УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ПРИВОДОМ НА ЧЕТЫРЕ КОЛЕСА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ С ПРИВОДОМ НА ЧЕТЫРЕ КОЛЕСА Российский патент 2018 года по МПК B60W10/119 B60K23/08 F16H61/28 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к транспортному средству с приводом на четыре колеса и, более конкретно, к устройству управления для транспортного средства с приводом на четыре колеса, в котором режим управления механически переключается на режим привода на четыре колеса с высокими передаточными числами и режим управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, а также к способу управления для транспортного средства с приводом на четыре колеса.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] В публикации № 2007/0251345 (US 2007-0251345 А) патентной заявки США описана раздаточная коробка для транспортного средства с приводом на четыре колеса, содержащая входной вал, первый выходной вал, которая выдает приводное усилие на одни колеса из числа передних или задних колес, второй выходной вал, который выдает приводное усилие на другие колеса из числа передних или задних колес, механизм переключения высоких и низких передач, который переключает скорость вращения входного вала на две ступени, являющиеся высокой ступенью передачи и низкой ступенью передачи, и передает скорость вращения на первый выходной вал, а также сцепление фрикционного типа, которое устанавливает и прерывает передачу мощности между первым выходным валом и вторым выходным валом. В «Электронном руководстве по эксплуатации 2012 QX» ("ESM Electronic Service Manual 2012 QX" (U.S.), NISSAN NORTH AMERICA, INC., июль, 2011, стр. DLN-13-DLN-16) описана раздаточная коробка для транспортного средства с приводом на четыре колеса, содержащая механизм блокировки зацепления, который размещен параллельно сцеплению и заставляет первый выходной вал и второй выходной вал механически зацепляться друг с другом. В раздаточной коробке для транспортного средства с приводом на четыре колеса может быть установлен режим привода на четыре колеса с высокими передаточными числами, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, сцепление находится в установленном состоянии, механизм блокировки разблокирован, и режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, сцепление находится в состоянии отключения, и механизм блокировки разблокирован. В качестве примера режима управления с низкими передаточными числами, может быть установлен режим управления с приводом на четыре колеса с низкими передаточными числами, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на низкую ступень передачи, сцепление находится в состоянии отключения, а механизм блокировки находится в состоянии зацепления. Режим управления с приводом на четыре колеса с низкими передаточными числами может быть выбран надлежащим образом, например, когда транспортное средство движется вне дорог, например, по руслу реки, скалистой местности или крутом склоне с большим крутящим моментом и с низкой скоростью.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В раздаточной коробке такого типа для транспортного средства с приводом на четыре колеса, когда режим управления переключается в режим управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами во время переключения из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, время, требуемое для такого переключения, увеличивается. Переключение в режим управления с низкими передаточными числами, то есть, переключение на низкую ступень передачи механизма переключения высоких и низких передач, происходит при разрешающих условиях, а именно, в состоянии остановки и в нейтральном состоянии, при котором передача мощности между источником приводного усилия и входным валом прерывается, чтобы предотвратить возникновение шума в зубчатых передачах и т.п.Соответственно, когда время, требуемое для переключения в режим управления с низкими передаточными числами, возрастает, и, например, операция запуска выполняется после операции переключения в режим управления с низкими передаточными числами, приводное усилие передается во время переключения режима управления, то есть, во время переходного переключения передач механизма переключения высоких и низких передач, и есть вероятность, что возникнет шум в зубчатых передачах и т.п.

[0004] Изобретение предназначено для наиболее быстрого установления режима управления с низкими передаточными числами, когда режим управления переключается из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами.

[0005] Первый объект изобретения представляет собой устройство управления для транспортного средства с приводом на четыре колеса. Транспортное средство содержит входной вал, первый выходной вал, второй выходной вал, механизм переключения высоких и низких передач, сцепление, устройство переключения режима, рабочее устройство выбора режима, и электронный блок управления. Первый выходной вал выполнен с возможностью выдачи приводного усилия на одни колеса из числа передних колес или задних колес. Второй выходной вал выполнен с возможностью выдачи приводного усилия на другие колеса из числа передних колес или задних колес. Механизм переключения высоких и низких передач выполнен с возможностью переключения скорости вращения входного вала либо на высокую ступень передачи, либо на низкую ступень передачи, и выполнен с возможностью передачи приводного усилия на первый выходной вал. Сцепление выполнено с возможностью разъединения и зацепления для отключения и установки передачи мощности между первым выходным валом и вторым выходным валом. Устройство переключения режима выполнено с возможностью механического переключения между режимом привода на четыре колеса с высокими передаточными числами и режимом управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами. Режим привода на четыре колеса с высокими передаточными числами представляет собой режим управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, а сцепление находится в состоянии зацепления. Режим привода на два колеса с высокими передаточными числами представляет собой режим управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, а сцепление находится в состоянии разъединения. Режим управления с низкими передаточными числами представляет собой режим управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на низкую ступень передачи. Рабочее устройство выбора режима представляет собой устройство, которое приводится в действие водителем для выбора режима управления с низкими передаточными числами. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления устройством переключения режима, при этом режим управления переключается в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что все условия - и первое условие, и второе условие, и третье условие выполнены. Первое условие представляет собой условие нахождения транспортного средства в состоянии остановки. Второе условие представляет собой условие передачи мощности в нейтральном состоянии, в котором передача мощности между источником приводного усилия и входным валом отключена. Третье условие представляет собой условие режима управления с низкими передаточными числами, выбранное действием рабочего устройства выбора режима. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления устройством переключения режима так, что режим управления переключается из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что первое условие и второе условие выполнены во время управления в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что третье условие выполняется в состоянии, в котором первое условие и второе условие уже выполнены.

[0006] С такой конфигурацией, когда транспортное средство находится в состоянии остановки и в нейтральном состоянии, в котором передача мощности между источником приводного усилия и входным валом прервана и, таким образом, первое условие и второе условие выполнены во время управления в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами, режим управления переключается в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, не ожидая выбора режима управления с низкими передаточными числами. Когда режим управления с низкими передаточными числами выбран в этом состоянии и, таким образом, выполнено третье условие, режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами и, таким образом, сокращается время, требуемое для переключения в режим управления с низкими передаточными числами после выполнения условий с первого по третье. Соответственно, даже когда операция запуска выполняется непосредственно после выполнения условий с первого по третье, можно надлежащим образом предотвратить возникновение шума в зубчатых передачах и т.п.из-за передачи мощности посредством операции запуска во время переходного переключения передач механизма переключения высоких и низких передач. Когда режим управления переключается в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами в состоянии остановки и в нейтральном состоянии, можно предотвратить воздействие на поведение транспортного средства, например, изменение приводного усилия, и предотвратить ощущение дискомфорта водителем.

[0007] В устройстве управления для транспортного средства с приводом на четыре колеса, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что второе условие, и одно условий, либо первое условие, либо третье условие выполнены во время управления транспортным средством в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами. Упомянутый электронный блок управления может быть выполнен с возможностью управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что выполняется другое условие из первого условия либо третьего условия в состоянии, в котором выполнены второе условие, и либо первое условие, либо третье условие.

[0008] С такой конфигурацией, режим управления переключается в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда два условия, включая второе условие из условий с первого по третье выполнены во время привода в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами, и режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, когда выполняется остающееся одно условие в этом состоянии. Соответственно, даже когда выполняется ошибочная операция при выборе режима управления с низкими передаточными числами, до того, как первое условие и второе условие выполнены, и транспортное средство находится в нейтральном состоянии, время, требуемое для переключения в режим управления с низкими передаточными числами после приведения транспортного средства в состояние остановки и после удовлетворения всех условий с первое по третье, сокращается при переключении режима управления в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами в это время. Соответственно, число типов моделей переключения для сокращения времени, требуемого для переключения в режим управления с низкими передаточными числами после удовлетворения всех условий с первое по третье, возрастает, и можно более приемлемым образом предотвратить возникновение шума в зубчатых передачах и т.п., когда операция запуска выполняется непосредственно после выполнения всех условий с первого по третье. Поскольку режим управления переключается в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда два условия, включая нейтральном состояние, выполнены, можно предотвратить воздействие, например, изменение приводного усилия на поведение транспортного средства и предотвратить ощущение дискомфорта водителем.

[0009] Второй объект изобретения представляет собой способ управления для транспортного средства с приводом на четыре колеса. Транспортное средство включает в себя входной вал, первый выходной вал, второй выходной вал, механизм переключения высоких и низких передач, сцепление, устройство переключения режима, рабочее устройство выбора режима, и электронный блок управления. Первый выходной вал выполнен с возможностью выдачи приводного усилия на одни колеса из числа передних колес или задних колес. Второй выходной вал выполнен с возможностью выдачи приводного усилия на другие колеса из числа передних колес или задних колес. Механизм переключения высоких и низких передач выполнен с возможностью переключения скорости вращения входного вала либо на высокую ступень передачи, либо на низкую ступень передачи, а также выполнен с возможностью передачи приводного усилия на первый выходной вал. Сцепление выполнено с возможностью разъединения и зацепления для отключения и установки передачи мощности между первым выходным валом и вторым выходным валом. Устройство переключения режима выполнено с возможностью механического переключения между режимом привода на четыре колеса с высокими передаточными числами и режимом управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами. Режим привода на четыре колеса с высокими передаточными числами представляет собой режим управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, а сцепление находится в состоянии зацепления. Режим привода на два колеса с высокими передаточными числами представляет собой режим управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, и сцепление находится в состоянии разъединения. Режим управления с низкими передаточными числами представляет собой режим управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на низкую ступень передачи. Рабочее устройство выбора режима представляет собой устройство, которое приводится в действие водителем для выбора режима управления с низкими передаточными числами. Способ управления включает в себя: управление, с помощью электронного блока управления, устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что все условия - и первое условие, и второе условие, и третье условие выполнены; управление, с помощью электронного блока управления, устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что первое условие и второе условие выполнены во время управления в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами; и управление, с помощью электронного блока управления, устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что третье условие выполняется в состоянии, в котором первое условие и второе условие уже выполнены. Первое условие представляет собой условие нахождения транспортного средства в состоянии остановки. Второе условие представляет собой условие передачи мощности в нейтральном состоянии, в котором передача мощности между источником приводного усилия и входным валом отключена. Третье условие представляет собой условие режима управления с низкими передаточными числами, выбранное действием рабочего устройства выбора режима.

[0010] С такой конфигурацией, когда транспортное средство находится в состоянии остановки и в нейтральном состоянии, в котором передача мощности между источником приводного усилия и входным валом отключена, и, таким образом, первое условие и второе условие выполнены во время управления в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами, режим управления переключается в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, не ожидая выбора режима управления с низкими передаточными числами. Когда режим управления с низкими передаточными числами выбран в этом состоянии, и, таким образом, выполнено третье условие, режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, и, таким образом, время, требуемое для переключения в режим управления с низкими передаточными числами после выполнения условий с первого по третье, сокращается. Соответственно, даже когда операция запуска выполняется непосредственно после удовлетворения условий с первое по третье, можно надлежащим образом предотвратить возникновение шума в зубчатых передачах и т.п. из-за передачи мощности с помощью операции запуска во время переходного переключения передач механизма переключения высоких и низких передач. Когда режим управления переключается в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами в состоянии остановки и в нейтральном состоянии, можно предотвратить воздействие такого изменения приводного усилия на поведение транспортного средства и предотвратить ощущение дискомфорта водителем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Признаки, преимущества, а также техническое и промышленное назначение иллюстративных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:

Фиг. 1 представляет собой графическое изображение, иллюстрирующее принципиальную схему конфигурации приводной системы транспортного средства с приводом на четыре колеса, на которой применено изобретение, и иллюстрирующее основную часть системы управления для переключения режима управления;

Фиг. 2 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий раздаточную коробку, которая находится на транспортном средстве с приводом на четыре колеса, проиллюстрированном на фиг. 1, и показывающий состояние в режиме управления с приводом на четыре колеса (Н4) с высокими передаточными числами;

Фиг. 3 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую структурную схему раздаточной коробки;

Фиг. 4 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий состояние, в котором раздаточная коробка находится в режиме управления с блокировкой привода на четыре колеса L4L) с низкими передаточными числами;

Фиг. 5 представляет собой увеличенный вид в разрезе, иллюстрирующий области, близкие к сцеплению привода передних колес, и кулачковый механизм, которые размещены в раздаточной коробке;

Фиг. 6 представляет собой схему, иллюстрирующую взаимосвязь между степенью поворота элемента резьбовой муфты винтового механизма, расположенного в раздаточной коробке, и режимом управления;

Фиг. 7 представляет собой развернутый вид, иллюстрирующий деталь, взятую вдоль стрелки VII-VII на фиг. 5, и иллюстрирующий кулачковый механизм, который перемещает элемент зацепления кулачка в направлении, параллельном первой оси С1 при вращении барабанного кулачка;

Фиг. 8 представляет собой блок-схему, конкретно иллюстрирующую обработку сигнала, которая выполняется блоком управления переключением режимов на фиг. 1;

Фиг. 9 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую этапы, последующие за А на фиг. 8;

Фиг. 10 представляет собой схему, иллюстрирующую некоторые модели переключения для переключения режима управления из режима управления с блокировкой привода на четыре колеса (H4L) с высокими передаточными числами или автоматического режима управления с приводом на четыре (Н4А) колеса с высокими передаточными числами в режим управления с блокировкой привода на четыре колеса L4L) с низкими передаточными числами через режим управления с приводом на два (Н2) колеса с высокими передаточными числами на основе блок-схем, проиллюстрированных на фиг. 8 и 9; и

Фиг. 11 представляет собой схему, иллюстрирующую модели переключения, отличные от тех, что проиллюстрированы на фиг. 10.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0012] Первый выходной вал и второй выходной вал служат для передачи приводного усилия на одни и другие передние и задние колеса, где первый выходной вал может быть для стороны передних колес, а второй выходной вал может быть для стороны задних колес, либо первый выходной вал может быть для стороны задних колес, а второй выходной вал может быть для стороны передних колес. Режим управления с приводом на четыре колеса (Н4) с высокими передаточными числами, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, и сцепление для привода на четыре колеса (далее именуемое сцеплением 4WD), находится в состоянии установки, может представлять собой автоматический режим (Н4А) управления с приводом на четыре колеса с высокими передаточными числами и режим управления с блокировкой (H4L) привода на четыре колеса с высокими передаточными числами, например, когда сцепление 4WD представляет собой сцепление фрикционного типа, однако, это только один из вариантов. В автоматическом режиме управления с приводом на четыре (Н4А) колеса с высокими передаточными числами, передаваемый крутящий момент сцепления фрикционного типа постоянно изменяется. В режиме управления с блокировкой привода на четыре колеса (H4L) с высокими передаточными числами, сцепление фрикционного типа находится в состоянии полного зацепления. Сцепление 4WD может быть включено в зацепление с заранее заданной величиной передаваемого крутящего момента. В раздаточной коробке, содержащей сцепление 4WD зубчатого типа, то есть, механизм блокировки привода на четыре колеса (далее механизм блокировки 4WD), который механически напрямую соединяет первый выходной вал и второй выходной вал, вместо сцепления фрикционного типа 4WD, режим H4L управления может быть установлен с использованием механизма блокировки 4WD. Режим управления с низкими передаточными числами, в котором механизм переключения высоких и низких передач находится на низкой ступени передачи, может представлять собой режим управления с приводом на два колеса (L2) с низкими передаточными числами, однако, например, режим управления с блокировкой привода на четыре колеса (L4L) с низкими передаточными числами возможен в раздаточной коробке, содержащей механизм блокировки 4WD с зубчатым зацеплением. В режиме управления с блокировкой привода на четыре колеса (L4L) с низкими передаточными числами, механизм переключения высоких и низких передач находится на низкой ступени передачи, а механизм блокировки 4WD находится в состоянии зацепления. Механизм блокировки 4WD зубчатого типа размещен с обеспечением параллельности сцеплению 4WD и механически напрямую соединяет первый выходной вал и второй выходной вал друг с другом. В раздаточной коробке, содержащей сцепление 4WD фрикционного типа вместо механизма блокировки 4WD, возможны автоматический режим управления с приводом на четыре колеса (L4A) с низкими передаточными числами и режим L4L управления. В автоматическом режиме управления с приводом на четыре колеса (L4A) с низкими передаточными числами передаваемый на сцепление 4WD крутящий момент постоянно изменяется. В режиме L4L управления, сцепление 4WD находится в полностью включенном состоянии.

[0013] Устройство переключения режима содержит (а) электрический двигатель, (b) винтовой механизм, в котором продольно перемещающийся винтовой элемент, который представляет собой либо винтовой элемент вала, либо элемент резьбовой муфты, перемещается в продольном направлении, приводя во вращательное движение поворотный винтовой элемент, являющийся либо винтовым элементом вала, либо элементом резьбовой муфты, которые вступают в винтовое зацепление друг с другом с использованием электрического двигателя, (с) первый передаточный механизм, который механически переключает сцепление 4WD в состояние подключения при движении продольно перемещающегося винтового элемента в одном направлении относительно продольного направления и механически переключает сцепление 4WD в состояние отключения при движении продольно перемещающегося винтового элемента в обратном направлении, (d) переключающий вал, который размещен с возможностью перемещения в направлении, параллельном первому выходному валу, и в осевом направлении, (е) кулачковый механизм, который механически перемещает вал переключения в осевом направлении при вращении поворотного винтового элемента, и (f) второй передаточный механизм, который механически переключает механизм переключения высоких и низких передач на высокую ступень передачи при движении вала переключения в одном направлении относительно продольного направления и механически переключает механизм переключения высоких и низких передач на низкую ступень передачи при движении вала переключения в обратном направлении, a (g) устройство переключения режима выполнено с возможностью механического переключения режима управления из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами при вращении поворотного винтового элемента в одном направлении и механического переключения режима управления из режима управления с низкими передаточными числами в режим привода на четыре колеса с высокими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами при вращении поворотного винтового элемента в обратном направлении.

[0014] Поворотный винтовой элемент и продольно перемещающийся винтовой элемент могут быть одним и тем же винтовым элементом (винтовым элементом вала или элементом резьбовой муфты), или же могут быть разными винтовыми элементами, то есть, поворотный винтовой элемент может быть либо винтовым элементом вала, либо элементом резьбовой муфты, а продольно перемещающийся винтовой элемент может быть иным элементом из винтового элемента вала и элемента резьбовой муфты. Винтовой механизм, например, может быть размещен концентрически относительно первого выходного вала, но может быть размещен на иной оси, параллельной первому выходному валу. Например, кулачковый механизм включает в себя барабанный кулачок, который механически вращается вокруг оси при вращении поворотного винтового элемента, и элемент зацепления кулачка, который входит в зацепление с кулачковым пазом, расположенным на барабанном кулачке. Барабанный кулачок может быть концентрически закреплен как одно целое с поворотным винтовым элементом винтового механизма, однако барабанный кулачок и поворотный винтовой элемент могут быть размещены на разных осях и могут быть соединены шестерней и т.п. Устройство переключения режима переключает режим управления в режим привода на четыре колеса с высокими передаточными числами и режим управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами при вращении единственного электрического двигателя, однако может быть применено устройство переключения режима, которое переключает режим управления с использованием различных источников мощности, например, нескольких электрических двигателей или цилиндров.

[0015] Действительно ли выполнено второе условие, то есть, действительно ли достигнуто нейтральное состояние, в котором передача мощности между источником приводного усилия и входным валом отключена, можно определить на основе того, действительно ли была выполнена операция переключения в нейтральное положение по переключению рычага переключения передач, который может быть переключен в положение R для выбора заднего хода, положение D для выбора переднего хода, и положение N для выбора нейтрального положения, когда в качестве коробки передач выбрана автоматическая коробка передач. Когда в качестве коробки передач выбрана ручная коробка передач, определение может быть выполнено, например, на основе того, действительно ли выполнена операция по выжиманию педали сцепления для отключения входного сцепления. Когда операция переключения в нейтральное положение выполнена с использованием рычага переключения передач, и операция переключения в нейтральное положение осуществляется после выполнения первого и третьего условий во время работы электронного блока управления в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами, устройство переключения режима управляется таким образом, чтобы режим управления переключался из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами в тот момент времени, когда выполнено второе условие. То есть, когда второе условие выполнено в состоянии, при котором первое и третье условия уже выполнены, первый блок управления переключением переключает режим управления из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами. Первый блок управления переключением входит в состав электронного блока управления. Когда истекает заданное время ожидания после выполнения операции переключения в нейтральное положение, второй блок управления переключением может управлять устройством переключения режима таким образом, чтобы режим управления переключался из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами. В этом случае, поскольку выполняется ошибочная операция, и есть вероятность того, что рычаг переключения передач переключится в положение R или положение D через положение N, предпочтительно, чтобы режим управления переключился после истечения заданного времени ожидания в целях подтверждения намерения на операцию переключения в нейтральное положение. Путем переключения режима управления в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами с использованием времени ожидания, можно сократить время, требуемое для переключения в режим управления с низкими передаточными числами.

[0016] Далее варианты осуществления изобретения будут описаны подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. В следующих вариантах осуществления чертежи надлежащим образом упрощены или модифицированы, и их размерные соотношения и формы элементов и т.п. не обязательно равны фактическим.

[0017] Фиг. 1 представляет собой графическое изображение, иллюстрирующее принципиальную схему конфигурации системы привода транспортного средства 10 с приводом на четыре колеса, на котором применено изобретение, и иллюстрирующее основную часть системы управления для выполнения различного управления на транспортном средстве 10 с приводом на четыре колеса. На фиг. 1, транспортное средство 10 с приводом на четыре колеса содержит двигатель 12, как источник приводного усилия, правое и левое передние колеса 14R и 14L (которые именуются передними колесами 14, когда между ними нет особенных различий), правое и левое задние колеса 16R и 16L (которые именуются задними колесами 16, когда между ними нет особенных различий), а также устройство 18 передачи мощности, которое передает мощность двигателя 12 на передние колеса 14 и задние колеса 16. Задние колеса 16 являются основными ведущими колесами, которые служат в качестве ведущих колес при движении с приводом на два колеса (2WD) и при движении с приводом на четыре колеса (4WD). Передние колеса 14 являются суб-ведущими колесами, которые служат в качестве ведомых колес при движении с приводом на два колеса 2WD и служат в качестве ведущих колес при движении с приводом на четыре 4WD колеса. Транспортное средство 10 с приводом на четыре колеса согласно данному варианту осуществления представляет собой транспортное средство с приводом на четыре колеса на основе переднерасположенного двигателя с приводом на задние колеса (FR). Двигатель 12 представляет собой двигатель внутреннего сгорания, например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель. Вместо двигателя 12 может быть применен другой источник приводного усилия, например, электрический двигатель.

[0018] Устройство 18 передачи мощности содержит коробку 20 передач, соединенную с двигателем 12, раздаточную коробку 22 для транспортного средства с приводом на четыре колеса, которая представляет собой устройство распределения мощности на передних/задних колесах, соединенное с коробкой 20 передач, передний карданный вал 24 и задний карданный вал 26, соединенные с раздаточной коробкой 22, дифференциальный механизм 28 привода передних колес, соединенный с передним карданным валом 24, дифференциальный механизм 30 привода задних колес, соединенный с задним карданным валом 26, правые и левые оси 32R и 32L передних колес (которые именуются осями 32 передних колес, когда между ними нет особенных различий), которые соединены с дифференциальным механизмом 28 привода передних колес, и правые и левые оси 34R и 34L задних колес (которые именуются осями 34 задних колес, когда между ними нет особенных различий), которые соединены с дифференциальным механизмом 30 привода задних колес. В устройстве 18 передачи мощности, имеющем вышеупомянутую конфигурацию, мощность двигателя 12, которая передается на раздаточную коробку 22 через коробку 20 передач, передается с раздаточной коробки 22 на задние колеса 16 последовательно через задний карданный вал 26, дифференциальный механизм 30 привода задних колес, оси 34 задних колес, и т.п. Часть мощности двигателя 12, передаваемая стороне задних колес 16, распределяется на сторону передних колес 14 раздаточной коробкой 22 и передается на передние колеса 14 последовательно через передний карданный вал 24, дифференциальный механизм 28 привода передних колес, оси 32 передних колес, и т.п.

[0019] Коробка 20 передач представляет собой ступенчатую автоматическую коробку передач, например, планетарного шестеренчатого типа или трансмиссию с двуосным зацеплением, может устанавливать несколько передних ступеней передач для переднего хода, ступень задней передачи для заднего хода, а также нейтральную ступень передачи, в которой передача мощности выключается, и электрически переключается в ответ на сигнал Ssh управления переключением, выдаваемый электронным блоком 200 управления, позволяя водителю оперировать рычагом 220 переключения передач, расположенным вблизи водительского сиденья. Рычаг 220 переключения передач может переключаться в положение D для выбора переднего хода, положение R для выбора заднего хода, и положение N для выбора нейтрального положения, а также переключается в положение N для установки коробки 20 передач в нейтральное положение. То есть, операция по переключению рычага 220 переключения передач в положение N представляет собой операцию переключения в нейтральное положение, где коробка 20 передач служит в качестве механизма отключения. В качестве коробки 20 передач может применяться ручная коробка передач, например, трансмиссию с двуосным зацеплением, которая может механически включать несколько передних ступеней передач и ступень задней передачи посредством ручного воздействия водителя. В этом случае, например, операция выжимания педали сцепления для отключения входной муфты является операцией переключения в нейтральное положение.

[0020] Дифференциальный механизм 28 привода передних колес содержит переднестороннее сцепление 36 на стороне оси 32R передних колес (то есть, между дифференциальным механизмом 28 привода передних колес и передним колесом 14R). Переднестороннее сцепление 36 представляет собой сцепление зубчатого типа, управляемое электрически (электромагнитно) для селективного включения или отключения контура передачи мощности между дифференциальным механизмом 28 привода передних колес и передним колесом 14R. Переднестороннее сцепление 36 может дополнительно содержать механизм синхронизации (синхронизирующий механизм).

[0021] Фиг. 2-4 представляют собой графические изображения, иллюстрирующие принципиальные схемы конфигурации раздаточной коробки 22, где фиг. 2 и 4 являются видами в разрезе раздаточной коробки 22, и FIG. 3 представляет собой структурную схему раздаточной коробки 22. На фиг. 2-4, раздаточная коробка 22 содержит кожух 40 раздаточной коробки, как не вращающийся элемент. Раздаточная коробка 22 выдает мощность на входной вал 42, который опирается с возможностью вращения на кожух 40 раздаточной коробки, выходной вал 44 задних колес, который выдает мощность на задние колеса 16, и передние колеса 14. То есть, раздаточная коробка 22 регулирует передаваемый крутящий момент, который передается с ведущей шестерни 46 в виде звездочки, имеющей выходное назначение мощности, отличное от такового для выходного вала 44 задних колес, механизма 48 переключения высоких и низких передач, который служит в качестве суб-коробки передач, переключающей скорость вращения входного вала 42 и передающей скорость вращения на выходной вал 44 задних колес, и выходного вала 44 задних колес на ведущую шестерню 46. То есть, раздаточная коробка 22 содержит сцепление 50 привода передних колес, которое служит, как многодисковое фрикционное сцепление (многодисковое сцепление), которое передает часть мощности выходного вала 44 задних колес на ведущую шестерню 46, на общей первой оси (оси) С1. Входной вал 42 и выходной вал 44 задних колес поддерживаются кожухом 40 раздаточной коробки через первый опорный подшипник 71 и второй опорный подшипник (опорный подшипник выходного вала) 73, при этом они являются взаимно поворотными относительно концентрической оси, а ведущая шестерня 46 поддерживается через третий опорный подшипник 75, при этом она является относительно соосно поворотной по отношению к выходному валу 44 задних колес. То есть, входной вал 42, выходной вал 44 задних колес, и ведущая шестерня 46 поддерживаются кожухом 40 раздаточной коробки, при этом они являются поворотными относительно первой оси С1. Конец передней стороны выходного вала 44 задних колес поддерживается с возможностью вращения подшипником 77. Выходной вал 44 задних колес представляет собой пример первого выходного вала, а сцепление 50 привода передних колес представляет собой пример сцепления в формуле изобретения.

[0022] Как проиллюстрировано на фиг. 2-4, в кожухе 40 раздаточной коробки, раздаточная коробка 22 содержит выходной вал 52 передних колес и ведомую шестерню 54 в виде звездочки, выполненную за одно целое с выходным валом 52 передних колес на общей второй оси С2, параллельной первой оси С1. Раздаточная коробка 22 содержит приводную цепь 56 передних колес, которая намотана между ведущей шестерней 46 и ведомой шестерней 54, а также механизм 58 блокировки 4WD в виде кулачковой муфты сцепления, который за одно целое соединяет выходной вал 44 задних колес и ведущую шестерню 46. Выходной вал 52 передних колес представляет собой пример второго выходного вала.

[0023] Входной вал 42 присоединен к выходному валу (не показан) коробки 20 передач через шарнир и приводится во вращение приводным усилием (крутящим моментом), сообщаемым от двигателя 12 через коробку 20 передач. Механизм 48 переключения высоких и низких передач устанавливает либо высокую ступень передачи (высокую ступень передач, имеющую небольшое передаточное число) Н, либо низкую ступень передачи (низкую ступень передачи, имеющую большое передаточное число) L для переключения скорости вращения коробки 20 передач, и для передачи скорости вращения на выходной вал 44 задних колес. Выходной вал 44 задних колес представляет собой главный приводной вал, который соединен с задним карданным валом 26 через шарнир, который не показан. Выходной вал 52 передних колес представляет собой вспомогательный ведущий вал, который соединен с передним карданным валом 24 через шарнир, который не показан.

[0024] Раздаточная коробка 22, имеющая вышеупомянутую конфигурацию, корректирует передаваемый крутящий момент, который передается на ведущую шестерню 46 с использованием сцепления 50 привода передних колес и передает мощность, передаваемую от механизма 48 переключения высоких и низких передач, только на задние колеса 16 или также распределяет часть мощности на передние колеса 14. Раздаточная коробка 22 переключается между состоянием блокировки 4WD (состоянием зацепления), в котором не образуется разница во вращении между задним карданным валом 26 и передним карданным валом 24 и состоянием разблокировки 4WD (состояние разъединения), в котором механизмом 58 блокировки 4WD между ними допускается разница во вращении. То есть, в раздаточной коробке 22, передача мощности от выходного вала 44 задних колес на выходной вал 52 передних колес не выполняется в положении, в котором передаваемый крутящий момент через сцепление 50 привода передних колес равен нулю, а механизм 58 блокировки 4WD отключен. С другой стороны, в раздаточной коробке 22, передача мощности от выходного вала 44 задних колес на выходной вал 52 передних колес через ведущую шестерню 46, приводную цепь 56 передних колес, и ведомую шестерню 54 выполняется в положении, в котором крутящий момент передается через сцепление 50 привода передних колес, или механизм 58 блокировки 4WD включен.

[0025] Механизм 48 переключения высоких и низких передач включает в себя планетарный зубчатый механизм 60 одношестеренчатого типа и муфту 62 высоких и низких передач. Планетарный зубчатый механизм 60 включает в себя солнечную шестерню S, которая соединена с входным валом 42, таким образом, что она является поворотной относительно первой оси С1, кольцевую шестерню R, которая расположена соосно солнечной шестерне S и соединена с кожухом 40 раздаточной коробки, при этом она не является поворотной вокруг первой оси С1, а также водило СА, которое поддерживает множество ведущих шестерен Р, вступающих в зацепление с солнечной шестерней S и кольцевой шестерней R, при этом они могут вращаться и поворачиваться вокруг солнечной шестерни S. Соответственно, скорость вращения солнечной шестерни S равна скорости вращения входного вала 42, а скорость вращения водила СА ниже, чем скорость вращения входного вала 42. Зубья 64 шестерни со стороны высокой передачи расположены на внутренней периферийной поверхности солнечной шестерни S, а зубья 66 шестерни со стороны низкой передачи, имеющие тот же диаметр, что и зубья 64 шестерни с высокой стороны, расположены на водиле СА. Зубья 64 шестерни со стороны высокой передачи являются шлицевыми зубьями, сопряженными при установке высокой ступени Н передачи, которая выдает такую же скорость вращения, что и входной вал 42. Зубья 66 шестерни со стороны низкой передачи являются шлицевыми зубьями, сопряженными при установке низкой ступени L передачи, которая выдает скорость вращения, которая ниже, чем скорость вращения входного вала 42. Муфта 62 высоких и низких передач установлена на выходном валу 44 задних колес с помощью шлицевого соединения, при этом она является относительно подвижной в направлении первой оси С1, и относительно не поворотной, и содержит вилковый соединительный участок 62а и наружные периферийные зубья 62b, которые выполнены за одно целое со смежно расположенным вилковым соединительным участком 62а. Наружные периферийные зубья 62b поочередно вступают в зацепление с зубьями 64 шестерни со стороны высоких передач и зубьями 66 шестерни со стороны низких передач при перемещении муфты 62 высоких и низких передач в направлении, параллельном первой оси С1. Такая же скорость вращения, что и скорость вращения входного вала 42, передается на выходной вал 44 задних колес, заставляя зубья 64 шестерни со стороны высоких передач вступать в зацепление с наружными периферийными зубьями 62b, и скорость вращения ниже, чем скорость вращения входного вала 42, передается на выходной вал 44 задних колес, заставляя зубья 66 шестерни со стороны низких передач вступать в зацепление с наружными периферийными зубьями 62b. Зубья 64 шестерни со стороны высоких передач и муфта 62 высоких и низких передач служат в качестве сцепления высоких ступеней передач, которое устанавливает высокую ступень Н передачи, а зубья 66 шестерни со стороны низких передач и муфта 62 высоких и низких передач служат в качестве сцепления низких ступеней передач, которое устанавливает низкую ступень L передачи.

[0026] Механизм 58 блокировки 4WD содержит блокирующие зубья 68, которые расположены на внутренней периферийной поверхности ведущей шестерни 46 и блокирующей муфты 70, установленной на выходном валу 44 задних колес с помощью шлицевого соединения, при этом она является относительно подвижной в направлении первой оси С1 и относительно не поворотной. Наружные периферийные зубья 70а, который вступают в зацепление с блокирующими зубьями 68, выполненными на ведущей шестерне 46, при движении в направлении первой оси С1, находятся на наружной периферийной поверхности блокирующей муфты 70, и состояние блокировки 4WD, в котором выходной вал 44 задних колес и ведущая шестерня 46 вращаются за одно целое, устанавливается в состоянии зацепления механизма 58 блокировки 4WD, в котором наружные периферийные зубья 70а вступают в зацепление с блокирующими зубьями 68.

[0027] Муфта 62 высоких и низких передач размещена в полости, ближе к ведущей шестерне 46 относительно первого опорного подшипника 71, размещенного на входном валу 42 (более конкретно, относительно планетарного зубчатого механизма 60). Блокирующая муфта 70 расположена отдельно от муфты 62 высоких и низких передач рядом с ней в полости между механизмом 48 переключения высоких и низких передач и ведущей шестерней 46. Первая пружина 72 в преднагруженном состоянии, которая вступает в контакт с муфтой 62 высоких и низких передач и блокирующей муфтой 70 и смещает их в сторону друг от друга, расположена между муфтой 62 высоких и низких передач и блокирующей муфтой 70. Вторая пружина 74 в преднагруженном состоянии, которая вступает в контакт с пружинной опорой 44а выходного вала 44 задних колес и блокирующей муфтой 70 и смещает блокирующую муфту 70 в переднюю сторону, отделенную от блокирующих зубьев 68, расположена между ведущей шестерней 46 и блокирующей муфтой 70. Первая пружина 72 и вторая пружина 74 являются винтовыми пружинами сжатия, а смещающая сила первой пружины 72 установлена большей, чем смещающая сила второй пружины 74. Пружинная опора 44а представляет собой фланец выходного вала 44 задних колес, который размещен с выступанием за наружную окружность в полости внутри в радиальном направлении ведущей шестерни 46. Зубья 64 шестерни со стороны высоких передач расположены в переднестороннем положении, которое более удалено от блокирующей муфты 70, чем зубья 66 шестерни со стороны низких передач в направлении первой оси С1. Наружные периферийные зубья 62b муфты 62 высоких и низких передач вступают в зацепление с зубьями 64 шестерни со стороны высоких передач для установки высокой ступени Н передачи, путем перемещения муфты 62 высоких и низких передач в положение высокой передачи на передней стороне (левой стороне на фиг. 2 и 3), которое отделено от блокирующей муфты 70. Наружные периферийные зубья 70а вступают в зацепление с зубьями 66 шестерни со стороны низких передач для установки низкой ступени L передачи путем перемещения муфты 62 высоких и низких передач в положение низкой передачи на задней стороне (правой стороне на фиг. 2 и 3), приближенное к блокирующей муфте 70. Наружные периферийные зубья 62b блокирующей муфты 70 вступают в зацепление с блокирующими зубьями 68 на задней стороне (правой стороне на фиг. 2 и 3), на которой блокирующая муфта 70 приближена к ведущей шестерне 46. Блокирующая муфта 70 перемещается в положение блокировки на задней стороне за счет усилия смещения первой пружины 72 при перемещении муфты 62 высоких и низких передач в положение низкой передачи на задней стороне, и, таким образом, наружные периферийные зубья 70а вступают в зацепление с блокирующими зубьями 68, и механизм 58 блокировки 4WD переключается в состояние зацепления (состояние блокировки 4WD). Блокирующая муфта 70 перемещается в положение разблокировки на передней стороне за счет усилия смещения второй пружины 74 при перемещении муфты 62 высоких и низких передач в положение высокой передачи на передней стороне, и зацепление наружных периферийных зубьев 70а и блокирующих зубья 68 высвобождается, а механизм 58 блокировки 4WD переключается в состояние разъединения.

[0028] Сцепление 50 привода передних колес представляет собой многодисковое фрикционное сцепление, включающее в себя ступицу 76 сцепления, которая соединена с выходным валом 44 задних колес таким образом, что она является относительно не поворотной, барабан 78 сцепления, который соединен с ведущей шестерней 46, при этом он является относительно не поворотным, элемент 80 фрикционного зацепления, который размещен между ступицей 76 сцепления и барабаном 78 сцепления, и по выбору присоединяет и разъединяет их друг с другом, а также нажимной элемент 81, который надавливает на элемент 80 фрикционного зацепления. Сцепление 50 привода передних колес расположено на первой оси С1 на противоположной стороне механизма 58 блокировки 4WD по отношению к ведущей шестерне 46 в направлении первой оси С1, и элемент 80 фрикционного зацепления надавливают, и он вступает во фрикционное зацепление посредством нажимного элемента 81, который перемещается в сторону ведущей шестерни 46 (передней стороны). То есть, в состоянии, при котором нажимной элемент 81 перемещается в переднюю сторону (левую сторону на фиг. 2 и фиг. 3), которая представляет собой сторону давления, и вступает в контакт с элементом 80 фрикционного зацепления, сцепление 50 привода передних колес переходит, на подключенное состояние изменяющегося крутящего момента, в котором передаваемый крутящий момент (предельный крутящий момент) является регулируемым, или полностью присоединенное состояние, в зависимости от степени перемещения нажимного элемента 81. С другой стороны, в состоянии, в котором нажимной элемент 81 перемещается в заднюю сторону, которая представляет собой не надавливаемую сторону, отделенную от ведущей шестерни 46, и не вступает в контакт с элементом 80 фрикционного зацепления, сцепление 50 привода передних колес переходит в состояние разъединения (состояние отключения).

[0029] Когда сцепление 50 привода передних колес находится в состоянии отключения, и механизм 58 блокировки 4WD находится в состоянии разъединения, в котором наружные периферийные зубья 70а блокирующей муфты 70 не вступают в зацепление с блокирующими зубьями 68, передача мощности между выходным валом 44 задних колес и ведущей шестерней 46 прерывается, и обеспечивается состояние 2WD, в котором мощность от коробки 20 передач передается только на задние колеса 16. В состоянии 2WD, режим управления с приводом на два (Н2) колеса с высокими передаточными числами устанавливается при переключении механизма 48 переключения высоких и низких передач на высокую ступень Н передачи. Когда механизм 48 переключения высоких и низких передач находится на высокой ступени Н передачи, механизм 58 блокировки 4WD находится в состоянии разъединения, и сцепление 50 привода передних колес находится в подключенном состоянии изменяющегося крутящего момента или полностью присоединенном состоянии, устанавливается состояние 4WD высокой ступени передачи, то есть, режим управления с приводом на четыре колеса (H4L) с высокими передаточными числами. В режиме Н4 управления и в подключенном состоянии изменяющегося крутящего момента сцепления 50 привода передних колес, разность в скорости вращения между выходным валом 44 задних колес и ведущей шестерней 46 обеспечивается, чтобы достигать дифференциального режима (разблокированного состояния 4WD), и устанавливать режим автоматического управления с приводом на четыре (Н4А) колеса с высокими передаточными числами, при котором коэффициент распределения крутящего момента между передними колесами 14 и задними колесами 16 может постоянно меняться, например, в диапазоне от 0:100 до 50:50 за счет установления управления передаваемым крутящим моментом на сцепление 50 привода передних колес. В полностью присоединенном состоянии сцепления 50 привода передних колес, достигается состояние блокировки 4WD, в котором выходной вал 44 задних колес и ведущая шестерня 46 вращаются как одно целое, и устанавливается режим управления с блокировкой привода на четыре колеса (H4L) с высокими передаточными числами. С другой стороны, когда механизм 48 переключения высоких и низких передач находится на низкой ступени L передачи, сцепление 50 привода передних колес находится в состоянии отключения, и механизм 58 блокировки 4WD находится в состоянии зацепления (состоянии подключения 4WD), устанавливается режим управления с подключением привода на четыре колеса (L4L) с низкими передаточными числами. Режим L4L управления представляет собой пример режима управления с низкими передаточными числами.

[0030] Раздаточная коробка 22 содержит устройство 82 переключения режима, которое активирует механизм 48 переключения высоких и низких передач, сцепление 50 привода передних колес, и механизм 58 блокировки 4WD для переключения режима управления. Устройство 82 переключения режима содержит электрический двигатель 84 (см. фиг. 3), винтовой механизм 86, первый передаточный механизм 87, который передает поступательное движение винтового механизма 86 на сцепление 50 привода передних колес, кулачковый механизм 101, вилковый вал 102, и второй передаточный механизм 88, который передает поступательное движение вилкового вала 102 на механизм 48 переключения высоких и низких передач и механизм 58 блокировки 4WD.

[0031] Винтовой механизм 86 содержит элемент резьбовой муфты 92 и винтовой элемент 94 вала, который расположены соосно первой оси С1 на противоположной стороне ведущей шестерни 46 по отношению к сцеплению 50 привода передних колес и завинчиваются друг с другом. Элемент резьбовой муфты 92 вращательно приводится в действие электрическим двигателем 84 через червячную передачу 90, служащую в качестве редукторного механизма. Винтовой элемент 94 вала жестко скреплен с кожухом 40 раздаточной коробки через соединительный элемент 95 таким образом, что он не смещается в направлении первой оси С1 и не вращается относительно первой оси С1. Элемент резьбовой муфты 92 навинчивается на винтовой элемент 94 вала через множество шариков 96, и винтовой механизм 86 представляет собой шариковый винт, в котором элемент резьбовой муфты 92 и винтовой элемент 94 вала функционируют посредством множества шариков 96. В винтовом механизме 86, имеющем вышеупомянутую конфигурацию, элемент резьбовой муфты 92 перемещается линейно в направлении первой оси С1, вращательно приводя в действие элемент резьбовой муфты 92 с использованием электрического двигателя 84. То есть, элемент резьбовой муфты 92 служит в качестве поворотного винтового элемента, который вращательно приводится в действие электрическим двигателем 84 и служит как аксиально перемещающийся винтовой элемент, который перемещается в осевом направлении. Винтовой механизм 86 представляет собой винт с левой резьбой, и, когда элемент резьбовой муфты 92 вращательно приводится в действие электрическим двигателем 84 в направлении стрелки F1 (правое направление вращения, если смотреть с задней стороны, которая находится на правой стороне на чертеже) относительно первой оси С1, элемент резьбовой муфты 92 движется в заднем направлении, в котором он отделен от сцепления 50 привода передних колес, то есть, в направлении стрелки F2, путем навинчивания на винтовой элемент 94 вала.

[0032] Червячная передача 90 представляет собой червячную пару, включающую в себя червяк 98, который расположен в валу электрического двигателя 84, и червячное колесо 100а, выполненное в барабанном кулачке 100, концентрически зафиксированном с помощью фланца 92а, выполненного на заднем конце элемента резьбовой муфты 92. Червячное колесо 100а, выполненное в барабанном кулачке 100, вращательно приводится в действие электрическим двигателем 84 и движется в направлении первой оси С1 за одно целое с элементом резьбовой муфты 92. Ширина червячного колеса 100а в направлении первой оси С1 должна быть больше ширины червяка 98 в направлении первой оси С1, при этом червячное колесо 100а и червяк 98 обычно вступают в зацепление друг с другом независимо от движения червячного колеса 100а, и наружные периферийные зубья червячного колеса 100а выполнены в виде прямозубой зубчатой передачи.

[0033] Первый передаточный механизм 87 включает в себя упорный подшипник 105, который размещен между нажимным элементом 81 и фланцем 92а элемента резьбовой муфты 92, а также стопорный элемент 107, который останавливает относительное движение нажимного элемента 81 в сторону элемента 80 фрикционного зацепления по отношению к элементу резьбовой муфты 92, с заранее заданным размером или более. Нажимной элемент 81 соединен с элементом резьбовой муфты 92, при этом относительное движение нажимного элемента 81 в направлении первой оси С1 по отношению к элементу резьбовой муфты 92 ограничено упорным подшипником 105, и стопорный элемент 107 является относительно поворотным относительно первой оси С1. Соответственно, поступательное движение элемента резьбовой муфты 92 в винтовом механизме 86 передается на элемент 80 фрикционного зацепления сцепления 50 привода передних колес через первый передаточный механизм 87, и сцепление 50 привода передних колес переключается в состояние отключения, подключенное состояние изменяющегося крутящего момента, и полностью присоединенное состояние в зависимости от положения элемента резьбовой муфты 92 в осевом направлении. В частности, в состоянии, в котором элемент резьбовой муфты 92 находится на задней стороне в направлении первой оси С1, как проиллюстрировано на фиг. 4, нажимной элемент 81 отделяется от элемента 80 фрикционного зацепления для переключения сцепления 50 привода передних колес в состояние разъединения. Когда элемент резьбовой муфты 92 дополнительно перемещается к передней стороне, нажимной элемент 81 вступает в контакт с элементом 80 фрикционного зацепления для переключения сцепления 50 привода передних колес в подключенное состояние изменяющегося крутящего момента. Когда элемент резьбовой муфты 92 дополнительно перемещается к передней стороне, сцепление 50 привода передних колес переключается в полностью присоединенное состояние, как проиллюстрировано на фиг. 2.

[0034] Барабанный кулачок 100 включает в себя червячное колесо 100а, выступ 100b, который расположен так, чтобы выступать из червячного колеса 100а на заднюю сторону, параллельно первой оси С1, и кулачковый паз 100с, который выполнен на внешней периферии выступа 100b. Выступ 100b выполнен с дугообразной формой (частично цилиндрической формой) с заранее заданным угловым диапазоном около первой оси С1, потому что часть червячного колеса 100а в окружном направлении выступает в заднюю сторону.

[0035] Кулачковый паз 100 с, выполненный в барабанном кулачке 100, включает в себя наклонный участок 100d кулачкового паза, который пролегает в направлении, наклонном к первой оси С1, первый вертикальный участок 100е кулачкового паза, который выполнен на конце на передней стороне (стороне винтового механизма 86) наклонного участка 100d кулачкового паза и пролегает в направлении, перпендикулярном первой оси С1, и второй вертикальный участок 100f кулачкового паза, который расположен на конце на задней стороне наклонного участка 100d кулачкового паза и пролегает в направлении, перпендикулярном первой оси С1, как проиллюстрировано на фиг. 7. Фиг. 7 представляет собой плоский развернутый вид дугообразного выступа 100b. В соответствии с барабанным кулачком 100, имеющим вышеупомянутую конфигурацию, например, когда барабанный кулачок 100 вращательно приводится в действие в направлении стрелки F1 относительно первой оси С1 за одно целое с элементом резьбовой муфты 92 с помощью электрического двигателя 84 из состояния, в котором выступ 103а зацепления элемента зацепления кулачка 103 вступает в зацепление с первым вертикальным участком 100е кулачкового паза 100с барабанного кулачка 100, как проиллюстрировано в первом положении на фиг. 7, выступ 103а зацепления перемещается в направлении стрелки F2, что является задней стороной вдоль наклонного участка 100d кулачкового паза, как проиллюстрировано во втором положении и третьем положении на фиг. 7. Соответствующая степень перемещения D установлена на величину, включающую в себя степень перемещения, на которую элемент резьбовой муфты 92 перемещается в направлении стрелки F2 при навинчивании на винтовой элемент 94 вала. Например, когда барабанный кулачок 100 вращательно приводится в движение в обратном направлении для стрелки F1 относительно первой оси С1 за одно целое с элементом резьбовой муфты 92 от электрического двигателя 84 из положения, в котором выступ 103а зацепления элемента зацепления кулачка 103 вступает в зацепление с вторым вертикальным участком 100f кулачкового паза 100с барабанного кулачка 100, как проиллюстрировано в третьем положении на фиг. 7, выступ 103а зацепления смещается к передней стороне в противоположном направлении для стрелки F2 вдоль наклонного участка 100d кулачкового паза, как проиллюстрировано в первом положении и втором положении на фиг. 7. Степень перемещения D в это время установлена на величину, включающую в себя степень перемещения, на которую гаечный резьбовой муфты 92 смещается в обратном направлении для стрелки F2 путем навинчивания на винтовой элемент 94 вала. То есть, когда барабанный кулачок 100 приводится во вращательное движение вокруг первой оси С1 вместе с элементом резьбовой муфты 92 с помощью электрического двигателя 84, элемент 103 зацепления кулачка совершает возвратно-поступательное движение в направлении, параллельном первой оси С1 с помощью кулачкового паза 100с, выполненного в барабанном кулачке 100. Элемент 103 зацепления кулачка размещен таким образом, что он является не поворотным относительно первой оси С1 и может перемещаться в направлении, параллельном первой оси С1. Кулачковый механизм 101 образован барабанным кулачком 100, имеющим выполненный в нем кулачковый паз 100с, а также элемент 103 зацепления кулачка.

[0036] Вилковый вал 102 расположен параллельно выходному валу 44 задних колес с возможностью перемещения в направлении третьей оси С3, которая представляет собой осевое направление в кожухе 40 раздаточной коробки. Вилковый вал 102 соединен с элементом 103 зацепления кулачка через ждущий механизм 106 и механически совершает возвратно-поступательное движение в направлении третьей оси С3 с линейным возвратно-поступательным движением элемента 103 зацепления кулачка. Как проиллюстрировано на фиг. 5, ждущий механизм 106 включает в себя пару цилиндрических элементов 108а и 108b, которые размещены на третьей оси С3 с возможностью скольжения с вилковым валом 102 в направлении, параллельном третьей оси С3, фланцы которой, выполненные на одном конце, обращены друг к другу, цилиндрическую прокладку ПО, которая находится между парами фланцевых цилиндрических элементов 108а и 108b, пружинный элемент (винтовая пружина сжатия) 112, который расположен в предварительно нагруженном состоянии на внешней стороне прокладки 110, и соединительный зажимной участок 114, который зажимает пару фланцевых цилиндрических элементов 108а и 108b, скользящих в направлении, параллельном третьей оси С3. Соединительный зажимной участок 114 выполнен за одно целое с элементом 103 зацепления кулачка и заставляет фланцевые цилиндрические элементы 108а и 108b скользить по вилковому валу 102, вступая в контакт с фланцами фланцевых цилиндрических элементов 108а и 108b. Длина фланца в состоянии, в котором оба фланцевых цилиндрических элемента 108а и 108b входят в контакт с соединительным зажимным участком 114, должна быть больше, чем длина прокладки 110. Соответственно, состояние, в котором оба фланца входят в контакт с соединительным зажимным участком 114, формируется за счет смещающего усилия пружинного элемента 112. Ожидающий механизм 106 включает в себя стопоры 118а и 118b, размещенные на вилковом валу 102, чтобы ограничить разделение фланцевых цилиндрических элементов 108а и 108b в направлении третьей оси С3. Ограничивая разделение фланцевых цилиндрических элементов 108а и 108b с использованием стопоров 118а и 118b, поступательное движение в направлении третьей оси С3 элемента 103 зацепления кулачка можно передать на вилковый вал 102 через соединительный зажимной участок 114. Вилковый вал 102 представляет собой пример переключающего вала.

[0037] Второй передаточный механизм 88, который передает поступательное движение вилкового вала 102 на механизм 48 переключения высоких и низких передач и механизм 58 блокировки 4WD, включает в себя вилку 104 переключения, которая расположена на вилковом валу 102. Вилка 104 переключения соединена с вилковым соединительным участком 62а, расположенным в муфте 62 высоких и низких передач, и муфта 62 высоких и низких передач механически совершает линейные возвратно-поступательные движения в направлении первой оси С1 с линейными возвратно-поступательными движениями вилкового вала 102 для переключения ступени передачи механизма 48 переключения высоких и низких передач. То есть, например, как проиллюстрировано на фиг. 2, когда вилковый вал 102 движется в направлении стрелки F2, то есть, в заднюю сторону, в состоянии, в котором наружные периферийные зубья 62b муфты 62 высоких и низких передач вступают в зацепление с зубьями 64 шестерни со стороны высоких передач для установки высокой ступени Н передачи, муфта 62 высоких и низких передач движется в сторону ведущей шестерни 46. Наружные периферийные зубья 62b вступают в зацепление с зубьями 66 шестерни со стороны низких передач для установки низкой ступени L передачи. Как проиллюстрировано на фиг. 4, когда вилковый вал 102 движется в направлении, противоположном стрелке F2, то есть, в переднюю сторону, в состоянии, в котором устанавливается низкая ступень L передачи, муфта 62 высоких и низких передач движется в сторону, которая отделена от ведущей шестерни 46. Наружные периферийные зубья 62b вступают в зацепление с зубьями 64 шестерни со стороны высоких передач для установки высокой ступени Н передачи.

[0038] Второй передаточный механизм 88 включает в себя первую пружину 72 и вторую пружину 74, и механически переключает рабочее состояние механизма 58 блокировки 4WD путем взаимной блокировки с переключением ступени передачи механизма 48 переключения высоких и низких передач. То есть, как проиллюстрировано на фиг. 2, в состоянии, в котором механизм 48 переключения высоких и низких передач находится на высокой ступени Н передачи, механизм 58 блокировки 4WD находится в состоянии разъединения, и, когда муфта 62 высоких и низких передач движется в сторону ведущей шестерни для переключения ступени передачи на низкую ступень L передачи, блокирующая муфта 70 движется в положение блокировки на задней стороне за счет усилия смещения первой пружины 72. Наружные периферийные зубья 70а вступают в зацепление с блокирующими зубьями 68 для переключения механизма 58 блокировки 4WD в состояние зацепления (состояние подключения 4WD). В состоянии, в котором механизм 48 переключения высоких и низких передач находится на низкой ступени L передачи как проиллюстрировано на фиг. 4, механизм 58 блокировки 4WD находится в состоянии зацепления. Когда муфта 62 высоких и низких передач смещается к передней стороне, которая отделена от ведущей шестерни 46 и переключена на высокую ступень Н передачи, блокирующая муфта 70 смещается к передней стороне усилием смещения второй пружины 74. Зацепление наружных периферийных зубьев 70а с блокирующими зубьями 68 расцепляется, и механизм 58 блокировки 4WD переключается в состояние разъединения. Вилковый вал 102 перемещается между положением высокой передачи, в котором механизм 48 переключения высоких и низких передач находится на высокой ступени Н передачи, а механизм 58 блокировки 4WD находится в состоянии разъединения, и положением низкой передачи, в котором механизм 48 переключения высоких и низких передач находится на низкой ступени L передачи, а механизм 58 блокировки 4WD находится в состоянии подключения 4WD в направлении третьей оси С3.

[0039] Что касается элемента 80 фрикционного зацепления сцепления 50 привода передних колес, когда элемент резьбовой муфты 92 приводится во вращательное движение в направлении, противоположном стрелке F1, с помощью электрического двигателя 84, а вилковый вал 102 движется от положения низкой передачи в положение высокой передачи, нажимной элемент 81 смещается к передней стороне за счет осевого перемещения, сопровождаемого вращением элемента резьбовой муфты 92. Когда вилковый вал 102 находится либо в положении низкой передачи, либо в положении высокой передачи, поддерживается состояние отключения, в котором надавливание на нажимной элемент 81 устранено. То есть, режим L4L управления устанавливается, когда вилковый вал 102 смещается к положению низкой передачи, а режим Н2 управления устанавливается, когда вилковый вал 102 смещается к положению высокой передачи. На фиг. 7 первое положение обозначает положение выступа 103а зацепления, когда вилковый вал 102 находится в положении высокой передачи, третье положение обозначает положение выступа 103а зацепления, когда вилковый вал 102 находится в положении низкой передачи, а второе положение обозначает положение выступа 103а зацепления, когда вилковый вал 102 переключается между положением высокой передачи и положением низкой передачи.

[0040] С другой стороны, когда элемент резьбовой муфты 92 дополнительно приводится во вращательное движение в направлении, противоположном стрелке F1, с помощью электрического двигателя 84 в состоянии, в котором вилковый вал 102 находится в положении высокой передачи, нажимной элемент 81 вступает в контакт с элементом 80 фрикционного зацепления при движении элемента резьбовой муфты 92 к передней стороне. Сцепление 50 привода передних колес переключается в присоединенное состояние, в котором приводное усилие передается на передние колеса 14, и устанавливается режим Н4 управления. В режиме Н4 управления подключенное состояние изменяющегося крутящего момента сцепления 50 привода передних колес, то есть, режим Н4А управления, в котором разрешено дифференциальное вращение, и режим H4L управления, в котором сцепление 50 привода передних колес является полностью подключенным, устанавливаются в зависимости от углового положения, то есть, осевого положения элемента резьбовой муфты 92.

[0041] То есть, устройство 82 переключения режима переключается последовательно в следующем порядке: режим H4L управления ↔ режим Н4А управления ↔ режим Н2 управления ↔ режим L4L управления в зависимости от углового положения элемента резьбовой муфты 92, как проиллюстрировано на фиг. 6. Другими словами, когда элемент резьбовой муфты 92 с помощью электрического двигателя 84 приводится во вращательное движение до угловых положений H4L, Н4А, Н2, и L4L, проиллюстрированных на фиг. 6, устанавливаются режим H4L управления, режим Н4А управления, режим Н2 управления, и режим L4L управления. Поскольку эти угловые положения могут изменяться из-за истирания элемента 80 фрикционного зацепления и т.п., предпочтительно, чтобы угловые положения последовательно регулировались на основе экспертного управления и т.п. Положение H4L или положение Н4А может определяться за счет контроля крутящего момента электрического двигателя 84, который соответствует крутящему моменту, передаваемому на сцепление 50 привода передних колес. Первый вертикальный участок 100е кулачкового паза 100 с имеет заранее заданную длину, при которой допускается вращение элемента резьбовой муфты 92, необходимое для указанного переключения режима H4L управления ↔ режим Н4А управления ↔ режим Н2 управления. Ожидающий механизм 106 выполнен с возможностью обеспечения осевого перемещения элемента резьбовой муфты 92, то есть, относительного перемещения в осевом направлении элемента зацепления кулачка 103 по отношению к вилковому валу 102, во время переключения режима H4L управления ↔ режим Н4А управления ↔ режим Н2. Первый вертикальный участок 100е кулачкового паза может иметь наклон для предотвращения осевого перемещения элемента зацепления кулачка 103.

[0042] Раздаточная коробка 22 содержит механизм 120 позиционирования вала, который помещает вилковый вал 102 в положение высокой передачи или положение низкой передачи. Механизм 120 позиционирования вала содержит приемное отверстие 122, которое выполнено во внутренней периферийной поверхности кожуха 40 раздаточной коробки, выше которого скользит вилковый вал 102, блокирующий шарик 124, входящий в приемное отверстие 122, запирающую пружину 126, которая смещает блокирующий шарик 124, входящий в приемное отверстие 122 в сторону вилкового вала 102, и пару углубленных участков 128h и 1281, которые выполнены на наружной периферийной поверхности вилкового вала 102 с. Вилковый вал 102 помещается в положение высокой передачи путем зацепления блокирующего шарика 124 с углубленным участком 128h, а в положение низкой передачи вилковый вал 102 помещается путем зацепления блокирующего шарика 124 с углубленным участком 1281. Даже когда выход мощности электродвигателя 84 прекращается в положениях передач, положения передач вилкового вала 102 поддерживаются механизмом 120 позиционирования вала.

[0043] Раздаточная коробка 22 содержит переключатель 130 определения положения низкой передачи, который фиксирует положение низкой передачи вилкового вала 102. Переключатель 130 определения положения низкой передачи представляет собой, например, контактный переключатель шарикового типа и фиксирует перемещение в положение низкой передачи путем вступления в контакт с вилковым валом 102, переместившимся в положение низкой передачи. Когда переключатель 130 определения положения низкой передачи фиксирует, что вилковый вал находится в положении низкой передачи, например, включается индикатор, который уведомляет водителя, что текущий режим управления является режимом L4L управления. Индикатор расположен, например, на устройстве 240 отображения.

[0044] Обратившись опять же к фиг. 1, видим, что транспортное средство 10 с приводом на четыре колеса содержит электронный блок 200 управления в качестве контроллера для переключения режима управления, управления выходной мощностью двигателя 12, или переключения ступени передачи коробки 20 передач. Электронный блок 200 управления представляет собой микрокомпьютер, включающий в себя ЦП, ОЗУ, ПЗУ и интерфейс входа-выхода, и выполняет множество управляющих операций, выполняя обработку сигнала в соответствии с программой, заранее сохраненной в ПЗУ, с использованием функции временного хранения ОЗУ. Электронный блок 200 управления подразделяется на управление переключением режимов, управление выходным параметром двигателя 12, управление переключением передач коробки 20 передач, и т.п., при необходимости. На электронный блок 200 управления подается разнообразная информация на основе распознанных сигналов от различных датчиков, размещенных на транспортном средстве 10 с приводом на четыре колеса. Примеры различных датчиков включают в себя переключатель 130 определения положения низкой передачи, датчик 202 скорости вращения двигателя, датчик 204 угла поворота электрического двигателя, датчики 206 скорости колеса, датчик 208 выжимания акселератора, переключатель 210 высоких и низких передач, который приводится в действие водителем для переключения ступени передачи между высокой ступенью Н передачи и низкой ступенью L передачи, переключатель 212 выбора 4WD, который приводится в действие водителем для выбора состояния 4WD, переключатель 214 выбора блокировки 4WD, который приводится в действие водителем для выбора состояния блокировки 4WD, а также датчик 222 положения передачи, который определяет рабочее положение Psh рычага 220 переключения передач, приводимого в действие водителем. Примеры разнообразной информации включают в себя положение Plg низкой передачи, скорость Ne вращения двигателя, угол θm поворота электрического двигателя, скорости Nwf1, Nwfr, Nwr1, и Nwrr колес передних колес 14L и 14R и задних колес 16L и 16R, величина басе выжимания акселератора, ступень Shl передачи, которая выбирается с помощью переключателя 210 высоких и низких передач, запрос 4WDon на 4WD, который представляет собой сигнал, обозначающий, что задействован переключатель 212 выбора 4WD, 4LOCKon, который представляет собой сигнал, обозначающий, что задействован переключатель 214 выбора блокировки 4WD, а также рабочее положение Psh рычага 220 переключения передач.

[0045] Как проиллюстрировано на фиг. 1, например, командный сигнал Se управления мощностью двигателем для управления мощностью двигателя 12, рабочий командный сигнал Sd для переключения состояния переднестороннего сцепления 36, командный сигнал Ssh переключения передач для переключения ступени передачи коробки 20 передач, и командный сигнал Sm привода электрического двигателя для управления числом оборотов электрического двигателя 84 для переключения режима управления выдаются из электронного блока 200 управления на двигатель 12, привод переднестороннего сцепления 36, коробку 20 передач, и электрический двигатель 84. Например, сигнал отображения Si для отображения сообщения с целью уведомления о том, что операция переключения режимов представляет собой ошибочную операцию в дополнение к сообщению для уведомления того, что режим L4L управления выводится на устройство 240 отображения, расположенное на приборной панели и т.п. Устройство 240 отображения включает в себя устройство вывода звука, которое генерирует звуковой сигнал, а также визуальное отображение.

[0046] Электронный блок 200 управления функционально включает в себя блок 230 управления переключением режимов и переключает режим управления в режимы H4Lm Н4А, Н2, и L4L управления на основе работы переключателя 210 высоких и низких передач, переключателя 212 выбора 4WD, и переключателя 214 выбора блокировки 4WD или условий движения транспортного средства. Среди них режим L4L управления представляет собой режим управления, когда транспортное средство движется вне дорог, например, по руслу реки, каменистой местности, или крутом склоне с большим крутящим моментом на низкой скорости, и производится управление электрическим двигателем 84 устройства 82 переключения режима, при этом режим управления переключается в режим L4L управления, когда выполнены все условия с первого по третье. Первое условие представляет собой состояние остановки, в котором скорость V транспортного средства составляет, по существу, 0. Второе условие представляет собой нейтральное состояние, при котором коробка 20 передач находится на нейтральной ступени, и передача мощности между двигателем 12 и входным валом 42 прервана. Третье условие состоит в том, что низкая ступень L передачи, то есть, режим L4L управления, выбирается с помощью переключателя 210 высоких и низких передач. Когда низкая ступень L передачи выбирается с помощью переключателя 210 высоких и низких передач, обязательно устанавливается режим L4L управления, таким образом, операция выбора низкой передачи по выбору низкой ступени L передачи соответствует операции выбора L4L, и переключатель 210 высоких и низких передач служит в качестве устройства выбора режима управления с низким передаточным числом.

[0047] Блок 230 управления переключением режимов функционально включает в себя блок 232 оценки переключения L4L, блок 234 переключения Н2, блок 236 определения переключения L4L, и блок 238 выполнения переключения L4L для выполнения управления переключением L4L с целью переключения режима управления в режим L4L управления. Блок 230 управления переключением режимов выполняет обработку сигнала в соответствии с этапами S1-S23 (далее именуемыми просто S1-S23) на блок-схемах, проиллюстрированных на фиг. 8 и фиг. 9. Этапы S1-S4 и S6-S11 на фиг. 8 соответствуют обработке сигнала блока 230 оценки переключения L4L, a S5 соответствует обработке сигнала блока 238 переключения Н2. Этапы S12-S15H S20-S22 на фиг. 9 соответствуют обработке сигнала блока 236 определения переключения L4L, a S16 и S17 соответствуют обработке сигнала блока 238 выполнения переключения L4L. Блок 230 оценки переключения L4L и блок 238 переключения Н2 служат в качестве первого блока управления переключением, а блок 236 определения переключения L4L и блок 238 выполнения переключения L4L служат в качестве второго блока управления переключением.

[0048] На S1 с фиг. 8 определяется, действительно ли транспортное средство приводится в действие либо в режиме Н2 управления, либо режиме Н4А управления, либо режиме H4L управления, отличном от режима L4L управления, например, на основе сигнала от переключателя 130 определения положения низкой передачи или датчика 204 угла поворота электрического двигателя. Когда транспортное средство приводится в движение либо в режиме Н2 управления, либо в режим Н4А управления, либо в режиме H4L управления, выполняется этап S2 и последующие этапы, и определяется, действительно ли транспортное средство находится в нейтральном состоянии. В данном варианте осуществления, действительно ли транспортное средство находится в нейтральном состоянии, можно определить в зависимости от того, действительно ли была выполнена операция переключения в нейтральное положение по переключению рычага 220 переключения передач в положение N, и выполняется S3, когда была выполнена операция переключения в нейтральное положение. Когда коробка 20 передач представляет собой ручную коробку передач, можно определить на S2, действительно ли входное сцепление находится в состоянии отключения при выжимании педали сцепления. На S3 определяется, действительно ли звучит звуковой сигнал или происходит мигание лампы IND, что обозначает, что ошибочная операция был выполнена на S7. Когда отображение ошибки не выполняется, то есть, когда ошибочная операция не выполняется, на S4 определяется, действительно ли транспортное средство находится в состоянии остановки. Когда транспортное средство находится в состоянии остановки, выполняется S5, режим управления переключается в режим Н2 управления, за счет вращательного привода электрическим двигателем 84 устройства 82 переключения режима для вращения элемента резьбовой муфты 92 в положение Н2. Когда текущий режим управления является режимом Н2 управления, нет необходимости для выполнения управления переключением режима.

[0049] Когда результатом определения на S2 является НЕТ (отрицательный), то есть, когда рычаг 220 переключения передач не находится в положении N, тогда на S6 определяется, действительно ли была выполнена операция выбора низкой передачи. Когда операция выбора низкой передачи была выполнена, то есть, когда операция выбора низкой передачи была выполнена до выполнения операции переключения в нейтральное положение или остановки транспортного средства, выполняется S7, и выполняется звуковой сигнал и мигание лампы IND в устройстве 240 отображения, с целью обозначения ошибочной операции. Когда операция выбора низкой Н передачи не выполнялась, после S6 выполняется S8, звуковой сигнал останавливается, мигание лампы IND прекращается, и затем S2 выполняется снова. Когда отображение ошибки не выполняется, S2 выполняется снова. Когда результатом определения S4 является НЕТ, то есть, когда операция переключения в нейтральное положение была выполнена, однако транспортное средство не находится в состоянии остановки, выполняется S6 и последующие этапы.

[0050] Когда результатом определения на S3 является ДА (положительный), то есть, когда операция переключения в нейтральное положение была выполнена в состоянии, в котором поддерживается отображение ошибки на S7, и S3 был выполнен вслед за S2, затем выполняется S9. На S9 определяется, действительно ли транспортное средство находится в состоянии остановки, и, когда транспортное средство находится в состоянии остановки, то есть, когда все три условия для переключения в режим L4L управления выполнены, условие А переключения L4L устанавливается на S10 и затем режим управления переключается в режим Н2 управления на S5. Этот случай представляет собой случай, в котором все три условия выполнены, и, в конечном итоге, была выполнена операция переключения в нейтральное положение рычага 220 переключения передач. Заранее заданное время ожидания установлено в качестве условия А для переключения L4L, подтверждающего, что операция переключения не является операцией переключения в положение R или положение D через положение N, однако S5 выполняется немедленно с целью переключения режима управления в режим Н2 управления, не ожидая истечения времени ожидания. Когда результатом определения S9 является НЕТ, то есть, когда транспортное средство не находится в состоянии остановки, условие В для переключения L4L устанавливается на S11 и затем режим управления переключается в режим Н2 управления на S5. В этом случае, поскольку условие наличия состояния остановки из трех условий не является выполненным, состояние остановки устанавливается как условие В для переключения L4L.

[0051] На S12 с фиг. 9 определяется, действительно ли транспортное средство находится в состоянии движения. Действительно ли транспортное средство находится в состоянии движения, можно определить в зависимости от того, действительно ли рычаг 220 переключения передач был переключен в положение D или положение R в данном варианте осуществления. Например, рычаг переключения передач переключен в положение D или положение R через положение N. Когда коробка 20 передач представляет собой ручную коробку передач, состояние движения можно определить в зависимости от того, действительно ли входное сцепление находится в подключенном состоянии без выжимания педали сцепления, и результатом определения является ДА, только когда педаль сцепления временно выжата. Когда транспортное средство находится в состоянии движения, считается, что нет намерения переключения режима управления в режим L4L управления и, таким образом, S18 и S19 выполняются для возврата режима управления в начальный режим управления, до того, как режим управления переключается в режим Н2 управления на S5. Когда транспортное средство не находится в состоянии движения, выполняется S13, и то, действительно ли транспортное средство находится в состоянии ВКЛ акселератора, в котором педаль акселератора выжата, определяется, например, в зависимости от того, действительно ли величина θасс выжимания акселератора равна или больше заранее заданного значения. В состоянии ВКЛ акселератора подразумевается немедленный запуск, однако не является правильным, что постоянно выполняется управление переключением в режим L4L управления, и выполняются этапы S18 и S19 для возврата режима управления в начальный режим управления.

[0052] Когда результатами определения на этапах S12 и S13 является НЕТ, тогда на S14 определяется, действительно ли выполняется отображение ошибки. Когда отображение ошибки не выполняется, выполняется S15. На S15 определяется, действительно ли была выполнена операция выбора низкой передачи. Когда операция выбора низкой Н передачи не была выполнена, периодически выполняется S12 и этапы, следующие за ним. С другой стороны, когда операция выбора низкой передачи была выполнена, выполняются S16 и S17 для переключения режима управления из режима Н2 управления в режим L4L управления, за счет вращательного привода электрическим двигателем 84 устройства 82 переключения режима с целью вращения элемента резьбовой муфты 92 из положения Н2 в положение L4L. Результатом определения этапа S15 является ДА, поскольку операция выбора низкой передачи была выполнена, и, когда S16 и S17 были выполнены вслед за S15, режим управления уже переключился в режим Н2 управления. Соответственно, можно быстро установить режим L4L управления после выполнения операции выбора низкой передачи.

[0053] Когда результатом определения этапа S14 является ДА, то есть, когда осуществляется отображение ошибки, выполняется S20. На S20 определяется, действительно ли высокая ступень Н передачи выбрана переключателем 210 высоких и низких передач. Когда выбрана высокая ступень Н передачи, нет намерения переключать режим управления в режим L4L управления. Соответственно, отображение ошибки прекращается на S23 и затем выполняются S18 и S19 для возврата режима управления в начальный режим управления. Когда высокая ступень Н передачи не выбрана, то есть, когда поддерживается состояние, в котором была выбрана низкая ступень L передачи, S21 выполняется после S20. На S21 определяется, действительно ли выполнено условие А либо В для переключения L4L, установленное на S10 или S11. Когда условие А или В для переключения L4L не выполнено, S12 и последующие этапы периодически повторяются. Когда условие А или В для переключения L4L выполнено, S22 выполняется после S21 для прекращения отображения ошибки, и затем выполняются S16 и S17 для переключения режима управления в режим L4L управления. В этом случае, поскольку режим управления уже был переключен в режим Н2 управления, можно быстро установить режим L4L управления, когда условие А или В для переключения L4L выполнено. В частности, когда выполнены все условия с первого по третье для переключения режима управления в режим L4L управления, и установлено время ожидания в качестве условия А переключения L4L на S10, переключение в режим Н2 управления выполняется во время ожидания. Соответственно, можно быстро установить режим L4L управления после истечения времени ожидания. Когда второе условие, отличное от первого условия, которое заключается в том, что состояние остановки выполнено, и состояние остановки установлено в качестве условия В для переключения L4L на S11, переключение в режим Н2 управления выполняется до того, как транспортное средство переходит в состояние остановки. Соответственно, можно быстро установить режим L4L управления после того, как транспортное средство переходит в состояние остановки.

[0054] Фиг. 10 и фиг. 11 представляют собой схемы, иллюстрирующие модели переключения для переключения в режим L4L управления, которые подразделяются на шесть моделей переключения в зависимости от того, действительно ли удовлетворены условия с первое по третье, и время переключения в режим Н2 управления, в соответствии с блок-схемами, проиллюстрированными на фиг. 8 и фиг. 9. «Остановка» «режим» и «операция переключения H→L» на фиг. 10 и фиг. 11 относятся к состоянию остановки, операции переключения в нейтральное положение (нейтральное состояние), и операции выбора низкой передачи, соответственно, и являются условиями с первого по третье для переключения в режим L4L управления. «Ожидание» на фиг. 11 относится к времени ожидания, которое установлено в качестве условия А для переключения L4L на S10 на фиг. 8.

[0055] Первая модель и вторая модель на фиг. 10 являются моделями переключения, в которых режим управления переключается в режим Н2 управления в момент времени, в который первое условие и второе условие, отличные от третьего условия, выполнены, и режим L4L управления быстро устанавливается после выполнения операции выбора низкой передачи, и режим управления переключается в режим L4L управления с помощью обычной операции. При этом когда операция выбора низкой передачи была выполнена, однако состояние остановки и нейтральное состояние не выполнены, режим L4L управления не выбран, и, таким образом, удовлетворение первого и второго условий, как можно сказать, являются разрешающими условиями для разрешения операции выбора низкой передачи. Соответственно, операция выбора низкой передачи, когда выполнено и первое, и второе условия, рассматривается как обычная операция, а операция выбора низкой передачи до выполнения первого и второго условий рассматривается как ошибочная операция. Как показано, в частности, путем описания блок-схем, проиллюстрированных на фиг. 8 и фиг. 9, например, когда этапы S1, S2, S3, S4, S5, S12, S13, S14, S15 (цикл с S12 по S15), S16, и S17 последовательно выполняются для выполнения управления переключением, обеспечивается модель переключения в виде первой модели или второй модели.

[0056] Третья модель на фиг. 10 представляет собой модель переключения, в которой на S7 выполняется отображение ошибки, поскольку транспортное средство еще не находится в состоянии остановки, путем выполнения операции выбора низкой передачи вслед за операцией переключения в нейтральное положение, режим управления переключается в режим Н2 управления, поскольку выполнено второе условие, включая нейтральное состояние, и режим L4L управления быстро устанавливается после остановки транспортного средства. Как показано, в частности, путем описания блок-схем, проиллюстрированных на фиг. 8 и фиг. 9, например, когда этапы S1, S2, S3, S4, S6, S7, S2, S3, S9, S11, S5, S12, S13, S14, S20, S21 (цикл с S12 по S21), S22, S16, и S17 последовательно выполняются для выполнения управления переключением, обеспечивается модель переключения в виде третьей модели.

[0057] Четвертая модель на фиг. 10 представляет собой модель переключения, в которой на S7 выполняется отображение ошибки, поскольку выполняется операция выбора низкой передачи до осуществления операции переключения в нейтральное положение, при этом два условия, включая нейтральное состояние, выполняются путем осуществления операции переключения в нейтральное положение, режим управления переключается в режим Н2 управления, и режим L4L управления быстро устанавливается после приведения транспортного средства в состояние остановки. Как показано, в частности, путем описания блок-схем, проиллюстрированных на фиг. 8 и фиг. 9, например, когда этапы S1, S2, S6, S7, S2, S3, S9, S11, S5, S12, S13, S14, S20, S21 (цикл с S12 по S21), S22, S16, и S17 последовательно выполняются для выполнения управления переключением, обеспечивается модель переключения в виде четвертой модели.

[0058] Пятая модель и шестая модель на фиг. 11 представляют собой модели переключения, в которых на S7 выполняется отображение ошибки, поскольку выполняется операция выбора низкой передачи до осуществления операции переключения в нейтральное положение, режим управления переключается в режим Н2 управления после осуществления операции переключения в нейтральное положение путем выполнения операция переключения в нейтральное положение после перевода транспортного средства в состояние остановки, и режим L4L управления устанавливается после истечения заранее заданного времени ожидания после операции переключения в нейтральное положение. Как показано, в частности, путем описания блок-схем, проиллюстрированных на фиг. 8 и фиг. 9, например, когда этапы S1, S2, S6, S7, S2, S3, S9, S10, S5, S12, S13, S14, S20, S21 (цикл с S12 по S21), S22, S16, и S17 последовательно выполняются для выполнения управления переключением, обеспечивается модель переключения в виде пятой или шестой модели.

[0059] Таким образом, в транспортном средстве 10 с приводом на четыре колеса согласно данному варианту осуществления, как в моделях переключения с первую по четвертую модель на фиг. 10, режим управления переключается в режим Н2 управления, когда два условия, включая второе условие из условий с первого по третье, выполнены во время движения в режиме H4L управления или режиме Н4А управления, и режим управления переключается из режима Н2 управления в режим L4L управления, когда выполняется остающееся условие. Соответственно, можно сократить время, требуемое для переключения в режим L4L управления после выполнения всех условий с первого по третье. Соответственно, даже когда операция запуска по переключению рычага 220 переключения передач в положение D и т.п. была выполнена непосредственно после удовлетворения всех условий с первое по третье, время, требуемое для переключения после удовлетворения всех условий с первое по третье, является небольшим и, таким образом, можно надлежащим образом предотвратить возникновение шума в зубчатых передачах и т.п. при передаче мощности из-за операции запуска во время переходного переключения передач механизма 48 переключения высоких и низких передач. Когда два условия, включая нейтральное состояние, выполнены, режим управления переключается в режим Н2 управления. Соответственно, можно сократить время, требуемое для переключения в режим L4L управления, при этом воздействие, например, изменение приводного усилия, не влияет на поведение транспортного средства, и водитель не испытывает чувства дискомфорта.

[0060] В частности, даже в модели переключения по третьей модели и четвертой модели на фиг. 10, то есть, когда произошла ошибочная операция при выполнении операции выбора низкой передачи до осуществления операции переключения в нейтральное положение или состояния остановки, когда два условия операции выбора низкой передачи и нейтральное состояние также выполнены, когда операция переключения в режим L4L управления была выполнена в качестве обычной операции, входящей в первую модель и вторую модель на фиг. 10, режим управления переключается в режим Н2 управления во время движения, и режим управления переключается из режима Н2 управления в режим L4L управления после остановки транспортного средства. То есть, путем переключения режима управления в режим Н2 управления до удовлетворения всех условий с первое по третье, число типов моделей переключения, способных сократить время, требуемое для переключения в режим L4L управления после удовлетворения всех условий с первое по третье, возрастает. Соответственно, можно более приемлемым образом предотвратить возникновение шума в зубчатых передачах и т.п., когда операция запуска выполняется непосредственно после удовлетворения всех условий с первого по третье. В этом случае, поскольку коробка 20 передач переключается на нейтральную ступень посредством операции переключения в нейтральное положение, можно сократить время, требуемое для переключения в режим L4L управления, при этом водитель не испытывает дискомфорта из-за изменения приводного усилия.

[0061] С другой стороны, в данном варианте осуществления, как описано в пятой модели и шестой модели переключения на фиг. 11, когда возникает ошибочная операция при выполнении операции выбора низкой передачи до осуществления операции переключения в нейтральное положение, транспортное средство останавливается при поддержке состояния операции выбора низкой передачи, и операция переключения в нейтральное положение выполняется, режим управления переключается в режим L4L управления после истечения заданного времени ожидания после операции переключения в нейтральное положение, однако, поскольку режим управления переключается в режим Н2 управления на время ожидания, можно сократить требуемое время, пока не установится режим L4L управления после истечения времени ожидания.

[0062] В варианте осуществления изобретения, управление переключением в режим L4L управления должно выполняться только в соответствии с одной моделью переключения, по меньшей мере, из первой модели и второй модели среди четырех моделей переключения, проиллюстрированных на фиг. 10. Другими словами, только после выполнения обычной операции, может выполняться управление переключением в режим L4L управления в соответствии с моделями переключения. Отображение нарушения не является основным в данном изобретении, и выполнять ли отображение нарушения, может быть установлено надлежащим образом.

[0063] Хотя варианты осуществления изобретения были подробно описаны выше со ссылкой на прилагаемые чертежи, они являются только примерами, и изобретение может быть воплощено с различными модификациями и усовершенствованиями на основе знаний специалистов в данной области техники.

Изобретение относится к транспортным средствам. Устройство управления трансмиссией транспортного средства с приводом на четыре колеса содержит электронный блок управления, переключающий режим управления в режим с низкими передаточными числами при выполнении трех условий. Первое условие - транспортное средство остановлено. Второе условие - передача мощности между источником приводного усилия и входным валом отключена. Третье условие - режим управления с низкими передаточными числами. Режим управления переключается из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда первое и второе условия выполнены во время управления в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами. Режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, когда третье условие выполняется в состоянии, в котором первое условие и второе условие уже выполнены. Повышается скорость установления режима управления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство управления трансмиссией транспортного средства с приводом на четыре колеса,

при этом транспортное средство содержит входной вал, первый выходной вал, второй выходной вал, механизм переключения высоких и низких передач, сцепление, устройство переключения режима и рабочее устройство выбора режима,

причем первый выходной вал выполнен с возможностью выдачи приводного усилия на одни колеса из числа передних колес или задних колес,

притом второй выходной вал выполнен с возможностью выдачи приводного усилия на другие колеса из числа передних колес или задних колес,

при этом механизм переключения высоких и низких передач выполнен с возможностью переключения скорости вращения входного вала либо на высокую ступень передачи, либо на низкую ступень передачи и выполнен с возможностью передачи приводного усилия на первый выходной вал,

причем сцепление выполнено с возможностью разъединения и зацепления для отключения и установки передачи мощности между первым выходным валом и вторым выходным валом,

притом устройство переключения режима выполнено с возможностью механического переключения между режимом привода на четыре колеса с высокими передаточными числами и режимом управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами,

при этом режим привода на четыре колеса с высокими передаточными числами является режимом управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, а сцепление находится в состоянии зацепления,

причем режим привода на два колеса с высокими передаточными числами является режимом управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, а сцепление находится в состоянии разъединения,

притом режим управления с низкими передаточными числами является режимом управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на низкую ступень передачи,

при этом рабочее устройство выбора режима является устройством, которое приводится в действие водителем для выбора режима управления с низкими передаточными числами,

причем устройство управления содержит:

электронный блок управления, выполненный с возможностью управления устройством переключения режима, при этом режим управления переключается в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что все условия - и первое условие, и второе условие, и третье условие выполнены,

при этом первое условие является условием нахождения транспортного средства в состоянии остановки,

при этом второе условие является условием передачи мощности в нейтральном состоянии, в котором передача мощности между источником приводного усилия и входным валом отключена,

при этом третье условие является условием режима управления с низкими передаточными числами, выбранным действием рабочего устройства выбора режима,

при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью управления устройством переключения режима так, что режим управления переключается из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что первое условие и второе условие выполнены во время управления в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами, и

при этом упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что третье условие выполняется в состоянии, в котором первое условие и второе условие уже выполнены.

2. Устройство управления трансмиссией транспортного средства с приводом на четыре колеса по п. 1, в котором

упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что второе условие и одно из условий, либо первое условие, либо третье условие выполнены во время управления транспортным средством в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами, и

упомянутый электронный блок управления выполнен с возможностью управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что выполняется другое условие из первого условия, либо третьего условия в состоянии, в котором выполнены второе условие и либо первое условие, либо третье условие.

3. Способ управления трансмиссией транспортного средства с приводом на четыре колеса,

при этом транспортное средство содержит входной вал, первый выходной вал, второй выходной вал, механизм переключения высоких и низких передач, сцепление, устройство переключения режима, рабочее устройство выбора режима и электронный блок управления,

причем первый выходной вал выполнен с возможностью выдачи приводного усилия на одни колеса из числа передних колес или задних колес,

притом второй выходной вал выполнен с возможностью выдачи приводного усилия на другие колеса из числа передних колес или задних колес,

при этом механизм переключения высоких и низких передач выполнен с возможностью переключения скорости вращения входного вала либо на высокую ступень передачи, либо на низкую ступень передачи и выполнен с возможностью передачи приводного усилия на первый выходной вал,

причем сцепление выполнено с возможностью разъединения и зацепления для отключения и установки передачи мощности между первым выходным валом и вторым выходным валом,

притом устройство переключения режима выполнено с возможностью механического переключения между режимом привода на четыре колеса с высокими передаточными числами и режимом управления с низкими передаточными числами через режим привода на два колеса с высокими передаточными числами,

при этом режим привода на четыре колеса с высокими передаточными числами является режимом управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, а сцепление находится в состоянии зацепления,

причем режим привода на два колеса с высокими передаточными числами является режимом управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на высокую ступень передачи, а сцепление находится в состоянии разъединения,

притом режим управления с низкими передаточными числами является режимом управления транспортного средства, в котором механизм переключения высоких и низких передач установлен на низкую ступень передачи,

при этом рабочее устройство выбора режима является устройством, которое приводится в действие водителем для выбора режима управления с низкими передаточными числами,

при этом способ управления включает в себя:

управление с помощью электронного блока управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что все условия - и первое условие, и второе условие, и третье условие выполнены;

управление с помощью электронного блока управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на четыре колеса с высокими передаточными числами в режим привода на два колеса с высокими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что первое условие и второе условие выполнены во время управления в режиме привода на четыре колеса с высокими передаточными числами; и

управление с помощью электронного блока управления устройством переключения режима таким образом, что режим управления переключается из режима привода на два колеса с высокими передаточными числами в режим управления с низкими передаточными числами, когда электронный блок управления определяет, что третье условие выполняется в состоянии, в котором первое условие и второе условие уже выполнены,

при этом первое условие является условием нахождения транспортного средства в состоянии остановки, второе условие является условием передачи мощности в нейтральном состоянии, в котором передача мощности между источником приводного усилия и входным валом отключена, а третье условие является условием режима управления с низкими передаточными числами, выбранного действием рабочего устройства выбора режима.