сцепления управляющей муфты 22, передающей мощность на заднее колесо 14, являющееся внешним колесом во время выполнения поворота, регулируется для обеспечения синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28 (Fr). Таким образом, вращение передней кулачковой муфты 28, также как и задней кулачковой муфты 40, синхронизируется так, чтобы погасить или уменьшить удар, который может произойти при включении передней кулачковой муфты 28, и удар может быть погашен даже при переключении привода из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса во время выполнения автомобилем поворота.
[0105] Далее будет раскрыт другой вариант осуществления настоящего изобретения. В приведенном ниже описании подобные номера позиций присвоены частям или компонентам, являющимся общими для описанного выше варианта осуществления и настоящего варианта осуществления, и описание данных частей или компонентов не будет даваться.
[0106] В соответствии с раскрытым выше вариантом осуществления изобретения синхронизатор 116, предназначенный для синхронизации вращения задней кулачковой муфты 40 (Rr), находится на стороне задних колес 14. В системе 200 автомобиля с приводом на четыре колеса (далее упрощенно именуемая «система 200 привода на четыре колеса»), соответствующей настоящему варианту осуществления изобретения, синхронизатор 206, предназначенный для синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28, находится на стороне передних колес 12. На ФИГ. 11 представлена принципиальная схема, иллюстрирующая устройство системы 200 привода на четыре колеса, соответствующей настоящему варианту осуществления изобретения.
[0107] В системе 200 привода на четыре колеса синхронизатор 206, предназначенный для синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28, находится в механизме 204 переднего дифференциала (далее упрощенно именуемого «передний дифференциал 204»). Соответственно, даже, если передняя кулачковая муфта 28 не вращается синхронно, когда включается передняя кулачковая муфта 28, то приводится в действие синхронизатор 206 для того, чтобы погасить или уменьшить удар во время включения.
[0108] С другой стороны, в механизме 210 заднего дифференциала (далее упрощенно именуемого «задний дифференциал 210») не предусмотрен синхронизатор для синхронизации вращения задней кулачковой муфты 40. Соответственно, при включении задней кулачковой муфты 40 происходит удар, если во время включения вращение задней кулачковой муфты 40 не синхронизировано.
[0109] В соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения предусмотрен датчик 208 скорости вращения, предназначенный для определения скорости Nr вращения задней колесной оси 44.
[0110] Ниже приводится описание управления переключением из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса в системе 200 привода на четыре колеса, содержащей в переднем дифференциале 204 синхронизатор 206, предназначенный для синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28. Также, в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения электронный блок управления функционально содержит такие же контроллеры или блоки (см. ФИГ. 7), что и в предыдущем варианте осуществления. Описание частей каждого из контроллеров или блоков, общих для раскрытого выше варианта осуществления и настоящего варианта осуществления, не будет даваться.
[0111] При определении блоком 172 определения запроса на переключение, что запрос на переключение в режим привода на четыре колеса сформирован, контроллер 170 включения сначала включает переднюю кулачковую муфту 28, вращение которой синхронизировано при помощи синхронизатора 206. При работе синхронизатора 206 удар, который может произойти во время включения передней кулачковой муфты 28, гасится или уменьшается. При включении передней кулачковой муфты 28 вращается карданный вал 20.
[0112] После включения передней кулачковой муфты 28 блок 173 определения поворота автомобиля определяет, выполняет ли автомобиль поворот во время движения. При определении блоком 174 определения поворота автомобиля, что автомобиль выполняет поворот, блок 176 расчета крутящего момента сцепления рассчитывает скорость Nps вращения карданного вала 20. Блок 176 расчета крутящего момента сцепления рассчитывает скорость Nps вращения карданного вала 20, например, по уравнению (1) приведенного выше варианта осуществления. Также, в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения, карданный вал 20 вращается благодаря включению передней кулачковой муфты 28; следовательно, скорость Nps вращения может напрямую определяться датчиком 162 скорости вращения карданного вала.
[0113] При определении блоком 174 определения поворота автомобиля, что автомобиль выполняет поворот направо, блок 176 расчета крутящего момента сцепления рассчитывает крутящий момент Tcouple сцепления левой управляющей муфты 22L, требуемый для синхронизации вращения задней кулачковой муфты 40, при помощи уравнения (2), что и в предыдущем варианте осуществления.
[0114] В соответствии с настоящим вариантом осуществления, принимая во внимание вращение вала 20, вращающимся телом, чья скорость вращения повышается левой управляющей муфтой 22L для синхронизации вращения задней кулачковой муфты 40, являются задняя колесная ось 44, четвертый вращающийся элемент 86, закрепленный на задней колесной оси 44, и скользящая муфта 98. Соответственно, моментом инерции Ia вращающегося тела в уравнении (2) является сумма моментов инерции задней колесной оси 44, четвертого вращающегося элемента 86 и скользящей муфты 98.
[0115] В соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения целевая скорость N* вращения вращающегося тела устанавливается исходя из скорости Nr вращения задней колесной оси 44. При вращении карданного вала 20 третий вращающийся элемент 84 вращается посредством ведущей шестерни 38 и заднего зубчатого венца 36. Если скорость вращения третьего вращающегося элемента 84 становится практически равной скорости вращения скользящей муфты 98, на которой находятся зубья 98а зацепления, задняя кулачковая муфта 40 вращается синхронно и удар, который может произойти во время включения, гасится или уменьшается.
[0116] Целевая скорость N* вращения вращающегося тела в соответствии с настоящим вариантом осуществления рассчитывается из разницы (Ndr-Nr) между скоростью Ndr вращения третьего вращающегося элемента 84, на котором находятся зубья 100 зацепления, составляющие заднюю кулачковую муфту 40, и скоростью Nr вращения задней колесной оси 44, вращающейся как одно целое с четвертым вращающимся элементом 86 и скользящей муфтой 98. Скорость Ndr вращения третьего вращающегося элемента 84 рассчитывается путем умножения скорости Nps вращения карданного вала 20 на передаточное отношение между ведущей шестерней 38 и задним зубчатым венцом 36. Поскольку скорость Nr задней колесной оси 44 равняется нулю или практически равняется нулю, сразу после включения передней кулачковой муфты 28 заданная скорость N* вращения в значительной мере совпадает со скоростью Ndr вращения. Контроллер 170 включения синхронизирует вращение задней кулачковой муфты 40 путем регулировки крутящего момента Tcouple левой управляющей муфты 22L до значения, рассчитанного по уравнению (2). Также, в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения регулируется крутящий момент Tcouple левой управляющей муфты 22L, передающей мощность на переднее колесо 12L на внешней поворотной стороне колес.
[0117] При определении, что автомобиль выполняет поворот налево, блок 176 расчета крутящего момента сцепления рассчитывает крутящий момент Tcouple правой управляющей муфты 22R, а контроллер 170 включения синхронизирует вращение задней кулачковой муфты 40 путем регулировки крутящего момента Tcouple правой управляющей муфты 22R до рассчитанного значения. Способ расчета крутящего момента Tcouple сцепления правой управляющей муфты 22R в принципе подобен примеру с поворотом направо, как раскрыто выше, и здесь не приводится.
[0118] При определении, что автомобиль движется прямолинейно, блок 176 расчета крутящего момента сцепления рассчитывает крутящий момент Tcouple левой и правой управляющих муфт 22L, 22R, например, по уравнению (2). Контроллер 170 включения регулирует крутящий момент Tcouple левой и правой управляющих муфт 22 до рассчитанного значения.
[0119] Блок 178 определения синхронизации вращения определяет, синхронизировано ли вращение задней кулачковой муфты 40. Блок 178 определения синхронизации вращения определяет, что вращение задней кулачковой муфты 40 синхронизировано, если разница (Ndr-Nr) между заданной скоростью N* вращения (скорость Ndr вращения) и скоростью Nr вращения задней колесной оси 44, определяемой датчиком 208 скорости вращения, становится ниже предварительно заданного значения β. Заданное значение β устанавливается заранее на достаточно невысокое значение, позволяющее определить, что вращение задней кулачковой муфты 40 синхронизировано.
[0120] Если блок 178 определения синхронизации вращения определяет, что вращение задней кулачковой муфты 40 синхронизировано, контроллер 170 включения производит включение задней кулачковой муфты 40. В этот момент скользящая муфта 98, на которой находятся зубья 98а зацепления, составляющие заднюю кулачковую муфту 40, и третий вращающийся элемент 84, на котором находятся зубья 100 зацепления, вращаются синхронно; таким образом, удар, который произошел бы при вхождении в зацепление, гасится или уменьшается.
[0121] На ФИГ. 12 представлена блок-схема, помогающая объяснить основную часть процесса работы электронного блока управления по данному изобретению, а именно, процесс управления, осуществляемый при переключении привода в режим привода на четыре колеса во время движения в режиме привода на два колеса.
[0122] На шаге S1, в соответствии с управляющей функцией блока 172 определения запроса на переключение, определяется, формируется ли запрос на переключение привода из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса. На шаге S20, в соответствии с управляющей функцией контроллера 170 включения, передняя кулачковая муфта 28 включается. На шаге S3, в соответствии с управляющей функцией блока 174 определения поворота автомобиля, определяется, выполняет ли автомобиль поворот в данный момент. При определении, что автомобиль выполняет поворот, на шаге S4, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления, скорость Nps вращения карданного вала 20 получается по уравнению (1), как описано выше, или на основе данных датчика 162 оборотов карданного вала на шаге S4, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления.
[0123] На шаге S5, в соответствии с управляющей функцией блока 174 определения поворота автомобиля, определяется, выполняет ли автомобиль поворот направо или поворот налево. При определении, что автомобиль выполняет поворот направо, процесс управления переходит к шагу S6, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления, и по уравнению (2), как описано выше, рассчитывается крутящий момент Tcouple левой управляющей муфты 22L, требуемый для синхронизации вращения задней кулачковой муфты 40.
[0124] При определении на шаге S5, что автомобиль выполняет поворот налево, процесс управления переходит к шагу S7, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления, и по уравнению (2), как описано выше, рассчитывают крутящий момент Tcouple правой управляющей муфты 22R, требуемый для синхронизации вращения задней кулачковой муфты 40. При определении на шаге S3, что автомобиль движется прямолинейно, на шаге S8, в соответствии с управляющей функцией блока 176 расчета крутящего момента сцепления, рассчитывают крутящий момент Tcouple сцепления левой и правой управляющих муфт 22L, 22R.
[0125] На шаге S9, в соответствии с управляющей функцией контроллера 170 включения, получают текущие значения управляющих команд соленоида 164 левого заднего колеса и соленоида 166 правого заднего колеса для того, чтобы крутящий момент Tcouple сцепления одной из или обеих левой и правой управляющих муфт 22L, 22R стали равными значениям, рассчитанным на шагах S6, S7 или шаге S8.
[0126] На шаге S10, в соответствии с управляющей функцией блока 178 определения синхронизации вращения, определяется, вращаются ли синхронно карданный вал 20 и задняя кулачковая муфта 40, исходя из того, уменьшилась ли разница (Ndr-Nr) между скоростью Ndr вращения третьего вращающегося элемента 84, на котором находятся зубья 100 зацепления, и скоростью Nr вращения задней колесной оси 44, определяемой датчиком 208 скорости вращения, ниже заданного значения β. Если разница в скорости вращения равна или выше заданного значения β, на шаге S10 получается отрицательный результат (НЕТ) и процесс управления возвращается к шагу S9 для продолжения регулировки крутящего момента Tcouple. Если разница в скорости вращения меньше β, на шаге S10 получается положительный результат (ДА) и процесс управления переходит к шагу S30. На шаге S30, в соответствии с управляющей функцией контроллера 170 включения, осуществляется управление вторым соленоидом 124 для включения задней кулачковой муфты 40.
[0127] Даже если синхронизатор 206, предназначенный для синхронизации вращения передней кулачковой муфты 28, находится на стороне передней кулачковой муфты 28, вращение передней кулачковой муфты 40, не синхронизированное при помощи какого-либо механизма синхронизации, может быть синхронизирована путем надлежащей регулировки крутящего момента Tcouple управляющей муфты 22. Соответственно, удар, который может произойти во время включения задней кулачковой муфты 40, может быть погашен или уменьшен.
[0128] На ФИГ. 13 представлена принципиальная схема системы 300 автомобиля с приводом на четыре колеса (далее упрощенно именуемая «система 300 привода на четыре колеса»), соответствующая следующему варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 13, система 300 привода на четыре колеса содержит пару управляющих муфт 320L, 320R, распределяющих мощность привода на левое и правое передние колеса 12, служащие в качестве вспомогательных ведущих колес. Система 300 привода на четыре колеса представляет собой систему заднеприводного автомобиля с передним расположением двигателя и приводом на четыре колеса, использующая двигатель 10 в качестве источника привода, и передает мощность привода двигателя 10 на задние колеса 14, являющиеся основными ведущими колесами, и на передние колеса 12L, 12R, являющиеся вспомогательными ведущими колесами.
[0129] В системе 300 привода на четыре колеса раздаточная коробка 304 выполняет функцию распределения мощности, получаемой от двигателя 10, на задние колеса 14, служащие в качестве основных ведущих колес, и на передние колеса 14, служащие в качестве вспомогательных приводных колес 12. Раздаточная коробка 304 содержит первую кулачковую муфту 306 и передает мощность привода, полученную от двигателя 10, на левое и правое задние колеса 14 посредством карданного вала 308, механизма 310 заднего дифференциала (далее упрощенно именуемого «задний дифференциал 310») и т.д. при движении с приводом на два колеса и четыре колеса. При движении с приводом на четыре колеса раздаточная коробка 304 также передает часть мощности привода, полученной от двигателя 10, на левое и правое передние колеса 12 посредством второго карданного вала 311, ведущей шестерни 312, переднего зубчатого венца 314, второй кулачковой муфты 316, передней колесной оси 318 и левой и правой управляющих муфт 320L, 320R. Первая кулачковая муфта 306 соответствует первой зубчатой муфте сцепления по изобретению, второй карданный вал 311 соответствует карданному валу по изобретению, и вторая кулачковая муфта 316 соответствует второй зубчатой муфте сцепления по изобретению.
[0130] Например, при выключении первой кулачковой муфты 306 раздаточная коробка 304 и второй карданный вал 311 отсоединены друг от друга. В этот момент мощность привода не передается на передние колеса 12 и автомобиль находится в режиме привода на два колеса, в котором мощность привода передается от двигателя 10 на задние колеса 14. Поскольку вторая кулачковая муфта 316, также как и первая кулачковая муфта 306, выключены во время движения в режиме привода на два колеса, вращение второго карданного вала 311 ограничено или остановлено, и расход топлива снижен. С другой стороны, при включенной первой кулачковой муфте 306 и второй кулачковой муфте 316 автомобиль находится в режиме привода на четыре колеса, в котором мощность привода передается на передние колеса 12 посредством второго карданного вала 311 и пр. Таким образом, первая кулачковая муфта 306 и вторая кулачковая муфта 316 выборочно переключаются между включенным и выключенным состояниями для переключения между режимом привода на два колеса и режимом привода на четыре колеса.
[0131] Механизм 322 переднего дифференциала (далее упрощенно именуемый «передний дифференциал 322») по настоящему варианту осуществления содержит ведущую шестерню 312, соединенную с концевой частью второго карданного вала 311, передний зубчатый венец 314, входящий в зацепление с ведущей шестерней 312 и вращающийся вокруг оси CL1, вторую кулачковую муфту 316, селективно соединяющую и отсоединяющую передний зубчатый венец 314 от передней колесной оси 318, и пару управляющих муфт 320L, 320R, распределяющих мощность привода на левое и правое передние колеса 12. Передний дифференциал 322 соответствует механизму дифференциала по настоящему изобретению.
[0132] Система 300 привода на четыре колеса содержит синхронизатор 324 для синхронизации вращения первой кулачковой муфты 306 или синхронизатор 326 для синхронизации вращения второй кулачковой муфты 316.
[0133] В системе 300 привода на четыре колеса, в которой пара из левой и правой управляющих муфт 320L, 320R находятся на стороне передних колес 12, как описано выше, также, крутящий момент Tcouple сцепления управляющих муфт 320L, 320R регулируется для обеспечения синхронизации вращения кулачковой муфты, чье вращение не синхронизировано с помощью синхронизатором, и для погашения или уменьшения удара, который может произойти во время включения.
[0134] При наличии синхронизатора 324, предназначенного для синхронизации вращения первой кулачковой муфты 306, например, если запрос на переключение из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса формируется во время движения, сначала включается первая кулачковая муфта 306. Затем, в зависимости от поворота автомобиля крутящий момент Tcouple сцепления одной или обеих управляющих муфт 320L, 320R регулируется так, чтобы синхронизировать вращение второй кулачковой муфты 316. Например, при повороте автомобиля направо рассчитывается крутящий момент Tcouple сцепления левой управляющей муфты 320L, требуемый для синхронизации вращения второй кулачковой муфты 316, и крутящий момент Tcouple левой управляющей муфты 320L регулируется до рассчитанного значения. При повороте автомобиля налево рассчитывается крутящий момент Tcouple сцепления правой управляющей муфты 320R, требуемый для синхронизации вращения второй кулачковой муфты 316, и крутящий момент Tcouple правой управляющей муфты 320R регулируется до рассчитанного значения. Таким образом, крутящий момент Tcouple одной из управляющих муфт 320L, 320R, передающих крутящий момент на переднее колесо 12, являющееся внешним во время выполнения поворота, регулируется до значения, требуемого для синхронизации вращения второй кулачковой муфты 316 так, чтобы вращение второй кулачковой муфты 316 было синхронизировано, и был погашен или уменьшен удар, который может произойти при включении второй кулачковой муфты 316. Способ расчета крутящего момента Tcouple сцепления в принципе подобен способу в раскрытых выше вариантах исполнения и здесь не приводится.
[0135] При наличии синхронизатора 326, предназначенного для синхронизации вращения второй кулачковой муфты 316, если запрос на переключение из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса формируется во время движения, сначала включается вторая кулачковая муфта 316. Затем, в зависимости от поворота автомобиля крутящий момент Tcouple сцепления одной или обеих управляющих муфт 320L, 320R регулируется так, чтобы синхронизировать вращение первой кулачковой муфты 306. Например, при повороте автомобиля направо рассчитывается крутящий момент Tcouple сцепления левой управляющей муфты 320L, требуемый для синхронизации вращения первой кулачковой муфты 306, и крутящий момент сцепления левой эталонной муфты 320L регулируется до рассчитанного значения. При повороте автомобиля налево рассчитывается крутящий момент Tcouple сцепления правой эталонной муфты 320R, требуемый для синхронизации вращения первой кулачковой муфты 306, и крутящий момент Tcouple правой управляющей муфты 320R регулируется до рассчитанного значения. Таким образом, крутящий момент Tcouple одной из управляющих муфт 320L, 320R, передающих крутящий момент на переднее колесо 12, являющееся внешним во время выполнения поворота, регулируется до значения, требуемого для синхронизации вращения первой кулачковой муфты 306 так, чтобы вращение первой кулачковой муфты 306 было синхронизировано, и был погашен или уменьшен удар, который может произойти при включении первой кулачковой муфты 306. Способ расчета крутящего момента Tcouple сцепления в принципе подобен способу в раскрытых выше вариантах исполнения и не приводится.
[0136] Как раскрыто выше, даже при наличии управляющих муфт 320L, 320R на стороне передних колес 12, и при наличии синхронизатора 324 для синхронизации вращения первой кулачковой муфты 306 или синхронизатора 326 для синхронизации вращения второй кулачковой муфты 316, сначала включается кулачковая муфта, чье вращение синхронизировано с помощью синхронизатора, и затем, вращение кулачковой муфты, не синхронизированное с помощью синхронизатора, синхронизируется путем регулировки крутящего момента Tcouple сцепления управляющей муфты 320L, 320R для того, чтобы погасить или уменьшить удар, который может произойти в момент включения.
[0137] Несмотря на то, что некоторые варианты исполнения настоящего изобретения детально раскрыты на основании чертежей, заявка на изобретение может быть применено в других формах.
[0138] В соответствии с раскрытыми выше вариантами осуществления изобретения при переключении привода из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса во время движения, сначала включается та кулачковая муфта, чье вращение синхронизировано при помощи синхронизатора, и затем определяется поворот автомобиля. Однако, поворот автомобиля определяется не обязательно после включения кулачковой муфты, чье вращение синхронизировано при помощи синхронизатора, но может быть определен в момент формирования запроса на переключение в режим привода на четыре колеса или в момент начала включения кулачковой муфты, или в переходном режиме включения кулачковой муфты.
[0139] В соответствии с раскрытыми выше вариантами осуществления изобретения переключение из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса определяется на основании предварительно заданной карты диапазонов режима работы привода. Однако, переключение может быть определено при задействовании водителем переключателя для включения режима привода на четыре колеса.
[0140] Следует понимать, что раскрытые выше варианты осуществления изобретения являются всего лишь примерами, и что изобретение может быть осуществлено с различными поправками, изменениями и/или улучшениями, вносимыми специалистами в данной области техники.
[0141] Один аспект изобретения может быть определен следующим образом. Устройство управления для системы привода на четыре колеса, содержащей раздаточную коробку, выполненную с возможностью распределения части мощности, произведенной источником привода, на левое и правое вспомогательные колеса, подсоединенный к левому и правому вспомогательным колесам механизм дифференциала, карданный вал, передающий полученную от раздаточной коробки мощность на механизм дифференциала, первую зубчатую муфту сцепления в раздаточной коробке, выполненную с возможностью селективно обеспечивать и блокировать передачу энергии между источником привода и карданным валом, и вторую зубчатую муфту сцепления, выполненную с возможностью селективно допускать и блокировать передачу энергии между карданным валом и механизмом дифференциала, механизм дифференциала, содержащий пару управляющих муфт, выполненных с возможностью регулировать крутящий момент трансмиссии, передаваемый на левое и правое вспомогательные приводные колеса, первую зубчатую муфту сцепления или вторую зубчатую муфту сцепления, содержащую синхронизатор, устройство управления, содержащее электронный блок управления, выполненный с возможностью при переключении системы привода из режима привода на два колеса, в котором первая зубчатая муфта сцепления и вторая зубчатая муфта сцепления выключены, в режим привода на четыре колеса, в котором первая зубчатая муфта сцепления и вторая зубчатая муфта сцепления включены, во время выполнения поворота синхронизировать вращение одной из указанных выше первой и второй зубчатых муфт сцепления, содержащих синхронизатор, при помощи синхронизатора, и синхронизировать вращение другой из указанных выше первой и второй зубчатых муфт сцепления путем регулировки крутящего момента одной из пары управляющих муфт, передающей мощность на одно из вспомогательных ведущих колес, являющееся внешним колесом.