CN1154680A - 动力传送装置及采用该装置的四轮驱动车辆以及动力传送方法及四轮驱动方法 - Google Patents

Abstract

将具有两者都能相对旋转的外转子及内转子并进行驱动运行或再生运行的离合式电动机30设置在原动机50的输出轴上，通过驱动轴22A将离合式电动机30的输出传送到前轮26、28。另一方面，将助力电动机40直接联结于将动力传送到后轮27、29的驱动轴22B。离合式电动机30能通过滑动旋转将原动机50的一部分能量再生。在利用再生后能量的至少一部分或电池94蓄存的能量使助力电动机40运行的情况下，可以将转矩输出到2个轴上，构成所谓的四轮驱动。也可以利用助力电动机40进行再生，使离合式电动机30增速驱动运行.在代替采用离合式电动机分配原动机动力的结构而采用行星齿轮机构120及电动机MG1、MG2的结构中，由行星齿轮机构120分配动力，并将动力从行星齿轮机构120的输出传送到1个轴，而由电动机MG2传送到另1个轴，进行四轮驱动。

Description

动力传送装置及采用该装置的四轮驱动车辆 以及动力传送方法及四轮驱动方法

技术领域

本发明涉及动力传送装置及采用该装置的四轮驱动车辆以及动力传送方法及四轮驱动方法，详细地说是涉及有效地传送或利用由原动机获得的动力的动力传送装置及采用该装置的四轮驱动车辆。

背景技术

以往，为了变换原动机等的输出转矩并进行动力传送，一直采用利用流体的转矩变换器。在利用流体的转矩变换器中，输入轴与输出轴不完全锁紧，因而将产生与两轴之间的滑动相对应的能量损耗。该能量损耗，准确地说，可以用两轴间的转数差和在该时刻的传送转矩之乘积表示。该能量损耗以转变成热等形式消耗掉。因此，采用了这种动力传送装置的车辆，在起动时等瞬态过程中的损耗很大。而即使在稳态行驶时，动力传送的效率也达不到百分之百，例如与手动式的传动相比，就不能降低其燃料费用。

与这种使用流体的动力传送装置不同，还提出了一种通过机械-电气-机械的转换，进行动力传送的方式(例如特公昭51-22132号公报所发明的“旋转电力机械的配置”等)。该技术将原动机的输出与由电磁联轴节及旋转电机构成的动力传送装置耦合，并由旋转电机的极数P1、电磁联轴节的极数P2实现1+P2/P1的减速比。如采用这种结构，由于不存在流体的能量损耗，所以如果提高电磁联轴节及旋转电机的效率，可以预计到能够使动力传送装置的能量损耗比较小。

但是，在这种动力传送装置中，转矩变换比是固定的，而象车辆等则要求变换比在很宽的范围变化，因而不能使用。此外，根据车辆或原动机的运行状态实现所要求的变换比，也是很困难的。固然，如上所述，使用流体的装置不能避免与轴间滑动相对应的能量损耗。而这种动力传送装置不过是在一个轴上传送动力，因而对四轮驱动的车辆等也不能适用。

本发明的动力传送装置及采用该装置的四轮驱动车辆，其目的是解决上述问题、高效率地传送或利用由原动机获得的动力，并将原动机的动力适当地分配在2个轴上、进一步提供一种采用该动力传送装置的全新规格的四轮驱动车辆结构，所采用的结构如下。发明的公开

本发明的第1动力传送装置是具有传送原动机动力的旋转轴，并将由该旋转轴将来自原动机输入的的动力传送到第1输出轴及与该输出轴不同的第2输出轴的动力传送装置，其特征在于备有：装在上述旋转轴上随同转动的第1电动机；分配装置，用于将输入到上述旋转轴上的动力、在上述第1输出轴上以机械形式输入输出的动力、以及由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力在输入输出的总和达到平衡的状态下进行分配控制；联结在上述第2输出轴上的第2电动机；第1动力控制装置，用于控制由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力、使上述第1电动机的运行状态可变，并对上述分配装置的上述动力分配进行控制；以及第2动力控制装置，用于由上述第1动力控制装置根据由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力对上述第2电动机的运行，借以控制输出到上述第2输出轴的动力。

在这种动力传送装置中，具有装在用于传送原动机动力的旋转轴上随同转动的第1电动机，并由第1动力控制装置控制在该第1电动机上以电气方式输入输出的动力。如果在第1电动机上以电气方式输入输出的动力被控制，则由第1电动机以电气方式输入输出的动力、原动机动力通过旋转轴传送输入的动力、以及第1输出轴以机械形式输入输出的动力的分配，可以由分配装置在输入输出总和达到平衡的状态下进行控制，从而决定第1输出轴上输入输出的动力。另一方面，由第1动力控制装置根据在上述第1电动机上以电气方式输入输出的动力，通过第2动力控制装置控制上述第2电动机的运行，从而控制输出到第2输出轴上的动力。其结果是，能够将来自原动机的动力传送给第1输出轴及与该输出轴不同的第2输出轴。

该分配装置的动力分配状态按转数与转矩的关系示于图46。当原动机以一定的输出运行时，就会有转矩T×转数N的能量输出到其旋转轴上。现假定原动机运行在转数Ne、转矩Te的点P1上。这时，如假定由分配装置使第1输出轴的转数为Ndf，则分配装置能以电气方式取出与图示区域G1相当的能量，并将其作为第2输出轴侧的输出。假定第2输出轴以与第1输出轴相同的转数Ndf旋转，并假定由分配装置以电气方式取出的能量全部输出到第2输出轴，则(Ne-Ndf)×Te＝Ndf×Tdr的关系成立，并将转矩Tdf输出到第2输出轴。因第1输出轴的转矩为Te，所以如果第1输出轴驱动与第2输出轴相同的对象，则总转矩为Te+Tdr，因而接受动力传送的对象将被驱动在转数Ndf、转矩Te+tdr的点P2上。因此，本发明的动力传送装置从转矩和转数的观点也可以看作是进行转矩变换的装置。此外，转矩变换也可以按相反的方向、即从点P2到点P1的方向进行。在后文所述的四轮驱动车辆，因第1、第2车轴的转数通常是相等的，所以如果从转矩和转数的观点来看待被输出到车轴上的动力，上述的对转矩变换的讨论同样可以适用。

在这种动力传送装置中，还可以备有与第1输出轴联结的第3电动机；以及用于控制该第3电动机的运行的第3动力控制装置，以便在由上述分配装置以机械形式输入输出动力的上述第1输出轴上增加第3电动机的输入输出动力。

如采用这种结构，则可在第1输出轴上输入输出的动力上增加第3电动机的输入输出动力，使第1输出轴上最终的输入输出动力不会被限制在由分配装置以机械方式输入输出的动力范围内，而能在很宽的范围上变化。

作为以上说明过的动力传送装置的分配装置，可以考虑多种形态，而其中一种是由第1电动机构成的分配装置，即在第1电动机上装有与上述原动机的旋转轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，同时第2转子又与上述第1输出轴作机械联结，从而构成上述分配装置。上述第1及第2动力控制装置备有：第1电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力；第2电动机驱动电路，在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力；及动力分配控制装置，用于控制第2电动机驱动电路，借以控制上述第1及第2输出轴上输入输出的动力的分配。

在这种动力传送装置中，由分配装置对原动机旋转轴所输入的动力的分配，按如下方式进行。按照第1及第2转子间电磁耦合的强度，以机械方式输入输出动力；根据第1及第2转子的转数差，以电气方式输入输出动力。输入输出的这些动力的总和减去因摩擦等造成的损耗之后会达到平衡。分配装置按某种电动机构成的这种形态，以下称为电气分配式。在电气分配式的动力传送装置中，第1及第2电动机驱动电路在与第1及第2电动机之间至少能相互获取单向的电力，所以动力分配控制装置可以通过对这些电动机驱动电路进行控制将动力自由分配输出到第1输出轴及第2输出轴上。

在该电气分配式的动力传送装置中，备有能蓄存上述第1及第2电动机驱动电路在上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了通过上述第1及第2电动机驱动电路的控制在上述第1及第2电动机之间进行电力交换之外，还用于对上述二次电池的电力蓄存及该二次电池的电力输出进行控制、借以控制上述第1及第2输出轴上输入输出动力分配。在这种情况下，由于不需要限制以一方再生的电力直接驱动另一方、即无需使第1电动机驱动电路及第2电动机驱动电路的电力输入输出达到平衡，所以从两个电动机的驱动(动力运行)等方面来看，具有能使其控制的自由度进一步得以提高的优点。

在这样的动力传送装置中，上述动力分配控制装置还可以备有：再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，由上述第1电动机通过上述第1电动机驱动电路将在上述第1及第2转子之间产生的、与滑动旋转对应的电力进行再生；以及驱动控制装置，由上述第2电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第2电动机。在这种情况下，由第1电动机通过第1电动机驱动电路使电力再生，并将该电力的至少一部分用于驱动第2电动机，能够在第1及第2输出轴上对原动机的转矩进行自由分配。

在该动力传送装置中，上述动力分配控制装置还可以备有：第1驱动控制装置，利用上述二次电池内蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，用于对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第2电动机。在这种情况下，可驱动两个电动机，并能从第1及第2输出轴输出大的转矩。

本发明的动力传送装置的另一重要形态，以下称之为机械分配式，其分配装置可以作为3轴式动力输入输出装置实现，即具有与上述原动机的旋转轴、上述第1输出轴及上述第1电动机的旋转轴分别联结的3个轴，当在该3个轴之中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上的输入输出动力已经决定时，根据该决定的动力决定在与上述第1输出轴联结的轴上的输入输出动力。在这种动力传送装置中，上述第1及第2动力分配装置还可以备有：在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力的第1电动机驱动电路；在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力的第2电动机驱动电路；以及控制第1及第2电动机驱动电路，借以控制在上述第1及第2输出轴上的输入输出动力分配的动力分配。

在这种动力传送装置中，由分配装置对原动机旋转轴所输入的动力的分配，按如下方式进行。当在3个轴中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上的输入输出动力已经决定时，3轴式动力输入输出装置根据该所决定的动力决定在与上述第1输出轴联结的轴上输入输出的动力，通过机械形式对第1输出轴进行动力的输入输出。此外，第1电动机以电气方式进行动力的输入输出。即使是机械分配式的动力传送装置，其第1及第2电动机驱动电路在与上述第1及第2电动机之间也能至少在单向上交换电力，所以动力分配控制装置通过对这些电动机驱动电路进行控制，可以自由分配输出到第1输出轴及第2输出轴的动力。

在该机械分配式的动力传送装置中，与电气分配式的动力传送装置一样，也备有能蓄存上述第1及第2电动机驱动电路在上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了通过上述第1及第2电动机驱动电路的控制在上述第1及第2电动机之间进行电力交换之外，还用于对上述二次电池的电力蓄存及该二次电池的电力输出进行控制、借以控制上述第1及第2输出轴上输入输出动力分配。

另外，在上述机械分配式的动力传送装置中，与电气分配式的动力传送装置一样，上述动力分配控制装置可以备有：再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，使上述原动机旋转轴上输入输出的动力及上述第1输出轴上输入输出的动力之间的差值相对应的电力由第1电动机通过上述第1电动机驱动电路进行再生；及驱动控制装置，由上述第2电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第2电动机。上述动力分配控制装置还可以备有：第1驱动控制装置，利用上述二次电池内蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机。

另外，在机械分配式的动力传送装置中，与电气分配式的动力传送装置一样，作为上述动力分配控制装置，还可以备有：第1驱动控制装置，使用在上述二次电池内所蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第2电动机。

本发明的第2动力传送装置，其特征在于：将原动机输出的机械能通过旋传轴送到第1电动机，利用该第1电动机将所传送到的上述机械能的一部分转换成电能后取出；将其余的机械能输出到第1输出轴，同时利用由上述第1电动机取出的电能的至少一部分驱动第2电动机，并输出到与上述第1输出轴不同的第2输出轴；在上述第1电动机中对传送到的上述机械能和所取出的上述电能的分配进行控制，按规定的大小调整输出到上述第1输出轴及第2输出轴的动力。

该动力传送装置利用第1电动机控制所传送的上述机械能和所取出的上述电能的分配，并用由上述第1电动机取出的电能的至少一部分驱动第2电动机，所以可以按规定的大小调整输出到上述第1输出轴及第2输出轴的动力。

在上述的动力传送装置中，备有分配决定装置，用于决定输出到上述第1输出轴的动力和输出到上述第2输出轴的动力的分配，上述第1、第2动力控制装置可以作为按照上述分配决定装置所决定的动力分配作为目标值进行控制。

该动力传送装置首先由分配决定装置决定分配给第1输出轴及第2输出轴的动力。由第1、第2动力控制装置按照所决定的该动力分配作为目标值进行控制。其结果是，可以使对第1、第2输出轴上的输入输出动力的分配进行优先控制。

另外，在备有第3电动机的上述动力传送装置中，备有：原动机运行装置，通过上述第1动力控制装置控制上述第1电动机的动力，使上述原动机在所要求的运行区域内运行；分配决定装置，用于决定输出到上述第1输出轴的动力和输出到上述第2输出轴的动力的分配，同时，可以将上述第3动力控制装置作为以上述分配决定装置对上述第1输出轴所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置，将上述第2动力控制装置作为以该分配决定装置对上述第2输出轴所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置。在该动力传送装置中，可以在使原动机在所要求的运行条件、例如减少燃料消耗量的运行条件下运行的同时，自由地控制第1输出轴及第2输出轴上输入输出动力的分配。

在该动力传送装置中，在第1电动机上装有与上述原动机的旋转轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，同时第2转子又与上述第1输出轴作机械联结，可利用这种结构构成分配装置，即，可以利用电气分配式的动力传送装置实现上述控制。

另一方面，在该动力传送装置中，可以将上述分配装置作为3轴式动力输入输出装置，即具有与上述原动机的旋转轴、上述第1输出轴及上述第1电动机的旋转轴分别联结的3个轴，当在该3个轴之中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上的输入输出的动力已经决定时，根据该决定的动力决定在与上述第1输出轴联结的轴上的输入输出的动力。即，可以利用机械分配式的动力传送装置实现上述控制。

另外，在这些动力传送装置中，第1或第2电动机(在具有第3电动机的装置中还有第3电动机)可采用借助于由多相交流构成的旋转磁场与永久磁铁的磁场的相互作用而旋转的同步电动机。同步电动机结构虽然小型轻巧但能取得大的动力，可以使动力传送装置按小型构成。

其次，说明对车辆的第1车轴及第2车轴独立传送动力的本发明的四轮驱动车辆。本发明的四轮驱动车辆的特征在于，备有：装有取出动力的旋转轴并使该旋转轴旋转的原动机；装在该旋转轴上随同转动的第1电动机；分配装置，用于将输入到上述旋转轴上的动力、在上述第1输出轴上以机械形式输入输出的动力、以及由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力在输入输出总和达到平衡的状态下进行分配控制；联结在上述第2车轴上的第2电动机；第1动力控制装置，用于控制上述第1电动机上以电气方式输入输出的动力、使上述第1电动机的运行状态可变，并对上述分配装置的上述动力分配进行控制；及第2动力控制装置，用于由上述第1动力控制装置根据由上述第1电动机上以电的方式输入输出的动力对上述第2电动机的运行进行控制、借以控制对上述第2输出轴输出的动力。

在该四轮驱动车辆中，具有装在传送原动机动力的旋转轴上随同转动的第1电动机，并由第1动力控制装置对于在该第1电动机上以电气方式输入输出的动力进行控制。如果在第1电动机上以电气方式输入输出的动力被控制，则在第1电动机上以电气方式输入输出的动力、在传送原动机动力的旋转轴上输入的动力及第1输出轴上以机械形式输入输出的动力的分配，可以由分配装置在输入输出总和达到平衡的状态下进行分配控制，所以可以决定第1输出轴上输入输出的动力。另一方面，由第1动力控制装置根据在上述第1电动机上以电的形式输入输出的动力，通过第2动力控制装置对上述第2电动机的运行进行控制，从而控制输出到第2车轴上的动力。其结果是，能够将来自原动机的动力传送给第1车轴及与第2车轴。

在该四轮驱动车辆中，还可以备有与第1车轴联结的第3电动机；及第3动力控制装置，用于控制该第3电动机的运行，以便在由上述分配装置以机械方式输入输出动力的上述第1车轴上增加第3电动机的输入输出动力。

如采用这种结构，则可在第1车轴上输入输出的动力上增加第3电动机的输入输出动力，使第1车轴上最终的输入输出动力不会被限制在由分配装置以机械方式输入输出的动力范围内，而能在很宽的范围上变化。

在这样的四轮驱动车辆中，由第1电动机构成上述分配装置，即该第1电动机上装有与上述原动机的输出轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，同时第2转子与上述第1输出轴作机械联结。上述第1及第2动力控制装置还可以备有：第1电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力；第2电动机驱动电路，在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力；及动力分配控制装置，用于控制上述第1及第2电动机驱动电路，借以将上述原动机的动力按规定的分配，输出到上述第1及第2输出轴。

上述结构将分配装置构成电气分配式的结构。

在电气分配式的四轮驱动车辆中，备有能蓄存上述第1及第2电动机驱动电路在与上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了通过上述第1及第2电动机驱动电路的控制在上述第1及第2电动机之间进行电力交换之外，还用于对上述二次电池的电力蓄存及该二次电池的电力输出进行控制、借以控制上述第1及第2输出轴上输入输出动力分配。在这种情况下，由于不需要以一方再生的电力直接驱动另一方这样的限制、即无需使第1电动机驱动电路及第2电动机驱动电路的电力的输入输出达到平衡，所以从两个电动机的驱动(动力运行)等方面来看，具有能使其控制的自由度进一步得到提高的优点。

另外，在这样的四轮驱动车辆中，上述动力分配控制装置可以备有：再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，由第1电动机通过上述第1电动机驱动电路将在上述第1及第2转子之间产生的、与滑动旋转对应的电力进行再生；以及驱动控制装置，由上述第2电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第2电动机。在这种情况下，由第1电动机通过第1电动机驱动电路使电力再生，并将该电力的至少一部分用于驱动第2电动机，能够在第1及第2输出轴上对原动机的转矩进行自由分配，可以使车辆作为整体加速行驶、自由运行。

与此相反，在四轮驱动车辆中，上述动力分配控制装置还可以备有：再生控制装置，用于控制上述第2电动机驱动电路，使电力从随着上述第2车轴的旋转而转动的上述第2电动机进行再生；及驱动控制装置，由上述第1电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第1电动机。在四轮驱动车辆的情况下，因为四个车轮都和路面发生关系，所以也可以在第2车轴侧进行再生，而在在第1车轴侧进行驱动。

由于采用了这样的转矩分配方式，从整体方面看，就能够使车辆加速行驶、滑行或制动。

另外，在具有二次电池的四轮驱动车辆中，还可以使上述动力分配控制装置备有：第1再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，由上述第1电动机通过上述第1电动机驱动电路将在上述第1及第2转子之间产生的、与滑动旋转对应的电力进行再生；以及第2再生控制装置，用于控制上述第2电动机驱动电路，使电力从随着上述第2车轴的旋转而转动的上述第2电动机再生；并将该再生电力的至少一部分蓄存在上述二次电池内。在这种情况下，至少对第2车轴产生制动力，由与两个车轴联结的两个电动机回收电力，对二次电池提供充电。对第1车轴既可以施加驱动力，也可以施加制动力。因此，可以将车辆整体置于自由运行状态或制动状态。

另一方面，在具有二次电池的四轮驱动车辆中，还可以使上述动力分配控制装置备有：第1驱动控制装置，利用上述二次电池内蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，用于对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第2电动机。在这种情况下，可以对两个轴施加利用二次电池后的电力，与原动机的驱动力合在一起，能将车辆置于自由运行或加速状态。在置于加速状态时，与使第1电动机产生滑动旋转而再生电力的情况相比，能向车轴输出更高的动力，因而能实现高的加速。此外，即使原动机停止，仍能在第1、第2车轴上产生驱动力。

作为四轮驱动车辆，可将上述分配装置可以作为3轴式动力输入输出装置，即具有与上述原动机的旋转轴、上述第1车轴及上述第1电动机的旋转轴分别联结的3个轴，当在该3个轴中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上的输入输出动力已经决定时，根据该所决定的动力决定在与上述第1车轴联结的轴上的输入输出动力；并可以使上述第1及第2动力分配装置备有：在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力的第1电动机驱动电路；在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力的第2电动机驱动电路；以及动力分配控制装置，用于控制第1及第2电动机驱动电路，借以控制在上述第1及第2输出轴上的输入输出动力分配。

上述结构，将分配装置构成机械分配式的结构。

在这种四轮驱动车辆中，原动机旋转轴所输入的动力由分配装置按如下方式进行。当在3个轴中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上输入输出的动力已经决定时，3轴式动力输入输出装置根据该所决定的动力决定在与上述第1输出轴联结的轴上的输入输出的动力，通过机械形式对第1输出轴进行动力的输入输出。此外，第1电动机以电气方式进行动力的输入输出。即使是采用机械分配式的四轮驱动车辆，其第1及第2电动机驱动电路在与上述第1及第2电动机之间也能至少在一个方向上交换电力，所以动力分配控制装置通过对这些电动机驱动电路进行控制，可以自由分配输出到第1输出轴及第2输出轴的动力。

在该具有机械分配式结构的四轮驱动车辆中，与电气分配式的动力传送装置一样，也备有能蓄存上述第1或第2电动机驱动电路在上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了通过上述第1及第2电动机驱动电路的控制在与上述第1及第2电动机之间进行电力交换之外，还用于对上述二次电池的电力蓄存及该二次电池的电力输出进行控制、借以控制输出到上述第1及第2车轴上的动力的分配。

在这样的具有机械分配式结构的四轮驱动车辆中，与电气分配式的动力传送装置一样，上述动力分配控制装置还可以备有：再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，并使与上述原动机旋转轴上输入输出的动力及上述第1输出轴上输入输出的动力之间的差值相对应的电力由第1电动机通过上述第1电动机驱动电路进行再生；及驱动控制装置，由上述第2电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第2电动机。

另外，在这样的具有机械分配式结构的四轮驱动车辆中，与电气分配式的动力传送装置一样，上述动力分配控制装置还可以备有：再生控制装置，用于控制上述第2电动机驱动电路，使电力从随着上述第2车轴的旋转而转动的上述第2电动机再生；及驱动控制装置，由上述第1电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第1电动机。

在机械分配式的四轮驱动车辆中，如备有二次电池，则与电气分配式的结构一样，可以备有：第1再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，使与上述原动机旋转轴上输入输出的动力及上述第1输出轴上输入输出的动力之间的差值相对应的电力由第1电动机通过上述第1电动机驱动电路进行再生；及第2再生控制装置，用于控制上述第2电动机驱动电路，使电力从随着上述第2车轴的旋转而转动的上述第2电动机再生；并将该再生电力的至少一部分蓄存在上述二次电池内。

同样地，在具有二次电池的四轮驱动车辆中，可以使上述动力分配控制装置备有：第1驱动控制装置，利用在上述二次电池内所蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第2电动机。

本发明的第2种四轮驱动车辆，其特征在于：将原动机输出的机械能通过旋传轴送到第1电动机，利用该第1电动机将所传送到的上述机械能的一部分转换成电能后取出；将其余的机械能输出到第1车轴，同时用由上述第1电动机取出的上述电能的至少一部分驱动第2电动机，并输出到与第2车轴；利用上述第1电动机对所传送到的上述机械能和所取出的上述电能的分配进行控制，按规定的大小调整输出到上述第1车轴及第2车轴的动力。

该四轮驱动车辆，利用第1电动机控制所传送的机械能和所取出的电能的分配，并用该取出的电能的至少一部分驱动第2电动机，所以可以按规定的大小调整输出到上述第1车轴及第2车轴的动力。

在上述的四轮驱动车辆中，备有分配决定装置，用于决定输出到上述第1车轴的动力和输出到上述第2车轴的动力的分配，上述第1、第2动力控制装置可以作为按照上述分配决定装置所决定的动力分配作为目标值进行控制。

该四轮驱动车辆，首先由分配决定装置决定分配给第1车轴及第2车轴的动力。由第1、第2动力控制装置按照所决定的该动力分配作为目标值进行控制。其结果是，可以使对第1、第2车轴上的输入输出动力的分配进行优先控制。

另外，在备有第3电动机的上述四轮驱动车辆中，备有：原动机运行装置，通过上述第1动力控制装置控制上述第1电动机的动力，使上述原动机在所要求的运行区域内运行；分配决定装置，用于决定输出到上述第1车轴的动力和输出到上述第2车轴的动力的分配，同时，可以将上述第3动力控制装置作为以上述分配决定装置对上述第1车轴所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置，将上述第2动力控制装置作为以该分配决定装置对上述第2车轴所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置。在该四轮驱动车辆中，可以在使原动机在所要求的运行条件、例如减少燃料消耗量的运行条件下运行的同时，自由地控制第1车轴及第2车轴上输入输出动力的分配。

在该四轮驱动车辆中，上第1电动机上装有与上述原动机的旋转轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，同时第2转子又与上述第1车轴作机械联结，可利用这种结构构成分配装置，即，可以利用电气分配式的动力传送装置实现上述控制。

另一方面，在该动力传送装置中，可以将上述分配装置作为3轴式动力输入输出装置，即具有与上述原动机的旋转轴、上述第1车轴及上述第1电动机的旋转轴分别联结的3个轴，当在该3个轴之中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上输入输出的动力已经确定时，根据该决定的动力决定在与上述第1车轴联结的轴上的输入输出的动力。即，可以利用机械分配式的动力传送装置实现上述控制。

本发明的第3种四轮驱动车辆，是一种具有将原动机的动力传送到车辆的第1车轴及不与该第1车轴直接联结的第2车轴的动力传送装置的四轮驱动车辆，其特征在于备有：原动机，具有输出动力的旋转轴，并使该旋转轴旋转；第1电动机，装有与该原动机的旋转轴机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，上述第1车轴与第2转子机械联结；第1电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力；第2电动机，具有与上述原动机的另一旋转轴机械联结的第3转子及与该第3转子电磁耦合并可相对于该第3转子转动的第4转子，上述第2车轴与第4转子机械联结；第2电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力；及动力分配控制装置，用于控制上述第1及第2电动机驱动电路，借以将上述原动机的动力按规定的分配，输出到上述第1及第2车轴。

该四轮驱动车辆，在从原动机输出轴的两端到第1或第2车轴的路径上，附加备有可相对转动的转子的电动机这样的相同结构，通过对设置在各轴上的电动机与其电动机驱动电路之间的电力交换进行控制，能够自由分配输出到第1及第2车轴上的原动机的动力。

在该四轮驱动车辆中，备有能蓄存上述第1及第2电动机驱动电路在与上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了对上述第1及第2电动机驱动电路的控制产生的电力再生及消耗之外，还可以备有二次电池控制装置，用于对上述二次电池的电力蓄存和/或该二次电池的电力输出进行控制。在这种情况下，电动机间的输入输出不需要达到平衡，通过将二次电池包括在内的电力交换，可以更为自由地控制对第1及第2车轴动力分配。

另外，本发明的第4种四轮驱动车辆，是一种具有将原动机的动力传送到车辆的第1车轴及第2车轴的动力传送装置的四轮驱动车辆，其特征在于备有：原动机，具有输出动力的旋转轴，并使该旋转轴旋转；第1电动机，具有与该原动机的旋转轴机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，上述第1车轴与第2转子机械联结；第1电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力；第2电动机，联结于不与上述第1车轴直接联结的第2车轴；第2电动机驱动电路，在与该第2电动机之间至少能变换一个方向的电力；及制动控制装置，用于控制上述第1及第2电动机驱动电路，借以将制动转矩施加在上述第1及第2车轴上。

该四轮驱动车辆，通过控制上述第1及第2电动机驱动电路，将制动转矩施加在上述第1及第2车轴上，从而能自由控制四轮驱动车辆的制动力。此外，在制动时通过第2电动机驱动电路使能量再生，可以进一步提高车辆的能量转换效率。

本发明的动力传送方法，备有传送原动机动力的旋转轴，并以从该旋转轴输入的来自原动机的动力为基准，对第1原动机所联结的第1输出轴上输入输出的动力和第2原动机所联结的第2输出轴上输入输出的动力的分配进行控制，该动力传送方法的特征在于：备有分配装置，用于将上述旋转轴上所输入的动力、上述第1输出轴上以机械形式输入输出的动力、及由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力在输入输出总和达到平衡的状态下进行分配控制；控制上述第1电动机上以电气方式输入输出的动力，使上述第1电动机的运行状态可变，并控制上述分配装置的上述动力分配；随着上述分配装置的动作，控制上述第2电动机的运行、借以控制对上述第2输出轴输出的动力。

另外，本发明的四轮驱动方法，备有传送原动机动力的旋转轴，并以从该旋转轴输入的来自原动机的动力为基准，对第1原动机所联结的第1车轴上输入输出的动力和第2原动机所联结的第2车轴上输入输出的动力的分配进行控制，该四轮驱动方法的特征在于：备有分配装置，用于将上述旋转轴上所输入的动力、上述第1车轴上以机械形式输入输出的动力、及由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力在输入输出总和达到平衡的状态下进行分配控制；控制上述第1电动机上以电气方式输入输出的动力，使上述第1电动机的运行状态可变，并控制上述分配装置的上述动力分配；随着上述分配装置的动作，控制上述第2电动机的运行、借以控制对上述第2车轴输出的动力。

无论采用上述的哪一种结构，作为原动机，除汽油原动机、柴油机、等内燃机外，还可以利用转子原动机、燃气轮机、斯特林原动机等各种形式的原动机。这些原动机可以控制在稳定运行状态，也可以进行通断控制，还可以根据油门开度或要求的转矩，对输出进行控制。当然也可以根据车辆整体的综合状态进行控制。

另外，作为第1及第2电动机，除永磁式同步电动机外，也可以采用永磁式的DC电动机、一般的直流电动机、感应电动机、磁阻同步电动机、永久磁铁型或磁阻型的微调电动机、步进电动机、超导式电动机等各种电动机。控制这些电动机的电动机控制电路，只需采用适合于电动机型式的电路即可，但已知有例如IGBT换流器、采用晶体管的换流器、晶闸管换流器、电压PWM换流器、电流变换器、谐振换流器等各种形式的电路。此外，作为二次电池，可以采用铅电池、镍氢(NiMH)电池、锂电池、大型电容器、机械储能轮等可实现的各种结构。只要能蓄存再生能量即可，在将二次电池内蓄存的尚未用完的电力再生时，例如也可利用于甲烷改性等方式以氢气等形态蓄存。

附图的简单说明

图1是表示作为本发明第1实施例的四轮驱动车辆15的简略结构的构成图。

图2是是表示图1车辆的简略结构的构成图。

图3是表示包括对图1的四轮驱动车辆15的动力传送装置的电气连接的简略结构图。

图4是表示实施例的离合式电动机30的结构的剖视图。

图5是表示控制CPU90的转矩控制处理的简要流程图。

图6是表示离合式电动机30的基本控制处理的流程图。

图7是表示助力电动机30的基本控制处理的前半部分的流程图。

图8是表示助力电动机30的基本控制处理的后半部分的流程图。

图9是表示作为本发明第2时实施例、进行驱动力固定时的分配的控制程序的流程图。

图10是表示作为第2实施例的变形例的助力控制的简要流程图。

图11是表示助力控制的另一实施例的详细流程图。

图12是表示第3实施例中使用的可充电区域图的说明图。

图13是表示第3实施例中对电池94剩余容量的可充电电力的说明图。

图14是表示第3实施例中由原动机50供给的能量的利用分配的说明图。

图15是举例示出燃料喷射停止后的外力(转矩Tc)与原动机50的转数Ne的关系的说明图。

图16是举例示出离合式电动机30中当设定了负方向转矩Tc时驱动轴22A的转数Ndf与时间t的关系及在该时间内的离合式电动机状态的说明图。

图17是举例示出由控制装置80执行的制动时处理程序的流程图。

图18是表示本发明第5实施例的总体结构的简略构成图。

图19是表示第5实施例的电动机MGI及行星齿轮机构120的结构的说明图。

图20是以控制装置180的结构为中心示出的四轮驱动车辆动力系统的简略构成图。

图21是表示原动机150的可运行区域QE及原动机150的运行点的说明图。

图22是表示说明行星齿轮机构120的工作原理的动作共线的说明图。

图23是表示第5实施例的控制装置180执行的四轮处理程序的流程图。

图24是用于根据车速和油门踏板位置AP求取转矩指令值Ta的曲线图。

图25是用于根据车速和车辆转矩确定原动机150运行点的的曲线图。

图26是表示机械分配式四轮驱动车辆的运行控制程序的流程图。

图27是表示相同运行模式判定处理程序的流程图。

图28是表示原动机150的动力在前后轮的分配状态的说明图。

图29是表示原动机150的动力从前轮传送到后轮、在后轮侧回收的状态的说明图。

图30是表示原动机150的动力全部输出到前轮的状态的说明图。

图31是表示原动机150的动力全部输出到后轮的状态的说明图。

图32是表示原动机150的动力暂时变换为电能蓄存在电池194内后再输出到后轮的状态的说明图。

图33是表示原动机150的动力从前轮传送到后轮，在后轮回收蓄存在电池194中的状态说明图。

图34表示本发明第6实施例的硬件结构的简略构成图。

图35是表示第6实施例的四轮处理程序的流程图。

图36表示本发明第6实施例的动力分配范围的说明图。

图37表示本发明第5实施例的动力分配范围的说明图。

图38是表示第7实施例的四轮处理程序的流程图。

图39是举例示出原动机150的运行点与效率的关系的曲线图。

图40是举例示出原动机150的运行点沿着能量恒定的曲线的运行效率与原动机150的转数Ne的关系的曲线图。

图41是表示机械分配式实施例的变形例结构的简略构成图。

图42是举例示出第5实施例的变形例结构的简要构成图。

图43是举例示出第5实施例的变形例结构的简要构成图。

图44是表示在电气分配式的实施例中采用第6实施例结构时的构成例的简要构成图。

图45是电气分配式的另一构成例的简要构成图。

图46是用于说明本发明原理的曲线图。

实施发明用的最佳形态

以下，根据实施例说明本发明的实施形态。图1是表示作为本发明第1实施例的装有动力传送装置20的四轮驱动车辆15的简略结构的构成图，图2是表示关于该四轮驱动车辆15的包括原动机50的简略结构的构成图，图3是对图1的结构从电气方面作详细描述的构成图。为便于说明起见，首先用图2从车辆总体结构开始说明。

如图2所示，在该车辆中，原动机50是备有利用汽油运行的汽油原动机。该原动机50将通过节流阀66将吸气系统吸入的空气和从燃料喷射泵51喷射的汽油的混合气吸入燃烧室52，将经过该混合气的爆炸推下的活塞54的运动转换为曲轴56的旋转运动。这里，节流阀66由电机66a驱动开闭。火花塞62由通过点火用配电器60从点火器引入的高电压形成电火花，混合气被该电火花点燃后爆炸燃烧。通过该爆炸燃烧取出的能量，构成驱动该车辆的动力源。

该原动机50的运行由电子控制单元(以下称EFIECU)70控制。在EFIECU70上连接有指示原动机50运行状态的各种传感器。例如，检测节流阀66开度的节流阀位传感器67、检测原动机50负荷的吸气管负压传感器72、检测原动机50水温的水温传感器74、设在配电器60上的检测曲轴56转数及旋转角度的转数传感器76及旋转角度传感器78等。此外，在EFIECU70上还连接着例如检测点火钥匙状态ST的起动开关79等，但图中省略了其他的一些传感器、开关等。

原动机50的曲轴56通过离合式电动机30与驱动轴22A联结。驱动轴22A通过减速齿轮23与前轮驱动用差动齿轮装置24联结，从驱动轴22A输出的转矩最后被传送到左右前轮26、28。另一方面，助力电动机30通过后轮用差动齿轮装置25与后轮27、29联结。即，该车辆15作为按前轮26、28由原动机50及离合式电动机30驱动；后轮27、29由助推电动机40驱动的四轮驱动车辆构成。

该离合式电动机30及助力电动机40由控制装置80控制。控制装置80的结构将在后文中详述，但在其内部备有控制CPU，还连接着设在变速杆82上的变速位置传感器84、设在油门踏板64上的检测其操作量的油门踏板位置传感器65、另外还有检测制动踏板68的操作量的制动踏板位置传感器69。此外，控制装置80通过与上述EFIECU70通信，相互交换各种信息。关于包括这些信息的交换的控制，在后文说明。

以下说明动力传送装置20的结构。如图3所示，动力传送装置20大致包括：产生动力的原动机50、其外转子32与该原动机50的曲轴56作机械联结的离合式电动机30、与该离合式电动机30分开设置的、具有与后轮用驱动轴22B联结的转子42的助力电动机40、及对离合式电动机30和助力电动机40进行驱动·控制的控制装置80。

现根据图3及图4说明各电动机的结构。离合式电动机30采用同步电动机结构，即如图3及图4所示，在外转子32的内周面上备有永久磁铁35，将三相绕组36缠绕在内转子34上形成的线槽内。与三相绕组36的电力变换，通过旋转变压器38进行。详细内容在后面说明，但离合式电动机30，在向三相绕组36供给电力进行驱动时，存在着从三相绕组36取出电力并再生的情况。在内转子34上形成三相绕组36用的槽和齿的部分，用无方向性电磁钢板的薄板叠层构成。内转子34与驱动轴22联结，使驱动轴22旋转的力通过减速齿轮23的减速比(在实施例中约1∶4)放大后，成为前轮26、28的驱动力。另外，在曲轴56上设有检测其旋转角度θe的解算器39A，而另一方面在驱动轴22A上设有检测其旋转角度θf的解算器39B。控制装置80根据两个解算器39A、39B检测出的曲轴56的旋转角度θe及驱动轴22A的旋转角度θf，可以知道离合式电动机30的内转子34相对于外转子32的旋转角度(电气角)。

另一方面，与离合式电动机30分开设置的助力电动机40，虽然与离合式电动机30一样也按同步电动机构成，但形成旋转磁场的三相绕组44缠绕在固定于壳体45上的定子43上。该定子43也用无方向性电磁钢板的薄板叠层构成。在转子42的外周面上，设有多个永久磁铁46。当驱动时，在助力电动机40中，通过该永久磁铁46产生的磁场与三相绕组44形成的磁场的相互作用，使转子42转动。当再生时，随着该转子42的旋转，从三相绕组44取出电力。与转子42作机械联结的轴是后轮27、29的驱动轴22B，在该驱动轴22B上设有检测其旋转角度θr的解算器48。此外，驱动轴22B由设置在壳体45上的轴承49支承。

助力电动机40虽然是按一般的永磁式三相同步电动机构成，但离合式电动机30采用的是具有永久磁铁35的外转子32和备有三相绕组36的内转子34共同旋转的结构。因此，对于离合式电动机30的详细结构，用图4补充。离合式电动机30的外转子32，用压入销59a及螺钉59b安装在配合在曲轴56上的轮57的外周端。轮57的中心部是一个轴形的外伸结构，支撑在轴承37A、37B上从而使内转子34能以自由旋转的方式安装。此外，驱动轴22A的一端固定在内转子34上。

前面已说明过，在外转子32上设有永久磁铁35。该永久磁铁35，在实施例中设有4个，粘结在外转子32的内周面上。其磁化方向为朝向离合式电动机30的轴心的方向，磁极方向每隔一个反向。与该永久磁铁35仅相隔微小间隙相对设置的三相绕组36缠绕在内转子34上，共计设有24个线槽(图中未示出)内，如果向各绕组通电，则形成穿过将线槽隔开的齿部的磁通。如在各绕组内流过三相交流，则该磁场将旋转。三相绕组36的各个绕组连接成使其接受从旋转变压器38供给的电力。该旋转变压器38由固定在壳体45上的一次绕组38A及安装在与内转子34联结的驱动轴22A上的二次绕组38B构成，通过电磁感应，可在一次绕组38A和二次绕组38B之间按双向变换电力。此外，为了变换三相(U、V、W相)的电流，在旋转变压器38上备有分绕成三相的绕组。

通过邻接的一组永久磁铁35形成的磁场与设在内转子34上的三相绕组36形成的旋转磁场的相互作用，使外转子32与内转子34显示各种动作。流过三相绕组36的三相电流的频率，通常认为是与曲轴56直接联结的外转子32的转数(每1秒的转数)和内转子34的转数的偏差的频率。其结果是，两者的旋转存在着滑动。与构成分配装置的第1电动机相当的离合式电动机30及与第2电动机相当的助力电动机40的详细控制情况，将在后面用流程图详细说明。

其次，说明对离合式电动机30和助力电动机40进行驱动·控制的控制装置80。如图3所示，控制装置80由在与离合式电动机30之间可双向变换电力的第1驱动电路91、在与助力电动机40之间可双向变换电力的第2驱动电路92、控制两个驱动电路91、92的控制CPU90、及作为二次电池的电池94构成。控制CPU90是单片微处理机，在其内部备有工作用RAM90a、存有处理程序的ROM90b、输入输出端口(图中未示出)、及与EFIECU70进行通信的串行通信口(图中未示出)。来自解算器39A的原动机旋转角度θe、来自解算器39B的驱动轴22A的旋转角度θf、来自解算器48的驱动轴22A的旋转角度θr、来自油门踏板位置传感器65的油门踏板位置(油门踏板的踏入量)AP、来自变速位置传感器84的变速位置SP、来自制动踏板位置传感器69的制动踏板位置BP、来自设在第1驱动电路91的2个电流检测器95、96的离合电流值Iuc、Ivc、来自设在第2驱动电路91的2个电流检测器97、98的助力电流值Iua、Iva、来自检测电池94的剩余容量的剩余容量检测器99的剩余容量B_RM等，通过输入端口输入到该控制CPU内。另外，已知剩余容量检测器99是通过测定电池94的电解液比重或电池94的整个重量来检测剩余容量，或通过计算充电·放电的电流值及时间来检测剩余容量，或者通过测量使电池的端子之间瞬时短路而流过电流时的内部电阻，来检测剩余容量等。

另外，从控制CPU90输出、用来驱动设在第1驱动电路91内的开关元件即6个晶体管Tr1～Tr6的控制信号SW1、及驱动设在第2驱动电路92内的开关元件即6个晶体管Tr11～Tr16的控制信号SW2。第1驱动电路91内的6个晶体管Tr1～Tr6构成晶闸管换流器，每2个配成一对，使其源极侧和漏极侧相对于一对电源线P1、P2配置，其连接点通过旋转变压器38与离合电动机30的三相绕组36的各相连接。电源线P1、P2分别连接于电池94的正极侧和负极侧，所以由控制CPU90以控制信号SW1顺序控制成对的晶体管Tr1～Tr6，并通过PWM控制使流过三相绕组36各相的电流变成模拟的正弦波，从而由三相绕组36形成旋转磁场。

另一方面，第2驱动电路92内的开关元件即6个晶体管Tr11～Tr16，也构成晶闸管换流器，分别按照与第1驱动电路91同样的方式配置，成对晶体管的连接点与助力电动机40的三相绕组44的各相连接。因此，由控制CPU90以控制信号SW2顺序控制成对的晶体管Tr11～Tr16，并通过PWM控制使流过三相绕组36各相的电流变成模拟的正弦波，从而由三相绕组44形成旋转磁场。

控制装置80及由控制装置80控制的离合式电动机30和助力电动机40，分别单独配置，但因向四轮分配·传送动力，以下，统称为动力传送装置20。图46示意地示出了进行驱动力的分配·传送用的结构。从原动机50取出的能量(转矩×转数)，通过离合式电动机30传送到驱动轴22，但在离合式电动机30内产生滑动旋转时，将从离合式电动机30的三相绕组36再生与其转数差×传送转矩对应的能量。该能量由旋转变压器38通过第1驱动电路91回收，蓄存在电池94内。另一方面，在助力电动机40中通过该离合式电动机30产生与输出到驱动轴22A的转矩大致相等的转矩。该转矩是利用电池94内蓄存的能量或由离合式电动机30再生的能量驱动助力电动机40而得到的。其结果是，按规定的分配比将转矩施加在前轮26、28及后轮27、29上。如果分配在各车轮上的转矩大致相等，则构成与所谓的全时四轮驱动4WD大体相同的驱动力分配。

结构如上所述的动力传送装置20，除了作为全时四轮驱动4WD的动作以外，还可以构成各种动作。以下，说明动力传送装置20的动作。动力传送装置20的动作原理，尤其是转矩变换原理如下。原动机50由EFIECU70运行，并假定以规定的转数N1旋转。这时，如假定控制装置80通过旋转变压器38使离合式电动机30的三相绕组36内没有流过任何电流、即第1驱动电路91内的6个晶体管Tr1～Tr6处在正常断开状态，则因三相绕组36内没有流过任何电流，所以离合式电动机30的外转子32与内转子34处于在电磁上完全不耦合的状态，原动机50的曲轴56则处于空转状态。在这种状态下，晶体管Tr1～Tr6断开，所以从三相绕组36的再生也不进行。即，原动机50处在无负荷空转状态。

如果控制装置80的控制CPU90输出控制信号SW1对晶体管进行通断控制，则根据原动机50的由轴56的转数与驱动轴22A的转数的偏差(换言之，即离合式电动机30的外转子32与内转子34的转数差)，在离合式电动机30的三相绕组36内流过一定的电流。即，离合式电动机30起着发电机的作用，通过第1驱动电路91再生出电流，并使电池94充电。这时，外转子32与内转子34变成存在一定滑动的联结状态。即，内转子34以比原动机50的曲轴56的转数低的转数旋转。在这种状态下，如控制CPU控制第2驱动电路92，使助力电动机40消耗与所再生的能量相等的能量，则在助力电动机40的三相绕组44内流过电流，在助力电动机40内产生转矩。如果按照图46，则当原动机50使其曲轴56以转数Ne、转矩Te旋转、离合式电动机30的输出侧即驱动轴22A以转数Ndf旋转时，从离合式电动机30再生出与离合式电动机30的转数差(Ne-Ndf)×传送转矩Te相当的区域G1的能量，在将该能量提供给助力电动机40的情况下，使驱动轴22B以转数Ndr(＝Ndf)、转矩Tdr旋转。于是，与离合式电动机30的滑动(转数差)对应的能量，作为转矩Tdr施加于驱动轴22B，四轮驱动车辆15将以大于原动机50的输出转矩Te的转矩Te+Tdr驱动。另外，在直路上稳定行驶时，四轮驱动车辆15的前轮26和后轮27的转数(即前轮用驱动轴22A和后轮用驱动轴22B的转数Ndf及Ndr)相等，但在转弯的过程中，就不一定相等了。因此，由助力电动机40传送到后轮27的转矩，如不考虑效率，则变为

Tdr＝(Ne-Ndf)×Te/Ndr

以下，详细说明控制装置80的控制。图5是表示控制CPU90的转矩控制处理的简要流程图。如图所示，在该处理程序开始后，首先，进行读入驱动轴22A的转数Ndf的处理(步骤S100)。驱动轴22A的转数Ndf，可以根据从解算器39A读入的驱动轴22A的旋转角度θf求得。其次，进行读入来自油门踏板位置传感器65的油门踏板位置AP的处理(步骤S101)。油门踏板64是当驾驶者感到输出转矩不够时踏动的装置。因此，油门踏板位置AP的值是与驾驶者想要得到的输出转矩(即，驱动轴22A、驱动轴22B的总转矩)对应的。接着，进行导出与所读入的油门踏板位置AP对应的输出转矩(车辆整体所需的转矩)的目标值(以下，也称转矩指令值)Td^*的处理(步骤S102)。即，与各油门踏板位置AP相对应，预先设定输出转矩指令值Td^*，在读入油门踏板位置AP后，即可导出与油门踏板位置AP对应设定的输出转矩指令值Td^*。

其次，根据所导出的输出转矩指令值Td^*及所读入的驱动轴22A的转数Ndf，通过计算(Pd＝Td^*×Ndf)进行求算应由驱动轴22输出的能量Pd的处理(步骤S103)。然后，根据求得的该输出能量Pd，进行作为目标值的原动机转矩Te及原动机转数Ne的设定处理(步骤S104)。这里，如规定应由驱动轴22A及驱动轴22B输出的能量全部由原动机50供给，则因原动机50供给的能量等于原动机转矩Te及原动机转数Ne的乘积，所以输出能量Pd与原动机转矩Te、原动机转数Ne的关系为Pd＝Te×Ne。然而，满足这种关系的原动机转矩Te、原动机转数Ne的组合有无穷多个。因此，在本实施例中，将原动机转矩Te、原动机转数Ne的组合设定为使原动机50在效率尽可能高的状态下工作，即本控制，是使原动机50的运行效率优先的控制。对于四轮驱动车辆15，考虑了必须使4轮的转矩分配优先的情况。关于转矩分配优先的控制，将在第2实施例中说明。

接着，根据所设定的原动机转矩Te，进行离合式电动机30的转矩指令值Tc^*的设定处理(步骤S106)。为使原动机50的转数大致恒定，只须使离合式电动机30的转矩与原动机50的转矩相等而达到平衡即可。因此，这里，将离合式电动机30的转矩指令值Tc^*设定为与原动机转矩Te相等。

这样，在离合式电动机转矩指令值Tc^*设定后(步骤S106)，即可进行离合式电动机30的控制(步骤S108)、助力电动机40的控制(步骤S110)及原动机50的控制(步骤S111)。另外，为图示方便，离合式电动机30的控制、助力电动机40的控制及原动机50的控制，是各按单独步骤列出的，但实际上这些控制是综合进行的。例如，利用控制CPU的中断处理，可以使离合式电动机30的控制、助力电动机40的控制同时执行，并通过通信将指示发送到EFIECU70，由EFIECU70也同时进行原动机50的控制。

在离合式电动机30的控制处理(图5步骤S108)中，如图6所示，首先进行从解算器39b读入驱动轴22的旋转角度θf的处理(步骤S112)。然后，输入原动机50的曲轴56的旋转角度θe(步骤S114)，并进行求取两轴的相对角度θc的处理(步骤S116)。即进行θc＝θe-θd的运算。

其次，利用电流检测器95、96对流过离合式电动机30的三相绕组36的U相及V相的电流Iuc、Ivc进行检测处理(步骤S118)。电流在U、V、W三相流过，但因为其总和为零，所以只测定流过二相的的电流即已足够。用测得的三相的电流进行坐标变换(三相-二相变换)(步骤S120)。坐标变换就是变换为永磁式同步电动机d轴、q轴的电流值，可按下式进行运算。 $\left[\begin{array}{c}\mathrm{Idc}\\ \mathrm{Iqc}\end{array}\right]=\sqrt{2}\left[\begin{array}{cc}-\sin (\mathrm{\θc}-120)& \sin \mathrm{\θc}\\ -\cos (\mathrm{\θc}-120)& \cos \mathrm{\θc}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Iuc}\\ \mathrm{Ivc}\end{array}\right]\·\·\·\left(1\right)$

这里，之所以进行坐变换，是由于在永磁式同步电动机中d轴、q轴的电流在转矩控制上是基本的量。当然，也可以对原来的三相直接进行控制，接着，在变换为2轴电流值后，进行求取从离合式电动机30的转矩指令值Tc^*求得的各轴指令值Idc^*、Iqc^*与实际流过各轴的电流Idc、Iqc的偏差并求出各轴的电压指令值Vdc、Vqc的处理(步骤S122)。即，首先进行下式(2)的运算，然后再进行下式(3)的运算。

ΔIdc＝Idc^*-Idc

ΔIqc＝Iqc^*-Iqc    …(2)

Vdc＝Kp1·ΔIdc+∑Ki1·ΔIdc

Vqc＝Kp2·ΔIqc+∑Ki2·ΔIqc    …(3)

式中的Kp1、2及Ki1、2，分别为系数。这些系数可进行调整，以便适合所用电机的特性。

这里，电压指令值Vdc、Vqc由与电流指令值I^*的偏差ΔI成比例的部分(上式(3)右边第1项)及偏差ΔI的i组过去值的累加值(右边第2项)求得。然后，对如此求得的电压指令值进行与在步骤S120进行过的变换的反变换相当的坐标变换(二相-三相变换)(步骤S124)，进行求取实际上施加在三相绕组36上的电压Vuc、Vvc、Vwc的处理。各电压由下式(4)求得

由于实际的电压控制是根据第1驱动电路91内的6个晶体管Tr1～Tr6的通断时间进行的，所以对各晶体管Tr1～Tr6的导通时间进行PWM控制，以形成由式(4)求得的各电压指令值(步骤S126)。通过以上的处理，就可以进行使离合式电动机30以机械方式传送到驱动轴22A的转矩达到给定转矩的控制。

其次，详细说明助力电动机40的转矩控制(图5步骤S110)。助力电动机40的控制，如图7所示，首先进行读入前轮26用的驱动轴22A的转数Ndf的处理(步骤S131)。驱动轴22A的转数可根据从解算器38B读入的驱动轴22A的旋转角度θf求得。接着，进行读入原动机50的转数Ne的处理(步骤S132)。原动机50的转数Ne可根据从解算器39A读入的曲轴56的旋转角度θe求得，也可利用设在配电器60上的转数传感器76直接检出。当采用转数传感器76时，可从与转数传感器76连接的EFIECU70接受转数Ne的信息。

然后，根据读入的驱动轴22A的转数Ndf及原动机50的转数Ne，通过计算(Nc＝Ne-Ndf)求得两轴的转数差Nc(步骤S133)。接着，进行离合式电动机30侧的发电电力的运算处理(步骤S134)。即，按下式计算再生的电力(能量)Pc。

Pc＝Ksc×Nc×Tc由于式中的Tc是离合式电动机30的实际转矩、Nc是转数差，所以Nc×Tc相当于求取与图46的区域G1对应的能量。Ksc是离合式电动机30的发电(再生)效率。

接着，按下式计算由助力电动机40施加的转矩指令值Ta^*(步骤S135)。

Ta^*＝ksa×Pc/Ndr而ksa为助力电动机40本身的效率。由助力电动机40施加所求得的转矩指令值Ta^*并进行其是否超过得到的最大转矩Tamax的判断(步骤S136)。如超过时，进行对最大值的限制处理(步骤S138)。

然后，用解算器48检测驱动轴22B的角度θr(步骤S140)，并进行用电流检测器97、98检测助力电动机40各相电流的处理(步骤S146)，然后进行电压指令值的反坐标变换(步骤148)，求取助力电动机40的第2驱动电路92的晶体管Tr11～Tr16的控制时间(步骤S150)，并进行PWM控制。这些处理与对离合式电动机30进行的处理完全相同。

其次，说明原动机50的控制(步骤S111)。由于在图5的步骤S104中已经设定了作为目标值的原动机转矩Te及原动机转数Ne，所以对原动机50的控制就是控制原动机50的转矩及转数，使原动机50的转矩及转数达到该设定的目标值。实际上是通过通信从控制CPU向EFIECU70发送指示，增减燃料喷射量或节流阀的开度，逐渐地进行调整，使原动机50的转矩等于Te，使转数等于Ne。

通过以上处理，可以通过利用由离合式电动机30以规定效率Ksc变换为电力的转矩、即在离合式电动机30内与原动机50的曲轴56的转数和离合式电动机30内转子34的转数之差成比例地再生出的电力，由助力电动机40作为转矩施加在后轮用驱动轴22B上。助力电动机40施加在后轮用驱动轴22B上的转矩与由离合式电动机30变换为电力的转矩一致。其结果是，在图46中，能使区域G1的能量转移到区域G2，从而进行转矩变换。

当然，由于在离合式电动机30及助力电动机40或第1驱动电路91、第2驱动电路92内多少会存在一些损耗，所以使区域G1所示的能量和区域G2所示的能量完全一致实际上是很困难的，但因同步电动机本身的效率可以与1极为接近，所以两个电动机的损耗比较小。此外，晶体管Tr1～Tr16的导通电阻，例如GTO(门极可关断晶闸管)等已知也极小，所以第1驱动电路91、第2驱动电路92内的损耗也能够作到十分小。因此，曲轴56与驱动轴22A的转数偏差、即离合式电动机30的旋转滑动的大部分都能变换为在三相绕组36内发电的能量，并作为转矩由助力电动机40驱动后轮用驱动轴22B。

其次，说明本发明的第2实施例。而在本实施例中，动力传送装置20本身的结构与第1实施相同。在第1实施例的动力传送装置20及采用该装置的四轮驱动车辆15中，当后轮27、29在陷进泥泞中时呈空转状态、或后轮27、29在雪道等上滑移时，前轮26、28仍以原来的转矩Tc驱动，所以车辆能够摆脱陷车、或能平稳行驶。另一方面，在由原动机50及离合式电动机30驱动的前轮26、28因陷进泥泞等原因而失去驱动力的情况下，应考虑到由离合式电动机30再生的电力不够的情况。如图46所示，由助力电动机40得到的转矩Tdr(助力电动机40的给定转矩Ta^*)相当于由离合式电动机30再生的能量(与区域G1对应的能量)除以驱动轴22B的转数Ndr后所得的值。如前轮26、28陷进泥泞而使前轮26、28空转，则因车轮在路面上打滑而不能限制原动机50的输出转矩，所以其驱动轴22A的转数Ndf及原动机50本身的转数Ne增大，转数差Nc变小。可以设想到其结果是，离合式电动机30不能再生出足够的电力，而助力电动机40的输出转矩也会降低。此外，如为上坡路，还应考虑到只分配原动机50的能量而转矩不足的情况。

因此，在第2实施例中，与第1实施例不同，使对由助力电动机40施加在后轮用驱动轴22B上的转矩进行的控制与不要离合式电动机30再生电力的约制。本实施例的主程序示于图9。图9与第1实施例的图5相对应，对应的处理步骤，令后2位数字相同，其说明从略。如图9所示在从油门踏板位置AP求出车辆所需的转矩Td^*后(步骤S202)，根据运行状态求出分配到前轮26、28及后轮27、29侧的转矩比RT(步骤S203)，根据该转矩比RT进行分别求出驱动轴22A、22B的给定转矩Tc^*及Ta^*的处理(步骤S214、216)。在离合式电动机30的控制(步骤S208，图6)中，用该给定转矩Tc^*进行与第1实施例相同的处理，但在助力电动机控制(步骤S210)中，不需要进行图7的步骤S131～S135的处理，假定给定转矩Ta^*已经求出，从步骤S136开始处理。此外，在原动机控制(步骤S211)中，原动机50的转矩Te＝离合式电动机30的转矩Tc，所以为能确保必要的能量，应使原动机50在满足以下条件的状态下运行：

转矩Te＝Tc

转数Ne＝(Tc×(Ndf-Ne)+Ta×Ndr)/Tc

如采用这样的控制，则不受原动机50再生能量的限制，而能取得施加在前轮26、28及后轮27、29上的转矩，并在上坡路等能确保大于原动机50的输出的转矩。因此，在上坡路等爬坡时能得到足够的转矩。此外，即使前轮26、28空转，由于能确保后轮27、29的转矩，所以在使前轮26、28挣脱泥泞时，能够很容易摆脱出来。前轮在雪道上滑移时也具有同样的效果。

在这种情况下，利用电池94内蓄存的电力进行确保转矩的控制(所谓的助力控制)。在上述实施例中，在平时以规定的转矩比RT确保助力电动机40的转矩，而没有考虑电池94的充电放电状态，但如图10所示，作为进行助力控制的条件，对来自油门踏板位置传感器65的油门踏板位置AP是否超过阈值APmax进行判断(步骤S232)，如超过时，则判断由剩余容量检测器99检测的电池94的剩余容量B_RM是否大于规定值B_ref(步骤S234)，当剩余容量B_RM足够时，也可设定与该电池94的剩余容量B_RM对应的给定转矩Tamax(步骤S236)。助力电动机40则根据如此求得的给定转矩Tamax进行控制(步骤S238)。另外，助力电动机40的控制(步骤S238)，与图7和图8所示的控制相同。

如进行助力控制，则能够以比从原动机50的输出取出的能量大的能量驱动驱动轴22A及驱动轴22B。而且，由于施加与该电池94的剩余容量B_RM对应的转矩，所以在电池94的剩余容量足够时，能对转矩进行充分放大，而当电池94的剩余容量变小时，又不会过分地消耗电池94。

其次，说明本发明的第3实施例。而在本实施例中，动力传送装置20本身的结构与第1实施相同。在上述第2实施例中，在只是由离合式电动机30再生电力而转矩不够的情况下，利用在电池94内蓄存的电力，对不足的转矩进行补充的动力助力控制。但是，如持续进行这样的动力助力控制，则电池94内蓄存的电力将会减少，而另一方面，过不了多久电池94的剩余容量B_RM就会用完。因此，当电池94的剩余容量B_RM减少到超过预先设定的容许最小值时，或即使还没有超过而驾驶者有些希望时，必须能对电池94进行充电。对电池94充电用的电力，采用由电动机再生的电力。如在第1实施例中所说明过的，在助力控制中，离合式电动机30起发电机的作用，并通过第1驱动电路91再生电力，该电力的一部分(即，不是由助力电动机40在转矩助力中使用的部分)，可以用于电池94的充电。但是，在希望进行急速充电时，仅有这种由离合式电动机30再生的电力就不够用了。因此，在本实施例中，在四轮驱动车辆15内也由助力电动机40再生电力，不仅利用离合式电动机30的再生电力，而且还利用助力电动机40的再生电力，对电池94进行充电。

图11是表示作为第3实施例的动力传送装置20的控制概要的流程图。如图11所示，在起动该程序后，首先进行读入前轮26、28用的驱动轴22A的转数Ndf的处理(步骤S300)，其次，对来自油门踏板位置传感器65的油门踏板位置AP进行读入处理(步骤S302)。然后，进行导出与所读入的油门踏板位置AP对应的输出转矩(驱动轴22A的转矩)的指令Td^*的处理(步骤S304)。

接着，根据所导出的输出转矩(驱动轴22A的转矩)的指令Td^*及所读入的驱动轴22A的转数Ndf，进行从原动机50的输出能量(Td^*×Ndf)来看是否在可充电区域内的判断(步骤S306)。即，将输出转矩指令值Td^*及驱动轴22A的转数Ndf应用于图10所示的可充电区域图，判断由输出转矩指令值Td^*及驱动轴22A的转数Ndf确定的坐标点是否位于可充电区域内。在图12中纵轴为驱动轴22A的转矩，横轴为驱动轴22A的转数。在图中，可充电区域PE表示可将由原动机50供给的能量作为电力再生的区域，与原动机50的可运行区域相对应。此外，动力助力控制区域PA、即利用电池94内蓄存的电力进行补充转矩不足的控制的区域。就是说，在动力助力控制区域PA内，由于要消耗电池94蓄存的电力，所以当然不是可充电区域。

如在步骤S306判定为不在可充电区域内时，按不可充电(步骤S330)结束处理。相反，如判定是在可充电区域内，则进行由剩余容量检测器99检测的电池94的剩余容量B_RM是否小于适当量B_pr的判断处理(步骤S308)。即，当电池94的剩余容量B_RM小于适当量B_pr时，由于必须对电池94充电，所以进入步骤S310，但当大于适当量B_pr时，因已无需对电池94充电，所以按不可充电(步骤S330)结束处理。。

接着，通过下列计算进行求取可由离合式电动机30及助力电动机40再生的电力W1的处理(步骤S310)。

W1＝P-(Td^*×Ndf)

式中，P为在一定状态下原动机50所能供给的最大能量。即，可由离合式电动机30及助力电动机40再生的电力W1相当于从原动机50所能供给的最大能量P减去由驱动轴22A输出的能量、即Td^*×Ndf后的剩余能量。

其次，根据由剩余容量检测器99检测的电池94的剩余容量B_RM，导出电池94的可充电电力W2(步骤S312)。图13是表示第3实施例中对电池94剩余容量的可充电电力的说明图。在图13中，纵轴为电池94的可充电电力W2[w]，横轴为电池94的剩余容量B_RM[％]。如图11所示，随着电池94的剩余容量B_RM的增多，电池94的可充电电力W2降低。

这样，在求出电动机30、40可再生的电力W1及电池94的可充电电力W2之后，对两者进行比较，判断哪一个低，并将低的一方的电力，确定为实际充电的电力W。即，在步骤S314，判断可再生电力W1是否低于可充电电力W2，如果可再生电力W1低，则将实际充电的电力W确定为W1(步骤S316)，如果可充电电力W2低，则将实际充电的电力W确定为W2(步骤S318)。

然后，决定将所确定的电力W按怎样的分配比例由离合式电动机30及助力电动机40再生。即，将电力W分成离合式电动机30的再生电力Wc及助力电动机40的再生电力Wa，使其满足W＝Wc+Wa(步骤S320)，并分别决定离合式电动机30的再生电力Wc及助力电动机40的再生电力Wa(步骤S322)。这时，对离合式电动机30及助力电动机40的分配，可在考虑各电动机的发电能力或发电效率、或在各电动机的容许最高温度下的温度差(即，容许最高温度-当前温度)等之后决定。

这样，在分别决定了离合式电动机30、助力电动机40的再生电力后(步骤S322)，进行助力电动机40的控制(步骤S324)、离合式电动机30的控制(步骤S326)、及原动机50的控制(步骤S328)。另外，在图11中，也与图5一样，为图示方便，离合式电动机30的控制、助力电动机40的控制及原动机50的控制，是作为单独步骤列出的，但实际上这些控制是综合进行的。例如，利用控制CPU的中断处理，可同时执行。

在助力电动机40的控制处理(图11的步骤S324)中，特别是图中虽未示出，但首先要通过下列计算进行求取助力电动机指令值Ta^*的处理。

Ta^*＝-Wa/(Ksc×Ndr)

因应由助力电动机40再生的电力是Wa，所以通过将该Wa除以助力电动机40的发电(再生)效率Ksa与后轮27、29用驱动轴22B的转数Ndr的乘积，即可求得应由助力电动机40得到的转矩目标值Ta^*。但是，在助力电动机40中，与第1或第2实施例的情况不同，不是进行动力驱动操作而是再生操作，所以由助力电动机40产生的转矩是与第1或第2实施例的情况相反的的转矩，即，形成与驱动轴22B的旋转方向反向的转矩。因此，在上式的右边的项加上了负号。

然后，用该转矩指令值Ta^*对助力电动机40进行控制。其控制内容与第1实施例中图7及图8的步骤S140～步骤S150相同。但是，如上所述，由助力电动机40产生的转矩方向与第1实施例的情况相反，所以在进行控制时必须考虑转矩指令值Ta^*变号(标以负号)的问题。

其次，说明对离合式电动机30的控制处理(图9的步骤S326)。对离合式电动机30的控制，首先通过下列计算进行求取离合式电动机指令值Tc^*的处理。

Tc^*＝Td^*-Ta^*

如上所述，输出转矩(四轮驱动车辆15的总体转矩)用离合式电动机30的转矩与助力电动机40的转矩之和表示，所以离合式电动机30的转矩指令值Tc^*可以作为输出转矩指令值Td^*与助力电动机40的转矩指令值Ta^*之差求得。但是，如上所述，由助力电动机40产生的转矩与驱动轴22A的旋转方向相反，应注意助力电动机40的转矩指令值Ta^*必须变成负号。

然后，用该转矩指令值Tc^*对离合式电动机30进行控制。但其控制内容与第1实施例中图6的步骤S112～步骤S126相同。

其次，说明对原动机50的控制处理(步骤S328)。原动机50的控制，首先根据离合式电动机30的转矩指令值Tc^*进行原动机50的转矩指令值Te^*的设定处理。为使原动机50的转数大致保持恒定，只须使离合式电动机30的转矩与原动机50的转矩相等而达到平衡即可。因此，这里，将原动机的转矩指令值Te^*设定为与离合式电动机30的转矩指令值Tc^*相等。

接着，通过下列计算进行求取原动机50的转数指令值Ne^*的处理。

Ne^*＝Wc/(Ksc×Tc^*)+Ndf    …(5)

离合式电动机30的转数用原动机50的转数(曲轴56的转数)与前轮26、28用驱动轴22A的转数差表示。另一方面，离合式电动机30的转数可通过将应在离合式电动机30中再生的电力Wc除以离合式电动机30的发电(再生)效率Ksc与离合式电动机30的转矩目标值(转矩指令值)Tc^*的乘积求得。因此，原动机50的转数目标值(转数指令值)Ne^*可按上列式(5)导出。

这样，在原动机50的转矩指令值Te^*及转数指令值Ne^*设定之后，可对原动机50的转矩及转数进行控制，使原动机50的转矩及转数达到其设定的值。实际上，是通过通信从控制CPU向EFIECU70发送指示，增减燃料喷射量或节流阀的开度，逐渐地进行调整，使原动机50的转矩等于Te^*，使转数等于Ne^*。

图14是表示第3实施例中由原动机50供给的能量的利用分配的说明图。在图14中Tc是输出转矩(前轮用驱动轴22A的转矩)、Ndf是前轮用驱动轴22A的转数、Te是原动机50的转矩(原动机转矩)、Ne是原动机50的转数(原动机转数)、Tc是离合式电动机30的转矩、Ta是助力电动机40的转矩。由原动机50供给的能量为Te×Ne，该能量被分配为由前轮用驱动轴22A输出的输出能量Pd、由离合式电动机30再生并用于对电池94充电的的电力Wc、及由助力电动机40再生并用于对电池94充电的的电力Wa。由助力电动机40再生并用于对电池94充电的电力Wa，由于与原来的离合式电动机30侧的轴不同，所以也可作为如图中Wa′所示的独立区域考虑，但在从四轮驱动车辆15整体考虑时，由于是按照从原动机50输出的能量减去通过离合式电动机30输出的能量及由离合式电动机30再生的能量考虑的，所以按照如图示的区域Wa考虑也不会产生问题。

通过以上处理，在图1所示的结构中，不仅在离合式电动机30中再生、而且在助力电动机40中也再生电力W，由于能够将离合式式电动机30再生的电力Wc、及由助力电动机40再生电力Wa合起来为电池94充电，所以，能进行比离合式电动机30的发电能力大的充电。另外，还可以利用在助力电动机40侧再生的电力、或电池94蓄存的能量，沿着原动机50的旋转方向对离合式电动机30进行驱动操作。在这种情况下，前轮26、28用驱动轴22A能以比原动机50的转数Ne高的转数旋转，即构成所谓的增速驱动状态。

在由与后轮27、29联结的助力电动机40进行电流再生的情况下，可以说是通过路面对转动着的后轮27、29作用制动力。因此，当踏入制动踏板68时，使离合式电动机30的第1驱动电路91为断开状态，因而使前轮26、28的驱动力为0，并能以后轮侧的再生制动力对车辆进行制动。在这种情况下，如将原动机50的燃油切断，则原动机50将不再喷射。这样，由助力电动机40进行的制动，对于电动汽车来说，与以往进行的情况在原理上是相同的，通过回收制动时的能量，对电池94充电，所以能进一步提高车辆整体的能量转换效率。

其次，作为本发明的第4实施例说明在四轮驱动车辆15中采用离合式电动机30进行的制动。离合式电动机30的制动，是由离合式电动机30施加与联结于前轮26、28的驱动轴22A的旋转方向相反的转矩。现在，假定驱动轴22A使车轮沿前进方向(正向)转动，由离合式电动机30在驱动轴22A上作用与其旋转方向反向(负向)的转矩Tc。于是，与作用在驱动轴22A上的转矩T大小相同方向相反的正向转矩Tc通过外转子32作用在曲轴56上，并使原动机50的喷射量减低。如相对于这种正向的外力(转矩Tc)，使燃料喷射停止，则原动机50将以为压缩或克服活塞摩擦所需的力与外力(转矩Tc)平衡下的转数旋转。例如，使燃料喷射停止时的外力(转矩Tc)与原动机50的转数的关系如按照图15的例子所示，则作为外力的转矩Tc的值为Tc(A)时，原动机50以转数Ne(A)转动，而当转矩Tc的值为Tc(B)时，以转数Ne(B)转动。

离合式电动机30使与驱动轴22A联结的内转子34相对于与以原动机50的转数Ne旋转的曲轴56联结的外转子32旋转驱动，所以其转数为原动机50的转数Ne与驱动轴22A的转数Ndf的转数差Nc＝Ne-Ndf。这里，如离合式电动机30进行正向旋转，使内转子34相对于外转子32沿正向(驱动轴22A的正转方向)旋转时，即驱动轴22A的转数Ndf大于原动机50的转数Ne(转数差为负)时，正向旋转着的离合式电动机30的负向转矩Tc对驱动轴22A的作用，构成使离合式电动机30的相对正向转数减少的运动，所以离合式电动机可进行再生控制(以下，将其制动称为“离合式电动机30的再生控制制动”)。

另一方面，当离合式电动机30沿负向旋转时，即原动机50的转数Ne大于驱动轴22A的转数Ndf时，离合式电动机30的负向转矩Tc对驱动轴22的作用，构成使离合式电动机30的相对负向转数增加的运动，所以离合式电动机可进行驱动控制(以下，将其制动称为“离合式电动机30的驱动控制制动”)。

在离合式电动机30上作为负向转矩Tc设定为Tc(A)值时的驱动轴22A的转数Ndf与时间t的关系(直线A)以及在该时间内的离合电动机30的状态示于图16。图中直线A表示由离合式电动机30在驱动轴22A上作用负向转矩Tc(Tc(A)值)时的驱动轴22A转数Ndf的变化。在离合式电动机30上设定负向转矩Tc(Tc(A)值)后，如图15所示，原动机50的转数Ne为与该转矩Tc(Tc(A值)平衡的转数Ne(A)。因此，离合式电动机30的负向转矩Tc对驱动轴22的作用，在直线A与虚线Ndf＝Ne(A)的交点即点PNe的左上方的范围(时间t2左侧的范围)内，因离合式电动机30沿正向旋转，所以构成离合式电动机30的再生控制制动，而在点PNe的右下方的范围(时间t2右侧的范围)内，因离合式电动机30沿负向旋转，所以构成离合式电动机30的驱动控制制动。

这里，对第1驱动电路91的晶体管Tr1～Tr6进行的控制总是使由安装在外转子32上的永久磁铁35和流过内转子34的三相绕组36的电流所形成的旋转磁场产生负方向的转矩Tc，所以，离合式电动机30的再生控制及驱动控制为相同的开关控制。因此，如果由离合式电动机30作用在驱动轴22A上的负向转矩Tc不变，则即使离合式电动机30的控制从再生控制改变为驱动控制，第1驱动电路91的晶体管Tr1～Tr6的开关控制也不改变。

通过以上说明，当驱动轴22A的转数Ndf为大于Ne(A)值的Ndf1时(时间t1(1)时)、或Ndf2时(时间t1(2)时)，如踏下制动踏板68将离合式电动机30的转矩Tc设定为Tc(A)值，则可以看出，离合式电动机30首先起到发电机再生控制功能的作用，等到在驱动轴22A的转数Ndf与Ne(A)值一致(处于PNe以下)之后，再进行驱动控制。此外，当驱动轴22A的转数Ndf为小于Ne(A)值的Ndf3时(时间t1(3)时)，如踏下制动踏板68将离合式电动机30的转矩Tc设定为Tc(A)值，可以看出，由于制动开始位置在时间t2之后，所以不进行离合式电动机的再生控制而直接进行驱动控制。

这种制动时的离合式电动机30的控制，与图6所示的控制没有任何不同之处。只须根据原动机50的转数Ne与联结于前轮26、28的驱动轴22A的转数Ndf的大小关系使离合式电动机30驱动或再生而进行制动即可。至于采用哪一种制动，可根据两个转数的大小关系决定，但如果还控制原动机50的燃料喷射量，则因能在一定程度上自由调整原动机50的转数Ne，所以可以根据电池94的剩余容量进行任何一种制动。要想在备有采用离合式电动机30及助力电动机40的动力传送装置20的四轮驱动车辆15中能够极力避免使用中的无效能量，并且能以灵活控制驱动力，最重要的问题就是要使电池94进行高效充放电。因此，优先对待电池94的充放电，对原动机50进行控制，也是实用的。在这种情况下的制动时的处理程序的一例，示于图17。

如执行图17所示的程序，则控制装置80的控制CPU90，首先对来自设在制动踏板68上的制动踏板位置传感器69的制动踏板位置BP进行读入处理(步骤S330)、并进行导出产生与所读入的制动踏板位置BP对应的制动力的离合式电动机30的转矩指令值Tc^*的处理(步骤S332)。转矩指令值Tc^*相对于各制动踏板位置BP预先分别设定，并存储在ROM90b内，在读入制动踏板位置BP之后，即可读出与该制动踏板位置BP对应的转矩指令值Tc^*。

其次，读入由剩余容量检测器99检测出的剩余容量B_RM(步骤S336)，并将读入的剩余容量B_RM与阈值B1进行比较(步骤S338)。这里，阈值B1是超过该值时判断为不需要对电池94充电的按接近已充足电的值设定的，应根据电池94的种类及特性等设定。

当电池94的剩余容量B_RM超过阈值B1时，判断为不需要充电，进行离合式电动机30的驱动控制制动(步骤S340)，当电池94的剩余容量B_RM小于阈值B1时，判断为需要充电，进行离合式电动机30的再生控制制动(步骤S342)。离合式电动机30的驱动控制制动，具体地说，如上所述，通过使原动机50的转数Ne大于驱动轴22A的转数Ndf的控制进行，离合式电动机30的再生控制制动，通过使原动机50的转数Ne小于驱动轴22A的转数Ndf的控制进行。此外，无论哪一种控制，在控制的过程中，原动机的转数Ne也可近似保持恒定值，或可以使原动机50的转数Ne与驱动轴22A的转数Ndf的偏差保持恒定值。或者也可以顺序改变原动机50的转数Ne与驱动轴22A的转数Ndf的偏差。

按照以上说明的制动时的处理，在四轮驱动车辆15中，可以根据电池94的状态进行离合式电动机30的驱动控制动及离合式电动机30的再生控制制动。其结果是，在制动时不仅能将能量回收到电池94，而且还能一面使用能量，一面进行制动。因此，能够防止使电池94充电过度、或将电力全部放掉。当然，将随着离合式电动机30的电流消耗或再生进行的制动与随着助力电动机40的电流消耗或再生进行的制动合并进行，也不存在任何问题。将两种制动组合，并将制动力适当地分配到4轮，也是很好的方式。

以上，在具有2个输出轴(驱动轴22A及驱动轴22B)的动力传送装置20及采用该装置的四轮驱动车辆中，说明了从两个轴按规定的比例输出转矩的控制、使前轮26、28侧增速的控制、利用再生及驱动进行制动的控制等，但采用了本发明动力传送装置的四轮驱动车辆的控制，并不限定于这些控制，除此之外，还可以进行后退时的控制或起动时的控制等。

使车辆后退时，有以下3种方法。

(1)切断原动机50的燃料喷射，构成对离合式电动机30不流过任何电流的状态。在这种情况下，离合式电动机30的输出转矩变为0，驱动轴22A变为自由状态。在这种状态下，利用电池94蓄存的电力使助力电动机40沿着与行驶时相反的方向转动，并使驱动轴22B反转，使车辆后退。

(2)使原动机50空转或低速运行，并由离合式电动机30回收其大部分能量。另一方面，利用回收的能量及电池94蓄存的电力使助力电动机40反转，使车辆后退。在这种情况下，驱动轴22A虽因后轮27、29的反转而被强制地反向旋转，但车辆本身是可以后退的。

(3)切断原动机50的燃料喷射，并使曲轴56成静止状态。在该状态下，利用电池94蓄存的电力使离合式电动机30反方向转动。这时，离合式电动机30的转矩控制小于从曲轴56上看时由原动机50的静摩擦产生的静转矩。因此，如从离合式电动机30观察，在原动机50侧可以看作是固定壁，而相反一侧的驱动轴22A旋转，所以车辆后退。

另外，在车辆启动时，利用电池94的电力进行控制，使助力电动机40伺服锁定，驱动轴22B不转动，另一方面，使离合式电动机30运行，以使曲轴56旋转，即可进行起动。这时，驱动力传送到前轮26、28，但直接与后轮27、29联结的助力电动机40如伺服锁定，原则上四轮驱动车辆15不产生移动。当然，在驱动轴22A与减速齿轮23之间设有离合器，起动时如为将驱动轴22A固定的结构，则驱动力不能传送到前轮26、28。

其次，说明本发明的第5实施例。在以下的实施例中，分配装置不是用离合式电动机30，而是采用行星齿轮机构构成。首先，利用图18说明总体结构。除分配装置以外，其他硬件结构与第1实施例大致相同，例如油门踏板等在图中就省略了。

(1)硬件结构

如图18所示，该四轮驱动车辆备有：作为原动机的汽油原动机(以下，简称为原动机)150、与该原动机的曲轴156联结的行星齿轮机构120、与该行星齿轮机构120的中心齿轮轴125联结的作为第1电动机的电动机MG1、通过传动链带129等传送行星齿轮机构120的环形齿轮轴126的动力的前轮用的差动齿轮机构114、组装在后轮用的差动齿轮机构115内的电动机MG2。关于这些结构，将以动力传送为中心进一步说明。

原动机150的曲轴156通过行星齿轮机构120利用传动链带129与以驱动轴112作为旋转轴的动力传送齿轮111机械联结，该动力传送齿轮111与差动齿轮机构114联结。因此，从动力输出装置输出的动力最终被传送到前轮的左右驱动轮116、118。另一方面，后轮的驱动轮117、119，由电动机MG1的动力驱动。电动机MG1及电动机MG2与控制装置180电气连接，并由该控制装置180控制。控制装置180的结构与第1实施例的控制装置80相同。另外，在该控制装置180上，与第1实施例一样，连接着设在变速杆上的变速位置传感器等各种传感器，其图示省略。控制装置180还通过与控制原动机150运行的EFIECU170通信，交换各种信息。EFIECU170也具有与第1实施例的EFIECU70相同的结构。

根据图19说明行星齿轮机构120及电动机MG1的结构。行星齿轮机构120包括：与使曲轴156穿过轴心的中空的中心齿轮轴125联结的中心齿轮121、联结于与曲轴156同轴的环形齿轮轴126的环形齿轮122、配置在中心齿轮121和环形齿轮122之间一面沿着中心齿轮121自转一面公转的多个小行星齿轮123、与曲轴156端部联结用于支承各小行星齿轮123的旋转轴的行星齿轮架124。在该行星齿轮机构120内，以分别与中心齿轮121、环形齿轮122及行星齿轮架124联结的中心齿轮轴125、环形齿轮轴126及曲轴156这3个轴作为动力的输入输出轴，在3个轴中任意2个轴上的输入输出动力决定后，剩下的一个轴上的输入输出动力可根据预先决定的2个轴上的输入输出动力确定。该行星齿轮机构120的3个轴上的动力的输入输出，将在后文详述。

环形齿轮122向电动机MG1侧延伸，在其一端设有用于取出动力的动力取出齿轮128。该动力取出齿轮128通过传动链带129与动力传送齿轮111联结，在动力取出齿轮128与动力传送齿轮111之间构成传送动力的结构。

电动机MG1与第1实施例的助力电动机40等一样，按同步电动发电机构成，备有在外周面具有多个永久磁铁135的转子132及缠有形成旋转磁场的三相绕组134的定子133。转子132与联结于行星齿轮机构120的中心齿轮121的中心齿轮轴125联结。定子133用无方向性电磁钢板的薄板叠层形成，并固定在壳体119上。该电动机MG1可作为电动机操作，即通过永久磁铁135的磁场与由三相绕组134形成的磁场的相互作用进行驱动使转子132旋转；也可作为发电机操作，即通过永久磁铁135的磁场与转子132的旋转的相互作用，在三相绕组134的两端产生电动势。而在中心齿轮轴125上设有检测其旋转角度θs的解算器139S，在曲轴156上设有检测其旋转角度θe的解算器139E。

电动机MG2与电动机MG1一样，也按同步电动发电机构成，如图20所示，备有在外周面具有多个永久磁铁145的转子142及缠有形成旋转磁场的三相绕组144的定子143。转子142与差动齿轮机构115的车轴147联结，定子143固定在壳体148上。电动机MG2的定子143也用无方向性电磁钢板的薄板叠层形成。该电动机MG2与电动机MG1一样，也可作为电动机或发电机操作。在车轴147上还设有检测其旋转角度θr的解算器149。

其次，说明驱动控制电动机MG1、MG2的控制装置180。如图20所示，控制装置180由驱动电动机MG1的第1驱动电路191、驱动电动机MG2的第2驱动电路192、用于控制两个驱动电路191、192的控制CPU190、作为二次电池的电池194构成。由于这些结构与第1实施例相同，所以虽在图中示出，但其详细说明省略。另外，对于图20所示的控制装置180的内部结构，其图示符号的后2位与图2所示的各构件序号相同。

(2)动作原理

说明结构如上所述的四轮驱动车辆的动作。该四轮驱动车辆的动作原理，特别是转矩变换原理如下。考虑原动机150运行在转数Ne、转矩Te的运行点P1上、而使环形齿轮轴126运行在能量与由原动机50输出的能量相同而转数为Nr、转矩为Tr的运行点P2上的情况，即，原动机150输出的动力变换为转矩后作用在环形齿轮轴126上的情况。这时的原动机150及环形齿轮轴126的转数及转矩的关系，示于图21。

行星齿轮机构120的3轴(中心齿轮轴125、环形齿轮轴126及行星齿轮架124)的转数和转矩的关系，在机构学的教学中可表示为图22中例示的被称作共线图的图，并可用几何学方法求解。另外，齿轮机构120的3轴的转数和转矩的关系，也可以不使用上述的共线图，而通过计算能量等用数学式求解。在本实施例中，为便于说明，采用了共线图进行说明。

图22中的纵轴表示3轴的转数，横轴表示3轴在坐标轴上的位置比。即，当使中心齿轮轴125和环形齿轮轴126的位置S和R在两端时，行星齿轮架124的位置C是作为将位置S和位置R按1∶ρ内分的位置确定的。这里，ρ为中心齿轮121与环形齿轮121的齿数比，由下式(5)表示。

现在来考虑原动机150以转数Ne运行、环形齿轮轴126以转数Nr运行的情况。这时，可以将原动机150的转数Ne画在与曲轴156联结的行星齿轮架124的位置C，将环形齿轮轴126的转数Nr画在环形齿轮轴126的位置R。如画出通过该2点的直线(以下，称为动作共线)，则该动作共线在位置S的值就是中心齿轮轴125的转数Ns。即，对于转数，可将动作共线作为比例计算用的直线使用。另外，转数Ns可以用转数Ne和转数Nr按比例计算式(下式(6))求得。这样，在行星齿轮机构120内，如果决定了中心齿轮121、环形齿轮121及行星齿轮架124中的任何2个的转数，则剩下的一个的转数可根据已决定了的2个转数确定。 $\mathrm{Ns}=\mathrm{Nr}-(\mathrm{Nr}-\mathrm{Ne})\frac{1+\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\ρ}}\·\·\·\left(6\right)$

其次，对在图22的共线图上画出的动作共线，在行星齿轮架124的位置C上记入原动机150的转矩Te，作为从下向上作用的转矩。这时的动作共线，对于转矩来说，可以作为将作用在各点的力作为转矩接受的刚体使用。因此，作用在1点上的力很容易分解为作用在2点上的力，因而，可将在位置C的向上作用的转矩Te分解为位置S上的转矩Tes及位置R上的转矩Ter。这时的转矩Tes及转矩Ter的大小，由下式表示。 $\mathrm{Tes}=\mathrm{Te}\×\frac{\mathrm{\ρ}}{1+\mathrm{\ρ}}$ $\mathrm{Ter}=\mathrm{Te}\×\frac{1}{1+\mathrm{\ρ}}\·\·\·\left(7\right)$

如能够将作用在表示行星齿轮架124位置的位置C上的原动机150的转矩Te分解作为在动作共线两端的位置S及位置R的转矩，并知道了从外部作用在该两端的位置S及位置R上的转矩大小，则就能得知相对于动作共线产生什么样的力。具体地说，在与中心齿轮轴125对应的位置S上，可以作用电动机MG1的转矩，而在位置R则接受与以转数Nr驱动环形齿轮轴126时的转矩Ter相等的反转矩。该反转矩Tr如果与以该车速使车辆行驶所需要的转矩相等，则车辆将以与该轴的转数Nr相当的车速继续行驶。本实施例是四轮驱动车辆，当然也可以通过驱动电动机MG2获得使车辆行驶的动力。如将路面摩擦系数考虑为理想状态，则电动机MG2的行驶用转矩Tm2，在位置R可以看作是在位置R的车辆行驶用的转矩。另一方面，在位置S上电动机MG1承受的转矩则为Tm1。因此，如果想要使车辆在所希望的状态下运行，则可以归结为控制电动机MG1、MG2的运行，以便调整其转矩Tm1、Tm2。如转矩在图22所示的状态下达到平衡，则应控制为使电动机MG1的转矩Tm1等于由原动机的转矩Te分配的转矩Tes，而使电动机MG2的转矩Tm2等于由原动机的转矩Te分配的转矩Ter相对于使车辆以该车速(与转数Nr对应的车速)继续行驶所需要的转矩(与反转矩Tr相等)还不足时的转矩(＝Tr-Ter)。

这时，由于在电动机MG1中作用着与旋转方向相反的转矩，所以电动机MG1就作为发电机运作，从中心齿轮轴125再生出以转矩Tm1和转数Ns的乘积表示的电能Pm1。在电动机MG2中，由于旋转方向与转矩的方向相同，所以电动机MG2作为电动机运作，对后轮车轴输出以转矩Tm2和转数Nr的乘积表示的电能Pm2。

这里，如果使电能Pm1与电能Pm2相等，则由电动机MG2消耗的全部电力可以由电动机MG1再生供给。为此只须将所输入的全部能量输出即可，所以，可以使由原动机150输出的能量Pe等于输出到中心齿轮轴125的能量Pf与由电动机MG2输出到后轮车轴的能量Pm之和。如按照图21，则将以在运行点P1运行的原动机150的转矩Te及转数Ne表示的动力转换为转矩，作为以转矩Tr及转数Nr的乘积表示的动力，通过环形齿轮轴126输出到前轮的车轴，而将以转矩Tm2及转数Nr的乘积表示的动力输出到后轮的车轴。

其次，说明具有上述硬件结构的四轮驱动车辆的转矩分配控制。控制装置180反复执行图23所示的四轮处理程序；如开始控制，则首先进行读入油门开度AP及车速(车轴转数na)的处理(步骤S400)。油门开度AP可从油门踏板位置传感器164a读入。而车速可作为从解算器149读入的后轮的车轴转数求得，但也可从设在传动轴上的图中未示出的车速传感器读入。

接着进行根据油门开度AP及车速(转数na)计算车辆要求的转矩指令值Ta及车辆的输出功率Pa的处理(步骤S410)。车辆要求的转矩指令值Ta，例如可从图24所示的曲线图求得。而车辆的输出功率Pa，如图25所示，相当于从车辆的转矩Ta及车速(转数na)确定的运行点。规定车辆的输出功率Pa全部由原动机150获得，然后决定原动机150的输出Pe(Pe←Pa)，并决定节流阀的开度θth(步骤S420)。接着，进行将该原动机150的输出Pa的转矩Ta分配为原动机150的负荷转矩Tae及电动机MG2的负荷转矩Tam的处理(步骤S430)。通过该处理决定分配给前轮及后轮的转矩比。

接着，进行根据原动机150的负荷转矩Tae及行星齿轮机构120的传动比决定原动机150的要求转矩Te^*的处理(步骤S440)，并进行根据此时的原动机1500的输出Pe及要求转矩Te^*决定原动机150的目标转数ne^*的处理(步骤S450)。接受所决定的这些参数并将其转换为原动机150的实际运行状态，是电动机MG1的任务。如图22的共线图所示，因动作共线由作用在两端的转矩变更，所以，如车辆恒速行驶，而且使动作共线右端(环形齿轮轴的位置R)固定，则通过调整动作共线左端的转矩平衡，即可改变原动机150的转数。因此，应决定使原动机150的转数为ne^*的电动机MG1的转数ng(步骤S460)。进一步，进行根据电动机MG2的负荷转矩Tam决定电动机MG2的要求转矩Tn^*的处理(步骤S470)。

通过以上处理，在作为控制装置180的控制对象的原动机150、电动机MG1、MG2的工作点已全部确定后，接着，向EFIECU170输出指令，对第1驱动电路191等进行控制，对原动机150、电动机MG1、MG2进行实际控制处理(步骤S480)，然后，退到“NEXT”，暂时结束本处理程序。

按照以上说明的第5实施例，作为分配装置，采用行星齿轮机构120，利用所谓的机械分配式的结构，可以将原动机150的动力自由地分配到前轮的车轴及后轮的车轴。在原动机以高转数而低转矩运行的情况下，其动力的一部分，从行星齿轮机构120通过环形齿轮轴126，经传动链带129输出到前轮，同时将剩余的动力从电动机MG1通过第1驱动电路191作为再生电流取出从而能使车辆作为整体以高的转矩运行。在原动机以低转数、高转矩运行的情况下，当然也可以从后轮侧的电动机MG2再生电流，驱动前轮侧的电动机MG1，进行向高转数、低转矩的转矩变换(所谓的增速驱动)。上述控制与作为第1实施例至第4实施例说明过的电气分配式的四轮驱动车辆大致相同。

因此，在第5实施例的四轮驱动车辆中可实现的运行控制，可根据图26所例示的运行控制程序说明。如执行该运行控制程序，则控制装置180的控制CPU190根据车辆的油门踏板位置AP等运行状态，对车辆所必需的输出能量进行计算处理(步骤S500)。然后，进行读入由剩余容量检测器199检测的电池194的剩余容量B_RM的处理，并进行运行方式的判断处理(步骤S510)。该运行方式的判断处理，由图27所例示的运行方式判断处理程序进行处理。在运行方式的判断处理程序中，利用在运行控制程序的步骤S500～S508读入的数据或计算出的数据，判断适用于此时的动力输出装置110的运行方式。这里，说明暂时将图26的运行控制程序中断、先根据图27的运行方式判断处理程序进行的运行方式的判断处理。

如执行运行方式的判断处理程序，则控制装置180的控制CPU190判断电池194的剩余容量B_RM是否处在由阈值BL和阈值BH表示的范围内(步骤S530)，当不在该范围内时，判定为必须进行电池194的充放电，并将动力输出装置110的运行方式设定为充放电方式(步骤S532)。这里，阈值BL和阈值BH表示电池194的剩余容量B_RM的下限值和上限值，在实施例中，阈值BH设定为在规定时间内持续进行后文所述的电动机驱动方式中仅电动机MG2的驱动或在动力助力驱动方式中由电池194的放电电力产生的动力助力等所需的电力量以上的值。而阈值BL则设定在当通常行驶状态下的车辆停止时由电动机MG1或电动机MG2再生的电力量从电池194充足电时的剩余容量B_RM减小后的值以下。

在步骤S530如判定电池194的剩余容量B_RM在由阈值BL和阈值BH表示的范围内时，判断应作为车辆整体的驱动力输出的能量Pr是否超过可由原动机150输出的最大能量Pemax(步骤S534)。当超过最大能量Pemax时，判定由原动机150输出的最大能量Pemax中的不足的能量需要由电池194蓄存的能量供给，并设定动力助力方式作为动力输出装110的运行方式。(步骤S536)。

另一方面，如果应输出到环形齿轮126的能量Pr在可由原动机150输出的最大能量Pemax以下时，则判断前后轮的转矩指令值的总和Tr^*及轴的转数Nr是否在规定的范围内(步骤S538)，当在规定范围内时，设定使中心齿轮轴125停止旋转的状态的锁定方式作为运行方式(步骤S540)。这里，所谓规定范围，是指在使中心齿轮121停止旋转的状态下原动机150能高效率运行的范围。具体地说，当使原动机150在使中心齿轮121停止旋转的状态下原动机150能高效率运行的范围内的各运行点上运行时，将输出到环形齿轮126的各个转矩及转数以图表的形式预先存储在ROM190b内，判断以转矩指令值Tr^*及转数Nr表示的运行点是否在该图表的范围内。在图21中以单点锁线围出的区域QW表示出原动机150能高效率运行的范围的一例。图中，区域QE内侧是原动机150能运行的区域，区域QW是原动机150能高效率运行的范围。该范围QW除原动机150的运行效率外还由喷射等确定，可预先通过实验设定。

在步骤S538如判定转矩指令值的总和Tr^*及转数Nr不在规定的范围内时，判断应输出的能量Pr是否小于规定能量PML，且转数Nr是否小于规定转数NML(步骤S542)，而当是小于时，设定仅由电动机MG2驱动的电动机驱动方式作为运行方式(步骤S544)。规定能量PML及规定转数NML的范围，是根据原动机150在低转数、低转矩下效率降低的情况设定的，设定尚未达到规定效率的区域的能量Pr及转数Nr作为原动机150的运行区域。具体的值根据原动机150的特性及行星齿轮机构120的传动比确定。在步骤S542，如判断能量在规定能量PML以上或转数Nr在规定转数NML以上时，判定为进行通常的运行，并设定通常运行方式作为运行方式(步骤S520)。

在进行了上述的运行方式判断后，切换到各方式下的运行，并进行必要的转矩控制(步骤S512～S520)。这些转矩控制，因与电气分配式的四轮驱动车辆的情况没有什么不同之处，所以其说明从略。但在几种控制方式下的动力流程示于图28～图33。这些图并不一定与上述运行方式对应，但可以看出随转矩控制的不同其动力传送路线的不同。在各图中，箭头表示能量流，带阴影线的箭头表示在该运行方式下实际的能量变换路径。空心的箭头表示在该运行方式下不进行能量的变换。图28表示通常运行时的能量流，由行星齿轮机构120分配的能量，被分配到前轮及后轮。而图29表示增速驱动控制状态。由最终以相同转数转动的后轮从前轮的驱动力回收能量，将该能量由电动机MG2再生后驱动电动机MG1，并通过行星齿轮机构120，使前论的转数高于原动机150的转数。

另外，图30、图31所示都是使原动机150的输出只输出到前轮或后轮的运行方式。图30表示原动机150的全部能量只输出到前轮的状态。图31表示原动机150的全部能量只输出到后轮的状态。在这种情况下，前轮侧将环形齿轮轴126锁定，而且前轮116、118必须保持空档状态。此外，图32所示的状态是使原动机150的全部能量由电动机MG1以再生电流的形式回收并暂时蓄存在电池194内后，只输出到后轮。而之所以暂时蓄存在电池194内，是由于车辆驱动所需的能量低，可使原动机150间断运行。在图33的情况中，除了与电池194之间的能量变换外，还由电动机MG2进行再生。

其次，说明本发明的第6实施例。第6实施例的四轮驱动车辆具有图34示出的结构。该四轮驱动车辆，除了备有与环形齿轮轴126联结的相当于第3电动机的电动机MG3这一点外，其它与第5实施例相同。电动机MG3的结构与电动机MG1一样。此外，在本实施例中，在控制装置180内备有第3驱动电路193，但其结构与第1驱动电路191相同。参照图35的流程图说明具有这种结构的四轮驱动车辆的控制。

在开始图35所示的四轮处理程序后，控制装置180首先进行读入油门开度AP及车速(车轴转数na)的处理(步骤S600)。油门开度AP可从油门踏板位置传感器164a读入。而车速可作为从解算器149读入的后轮的车轴转数求得，但也可从设在传动轴上的图中未示出的车速传感器读入。

接着进行根据油门开度AP及车速(转数na)计算车辆要求的转矩指令值Ta及车辆的输出功率Pa的处理(步骤S610)。车辆要求的转矩指令值Ta，例如可从在第5实施例中说明过的图24所示的曲线图求得。而车辆的输出功率Pa，如图25所示，相当于从车辆的转矩Ta及车速(转数na)确定的运行点。规定车辆的输出功率Pa全部由原动机150获得，然后决定原动机150的输出Pe(Pe←Pa)，并决定节流阀的开度θth(步骤S620)。接着，进行将该原动机150的输出Pa的转矩Ta分配为前轮的负荷转矩Tf及后轮的负荷转矩Tr的处理(步骤S630)。通过该处理决定分配给前轮及后轮的转矩比。

然后，进行根据前轮的负荷转矩Tf及行星齿轮机构120的传动比决定原动机150的要求转矩Te^*的处理(步骤S640)，并进行根据此时的原动机150的输出P及要求转矩Te^*决定原动机150的目标转数ne^*的处理(步骤S650)。接受所决定的这些参数并将其转换为原动机150的实际运行状态，是电动机MG1的任务。因此，应决定使原动机150的转数为ne^*的电动机MG1的转数ng(步骤S60)。进一步，进行根据后轮的负荷转矩Tr决定与后轮连接的电动机MG2的输出转矩Tm、并对电动机MG2进行控制的处理(步骤S670)。

通过以上处理，在作为控制装置180的控制对象的原动机150、电动机MG1、MG2的工作点已全部确定后，接着，向EFIECU170输出指令，对第1驱动电路191等进行控制，对原动机150、电动机MG1、MG2进行实际控制处理(步骤S680)，然后，退到“NEXT”，暂时结束本处理程序。

以上说明的第6实施例的四轮驱动车辆，与第5实施例相比，在其动力传送路径上设有作为第3电动机的电动机MG3。其结果是，如图36所示，可输出到前轮即驱动轮116、118的车轴上的驱动转矩的最大值，等于在来自原动机150的转矩上加上电动机MG3的转矩后的值。另一方面，可输出到后轮即驱动轮117、119的车轴上的驱动转矩，由电动机MG2的转矩决定。因此，如与没有电动机MG3的情况(图37示出的例子)进行比较，则具有能取得大的前轮侧驱动转矩最大值、且前后轮转矩分配的自由度极大的优点。在第5实施例中，前轮侧的驱动转矩最大值由于受到该时刻的原动机150驱动转矩最大值的限制，所以两者的分配比Ya∶Yb的范围受到限制，与此不同，在本实施例中，两者的分配比(Xa+Xb)∶Xc不受原动机150输出转矩的限制，驱动力分配的自由度大。

其次，说明本发明的第7实施例。第7实施例的四轮驱动车辆及组装在其内部的动力传送装置，备有与第6实施例相同的硬件，只是其控制不同。第7实施例的控制示于图38。在开始该处理程序后，首先进行读入油门开度AP及车速(车轴转数Na)的处理(步骤S700)。

接着进行根据油门开度AP及车速(转数Na)计算车辆要求的转矩指令值Ta及车辆的输出功率PP的处理(步骤S710)。规定车辆的输出功率PP全部由原动机150获得，然后决定原动机150的输出Pe(Pe←PP)，并决定节流阀的开度θth，并进行决定原动机150的目标转数ne^*的处理(步骤S720)。在步骤720，之所以不仅决定原动机150的输出而且提前决定目标转数Na^*，是为了使原动机的运行状态达到燃料费用最低或喷射最佳的状态。下面来说明这一点。

图39是表示原动机150的运行点与原动机150的效率的关系的曲线图。图中曲线B表示原动机150的可运行区域的边界。在原动机150的可运行区域内，可以绘出表示效率相同的运行点的曲线α1～→α6这样的等效率线。此外，在原动机150的可运行区域内，还可以绘出以转矩Te及转数Ne表示的能量恒定的曲线，例如曲线C1-C1至C3-C3。如以原动机150的转数Ne作为横轴表示出沿着绘出的这种能量恒定的曲线C1-C1至C3-C3的各个运行点的效率，则可构成图40的曲线图。

如图所示，输出能量即使相同，但视其在哪个运行点上运行，原动机150的效率有很大不同。例如，在能量恒定的曲线C1-C1上，使原动机150在运行点A1(转矩Te1、转数Ne1)运行，则能使其效率最高。这样的效率最高的运行点在各能量恒定的曲线上都存在，如象在能量恒定曲线C2-C2及C3-C3上的相应运行点A2及A3。图39中的曲线A是根据上述情况将原动机150的效率相对于各能量Pr尽可能高的运行点连接而成的线。在本实施例中，将该曲线A上的各运行点(转矩Te、转数Ne)和能量Pr的关系制成图表，并用于设定出原动机150的给定转矩Te^*及目标转数Ne^*。在图中，之所以将曲线A连接成连续的曲线，是为了避免能量Pr的不连续的突变。

这样，作为原动机150的运行状态，首先求出作为获得所需输出PP的运行状态的最佳条件，然后进行控制电动机MG1的处理，使原动机150的转数达到其目标转数Ne^*(步骤730)。即，利用电动机MG1，使原动机150的运行状态沿着图39所示曲线A迁移到燃料费用的最佳点。接着，通过该电动机MG1的运行，进行求取该电动机MG1的输出对传动轴产生助力的转矩部分tg的处理(步骤S740)。由于电动机MG1与行星齿轮传动机构120联结，所以电动机MG1的运行有助于对车轴供给的转矩。

接着，进行决定分配给前后轮的驱动力比例的处理(步骤S750)。假定驱动力的分配比为β，则前轮：后轮的驱动力分配按β∶(1-β)决定(其中，0≤β≤1)。然后，利用该分配比β，进行决定前轮的负荷转矩Tf及后轮的负荷转矩Tr的处理(步骤S760)。前轮的负荷转矩Tf及后轮的负荷转矩Tr，利用车辆总体所必需的转矩Tp、电动机MG1助力的部分tg、分配比β，由下式求得。

Tf←β·Tp-tg

Tr←(1-β)Tp    …(8)

接着，对电动机MG1、电动机MG3进行控制，以便得到在前后轮上的各自的负荷转矩(步骤S770)，然后，退到“NEXT”，结束本程序。

按照本实施例，由于能从0到1自由调整分配比β，所以可以一面使原动机150的运行状态控制优先，一面在极宽的范围上自由控制前后轮的驱动力分配。分配比β，可以考虑根据运行方式及路面状态等设定。因此，可在充分地确保原动机150的燃料费用及喷射的同时，自由分配前后轮的驱动力。另外，按照本实施例的结构，由于再生的驱动力也能由前后轮自由分配，所以还能实现制动防抱死系统或驱动力控制等。

在本实施例中，采用了原动机150的输出与前轮侧的驱动轴联结的结构，但也可以将原动机150的输出于后轮侧联结。在这种情况下，前后轮的转矩分配，可根据分配比β由下式(9)决定。

Tf←β·Tp+tg

Tr←(1-β)Tp-tg    …(9)

以上，说明了本发明的多个实施例，但本发明并不限于上述的实施例或实施形态，在不脱离本发明的要点的范围内可以用各种形态实施。例如，离合式电动机30、助力电动机40的配置与前后轮的关系，或电动机MG1～MG3的配置与前后轮的关系，即使反过来也不存在任何问题。此外，如图41所示，在从行星齿轮机构120到前轮车轴的取出动力的部位，代替传动链带129，可以采用备有反向机构的复式齿轮机构200。该复式齿轮机构备有与联结于环形齿轮122联结的第1联结齿轮221啮合的第1齿轮231、及通过反向用齿轮232与联结于环形齿轮122联结的第2联结齿轮222啮合的第2齿轮232。通过使齿轮切换装置210动作，可以切换动力传送齿轮111的驱动轴242，使其与第1齿轮231或第2齿轮232联结，所以能按正反的任何方式切换行星齿轮机构120的输出旋转方向。因此，采用单向转动的原动机，也能使车辆后退。

另外，在第5实施例、第6实施例的结构中，将电动机MG1、MG2及行星齿轮机构120设在原动机150的旋转轴上，但在该结构中，可以考虑各种变形。例如，如图42所示，也可配置成将原动机150夹装在电动机MG1和电动机MG3之间。此外，在上述实施例中，输出到环形齿轮轴126的动力是通过与环形齿轮122联结的动力取出齿轮128在电动机MG1与电动机MG2之间取出的，但如图43所示，也可将环形齿轮轴126E外延，从壳体119取出。

另外，作为电气分配式的第1～第4实施例的变形例，与第5、第6实施例同样，如图44所示，不仅只将离合式电动机30而且还将相当于第3电动机的电动机300配置于前轮侧的车轴上，利用由离合式电动机30分配的动力及电动机300的动力驱动前轮的车轴，并由助力电动机40驱动后轮的车轴。此外，在第1实施例等中，如图1所示，助力电动机40与原动机50的输出轴完全分离，但如图45所示，也可以考虑将离合式电动机30A、离合式电动机30B设置在原动机50的曲轴56两边的轴端。另外，也可将助力电动机40设在其一边的离合式电动机30B的输出轴、即驱动轴22B上。这时，也可以使离合式电动机30与助力电动机40的位置关系反过来。即，也可将助力电动机40直接与曲轴56联结，而将离合式电动机30设在其输出轴上。

在上述各实施例中，作为原动机50采用了利用汽油运行的汽油原动机，但除此而外，也可采用柴油机等往复式原动机，以及其他如燃气轮机、喷气式原动机、转子原动机等各种内燃或外燃机。

另外，作为离合式电动机30及助力电动机40，采用了PM式(永磁式)同步电动机，但如进行再生动作及驱动动作，则除此而外也可以采用VR式(可变磁阻式)同步电动机、微调电动机、直流电动机、感应式电动机、超导电动机等。而如只进行驱动动作，则可采用步进电机等。

另外，在离合式电动机30内，外转子32与曲轴56联结、内转子34与驱动轴22A联结，但也可以使外转子32与驱动轴22A联结、内转子34与曲轴56联结。此外，代替外转子32及内转子34，也可使用相互对置的圆盘状的转子。

另外，作为与离合式电动机30对应的电力传送装置，采用了旋转变压器38，但除此而外，也可采用集流环-电刷接触、集流环-水银接触、或磁能的半导体耦合等。

另外，作为第1及第2驱动电路91、92，采用了晶体管换流器，但除此而外，也可采用IGBT(隔离栅双极型晶体管)换流器、晶闸管换流器、电压PWM(脉宽调制)换流器、方波换流器(电流型换流器、电流型换流器)、谐振换流器等。

作为二次电池，可以采用Pb电池、NiMH电池、Li电池等，也可采用电容器代替电池94。

另外，在以上说明中，如非事先特别说明，离合式电动机30、行星齿轮机构120、电动机MG1～MG3、晶体管Tr1～Tr16等的变换效率，是作为数值1(100％)说明的。实际上，因变换效率达不到数值1，所以，为能实现最后的转矩分配，必须使由原动机150输出的能量Pe为比输出到环形齿轮轴126的能量Pr大一些的值，或相反使输出到环形齿轮轴126的能量Pr为比由原动机150输出的能量Pe小一些的值。例如，由原动机150输出的能量Pe可以通过将输出到环形齿轮轴126的能量Pr乘以变换效率的倒数求得。此外，在助力电动机40或行星齿轮机构120中的机械摩擦等使能量以热的形式损耗，但其损耗量从总的能量来看极小，所以作为电动机MG1、MG2采用的同步电动机的效率与数值1极为接近。此外，晶体管Tr1～Tr16的导通电阻，例如GTO(门极可关断晶闸管)等已知也极小，因此，动力的变换效率接近数值1，因而为方便起见是作为数值1使用的。

工业应用性

如上所述，本发明的这种动力传送装置可以应用于四轮驱动车辆，但本发明并不限于此，只要是具有2个输出轴，则在船舶、飞机等交通设施、或其他各种产业机械等就都可以安装。此外，本发明的四轮驱动车辆的结构，对轿车、卡车、特种车辆、越野汽车等各种车辆都能适用。

Claims (40)

1.一种动力传送装置，具有传送原动机动力的旋转轴，用于将来自该旋转轴输入的原动机的动力传送到第1输出轴以及与该输出轴不同的第2输出轴，该动力传送装置的特征在于备有：装在上述旋转轴上随同转动的第1电动机；分配装置，用于将输入到上述旋转轴上的动力、在上述第1输出轴上以机械方式输入输出的动力、以及由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力在输入输出的总和达到平衡的状态下进行分配控制；联结在上述第2输出轴上的第2电动机；第1动力控制装置，用于控制由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力、使上述第1电动机的运行状态可变，并对上述分配装置的上述动力分配进行控制；以及第2动力控制装置，用于由上述第1动力控制装置根据由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力对上述第2电动机的运行进行控制，借以控制输出到上述第2输出轴的动力。

2.根据权利要求1所述的动力传送装置，其特征在于备有：与第1输出轴联结的第3电动机；及第3动力控制装置，用于控制该第3电动机的运行，以便在由上述分配装置以机械形式输入输出动力的上述第1输出轴上增加第3电动机的输入输出动力。

3.根据权利要求1或2所述的动力传送装置，其特征在于：由第1电动机构成上述分配装置，即该第1电动机上装有与上述原动机的旋转轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，同时第2转子又与上述第1输出轴作机械联结，上述第1及第2动力控制装置备有：第1电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力；第2电动机驱动电路，在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力；及动力分配控制装置，用于控制第2电动机驱动电路，借以控制上述第1及第2输出轴上输入输出的动力的分配。

4.根据权利要求3所述的动力传送装置，其特征在于：备有能蓄存上述第1及第2电动机驱动电路在与上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了通过上述第1及第2电动机驱动电路的控制在上述第1及第2电动机之间进行电力交换之外，还用于对上述二次电池的电力蓄存以及该二次电池的电力输出进行控制、借以控制上述第1及第2输出轴上输入输出动力分配。

5.根据权利要求3或4所述的动力传送装置，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，由上述第1电动机通过上述第1电动机驱动电路将在上述第1及第2转子之间产生的、与滑动旋转对应的电力进行再生；及驱动控制装置，由上述第2电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第2电动机。

6.根据权利要求4所述的动力传送装置，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：第1驱动控制装置，利用上述二次电池内蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，用于对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第2电动机。

7.根据权利要求1或2所述的动力传送装置，其特征在于：上述分配装置是3轴式动力输入输出装置，即具有与上述原动机的旋转轴、上述第1输出轴及上述第1电动机的旋转轴分别联结的3个轴，当在该3个轴之中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上的输入输出动力已经决定时，根据该决定的动力决定在与上述第1输出轴联结的轴上的输入输出动力；上述第1及第2动力分配装置备有：在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力的第1电动机驱动电路；在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力的第2电动机驱动电路；以及动力分配控制装置，用于控制第1及第2电动机驱动电路，借以控制在上述第1及第2输出轴上输入输出的动力的分配。

8.根据权利要求7所述的动力传送装置，其特征在于：备有能蓄存上述第1及第2电动机驱动电路在与上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了通过上述第1及第2电动机驱动电路的控制在上述第1及第2电动机之间进行电力交换之外，还用于对上述二次电池的电力蓄存以及该二次电池的电力输出进行控制、借以控制上述第1及第2输出轴上输入输出动力分配。

9.根据权利要求7或8所述的动力传送装置，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，使与上述原动机旋转轴上输入输出的动力及上述第1输出轴上输入输出的动力之间的差值相对应的电力通过上述第1电动机驱动电路由第1电动机进行再生；及驱动控制装置，由上述第2电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第2电动机。

10.根据权利要求8所述的动力传送装置，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：第1驱动控制装置，利用上述二次电池内所蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第2电动机。

11.一种动力传送装置，其特征在于：将原动机输出的机械能通过旋转轴传送到第1电动机，并利用该第1电动机将所传送到的上述机械能的一部分转换成电能后取出；将其余的机械能输出到第1输出轴，同时利用由上述第1电动机取出的电能的至少一部分驱动第2电动机，并输出到与上述第1输出轴不同的第2输出轴；在上述第1电动机中对传送到的上述机械能和所取出的上述电能的分配进行控制，按规定的大小调整输出到上述第1输出轴及第2输出轴的动力。

12.根据权利要求1～3及权利要求7所述的动力传送装置，其特征在于：备有分配决定装置，用于决定输出到上述第1输出轴的动力和输出到上述第2输出轴的动力的分配，上述第1动力控制装置是用于按照上述分配决定装置所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置。

13.根据权利要求2所述的动力传送装置，其特征在于备有：原动机运行装置，通过上述第1动力控制装置控制上述第1电动机的动力，使上述原动机在所要求的运行区域内运行；分配决定装置，用于决定输出到上述第1输出轴的动力和输出到上述第2输出轴的动力的分配；同时，上述第3动力控制装置是以上述分配决定装置对上述第1输出轴所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置；上述第2动力控制装置是以该分配决定装置对上述第2输出轴所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置。

14.根据权利要求13所述的动力传送装置，其特征在于：在上述第1电动机上装有与上述原动机的旋转轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，同时第2转子又与上述第1输出轴作机械联结，从而构成上述分配装置。

15.根据权利要求13所述的动力传送装置，其特征在于：上述分配装置为3轴式动力输入输出装置，即具有与上述原动机的旋转轴、上述第1输出轴及上述第1电动机的旋转轴分别联结的3个轴，当在该3个轴之中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上的输入输出动力已经决定时，根据该所决定的动力决定在与上述第1输出轴联结的轴上输入输出的动力。

16.根据权利要求1～3及权利要求7所述的动力传送装置，其特征在于：上述电动机是借助于由多相交流构成的旋转磁场与永久磁铁的磁场的相互作用而旋转的同步电动机。

17.一种四轮驱动车辆，对车辆的第1车轴及第2车轴独立传送动力，其特征在于备有：装有取出动力的旋转轴并使该旋转轴旋转的原动机；装在该旋转轴上随同转动的第1电动机；分配装置，用于将输入到上述旋转轴上的动力、上述第1输出轴上以机械方式输入输出的动力、以及由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力在输入输出总和达到平衡的状态下进行分配控制；联结在上述第2车轴上的第2电动机；第1动力控制装置，用于控制由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力、使上述第1电动机的运行状态可变，并对上述分配装置的上述动力进行分配控制；及第2动力控制装置，用于由上述第1动力控制装置根据上述第1电动机上以电气方式输入输出的动力对上述第2电动机的运行进行控制、借以控制输出到上述第2输出轴的动力。

18.根据权利要求17所述的四轮驱动车辆，其特征在于：备有与上述第1车轴联结的第3电动机；及第3动力控制装置，用于控制该第3电动机的运行，以便在由上述分配装置以机械形式输入输出动力的上述第1车轴上增加第3电动机的输入输出动力。

19.根据权利要求17或18所述的四轮驱动车辆，其特征在于：由上述第1电动机构成上述分配装置，即该第1电动机具有与上述原动机的输出轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，同时第2转子与上述第1输出轴机械联结；上述第1及第2动力控制装置备有：第1电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力；第2电动机驱动电路，在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力；及动力分配控制装置，用于控制上述第1及第2电动机驱动电路，借以将上述原动机的动力按规定的分配，输出到上述第1及第2输出轴。

20.根据权利要求19所述的四轮驱动车辆，其特征在于：备有能蓄存上述第1及第2电动机驱动电路在与上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了通过上述第1及第2电动机驱动电路的控制与上述第1及第2电动机之间的变换电力之外，还对上述二次电池的电力蓄存以及该二次电池的电力输出进行控制、借以控制上述第1及第2输出轴上输入输出动力分配。

21.根据权利要求19或20所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，并由第1电动机通过上述第1电动机驱动电路将在上述第1及第2转子之间产生的与滑动旋转对应的电力再生；及驱动控制装置，由上述第2电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第2电动机。

22.根据权利要求19或20所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：再生控制装置，用于控制上述第2电动机驱动电路，使电力从随着上述第2车轴的旋转而转动的上述第2电动机再生；及驱动控制装置，由上述第1电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第1电动机。

23.根据权利要求20所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：第1再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，并由第1电动机通过上述第1电动机驱动电路将在上述第1及第2转子之间产生的与滑动旋转相对应的电力再生；及第2再生控制装置，用于控制上述第2电动机驱动电路，使电力从随着上述第2车轴的旋转而转动的上述第2电动机再生；并将该再生电力的至少一部分蓄存在上述二次电池内。

24.根据权利要求20所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：第1驱动控制装置，使用在上述二次电池内所蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第2电动机。

25.根据权利要求17或18所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述分配装置为3轴式动力输入输出装置，即具有与上述原动机的旋转轴、上述第1车轴及上述第1电动机的旋转轴分别联结的3个轴，当在该3个轴中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上输入输出的动力已经决定时，根据该所决定的动力决定在与上述第1车轴联结的轴上输入输出的动力；上述第1及第2动力分配装置备有：在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力的第1电动机驱动电路；在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力的第2电动机驱动电路；及动力分配控制装置，用于控制第1及第2电动机驱动电路，借以控制在上述第1及第2输出轴上输入输出的动力的分配。

26.根据权利要求25所述的四轮驱动车辆，其特征在于：备有能蓄存上述第1或第2电动机驱动电路在与上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了通过上述第1及第2电动机驱动电路的控制与上述第1及第2电动机之间的变换电力之外，还对上述二次电池的电力蓄存及从该二次电池的电力输出进行控制、借以控制输出到上述第1及第2车轴上的动力的分配。

27.根据权利要求25或26所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，并使与上述原动机旋转轴上输入输出的动力及上述第1输出轴上输入输出的动力之间的差值相对应的电力通过上述第1电动机驱动电路从第1电动机再生；及驱动控制装置，由上述第2电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第2电动机。

28.根据权利要求25或26所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：再生控制装置，用于控制上述第2电动机驱动电路，使电力从随着上述第2车轴的旋转而转动的上述第2电动机再生；及驱动控制装置，由上述第1电动机驱动电路利用该再生电力的至少一部分驱动上述第1电动机。

29.根据权利要求26所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：第1再生控制装置，用于控制上述第1电动机驱动电路，并使与上述原动机旋转轴上输入输出的动力及上述第1输出轴上输入输出的动力之间的差值相对应的电力通过上述第1电动机驱动电路从第1电动机再生；及第2再生控制装置，用于控制上述第2电动机驱动电路，使电力从随着上述第2车轴的旋转而转动的上述第2电动机再生；并将该再生电力的至少一部分蓄存在上述二次电池内。

30.根据权利要求26所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述动力分配控制装置备有：第1驱动控制装置，利用上述二次电池内所蓄存的电力对上述第1电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第1电动机：及第2驱动控制装置，用于对上述第2电动机驱动电路进行控制，借以驱动上述第2电动机。

31.一种四轮驱动车辆，其特征在于：将原动机输出的机械能通过旋传送到第1电动机，并在该第1电动机中将所传送到的上述机械能的一部分转换成电能后取出；将其余的机械能输出到第1车轴，同时用由上述第1电动机取出的上述电能的至少一部分驱动第2电动机，并输出到与第2车轴；利用上述第1电动机对所传送到的上述机械能和所取出的上述电能的分配进行控制，按规定的大小调整输出到上述第1车轴及第2车轴的动力。

32.根据权利要求17～19及权利要求25所述的四轮驱动车辆，其特征在于：备有分配决定装置，用于决定输出到上述第1车轴的动力和输出到上述第2车轴的动力的分配，上述第1动力控制装置是以上述分配决定装置所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置。

33.根据权利要求18所述的四轮驱动车辆，其特征在于备有：原动机运行装置，通过上述第1动力控制装置控制上述第1电动机的动力，使上述原动机在所要求的运行区域内运行；分配决定装置，用于决定输出到上述第1车轴的动力和输出到上述第2车轴的动力的分配，同时，上述第3动力控制装置是以上述分配决定装置对上述第1车轴所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置；上述第2动力控制装置是以该分配决定装置对上述第2车轴所决定的动力分配作为目标值进行控制的装置。

34.根据权利要求33所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述第1电动机具有与上述原动机的旋转轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，同时第2转子与上述第1车轴作机械联结，从而构成上述分配装置。

35.根据权利要求33所述的四轮驱动车辆，其特征在于：上述分配装置为3轴式动力输入输出装置，即具有与上述原动机的旋转轴、上述第1车轴及上述第1电动机的旋转轴分别联结的3个轴，当在该3个轴中与上述原动机的旋转轴联结的轴及与上述第1电动机的旋转轴联结的轴上输入输出的动力已经决定时，根据该所决定的动力决定在与上述第1车轴联结的轴上输入输出的动力。

36.一种四轮驱动车辆，具有将原动机的动力传送到车辆的第1车轴及不与该第1车轴直接联结的第2车轴的动力传送装置，该四轮驱动车辆的特征在于备有：原动机，具有输出动力的旋转轴，并使该旋转轴旋转；第1电动机，具有与该原动机的旋转轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，上述第1车轴与第2转子作机械联结；第1电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力；第2电动机，具有与上述原动机的另一旋转轴作机械联结的第3转子及与该第3转子电磁耦合并可相对于该第3转子转动的第4转子，上述第2车轴与第4转子作机械联结；第2电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第2电动机之间至少能变换一个方向的电力；及动力分配控制装置，用于控制上述第1及第2电动机驱动电路，借以将上述原动机的动力按规定的分配，输出到上述第1及第2车轴。

37.根据权利要求36所述的四轮驱动车辆，其特征在于：备有能蓄存上述第1及第2电动机驱动电路在与上述第1或第2电动机之间再生的电力的至少一部分的二次电池，上述动力分配控制装置，除了对上述第1及第2电动机驱动电路的控制产生的电力再生及消耗之外，还备有二次电池控制装置，用于对上述二次电池的电力蓄存和(或)从该二次电池的电力输出进行控制。

38.一种四轮驱动车辆，具有将原动机的动力传送到车辆的第1车轴及第2车轴的动力传送装置，该四轮驱动车辆的特征在于备有：原动机，装有输出动力的旋转轴，并使该旋转轴旋转；第1电动机，具有与该原动机的旋转轴作机械联结的第1转子及与该第1转子电磁耦合并可相对于该第1转子转动的第2转子，上述第1车轴与第2转子作机械联结；第1电动机驱动电路，通过多相交流控制上述第1电动机的上述第1及第2转子间的电磁耦合，并在与上述第1电动机之间至少能变换一个方向的电力；第2电动机，联结于不与上述第1车轴直接联结的第2车轴；第2电动机驱动电路，在与该第2电动机之间至少能变换一个方向的电力；及制动控制装置，用于控制上述第1及第2电动机驱动电路，借以将制动转矩施加在上述第1及第2车轴上。

39.一种动力传送方法，备有传送原动机动力的旋转轴，并以从该旋转轴输入的来自原动机的动力为基准，对第1原动机所联结的第1输出轴上输入输出的动力和第2原动机所联结的第2输出轴上输入输出的动力的分配进行控制，该动力传送方法的特征在于：准备有分配装置，用于将上述旋转轴上所输入的动力、上述第1输出轴上以机械形式输入输出的动力、及由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力在输入输出总和达到平衡的状态下进行分配控制；控制上述第1电动机以电气方式输入输出的动力，使上述第1电动机的运行状态可变，并控制上述分配装置的上述动力分配；随着上述分配装置的动作，控制上述第2电动机的运行、借以控制对上述第2输出轴输出的动力。

40.一种四轮驱动方法，备有传送原动机动力的旋转轴，并以从该旋转轴输入的、来自原动机的动力为基准，对第1原动机所联结的第1车轴上输入输出的动力和第2原动机所联结的第2车轴上输入输出的动力的分配进行控制，该四轮驱动方法的特征在于：准备有分配装置，用于将上述旋转轴上所输入的动力、上述第1车轴上以机械形式输入输出的动力、及由上述第1电动机以电气方式输入输出的动力的分配控制在输入输出总和达到平衡的状态下；控制上述第1电动机以电气方式输入输出的动力，使上述第1电动机的运行状态可变，并控制上述分配装置的上述动力分配；随着上述分配装置的动作，控制上述第2电动机的运行、借以控制对上述第2车轴输出的动力。

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