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【発明の名称】 動力出力装置およびこれを搭載する自動車
【発明者】 【氏名】近藤 宏一

【氏名】多賀 豊

【氏名】小嶋 昌洋

【氏名】畑 祐志
【要約】 【課題】装置の連続的な使用に耐え得ると共にエネルギ効率を向上させ、二つの駆動軸により適切なトルクを出力する。

【解決手段】エンジン２２からの動力をキャリア入力して定トルク比に分割するプラネタリギヤ３１のサンギヤ軸３３にモータＭＧ１、リングギヤ軸３７にモータＭＧ２を取り付け、リングギヤ軸３７を前輪の前軸５０に連結すると共に後輪の後軸６０にモータＭＧ３を取り付ける。エンジン２２からの動力を二次電池７０の充放電なしに前軸５０と後軸６０に所望のトルク比として出力したり、エンジン２２からの動力と二次電池７０の充放電電力とを用いて所望の動力を前軸５０と後軸６０とに所望のトルク比として出力するようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御する。この結果、装置のエネルギ効率を向上させると共に二つ駆動軸により適切なトルクを出力することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１駆動軸を含む複数の駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、出力軸を有する内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転軸に接続され、該三つの回転軸のうちのいずれかの回転軸から動力が入力されたときには該動力を所定のトルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときには該入力された動力を統合して他の回転軸に出力する動力分割統合手段と、前記動力分割統合軸に連結された発電可能な分割統合用電動駆動手段と、前記第１駆動軸に連結された発電可能な第１電動駆動手段と、前記第１駆動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段と、前記内燃機関からの動力がトルク変換されて前記第１駆動軸と前記他の駆動軸に出力されるよう前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する駆動制御手段とを備える動力出力装置。
【請求項２】 前記駆動制御手段は、前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段のうちの一つまたは二つの電動駆動手段により発電された電力が他の電動駆動手段により消費されるよう該三つの電動駆動手段を駆動制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】 前記第１駆動軸および前記他の駆動軸に要求される要求動力に基づいて前記内燃機関を運転制御する内燃機関運転制御手段を備える請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】 第１駆動軸を含む複数の駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、出力軸を有する内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転軸に接続され、該三つの回転軸のうちのいずれかの回転軸から動力が入力されたときには該動力を所定のトルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときには該入力された動力を統合して他の回転軸に出力する動力分割統合手段と、前記動力分割統合軸に連結された発電可能な分割統合用電動駆動手段と、前記第１駆動軸に連結された発電可能な第１電動駆動手段と、前記第１駆動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段と、前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段のいずれの電動駆動手段とも電力のやり取りが可能な二次電池と、前記内燃機関からの動力と前記二次電池の充放電電力とを用いて前記第１駆動軸と前記他の駆動軸に動力が出力されるよう前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する駆動制御手段とを備える動力出力装置。
【請求項５】 請求項４記載の動力出力装置であって、前記二次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、該検出された二次電池の状態と前記第１駆動軸および前記他の駆動軸に要求される要求動力とに基づいて前記内燃機関を運転制御する内燃機関運転制御手段とを備える動力出力装置。
【請求項６】 前記駆動制御手段は、前記第１駆動軸のトルクと前記他の駆動軸のトルクの比である駆動軸トルク比が目標トルク比となるよう前記三つの電動駆動手段を駆動制御する手段である請求項１ないし５いずれか記載の動力出力装置。
【請求項７】 前記動力分割統合手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸とを連結すると共に前記第１駆動軸との接続を解除する連結解除手段を備える請求項１ないし６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項８】 前記要求動力が制動動力のとき、前記駆動制御手段による制御に拘わらず、前記第１電動駆動手段および／または前記第２電動駆動手段を回生制御すると共に該第１電動駆動手段および／または該第２電動駆動手段からの電力が消費されるよう前記分割統合用電動駆動手段を力行制御し、前記内燃機関運転制御手段による制御に拘わらず、該三つの電動駆動手段の駆動制御に伴って入力される動力が前記内燃機関で消費されるよう該内燃機関を運転制御する制動時制御手段を備える請求項３もしくは請求項３に係る請求項６または７記載の動力出力装置。
【請求項９】 前記要求動力が制動動力で前記二次電池が充電不可の状態のとき、前記駆動制御手段による制御に拘わらず、前記第１電動駆動手段および／または前記第２電動駆動手段を回生制御すると共に該第１電動駆動手段および／または該第２電動駆動手段からの電力が消費されるよう前記分割統合用電動駆動手段を力行制御し、前記内燃機関運転制御手段による制御に拘わらず、該三つの電動駆動手段の駆動制御に伴って入力される動力が前記内燃機関で消費されるよう該内燃機関を運転制御する制動時制御手段を備える請求項５もしくは請求項５に係る請求項６または７記載の動力出力装置。
【請求項１０】 請求項１ないし９いずれか記載の動力出力装置を搭載する自動車であって、前記第１駆動軸は、車両前輪に連結された前軸に連結されており、前記他の駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結されてなる自動車。
【請求項１１】 請求項１ないし９いずれか記載の動力出力装置を搭載する自動車であって、前記第１駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結されており、前記他の駆動軸は、車両後輪以外の車両前輪に連結された前軸を含む車両輪に連結された軸に連結されてなる自動車。
【請求項１２】 請求項３または請求項５に係る動力出力装置を搭載する請求項１０または１１記載の自動車であって、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、操作者による走行要求を入力する走行要求入力手段と、該入力された走行要求と前記走行状態検出手段に検出された走行状態とに基づいて前記要求動力を設定する要求動力設定手段とを備える自動車。
【請求項１３】 前記走行状態検出手段により検出された前記車両の走行状態に基づいて前記目標トルク比を設定する目標トルク比設定手段を備える請求項６に係る動力出力装置を搭載する請求項１２記載の自動車。
【請求項１４】 前記目標トルク比設定手段は、前記走行状態検出手段により車両の発進状態が検出されたとき、前記目標トルク比が１：９〜９：１の範囲で予め設定された発進時トルク比となるよう設定する手段である請求項１３記載の自動車。
【請求項１５】 前記目標トルク比設定手段は、前記走行状態検出手段により所定の安定走行状態を検出したとき、前記目標トルク比が１：０または０：１となるよう設定する手段である請求項１３または１４記載の自動車。
【請求項１６】 前記目標トルク比設定手段は、前記要求動力設定手段により所定の動力以上の要求動力が設定されたとき、前記目標トルク比が１：９〜９：１の範囲で予め設定された大動力時トルク比となるよう設定する手段である請求項１３ないし１５いずれか記載の自動車。
【請求項１７】 前記目標トルク比設定手段は、前記走行状態検出手段により検出された車両の走行状態と前記要求動力設定手段により設定された要求動力とに基づいて前記目標トルク比を前記駆動軸トルク比が１：９〜９：１の範囲で設定される４輪駆動用トルク比と前記駆動軸トルク比が１：０または０：１として設定される２輪駆動用トルク比のいずれかに設定する手段である請求項１３記載の自動車。
【請求項１８】 前記目標トルク比設定手段は、前記目標トルク比に前記４輪駆動用トルク比と前記２輪駆動用トルク比のいずれを設定するかを判定する判定マップを用いて該目標トルク比を設定する手段である請求項１７記載の自動車。
【請求項１９】 請求項１８記載の自動車であって、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段とを備え、前記目標トルク比設定手段は、前記判定マップを複数有し、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて前記複数の判定マップから一つを選択して前記目標トルク比を設定する手段である自動車。
【請求項２０】 請求項１９記載の自動車であって、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて車両が平坦路か山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などに分類された走行路のうちのいずれの走行路を走行しているかを判定する走行路判定手段を備え、前記目標トルク比設定手段は、前記２輪駆動用トルク比と前記４輪駆動用トルク比との領域境界が異なる複数の判定マップを前記分類された走行路に関連付けて記憶し、前記走行路判定手段により走行路が判定されたとき、該判定された走行路に関係付けられた判定マップを選択して前記目標トルク比を設定する手段である自動車。
【請求項２１】 請求項１８記載の自動車であって、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段とを備え、前記目標トルク比設定手段は、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて前記判定マップを補正して前記目標トルク比を設定する手段である自動車。
【請求項２２】 請求項２１記載の自動車であって、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて車両が平坦路か山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などに分類された走行路のうちのいずれの走行路を走行しているかを判定する走行路判定手段を備え、前記目標トルク比設定手段は、前記走行路判定手段により走行路が判定されたとき、該判定された走行路に基づいて前記判定マップの前記２輪駆動用トルク比と前記４輪駆動用トルク比の領域境界を補正して前記目標トルク比を設定する手段である自動車。
【請求項２３】 前記目標トルク比設定手段は、前記走行路判定手段により走行路として山岳路，連続カーブ路，登坂路，降坂路が判定されたとき、前記判定マップを前記４輪駆動用トルク比の領域が大きくなるよう前記領域境界を補正して前記目標トルク比を設定する手段である請求項２２記載の自動車。
【請求項２４】 請求項１８記載の自動車であって、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段と、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて車両が平坦路か山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などに分類された走行路のうちのいずれの走行路を走行しているかを判定する走行路判定手段とを備え、前記目標トルク比設定手段は、前記走行路判定手段により走行路として比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路のいずれかが判定されたとき、前記判定マップに拘わらず、判定されたときの目標トルク比を保持する手段である自動車。
【請求項２５】 請求項１８記載の自動車であって、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段と、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて車両が平坦路か山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などに分類された走行路のうちのいずれの走行路を走行しているかを判定する走行路判定手段とを備え、前記目標トルク比設定手段は、前記走行路判定手段により走行路として山岳路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路のいずれかが判定されたとき、前記判定マップに拘わらず、前記４輪駆動用トルク比を前記目標トルク比に設定する手段である自動車。
【請求項２６】 請求項５に係る動力出力装置を搭載する請求項１３ないし１８いずれか記載の自動車であって、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段と、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて所定時間後および／または所定距離後の所定範囲の車両の走行路が前記二次電池の充電または放電を伴う充放電走行路であるか否かを判定する充放電走行路判定手段と、該充放電走行路が判定されたとき、前記所定範囲の走行に伴う充電または放電が可能なように前記二次電池の状態を前記所定時間および／または前記所定距離の範囲で調整する二次電池状態調整手段とを備える自動車。
【請求項２７】 前記二次電池状態調整手段は、前記充放電走行路が前記二次電池の充電を伴う走行路として判定されたとき、前記所定時間および／または前記所定距離の範囲の走行の際に前記４輪駆動用トルク比の領域の割合が多くなるよう前記目標トルク比設定手段により用いられる前記判定マップを補正する手段である請求項１８に係る請求項２６記載の自動車。
【請求項２８】 前記二次電池状態調整手段は、前記充放電走行路が前記二次電池の放電を伴う走行路として判定されたとき、前記所定時間および／または前記所定距離の範囲の走行の際に前記２輪駆動用トルク比の領域の割合が多くなるよう前記目標トルク比設定手段により用いられる前記判定マップを補正する手段である請求項１８に係る請求項２６記載の自動車。
【請求項２９】 請求項３または請求項５に係る動力出力装置を搭載する請求項１０ないし２８いずれか記載の自動車であって、前輪および／または後輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、該スリップが検出されたとき、前記駆動制御手段および前記内燃機関運転制御手段による制御に拘わらず、該スリップした輪に連結された軸に連結された電動駆動手段からのトルクを所定トルクだけ小さくして該電動駆動手段を駆動制御すると共に該トルク変更に係る該電動駆動手段のトルク変更に伴う動力変動に相当する動力だけ前記内燃機関からの動力が小さくなるよう前記内燃機関を運転制御するスリップ時制御手段とを備える自動車。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およびこれを搭載する自動車に関し、詳しくは、第１駆動軸と他の駆動軸の二つ駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置およびこれを搭載する自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、前輪に連結された前軸と後輪に連結された後軸とに各々取り付けられた電動機を有し４輪駆動自動車を構成するものや、４輪の各回転軸に各々取り付けられた電動機を有し４輪駆動自動車を構成するものなどが提案されている。これらの動力出力装置では、二次電池に充電された電力を用いて電動機を駆動したり、内燃機関からの動力を発電機で発電して得られる電力を用いて電動機を駆動している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二次電池に充電された電力を用いて電動機を駆動するタイプの動力出力装置では、二次電池の充電に時間を要し、長時間の連続的な使用に不適であり、内燃機関の動力による発電電力を用いて電動機を駆動する動力出力装置では、発電効率と電動機の効率とを考慮するためにエネルギ効率が低下する場合が多い。特に発電電力を用いて二次電池を充電し、二次電池に蓄えられた電力を用いて電動機を駆動する場合には、二次電池の充放電効率も作用するから、更にエネルギ効率は低下してしまう。
【０００４】本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、連続的な使用に耐え得ることを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、エネルギ効率の向上を目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、第１駆動軸と第２駆動軸により適切なトルクを出力することを目的の一つとする。また、本発明の自動車は、走行路の状態に応じたトルクを前輪と後輪とに出力することを目的の一つとする。
【０００５】なお、出願人は、これらの目的の一部を解決するものとして、内燃機関の出力軸と回転軸と第１駆動軸の三つの軸にキャリア軸，サンギヤ軸，リングギヤ軸が各々接続されたプラネタリギヤと、回転軸に連結された第１電動機と、第１駆動軸に連結された第２電動機と、第２駆動軸に連結された第３電動機とを備え、第１駆動軸と前輪が連結された前軸とを連結すると共に第２駆動軸と後輪が連結された後軸とを連結してなる４輪駆動の自動車を提案している（特願平８−１４８６７８号）。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】本発明の第１の動力出力装置は、第１駆動軸と他の駆動軸の二つ駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、出力軸を有する内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転軸に接続され、該三つの回転軸のうちのいずれかの回転軸から動力が入力されたときには該動力を所定のトルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときには該入力された動力を統合して他の回転軸に出力する動力分割統合手段と、前記動力分割統合軸に連結された発電可能な分割統合用電動駆動手段と、前記第１駆動軸に連結された発電可能な第１電動駆動手段と、前記他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段と、前記内燃機関からの動力がトルク変換されて前記第１駆動軸と前記他の駆動軸に出力されるよう前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する駆動制御手段とを備えることを要旨とする。
【０００８】この本発明の第１の動力出力装置では、駆動制御手段による分割統合用電動駆動手段と第１電動駆動手段と第２電動駆動手段の駆動制御により、内燃機関からの動力をトルク変換して第１駆動軸と少なくとも一つの他の駆動軸に出力することができる。内燃機関の出力軸と第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転軸に接続された動力分割統合手段は、この三つの回転軸のうちのいずれかの回転軸から動力が入力されたときにはその動力を所定のトルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に三つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときには入力された動力を統合して他の回転軸に出力するものであるから、内燃機関からの動力を所定のトルク比で第１駆動軸と動力分割統合軸に分割することができる。したがって、内燃機関からの動力のうちの一部が第１駆動軸に直接出力されるから、内燃機関からの動力をすべて電力に変換してから電動機に供給するものに比して装置のエネルギ効率を向上させることができる。動力分割統合手段による動力の分割の際、内燃機関の出力軸の回転数と第１駆動軸の回転数を独立なものとすることができるから、内燃機関を効率のよい運転ポイントで運転することができる。この結果、装置のエネルギ効率を更に向上させることができる。ここで、「少なくとも一つの他の駆動軸」には、一つの駆動軸の他、二つ以上の複数の駆動軸も含まれる。「第２電動駆動手段」は、他の駆動軸が一つの駆動軸の場合にはこの駆動軸に連結された一つまたは二つ以上の電動機などの電動駆動機器の意であり、他の駆動軸が二つ以上の駆動軸の場合には各々の駆動軸に連結された一つまたは二つ以上の電動機などの複数の電動駆動機器の意である。
【０００９】こうした本発明の第１の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段のうちの一つまたは二つの電動駆動手段により発電された電力が他の電動駆動手段により消費されるよう該三つの電動駆動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。
【００１０】また、本発明の第１の動力出力装置において、前記第１駆動軸および前記他の駆動軸に要求される要求動力に基づいて前記内燃機関を運転制御する内燃機関運転制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を要求動力に応じて運転制御することができる。
【００１１】本発明の第２の動力出力装置は、第１駆動軸と他の駆動軸の二つ駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、出力軸を有する内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転軸に接続され、該三つの回転軸のうちのいずれかの回転軸から動力が入力されたときには該動力を所定のトルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときには該入力された動力を統合して他の回転軸に出力する動力分割統合手段と、前記動力分割統合軸に連結された発電可能な分割統合用電動駆動手段と、前記第１駆動軸に連結された発電可能な第１電動駆動手段と、前記第１駆動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段と、前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段の三つの電動駆動手段と各々電力のやり取りが可能な二次電池と、前記内燃機関からの動力と前記二次電池の充放電電力とを用いて前記第１駆動軸と前記他の駆動軸に動力が出力されるよう前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する駆動制御手段とを備えることを要旨とする。
【００１２】この本発明の第２の動力出力装置では、駆動制御手段による分割統合用電動駆動手段と第１電動駆動手段と第２電動駆動手段の駆動制御により、内燃機関からの動力二次電池の充放電電力とを用いて第１駆動軸と他の駆動軸に動力を出力することができる。内燃機関の出力軸と第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転軸に接続された動力分割統合手段は、この三つの回転軸のうちのいずれかの回転軸から動力が入力されたときにはその動力を所定のトルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に三つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときには入力された動力を統合して他の回転軸に出力するものであるから、内燃機関からの動力を所定のトルク比で第１駆動軸と動力分割統合軸に分割することができる。したがって、内燃機関からの動力のうちの一部が第１駆動軸に直接出力されるから、内燃機関からの動力をすべて電力に変換してから電動機に供給するものに比して装置のエネルギ効率を向上させることができる。動力分割統合手段による動力の分割の際、内燃機関の出力軸の回転数と第１駆動軸の回転数を独立なものとすることができるから、内燃機関を効率のよい運転ポイントで運転することができる。この結果、装置のエネルギ効率を更に向上させることができる。さらに、二次電池の充放電電力を用いるから、内燃機関からの動力より大きな動力を第１駆動軸や他の駆動軸に出力したり、内燃機関からの動力より小さな動力を第１駆動軸や他の駆動軸に出力することができる。この結果、第１駆動軸や他の駆動軸に出力可能な動力の範囲を大きくすることができる。ここで、「少なくとも一つの他の駆動軸」と「第２電動駆動手段」の意味は前述の本発明の第１の動力出力装置における意味と同様である。
【００１３】こうした本発明の第２の動力出力装置において、前記二次電池の状態を検出する電池状態検出手段と、該検出された二次電池の状態と前記第１駆動軸および前記他の駆動軸に要求される要求動力とに基づいて前記内燃機関を運転制御する内燃機関運転制御手段とを備えるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の状態を所望の状態にすることができる。
【００１４】本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記第１駆動軸のトルクと前記他の駆動軸のトルクの比である駆動軸トルク比が目標トルク比となるよう前記三つの電動駆動手段を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、目標トルク比の動力を第１駆動軸と他の駆動軸とに出力することができる。
【００１５】また、本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記動力分割統合手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸とを連結すると共に前記第１駆動軸との接続を解除する連結解除手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、必要に応じて第１駆動軸を内燃機関の出力軸および動力分割統合軸と切り離すことができる。
【００１６】内燃機関運転制御手段を備える態様の本発明の第１の動力出力装置において、前記要求動力が制動動力のとき、前記駆動制御手段による制御に拘わらず、前記第１電動駆動手段および／または前記第２電動駆動手段を回生制御すると共に該第１電動駆動手段および／または該第２電動駆動手段からの電力が消費されるよう前記分割統合用電動駆動手段を力行制御し、前記内燃機関運転制御手段による制御に拘わらず、該三つの電動駆動手段の駆動制御に伴って入力される動力が前記内燃機関で消費されるよう該内燃機関を運転制御する制動時制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１駆動軸や他の駆動軸に制動動力を出力することができる。
【００１７】また、内燃機関運転制御手段を備える態様の本発明の第２の動力出力装置において、前記要求動力が制動動力で前記二次電池が充電不可の状態のとき、前記駆動制御手段による制御に拘わらず、前記第１電動駆動手段および／または前記第２電動駆動手段を回生制御すると共に該第１電動駆動手段および／または該第２電動駆動手段からの電力が消費されるよう前記分割統合用電動駆動手段を力行制御し、前記内燃機関運転制御手段による制御に拘わらず、該三つの電動駆動手段の駆動制御に伴って入力される動力が前記内燃機関で消費されるよう該内燃機関を運転制御する制動時制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充電を行なうことなく第１駆動軸や他の駆動軸に制動動力を出力することができる。
【００１８】本発明の第１の自動車は、各種態様を含め本発明の第１または第２の動力出力装置のいずれかを搭載する自動車であって、前記第１駆動軸は、車両前輪に連結された前軸に連結されており、前記他の駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結されてなることを要旨とする。
【００１９】この本発明の第１の自動車では、各種態様を含め本発明の第１または第２の動力出力装置のいずれかを搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、即ち内燃機関からの動力のうちの一部が前軸に連結された第１駆動軸に直接出力されることに基づく装置のエネルギ効率の向上を図ることができる効果や内燃機関の出力軸の回転数と第１駆動軸の回転数が独立なことに基づく内燃機関を効率のよい運転ポイントで運転することができる効果，二次電池を備える本発明の第２の動力出力装置を備える態様では二次電池の充放電電力を用いることに基づく前軸に連結された第１駆動軸や後軸に連結された他の駆動軸に出力可能な動力の範囲を大きくすることができる効果を奏することができる。ここで、「他の駆動軸」が一つの駆動軸の場合には、「他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」は、後軸に連結された他の駆動軸に連結されておればよいから、他の駆動軸の取り付けられた電動機などの電動駆動機器が含まれる他、後軸に取り付けられた一つまたは二つ以上の電動機などの電動駆動機器、即ち後軸に取り付けられた二つの後輪を直接駆動する二つの電動機などの電動駆動機器も含まれる。第２電動駆動手段が後軸に直接取り付けられている場合には他の駆動軸は後軸に一致するものとなる。「他の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の場合には、車両としては前軸の他に二つ以上の後軸を有するものが該当し、この場合の「後輪」は前輪以外のすべての輪を意味する。例えば牽引車両などが該当する。こうした「他の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の場合の「他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」は、二つ以上の後軸に各々連結された他の駆動軸に連結されておればよいから、二つ以上の駆動軸の取り付けられた二つ以上の電動機などの電動駆動機器が含まれる他、各々の後軸に取り付けられた一つまたは二つ以上の電動機などの電動駆動機器も含まれる。
【００２０】本発明の第２の自動車は、各種態様を含め本発明の第１または第２の動力出力装置のいずれかを搭載する自動車であって、前記第１駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結されており、前記他の駆動軸は、車両後輪以外の車両前輪に連結された前軸を含む車両輪に連結された軸に連結されてなることを要旨とする。
【００２１】この本発明の第２の自動車では、各種態様を含め本発明の第１または第２の動力出力装置のいずれかを搭載するから、本発明の第１または第２の動力出力装置が奏する効果、即ち内燃機関からの動力のうちの一部が後軸に連結された第１駆動軸に直接出力されることに基づく装置のエネルギ効率の向上を図ることができる効果や内燃機関の出力軸の回転数と第１駆動軸の回転数が独立なことに基づく内燃機関を効率のよい運転ポイントで運転することができる効果，二次電池を備える本発明の第２の動力出力装置を備える態様では二次電池の充放電電力を用いることに基づく後軸に連結された第１駆動軸や前軸を含む他の軸に連結された他の駆動軸に出力可能な動力の範囲を大きくすることができる効果を奏することができる。ここで、「他の駆動軸」が一つの駆動輪の場合には「車両輪に連結された軸」は「車両前輪に連結された前軸」となり、「他の駆動軸」が二つ以上の場合には「車両前輪に連結された軸」は「車両前輪に連結された前軸」と前軸および後軸以外の他の車両輪に連結された軸が含まれる。例えば、牽引車両における牽引される車両の輪の軸などが該当する。「他の駆動軸」が一つの駆動軸の場合には、「他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」は、前軸に連結された他の駆動軸に連結されておればよいから、他の駆動軸の取り付けられた電動機などの電動駆動機器が含まれる他、前軸に取り付けられた一つまたは二つ以上の電動機などの電動駆動機器、即ち前軸に取り付けられた二つの前輪を直接駆動する二つの電動機などの電動駆動機器も含まれる。第２電動駆動手段が前軸に直接取り付けられている場合には他の駆動軸は前軸に一致するものとなる。「他の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の場合における「他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」も同様である。
【００２２】内燃機関運転制御手段を備える態様の動力出力装置を搭載する本発明の第１または第２の自動車において、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、操作者による走行要求を入力する走行要求入力手段と、該入力された走行要求と前記走行状態検出手段に検出された走行状態とに基づいて前記要求動力を設定する要求動力設定手段とを備えるものとすることもできる。こうすれば、操作者の走行要求に応じた動力を前軸および後軸に出力することができる。
【００２３】内燃機関運転制御手段を備えると共に駆動制御手段が第１駆動軸と他の駆動軸とのトルク比が目標トルク比となるよう三つの電動駆動手段を駆動制御する態様の動力出力装置を搭載し、要求動力設定手段を備える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記走行状態検出手段により検出された前記車両の走行状態に基づいて前記目標トルク比を設定する目標トルク比設定手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、前軸と後軸へのトルクをより適切なものとすることができる。
【００２４】目標トルク比設定手段を備える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記目標トルク比設定手段は、前記走行状態検出手段により車両の発進状態が検出されたとき、前記目標トルク比が１：９〜９：１の範囲で予め設定された発進時トルク比となるよう設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、発進をよりスムースに行なうことができる。
【００２５】目標トルク比設定手段を備える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記目標トルク比設定手段は、前記走行状態検出手段により所定の安定走行状態を検出したとき、前記目標トルク比が１：０または０：１となるよう設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、２輪駆動により駆動することができる。
【００２６】目標トルク比設定手段を備える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記目標トルク比設定手段は、前記要求動力設定手段により所定の動力以上の要求動力が設定されたとき、前記目標トルク比が１：９〜９：１の範囲で予め設定された大動力時トルク比となるよう設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、大きな動力の出力を前軸と後軸とに分割して出力することができる。
【００２７】目標トルク比設定手段を備える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記目標トルク比設定手段は、前記走行状態検出手段により検出された車両の走行状態と前記要求動力設定手段により設定された要求動力とに基づいて前記目標トルク比を前記駆動軸トルク比が１：９〜９：１の範囲で設定される４輪駆動用トルク比と前記駆動軸トルク比が１：０または０：１として設定される２輪駆動用トルク比のいずれかに設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求動力に基づいて２輪駆動と４輪駆動とを切り換えることができる。
【００２８】２輪駆動と４輪駆動とを切り換える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記目標トルク比設定手段は、前記目標トルク比に前記４輪駆動用トルク比と前記２輪駆動用トルク比のいずれを設定するかを判定する判定マップを用いて該目標トルク比を設定する手段であるものとすることもできる。
【００２９】この判定マップを用いて２輪駆動と４輪駆動とを切り換える態様の本発明の第１または第２の自動車において、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段とを備え、前記目標トルク比設定手段は、前記判定マップを複数有し、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて前記複数の判定マップから一つを選択して前記目標トルク比を設定する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて車両が平坦路か山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などに分類された走行路のうちのいずれの走行路を走行しているかを判定する走行路判定手段を備え、前記目標トルク比設定手段は、前記２輪駆動用トルク比と前記４輪駆動用トルク比との領域境界が異なる複数の判定マップを前記分類された走行路に関連付けて記憶し、前記走行路判定手段により走行路が判定されたとき、該判定された走行路に関係付けられた判定マップを選択して前記目標トルク比を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行路に応じて２輪駆動と４輪駆動とを切り換えることができる。
【００３０】判定マップを用いて２輪駆動と４輪駆動とを切り換える態様の本発明の第１または第２の自動車において、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段とを備え、前記目標トルク比設定手段は、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて前記判定マップを補正して前記目標トルク比を設定する手段であるものとすることもできる。この態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて車両が平坦路か山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などに分類された走行路のうちのいずれの走行路を走行しているかを判定する走行路判定手段を備え、前記目標トルク比設定手段は、前記走行路判定手段により走行路が判定されたとき、該判定された走行路に基づいて前記判定マップの前記２輪駆動用トルク比と前記４輪駆動用トルク比の領域境界を補正して前記目標トルク比を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、走行路に応じて２輪駆動と４輪駆動とを切り換えることができる。
【００３１】この走行路に基づいて判定マップを補正する態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記目標トルク比設定手段は、前記走行路判定手段により走行路として山岳路，連続カーブ路，登坂路，降坂路が判定されたとき、前記判定マップを前記４輪駆動用トルク比の領域が大きくなるよう前記領域境界を補正して前記目標トルク比を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、山岳路，連続カーブ路，登坂路，降坂路での４輪駆動による走行の比率を多くすることができる。
【００３２】判定マップを用いて２輪駆動と４輪駆動とを切り換える態様の本発明の第１または第２の自動車において、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段と、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて車両が平坦路か山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などに分類された走行路のうちのいずれの走行路を走行しているかを判定する走行路判定手段とを備え、前記目標トルク比設定手段は、前記走行路判定手段により走行路として比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路のいずれかが判定されたとき、前記判定マップに拘わらず、判定されたときの目標トルク比を保持する手段であるものとすることもできる。こうすれば、比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路を走行している最中における２輪駆動と４輪駆動との切り換えを停止することができる。
【００３３】また、判定マップを用いて２輪駆動と４輪駆動とを切り換える態様の本発明の第１または第２の自動車において、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段と、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて車両が平坦路か山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などに分類された走行路のうちのいずれの走行路を走行しているかを判定する走行路判定手段とを備え、前記目標トルク比設定手段は、前記走行路判定手段により走行路として山岳路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路のいずれかが判定されたとき、前記判定マップに拘わらず、前記４輪駆動用トルク比を前記目標トルク比に設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、山岳路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路を４輪駆動により走行することができる。
【００３４】二次電池を備える態様の動力出力装置を搭載すると共に目標トルク比設定手段を備える態様の本発明の第１または第２の自動車において、道路に関する情報を含む地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、現在の車両の位置および走行方向を検出する位置方向検出手段と、前記位置方向検出手段により検出された車両の位置および走行方向と前記地図情報記憶手段に記憶された地図情報とに基づいて所定時間後および／または所定距離後の所定範囲の車両の走行路が前記二次電池の充電または放電を伴う充放電走行路であるか否かを判定する充放電走行路判定手段と、該充放電走行路が判定されたとき、前記所定範囲の走行に伴う充電または放電が可能なように前記二次電池の状態を前記所定時間および／または前記所定距離の範囲で調整する二次電池状態調整手段とを備えるものとすることもできる。こうすれば、走行に伴う二次電池の充放電をスムースに行なうから、より適切な走行を行なうことができると共にエネルギ効率を向上させることができる。
【００３５】二次電池状態調整手段を備えると共に判定マップを用いて２輪駆動と４輪駆動とを切り換える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記二次電池状態調整手段は、前記充放電走行路が前記二次電池の充電を伴う走行路として判定されたとき、前記所定時間および／または前記所定距離の範囲の走行の際に前記４輪駆動用トルク比の領域の割合が多くなるよう前記目標トルク比設定手段により用いられる前記判定マップを補正する手段であるものとすることもできる。こうすれば、４輪駆動の割合を多くして二次電池の放電を促進することができる。また、二次電池状態調整手段を備えると共に判定マップを用いて２輪駆動と４輪駆動とを切り換える態様の本発明の第１または第２の自動車において、前記二次電池状態調整手段は、前記充放電走行路が前記二次電池の放電を伴う走行路として判定されたとき、前記所定時間および／または前記所定距離の範囲の走行の際に前記２輪駆動用トルク比の領域の割合が多くなるよう前記目標トルク設定手段により用いられる前記判定マップを補正する手段であるものとすることもできる。こうすれば、２輪駆動の割合を多くして二次電池の充電を促進することができる。
【００３６】内燃機関運転制御手段を備える態様の動力出力装置を搭載する本発明の第１または第２の自動車において、前輪および／または後輪のスリップを検出するスリップ検出手段と、該スリップが検出されたとき、前記駆動制御手段および前記内燃機関運転制御手段による制御に拘わらず、該スリップした輪に連結された軸に連結された電動駆動手段からのトルクを所定トルクだけ小さくして該電動駆動手段を駆動制御すると共に該トルク変更に係る該電動駆動手段のトルク変更に伴う動力変動に相当する動力だけ前記内燃機関からの動力が小さくなるよう前記内燃機関を運転制御するスリップ時制御手段とを備えるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの動力をトルク変換して前軸と後軸とに出力しながら、スリップした軸へのトルクを小さくすることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車は、図示するように、主にエンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２４に連結されエンジン２２からの動力を定トルク比でサンギヤ軸３３とリングギヤ軸３７に分割可能なギヤユニット３０と、ギヤユニット３０のサンギヤ軸３３に連結された発電可能なモータＭＧ１と、リングギヤ軸３７に連結されると共に前輪５４，５６の前軸５０に連結された発電可能なモータＭＧ２と、後輪６４，６６の後軸６０に連結された発電可能なモータＭＧ３と、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の各々と電力のやり取りが可能な二次電池７０と、これら全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）８０とを備える。
【００３８】エンジン２２は、ガソリンで駆動する内燃機関として構成されており、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２８により運転制御される。エンジンＥＣＵ２８によるエンジン２２の運転制御は、ハイブリッドＥＣＵ８０から入力されるエンジン出力目標値Ｐｅ＊に基づいてエンジン２２からエンジン出力目標値Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイントのうち最も効率の良い運転ポイントでエンジン２２が運転されるよう燃料噴射量の制御や吸入空気量の制御を行なうことによりなされる。
【００３９】ギヤユニット３０は、サンギヤ３２とリングギヤ３６とその間に複数設けられたプラネタリピニオンギヤ３４とからなるプラネタリギヤ３１を中心として構成されている。プラネタリギヤ３１のプラネタリピニオンギヤ３４を連結するキャリア３５にはダンパ２６を介してエンジン２２のクランクシャフト２４が接続されており、サンギヤ３２にはサンギヤ軸３３を介してモータＭＧ１が接続されている。リングギヤ３６は、クラッチＣ１やクラッチＣ２の係合状態によりキャリア３５やリングギヤ軸３７に接続されるようになっている。リングギヤ軸３７には、モータＭＧ２の回転軸４０に設けられたギヤ４２とベルト４４により連結されたギヤ３８が取り付けられている。モータＭＧ２の回転軸４０はギヤ４６とディファレンシャルギヤ５２とを介して前軸５０に接続されているから、リングギヤ軸３７は前輪５４，５６の前軸５０に連結されていることになる。
【００４０】モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、いずれも永久磁石が外周面に貼り付けられたロータと三相コイルが巻き付けられたステータとを備えるＰＭ型の同期発電電動機として構成されており、二次電池７０の端子に接続された電力ラインＬ１，Ｌ２を正極母線および負極母線とするインバータ回路７２，７４，７６が各々備える６つのスイッチング素子のスイッチングにより生成される擬似的な三相電流が三相コイルに印加されることにより駆動する。なお、インバータ回路７２，７４，７６の各スイッチング素子のスイッチング制御、即ちモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動制御はモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）７８により行なわれる。モータＥＣＵ７８によるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動制御は、ハイブリッドＥＣＵ８０から入力されるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に相当するトルクが出力されるようインバータ回路７２，７４，７６のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なわれる。
【００４１】二次電池７０は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのように充放電可能な単電池を複数直列に接続してなる組電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）７１により管理されている。バッテリＥＣＵ７１による二次電池７０の管理としては、二次電池７０の出力端子に接続された図示しない電流センサや電圧センサにより検出される充放電電流や端子間電圧に基づいて行なわれる残容量ＳＯＣの演算や、同じく電流センサや電圧センサにより検出される充放電電流や端子間電圧に基づいて行なわれる単電池の均等化、二次電池７０に取り付けられた図示しない温度センサにより検出される電池温度に基づいて行なわれる冷却管理などが含まれる。
【００４２】ハイブリッドＥＣＵ８０は、図示しないがＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートなどを備える。ハイブリッドＥＣＵ８０の通信ポートは、エンジンＥＣＵ２８やバッテリＥＣＵ７１，モータＥＣＵ７８の通信ポートと接続されており、エンジンＥＣＵ２８やバッテリＥＣＵ７１，モータＥＣＵ７８と種々のデータのやり取りが可能となっている。また、ハイブリッドＥＣＵ８０には、車速センサ８１からの車速Ｖやイグニッションスイッチ８２からのイグニッション信号，シフトレバー８３のポジションを検出するシフトポジションセンサ８４からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８５のポジション（踏み込み量）を検出するアクセルペダルポジションセンサ８６からのアクセルペダルポジションＡＰ，ブレーキペダル８７のポジション（踏み込み量）を検出するブレーキペダルポジションセンサ８８からのブレーキペダルポジションＢＰ，前輪５４，５６や後輪６４，６６の各々に取り付けられた車輪速センサ５５，５７，６５，６７からの各車輪の車輪速Ｖｗ１〜Ｖｗ４などが入力ポートを介して入力されている。さらに、ハイブリッドＥＣＵ８０からは、クラッチＣ１，Ｃ２への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。この他、ハイブリッドＥＣＵ８０は、車両の位置情報を検出するためのＧＰＳアンテナ９２と地図情報を記憶するＤＶＤ装置９４とを備えるナビゲーションシステム９０と通信可能に接続されている。
【００４３】次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッドＥＣＵ８０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば１００ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００４４】駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０の図示しないＣＰＵは、まず、車速センサ８１により検出される車速Ｖやアクセルペダルポジションセンサ８６により検出されるアクセルペダルポジションＡＰ，ブレーキペダルポジションセンサ８８により検出されるブレーキペダルポジションＢＰ，バッテリＥＣＵ７１により演算されるバッテリＳＯＣなどを入力ポートや通信ポートを介して読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、車速Ｖについては車速センサ８１により検出されるものを用いたが、車輪速センサ５５，５７，６５，６７により検出される車輪速Ｖｗ１〜Ｖｗ４から算出するものとしてもよい。
【００４５】次に、読み込んだアクセルペダルポジションＡＰやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖに基づいて車両の駆動軸に要求されるトルクとしての駆動軸要求トルクＴｄ＊と車両の駆動軸に要求される動力としての駆動軸要求パワーＰｄ＊を計算する（ステップＳ１０２）。実施例では、アクセルペダルポジションＡＰとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めてマップとしてハイブリッドＥＣＵ８０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、アクセルペダルポジションＡＰやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖの入力に対してマップから対応する駆動軸要求トルクＴｄ＊を導出し、この導出された駆動軸要求トルクＴｄ＊に車速Ｖから比例的に得られる前軸５０の回転数Ｎ１（Ｎ１＝ｒ・Ｖ）を乗じて駆動軸要求パワーＰｄ＊を算出するものとした。アクセルペダルポジションＡＰとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係の一例を示すマップを図３に示す。なお、実施例では、アクセルペダル８５が踏み込まれたときに駆動軸要求パワーＰｄ＊が正の値となり、ブレーキペダル８７が踏み込まれたときに駆動軸要求パワーＰｄ＊が負の値となるよう正負を定めた。
【００４６】こうして駆動軸要求トルクＴｄ＊と駆動軸要求パワーＰｄ＊とが求められると、求めた駆動軸要求パワーＰｄ＊と車速ＶとバッテリＳＯＣとに基づいて運転モードを設定する（ステップＳ１０４）。運転モードの設定は、基本的には、図４に例示する運転モード設定ルーチンにより行なわれる。簡単に説明すると、駆動軸要求パワーＰｄ＊が負の値のときに制動駆動モードを設定し（ステップＳ１２０，Ｓ１２２）、駆動軸要求パワーＰｄ＊が正の値で車速Ｖが比較的遅い速度Ｖｓ以下のときに電動機駆動モードを設定し（ステップＳ１２４，Ｓ１２６）、車速Ｖが速度Ｖｓより大きくバッテリＳＯＣが閾値Ｓｈ以上のときには放電駆動モードに設定し（ステップＳ１２８，Ｓ１３０）、バッテリＳＯＣが閾値Ｓｌ未満のときには充電駆動モードを設定し（ステップＳ１３２，Ｓ１３４）、それ以外のときには通常駆動モードを設定する（ステップＳ１３６）。ここで、閾値Ｓｈは二次電池７０の通常運転時における残容量（ＳＯＣ）の上限値として設定されるものであり、例えば７０％や８０％などの値が用いられる。また、閾値Ｓｌは、二次電池７０の通常運転時における残容量（ＳＯＣ）の下限値として設定されるものであり、例えば４０％や３０％などの値が用いられる。なお、この運転モードの設定は、実施例における基本的な設定の一例であり、運転条件により例外的に変更される場合がある。例えば、バッテリＳＯＣは閾値Ｓｌ未満であるが、駆動軸要求パワーＰｄ＊が大きくてエンジン２２の最大出力やその近傍に相当するときには、充電駆動モードを設定せずに通常駆動モードを設定する場合や、バッテリＳＯＣが１０％未満のときのようにモータＭＧ２やモータＭＧ３に十分な電力の供給が行なうことができないときには、車速Ｖが速度Ｖｓ以下でも電動機駆動モードを設定せずに通常駆動モードや充電駆動モードを設定する場合などである。また、こうした運転モードの設定の手法については実施例の設定に限定されるものではない。
【００４７】こうして運転モードが設定されると、設定された運転モードに応じた処理（ステップＳ１０６〜Ｓ１１６）、即ち通常運転モードのときには通常駆動制御（ステップＳ１０８）、電動機駆動モードのときには電動機駆動制御（ステップＳ１１０）、充電駆動モードのときには充電駆動制御（ステップＳ１１２）、放電駆動モードのときには放電駆動制御（ステップＳ１１４）、制動駆動モードのときには制動駆動制御（ステップＳ１１６）を行なって本ルーチンを終了する。以下に各駆動制御について説明する。
【００４８】通常駆動制御は、図５に例示する通常駆動制御ルーチンに基づいて行なわれる。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、クラッチＣ１を非係合とすると共にクラッチＣ２を係合する処理を実行する（ステップＳ１４０）。このクラッチ状態は、プラネタリギヤ３１を通常に動作させると共にリングギヤ３６の出力をリングギヤ軸３７を介して前輪５４，５６へ出力可能な状態とする。続いて、駆動軸要求パワーＰｄ＊にエンジン２２の出力に対するトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定する（ステップＳ１４２）。実施例では、エンジン出力目標値Ｐｅ＊が設定されると、エンジン２２からエンジン出力目標値Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイント（トルクと回転数とにより定まるポイント）のうち最もエンジン効率の高い運転ポイントが選択され、その運転ポイントにおけるトルクがエンジン目標トルクＴｅ＊として設定されると共にその運転ポイントにおける回転数がエンジン目標回転数Ｎｅ＊として設定される。
【００４９】次に、駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて駆動パターンＤＰを設定する（ステップＳ１４４）。駆動パターンＤＰとしては、前軸５０にのみ動力を出力して後軸６０に動力を出力しない２輪駆動パターンと前軸５０と後軸６０とに動力を出力する４輪駆動パターンとがあり、実施例では、図６に例示する駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとにより駆動パターンＤＰを設定する駆動パターン判定マップによりいずれかを選択して設定するものとした。
【００５０】駆動パターンＤＰとして４輪駆動パターンが設定されたときには（ステップＳ１４６）、駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて前軸５０の前輪トルクＴ１と後軸６０の後輪トルクＴ２の比としての前後輪トルク比ＤＴ（Ｔ２／Ｔ１）を設定する（ステップＳ１４８）。実施例では、前後輪トルク比ＤＴの設定は、例えば図７に例示するように車速Ｖが大きくなるに従って前後輪トルク比ＤＴを小さくする傾向と図８に例示するように駆動軸要求トルクＴｄ＊が大きくなるに従って前後輪トルク比ＤＴが大きくなる傾向として車速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊と前後輪トルク比ＤＴとの関係を予め３元マップとしてハイブリッドＥＣＵ８０のＲＯＭに記憶しておき、駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとが与えられるとマップから対応する前後輪トルク比ＤＴを導出して設定するものとした。なお、実施例では、駆動軸要求トルクＴｄ＊や車速Ｖにより前後輪トルク比ＤＴを変更するものとしたが、前後輪トルク比ＤＴを値１、即ち前輪トルクＴ１：後輪トルクＴ２＝１：１として固定してもかまわない。
【００５１】次に、プラネタリギヤ３１のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とエンジン目標回転数Ｎｅ＊と車速Ｖとに基づいてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１４２のエンジン出力目標値Ｐｅ＊の設定のときに説明したように、エンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定すると、エンジン２２からエンジン出力目標値Ｐｅ＊が効率よく出力されるエンジン２２の運転ポイントとしてエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とが設定される。一方、前軸５０の回転数Ｎ１は前述したように車速Ｖを用いてＮ１＝ｒ・Ｖとして求めることができ、この回転数Ｎ１からリングギヤ３６の回転数Ｎｒは一義的に定まる。回転数比Ｇ１を前軸５０の回転数Ｎ１に対するモータＭＧ２の回転軸４０の回転数Ｎｍ２（Ｇ１＝Ｎｍ２／Ｎ１）とすると共に回転数比Ｇ２をモータＭＧ２の回転軸４０の回転数Ｎｍ２に対するリングギヤ軸３７の回転数Ｎｒ（Ｇ２＝Ｎｒ／Ｎｍ２）とすれば、リングギヤ３６の回転数ＮｒはＮｒ＝ｒ・Ｖ・Ｇ１・Ｇ２として求めることができる。プラネタリギヤ３１は、そのギヤ比ρによりサンギヤ３２の回転数Ｎｓとキャリア３５の回転数Ｎｃとリングギヤ３６の回転数Ｎｒとが比例的に計算できる。キャリア３５にはエンジン２２のクランクシャフト２４が接続されているから、キャリア３５の回転数Ｎｃはエンジン目標回転数Ｎｅ＊となり、リングギヤ３６には前軸５０が接続されているから、リングギヤ３６の回転数Ｎｒはｒ・Ｖ・Ｇ１・Ｇ２となり、サンギヤ３２の回転数Ｎｓはこの二つの回転数Ｎｃ，Ｎｒから次式（１）により定まる。実施例では、この式（１）の回転数Ｎｒにｒ・Ｖ・Ｇ１・Ｇ２を入力すると共に回転数Ｎｃにエンジン目標回転数Ｎｅ＊を入力して計算される回転数ＮｓをモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊として設定するのである（式（２）参照）。機構学で用いられる共線図を用いて回転数Ｎｓと回転数Ｎｃと回転数Ｎｒとの関係を示したもの図９に示す。なお、図にはトルクＴｃがキャリア３５に入力されたときに、トルクＴｃがサンギヤ３２とリングギヤ３６に分配される様子（トルクＴｃｓとトルクＴｃｒ）も示した。
【００５２】
【数１】

【００５３】モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定すると、続いて、プラネタリギヤ３１のギヤ比ρとエンジン目標トルクＴｅ＊と前後輪トルク比ＤＴとに基づいてモータトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定する（ステップＳ１５２）。モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊は、エンジン目標トルクＴｅ＊がキャリア３５に入力されたときにサンギヤ３２に分配されるトルクＴｃｓに釣り合うように設定すればよいから、図９の共線図におけるトルクＴｃにエンジン目標トルクＴｅ＊を入力した際のトルクＴｃｓの正負を入れ換えたものとして次式（３）により計算される。回転数比Ｇ１＝Ｎｍ２／Ｎ１，Ｇ２＝Ｎｒ／Ｎｍ２は各々の回転軸のトルク比Ｇ１＝Ｔ１／Ｔｍ，Ｇ２＝Ｔｍ／Ｔｒ（Ｔｍは回転軸４０のトルク）として用いることができるから、エンジン２２からの動力のうちリングギヤ軸３７に直接出力されるトルクＴｃｒを考慮しながら駆動軸要求トルクＴｄ＊が前後輪トルク比ＤＴで前軸５０と後軸６０とに出力されるようモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を式（４）により求めることができる。また、後軸６０の回転数Ｎ２に対するモータＭＧ３の回転数Ｎｍ３の回転数比Ｇ３（Ｇ３＝Ｎｍ３／Ｎ２＝Ｔ２／Ｔｍ３）を用いれば、前後輪トルク比ＤＴを用いて配分される後軸６０のトルクＴ２を回転数比Ｇ３で割ったものとして式（５）によりモータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊を計算することができる。
【００５４】
【数２】

【００５５】こうして求めたエンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊およびモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ１５９）、本ルーチンを終了する。モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊およびモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を受け取ったモータＥＣＵ７８は、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で駆動するようにトルク指令値Ｔｍ１＊を用いながらモータＭＧ１を回転数制御すると共にモータＭＧ２およびモータＭＧ３からトルク指令値Ｔｍ２＊およびトルク指令値Ｔｍ３＊に相当するトルクが各々出力されるようにモータＭＧ２およびモータＭＧ３を駆動制御する。また、エンジン出力目標値Ｐｅ＊を受け取ったエンジンＥＣＵ２８は、エンジン２２がエンジン出力目標値Ｐｅ＊に設定された運転ポイント、即ちエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とにより設定される運転ポイントで運転されるようエンジン２２の運転制御を行なう。
【００５６】一方、ステップＳ１４４で駆動パターンＤＰに２輪駆動パターンが設定されたときには、ステップＳ１５０の処理と同様の処理によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定し（ステップＳ１５４）、プラネタリギヤ３１のギヤ比ρに基づいてモータトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１５６）。モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊については４輪駆動パターンのときと同様に式（３）により計算して設定される。モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊は、２輪駆動の前後輪トルク比ＤＴの値０を式（４）に代入して得られる式（６）により計算されて設定される。
【００５７】
【数３】

【００５８】そして、モータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊に値０を設定し（ステップＳ１５８）、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊およびモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ１５９）、本ルーチンを終了する。
【００５９】こうした通常駆動制御では、駆動軸要求パワーＰｄ＊にトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じて得られるエンジン出力目標値Ｐｅ＊がエンジン２２から出力されるようエンジン２２を運転制御すると共に、４輪駆動パターンのときには駆動軸要求パワーＰｄ＊が前後輪トルク比ＤＴによりトルク配分された動力として前軸５０と後軸６０とに出力され、２輪駆動パターンのときには駆動軸要求パワーＰｄ＊が前軸５０に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御することにより、エンジン２２から出力される動力を二次電池７０の充放電を伴うことなくトルク変換して前軸５０や後軸６０に出力することができる。なお、実際上、経年使用による効率ηｅの変更や外乱などにより二次電池７０の若干の充放電を伴うこともあるが、基本的には二次電池７０の充放電は行なわれない。しかも、駆動軸要求トルクＴｄ＊や車速Ｖにより４輪駆動パターンと２輪駆動パターンとを切り換えて出力するから、走行状態に応じた動力をより適切に出力することができる。更に、４輪駆動パターンのときには、駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて前後輪トルク比ＤＴを設定するから、より適切なトルク配分による動力の出力を行なうことができる。
【００６０】電動機駆動モードが設定された際の電動機駆動制御は、実施例では図１０に例示する電動機駆動制御ルーチンに基づいて行なわれる。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、クラッチＣ１を係合とすると共にクラッチＣ２を非係合とする処理を実行する（ステップＳ１６０）。このクラッチの設定により、プラネタリピニオンギヤ３４とリングギヤ３６とが接続された状態、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４がモータＭＧ１に直接接続された状態となり、リングギヤ軸３７はプラネタリギヤ３１から切り離された状態、即ち前軸５０にギヤ接続されたモータＭＧ２の回転軸４０とプラネタリギヤ３１との接続が解除された状態となる。続いてエンジン出力目標値Ｐｅ＊に値０を設定し（ステップＳ１６２）、駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて駆動パターンＤＰを設定する（ステップＳ１６４）。駆動パターンＤＰの設定は、図６に例示する駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖと駆動パターンＤＰとの関係を示す駆動パターン判定マップと同様な判定マップを用いて行なわれる。なお、図６の駆動パターン判定マップを用いて駆動パターンＤＰを設定する場合、図４の運転モード設定ルーチンを用いて説明したように、電動機駆動モードは車速Ｖが比較的遅い速度Ｖｓ以下のときに設定されるから、ほとんどの状態で４輪駆動パターンが設定されることになる。
【００６１】駆動パターンＤＰで４輪駆動パターンが設定されたときには（ステップＳ１６６）、図５の通常駆動制御ルーチンのステップＳ１４８の処理と同様な処理、即ち図７の車速Ｖの変化に対する前後輪トルク比ＤＴの変化の傾向や図８の駆動軸要求トルクＴｄ＊の変化に対する前後輪トルク比ＤＴの変化の傾向を用いて前後輪トルク比ＤＴを設定する（ステップＳ１６８）。なお、車速Ｖが比較的遅い速度Ｖｓ以下であることを考慮して前後輪トルク比ＤＴを値１に固定するものとしてもよい。そして、駆動軸要求トルクＴｄ＊と前後輪トルク比ＤＴとに基づいてモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊とモータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊とを設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１７０）。モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊は、リングギヤ軸３７がプラネタリギヤ３１から切り離されることに基づいて式（４）からプラネタリギヤ３１に関する項を取り除いた次式（７）により計算され、モータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊はプラネタリギヤ３１には無関係だから、上述の次式（５）により計算される。
【００６２】
【数４】

【００６３】そして、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ１７６）、本ルーチンを終了する。値０のエンジン出力目標値Ｐｅ＊を受け取ったエンジンＥＣＵ２８によるエンジン２２の運転制御としては、エンジン２２をアイドリング運転するものとしてもよいし、エンジン２２の運転を停止するものとしてもよい。値０のトルク指令値Ｔｍ１＊を受け取ったモータＥＣＵ７８によるモータＭＧ１の制御は、モータＭＧ１からトルクを出力しなければよいから何ら制御しないものとしてもよい。もとより、モータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を受け取ったモータＥＣＵ７８によるモータＭＧ２，ＭＧ３の駆動制御は、モータＭＧ２から設定したトルク指令値Ｔｍ２＊に相当するトルクが出力されると共にモータＭＧ３から設定したトルク指令値Ｔｍ３＊に相当するトルクが出力されるように行なわれる。なお、モータＭＧ２やモータＭＧ３の駆動に必要な電力は、二次電池７０の放電により賄われる。
【００６４】ステップＳ１６４の処理で駆動パターンＤＰに２輪駆動パターンが設定されたときには、前軸５０に駆動軸要求トルクＴｄ＊が出力されるようモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を設定すると共に（ステップＳ１７２）、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊とモータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊に値０を設定する（ステップＳ１７４）。ここで、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊は、式（６）からプラネタリギヤ３１に関する項を取り除いたＴｍ２＊＝Ｔｄ＊／Ｇ１により計算される。
【００６５】そして、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ１７６）、本ルーチンを終了する。
【００６６】こうした電動機駆動制御では、二次電池７０からの放電電力を用いて駆動軸要求トルクＴｄ＊が前軸５０または後軸６０に出力される。このとき、クラッチＣ２が非係合とされるから、ハイブリッド自動車２０は、二次電池７０からの電力を用いてモータ駆動する４輪駆動可能な電気自動車と同様な構成となる。実施例では、クラッチＣ２を非係合としたが、クラッチＣ２を係合の状態のまま電動機駆動制御を行なうものとしてもよい。この場合、エンジン２２の運転を停止するときには、キャリア３５の回転数Ｎｃが値０の状態でサンギヤ軸３３を連れ回して駆動することになり、エンジン２２をアイドリング運転する場合には、キャリア３５の回転数Ｎｃをアイドル回転数とした状態でサンギヤ軸３３を連れ回して駆動することになる。実施例では、駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとにより駆動パターンＤＰを設定するものとしたが、電動機駆動モードは車速Ｖが比較的遅い速度Ｖｓ以下のときに設定されるから、駆動パターンＤＰを４輪駆動パターンに固定するものとしてもよい。実施例では、エンジン出力目標値Ｐｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に値０を設定したが、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に所定値あるいは駆動軸要求パワーＰｄ＊に相当する値を設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊にエンジン出力目標値Ｐｅ＊の運転ポイントとしてのエンジン目標トルクＴｅ＊を設定するものとしてもよい。この場合、エンジン２２から動力はモータＭＧ１によって電力に変換され、モータＭＧ２やモータＭＧ３への電力供給に用いられたり、二次電池７０の充電電力として用いられる。
【００６７】充電駆動モードが設定された際の充電駆動制御は、実施例では図１１に例示する充電駆動制御ルーチンに基づいて行なわれる。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、クラッチＣ１を非係合とすると共にクラッチＣ２を係合する処理を実行する（ステップＳ１８０）。このクラッチ状態は、プラネタリギヤ３１を通常に動作させると共にリングギヤ３６の出力をリングギヤ軸３７を介して前輪５４，５６へ出力可能な状態とする。続いて、二次電池７０を充電する充電電力Ｐｂｉを設定する（ステップＳ１８１）。ここで、充電電力Ｐｂｉは二次電池７０の容量や性能によって定められるものである。そして、駆動軸要求パワーＰｄ＊と充電電力Ｐｂｉとの和にエンジン２２の出力に対するトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定する（ステップＳ１８２）。エンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定したら、図５の通常駆動制御ルーチンのステップＳ１４４〜Ｓ１５９の処理と同一の処理のステップＳ１８４〜Ｓ１９９の処理を実行して本ルーチンを終了する。
【００６８】図５の通常駆動制御ルーチンのステップＳ１４４〜Ｓ１５９では、駆動軸要求トルクＴｄ＊に相当するトルクが４輪駆動パターンのときには前後輪トルク比ＤＴを設定して前軸５０と後軸６０に、２輪駆動パターンのときには前軸５０に出力されるよう制御するから、図１１の充電駆動制御ルーチンのステップＳ１８４〜ステップＳ１９９の処理でも同様に駆動軸要求トルクＴｄ＊に相当するトルクが４輪駆動パターンのときには前後輪トルク比ＤＴを設定して前軸５０と後軸６０に、２輪駆動パターンのときには前軸５０に出力される。駆動軸要求パワーＰｄ＊は、駆動軸要求トルクＴｄ＊に車速Ｖから比例的に得られる前軸５０の回転数Ｎ１（Ｎ１＝ｒ・Ｖ）を乗じて計算されるから、駆動軸要求パワーＰｄ＊と充電電力Ｐｂｉとの和に効率ηｅの逆数ηｔを乗じて得られるエンジン出力目標値Ｐｅ＊をエンジン２２から出力すれば出力過剰となり、この過剰分により二次電池７０が充電される。
【００６９】こうした充電駆動制御では、駆動軸要求パワーＰｄ＊より大きなパワーにトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じて得られるエンジン出力目標値Ｐｅ＊がエンジン２２から出力されるようエンジン２２を運転制御すると共に、４輪駆動パターンのときには駆動軸要求パワーＰｄ＊が前後輪トルク比ＤＴをもって前軸５０と後軸６０に出力され、２輪駆動パターンのときには駆動軸要求パワーＰｄ＊が前軸５０に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御することにより、エンジン２２から出力される動力により二次電池７０の充電しながら駆動軸要求パワーＰｄ＊に相当する動力を前軸５０または後軸６０に出力することができる。前述したように、経年使用による効率ηｅの変更や外乱などにより二次電池７０の充電電力Ｐｂｉは設定したものとならない場合も生じるが、基本的には二次電池７０を充電電力Ｐｂｉまたはその近傍の電力により充電することができる。しかも、駆動軸要求トルクＴｄ＊や車速Ｖにより４輪駆動パターンと２輪駆動パターンとを切り換えて出力するから、より適切に動力を出力することができる。更に、４輪駆動パターンのときには、駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて前後輪トルク比ＤＴを設定するから、より適切なトルク配分による動力の出力を行なうことができる。
【００７０】実施例の充電駆動制御では、二次電池７０を充電する充電電力Ｐｂｉを設定すると共に駆動軸要求パワーＰｄ＊に充電電力Ｐｂｉを加えてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定することにより、エンジン２２からの動力の一部を用いて二次電池７０を充電するものとしたが、駆動軸要求パワーＰｄ＊にトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じて得られるエンジン出力目標値Ｐｅ＊に値１より大きな係数を乗じたり、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に所定値を加えたりしてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を補正することにより、エンジン２２からの動力の一部を用いて二次電池７０を充電するものとしてもよい。係数を乗じる場合には二次電池７０の充電電力は変動することになり、所定値を加える場合には二次電池７０の充電電力はほぼ一定となる。また、駆動軸要求パワーＰｄ＊と充電電力Ｐｂｉとの和に効率ηｅの逆数ηｔを乗じて得られるエンジン出力目標値Ｐｅ＊がエンジン２２から出力不能なほど大きなパワーのときには、エンジン出力目標値Ｐｅ＊をエンジン２２からの最大出力に制限するものとしてもよい。
【００７１】放電駆動モードが設定された際の充電駆動制御は、実施例では図１２に例示する放電駆動制御ルーチンに基づいて行なわれる。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、クラッチＣ１を非係合とすると共にクラッチＣ２を係合する処理を実行し（ステップＳ２００）、二次電池７０からの放電電力Ｐｂｏを設定する（ステップＳ２０１）。ここで、放電電力Ｐｂｏは二次電池７０の容量や性能によって定められるものである。続いて、駆動軸要求パワーＰｄ＊から放電電力Ｐｂｏを減じたものにエンジン２２の出力に対するトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定する（ステップＳ２０２）。エンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定すると、図５の通常駆動制御ルーチンのステップＳ１４４〜Ｓ１５９の処理と同一の処理のステップＳ２０４〜Ｓ２１９の処理を実行して本ルーチンを終了する。
【００７２】図１１の充電駆動制御ルーチンを用いて説明したのと同様の理由により、駆動軸要求パワーＰｄ＊から放電電力Ｐｂｏを減じたものに効率ηｅの逆数ηｔを乗じて得られるエンジン出力目標値Ｐｅ＊をエンジン２２から出力すれば出力不足となり、この出力不足分が二次電池７０からの放電電力により賄われる。
【００７３】こうした放電駆動制御では、駆動軸要求パワーＰｄ＊より小さなパワーにトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じて得られるエンジン出力目標値Ｐｅ＊がエンジン２２から出力されるようエンジン２２を運転制御すると共に、４輪駆動パターンのときには駆動軸要求パワーＰｄ＊が前後輪トルク比ＤＴをもって前軸５０と後軸６０とに出力され、２輪駆動パターンのときには駆動軸要求パワーＰｄ＊が前軸５０に出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御することにより、エンジン２２から出力される動力と二次電池７０からの放電電力を用いて駆動軸要求パワーＰｄ＊に相当する動力を前軸５０または後軸６０に出力することができる。経年使用による効率ηｅの変更や外乱などにより、充電駆動制御と同様に、二次電池７０の放電電力Ｐｂｏは設定したものとならない場合も生じるが、基本的には二次電池７０から放電電力Ｐｂｏまたはその近傍の電力が放電される。しかも、駆動軸要求トルクＴｄ＊や車速Ｖにより４輪駆動パターンと２輪駆動パターンとを切り換えて出力するから、より適切に動力を出力することができる。更に、４輪駆動パターンのときには、駆動軸要求トルクＴｄ＊と車速Ｖとに基づいて前後輪トルク比ＤＴを設定するから、より適切なトルク配分による動力の出力を行なうことができる。
【００７４】制動駆動モードが設定された際の制動駆動制御は、実施例では図１３に例示する制動駆動制御ルーチンに基づいて行なわれる。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、バッテリＳＯＣを読み込み（ステップＳ２２０）、バッテリＳＯＣが１００％であるか否かを判定する（ステップＳ２２２）。
【００７５】バッテリＳＯＣが１００％のときには、クラッチＣ１を非係合とすると共にクラッチＣ２を係合とし（ステップＳ２２４）、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に値０を設定する（ステップＳ２２６）。そして、前後輪トルク比ＤＴに制動用トルク比ＤＴｓを設定する（ステップＳ２２８）。ここで、制動用トルク比ＤＴｓは、制動時に最適なトルク配分として設定されるものであり、車両の形状や重量などにより定められる。なお、実施例では、制動用トルク比ＤＴｓを制動時に最適なトルク配分として設定するものとしたが、如何なる値に設定してもよい。
【００７６】続いて、設定した前後輪トルク比ＤＴと駆動軸要求トルクＴｄ＊とに基づいてモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定する（ステップＳ２３０）。モータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊については、前述した式（５）により計算できる。モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊は、エンジン２２によるエンジンブレーキとモータＭＧ１によるクランクシャフト２４の回転との作用によりプラネタリギヤ３１のキャリア３５に入力されるトルクＴｃが定まれらなければ正確に計算することができない。実施例では、前後輪トルク比ＤＴを制動用トルク比ＤＴｓとした際の車速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊とキャリア３５に入力されるトルクＴｃとの関係を予め求めてハイブリッドＥＣＵ８０のＲＯＭにマップとして記憶しておき、車速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊とが与えられると記憶したマップから対応するトルクＴｃを導出するものとし、この導出したキャリア３５のトルクＴｃを用いてトルク指令値Ｔｍ２＊を式（８）により算出するものとした。
【００７７】
【数５】

【００７８】次に、モータＭＧ２とモータＭＧ３とにより回生される電力Ｐｇを計算する（ステップＳ２３２）。モータＭＧ２により回生される電力Ｐ２は、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊とモータＭＧ２の回転軸４０の回転数Ｎｍ２との積に発電効率η２を乗じたものとして式（９）により計算することができる。また、モータＭＧ３により回生される電力Ｐ３は、モータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊とモータＭＧ３の回転数Ｎｍ３の積に発電効率η３を乗じたものとして式（１０）により計算することができる。なお、式（１０）では、前軸５０の回転数Ｎ１と車速Ｖとの関係（Ｎ１＝ｒ・Ｖ）をそのまま後軸６０の回転数Ｎ２と車速Ｖのと関係（Ｎ２＝ｒ・Ｖ）として用いた。したがって、電力Ｐｇは、式（１１）に示すように、電力Ｐ２と電力Ｐ３との和として計算することができる。
【００７９】
【数６】

【００８０】そして、発電電力Ｐｇに基づいてモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２３４）。このとき、モータＭＧ１により消費される電力が発電電力Ｐｇとなるようにトルク指令値Ｔｍ１＊を設定する。したがって、発電電力ＰｇにモータＭＧ１の効率η１を乗じたものがトルク指令値Ｔｍ１＊とサンギヤ３２の回転数Ｎｓとの積に等しくなればよいから、トルク指令値Ｔｍ１＊は、次式（１２）により計算される。
【００８１】
【数７】

【００８２】こうして設定されたエンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ２４６）、本ルーチンを終了する。値０のエンジン出力目標値Ｐｅ＊を受け取ったエンジンＥＣＵ２８は燃料噴射量をカットしてエンジン２２からの出力制限を行なうが、エンジン２２はリングギヤ軸３７の回転数Ｎｒとサンギヤ軸３３の回転数Ｎｓとにより定まるキャリア３５の回転数Ｎｃで回転し、いわゆるエンジンブレーキを作用している状態となる。こうしたステップＳ２２４〜Ｓ２３４までの処理により設定されたエンジン出力目標値Ｐｅ＊に基づいてエンジン２２を運転制御すると共にモータトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御することにより、二次電池７０の充放電を伴うことなくモータＭＧ２，ＭＧ３により発電された電力をモータＭＧ１で消費しながら駆動軸要求トルクＴｄ＊に相当する制動力を出力することができる。なお、こうした処理は、車両が長い降り坂を走行している最中に二次電池７０が満充電された後にも適用することができる。
【００８３】一方、ステップＳ２２２の処理でバッテリＳＯＣが１００％未満であると判定されたときには、クラッチＣ１とクラッチＣ２とを共に非係合として（ステップＳ２３６）、リングギヤ３６とリングギヤ軸３７との接続、即ちプラネタリギヤ３１と前軸５０との接続を解除し、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に値０を設定する（ステップＳ２３８）。続いて、前後輪トルク比ＤＴに制動用トルク比ＤＴｓを設定し（ステップＳ２４０）、設定した前後輪トルク比ＤＴと駆動軸要求トルクＴｄ＊とに基づいてモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定する（ステップＳ２４２）。モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊は、リングギヤ軸３７がプラネタリギヤ３１から切り離されているから、上述の式（７）により計算することができる。モータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊は、他の処理と同様に式（５）により計算することができる。
【００８４】そして、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２４４）、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ２４６）、本ルーチンを終了する。こうした処理では、モータＭＧ２とモータＭＧ３により回生された電力は二次電池７０に蓄えられるが、リングギヤ軸３７をプラネタリギヤ３１から切り離すことにより、エンジン２２を連れ回したり、モータＭＧ１のロータ（サンギヤ軸３３）を連れ回すことがないから、より多くの電力を回生することができると共にその電力を二次電池７０に蓄えることができる。
【００８５】こうした制動駆動制御では、二次電池７０の残容量としてのバッテリＳＯＣに基づいて制動を行なうことができる。即ちバッテリＳＯＣが１００％のときには、モータＭＧ２やモータＭＧ３の回生制御により生じる電力をモータＭＧ１で丁度消費するようにモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御することにより、二次電池７０の充放電を伴うことなく制動力を出力することができる。また、バッテリＳＯＣが１００％未満のときには、リングギヤ軸３７をプラネタリギヤ３１から切り離してモータＭＧ２とモータＭＧ３の回生制御により得られる電力を大きくし、それを二次電池７０に充電することができる。実施例では、バッテリＳＯＣが１００％未満のときに二次電池７０の充電を伴う処理（ステップＳ２３６〜Ｓ２４４）を実行するものとしたが、バッテリＳＯＣが１００％より小さな値未満のときに二次電池７０の充電を伴う処理を実行するものとしてもよい。また、実施例では、二次電池７０の充電を伴う処理として、クラッチＣ１，Ｃ２を共に非係合としたが、クラッチＣ１を非係合とすると共にクラッチＣ２を係合するものとしてもよい。この場合、エンジン２２やサンギヤ軸３３を連れ回すことになる。
【００８６】以上、実施例のハイブリッド自動車２０における基本的な駆動制御について説明した。実施例のハイブリッド自動車２０は、こうした基本的な駆動制御に加えて、通常駆動制御時に大きくアクセルペダル８５が踏み込まれたときの大トルク出力制御や、ナビゲーションシステム９０からの走行路に関する情報に基づく制御や前輪５４，５６や後輪６４，６６のいずれかがスリップしたときの制御など種々の制御が行なわれる。以下にこれらの制御について説明する。
【００８７】図１４は、通常駆動制御の２輪駆動パターンで駆動制御されている際にアクセルペダル８５が大きく踏み込まれたときに短時間（例えば、５秒間や１０秒間）に限って図５の通常駆動制御ルーチンに代えてハイブリッドＥＣＵ８０により実行される大トルク出力制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、運転モードを通常駆動モードに固定する処理を実行する（ステップＳ２５０）。これにより図２の駆動制御ルーチンにおける運転モードの設定に拘わらず、通常駆動モードが設定され、通常駆動制御が実行されることになる。ただし、短時間に限ってこのルーチンが通常駆動制御ルーチンに代わって実行される。
【００８８】次に、アクセルペダル８５が踏み込まれる前の駆動軸要求トルクＴｄ＊を用いて通常駆動制御ルーチンの２輪駆動パターンによるエンジン出力目標値Ｐｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２の設定処理を実行する（ステップＳ２５２）。具体的には、図５の通常駆動制御ルーチンのステップＳ１４２，Ｓ１４４，Ｓ１５４，Ｓ１５６の処理を実行する。続いて、アクセルペダル８５が踏み込まれる前の駆動軸要求トルクＴｄ＊を２輪駆動時要求トルクＴｄ２として設定し（ステップＳ２５４）、モータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊を、アクセルペダル８５が踏み込まれた後の駆動軸要求トルクＴｄ＊から２輪駆動時要求トルクＴｄ２を減じた値として設定する（ステップＳ２５６）。そして、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ２５８）、本ルーチンを終了する。こうした処理では、通常駆動制御ルーチンの２輪駆動パターンによる２輪駆動の制御に加えてアクセルペダル８５が踏み込まれる前後の駆動軸要求トルクＴｄ＊の差をモータＭＧ３から出力する。この際、モータＭＧ３に供給される電力は二次電池７０からの放電により賄われる。短時間に限ってこうした大トルク出力制御を行なうことにより、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御の変更を伴わずに瞬時に要求されるトルクを出力することができる。
【００８９】実施例では、大トルク出力制御を、通常駆動制御の２輪駆動パターンで駆動制御されている際にアクセルペダル８５が大きく踏み込まれたときに短時間に限って実行するものとしたが、電動機駆動制御や充電駆動制御，放電駆動制御の２輪駆動パターンで駆動制御されている際にアクセルペダル８５が大きく踏み込まれたときに実行するものとしてもよい。これらの場合でも、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の制御の変更を伴わずに瞬時に要求されるトルクを出力することができる。
【００９０】図１５は、ナビゲーションシステム９０からの走行路に関する情報に基づいて駆動パターンを変更する際にハイブリッドＥＣＵ８０により実行される駆動パターン変更処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、いずれの運転モードが設定されているときでも実行される。本ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、ナビゲーションシステム９０から現在車両が走行している走行路の種類を読み込む処理を実行する（ステップＳ２６０）。実施例のナビゲーションシステム９０のＤＶＤ装置９４に記憶されている地図情報には各道路の走行路の種類、例えば平坦路や山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路などの種類が道路情報の一つとして含まれている。
【００９１】そして、現在車両が走行している走行路が比較的緩やかなコーナー路のときには２輪駆動パターンを設定し（ステップＳ２６２，Ｓ２６４）、連続したカーブを有する連続カーブ路や登坂路，降坂路のいずれかのときには４輪駆動パターンを設定し（ステップＳ２６６〜Ｓ２７０）、山岳路のときには４輪駆動パターンの領域が大きな山岳路用判定マップを設定し（ステップＳ２７２，Ｓ２７４）、これら以外のときには、通常の駆動パターン判定マップを設定して（ステップＳ２７６）、本ルーチンを終了する。このルーチンで設定された駆動パターンは、図５の通常駆動制御ルーチンのステップＳ１４４や図１０の電動機駆動制御ルーチンのステップＳ１６４，図１１の充電駆動制御ルーチンのステップＳ１８４，図１２の放電駆動制御ルーチンのステップＳ２０４における駆動パターンの設定に拘わらず、用いられる。こうした処理により、比較的緩やかなコーナー路や連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路を車両で走行している最中に２輪駆動パターンと４輪駆動パターンとが切り換えられるのを防止することができる。この結果、走行中に路面に作用するトルクの大きな変動を生じさせることがない。また、山岳路用判定マップが設定されたときには、上述の各駆動制御ルーチンの駆動パターンの設定の際に用いる駆動パターン判定マップに代えて用いられる。図１６に山岳路用判定マップの一例を示す。図１６の山岳路用判定マップを図６に例示した通常の駆動パターン判定マップと比較すると解るように、山岳路用判定マップでは、４輪駆動パターンが多く設定されるようになっており、山岳路における走行をより適切なものにすることができる。
【００９２】実施例の駆動パターン変更制御では、車両の走行路が比較的緩やかなコーナー路のときには２輪駆動パターンを設定し、連続したカーブを有する連続カーブ路や登坂路，降坂路のいずれかのときには４輪駆動パターンを設定したが、２輪駆動パターンと４輪駆動パターンとの切り換えを抑制する効果をより大きく期待するものとすれば、比較的緩やかなコーナー路や連続したカーブを有する連続カーブ路，登坂路，降坂路のいずれかのときには現状の駆動パターンを保持するものとしてもよい。また、比較的緩やかなコーナー路のときには２輪駆動パターンの領域が大きなコーナー路用判定マップを設定するものとしたり、連続したカーブを有する連続カーブ路や登坂路，降坂路のいずれかのときには山岳路用判定マップと同様に４輪駆動パターンの領域が大きな連続カーブ路用判定マップや登坂路用判定マップ，降坂路用判定マップをそれぞれ設定するものとしてもよい。さらに、比較的緩やかなコーナー路のときには２輪駆動パターンの領域が大きくなるよう通常の駆動パターン判定マップの領域境界を補正するものとしたり、連続したカーブを有する連続カーブ路や登坂路，降坂路のいずれかのときには４輪駆動パターンの領域が大きくなるよう通常の駆動パターン判定マップの領域境界を補正するものとしてもよい。また、実施例の駆動パターン変更制御では、車両の走行路が山岳路のときには、４輪駆動パターンの領域が大きな山岳路用判定マップを設定したが、４輪駆動パターンを設定するものとしたり、４輪駆動パターンの領域が大きくなるよう通常の駆動パターン判定マップの領域境界を補正するものとしてもよい。
【００９３】実施例の駆動パターン変更制御では、走行路の種類として平坦路，山岳路，比較的緩やかなコーナー路，連続したカーブを有する連続カーブ路や登坂路，降坂路を例示したが、走行路の種類はこれらに限られず、如何なる種類を用いるものとしてもよい。
【００９４】図１７は、ナビゲーションシステム９０からの走行予定の走行ブロックの情報に基づいて二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）を調整する際にハイブリッドＥＣＵ８０により実行されるＳＯＣ調整制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、いずれの運転モードが設定されているときでも実行される。本ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、ナビゲーションシステム９０から走行予定の経路における走行ブロックの種類を読み込む処理を実行する（ステップＳ２８０）。実施例のナビゲーションシステム９０のＤＶＤ装置９４に記憶されている地図情報には各道路の走行路の種類に基づいて同一の種類の走行路が多く含まれるブロック毎に設定された走行ブロックの種類、例えば走行に伴って二次電池７０の充電が予測される充電走行ブロックや走行に伴って二次電池７０の放電が予測される放電走行ブロックなどの種類が道路情報の一つとして含まれている。なお、充電走行ブロックとしては山岳路のうち降り坂の領域が多い走行ブロックや長い連続した降り坂の走行ブロックあるいは郊外の走行ブロックに設定され、放電走行ブロックとしては山岳路のうち登り坂の領域が多い走行ブロックや長い連続した登り坂の走行ブロックあるいは都心部の走行ブロックに設定されている。
【００９５】走行ブロックの種類を読み込むと、次の走行ブロックの種類を判定する（ステップＳ２８２）。次の走行ブロックが充電走行ブロックのときには、バッテリＳＯＣが第１の所定値（例えば、３０％や４０％など）になるまで運転モードを放電駆動モードに設定すると共に（ステップＳ２８４）、４輪駆動パターンの領域が大きな放電用駆動パターン判定マップを設定して（ステップＳ２８６）、本ルーチンを終了する。運転モードを放電駆動モードに設定することにより、図２の駆動制御ルーチンにおける運転モードの設定に拘わらず、放電駆動モードが設定されて図１２の放電駆動制御ルーチンが実行される。また、放電用駆動パターン判定マップを設定することにより、図１２の放電駆動制御ルーチンのステップＳ２０４の処理では通常の駆動パターン判定マップに代えて放電用駆動パターン判定マップを用いて駆動パターンが設定される。したがって、充電走行ブロックを走行するまでに二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）を小さくすることにより、充電走行ブロックで二次電池７０に十分な電力を充電することができる。
【００９６】一方、次の走行ブロックが放電走行ブロックのときには、バッテリＳＯＣが第２の所定値（例えば、７０％や８０％など）になるまで運転モードを充電駆動モードに設定すると共に（ステップＳ２９４）、２輪駆動パターンの領域が大きな充電用駆動パターン判定マップを設定して（ステップＳ２９６）、本ルーチンを終了する。運転モードを充電駆動モードに設定することにより、図２の駆動制御ルーチンにおける運転モードの設定に拘わらず、充電駆動モードが設定されて図１１の充電駆動制御ルーチンが実行される。また、充電用駆動パターン判定マップを設定することにより、図１１の充電駆動制御ルーチンのステップＳ１８４の処理では通常の駆動パターン判定マップに代えて充電用駆動パターン判定マップを用いて駆動パターンが設定される。したがって、放電走行ブロックを走行するまでに二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）を大きくすることにより、放電走行ブロックで二次電池７０から放電される電力を十分に活用することができる。
【００９７】こうしたＳＯＣ調整制御では、走行に伴う二次電池７０の充放電を予測して二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）を調整するから、走行路により適切な状態で走行することができると共にエネルギ効率をより高くすることができる。
【００９８】実施例のＳＯＣ調整制御では、次の走行ブロックが充電走行ブロックのときには、運転モードを放電駆動モードに設定したが、二次電池７０からの放電を伴う運転モードであればよいから、電動機駆動モードを設定するものとしてもよい。
【００９９】実施例のＳＣＯ調整制御では、次の走行ブロックの種類に応じて二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）の調整を行なったが、二つ以上の走行ブロックの種類と走行距離に基づいて二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）を調整してもよい。また、実施例のＳＯＣ調整制御では、各道路の走行路の種類に基づいて同一の種類の走行路が多く含まれるブロック毎に設定された走行ブロックの種類に基づいて二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）を調整したが、現在の走行位置からみて所定時間経過後の所定範囲や所定距離走行後の所定範囲の走行路の種類に基づいて二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）を調整するものとしてもよい。
【０１００】実施例のＳＯＣ調整制御では、次の走行ブロックが充電走行ブロックのときには４輪駆動パターンの領域が大きな放電用駆動パターン判定マップを設定し、次の走行ブロックが放電走行ブロックのときには２輪駆動パターンの領域が大きな充電用駆動パターン判定マップを設定したが、次の走行ブロックが充電走行ブロックのときには４輪駆動パターンを駆動パターンとして設定し、次の走行ブロックが放電走行ブロックのときには２輪駆動パターンを駆動パターンとして設定するものとしてもよい。また、次の走行ブロックが充電走行ブロックのときでも放電走行ブロックのときでも通常の駆動パターン判定マップを用いて駆動パターンを設定するものとしても差し支えない。
【０１０１】図１８は、二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）が小さくて二次電池７０からの放電が制限されている状態における発進時にハイブリッドＥＣＵ８０により実行されるバッテリ出力制限時発進制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。発進時は、図４の運転モード設定ルーチンによれば、通常、車速Ｖが比較的遅い速度Ｖｓ以下となるから、電動機駆動モードにより行なわれるが、二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）が小さくて二次電池７０からの放電が制限されているときには、電動機駆動モードにより発進することができない。図１８のバッテリ出力制限時発進制御ルーチンは、こうした状態のときに実行される。
【０１０２】このルーチンは、図５の通常駆動制御ルーチンのステップＳ１４４に代えて前後輪トルク比ＤＴに発進時トルク比ＤＴ１を設定する処理を用いて通常駆動制御の４輪駆動パターンの処理と同一である。したがって、前後輪トルク比ＤＴの設定の処理（ステップＳ３０４）以外の処理についての説明は重複するから省略する。バッテリ出力制限時発進制御ルーチンのステップＳ３０４で前後輪トルク比ＤＴに設定される発進時トルク比ＤＴ１は、発進時に最適なトルク配分として設定されるものであり、車両の形状や重量などにより定められる。なお、実施例では、発進時トルク比ＤＴ１を発進時に最適なトルク配分として設定するものとしたが、如何なる値に設定してもよい。
【０１０３】こうしたバッテリ出力制限時発進制御により、二次電池７０からの放電が制限されているときでも車両の発進を行なうことができる。なお、実施例のバッテリ出力制限時発進制御では、通常駆動制御の４輪駆動パターンの処理と同一の処理を実行するものとしたが、充電駆動制御の４輪駆動パターンの処理と同一の処理を実行するものとしてもよい。実施例のバッテリ出力制限時発進制御では、通常駆動制御の４輪駆動パターンの処理と同一の処理を実行するものとしたが、電動駆動制御と同様の処理とモータＭＧ１による発電処理とを組み合わせるものとしてもよい。即ち、クラッチＣ１を係合すると共にクラッチＣ２を非係合としてモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を式（７）および式（５）により計算される値を設定してモータＭＧ２，ＭＧ３を駆動制御する一方、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に駆動軸要求パワーＰｄ＊に相当する値あるいはそれより大きな値を設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊にエンジン出力目標値Ｐｅ＊の運転ポイントとしてのエンジン目標トルクＴｅ＊を設定してエンジン２２から出力される動力を用いて発電し、得られる発電電力をモータＭＧ２，ＭＧ３に供給するのである。このとき、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に駆動軸要求パワーＰｄ＊に相当する値を設定すれば、二次電池７０の充放電を伴うことなく駆動軸要求トルクＴｄ＊を前後輪トルク比ＤＴをもって前軸５０と後軸６０とに出力することができ、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に駆動軸要求パワーＰｄ＊より大きな値を設定すれば、二次電池７０を充電しながら駆動軸要求トルクＴｄ＊を前後輪トルク比ＤＴをもって前軸５０と後軸６０とに出力することができる。
【０１０４】図１９は、バッテリ出力制限時発進制御を実行しているときに前輪５４，５６の一方または双方がスリップ（空転）したときの制御としてハイブリッドＥＣＵ８０により実行されるスリップ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、車輪速センサ５５，５７，６５，６７により検出される車輪速Ｖｗ１〜Ｖｗ４を読み込む処理を実行する（ステップＳ３１０）。そして、読み込んだ車輪速Ｖｗ１〜Ｖｗ４に基づいて前輪５４，５６の一方または双方がスリップしているか否かを判定する（ステップＳ３１２）。前輪５４，５６のいずれもがスリップしていないときには、本ルーチンを終了する。
【０１０５】前輪５４，５６の一方または双方がスリップしているときには、前輪トルクＴ１をΔＴ１だけ小さく設定する（ステップＳ３１４）。ここでの前輪トルクＴ１の設定は計算上の設定であり、まだエンジン２２の運転やモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動には反映されていないから前軸５０から出力されているトルクは変化しない。次に、前輪トルクＴ１をΔＴ１だけ小さく設定することによる全体としての動力の減量分ΔＰｄを計算する（ステップＳ３１６）。動力減量分ΔＰｄは、前輪５４，５６のトルク変量としてのΔＴ１と前軸５０の回転数Ｎ１（Ｎ１＝ｒ・Ｖ）とｐの積により計算することができる。
【０１０６】続いて、現在のエンジン出力目標値Ｐｅ＊から動力減量分ΔＰｄにトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じたものを減じてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を変更設定すると共に（ステップＳ３１８）、前後輪トルク比ＤＴを変更設定する（ステップＳ３２０）。前後輪トルク比ＤＴは、ＤＴ＝Ｔ２／Ｔ１であるから、ＤＴ＝Ｔ２／（Ｔ１−ΔＴ１）として計算することができる。そして、変更設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊と前後輪トルク比ＤＴとに基づいて通常駆動制御の４輪駆動パターンにおける計算と同一の計算によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ３２２）、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ３２４）、本ルーチンを終了する。こうした処理では、モータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊は変更されないから、前輪５４，５６の一方または双方のスリップに拘わらず、後軸６０には同一のトルクが出力される。しかも、前輪トルクＴ１の変量ΔＴ１に相当する動力減量分ΔＰｄだけエンジン２２から出力される動力を小さくするから、前輪トルクＴ１の変更に伴って二次電池７０の充放電を伴うことがない。即ち、二次電池７０の充放電を行なうことなく後輪トルクＴ２を変更せずに前輪トルクＴ１だけを変化させて前輪５４，５６の一方または双方のスリップを解消することができる。
【０１０７】以上、実施例のハイブリッド自動車２０における基本的な駆動制御と、この基本的な駆動制御に加えられる種々の制御について説明した。これらの制御を実行することにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力を二次電池７０の充放電なしに所望のトルク比として前軸５０と後軸６０とに出力することができると共にエンジン２２からの動力と二次電池７０の充放電電力とを用いて所望の動力を所望のトルク比として前軸５０と後軸６０に出力することができる。もとより、二次電池７０の放電電力を用いてエンジン２２を運転せずに所望の動力を所望のトルク比として前軸５０と後軸６０に出力することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、制動時には、制動に伴うエネルギの多くを回生して二次電池７０に充電することができると共に二次電池７０が満充電のときには、モータＭＧ２とモータＭＧ３の回生制御により得られる電力を用いてモータＭＧ１を駆動することにより、二次電池７０の充放電なしに前軸５０や後軸６０に制動力を作用させることができる。しかも、前軸５０と後軸６０の制動トルク比を自由に設定することができるから、より効率のより制動トルク比とすることができる。
【０１０８】また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、車両の走行路の種類に基づいて駆動パターンを変更したり固定したすることができる。この結果、走行路の種類に応じたより適切な駆動パターンと前後輪トルク比により走行することができる。また、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、走行ブロックの種類の基づいて二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）を調整するから、更にエネルギ効率の高いものとすることができる。
【０１０９】さらに、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、二次電池７０の残容量（ＳＯＣ）が小さくて二次電池７０からの放電が制限されるときでも、円滑に発進することができる。しかも、こうした状態で前輪５４，５６の一方または双方がスリップしたときでも、二次電池７０の充放電を伴うことなく前輪５４，５６の一方または双方のスリップを解消することができる。しかも、このスリップの解消の際に後軸６０のトルクを変更することがないから、トルク変更に伴うショックを生じることがない。
【０１１０】実施例のハイブリッド自動車２０では、ディファレンシャルギヤ６２を介して後軸６０にモータＭＧ３を取り付けるものとしたが、二つのモータを後輪６４，６６に直接取り付けるものとしてもよい。この場合、両モータの制御はモータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊を用いて個々に行なえばよい。
【０１１１】また、実施例のハイブリッド自動車２０では、４輪駆動の自動車として説明したが、補助駆動輪を有する６輪駆動の自動車、例えば牽引車両の牽引する車両が４輪駆動で牽引される車両に補助駆動輪を有する自動車などに適用してもよい。この場合、補助駆動輪の軸にモータを取り付け、このモータとディファレンシャルギヤ６２を介して後軸６０に取り付けられたモータＭＧ３とにより消費または回生される電力を実施例のハイブリッド自動車２０におけるモータＭＧ３により消費または回生される電力に一致させればよい。なお、前後輪トルク比ＤＴには、補助駆動輪のトルクを含ませるものとしてもよいし、補助駆動輪のトルクは含まないものとしてもよい。前後輪トルク比ＤＴに補助駆動輪のトルクを含ませる場合には、前後輪トルク比ＤＴの設定の際に車両の走行状態などに基づく調整に補助駆動輪のトルクの調整を含ませるものとしてもよいし含ませないものとしてもよい。
【０１１２】実施例のハイブリッド自動車２０では、プラネタリギヤ３１のキャリア３５とリングギヤ３６との接続および接続の解除を可能とするクラッチＣ１を設けたが、図２０に例示する変形例のギヤユニット３０Ｂのように、リングギヤ３６の回転を規制するブレーキＢ１としてもよい。この場合、ブレーキＢ１を作動させると共にクラッチＣ２による接続の解除を行なえば、エンジン２２のクランクシャフト２４は所定のギヤ比でサンギヤ軸３３に接続されることになる。
【０１１３】実施例のハイブリッド自動車２０では、プラネタリギヤ３１のリングギヤ３６とリングギヤ軸３７との接続および接続の解除を可能とするクラッチＣ２を設けたが、クラッチＣ２を備えず、リングギヤ３６とリングギヤ軸３７が接続された状態としてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、プラネタリギヤ３１のキャリア３５とリングギヤ３６との接続および接続の解除を可能とするクラッチＣ１を設けたが、クラッチＣ１を備えず、キャリア３５とリングギヤ３６とが接続されていない状態としてもよい。また、図２１の変形例のギヤユニット３０Ｃに示すように、クラッチＣ１もクラッチＣ２も備えないものとしてもよい。この場合、キャリア３５とリングギヤ３６は常に接続が解除された状態となり、リングギヤ３６とリングギヤ軸３７は常に接続された状態となる。
【０１１４】実施例のハイブリッド自動車２０では、リングギヤ軸３７を前軸５０に接続すると共に後軸６０にモータＭＧ３を接続したが、逆にリングギヤ軸３７を後軸６０に接続すると共に前軸５０にモータＭＧ３を接続するものとしてもよい。この場合、実施例のハイブリッド自動車２０における前軸５０に関連する制御を後軸６０に関連する制御に置き換えてもよいし、そのまま適用するものとしてもよい。
【０１１５】以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【出願人】 【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成１２年８月２５日（２０００．８．２５）
【代理人】 【識別番号】１０００７５２５８
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 研二 （外２名）
【公開番号】 特開２００２−７８１０５（Ｐ２００２−７８１０５Ａ）
【公開日】 平成１４年３月１５日（２００２．３．１５）
【出願番号】 特願２０００−２５６２４９（Ｐ２０００−２５６２４９）