CN109421529A - 四轮驱动车及四轮驱动车的控制方法 - Google Patents

四轮驱动车及四轮驱动车的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种四轮驱动车及四轮驱动车的控制方法。四轮驱动车(100)具备：泵(801)，通过电动机(80)而工作；摩擦离合器(53)，具有被通过从泵(801)排出的工作油而移动的活塞(50)按压的多个离合器片；控制装置(9)，控制电动机(80)；前轮(104、104R)，始终从发动机(102)接受驱动力的传递；及后轮(105L、105R)，对应于摩擦离合器(53)的联接力而从发动机(102)接受驱动力的传递，控制装置(9)在判定为处于需要通过摩擦离合器(53)暂时性地传递大的驱动力的需要高联接力状态时，使电动机(80)输出比电动机(80)能够连续输出的转矩大的转矩。

Description

四轮驱动车及四轮驱动车的控制方法
技术领域
本发明涉及四轮驱动车及四轮驱动车的控制方法。
背景技术
以往，在具备始终从驱动源接受驱动力的传递的主驱动轮和根据车辆状态而在需要时从驱动源接受驱动力的传递的副驱动轮的四轮驱动车中，已知有如下的结构：具备通过电动机的转矩而工作的泵、通过从泵排出的工作流体的压力而移动的活塞、具有被活塞按压的多个离合器片的摩擦离合器及控制电动机的控制装置，经由摩擦离合器向副驱动轮传递驱动力。例如，参照日本特开2017-114432号公报。
日本特开2017-114432号公报记载的摩擦离合器具有与离合器鼓连结成不能相对旋转的多个外离合器片和与内轴连结成不能相对旋转的多个内离合器片，外离合器片与内离合器片沿轴向交替地配置。当电动机旋转而从泵排出工作流体时，活塞按压摩擦离合器而使外离合器片与内离合器片进行摩擦接触，通过由此产生的摩擦力而向副驱动轮(辅助驱动轮)传递驱动力。
在如上所述构成的以往的四轮驱动车中，设想行驶状态下的各种情况来确定需要向副驱动轮传递的驱动力的最大值，以向电动机供给了额定电流(连续额定电流)时将该最大值的驱动力向副驱动轮传递的方式决定摩擦离合器的离合器片(外离合器片及内离合器片)的张数。离合器片的张数越多，则能够越增大向副驱动轮能够传递的驱动力的最大值，但是如果增多离合器片的张数，则摩擦离合器的成本及尺寸增大。
本申请发明人意图不减小向副驱动轮能够传递的驱动力地削减离合器片的张数而实现摩擦离合器的成本及尺寸的降低并进行了锐意研究，着眼于需要向副驱动轮传递上述最大值的驱动力的状态为暂时性的情况而想到了本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种能够不减小向副驱动轮能够传递的驱动力地削减离合器片的张数，并能够降低摩擦离合器的成本及尺寸的四轮驱动车及四轮驱动车的控制方法。
本发明的一个方式的四轮驱动车具备：
电动机；
泵，通过所述电动机输出的转矩而工作；
活塞，通过从所述泵排出的工作流体的压力而移动；
摩擦离合器，具有被所述活塞按压的多个离合器片；
控制装置，控制所述电动机；
驱动源，对应于加速踏板操作量而产生驱动力；
主驱动轮，始终从所述驱动源接受驱动力的传递；及
副驱动轮，对应于所述摩擦离合器的联接力而从所述驱动源接受驱动力的传递。
所述控制装置在基于包含所述主驱动轮和所述副驱动轮的车轮速以及所述加速踏板操作量在内的车辆信息判定为处于需要通过所述摩擦离合器暂时性地传递大的驱动力的需要高联接力状态时，使所述电动机输出比所述电动机能够连续输出的转矩大的转矩。
根据上述形态的四轮驱动车，能够不减小向副驱动轮能够传递的驱动力地削减离合器片的张数，降低摩擦离合器的成本及尺寸。
附图说明
前述及后述的本发明的特征及优点通过下面的具体实施方式的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表示相同的部件。
图1是表示本发明的实施方式的四轮驱动车的结构例的结构图。
图2是表示驱动力传递装置的结构例的剖视图。
图3是图2的局部放大图。
图4是表示液压单元的结构例的结构图。
图5是表示电动机及控制装置的结构例的示意图。
图6是表示电动机的输出转矩与转速的关系的一例的坐标图。
图7A是表示电动机旋转时的霍尔传感器的ON/OFF状态及向U、V、W各相施加的施加电压的一例的坐标图。
图7B是表示电动机旋转时的霍尔传感器的ON/OFF状态及向U、V、W各相施加的施加电压的一例的坐标图。
图7C是表示电动机旋转时的霍尔传感器的ON/OFF状态及向U、V、W各相施加的施加电压的一例的坐标图。
具体实施方式
关于本发明的实施方式，参照图1至图7C进行说明。
图1是示意性地表示本发明的实施方式的四轮驱动车的结构例的结构图。四轮驱动车100具备：作为驱动源的发动机102，产生行驶用的驱动力；变速器103；左右一对作为主驱动轮的前轮104L、104R和左右一对的作为副驱动轮的后轮105L、105R；驱动力传递系统101，将发动机102的驱动力向前轮104L、104R及后轮105L、105R传递；液压单元8；及控制装置9，控制液压单元8。发动机102对应于被驾驶员进行踏入操作的加速踏板的踏入量(加速踏板操作量)而产生驱动力。此外，作为驱动源，并不局限于作为内燃机的发动机102，也可以将同步电动机等电动机作为驱动源，还可以将内燃机与电动机组合来构成驱动源。
该四轮驱动车100能够切换将发动机102的驱动力向前轮104L、104R及后轮105L、105R传递的四轮驱动状态与将发动机102的驱动力仅向前轮104L、104R传递的二轮驱动状态。此外，在本实施方式中，各符号中的“L”及“R”以相对于车辆的前进方向的左侧及右侧的含义使用。
驱动力传递系统101具有前差速器11、能够切断驱动力的传递的啮合离合器12、沿车辆前后方向延伸的传动轴108、从液压单元8接受工作油的供给而工作的驱动力传递装置1、前轮侧的驱动轴106L、106R、后轮侧的驱动轴107L、107R作为其结构要素。发动机102的驱动力始终向前轮104L、104R传递。经由啮合离合器12、传动轴108及驱动力传递装置1向后轮105L、105R传递发动机102的驱动力。
在二轮驱动状态下行驶时，啮合离合器12及驱动力传递装置1的驱动力的传递都被切断，作为驱动力传递系统101的一部分的传动轴108的旋转停止。由此，与传动轴108的旋转相伴的动力损失降低，燃耗性能提高。而且，在四轮驱动状态下，经由啮合离合器12、传动轴108及驱动力传递装置1向后轮105L、105R传递驱动力。驱动力传递装置1根据从液压单元8供给的工作油的压力，能够调节向后轮105L、105R传递的驱动力。
控制装置9能够取得表示由驾驶员进行选择操作的选择开关10的选择状态的信号。驾驶员通过选择开关10的操作，能够选择将四轮驱动车100的驱动状态固定为二轮驱动状态的2WD模式、固定为四轮驱动状态的锁定模式及根据行驶状态而自动地切换二轮驱动状态及四轮驱动状态的自动模式。
前差速器11具有：一对半轴齿轮111，与一对前轮侧的驱动轴106L、106R分别连结；一对行星齿轮112，与一对半轴齿轮111以齿轮轴正交的方式啮合；行星齿轮支承构件113，支承一对行星齿轮112；及前差速器壳体114，收容上述一对半轴齿轮111、一对行星齿轮112和行星齿轮支承构件113。由变速器103变速后的发动机102的驱动力向前差速器壳体114传递。
啮合离合器12具有与前差速器壳体114一体旋转的第一旋转构件121、与第一旋转构件121沿轴向并列配置的第二旋转构件122及能够将第一旋转构件121与第二旋转构件122连结成不能相对旋转的套筒123。套筒123通过由控制装置9控制的图示省略的促动器而在与第一旋转构件121及第二旋转构件122啮合的连结位置和仅与第二旋转构件122啮合的非连结位置之间沿轴向移动。在套筒123处于连结位置时，第一旋转构件121与第二旋转构件122被连结成不能相对旋转，在套筒123处于非连结位置时，第一旋转构件121与第二旋转构件122成为相对旋转自如。
传动轴108从前差速器壳体114经由啮合离合器12接受发动机102的转矩，并向驱动力传递装置1侧传递。在传动轴108的前轮侧端部设有行星齿轮108a，该行星齿轮108a啮合于与啮合离合器12的第二旋转构件122连结成不能相对旋转的齿圈108b。驱动力传递装置1将从传动轴108输入的驱动力以允许差动的方式向后轮侧的驱动轴107L、107R分配。驱动轴107L连结于左后轮105L，驱动轴107R连结于右后轮105R。
如上所述，在驱动力传递系统101中，经由啮合离合器12向传动轴108传递驱动力，经由传动轴108向驱动力传递装置1传递驱动力。控制装置9在二轮驱动状态下行驶时进行向四轮驱动状态的切换之际，通过驱动力传递装置1从后轮105L、105R向传动轴108传递驱动力，使传动轴108旋转，所述二轮驱动状态是由啮合离合器12及驱动力传递装置1进行的驱动力的传递都被切断而传动轴108的旋转停止的状态。并且，在第一旋转构件121及第二旋转构件122的旋转同步时，控制啮合离合器12的促动器而使套筒123移动到连结位置，使啮合离合器12成为能够进行驱动力传递的啮合状态。由此，能够进行向后轮105L、105R的驱动力传递。
图2是表示驱动力传递装置1的结构例的剖视图。图3是图2的局部放大图。在图2中，将驱动力传递装置1的整体与后轮侧的驱动轴107L、107R的一部分一起表示。
驱动力传递装置1具备：装置壳体2，支承于车身；连结构件31，将传动轴108连结；行星齿轮轴32，与连结构件31一体旋转；差速器壳体40，从行星齿轮轴32接受发动机102的驱动力而旋转；差动齿轮机构4，将输入到差速器壳体40的驱动力从一对半轴齿轮43以允许差动的方式输出；离合器机构5，在差动齿轮机构4的一个半轴齿轮43与驱动轴107L之间传递驱动力；及轴状的中间轴6，配置在差动齿轮机构4与离合器机构5之间。
连结构件31与行星齿轮轴32通过螺栓301及垫片302而结合。而且，行星齿轮轴32具有轴部321和齿轮部322，轴部321被一对圆锥滚子轴承71、72支承为能够旋转。齿轮部322啮合于通过多个螺栓400而被固定成与差速器壳体40一体旋转的齿圈44。行星齿轮轴32的齿轮部322及齿圈44由例如准双曲面齿轮构成，由封入于装置壳体2的齿轮油润滑。
差动齿轮机构4具有：行星齿轮轴41，支承于差速器壳体40；一对行星齿轮42，轴支承于行星齿轮轴41；及一对半轴齿轮43，与一对行星齿轮42以齿轮轴正交的方式啮合。差速器壳体40通过圆锥滚子轴承73、74以能够旋转的方式支承于装置壳体2。中间轴6与一对半轴齿轮43中的一个半轴齿轮43连结成不能相对旋转。离合器机构5能够维持、中断从中间轴6输入的驱动力向驱动轴107L的传递并进行调节。
在四轮驱动车100的直行时，如果调节从一个半轴齿轮43经由中间轴6及离合器机构5向驱动轴107L传递的驱动力，则通过差动齿轮机构4的差动功能，向驱动轴107R也传递与向驱动轴107L传递的驱动力同等的驱动力。驱动轴107R通过花键嵌合而不能相对旋转地连结于一对半轴齿轮43中的与中间轴6相反的一侧的另一个半轴齿轮43。驱动轴107L通过花键嵌合而不能相对旋转地连结于后述的第二旋转构件52的连结部521。当切断由离合器机构5的向驱动轴107L进行的驱动力的传递时，向驱动轴107L也不再传递驱动力。
离合器机构5具有通过从液压单元8供给的工作油的压力而移动的活塞50、与中间轴6一体旋转的第一旋转构件51、与驱动轴107L一体旋转的第二旋转构件52、配置在第一旋转构件51与第二旋转构件52之间的摩擦离合器53、配置在活塞50与摩擦离合器53之间的压力板54及推力滚子轴承55。离合器机构5将输入到第一旋转构件51的驱动力从第二旋转构件52向驱动轴107L输出。
如图3所示，摩擦离合器53包括与第一旋转构件51一起旋转的多个内离合器片和与第二旋转构件52一起旋转的多个外离合器片532。内离合器片531与外离合器片532的摩擦滑动由图示省略的润滑油润滑。多个内离合器片531及多个外离合器片532沿轴向交替地配置。
活塞50通过沿着第一旋转构件51及第二旋转构件52的旋转轴线O的轴向移动而按压摩擦离合器53。摩擦离合器53利用通过经由压力板54及推力滚子轴承55接受活塞50的按压力而产生的多个内离合器片531与多个外离合器片532的摩擦力，在第一旋转构件51与第二旋转构件52之间传递驱动力。多个内离合器片531及外离合器片532之间的摩擦力成为将第一旋转构件51与第二旋转构件52联接的联接力。对应于摩擦离合器53的联接力而将发动机102的驱动力向后轮105L、105R传递。
第一旋转构件51一体地具有：圆筒状的圆筒部511，在外周面形成有由沿轴向延伸的多个花键突起构成的花键卡合部511a；有底圆筒状的连结部512，直径比圆筒部511小，并通过花键嵌合而将中间轴6连结；及连接部513，将圆筒部511与连结部512连接。支承于装置壳体2的密封构件790与连结部512的外周面进行滑动接触。密封构件790对离合器机构5的收容空间与差动齿轮机构4的收容空间进行划分。
压力板54形成有使在第一旋转构件51的圆筒部511的端部形成的突起511b插通的插通孔540，相对于第一旋转构件51不能相对旋转且能够轴向移动。压力板54具有：配置在比第一旋转构件51的圆筒部511靠外周侧处而按压摩擦离合器53的按压部541；配置在圆筒部511的内侧的内壁部542。插通孔540形成在按压部541与内壁部542之间。在压力板54的内壁部542与第一旋转构件51的连接部513之间以沿轴向压缩的状态配置有多个螺旋弹簧57。在图2及图3中，图示出其中的1个螺旋弹簧57。多个螺旋弹簧57通过其复原力而对压力板54向活塞50侧施力。
第二旋转构件52与第一旋转构件51沿轴向并列设置。如图3所示，第二旋转构件52一体地具有将驱动轴107L连结的连结部521、从连结部521的第一旋转构件51侧的端部沿轴向突出的凸台部522、从连结部521向外方突出的环状的壁部523、从壁部523的外周端部沿轴向延伸的圆筒状的圆筒部524。
摩擦离合器53配置在第一旋转构件51的圆筒部511与第二旋转构件52的圆筒部524之间。在内离合器片531的内周侧的端部形成有与第一旋转构件51的圆筒部511的花键卡合部511a卡合的多个突起531a。由此，内离合器片531被连结成相对于第一旋转构件51能够轴向移动且不能相对旋转。而且，在外离合器片532的外周侧的端部形成有与在第二旋转构件52的圆筒部524的内周面形成的花键卡合部524a卡合的多个突起532a。由此，外离合器片532被连结成相对于第二旋转构件52能够轴向移动且不能相对旋转。
第一旋转构件51由安装于装置壳体2的球轴承75支承。第二旋转构件52由配置在连结部521与装置壳体2的内表面之间的球轴承76支承。在第二旋转构件52的凸台部522的外周面与第一旋转构件51之间配置有球轴承77。而且，在第二旋转构件52的壁部523与第一壳体构件21的内表面之间配置有推力滚子轴承78。
装置壳体2具有收容离合器机构5的第一壳体构件21、形成有缸室220的第二壳体构件22、将差动齿轮机构4及差速器壳体40收容的第三壳体构件23。第一壳体构件21与第二壳体构件22、及第二壳体构件22与第三壳体构件23通过例如螺栓联接而结合。在图2及图3中，图示出将第一壳体构件21与第二壳体构件22结合的多个螺栓201。
在第一壳体构件21，在使第二旋转构件52插通的插通孔的内表面嵌装有密封构件791。在第三壳体构件23，在使驱动轴107R插通的插通孔的内表面嵌装有密封构件792，在使连结构件31及行星齿轮轴32插通的插通孔的内表面嵌装有密封构件793。
在第二壳体构件22设有被供给向活塞50赋予液压而使其向摩擦离合器53侧移动的工作油的环状的缸室220及向缸室220供给工作油的工作油供给孔221。缸室220是以旋转轴线O为中心而形成为同心状的圆环状。
经由工作油供给孔221从液压单元8向缸室220供给工作油。活塞50在轴向的一部分配置于缸室220内的状态下能够沿着与旋转轴线O平行的轴向进行进退移动，通过向缸室220供给的工作油的液压对摩擦离合器53沿轴向按压，使内离合器片531与外离合器片532摩擦接触。摩擦离合器53通过活塞50的移动来切换驱动力的传递状态与切断状态。
另外，当缸室220的工作油的压力下降时，活塞50通过经由压力板54接受的螺旋弹簧57的作用力而向缸室220的里侧移动，从摩擦离合器53分离。在活塞50的内周面及外周面分别形成有周向槽，在这些周向槽保持有O形密封圈794、795。
在通过选择开关10选择了2WD模式时，控制装置9以不进行基于摩擦离合器53的驱动力的传递的方式控制液压单元8。而且，在通过选择开关10选择了锁定模式时，控制装置9以避免产生摩擦离合器53的内离合器片531与外离合器片532的打滑的方式控制液压单元8。此外，在通过选择开关10选择了自动模式时，控制装置9以使通过摩擦离合器53传递的驱动力根据行驶状态而变化的方式控制液压单元8。
图4是示意性地表示液压单元8的结构例的结构图。液压单元8具有：电动机80，由控制装置9控制；泵801，通过电动机80输出的转矩而工作，并排出作为工作流体的工作油；电磁阀802，接受从泵801排出的工作油而调整作用于活塞50的液压；容器803，积存有工作油；及节流孔(节流阀)804，配置在泵801的排出侧与容器803之间。
电动机80是在定子卷绕有三相的绕组的三相无刷电动机。电动机80的转子与泵801的转子由连结轴800连结。泵801其本身为周知的结构，从容器803汲取与电动机80的转速对应的量的工作油而排出，产生液压。作为泵801，可以使用例如外啮合齿轮泵或内啮合齿轮泵、或叶轮泵。
电磁阀802是调节从泵801向缸室220供给的工作油的压力的压力控制阀，更具体而言，是电磁比例压力控制阀。电磁阀802配置在工作油的流路(油路)中的泵801与缸室220之间。电磁阀802的阀开度根据从控制装置9向电磁阀802供给的控制电流而变化。电磁阀802排出从泵801排出的工作油的一部分，对工作油的压力进行减压而向缸室220输出。控制装置9以使泵801的排出压高于应作用于活塞50的工作油的液压的方式控制电动机80。
图5是表示电动机80及控制装置9的结构例的示意图。在图5中，示出控制装置9的结构中的与电动机80的控制相关的部分。图6是表示电动机80的输出转矩与转速的关系的一例的坐标图。
电动机80具备：具有多个磁极的转子81；具有三相的线圈821～823的定子82。在图5的图示例中，转子81的极对数为1，转子81具有一对磁极(N极711及S极712)。此外，转子81也可以具有多对的磁极。U相的线圈821、V相的线圈822及W相的线圈823沿着转子81的旋转方向而等间隔地配置于定子82。从控制装置9向各相的线圈821～823供给的相电流由电流传感器93检测。
另外，电动机80具有用于检测转子81相对于定子82的旋转角的3个霍尔传感器831～833。霍尔传感器831～833检测转子81的N极711及S极712的磁场，将检测信号向控制装置9输出。控制装置9通过霍尔传感器831～833的检测信号，能够每隔60°地检测转子81的旋转角。
如图6所示，电动机80的转速越低，则能够输出越大的转矩，随着转速升高而能够输出的转矩减小。电动机80的转速及输出转矩越高，则摩擦离合器53的联接力越大。而且，电动机80能够超过长时间连续地能够输出的连续额定而暂时性地以高的转速输出大的转矩。以下，将比连续额定低的转速及转矩的区域称为通常控制区域，将比连续额定高的转速及转矩的区域称为高输出控制区域。
控制装置9具有控制部91及倒相电路92。控制部91具有CPU(运算处理装置)和由半导体存储器构成的存储部，CPU通过执行存储于存储部的程序而作为需要高联接力状态判定部911、目标转速设定部912、PWM占空比设定部913及驱动信号生成部914发挥功能。控制部91每隔规定的运算周期(例如5ms)，执行后述的各处理。
控制部91通过控制器局域网络(CAN)等车载通信网，能够取得包含前轮104L、104R和后轮105L、105R的转速(车轮速)以及加速踏板操作量在内的车辆信息。车辆信息中，除了车轮速、加速踏板操作量之外，还可以包含各种车载传感器的检测值等。而且，控制部91能够取得霍尔传感器831～833及电流传感器93的检测信号、以及表示选择开关10的选择状态的信号。
需要高联接力状态判定部911基于取得的车辆信息、选择开关10的选择状态，来判定是否处于需要通过摩擦离合器53暂时性地传递大的驱动力的需要高联接力状态。其判定结果向目标转速设定部912传送。在判定为处于需要高联接力状态的情况下，目标转速设定部912以在高输出控制区域控制电动机80的方式设定目标转速，在未判定为处于需要高联接力状态的情况下，目标转速设定部912以在通常控制区域控制电动机80的方式设定目标转速。关于需要高联接力状态判定部911的判定处理的详情在后文叙述。
在选择开关10的选择状态为自动模式时，例如前轮104L、104R的平均转速与后轮105L、105R的平均转速之差即差动转速越高，而且加速踏板操作量越大，则目标转速设定部912以向后轮105L、105R传递越大的驱动力的方式设定电动机80的目标转速。而且，在选择开关10的选择状态为锁定模式时，目标转速设定部912以使不会产生摩擦离合器53的打滑的程度的液压作用于活塞50的方式设定电动机80的目标转速。
PWM占空比设定部913以使电动机80以通过目标转速设定部912设定的目标转速旋转的方式，基于从霍尔传感器831～833的检测信号得到的电动机80的实际转速或基于电流传感器93的电流的检测值，来反馈运算从倒相电路92输出的电压的占空比。占空比是向各相的线圈821～823供给电压的时间的比例，占空比越高，则向电动机80供给的U、V、W各相的相电流越大。占空比的最大值为100％，在高输出控制区域控制电动机80时，占空比成为该最大值附近。
驱动信号生成部914基于通过PWM占空比设定部913设定的占空比及通过霍尔传感器831～833检测到的旋转角，输出使倒相电路92的各开关元件ON/OFF的驱动信号。
倒相电路92具有被进行了三相桥接的6个作为开关元件的晶体管Tu1、Tu2、Tv1、Tv2、Tw1、Tw2、与上述的晶体管Tu1、Tu2、Tv1、Tv2、Tw1、Tw2分别并联的续流二极管Du1、Du2、Dv1、Dv2、Dw1、Dw2。晶体管Tu1、Tv1、Tw1构成倒相电路92的上侧支路921，晶体管Tu2、Tv2、Tw2构成倒相电路92的下侧支路922。
倒相电路92的上侧母线923连接于作为直流电压源的蓄电池B，下侧母线924被电接地。通过连接在上侧支路921的晶体管Tu1、Tv1、Tw1与下侧支路922的晶体管Tu2、Tv2、Tw2之间的电线向各相的线圈821～823供给相电流。
需要高联接力状态判定部911在如下的(1)～(7)的任一情况下，判定为处于需要高联接力状态。
(1)从上坡路起步时
在上坡路停车时，后轮105L、105R的接地载荷增大，而前轮104L、104R的接地载荷减小。在该上坡路起步时，前轮104L、104R容易发生滑移，但是通过预先将摩擦离合器53的内离合器片531与外离合器片532较强地压紧，能够抑制在起步时前轮104L、104R发生滑移的情况。此外，停车于上坡路的情况可以基于例如作为车辆状态而得到的倾斜计的检测值或前后方向的G(加速度)的检测值进行判定。而且，可以在上坡路的停车中始终判定为处于需要高联接力状态，但是也可以在例如脚制动器或驻车制动器的解除、或者换挡杆从驻车挡或空挡被操作为行驶用的挡位时那样作出了与起步相关联的操作时，判定为处于需要高联接力状态。
(2)从低μ路起步时
在从低μ路起步时，如果驱动状态为二轮驱动状态，则与从上坡路起步时同样在前轮104L、104R容易发生滑移，但是通过预先将摩擦离合器53的内离合器片531与外离合器片532较强地压紧，能够抑制在起步时前轮104L、104R发生滑移的情况。低μ路的情况可以通过例如作为车辆状态而得到的外气温传感器的检测值为路面的冻结容易发生的规定的温度以下的情况或雨刮器工作的情况等进行判定。或者，可以根据停车前的行驶时的滑移的发生频度来判定低μ路的情况。而且，与从上坡路起步时同样，可以在低μ路的停车中始终判定为处于需要高联接力状态，但也可以在作出了与起步相关联的规定的操作时判定为处于需要高联接力状态。
(3)在锁定模式下起步时
在驾驶员使选择开关10的选择状态成为锁定模式时，驾驶员识别为容易发生滑移的路面的可能性高。因此，在锁定模式下起步时，通过预先将摩擦离合器53的内离合器片531与外离合器片532较强地压紧，与从上坡路或低μ路起步时同样，能够抑制前轮104L、104R的滑移。
(4)急起步时
在车速为规定值以下且加速踏板操作量为规定值以上的急起步时，也是如果驱动状态为二轮驱动状态，则前轮104L、104R容易发生滑移。因此，在检测到急起步状态的情况时，判定为处于需要高联接力状态而提高摩擦离合器53的联接力，由此能够进行抑制了滑移的稳定的起步。需要高联接力状态判定部911例如可以在车速为20km/h以下且加速踏板操作量为加速踏板全开时的50％以上时判定为处于急起步状态。
(5)在差动转速为规定值以上时
在前轮104L、104R的平均转速与后轮105L、105R的平均转速之差即差动转速增大时，前轮104L、104R中的任一个发生滑移或车轮脱落的可能性高。在这样的情况下，提高摩擦离合器53的联接力而提高向后轮105L、105R分配的驱动力，由此能够使滑移收敛或者从车轮脱落状态脱离。也就是说，将前轮104L、104R中的任一个发生滑移或车轮脱落时会产生的差动转速预先设定作为规定值，在根据前轮104L、104R及后轮105L、105R的车轮速的检测值而求出的差动转速大于该规定值时，判定为处于需要高联接力状态而提高摩擦离合器53的联接力，由此能够使滑移收敛或从车轮脱落状态脱离。
(6)在处于预见到差动转速将成为规定值以上的预备状态时
不是在差动转速成为上述的规定值以上之后，而是在预见到差动转速将成为规定值以上的预备状态时，如果判定为处于需要高联接力状态而提高摩擦离合器53的联接力，则能够使滑移更早地收敛，或者更快速地进行从车轮脱落状态的脱离。该预备的状态的情况可以基于例如车轮速的时间性的变化的比例(旋转加速度)进行判定。
(7)在进行从二轮驱动状态向四轮驱动状态的切换时
控制装置9在传动轴108的旋转停止的二轮驱动状态下行驶时进行向四轮驱动状态的切换之际，通过由摩擦离合器53从后轮105L、105R向传动轴108传递的驱动力而使传动轴108旋转并使啮合离合器12啮合。这种情况下，判定为处于需要高联接力状态而提高摩擦离合器53的联接力，由此能够使传动轴108的旋转快速地增速，能够在短时间内进行从二轮驱动状态向四轮驱动状态的转移。
控制装置9在判定为处于需要高联接力状态时，通过进行超前角控制及叠加通电控制中的至少任一种控制，而使电动机80输出比连续额定大的转矩。在此，超前角控制是开始从倒相电路92向定子82的各相的线圈821～823的电压的施加的时期比在通常控制区域控制电动机80的情况早的控制。叠加通电控制是以使倒相电路92的上侧支路921的晶体管Tu1、Tv1、Tw1中的2个同时成为ON的状态及倒相电路92的下侧支路922的晶体管Tu2、Tv2、Tw2中的2个同时成为ON的状态存在的方式，使各晶体管ON/OFF的控制。
图7A～图7C是表示电动机80的转子81旋转1.5圈期间的霍尔传感器831～833的ON/OFF状态及向U、V、W各相施加的施加电压的一例的坐标图，横轴表示时间。图7A示出在通常控制区域控制了电动机80时的波形。图7B示出执行了超前角控制时的波形，图7C示出执行了叠加通电控制时的波形。
如图7A～图7C所示，霍尔传感器831～833的检测值以电角计每180°切换ON状态与OFF状态。而且，作为霍尔传感器831～833的输出信号的U相霍尔信号、V相霍尔信号及W相霍尔信号成为每120°而电角的相位错开的波形。此外，在本实施方式中，如前所述转子81的极对数为1，因此电角与机械角一致。
控制装置9在通常控制区域控制电动机80时，通过作为三相无刷电动机的简易的控制方法广泛地使用的120度通电方式来控制电动机80。此时，如图7A所示，向U相的+侧的施加电压与U相霍尔信号同步地上升，在120°的电角期间被施加。而且，向U相的-侧的施加电压与U相霍尔信号同步地下降，在120°的电角期间被施加。此外，在占空比小于100％的情况下，在该120°的电角期间出现与占空比对应的PWM波形。对于V相及W相也同样。
另一方面，在进行超前角控制的情况下，如图7B所示，U相、V相及W相的+侧及-侧的电压的施加开始时期以电角计比在通常控制区域控制电动机80的情况提前超前角Δθ。超前角Δθ可以设为固定值，但是优选例如电动机80的目标转速或实际转速越大则设为越大的值。通过进行这样的超前角控制，虽然电动机80的效率下降，但是特别是能够抑制由于高速旋转域的相电流的相位延迟而输出转矩下降的情况，与在通常控制区域控制电动机80的情况相比能够产生大的转矩。
另外，在进行叠加控制时，如图7C所示，施加+侧及-侧的电压的期间以电角计比120°长。也就是说，向U相的线圈821的+侧的施加电压的上升比U相霍尔信号的上升早，向U相的线圈821的-侧的施加电压的上升比U相霍尔信号的下降早。而且，向U相的线圈821的+侧及-侧的施加电压的下降的时期比在通常控制区域控制电动机80的情况晚。关于V相及W相也同样。通过进行该叠加控制，虽然电动机80的效率下降，但是与在通常控制区域控制电动机80的情况相比能够产生大的转矩。
此外，也可以一起进行超前角控制和叠加控制。这种情况下的各相的施加电压成为例如图7C所示的波形中的各相的+侧及-侧的施加电压的上升时期进一步提前了Δθ的波形。而且，在高输出控制区域中的电动机80的控制时，可以进行弱磁场控制。
根据以上说明的本发明的实施方式，在需要通过摩擦离合器53暂时性地传递大的驱动力时，控制装置9在高输出控制区域控制电动机80，因此与以往那样始终在通常控制区域控制电动机80的情况相比，即使削减摩擦离合器53的离合器片(内离合器片531及外离合器片532)的张数也能够得到需要的联接力，通过离合器片的削减能够降低驱动力传递装置1的成本及尺寸。

Claims (7)

1.一种四轮驱动车，包括：
电动机；
泵，通过所述电动机输出的转矩而工作；
活塞，通过从所述泵排出的工作流体的压力而移动；
摩擦离合器，具有被所述活塞按压的多个离合器片；
控制装置，控制所述电动机；
驱动源，对应于加速踏板操作量而产生驱动力；
主驱动轮，始终从所述驱动源接受驱动力的传递；及
副驱动轮，对应于所述摩擦离合器的联接力而从所述驱动源接受驱动力的传递，其中，
所述控制装置在基于包含所述主驱动轮和所述副驱动轮的车轮速以及所述加速踏板操作量在内的车辆信息判定为处于需要通过所述摩擦离合器暂时性地传递大的驱动力的需要高联接力状态时，使所述电动机输出比所述电动机能够连续输出的转矩大的转矩。
2.根据权利要求1所述的四轮驱动车，其中，
所述控制装置在从上坡路或低μ路起步时或者在避免发生所述摩擦离合器的打滑的锁定模式下起步时，判定为处于所述需要高联接力状态。
3.根据权利要求1所述的四轮驱动车，其中，
所述控制装置在车速为规定值以下且所述加速踏板操作量为规定值以上的急起步时，判定为处于所述需要高联接力状态。
4.根据权利要求1所述的四轮驱动车，其中，
所述控制装置在所述主驱动轮的转速与所述副驱动轮的转速之差即差动转速为规定值以上时、或者处于预见到所述差动转速将成为所述规定值以上的预备状态时，判定为处于所述需要高联接力状态。
5.根据权利要求1所述的四轮驱动车，其中，
所述驱动源的驱动力经由传动轴向所述摩擦离合器传递，
所述驱动源的驱动力经由啮合离合器向所述传动轴传递，
所述控制装置在二轮驱动状态下行驶时进行向四轮驱动状态的切换之际，判定为处于所述需要高联接力状态，并通过由所述摩擦离合器从所述副驱动轮向所述传动轴传递的驱动力而使所述传动轴旋转并使所述啮合离合器啮合，所述二轮驱动状态是切断由所述摩擦离合器及所述啮合离合器进行的驱动力的传递而所述传动轴的旋转停止的状态。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的四轮驱动车，其中，
所述电动机是三相无刷电动机，
所述控制装置在判定为处于所述需要高联接力状态时，通过进行超前角控制及叠加通电控制中的至少任一个控制，使所述电动机输出比所述电动机能够连续输出的转矩大的转矩。
7.一种四轮驱动车的控制方法，所述四轮驱动车具备电动机、通过所述电动机输出的转矩而工作的泵、通过从所述泵排出的工作流体的压力而移动的活塞、具有被所述活塞按压的多个离合器片的摩擦离合器、控制所述电动机的控制装置、根据加速踏板操作量而产生驱动力的驱动源、始终从所述驱动源接受驱动力的传递的主驱动轮及对应于所述摩擦离合器的联接力而从所述驱动源接受驱动力的传递的副驱动轮，其中，
所述四轮驱动车的控制方法包括以下步骤：基于包含所述主驱动轮和所述副驱动轮的车轮速以及所述加速踏板操作量在内的车辆信息，判定是否处于需要通过所述摩擦离合器暂时性地传递大的驱动力的需要高联接力状态，在判定为处于所述需要高联接力状态时，使所述电动机输出比所述电动机能够连续输出的转矩大的转矩。
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