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【発明の名称】 ハイブリッド車両および動力出力装置
【発明者】 【氏名】金森 彰彦

【氏名】川端 康己
【要約】 【課題】４輪駆動可能なハイブリッド車両において運転効率が低下する場面があった。また、前後輪のトルク配分の制御について十分検討されていなかった。

【解決手段】エンジンの出力軸と前車軸とを対ロータモータで結合する。さらにモータを用意し、その回転軸をクラッチによりエンジンの出力軸および駆動軸に選択的に結合可能とする。後車軸に別途モータを結合する。これらの各要素の運転を制御する制御装置は、前車軸の回転数がエンジンの出力軸の回転数よりも大きいときはモータをエンジンの出力軸に結合し、逆の場合には前車軸側に結合する。また、前車軸と後車軸のいずれかがスリップしている場合には両車軸のトルク配分を変更する。これらの制御により、動力の循環を生じることなくなるため運転効率を向上でき、前後輪のトルク配分を適切に制御することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１および第２の駆動軸に動力を出力して走行することができるハイブリッド車両であって、出力軸を有する原動機と、該出力軸と前記第１の駆動軸とに結合され、該出力軸および第１の駆動軸の一方から入力された機械的な動力を、電力のやりとりを介して増減して、他方に伝達可能な動力調整装置と、前記第２の駆動軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸、第１の駆動軸および第２の駆動軸のいずれとも異なる回転軸を有する第２の電動機と、該回転軸と前記出力軸との結合および切り離しを行う第１の接続装置と、該回転軸と前記第１の駆動軸との結合および切り離しを行う第２の接続装置と、該ハイブリッド車両の走行状態を特定する特定手段と、該特定された走行状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸および前記第１の駆動軸との結合状態を切り替える接続制御手段とを備えるハイブリッド車両。
【請求項２】 請求項１記載のハイブリッド車両であって、前記動力調整装置は、前記出力軸に結合された第１のロータと、前記第１の駆動軸に結合され前記第１のロータと同軸上で相対的に回転可能な第２のロータとを有する対ロータ電動機であるハイブリッド車両。
【請求項３】 請求項１記載のハイブリッド車両であって、前記動力調整装置は、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記第１の駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらの３つの軸のうち２つの軸の動力状態が決定されると残余の一つの軸の動力状態が決まる３軸式動力伝達装置を有し、前記第１の電動機および第２の電動機とは異なる第３の電動機を前記第３の軸に結合した装置であるハイブリッド車両。
【請求項４】 請求項１記載のハイブリッド車両であって、さらに、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力すべき動力の総和を要求動力として設定する動力設定手段と、前記原動機、動力調整装置、第１の電動機および第２の電動機の運転を制御して、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から前記要求動力を出力する駆動制御手段とを備えるハイブリッド車両。
【請求項５】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記特定手段は、車両の走行状態として前記第１の駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数の大小関係を特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記第１の駆動軸の回転数が前記出力軸の回転数よりも有意に小さいと判定された場合に、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であるハイブリッド車両。
【請求項６】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記特定手段は、車両の走行状態として前記第１の駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数の大小関係を特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記第１の駆動軸の回転数が前記出力軸の回転数よりも有意に大きいと判定された場合に、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であるハイブリッド車両。
【請求項７】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記特定手段は、車両の走行状態として前記第１の駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数の大小関係を特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記出力軸および前記駆動軸の回転数が略一致する場合に、前記第２の電動機を前記出力軸および前記第１の駆動軸の双方に結合する手段であるハイブリッド車両。
【請求項８】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記動力設定手段は、前記要求動力を所定のトルク配分で前記第１の駆動軸から出力すべき動力と前記第２の駆動軸から出力すべき動力に配分する動力配分手段を有しており、前記特定手段は、車両の走行状態として前記第１の駆動軸から出力すべきトルクと前記出力軸のトルクの関係を特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記出力軸のトルクと前記第１の駆動軸から出力すべきトルクとの比率が動力調整装置におけるトルクの変換比率に略一致する場合に、前記第２の電動機を前記出力軸および前記第１の駆動軸の双方から切り離す手段であるハイブリッド車両。
【請求項９】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記動力設定手段は、前記要求動力を所定のトルク配分で前記第１の駆動軸から出力すべき動力と前記第２の駆動軸から出力すべき動力に配分する動力配分手段を有しており、前記特定手段は、走行状態として前記第１の駆動軸から出力すべきトルクを特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記第１の駆動軸から出力すべきトルクが前記動力調整装置から出力可能なトルクよりも大きい場合に、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１０】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機の運転を停止すると共に、少なくとも前記第２の電動機を力行して、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１１】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機の運転を停止すると共に、少なくとも前記動力調整装置に電力を供給して動力を出力することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１２】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記動力調整装置に電力を供給して前記原動機をモータリングしつつ、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１３】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記第２の電動機を力行して前記原動機をモータリングしつつ、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１４】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機から出力された動力の一部を前記動力調整装置により電力として回生し、該回生された電力を前記第１の電動機および前記第２の電動機の少なくとも一方に供給することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１５】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機から出力された動力の一部を前記第２の電動機により電力として回生し、該回生された電力を前記第１の電動機および前記動力調整装置の少なくとも一方に供給することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１６】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であり、前記動力設定手段は、トルクが負となる動力を要求動力として設定する手段であり、前記駆動制御手段は、少なくとも前記第２の電動機で電力を回生することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１７】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であり、前記動力設定手段は、トルクが負となる動力を要求動力として設定する手段であり、前記駆動制御手段は、少なくとも前記動力調整装置で電力を回生することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるハイブリッド車両。
【請求項１８】 請求項４記載のハイブリッド車両であって、前記動力設定手段は、前記要求動力を所定のトルク配分で前記第１の駆動軸から出力すべき動力と前記第２の駆動軸から出力すべき動力に配分する動力配分手段を有する手段であり、さらに、前記第１の駆動軸に結合された第１の駆動輪および前記第２の駆動軸に結合された第２の駆動輪の路面に対する滑り量を検出する検出する検出手段と、前記第１の駆動輪および第２の駆動輪の少なくとも一方の滑り量が所定の値以上である場合には、前記動力配分手段により配分された結果に関わらず、少なくとも滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクを変更して前記要求動力を補正する動力補正手段とを備えるハイブリッド車両。
【請求項１９】 請求項１８記載のハイブリッド車両であって、前記検出手段は、前記第１の駆動軸の回転数と前記第２の駆動軸の回転数の差に基づいて前記滑り量を検出する手段であるハイブリッド車両。
【請求項２０】 請求項１８記載のハイブリッド車両であって、前記動力補正手段は、前記滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクの絶対値を減少させる手段であるハイブリッド車両。
【請求項２１】 請求項１８記載のハイブリッド車両であって、前記動力補正手段は、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力されるトルクの総和を一定に保持したまま前記第１の駆動軸から出力すべきトルクおよび前記第２の駆動軸から出力すべきトルクを変更する手段であるハイブリッド車両。
【請求項２２】 請求項１８記載のハイブリッド車両であって、前記動力補正手段は、前記動力調整装置を制御して、前記第１の駆動軸から出力すべきトルクを変更する手段であるハイブリッド車両。
【請求項２３】 請求項１８記載のハイブリッド車両であって、前記動力補正手段は、前記第２の電動機を制御して、前記第１の駆動軸から出力すべきトルクを変更する手段であるハイブリッド車両。
【請求項２４】 請求項１８記載のハイブリッド車両であって、前記駆動制御手段は、前記原動機の運転を制御して、前記動力補正手段により前記第１の駆動軸から出力すべき動力が変更される前後で前記原動機から出力される動力を一定に維持する手段であるハイブリッド車両。
【請求項２５】 請求項１８記載のハイブリッド車両であって、前記動力補正手段は、前記滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクの変更量を、前記滑り量に応じた関係として記憶する記憶手段と、前記滑り量に基づいて前記記憶手段に記憶された関係を参照して、前記出力すべきトルクを変更する変更手段とを備えるハイブリッド車両。
【請求項２６】 請求項１８記載のハイブリッド車両であって、前記動力補正手段は、前記滑り量が所定範囲内になるまで、前記滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクを、段階的に変更する手段であるハイブリッド車両。
【請求項２７】 第１および第２の駆動軸に動力を出力することができる動力出力装置であって、出力軸を有する原動機と、該出力軸と前記第１の駆動軸とに結合され、該出力軸および第１の駆動軸の一方から入力された機械的な動力を、電力のやりとりを介して増減して、他方に伝達可能な動力調整装置と、前記第２の駆動軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸、第１の駆動軸および第２の駆動軸のいずれとも異なる回転軸を有する第２の電動機と、該回転軸と前記出力軸との結合および切り離しを行う第１の接続装置と、該回転軸と前記第１の駆動軸との結合および切り離しを行う第２の接続装置と、該動力出力装置の運転状態を特定する特定手段と、該特定された運転状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸および前記第１の駆動軸との結合状態を切り替える接続制御手段とを備える動力出力装置。
【請求項２８】 原動機の出力軸および第１の駆動軸に結合された動力調整装置により該原動機の動力を増減して前記第１の駆動軸から出力可能な第１の駆動系統と、第１の電動機の動力を該第１の電動機に結合された第２の駆動軸から出力可能な第２の駆動系統と、接続装置により前記第１の駆動軸および前記出力軸の少なくとも一方に選択的に結合することができる第２の電動機とを備え、第１の駆動軸および第２の駆動軸から動力を出力して走行可能なハイブリッド車両を制御する制御方法であって、（ａ） 前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力すべき動力の総和を要求動力として設定する工程と、（ｂ） 前記第１の駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数の大小関係を特定する工程と、（ｃ） 前記特定された大小関係に応じて、前記接続装置を制御して前記第２の電動機と前記出力軸および前記第１の駆動軸との結合状態を切り替える工程と、（ｄ） 前記原動機、動力調整装置、第１の電動機および第２の電動機の運転を制御して、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する工程とを備えるハイブリッド車両の制御方法。
【請求項２９】 請求項２８記載のハイブリッド車両の制御方法であって、前記工程（ａ）は、前記要求動力を所定のトルク配分で前記第１の駆動軸から出力すべき動力と前記第２の駆動軸から出力すべき動力に配分する工程を有する工程であり、さらに、（ｅ） 前記第１の駆動軸に結合された第１の駆動輪および前記第２の駆動軸に結合された第２の駆動輪の路面に対する滑り量を検出する検出する検出する工程と、（ｆ） 前記第１の駆動輪および第２の駆動輪の少なくとも一方の滑り量が所定の値以上である場合には、前記動力配分手段により配分された結果に関わらず、少なくとも滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクを変更して前記要求動力を補正する工程とを備えるハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１の駆動軸と第２の駆動軸から動力を出力して４輪駆動可能なハイブリッド車両および前記２つの駆動軸から動力を出力可能なハイブリッド式の動力出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両が提案されている（例えば特開平９−４７０９４に記載の技術等）。ハイブリッド車両の一種としていわゆるパラレルハイブリッド車両がある。パラレルハイブリッド車両は、エンジンから出力された動力を動力調整装置により分配する。分配された動力の一部は出力軸に伝達され、残りは発電機により電力に変換される。この電力はバッテリに蓄電されたり、出力軸に結合された電動機を駆動するのに用いられる。かかる構成により、パラレルハイブリッド車両はエンジンから出力された動力を任意の回転数およびトルクで出力軸に出力することができる。エンジンは運転効率の高い運転ポイントを選択して運転することができるため、ハイブリッド車両はエンジンのみを駆動源とする従来の車両に比べて省資源性および排気浄化性に優れている。
【０００３】上述のパラレルハイブリッド車両の技術を利用して、４輪駆動可能なハイブリッド車両も提案されている（例えば特開平９−１７５２０３記載の技術等）。４輪駆動可能なハイブリッド車両の構成例を図４９に示す。かかるハイブリッド車両では、クラッチモータ３０のインナロータ３４を原動機５０の出力軸に結合するとともに、アウタロータ３２を駆動軸２２に結合する。駆動軸２２は変速ギヤ２３およびディファレンシャルギヤ２４を介して前輪２６，２８に結合されている。後輪２７，２９には電動機４０が結合されており、該電動機４０はインバータ９２を介してバッテリ９４に接続されている。クラッチモータ３０もまたインバータ９１を介してバッテリ９４に電気的に接続されている。従って、電動機４０とクラッチモータ３０はバッテリ９４を介して電気的に接続されている。
【０００４】クラッチモータ３０はインナロータ３４とアウタロータ３２との間の電磁的な結合により動力を伝達するとともに、両者間の相対的な滑りに応じて電力を回生し、動力を電力に変換する動力調整装置としての役割を果たすものである。原動機５０から出力された動力は上述したクラッチモータ３０の作用により、一部が駆動軸２２に伝達され前輪２６，２８を駆動し、残りの動力が電力に変換される。この電力は電動機４０を駆動することにより、後輪２７，２９の駆動に用いられる。かかる作用により上述のハイブリッド車両では、前輪２６，２８および後輪２７，２９の双方から動力を出力することができ、いわゆる４輪駆動が可能である。
【０００５】４輪駆動可能なハイブリッド車両としては、上述の構成において駆動軸２２に第２の電動機を結合したものも提案されている。かかる構成を図５０に示す。図５０に示したハイブリッド車両は、駆動軸２２に第2の電動機４５が結合されている。その他の点については、図４９に示したハイブリッド車両の構成と同じである。図５０に示す構成を有するハイブリッド車両でも図４９に示したハイブリッド車両と同様、原動機５０から出力された動力を動力調整装置としてのクラッチモータ３０により一部を電力に変換しつつ、残余の動力をアウタロータ３４側に伝達する。ここで回生された電力を用いて第1の電動機４０および第2の電動機４５を力行する。両電動機から出力されるトルクは任意に設定可能である。従って、図５０に示したハイブリッド車両では、前輪および後輪から出力されるトルクの配分を適切な値にすることが可能となる。
【０００６】エンジンのみを動力源とする従来の車両で４輪駆動を実現するためには、エンジンの動力を前輪および後輪の両者に伝達するために、プロペラシャフトを用いていた。これは重量および車両の室内スペースへの影響等の面でデメリットが多い。上述のハイブリッド車両では、プロペラシャフトを用いることなく４輪駆動を実現できる点でも大きな利点を有している。４輪駆動可能なハイブリッド車両は、その他省資源性および排気浄化性に優れているというハイブリッド車両の特性を４輪駆動車両においても活かすことができる点でも優れている。なお、以下の説明では、４輪駆動可能なハイブリッド車両について、図４９に示すように動力調整装置として機能する電動機と、後輪に結合された電動機との２つの電動機を備えるタイプのハイブリッド車両を２モータ式のハイブリッド車両と呼び、図５０に示すように前輪にさらに電動機が結合されたハイブリッド車両を３モータ式のハイブリッド車両と呼ぶものとする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の４輪駆動可能なハイブリッド車両では、運転状態によっては動力の循環という現象が生じ、運転効率が低下することがあった。動力の循環について図５１〜図５４を用いて説明する。
【０００８】図５１は、図４９に示した２モータ式のハイブリッド車両における動力の出力の様子を示す説明図である。原動機からは要求された大きさの動力Ｐ１が出力される。原動機５０から出力された動力Ｐ１はクラッチモータ３０で一部電力Ｅ１に変換され、残余の動力ＰＦが前輪に伝達される。一方、この電力Ｅ１は後輪に結合された電動機４０に供給され、電動機４０を力行することにより後輪から動力ＰＲを出力する。ただし、クラッチモータ３０で電力を回生するためには、アウタロータ３４にトルクが加えられる方向と、アウタロータ３４がインナロータ３２に対して相対的に回転する方向とが逆となっている必要がある。つまり、アウタロータ４３はインナロータ３２よりも遅い回転数で回転している必要がある。言い換えれば「駆動軸２２の回転数＜原動機５０の回転数」（以下、アンダードライブと呼ぶ）である必要がある。
【０００９】アウタロータ３４の回転数がインナロータ３２よりも高い場合、即ち「駆動軸２２の回転数＞原動機５０の回転数」である場合（以下、オーバードライブと呼ぶ）の動力の出力の様子を図５２に示した。原動機５０からは要求された大きさの動力Ｐ１が出力される。駆動軸２２の回転数は原動機５０の回転数よりも高いから、動力が回転数とトルクの積に等しいことを考えれば、前輪および後輪からは原動機５０から出力されるトルクよりも低いトルクの動力が出力されることになる。この運転状態においては、クラッチモータ３０に電力を供給して力行し、回転数を増大して前輪から出力する。図５２で前輪への動力を示す矢印ＰＦが原動機５０の出力動力を示す矢印Ｐ１よりも太くなっているのは、クラッチモータ３０を力行することによる動力が増加することを意味している。ところが、作用反作用の原理により、クラッチモータ３０のインナロータ３２に加えられるトルクとアウタロータ３４に加えられるトルクは等しい。従って、前輪からは要求トルクに対して余剰のトルクが出力されていることになる。上記運転状態では、この余剰トルクに相当する負荷トルクを後輪で加えることによって全体として要求トルクが出力されるようにする。後輪は前輪と同じ回転数で回転しているから、後輪の回転動力ＰＲを電動機４０で電力Ｅ２として回生する。この電力はクラッチモータ３０に供給される。これは、図５２に示す通り、前輪から出力された動力の一部ＰＴが地面を介して後輪に伝達され、電動機４０により電力として回生された状態としても捉えられる。
【００１０】オーバードライブ時には、図５２に示した通り、クラッチモータ３０から出力された動力ＰＦの一部ＰＴは地面を介して後輪に伝達され、電動機４０により回生され、電力Ｅ２として再びクラッチモータ３０に供給される。この結果、動力は図５２に示す循環Γ１を生じる。一般に動力の伝達、および電力と機械的な動力の変換には何らかの損失が伴う。従って、図５２に示したような動力の循環が生じると、その分ハイブリッド車両の運転効率は低下してしまう。
【００１１】同様の問題は、図５０に示した３モータ式のハイブリッド車両でも生じていた。図５３は、３モータ式のハイブリッド車両において、アンダードライブ時の動力の出力の様子を示す説明図である。２モータ式のハイブリッド車両の場合（図５１）において、後輪に結合された電動機４０を、前輪に結合された電動機４５に置換した状態に相当する。原動機５０から出力された動力Ｐ１はクラッチモータ３０で一部が電力Ｅ１に変換され、残余の動力ＰＦ１が前輪に伝達される。一方、電力Ｅ１は電動機４５に供給され、電動機４５を力行する。電動機４５から出力された動力ＰＦ２は同じく前輪から出力される。図５３では、図示を省略したが、電力Ｅ１の一部を後輪に結合された電動機４０に供給して後輪から動力を出力することもできる。このときは、図５３から明らかな通り、動力の循環は生じない。
【００１２】図５４は、３モータ式のハイブリッド車両において、オーバードライブ時の動力の出力の様子を示す説明図である。２モータ式のハイブリッド車両の場合（図５２）において、後輪に結合された電動機４０を、前輪に結合された電動機４５に置換した状態に相当する。クラッチモータ３０を力行することにより、原動機５０から出力された動力Ｐ１の回転数を増す。この結果、前輪から出力される動力ＰＦ１は要求動力よりも大きくなる。従って、余剰の動力ＰＦ２を電動機４５により電力として回生する。こうして回生された電力Ｅ２はクラッチモータ３０の力行に用いられる。このときは、２モータ式のハイブリッド車両の場合と同様、クラッチモータ３０から出力された動力の一部が電力として再びクラッチモータ３０に供給されるという動力の循環（図５４のΓ２）を生じる。こうした動力の循環はハイブリッド車両の運転効率を低下させることになる。
【００１３】一方、４輪駆動可能なハイブリッド車両として２モータ式のハイブリッド車両（図４９の構成）と、３モータ式のハイブリッド車両とが存在し、３モータ式のハイブリッド車両の方が前後輪のトルク配分に対する自由度が高いことは既に説明した通りである。しかしながら、従来の３モータ式のハイブリッド車両においては、かかる利点を活かしたトルク配分の設定については何ら提案されていなかった。
【００１４】本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされ、動力の循環を低減し得る構成を有する４輪駆動可能なハイブリッド車両を提供することを第１の目的とする。また、制御装置によって、このような構成を種々の走行状態に応じて適切に使用して走行可能なハイブリッド車両を提供することを第２の目的とする。さらに、こうしたハイブリッド車両において前後輪のトルク配分を適切に制御する技術を提供することを第３の目的とする。同様に、２つの出力軸から動力を出力する動力出力装置において、動力の循環を低減し得る技術を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では以下の構成を採った。本発明のハイブリッド車両は、第１および第２の駆動軸に動力を出力して走行することができるハイブリッド車両であって、出力軸を有する原動機と、該出力軸と前記第１の駆動軸とに結合され、該出力軸および第１の駆動軸の一方から入力された機械的な動力を、電力のやりとりを介して増減して、他方に伝達可能な動力調整装置と、前記第２の駆動軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸、第１の駆動軸および第２の駆動軸のいずれとも異なる回転軸を有する第２の電動機と、該回転軸と前記出力軸との結合および切り離しを行う第１の接続装置と、該回転軸と前記第１の駆動軸との結合および切り離しを行う第２の接続装置と、該ハイブリッド車両の走行状態を特定する特定手段と、該特定された走行状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸および前記第１の駆動軸との結合状態を切り替える接続制御手段とを備えることを要旨とする。
【００１６】かかるハイブリッド車両によれば、車両の走行状態に応じて第１の接続装置および第２の接続装置を制御することにより、第２の電動機の回転軸を原動機の出力軸側に結合した状態、第１の駆動軸側に結合した状態、双方に結合した状態、および双方から切り離された状態の４つの結合状態をとることができる。この結果、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、これらの４つの結合状態の中から前述した動力の循環が生じないような結合状態、または動力の循環の程度が低い結合状態を選択しつつ、ハイブリッド車両を走行することが可能となる。従って、本発明のハイブリッド車両によれば、運転効率を向上することができる。
【００１７】上記ハイブリッド車両において、動力調整装置としては、種々の構成が可能である。例えば、前記動力調整装置は、前記出力軸に結合された第１のロータと、前記第１の駆動軸に結合され前記第１のロータと同軸上で相対的に回転可能な第２のロータとを有する対ロータ電動機であるものとすることができる。
【００１８】かかる構成を有する動力調整装置によれば、前記第１のロータと、第２のロータとの間の磁気的な結合の程度を電力のやりとりによって調整することにより、一方のロータから他方のロータへ動力の大きさを増減しつつ、動力を伝達することができる。
【００１９】また、前記動力調整装置は、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記第１の駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらの３つの軸のうち２つの軸の動力状態が決定されると残余の一つの軸の動力状態が決まる３軸式動力伝達装置を有し、前記第１の電動機および第２の電動機とは異なる第３の電動機を前記第３の軸に結合した装置であるものとすることができる。
【００２０】かかる構成を有する動力調整装置によれば、第３の電動機との電力のやりとりによって第３の軸の動力状態を調整することにより、第１の軸および第２の軸のうちの一方から他方に伝達される動力の大きさを増減しつつ、動力を伝達することができる。なお、本明細書では、回転数およびトルクの組み合わせで表される軸の回転状態を動力状態と呼ぶものとする。一般に「動力」は軸の回転数とトルクの積で表されるスカラー量を意味している。従って、動力の大きさをある値に特定しても回転軸の回転状態は一義的には定まらず、回転数およびトルクの組み合わせは無数に存在する。このように無数に存在する回転数およびトルクの組み合わせを意味する「動力」という用語に対し、ある回転数およびトルクの組み合わせにより一義的に特定された回転状態を意味する用語として「動力状態」を用いる。
【００２１】本発明のハイブリッド車両においては、さらに、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力すべき動力の総和を要求動力として設定する動力設定手段と、前記原動機、動力調整装置、第１の電動機および第２の電動機の運転を制御して、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から前記要求動力を出力する駆動制御手段とを備えることが望ましい。
【００２２】かかる構成によれば、第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力すべき動力の総和を要求動力に一致させることができ、運転者の意図に従ってハイブリッド車両を走行させることができる。なお、第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力すべき動力の総和が要求動力に一致していればよく、両軸から出力する動力の配分は種々の値に設定可能である。配分を予め定めた一定値としてもよいし、車両の走行状態に応じて変化するものとしてもよい。また、いずれか一方の駆動軸からのみ要求動力を出力するものとしても構わない。さらに、一方の駆動軸から要求動力よりも大きな動力を出力し、他方の駆動軸で負荷を与えることによって両者の総和が要求動力に一致するようにしてもよい。
【００２３】本発明のハイブリッド車両において、車両の走行状態に応じた前記第１の接続装置と第２の接続装置の制御についても種々の態様が可能である。第１の態様として、前記特定手段は、車両の走行状態として前記第１の駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数の大小関係を特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記第１の駆動軸の回転数が前記出力軸の回転数よりも有意に小さいと判定された場合に、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であるものとすることができる。
【００２４】かかる結合状態では、原動機から出力された動力は、そのまま動力調整装置に入力され、動力調整装置により大きさが調整された後、第１の駆動軸に伝達される。動力調整装置から出力された動力状態が第１の駆動軸から出力すべき要求トルクに一致しない場合には、第２の電動機への電力のやりとりを介して動力状態を制御することが可能である。第２の電動機は力行および回生の双方の運転状態を採りうる。かかる作用により動力を出力する際、駆動軸の回転数は原動機の出力軸の回転数よりも低いから、少なくとも動力調整装置に電力を供給して回転数を増大させる必要はない。従って、一旦第１の駆動軸に伝達された動力が第２の電動機により回生され、動力調整装置に供給されるという動力の循環は生じない。この結果、上記結合状態によれば、ハイブリッド車両の運転効率を向上することができる。
【００２５】また、上記結合状態によれば、第２の電動機の運転状態および第２の駆動軸に結合された第３の電動機の運転状態について、動力の循環を生じることなく任意に制御可能である。従って、ハイブリッド車両の運転効率を低減させることなく第１の駆動軸および第２の駆動軸の動力配分を任意に制御することが可能となる。
【００２６】前記第１の接続装置と第２の接続装置の制御の第２の態様として、前記特定手段は、車両の走行状態として前記第１の駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数の大小関係を特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記第１の駆動軸の回転数が前記出力軸の回転数よりも有意に大きいと判定された場合に、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であるものとすることができる。
【００２７】かかる結合状態では、第２の電動機の運転状態を制御することにより、原動機から出力された動力について、トルクの大きさを調整して動力調整装置に入力することができる。第２の電動機は力行および回生の双方の運転状態を採りうる。動力調整装置は入力された動力の大きさを調整して第１の駆動軸に伝達する。かかる作用により動力を出力する際、第１の駆動軸の回転数は原動機の出力軸の回転数よりも高いから、少なくとも動力調整装置には電力を供給して回転数を増大させる必要がある。従って、動力調整装置に入力された動力の一部が、該動力調整装置で電力として回生され、再び第２の電動機に供給されるという動力の循環は生じない。この結果、上記結合状態によれば、ハイブリッド車両の運転効率を向上することができる。また、上記結合状態によれば、動力の循環を生じることなく第１の駆動軸と第２の駆動軸の動力配分を任意に制御することも可能である。
【００２８】第３の態様として、前記特定手段は、車両の走行状態として前記第１の駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数の大小関係を特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記出力軸および前記駆動軸の回転数が略一致する場合に、前記第２の電動機を前記出力軸および前記第１の駆動軸の双方に結合する手段であるものとすることもできる。
【００２９】かかる結合状態によれば、原動機から出力された動力は、第２の電動機への電力のやりとりによって、その大きさを調整された後、第１の駆動軸に出力される。つまり、上記結合状態においては、動力調整装置は機能しない。第２の電動機の運転を制御することにより第１の駆動軸から出力するトルクは任意に制御可能である。また、第２の駆動軸に結合された第１の電動機を制御することにより第２の駆動軸から出力するトルクも任意に制御可能である。従って、上記結合状態では、第１の駆動軸および第２の駆動軸の一方から余剰の動力を出力し、他方の駆動軸で回生するという態様での動力の循環を生じることなくハイブリッド車両を走行することができる。この結果、ハイブリッド車両の運転効率を向上することができる。また、動力の循環を生じることなく第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力される動力の配分を任意に制御することも可能である。
【００３０】第４の態様として、前記動力設定手段は、前記要求動力を所定のトルク配分で前記第１の駆動軸から出力すべき動力と前記第２の駆動軸から出力すべき動力に配分する動力配分手段を有しており、前記特定手段は、車両の走行状態として前記第１の駆動軸から出力すべきトルクと前記出力軸のトルクの関係を特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記出力軸のトルクと前記第１の駆動軸から出力すべきトルクとの比率が動力調整装置におけるトルクの変換比率に略一致する場合に、前記第２の電動機を前記出力軸および前記第１の駆動軸の双方から切り離す手段であるものとすることができる。
【００３１】かかる結合状態によれば、原動機から出力された動力は動力調整装置を介して第１の駆動軸から出力される。第２の電動機はこの動力に対し何らの影響も与えない。また、原動機から出力されたトルクと第１の駆動軸から出力すべきトルクとは動力調整装置におけるトルクの変換比率に略一致しているから、動力調整装置は原動機から出力された動力について回転数の増減のみを行う。この結果、上述の結合状態においては、第１の駆動軸から余剰の動力が出力されないように動力調整装置を制御することが可能である。この結果、ハイブリッド車両の運転効率を向上することができる。なお、トルクの変換比率は、動力調整装置が先に説明した対ロータ電動機により構成されている場合には値１となる。また、先に説明した３軸式の動力伝達装置を用いて構成されている場合には、該伝達装置によるトルクの変換比率に一致する。
【００３２】第５の態様として、前記動力設定手段は、前記要求動力を所定のトルク配分で前記第１の駆動軸から出力すべき動力と前記第２の駆動軸から出力すべき動力に配分する動力配分手段を有しており、前記特定手段は、走行状態として前記第１の駆動軸から出力すべきトルクを特定する手段であり、前記接続制御手段は、前記第１の駆動軸から出力すべきトルクが前記動力調整装置から出力可能なトルクよりも大きい場合に、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であるものとすることができる。
【００３３】かかる構成を有するハイブリッド車両によれば、動力調整装置の定格、即ち動力調整装置から出力可能なトルク以上の動力を第１の駆動軸から出力可能となる。この結果、ハイブリッド車両の第１の駆動軸および第２の駆動軸の動力の配分の自由度が増し、より適切な配分で動力を出力することが可能となる。
【００３４】本発明のハイブリッド車両において、原動機、動力調整装置、第１の電動機および第２の電動機の運転状態を制御する駆動制御手段と、前記接続制御手段とを種々の態様で組み合わせて適用したハイブリッド車両が可能である。第１の態様として、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機の運転を停止すると共に、少なくとも前記第２の電動機を力行して、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるものとすることができる。
【００３５】第２の態様として、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機の運転を停止すると共に、少なくとも前記動力調整装置に電力を供給して動力を出力することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるものとすることができる。
【００３６】これらの構成を有するハイブリッド車両は、従来のハイブリッド車両と同様、それぞれ原動機からの動力を要することなく走行することができる。前者では第２の電動機が第１の駆動軸に結合されているから、第２の電動機から動力をそのまま第１の駆動軸に出力することができる。後者では、動力調整装置が第１の駆動軸に結合されているから、動力調整装置から動力を第１の駆動軸に出力することができる。後者の場合は、原動機の出力軸側に第２の電動機が結合されている。従って、動力調整装置から動力を出力するのに伴って、その反作用により原動機の出力軸が回転しないように保持するための保持トルクを第２の電動機で出力するものとしてもよい。こうした作用に基づき、本発明のハイブリッド車両は、従来のハイブリッド車両の機能を損ねることなく、先に説明した運転効率の向上を実現することができる。当然、これらの走行に伴って第２の駆動軸に結合された第１の電動機を力行して動力を第２の駆動軸から動力を出力することもできる。
【００３７】第３の態様として、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記動力調整装置に電力を供給して前記原動機をモータリングしつつ、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるものとすることができる。
【００３８】第４の態様として、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記第２の電動機を力行して前記原動機をモータリングしつつ、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるものとすることができる。
【００３９】これらの構成を有するハイブリッド車両は、従来のハイブリッド車両と同様、原動機のモータリングをしながら走行することができる。もちろん、車両の走行中に原動機のモータリングをすることも可能である。前者では動力調整装置が原動機の出力軸に結合されているから、動力調整装置により原動機をモータリングすることができる。また、第２の電動機で第１の駆動軸から動力を出力することができる。この際、動力調整装置で原動機をモータリングする反作用としてのトルクが第１の駆動軸から出力されないように第２の電動機から出力されるトルクを制御することも可能である。後者では、第２の電動機が原動機の出力軸に結合されているから、第２の電動機により原動機をモータリングすることができる。また、動力調整装置が第１の駆動軸に結合されているから、動力調整装置から動力を第１の駆動軸に出力することができる。こうした作用に基づき、本発明のハイブリッド車両は、従来のハイブリッド車両の機能を損ねることなく、先に説明した運転効率の向上を実現することができる。当然、これらの走行に伴って第２の駆動軸に結合された第１の電動機を力行して動力を第２の駆動軸から動力を出力することもできる。
【００４０】第５の態様として前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機から出力された動力の一部を前記動力調整装置により電力として回生し、該回生された電力を前記第１の電動機および前記第２の電動機の少なくとも一方に供給することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるものとすることができる。
【００４１】第６の態様として、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機から出力された動力の一部を前記第２の電動機により電力として回生し、該回生された電力を前記第１の電動機および前記動力調整装置の少なくとも一方に供給することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるものとすることができる。
【００４２】これらの構成を有するハイブリッド車両は、従来のハイブリッド車両と同様、原動機から出力された動力状態を要求された動力状態に変換して出力することにより走行することができる。前者では原動機から出力された動力を動力調整装置により電力として回生し、該電力を用いて第１および第２の電動機を力行することができる。後者では、第２の電動機が原動機の出力軸に結合されているから、原動機から出力された動力を第２の電動機により電力として回生し、動力調整装置および第１の電動機を力行することができる。いずれの場合においても、原動機から出力された動力が第１および第２の駆動軸に伝達される経路において、上流側で電力として回生することができるため、動力の循環は生じない。こうした作用に基づき、本発明のハイブリッド車両は、従来のハイブリッド車両の機能を損ねることなく、先に説明した運転効率の向上を実現することができる。
【００４３】第７の態様として、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記第１の駆動軸に結合する手段であり、前記動力設定手段は、トルクが負となる動力を要求動力として設定する手段であり、前記駆動制御手段は、少なくとも前記第２の電動機で電力を回生することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるものとすることができる。
【００４４】第８の態様として、前記接続制御手段は、車両の走行状態に応じて、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸に結合する手段であり、前記動力設定手段は、トルクが負となる動力を要求動力として設定する手段であり、前記駆動制御手段は、少なくとも前記動力調整装置で電力を回生することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する手段であるものとすることができる。
【００４５】これらの構成を有するハイブリッド車両は、従来のハイブリッド車両と同様、駆動軸に負のトルクを出力することにより、車輌の制動をすることができる。前者では第１の駆動軸に第２の電動機が結合されているから、該第２の電動機により制動負荷を与えることができる。後者では、動力調整装置が第１の駆動軸に結合されているから、動力調整装置により制動負荷を与えることができる。なお、後者の場合には、原動機の出力軸に第２の電動機が結合されているから、動力調整装置で制動を与えることによる反作用で原動機の出力軸が回転しないようにするための保持トルクを第２の電動機により出力することもできる。こうした作用に基づき、本発明のハイブリッド車両は、従来のハイブリッド車両の機能を損ねることなく、先に説明した運転効率の向上を実現することができる。当然、これらの走行に伴って第２の駆動軸に結合された第１の電動機を回生して制動負荷を第２の駆動軸に与えることもできる。
【００４６】さらに、本発明のハイブリッド車両においては、以下に示す通り第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力される動力の配分を適切に制御するものが可能である。本発明のハイブリッド車両において、前記動力設定手段は、前記要求動力を所定のトルク配分で前記第１の駆動軸から出力すべき動力と前記第２の駆動軸から出力すべき動力に配分する動力配分手段を有する手段であり、さらに、前記第１の駆動軸に結合された第１の駆動輪および前記第２の駆動軸に結合された第２の駆動輪の路面に対する滑り量を検出する検出する検出手段と、前記第１の駆動輪および第２の駆動輪の少なくとも一方の滑り量が所定の値以上である場合には、前記動力配分手段により配分された結果に関わらず、少なくとも滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクを変更して前記要求動力を補正する動力補正手段とを備えるものとすることができる。
【００４７】かかる構成を有するハイブリッド車輌によれば、前記第１の駆動軸に結合された第１の駆動輪および前記第２の駆動軸に結合された第２の駆動輪の路面に対する滑り量を検出し、該滑り量に応じて両駆動軸から出力すべきトルクを変更することができる。一般に駆動輪に滑りが生じている場合には、路面に十分な動力を伝達することができない。上記発明のハイブリッド車輌によれば、かかる場合に各駆動軸から出力されるトルクを適切に制御することができ、動力を効率的に路面に伝達することができる。この結果、ハイブリッド車輌を効率的に走行することができる。なお、トルクの変更は、第１および第２の駆動軸の双方について行うものとしてもよいし、いずれか一方の駆動軸についてのみ行うものとしてもよい。また、第１および第２の駆動軸から出力される動力が動力設定手段により設定された要求動力に満たない場合も含まれる。
【００４８】かかる場合において、前記検出手段は、前記第１の駆動軸の回転数と前記第２の駆動軸の回転数の差に基づいて前記滑り量を検出する手段であるものとすることができる。
【００４９】第１および第２の駆動軸に結合されたいずれの駆動輪にも滑りが生じていない場合には、第１および第２の駆動軸の回転数は略同一となる。両者の一方に滑りが生じている場合に、両者の回転数に差が生じるから、この回転数差に基づいて滑り量を検出することができる。この場合において、要求動力を考慮することにより、いずれの車軸が滑りを生じているかを判断することができる。例えば、要求動力が正の値である場合には、回転数が大きい側の駆動軸で滑りが生じていると判断される。逆に要求動力が負の値である場合には、回転数が小さい側の駆動軸で滑りが生じていると判断される。
【００５０】滑り量の検出は上記方法のみならず種々の方法を採ることができる。例えば、駆動輪の回転数以外の方法で車速を検出することが可能な場合には、該検出された車速から算出される駆動軸の回転数と現実の回転数との差分に応じて滑り量を検出するものとしても構わない。また、駆動軸の回転数の時間的な変化を検出し、急激な変化が生じた場合や所定の程度以上の不規則な変化が現れた場合に滑りが生じているものと判断しても構わない。なお、こうした駆動輪の滑りは、車両がいわゆるぬかるみにはまったような場合に生じる他、通常の走行中にカーブを曲がる際にも生じる。
【００５１】また、上述のハイブリッド車両において、前記動力補正手段は、前記滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクの絶対値を減少させる手段であるものとすることができる。
【００５２】一般に駆動輪に滑りが生じるのは、該駆動輪から出力されるトルクが路面の摩擦力よりも大きいことが原因である。従って、上記構成を有するハイブリッド車両によれば、滑りを生じている側のトルクの絶対値を減少させることにより、滑りを低減することができる。なお、絶対値を減少させるため、駆動軸から負のトルクが出力されている制動時においても同様の効果を得ることができる。
【００５３】また、前記動力補正手段は、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力されるトルクの総和を一定に保持したまま前記第１の駆動軸から出力すべきトルクおよび前記第２の駆動軸から出力すべきトルクを変更する手段であるものとすることもできる。
【００５４】こうすれば、要求トルクの総和を一定に保持することにより、車両の走行に必要な動力を出力しつつ、滑りを低減することができる。
【００５５】第１の駆動軸から出力すべきトルクを変更するための手段としては、例えば、次に挙げる２通りがある。一つは、前記動力補正手段は、前記動力調整装置を制御して、前記第１の駆動軸から出力すべきトルクを変更する手段であるものとするものであり、もう一つは、前記動力補正手段は、前記第２の電動機を制御して、前記第１の駆動軸から出力すべきトルクを変更する手段であるものとするものである。
【００５６】これらのいずれの手段によっても、第１の駆動軸から出力するトルクを変更することができる。これらの手段は、第２の電動機が第１の駆動軸側に結合されている場合、原動機の出力軸側に結合されている場合のいずれにおいてもそれぞれ適用することができる。第２の電動機が第１の駆動軸側に結合されている場合において、動力調整装置を制御して出力トルクを変更する場合には、原動機にかけられる負荷が変化することになるから、結果として原動機の運転状態の変化も伴うことになる。第２の電動機が原動機の出力軸側に結合されている場合において、第２の電動機を制御して出力トルクを変更する場合も同様である。
【００５７】一方、前記駆動制御手段は、前記原動機の運転を制御して、前記動力補正手段により前記第１の駆動軸から出力すべき動力が変更される前後で前記原動機から出力される動力を一定に維持する手段であるものとすることができる。
【００５８】こうすれば、原動機の運転ポイントの変更を伴う場合であっても、原動機から出力される動力を一定に維持することができるため、バッテリなど原動機以外のエネルギ源に依存することなく車両に必要な動力を出力することができる。動力の大きさは回転数とトルクの積により表される。従って、原動機から出力される動力を一定に維持するとは、トルクの変更に伴って、回転数とトルクの積が一定に維持されるように原動機の回転数を変更することを意味する。
【００５９】また、前記動力補正手段は、前記滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクの変更量を、前記滑り量に応じた関係として記憶する記憶手段と、前記滑り量に基づいて前記記憶手段に記憶された関係を参照して、前記出力すべきトルクを変更する変更手段とを備えるものとすることもできる。
【００６０】かかる構成によれば、上記記憶手段に記憶された関係を参照することにより、駆動軸の滑り量に応じてトルクを適切に変更し、滑りを抑制することができる。また、かかる構成によれば、滑りを抑制するためのトルクを短時間で設定することができるという利点も有している。なお、滑り量とトルクの変更量との関係は、予め実験その他の手段により決定することができる。
【００６１】また、前記動力補正手段は、前記滑り量が所定範囲内になるまで、前記滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクを、段階的に変更する手段であるものとすることもできる。
【００６２】かかる構成によれば、滑りが生じている側の駆動軸から出力されるトルクを段階的に減少させることにより、滑りを抑制することができる。また、かかる構成では、滑りを抑制するための制御を非常に容易に実現することができるという利点もある。
【００６３】なお、本発明のハイブリッド車両に搭載される動力出力装置は、単独で以下の発明として構成されている。本発明の動力出力装置は、第１および第２の駆動軸に動力を出力することができる動力出力装置であって、出力軸を有する原動機と、該出力軸と前記第１の駆動軸とに結合され、該出力軸および第１の駆動軸の一方から入力された機械的な動力を、電力のやりとりを介して増減して、他方に伝達可能な動力調整装置と、前記第２の駆動軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸、第１の駆動軸および第２の駆動軸のいずれとも異なる回転軸を有する第２の電動機と、該回転軸と前記出力軸との結合および切り離しを行う第１の接続装置と、該回転軸と前記第１の駆動軸との結合および切り離しを行う第２の接続装置と、該動力出力装置の運転状態を特定する特定手段と、該特定された運転状態に応じて、前記第１の接続装置および前記第２の接続装置を制御して、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸および前記第１の駆動軸との結合状態を切り替える接続制御手段とを備えることを要旨とする。
【００６４】かかる動力出力装置によれば、先にハイブリッド車両の発明について説明したのと同様、動力の循環を抑制することができるため、動力出力装置の運転効率を向上することができる。
【００６５】また、本発明は以下に示す制御方法としても成立する。本発明の制御方法は、原動機の出力軸および第１の駆動軸に結合された動力調整装置により該原動機の動力を増減して前記第１の駆動軸から出力可能な第１の駆動系統と、第１の電動機の動力を該第１の電動機に結合された第２の駆動軸から出力可能な第２の駆動系統と、接続装置により前記第１の駆動軸および前記出力軸の少なくとも一方に選択的に結合することができる第２の電動機とを備え、第１の駆動軸および第２の駆動軸から動力を出力して走行可能なハイブリッド車両を制御する制御方法であって、（ａ） 前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力すべき動力の総和を要求動力として設定する工程と、（ｂ） 前記第１の駆動軸の回転数と前記出力軸の回転数の大小関係を特定する工程と、（ｃ） 前記特定された大小関係に応じて、前記接続装置を制御して前記第２の電動機と前記出力軸および前記第１の駆動軸との結合状態を切り替える工程と、（ｄ） 前記原動機、動力調整装置、第１の電動機および第２の電動機の運転を制御して、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から総和が前記要求動力となる動力を出力する工程とを備えることを要旨とする。
【００６６】この場合において、前記工程（ａ）は、前記要求動力を所定のトルク配分で前記第１の駆動軸から出力すべき動力と前記第２の駆動軸から出力すべき動力に配分する工程を有する工程であり、さらに、（ｅ） 前記第１の駆動軸に結合された第１の駆動輪および前記第２の駆動軸に結合された第２の駆動輪の路面に対する滑り量を検出する検出する検出する工程と、（ｇ） 前記第１の駆動輪および第２の駆動輪の少なくとも一方の滑り量が所定の値以上である場合には、前記動力配分手段により配分された結果に関わらず、少なくとも滑り量が該所定の値を超える駆動輪が結合された駆動軸から出力すべきトルクを変更して前記要求動力を補正する工程とを備えるものとすることもできる。
【００６７】これらの制御方法によれば、先にハイブリッド車両の発明において説明したと同様の作用により、ハイブリッド車両の運転効率を向上することができ、また、第１および第２の駆動軸に滑りが生じた場合にトルクを変更することによって、その滑りを低減することができる。
【００６８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
（１）実施例の構成：はじめに、実施例の構成について図１を用いて説明する。図１は本実施例の動力出力装置を搭載した４輪駆動可能なハイブリッド車両の概略構成を示す説明図である。
【００６９】このハイブリッド車両に搭載された動力出力装置は、原動機としてのエンジン１５０から出力された動力を、動力調整装置としてのクラッチモータ１３０およびディファレンシャルギヤ１１４を介して第１の駆動軸に相当する前車軸１１６に伝達し、前車軸１１６に結合された前輪１１６Ｒ，１１６Ｌから出力する前輪動力系統と、同じくエンジン１５０から出力された動力を電力の形を経て第２の駆動軸に相当する後車軸１１８に伝達し後輪１１８Ｒ，１１８Ｌから出力する後輪動力系統とから成っている。
【００７０】まず、前輪動力系統の構成について説明する。前輪動力系統に備えられた動力源としてのエンジン１５０は通常のガソリンエンジンであり、クランクシャフト１５６を回転させる。エンジン１５０の運転はＥＦＩＥＣＵ１７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、エンジン１５０の燃料噴射料その他の制御を実行する。これらの制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０にはエンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。その一つとしてクランクシャフト１５６の回転数を検出する回転数センサ１５２がある。その他のセンサおよびスイッチなどの図示は省略した。
【００７１】エンジン１５０のクランクシャフト１５６は、クラッチモータ１３０に結合されている。クラッチモータ１３０は、後述する通りインナロータ軸１３３に結合されたインナロータ１３２とアウタロータ軸１３５に結合されたアウタロータ１３４を備え、両者が相対的に回転可能な対ロータ電動機である。クラッチモータ１３０のインナロータ軸１３３は第１クラッチ１１１を介してクランクシャフト１５６に結合されている。アウタロータ軸１３５は第２クラッチ１１２およびディファレンシャルギヤ１１４を介して、前輪１１６Ｒ，１１６Ｌを備えた前車軸１１６に結合されている。
【００７２】前輪動力系統において、第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２には、それぞれ前輪アシストモータ１４０のロータ１４２が結合されている。前輪アシストモータ１４０はステータ１４４はケースに固定されている。第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２は油圧により結合または切り離しを行うことができ、その作動は制御ユニット１９０により制御される。第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２の結合状態に応じて、本実施例のハイブリッド車両の前輪動力系統は、４つの構成を選択的に採ることができる。これらの構成について説明する。
【００７３】図２は第１クラッチ１１１を解放状態とし、第２クラッチ１１２を結合状態とした場合の前輪動力系統の構成を示す説明図である（以下、「アンダードライブ結合」と呼ぶ）。図２に示すように、かかる結合状態では、前輪アシストモータ１４０のロータ１４２はアウタロータ軸１３５に結合された状態となる。この結果、エンジン１５０から出力された動力は、クラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０をこの順に経て前車軸１１６に出力されることになる。
【００７４】図３は第１クラッチ１１１を結合状態とし、第２クラッチ１１２を解放状態とした場合の前輪動力系統の構成を示す説明図である（以下、「オーバードライブ結合」と呼ぶ）。図３に示すように、かかる結合状態では、前輪アシストモータ１４０のロータ１４２はクランクシャフト１５６に結合された状態となる。この結果、エンジン１５０から出力された動力は、前輪アシストモータ１４０、クラッチモータ１３０をこの順に経て前車軸１１６に出力されることになる。
【００７５】図４は第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２の双方を解放状態とした場合の前輪動力系統の構成を示す説明図である。図４に示すように、かかる結合状態では、前輪アシストモータ１４０のロータ１４２はアウタロータ軸１３５およびクランクシャフト１５６の双方から解放された状態となる。この結果、エンジン１５０から出力された動力は、クラッチモータ１３０を経て前車軸１１６に出力されることになる。
【００７６】図５は第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２の双方を結合状態とした場合の前輪動力系統の構成を示す説明図である。図５に示すように、かかる結合状態では、前輪アシストモータ１４０のロータ１４２はアウタロータ軸１３５およびクランクシャフト１５６の双方に結合された状態となり、クラッチモータ１３０は機能しない状態となる。この結果、エンジン１５０から出力された動力は、前輪アシストモータ１４０を経て前車軸１１６に出力されることになる。
【００７７】次に後輪動力系統について説明する。後輪動力系統では図１に示す通り、後車軸１１８に後輪アシストモータ１６０のロータ１６２が結合されている。後輪アシストモータ１６０のステータ１６４は回転不能にケースに固定されている。後車軸１１８には後輪１１８Ｒ，１１８Ｌが結合されている。
【００７８】次に、クラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０，後輪アシストモータ１６０の構成について説明する。クラッチモータ１３０は、対ロータの同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するインナロータ１３２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたアウタロータ１３４とを備える。アウタロータ１３４とインナロータ１３２とは、共に相対的に回転可能に軸支されている。クラッチモータ１３０はインナロータ１３２に備えられた永久磁石による磁界とアウタロータ１３４に備えられた三相コイルによって形成される磁界との相互作用により両者が相対的に回転駆動する電動機として動作し、場合によってはこれらの相互作用によりアウタロータ１３４に巻回された三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
【００７９】クラッチモータ１３０はインナロータ１３２とアウタロータ１３４の双方が回転可能であるため、インナロータ軸１３３およびアウタロータ軸１３５の一方から入力された動力を他方に伝達することができる。クラッチモータ１３０を電動機として力行運転すれば他方の軸にはトルクが付加された動力が伝達されることになるし、発電機として回生運転すれば動力の一部を電力の形で取り出しつつ残余の動力を伝達することができる。また、力行運転も回生運転も行わなければ、動力が伝達されない状態となる。この状態は機械的なクラッチを解放にした状態に相当する。
【００８０】クラッチモータ１３０のアウタロータ１３４はスリップリングおよびインバータ１９１を介してバッテリ１９４に電気的に接続されている。インバータ１９１は内部にスイッチング素子であるトランジスタを複数備えており、制御ユニット１９０と電気的に接続されている。制御ユニット１９０がインバータ１９１のトランジスタのオン・オフの時間をＰＷＭ制御するとバッテリ１９４を電源とする三相交流がスリップリング１３８を介してクラッチモータ１３０のアウタロータ１３４に流れる。この三相交流によりアウタロータ１３４には回転磁界が形成されクラッチモータ１３０は回転する。
【００８１】前輪アシストモータ１４０および後輪アシストモータ１６０も、クラッチモータ１３０と同様に同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１４２、１６２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータ１４４、１６４とを備える。ステータ１４４，１６４がケースに固定されている点で、クラッチモータ１３０とは異なっている。前輪アシストモータ１４０はインバータ１９２を介してバッテリ１９４に接続されており、後輪アシストモータ１６０はインバータ１９３を介してバッテリ１９４に接続されている。これらのインバータ１９２，１９３もトランジスタインバータにより構成されており、制御ユニット１９０に電気的に接続されている。制御ユニット１９０の制御信号によりインバータ１９２、１９３のトランジスタをスイッチングすると、ステータ１４４、１６４に三相交流が流れて回転磁界を生じ、前輪アシストモータ１４０および後輪アシストモータ１６０は回転する。
【００８２】本実施例のハイブリッド車両の運転状態は制御ユニット１９０により制御されている。制御ユニット１９０もＥＦＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、後述する種々の制御処理を行うよう構成されている。これらの制御を可能とするために、制御ユニット１９０には、各種のセンサおよびスイッチが電気的に接続されている。制御ユニット１９０に接続されているセンサおよびスイッチとしては、アクセルペダルおよびブレーキペダルの操作量を検出するためのアクセルペダルポジションセンサ１６５、ブレーキペダルポジションセンサ１６６、前車軸１１６の回転数を検出する回転数センサ１１７および後車軸１１８の回転数を検出する回転数センサ１１９等が挙げられる。制御ユニット１９０は、ＥＦＩＥＣＵ１７０とも電気的に接続されており、ＥＦＩＥＣＵ１７０との間で種々の情報を、通信によってやりとりしている。制御ユニット１９０からエンジン１５０の制御に必要な情報をＥＦＩＥＣＵ１７０に出力することにより、エンジン１５０を間接的に制御することができる。逆にエンジン１５０の回転数などの情報をＥＦＩＥＣＵ１７０から入力することもできる。この制御ユニット１９０は、本発明における接続制御手段、駆動制御手段、動力設定手段、動力補正手段等として機能する。
【００８３】（２）運転制御処理：次に、本実施例のハイブリッド車両の運転制御処理について説明する。前述した構成を有するハイブリッド車両は種々の運転モードにより走行することができる。本実施例のハイブリッド車両の運転が開始されると、制御ユニット１９０内のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」という）は車両の走行状態に応じて運転モードを判定し、それぞれのモードについてエンジン１５０、クラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０，後輪アシストモータ１６０および第１、第２のクラッチ１１１，１１２等の制御を実行する。これらの制御は種々の制御処理ルーチンを周期的に実行することにより行われる。以下では、それぞれの制御処理ルーチンの内容について説明する。
【００８４】最初に運転制御処理ルーチンの全体の流れを図６に示すフローチャートにより説明する。運転制御ルーチンが開始されるとＣＰＵは、アクセルペダルおよびブレーキベダルの操作量を検出する（ステップＳ１００）。これらの操作量は、アクセルペダルポジションセンサ１６５、ブレーキペダルポジションセンサ１６６により検出される。また、ＣＰＵは同時に車速も検出する（ステップＳ１０２）。車速は前車軸１１６および後車軸１１８に設けられた回転数センサ１１７，１１９の回転数に基づいて算出される。図１では示していないが、回転数センサ１１７，１１９とは別に車速を検出するためのセンサを設けるものとしても構わない。
【００８５】次に、ＣＰＵは運転モード判定処理を実行する（ステップＳ１０４）。この処理は、先に検出したアクセルペダルおよびブレーキペダルの操作量および車速に基づいてハイブリッド車両の運転モードを決定する処理である。これらの諸量の他にバッテリ１９４の残容量等の情報も併せて判断するものとしても構わない。本実施例では、ハイブリッド車両の運転モードとして図６に示す通り、「ＥＶ走行」「エンジン始動」「通常走行」「回生制動」の４つの状態がある。
【００８６】運転モード判定処理における判定内容について図７を用いて説明する。図７は、本実施例のハイブリッド車両の走行状態（車速およびトルク）と運転モードとの関係を示す説明図である。図７中の曲線ＬＩＭで示された領域内が本実施例のハイブリッド車両が走行可能な領域を意味している。図７中の領域ＯＤは「エンジン１５０の回転数＜前車軸１１６の回転数」となる領域を意味し、領域ＵＤは「エンジン１５０の回転数＞前車軸１１６の回転数」となる領域を意味している。ハイブリッド車両の運転モードのうち「ＥＶ走行」は、エンジン１５０の運転を停止したまま、クラッチモータ１３０，前輪アシストモータ１４０および後輪アシストモータ１６０のいずれかを力行することにより走行する運転モードである。ハイブリッド車両が比較的低速度の場合に行われる。ＥＶ走行が行われる領域を図７中に領域ＥＶとして示した。このようにハイブリッド車両が停止状態から走行し始める初期の状態において、「ＥＶ走行」による運転モードが行われる（ステップＳ２００）。
【００８７】車速が領域ＥＶ以上の速度になった場合や領域ＥＶ以上のトルクが必要になった場合には、ＣＰＵはハイブリッド車両の運転モードを、エンジン１５０を始動するための運転モードに切り替える（ステップＳ３００）。このモードが行われる領域を図７中に領域ＥＳとして示した。かかる領域においてエンジン１５０の始動が行われてエンジン１５０が運転すると、ハイブリッド車両は通常走行モードにより運転する（ステップＳ４００）。図７中の領域ＥＶ，ＥＳ以外の部分は全て通常走行モードによる運転が行われる領域を意味している。
【００８８】一方、ブレーキペダルが操作された場合には、ＣＰＵは回生制動モードによりハイブリッド車両を運転する（ステップＳ５００）。このモードは図７中のいずれの領域においても行われ得る。また、ブレーキペダルが操作された場合のみならず、アクセルペダルの操作量が少なくなった場合等、運転者が減速するための何らかの操作を行った場合に行われる。
【００８９】なお、上述の各運転モードを判定するための基準量（車速、トルク等）は、ハイブリッド車両に備えられているエンジン１５０、クラッチモータ１３０，前輪アシストモータ１４０，後輪アシストモータ１６０の特性等を考慮して設定される。また、図７ではＥＶ走行モード、エンジン始動モード等をそれぞれ明確な領域ＥＶ，ＥＳとして図示したが、これらの領域は固定的なものではなく、例えばバッテリ１９４やエンジン１５０の暖機状態に応じて変化するものとしたり、車速やトルクの変化に対してヒステリシスを持たせるものとしてもよい。以下、それぞれの運転モードにおける制御内容について個別に説明する。
【００９０】（３）ＥＶ走行制御処理：図８にＥＶ走行モードにおける制御処理のフローチャートを示す。このフローチャートは制御ユニット１９０内のＣＰＵにより周期的に実行される処理である。この処理が開始されると、ＣＰＵは要求動力Ｐｄ＊を設定する（ステップＳ２０２）。要求動力Ｐｄ＊は、アクセルペダルの踏み込み量および車速に基づいて、車両を走行するために必要な動力として設定される。要求動力Ｐｄ＊は、要求トルクＴｄ＊および回転数Ｎｄ＊の組み合わせにより設定される。
【００９１】こうして設定された要求動力Ｐｄ＊を前車軸１１６から出力すべき要求トルクＴｄｆ＊と、後車軸１１８から出力すべき要求トルクＴｄｒ＊とに分けて設定する。要求トルクの配分は、予め定めた一定の割合で行われる。本実施例では、前車軸１１６から出力すべき要求トルクと後車軸１１８から出力すべき要求トルクＴｄｒ＊とを等しく設定している。もちろん、両車軸にかかる重量の配分を考慮してそれぞれのトルクを設定するものとすることもできるし、前車軸１１６または後車軸１１８のいずれか一方の車軸からのみ動力を出力する場合が存在するように設定しても構わない。また、トルク配分は予め定めた一定値ではなく、車両の走行状態に応じて変化させるものとしてもよい。
【００９２】次に、ＣＰＵは前車軸１１６の回転数Ｎｆおよび後車軸１１８の回転数Ｎｒを検出する（ステップＳ２０６）。それぞれの回転数は、回転数センサ１１７，１１９により検出される。こうして検出された両車軸の回転数の差の絶対値（｜Ｎｆ−Ｎｒ｜）が所定の値αよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。所定の値αよりも大きい場合、即ち両車軸の回転数に差がある場合には、いずれかの前輪１１６Ｒ、１１６Ｌまたは後輪１１８Ｒ、１１８Ｌのいずれかがスリップしていると判断されるため、要求トルクの補正処理を実行する（ステップＳ２１０）。両車軸の回転数に差がない場合には、この処理をスキップする。所定の値αは、このようにスリップが生じているか否かを判断するための基準となる値であり、予め実験等により定められた値である。この値は全車速において一定の値としてもよいし、車速に応じて変化するものとしても構わない。
【００９３】ここで、要求トルク補正処理（ステップＳ２１０）の内容について説明する。図９は要求トルク補正処理ルーチンのフローチャートである。この処理では、最初に前車軸１１６の回転数Ｎｆと後車軸１１８の回転数Ｎｒとの大小関係を判定する（ステップＳ２１２）。これは、前車軸１１６と後車軸１１８のいずれの車軸の側がスリップしているか判断するためである。
【００９４】前車軸１１６の回転数Ｎｆの方が大きい場合には、前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を補正する。具体的には、トルク補正量△Ｔだけ前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を減少させる（ステップＳ２１４）。つまり、「Ｔｄｆ＊−△Ｔ」を補正後の要求トルクＴｄｆ＊とするのである。トルク補正量△Ｔは前車軸１１６の回転数Ｎｆと後車軸１１８の回転数Ｎｒとの差の絶対値に応じたマップとして予め設定されている。このマップの例を図１０に示した。両回転軸の差の絶対値が大きくなるほど、トルクの補正量△Ｔが大きくなるマップとなっている（図１０中の曲線ＣＴ参照）。このマップを制御ユニット１９０内のＲＯＭに予め記憶し、そのマップを読み出すことにより、図９のステップＳ２１４における補正を行っている。
【００９５】なお、図１０では横軸に両車軸の回転数の絶対値を採ることにより、前車軸１１６および後車軸１１８のいずれの軸側がスリップしている場合でも同じトルク補正量△Ｔを用いるものとしている。これに対し、前車軸１１６側がスリップしている場合と、後車軸１１８側がスリップしている場合とで、用いるマップを異なるものとすることもできる。両車軸にかかる荷重が異なる場合など、それぞれに対応したマップを用意することにより、トルクの補正をより適切に行うことができる場合もある。
【００９６】上述したマップにより前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を変更した後、ＣＰＵは後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊の設定を行う（ステップＳ２１６）。要求トルクＴｄｒ＊は、車両全体の要求トルクＴｄ＊から補正後の前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を引くことによって設定する。後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊をトルク補正量△Ｔだけ増すものとしても同じである。このように設定することにより、車両全体としての出力トルクは維持したまま、前車軸１１６と後車軸１１８のトルク配分を変更することができる。
【００９７】一方、後車軸１１８の回転数Ｎｒの方が大きい場合には、後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を補正する。具体的には、トルク補正量△Ｔだけ後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を減少させる（ステップＳ２１８）。つまり、「Ｔｄｒ＊−△Ｔ」を補正後の要求トルクＴｄｒ＊とするのである。トルク補正量△Ｔは先に説明したマップ（図１０）により設定される。
【００９８】後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を変更した後、ＣＰＵは前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊の設定を行う（ステップＳ２２０）。要求トルクＴｄｆ＊は、車両全体の要求トルクＴｄ＊から補正後の後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を引くことによって設定する。前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊をトルク補正量△Ｔだけ増すものとしても同じである。このように設定することにより、車両全体としての出力トルクは維持したまま、前車軸１１６と後車軸１１８のトルク配分を変更することができる。
【００９９】なお、上述した要求トルクの補正処理では、トルクの補正量△Ｔをマップにより設定するものとしているが、補正量△Ｔを予め定めた一定量とすることもできる。この場合、要求トルク補正処理を１回実行しただけでスリップが解消されるとは限らないが、ＥＶ走行制御処理ルーチン（図８）のステップＳ２０８およびＳ２１０を周期的に実行するにつれ、段階的に要求トルクが減少し、徐々にスリップが解消する。こうすれば、スリップが解消するまでに若干の時間を要するものの、処理自体を簡単に実現することができる。
【０１００】また、上述した要求トルク補正処理では、前車軸１１６および後車軸１１８から出力されるトルクの和が要求トルクＴｄ＊に一致するように双方の要求トルクＴｄｆ＊、Ｔｄｒ＊を変更するものとしている。これに対し、スリップしていると判断される側の要求トルクを減少させる処理のみを行うものとすることもできる。かかる場合には、車両全体として出力するトルクは要求トルクＴｄ＊に満たない可能性があるが、少なくとも車輪のスリップを抑制することは可能である。
【０１０１】以上の処理により要求トルクの補正を行った後、ＣＰＵはクラッチ１１１，１１２の結合状態を検出する（ステップＳ２３０）。クラッチ１１１，１１２の結合は制御ユニット１９０のＣＰＵ自体が制御しているため、ここではクラッチ１１１，１１２の結合状態を示すフラグを確認することによって結合状態を判定している。クラッチ１１１，１１２の結合状態を検出するのは、この後の処理、つまり、クラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０および後輪アシストモータ１６０の目標トルク、回転数を設定する処理（ステップＳ２４０）がクラッチ１１１，１１２の結合状態に応じて変わるからである。
【０１０２】モータの目標トルク、回転数を設定する処理（ステップＳ２４０）の内容について、クラッチ１１１，１１２の結合状態に応じて場合を分けて説明する。図１１は、クラッチ１１１，１１２がアンダードライブ結合（図２に示した状態）である場合のモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。
【０１０３】アンダードライブ結合の場合は、前輪アシストモータ１４０が前車軸１１６に結合した状態となっているから、前輪アシストモータ１４０を力行することにより要求動力を前車軸１１６から出力する事ができる。従って、モータ目標トルク、回転数の設定処理では、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の要求トルクＴｃ＊を値０に設定する（ステップＳ２４２）。また、前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊として前車軸１１６の要求回転数Ｎｄ＊を設定する。また、目標トルクＴ１＊として前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を設定する（ステップＳ２４４）。後輪アシストモータ１６０については、目標回転数として駆動軸の回転数Ｎｄ＊を設定し、目標トルクＴ２＊として後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を設定する（ステップＳ２４６）。
【０１０４】オーバードライブ結合の場合におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートを図１２に示す。オーバードライブ結合の場合には、クラッチモータ１３０を力行することによって要求動力を前車軸１１６から出力することができる。従って、モータ目標トルク、回転数の設定処理では、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｃ＊として前車軸１１６の要求回転数Ｎｄ＊を設定し、目標トルクＴｃ＊として前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を設定する（ステップＳ２５２）。クラッチモータ１３０からトルクを出力すると、その反作用によりインナロータ１３３およびクランクシャフト１５６が回転する。従って、前輪アシストモータ１４０でこの回転を抑制するための保持トルクを出力する必要がある。このために、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊として値０を設定し、目標トルクＴ１＊としてクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊を設定する（ステップＳ２５４）。こうすることにより、前輪アシストモータ１４０でクラッチモータ１３０の反作用を打ち消すことができる。もちろん、前輪アシストモータ１４０の目標トルクＴ１＊をＴｃ＊以上の値とし、前輪アシストモータ１４０をいわゆるロックアップするものとしてもよい。後輪アシストモータ１６０については、目標回転数として駆動軸の回転数Ｎｄ＊を設定し、目標トルクＴ２＊として後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を設定する（ステップＳ２５６）。
【０１０５】こうして各モータの目標トルクおよび回転数が設定されると、ＣＰＵはそれぞれのモータの運転を制御する（ステップＳ２６０）。本実施例で用いられているクラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０、後輪アシストモータ１６０はいずれも同期電動機として構成されているため、その制御処理の内容は共通している。本実施例では、トルクの目標値に応じてｄ軸、ｑ軸の２成分で各モータに流すべき電流を設定し、既に流れている電流との差分に基づく比例積分制御によってｄ軸方向、ｑ軸方向に印加すべき電圧値を設定する。こうして設定された電圧をいわゆる２相／３相変換してコイルの各相に印加する電圧値に置換し、ＰＷＭ制御によって、電圧を印加している。同期電動機を要求された回転数およびトルクで運転するための制御処理としては周知の種々の制御方法を適用可能であるため、ここではこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、ＥＶ走行制御処理ルーチンは、エンジン１５０から出力される動力を用いることなく車両を走行するため、エンジン１５０は運転が停止されている。もちろん、エンジン１５０をアイドル状態で運転するものとしても構わない。
【０１０６】以上で説明したＥＶ走行制御処理ルーチンでは、第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２の結合状態の切り替えは行っていない。ＥＶ走行制御処理ルーチンにおいて、以下に示す通り、両クラッチ１１１，１１２の切り替え処理を含めるものとすることもできる。本実施例のハイブリッド車両においては、クラッチモータ１３０と前輪アシストモータ１４０の定格が異なっている。クラッチモータ１３０よりも前輪アシストモータ１４０の方が定格が大きいため、大きなトルクを出力することができる。車両がオーバードライブ結合（図３の状態）である場合には、図３に示す構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０の出力トルク以上のトルクを前車軸１１６に出力することができない。例えば、前輪アシストモータ１４０によりトルクを出力したとしても、作用・反作用の原理に従い、クラッチモータ１３０で伝達可能なトルク以上のトルクが前車軸１１６に伝達されることはあり得ないのである。一方、アンダードライブ結合（図２の状態）とすれば、前輪アシストモータ１４０を力行することにより、クラッチモータ１３０の定格以上のトルクを前車軸１１６に出力することができる。かかる点に鑑み、ＥＶ走行制御処理ルーチンにおいて、前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊がクラッチモータ１３０の最大トルクよりも小さい場合には、オーバードライブ結合（図３の状態）とし、それ以上のトルクが要求される場合には、アンダードライブ結合（図２の状態）とするクラッチの切り替え制御処理を伴うものとすることもできる。その他、クラッチモータ１３０や前輪アシストモータ１４０の運転効率を考慮してオーバードライブ結合とアンダードライブ結合とを切り替える等、種々の条件に応じたクラッチ１１１，１１２の切り替え処理を伴うものとすることができる。
【０１０７】（４）エンジン始動制御処理：次に、エンジン始動制御処理ルーチンについて図１３のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、先に図７を用いて説明した通り、ＥＶ走行制御と通常走行の過渡期に行われる。エンジン１５０の暖機が必要な場合やバッテリ１９４の充電が必要になった場合などの一定条件下では、車両が停止したまま行う場合もある。
【０１０８】この処理の内容は、概ねＥＶ走行制御処理の場合（図８）と同様である。まず、要求動力Ｐｄ＊を設定し（ステップＳ３０２）、前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊および後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を設定する（ステップＳ３０４）。次に、前車軸１１６の回転数Ｎｆおよび後車軸１１８の回転数Ｎｒを検出し（ステップＳ３０６）、両者の回転数差の絶対値が処理の値αよりも大きい場合には（ステップＳ３０８）、要求トルク補正処理を行う（ステップＳ３１０）。要求トルク補正処理の内容はＥＶ走行制御処理で説明した内容（図９）と同じである。次に、クラッチ１１１，１１２の結合状態を検出し（ステップＳ３３０）、結合状態に応じてモータ目標トルク、回転数の設定を行う（ステップＳ３４０）。
【０１０９】モータ目標トルク、回転数の設定処理の内容がＥＶ走行制御処理ルーチンとは相違する。この内容について、アンダードライブ結合の場合、オーバードライブ結合の場合に分けて説明する。
【０１１０】図１４はアンダードライブ結合の場合のモータ目標トルク、回転数の設定処理のフローチャートである。アンダードライブ結合（図２の状態）では、クラッチモータ１３０によりエンジン１５０にトルクを加えることができる。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊として、エンジン１５０をモータリングするための始動トルクＴｓｔを設定する。始動トルクＴｓｔは予め実験等によって設定された値である。一定値としてもよいし、エンジン１５０の温度状態に応じて変化する値としても構わない。
【０１１１】前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊としては、ＥＶ走行制御の場合と同様、要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊を設定する。また、目標トルクＴ１＊は、前車軸１１６から要求トルクＴｄｆ＊が出力できるように設定する。このとき、前車軸１１６にはクラッチモータ１３０でエンジン１５０をモータリングした反トルクが出力されるから、これを相殺するため、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の要求トルクＴｄ＊として要求トルクＴｄｆ＊と始動トルクＴｓｔの和、つまり「Ｔｄｆ＊＋Ｔｓｔ」を設定する（ステップＳ３４４）。
【０１１２】一方、後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊としては、ＥＶ走行制御の場合と同様、要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊を設定する。また、目標トルクとしては、後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を設定する（ステップＳ３４６）。
【０１１３】図１５はオーバードライブ結合の場合のモータ目標トルク、回転数の設定処理のフローチャートである。オーバードライブ結合（図３の状態）では、クラッチモータ１３０により前車軸１１６に動力を出力しつつ、前輪アシストモータ１４０によりエンジン１５０にトルクを加えることができる。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｃ＊として、要求動力として設定された回転数「Ｎｄ＊−Ｎｅ＊」を設定する。また、目標トルクＴｃ＊として前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を設定する。Ｎｅ＊はエンジン１５０の回転数である。エンジン始動制御処理開始直後は、エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊は値０であるが、エンジン１５０がモータリングされるにつれてＮｅ＊は大きくなる。
【０１１４】前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊としては、エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊を設定する。目標トルクＴ１＊としては、エンジン１５０をモータリングするための始動トルクＴｓｔとクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊との和を設定する（ステップＳ３５４）。クラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊を加えるのは、クラッチモータ１３０から前車軸１１６に動力を出力する反トルクを相殺する必要があるからである。
【０１１５】一方、後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊としては、ＥＶ走行制御の場合と同様、要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊を設定する。また、目標トルクとしては、後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を設定する（ステップＳ３５６）。
【０１１６】以上で設定された要求トルク、回転数に基づいて、ＣＰＵは各モータの運転を制御する（ステップＳ３６０）。また、エンジン１５０を始動するための制御処理も実行する（ステップＳ３７０）。エンジン１５０を始動するための制御処理とは、エンジン１５０の回転数が所定の回転数に達した時点で、燃料の噴射および点火を開始する制御である。
【０１１７】以上で説明したエンジン始動制御処理ルーチンにおいては、クラッチ１１１，１１２の切り替え処理は実行していない。これに対し、ＥＶ走行制御において説明したのと同様、例えばクラッチモータ１３０の定格に応じてクラッチ１１１，１１２を切り替える処理を含むものとすることもできる。
【０１１８】（５）通常走行制御処理：次に、通常走行制御処理の内容について説明する。図１６は、通常走行制御処理の内容を示すフローチャートである。この処理が開始されるとＣＰＵは要求動力Ｐｄ＊を設定する（ステップＳ４０２）。要求動力Ｐｄ＊の設定内容は、ＥＶ走行制御処理（図８）の場合と同様である。また、前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊および後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を設定する（ステップＳ４０４）。
【０１１９】次に、こうして要求動力Ｐｄ＊に基づいてエンジン１５０の運転ポイントを設定する（ステップＳ４０６）。エンジン１５０の運転ポイントは、予め定めたマップに従って、基本的にはエンジン１５０の運転効率を優先して設定する。
【０１２０】図１７はかかるマップの例である。図１７はエンジンの回転数Ｎｅを横軸に、トルクＴｅを縦軸にとりエンジン１５０の運転状態を示している。図１７中の曲線Ｂはエンジン１５０の運転が可能な限界範囲を示している。曲線α１からα６まではエンジン１５０の運転効率が一定となる運転ポイントを示している。α１からα６の順に運転効率は低くなっていく。また、曲線Ｃ１からＣ３はそれぞれエンジン１５０から出力される動力（回転数×トルク）が一定となるラインを示している。
【０１２１】エンジン１５０は図１７に示す通り、回転数およびトルクに応じて、運転効率が大きく相違する。図１７中の曲線Ｃ１〜Ｃ３に相当する動力を出力する場合のエンジン１５０の回転数Ｎｅと効率αの関係を図１８に示す。エンジン１５０から曲線Ｃ１に相当する動力を出力する場合には、図１７および図１８中のＡ１点に相当する運転ポイント（回転数およびトルク）でエンジン１５０を運転するときが最も運転効率が高くなる。同様に曲線Ｃ２およびＣ３に相当する動力を出力する場合には図１７および図１８中のＡ２およびＡ３点で運転する場合が最も効率が高くなる。出力すべき動力ごとに最も運転効率が高くなる運転ポイントを選択すると、図１７中の曲線Ａが得られる。これを動作曲線と呼ぶ。
【０１２２】図１６のステップＳ４０６における運転ポイントの設定では、予め実験的に求められた動作曲線を制御ユニット１９０内のＲＯＭにマップとして記憶しておき、かかるマップから要求動力Ｐｅ＊に応じた運転ポイントを読み込んで、エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊およびトルクＴｅ＊を設定するのである。こうすることにより、最も運転効率の高い運転ポイントを設定することができる。
【０１２３】なお、エンジン１５０の要求動力Ｐｅ＊はステップＳ４０２で設定された要求動力Ｐｄ＊と等しい値に設定することもできるし、その他以下の要因を考慮した値に設定することもできる。例えば、ステップＳ４０２で設定された要求動力Ｐｄ＊に加えて、バッテリ１９４の充放電に要する動力を考慮することもできる。つまり、バッテリ１９４の残容量が少ない場合には、エンジン１５０から要求動力Ｐｄ＊以上の動力を出力し、余剰の動力を用いてバッテリ１９４の充電を行うのである。逆にバッテリ１９４が充電過多である場合には、エンジン１５０から要求動力Ｐｄ＊よりも小さい動力を出力し、バッテリ１９４からの電力を用いて不足分の動力を補うものとするのである。バッテリ１９４の充放電に要する動力の他に、エアコンなどの補機を運転するための動力を考慮することもできる。
【０１２４】こうして設定されたエンジン１５０の運転ポイントに応じて、ＣＰＵはクラッチ切り替え処理を行う（ステップＳ４０８）。クラッチ切り替え処理の内容を図１９のフローチャートに基づいて説明する。この処理が開始されるとＣＰＵは、エンジン１５０の運転ポイントとして設定されたトルクＴｅ＊および回転数Ｎｅ＊を読み込む（ステップＳ４１０）。次に、前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊および回転数Ｎｄ＊を読み込む（ステップＳ４１２）。エンジン１５０の回転数は、回転数センサ１５２により検出された値をＥＦＩＥＣＵ１７０を介して受け取ることにより検出される。また、前車軸１１６の回転数は回転数センサ１１７により検出される。
【０１２５】ＣＰＵはエンジン１５０の回転数Ｎｅ＊と前車軸１１６の回転数Ｎｄ＊とを比較し（ステップＳ４１４）、エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊の方が大きい場合には、オーバードライブ結合とする（ステップＳ４２６）。つまり第１クラッチ１１１を結合し、第２クラッチ１１２を解放状態とする。
【０１２６】エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊と前車軸１１６の回転数Ｎｄ＊とが略同一である場合には、第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２の双方を結合状態とする（ステップＳ４２４）。両クラッチ１１１，１１２を結合状態とした場合には、前車軸１１６の動力系統は図５に示した構成となる。このときはエンジン１５０の回転数Ｎｅ＊と前車軸１１６の回転数Ｎｄ＊とを異なる値とすることができない。ステップＳ４１４における条件が成立する場合にはエンジン１５０を効率よく運転した状態で両クラッチ１１１，１１２を結合することができる。
【０１２７】エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊の方が前車軸１１６の回転数Ｎｄ＊よりも小さい場合には、次に両者のトルクＴｅ＊とＴｄｆ＊とを比較する（ステップＳ４１６）。両者のトルクが略同一である場合には、ＣＰＵは第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２の双方を解放状態とする（ステップＳ４２２）。両クラッチ１１１，１１２を解放状態とすることにより、前車軸１１６の動力系統は図４に示した構成となる。このとき作用・反作用の原理から明らかな通り、エンジン１５０のトルクＴｅ＊と前車軸１１６のトルクＴｄｆ＊とを異なる値とすることができない。ステップＳ４１６における条件が成立する場合にはエンジンエンジン１５０を効率よく運転した状態で両クラッチ１１１，１１２を解放することができる。
【０１２８】以上で示したいずれの条件も成立しない場合には、ＣＰＵは第１クラッチ１１１を解放状態とし、第２クラッチ１１２を結合状態としてアンダードライブ結合（図２の状態）とする（ステップＳ４２０）。なお、実際にはステップＳ４１４，Ｓ４１６，Ｓ４１８における判断にはそれぞれヒステリシスを設け、クラッチ１１１，１１２の切り替えが必要以上に頻繁に行われることを回避している。
【０１２９】こうしてクラッチ切り替え処理を実行した後、ＣＰＵは前車軸１１６の回転数Ｎｆと後車軸１１８の回転数Ｎｒを検出し（ステップＳ４３０）、両者の差の絶対値と所定の値αを比較する（ステップＳ４３２）。回転数の差の絶対値が所定の値αよりも大きい場合には、要求トルク補正処理を実行する（ステップＳ４３４）。この処理内容は、ＥＶ走行制御処理において説明した内容と同じである（図９参照）。
【０１３０】以上の処理によって設定されたクラッチ１１１，１１２の結合状態および前車軸１１６、後車軸１１８の要求動力に基づいて、ＣＰＵはモータ目標トルク、回転数設定処理を実行する（ステップＳ４５０）。この処理内容については、クラッチ１１１，１１２の結合状態に応じて場合を分けて後述する。こうして各モータの目標トルクおよび回転数が設定されると、ＣＰＵは各モータの運転制御およびエンジン１５０の運転制御処理を実行する（ステップＳ４９０）。モータの運手制御処理については既に説明した通りである。エンジン１５０の運転は現実にはＥＦＩＥＣＵ１７０が実施する処理である。従って、制御ユニット１９０のＣＰＵはＥＦＩＥＣＵ１７０に対してエンジン１５０の運転ポイントの情報を出力することで、間接的にエンジン１５０の運転を制御する。
【０１３１】以下、各モータの目標トルクおよび回転数設定処理について、クラッチ１１１，１１２の結合状態に応じて場合を分けて説明する。図２０はアンダードライブ結合（図２の状態）におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。図２の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のアウタロータ１３４は前車軸１１６の回転数と同じ回転数Ｎｄ＊で回転することになる。一方、クラッチモータ１３０のインナロータ１３２はクランクシャフト１５６の回転数と同じ回転数Ｎｅ＊で回転する。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｄ＊として両者の差分である「Ｎｄ＊−Ｎｅ＊」を設定する。また、図２の構成および作用・反作用の原理から明らかな通り、クラッチモータ１３０のトルクはエンジン１５０に与えられる負荷トルクに等しい。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊としてエンジン１５０の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ４５２）。
【０１３２】アンダードライブ結合では、前輪アシストモータ１４０が前車軸１１６に結合された状態である。従って、前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊としてＮｄ＊を設定する。また、目標トルクＴ１＊は、前車軸１１６から要求トルクＴｄｆ＊が出力可能な値が設定される。前車軸１１６にはクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊の反作用としてのトルクが出力される。従って、前輪アシストモータ１４０の目標トルクとしては、この反作用を相殺した上で要求トルクＴｄｆ＊を出力することができるように「Ｔｄｆ＊−Ｔｃ＊」が設定される（ステップＳ４５４）。先に説明した通り、クラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊は正の値である。従って、前輪アシストモータ１４０には前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊よりも小さいトルクが目標トルクＴ１＊として設定されることになる。
【０１３３】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊には要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊には後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊が設定される（ステップＳ４５６）。
【０１３４】以上の処理により目標トルクおよび回転数を設定した場合の動力の流れを説明する。クラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｃ＊は「Ｎｄ＊−Ｎｅ＊」として設定される（ステップＳ４５２）。アンダードライブ結合では、「前車軸１１６の回転数Ｎｄ＊＜エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊」であるから、クラッチモータ１３０のアウタロータ１３４はインナロータ１３２よりも減速して回転し、アウタロータ１３４はインナロータ１３２に対し、相対的に負の方向に回転する。目標トルクＴｃ＊は正の値であるから、クラッチモータ１３０は回生運転されることになる。回生される電力は、この滑り量｜Ｎｄ＊−Ｎｅ＊｜とトルクＴｅ＊との積に等しい。
【０１３５】前輪アシストモータ１４０および後輪アシストモータ１６０は正のトルクを出力して正方向に回転するから、それぞれ電力の供給を受けて力行することになる。前輪アシストモータ１４０に供給される電力は、トルクＴ１＊と回転数Ｎｄ＊との積に等しい。また、後輪アシストモータ１６０に供給される電力は、トルクＴ２＊と回転数Ｎｄ＊との積に等しい。エンジン１５０から要求動力Ｐｄ＊に等しい動力が出力されている場合、１００％の効率で動力が伝達されるものとすれば、クラッチモータ１３０で回生される電力と、前輪アシストモータ１４０および後輪アシストモータ１６０に供給される電力とは等しくなる。この結果、図２０の処理で設定された目標トルクおよび回転数でクラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０、後輪アシストモータ１６０の運転を行えば、エンジン１５０から出力された動力状態を要求された回転数およびトルクからなる動力状態に変換して前車軸１１６および後車軸１１８から出力することができる。
【０１３６】しかも、この変換では、動力の循環を生じない。エンジン１５０から出力された動力は、クラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０を順に経て前車軸１１６から出力される。上記変換では、こうした動力の伝達の流れにおいて上流側に位置するクラッチモータ１３０により電力を回生し、下流側に位置する前輪アシストモータ１４０にその電力を供給しているから、動力の循環は生じないのである。
【０１３７】図２１はオーバードライブ結合（図３の状態）におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。図３の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のアウタロータ１３４は前車軸１１６の回転数と同じ回転数Ｎｄ＊で回転することになる。一方、クラッチモータ１３０のインナロータ１３２はクランクシャフト１５６の回転数と同じ回転数Ｎｅ＊で回転する。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｄ＊として両者の差分である「Ｎｄ＊−Ｎｅ＊」を設定する。また、図３の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のトルクは前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊に等しい。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊として前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を設定する（ステップＳ４５８）。
【０１３８】オーバードライブ結合では、前輪アシストモータ１４０がクランクシャフト１５６に結合された状態である。従って、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊としてエンジン１５０の回転数Ｎｅ＊を設定する。また、目標トルクＴ１＊は、エンジン１５０に負荷Ｔｅ＊を与えるように設定される。このときクランクシャフト１５６には、クラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊の反作用としてのトルクが出力される。従って、前輪アシストモータ１４０の目標トルクとしては、この反作用を相殺した上でエンジン１５０に負荷トルクＴｅ＊をかけることができるように「Ｔｄｆ＊−Ｔｅ＊」が設定される（ステップＳ４６０）。
【０１３９】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊には要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊には後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊が設定される（ステップＳ４６２）。
【０１４０】以上の処理により目標トルクおよび回転数を設定した場合の動力の流れを説明する。クラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｃ＊は「Ｎｄ＊−Ｎｅ＊」として設定される（ステップＳ４５８）。オーバードライブ結合では、「前車軸１１６の回転数Ｎｄ＊＞エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊」であるから、クラッチモータ１３０のアウタロータ１３４はインナロータ１３２よりも増速して回転する。この増速はクラッチモータ１３０を力行することによって実現される。力行に当たりクラッチモータ１３０に供給される電力は、アウタロータ１３４とインナロータ１３２の滑り量｜Ｎｄ＊−Ｎｅ＊｜とトルクＴｄｆ＊との積に等しい。
【０１４１】前輪アシストモータ１４０の目標トルクは「Ｔｄｆ＊−Ｔｅ＊」に設定される（ステップＳ４６０）。オーバードライブ時には、エンジン１５０から出力される動力状態は、回転数が高く、トルクが低い動力状態に変換される。従って、「前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊＜エンジン１５０の出力トルクＴｅ＊」である。この結果、前輪アシストモータ１４０の目標トルクＴ１＊は負の値となる。つまり、前輪アシストモータ１４０はエンジン１５０から出力された動力の一部を電力として回生することになる。この電力は、トルク｜Ｔ１＊｜と回転数Ｎ１＊との積に等しい。一方、後輪アシストモータ１６０は電力の供給を受けて正のトルクを出力する。後輪アシストモータ１６０に供給される電力は、トルクＴ２＊と回転数Ｎｄ＊との積に等しい。エンジン１５０から要求動力Ｐｄ＊に等しい動力が出力されている場合、１００％の効率で動力が伝達されるものとすれば、前輪アシストモータ１４０で回生される電力と、クラッチモータ１３０および後輪アシストモータ１６０に供給される電力とは等しくなる。この結果、図２１の処理で設定された目標トルクおよび回転数でクラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０、後輪アシストモータ１６０の運転を行えば、エンジン１５０から出力された動力状態を要求された回転数およびトルクからなる動力状態に変換して前車軸１１６および後車軸１１８から出力することができる。
【０１４２】しかも、この変換では、動力の循環を生じない。エンジン１５０から出力された動力は、前輪アシストモータ１４０、クラッチモータ１３０を順に経て前車軸１１６から出力される。上記変換では、こうした動力の伝達の流れにおいて上流側に位置する前輪アシストモータ１４０により電力を回生し、下流側に位置するクラッチモータ１３０にその電力を供給しているから、動力の循環は生じないのである。
【０１４３】図２２はクラッチ１１１，１１２の双方を解放した場合（図４の状態）におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。図４の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のアウタロータ１３４は前車軸１１６の回転数と同じ回転数Ｎｄ＊で回転することになる。一方、クラッチモータ１３０のインナロータ１３２はクランクシャフト１５６の回転数と同じ回転数Ｎｅ＊で回転する。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｄ＊として両者の差分である「Ｎｄ＊−Ｎｅ＊」を設定する。また、図４の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のトルクはエンジン１５０への負荷トルクＴｅ＊に等しい。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊としてエンジン１５０の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ４６４）。
【０１４４】両クラッチ１１１，１１２を解放した状態では、図４に示す構成から明らかな通り、前輪アシストモータ１４０は動力の伝達に影響を与えない。従って、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊および目標トルクＴ１＊としてデフォルト値を設定する（ステップＳ４６６）。本実施例では、デフォルト値としてそれぞれ値０を設定している。
【０１４５】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊には要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊には後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊が設定される（ステップＳ４６８）。
【０１４６】以上の処理により目標トルクおよび回転数を設定した場合の動力の流れを説明する。クラッチモータ１３０の運転状態は、アンダードライブ結合の時と同じであり、クラッチモータ１３０では電力が回生される。一方、後輪アシストモータ１６０は電力の供給を受けて正のトルクを出力する。エンジン１５０から要求動力Ｐｄ＊に等しい動力が出力されている場合、１００％の効率で動力が伝達されるものとすれば、クラッチモータ１３０で回生される電力と後輪アシストモータ１６０に供給される電力とは等しくなる。この結果、図２２の処理で設定された目標トルクおよび回転数でクラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０、後輪アシストモータ１６０の運転を行えば、エンジン１５０から出力された動力状態を要求された回転数およびトルクからなる動力状態に変換して前車軸１１６および後車軸１１８から出力することができる。
【０１４７】しかも、この変換では、動力の循環を生じない。エンジン１５０から出力された動力はクラッチモータ１３０を経て前車軸１１６から出力される。上記変換では、こうした動力の伝達の経路から電力を回生するのみであり、別途動力を供給する部分が存在しないから、動力の循環は生じ得ないのである。
【０１４８】図２３はクラッチ１１１，１１２の双方を結合した場合（図５の状態）におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。図５の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０は動力の伝達に影響を与えない。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｃ＊および目標トルクＴｃ＊としてデフォルト値を設定する（ステップＳ４７０）。本実施例では、デフォルト値としてそれぞれ値０を設定している。
【０１４９】両クラッチ１１１，１１２を結合した状態では、図５に示す構成から明らかな通り、前輪アシストモータ１４０の回転数はエンジン１５０の回転数と等しくなる。従って、ＣＰＵは、前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊として、エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊を設定する。また、目標トルクＴ１＊はエンジン１５０に負荷トルクＴｅ＊を与えつつ、前車軸１１６から要求トルクＴｄｆ＊が出力できるように、「Ｔｄｆ＊−Ｔｅ＊」を設定する（ステップＳ４７２）。
【０１５０】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊には要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊には後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊が設定される（ステップＳ４７４）。
【０１５１】以上の処理により目標トルクおよび回転数を設定した場合、エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊は要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊に等しい。エンジン１５０から出力される動力の大きさが要求動力Ｐｄ＊に等しい場合には、その出力トルクＴｅ＊も要求トルクＴｄ＊に等しい。前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊と後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊の和が要求トルクＴｄ＊であるから、それぞれの「要求トルクＴｄｆ＊，Ｔｄｒ＊＜エンジン１５０の出力トルク」である。上述の結合状態では、前輪アシストモータ１４０の目標トルクＴ１＊は「Ｔｄｆ＊−Ｔｅ＊」と設定されている（ステップＳ４７２）。つまり、目標トルクＴ１＊は負の値である。従って、上記結合状態では、エンジン１５０から出力された動力の一部を前輪アシストモータ１４０で電力として回生し、その電力を後輪アシストモータ１６０に供給して動力を出力している。
【０１５２】この変換では、動力の循環を生じない。エンジン１５０から出力された動力は前輪アシストモータ１４０を経て前車軸１１６から出力される。上記変換では、こうした動力の伝達の経路から電力を回生するのみであり、別途動力を供給する部分が存在しないから、動力の循環は生じ得ないのである。
【０１５３】以上で説明した処理において実行している要求トルク補正処理（ステップＳ４３４）は、先に図９を用いて説明した処理と同じであることを説明した。この処理を実行した場合、エンジン１５０の運転ポイントはステップＳ４０６で設定されたポイントを維持することになる。これに対し、要求トルク補正処理の第２の態様としてエンジン１５０の運転ポイント自体の変更を伴う処理を採ることもできる。第２の態様からなる要求トルク補正処理の内容を図２４のフローチャートにより説明する。
【０１５４】第２の態様の要求トルク補正処理が開始されると、ＣＰＵは前車軸１１６の回転数Ｎｆと後車軸１１８の回転数Ｎｒの大小関係を比較し（ステップＳ４３６）。前車軸１１６の回転数Ｎｆの方が大きい場合には、前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を、トルク補正量△Ｔだけ減少させる（ステップＳ４３８）。また、後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊の設定を行う（ステップＳ４４０）。ここまでは、図９に示した処理と同様である。次に、ＣＰＵはエンジン１５０の運転ポイントを補正する処理を実行する（ステップＳ４４２）。具体的には、エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊をトルク補正量△Ｔだけ減少させる。また、出力される動力がＰｅ＊で一定に保たれるように、目標回転数Ｎｅ＊を増大させる。動力の大きさはトルクと回転数の積で与えられる。従って、補正後の回転数Ｎｅ＊は、エンジン１５０から出力する動力Ｐｅ＊を補正されたトルクＴｅ＊で除することによって求められる。
【０１５５】一方、後車軸１１８の回転数Ｎｒの方が大きい場合には、後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊をトルク補正量△Ｔだけ減少させる（ステップＳ４４４）。また、前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊の設定を行う（ステップＳ４４６）。ここまでは、図９に示した処理と同様である。次に、ＣＰＵはエンジン１５０の運転ポイントを補正する処理を実行する（ステップＳ４４８）。具体的には、エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊をトルク補正量△Ｔだけ増大させる。また、出力される動力がＰｅ＊で一定に保たれるように、目標回転数Ｎｅ＊を増大させる。動力の大きさはトルクと回転数の積で与えられる。従って、補正後の回転数Ｎｅ＊は、エンジン１５０から出力する動力Ｐｅ＊を補正されたトルクＴｅ＊で除することによって求められる。
【０１５６】上述した要求トルク補正処理におけるエンジン１５０の運転ポイントの変更の様子を図２５に示した。図２５中の曲線Ｐｅ＊は、エンジン１５０から出力される動力が値Ｐｅ＊で一定となる運転ポイントを示している。要求トルク補正処理の前のエンジン１５０の運転ポイントが図２５中のポイントＰ０（回転数Ｎｅ＊、トルクＴｅ＊）であるとする。前車軸１１６側がスリップしている場合は、エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊を減らす（ステップＳ４４２）。このとき、エンジン１５０の運転ポイントは、図２５中の点Ｐ１に移行することになる。先に述べた通り、回転数はＮｅ＊からＮｅ１に増大する。
【０１５７】後車軸１１８側がスリップしている場合は、エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊を増大する（ステップＳ４４８）。このとき、エンジン１５０の運転ポイントは、図２５中の点Ｐ２に移行することになる。先に述べた通り、回転数はＮｅ＊からＮｅ２に減少する。
【０１５８】図２５中の曲線Ａは先に図１７を用いて説明した動作曲線である。要求トルク変更処理前のエンジン１５０の運転ポイントＰ０は、図２５に示す通り、動作曲線Ａ上で設定されている。これに対し、要求トルク変更処理によりエンジン１５０の運転ポイントを図２５中の点Ｐ１またはＰ２に移行すれば、動作曲線Ａから外れることになる。従って、エンジン１５０の運転効率はその分低くなる。かかるデメリットを有するものの、エンジン１５０の運転ポイントの変更を伴うことにより、前車軸１１６および後車軸１１８から出力されるトルクを広範囲で変更可能となる利点がある。なお、第１の態様による要求トルク補正処理（図９）と第２の態様による要求トルク補正処理（図２４）を、例えばトルク補正量△Ｔに応じて使い分けることも可能である。
【０１５９】上述した第２の態様の要求トルク補正処理においては、エンジン１５０から出力される動力が一定となるようにトルクおよび回転数を変更する。これに対し、エンジン１５０のトルクのみを変更するものとしてもよい。例えば、図２５において、運転ポイントＰ０からトルク補正量△Ｔだけトルクを小さくした点Ｐ３で運転するものとしたり、逆にトルク補正量△Ｔだけトルクを大きくした点Ｐ４で運転するものとしてもよい。かかる場合には、エンジン１５０から出力される動力が要求動力Ｐｄ＊に対して不足したり過剰であったりする。しかし、車輪にスリップが生じるのは一過性の現象であると考えれば、かかる制御を行うものとしても大きな支障は生じない。
【０１６０】（６）回生制動制御処理：次に、回生制動制御処理の内容について説明する。図２６は、回生制動制御処理の内容を示すフローチャートである。この処理が開始されるとＣＰＵは制動動力Ｐｂ＊を設定する（ステップＳ５０２）。制動動力Ｐｂ＊は、制動トルクＴｂ＊と回転数Ｎｂ＊との組み合わせとして設定される。制動動力Ｐｂ＊の設定は、アクセルペダルおよびブレーキペダルの操作量に応じて設定される。本実施例では、各車速において、これらのペダルの操作量に応じて制動トルクＴｂ＊を予めマップとして制御ユニット１９０内のＲＯＭに記憶しておき、このマップから対応する値を読み出すことによって制動トルクを設定している。また、こうして設定された制動トルクＴｂ＊に基づいて、前車軸１１６の制動トルクＴｂｆ＊および後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊を設定する（ステップＳ５０４）。両者のトルク配分は他の運転モードにおける要求トルクの配分と同様、種々の値に設定可能である。
【０１６１】なお、制動トルクＴｂ＊とは、負の要求動力である。以下の説明では正負の混乱を避けるため、「制動トルク」というときは、トルクの絶対値を意味するものとする。例えば、モータの目標トルクとして制動トルクＰｂ＊が設定された場合には、制御ユニットは「−Ｐｂ＊」を要求トルクとして設定することになる。
【０１６２】ＣＰＵは制動トルクを設定した後、エンジン１５０の運転ポイントをアイドル状態に設定する（ステップＳ５０６）。これは、制動時は動力を出力する必要がないからである。エンジン１５０の運転を停止するものとしても構わないが、一般に制動が終了した後、再度エンジン１５０の始動を行っていては、運転操作に対する車両の応答性が悪くなるため、本実施例ではエンジン１５０の運転ポイントをアイドル状態に設定している。
【０１６３】次に、ＣＰＵは前車軸１１６の回転数Ｎｆと後車軸１１８の回転数Ｎｒを検出し（ステップＳ５０８）、両者の差の絶対値と所定の値αを比較する（ステップＳ５１０）。回転数の差の絶対値が所定の値αよりも大きい場合には、制動トルク補正処理を実行する（ステップＳ５３２）。この処理内容について、図２７のフローチャートを用いて説明する。
【０１６４】この処理では、最初に前車軸１１６の回転数Ｎｆと後車軸１１８の回転数Ｎｒとの大小関係を判定する（ステップＳ５２２）。これは、前車軸１１６と後車軸１１８のいずれの車軸がスリップしているか判断するためである。
【０１６５】前車軸１１６の回転数Ｎｆの方が小さい場合には、前車軸１１６の制動トルクＴｂｆ＊を補正する。具体的には、トルク補正量△Ｔだけ前車軸１１６の制動トルクＴｄｆ＊を減少させる。つまり、「Ｔｂｆ＊−△Ｔ」を補正後の制動トルクＴｂｆ＊とするのである。トルク補正量△Ｔは前車軸１１６の回転数Ｎｆと後車軸１１８の回転数Ｎｒとの差の絶対値に応じたマップとして予め設定されている。このマップは要求トルク補正処理ルーチンで用いたマップ（図１０）と同様である。
【０１６６】上述したマップにより前車軸１１６の制動トルクＴｂｆ＊を変更した後、ＣＰＵは後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊の設定を行う（ステップＳ５２６）。制動トルクＴｂｒ＊は、車両全体の制動トルクＴｂ＊から補正後の前車軸１１６の制動トルクＴｂｆ＊を引くことによって設定する。後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊をトルク補正量△Ｔだけ増すものとしても同じである。このように設定することにより、車両全体としての出力トルクは維持したまま、前車軸１１６と後車軸１１８のトルク配分を変更することができる。
【０１６７】一方、後車軸１１８の回転数Ｎｒの方が小さい場合には、後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊を補正する。具体的には、トルク補正量△Ｔだけ後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊を減少させる。つまり、「Ｔｂｒ＊−△Ｔ」を補正後の制動トルクＴｂｒ＊とするのである。トルク補正量△Ｔは先に説明したマップ（図１０）により設定される。
【０１６８】後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊を変更した後、ＣＰＵは前車軸１１６の制動トルクＴｂｆ＊の設定を行う（ステップＳ５３０）。制動トルクＴｂｆ＊は、車両全体の制動トルクＴｂ＊から補正後の後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊を引くことによって設定する。前車軸１１６の制動トルクＴｂｆ＊をトルク補正量△Ｔだけ増すものとしても同じである。このように設定することにより、車両全体としての出力トルクは維持したまま、前車軸１１６と後車軸１１８のトルク配分を変更することができる。なお、上述した制動トルクの補正処理においても図９で説明した要求トルク補正処理と同様、制動トルクを段階的に減少させるものとしても構わない。また、前車軸１１６または後車軸１１８のうち、スリップが生じている側の車軸における制動トルクのみを補正するものとしても構わない。
【０１６９】以上の処理によって制動トルクを設定した後、ＣＰＵはクラッチ１１１，１１２の結合状態を検出する（ステップＳ５４８）。クラッチ１１１，１１２の結合状態を検出するのは、先に説明した種々の運転モードと同じく、この後の処理、つまり、クラッチモータ１３０、前輪アシストモータ１４０および後輪アシストモータ１６０の目標トルク、回転数を設定する処理（ステップＳ５５０）がクラッチ１１１，１１２の結合状態に応じて変わるからである。続いて、ＣＰＵはモータ目標トルク、回転数設定処理を実行する（ステップＳ５５０）。この処理内容については、クラッチ１１１，１１２の結合状態に応じて場合を分けて後述する。こうして各モータの目標トルクおよび回転数が設定されると、ＣＰＵは各モータの運転制御およびエンジン１５０の運転制御処理を実行する（ステップＳ５９０）。これらの処理については既に説明した通りである。
【０１７０】以下、各モータの目標トルクおよび回転数設定処理について、クラッチ１１１，１１２の結合状態に応じて場合を分けて説明する。図２８はアンダードライブ結合（図２の状態）におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。図２の構成から明らかな通り、前輪アシストモータ１４０は前車軸１１６の回転数と同じ回転数Ｎｄ＊で回転することになる。従って、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊としてＮｄ＊を設定する。また、目標トルクＴ１＊として前車軸１１６の制動トルクＴｂ＊を設定する（ステップＳ５５２）。
【０１７１】上記設定により、前車軸１１６には設定された制動トルクＴｂ＊が出力されることになる。従って，ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊として値０を設定し、また、目標回転数Ｎｃ＊としてデフォルトを設定する（ステップＳ５５４）。後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊には制動動力として設定された回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊には後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊が設定される（ステップＳ５５６）。
【０１７２】図２９はオーバードライブ結合（図３の状態）におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。図３の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のアウタロータ１３４は前車軸１１６の回転数と同じ回転数Ｎｄ＊で回転することになる。一方、クラッチモータ１３０のインナロータ１３２はクランクシャフト１５６の回転数と同じ回転数Ｎｅ＊で回転する。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｄ＊として両者の差分である「Ｎｄ＊−Ｎｅ＊」を設定する。また、図３の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のトルクは前車軸１１６の制動トルクＴｂｆ＊に等しい。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊として前車軸１１６の制動トルクＴｂｆ＊を設定する（ステップＳ５５８）。
【０１７３】オーバードライブ結合では、前輪アシストモータ１４０がクランクシャフト１５６に結合された状態である。従って、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊としてエンジン１５０の回転数Ｎｅ＊を設定する。エンジン１５０葉、アイドル状態で運転されるから、目標トルクＴ１＊は、エンジン１５０に負荷を与えないように設定される。このときクランクシャフト１５６には、クラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊（Ｔｂｆ＊に等しい）の反作用としてのトルクが出力される。従って、前輪アシストモータ１４０の目標トルクとしては、この反作用を相殺するトルクを出力するためにＴｂｆ＊が設定される（ステップＳ５６０）。
【０１７４】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊には制動動力として設定された回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊には後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊が設定される（ステップＳ５６２）。
【０１７５】図３０はクラッチ１１１，１１２の双方を解放した場合（図４の状態）におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。図４の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のアウタロータ１３４は前車軸１１６の回転数と同じ回転数Ｎｄ＊で回転することになる。一方、クラッチモータ１３０のインナロータ１３２はクランクシャフト１５６の回転数と同じ回転数Ｎｅ＊で回転する。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｄ＊として両者の差分である「Ｎｄ＊−Ｎｅ＊」を設定する。また、図４の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０のトルクは制動トルクＴｂｆ＊に等しい。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標トルクＴｃ＊として制動トルクＴｂｆ＊を設定する（ステップＳ５６４）。
【０１７６】両クラッチ１１１，１１２を解放した状態では、図４に示す構成から明らかな通り、前輪アシストモータ１４０は動力の伝達に影響を与えない。従って、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊および目標トルクＴ１＊としてデフォルト値を設定する（ステップＳ５６６）。本実施例では、デフォルト値としてそれぞれ値０を設定している。
【０１７７】クラッチモータ１３０により前車軸１１６に制動トルクＴｂｆ＊が出力されれば、その反作用としてのトルクがエンジン１５０のクランクシャフト１５６に出力される。両クラッチ１１１，１１２を解放した状態では、この反作用はエンジン１５０における摩擦力やポンピングロスで相殺することになる。つまり、両クラッチ１１１，１１２を解放した場合は、いわゆるエンジンブレーキをかけた状態で車両の制動を行うことになる。
【０１７８】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊には制動動力として設定された回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊には後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊が設定される（ステップＳ５６８）。
【０１７９】図３１はクラッチ１１１，１１２の双方を結合した場合（図５の状態）におけるモータ目標トルク、回転数設定処理のフローチャートである。図５の構成から明らかな通り、クラッチモータ１３０は動力の伝達に影響を与えない。従って、ＣＰＵはクラッチモータ１３０の目標回転数Ｎｃ＊および目標トルクＴｃ＊としてデフォルト値を設定する（ステップＳ５７０）。本実施例では、デフォルト値としてそれぞれ値０を設定している。
【０１８０】両クラッチ１１１，１１２を結合した状態では、図５に示す構成から明らかな通り、前輪アシストモータ１４０の回転数は制動動力として設定された回転数Ｎｄ＊と等しくなる。従って、ＣＰＵは、前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊として、この回転数Ｎｄ＊を設定する。また、目標トルクＴ１＊としては前車軸１１６から出力すべき制動トルクＴｂｆ＊を設定する（ステップＳ５７２）。
【０１８１】このとき、エンジン１５０は前車軸１１６と同じ回転数Ｎｄ＊で回転する。従って、エンジン１５０の運転ポイントはアイドル状態として制御されるが、必ずしもアイドル状態として定められた回転数で回転するとは限らない。この際、いわゆるエンジンブレーキがかかり前車軸１１６に、前輪アシストモータ１４０から出力されるよりも大きい制動トルクが出力される可能性もある。前車軸１１６に出力される制動トルクの大きさを正確に制御する必要性がある場合には、エンジンブレーキによる制動トルクも考慮した制御を行うものとしてもよい。例えば、エンジン１５０の回転数といわゆるエンジンブレーキによる制動トルクとの関係を予めマップとして制御ユニット１９０内のＲＯＭに記憶しておく。この関係を参照すれば、エンジンブレーキによる制動トルクＴｂｅ＊の大きさを知ることができる。従って、前輪アシストモータ１４０の目標トルクＴ１＊をエンジンブレーキによる制動トルクＴｂｅ＊に相当する分だけ減少させれば、前車軸１１６には前輪アシストモータ１４０による制動トルクとエンジンブレーキによる制動トルクの総和として、制動トルクＴｂｆ＊が出力される。図３１のステップＳ５７２において、かかる制御を伴うものとしてもよい。
【０１８２】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊には制動動力として設定された回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊には後車軸１１８の制動トルクＴｂｒ＊が設定される（ステップＳ５７４）。
【０１８３】以上、図２８〜図３１を用いて説明した目標トルク、回転数設定処理により各モータの目標トルク、回転数を設定すれば、前車軸１１６および後車軸１１８からそれぞれ制動トルクＴｂｆ＊、Ｔｂｒ＊を出力することができ、車両を制動することができる。上述した回生制動制御では、それぞれ車両の走行時の運動エネルギを各モータにより電力として回生することにより車両を制動している。こうして回生された電力はバッテリ１９４に蓄電することができる。
【０１８４】上述した回生制動制御処理（図２６）では、クラッチ１１１，１１２の結合状態の切り替え処理は実行していない。これに対し、以下に示すようなクラッチの切り替え処理を伴うものとしてもよい。例えば、両クラッチ１１１，１１２が解放状態の場合の制動（図３０）およびでは、制動トルクが大きくなると、いわゆるエンジンブレーキがかかった状態で車両を制動する。エンジンブレーキは有効な制動方法ではあるが、車両の走行に伴う運動エネルギを熱に変換することになるため、エネルギを有効に活用するという点では他の制動方法に比べて劣る。従って、両クラッチ解放時に車両を制動する場合には、クラッチ１１１，１１２の切り替えを行い、アンダードライブ結合等の結合状態にして回生制動を行うものとすることができる。逆に、エンジン１５０の暖機を行う必要があるような場合には、回生制動時にクラッチ１１１，１１２を解放状態として、エンジンブレーキによる制動を実行し、摩擦熱でエンジン１５０を暖機するようにしてもよい。
【０１８５】また、オーバードライブ結合時の回生制動（図２９）では、クラッチモータ１３０で制動トルクＴｂｆ＊を出力しつつ、前輪アシストモータ１４０でその反トルクを相殺する必要がある。これに対し、アンダードライブ結合時の回生制動（図２８）では、前輪アシストモータ１４０で制動トルクＴｂｆ＊を出力すれば、クラッチモータ１３０の制御を行う必要がない。従って、回生制動を行う場合には、アンダードライブ結合の方が、オーバードライブ結合よりも制御が容易となる。かかる点に鑑み、回生制動を行う際には、クラッチ１１１，１１２をアンダードライブ状態に切り替えるものとしてもよい。その他、クラッチ１１１，１１２の各結合状態における特性を活かして、回生制動時にクラッチ１１１，１１２を種々切り替える処理を行うことができる。
【０１８６】以上で説明した本実施例のハイブリッド車両によれば、ＥＶ走行、エンジン始動、通常走行、回生制動の各運転モードにおいて、前車軸１１６および後車軸１１８から、それぞれ要求動力又は制動動力を出力しつつ４輪駆動で走行することができる。この際、第１クラッチ１１１，第２クラッチ１１２を種々の状態に切り替えることにより、動力の循環を生じることなく走行することが可能である。この結果、本実施例のハイブリッド車両では、４輪駆動を実現しつつ、その運転効率を向上することができる。
【０１８７】また、本実施例のハイブリッド車両では、前輪１１６Ｒ、１１６Ｌまたは後輪１１８Ｒ，１１８Ｌのいずれかがスリップした場合に、前後輪のトルク配分を適切に変更することができる。この結果、常に要求されたトルクを路面に伝達することができるようになる。従って、本実施例のハイブリッド車両によれば、例えば路面の摩擦係数が低い場合等において、４輪駆動の特性を活かしつつ、安定して走行することが可能となる。また、スリップが生じないようにトルク配分を変更することは、車両から出力された動力を路面に伝達する際の損失を抑制することができることを意味する。従って、本実施例のハイブリッド車両によれば、４輪駆動時の運転効率を向上することができる。
【０１８８】（７）第２実施例の構成：次に、本発明の第２実施例としてのハイブリッド車両について説明する。図３２は、第２実施例としてのハイブリッド車両の概略構成を示す説明図である。第２実施例のハイブリッド車両では、前輪動力系統においてクラッチモータ１３０に代えて、プラネタリギヤ２００と電動発電機２１０が用いられている。その他の構成は、第１実施例のハイブリッド車両（図１参照）と同じである。
【０１８９】プラネタリギヤ２００は、中心で回転するサンギヤ２０１、サンギヤ２０１の外周を自転しながら公転するプラネタリピニオンギヤを備えるプラネタリキャリア２０３と、更にその外周で回転するリングギヤ２０２とから構成されている。サンギヤ２０１、プラネタリキャリア２０３，およびリングギヤ２０２はそれぞれ別々の回転軸を有している。サンギヤ２０１の回転軸であるサンギヤ軸２０４は中空になっており、電動発電機２１０のロータ２１２に結合されている。プラネタリキャリア２０３の回転軸であるプラネタリキャリア軸２０６はエンジン１５０のクランクシャフト１５６と結合されている。リングギヤ２０２の回転軸であるリングギヤ軸２０５はディファレンシャルギヤ１１４を介して前車軸１１６に結合されている。
【０１９０】プラネタリギヤ２００は、サンギヤ軸２０４，プラネタリキャリア軸２０６およびリングギヤ軸２０５の３軸の回転数およびトルクに以下の関係が成立することが機構学上よく知られている。即ち、上記３つの回転軸のうち２つの回転軸の動力状態が決定されると、以下の関係式に基づいて残余の一つの回転軸の動力状態が決定される。
Ｎｓ＝（１＋ρ）／ρ×Ｎｃ−Ｎｒ／ρ；
Ｎｃ＝ρ／（１＋ρ）×Ｎｓ＋Ｎｒ／（１＋ρ）；
Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ；
Ｔｓ＝Ｔｃ×ρ／（１＋ρ）＝ρＴｒ；
Ｔｒ＝Ｔｃ／（１＋ρ）；
ρ＝サンギヤ１２１の歯数／リングギヤ１２２の歯数 ・・・（１）；
【０１９１】ここで、Ｎｓはサンギヤ軸２０４の回転数；Ｔｓはサンギヤ軸２０４のトルク；Ｎｃはプラネタリキャリア軸２０６の回転数；Ｔｃはプラネタリキャリア軸２０６のトルク；Ｎｒはリングギヤ軸２０５の回転数；Ｔｒはリングギヤ軸２０５のトルク；である。
【０１９２】電動発電機２１０は、前輪アシストモータ１４０および後輪アシストモータ１６０と同様の構成をしている。つまり、電動発電機２１０はステータ２１４にコイルが巻回され、ロータ２１２に永久磁石が貼付された三相同期モータとして構成されている。ステータ２１４はケースに固定されている。ステータ２１４に巻回されたコイルに三相交流を流すと回転磁界が生じ、ロータ２１２に貼付された永久磁石との相互作用によってロータ２１２が回転する。電動発電機２１０は、ロータ２１２が外力によって回転されると、その動力を電力として回生する発電機としての機能も奏する。なお、電動発電機２１０のステータ２１４に巻回されたコイルは、インバータ１９１と電気的に接続されている。制御ユニット１９０がインバータ１９１のトラジスタをオン・オフすることにより電動発電機２１０の運転を制御することができる。
【０１９３】第１実施例におけるクラッチモータ１３０は、インナロータ１３２とアウタロータ１３４の間の相対的な滑りによって、インナロータ１３２に入力された動力の一部を電力として回生しつつ、残余の動力をアウタロータ１３４に伝達する機能を奏することができた。また、クラッチモータ１３０を力行することにより、インナロータ１３２から入力された動力を増大してアウタロータ１３４に伝達することもできた。このように第１実施例では、クラッチモータ１３０は一方の軸から入力された動力を電力のやりとりを通じて増減し、他方の軸に伝達する動力調整装置としての機能を奏するものであった。
【０１９４】第２実施例では、プラネタリギヤ２００と電動発電機２１０の組み合わせにより、第１実施例におけるクラッチモータ１３０と同じ機能を奏することができる。クラッチモータ１３０のインナロータ軸１３３に相当するのがプラネタリキャリア軸２０６であり、アウタロータ軸１３５に相当するのがリングギヤ軸２０５である。第２実施例では、これらの組み合わせにより動力調整装置としての機能を奏する。
【０１９５】エンジン１５０からプラネタリキャリア軸２０６に動力が入力されると、上式（１）に従い、リングギヤ２０２およひサンギヤ２０１が回転する。リングギヤ２０２およびサンギヤ２０１のいずれか一方の回転を止めることも可能である。リングギヤ２０２が回転することにより、エンジン１５０から出力された動力の一部を前車軸１１６に機械的な形で伝達することができる。また、サンギヤ２０１が回転することにより、エンジン１５０から出力された動力の一部を電動発電機２１０により電力として回生することができる。一方、電動発電機２１０を力行すれば、電動発電機２１０から出力されたトルクは、サンギヤ２０１、プラネタリキャリア２０３およびリングギヤ２０２を介して前車軸１１６に機械的に伝達することができる。従って、電動発電機２１０を力行することにより、エンジン１５０から出力されたトルクを増大して前車軸１１６に出力することも可能である。このように、第２実施例では、プラネタリギヤ２００と電動発電機２１０の組み合わせにより、クラッチモータ１３０と同様の機能を奏することができるのである。
【０１９６】第２実施例においても、第１クラッチ１１１および第２クラッチ１１２の結合状態に応じて、前輪動力系統は種々の構成を採ることができる。以下、前輪動力系統においてエンジン１５０から出力された動力が前車軸１１６に伝達される流れに沿って、エンジン１５０に近い側を上流側、前車軸１１６に近い側を下流側と呼ぶものとする。
【０１９７】第１クラッチ１１１を解放して、第２クラッチ１１２を結合した場合の構成を図３３に示す。この構成は、前輪アシストモータ１４０がプラネタリギヤ２００よりも下流側に位置している。この結合状態をアンダードライブ結合と呼ぶ。第１実施例における図２に相当する構成である。
【０１９８】第１クラッチ１１１を結合して、第２クラッチ１１２を解放した場合の構成を図３４に示す。この構成は、前輪アシストモータ１４０がプラネタリギヤ２００よりも上流側に位置している。この結合状態をオーバードライブ結合と呼ぶ。第１実施例における図３に相当する構成である。
【０１９９】第１クラッチ１１１，第２クラッチ１１２の双方を解放した場合の構成を図３５に示す。この構成では、前輪アシストモータ１４０は動力の伝達に何らの影響も与えない。第１実施例における図４に相当する構成である。
【０２００】第１クラッチ１１１，第２クラッチ１１２の双方を結合した場合の構成を図３６（ａ）に示す。この構成では、前輪アシストモータ１４０によりエンジン１５０のクランクシャフト１５６とリングギヤ軸２０５とが直結された状態となる。このときは、プラネタリギヤ２００に備えられた３つのギヤは全て同じ回転数で一体的に回転する。この結果、電動発電機２１０は機能しなくなる。従って、両クラッチ１１１，１１２を結合した場合の構成は図３６（ｂ）に示す構成と同義となる。これは、第１実施例における図５に相当する構成である。
【０２０１】（８）第２実施例における運転制御処理：第２実施例における運転制御処理について説明する。第２実施例のハイブリッド車両も第１実施例のハイブリッド車両と同様の運転モードにより走行することができる。制御ユニット１９０内のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」という）は第１実施例の場合と同様、種々の制御処理ルーチンを周期的に実行することによりハイブリッド車両の制御を行う。
【０２０２】ハイブリッド車両の運転が開始されると、ＣＰＵは運転制御処理ルーチンを実行して運転モードの判定を行う。この処理は、第１実施例における処理（図６参照）と同一である。本実施例でも、ハイブリッド車両の運転モードとして、「ＥＶ走行」「エンジン始動」「通常走行」「回生制動」の４つの状態がある。以下、それぞれの運転モードについて説明する。
【０２０３】最初にＥＶ走行モードについて説明する。ＥＶ走行モードにおける制御処理の内容は、第１実施例における処理内容（図８参照）と同一である。但し、モータ目標トルク、回転数設定処理（図８のステップＳ２４０）の処理内容が第１実施例とは相違する。
【０２０４】第２実施例におけるモータ目標トルク、回転数設定処理について、アンダードライブ結合時の処理内容を図３７のフローチャートに示した。この処理では、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０、電動発電機、および後輪アシストモータ１６０の目標回転数およびトルクをそれぞれ次の通り設定する。
【０２０５】アンダードライブ結合では、前輪アシストモータ１４０により前車軸１１６から要求トルクＴｄｆ＊および回転数Ｎｄ＊からなる動力を出力する必要がある。従って、前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊としては、回転数Ｎｄ＊が設定される。また、目標トルクとしては、前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊が設定される（ステップＳ６００）。
【０２０６】ＥＶ走行時にはエンジン１５０は運転を停止している。エンジン１５０のクランクシャフト１５６にトルクが伝達されないようにするときは、上式（１）から明らかな通り、電動発電機２１０のトルクも値０となる。従って、ＣＰＵは電動発電機２１０の目標トルクＴｇ＊として値０を代入する（ステップＳ６０２）。トルクが値０であれば、目標回転数は制御上何の意味もない値となるから、ＣＰＵは電動発電機２１０の目標回転数Ｎｇ＊をデフォルト値に設定する。この結果、電動発電機２１０は上式（１）において、リングギヤ軸２０５の回転数Ｎｒに前車軸１１６の回転数Ｎｄ＊を代入し、プラネタリキャリア軸２０６の回転数Ｎｇに値０を代入して求められる回転数「−Ｎｄ＊／ρ」で回転する。後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊および目標トルクＴ２＊の設定は第１実施例の場合（図１１のステップＳ２４６）と同じである。つまり、目標回転数Ｎ２＊として後車軸１１８の回転数Ｎｄ＊が設定され、目標トルクＴ２＊として後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊が設定される（ステップＳ６０４）。
【０２０７】第２実施例におけるモータ目標トルク、回転数設定処理について、オーバードライブ結合時の処理内容を図３８のフローチャートに示した。この処理では、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０、電動発電機、および後輪アシストモータ１６０の目標回転数およびトルクをそれぞれ次の通り設定する。
【０２０８】オーバードライブ結合の場合には、電動発電機２１０を力行することによって要求動力を前車軸１１６から出力することができる。従って、モータ目標トルク、回転数の設定処理では、ＣＰＵは電動発電機２１０の目標回転数Ｎｇ＊に「−Ｎｄ＊／ρ」を設定する（ステップＳ６１０）。この回転数は、上式（１）のリングギャ軸２０５の回転数Ｎｒに要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊を代入し、プラネタリキャリア軸２０６の回転数Ｎｇに値０を代入して算出される回転数である。目標トルクＴｇ＊として「ρ×Ｔｄｆ＊」を設定する（ステップＳ６１０）。このトルクは、上式（１）において、リングギヤ軸２０５のトルクＴｒに前車軸１１６の要求トルクＴｄｆ＊を代入して設定される値である。
【０２０９】電動発電機２１０からトルクを出力するとき、上式（１）の関係が成立するためには、プラネタリキャリア軸２０６にトルクを出力する必要がある。このために、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊として値０を設定し、目標トルクＴ１＊として「（１＋ρ）Ｔｄｆ＊」を設定する（ステップＳ６１２）。このトルクは、上式（１）によりプラネタリキャリア軸２０６のトルクとして算出される値である。後輪アシストモータ１６０については、目標回転数として駆動軸の回転数Ｎｄ＊を設定し、目標トルクＴ２＊として後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を設定する（ステップＳ６１４）。
【０２１０】次にエンジン始動モードについて説明する。エンジン始動走行モードにおける制御処理の内容は、第１実施例における処理内容（図１３参照）と同一である。但し、モータ目標トルク、回転数設定処理（図１３のステップＳ３４０）の処理内容が第１実施例とは相違する。
【０２１１】第２実施例におけるモータ目標トルク、回転数設定処理について、アンダードライブ結合時の処理内容を図３９のフローチャートに示した。この処理では、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０、電動発電機、および後輪アシストモータ１６０の目標回転数およびトルクをそれぞれ次の通り設定する。
【０２１２】アンダードライブ結合（図２の状態）では、電動発電機２１０によりエンジン１５０にトルクを加えることができる。従って、ＣＰＵは電動発電機２１０の目標トルクＴｇ＊として「ρ／（１＋ρ）Ｔｓｔ」を設定する。このトルクは上式（１）によりプラネタリキャリア軸２０６のトルクＴｇにエンジン１５０をモータリングするための始動トルクＴｓｔを代入した時のサンギヤ軸のトルクＴｓの値である。始動トルクＴｓｔは予め実験等によって設定された値である。一定値としてもよいし、エンジン１５０の温度状態に応じて変化する値としても構わない。
【０２１３】前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ１＊としては、ＥＶ走行制御の場合と同様、要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊を設定する。目標トルクＴ１＊は、前車軸１１６から要求トルクＴｄｆ＊が出力できるように設定する。このとき、エンジン１５０のクランクシャフト１５６に始動トルクＴｓｔを出力するためには、前車軸１１６には電動発電機２１０の出力トルクに応じて上式（１）で定まるトルクが要求される。この値は「Ｔｓｔ／（１＋ρ）」である。従って、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０の要求トルクＴｄ＊として要求トルクＴｄｆ＊と上記トルク「Ｔｓｔ／（１＋ρ）」の和、つまり「Ｔｄｆ＊＋Ｔｓｔ／（１＋ρ）」を設定する（ステップＳ６２２）。
【０２１４】一方、後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ２＊としては、ＥＶ走行制御の場合と同様、要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊を設定する。また、目標トルクとしては、後車軸１１８の要求トルクＴｄｒ＊を設定する（ステップＳ６２４）。
【０２１５】第２実施例におけるモータ目標トルク、回転数設定処理について、オーバードライブ結合時の処理内容を図４０のフローチャートに示した。この処理では、ＣＰＵは前輪アシストモータ１４０、電動発電機２１０、および後輪アシストモータ１６０の目標回転数およびトルクをそれぞれ次の通り設定する。
【０２１６】オーバードライブ結合（図３の状態）では、電動発電機２１０により前車軸１１６に動力を出力しつつ、前輪アシストモータ１４０によりエンジン１５０にトルクを加えることができる。従って、ＣＰＵは電動発電機２１０の目標回転数Ｎｇ＊として「（１＋ρ）／ρＮｅ＊−Ｎｄ＊／ρ」を設定する。この回転数は上式（１）において、リングギヤ軸２０５の回転数に要求動力として設定された回転数Ｎｄ＊を代入し、プラネタリキャリア軸２０６の回転数Ｎｇにエンジ