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众所周知，汽车驱动轮产生的牵引力受到地面附着性能的影响，并且与车重的大小成正比。为了改善汽车的操纵性能，特别是为了提高车辆在低摩擦系数路面行驶时的动力性和稳定性，许多汽车采用了四轮驱动（4WD）系统。四轮驱动系统能够把发动机的动力有效地分配在4个车轮上，配合托森（Torsen）机械式等中央差速器，确保4个轮胎都能有效抓地，使车辆具有优良的越野性能，并且在高速行驶时也可以保持良好的稳定性和安静性。
一、结构特点
1．四轮驱动系统的组成
四轮驱动汽车的传动系统由离合器、变速器、传动轴、分动器、前万向传动装置、前驱动桥（前差速器）、后万向传动装置以及后驱动桥（后差速器）等部件组成（图1）。
美规四轮驱动汽车的差速器分为3种结构形式，一种是砧滞祸合器式中央差速器，一般配6挡手动变速器；一种是扭矩分流传递藕合器装置，一般配CV丁无级变速器；还有一种是通过电子控制的液压离合器传递扭矩调节的行星齿轮中央差速器，一般配3.6L发动机和5挡自动变速器。
私性联轴差速器的优点在于，如果适当地变更内外板的形状、两板之间的间隔，适当地选择硅油的特性，可以使其扭矩分配特性非常柔和且连续，很适合前差速器的差动限制，多用于四轮驱动轿车和轻型SUV越野车。
2．四轮驱动装置的分类
四轮驱动装置大致分为分时四轮驱动和全时四轮驱动2种形式（图2）。
分时四轮驱动汽车有一个缺点，就是在四轮驱动的状态下进出车库时，汽车会突然停顿，甚至发动机熄火，这是由分时四轮驱动系统前轮和后轮直接连接的结构引起的。在汽车转弯时，前轮和后轮的转动情况存在差异，这种差异成为汽车运动的阻力，所以产生了汽车突然停顿的现象，因此转弯时需要切换到两轮驱动状态。
为了解决这个问题，设计了全时四轮驱动系统，它采用了中央差动齿轮，虽然前轮和后轮有转动差异，但仍能发出动力，所以进库时也可以保持四轮驱动状态。
3．四轮驱动系统的优缺点
优点：在汽车转弯稳定性、直行稳定性、启动和加速性能、爬坡性能以及雪地等恶劣路面行驶时性能优越。例如，奥迪四驱轿车采用可锁式冠形齿轮差速器，它属于具有非对称动态力矩分配功能的可锁式中间差速器，其优点是牵引力更大、集成度更高、体积小巧、不需要保养也不需要驾驶人的任何操作。
缺点：四驱汽车不可避免地存在传动系统结构复杂、传动效率偏低、整车装备质量更大等问题。从外表上看，四轮驱动汽车比较高大，而且轮胎的花纹比较粗短，成本、振动及噪音也比较大。另外，在以分时四轮驱动方式行驶时，会出现小转弯制动现象。
4．典型四轮驱动系统简介
以雷克萨斯RX350轿车全时四轮驱动系统为例，它属于四驱双泵系统，在后差速器总成上装备了液压离合器和后差速机构，两轮驱动（2WD）和四轮驱动的转换机构内置于后差速器总成内。在正常条件下，汽车由前轮驱动。根据前轮驱动力和路面条件的不同，系统可以在瞬间将适当的驱动力传递给后轮，实现2WD与4WD的自动转换，无需驾驶人在2WD和4WD之间操作。另外，在前进挡制动时，双泵系统会自动撤销后轮的驱动力，这样可以使配备ABS的汽车制动系统正常工作。
雷克萨斯LS600hl（5.0L V8发动机，混合动力）轿车也采用四轮驱动系统，在传动系统及其内置的中央差速器中装备了可根据行驶条件自动向前后轮分配最佳驱动力的“扭矩感应式LSD”。在一般道路行驶时，为偏重后轮的驱动力，分配比为40：60，可以根据具体情况切换为50：50或30:70，实现了堪比6.0L发动机的动力性能和基于四轮再生制动的低油耗性。
二、控制策略
以北京现代途胜越野车为例，该车的四轮驱动系统设置了单独的电子控制模块4WD ECM，节气门位置传感器（TPS）的信号从发动机ECM通过CAN数据总线传输给4WD ECM，4WD ECM综合TPS信号、转向角传感器信号、轮速传感器信号、横向加速度传感器信号等，确定车轮扭矩分配的主控信号。如果丁PS无信号输出或输出的信号超出范围，四轮驱动故障指示灯会闪烁。
在4WD系统中，前、后车轮之间的动力分配会直接影响汽车的行驶性能，理想的分配比在30:70到50：50之间。
在两轮驱动汽车上，ABS控制模块根据制动压力传感器、轮速传感器和发动机管理系统传输的数据，对驱动和非驱动车轮的转速进行计算和比较，从而得出纵向加速度。而在四轮驱动汽车上，为ABS控制系统设置了加速度传感器。
在四轮驱动状态下，汽车实施制动会影响所有车轮的转速。在特定条件下（如摩擦系数小、Haldex离合器闭合），仅仅依靠单个轮速传感器的信号计算车速是不准确的，需要采用纵向加速度传感器的数据对理论车速进行修正。ECU对加速度传感器的信号和轮速传感器的信号进行比较，可以获得准确的车速信息，而准确的汽车速度信息对于计算汽车车轮的滑移率、确定对车轮制动力的调节具有重要意义。
