CN103108766A - 四轮驱动车辆和控制单元 - Google Patents

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Abstract

一种四轮驱动车辆，设置有：驱动源，驱动源产生形成车辆的驱动力的转矩；驱动力传输系统，驱动力传输系统将来自驱动源的转矩传输至主从动轮和辅从动轮；以及齿轮离合器，齿轮离合器设置在驱动力传输系统中，并且齿轮离合器能够通过凹部与凸部的接合而将转矩传输至辅驱动轮侧。该车辆还设置有：判定单元，判定单元基于与路面摩擦系数相关的指标值判断路面的摩擦系数是否低于预定值；以及控制单元，当判定单元判定路面的摩擦系数低于预定值时，控制单元产生控制信号，控制信号在车辆起动之前使齿轮离合器接合。

Description

四轮驱动车辆和控制单元
技术领域
本发明涉及一种四轮驱动车辆及其控制单元，该四轮驱动车辆包括用于将驱动源的驱动力分配至主从动轮和辅从动轮的驱动力传输系统。
背景技术
传统地，已知一种四轮驱动车辆，在该四轮驱动车辆中，驱动源的驱动力通常传输至前轮侧，并且车辆根据其行驶条件所需要的驱动力通过能够改变转矩传输能力的转矩联接器(例如，参考专利文献1)传输至后轮侧。
专利文献1描述的四轮驱动车辆具有在传动轴的后轮侧的能够改变转矩传输能力的转矩联接器，并且具有诸如爪式离合器之类的转换机构，该转换机构能够接合并断开变速器的输出轴与传动轴之间的转矩传输。然后，当仅仅前轮被驱动的两轮驱动在车辆中接合时，转矩的传输在传动轴的前部和后部被切断，以防止当车辆在两轮驱动状态下行驶时传动轴的转动，由此降低与转动轴的旋转相关联的滑动阻力和油搅拌损失，从而提高燃油经济性。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：JP-A-2010-48331
发明内容
本发明要解决的问题
顺带地说，当路面的摩擦系数低时，在车辆从静止起动的时候会发生车辆的从动轮打滑的情况。这种形式的车辆打滑倾向于容易在两轮驱动中发生，特别是在转矩传输至主从动轮的两轮驱动中发生。在当两轮驱动接合时车轮打滑的情况下，通过另外将转矩分配至辅从动轮侧以降低传输至四个从动轮中的一个从动轮的转矩而抑制车轮的打滑是有效的。然而，在这种只有主从动轮打滑的状态下，设置在通向辅从动轮侧的转矩传输线上的爪式离合器的输入构件与输出构件之间的转速差较大，因此不能立即接合爪式离合器。为了甚至在这种情况下也能使爪式离合器接合，需要提供大功率的同步啮合机构以使爪式离合器的输入构件的旋转与输出构件的旋转同步。
本发明的目的是提供一种四轮驱动车辆，在该四轮驱动车辆中，即使当车辆在两轮驱动条件下起动时从动轮打滑时，也能够通过爪式离合器及其控制单元将转矩快速地传输至转矩被传输到的辅从动轮。
解决问题的手段
为了解决上文描述的问题，本发明因此提供一种根据以下方面的四轮驱动车辆和控制单元。
(1)一种四轮驱动车辆，包括：驱动源，驱动源产生形成车辆的驱动力的转矩；驱动力传输系统，驱动力传输系统将驱动源的转矩传输至主从动轮和辅从动轮；爪式离合器，爪式离合器设置在驱动力传输系统中并且能够通过凹部与凸部的接合而将转矩传输至辅从动轮侧；判定单元，判定单元基于与路面的摩擦系数相关的指标值判断路面的摩擦系数是否低于预定值；以及控制单元，当判定单元判定路面的摩擦系数低于所述预定值时，控制单元产生控制信号，控制信号在车辆起动之前导致爪式离合器的接合。
(2)根据上述方面(1)的四轮驱动车辆，还包括：控制离合器，控制离合器设置在驱动力传输系统中的爪式离合器的沿着转矩传输方向观察的上游侧或下游侧，并且能够控制传输至辅从动轮侧的转矩，其中，当判定单元判定路面的摩擦系数低于所述预定值时，控制单元产生第一控制信号，第一控制信号在车辆起动之前使爪式离合器接合；并且当在车辆起动时主从动轮打滑时，控制单元产生第二控制信号，第二控制信号指令控制离合器增大传输至辅从动轮侧的转矩。
(3)一种安装至四轮驱动车辆的用于四轮驱动车辆的控制单元，所述四轮驱动车辆包括：驱动源，驱动源产生形成车辆的驱动力的转矩；驱动力传输系统，驱动力传输系统将驱动源的转矩传输至主从动轮和辅从动轮；以及爪式离合器，爪式离合器设置在驱动力传输系统中并且能够通过凹部与凸部的接合将转矩传输至辅从动轮侧，控制单元包括：判定单元，判定单元基于与路面的摩擦系数相关的指标值判断路面的摩擦系数是否低于预定值；以及控制单元，当判定单元判定路面的摩擦系数低于所述预定值时，控制单元产生控制信号，控制信号在车辆起动之前导致爪式离合器的接合。
本发明的优点
根据本发明的一个方面，即使当车辆在两轮驱动条件下起动时从动轮打滑时，也能够通过爪式离合器将转矩快速地传输至转矩被传输到的辅从动轮。
附图说明
图1是描绘根据本发明的实施方式的四轮驱动车辆的结构的示例的示意图。
图2是描绘根据本发明的实施方式的驱动力传输单元及其外围部分的结构的示例的剖视图。
图3(a)是描绘根据本发明的实施方式的爪式离合器及其外围部分的结构的示例的剖视图，图3(b)是示例性地描绘在断开状态下的爪式离合器的啮合部分的说明性示图。
图4是描绘由根据本发明的实施方式的ECU的控制装置执行的处理过程的示例的流程图。
具体实施方式
(实施方式)
图1是描绘四轮驱动车辆的结构的示例的示意图。如图1所示，四轮驱动车辆101具有发动机102、传动装置103、一对前轮104L、104R、一对后轮105L、105R和驱动力传输系统106，其中，发动机102是用于产生用作四轮驱动车辆101的驱动力的转矩的驱动源，传动装置103改变来自发动机102的输出的速度，驱动力传输系统106将发动机102的转矩传输到前轮104L、104R和后轮105L、105R。前轮104L、104R代表主从动轮的示例，当车辆被驱动时，发动机102的转矩始终被传输到主从动轮。后轮105L、105R代表辅从动轮的示例，转矩根据车辆的行驶条件被传输到辅从动轮。
驱动力传输系统106具有前差速器120、爪形离合器130、传动轴140和后差速器150。然后，前差速器120的输出转矩设计为分别经由左驱动轴114L和右驱动轴114R传输到前轮104L、104R，而后差速器150的输出转矩设计为分别经由左驱动轴115L和右驱动轴115R传输到后轮105L、105R。另外，驱动力传输单元160在后差速器150与左驱动轴115L之间设置在驱动力传输系统106上。
前差速器120具有基于从传动装置103输出的转矩进行旋转的差速器箱20、保持在差速器箱20上的小齿轮轴21、可旋转地支承在小齿轮轴21上的一对小齿轮22、22、以及一对侧齿轮23L、23R，所述一对侧齿轮23L、23R通过其齿轮轴相对于一对小齿轮22、22的齿轮轴转过直角而与一对小齿轮22、22啮合。另外，前差速器120设计成使得转矩从左侧齿轮23L经由左驱动轴114L分配到左前轮104L，而转矩从右侧齿轮23R经由右驱动轴114R分配到右前轮104R。
爪形离合器130具有第一齿部31、第二齿部32和圆筒形套筒33，该第一齿部31固定至前差速器120的差速器箱20的外周部分，从而不会相对于差速器箱20旋转；第二齿部32固定成不相对于齿圈41a转动，该齿圈41a将在下文进行描述；圆筒形套筒33能够沿着差速器箱20的旋转轴线的方向前后移动。在该爪式离合器130中，第一齿部31和第二齿部32联接在一起，使得能够通过圆筒形套筒33沿着一个方向移动而在第一齿部31和第二齿部32之间进行转矩传输，而第一齿部31与第二齿部32的联接通过套筒33沿着另一方向移动而释放。爪式离合器130将在下文详细地描述。
第一齿轮机构41设置在传动轴140的前轮侧，第一齿轮机构41包括具有锥齿轮的齿圈41a、以及小齿轮41b，该锥齿轮与爪式离合器130的第二齿部32一起旋转，小齿轮41b与齿圈41a啮合并且具有固定在传动轴140的一端的锥齿轮。
另外，第二齿轮机构42设置在传动轴140的后轮侧，第二齿轮机构42包括具有锥齿轮的齿圈42a、以及小齿轮42b，该齿圈42a固定至后差速器150的差速器箱50(差速器箱50将在下文详细描述)，小齿轮42b与齿圈42a啮合并且具有固定在传动轴140的另一端的锥齿轮。
后差速器150具有基于通过传动轴140传输的转矩进行旋转的差速器箱50、保持在差速器箱50上的小齿轮轴51、可旋转地支承在小齿轮轴51上的一对小齿轮52、52、以及一对侧齿轮53L、53R，所述一对侧齿轮53L、53R通过其齿轮轴相对于一对小齿轮52、52的齿轮轴转过直角而与一对小齿轮52、52啮合。左侧齿轮53L联接至布置在驱动力传输送单元160与左侧齿轮53L之间的中间轴54，从而不会相对于中间轴54旋转。另外，右侧齿轮53R联接至右驱动轴115R从而以相等的转速旋转。
驱动力传输单元160具有多盘式离合器7和压紧机构8，该压紧机构8利用可变的压紧力挤压多盘式离合器7，并且设计成将与压紧机构8用来挤压多盘式离合器7的压紧力对应的转矩从中间轴54传输到左驱动轴115L。该驱动力传输单元160的结构将在下文详细描述。
四轮驱动车辆101还包括作为控制单元的电子控制单元(ECU)9。输出估测路面的摩擦系数的信号的检测单元90、检测前差速器120的差速器箱20的转速的第一速度检测器91、检测第一齿轮机构41的齿圈41a的转速的第二速度检测器92、以及提供电流以驱动驱动力传输单元160的压紧机构8的驱动电路93均连接至ECU9。
ECU9具有存储单元9a和控制单元9b，存储单元9a具有诸如只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)之类的存储元件，控制单元9b具有根据存储在存储单元9a中的控制程序9a1运行的中央处理单元(CPU)。控制单元9b根据控制程序9a1运行，从而用作判定单元9b1和控制单元9b2，判定单元9b1基于检测单元90的输出信号确定路面的摩擦系数是否低于预定值，控制单元9b2产生控制爪式离合器130和驱动力传输单元160的控制信号。
驱动电路93从ECU9(控制单元9b2)接收控制信号并且向组成压紧机构8的电磁线圈(将在下文详细描述)供给电流。该驱动电路93包括通过例如脉宽调制(PWM)控制进行控制的电流输出电路，并且能够将供给到压紧机构8的电流的量连续地调节为对应于来自ECU9的控制信号的值。
在如上文所述构造的情况下，驱动力传输系统106将来自前差速器120的侧齿轮23L、23R的转矩经由左驱动轴114L和右驱动轴114R传输到前轮104L、104R。另外，驱动力传输系统106将来自前差速器120的差速器箱20的转矩经由爪式离合器130、第一齿轮机构41、传动轴140和第二齿轮机构42传输至后差速器150，并且如此传输到后差速器150的转矩随后从右驱动轴115R传输至右后轮105R并且通过驱动力传输单元160从左驱动轴115L传输至左后轮105L。
图2是描绘驱动力传输单元160的结构及其外围部分的示例的剖视图。驱动力传输单元160与后差速器150一起被容置在差速器架151中。驱动力传输单元160具有带底的圆筒形外罩60，该圆筒形外罩60联接至中间轴54从而不相对于中间轴54旋转。多盘式离合器7和压紧机构8设置在外罩60的内部。
外罩60在其底部的外周面处联接至中间轴54的凸缘54a，使得外罩60与中间轴54一起旋转。另外，具有沿着轴向方向延伸的多个花键齿的花键部分60a形成在外罩的圆筒形部分的内周面上，并且外罩60的开口端部被环形后罩61封闭。
后罩61具有磁性材料的第一元件61a、固定在第一元件61a内的非磁性材料的环形第二元件61b、以及固定在第二元件61b内的磁性材料的第三元件61c，其中第一元件61a通过例如螺纹连接或焊接的固定方式固定在外罩60的敞开部分中，从而不会相对于外罩60旋转。
圆筒形内部轴64布置在外罩60的内周部分中，从而与外罩60同心地相对于外罩60旋转。具有沿着轴向方向延伸的多个花键齿的花键部分64a在与外罩60的花键部分60a相对地面向的区域中形成在内部轴64的外周面上。另外，轴状构件56花键配合到内部轴64的内周面中从而不会相对于内部轴64旋转，轴状构件56具有等速接头的外环部56a，左驱动轴115L(在图1中示出)的一端以摆动的方式联接至该等速接头。
多盘式离合器7包括多个环形外离合片71和多个类似的环形内离合片72，外离合片71和内离合片72沿着轴向方向交替地布置。多个凸部形成在外离合片71的外周边缘上从而与外罩60的花键部分60a接合。另外，多个凸部形成在内离合片72的内周边缘上从而与内部轴64的花键部分64a接合。通过采用这种结构，允许外离合片71沿着轴向方向移动，同时被限制相对于外罩60旋转，并且内离合片72沿着轴向方向移动，同时被限制相对于内部轴64旋转。
压紧机构8布置为在轴向方向上与多盘式离合器7平行。压紧机构8具有电磁线圈80、支承电磁线圈80的磁性材料的轭部81、具有环形形状的第一凸轮构件82、布置为与第一凸轮构件82相对地面向的具有环形形状的第二凸轮构件84、以及插入在第一凸轮构件82与第二凸轮构件84之间的球形凸轮从动件83。
电磁线圈80布置为将后罩61保持在电磁线圈80与第一凸轮构件82之间，并且设计成通过凭借通电而产生的磁力将第一凸轮构件82吸向后罩61。
第二凸轮构件84设置为与多盘式离合器7的多个内离合片72中布置为在其一个轴向侧与压紧机构8最靠近的一个内离合片72相对地面向，并且第二凸轮构件84在其内周面的一部分上具有与内部轴64的花键部分64a形成接合的多个凸部。因此，允许第二凸轮构件84沿着轴向移动，同时被限制相对于内部轴64旋转。
在第一凸轮构件82和第二凸轮构件84的相对地面向的表面中的每一个上形成有凸轮面，该凸轮面具有形成为轴向深度沿着周向方向改变的斜面，并且多个凸轮从动件83布置成沿着两个凸轮面滚动。另外，第一凸轮构件82和第二凸轮构件84分别被锥形盘簧85和锥形盘簧86偏置，从而彼此靠近。
通过采用这种结构，当第一凸轮构件82通过电磁线圈80的磁力而靠在后罩61上摩擦地滑动时，第一凸轮构件82从后罩61接收旋转力，并且第一凸轮构件82和第二凸轮构件84通过该旋转力相对于彼此旋转。然后，该相对旋转造成凸轮从动件83在第一凸轮构件82和第二凸轮构件84的凸轮面上旋转，从而产生轴向推力，并且第二凸轮构件84接收该推力并且挤压多盘式离合器7。
第一凸轮构件82从后罩61接收的旋转力根据电磁线圈80的磁力的强度而变化，并且因此，压在多盘式离合器7上的压紧力能够通过控制供给至电磁线圈80的电流进行调节，并且因此，经由多盘式离合器7传输的转矩能够进行调节。即，该多盘式离合器7是能够控制传输至后轮105L、105R的转矩的控制离合器的示例。
另外，当对电磁线圈80断电时，造成第一凸轮构件82通过锥形盘簧85的弹簧力而移动离开后罩61，并且第一凸轮构件82不再接收使其相对于第二凸轮构件84的旋转的旋转力。因此，轴向推力消失，并且第二凸轮构件84通过锥形盘簧86的弹簧力而沿移动离开多盘式离合器7的方向移动。
通过采用这种结构，传输到后差速器150的左侧齿轮53L的转矩通过驱动力传输单元160经由轴状构件56和左驱动轴115L不连续地传输到左后轮105L。另外，传输到后差速器150的右侧齿轮53R的转矩经由轴状构件55——该轴状构件55联接至侧齿轮53R从而不会相对于侧齿轮53R旋转——和右驱动轴115R传输到右后轮105R，右驱动轴115R以摆动的方式联接至设置在该轴状构件55的一端处的等速接头的外环部55a。
图3(a)是描绘爪式离合器130及其外围部分的结构的示例的剖视图，并且图3(b)是示例性地描绘处于断开状态的该爪式离合器130的啮合部分的说明性示意图。
如前文描述的，爪式离合器130具有第一齿部31、第二齿部32和能够沿着差速器20的旋转轴线前后移动的圆筒形套筒33，其中，第一齿部31固定至前差速器120的差速器箱20从而不会相对于差速器箱20旋转，第二齿部32固定至环形齿41a从而不会相对于环形齿41a旋转。爪式离合器130还具有使套筒33前后移动的致动器30。致动器30由电磁致动器构成，在该电磁致动器中，可动铁芯通过由可电磁激励的线圈在例如被通电时产生的电磁力而移动。
第一齿部31形成为环形，从而允许联接至右前轮104R的驱动轴114通过其内周侧插入，并且第一齿部31具有在其外周面上形成为沿着差速器箱20的旋转轴线O延伸的多个花键齿31a。
第二齿部32形成为圆筒形，从而允许驱动轴114R通过其内周侧插入并且能够与第一齿部31同轴地相对于第一齿部31旋转。另外，第二齿部32具有在其外周面上形成为沿着差速器箱20的旋转轴线O延伸的多个花键齿32a。
套筒33是圆筒形构件，其支承在第一齿部31和第二齿部32的外周侧上以便与第一齿部31和第二齿部32同心地沿着轴向方向移动。多个花键齿33a在套筒33的内周面上形成为与第一齿部31a的多个花键齿和第二齿部32a的多个花键齿接合。在相邻的花键齿33a之间形成有凹部，使得为凸部的花键齿31a、32a与其接合。在花键齿31a、32a和花键齿33a的相应的远端部设置有朝向远侧逐渐变小的渐缩部分，从而便于花键齿31a、32a与花键齿33a的啮合性接合。
凹部33b在套筒33的外周面上形成为周向地延伸为环形形状，并且使套筒33沿着轴向方向移位的移位构件34的一个端部与这样形成的凹部33b可滑动地接合。移位构件34的另一端部配合在轴30a中。致动器30基于来自ECU9(在图1中示出)的控制信号而使轴30a沿着与差速器箱20的旋转轴线O平行的方向前后移动，并且与此相关联地，移位构件34和套筒33沿着旋转轴线O在轴向方向上移动。应当注意，在该爪式离合器130中没有设置用于使第一齿部31的旋转与第二齿部32的旋转同步的所谓的同步机构。
在套筒33的多个花键齿33a与第二齿部32的多个花键齿32a啮合、而套筒33的多个花键齿33a与第一齿部31的多个花键齿31a不啮合的断开状态下，第一齿部31和第二齿部32能够相对于彼此相互旋转。另外，在套筒33的多个花键齿33a与第一齿部31的多个花键齿31a以及第二齿部32的多个花键齿32a均啮合的接合状态下，第一齿部31和第二齿部32彼此接合从而不相对于彼此旋转。
当在四轮驱动状态下对四轮驱动车辆101进行驱动时，对电磁线圈80通电，从而能够通过驱动力传输单元160传输转矩，并且在爪式离合器130中，使套筒33与第一齿部31和第二齿部32啮合，使得前差速器120的差速器箱20联接至传动轴140，由此将发动机102的转矩传输至前轮104L、104R和后轮105L、105R。
另一方面，当在两轮驱动状态下对四轮驱动车辆101进行驱动时，对电磁线圈80断电，从而切断通过驱动力传输单元160的转矩传输，并且释放差速器箱20通过爪式离合器130与传动轴140之间联接。通过切断驱动力传输单元160的转矩传输，左后轮105L与中间轴54断开联接，并且与左后轮105L的驱动轴115L与中间轴54断开联接相关联地，转矩不再传输至右后轮105R。这是由于差速器单元的一般特性——即，若输出轴的其中一个空转，则转矩不再传输至另一输出轴——造成的。
以这种方式，当在两轮驱动状态下对四轮驱动车辆101进行驱动时，通过驱动力传输系统106的转矩传输在传动轴140的上游端(发动机102端)和下游端(后轮105L、105R端)被切断。因此，传动轴140的旋转和联接至传动轴140的后差速器150的差速器箱50的旋转停止，由此降低了车辆的行驶阻力，该行驶阻力与传动轴140的旋转阻力和齿圈41a、42a的润滑剂搅拌损失相关。
另外，当四轮驱动车辆101从两轮驱动转换到四轮驱动时，首先，供给到电磁线圈80的电流量逐渐增大，使得后轮105L、105R处的转矩通过驱动力传输单元160传输至传动轴140从而使传动轴140旋转。随后，当传动轴140的转速增大并且由第一速度检测器91检测到的前差速器120的差速器箱20的转速与由第二速度检测器92检测到的第一齿轮机构41的齿圈41a的转速之间的差值减小至阈值或者更低、以完成差速器箱20与齿圈41a的旋转的同步时，爪式离合器130接合。
相反，当四轮驱动车辆101从四轮驱动转换到两轮驱动时，供给到电磁线圈80的电流量逐渐减小，从而消除通过传输至后轮侧的转矩引起的传动轴140的扭转，并且随后，释放爪式离合器130的接合。以这种方式，通过使用上文描述的过程而在两轮驱动与四轮驱动之间切换驱动模式，抑制了当四轮驱动车辆101的驱动模式切换时会发生的冲击。
顺带地说，当车辆的车轮与地面之间的摩擦系数由于雨水路面、结冰路面或者积雪覆盖或卵石覆盖的路面而变低时，会增加车辆打滑的危险，从而在车辆从静止起动时引起车轮空转。这种打滑在转矩仅传输至前轮104L、104R的两轮驱动情况下比在转矩不仅传输至前轮104L、104R而且传输至后轮105L、105R的四轮驱动情况下更容易发生。
当在驾驶车辆期间发生车辆打滑时，如前文描述的，后轮105L、105R处的转矩经由驱动力传输单元160传输至传动轴140，从而使传动轴140旋转，由此爪式离合器130的第一齿部31和第二齿部32能够同步。然而，由于当车辆起动时后轮105L、105R不旋转，因此不能以上文描述的方式使爪式离合器130同步。而在本实施方式中，关于当车辆从静止起动时发生的打滑问题将通过按如下方式控制车辆来解决。
图4是描绘由用作判定单元9b1和控制单元9b2的ECU9的控制单元9b执行的处理过程的示例的流程图。该流程图示出的过程起始于当在选择两轮驱动作为车辆的驱动模式的状态下满足预定过程起始条件时，例如，当在四轮驱动车辆101中开启点火器或者起动发动机102时。
判定单元9b1接收检测单元90(在图1中示出)的输出信号并且基于接收的输出信号检测路面的摩擦系数是否低于预定值或者路面是否处于低μ状态(S10)。
一种能够输出关于与路面的摩擦系数相关的指标值的信息的设备能够应用于检测单元90。更具体地，能够检测易于影响车轮与路面之间的摩擦系数的现象的检测单元能够用作检测单元90，并且该检测单元包括例如检测外部空气的温度的外部空气温度传感器、检测吸入发动机102中的进气的温度的进气温度传感器、检测由雨滴敲打造成的挡风玻璃的振动的振动传感器、检测雨刷的操作的传感器、或者通过图像检测路面状况的相机。判定单元9b1通过将从检测单元90接收的与路面的摩擦系数相关的指标值与预定的阈值进行比较来判断路面上是否存在低μ状态。
当在步骤S10通过由判定单元9b1执行的处理判定路面上存在低μ状态(S10：是)时，控制单元9b2向爪式离合器130发出操作命令信号(S11)。当爪式离合器130接收到该操作命令信号时，致动器30使套筒33沿着箭头A(在图3(a)和图3(b)中示出)标示的方向移位，以使套筒33的多个花键齿33a与第一齿部31的多个花键齿31a和第二齿部32的多个花键齿32a啮合。通过套筒33与第一和第二齿部31、32的啮合性接合，爪式离合器130被接合，并且前差速器120的差速器箱20和传动轴140联接在一起，从而能够在差速器箱20与传动轴140之间传输扭矩。该差速器箱20与传动轴140的联接在四轮驱动车辆101从静止起动之前执行。
接下来，控制单元9b2基于来自分别为前轮104L、104R设置的车轮速度传感器的车轮速度检测信号判定前轮104L、104R的至少一个是否打滑(S12)。能够通过例如当前轮104L、104R的旋转加速度大于阈值或者当前轮104L、104R中的一个的车轮速度与另一个的车轮速度之间的车轮速度差大于预定阈值时判定前轮104L、104R的至少一个打滑来执行对前轮104L、104R的打滑的检测。
当控制单元9b2在步骤S12中判定前轮104L、104R的至少一个打滑时(S12：是)，控制单元9b2向驱动电路93发出电流供给指令信号，以指令驱动电路93对压紧机构8的电磁线圈80通电(S13)。该电流供给指令信号包括指示供给到电磁线圈80的电流量的信息。驱动电路93通过例如PWM控制来控制供给电流，使得由电流指令命令信号指示的线圈电流量被供给到电磁线圈80。
除非打滑状态消除，否则控制单元9b2以预定的时间间隔重复步骤S12中的打滑判断并且继续向驱动单元93输出电流供给指令信号。另外，当控制单元9b2在步骤S12中判定前轮104L、104R都不打滑时(S12：否)，控制单元9b2执行正常控制处理(S14)。
在正常控制状态下，供给至电磁线圈80的电流量被控制为根据前轮104L、104R的平均转速与后轮105L、105R的平均转速之间的差而增加，或者，供给至电磁线圈80的电流量被控制为根据驾驶员对加速踏板的操作而增加。另外，当判定单元9b1在步骤S10中的低μ判定判定出路面上不存在低μ状态时(S10：否)，控制单元9b2执行正常控制处理(S14)而不在步骤S11至S13中执行低μ起动控制。
因此，如此前已描述的，当判定单元9b1判定路面的摩擦系数低于预定值时(S10：是)，控制单元9b2产生作为第一控制信号的操作命令信号，该操作命令信号在四轮驱动车辆101起动之前以信号命令爪式离合器130的接合执行(S11)，并且然后当前轮104L、104R发生打滑时(S12：是)，控制单元9b2产生作为第二控制信号的电流供给指令信号，该电流供给指令信号以信号命令供给至驱动力传输单元160的压紧机构8的线圈电流的增大。
通过由控制单元9b以这种方式执行控制处理，当四轮驱动车辆101从静止起动时前轮104L、104R中的任一个或两个发生打滑时，传动轴140与前差速器120的差速器箱20的旋转相关联地旋转(空转)。随后，当供给至驱动力传输单元160的压紧机构8的电流量在该状态下增大时，转矩经由传动轴140分配至后轮105L、105R，由此四轮驱动车辆101的驱动模式转换成四轮驱动，从而能够起动四轮驱动车辆101。
(其他实施方式)
尽管此前已经基于实施方式描述了根据用于执行本发明的模式的四轮驱动车辆，然而本发明不局限于已在上文描述的实施方式并且因此能够在不悖离其精神和范围的情况下以不同的形式执行。例如，下面的改型示例是可能的。
(1)在实施方式中，尽管驱动力传输单元160设置在爪式离合器130的当沿着转矩传输方向观察时的下游侧(后轮侧)，然而因此相反，驱动力传输单元160可以设置在爪式离合器130的当沿着转矩传输方向观察时的上游侧(驱动源侧)。即使在该结构中，由于在路面上存在低μ状态的情况下爪式离合器130在车辆起动之前接合，当车轮打滑时，也能通过增大由驱动力传输单元160传输的转矩的量来抑制打滑，从而有助于车辆的起动。
(2)另外，在实施方式中，尽管压紧机构8被描述为构造成使得由凸轮机构产生推力，然而本发明不限于此。压紧机构8可以构造成通过液压压力或电动马达的转矩压靠在多盘式离合器7上。
(3)另外，在实施方式中，尽管为左后轮105L设置了单个驱动力传输单元160，然而也可以为左后轮105L和右后轮105R单独地设置两个驱动力传输单元160。在该情况下，能够使用不具有差速功能的锥齿轮型齿轮机构代替后差速器150来将通过传动轴140传输的转矩传输到各个驱动力传输单元160。另外，驱动力传输单元160可以布置在后差速器150的差速器箱50与传动轴140之间。
附图标记描述
7多盘式离合器；8压紧机构9；9ECU；9a存储单元；9a1控制程序；9b控制装置；9b1判定单元；9b2控制单元；20差速器箱；51小齿轮轴；22、52小齿轮；23L、23R、53L、53R侧齿轮；31第一齿部；32第二齿部；33套筒；41第一齿轮机构；42第二齿轮机构；41a、42a齿圈；41b、42b小齿轮；50差速器箱；54中间轴；54a凸缘；55、56轴状构件；55a、56a外环部；60外罩；60a花键部分；61后罩；61a第一元件；61b第二元件；61c第三元件；64内部轴；64a花键部分；71外离合片；72内离合片；80电磁线圈；81轭部；82第一凸轮构件；82a、84a凸轮槽；83凸轮从动件；84第二凸轮构件；90检测单元；91第一速度检测器；92第二速度检测器；93驱动电路；101四轮驱动车辆；102发动机；103传动装置；140传动轴；104L左前轮；104R右前轮；105L左后轮；105R右后轮；106驱动力传输系统；114L、114R、115L、115R驱动轴；120前差速器；130爪式离合器；140传动轴；150后差速器；151差速器架；160驱动力传输单元。

Claims (3)

1.一种四轮驱动车辆，包括：
驱动源，所述驱动源产生形成车辆的驱动力的转矩；
驱动力传输系统，所述驱动力传输系统将所述驱动源的转矩传输至主从动轮和辅从动轮；
爪式离合器，所述爪式离合器设置在所述驱动力传输系统中，并且所述爪式离合器能够通过凹部与凸部的接合而将转矩传输至辅从动轮侧；
判定单元，所述判定单元基于与路面的摩擦系数相关的指标值判断路面的摩擦系数是否低于预定值；以及
控制单元，当所述判定单元判定路面的摩擦系数低于所述预定值时，所述控制单元产生控制信号，所述控制信号在车辆起动之前使所述爪式离合器接合。
2.根据权利要求1所述的四轮驱动车辆，还包括：
控制离合器，所述控制离合器设置在所述驱动力传输系统中的所述爪式离合器的沿着转矩传输方向观察的上游侧或下游侧，并且所述控制离合器能够控制传输至所述辅从动轮侧的转矩，
其中，当所述判定单元判定路面的摩擦系数低于所述预定值时，所述控制单元产生第一控制信号，所述第一控制信号在车辆起动之前使所述爪式离合器接合；并且当在车辆起动时所述主从动轮打滑时，所述控制单元产生第二控制信号，所述第二控制信号指令所述控制离合器增大传输至所述辅从动轮侧的转矩。
3.一种安装至四轮驱动车辆的用于四轮驱动车辆的控制单元，所述四轮驱动车辆包括：驱动源，所述驱动源产生形成车辆的驱动力的转矩；驱动力传输系统，所述驱动力传输系统将所述驱动源的转矩传输至主从动轮和辅从动轮；以及爪式离合器，所述爪式离合器设置在所述驱动力传输系统中并且能够通过凹部与凸部的接合将转矩传输至辅从动轮侧，
所述控制单元包括：
判定单元，所述判定单元基于与路面的摩擦系数相关的指标值判断路面的摩擦系数是否低于预定值；以及
控制单元，当所述判定单元判定路面的摩擦系数低于所述预定值时，所述控制单元产生控制信号，所述控制信号在车辆起动之前使所述爪式离合器接合。
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