JP2002078106A - 動力出力装置およびこれを搭載する自動車 - Google Patents

動力出力装置およびこれを搭載する自動車

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関からの動力の一部が直接出力される
第１駆動軸と第２駆動軸に通常の回転に対して逆回転さ
せる所望の大きさの動力を効率よく出力する。 【解決手段】 後進時に、クラッチＣ２によりリングギ
ヤ軸３７、即ち前軸５０をプラネタリギヤ３１から切り
離すと共にクラッチＣ１によりキャリア３５とリングギ
ヤ３６、即ちクランクシャフト２４とサンギヤ軸３３と
を接続してハイブリッド自動車２０をいわゆるシリーズ
ハイブリッド型の電気自動車の構成とし、モータＭＧ２
とモータＭＧ３とによりアクセルペダル８５の踏み込み
量に応じたトルクを後進時に最適なトルク配分として前
軸５０と後軸６０とに出力する。二次電池７０のＳＯＣ
が小さいときには、エンジン２２を駆動して得られる動
力を用いてモータＭＧ１で発電し、モータＭＧ２やモー
タＭＧ３に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びこれを備える自動車に関し、詳しくは、第１駆動軸を
含む複数の駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置およ
びこれを搭載する自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
前輪に連結された前軸と後輪に連結された後軸とに各々
取り付けられた電動機を有し４輪駆動自動車を構成する
ものや、４輪の各回転軸に各々取り付けられた電動機を
有し４輪駆動自動車を構成するものなどが提案されてい
る。これらの動力出力装置では、二次電池に充電された
電力を用いて電動機を駆動したり、内燃機関からの動力
を発電機で発電して得られる電力を用いて電動機を駆動
している。
【０００３】また、他の動力出力装置として、内燃機関
からの動力と二次電池の充放電電力とを用いてプラネタ
リギヤと二つの電動機とにより第１の駆動軸に動力を出
力すると共に二次電池の充放電電力を用いて第３の電動
機から第２の駆動軸に動力を出力するもの（特願平８−
１４８６７８号、以下、機械分配式動力出力装置とい
う）や、内燃機関の出力軸に接続された第１ロータと第
１駆動軸に接続された第２ロータとを有する対ロータ電
動機と第１駆動軸に取り付けられた第２電動機とにより
内燃機関からの動力と二次電池の充放電電力を用いて第
１の駆動軸に動力を出力すると共に二次電池の充放電電
力を用いて第３の電動機から第２の駆動軸に動力を出力
するもの（特願平１０−１５３５７１号、以下、電気分
配式動力出力装置という）が、出願人により提案されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】こうした動力出力装置
を移動体、特に車両に搭載する場合には、移動体として
の動作要求に応じた動力を出力する必要がある。例え
ば、動力出力装置を車両に搭載した場合には、車両を前
進させるための動力の出力と後進させるための動力の出
力との双方が必要となる。
【０００５】前述の二次電池に充電された電力を用いて
電動機を駆動する装置や内燃機関の動力による発電電力
を用いて電動機を駆動する装置では、単に電動機の回転
方向を変えるだけでよいから前進と後進とを切り換える
際の問題はないが、前者では二次電池の充電に長時間を
要することから長時間の連続した使用に耐えられず、後
者では発電効率と電動機の効率とを考慮する必要からエ
ネルギ効率が低下してしまう。
【０００６】出願人の提案している電気分配式動力出力
装置や機械分配式動力出力装置では、内燃機関からの動
力の一部が第１駆動軸に直接出力され、第１駆動軸を回
転させる。そして、このときの第１駆動軸の回転方向を
車両を前進させる方向とするのが通常である。したがっ
て、車両を後進させる場合、即ち第１駆動軸を逆回転さ
せる場合には、内燃機関から直接出力される動力を考慮
する必要がある。なお、電気分配式動力出力装置におい
て第１駆動軸を逆回転させる場合の制御の一例について
は前述の特願平１０−１５３５７１号に提案した。
【０００７】本発明の動力出力装置は、内燃機関からの
動力の一部が直接出力される第１駆動軸と他の駆動軸に
通常の回転に対して逆回転させる動力を出力することを
目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置は、第
１駆動軸と他の駆動軸に通常の回転に対して逆回転させ
る動力を効率よく出力することを目的の一つとする。さ
らに、本発明の動力出力装置は、第１駆動軸と他の駆動
軸に通常の回転に対して逆回転させると共に所望の大き
さの動力を所望のトルク比で出力することを目的の一つ
とする。本発明の自動車は、車両を前進させる動力とし
て内燃機関から出力される動力の一部が直接出力される
前軸と後軸に後進させる動力を効率よく所望の大きさで
所望の前後輪トルク比で出力することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、上
述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段
を採った。
【０００９】本発明の第１の動力出力装置は、第１駆動
軸を含む複数の駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置
であって、出力軸を有する内燃機関と、前記内燃機関の
出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転
軸に接続され、該三つの回転軸のうちのいずれかの回転
軸から動力が入力されたときには該動力を定トルク比で
他の二つの回転軸に分割すると共に該三つの回転軸のう
ちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときに
は該入力された動力を統合して他の回転軸に出力する動
力分割統合手段と、前記動力分割統合軸に連結された発
電可能な分割統合用電動駆動手段と、前記第１駆動軸に
連結された発電可能な第１電動駆動手段と、前記第１駆
動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸に連結され
た発電可能な第２電動駆動手段と、前記分割統合用電動
駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手
段の三つの電動駆動手段と各々電力のやり取りが可能な
二次電池と、該二次電池の残容量を検出する残容量検出
手段と、該検出された残容量に基づいて、前記第１駆動
軸と前記他の駆動軸とに通常の回転に対して逆回転させ
る動力が所定のトルク比をもって出力されるよう前記内
燃機関と前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆
動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する逆回転
駆動制御手段とを備えることを要旨とする。
【００１０】この本発明の第１の動力出力装置では、逆
回転駆動制御手段による二次電池の残容量に基づく内燃
機関や分割統合用電動駆動手段，第１電動駆動手段，第
２電動駆動手段の駆動制御により、第１駆動軸と他の駆
動軸とに通常の回転に対して逆回転させる動力を所定の
トルク比をもって出力することができる。ここで、「通
常の回転」とは、内燃機関からの動力が動力分割統合手
段により第１駆動軸と動力分割統合軸とに定トルク比で
分割されるときに第１駆動軸に作用する動力のトルクの
方向の回転をいう。また、「少なくとも一つの他の駆動
軸」には、一つの駆動軸の他、二つ以上の複数の駆動軸
も含まれる。「第２電動駆動手段」は、他の駆動軸が一
つの駆動軸の場合にはこの駆動軸に連結された一つまた
は二つ以上の電動機などの電動駆動機器の意であり、他
の駆動軸が二つ以上の駆動軸の場合には各々の駆動軸に
連結された一つまたは二つ以上の電動機などの複数の電
動駆動機器の意である。
【００１１】こうした本発明の第１の動力出力装置にお
いて、前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電池の残容
量が第１の所定値以上のとき、該二次電池からの電力を
用いて前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段と
から前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに前記逆回転さ
せる動力が出力されるよう駆動制御する手段であるもの
とすることもできる。こうすれば、内燃機関からの動力
を用いることなく逆回転させる動力を出力することがで
きる。
【００１２】また、本発明の第１の動力出力装置におい
て、前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電池の残容量
が第２の所定値以下のとき、前記内燃機関からの動力を
トルク変換して前記逆回転させる動力として前記第１駆
動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する
手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次
電池の充放電を伴わずに内燃機関からの動力を用いて逆
回転させる動力を出力することができる。
【００１３】さらに、本発明の第１の動力出力装置にお
いて、前記逆回転させる動力の目標値としての目標動力
を設定する目標動力設定手段を備え、前記逆回転駆動制
御手段は、前記残容量検出手段により検出された残容量
と前記目標動力設定手段により設定された目標動力とに
基づいて前記逆回転させる動力が所定のトルク比をもっ
て前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう
前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段と前記第１
電動駆動手段と第２電動駆動手段とを駆動制御する手段
であるものとすることもできる。こうすれば、逆回転さ
せる動力の目標値として設定された目標動力を第１駆動
軸と他の駆動軸とに所定のトルク比をもって出力するこ
とができる。
【００１４】この目標動力設定手段を備える態様の本発
明の第１の動力出力装置において、前記逆回転駆動制御
手段は、前記検出された二次電池の残容量が第１の所定
残容量以上で前記設定された目標動力が第１の所定動力
以下のとき、前記二次電池からの電力を用いて前記第１
電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とから前記第１駆
動軸と前記他の駆動軸とに前記目標動力が出力されるよ
う駆動制御する手段であるものとすることもできる。こ
うすれば、内燃機関からの動力を用いることなく目標動
力を出力することができる。
【００１５】また、目標動力設定手段を備える態様の本
発明の第１の動力出力装置において、前記逆回転駆動制
御手段は、前記検出された二次電池の残容量が前記第１
の所定残容量未満のとき又は前記設定された目標動力が
第１の所定動力以上のとき、前記内燃機関からの動力を
トルク変換して前記目標動力として前記第１駆動軸と前
記他の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する手段であ
るものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充
放電を伴わずに内燃機関からの動力を用いて目標動力を
出力することができる。
【００１６】あるいは、目標動力設定手段を備える態様
の本発明の第１の動力出力装置において、前記逆回転駆
動制御手段は、前記検出された二次電池の残容量が前記
第１の所定残容量未満のとき又は前記設定された目標動
力が第１の所定動力以上のとき、前記二次電池の充放電
電力と前記内燃機関からの動力とを用いて前記目標動力
が前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう
駆動制御する手段であるものとすることもできる。こう
すれば、二次電池の充放電電力と内燃機関からの動力と
を用いて目標動力を出力することができる。この態様の
本発明の第１の動力出力装置において、前記逆回転駆動
制御手段は、前記二次電池の放電電力を用いて駆動制御
する手段であるものとすることもできる。こうすれば、
二次電池からの放電電力と内燃機関からの動力とを用い
て目標動力を出力することができる。
【００１７】本発明の第２の動力出力装置は、第１駆動
軸を含む複数の駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置
であって、出力軸を有する内燃機関と、前記内燃機関の
出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転
軸に接続され、該三つの回転軸のうちのいずれかの回転
軸から動力が入力されたときには該動力を所定のトルク
比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三つの回転軸
のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたと
きには該入力された動力を統合して他の回転軸に出力す
る動力分割統合手段と、前記動力分割統合軸に連結され
た発電可能な分割統合用電動駆動手段と、前記第１駆動
軸に連結された発電可能な第１電動駆動手段と、前記第
１駆動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸に連結
された発電可能な第２電動駆動手段と、前記分割統合用
電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆
動手段の三つの電動駆動手段と各々電力のやり取りが可
能な二次電池と、前記動力分割統合手段と前記第１駆動
軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段
と、前記動力分割統合手段と前記第１駆動軸との接続が
解除されるよう前記第１接続解除手段を駆動制御すると
共に前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに通常の回転に
対して逆回転させる動力が所定のトルク比をもって出力
されるよう前記第１電動駆動手段と第２電動駆動手段と
を駆動制御する逆回転駆動制御手段とを備えることを要
旨とする。
【００１８】この本発明の第２の動力出力装置では、逆
回転駆動制御手段による第１電動駆動手段と第２電動駆
動手段の駆動制御により、第１駆動軸と他の駆動軸とに
通常の回転に対して逆回転させる動力を所定のトルク比
でもって出力することができる。しかも、第１接続解除
手段を動力分割統合手段と第１駆動軸との接続が解除さ
れるよう駆動制御するから、第１駆動軸を、動力分割統
合手段の分割統合作用に拘わらず、自由に回転させるこ
とができる。この結果、動力分割統合手段の分割統合作
用の影響を受けない分だけエネルギ効率を高くすること
ができると共に第１駆動軸に動力を出力する第１電動駆
動手段の制御を容易なものとすることができる。なお、
「通常の回転」とは、内燃機関からの動力が動力分割統
合手段により第１駆動軸と動力分割統合軸とに定トルク
比で分割されるときに第１駆動軸に作用する動力のトル
クの方向の回転をいう。また、「少なくとも一つの他の
駆動軸」と「第２電動駆動手段」の意味は前述の本発明
の第１の動力出力装置における意味と同様である。
【００１９】こうした本発明の第２の動力出力装置にお
いて、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸との
直接接続および直接接続の解除を行なう第２接続解除手
段を備え、前記逆回転駆動制御手段は、前記内燃機関の
出力軸と前記動力分割統合軸とが直接接続されるよう前
記第２接続解除手段を駆動制御すると共に前記内燃機関
からの動力を用いて前記分割統合用電動駆動手段により
発電された電力の少なくとも一部が前記第１電動駆動手
段と前記第２電動駆動手段とに供給されるよう前記内燃
機関と前記分割統合用電動駆動手段とを駆動制御する手
段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機
関からの動力を変換した電力を用いて第１駆動軸と他の
駆動軸とに逆回転させる動力を出力することができる。
【００２０】また、本発明の第２の動力出力装置におい
て、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸との直
接接続および直接接続の解除を行なう第２接続解除手段
と、前記二次電池の残容量を検出する残容量検出手段と
を備え、前記逆回転駆動制御手段は、前記残容量検出手
段により検出された残容量が所定値以下のとき、前記内
燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸とが直接接続され
るよう前記第２接続解除手段を駆動制御すると共に前記
内燃機関からの動力が電力に変換されて該電力の少なく
とも一部が前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手
段とに供給されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電
動駆動手段とを駆動制御する手段であるものとすること
もできる。こうすれば、内燃機関からの動力を変換した
電力を用いて第１駆動軸と他の駆動軸とに逆回転させる
動力を出力することができると共に二次電池の残容量が
極端に少なくすることを防止することができる。
【００２１】これら第２接続解除手段を備える態様の本
発明の第２の動力出力装置において、前記逆回転駆動制
御手段は、前記内燃機関からの動力を用いて前記分割統
合用電動駆動手段により発電される電力により前記第１
電動駆動手段および前記第２電動駆動手段によって消費
される電力が賄われるよう前記第１電動駆動手段と前記
第２電動駆動手段と前記内燃機関と前記分割統合用電動
駆動手段とを駆動制御する手段であるものとすることも
できる。こうすれば、二次電池の充放電を伴うことな
く、第１駆動軸と他の駆動軸とに逆回転させる動力を出
力することができる。
【００２２】また、本発明の第２の動力出力装置におい
て、前記逆回転させる動力の目標値としての目標動力を
設定する目標動力設定手段を備え、前記逆回転駆動制御
手段は、前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段
とから前記目標動力が出力されるよう該第１電動駆動手
段と該第２電動駆動手段とを駆動制御する手段であるも
のとすることもできる。こうすれば、逆転させる動力の
大きさを設定できるから、所望の大きさの逆転させる動
力を第１駆動軸と他の駆動軸とに出力することができ
る。
【００２３】本発明の第１の自動車は、各態様を含め本
発明の第１または第２のいずれかの動力出力装置を搭載
する自動車であって、前記第１駆動軸は、車両前輪に連
結された前軸に連結されており、前記他の駆動軸は、車
両後輪に連結された後軸に連結されており、前記通常の
回転は、車両を前進させる回転であることを要旨とす
る。
【００２４】この本発明の第１の自動車は、本発明の第
１または第２の動力出力装置を搭載することにより、車
両を後進させる動力を前輪と後輪とに所定のトルク比を
もって出力することができる。また、搭載する動力出力
装置の態様によっては、所望の後進させる動力をエネル
ギ効率よく出力することができる。ここで、「他の駆動
軸」が一つの駆動軸の場合には、「他の駆動軸に連結さ
れた発電可能な第２電動駆動手段」は、後軸に連結され
た他の駆動軸に連結されておればよいから、他の駆動軸
の取り付けられた電動機などの電動駆動機器が含まれる
他、後軸に取り付けられた一つまたは二つ以上の電動機
などの電動駆動機器、即ち後軸に取り付けられた二つの
後輪を直接駆動する二つの電動機などの電動駆動機器も
含まれる。第２電動駆動手段が後軸に直接取り付けられ
ている場合には他の駆動軸は後軸に一致するものとな
る。「他の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の場合には、車
両としては前軸の他に二つ以上の後軸を有するものが該
当し、この場合の「後輪」は前輪以外のすべての輪を意
味する。例えば牽引車両などが該当する。こうした「他
の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の場合の「他の駆動軸に
連結された発電可能な第２電動駆動手段」は、二つ以上
の後軸に各々連結された他の駆動軸に連結されておれば
よいから、二つ以上の駆動軸の取り付けられた二つ以上
の電動機などの電動駆動機器が含まれる他、各々の後軸
に取り付けられた一つまたは二つ以上の電動機などの電
動駆動機器も含まれる。
【００２５】本発明の第２の自動車は、各態様を含め本
発明の第１または第２のいずれかの動力出力装置を搭載
する自動車であって、前記第１駆動軸は、車両後輪に連
結された前軸に連結されており、前記他の駆動軸は、車
両後輪以外の車両前輪に連結された前軸を含む車両輪に
連結された軸に連結されており、前記通常の回転は、車
両を前進させる回転であることを要旨とする。
【００２６】この本発明の第２の自動車は、本発明の第
１または第２の動力出力装置を搭載することにより、車
両を後進させる動力を前輪と後輪とに所定のトルク比を
もって出力することができる。また、搭載する動力出力
装置の態様によっては、所望の後進させる動力をエネル
ギ効率よく出力することができる。ここで、「他の駆動
軸」が一つの駆動輪の場合には「車両輪に連結された
軸」は「車両前輪に連結された前軸」となり、「他の駆
動軸」が二つ以上の場合には「車両前輪に連結された
軸」は「車両前輪に連結された前軸」と前軸および後軸
以外の他の車両輪に連結された軸が含まれる。例えば、
牽引車両における牽引される車両の輪の軸などが該当す
る。「他の駆動軸」が一つの駆動軸の場合には、「他の
駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」は、
前軸に連結された他の駆動軸に連結されておればよいか
ら、他の駆動軸の取り付けられた電動機などの電動駆動
機器が含まれる他、前軸に取り付けられた一つまたは二
つ以上の電動機などの電動駆動機器、即ち前軸に取り付
けられた二つの前輪を直接駆動する二つの電動機などの
電動駆動機器も含まれる。第２電動駆動手段が前軸に直
接取り付けられている場合には他の駆動軸は前軸に一致
するものとなる。「他の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の
場合における「他の駆動軸に連結された発電可能な第２
電動駆動手段」も同様である。
【００２７】こうした本発明の第１または第２の自動車
において、前記所定のトルク比は、前輪に作用するトル
クに対する後輪に作用するトルクの比が１：９〜９：１
の範囲内の所定値であるものとすることもできる。
【００２８】本発明の第３の自動車は、前輪と後輪とに
動力の出力が可能な自動車であって、前輪に動力の出力
が可能な第１電動機を有する前輪系動力出力手段と、後
輪に動力の出力が可能な第２電動機を有する後輪系動力
出力手段と、前記前輪系動力出力手段および前記後輪系
動力出力手段に電力の供給を行なう二次電池と、該二次
電池の残容量を検出する残容量検出手段と、該検出され
た残容量に基づいて前記前輪と前記後輪とのトルク比を
設定するトルク比設定手段と、該設定されたトルク比を
もって車両が後進する動力が前記前輪と前記後輪とに出
力されるよう前記前輪系動力出力手段と前記後輪系動力
出力手段とを駆動制御する後進駆動制御手段とを備える
ことを要旨とする。
【００２９】この本発明の第３の自動車では、二次電池
の残容量に基づいて前輪と後輪とのトルク比を設定し、
この設定されたトルク比をもって車両が後進する動力が
前輪と後輪とに出力されるよう前輪系動力出力手段と後
輪系動力出力手段とを駆動制御するから、二次電池の残
容量に応じた後進制御を行なうことができる。
【００３０】こうした本発明の第３の自動車において、
前記トルク比設定手段は、前記検出された残容量が所定
値以上のときには前記前輪に作用するトルクに対する前
記後輪に作用するトルクの比が１：９〜９：１の範囲内
の所定値となるよう前記トルク比を設定し、前記検出さ
れた残容量が所定値未満のときには前記前輪に作用する
トルクがゼロとなるよう前記トルク比を設定する手段で
あるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の
残容量が所定値以上のときには、４輪駆動で安定した後
進走行を行なうことができ、二次電池の残容量が所定値
未満のときには、残容量の減少を抑制しながら後進走行
を行なうことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成
の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動
車は、図示するように、主にエンジン２２と、エンジン
２２のクランクシャフト２４に連結されエンジン２２か
らの動力を定トルク比でサンギヤ軸３３とリングギヤ軸
３７に分割可能なギヤユニット３０と、ギヤユニット３
０のサンギヤ軸３３に連結された発電可能なモータＭＧ
１と、リングギヤ軸３７に連結されると共に前輪５４，
５６の前軸５０に連結された発電可能なモータＭＧ２
と、後輪６４，６６の後軸６０に連結された発電可能な
モータＭＧ３と、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の各々
と電力のやり取りが可能な二次電池７０と、これら全体
をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット
（以下、ハイブリッドＥＣＵという）８０とを備える。
【００３２】エンジン２２は、ガソリンで駆動する内燃
機関として構成されており、エンジン用電子制御ユニッ
ト（以下、エンジンＥＣＵという）２８により運転制御
される。エンジンＥＣＵ２８によるエンジン２２の運転
制御は、ハイブリッドＥＣＵ８０から入力されるエンジ
ン出力目標値Ｐｅ＊に基づいてエンジン２２からエンジ
ン出力目標値Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイントのうち最
も効率の良い運転ポイントでエンジン２２が運転される
よう燃料噴射量の制御や吸入空気量の制御を行なうこと
によりなされる。
【００３３】ギヤユニット３０は、サンギヤ３２とリン
グギヤ３６とその間に複数設けられたプラネタリピニオ
ンギヤ３４とからなるプラネタリギヤ３１を中心として
構成されている。プラネタリギヤ３１のプラネタリピニ
オンギヤ３４を連結するキャリア３５にはダンパ２６を
介してエンジン２２のクランクシャフト２４が接続され
ており、サンギヤ３２にはサンギヤ軸３３を介してモー
タＭＧ１が接続されている。リングギヤ３６は、クラッ
チＣ１やクラッチＣ２の係合状態によりキャリア３５や
リングギヤ軸３７に接続されるようになっている。リン
グギヤ軸３７には、モータＭＧ２の回転軸４０に設けら
れたギヤ４２とベルト４４により連結されたギヤ３８が
取り付けられている。モータＭＧ２の回転軸４０はギヤ
４６とディファレンシャルギヤ５２とを介して前軸５０
に接続されているから、リングギヤ軸３７は前輪５４，
５６の前軸５０に連結されていることになる。
【００３４】モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、いずれ
も永久磁石が外周面に貼り付けられたロータと三相コイ
ルが巻き付けられたステータとを備えるＰＭ型の同期発
電電動機として構成されており、二次電池７０の端子に
接続された電力ラインＬ１，Ｌ２を正極母線および負極
母線とするインバータ回路７２，７４，７６が各々備え
る６つのスイッチング素子のスイッチングにより生成さ
れる擬似的な三相電流が三相コイルに印加されることに
より駆動する。なお、インバータ回路７２，７４，７６
の各スイッチング素子のスイッチング制御、即ちモータ
ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動制御はモータ用電子制御
ユニット（以下、モータＥＣＵという）７８により行な
われる。モータＥＣＵ７８によるモータＭＧ１，ＭＧ
２，ＭＧ３の駆動制御は、ハイブリッドＥＣＵ８０から
入力されるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令
Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に基づいてモータＭＧ
１，ＭＧ２，ＭＧ３からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２
＊，Ｔｍ３＊に相当するトルクが出力されるようインバ
ータ回路７２，７４，７６のスイッチング素子をスイッ
チング制御することにより行なわれる。
【００３５】二次電池７０は、例えばニッケル水素電池
やリチウムイオン電池などのように充放電可能な単電池
を複数直列に接続してなる組電池として構成されてお
り、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣ
Ｕという）７１により管理されている。バッテリＥＣＵ
７１による二次電池７０の管理としては、二次電池７０
の出力端子に接続された図示しない電流センサや電圧セ
ンサにより検出される充放電電流や端子間電圧に基づい
て行なわれる残容量（ＳＯＣ）の演算や、同じく電流セ
ンサや電圧センサにより検出される充放電電流や端子間
電圧に基づいて行なわれる単電池の均等化、二次電池７
０に取り付けられた図示しない温度センサにより検出さ
れる電池温度に基づいて行なわれる冷却管理などが含ま
れる。
【００３６】ハイブリッドＥＣＵ８０は、図示しないが
ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成され
ており、処理プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデ
ータを記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートなど
を備える。ハイブリッドＥＣＵ８０の通信ポートは、エ
ンジンＥＣＵ２８やバッテリＥＣＵ７１，モータＥＣＵ
７８の通信ポートと接続されており、エンジンＥＣＵ２
８やバッテリＥＣＵ７１，モータＥＣＵ７８と種々のデ
ータのやり取りが可能となっている。また、ハイブリッ
ドＥＣＵ８０には、車速センサ８１からの車速Ｖやイグ
ニッションスイッチ８２からのイグニッション信号，シ
フトレバー８３のポジションを検出するシフトポジショ
ンセンサ８４からのシフトポジションＳＰ，アクセルペ
ダル８５のポジション（踏み込み量）を検出するアクセ
ルペダルポジションセンサ８６からのアクセルペダルポ
ジションＡＰ，ブレーキペダル８７のポジション（踏み
込み量）を検出するブレーキペダルポジションセンサ８
８からのブレーキペダルポジションＢＰ，前輪５４，５
６や後輪６４，６６の各々に取り付けられた車輪速セン
サ５５，５７，６５，６７からの各車輪の車輪速Ｖｗ１
〜Ｖｗ４などが入力ポートを介して入力されている。さ
らに、ハイブリッドＥＣＵ８０からは、クラッチＣ１，
Ｃ２への駆動信号などが出力ポートを介して出力されて
いる。
【００３７】次に、こうして構成された実施例のハイブ
リッド自動車２０の動作、特に後進する際の動作につい
て説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車２０
のハイブリッドＥＣＵ８０により実行される後進制御ル
ーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチ
ンは、シフトポジションセンサ８４によりシフトレバー
８３がリバースポジションに操作されたのを検出したと
きに実行される。
【００３８】後進制御ルーチンが実行されると、ハイブ
リッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、クラッチＣ１を係
合とすると共にクラッチＣ２を非係合とする処理を実行
する（ステップＳ１００）。このクラッチの設定によ
り、プラネタリピニオンギヤ３４とリングギヤ３６とが
接続された状態、即ちエンジン２２のクランクシャフト
２４がモータＭＧ１に直接接続された状態となり、リン
グギヤ軸３７はプラネタリギヤ３１から切り離された状
態、即ち前軸５０にギヤ接続されたモータＭＧ２の回転
軸４０とプラネタリギヤ３１との接続が解除された状態
となる。クラッチＣ１，Ｃ２を設定すると、車速センサ
８１により検出される車速Ｖやアクセルペダルポジショ
ンセンサ８６により検出されるアクセルペダルポジショ
ンＡＰ，ブレーキペダルポジションセンサ８８により検
出されるブレーキペダルポジションＢＰ，バッテリＥＣ
Ｕ７１により演算されるバッテリＳＯＣなどを入力ポー
トや通信ポートを介して読み込む処理を実行する（ステ
ップＳ１０２）。ここで、車速Ｖについては車速センサ
８１により検出されるものを用いたが、車輪速センサ５
５，５７，６５，６７により検出される車輪速Ｖｗ１〜
Ｖｗ４から算出するものとしてもよい。
【００３９】続いて、読み込んだアクセルペダルポジシ
ョンＡＰやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖに基
づいて車両の駆動軸に要求されるトルクとしての駆動軸
要求トルクＴｄ＊を計算する（ステップＳ１０４）。実
施例では、アクセルペダルポジションＡＰとブレーキペ
ダルポジションＢＰと車速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊
との関係を予め定めてマップとしてハイブリッドＥＣＵ
８０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、アクセルペダ
ルポジションＡＰやブレーキペダルポジションＢＰ，車
速Ｖの入力に対してマップから対応する駆動軸要求トル
クＴｄ＊を導出するものとした。後進時のアクセルペダ
ルポジションＡＰとブレーキペダルポジションＢＰと車
速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊との関係の一例を示すマ
ップを図３に示す。なお、実施例では、アクセルペダル
８５が踏み込まれたときに駆動軸要求パワーＰｄ＊が正
の値となり、ブレーキペダル８７が踏み込まれたときに
駆動軸要求パワーＰｄ＊が負の値となるよう正負を定め
た。
【００４０】次に、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１以上で
あるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、
所定値Ｓ１は、車両を後進させるのに必要な電力の供給
が二次電池７０から行なうことができる残容量（ＳＯ
Ｃ）として設定されるものであり、二次電池７０の容量
や性能などにより定められる。バッテリＳＯＣが所定値
Ｓ１以上のときには、二次電池７０に車両を後進させる
のに必要な残容量（ＳＯＣ）があると判断し、エンジン
出力目標値Ｐｅ＊やモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１
＊および目標回転数Ｎｍ１＊に値０を設定すると共に
（ステップＳ１０８）、後進用トルク比ＤＴをもって駆
動軸要求トルクＴｄ＊が前後に配分されるようモータＭ
Ｇ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定
する（ステップＳ１１２）。ここで、後進用トルク比Ｄ
Ｔは、前輪５４，５６に出力されるトルクと後輪６４，
６６に出力されるトルクの比である前後トルク比のうち
後進時に最適なトルク比として設定されるものであり、
車両の種類や仕様等により定められる。
【００４１】そして、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ
＊とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１
＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，モータＭＧ１の目標回転数Ｎ
ｍ１＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信
により出力して（ステップＳ１１４）、本ルーチンを終
了する。エンジン出力目標値Ｐｅ＊を受け取ったエンジ
ンＥＣＵ２８は、エンジン２２がエンジン出力目標値Ｐ
ｅ＊に設定された運転ポイント、即ちエンジン目標トル
クＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とにより設定され
る運転ポイントで運転されるようエンジン２２の運転制
御を行なう。ここでは、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に値
０が設定されているから、エンジン２２の運転の停止す
る停止制御が行なわれる。モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ
３のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊および
モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を受け取ったモータ
ＥＣＵ７８は、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で駆
動するようにトルク指令値Ｔｍ１＊を用いながらモータ
ＭＧ１を回転数制御すると共にモータＭＧ２およびモー
タＭＧ３からトルク指令値Ｔｍ２＊およびトルク指令値
Ｔｍ３＊に相当するトルクが各々出力されるようにモー
タＭＧ２およびモータＭＧ３を駆動制御する。ここで
は、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令値
Ｔｍ１＊に共に値０が設定されているから、モータＭＧ
１については停止する制御が行なわれ、モータＭＧ２，
ＭＧ３についてはトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊が出
力されるよう制御される。
【００４２】一方、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満の
ときには、二次電池７０に車両を後進させるのに必要な
残容量（ＳＯＣ）がないと判断し、エンジン出力目標値
Ｐｅ＊に後進時出力値Ｐｓを設定すると共にモータＭＧ
１のトルク指令値Ｔｍ１＊と目標回転数Ｎｍ１＊にはエ
ンジン出力目標値Ｐｅ＊の運転ポイントとして設定され
るエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ
＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジ
ン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊は、エ
ンジン２２からエンジン出力目標値Ｐｅ＊を出力可能な
運転ポイント（トルクと回転数とにより定まるポイン
ト）のうち最もエンジン効率の高い運転ポイントとして
予め設定されるものである。実施例では、エンジン出力
目標値Ｐｅ＊とエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目
標回転数Ｎｅ＊との関係を予めマップとして記憶してお
き、エンジン出力目標値Ｐｅ＊が設定されると、エンジ
ン出力目標値Ｐｅ＊に対応するエンジン目標トルクＴｅ
＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とがマップから導出され
るものとした。
【００４３】そして、後進用トルク比ＤＴをもって駆動
軸要求トルクＴｄ＊が前後に配分されるようモータＭＧ
２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定し
（ステップＳ１１２）、設定したエンジン出力目標値Ｐ
ｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ
１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，モータＭＧ１の目標回転数
Ｎｍ１＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通
信により出力して（ステップＳ１１４）、本ルーチンを
終了する。ここでは、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に後進
時出力値Ｐｓが設定されているから、エンジン２２は、
エンジンＥＣＵ２８によりエンジン出力目標値Ｐｅ＊に
設定された運転ポイント、即ちエンジン目標トルクＴｅ
＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とにより設定される運転
ポイントで運転されるよう駆動制御され、モータＭＧ１
は、モータＥＣＵ７８により目標回転数Ｎｍ１＊および
トルク指令値Ｔｍ１＊の運転ポイントで駆動制御（回生
制御）されるから、エンジン２２からの動力を用いてモ
ータＭＧ１により発電し、その電力をモータＭＧ２，Ｍ
Ｇ３に供給する。なお、モータＭＧ２，ＭＧ３の消費電
力に比してモータＭＧ１の発電電力の方が大きいときに
は、余剰の電力を用いて二次電池７０が充電され、逆に
モータＭＧ２，ＭＧ３の消費電力に比してモータＭＧ１
の発電電力の方が小さいときには、不足分が二次電池７
０からの放電により賄われる。
【００４４】以上説明した実施例のハイブリッド自動車
２０によれば、後進時には、クラッチＣ２によりリング
ギヤ軸３７、即ち前軸５０をプラネタリギヤ３１から切
り離すと共にクラッチＣ１によりキャリア３５とリング
ギヤ３６、即ちクランクシャフト２４とサンギヤ軸３３
とを接続していわゆるシリーズハイブリッド型の電気自
動車の構成とし、モータＭＧ２とモータＭＧ３とにより
アクセルペダル８５の踏み込み量に応じたトルクを後進
時に最適なトルク配分で前軸５０と後軸６０とに出力す
ることができる。しかも、二次電池７０のバッテリＳＯ
Ｃが所定値Ｓ１未満となると、エンジン２２を駆動して
得られる動力を用いてモータＭＧ１で発電するから、モ
ータＭＧ２やモータＭＧ３の消費電力の一部または全部
をモータＭＧ１の発電電力で賄うことができる。
【００４５】実施例のハイブリッド自動車２０では、二
次電池７０のバッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときに
は駆動軸要求トルクＴｄ＊に拘わらずにエンジン出力目
標値Ｐｅ＊に予め定めた後進時出力値Ｐｓを設定し、モ
ータＭＧ１の発電電力に対するモータＭＧ２とモータＭ
Ｇ３の消費電力の過不足を二次電池７０からの充放電に
より賄うものとしたが、駆動軸要求トルクＴｄ＊に応じ
たエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定し、モータＭＧ２と
モータＭＧ３の消費電力をモータＭＧ１の発電電力で丁
度賄うようにしてもよい。この場合、図２の後進制御ル
ーチンのステップＳ１１０の処理に変えて図４のルーチ
ンのステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理を実行すればよ
い。即ち、駆動軸要求トルクＴｄ＊に車速Ｖから比例的
に得られる前軸５０の回転数Ｎ１（Ｎ１＝ｋ・Ｖ）を乗
じて駆動軸要求パワーＰｄ＊を算出し（ステップＳ１２
０）、算出した駆動軸要求パワーＰｄ＊に発電効率の逆
数ηｇを乗じてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定する
（ステップＳ１２２）。そして、設定したエンジン出力
目標値Ｐｅ＊の運転ポイントのエンジン目標トルクＴｅ
＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊をモータＭＧ１のトルク
指令値Ｔｍ１＊と目標回転数Ｎｍ１＊とに設定する（ス
テップＳ１２４）。こうすれば、モータＭＧ１の発電電
力によりモータＭＧ２とモータＭＧ３の消費電力を丁度
賄うことができる。
【００４６】実施例のハイブリッド自動車２０では、バ
ッテリＳＯＣに拘わらず、前輪５４，５６に出力される
トルクと後輪６４，６６に出力されるトルクの比である
前後トルク比のうち後進時に最適なトルク比として設定
された後進用トルク比ＤＴを用いて前輪５４，５６と後
輪６４，６６にトルクを出力するものとしたが、バッテ
リＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときには、予め設定された
後進用トルク比とは異なる前後トルク比を用いるものと
してもよい。例えば、前輪５４，５６からはトルクを出
力しないものとしてもよい。こうすれば、バッテリＳＯ
Ｃの減少を小さくすることができる。
【００４７】実施例のハイブリッド自動車２０では、ク
ラッチＣ１，Ｃ２を操作していわゆるシリーズハイブリ
ッド型の電気自動車の構成として後進制御を行なう。こ
の構成において、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のと
きでもエンジン２２を運転しないものとすれば、エンジ
ン２２を備えない電気自動車、例えば二次電池からの電
力を用いて前輪と後輪とに取り付けられた電動機から動
力を出力する構成の電気自動車や二次電池からの電力を
用いて４輪に各々電動機から動力を出力する構成の電気
自動車などの電気自動車にも適用することができる。こ
の場合、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときには、
予め設定された後進用トルク比とは異なる前後トルク
比、例えば前輪５４，５６からはトルクを出力しないも
のとすると共に後輪６４，６６から必要最低限のトルク
のみを出力するものとするのが好ましい。こうすれば、
バッテリＳＯＣの減少を抑制することができる。
【００４８】実施例のハイブリッド自動車２０では、デ
ィファレンシャルギヤ６２を介して後軸６０にモータＭ
Ｇ３を取り付けるものとしたが、二つのモータを後輪６
４，６６に直接取り付けるものとしてもよい。この場
合、両モータの制御はモータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ
３＊を用いて個々に行なえばよい。
【００４９】また、実施例のハイブリッド自動車２０で
は、４輪駆動の自動車として説明したが、補助駆動輪を
有する６輪駆動の自動車、例えば牽引車両の牽引する車
両が４輪駆動で牽引される車両に補助駆動輪を有する自
動車などに適用してもよい。この場合、補助駆動輪の軸
にモータを取り付け、このモータとディファレンシャル
ギヤ６２を介して後軸６０に取り付けられたモータＭＧ
３とにより消費または回生される電力を実施例のハイブ
リッド自動車２０におけるモータＭＧ３により消費また
は回生される電力に一致させればよい。なお、後進用ト
ルク比ＤＴには、補助駆動輪のトルクを含ませるものと
してもよいし、補助駆動輪のトルクは含まないものとし
てもよい。
【００５０】実施例のハイブリッド自動車２０では、後
進時に、クラッチＣ１，Ｃ２の操作により、いわゆるシ
リーズハイブリッド型の電気自動車の構成としたが、図
５の変形例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の一部に
示すように、ギヤユニット３０ＢがクラッチＣ１，Ｃ２
を備えないものとしてもよい。この場合、図２の後進制
御ルーチンに代えて図６の後進制御ルーチンを実行す
る。以下、この変形例のハイブリッド自動車２０Ｂにお
ける後進制御について説明する。
【００５１】後進制御ルーチンが実行されると、ハイブ
リッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、車速センサ８１に
より検出される車速Ｖやアクセルペダルポジションセン
サ８６により検出されるアクセルペダルポジションＡ
Ｐ，ブレーキペダルポジションセンサ８８により検出さ
れるブレーキペダルポジションＢＰ，バッテリＥＣＵ７
１により演算されるバッテリＳＯＣなどを入力ポートや
通信ポートを介して読み込み（ステップＳ２００）、読
み込んだアクセルペダルポジションＡＰやブレーキペダ
ルポジションＢＰ，車速Ｖに基づいて駆動軸要求トルク
Ｔｄ＊と駆動軸要求パワーＰｄ＊とを計算する処理を実
行する（ステップＳ２０２）。そして、バッテリＳＯＣ
を所定値Ｓ１と比較すると共に駆動軸要求パワーＰｄ＊
を所定値Ｐｄ１と比較する（ステップＳ２０４）。ここ
で、所定値Ｐｄ１は、エンジン２２からの出力なしに二
次電池７０からの放電電力により賄うことができる動力
値として設定されるものであり、二次電池７０の容量や
性能などにより定められる。
【００５２】バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１以上で駆動軸
要求パワーＰｄ＊が所定値Ｐｄ１以下のときには、エン
ジン出力目標値Ｐｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令値Ｔ
ｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２０６）。そし
て、後進用トルク比ＤＴをもって駆動軸要求トルクＴｄ
＊が前後に配分されるようモータＭＧ２，ＭＧ３のトル
ク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定し（ステップＳ２０
８）、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊とモータＭＧ
１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，
Ｔｍ３＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通
信により出力して（ステップＳ２１４）、本ルーチンを
終了する。この処理により、駆動軸要求トルクＴｄ＊を
後進用トルク比ＤＴをもって配分されたトルクとして前
軸５０と後軸６０に出力することができる。なお、変形
例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、ギヤユニット３０
ＢがクラッチＣ１，Ｃ２を備えないから、モータＭＧ２
から出力されるトルクの一部は、エンジン２２またはモ
ータＭＧ１を連れ回すのに用いられる。通常、モータＭ
Ｇ１のイナーシャの方がエンジン２２イナーシャより小
さいからモータＭＧ１を連れ回すことになる。この状態
を機構学で用いられる共線図として図７に示す。図中、
Ｇ２はモータＭＧ２の回転軸４０の回転数Ｎｍ２に対す
るリングギヤ軸３７の回転数Ｎｒ（Ｇ２＝Ｎｒ／Ｎｍ
２）である。
【００５３】一方、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満の
ときや駆動軸要求パワーＰｄ＊が所定値Ｐｄ１より大き
いときには、駆動軸要求パワーＰｄ＊にエンジン２２の
出力に対するトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じて
エンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定し（ステップＳ２１
０）、モータＭＧ１の発電電力でモータＭＧ２とモータ
ＭＧ３の消費電力を丁度賄うと共に駆動軸要求トルクＴ
ｄ＊が後進用トルク比ＤＴをもって前軸５０と後軸６０
とに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のト
ルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，モータＭＧ
１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定する（ステップＳ２１
２）。エンジン２２から動力を出力しながら後進する際
の共線図を図８に示す。エンジン目標回転数Ｎｅ＊がキ
ャリア３５の回転数Ｎｒであり、リングギヤ軸３７の回
転数Ｎｒは回転数比Ｇ１（Ｇ１＝Ｎｍ２／Ｎ１）と回転
数比Ｇ１とを用いて車速Ｖからｒ・Ｖ・Ｇ１・Ｇ２と表
わすことができるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ
１＊は式（１）により計算することができる。ここで、
図８に示すように、リングギヤ３６が逆回転すると共に
キャリア３５にある程度の回転数が必要なことから、サ
ンギヤ３２、即ちモータＭＧ１は高回転で回転すること
になる。したがって、計算したモータＭＧ１の目標回転
数Ｎｍ１＊がモータＭＧ１の定格最大回転数Ｎｍａｘを
超える場合も生じる。この場合には、モータＭＧ１の目
標回転数Ｎｍ１＊には定格最大回転数Ｎｍａｘが設定さ
れ、エンジン２２の運転ポイントとしてのエンジン目標
回転数Ｎｅ＊とエンジン目標トルクＴｅ＊は、この目標
回転数Ｎｍ１＊を用いて式（２）および式（３）により
計算される値に設定される。そして、式（４）によりモ
ータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を計算し、エンジン
目標トルクＴｅ＊と駆動軸要求トルクＴｄ＊と後進用ト
ルク比ＤＴを用いて式（５）および式（６）によりモー
タＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を
計算するのである。ここで、Ｇ３は後軸６０の回転数Ｎ
２に対するモータＭＧ３の回転数Ｎｍ３の比（Ｇ３＝Ｎ
ｍ３／Ｎ２）である。
【００５４】
【数１】
【００５５】そして、設定したエンジン目標トルクＴｅ
＊，エンジン目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ
２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３
＊，モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊をエンジンＥＣ
Ｕ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステ
ップＳ２１４）、本ルーチンを終了する。この処理によ
り、エンジン２２から出力された動力がトルク変換さ
れ、二次電池７０の充放電を伴うことなく駆動軸要求ト
ルクＴｄ＊を後進用トルク比ＤＴをもって配分されたト
ルクとして前軸５０と後軸６０とに出力することができ
る。
【００５６】変形例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、
バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときや駆動軸要求パ
ワーＰｄ＊が所定値Ｐｄ１より大きいときには、エンジ
ン２２からの動力をトルク変換して二次電池７０の充放
電を伴うことなく駆動軸要求トルクＴｄ＊を後進用トル
ク比ＤＴをもって配分されたトルクとして前軸５０と後
軸６０とに出力するものとしたが、二次電池７０の充放
電を伴って駆動軸要求トルクＴｄ＊を後進用トルク比Ｄ
Ｔをもって配分されたトルクとして前軸５０と後軸６０
とに出力するものとしてもよい。この場合、図６の後進
制御ルーチンのステップＳ２１０の処理に代えてエンジ
ン出力目標値Ｐｅ＊に予め定められた後進時出力値Ｐｓ
を設定すればよい。こうすれば、二次電池７０の充放電
を伴いながらエンジン２２からの動力を用いて駆動軸要
求トルクＴｄ＊を後進用トルク比ＤＴをもって配分され
たトルクとして前軸５０と後軸６０とに出力することが
できる。
【００５７】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である動力出力装置を搭載
したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図
である。
【図２】 実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリ
ッドＥＣＵ８０により実行される後進制御ルーチンの一
例を示すフローチャートである。
【図３】 後進時のアクセルペダルポジションＡＰとブ
レーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと駆動軸要求トル
クＴｄ＊との関係を示すマップの一例を示す説明図であ
る。
【図４】 変形例の後進制御ルーチンの一部を例示する
フローチャートである。
【図５】 変形例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の
一部を例示する部分構成図である。
【図６】 変形例のハイブリッド自動車２０Ｂにより実
行される後進制御ルーチンの一例を示すフローチャート
である。
【図７】 エンジン２２を停止して後進しているときの
共線図の一例を示す説明図である。
【図８】 エンジン２２から動力を出力しながら後進し
ているときの共線図の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ ク
ランクシャフト、２６ダンパ、２８ エンジンＥＣＵ、
３０ ギヤユニット、３１ プラネタリギヤ、３２ サ
ンギヤ、３３ サンギヤ軸、３４ プラネタリピニオン
ギヤ、３５キャリア、３６ リングギヤ、３７ リング
ギヤ軸、３８ ギヤ、４０ 回転軸、４２ ギヤ、４４
ベルト、４６ ギヤ、５０ 前軸、５２ ディファレ
ンシャルギヤ、５４，５６ 前輪、５５，５７，６５，
６７ 車輪速センサ、６０後軸、６２ ディファレンシ
ャルギヤ、６４，６６ 後輪、７０ 二次電池、７２，
７４，７６ インバータ回路、７８ モータＥＣＵ、８
０ ハイブリッドＥＣＵ、８１ 車速センサ、８２ イ
グニッションスイッチ、８３ シフトレバー、８４ シ
フトポジションセンサ、８５ アクセルペダル、８６
アクセルペダルポジションセンサ、８７ ブレーキペダ
ル、８８ ブレーキペダルポジションセンサ、Ｌ１，Ｌ
２ 電力ライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｋ 41/00 ３０１ Ｂ６０Ｋ 41/02 41/02 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｈ Ｆ０２Ｄ 29/00 29/06 Ｄ 29/06 Ｂ６０Ｋ 9/00 ＺＨＶＥ Ｆ１６Ｈ 48/10 Ｆ１６Ｈ 1/42 Ｆターム(参考） 3D035 AA06 3D041 AA21 AA26 AB00 AC15 AD00 AD10 AD31 AD41 AD51 AE01 AE02 AE05 AE07 AE14 3G093 AA05 AA07 AA16 BA19 DA06 DB02 DB05 DB10 DB11 DB15 DB19 DB20 EA05 EA06 EB01 EC02 FA10 FA11 3J027 FB04 HA10 HB01 HH20 5H115 PG04 PI16 PI29 PU10 PU25 PV10 PV23 QE13 QN03 RB08 RB15 RE03 RE05 RE06 SE04 SE05 SE06 SE09 SJ12 SJ13 TB02 TB03 TI02 TI05 TI06 TO21 TO23 TR19

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１駆動軸を含む複数の駆動軸に動力を
    出力可能な動力出力装置であって、 出力軸を有する内燃機関と、 前記内燃機関の出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合
    軸の三つの回転軸に接続され、該三つの回転軸のうちの
    いずれかの回転軸から動力が入力されたときには該動力
    を定トルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三
    つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入
    力されたときには該入力された動力を統合して他の回転
    軸に出力する動力分割統合手段と、 前記動力分割統合軸に連結された発電可能な分割統合用
    電動駆動手段と、 前記第１駆動軸に連結された発電可能な第１電動駆動手
    段と、 前記第１駆動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸
    に連結された発電可能な第２電動駆動手段と、 前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と
    前記第２電動駆動手段の三つの電動駆動手段と各々電力
    のやり取りが可能な二次電池と、 該二次電池の残容量を検出する残容量検出手段と、 該検出された残容量に基づいて、前記第１駆動軸と前記
    他の駆動軸とに通常の回転に対して逆回転させる動力が
    所定のトルク比をもって出力されるよう前記内燃機関と
    前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と
    前記第２電動駆動手段とを駆動制御する逆回転駆動制御
    手段とを備える動力出力装置。
  2. 【請求項２】 前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電
    池の残容量が第１の所定値以上のとき、該二次電池から
    の電力を用いて前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆
    動手段とから前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに前記
    逆回転させる動力が出力されるよう駆動制御する手段で
    ある請求項１記載の動力出力装置。
  3. 【請求項３】 前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電
    池の残容量が第２の所定値以下のとき、前記内燃機関か
    らの動力をトルク変換して前記逆回転させる動力として
    前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう駆
    動制御する手段である請求項１記載の動力出力装置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記逆回転させる動力の目標値としての目標動力を設定
    する目標動力設定手段を備え、 前記逆回転駆動制御手段は、前記残容量検出手段により
    検出された残容量と前記目標動力設定手段により設定さ
    れた目標動力とに基づいて前記逆回転させる動力が所定
    のトルク比をもって前記第１駆動軸と前記他の駆動軸と
    に出力されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電動駆
    動手段と前記第１電動駆動手段と第２電動駆動手段とを
    駆動制御する手段である動力出力装置。
  5. 【請求項５】 前記逆回転駆動制御手段は、前記検出さ
    れた二次電池の残容量が第１の所定残容量以上で前記設
    定された目標動力が第１の所定動力以下のとき、前記二
    次電池からの電力を用いて前記第１電動駆動手段と前記
    第２電動駆動手段とから前記第１駆動軸と前記他の駆動
    軸とに前記目標動力が出力されるよう駆動制御する手段
    である請求項４記載の動力出力装置。
  6. 【請求項６】 前記逆回転駆動制御手段は、前記検出さ
    れた二次電池の残容量が前記第１の所定残容量未満のと
    き又は前記設定された目標動力が第１の所定動力以上の
    とき、前記内燃機関からの動力をトルク変換して前記目
    標動力として前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力
    されるよう駆動制御する手段である請求項４または５記
    載の動力出力装置。
  7. 【請求項７】 前記逆回転駆動制御手段は、前記検出さ
    れた二次電池の残容量が前記第１の所定残容量未満のと
    き又は前記設定された目標動力が第１の所定動力以上の
    とき、前記二次電池の充放電電力と前記内燃機関からの
    動力とを用いて前記目標動力が前記第１駆動軸と前記他
    の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する手段である請
    求項４または５記載の動力出力装置。
  8. 【請求項８】 前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電
    池の放電電力を用いて駆動制御する手段である請求項７
    記載の動力出力装置。
  9. 【請求項９】 第１駆動軸を含む複数の駆動軸に動力を
    出力可能な動力出力装置であって、 出力軸を有する内燃機関と、 前記内燃機関の出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合
    軸の三つの回転軸に接続され、該三つの回転軸のうちの
    いずれかの回転軸から動力が入力されたときには該動力
    を定トルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三
    つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入
    力されたときには該入力された動力を統合して他の回転
    軸に出力する動力分割統合手段と、 前記動力分割統合軸に連結された発電可能な分割統合用
    電動駆動手段と、 前記第１駆動軸に連結された発電可能な第１電動駆動手
    段と、 前記第１駆動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸
    に連結された発電可能な第２電動駆動手段と、 前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と
    前記第２電動駆動手段の三つの電動駆動手段と各々電力
    のやり取りが可能な二次電池と、 前記動力分割統合手段と前記第１駆動軸との接続および
    接続の解除を行なう第１接続解除手段と、 前記動力分割統合手段と前記第１駆動軸との接続が解除
    されるよう前記第１接続解除手段を駆動制御すると共に
    前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに通常の回転に対し
    て逆回転させる動力が所定のトルク比をもって出力され
    るよう前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段と
    を駆動制御する逆回転駆動制御手段とを備える動力出力
    装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の動力出力装置であっ
    て、 前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸との直接接
    続および直接接続の解除を行なう第２接続解除手段を備
    え、 前記逆回転駆動制御手段は、前記内燃機関の出力軸と前
    記動力分割統合軸とが直接接続されるよう前記第２接続
    解除手段を駆動制御すると共に前記内燃機関からの動力
    を用いて前記分割統合用電動駆動手段により発電された
    電力の少なくとも一部が前記第１電動駆動手段と前記第
    ２電動駆動手段とに供給されるよう前記内燃機関と前記
    分割統合用電動駆動手段とを駆動制御する手段である請
    求項９記載の動力出力装置。
  11. 【請求項１１】 請求項９記載の動力出力装置であっ
    て、 前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸との直接接
    続および直接接続の解除を行なう第２接続解除手段と、 前記二次電池の残容量を検出する残容量検出手段とを備
    え、 前記逆回転駆動制御手段は、前記残容量検出手段により
    検出された残容量が所定値以下のとき、前記内燃機関の
    出力軸と前記動力分割統合軸とが直接接続されるよう前
    記第２接続解除手段を駆動制御すると共に前記内燃機関
    からの動力が電力に変換されて該電力の少なくとも一部
    が前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とに供
    給されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手
    段とを駆動制御する手段である請求項９記載の動力出力
    装置。
  12. 【請求項１２】 前記逆回転駆動制御手段は、前記内燃
    機関からの動力を用いて前記分割統合用電動駆動手段に
    より発電される電力により前記第１電動駆動手段および
    前記第２電動駆動手段によって消費される電力が賄われ
    るよう前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段と
    前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段とを駆動制
    御する手段である請求項１０または１１記載の動力出力
    装置。
  13. 【請求項１３】 請求項９ないし１２いずれか記載の動
    力出力装置であって、 前記逆回転させる動力の目標値としての目標動力を設定
    する目標動力設定手段を備え、 前記逆回転駆動制御手段は、前記第１電動駆動手段と前
    記第２電動駆動手段とから前記目標動力が出力されるよ
    う該第１電動駆動手段と該第２電動駆動手段とを駆動制
    御する手段である動力出力装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３いずれか記載の動
    力出力装置を搭載する自動車であって、 前記第１駆動軸は、車両前輪に連結された前軸に連結さ
    れており、 前記他の駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結さ
    れており、 前記通常の回転は、車両を前進させる回転である自動
    車。
  15. 【請求項１５】 請求項１ないし１３いずれか記載の動
    力出力装置を搭載する自動車であって、 前記第１駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結さ
    れており、 前記他の駆動軸は、車両後輪以外の車両前輪に連結され
    た前軸を含む車両輪に連結された軸に連結されており、 前記通常の回転は、車両を前進させる回転である自動
    車。
  16. 【請求項１６】 前記所定のトルク比は、前輪に作用す
    るトルクに対する後輪に作用するトルクの比が１：９〜
    ９：１の範囲内の所定値である請求項１４または１５記
    載の自動車。
  17. 【請求項１７】 前輪と後輪とに動力の出力が可能な自
    動車であって、 前輪に動力の出力が可能な第１電動機を有する前輪系動
    力出力手段と、 後輪に動力の出力が可能な第２電動機を有する後輪系動
    力出力手段と、 前記前輪系動力出力手段および前記後輪系動力出力手段
    に電力の供給を行なう二次電池と、 該二次電池の残容量を検出する残容量検出手段と、 該検出された残容量に基づいて前記前輪と前記後輪との
    トルク比を設定するトルク比設定手段と、 該設定されたトルク比をもって車両が後進する動力が前
    記前輪と前記後輪とに出力されるよう前記前輪系動力出
    力手段と前記後輪系動力出力手段とを駆動制御する後進
    駆動制御手段とを備える自動車。
  18. 【請求項１８】 前記トルク比設定手段は、前記検出さ
    れた残容量が所定値以上のときには前記前輪に作用する
    トルクに対する前記後輪に作用するトルクの比が１：９
    〜９：１の範囲内の所定値となるよう前記トルク比を設
    定し、前記検出された残容量が所定値未満のときには前
    記前輪に作用するトルクがゼロとなるよう前記トルク比
    を設定する手段である請求項１７記載の自動車。
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