JP2020044958A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】既存のＦＲ車をベースにして、適切にかつ効率的に構成することが可能な２モータタイプのハイブリッド車両を提供する。【解決手段】縦置きで前輪５側に配置されたエンジン１と、エンジン１が出力するエンジントルクを受けて発電する機能を有する第１モータ２と、第１モータ２の出力側に配置され、エンジントルクおよび第１モータ２が出力する第１モータトルクを後輪５側へ伝達する自動変速機６と、自動変速機６と後輪４との間に配置され、自動変速機６側から入力されるトルクを増幅して後輪４側へ伝達する副変速機７とを備えたハイブリッド車両Ｖｅにおいて、第２モータトルクを出力する第２モータ３を、第２モータトルクが副変速機７に入力可能なように、自動変速機６と副変速機７との間の動力伝達経路１７に接続する。【選択図】図３

Description

この発明は、駆動力源としてエンジンと発電機能を有するモータとを備え、少なくとも後輪を駆動して走行することが可能なハイブリッド車両に関するものである。

特許文献１には、エンジンおよびモータを駆動力源とするハイブリッド車両に関する発明が記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、前輪および後輪の両方で駆動力を発生できる四輪駆動（４ＷＤ）車であって、エンジンおよびエンジンの出力軸に連結されたモータを有するハイブリッドシステムと、エンジンの動力を前輪側と後輪側とに分配する差動歯車式のセンターデフ（トランスファ）と、制御装置（コントローラ）とを備えている。センターデフは、複数の歯車を有する歯車伝動機構、および、歯車の接続態様（歯車列の接続の組み合わせ）を切り替えるためのアクチュエータを有しており、前輪側と後輪側との動力分配比を変更することが可能なように構成されている。そして、制御装置は、減速時におけるモータによるエネルギ回収量（回生エネルギ）を増大し、燃費を向上させることを目的として、ブレーキペダルの操作による減速時に、エンジンの動力が前輪側の方が後輪側よりも多く分配されるようにセンターデフを制御する。

なお、特許文献２には、回生制動時の回生エネルギの減少を抑制することを目的としたハイブリッド車両に関する発明が記載されている。この特許文献２に記載されたハイブリッド車両は、前輪および後輪の両方で駆動力を発生できる四輪駆動（４ＷＤ）車であって、前輪および後輪にトルクを伝達可能なエンジンおよびモータと、エンジンと後輪との間でありかつモータと前輪との間の動力伝達経路に設けられたクラッチとを備えている。また、クラッチを締結状態にした旋回時の車速および旋回半径に基づいて、旋回時に前輪と後輪との間で発生するフリクショントルクを演算する手段と、クラッチを締結状態にした回生制動時の４ＷＤ回生エネルギを演算する手段と、クラッチを解放状態にした回生制動時の２ＷＤ回生エネルギを演算する手段と、４ＷＤ回生エネルギおよび２ＷＤ回生エネルギのうちどちらが大きいかを判定する手段とを備えている。そして、この特許文献２に記載されたハイブリッド車両は、２ＷＤ回生エネルギよりも４ＷＤ回生エネルギが大きいと判定した場合に、クラッチを締結状態にして前輪とモータとの間の動力伝達経路を接続する。反対に、４ＷＤ回生エネルギよりも２ＷＤ回生エネルギが大きいと判定した場合には、クラッチを解放状態にして前輪とモータとの間の動力伝達経路を遮断する。

特開２０１７−９４８３０号公報 特開２０１０−２４１１６６号公報

上記の特許文献１に記載されたハイブリッド車両において、エンジンは、車両の前輪側に、クランク軸の回転軸線方向を車両の前後方向に合わせたいわゆる縦置きに配置されている。そして、縦置きのエンジン、および、エンジンの出力軸と動力伝達が可能なように連結されたモータで後輪を駆動し、それらエンジンおよびモータと後輪との間の動力伝達経路からセンターデフを介して分配したトルクで、前輪を駆動する。すなわち、特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、前輪側にエンジンを縦置きした後輪駆動車（ＦＲ車）がベースとなる四輪駆動（４ＷＤ）あるいは全輪駆動（ＡＷＤ）のハイブリッド車両である。この特許文献１に記載されているようなハイブリッド車両に、駆動力源として更に一基のモータを追加したハイブリッド車両、すなわち、ＦＲ車をベースにしたいわゆる２モータタイプのハイブリッド車両が開発もしくは考案されている。例えば、図１、図２に、ＦＲ車をベースにした四輪駆動の２モータタイプのハイブリッド車両を示してある。

図１に示すハイブリッド車両１００は、駆動力源として、エンジン１０１、第１モータ１０２、および、第２モータ１０３を備えている。また、自動変速機（主変速機）１０４、副変速機１０５、および、トランスファ１０６を備えている。エンジン１０１の出力側に第１モータ１０２が連結されている。第１モータ１０２は、エンジン１０１と同軸上に配置されている。同様に、自動変速機１０４および副変速機１０５は、エンジン１０１および第１モータ１０２と同軸上に配置されている。エンジン１０１および第１モータ１０２は、自動変速機１０４、副変速機１０５、トランスファ１０６、リヤプロペラシャフト１０７、および、リヤデファレンシャルギヤ１０８を介して、後輪１０９に連結されている。更に、エンジン１０１および第１モータ１０２は、トランスファ１０６から分岐し、フロントプロペラシャフト１１０、および、フロントデファレンシャルギヤ１１１を介して、前輪１１２に連結されている。そして、第２モータ１０３は、減速ギヤ１１３、二段減速機１１４、フロントプロペラシャフト１１０、および、フロントデファレンシャルギヤ１１１を介して、前輪１１５に連結されている。

また、図２に示すハイブリッド車両２００は、駆動力源として、エンジン２０１、第１モータ２０２、および、第２モータ２０３を備えている。また、自動変速機（主変速機）２０４、および、副変速機２０５を備えている。エンジン１０１の出力側に第１モータ２０２が連結されている。第１モータ２０２は、エンジン２０１と同軸上に配置されている。同様に、自動変速機２０４および副変速機２０５は、エンジン２０１および第１モータ２０２と同軸上に配置されている。エンジン２０１および第１モータ２０２は、自動変速機２０４、副変速機２０５、リヤプロペラシャフト２０６、および、リヤデファレンシャルギヤ２０７を介して、後輪２０８に連結されている。そして、第２モータ２０３は、減速ギヤ２０９、二段減速機２１０、フロントプロペラシャフト２１１、および、フロントデファレンシャルギヤ２１２を介して、前輪２１３に連結されている。

上記の図１に示すハイブリッド車両１００では、第２モータ１０３が、エンジン１０１および第１モータ１０２と後輪１０９との間の動力伝達経路から独立して配置されている。そのため、ハイブリッド車両１００では、第２モータ１０３が出力するモータトルクを増幅するために、副変速機１０５とは別に、第２モータ１０３に専用の減速ギヤ１１３および二段減速機１１４が設けられている。すなわち、ハイブリッド車両１００では、副変速機１０５に加えて、更に減速ギヤ１１３および二段減速機１１４が設けられている。したがって、既存のＦＲ車をベースにして２モータタイプのハイブリッド車両１００を構成する場合、既存の車体の構成を大きく変更しなければならず、また、部品点数も増加してしまう。図２に示すハイブリッド車両２００においても、上記のようなハイブリッド車両１００の場合と同様の課題が生じる。

このように、既存のＦＲ車をベースにして、２モータタイプのハイブリッド車両を適切にかつ効率的に構成するには、未だ改良の余地があった。

この発明は、上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、既存のＦＲ車をベースにして、適切にかつ効率的に構成することが可能な２モータタイプのハイブリッド車両を提供すること目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、クランク軸の回転軸線方向を車体の前後方向に合わせた縦置きで前記車体の前輪側に配置されたエンジンと、前記エンジンと同軸上で前記エンジンの出力側に配置され、前記エンジンが出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記第１モータの出力側に配置され、前記エンジントルクおよび前記第１モータが出力する第１モータトルクを後輪側へ伝達する自動変速機と、前記自動変速機と前記後輪との間に配置され、前記自動変速機側から入力されるトルクを増幅して前記後輪側へ伝達する副変速機と、を備えたハイブリッド車両において、第２モータトルクを出力する第２モータを更に備え、前記第２モータは、前記第２モータトルクを前記副変速機へ入力可能なように、前記自動変速機と前記副変速機との間の動力伝達経路に接続されていることを特徴とするものである。

この発明のハイブリッド車両は、エンジン、第１モータ、および、第２モータを駆動力源とする２モータタイプのハイブリッド車両であって、既存のＦＲ車、特に、例えばオフロード走行を想定して駆動トルクを増幅することが可能な副変速機を備えた車両をベースにして構成される。第１モータは、エンジンの出力側に、かつ、エンジンと同軸上に配置される。そのため、第１モータは、エンジンを縦置きする既存のＦＲ車の構成を大きく変更することなく容易に配置できる。そして、この発明のハイブリッド車両では、第１モータの出力側に配置される自動変速機と、更に自動変速機の出力側に配置される副変速機との間の動力伝達経路に、出力トルク（第２モータトルク）を伝達可能なように第２モータが配置される。すなわち、副変速機に第２モータトルクを入力できるように第２モータが配置される。そのため、既存の副変速機で第２モータトルクを増幅して後輪側に伝達することができる。第２モータトルクが既存の副変速機で増幅されることにより、第２モータを大型化することなく、より高出力の２モータタイプのハイブリッド車両を構成することができる。あるいは、第２モータとして低トルク・高回転型のモータを採用することができ、それにより、よりコンパクトな２モータタイプのハイブリッド車両を構成することができる。したがって、この発明のハイブリッド車両によれば、既存のＦＲ車をベースにして、２モータタイプのハイブリッド車両を適切にかつ効率的に構成することができる。

既存のＦＲ車をベースにして２モータタイプのハイブリッド車両を構成する場合の課題を説明するための図であって、トランスファを用いて前輪を駆動する四輪駆動（４ＷＤ）のハイブリッド車両を示す図である。 既存のＦＲ車をベースにして２モータタイプのハイブリッド車両を構成する場合の課題を説明するための図であって、トランスファを用いずに、直接、モータで前輪を駆動する四輪駆動（４ＷＤ）のハイブリッド車両を示す図である。 この発明における２モータタイプのハイブリッド車両の一例を説明するための図であって、第２モータをエンジンおよび第１モータと同軸上に配置した四輪駆動（４ＷＤ）のハイブリッド車両の構成を示す図である。 この発明における２モータタイプのハイブリッド車両の他の例を説明するための図であって、第２モータをエンジンおよび第１モータとは別の回転軸線上に配置した四輪駆動（４ＷＤ）のハイブリッド車両の構成を示す図である。 この発明における２モータタイプのハイブリッド車両の他の例を説明するための図であって、後輪駆動（ＦＲ・２ＷＤ）のハイブリッド車両の構成を示す図である。 この発明における四輪駆動（４ＷＤ）の２モータタイプのハイブリッド車両を対象にした制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明における四輪駆動（４ＷＤ）の２モータタイプのハイブリッド車両を対象にした制御の他の例を説明するためのフローチャートである。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態で対象にする車両は、エンジン、ならびに、第１モータおよび第２モータを駆動力源とする２モータタイプのハイブリッド車両である。第１モータは、エンジンの出力側に、かつ、エンジンと同軸上に配置され、エンジンが出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより発電する機能を有している。エンジンおよび第１モータは、自動変速機を介して、後輪に動力伝達可能に連結されている。更に、この発明の実施形態で対象にするハイブリッド車両は、例えばオフロードや悪路での走行を想定し、駆動トルクを増幅することが可能な副変速機（減速機構）を備えている。そして、この発明の実施形態で対象にするハイブリッド車両は、第２モータが、出力トルクを上記の副変速機へ入力可能なように、自動変速機と副変速機との間の動力伝達経路に接続されている。

図３に、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の具体例を示してある。図３に示すハイブリッド車両（以下、車両）Ｖｅは、駆動力源として、エンジン（ENG）１、ならびに、第１モータ（MG1）２、および、第２モータ（MG2）３を備えている。また、車両Ｖｅは、他の主要な構成要素として、後輪（駆動輪）４、前輪（駆動輪）５、自動変速機（AT）６、および、副変速機７を備えている。

エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。

第１モータ２は、エンジン１の出力側（図３の右側）に、エンジン１と同軸上に配置されている。第１モータ２は、少なくとも、エンジン１が出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより電力を発生する発電機としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第１モータ２は、電力が供給されることにより駆動されて第１モータトルクを出力する原動機としての機能も有している。すなわち、第１モータ２は、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第１モータ２には、インバータ（図示せず）を介して、バッテリ（図示せず）が接続されている。したがって、第１モータ２を発電機として駆動し、その際に発生する電力をバッテリに蓄えることができる。また、バッテリに蓄えられている電力を第１モータ２に供給し、第１モータ２を原動機として駆動して第１モータトルクを出力することもできる。なお、第１モータ２の回転軸（ロータ軸）２ａは、ダンパ装置８を介して、エンジン１の出力軸（クランク軸）１ａに連結されている。

第２モータ３は、少なくとも、電力が供給されることにより駆動されて第２モータトルクを出力する原動機としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第２モータ３は、外部からトルクを受けて駆動されることによって電力を発生する発電機としての機能も有している。すなわち、第２モータ３は、上記の第１モータ２と同様に、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第２モータ３には、インバータ（図示せず）を介して、バッテリ（図示せず）が接続されている。したがって、バッテリに蓄えられている電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３を原動機として駆動して第２モータトルクを出力することができる。また、駆動輪（図３に示す例では、後輪４および前輪５の少なくともいずれか）から伝達されるトルクによって第２モータ３を発電機として駆動し、その際に発生する回生電力をバッテリに蓄えることもできる。さらに、第１モータ２および第２モータ３は、インバータを介して、互いに電力の授受が可能なように接続されている。例えば、第１モータ２で発生した電力を、直接、第２モータ３に供給し、第２モータ３でモータトルクを出力することも可能である。なお、この第２モータ３の配置や動力伝達経路との接続関係等の詳細については後述する。

後輪４は、駆動力源が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する駆動輪である。図３に示す例では、後輪４は、後述する自動変速機６、副変速機７、および、トランスファ１６、ならびに、リヤプロペラシャフト９、リヤデファレンシャルギヤ１０、および、リヤドライブシャフト１１を介して、駆動力源（すなわち、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３）に連結されている。

図３に示す例では、車両Ｖｅは、駆動トルクを前輪５および後輪４の両方に伝達して駆動力を発生させる四輪駆動車あるいは全輪駆動車である。そのため、前輪５は、上記の後輪４と同様に、駆動力源が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する駆動輪となっている。前輪５は、後述するトランスファ１６、ならびに、フロントプロペラシャフト１２、フロントデファレンシャルギヤ１３、および、フロントドライブシャフト１４を介して、駆動力源（すなわち、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３）に連結されている。

自動変速機６は、第１モータ２の出力側（図３の右側）に、エンジン１および第１モータ２と同軸上に配置されており、エンジン１および第１モータ２から入力されるトルクを後輪４側に伝達する。自動変速機６は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、有段変速機や無段変速機などの自動制御が可能な変速機によって構成される。

なお、図３に示す例では、車両Ｖｅは、上記の第１モータ２と自動変速機６との間に、発進クラッチ１５を備えている。発進クラッチ１５は、エンジン１および第１モータ２と後輪４との間の動力伝達経路で、選択的に動力の伝達および遮断を行う。発進クラッチ１５を解放することにより、エンジン１および第１モータ２が車両Ｖｅの後輪４側の駆動系統から切り離される。発進クラッチ１５を係合することにより、エンジン１および第１モータ２が車両Ｖｅの後輪４側の駆動系統に連結される。また、図３では図示していないが、発進クラッチ１５は、例えば、複数の摩擦板を交互に配置した多板クラッチによって構成することができる。要するに、発進クラッチ１５は、例えば、伝達トルク容量を連続的に変化させることができる摩擦クラッチが用いられる。したがって、エンジン１のエンジントルクを後輪４に伝達する際に、発進クラッチ１５の係合状態を制御し、発進クラッチ１５の伝達トルク容量を連続的に変化させることにより、スムーズな動力伝達を行うことができる。あるいは、スムーズな発進を行うことができる。

また、車両Ｖｅは、上記のようにエンジン１と第１モータ２とが動力伝達可能に連結されている。したがって、発進クラッチ１５を用いずに、エンジン１のエンジントルクによる発進あるいはスムーズな動力伝達を行うことも可能である。例えば、エンジントルクを後輪４に伝達する際に、第１モータ２でエンジントルクを増減するように制御することにより、発進クラッチ１５を用いずに、車両Ｖｅ発進させること、あるいは、スムーズな動力伝達を行うことができる。ただし、極低車速（例えば、時速１kmから時速３km程度）でエンジントルクによって定常走行するような場合では、エンジン１のアイドル回転数と車輪速との差回転が生じる。そのような場合には、発進クラッチ１５を用いて差回転を吸収することにより、よりスムーズな動力伝達を行うことができる。

副変速機７は、自動変速機６の出力側（図３の右側）に配置されている。副変速機７は、自動変速機６側から入力されるトルクを増幅して後輪４側へ伝達する減速機構である。副変速機７は、例えば、変速比が１未満の減速状態（Ｌｏｗ）と変速比が１の直結状態（Ｈｉｇｈ）とを設定することが可能な、いわゆるＬｏ／Ｈｉ切替機構となっている。副変速機７は、例えば、遊星歯車機構およびブレーキ機構を用いた二段の減速機構によって構成されている。あるいは、複数のギヤ対と切り替えクラッチとを組み合わせた変速機構によって構成することもできる。

前述したように、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、例えばオフロードや悪路での走行を想定し、特に低速時に大きな駆動トルクを得られるように構成されている。そのために、この発明の実施形態における車両Ｖｅには、自動変速機６の出力側に、上記のような副変速機７が設けられている。自動変速機６から出力されるトルクを更に副変速機７で増幅することにより、低速時の駆動トルクを増大させ、車両Ｖｅの悪路走破性能を高めることができる。

また、図３に示す例では、車両Ｖｅは四輪駆動車あるいは全輪駆動車として構成されている。そのため、車両Ｖｅは、トランスファ１６を備えている。トランスファ１６は、駆動力源（すなわち、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３）の出力トルクを後輪４側と前輪５側とに分配する機構であり、副変速機７の出力側（図３の右側）に配置されている。トランスファ１６における後輪４側の出力部材（図示せず）に、リヤプロペラシャフト９が連結され、前輪５側の出力部材（図示せず）に、フロントプロペラシャフト１２が連結されている。

トランスファ１６は、例えば、チェーンやベルトを使用した巻き掛け伝動機構、あるいは、歯車機構によって構成することができる。また、トランスファ１６は、前輪５と後輪４との差動回転を可能にする差動機構や、その差動回転を摩擦クラッチなどによって制限する差動制限機構を備えていてもよい。また、トランスファ１６は、上記のような差動制限機構を備えた差動機構からなるフルタイム四輪駆動機構、または、前輪５側へのトルクの伝達を選択的に遮断するパートタイム四輪駆動機構などによって構成することができる。更に、トランスファ１６は、前輪５側へ伝達するトルクと、後輪４側へ伝達するトルクとの配分を任意に設定することが可能な電子制御式の四輪駆動機構によって構成することもできる。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、第２モータ３が、第２モータトルクを副変速機７へ入力可能なように、自動変速機６と副変速機７との間の動力伝達経路１７に接続されている。図３に示す例では、第２モータ３は、エンジン１および第１モータ２と同軸上で、自動変速機６の出力側（図３の右側）、かつ、副変速機７の入力側（図３の左側）に配置されている。具体的には、第２モータ３は、回転軸（ロータ軸）３ａが中空軸に形成されており、その回転軸３ａの中空部分に、自動変速機６の出力軸６ａが回転軸３ａに対して相対回転できるように挿入されている。出力軸６ａは、副変速機７の入力軸（図示せず）に連結されている。したがって、出力軸６ａは、自動変速機６と副変速機７とを連結しており、この発明の実施形態における自動変速機６と副変速機７との間の動力伝達経路１７を形成している。

そして、上記の出力軸６ａ、すなわち、自動変速機６と副変速機７との間の動力伝達経路１７に、減速ギヤ１８を介して、第２モータ３の回転軸３ａが連結されている。図３に示す例では、減速ギヤ１８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構を用いた減速機構である。減速ギヤ１８における遊星歯車機構のサンギヤ（図示せず）に回転軸３ａが連結され、遊星歯車機構のキャリア（図示せず）に出力軸６ａ（動力伝達経路１７）が連結されている。遊星歯車機構のリングギヤは、回転が不可能なように固定されている。したがって、減速ギヤ１８は、回転軸３ａの回転数に対して出力軸６ａ（動力伝達経路１７）の回転数を減速する、すなわち、回転軸３ａのトルクを増幅して出力軸６ａ（動力伝達経路１７）に伝達する減速機構となっている。

上記のように、この発明の実施形態における第２モータ３は、減速ギヤ１８を介して、自動変速機６と副変速機７との間の動力伝達経路１７に接続されており、第２モータトルクを副変速機７へ入力することが可能である。そのため、第２モータトルクを、副変速機７で更に増幅して、後輪４側へ伝達することができる。また、図３に示す例では、車両Ｖｅはトランスファ１６を備えた四輪駆動車として構成されている。そのため、副変速機７で増幅した第２モータトルクを、前輪５側へ伝達することもできる。

前述の図１および図２で示した従来の構成例では、第２モータ１０３，２０３の出力トルクを増幅するために、自動変速機１０４，２０４の出力側に配置された副変速機１０５，２０５とは別個に、二段減速機１１４，２１０を設けている。それに対して、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、上記のように第２モータ３の第２モータトルクを副変速機７で増幅できるので、従来の構成例における二段減速機１１４，２１０のような減速機構を省くことができる。そのため、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、従来の構成と比較して部品点数を削減できる。また、第２モータ３を大型化することなく、より高出力の２モータタイプのハイブリッド車両を構成することができる。あるいは、第２モータ３として低トルク・高回転型のモータを採用することができ、それにより、よりコンパクトな２モータタイプのハイブリッド車両を構成することができる。したがって、この発明の実施形態における車両Ｖｅによれば、既存のＦＲ車をベースにして、２モータタイプのハイブリッド車両を適切にかつ効率的に構成することができる。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上記の図３で示した構成に限定されない。例えば、次の図４、図５に示す例のように構成することもできる。なお、以下の各図に示す車両Ｖｅにおいて、上記の図３で示した車両Ｖｅと構成や機能が同じ構成要素については、図３と同じ参照符号を付けてある。

図４に示す車両Ｖｅでは、第２モータ３が、エンジン１および第１モータ２とは別の回転軸線上に配置されている。具体的には、第２モータ３は、フロントプロペラシャフト１２と同軸上に配置されており、第２モータ３の回転軸３ａの中空部分に、フロントプロペラシャフト１２が回転軸３ａに対して相対回転できるように挿入されている。そして、この図４に示す例では、第２モータ３は、自動変速機６の出力軸６ａ、すなわち、自動変速機６と副変速機７との間の動力伝達経路１７に、減速ギヤ２１を介して、第２モータ３の回転軸３ａが連結されている。図４に示す例では、減速ギヤ２１は、径の異なる二つの歯車からなる歯車対を用いた減速機構である。減速ギヤ１８における大径ギヤ２２に回転軸３ａが連結され、大径ギヤ２２よりも径が小さい（歯数が少ない）小径ギヤ２３に出力軸６ａ（動力伝達経路１７）が連結されている。そして、それら大径ギヤ２２と小径ギヤ２３とが噛み合う歯車対によって減速ギヤ２１が構成されている。したがって、減速ギヤ２１は、回転軸３ａの回転数に対して出力軸６ａ（動力伝達経路１７）の回転数を減速する、すなわち、回転軸３ａのトルクを増幅して出力軸６ａ（動力伝達経路１７）に伝達する減速機構となっている。

上記のように、この図４に示す構成の車両Ｖｅにおいても、第２モータ３は、減速ギヤ１８を介して、自動変速機６と副変速機７との間の動力伝達経路１７に接続されており、第２モータトルクを副変速機７へ入力することが可能である。そのため、第２モータトルクを、副変速機７で更に増幅して、後輪４側へ伝達することができる。また、図４に示す例でも、車両Ｖｅはトランスファ１６を備えた四輪駆動車として構成されている。そのため、副変速機７で増幅した第２モータトルクを、前輪５側へ伝達することもできる。

したがって、この図４に示す構成の車両Ｖｅは、第２モータ３の第２モータトルクを副変速機７で増幅できるので、前述したような従来の構成例における二段減速機１１４，２１０のような減速機を省くことができる。そのため、従来の構成と比較して部品点数を削減できる。また、第２モータ３を大型化することなく、より高出力の２モータタイプのハイブリッド車両を構成することができる。あるいは、第２モータ３として低トルク・高回転型のモータを採用することができ、それにより、よりコンパクトな２モータタイプのハイブリッド車両を構成することができる。

図５に示す車両Ｖｅは、駆動力源（すなわち、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３）の出力トルクで後輪４を駆動する二輪駆動（ＦＲ・２ＤＷ）車として構成されている。すなわち、この図５に示す構成の車両Ｖｅでは、前述の図３で示した車両Ｖｅにおけるトランスファ１６、フロントプロペラシャフト１２、フロントデファレンシャルギヤ１３、および、フロントドライブシャフト１４が省かれている。第２モータ３は、前述の図３で示した車両Ｖｅと同様に、エンジン１および第１モータ２と同軸上に配置され、減速ギヤ１８を介して、自動変速機６と副変速機７との間の動力伝達経路１７に接続されている。要するに、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、既存のＦＲ車をベースにした２モータタイプのハイブリッド車両であり、この図５に示すように、縦置きのエンジン１を搭載し、後輪４で駆動力を発生する後輪駆動（ＦＲ）のハイブリッド車両であってもよい。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、駆動力源（すなわち、エンジン１、第１モータ２、および、第２モータ３）の運転状態、自動変速機６および副変速機７の動作、ならびに、前輪５と後輪４のトルク配分を調整可能な電子制御式のトランスファ１６の動作等をそれぞれ制御するためのコントローラ（図示せず）を備えている。また、例えば、車両Ｖｅの車速や加速度（減速度）、および、バッテリの電池残量などを検出する検出部（図示せず）を備えている。したがって、特に、前述の図３、図４で示したような四輪駆動の２モータタイプのハイブリッド車両であって、トルクの前後配分を調整可能な電子制御式のトランスファ１６を備えた車両Ｖｅを対象に、前輪５と後輪４のトルク配分を適宜に制御して第２モータ３を回生させることにより、第２モータ３による回生エネルギを増大し、車両Ｖｅのエネルギ効率を向上させることができる。そのような回生エネルギを増大するための制御の例を、図６、図７のフローチャートに示してある。

図６のフローチャートに示す制御では、先ず、第２モータ３に対する回生要求があるか否かが判断される（ステップＳ１１）。例えば、車両Ｖｅが所定の減速度以上で減速走行する場面や、走行中にバッテリの電池残量が低下して充電が必要な状況で、第２モータ３に対して回生要求が指示される。

第２モータ３に対する回生要求がないことにより、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、第２モータ３に対する回生要求があったことにより、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、電子制御式のトランスファ１６によるトルクの前後配分が調整される。具体的には、電子制御式のトランスファ１６の動作が制御されて、前輪５と後輪４とのトルク配分が調整される。例えば、前輪５および後輪４の両方でトルクを伝達する四輪駆動状態が設定される。あるいは、前輪５でトルクを伝達する前輪駆動状態が設定される。

前述の図３、図４で示したようないわゆるパートタイム四輪駆動の車両Ｖｅでは、例えば、平坦な舗装路上を中低速で走行するような通常走行や、燃費を重視した燃費走行の際に、前輪５へのトルクの伝達を遮断した後輪駆動状態で走行することが想定される。そのような後輪駆動状態では、第２モータ３による回生制動時の加速度（減速度）の上限（限界加速度）が、後輪４のグリップが可能な加速度の範囲で設定される。一般に、制動時の車輪のグリップ力は、前輪よりも後輪の方が低い。そのため、上記のような後輪駆動状態で第２モータ３の回生を行うと、回生エネルギの損失が大きくなってしまう。すなわち、車両Ｖｅのエネルギ効率が低下してしまう。そのため、この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第２モータ３に対する回生要求があった場合には、電子制御式のトランスファ１６を制御し、四輪駆動状態、あるいは、前輪駆動状態が設定される。四輪駆動状態で回生制動を実行することにより、上記のような回生エネルギの損失を抑制し、車両Ｖｅのエネルギ効率を向上させることができる。また、車両Ｖｅの制動力は、後輪４よりも前輪５に掛かる比重が高いため、少なくとも前輪駆動状態で回生制動を実行することにより、後輪駆動状態で回生制動を実行した場合と比較して回生エネルギの損失を抑制できる。

次いで、ステップＳ１３では、上記のステップＳ１２で設定されたトルク配分の四輪駆動状態または前輪駆動状態で、第２モータ３の回生が実行される。上記のように車両Ｖｅが四輪駆動状態または前輪駆動状態にされることにより、第２モータ３による回生制動時の限界加速度が拡大する。例えば、限界加速度は、後輪駆動状態では０．１Ｇ程度であるのに対して、四輪駆動状態では０．３Ｇ程度に拡大する。したがって、四輪駆動状態または前輪駆動状態で第２モータ３の回生を実行することにより、後輪駆動状態で第２モータ３の回生を実行した場合と比較してより多くの回生電力を得ることができる。その結果、車両Ｖｅのエネルギ効率が向上する。このステップＳ１３で第２モータ３の回生が実行されると、その後、このルーチンを一旦終了する。

図７のフローチャートに示す制御では、先ず、車両Ｖｅが減速中であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。具体的には、車両Ｖｅが所定の基準減速度以上で減速走行しているか否かが判断される。この場合の基準減速度は、例えば、車両Ｖｅが、いわゆるロードロードで緩やかに減速走行している状態を除く減速状態、すなわち、ロードロードでの減速度よりも大きな減速度で減速走行している状態を判断するための閾値である。例えば、車両Ｖｅの減速度が基準減速度以上である場合に、車両Ｖｅが減速中であると判断される。基準減速度は、例えば、走行実験やシミュレーション等の結果を基に予め定められている。

車両Ｖｅは、上記のようなロードロードで緩やかに減速している状態では、加速操作および制動操作のいずれも行われておらず、安定して惰性走行していると推定できる。そのような場合に回生制動を行うことは、惰性走行の安定状態が崩れてしまうので好ましくない。そのため、この図７のフローチャートに示す制御では、最初のステップＳ２１で、第２モータ３による回生制動を実行するのに適した減速状態を判断するようにしている。

車両Ｖｅが回生制動を実行するのに適した減速中でないことにより、このステップＳ２１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、車両Ｖｅが回生制動を実行するのに適した減速中であることにより、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２では、電子制御式のトランスファ１６によるトルクの前後配分が調整される。具体的には、電子制御式のトランスファ１６の動作が制御されて、前輪５と後輪４とのトルク配分が調整される。例えば、前輪５および後輪４の両方でトルクを伝達する四輪駆動状態が設定される。あるいは、前輪５でトルクを伝達する前輪駆動状態が設定される。

次いで、ステップＳ２３では、第２モータ３に対する回生要求があるか否かが判断される。例えば、車両Ｖｅが所定の減速度以上で減速走行する場面や、走行中にバッテリの電池残量が低下して充電が必要な状況で、第２モータ３に対して回生要求が指示される。

第２モータ３に対する回生要求がないことにより、このステップＳ２３で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。それに対して、第２モータ３に対する回生要求があったことにより、ステップＳ２３で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４では、上記のステップＳ２２で設定されたトルク配分の四輪駆動状態または前輪駆動状態で、第２モータ３の回生が実行される。上記のように車両Ｖｅが四輪駆動状態または前輪駆動状態にされることにより、第２モータ３による回生制動時の限界加速度が拡大する。したがって、四輪駆動状態または前輪駆動状態で第２モータ３の回生を実行することにより、後輪駆動状態で第２モータ３の回生を実行した場合と比較してより多くの回生電力を得ることができる。その結果、車両Ｖｅのエネルギ効率が向上する。このステップＳ２４で第２モータ３の回生が実行されると、その後、このルーチンを一旦終了する。

１…エンジン（駆動力源；ENG）、 １ａ…（エンジン１の）出力軸（クランク軸）、 ２…第１モータ（駆動力源；MG1）、 ２ａ…（第１モータ２の）回転軸（ロータ軸）、 ３…第２モータ（駆動力源；MG2）、 ３ａ…（第２モータ３の）回転軸（ロータ軸）、 ４…後輪（駆動輪）、 ５…前輪（駆動輪）、 ６…自動変速機（AT）、 ７…副変速機、 ８…ダンパ装置、 ９…リヤプロペラシャフト、 １０…リヤデファレンシャルギヤ、 １１…リヤドライブシャフト、 １２…フロントプロペラシャフト、 １３…フロントデファレンシャルギヤ、 １４…フロントドライブシャフト、 １５…発進クラッチ、 １６…トランスファ、 １７…（自動変速機６と副変速機７との間の）動力伝達経路、 １８，２１…減速ギヤ、 ２２…（減速ギヤ２１の）大径ギヤ、 ２３…（減速ギヤ２１の）小径ギヤ、 Ｖｅ…車両（ハイブリッド車両）。

Claims (1)

1. クランク軸の回転軸線方向を車体の前後方向に合わせた縦置きで前記車体の前輪側に配置されたエンジンと、前記エンジンと同軸上で前記エンジンの出力側に配置され、前記エンジンが出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより発電する機能を有する第１モータと、前記第１モータの出力側に配置され、前記エンジントルクおよび前記第１モータが出力する第１モータトルクを後輪側へ伝達する自動変速機と、前記自動変速機と前記後輪との間に配置され、前記自動変速機側から入力されるトルクを増幅して前記後輪側へ伝達する副変速機と、を備えたハイブリッド車両において、
   第２モータトルクを出力する第２モータを更に備え、
   前記第２モータは、前記第２モータトルクを前記副変速機へ入力可能なように、前記自動変速機と前記副変速機との間の動力伝達経路に接続されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両。

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