JPH11332020A - ハイブリッド車両および動力出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４輪駆動可能なハイブリッド車両において前
後輪にトルクの偏りが生じていた。また、後進時の前後
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。後車軸には第１のモータを結合す
る。さらに第２のモータ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。後進時に
は第２のモータを出力軸または駆動軸に結合する。対ロ
ータモータ、第１および第２のモータを逆転させれば後
進することができる。前後輪のトルクは自由に制御可能
である。また、前後輪の一方がスリップしている場合に
はトルク配分を変更する。これらの制御により、後進時
に前後輪のトルク配分を適切に制御することができる。

Description

【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２
５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２
６，２８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。かかる
構成を有するハイブリッド車両では、前進方向の走行の
みならず、クラッチモータ３０およびアシストモータ４
０を逆転方向に力行することにより、後進することも可
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２６に示
す。図２６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２５に示したハイブリッド車両の構成と同じで
ある。図２６に示す構成を有するハイブリッド車両でも
図２５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２６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。かかる構成を有するハイブリ
ッド車両においても、クラッチモータ３０，アシストモ
ータ４０および第２の電動機４５を逆転方向に力行する
ことにより、後進することができる。

【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２５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２６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２７〜図３０を用いて説
明する。

【０００８】図２７は、図２５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Ｐ
Ｆ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２８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２８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２８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２８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２８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２８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２６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２９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２７）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２９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２９か
ら明らかな通り、動力の循環は生じない。

【００１２】図３０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２８）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
３０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】後進が可能であることは車両として重要な
要素の一つである。上述した動力の循環を低減し、運転
効率を向上することができても、後進することができな
い車両はその有用性が大きく低減してしまう。従来、運
転効率の向上を図りつつ、後進も可能とするハイブリッ
ド車両については十分検討がなされていなかった。

【００１４】また、従来の２モータ式のハイブリッド車
両では、後進時に４輪駆動としての特性を十分活かすこ
とができないという課題もあった。図２５に示したハイ
ブリッド車両が後進する場合を考える。後輪２７，２９
については、アシストモータ４０を逆転方向に力行する
ことにより後進トルクを出力することができる。前輪２
６，２８については、クラッチモータ３０を逆転方向に
力行することにより後進トルクを出力することができ
る。しかし、クラッチモータ３０を逆転方向に力行した
場合には、その反作用としてのトルクが原動機５０にか
けられる。反作用によるトルクが、原動機５０の摩擦力
により生じる静止トルクよりも大きくなると原動機５０
が回転する。従って、クラッチモータ３０から出力可能
な後進トルクは原動機５０が摩擦力によって静止してい
られる範囲のトルクに限られる。これは、後進するのに
必要なトルクよりも小さい範囲である。

【００１５】従来の２モータ式のハイブリッド車両で
は、このように後進時にクラッチモータ３０から出力可
能なトルクが制限されるため、後進時は主に後輪に結合
されたアシストモータ４０から出力されるトルクのみに
よって走行する。結局、後進時には車両全体として出力
可能なトルクが前進時に比較して小さくならざるを得な
い。また主に後輪２７，２９からトルクを出力するた
め、４輪駆動車両としての特長を活かすことができな
い。例えば、後輪２７，２９がスリップした場合には、
車両は路面に十分なトルクを伝えることができなくなっ
てしまう。

【００１６】３モータ式のハイブリッド車両では、前後
輪のトルク配分に対する自由度が高いため、上述の課題
を幾分か解消することができる。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、後進時の運
転について、前後輪のトルク配分の制御については何ら
提案されていなかった。

【００１７】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、２つの車軸から動力を出力して走行
可能なハイブリッド車両において、動力の循環を低減し
得る構成を有しつつ、後進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、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２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構成を有しつつ、出力軸を逆転
可能な動力装置を提供することを第３の目的とする。

【００１８】

【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４輪駆動するこ
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、電力のやりとりによって増減して、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、前
記第１の駆動軸および第２の駆動軸から前記ハイブリッ
ド車両を後進させるために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、該ハイブリッド車
両について、進行方向も含む走行状態を特定する特定手
段と、該特定されたハイブリッド車両の走行状態が後進
である場合には、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
出力軸および前記第１の駆動軸のいずれか一方に選択的
に結合する接続制御手段とを備えることを要旨とする。

【００１９】かかるハイブリッド車両は、前進時は第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、通常走行時にハイ
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は、運転効率の高い
ハイブリッド車両を実現し得る構成を有している。

【００２０】そして、本発明のハイブリッド車両によれ
ば、このように運転効率を向上するための構成を有しつ
つ、後進することが可能である。後進時には、第１の接
続手段および第２の接続手段を制御することにより、第
２の電動機が原動機の出力軸および第１の駆動軸のいず
れか一方に結合することができる。第２の電動機は固定
されているから、原動機の出力軸に不要なトルクを与え
ることなく後進のためのトルクを出力することができ
る。従って、本発明のハイブリッド車両によれば、原動
機の出力軸が不要に回転することを防止しつつ、第１の
駆動軸から出力されるトルクを制御することが可能であ
る。この結果、本発明のハイブリッド車両によれば、第
１の駆動軸および第２の駆動軸の双方から後進に必要な
トルクを出力することができる。

【００２１】しかも、上記発明のハイブリッド車両で
は、第１の駆動軸および第２の駆動軸から出力すべき動
力の総和を車両を後進するための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。上記ハイブリッド車両によれ
ば、後進時に第１の駆動軸から出力可能なトルクを幅広
く制御可能であるため、後進時における第１の駆動軸お
よび第２の駆動軸のトルク配分の自由度を向上させるこ
とができる。

【００２２】なお、本発明のハイブリッド車両では、後
進時には第２の電動機を前記出力軸および第１の駆動軸
のいずれか一方に選択的に結合するものとしている。こ
うすることにより、上述した種々の効果を得ることがで
きる。但し、前記第１の接続装置および第２の接続装置
の双方を解放状態としたり、双方を結合状態とすること
が可能なハイブリッド車両を排除するものではない。か
かる状態は上述した効果を得るためには寄与しないが、
その他の条件に応じて双方を結合状態としたり、双方を
解放状態としたりすることは可能である。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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、前記第
１の駆動軸の要求トルクが前記動力調整装置から出力可
能な最大トルクよりも有意に大きいと判定された場合に
は、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もできる。

【００２８】第２の電動機を原動機の出力軸に結合した
場合、第２の電動機から出力されたトルクは動力調整装
置を経て、第１の駆動軸に伝達される。従って、第１の
駆動軸に伝達可能なトルクは動力調整装置から第１の駆
動軸に出力可能な最大トルクにより制限される。これに
対し、上記構成を有するハイブリッド車両によれば、接
続装置の制御により第２の電動機が第１の駆動軸に結合
することができるから、該第２の電動機を力行すること
により、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。

【００２９】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、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の駆動軸から前記要求
動力を出力する手段であるものとすることができる。

【００３０】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、電力を供給して少なくとも前記動力調整装置から
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の駆動軸から前記要求動力を出力する手段であるもの
とすることができる。

【００３１】第２の態様においては、前記駆動制御手段
は、さらに、前記第２の電動機を制御して、前記動力調
整装置からの動力の出力に伴う前記出力軸の回転を抑制
するためのトルクを出力する手段であるものとすること
が望ましい。

【００３２】これらの構成を有するハイブリッド車両に
よれば、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トルクを第２の
電動機で出力するものとすることもできる。こうすれ
ば、動力調整装置からより大きなトルクを出力すること
が可能となる。これらの作用に基づき、本発明のハイブ
リッド車両は、運転効率の向上を実現する構成を有しつ
つ、後進をすることができる。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。
従って、２つの駆動軸から動力を出力可能な車両として
の利点を後進時においても十分に活かすことができる。

【００３３】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の駆動軸から前記要求動力を出力する手段であ
るものとすることができる。

【００３４】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の駆動軸から前記要求動力を出力する手段であるもの
とすることができる。

【００３５】これらの構成を有するハイブリッド車両
は、運転効率の向上を実現する構成を有しつつ、原動機
から出力された動力を利用して後進することができる。
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。原動機の出力軸がいかなる方向に回転していよ
うとも、出力軸の動力を電力として回生することに支障
はない。従って、原動機の出力軸の回転方向がハイブリ
ッド車両が前進するときと同じ方向であっても本発明の
ハイブリッド車両は上記効果を奏することができる。

【００３６】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。例えば、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。

【００３７】かかる構成を有するハイブリッド車両によ
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両に
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、２つの駆動軸から動力を
出力可能なハイブリッド車両の特性を活かしつつ、車両
を効率的に走行させることができる。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。

【００３８】上記ハイブリッド車両において、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。

【００３９】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。

【００４０】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、走行中に
カーブを曲がる際にも生じる。

【００４１】上記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望ましい。

【００４２】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のであるから、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。

【００４３】上記ハイブリッド車両において、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ものとする
こともできる。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。ま
た、原動機が運転しているか否かに関わらず適用するこ
とができる。

【００４７】駆動軸から出力すべきトルクの変更をする
ことができる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。

【００４８】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。

【００４９】また、トルクを変更するための別の手段と
して、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
する手段とすることもできる。

【００５０】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。

【００５１】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、電力のやりとりによっ
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、前記第１の駆動軸および第２の駆動軸
から前記原動機の回転方向と逆転方向に回転する状態で
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、該動力出力装置について、第１の駆動軸およ
び第２の駆動軸の回転方向を含む運転状態を特定する特
定手段と、該特定された運転状態が前記逆転方向に回転
する状態である場合には、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
軸を前記出力軸および前記第１の駆動軸のいずれか一方
に選択的に結合する接続制御手段とを備えることを要旨
とする。

【００５２】かかる動力出力装置は、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構成を有している。そして、ハイブ
リッド車両の発明について説明したのと同様、２つの駆
動軸から逆転方向の回転方向に動力を出力することがで
きる。なお、逆転方向とは原動機の回転方向と逆の方向
を意味する。より厳密に言えば、前記第１および第２の
接続装置を共に結合状態とし、第２の電動機を原動機の
出力軸と第１の駆動軸の双方に結合させた上で、原動機
を一方向に回転させた場合の回転方向とは逆の方向に第
１の駆動軸が回転する状態をいう。

【００５３】また、本発明は以下に示す制御方法として
も成立する。本発明のハイブリッド車両の制御方法は、
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、ハイブリッド
車両を後進させるために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） 該ハイブリッド車両
について、進行方向も含む走行状態を特定する工程と、
（ｃ） 前記特定されたハイブリッド車両の走行状態が
後進である場合には、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
前記出力軸および前記第１の駆動軸のいずれか一方に選
択的に結合する工程と、（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。

【００５４】かかる制御方法において、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、
（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ものとすることもできる。

【００５５】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後進させることができ、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。

【００５６】

【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。

【００５７】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。

【００５８】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ＥＦ
ＩＥＣＵ１７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１
７０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。

【００５９】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１
３０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。

【００６０】前輪動力系統において、第１クラッチ１１
１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１
１２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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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１４
２はアウタロータ軸１３５およびクランクシャフト１５
６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。

【００６４】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１４
２はアウタロータ軸１３５およびクランクシャフト１５
６の双方に結合された状態となり、クラッチモータ１３
０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。

【００６５】本実施例のハイブリッド車両では、前進時
には以上の４つの結合状態を用い、後進時には上述した
４つの結合状態のうち、アンダードライブ結合（図２）
と、オーバードライブ結合（図３）とを用いるものとし
ている。もちろん、走行状態に応じて、その他の結合状
態（図４または図５）を併用するものとしても構わない
が、アンダードライブ結合（図２）またはオーバードラ
イブ結合（図３）を用いる場合には、４輪駆動可能なハ
イブリッド車両としての特長を活かしつつ後進すること
ができる点で望ましい。

【００６６】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１１８
Ｒ，１１８Ｌが結合されている。

【００６７】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。

【００６８】クラッチモータ１３０はインナロータ１３
２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。

【００６９】クラッチモータ１３０のアウタロータ１３
４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１
９１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。

【００７０】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１
６０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１９
０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。

【００７１】なお、各回転軸の回転方向について便宜
上、ハイブリッド車両が前進する際に通常回転する方向
を順方向と呼ぶものとする。順方向とは逆の回転方向を
逆転方向と呼ぶ。周知の通り、エンジン１５０のクラン
クシャフト１５６が回転可能な方向は順方向のみであ
る。これに対し、各モータの回転軸および前車軸１１
６，後車軸１１８はそれぞれ正方向、逆転方向の回転が
可能である。

【００７２】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、シフトレバーの位置を検出するためのシフ
トポジションセンサ１６７、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１９
０からエンジン１５０の制御に必要な情報をＥＦＩＥＣ
Ｕ１７０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。

【００７３】（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Ｃ
ＰＵ（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。

【００７４】運転モードは、まずシフトポジションによ
り判定される。シフトポジションセンサ１６７により、
シフトポジションが前進位置にあると検出された場合に
は、ＣＰＵは前進モードと判定する。そして、アクセル
ペダルポジションセンサ１６５により検出されるアクセ
ルペダルポジションや、ブレーキポジションセンサ１６
６により検出されるブレーキポジション等に基づいて、
前進時に採りうる種々の運転モードを判定する。そし
て、第１クラッチ１１１，第２クラッチ１１２を制御し
て、前輪アシストモータ１４０の結合状態を変更しつつ
要求された動力を出力する。本実施例のハイブリッド車
両では、第１クラッチ１１１，第２クラッチ１１２の結
合状態により図２〜図５に示した４つの構成を採ること
ができる。従って、ハイブリッド車両の走行状態に応じ
てこれらの４つの構成から最も動力の伝達効率の高い構
成を選択して用いることができる。この結果、本実施例
のハイブリッド車両は前進時において運転効率を向上す
ることができる。

【００７５】シフトポジションセンサ１６７により、シ
フトポジションが後進位置にあると検出された場合に
は、ＣＰＵは後進モードと判定する。そして、以下に示
す後進時の運転制御処理を実行する。後進時の運転制御
処理としては、エンジン１５０を運転せずに後進する
「ＥＶ走行モード」と、エンジン１５０を運転しつつ後
進する「通常後進モード」とがある。両者は、ハイブリ
ッド車両が後進する際の車速、トルクおよび後進の継続
時間等によって使い分けることができる。本実施例で
は、バッテリ１９４の残容量が予め定めた所定の値以上
である場合には「ＥＶ走行モード」による後進を行い、
その他の場合には「通常後進モード」による後進を行う
ものとしている。以下、それぞれの場合に分けて制御内
容を説明する。

【００７６】（３）ＥＶ走行制御処理：図６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Ｓ２
０２）。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。後進時は、要求トルクＴｄ＊および回転数Ｎｄ＊は
共に負の値となる。要求動力は、両者の積で表されるか
ら正の値となる。なお、アクセルペダルの踏み込み量
は、アクセルペダルポジションセンサ１６５により検出
される。また、車速は前車軸１１６の回転数センサ１１
７または後車軸１１８の回転数センサ１１９により検出
される回転数に基づいて算出することができる。

【００７７】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（ステップＳ２０４）。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Ｔｄｆ＊と後車軸１１
８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。

【００７８】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１１
７，１１９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Ｓ２０
８）。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、１１
６Ｌ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。

【００７９】ここで、要求トルク補正処理（ステップＳ
２１０）の内容について説明する。図７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との大小関係をそれぞれの絶対値で判定する
（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。

【００８０】前車軸１１６の回転数Ｎｆの絶対値が大き
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＊の絶対値を減少させる（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。負号をつ
けたのは、後進時は要求トルクＴｄｆ＊は負の値を採る
からである。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８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８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７のステップＳ２１４における補正を
行っている。

【００８１】なお、図８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１１
８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。

【００８２】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Ｓ２１
６）。要求トルクＴｄｒ＊は、車両全体の要求トルクＴ
ｄ＊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＊の絶対値をトルク補正量△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。

【００８３】一方、後車軸１１８の回転数Ｎｒの絶対値
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＊の絶対値を減少させる（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８）により
設定される。

【００８４】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１
１８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＊の絶対値をトル
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。

【００８５】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６）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。

【００８６】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。

【００８７】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１６
０の目標トルク、回転数を設定する処理（ステップＳ２
４０）がクラッチ１１１，１１２の結合状態に応じて変
わるからである。

【００８８】なお、本実施例では、後進時にはアンダー
ドライブ結合かオーバードライブ結合のいずれかの結合
状態を採るものとしている。従って、図６のステップＳ
２３０において、クラッチの結合状態を検出した結果、
第１クラッチ１１１，第２クラチ１１２の双方が結合状
態、又は双方が解放状態にある場合には、いずれか一方
のクラッチを結合する制御を行う。

【００８９】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１１
１，１１２の結合状態に応じて場合を分けて説明する。
図９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。

【００９０】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を逆転方向の回
転方向に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Ｓ２４
２）。また、前輪アシストモータ１４０の目標回転数Ｎ
１＊として前車軸１１６の要求回転数Ｎｄ＊を設定す
る。目標回転数Ｎ１＊は負の値となる。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）。目標トルクＴ１＊も負の
値である。従って、前輪アシストモータ１４０は逆転方
向に力行される。

【００９１】後輪アシストモータ１６０については、目
標回転数Ｎ２＊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Ｔｄ
ｒ＊を設定する（ステップＳ２４６）。目標トルクＮ２
＊および目標トルクＴ２＊も共に負の値である。従っ
て、後輪アシストモータ１６０も逆転方向に力行され
る。

【００９２】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１
０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を逆転方向の回転方向に力行することによ
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）。これらの値は共に負
の値である。

【００９３】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＊の絶
対値を｜Ｔｃ＊｜以上の値とし、前輪アシストモータ１
４０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Ｎ２＊
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）。これらの値も負の値である。

【００９４】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１４
０、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。各モータは目標回転数
および目標トルクが共に負の値に設定されているから、
逆転方向に力行されることになる。力行のための電力は
バッテリ１９４から供給される。

【００９５】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。

【００９６】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１１
１，１１２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。

【００９７】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＊の絶対値がクラ
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、絶対値でそ
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。

【００９８】（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１１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６）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）。こ
れらのトルクＴｄｆ＊，Ｔｄｒ＊は共に負の値である。

【００９９】次に、こうして設定された要求動力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１
５０の運転効率を優先して設定する。

【０１００】図１２はかかるマップの例である。図１２
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１２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Ｃ
１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。

【０１０１】エンジン１５０は図１２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１２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１
３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１２および図１３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１２および図１３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１
２中の曲線Ａが得られる。これを動作曲線と呼ぶ。

【０１０２】図１１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。

【０１０３】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Ｓ４
０２で設定された要求動力Ｐｄ＊に加えて、バッテリ１
９４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。

【０１０４】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Ｓ４３
０）、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７参照）。この
後、ＣＰＵはクラッチ１１１，１１２の結合状態を検出
する（ステップＳ４４９）。クラッチ１１１，１１２の
双方が結合、または双方が解放状態にあるときは、いず
れか一方のクラッチを結合する。

【０１０５】設定された前車軸１１６、後車軸１１８の
要求動力およびクラッチ１１１，１１２の結合状態に基
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）。モータの運転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Ｅ
ＦＩＥＣＵ１７０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。

【０１０６】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１４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１
３４は前車軸１１６の回転数と同じ回転数Ｎｄ＊で逆転
方向に回転することになる。一方、クラッチモータ１３
０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＊で順方向に回転する。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。こ
の値は負の値となる。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）。この値は正の値である。
クラッチモータ１３０は目標回転数が負の値であり、目
標トルクが正の値として設定される結果、回生状態で運
転されることになる。

【０１０７】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。このトルクは負の値である。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Ｓ４５
４）。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の目標トルクＴ１＊は、前車軸１１６の要求
トルクＴｄｆ＊よりも絶対値の大きいトルクが設定され
ることになる。

【０１０８】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ
２＊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）。これらは
共に負の値である。従って、後輪アシストモータ１６０
は逆転方向に力行される。

【０１０９】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。先に説明した
通り、クラッチモータ１３０は回生状態で運転される。
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。

【０１１０】前輪アシストモータ１４０および後輪アシ
ストモータ１６０はそれぞれ電力の供給を受けて逆転方
向に力行する。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１４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
れた動力状態を後進可能な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。

【０１１１】図１５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＊で逆転方向に回転する。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＊で順方
向に回転する。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。この値は負の値である。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）。このトルクも負の値である。従
って、クラッチモータ１３０は逆転方向に力行される。

【０１１２】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。この回転数は正の値である。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）。このトルクは負の値である。前輪ア
シストモータ１４０は順方向に回転しつつ、負のトルク
を出力するから、回生運転される。

【０１１３】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ
２＊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）。目標回転
数Ｎ２＊、目標トルクＴ２＊はともに負の値である。従
って、後輪アシストモータ１６０も逆転方向に力行され
る。

【０１１４】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。先に説明した
通り、クラッチモータ１３０は力行状態で運転される。
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。また、前輪アシストモータ１４０は回生状態で運転
される。前輪アシストモータ１４０で回生される電力
は、目標トルク「Ｔｄｆ＊−Ｔｅ＊」と回転数Ｎｅ＊と
の積に等しい。後輪アシストモータ１６０は逆転方向に
力行される。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１５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１
５０から出力された動力状態を後進するための回転数お
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。

【０１１５】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、通常走行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
求動力を出力しつつ４輪駆動で後進することができる。
この際、前輪アシストモータ１４０を前車軸１１６側又
はクランクシャフト１５６側のいずれかに結合させるこ
とにより、前車軸１１６から十分な後進トルクを出力す
ることができる。従って、本実施例のハイブリッド車両
では、４輪駆動可能な車両としての特性を活かしつつ、
後進することができる。

【０１１６】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。

【０１１７】（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１６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１３
０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。

【０１１８】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２
０２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２０
６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。

【０１１９】プラネタリギヤ２００は、サンギヤ軸２０
４，プラネタリキャリア軸２０６およびリングギヤ軸２
０５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）；

【０１２０】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。な
お、トルクは各回転軸の回転と同方向のトルクを正とす
る。従って、各回転軸が逆転方向に回転している場合に
は、逆転方向に作用するトルクが正のトルクとなる。

【０１２１】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２
１４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２
１２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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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２１
０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２
１０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。

【０１２５】第２実施例においても、第１クラッチ１１
１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１５
０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。

【０１２６】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１７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２
００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。

【０１２７】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１８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２
００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。

【０１２８】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１９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。

【０１２９】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２０（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２０（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。

【０１３０】第１実施例と同様、本実施例のハイブリッ
ド車両は前進時には上述した４つの構成から動力の伝達
効率の高い構成を選択しつつ走行することができるか
ら、高い効率で車両を運転することができる。後進時に
はこれらの４つの結合状態の内、アンダードライブ結合
（図１７）とオーバードライブ結合（図１８）が用いら
れる。

【０１３１】（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「ＣＰ
Ｕ」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。

【０１３２】運転モードは、まずシフトポジションによ
り判定される。シフトポジションセンサ１６７により、
シフトポジションが後進位置にあると検出された場合に
は、ＣＰＵは後進モードと判定する。そして、以下に示
す後進時の運転制御処理を実行する。後進時の運転制御
処理としては、エンジン１５０を運転せずに後進する
「ＥＶ走行モード」と、エンジン１５０を運転しつつ後
進する「通常後進モード」とがある。両者は、ハイブリ
ッド車両が後進する際の車速、トルクおよび後進の継続
時間等によって使い分けることができる。本実施例で
は、バッテリ１９４の残容量が予め定めた所定の値以上
である場合には「ＥＶ走行モード」による後進を行い、
その他の場合には「通常後進モード」による後進を行う
ものとしている。以下、それぞれの場合に分けて制御内
容を説明する。

【０１３３】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６参照）と同一である。但し、モ
ータ目標トルク、回転数設定処理（図６のステップＳ２
４０）の処理内容が第１実施例とは相違する。

【０１３４】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２１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。

【０１３５】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Ｎ
１＊としては、回転数Ｎｄ＊が設定される。また、目標
トルクＴ１＊としては、前車軸１１６の要求トルクＴｄ
ｆ＊が設定される（ステップＳ６００）。目標回転数Ｎ
１＊および目標トルクＴ１＊はともに負の値である。

【０１３６】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９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）。これらの値も共に負
の値である。

【０１３７】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２２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。

【０１３８】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１
１６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２１
０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
ングギヤ軸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２０
６の回転数Ｎｇに値０を代入して算出される回転数であ
る。目標回転数Ｎｄ＊は負の値であるから、電動発電機
２１０の目標回転数Ｎｇ＊は正の値となる。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。要求
トルクＴｄｆ＊の絶対値を代入するのは、前車軸１１６
に要求されているトルクＴｄｆ＊は、車両にとっては逆
転方向のトルク（負のトルク）であるが、前車軸１１６
の回転方向と同方向のトルクだからである。

【０１３９】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Ｓ６１
２）。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）。

【０１４０】次に通常走行モードについて説明する。通
常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１１参照）と同一である。但し、モ
ータ目標トルク、回転数設定処理（図１１のステップＳ
４５０）の処理内容が第１実施例とは相違する。

【０１４１】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２３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。

【０１４２】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（ステップＳ６４０）。この回転数は、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にエンジン１５０の回転数Ｎｅ
＊を代入して得られる回転数であり、正の値となる。ま
た、ＣＰＵは電動発電機２１０の目標トルクＴｇ＊とし
て「−ρ／（１＋ρ）Ｔｅ＊」を設定する（ステップＳ
６４０）。上式（１）において、プラネタリキャリア軸
２０６のトルクＴｒにエンジン１５０の目標トルクＴｅ
＊を代入すれば、エンジン１５０からサンギヤ軸２０４
に出力されるトルクが求められる。上記トルクはこのト
ルクを相殺するトルクとして設定される値である。この
とき、電動発電機２１０は目標回転数Ｎｇ＊と目標トル
クＴｇ＊の積に相当する動力を電力として回生する。

【０１４３】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。目標回転数Ｎ１＊は負の値で
ある。また、目標トルクＴ１＊には、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にはエンジン１５０から出力されるトルクの一
部が上式（１）に基づいて出力される。従って、前輪ア
シストモータ１４０の目標トルクＴ１＊としては、この
トルクを考慮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＊＋Ｔｅ＊／（１＋ρ）」が
設定される（ステップＳ６４２）。目標トルクＴ１＊は
負の値となる。従って、前輪アシストモータ１４０は逆
転方向に力行される。

【０１４４】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ
２＊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Ｓ６４４）。これらの
値は共に負の値である。従って、後輪アシストモータ１
６０は逆転方向に力行される。前輪アシストモータ１４
０および後輪アシストモータ１６０を力行するための電
力は、電動発電機２１０により回生された電力が用いら
れる。

【０１４５】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２４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。

【０１４６】ＣＰＵは電動発電機２１０の目標回転数Ｎ
ｇ＊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
エンジン１５０の回転数Ｎｅ＊を代入して得られる値で
あり、正の値である。また、ＣＰＵは電動発電機２１０
の目標トルクＴｇ＊として「ρ｜Ｔｄｆ＊｜」を設定す
る（ステップＳ６５０）。このトルクは、上式（１）に
おいて、リングギヤ軸２０５のトルクとして前車軸１１
６の要求トルク｜Ｔｄｆ＊｜を代入して得られる値であ
る。

【０１４７】オーバードライブ結合では、前輪アシスト
モータ１４０はエンジン１５０のクランクシャフト１５
６に直結されている。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（ステップＳ６５２）。目標回
転数Ｎ１＊は正の値である。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。上式（１）において、リングギヤ軸２０５のトル
クとして前車軸１１６の要求トルク｜Ｔｄｆ＊｜を代入
すると、プラネタリキャリア軸２０６のトルクＴｃが
「（１＋ρ）｜Ｔｄｆ＊｜」と算出される。エンジン１
５０の目標トルクＴｅ＊はこうして求められるＴｇに一
致しているとは限らない。従って、ＣＰＵは前輪アシス
トモータ１４０の目標トルクＴ１＊として、両者の差分
に相当する「（１＋ρ）｜Ｔｄｆ＊｜−Ｔｅ＊」を設定
する（ステップＳ６５２）。前輪アシストモータ１４０
の目標トルクＴ１＊は負の値となる。従って、前輪アシ
ストモータ１４０では、目標トルク｜Ｔ１＊｜と目標回
転数｜Ｎ１＊｜との積に相当する動力が電力として回生
される。こうして回生された電力は、電動発電機２１０
および後輪アシストモータ１６０の力行に用いられる。

【０１４８】後輪アシストモータ１６０の目標回転数Ｎ
２＊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Ｓ６５４）。これらは
共に負の値である。

【０１４９】以上で説明した本実施例のハイブリッド車
両によれば、第１実施例のハイブリッド車両と同様、Ｅ
Ｖ走行、通常走行の各運転モードにおいて、前車軸１１
６および後車軸１１８から、それぞれ要求動力を出力し
つつ４輪駆動で後進することができる。この際、前輪ア
シストモータ１４０を前車軸１１６側又はクランクシャ
フト１５６側のいずれかに結合させることにより、前車
軸１１６から十分な後進トルクを出力することができ
る。従って、本実施例のハイブリッド車両では、４輪駆
動可能な車両としての特性を活かしつつ、後進すること
ができる。

【０１５０】また、本実施例のハイブリッド車両では、
第１実施例のハイブリッド車両と同様、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。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、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。

【０１５１】なお、以上で説明した双方の実施例では、
前輪動力系統および後輪動力系統において減速ギヤを設
けてはいない。これに対し、減速ギヤを設けるものとし
てもよい。この場合には、第１実施例においてはクラッ
チモータ１３０のアウタロータ軸１３５、第２実施例に
おいてはプラネタリギヤ２００のリングギヤ軸２０５の
回転数およびトルクをそれぞれ前車軸１１６の回転数お
よびトルクと同視して上述の各制御を実行すればよい。

【０１５２】以上ではハイブリッド車両の実施例につい
て説明した。上述したハイブリッド車両は前車軸１１
６，後車軸１１８の２つの駆動軸から動力を出力して走
行する車両である。従って、本実施例のハイブリッド車
両において、前輪１１６Ｒ、１１６Ｌおよび後輪１１８
Ｒ、１１８Ｌを除く部分は、２つの駆動軸から動力を出
力する動力出力装置を構成する。上記実施例をこのよう
な動力出力装置として捉え、２つの駆動軸から出力され
る動力を利用する種々の装置に適用するものとしてもよ
い。

【０１５３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態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。例え
ば、本実施例のハイブリッド車両では、原動機としてガ
ソリンエンジン１５０を用いたが、ディーゼルエンジン
その他の動力源となる装置を用いることができる。ま
た、本実施例では、モータとして全て三相同期モータを
適用したが、誘導モータその他の交流モータおよび直流
モータを用いるものとしてもよい。また、本実施例で
は、種々の制御処理をＣＰＵがソフトウェアを実行する
ことにより実現しているが、かかる制御処理をハード的
に実現することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としてのハイブリッド車両
の全体構成を示す説明図である。

【図２】第１実施例のハイブリッド車両について、オー
バードライブ結合時の前輪動力系統の概略構成を示す説
明図である。

【図３】第１実施例のハイブリッド車両について、オー
バードライブ結合時の前輪動力系統の概略構成を示す説
明図である。

【図４】第１実施例のハイブリッド車両について、第１
クラッチ、第２クラッチを共に解放した時の前輪動力系
統の概略構成を示す説明図である。

【図５】第１実施例のハイブリッド車両について、第１
クラッチ、第２クラッチを共に結合した時の前輪動力系
統の概略構成を示す説明図である。

【図６】第１実施例のハイブリッド車両について、ＥＶ
走行制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートであ
る。

【図７】第１実施例のハイブリッド車両について、制動
トルク補正処理ルーチンの流れを示すフローチャートで
ある。

【図８】第１実施例のハイブリッド車両について、回転
数差とトルク補正量との関係を示すグラフである。

【図９】第１実施例のハイブリッド車両について、ＥＶ
走行モードのオーバードライブ結合時におけるモータ目
標トルク、回転数設定処理の流れを示すフローチャート
である。

【図１０】第１実施例のハイブリッド車両について、Ｅ
Ｖ走行モードのオーバードライブ結合時におけるモータ
目標トルク、回転数設定処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図１１】第１実施例のハイブリッド車両について、通
常走行制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートで
ある。

【図１２】エンジンの運転ポイントと運転効率との関係
を示す説明図である。

【図１３】出力動力が一定の場合について、エンジンの
回転数と運転効率との関係を示す説明図である。

【図１４】第１実施例のハイブリッド車両について、通
常走行モードのオーバードライブ結合時におけるモータ
目標トルク、回転数設定処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図１５】第１実施例のハイブリッド車両について、通
常走行モードのオーバードライブ結合時におけるモータ
目標トルク、回転数設定処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図１６】本発明の第２実施例としてのハイブリッド車
両の全体構成を示す説明図である。

【図１７】第２実施例のハイブリッド車両について、オ
ーバードライブ結合時の前輪動力系統の概略構成を示す
説明図である。

【図１８】第２実施例のハイブリッド車両について、オ
ーバードライブ結合時の前輪動力系統の概略構成を示す
説明図である。

【図１９】第２実施例のハイブリッド車両について、第
１クラッチ、第２クラッチを共に解放した時の前輪動力
系統の概略構成を示す説明図である。

【図２０】第２実施例のハイブリッド車両について、第
１クラッチ、第２クラッチを共に結合した時の前輪動力
系統の概略構成を示す説明図である。

【図２１】第２実施例のハイブリッド車両について、Ｅ
Ｖ走行モードのオーバードライブ結合時におけるモータ
目標トルク、回転数設定処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図２２】第２実施例のハイブリッド車両について、Ｅ
Ｖ走行モードのオーバードライブ結合時におけるモータ
目標トルク、回転数設定処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図２３】第２実施例のハイブリッド車両について、通
常走行モードのオーバードライブ結合時におけるモータ
目標トルク、回転数設定処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図２４】第２実施例のハイブリッド車両について、通
常走行モードのオーバードライブ結合時におけるモータ
目標トルク、回転数設定処理の流れを示すフローチャー
トである。

【図２５】従来の２モータ式の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。

【図２６】従来の３モータ式の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。

【図２７】２モータ式のハイブリッド車両におけるオー
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。

【図２８】２モータ式のハイブリッド車両におけるオー
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。

【図２９】３モータ式のハイブリッド車両におけるオー
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。

【図３０】３モータ式のハイブリッド車両におけるオー
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。

【符号の説明】

２２…駆動軸 ２３…変速ギヤ ２４…ディファレンシャルギヤ ２６，２７，２８，２９…駆動輪 ３０…クラッチモータ ３２…アウタロータ ３４…インナロータ ４０…電動機 ４５…第２電動機 ５０…原動機 ８０…制御装置 ９１，９２…駆動回路 ９４…バッテリ １１１…第１クラッチ １１２…第２クラッチ １１４…ディファレンシャルギヤ １１６…前車軸 １１６Ｒ，１１６Ｌ…前輪 １１７…回転数センサ １１８…後車軸 １１８Ｒ，１１８Ｌ…後輪 １１９…回転数センサ １３０…クラッチモータ １３２…インナロータ １３３…インナロータ軸 １３４…アウタロータ １３５…アウタロータ軸 １４０…前輪アシストモータ １４２…ロータ １４４…ステータ １５０…エンジン １５２…回転数センサ １５６…クランクシャフト １６０…後輪アシストモータ １６２…ロータ １６４…ステータ １６５…アクセルペダルポジションセンサ １６６…ブレーキペダルポジションセンサ １６７…シフトポジションセンサ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １９０…制御ユニット １９１，１９２，１９３…インバータ １９４…バッテリ ２００…プラネタリギヤ ２０１…サンギヤ ２０２…リングギヤ ２０３…プラネタリキャリア ２０４…サンギヤ軸 ２０５…リングギヤ軸 ２０６…プラネタリキャリア軸 ２１０…電動発電機 ２１２…ロータ ２１４…ステータ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１および第２の駆動軸に動力を出力し
   て４輪駆動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、電力のやりとりによって増減して、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、 前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から前記ハイブリ
   ッド車両を後進させるために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、 該ハイブリッド車両について、進行方向も含む走行状態
   を特定する特定手段と、 該特定されたハイブリッド車両の走行状態が後進である
   場合には、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
   および前記第１の駆動軸のいずれか一方に選択的に結合
   する接続制御手段とを備えるハイブリッド車両。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【請求項４】 請求項１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、 前記第１の駆動軸の要求トルクが前記動力調整装置から
   出力可能な最大トルクよりも有意に大きいと判定された
   場合には、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。
5. 【請求項５】 請求項１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、 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の駆動軸から前記要求動力を出力する手
   段であるハイブリッド車両。
6. 【請求項６】 請求項１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、 電力を供給して少なくとも前記動力調整装置から動力を
   出力することにより、前記第１の駆動軸および第２の駆
   動軸から前記要求動力を出力する手段であるハイブリッ
   ド車両。
7. 【請求項７】 請求項６記載のハイブリッド車両であっ
   て、 前記駆動制御手段は、さらに、前記第２の電動機を制御
   して、前記動力調整装置からの動力の出力に伴う前記出
   力軸の回転を抑制するためのトルクを出力する手段であ
   るハイブリッド車両。
8. 【請求項８】 請求項１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
   動軸から前記要求動力を出力する手段であるハイブリッ
   ド車両。
9. 【請求項９】 請求項１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
   動軸から前記要求動力を出力する手段であるハイブリッ
   ド車両。
10. 【請求項１０】 請求項１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。
11. 【請求項１１】 請求項１０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。
12. 【請求項１２】 請求項１０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。
13. 【請求項１３】 請求項１０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。
14. 【請求項１４】 請求項１０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。
15. 【請求項１５】 請求項１０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。
16. 【請求項１６】 請求項１０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。
17. 【請求項１７】 請求項１０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。
18. 【請求項１８】 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、電力のやりとりによって増減して、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、 前記第１の駆動軸および第２の駆動軸から前記原動機の
    回転方向と逆転方向に回転する状態で出力すべき動力の
    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、 該動力出力装置について、第１の駆動軸および第２の駆
    動軸の回転方向を含む運転状態を特定する特定手段と、 該特定された運転状態が前記逆転方向に回転する状態で
    ある場合には、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
    力軸および前記第１の駆動軸のいずれか一方に選択的に
    結合する接続制御手段とを備える動力出力装置。
19. 【請求項１９】 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、ハイブリッド車両を後進させるために出力すべき動
    力の総和を要求動力として設定する工程と、（ｂ） 該
    ハイブリッド車両について、進行方向も含む走行状態を
    特定する工程と、（ｃ） 前記特定されたハイブリッド
    車両の走行状態が後進である場合には、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および前記第１の駆動軸の
    いずれか一方に選択的に結合する工程と、（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。
20. 【請求項２０】 請求項１９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。