Устройство управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса

Устройство управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники

[0001] Изобретение относится к устройству управления системой автомобиля с приводом на четыре колеса и, в частности, к управлению переключением из режима с приводом на два колеса в режим с приводом на четыре колеса.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] Предлагается система автомобиля с приводом на четыре колеса, содержащая раздаточную коробку, распределяющую часть мощности привода от источника привода на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, карданный вал, передающий мощность, получаемую из раздаточной коробки, на механизм дифференциала, с которым соединено левое и правое вспомогательные ведущие колеса, на первую зубчатую муфту сцепления, находящуюся в раздаточной коробке и селективно разрешающую и блокирующую передачу энергии между источником привода и карданным валом, и на вторую зубчатую муфту сцепления, селективно разрешающую и блокирующую передачу энергии между карданным валом и механизмом дифференциала. Механизм дифференциала оснащен парой управляющих муфт для регулировки крутящего момента трансмиссии, передаваемого на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, при этом вторая зубчатая муфта сцепления оснащена синхронизатором. Один пример такого типа системы автомобиля с приводом на четыре колеса представлен на ФИГ. 10 японской патентной заявки №2016-74370 (JP 2016-74370 А). В системе автомобиля с приводом на четыре колеса, раскрытой в патенте JP 2016-74730 A, первая зубчатая муфта сцепления и вторая зубчатая муфта сцепления выключены при езде с приводом на два колеса для предотвращения вращения карданного вала и пр. и снижения расхода топлива.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] В системе автомобиля с приводом на четыре колеса, содержащей первую зубчатую муфту сцепления и вторую зубчатую муфту сцепления, подобной системе, раскрытой в патенте JP 2016-74730 A, в случае возникновения разницы в скорости вращения в зубчатой муфте сцепления, вращение которой не синхронизировано механизмом синхронизации, при переключении из режима привода на два колеса, в котором первая зубчатая муфта сцепления и вторая зубчатая муфта сцепления выключены, в режим привода на четыре колеса, в котором первая зубчатая муфта сцепления и вторая зубчатая муфта сцепления включаются, происходит удар в момент включения указанной выше зубчатой муфты сцепления. Например, во время выполнения автомобилем поворота соответствующие колеса вращаются с разной скоростью, так как колеса проходят разный путь; следовательно, в зубчатой муфте сцепления, не оснащенной синхронизатором, возникает разница в скорости вращения и в момент включения происходит удар.

[0004] Настоящее изобретение предусматривает устройство управления, которое может подавить или уменьшить удар при переключении автомобиля из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса во время выполнения поворота для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, содержащей первую зубчатую муфту сцепления и вторую зубчатую муфту сцепления.

[0005] В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается устройство управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, при этом система содержит раздаточную коробку, выполненную с возможностью распределения части мощности привода, произведенной источником привода, на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, механизм дифференциала, соединенный с левым и правым вспомогательным ведущим колесам, карданный вал, передающий мощность, получаемую из раздаточной коробки, на механизм дифференциала, первую зубчатую муфту сцепления, находящуюся в раздаточной коробке и выполненную с возможностью селективно допускать и блокировать передачу энергии между источником привода и карданным валом, и вторую зубчатую муфту сцепления, выполненную с возможностью селективно допускать и блокировать передачу энергии между карданным валом и механизмом дифференциала. Механизм дифференциала содержит пару управляющих муфт, выполненных с возможностью регулировки крутящего момента трансмиссии, передаваемого на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, при этом первая зубчатая муфта сцепления или вторая зубчатая муфта оснащена синхронизатором. Устройство управления содержит электронный блок управления, выполненный с возможностью синхронизации вращения указанной выше первой зубчатой муфты сцепления или второй зубчатой муфты сцепления, включающей синхронизатор, при помощи синхронизатора, а также с возможностью синхронизации другой первой зубчатой муфты сцепления или второй зубчатой муфты сцепления путем управления крутящим моментом сцепления одной из пары управляющих муфт, передающей мощность на одно из вспомогательных ведущих колес, представляющее собой наружное колесо во время выполнения поворота.

[0006] В устройстве управления, соответствующем первому варианту приведенного выше аспекта изобретения, синхронизатор может быть выполнен с возможностью синхронизации вращения второй зубчатой муфты сцепления, а электронный блок управления может быть выполнен с возможностью управления крутящим моментом сцепления одной из указанных выше управляющих муфт после включения второй зубчатой муфты сцепления с целью синхронизации вращения первой зубчатой муфты сцепления.

[0007] В устройстве управления, соответствующем второму варианту приведенного выше аспекта изобретения, синхронизатор в устройстве управления может быть выполнен с возможностью синхронизации вращения первой зубчатой муфты сцепления, а электронный блок управления может быть выполнен с возможностью управления крутящим моментом сцепления одной из указанных выше управляющих муфт после включения первой зубчатой муфты сцепления с целью синхронизации вращения второй зубчатой муфты сцепления.

[0008] В устройстве управления, соответствующем третьему варианту приведенного выше аспекта изобретения, электронный блок управления в устройстве управления может быть выполнен с возможностью включения другой зубчатой муфты сцепления по завершении синхронизации этой другой зубчатой муфты сцепления.

[0009] В устройстве управления, соответствующем четвертому варианту приведенного выше аспекта изобретения, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью расчета крутящего момента сцепления путем умножения момента инерции вращающегося тела, чья скорость вращения повышается одной из указанных управляющих муфт, на угловое ускорение, рассчитанное на основании целевой скорости вращения вращающегося тела, с которой синхронизирована другая зубчатая муфта сцепления, и предварительно заданного целевого времени включения управляющей муфты.

[0010] С устройством управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим приведенному выше аспекту изобретения, при переключении автомобиля из режима с приводом на два колеса в режим с приводом на четыре колеса во время выполнения поворота вращение одной из зубчатых муфт сцепления синхронизируется при помощи синхронизатора. Также, вращение другой зубчатой муфты сцепления синхронизируется путем регулировки крутящего момента одной из управляющих муфт, передающей мощность на вспомогательное ведущее колесо, представляющее собой наружное колесо во время выполнения поворота. Поскольку скорость вращения вспомогательного ведущего колеса, представляющего собой наружное колесо при выполнении поворота, выше скорости вращения вспомогательного ведущего колеса, представляющего собой внутреннее колесо при выполнении поворота, то скорость вращения вращающегося тела, скорость вращения которого повышается указанной выше управляющей муфтой, может быть поднята до скорости вращения, синхронно с которой вращается другая зубчатая муфта сцепления. Таким образом, вращение другой зубчатой муфты сцепления, не синхронизированное при помощи синхронизатора, также синхронизируется; следовательно, удар в момент включения другой зубчатой муфты сцепления может быть погашен или уменьшен, даже в случае, когда автомобиль переключается из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса во время выполнения поворота.

[0011] С устройством управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим первому варианту изобретения, при переключении автомобиля из режима с приводом на два колеса в режим с приводом на четыре колеса во время выполнения поворота сначала включается вторая зубчатая муфта сцепления, вращение которой синхронизируется при помощи синхронизатора. Затем, крутящий момент сцепления одной из управляющих муфт регулируется так, чтобы вращение первой зубчатой муфты сцепления синхронизировалось; таким образом, удар, который произошел бы при включении первой зубчатой муфты сцепления, может быть погашен или уменьшен.

[0012] С устройством управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим второму варианту изобретения, при переключении автомобиля из режима с приводом на два колеса в режим с приводом на четыре колеса во время выполнения поворота сначала включается первая зубчатая муфта сцепления, вращение которой синхронизируется при помощи синхронизатора. Затем, крутящий момент сцепления одной из управляющих муфт регулируется так, чтобы вращение второй зубчатой муфты сцепления синхронизировалось; таким образом, удар, который произошел бы при включении второй зубчатой муфты сцепления, может быть погашен или уменьшен.

[0013] С устройством управления для системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим третьему варианту изобретения, другая зубчатая муфта сцепления включается после того, как вращение этой другой зубчатой муфты сцепления синхронизируется; таким образом, удар, который произошел бы при включении другой зубчатой муфты сцепления, может быть погашен или уменьшен.

[0014] С устройством управления системы автомобиля с приводом на четыре колеса, соответствующим четвертому варианту изобретения, крутящий момент сцепления, с которым синхронизируется вращение другой зубчатой муфты сцепления по прошествии заданного момента включения, может быть рассчитан путем умножения момента инерции вращающегося тела, чья скорость вращения повышается одной из управляющих муфт, на угловое ускорение, рассчитанное на основании целевой скорости вращения вращающегося тела, и заданного времени включения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0015] Отличительные признаки, преимущества, техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления настоящего изобретения раскрыты ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых одинаковые обозначения относятся к одинаковым элементам:

На ФИГ. 1 представлена принципиальная схема, отражающая конфигурацию системы для автомобиля с приводом на четыре колеса в качестве одного из вариантов осуществления настоящего изобретения;

На ФИГ. 2 представлен вид в разрезе раздаточной коробки, изображенной на ФИГ. 1;

На ФИГ. 3 представлена принципиальная схема, которая помогает объяснить принцип действия для удержания поршня при помощи первого стопора, изображенного на ФИГ. 2;

На ФИГ. 4 представлен вид в разрезе конструкции в зоне задней кулачковой муфты сцепления, предусмотренной в дифференциале, изображенном на ФИГ. 1;

На ФИГ. 5А, ФИГ. 5В и ФИГ. 5С представлены изображения переходного режима задней кулачковой муфты сцепления, изображенной на ФИГ. 4, в пошаговой форме отображающее переключение муфты сцепления из выключенного состояния во включенное состояние;

На ФИГ. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая процесс переключения задней кулачковой муфты из выключенного состояния во включенное состояние в переходном режиме;

На ФИГ. 7 представлена функциональная блок-схема, которая помогает объяснить функции электронного блока управления, предназначенного для управления переключением из режима привода на два колеса в режим привода на четыре колеса;

На ФИГ. 8А и ФИГ. 8В представлены изображения, иллюстрирующие путь, который проходит каждое из колес при приводе на четыре колеса, и скорость вращения каждого колеса во время выполнения поворота направо;

На ФИГ. 9 представлено изображение, демонстрирующее изменение в скорости вращения карданного вала, связанное с управлением крутящим моментом зацепления левой управляющей муфты во время выполнения поворота направо;

На ФИГ. 10 представлена блок-схема, иллюстрирующая основную часть управляющего процесса электронного блока управления, изображенного на ФИГ. 7, а именно, процесс управления при переключении автомобиля в режим привода на четыре колеса при движении в режиме привода на два колеса;

На ФИГ. 11 представлена принципиальная схема системы привода на четыре колеса, соответствующая другому варианту осуществления настоящего изобретения;

На ФИГ. 12 представлена блок-схема, иллюстрирующая основную часть управляющего процесса электронного блока управления, осуществляющего управление системой привода на четыре колеса, изображенной на ФИГ. 11, то есть процесс управления при переключении автомобиля в режим привода на четыре колеса при движении в режиме привода на два колеса; и

На ФИГ. 13 представлена принципиальная схема системы привода на четыре колеса, соответствующая дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] Некоторые варианты осуществления изобретения будут раскрыты на чертежах. В следующих вариантах осуществления изобретения части или компоненты, проиллюстрированные на чертежах, представлены в упрощенном или измененном виде при необходимости, а соотношение размеров, форма и т.д. каждой из частей необязательно показаны точно.

[0017] На ФИГ. 1 представлена принципиальная схема, отражающая конфигурацию системы 8 автомобиля с приводом на четыре колеса (далее именуемая «система 8 привода на четыре колеса») в качестве одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Система 8 привода на четыре колеса представляет собой систему переднеприводного автомобиля с передним расположением двигателя и приводом на четыре колеса, использующая двигатель 10 в качестве источника привода, и передает мощность привода двигателя 10 на передние колеса 12L, 12R (передние колеса 12, когда они не различаются друг от друга), являющиеся основными ведущими колесами, и на задние колеса 14L, 14R (задние колеса 14, когда они не различаются друг от друга), являющиеся вспомогательными ведущими колесами. Система 8 привода на четыре колеса содержит двигатель 10, конвертер 15 крутящего момента, автоматическую трансмиссию 16, механизм 17 переднего дифференциала (далее именуемый «передний дифференциал 17»), раздаточную коробку 18, карданный вал 20 и механизм 24 заднего дифференциала (далее именуемый «задний дифференциал 24»), включая две правой и левой управляющих муфт 22L, 22R (управляющие муфты 22, когда они не различаются друг от друга). Мощность привода, получаемая от двигателя 10, передается на пару из правого и левого колес 12L, 12R посредством конвертера 15 крутящего момента, автоматической трансмиссии 16, переднего дифференциала 17 и пары из левой и правой передних колесных осей 26L, 26R. Кроме того, часть мощности привода, получаемой от двигателя 10, передается на пару из левого и правого задних колес 14L, 14R посредством конвертера 15 крутящего момента, автоматической трансмиссии 16, раздаточной коробки 18, карданного вала 20 и заднего дифференциала 24. Задние колеса 14 соответствуют вспомогательным ведущим колесам в соответствии с изобретением, а задний дифференциал 24 соответствует механизму дифференциала в соответствии с изобретением.

[0018] Автоматическая трансмиссия 16, например, представляет собой широко известную многоступенчатую коробку передач, установленную на тракте силовой передачи между двигателем 10 и передним дифференциалом 17, и, например, содержит две или более планетарные передачи и два или более фрикционных устройств (таких как сцепления и тормоза). Так как автоматическая трансмиссия 16 является частью широко известной технологии, подробное описание конструкции и функционирования автоматической трансмиссии 16 не приводится.

[0019] Передний дифференциал 17 представлен в форме широко известного механизма дифференциала с коническими шестернями и служит для передачи мощности на оси 26L, 26R передних колес (оси 26 передних колес, когда они не различаются друг от друга), соединенные с левым и правым передними колесами 12, обеспечивая различную скорость вращения для передних колес 12 по мере необходимости. Так как передний дифференциал 17 является частью широко известной технологии, подробное описание конструкции и функционирования переднего дифференциала 17 не приводится.

[0020] Местоположение раздаточной коробки 18 выровнено с передним дифференциалом 17 в направлении осевой линии CL1 осей 26 передних колес. Раздаточная коробка 18 распределяет мощность привода, получаемую от двигателя 10, на передние колеса 12 и задние колеса 14 (то есть передает часть мощности привода на задние колеса 14) и содержит переднюю кулачковую муфту 28 (Fr) и переднюю муфту 30 управления кулачковым сцеплением для управления передней кулачковой муфтой 28. Передняя кулачковая муфта 28 выборочно соединяет и разъединяет тракт силовой передачи между раздаточной коробкой 18 и карданным валом 20. Описание устройства раздаточной коробки 18 будет приведено ниже. Передняя кулачковая муфта 28 соответствует первой зубчатой муфте сцепления в соответствии с изобретением.

[0021] Карданный вал 20 находится между раздаточной коробкой 18 и задним дифференциалом 24 и передает мощность, получаемую с переднего зубчатого венца 32, выполняющего функцию выходного вращающегося элемента раздаточной коробки 18, на задний дифференциал 24. Карданный вал 20 оснащен ведомой шестерней 34, входящей в зацепление с передним зубчатым венцом 32 раздаточной коробки 18, и ведущей шестерней 38, входящей в зацепление с задним зубчатым венцом 36 (описание которого приведено ниже) заднего дифференциала 24.

[0022] Задний дифференциал 24 содержит заднюю кулачковую муфту 40, заднюю муфту 42 управления кулачковым сцеплением для управления задней кулачковой муфтой 40, левую управляющую муфту 22L, находящуюся между задней колесной осью 44 и задним колесом 14L, и правую управляющую муфту 22R, находящуюся между задней колесной осью 44 и задним колесом 14R. Задняя кулачковая муфта 40 выборочно соединяет и разъединяет тракт силовой передачи между карданным валом 20 и задним дифференциалом 24. При езде с приводом на четыре колеса крутящий момент Tcouple сцепления каждой из пары левой и правой управляющих муфт 22L, 22R регулируется так, чтобы мощность, сообщенная заднему дифференциалу 24 посредством раздаточной коробки 18, карданного вала 20 и т.д., распределялась по мере необходимости на левое и правое задние колеса 14 и получалась от задних колес 14. Описание устройства задней кулачковой муфты 40 и задней муфты 42 управления кулачковым сцеплением приведено ниже. Левая управляющая муфта 22L и правая управляющая муфта 22R соответствуют паре управляющих муфт изобретения, регулирующих крутящий момент трансмиссии, передаваемый на левое и правое вспомогательные ведущие колеса, а задняя кулачковая муфта 40 соответствует второй зубчатой муфте сцепления в соответствии с изобретением.

[0023] Левая управляющая муфта 22L находится между задней колесной осью 44 и задним колесом 14L и регулирует крутящий момент трансмиссии между задней колесной осью 44 и задним колесом 14L. Левая управляющая муфта 22L представляет из себя муфту с электронным управлением в виде многодискового сцепления, работающего в масляной ванне, и крутящий момент трансмиссии, передаваемый на заднее колесо 14L, регулируется путем регулировки крутящего момента сцепления (способности передавать крутящий момент) левой управляющей муфты 22L. Правая управляющая муфта 22R находится между задней колесной осью 44 и задним колесом 14R и регулирует крутящий момент трансмиссии между задней колесной осью 44 и задним колесом 14R. Правая управляющая муфта 22R представляет из себя муфту с электронным управлением в виде многодискового сцепления, работающего в масляной ванне, и крутящий момент трансмиссии, передаваемый на заднее колесо 14R, регулируется путем регулировки крутящего момента сцепления (способности передавать крутящий момент) правой управляющей муфты 22R. Таким образом, распределение крутящего момента на правое и левое задние колеса 14 регулируется путем регулировки крутящего момента Tcouple сцепления каждой из пары левой и правой управляющих муфт 22L, 22R (далее именуемых «управляющие муфты 22», когда они не различаются друг от друга). Управляющая муфта 22 является частью широко известной технологии, и, следовательно, подробное описание конструкции и функционирования управляющей муфты 22 не приводится.

[0024] На ФИГ. 2 представлен вид в разрезе раздаточной коробки 18. Раздаточная коробка 18 находится на тракте силовой передачи между передним дифференциалом 17 и карданным валом 20 и передает часть мощности привода, получаемой от двигателя 10, на задние колеса 14 посредством карданного вала 20, заднего дифференциала 24 и т.д.

[0025] Раздаточная коробка 18 размещена в радиальном направлении на наружной поверхности передней колесной оси 26R. Раздаточная коробка 18 содержит цилиндрический первый вращающийся элемент 46, цилиндрический второй вращающийся элемент 50, на котором закреплен передний зубчатый венец 32, входящий в зацепление с ведомой шестерней 34, и переднюю кулачковую муфту 28, соединяющую и разъединяющую первый вращающийся элемент 46 со вторым вращающимся элементом 50. Первый вращающийся элемент 46 соединен с помощью шлиц с раздаточной коробкой 17а переднего дифференциала 17 и вращается вокруг оси CL1 передней колесной оси 26. Подобно первому вращающемуся элементу 46 второй вращающийся элемент 50 также вращается вокруг оси CL1. Раздаточная коробка 18 дополнительно содержит первый механизм 54 увеличения усилия, создающий усилие для переключения передней кулачковой муфты 28 между включенным и выключенным состояниями, переднюю муфту 30 управления кулачковым сцеплением для управления передней кулачковой муфтой 28 посредством первого механизма 54 увеличения осевого усилия, и первый соленоид 52 для регулировки способности передней муфты 30 управления кулачковым сцеплением передавать крутящий момент.

[0026] Первый вращающийся элемент 46 размещен в радиальном направлении на наружной поверхности передней колесной оси 26R и закреплен так, чтобы иметь возможность вращаться вокруг этой оси CL1, также как и передняя колесная ось 26. В частности, противоположные в осевом направлении концы первого вращающегося элемента 46 опираются на шариковые подшипники 56, 57 так, чтобы иметь возможность вращаться вокруг оси CL1. Осевая концевая часть первого вращающегося элемента 46, находящегося ближе к переднему дифференциалу 17 (на левой стороне ФИГ. 2) закреплена с помощью шлиц на раздаточной коробке 17а так, чтобы первый вращающийся элемент 46 вращался как одно целое с раздаточной коробкой 17а вокруг оси CL1.

[0027] Второй вращающийся элемент 50 размещен радиально относительно наружной поверхности первого вращающегося элемента 46 так, чтобы иметь возможность вращаться вокруг оси CL1. В частности, второй вращающийся элемент 50 опирается как консоль с возможностью вращения на двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник 58. Передний зубчатый венец 32, входящий в зацепление с ведомой шестерней 34, закреплен на внешней поверхности концевой части второго вращающегося элемента 50, находящегося ближе к переднему дифференциалу 17, если смотреть в направлении оси CL1.

[0028] Передняя кулачковая муфта 28 смонтирована так, чтобы иметь возможность соединять и разъединять первый вращающийся элемент 46 со вторым вращающимся элементов 50. Передняя кулачковая муфта 28 содержит кольцевую скользящую муфту 60 с зубьями 60а зацепления на своей внешней поверхности и зубья 62 зацепления на осевом конце второго вращающегося элемента 50, находящемся ближе к переднему дифференциалу 17, если посмотреть в осевом направлении. Внутренняя поверхность скользящей муфты 60 закреплена с помощью шлиц на первом вращающемся элементе 46 так, чтобы муфта 60 не могла вращаться относительно первого вращающегося элемента 46 и могла перемещаться относительно первого вращающегося элемента 46 в направлении оси CL1. При такой конструкции муфта 60 перемещается между положением, отмеченным на ФИГ. 2 на нижней стороне относительно оси CL1 передней колесной оси 26, и положением, отмеченным на верхней стороне относительно оси CL1 передней колесной оси 26 на ФИГ. 2.

[0029] При перемещении скользящей муфты 60 в положение, отмеченное на нижней стороне от оси CL1 передней колесной оси 26 на ФИГ. 2, зубья 60а зацепления скользящей муфты 60 входят в зацепление с зубьями 62 зацепления таким образом, чтобы первый вращающийся элемент 46 и второй вращающийся элемент 50 были соединены друг с другом. То есть, передняя кулачковая муфта 28 включается. В этот момент система 8 привода на четыре колеса переключается в режим привода на четыре колеса, в котором часть мощности привода, получаемой от двигателя 10, передается на сторону карданного вала 20 (сторону задних колес 14) посредством раздаточной коробки 18.

[0030] При перемещении муфты 60 в положение, отмеченное на верхней стороне от оси CL1 передней колесной оси 26 на ФИГ. 2, зацепление между зубьями 60а зацепления скользящей муфты 60 и зубьями 62 зацепления разъединяется таким образом, чтобы первый вращающийся элемент 46 и второй вращающийся элемент 50 были разъединены. То есть, передняя кулачковая муфта 28 выключается. В этот момент система 8 привода на четыре колеса переключается в режим привода на два колеса, в котором мощность привода, получаемая от двигателя 10, передается только на сторону передних колес 12 без передачи на сторону карданного вала 20 (сторону задних колес 14).

[0031] Пружина 64 установлена между шариковым подшипником 56 и скользящей муфтой 60, если посмотреть в направлении оси С1. Пружина 64 смещает скользящую муфту 60 в сторону шарикового подшипника 57 в направлении оси L1, то есть смещает скользящую муфту 60 в положение, при котором зубья 60а зацепления скользящей муфты 60 входят в зацепление с зубьями 62 зацепления.

[0032] Первый механизм 54 увеличения осевого усилия находится в кольцевом зазоре между первым вращающимся элементом 46 и вторым вращающимся элементом 50. Первый механизм 54 увеличения осевого усилия содержит первый кулачок 66, второй кулачок 68, множество шариков 70, вставленных между первым кулачком 66 и вторым кулачком 68 в направлении оси CL1, поршень 72 и пружину 74, вставленную между поршнем 72 и вторым кулачком 68. Первый кулачок 66 выполнен с возможностью вращения вокруг оси CL1 передней колесной оси 26. Второй кулачок 68 выполнен с возможностью вращения вокруг оси CL1 подобно первому кулачку 66 и может перемещаться в направлении оси CL1. Когда поршень 72 примыкает ко второму кулачку 68, он перемещается вместе со вторым кулачком 68 в направлении оси CL1. Пружина 74 смещает второй кулачок 68 в сторону первого кулачка 66 в направлении оси CL1.

[0033] Первый кулачок 66 имеет кольцевую форму и его внутренняя цилиндрическая поверхность смонтирована с возможностью проскальзывания на внешней цилиндрической поверхности первого вращающегося элемента 46. Внутренний диск, представляющий собой переднюю муфту 30 управления кулачковым сцеплением, смонтирован с помощью шлиц на внешней поверхности первого кулачка 66. Второй кулачок 68 имеет кольцевую форму и его внутренняя поверхность смонтирована с помощью шлиц на внешней поверхности первого вращающегося элемента 46 так, чтобы второй кулачок 68 не мог вращаться относительно первого вращающегося элемента 46 и мог перемещаться относительно первого вращающегося элемента 46 в направлении оси CL1. Второй кулачок 68 имеет удлиненную часть 73, выступающую из концевой части кулачка 68 на дальней стороне от первого кулачка 66 в направлении ост CL1 в сторону поршня 72 в направлении оси CL1, а осевая концевая часть удлиненной части 73 примыкает к поршню 72.

[0034] Канавки 69, 71 кулачков, каждая из которых выполнена в форме дуги в направлении окружности, находятся на взаимно противоположных сторонах первого кулачка 66 и второго кулачка 68, а шарики 70 попадают в пару канавок 69, 70. Каждая из канавок 69, 71 выполнены так, чтобы вдоль окружности средняя часть канавки имела большую глубину, и эта глубина уменьшается в направлении концов канавок по окружности.

0035] В случае, когда первый кулачок 66 и второй кулачок 68 вращаются как одно целое, шарики 70 перемещаются в положение, при котором контактируют с глубокими частями канавок 69, 71 кулачков, так как второй кулачок 68 смещен пружиной 74 в сторону первого кулачка 66. С другой стороны, при вращении первого кулачка 66 и второго кулачка 68 относительно друг друга шарики 70 перемещаются в направлении окружности по канавке 69 первого кулачка 66 и канавке 71 второго кулачка 68 так, чтобы шарики 70 контактировали с менее глубокими частями канавок 69, 71 кулачков. В результате первый кулачок 66 и второй кулачок 68 отталкиваются друг от друга в направлении оси CL1. В этот момент второй кулачок 68 перемещается от первого кулачка 66, а именно, в сторону поршня 72 в направлении оси CL1. По мере того, как второй кулачок 68 смещается в направлении оси CL1, поршень 72, который находится в контакте с вторым кулачком 68, также перемещается в направлении оси CL1, а скользящая муфта 60, прилегающая к поршню 72, при помощи упорного подшипника также перемещается в направлении CL1, преодолевая смещающее сопротивление пружины 64. Таким образом, скользящая муфта 60 перемещается в направлении оси CL1 при помощи первого механизма 54 увеличения осевого усилия.

[0036] Передняя муфта 30 управления кулачковым сцеплением предназначена для управления функционированием первого механизма 54 увеличения осевого усилия. Передняя муфта 30 управления кулачковым сцеплением расположена радиально относительно наружной поверхности первого кулачка 66. Передняя муфта 30 управления кулачковым сцеплением регулирует рабочее состояние механизма 54 увеличения осевого усилия путем уменьшения скорости вращения первого кулачка 66 при помощи ввода в зацепление (полное зацепление) или зацепление с пробуксовкой первого кулачка 66, представляющего собой первый механизм 54 увеличения осевого усилия, с картером 76 раздаточной коробки, как не вращающимся элементом, и создания разницы в скорости вращения между первым кулачком 66 и вторым кулачком 68.

[0037] Передняя муфта 30 управления кулачковым сцеплением содержит внутренний диск сцепления или диски сцепления, наружный диск сцепления или диски сцепления и якорь 78. Внутренний диск сцепления крепится с помощью шлиц на внешней поверхности первого кулачка 66 так, чтобы он не мог вращаться относительно первого кулачка 66, и мог перемещаться относительно первого кулачка 66 в направлении оси CL1. Наружный диск сцепления накладывается на внутренний диск сцепления, чередуясь с ним, и его внешняя поверхность закреплена с помощью шлиц на картере 76 раздаточной коробки так, чтобы наружный диск сцепления не мог вращаться относительно картера 76 раздаточной коробки и мог перемещаться относительно картера 76 раздаточной коробки в направлении оси CL1. Подобно наружному диску сцепления, внешняя поверхность якоря 78 закреплена с помощью шлиц на картере 76 раздаточной коробки так, чтобы якорь 78 не мог вращаться относительно картера 76 раздаточной коробки и мог перемещаться относительно картера 76 раздаточной коробки в направлении оси CL1. Внутренний диск сцепления и наружный диск сцепления представляют фрикционные элементы 80 передней муфты 30 управления кулачковым сцеплением.

[0038] Первый соленоид 52 находится в местоположении, радиально перекрывающем фрикционные элементы 80 передней муфты 30 управления кулачковым сцеплением и якорь 78, если посмотреть в направлении оси CL1. При прохождении тока через первый соленоид 52 вокруг первого соленоида 52 возникает поток магнитной индукции, и якорь 78 притягивается в сторону первого соленоида 52 в направлении оси CL1. В этот момент якорь 78 нажимает на фрикционные элементы 80 так, чтобы ввести в зацепление или зацепление с пробуксовкой переднюю муфту 30 управления кулачковым сцеплением. В результате на первый кулачок 66 оказывает воздействие крутящий момент, препятствующий вращению, пропорциональный силе тока первого соленоида 52, и, таким образом, скорость вращения первого кулачка 66 уменьшается или вращение первого кулачка 66 прекращается.

[0039] При уменьшении скорости вращения первого кулачка 66 или прекращении вращения первого кулачка 66, первый кулачок 66 и второй кулачок 68, вращающийся как одно целое с первым вращающимся элементом 46, вращаются относительно друг друга. Следовательно, первый механизм 54 увеличения осевого усилия приводится в действие так, чтобы второй кулачок 68, поршень 72 и скользящая муфта 60 переместились в сторону переднего дифференциала 17 в направлении оси CL1. Таким образом, рабочий режим первого механизма 54 увеличения осевого усилия регулируется силой тока, проходящего через первый соленоид 52, тем самым регулируя скорость вращения первого кулачка 66.

[0040] Первый стопор 82, служащий в качестве фиксирующего механизма (стопорного механизма) для удержания передней кулачковой муфты 28 во включенном / выключенном состоянии, находится на внутренней поверхности удлиненной части 73 второго кулачка 68. Первый стопор 82 имеет кольцевую форму и закреплен на первом вращающемся элементе 46 так, чтобы он не мог вращаться относительно первого вращающегося элемента 46 и не мог перемещаться в направлении ост CL1. Кроме того, зацепляющие зубья 82а, представленные на ФИГ. 3, находятся на внешней цилиндрической поверхности первого стопора 82 для удержания поршня 72.

[0041] На ФИГ. 3 представлена принципиальная схема, которая помогает объяснить принцип удержания поршня 72 при помощи первого стопора 82. На ФИГ. 3 второй кулачок 68, поршень 72 и первый стопор 82 размещены в направлении окружности в горизонтальной развертке. На ФИГ. 3 вертикальное направление листа бумаги соответствует направлению оси CL1, а поперечное направление листа бумаги соответствует направлению окружности (направлению вращения). Хотя и не показано на ФИГ. 3, поршень 72 обычно смещается пружиной 64 в сторону второго кулачка 68 в направлении оси CL1.

[0042] Как показано на Фиг. 3, внешняя цилиндрическая поверхность на концевом участке первого стопора 82 ближе к поршню 72 в направлении оси CL1 (верхняя часть листа бумаги с ФИГ. 3) выполнена пилообразной формы для обеспечения чередующихся наклонных поверхностей. Приблизительно в середине каждой наклонной поверхности, если посмотреть в направлении вращения, находится стопорный выступ 82а, направленный по оси CL1. Таким образом, наклонная поверхность разделена на наклонную поверхность 82b, наклонную поверхность 82с и стопорный выступ 82а, находящийся между наклонными поверхностями 82b, 82с. Внешняя цилиндрическая поверхность на концевом участке (верхняя часть) стопорного выступа 82а в направлении оси CL1 также выполнен в виде наклонной поверхности, параллельной двум наклонным поверхностям 82b, 82с.

[0043] Внешняя цилиндрическая поверхность на концевом участке второго кулачка 68 ближе к поршню 72 в направлении оси CL1 также выполнена в пилообразной форме для обеспечения чередующихся наклонных поверхностей. Приблизительно в середине каждой наклонной поверхности находится стопорный выступ 68а, направленный по оси CL1. Таким образом, наклонная поверхность разделена на наклонную поверхность 68b, наклонную поверхность 68с и стопорный выступ 68а, находящийся между наклонными поверхностями 68b, 68с. Внешняя цилиндрическая поверхность на концевом участке (верхняя часть) стопорного выступа 68а в направлении оси CL1 также выполнена в виде наклонной поверхности, параллельной двум наклонным поверхностям 68b, 68с.

[0044] В дополнение, выступающие части 72а расположены поочередно на концевой части поршня 72, обращенной в сторону второго кулачка 68 и первого стопора 82 в направлении оси CL1. Выступающие части 72а выполнены с наклонными поверхностями, параллельными каждой из наклонных поверхностей второго кулачка 68 и первого стопора 82.

[0045] Поршень 72 в позиции «А», отмеченной сплошными линиями на ФИГ. 3, находится в положении, при котором наклонные поверхности выступающих частей 72а примыкают