CN106061785B - 4轮驱动车的离合器控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种4轮驱动车的离合器控制装置，其能够实现上坡时从2轮驱动模式向4轮驱动模式的转变时间的缩短，并能够实现驱动力向路面传递的状态的稳定性的提高。为此，本发明的4轮驱动车的离合器控制装置的特征在于，4WD控制单元(34)对牙嵌式离合器(8)以及电控耦合器(16)的接合、断开进行控制，该牙嵌式离合器(8)以及电控耦合器(16)分开配置于针对左右后轮(19、20)的驱动力传递***中的、隔着后差速器(15)的驱动分支侧的传递***路径以及副驱动轮侧的传递***路径，作为2轮驱动模式，4WD控制单元(34)具有将牙嵌式离合器(8)以及电控耦合器(16)断开的断开2轮驱动模式、以及将牙嵌式离合器(8)接合且将电控耦合器(16)断开的准备2轮驱动模式，在检测出断开2轮驱动模式下的上坡时，切换为准备2轮驱动模式。

Description

4轮驱动车的离合器控制装置

技术领域

本发明涉及在针对副驱动轮的驱动力传递***中具备啮合式离合器和摩擦式离合器的4轮驱动车的离合器控制装置。

背景技术

当前，已知在针对后轮的驱动力传递***中具备啮合式离合器以及摩擦式离合器的基于前轮驱动的4轮驱动车(例如，参照专利文献1)。

在该4轮驱动车中，在从2轮驱动模式向4轮驱动模式的切换时，将摩擦式离合器接合，在使啮合式离合器的驱动源侧与后轮侧同步之后，将啮合式离合器接合。另外，在从4轮驱动模式向2轮驱动模式的切换时，在将摩擦式离合器断开之后将啮合式离合器断开。

专利文献1：日本特开2010-254058号公报

发明内容

在上述现有技术中，在使两个离合器断开的断开2轮驱动模式下，使副驱动轮侧的驱动***从啮合式离合器分离，因此在燃油消耗方面为优选方式。

然而，在从断开2轮驱动模式向4轮驱动模式转变的情况下，需要啮合式离合器的同步。因此，与从使啮合式离合器接合的2轮驱动模式使摩擦式离合器接合而转变为4轮驱动模式的情况相比，为了转变为4轮驱动模式而需要时间。

因此，在向4轮驱动模式转变的要求高的上坡时，向4轮驱动模式转变需要时间，在此期间，驱动力向路面的传递状态有可能变得不稳定。

本发明就是着眼于上述问题而提出的，其目的在于提供一种4轮驱动车的离合器控制装置，其能够实现上坡时从2轮驱动模式向4轮驱动模式转变所需的时间的缩短，并能够实现驱动力向路面传递的状态的稳定性的提高。

为了实现上述目的，本发明的4轮驱动车的离合器控制装置中，作为介于驱动源与副驱动轮之间的离合器而具备啮合式离合器以及摩擦式离合器，它们分别分开配置于针对所述副驱动轮的驱动力传递***中的、隔着差速器的驱动分支侧的传递***统路以及副驱动轮侧的传递***路径，

离合器控制单元对两个离合器的接合及断开进行控制，并能够切换为仅对所述主驱动轮进行驱动的2轮驱动模式、以及对所述主驱动轮及所述副驱动轮进行驱动的4轮驱动模式，作为2轮驱动模式，该离合器控制单元具有将两个离合器断开的断开2轮驱动模式、以及将所述啮合式离合器接合且将所述摩擦式离合器断开的准备2轮驱动模式，并且在所述断开2轮驱动模式时检测出上坡的情况下，切换为所述准备2轮驱动模式。

发明的效果

在本发明的4轮驱动车的离合器控制装置中，在2轮驱动模式时形成为将两个离合器断开的断开2轮驱动模式，从而与形成为仅使啮合式离合器接合的准备2轮驱动模式的情况相比，能够形成为有利于燃油消耗的2轮驱动模式。

另一方面，在检测出上坡时，形成为使啮合式离合器接合的准备2轮驱动模式，从而在转变为4轮驱动模式时，与从断开2轮驱动模式转变的情况相比，能够缩短转变时间，能够实现驱动力向路面的传递状态的稳定性的提高。

附图说明

图1是表示应用了实施方式1的离合器控制装置的基于前轮驱动的4轮驱动车的驱动***结构的驱动***结构图。

图2是表示应用了实施方式1的离合器控制装置的基于前轮驱动的4轮驱动车的控制***结构的控制***结构图。

图3是表示在实施方式1的选择“自动模式”时的离合器控制中使用的、与车速及加速器开度相应的驱动模式切换对应图的对应图。

图4是表示根据实施方式1的离合器控制装置所涉及的离合器控制的驱动模式(断开2轮驱动模式·准备2轮驱动模式·连接4轮驱动模式)的切换跳转的驱动模式跳转图。

图5是表示在实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置的4WD控制单元中执行的“自动模式”时的离合器控制处理的流程的流程图。

图6是表示实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置所涉及的非上坡时的动作例的时序图。

图7是表示实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置所涉及的上坡时的动作例的时序图。

图8是表示在实施方式2的选择“自动模式”时的离合器控制中使用的、与车速及加速器开度相应的驱动模式切换对应图的基本对应图。

图9是应用了实施方式3的离合器控制装置的基于后轮驱动的4轮驱动车的驱动***结构的驱动***结构图。

图10是表示在选择“自动模式”时的离合器控制中使用的、与车速及加速器开度相应的驱动模式切换对应图的其他例子的对应图。

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施方式1对实现本发明的4轮驱动车的离合器控制装置的最佳方式进行说明。

(实施方式1)

首先，对实施方式1的结构进行说明。

对于实施方式1的基于前轮驱动的4轮驱动车(4轮驱动车的一个例子)的离合器控制装置的结构，分为“4轮驱动车的驱动***结构”、“4轮驱动车的控制***结构”、“驱动模式切换结构”、“离合器控制结构”进行说明。

[4轮驱动车的驱动***结构]

图1表示应用了实施方式1的离合器控制装置的基于前轮驱动的4轮驱动车的驱动***结构。下面，基于图1对4轮驱动车的驱动***结构进行说明。

如图1所示，所述4轮驱动车的前轮驱动***具备横置发动机1(驱动源)、变速器2、前差速器3、左前轮驱动轴4、右前轮驱动轴5、左前轮6(主驱动轮)以及右前轮7(主驱动轮)。即，经过了横置发动机1及变速器2的驱动力经由前差速器3而传递至左右前轮驱动轴4、5，在容许差动的同时始终对左右前轮6、7进行驱动。

如图1所示，所述4轮驱动车的后轮驱动***具备牙嵌式离合器8(啮合式离合器)、锥齿轮9、输出小齿轮10、后轮输出轴11以及传动轴12。而且，具备驱动小齿轮13、环状齿环14、后差速器15、电控耦合器16(摩擦式离合器)、左后轮驱动轴17、右后轮驱动轴18、左后轮19(副驱动轮)以及右后轮20(副驱动轮)。此外，图1中，21是万向接头。

即，4轮驱动车的驱动***形成为能够选择将牙嵌式离合器8以及电控耦合器16均断开的2WD驱动模式(＝断开2轮驱动模式)的驱动***结构。在所述牙嵌式离合器8以及电控耦合器16的断开状态下，从后轮驱动***的锥齿轮9至环状齿环14之间的旋转停止，从而摩擦损失、机油搅拌损失等得到抑制，实现了燃油消耗的改善。

所述牙嵌式离合器8是设置于从左右前轮6、7向左右后轮19、20的驱动分支位置，且通过离合器的断开而使针对左右后轮19、20的驱动力传递***从针对左右前轮6、7的驱动力传递***分离的啮合式离合器。该牙嵌式离合器8配置于比作为在针对左右后轮19、20的驱动分支位置设置的传动机构的锥齿轮9、输出小齿轮10靠上游的位置。

另外，图2所示的牙嵌式离合器8的输入侧啮合部件8a与前差速器3的差速器箱3a连结，牙嵌式离合器8的输出侧啮合部件8b与锥齿轮9连结。

返回至图1，牙嵌式离合器8、锥齿轮9、输出小齿轮10以及后轮输出轴11的一部分内置于在与前差速器罩22相邻的位置固定的变速箱23。作为该牙嵌式离合器8，例如采用下述结构，将一对啮合部件8a、8b(参照图2)中的一者设为固定部件、且将另一者设为可动部件，在两个部件间设置在接合方向上进行预紧的弹簧等预紧部件，在可动部件的外周形成能够与螺纹销嵌合的螺纹槽。在牙嵌式离合器8的断开时，如果使螺纹销相对于螺纹槽凸出并嵌合，则可动部件一边旋转一边向断开方向产生行程，如果行程量超过规定量则将啮合接合断开。另一方面，在牙嵌式离合器8的接合时，如果将螺纹销相对于螺纹槽的嵌合解除，则利用弹簧等的预紧力使可动部件朝向固定部件且向接合方向产生行程，使得二者8a、8b的齿部啮合接合。

所述电控耦合器16是设置于比牙嵌式离合器8靠下游的位置，且与离合器接合容量相应地将来自横置发动机1的驱动力的一部分向左右后轮19、20分配的摩擦式离合器。该电控耦合器16配置于从作为传动机构的锥齿轮9以及输出小齿轮10经由传动轴12以及后差速器15的针对左后轮19的左后轮驱动轴17的位置。

而且，电控耦合器16的输入侧离合片与后差速器15的左侧齿轮连结，输出侧离合片与左后轮驱动轴17连结。

另外，电控耦合器16内置于在与后差速器箱24相邻的位置固定的耦合器箱25。作为该电控耦合器16，例如采用下述结构，即，具有：多片摩擦式离合器，其交替地配置有多个输入侧和输出侧的离合片；固定凸轮活塞(省略图示)及可动凸轮活塞(省略图示)，它们具有相对的凸轮面；以及凸轮部件(省略图示)，其安装于相对的凸轮面之间。

利用电动机(图2所示的电控耦合器致动器49)使可动凸轮活塞(省略图示)向规定的接合方向旋转，由此进行电控耦合器16的接合。由此，通过使活塞间隔扩大的凸轮作用而使可动凸轮活塞(省略图示)与旋转角相应地向离合器接合方向产生行程，使多片摩擦式离合器的摩擦接合力增加。利用电动机(图2所示的电控耦合器致动器49)使可动凸轮活塞(省略图示)向接合方向的反方向旋转，由此进行电控耦合器16的断开。由此，通过使活塞间隔缩小的凸轮作用而使得可动凸轮活塞(省略图示)与旋转角相应地向离合器断开方向产生行程，使多片摩擦式离合器的摩擦接合力减小。

[4轮驱动车的控制***结构]

图2表示应用了实施方式1的离合器控制装置的基于前轮驱动的4轮驱动车的控制***结构。下面，基于图2对4轮驱动车的控制***结构进行说明。

如图2所示，所述4轮驱动车的控制***具备发动机控制模块31、变速器控制模块32、ABS致动器控制单元33以及4WD控制单元34。此外，各控制模块以及各单元31～34由所谓的计算机等运算处理装置构成。

所述发动机控制模块31是横置发动机1的控制设备，其输入有来自作为车辆状态检测装置的发动机转速传感器35、加速器开度传感器36等的检测信号。从该发动机控制模块31经由CAN通信线37将发动机转速信息、加速器开度信息(ACC信息)向4WD控制单元34输入。

所述变速器控制模块32是变速器2的控制设备，其输入有来自作为车辆状态检测装置的变速器输入转速传感器38、变速器输出转速传感器39等的检测信号。从该变速器控制模块32经由CAN通信线37将齿轮比率信息(齿轮比信息)向4WD控制单元34输入。

所述ABS致动器控制单元33是对各轮的制动器液压进行控制的ABS致动器的控制设备，其输入有来自作为车辆状态检测装置的偏航率传感器40、横向G传感器41、前后方向G传感器42、车轮速度传感器43、44、45、46等的检测信号。从该ABS致动器控制单元33经由CAN通信线37将偏航率信息、横向G信息、前后方向G信息、各轮的车轮速度信息向4WD控制单元34输入。此外，除上述信息以外，还从方向盘转向角传感器47经由CAN通信线37将转向角信息向4WD控制单元34输入。

所述4WD控制单元(离合器控制单元)34是牙嵌式离合器8以及电控耦合器16的接合/断开控制设备，其基于来自作为车辆状态检测装置的各传感器的各种输入信息而进行运算处理。而且，将驱动控制指令输出至牙嵌式离合器致动器48(螺线管)和电控耦合器致动器49(电动机)。这里，作为来自除CAN通信线37以外的输入信息源，具有驱动模式选择开关50、对制动器操作的有无进行检测的制动器开关51、环状齿环转速传感器52、牙嵌式离合器行程传感器53、电机旋转角度传感器54、档位开关55等。

所述驱动模式选择开关50是由驾驶员对“2WD模式”、“锁定模式”以及“自动模式”进行切换选择的开关。

如果选择“2WD模式”，则维持将牙嵌式离合器8以及电控耦合器16断开的前轮驱动的2WD状态。

如果选择“锁定模式”，则维持将牙嵌式离合器8以及电控耦合器16接合的完全4WD状态。

并且，如果选择“自动模式”，则与车辆状态(车速VSP、加速器开度ACC)相应地对牙嵌式离合器8以及电控耦合器16的接合/断开进行自动控制。此外，在本实施方式1中，基本上根据作为副驱动轮的左右后轮19、20的车轮速度对车速VSP进行运算。

所述环状齿环转速传感器52是用于获取牙嵌式离合器8的输出转速信息的传感器，对于环状齿环转速检测值，在运算中考虑后侧齿轮比和前侧齿轮比，由此对牙嵌式离合器8的输出转速进行运算。此外，牙嵌式离合器8的输入转速信息通过左右前轮速度的平均值而获取。

[驱动模式切换结构]

在选择了“自动模式”时，基于图3所示的驱动模式切换对应图并根据车速VSP及加速器开度ACC而对驱动模式进行切换，在本实施方式1中，在车速VSP及加速器开度ACC的整个区域中设为断开差速旋转控制模式。后文中对该断开差速旋转控制模式进行详细叙述，正常情况下设为断开2轮驱动模式的2轮驱动状态，如果在左右前轮6、7与左右后轮19、20之间产生差速旋转，则执行切换为4轮驱动模式的控制。

图4表示驱动模式(断开2轮驱动模式·准备2轮驱动模式·连接4轮驱动模式)的切换跳转。

如图4的框线C内所示，所述断开2轮驱动模式(Disconnect)是将牙嵌式离合器8以及电控耦合器16均断开的2WD行驶(Disconnect)的模式。在该断开2轮驱动模式中，维持基本上将驱动力仅传递至左右前轮6、7的前轮驱动的2WD行驶(Disconnect)。

然而，如果在断开2轮驱动模式下的2WD行驶中在左右前轮6、7产生驱动滑差、且驱动滑差量(或者驱动滑差率)超过阈值，则进行将驱动力分配至左右后轮19、20而抑制驱动滑差的差速旋转控制。在该差速旋转控制时，首先，使电控耦合器16摩擦接合，然后，如果判断为旋转同步状态则使牙嵌式离合器8啮合接合，将驱动力分配至左右后轮19、20。此外，通过对电控耦合器16的传递扭矩进行控制而调节驱动力向左右后轮19、20的分配。

如图4的框线D内所示，所述准备2轮驱动模式(Stand-by)是将牙嵌式离合器8接合、且将电控耦合器16断开的2WD行驶(Stand-by)的模式。在该准备2轮驱动模式中，维持基本上将驱动力仅传递至右前轮6、7的前轮驱动的2WD行驶(Stand-by)。

然而，如果在准备2轮驱动模式下的2WD行驶中在左右前轮6、7产生驱动滑差、且驱动滑差量(或者驱动滑差率)超过阈值，则进行将驱动力分配至左右后轮19、20而抑制驱动滑差的差速旋转控制。在该准备2轮驱动模式下的差速旋转控制中，预先使牙嵌式离合器8啮合接合，因此仅进行电控耦合器16的摩擦接合。因此，能够响应良好地将驱动力分配至左右后轮19、20。

如图4的框线E内所示，所述连接4轮驱动模式(Connect)是将牙嵌式离合器8以及电控耦合器16均接合的4WD行驶(Connect)的模式。在该连接4轮驱动模式(Connect)下，基本上对左右前轮6、7以及左右后轮19、20进行符合路面状况的最佳的驱动力分配的驱动力分配控制。但是，在4WD行驶中，如果根据来自方向盘转向角传感器47、偏航率传感器40、横向G传感器41、前后方向G传感器42的信息而判断车辆的转弯状态，则进行使电控耦合器16的接合容量下降而抑制急转弯制动现象的控制。

此外，使2WD行驶(Disconnect)→2WD行驶(Stand-by)的切换跳转速度(图4的箭头F)加快，并使2WD行驶(Stand-by)→2WD行驶(Disconnect)的切换跳转速度(图4的箭头G)减慢。同样地，使2WD行驶(Disconnect)→4WD行驶(Connect)的切换跳转速度(图4的箭头H)加快，并使4WD行驶(Connect)→2WD行驶(Disconnect)的切换跳转速度(图4的箭头I)减慢。与此相对，将2WD行驶(Stand-by)→4WD行驶(Connect)的切换跳转速度(图4的箭头J)、以及4WD行驶(Connect)→2WD行驶(Stand-by)的切换跳转速度(图4的箭头K)设为一样快的速度。

[离合器控制结构]

图5表示由4WD控制单元34执行的“自动模式”时的离合器控制处理流程。基于上坡检测以及差速旋转的产生而进行上述的所述断开2轮驱动模式(2WD行驶(Disconnect))、准备2轮驱动模式(2WD行驶(Stand-by))、以及差速旋转控制(4WD行驶(Connect))的切换。

在对该图5的流程图进行说明之前，首先，对进行上坡检测的结构进行说明。

例如，能够通过设置对车辆的前后方向上的倾斜进行检测的倾斜传感器而进行该上坡的检测，但在本实施方式1中，通过已有的车载传感器的输出而进行。

图2所示的上坡检测部(上坡传感器)100对行驶时的上坡进行检测，通过执行下面的a～c中的任意一种或多种处理而进行该行驶时上坡判定。

a.基于车速、车辆前后方向加速度以及发动机扭矩的关系，在实际车速比根据基于发动机扭矩的加速度而求出的与在平坦路上相当的车速低出大于或等于规定值的值的情况下，判定为上坡。

b.根据车辆的驱动力以及变速级、与车速的关系，在实际车速相对于基于驱动力以及变速级的在平坦路上行驶时的车速低出大于或等于规定值的值的情况下，判定为上坡。

c.在从行驶驱动力中减去除梯度阻力以外的各种阻力(空气阻力、路面阻力等)得到的值高于规定值(产生梯度阻力)的情况下，判定为上坡。

另外，该上坡检测部100还能够利用已有的坡路辅助制动器控制装置中对上坡路进行检测的结构。

下面，基于图5的流程图对4WD控制单元的2轮驱动模式与4轮驱动模式的切换控制的处理流程进行说明。

在步骤S101中，判定当前是否设定为上坡标志(上坡检测)，在设定为非上坡标志时进入步骤S102，在设定为上坡标志时进入步骤S109。

在设定为非上坡标志时所进入的步骤S102中，基于图3的切换对应图而设定为断开2轮驱动模式，进入接下来的步骤S103以后而执行断开2轮驱动模式下的差速旋转控制。

即，判定左右前轮6、7与左右后轮19、20的差速旋转ΔV是否超过滑差判定阈值ΔVlim(是否产生了驱动轮滑差)。而且，在产生了超过滑差判定阈值ΔVlim的差速旋转ΔV的情况下，在进行步骤S104～S107的同步处理而设为连接4轮驱动模式的基础上，进行差速旋转控制。此外，在步骤S103中未产生超过滑差判定阈值ΔVlim的差速旋转ΔV的情况下，使1次的处理结束，并返回步骤S101。

按顺序对直至执行上述差速旋转控制为止的处理的流程进行说明，首先，通过步骤S104而进行电控耦合器16的接合指令输出。由此，左右后轮19、20的驱动力传递至锥齿轮9，牙嵌式离合器8的输出侧啮合部件8b的旋转上升。

在接下来的步骤S105中，对牙嵌式离合器8的输入侧啮合部件8a与输出侧啮合部件8b的差速旋转ΔN进行运算，在接下来的步骤S106中，判定是否变为该差速旋转ΔN小于或等于同步判定阈值α的同步状态。

而且，如果变为同步状态，则进入步骤S107，使牙嵌式离合器8接合而成为连接4轮驱动状态，并进入步骤S108。在接下来的步骤S108中，执行由电控耦合器16的接合而实现的差速旋转控制。

此外，如果左右前轮6、7与左右后轮19、20的差速旋转收敛，则该差速旋转控制结束，返回步骤S101，返回至与上坡标志的设定状态相应的2轮驱动模式。

在步骤S101中设定为上坡标志时(上坡检测时)所进入的步骤S109中，控制为准备2轮驱动模式。如前所述，该准备2轮驱动模式是将牙嵌式离合器8接合的2轮驱动模式。在切换为该准备2轮驱动模式的情况下，在行驶中，与前述的从断开2轮驱动模式起的差速旋转控制时的步骤S104～S107的处理相同，在进行牙嵌式离合器8的同步之后进行接合。此外，在该情况下，在牙嵌式离合器8的接合之后将电控耦合器16断开。

另一方面，在停车时或者即将停车之前的上坡检测时，不进行同步动作地使牙嵌式离合器8接合。此时，假设在牙嵌式离合器8中因齿的抵接而导致接合未完毕的情况下，在起步时产生差速旋转的时刻，利用弹簧的预紧力进行接合。

在接下来的步骤S110中，判定在左右前轮6、7与左右后轮19、20之间是否产生了超过滑差判定阈值ΔVlim的差速旋转ΔV(驱动轮滑差)。而且，在产生了超过滑差判定阈值ΔVlim的差速旋转ΔV的情况下，进入步骤S108，在通过电控耦合器16的接合控制而进行的驱动力向左右后轮19、20的分配控制中，进行抑制驱动滑差的差速旋转控制。在该情况下，预先使牙嵌式离合器8进行啮合接合，因此仅进行电控耦合器16的摩擦接合即可，能够响应良好地将驱动力分配至左右后轮19、20。此外，在步骤S110中未产生超过滑差判定阈值ΔVlim的差速旋转ΔV(驱动轮滑差)的情况下，使1次的处理结束，反复执行从开始步骤起的处理。

(实施方式1的作用)

下面，基于图6、图7的时序图对本实施方式1的动作进行说明。

图6表示非上坡时的动作的一个例子，示出了在t1的时刻踏入加速器踏板而起步时，在左右前轮6、7产生了驱动轮滑差的情况下的动作。

在图6中，在t0的时刻判定为非上坡路，控制为断开2轮驱动模式(S101→S102的处理)，将牙嵌式离合器8以及电控耦合器16断开。此外，在图6中，TETS表示针对电控耦合器16的指令信号，D/C表示针对牙嵌式离合器8的指令信号。

紧随从该状态起踏入加速器踏板而使得加速器开度ACC升高的t1的时刻之后，在左右前轮6、7产生滑差，在左右前轮6、7与左右后轮19、20产生差速旋转ΔV。而且，该差速旋转ΔV在t2的时刻超过滑差判定阈值ΔVlim的结果(S103)，是执行基于向连接4轮驱动模式的切换、以及电控耦合器16的接合的差速旋转控制(S104～S108的处理)。

即，首先，进行使电控耦合器16的传递扭矩上升的接合指令输出TETS，在进行牙嵌式离合器8的输入输出侧啮合部件8a、8b的同步之后(S104～S106)，进行使牙嵌式离合器8接合的控制输出(S107)。由此，车辆变为连接4轮驱动模式，此后根据差速旋转ΔV而执行对电控耦合器16的传递扭矩进行控制的差速旋转控制(S108)。

因而，与差速旋转ΔV的上升相应地使针对电控耦合器16的接合指令输出TETS上升。而且，通过成为连接4轮驱动模式而向左右后轮19、20分配驱动力。由此，左右前轮6、7的滑差下降，在t3的时刻以后，差速旋转ΔV下降，能够使车辆顺畅地起步。

而且，在t3的时刻以后，与差速旋转ΔV的下降相应地，针对电控耦合器16的接合指令输出TETS下降，在差速旋转ΔV下降至小于或等于规定值(例如滑差判定阈值ΔVlim)的t4的时刻，使差速旋转控制结束，恢复为断开2轮驱动模式。

在该情况下，如图所示，在t4的时刻，使针对电控耦合器16的接合指令输出TETS停止而断开，在形成为针对传动轴12的来自左右后轮19、20的负荷消失的状态之后，在t5的时刻，将牙嵌式离合器8的接合解除。

因此，在t5的时刻以后，在断开2轮驱动模式下持续进行加速及行驶。

这样，在非上坡时(正常时)，控制为断开2轮驱动模式。在该断开2轮驱动模式下，在牙嵌式离合器8及电控耦合器16被断开的状态下仅对左右前轮6、7进行驱动，因此变为从后轮驱动***的锥齿轮9至环状齿环14之间停止的状态，能够降低后轮侧的驱动***的摩擦力损失。

下面，基于图7对上坡路的起步时的控制进行说明。

在该控制时车辆在上坡路停止，示出了从停止状态起起步时的动作例。

在该动作例中，在即将停止之前的t11的时刻临近上坡路，在t13的时刻停车之后，在t14的时刻起步。

在该情况下，在到达上坡路的t11的时刻，设定上坡标志，从断开2轮驱动模式切换为准备2轮驱动模式(S101→S109)。即，与图6所示的动作例相同地，进行电控耦合器16的接合，在使牙嵌式离合器8同步之后，使牙嵌式离合器8接合(t12)，在该接合完毕之后，将电控耦合器16断开。

然后，在停车中也保持设定上坡标志的状态，因此维持为准备2轮驱动模式。

而且，在从t14起步时，作为主驱动轮的左右前轮6、7的车轮载荷在上坡路下降，在起步的同时产生滑差。

在该情况下，与前后的差速旋转ΔV相应地，作为连接4轮驱动模式而进行差速旋转控制(S110→S108)，但由于是从准备2轮驱动模式的切换，因此仅通过使电控耦合器16接合而切换为连接4轮驱动模式。因此，能够立即抑制左右前轮6、7的滑差而实现稳定的起步。在此基础上，通过切换为连接4轮驱动模式而在上坡路对车轮载荷增大的左右后轮19、20进行驱动。因此，与在将后轮作为主驱动轮而产生滑差之后对前轮进行驱动的情况相比，能够尽早可靠地获得通过切换为4轮驱动模式而实现的稳定性的提高效果。

然后，与图6的例子相同，差速旋转ΔV越大，越增大向左右后轮19、20分配的驱动力，在差速旋转ΔV下降的同时使得接合指令输出TETS也下降。而且，在差速旋转ΔV小于或等于设定值(例如，滑差判定阈值ΔVlim)的t15的时刻，使差速旋转控制结束，将电控耦合器16断开，返回至准备2轮驱动模式。该准备2轮驱动模式在设定了上坡标志的期间得到维持，然后，如果在t16的时刻对上坡标志进行重置(OFF)，则将牙嵌式离合器8断开而控制为断开2轮驱动模式。

(实施方式1的效果)

下面，与作用一起列举实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置的效果。

1)对于实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置而言，在4轮驱动车中，

将左右前轮6、7以及左右后轮19、20中的一者作为与作为驱动源的发动机1连接的主驱动轮，并将另一者作为经由离合器而与所述驱动源连接的副驱动轮，

作为所述离合器而具备作为啮合式离合器的牙嵌式离合器8以及作为摩擦式离合器的电控耦合器16，它们分别分开配置于针对作为所述副驱动轮的左右后轮19、20的驱动力传递***中的、隔着后差速器15的驱动分支侧的传递***路径以及副驱动轮侧的传递***路径，

所述牙嵌式离合器8通过离合器的断开而使针对所述左右后轮19、20的驱动力传递***从针对所述左右前轮6、7的驱动力传递***分离，所述电控耦合器16对应于离合器接合容量而将来自所述发动机1的驱动力的一部分向所述左右后轮19、20分配，

所述4轮驱动车的离合器控制装置的特征在于，

设置有作为离合器控制单元的4WD控制单元34，该4WD控制单元34根据作为车辆状态检测装置的各传感器类(35、36、38～47、50～55)检测出的车辆状态而进行所述牙嵌式离合器8的接合/断开控制以及所述电控耦合器16的接合/断开控制，并能够切换为仅对所述左右前轮6、7进行驱动的2轮驱动模式、以及对所述左右前轮6、7以及所述左右后轮19、20进行驱动的4轮驱动模式，

在所述车辆状态检测装置包含作为上坡传感器的上坡检测部100，该上坡检测部100对上坡进行检测，

作为所述2轮驱动模式，所述4WD控制单元34具有将牙嵌式离合器8以及电控耦合器16断开的断开2轮驱动模式、以及将牙嵌式离合器8接合且将电控耦合器16断开的准备2轮驱动模式，

并且在所述断开2轮驱动模式时检测出上坡的情况下，切换为所述准备2轮驱动模式。

因此，在作为2轮驱动模式而控制为离合器连接2轮驱动模式的情况下，成为从后轮驱动***的锥齿轮9至环状齿环14之间的驱动***完全停止的状态，因此不会产生摩擦力损失。因此，能够抑制燃油消耗变差，虽然是4轮驱动车，但能够使在2轮驱动模式下使用时的燃油消耗形成为与2轮驱动车等同的燃油消耗。

进而，如上所述，即使在控制为燃油消耗优异的断开2轮驱动模式的情况下，在检测出上坡时也设为使牙嵌式离合器8接合的准备2轮驱动模式。因此，能够仅通过使电控耦合器16接合而进行从2轮驱动模式向4轮驱动模式的转变。因而，不需要如从断开2轮驱动模式向4轮驱动模式切换时的牙嵌式离合器8的同步动作，与此相应地，能够在短时间内进行从2轮驱动模式向4轮驱动模式的转变。

因此，在向断开2轮驱动模式的控制时，在容易产生驱动轮滑差的上坡路切换为准备2轮驱动模式，由此能够在短时间内实现向4轮驱动模式的切换，能够实现行驶稳定性的提高。

2)实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置的特征在于，

作为所述离合器控制单元的4WD控制单元34，在所述主驱动轮与所述副驱动轮未产生差速旋转的情况下，控制为所述2轮驱动模式，如果产生所述差速旋转则切换为所述4轮驱动模式，并且在所述2轮驱动模式下执行控制为所述断开2轮驱动模式的自动切换控制。

因此，在自动切换控制中，在2轮驱动模式时成为断开2轮驱动模式，由此能够如上述1)那样实现燃油消耗的改善。

进而，在自动切换控制时，在2轮驱动模式下，一边控制为断开2轮驱动模式，一边如上述1)那样在检测出上坡时切换为准备2轮驱动模式，因此能够在短时间内进行产生差速旋转时的向4轮驱动模式的切换。

因而，当进行2轮驱动模式与4轮驱动模式的自动切换控制时，能够同时实现燃油消耗的改善、以及上坡时的行驶性的提高。

3)实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置的特征在于，

将所述主驱动轮设为所述左右前轮6、7。

在将主驱动轮设为左右前轮6、7的情况下，与将左右后轮19、20作为主驱动轮的情况相比，在上坡时，容易产生2轮驱动模式下的驱动轮滑差，并且形成为4轮驱动模式时的行驶稳定性的提高效果显著。

4)实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置的特征在于，

所述上坡检测部100基于车速、加速度以及发动机扭矩等已有的传感器的检测而判定是否为上坡。

因此，与追加设定倾斜传感器等用于检测上坡的传感器相比，能够降低制造成本。

5)实施方式1的4轮驱动车的离合器控制装置的特征在于，

作为啮合式离合器的牙嵌式离合器8配置于比在针对作为副驱动轮的左右后轮19、20的驱动分支位置设置的作为传动机构的锥齿轮9、输出小齿轮10靠上游的位置，

作为摩擦式离合器的电控耦合器16配置于从作为传动机构的锥齿轮9、输出小齿轮10经由传动轴12以及后差速器15的针对作为副驱动轮的左后轮19的左后轮驱动轴17的位置。

因此，在基于前轮驱动的4轮驱动车中，在选择了断开2轮驱动模式时，能够有效地抑制摩擦损失、机油搅拌损失等，能够实现燃油消耗的改善。

(其他实施方式)

下面，对其他实施方式的4轮驱动车的离合器控制装置进行说明。

此外，当对其他实施方式进行说明时，对与实施方式1通用的结构标注与实施方式1相同的标号并将其说明省略，仅对相对于实施方式1的不同点进行说明。

(实施方式2)

实施方式的4轮驱动车的离合器控制装置的自动控制时的模式切换特性与实施方式1不同。

在该实施方式2中，4WD控制单元34基于图8所示的驱动模式切换对应图而切换为2轮驱动模式和4轮驱动模式。即，如图8所示，驱动模式切换对应图根据车速VSP以及加速器开度ACC而划分设定有作为针对断开2轮驱动模式的控制区域的差速旋转控制区域(Disconnect)、作为针对准备2轮驱动模式的控制区域的差速旋转控制区域(Stand-by)、以及作为针对连接4轮驱动模式的控制区域的驱动力分配区域(Connect)。这3个区域由加速器开度ACC从加速器开度为零且设定车速VSP为0的基点a起与车速VSP的上升成正比地上升的区域区分线A、以及从与区域区分线A的交点b起向高车速侧伸长的设定开度ACC0的恒定开度的区域区分线B划分。

作为针对断开2轮驱动模式的控制区域的差速旋转控制区域(Disconnect)，设定于由加速器开度ACC小于或等于设定开度ACC0、且加速器开度ACC为零的车速轴线、区域区分线A以及区域区分线B包围的区域。即，加速器开度ACC小于或等于设定开度ACC0，因此设定为下述区域，即，因驱动滑差而产生的左右前轮6、7与左右后轮19、20的差速旋转的产生频率极低，并且即使产生驱动滑差，滑差逐渐增大的4WD要求也低。

作为针对准备2轮驱动模式的控制区域的差速旋转控制区域(Stand-by)，设定于加速器开度ACC超过设定开度ACC0、且由区域区分线A与区域区分线B规定的区域。即，是加速器开度ACC超过设定开度ACC0但车速VSP较高的高车速区域，因此4WD要求较低，但如果因驱动滑差而产生左右前轮6、7与左右后轮19、20的差速旋转，则设定为滑差急剧增大的可能性高的区域。

作为针对连接4轮驱动模式的控制区域的驱动力分配区域(Connect)，设定于由车速VSP为零的加速器开度轴线、加速器开度ACC为零的车速轴线、以及区域区分线A包围的区域。即，设定于如起步时、车速VSP低但加速器开度ACC高的高负荷行驶等4WD要求高的区域。

而且，在本实施方式2中，在选择了所述断开2轮驱动模式(Disconnect)的情况下，在设定了上坡标志的情况下，取消断开2轮驱动模式而切换为准备2轮驱动模式。

因此，即使在实施方式2中在驱动模式切换对应图上选择了断开2轮驱动模式，在上坡行驶中也切换为准备2轮驱动模式。因而，在作为驱动轮的左右前轮6、7产生滑差时，能够在瞬间内切换为连接4轮驱动模式，能够确保行驶稳定性。

并且，在实施方式2中，通过在低速行驶区域中控制为连接4轮驱动模式，能够确保起步加速性以及起步行驶稳定性。

(实施方式3)

实施方式3的离合器控制装置是应用于基于后轮驱动的4轮驱动车，且将隔着差速器的啮合式离合器与摩擦式离合器的配置关系设为与实施方式1相反的配置关系的例子。

图9表示应用了离合器控制装置的基于后轮驱动的4轮驱动车的驱动***结构。下面，基于图9对4轮驱动车的驱动***结构进行说明。

所述4轮驱动车的后轮驱动***具备纵置发动机61(驱动源)、变速器62、后传动轴63、后差速器64、左后轮驱动轴65、右后轮驱动轴66、左后轮67(主驱动轮)、以及右后轮68(主驱动轮)。即，经过了纵置发动机61以及变速器62的驱动力经由后传动轴63以及后差速器64而传递至左右后轮驱动轴65、66，在容许差动的同时始终对左右后轮67、68进行驱动。

所述4轮驱动车的前轮驱动***在变速箱69内具备电控耦合器70(摩擦式离合器)、输入侧链轮71、输出侧链轮72以及链条73而构成传动机构。而且，具备与输出侧链轮72连结的前传动轴74、前差速器75、左前轮驱动轴76、右前轮驱动轴77、左前轮78(副驱动轮)以及右前轮79(副驱动轮)。电控耦合器70配置于变速箱69内、且配置于比输入侧链轮71靠上游的位置(主驱动***侧位置)。

在将所述前差速器75与左前轮78连结的左前轮驱动轴76的中途位置配置有牙嵌式离合器80(啮合式离合器)。

即，形成为能够选择将电控耦合器70以及牙嵌式离合器80均断开的2轮驱动模式(＝断开2轮驱动模式)的驱动***结构。通过将该电控耦合器70以及牙嵌式离合器80断开而使得比电控耦合器70靠下游侧的驱动***的旋转(前传动轴74等的旋转)停止，由此抑制摩擦损失、机油搅拌损失等，实现了燃油消耗的改善。

下面，关于牙嵌式离合器80的同步作用，对实施方式1与实施方式2的不同进行说明。

在实施方式1中，形成为下述结构，即，将牙嵌式离合器8配置于针对作为副驱动轮的左右后轮19、20的驱动力传递***中的、隔着后差速器15的驱动分支侧的传递***路径，并将电控耦合器16配置于副驱动轮侧的传递***路径。

因此，在存在针对断开状态的牙嵌式离合器8的接合要求时，如果进行电控耦合器16的接合控制，则后差速器15的左侧齿轮由左后轮19的转速约束。

因此，后差速器15的3个旋转构件(左右的侧齿轮与差速器箱)中的、左右的侧齿轮的转速被约束，从而与差速器箱连结的传动轴12的转速变为左右后轮19、20的平均转速(从动轮转速)。其结果，在左右前轮6、7处于非滑差状态时，牙嵌式离合器8的差速旋转ΔN变为ΔN＝0。

然而，在左右前轮6、7处于滑差状态时，随着时间的经过而减小的牙嵌式离合器8的差速旋转ΔN变为某差速旋转而达到极限，然后，牙嵌式离合器8的差速旋转ΔN向增大趋势转变，牙嵌式离合器8的差速旋转ΔN随着时间的经过而扩大。

与此相对，在实施方式2中，将电控耦合器70配置于针对作为副驱动轮的左右前轮78、79的驱动力传递***中的、隔着前差速器75的驱动分支侧的传递***路径，并将牙嵌式离合器80配置于副驱动轮侧的传递***路径。

因此，在存在针对断开状态的牙嵌式离合器80的接合要求时，如果进行电控耦合器70的接合控制，则前差速器75的差速器箱由后传动轴63的转速约束。

因此，通过对前差速器15的3个旋转构件(左右的侧齿轮与差速器箱)中的、右侧齿轮(右前轮79)和差速器箱的转速进行约束，使得左侧齿轮的转速由2个转速决定。

其结果，在左右前轮67、68处于非滑差状态时，牙嵌式离合器80的差速旋转ΔN变为ΔN＝0。

然而，在左右前轮67、68处于滑差状态时，随着时间的经过而减小的牙嵌式离合器80的差速旋转ΔN跨越ΔN＝0(零)而反转，然后，牙嵌式离合器80的差速旋转ΔN在反转的状态下逐渐扩大。此外，其他作用与实施方式1相同，因此将说明省略。

下面，对效果进行说明。

在实施方式3的4轮驱动车的离合器控制装置中，能够获得下述效果。

3-1)实施方式3的4轮驱动车的离合器控制装置的特征在于，

作为摩擦式离合器的电控耦合器70配置于比在针对作为副驱动轮的左右前轮78、79的驱动分支位置设置的传动机构(输入侧链轮71、输出侧链轮72、链条73)靠上游的位置，

作为啮合式离合器的牙嵌式离合器80，配置于从传动机构经由传动轴以及前差速器75的针对作为副驱动轮的左前轮78的左前轮驱动轴76的位置。

因此，在上述1)～4)的效果的基础上，在基于后轮驱动的4轮驱动车中，在选择了“断开2轮驱动模式”时，能够有效地抑制摩擦损失、机油搅拌损失等，能够实现燃油消耗的改善。

以上基于实施方式对本发明的4轮驱动车的离合器控制装置进行了说明，但具体的结构不限定于该实施方式，只要不脱离权利要求书中的各技术方案所涉及的发明的主旨，也容许设计的变更、追加等。

在实施方式1中，示出了将本发明的离合器控制装置应用于作为驱动源而搭载有发动机的基于前轮驱动的4轮驱动车(4WD发动机车)的例子。另外，在实施方式3中，示出了将本发明的离合器控制装置应用于将主驱动轮设为左右后轮的基于后轮驱动的4轮驱动车(4WD发动机车)的例子。然而，能够将啮合式离合器与摩擦式离合器的配置关系应用于形成为实施方式1的关系的基于后轮驱动的4轮驱动车。并且，能够将啮合式离合器与摩擦式离合器的配置关系应用于设为实施方式3的关系的基于前轮驱动的4轮驱动车。

另外，在实施方式2中，将2轮驱动模式划分为断开2轮驱动模式、以及准备2轮驱动模式，但在2轮驱动模式中可以如图10所示仅设为断开2轮驱动模式，由此进一步确保节油性。

相关申请的相互参照

本申请基于2014年2月28日向日本专利厅申请的特愿2014-038480号而主张优先权，并通过参照而将其公开的全部内容完全并入本说明书中。

Claims (6)

1.一种4轮驱动车的离合器控制装置，在4轮驱动车中，将左右前轮以及左右后轮中的一者作为与作为驱动源连接的主驱动轮，并将另一者作为经由离合器而与所述驱动源连接的副驱动轮，

作为所述离合器而具备啮合式离合器以及摩擦式离合器，它们分别分开配置于针对所述副驱动轮的驱动力传递***中的、隔着差速器的驱动分支侧的传递***路径以及副驱动轮侧的传递***路径，

所述啮合式离合器通过将离合器断开而使针对所述副驱动轮的驱动力传递***从针对所述主驱动轮的驱动力传递***分离，所述摩擦式离合器对应于离合器接合容量而将来自所述驱动源的驱动力的一部分向所述副驱动轮分配，

所述4轮驱动车的离合器控制装置的特征在于，

设置有离合器控制单元，该离合器控制单元对应于车辆状态检测装置检测出的车辆状态，进行所述啮合式离合器的接合/断开控制以及所述摩擦式离合器的接合/断开控制，能够切换为仅对所述主驱动轮进行驱动的2轮驱动模式、以及对所述主驱动轮以及所述副驱动轮进行驱动的4轮驱动模式，

所述车辆状态检测装置包含对上坡进行检测的上坡传感器，

作为所述2轮驱动模式，所述离合器控制单元具有将两个离合器断开的断开2轮驱动模式、以及将所述啮合式离合器接合且将所述摩擦式离合器断开的准备2轮驱动模式，

并且，所述离合器控制单元在所述主驱动轮与所述副驱动轮未产生差速旋转的情况下控制为所述2轮驱动模式，如果产生所述差速旋转则执行切换为所述4轮驱动模式的自动切换控制，

并且，在所述断开2轮驱动模式时，在检测出上坡的情况下，切换为所述准备2轮驱动模式。

2.根据权利要求1所述的4轮驱动车的离合器控制装置，其特征在于，

所述离合器控制单元在上坡检测时，在行驶中从所述断开2轮驱动模式转变为所述准备2轮驱动模式的情况下，在将所述摩擦式离合器接合而使所述啮合式离合器同步之后，使所述啮合式离合器接合，在所述啮合式离合器接合之后，将所述摩擦式离合器断开。

3.根据权利要求1或2所述的4轮驱动车的离合器控制装置，其特征在于，

将所述主驱动轮设为所述左右前轮。

4.根据权利要求1或2所述的4轮驱动车的离合器控制装置，其特征在于，

所述上坡传感器基于车速和车辆前后方向加速度而对上坡进行检测。

5.根据权利要求1或2所述的4轮驱动车的离合器控制装置，其特征在于，

所述啮合式离合器配置于比在针对所述副驱动轮的驱动分支位置设置的传动机构靠上游的位置，

所述摩擦式离合器配置于从所述传动机构经由传动轴以及差速器的针对所述副驱动轮的驱动轴的位置。

6.根据权利要求1或2所述的4轮驱动车的离合器控制装置，其特征在于，

所述摩擦式离合器配置于比在针对所述副驱动轮的驱动分支位置设置的传动机构靠上游的位置，

所述啮合式离合器配置于从所述传动机构经由传动轴以及差速器的针对所述副驱动轮的驱动轴的位置。