JP3161328B2 - 動力伝達装置およびこれを用いた四輪駆動車両並びに動力伝達方法および四輪駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力伝達装置及び
これを用いた四輪駆動車輌ならびに動力伝達方法および
四輪駆動方法に関し、詳しくは原動機より得られる動力
を効率的に伝達または利用する動力伝達装置及びこれを
用いた四輪駆動車輌に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、原動機などの出力トルクを変換し
て動力を伝達するには、流体を利用したトルクコンバー
タが用いられていた。流体を用いたトルクコンバータで
は、入力軸と出力軸は完全にはロックされず、両軸間で
生じた滑りに応じたエネルギ損失が発生していた。この
エネルギ損失は、正確には、両軸の回転数差とその時の
伝達トルクとの積で表わされる。このエネルギ損失は、
熱となって消費されてしまう。従って、こうした動力伝
達装置を用いた車輌では、発進時などの過渡時の損失は
大きい。また定常走行時であっても動力伝達における効
率は１００パーセントにならず、例えば手動式のトラン
スミッションと較べて、その燃費は低くならざるを得な
い。

【０００３】こうした動力伝達装置のように流体を用い
るのではなく、機械−電気−機械変換により動力を伝達
しようとするものが提案されている（例えば特公昭５１
−２２１３２号公報に示された「回転電気機械の配列」
等）。この技術は、原動機の出力を電磁継手及び回転電
機からなる動力伝達手段に結合し、回転電機の極数Ｐ
１、電磁継手の極数Ｐ２により、１＋Ｐ２／Ｐ１の減速
比（トルク変換比）を実現するものである。この構成に
よれば、流体によるエネルギ損失が存在しないので、電
磁継手と回転電機の効率を高めれば、動力伝達手段のエ
ネルギ損失を比較的小さくすることが可能と考えられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係る動
力伝達装置では、トルク変換比が固定であり、車輌など
のように変換比を広く変化させる必要のあるものには用
いることができなかった。また、車輌や原動機の運転状
態に応じて、所望の変換比を実現することも困難であっ
た。もとより、流体を用いたものでは、軸間の滑りに応
じたエネルギ損失を免れ得ないことは、上述した通りで
ある。また、こうした動力伝達装置は、一軸に動力を伝
達できるに過ぎず、四輪駆動車輌などに適用することは
できなかった。

【０００５】本発明の動力伝達装置及びこれを用いた四
輪駆動車輌は、こうした問題を解決し、原動機より得ら
れた動力を高効率に伝達または利用して、原動機の出力
を２つの軸に適正に配分すること、更にはその動力伝達
装置を用いて全く新規な四輪駆動車輌の構成を提案する
ことを目的としてなされ、次の構成を採った。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の第１の動力伝達装置は、原動機の動力が伝達され
る回転軸を備え、該回転軸から入力される原動機からの
動力を、第１の出力軸と、該出力軸とは異なる第２の出
力軸とに伝達する動力伝達装置であって、前記回転軸の
回転に関連付けられた第１の電動機と、前記回転軸に入
力される動力と、前記第１の出力軸に機械的な形態で入
出力される動力と、前記第１の電動機に電気的な形態で
入出力される動力との配分を、入出力の総和がバランス
する条件の下で制御する分配手段と、前記第２の出力軸
に結合された第２の電動機と、前記第１の電動機に電気
的な形態で入出力される動力を制御して、前記第１の電
動機の運転状態を可変し、前記分配手段における前記動
力の配分を制御する第１の動力制御手段と、前記第１の
動力制御手段により前記第１の電動機に電気的な形態で
入出力される動力に基づき、前記第２の電動機の運転を
制御して、前記第２の出力軸に出力される動力を制御す
る第２の動力制御手段とを備えたことを要旨とする。

【０００７】かかる動力伝達装置では、原動機の動力が
伝達される回転軸の回転に関連付けられた第１の電動機
を備え、この第１の電動機に電気的な形態で入出力され
る動力を第１の動力制御手段により制御する。第１の電
動機に電気的な形態で入出力される動力が制御される
と、第１の電動機に電気的な形態で入出力される動力と
原動機の動力が伝達される回転軸に入力される動力と第
１の出力軸に機械的な形態で入出力される動力との配分
は、入出力の総和がバランスする条件の下で分配手段に
より制御されるから、第１の出力軸に入出力される動力
は決定される。他方、第１の動力制御手段により前記第
１の電動機に電気的な形態で入出力される動力に基づ
き、第２の動力制御手段により、第２の電動機の運転を
制御して、第２の出力軸に出力される動力を制御する。
この結果、原動機からの動力を、第１の出力軸と、該出
力軸とは異なる第２の出力軸とに伝達することができ
る。

【０００８】この分配手段による動力分配の様子を、回
転数とトルクの関係として図４６に示す。原動機がある
出力で運転されていると、その回転軸には、トルクＴ×
回転数Ｎのエネルギが出力されることになる。今、原動
機が回転数Ｎｅ，トルクＴｅの点Ｐ１で運転されている
とする。このとき、分配手段により第１の出力軸の回転
数がＮｄｆであるとすると、分配手段は、図示領域Ｇ１
に相当するエネルギを電気的な形態で取り出し、これを
第２の出力軸側の出力とすることができる。第２の出力
軸が、第１の出力軸と同じ回転数Ｎｄｆで回転している
とし、かつ分配手段により電気的な形態で取り出された
エネルギが全て第２の出力軸に出力されるとすると、
（Ｎｅ−Ｎｄｆ）×Ｔｅ＝Ｎｄｆ×Ｔｄｒの関係が成り
立つトルクＴｄｆが第２の出力軸に出力されることにな
る。第１の出力軸のトルクはＴｅであることから、第１
の出力軸が第２の出力軸と同じ対象を駆動しているとす
れば、総トルクは、Ｔｅ＋Ｔｄｒとなり、動力の伝達を
受ける対象は、回転数Ｎｄｆ，トルクＴｅ＋Ｔｄｒの点
Ｐ２で駆動されることになる。したがって、本発明の動
力伝達装置は、これをトルクと回転数の観点からみれ
ば、トルク変換を行なう装置として把握することも可能
である。なお、トルク変換は、逆向き、即ち点Ｐ２から
点Ｐ１に向かって行なうこともできる。後述する四輪駆
動車輌の場合、第１，第２の車軸の回転数は、通常等し
いから、車軸に出力される動力をトルクと回転数の観点
から見れば、上記のトルク変換の議論はそのまま適用可
能である。

【０００９】かかる動力伝達装置において、第１の出力
軸に結合された第３の電動機と、該第３の電動機の運転
を制御して、前記分配手段により機械的形態で動力が入
出力される前記第１の出力軸に、第３の電動機による動
力の入出力を加える第３の動力制御手段とを備えること
も可能である。

【００１０】かかる構成によれば、第１の出力軸に入出
力される動力に、第３の電動機による動力の入出力を加
えることができ、第１の出力軸に最終的に入出力される
動力を、分配手段により機械的に入出力される動力の範
囲にとどまらず、広く可変することができる。

【００１１】以上説明した本発明の動力伝達装置の分配
手段としては、いくつかの態様を考えることができる
が、その一つは、第１の電動機が、前記原動機の回転軸
に機械的に結合する第１のロータと、該第１のロータと
電磁的に結合し、該第１のロータに対して相対的に回転
し得る第２のロータとを有すると共に、該第２のロータ
が、前記第１の出力軸に機械的に結合したものであっ
て、これが分配手段を構成するものである。この動力伝
達装置は、更に、前記第１および第２の動力制御手段
は、多相交流によって前記第１の電動機における前記第
１及び第２のロータ間の電磁的な結合を制御して、前記
第１の電動機との間で少なくとも一方向の電力のやり取
りが可能な第１の電動機駆動回路と、前記第２の電動機
との間で少なくとも一方向の電力のやり取りが可能な第
２の電動機駆動回路と、前記第１および第２の電動機駆
動回路を制御して、前記第１および第２の出力軸に入出
力される動力の配分を制御する動力配分制御手段とを備
えたものとすることができる。

【００１２】かかる動力伝達装置では、原動機の回転軸
に入力された動力の分配手段による分配は、次のように
行なわれる。第１及び第２のロータ間の電磁的な結合の
強さによって、機械的な形態で第１の出力軸に動力が入
出力され、第１及び第２のロータの回転数差に基づき、
電気的な形態で動力が入出力される。入出力されるこれ
らの動力の総和は、摩擦などによりロスを除きバランス
している。分配手段が、ある種のモータとして構成され
たこの形態を、以下、電気分配式と呼ぶ。電気分配式の
動力伝達装置では、第１および第２の電動機駆動回路
が、第１および第２の電動機との間で、少なくとも一方
向に電力のやり取りが可能なので、動力配分制御手段が
これらの電動機駆動回路を制御することにより、第１の
出力軸と第２の出力軸に出力する動力を自由に配分する
ことができる。

【００１３】この電気分配式の動力伝達装置において、
前記第１または第２の電動機駆動回路が前記第１または
第２の電動機との間で回生した電力の少なくとも一部を
蓄積可能な二次電池を備え、前記動力配分制御手段は、
前記第１および第２の電動機駆動回路の制御による前記
第１および第２の電動機との間の電力のやり取りに加え
て、前記二次電池への電力の蓄積および該二次電池から
の電力の出力を制御して、前記第１および第２の出力軸
に入出力される動力の配分を制御する手段を備えること
も可能である。この場合には、一方から回生した電力で
そのまま他方を駆動するという制約、即ち第１の電動機
駆動回路および第２の電動機駆動回路の電力の収支を均
衡させる必要がないことから、両電動機を駆動（力行）
するなど、その制御の自由度が一層高くなると言う利点
が得られる。

【００１４】こうした動力伝達装置において、更に、前
記動力配分制御手段は、前記第１の電動機駆動回路を制
御して、前記第１の電動機より前記第１のロータと第２
のロータとの間に生じる滑り回転に応じた電力を前記第
１の電動機駆動回路を介して回生する回生制御手段と、
該回生した電力の少なくとも一部を用いて前記第２の電
動機駆動回路により前記第２の電動機を力行する力行制
御手段とを備えることができる。この場合には、第１の
電動機から第１の電動機駆動回路を介して電力を回生
し、この電力の少なくとも一部を用いて第２の電動機を
力行し、第１および第２の出力軸に、原動機のトルクを
自由に配分することができる。

【００１５】この動力伝達装置において、前記動力配分
制御手段は、前記二次電池に蓄積された電力を用い、前
記第１の電動機駆動回路を制御して、前記第１の電動機
を力行する第１の力行制御手段と、前記第２の電動機駆
動回路を制御して、前記第２の電動機を力行する第２の
力行制御手段とを備えることも可能である。この場合に
は、両電動機を力行でき、第１および第２の出力軸から
大きなトルクを出力することができる。

【００１６】本発明の動力伝達装置の他の重要な態様
は、以下、機械分配式と呼ぶものであり、その分配手段
は、前記原動機の回転軸と前記第１の出力軸と前記第１
の電動機の回転軸とに各々結合される３軸を有し、該３
軸のうち前記原動機の回転軸に結合された軸と前記第１
の電動機の回転軸に結合された軸とに入出力される動力
が決定したとき、該決定された動力に基づいて、前記第
１の出力軸に結合された軸に入出力される動力が決定さ
れる３軸式動力入出力手段として実現することができ
る。この動力伝達装置では、更に、前記第１および第２
の動力制御手段は、前記第１の電動機との間で少なくと
も一方向の電力のやり取りが可能な第１の電動機駆動回
路と、前記第２の電動機との間で少なくとも一方向の電
力のやり取りが可能な第２の電動機駆動回路と、前記第
１および第２の電動機駆動回路を制御して、前記第１お
よび第２の出力軸に入出力する動力の配分を制御する動
力配分制御手段とを備えたものとすることができる。

【００１７】かかる動力伝達装置では、原動機の回転軸
に入力された動力の分配手段による分配は、次のように
行なわれる。３軸式動力入出力手段は、３軸のうち前記
原動機の回転軸に結合された軸と前記第１の電動機の回
転軸に結合された軸とに入出力される動力が決定したと
き、該決定された動力に基づいて、前記第１の出力軸に
結合された軸に入出力される動力が決定され、第１の出
力軸への動力の入出力は機械的な形態により行なわれ
る。また、第１の電動機は、電気的な形態で動力の入出
力を行なう。機械分配式の動力伝達装置でも、第１およ
び第２の電動機駆動回路が、第１および第２の電動機と
の間で、少なくとも一方向に電力のやり取りが可能なの
で、動力配分制御手段がこれらの電動機駆動回路を制御
することにより、第１の出力軸と第２の出力軸に出力す
る動力を自由に配分することができる。

【００１８】この機械分配式の動力伝達装置において、
電気分配式の動力伝達装置と同様、前記第１または第２
の電動機駆動回路が前記第１または第２の電動機との間
で回生した電力の少なくとも一部を蓄積可能な二次電池
を備え、前記動力配分制御手段を、前記第１および第２
の電動機駆動回路の制御による前記第１および第２の電
動機との間の電力のやり取りに加えて、前記二次電池へ
の電力の蓄積および該二次電池からの電力の出力を制御
して、前記第１および第２の出力軸に入出力する動力の
配分を制御する手段とすることができる。

【００１９】更に、これらの機械分配式の動力伝達装置
において、電気分配式の動力伝達装置と同様、前記動力
配分制御手段を、前記第１の電動機駆動回路を制御し
て、前記原動機の回転軸に入出力される動力と前記第１
の出力軸に入出力される動力との差分に応じた電力を、
第１の電動機から前記第１の電動機駆動回路を介して回
生する回生制御手段と、該回生した電力の少なくとも一
部を用いて前記第２の電動機駆動回路により前記第２の
電動機を力行する力行制御手段とを備えるものとするこ
とができる。

【００２０】また、機械分配式の動力伝達装置におい
て、電気分配式の動力伝達装置と同様、前記動力配分制
御手段として、前記二次電池に蓄積された電力を用い、
前記第１の電動機駆動回路を制御して、前記第１の電動
機を力行する第１の力行制御手段と、前記第２の電動機
駆動回路を制御して、前記第２の電動機を力行する第２
の力行制御手段とを備えるものとすることもできる。

【００２１】本発明の第２の動力伝達装置は、原動機の
出力する機械的エネルギを回転軸を介して第１の電動機
に伝達し、該第１の電動機を利用して伝達された前記機
械的エネルギの一部を電気的エネルギに変換して取り出
し、残りの機械的エネルギを第１の出力軸に出力すると
共に、前記第１の電動機より取り出された前記電気的エ
ネルギの少なくとも一部を用いて第２の電動機を駆動し
て、前記第１の出力軸とは異なる第２の出力軸に出力
し、前記第１の電動機において伝達される前記機械的エ
ネルギと取り出される前記電気的エネルギとの配分を制
御して、前記第１および第２の出力軸に出力される動力
を所定の大きさに調整することを要旨とする。

【００２２】この動力伝達装置は、第１の電動機を利用
して伝達される機械的エネルギと取り出される電気的エ
ネルギとの配分を制御し、この取り出された電気的エネ
ルギの少なくとも一部を用いて第２の電動機を駆動する
から、第１の出力軸および第２の出力軸に出力される動
力を所定の大きさに調整することができる。

【００２３】上述した動力伝達装置において、前記第１
の出力軸に出力される動力と、前記第２の出力軸に出力
される動力との配分を決定する配分決定手段を備え、前
記第１，第２の動力制御手段は、該配分決定手段により
決定された動力配分を目標値として制御を行なう手段と
することができる。

【００２４】この動力伝達装置は、先に第１の出力軸と
第２の出力軸とに分配される動力を配分決定手段により
決定する。第１，第２の動力制御手段は、この決定され
た動力配分を目標値として制御を行なう。この結果、第
１，第２の出力軸に入出力される動力の配分を優先して
制御が行なわれることになる。

【００２５】更に、第３の電動機を備えた上記の動力伝
達装置において、前記第１の動力制御手段を介して前記
第１の電動機の動力を制御することにより、前記原動機
を所望の運転領域内で運転する原動機運転手段と、前記
第１の出力軸に出力される動力と前記第２の出力軸に出
力される動力との配分を決定する配分決定手段を備える
と共に、前記第３の動力制御手段を、該配分決定手段に
より前記第１の出力軸について決定された動力配分を目
標値として制御を行なう手段とし、前記第２の動力制御
手段を、該配分決定手段により前記第２の出力軸につい
て決定された動力配分を目標値として制御を行なう手段
とすることができる。この動力伝達装置では、原動機を
所望の運転条件、例えば燃料消費量が少なくなる運転条
件で運転しながら、第１，第２の出力軸に入出力される
動力の配分を自由に制御することができる。

【００２６】この動力伝達装置において、前記第１の電
動機を、前記原動機の回転軸に機械的に結合する第１の
ロータと、該第１のロータと電磁的に結合し、該第１の
ロータに対して相対的に回転し得る第２のロータとを有
すると共に、該第２のロータが、前記第１の出力軸に機
械的に結合したものとし、この構成により分配手段を構
成することができる。即ち、電気分配式の動力伝達装置
により、上記の制御を実現することができる。

【００２７】他方、この動力伝達装置において、前記分
配手段を、前記原動機の回転軸と前記第１の出力軸と前
記第１の電動機の回転軸とに各々結合される３軸を有
し、該３軸のうち前記原動機の回転軸に結合された軸と
前記第１の電動機の回転軸に結合された軸とに入出力さ
れる動力が決定したとき、該決定された動力に基づい
て、前記第１の出力軸に結合された軸に入出力される動
力が決定される３軸式動力入出力手段とすることができ
る。即ち、機械分配式の動力伝達装置により、上記の制
御を実現することができる。

【００２８】なお、これらの動力伝達装置において、第
１または第２の電動機は（第３の電動機を有するもので
は第３の電動機も）、多相の交流により構成される回転
磁界と、永久磁石による磁界との相互作用により回転す
る同期電動機とすることができる。同期電動機は、小型
軽量な構成の割には大きな動力を取り出すことができ、
動力伝達装置を小型に構成することができる。

【００２９】次に車輌の第１の車軸および第２の車軸に
独立に動力を伝達する本発明の四輪駆動車輌について説
明する。本発明の四輪駆動車輌は、動力が取り出される
回転軸を有し、該回転軸を回転させる原動機と、該回転
軸の回転に関連付けられた第１の電動機と、前記回転軸
に入力される動力と、前記第１の車軸に機械的な形態で
入出力される動力と、前記第１の電動機に電気的な形態
で入出力される動力との配分を、入出力の総和がバラン
スする条件の下で制御する分配手段と、前記第２の車軸
に結合された第２の電動機と、前記第１の電動機に電気
的な形態で入出力される動力を制御して、前記第１の電
動機の運転状態を可変し、前記分配手段における前記動
力の配分を制御する第１の動力制御手段と、前記第１の
動力制御手段により前記第１の電動機に電気的な形態で
入出力される動力に基づき、前記第２の電動機の運転を
制御して、前記第２の車軸に出力される動力を制御する
第２の動力制御手段とを備えたことを要旨とする。

【００３０】この四輪駆動車輌では、原動機の動力が伝
達される回転軸の回転に関連付けられた第１の電動機を
備え、この第１の電動機に電気的な形態で入出力される
動力を第１の動力制御手段により制御する。第１の電動
機に電気的な形態で入出力される動力が制御されると、
第１の電動機に電気的な形態で入出力される動力と原動
機の動力が伝達される回転軸に入力される動力と第１の
車軸に機械的な形態で入出力される動力との配分は、入
出力の総和がバランスする条件の下で分配手段により制
御されるから、第１の車軸に入出力される動力は決定さ
れる。他方、第１の動力制御手段により前記第１の電動
機に電気的な形態で入出力される動力に基づき、第２の
動力制御手段により、第２の電動機の運転を制御して、
第２の車軸に出力される動力を制御する。この結果、原
動機からの動力を、第１の車軸と、第２の車軸とに伝達
することができる。

【００３１】この四輪駆動車輌において、前記第１の車
軸に結合された第３の電動機と、該第３の電動機の運転
を制御して、前記分配手段により機械的形態で動力が入
出力される前記第１の車軸に、第３の電動機による動力
の入出力を加える第３の動力制御手段とを備えることも
可能である。

【００３２】かかる構成によれば、第１の車軸に入出力
される動力に、第３の電動機による動力の入出力を加え
ることができ、第１の車軸に最終的に入出力される動力
を、分配手段により機械的に入出力される動力の範囲に
とどまらず、広く可変することができる。

【００３３】こうした四輪駆動車輌において、前記第１
の電動機は、前記原動機の出力軸に機械的に結合する第
１のロータと、該第１のロータと電磁的に結合し、該第
１のロータに対して相対的に回転し得る第２のロータと
を有すると共に、該第２のロータが、前記第１の車軸に
機械的に結合したものであって、前記分配手段を構成
し、前記第１および第２の動力制御手段は、多相交流に
よって前記第１の電動機における前記第１及び第２のロ
ータ間の電磁的な結合を制御して、前記第１の電動機と
の間で少なくとも一方向の電力のやり取りが可能な第１
の電動機駆動回路と、前記第２の電動機との間で少なく
とも一方向の電力のやり取りが可能な第２の電動機駆動
回路と、前記第１および第２の電動機駆動回路を制御し
て、前記原動機の動力を所定の配分で、前記第１および
第２の出力軸に出力する動力配分制御手段とを備えるこ
とも可能である。かかる構成は、分配手段を電気分配式
の構成としたものである。

【００３４】電気分配式の四輪駆動車輌において、前記
第１または第２の電動機駆動回路が前記第１または第２
の電動機との間で回生した電力の少なくとも一部を蓄積
可能な二次電池を備え、前記動力配分制御手段を、前記
第１および第２の電動機駆動回路の制御による前記第１
および第２の電動機との間の電力のやり取りに加えて、
前記二次電池への電力の蓄積および該二次電池からの電
力の出力を制御して、前記第１および第２の出力軸に出
力する動力の配分を制御する手段とすることができる。
この場合には、一方から回生した電力でそのまま他方を
駆動するという制約、即ち第１の電動機駆動回路および
第２の電動機駆動回路の電力の収支を均衡させる必要が
ないことから、両電動機を駆動（力行）するなど、その
制御の自由度が一層高くなると言う利点が得られる。

【００３５】また、こうした四輪駆動車輌において、前
記動力配分制御手段を、前記第１の電動機駆動回路を制
御して、前記第１の電動機より前記第１のロータと第２
のロータとの間に生じる滑り回転に応じた電力を前記第
１の電動機駆動回路を介して回生する回生制御手段と、
該回生した電力の少なくとも一部を用いて前記第２の電
動機駆動回路により前記第２の電動機を力行する力行制
御手段とを備える構成とすることができる。 この場合
には、第１の電動機から第１の電動機駆動回路を介して
電力を回生し、この電力の少なくとも一部を用いて第２
の電動機を力行し、第１および第２の出力軸に、原動機
のトルクを自由に配分することができる。 こうしたト
ルクの配分により、全体として車輌の加速走行、フリー
ランが可能である。

【００３６】これとは逆に、四輪駆動車輌において、前
記動力配分制御手段を、前記第２の電動機駆動回路を制
御して、前記第２の車軸の回転により回転される前記第
２の電動機から電力を回生する回生制御手段と、該回生
した電力の少なくとも一部を用いて前記第１の電動機駆
動回路により前記第１の電動機を力行する力行制御手段
とを備える構成とすることもできる。四輪駆動車輌の場
合には、路面を介して四輪は関係づけられているから、
第２の車軸の側で回生を行ない、第１の車軸の側で力行
を行なうことも可能である。こうしたトルクの配分によ
り、全体として車輌の加速走行、フリーラン、制動が可
能である。

【００３７】更に、二次電池を有する四輪駆動車輌にお
いて、前記動力配分制御手段を、前記第１の電動機駆動
回路を制御して、前記第１の電動機より前記第１のロー
タと第２のロータとの間に生じる滑り回転に応じた電力
を前記第１の電動機駆動回路を介して回生する第１の回
生制御手段と、前記第２の電動機駆動回路を制御して、
前記第２の車軸の回転により回転される前記第２の電動
機から電力を回生する第２の回生制御手段とを備えるも
のとし、該回生された電力の少なくとも一部を前記二次
電池に蓄積する構成とすることもできる。この場合に
は、少なくとも第２の車軸に制動力を発生させ、両車軸
に結合された両電動機から電力を回収して二次電池の充
電に供することができる。第１の車軸には、駆動力を付
与することもできるし、制動力を付与することもでき
る。従って、全体としては、車輌をフリーランまたは制
動状態に置くことができる。

【００３８】他方、二次電池を有する四輪駆動車輌にお
いて、前記動力配分制御手段を、前記二次電池に蓄積さ
れた電力を用い、前記第１の電動機駆動回路を制御し
て、前記第１の電動機を力行する第１の力行制御手段
と、前記第２の電動機駆動回路を制御して、前記第２の
電動機を力行する第２の力行制御手段とを備える構成と
することができる。この場合には、両軸に、二次電池の
電力を利用した動力を付与することができ、原動機によ
る駆動力とを併せて、車輌を、フリーランまたは加速状
態に置くことができる。加速状態に置く場合には、第１
の電動機に滑り回転を生じさせて電力を回生している場
合と比べて、より高い動力を車軸に出力することがで
き、高い加速を実現することができる。なお、原動機が
停止していても、第１，第２の車軸に駆動力を発生する
ことができる。

【００３９】四輪駆動車輌として、前記分配手段を、前
記原動機の回転軸と前記第１の車軸と前記第１の電動機
の回転軸とに各々結合される３軸を有し、該３軸のうち
前記原動機の回転軸に結合された軸と前記第１の電動機
の回転軸に結合された軸とに入出力される動力が決定し
たとき、該決定された動力に基づいて、前記第１の車軸
に結合された軸に入出力される動力が決定される３軸式
動力入出力手段とし、前記第１および第２の動力制御手
段を、前記第１の電動機との間で少なくとも一方向の電
力のやり取りが可能な第１の電動機駆動回路と、前記第
２の電動機との間で少なくとも一方向の電力のやり取り
が可能な第２の電動機駆動回路と、前記第１および第２
の電動機駆動回路を制御して、前記第１および第２の車
軸に入出力する動力の配分を制御する動力配分制御手段
とを備えたものとすることができる。かかる構成は、分
配手段を機械分配式の構成としたものである。

【００４０】かかる四輪駆動車輌では、原動機の回転軸
に入力された動力は分配手段により、次のように行なわ
れる。３軸式動力入出力手段は、３軸のうち前記原動機
の回転軸に結合された軸と前記第１の電動機の回転軸に
結合された軸とに入出力される動力が決定したとき、該
決定された動力に基づいて、前記第１の車軸に結合され
た軸に入出力される動力が決定され、第１の車軸への動
力の入出力は機械的な形態により行なわれる。また、第
１の電動機は、電気的な形態で動力の入出力を行なう。
機械分配式を採用した四輪駆動車輌でも、第１および第
２の電動機駆動回路が、第１および第２の電動機との間
で、少なくとも一方向に電力のやり取りが可能なので、
動力配分制御手段がこれらの電動機駆動回路を制御する
ことにより、第１の車軸と第２の車軸に出力する動力を
自由に配分することができる。

【００４１】この機械分配式の構成を備えた四輪駆動車
輌において、電気分配式の構成と同様に、前記第１また
は第２の電動機駆動回路が前記第１または第２の電動機
との間で回生した電力の少なくとも一部を蓄積可能な二
次電池を備え、前記動力配分制御手段を、前記第１およ
び第２の電動機駆動回路の制御による前記第１および第
２の電動機との間の電力のやり取りに加えて、前記二次
電池への電力の蓄積および該二次電池からの電力の出力
を制御して、前記第１および第２の車軸に出力する動力
の配分を制御する手段とすることができる。

【００４２】更にこうした機械分配式の構成を備えた四
輪駆動車輌において、電気分配式の構成と同様、前記動
力配分制御手段を、前記第１の電動機駆動回路を制御し
て、前記原動機の回転軸に入出力される動力と前記第１
の車軸に入出力される動力との差分に応じた電力を、第
１の電動機から前記第１の電動機駆動回路を介して回生
する回生制御手段と、該回生した電力の少なくとも一部
を用いて前記第２の電動機駆動回路により前記第２の電
動機を力行する力行制御手段とを備えたものとすること
ができる。

【００４３】また、こうした機械分配式の構成を備えた
四輪駆動車輌において、電気分配式の構成と同様、前記
動力配分制御手段を、前記第２の電動機駆動回路を制御
して、前記第２の車軸の回転により回転される前記第２
の電動機から電力を回生する回生制御手段と、該回生し
た電力の少なくとも一部を用いて前記第１の電動機駆動
回路により前記第１の電動機を力行する力行制御手段と
を備えたものとすることができる。

【００４４】機械分配式の四輪駆動車輌において、二次
電池を備えたものでは、電気分配式の構成と同様、前記
動力配分制御手段を、前記第１の電動機駆動回路を制御
して、前記原動機の回転軸に入出力される動力と前記第
１の車軸に入出力される動力との差分に応じた電力を、
第１の電動機から前記第１の電動機駆動回路を介して回
生する第１の回生制御手段と、前記第２の電動機駆動回
路を制御して、前記第２の車軸の回転により回転される
前記第２の電動機から電力を回生する第２の回生制御手
段とを備えた構成が可能であり、該回生された電力の少
なくとも一部を前記二次電池に蓄積するものとすること
ができる。

【００４５】同様に、二次電池を備えた四輪駆動車輌に
おいて、前記動力配分制御手段を、前記二次電池に蓄積
された電力を用い、前記第１の電動機駆動回路を制御し
て、前記第１の電動機を力行する第１の力行制御手段
と、前記第２の電動機駆動回路を制御して、前記第２の
電動機を力行する第２の力行制御手段とを備えたものと
することができる。

【００４６】本発明の第２の四輪駆動車輌は、原動機の
出力する機械的エネルギを回転軸を介して第１の電動機
に伝達し、該第１の電動機において、伝達された前記機
械的エネルギの一部を電気的エネルギに変換して取り出
し、残りの機械的エネルギを第１の車軸に出力すると共
に、前記第１の電動機より取り出された前記電気的エネ
ルギの少なくとも一部を用いて第２の電動機を駆動し
て、第２の車軸に出力し、前記第１の電動機を利用して
伝達される前記機械的エネルギと取り出される前記電気
的エネルギとの配分を制御して、前記第１および第２の
車軸に出力される動力を所定の大きさに調整することを
要旨としている。

【００４７】この四輪駆動車輌は、第１の電動機を利用
して伝達される機械的エネルギと取り出される電気的エ
ネルギとの配分を制御し、この取り出された電気的エネ
ルギの少なくとも一部を用いて第２の電動機を駆動する
から、第１の車軸および第２の車軸に出力される動力を
所定の大きさに調整することができる。

【００４８】上述した四輪駆動車輌において、前記第１
の車軸に出力される動力と、前記第２の車軸に出力され
る動力との配分を決定する配分決定手段を備え、前記第
１の動力制御手段を、該配分決定手段により決定された
動力配分を目標値として制御を行なう手段とすることが
できる。

【００４９】この四輪駆動車輌は、先に第１の車軸と第
２の車軸とに分配される動力を配分決定手段により決定
する。第１，第２の動力制御手段は、この決定された動
力配分を目標値として制御を行なう。この結果、第１，
第２の車軸に入出力される動力の配分を優先して制御が
行なわれることになる。

【００５０】更に第３の電動機を備えた上記の四輪駆動
車輌において、前記第１の動力制御手段を介して前記第
１の電動機の動力を制御することにより、前記原動機を
所望の運転領域内で運転する原動機運転手段と、前記第
１の車軸に出力される動力と、前記第２の車軸に出力さ
れる動力との配分を決定する配分決定手段を備えると共
に、前記第３の動力制御手段を、該配分決定手段により
前記第１の車軸について決定された動力配分を目標値と
して制御を行なう手段とし、前記第２の動力制御手段
を、該配分決定手段により前記第２の車軸について決定
された動力配分を目標値として制御を行なう手段でとす
ることができる。この四輪駆動車輌では、原動機を所望
の運転条件、例えば燃料消費量が少なくなる運転条件で
運転しながら、第１，第２の車軸に入出力される動力の
配分を自由に制御することができる。

【００５１】この四輪駆動車輌において、前記第１の電
動機を、前記原動機の回転軸に機械的に結合する第１の
ロータと、該第１のロータと電磁的に結合し、該第１の
ロータに対して相対的に回転し得る第２のロータとを有
すると共に、該第２のロータが、前記第１の車軸に機械
的に結合したものとし、この構成により前記分配手段を
構成することができる。 即ち、電気分配式により、上
記の制御を実現することができる。

【００５２】他方、この四輪駆動車輌において、前記分
配手段を、前記原動機の回転軸と前記第１の車軸と前記
第１の電動機の回転軸とに各々結合される３軸を有し、
該３軸のうち前記原動機の回転軸に結合された軸と前記
第１の電動機の回転軸に結合された軸とに入出力される
動力が決定したとき、該決定された動力に基づいて、前
記第１の車軸に結合された軸に入出力される動力が決定
される３軸式動力入出力手段とすることができる。即
ち、機械分配式により、上記の制御を実現することがで
きる。

【００５３】更に、本発明の第３の四輪駆動車輌は、原
動機の動力を車輌の第１の車軸と該第１の車軸とは機械
的に直接は結合されていない第２の車軸に伝達する動力
伝達装置を備えた四輪駆動車輌であって、動力を出力す
る回転軸を有し、該回転軸を回転させる原動機と、該原
動機の回転軸に機械的に結合する第１のロータと、該第
１のロータと電磁的に結合し、該第１のロータに対して
相対的に回転し得る第２のロータとを有し、該第２のロ
ータに前記第１の車軸を機械的に結合した第１の電動機
と、多相交流によって前記第１の電動機における前記第
１及び第２のロータ間の電磁的な結合を制御して、前記
第１の電動機との間で少なくとも一方向の電力のやり取
りが可能な第１の電動機駆動回路と、前記原動機の他の
回転軸に機械的に結合する第３のロータと、該第３のロ
ータと電磁的に結合し、該第３のロータに対して相対的
に回転し得る第４のロータとを有し、該第４のロータに
前記第２の車軸を機械的に結合した第２の電動機と、多
相交流によって前記第１の電動機における前記第１及び
第２のロータ間の電磁的な結合を制御して、前記第２の
電動機との間で少なくとも一方向の電力のやり取りが可
能な第２の電動機駆動回路と、前記第１および第２の電
動機駆動回路を制御して、前記原動機の動力を所定の配
分で、前記第１および第２の車軸に出力する動力配分制
御手段とを備えたことを要旨とする。

【００５４】この四輪駆動車輌は、原動機の出力軸の両
端から第１または第２の車軸に至る経路に、相対的に回
転し得るロータを備えた電動機という同一の構成を付加
したものであり、各軸に置かれた電動機とその電動機駆
動回路との間の電力のやり取りを制御することで、第１
および第２の車軸に出力される原動機の動力を自在に配
分することができる。

【００５５】この四輪駆動車輌において、前記第１また
は第２の電動機駆動回路が前記第１または第２の電動機
との間で回生した電力の少なくとも一部を蓄積可能な二
次電池を備え、前記動力配分制御手段は、前記第１およ
び第２の電動機駆動回路の制御による電力の回生および
消費に加えて、前記二次電池への電力の蓄積および／ま
たは該二次電池からの電力の出力を制御する二次電池制
御手段を備えた構成とすることができる。この場合に
は、電動機間の電力の収支をバランスさせる必要はな
く、二次電池を含めた電力のやり取りにより、第１およ
び第２の車軸への動力の配分を一層自由に制御すること
ができる。

【００５６】更に、本発明の第４の四輪駆動車輌は、原
動機の動力を車輌の第１の車軸および第２の車軸に伝達
する動力伝達装置を備えた四輪駆動車輌であって、動力
が出力される回転軸を有し、該回転軸を回転させる原動
機と、該原動機の回転軸に機械的に結合する第１のロー
タと、該第１のロータと電磁的に結合し、該第１のロー
タに対して相対的に回転し得る第２のロータとを有し、
該第２のロータに前記第１の車軸を機械的に結合した第
１の電動機と、多相交流によって前記第１の電動機にお
ける前記第１及び第２のロータ間の電磁的な結合を制御
して、前記第１の電動機との間で少なくとも一方向の電
力のやり取りが可能な第１の電動機駆動回路と、前記第
１の車軸とは機械的に直接は結合されていない第２の車
軸が結合された第２の電動機と、該第２の電動機との間
で少なくとも一方向の電力のやり取りが可能な第２の電
動機駆動回路と、前記第１および第２の電動機駆動回路
を制御して、前記第１および／または第２の車軸に制動
トルクを付与する制動力制御手段とを備えたことを要旨
とする。

【００５７】この四輪駆動車輌は、第１および第２の電
動機駆動回路を制御することにより、第１および／また
は第２の車軸に制動力を付与して、四輪駆動車における
制動力を自在に制御することができる。また、制動時に
エネルギを第１または第２の電動機駆動回路を介して回
生することにより、車輌のエネルギ効率を一層高めるこ
ともできる。

【００５８】本発明の動力伝達方法は、原動機の動力が
伝達される回転軸を備え、該回転軸から入力される原動
機からの動力を基準として、第１の原動機が結合された
第１の出力軸に入出力される動力と、第２の電動機が結
合され、該第１出力軸とは異なる第２の出力軸に入出力
される動力との配分を制御する方法であって、前記回転
軸に入力される動力と、前記第１の出力軸に機械的な形
態で入出力される動力と、前記第１の電動機に電気的な
形態で入出力される動力との配分を、入出力の総和がバ
ランスする条件の下で制御する分配手段を用意し、前記
第１の電動機に電気的な形態で入出力される動力を制御
して、前記第１の電動機の運転状態を可変し、前記分配
手段における前記動力の配分を制御し、前記分配手段の
動作に伴い前記第１の電動機に電気的な形態で入出力さ
れる動力に基づき、前記第２の電動機の運転を制御し
て、前記第２の出力軸に出力される動力を制御すること
を要旨とする。

【００５９】また、本発明の四輪駆動方法は、原動機の
動力が伝達される回転軸を備え、該回転軸から入力され
る原動機からの動力を基準として、第１の原動機が結合
された第１の車軸に入出力される動力と、第２の電動機
が結合され、該第１車軸とは異なる第２の車軸に入出力
される動力との配分を制御する四輪駆動方法であって、
前記回転軸に入力される動力と、前記第１の車軸に機械
的な形態で入出力される動力と、前記第１の電動機に電
気的な形態で入出力される動力との配分を、入出力の総
和がバランスする条件の下で制御する分配手段を用意
し、前記第１の電動機に電気的な形態で入出力される動
力を制御して、前記第１の電動機の運転状態を可変し、
前記分配手段における前記動力の配分を制御し、前記分
配手段の動作に伴い前記第１の電動機に電気的な形態で
入出力される動力に基づき、前記第２の電動機の運転を
制御して、前記第２の車軸に入出力される動力を制御す
ることを要旨とする。

【００６０】上記のいずれの構成においても、原動機と
しては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの
内燃機関の他、ロータリーエンジン、ガスタービン、ス
ターリングエンジンなど、いかなる原動機でも利用可能
である。これらの原動機は、定常運転状態で制御しても
良いし、オン・オフ的な制御としても良いし、アクセル
開度や要求トルクなどに応じて出力を制御しても良い。
また、二次電池を有する構成では、二次電池の充電状態
などに応じて制御するものとしても良い。車輌全体の総
合的な状態から制御するものとすることも自然である。

【００６１】更に、第１および第２の電動機としては、
永久磁石型の同期モータの他にも、永久磁石型のＤＣモ
ータ、通常の直流モータ、誘導モータ、リラクタンス同
期モータ、永久磁石型またはリラクタンス型のバーニア
モータ、ステッピングモータ、超伝導モータなど、種々
のモータを用いることができる。これらの電動機を制御
する電動機駆動回路は、電動機のタイプに適したものを
採用すればよいが、例えば、ＩＧＢＴインバータ、トラ
ンジスタを用いたインバータ、サイリスタインバータ、
電圧ＰＷＭインバータ、電流インバータ、共振インバー
タなど、様々なタイプの回路が知られている。また、二
次電池としては、鉛バッテリ、ニッケル水素（ＮｉＭ
Ｈ）バッテリ、リチウムバッテリ、大型のキャパシタな
ど、実現可能な様々な構成が採用可能である。回生した
エネルギを蓄えることができれば良く、二次電池に蓄え
切れない電力が回生された場合には、例えばメタン改質
などに利用して水素ガスなどの形態で蓄えるものとして
も良い。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施例と
しての動力伝達装置２０を組み込んだ四輪駆動車輌１５
の概略構成を示す構成図、図２はこの四輪駆動車輌１５
について原動機５０を含む概略構成を示す構成図、図３
は図１の構成を電気的に詳しく描いた構成図、である。
説明の都合上、まず図２を用いて、車輌全体の構成から
説明する。

【００６３】図２に示すように、この車輌には、原動機
５０としてガソリンにより運転されるガソリンエンジン
が備えられている。この原動機５０は、吸気系からスロ
ットルバルブ６６を介して吸入した空気と燃料噴射弁５
１から噴射されたガソリンとの混合気を燃焼室５２に吸
入し、この混合気の爆発により押し下げられるピストン
５４の運動をクランクシャフト５６の回転運動に変換す
る。ここで、スロットルバルブ６６はモータ６６ａによ
り開閉駆動される。点火プラグ６２は、イグナイタ５８
からディストリビュータ６０を介して導かれた高電圧に
よって電気火花を形成し、混合気はその電気火花によっ
て点火されて爆発燃焼する。この爆発燃焼により取り出
されるエネルギが、この車輌を駆動する動力源となる。

【００６４】この原動機５０の運転は、電子制御ユニッ
ト（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）７０により制御されて
いる。ＥＦＩＥＣＵ７０には、原動機５０の運転状態を
示す種々のセンサが接続されている。例えば、スロット
ルバルブ６６の開度を検出するスロットルポジションセ
ンサ６７や、原動機の５０の負荷を検出する吸気管負圧
センサ７２、原動機５０の水温を検出する水温センサ７
４、ディストリビュータ６０に設けられクランクシャフ
ト５６の回転数と回転角度を検出する回転数センサ７６
及び回転角度センサ７８などである。なお、ＥＦＩＥＣ
Ｕ７０には、この他、例えばイグニッションキーの状態
ＳＴを検出するスタータスイッチ７９なども接続されて
いるが、その他のセンサ，スイッチなどの図示は省略し
た。

【００６５】原動機５０のクランクシャフト５６は、ク
ラッチモータ３０を介して駆動軸２２Ａに結合されてい
る。駆動軸２２Ａは、減速ギヤ２３を介して前輪駆動用
のディファレンシャルギヤ２４に結合されており、駆動
軸２２Ａから出力されるトルクは最終的に左右の前輪２
６，２８に伝達される。他方、後輪２７，２９には、後
輪用のディファレンシャルギヤ２５を介して、アシスト
モータ４０が結合されている。即ち、この車輌１５は、
前輪２６，２８は、原動機５０およびクラッチモータ３
０により、他方後輪２７，２９はアシストモータ４０に
より、各々駆動される四輪駆動車輌として構成されてい
る。

【００６６】これらのクラッチモータ３０及びアシスト
モータ４０は、制御装置８０により制御されている。制
御装置８０の構成は後で詳述するが、内部には制御ＣＰ
Ｕが備えられており、シフトレバー８２に設けられたシ
フトポジションセンサ８４やアクセルペダル６４に設け
られその操作量を検出するアクセルペダルポジションセ
ンサ６５、更にはブレーキペダル６８の操作量を検出す
るブレーキペダルポジションセンサ６９なども接続され
ている。また、制御装置８０は、上述したＥＦＩＥＣＵ
７０と通信により、種々の情報をやり取りしている。こ
れらの情報のやり取りを含む制御については、後述す
る。

【００６７】動力伝達装置２０の構成について説明す
る。図３に示すように、動力伝達装置２０は、大きく
は、動力を発生する原動機５０、この原動機５０のクラ
ンクシャフト５６の一端にアウタロータ３２が機械的に
結合されたクラッチモータ３０、このクラッチモータ３
０とは別体に設けられ後輪用の駆動軸２２Ｂに結合され
たロータ４２を有するアシストモータ４０、及びクラッ
チモータ３０とアシストモータ４０を駆動・制御する制
御装置８０から構成されている。

【００６８】各モータの概略構成について、図３および
図４により説明する。クラッチモータ３０は、図３およ
び図４に示すように、アウタロータ３２の内周面に永久
磁石３５を備え、インナロータ３４に形成されたスロッ
トに三相のコイル３６を巻回する同期電動機として構成
されている。この三相コイル３６との電力のやり取り
は、回転トランス３８を介して行なわれる。詳細は後述
するが、クラッチモータ３０は、三相コイル３６に電力
を供給して力行させる場合と、三相コイル３６から電力
を取り出して回生させる場合とが存在する。インナロー
タ３４において三相コイル３６用のスロット及びティー
スを形成する部分は、無方向性電磁鋼板の薄板を積層す
ることで構成されている。インナロータ３４は、駆動軸
２２に結合されており、この駆動軸２２を回転する力
が、減速ギヤ２３の減速比（実施例では約１：４）によ
り増幅されて前輪２６，２８の駆動力となる。なお、ク
ランクシャフト５６には、その回転角度θｅを検出する
レゾルバ３９Ａが、他方、駆動軸２２Ａには、その回転
角度θｆを検出するレゾルバ３９Ｂが設けられている。
両レゾルバ３９Ａ，３９Ｂが検出したクランクシャフト
５６の回転角度θｅと駆動軸２２Ａの回転角度θｆとに
基づいて、制御装置８０は、クラッチモータ３０のアウ
タロータ３２に対するインナロータ３４の相対的な回転
角度（電気角）を知ることができる。

【００６９】他方、クラッチモータ３０とは別体に設け
られたアシストモータ４０も、クラッチモータ３０同
様、同期電動機として構成されているが、回転磁界を形
成する三相コイル４４は、ケース４５に固定されたステ
ータ４３に巻回されている。このステータ４３も、無方
向性電磁鋼板の薄板を積層することで形成されている。
ロータ４２の外周面には、複数個の永久磁石４６が設け
られている。アシストモータ４０では、力行時には、こ
の永久磁石４６により磁界と三相コイル４４が形成する
磁界との相互作用により、ロータ４２が回転する。回生
時には、このロータ４２の回転により三相コイル４４か
ら電力が取り出される。ロータ４２が機械的に結合され
た軸は、後輪２７，２９の駆動軸２２Ｂであり、この駆
動軸２２Ｂには、その回転角度θｒを検出するレゾルバ
４８が設けられている。また、駆動軸２２Ｂは、ケース
４５に設けられたベアリング４９により軸支されてい
る。

【００７０】アシストモータ４０は、通常の永久磁石型
三相同期モータとして構成されているが、クラッチモー
タ３０は、永久磁石３５を有するアウタロータ３２も三
相コイル３６を備えたインナロータ３４も、共に回転す
るよう構成されている。そこで、クラッチモータ３０の
構成の詳細について、図４を用いて補足する。クラッチ
モータ３０のアウタロータ３２は、クランクシャフト５
６に嵌合されたホイール５７の外周端に圧入ピン５９ａ
及びネジ５９ｂにより取り付けられている。ホイール５
７の中心部は、軸形状に突設されており、ここにベアリ
ング３７Ａ，３７Ｂを用いてインナロータ３４が回転自
在に取り付けられている。また、インナロータ３４に
は、駆動軸２２Ａの一端が固定されている。

【００７１】アウタロータ３２に永久磁石３５が設けら
れていることは既に説明した。この永久磁石３５は、実
施例では４個設けられており、アウタロータ３２の内周
面に貼付されている。その磁化方向はクラッチモータ３
０の軸中心に向かう方向であり、一つおきに磁極の方向
は逆向きになっている。この永久磁石３５と僅かなギャ
ップにより対向するインナロータ３４の三相コイル３６
は、インナロータ３４に設けられた計２４個のスロット
（図示せず）に巻回されており、各コイルに通電する
と、スロットを隔てるティースを通る磁束を形成する。
各コイルに三相交流を流すと、この磁界は回転する。三
相コイル３６の各々は、回転トランス３８から電力の供
給を受けるよう接続されている。この回転トランス３８
は、ケース４５に固定された一次巻線３８Ａとインナロ
ータ３４に結合された駆動軸２２Ａに取り付けられた二
次巻線３８Ｂとからなり、電磁誘導により、一次巻線３
８Ａと二次巻線３８Ｂとの間で、双方向に電力をやり取
りすることができる。なお、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の電
流をやり取りするために、回転トランス３８には三相分
の巻線が用意されている。

【００７２】隣接する一組の永久磁石３５が形成する磁
界と、インナロータ３４に設けられた三相コイル３６が
形成する回転磁界との相互作用により、アウタロータ３
２とインナロータ３４とは種々の振る舞いを示す。通常
は、三相コイル３６に流す三相交流の周波数は、クラン
クシャフト５６に直結されたアウタロータ３２の回転数
（１秒間の回転数）とインナロータ３４の回転数との偏
差の周波数としている。この結果、両者の回転には滑り
を存在することになる。分配手段を構成し第１の電動機
に相当するクラッチモータ３０と、第２の電動機に相当
するアシストモータ４０の制御の詳細については、後で
フローチャートを用いて詳しく説明する。

【００７３】次に、クラッチモータ３０及びアシストモ
ータ４０を駆動・制御する制御装置８０について説明す
る。制御装置８０は、図３に示すように、クラッチモー
タ３０との間で電力を双方向にやり取り可能な第１の駆
動回路９１、アシストモータ４０との間で電力を双方向
にやり取り可能な第２の駆動回路９２、両駆動回路９
１，９２を制御する制御ＣＰＵ９０、二次電池であるバ
ッテリ９４から構成されている。制御ＣＰＵ９０は、１
チップマイクロプロセッサであり、内部に、ワーク用の
ＲＡＭ９０ａ、処理プログラムを記憶したＲＯＭ９０
ｂ、入出力ポート（図示せず）及びＥＦＩＥＣＵ７０と
通信を行なうシリアル通信ポート（図示せず）を備え
る。この制御ＣＰＵ９０には、レゾルバ３９Ａからのエ
ンジン回転角度θｅ、レゾルバ３９Ｂからの駆動軸２２
Ａの回転角度θｆ、レゾルバ４８からの駆動軸２２Ｂの
回転角度θｒ、アクセルペダルポジションセンサ６５か
らのアクセルペダルポジション（アクセルペダルの踏込
量）ＡＰ、シフトポジションセンサ８４からのシフトポ
ジションＳＰ、ブレーキペダルポジションセンサ６９か
らのブレーキポジションＢＰ、第１の駆動回路９１に設
けられた２つの電流検出器９５，９６からのクラッチ電
流値Ｉｕｃ，Ｉｖｃ、第２の駆動回路に設けられた２つ
の電流検出器９７，９８からのアシスト電流値Ｉｕａ，
Ｉｖａ、バッテリ９４の残容量を検出する残容量検出器
９９からの残容量ＢRMなどが、入力ポートを介して入力
されている。なお、残容量検出器９９は、バッテリ９４
の電解液の比重またはバッテリ９４の全体の重量を測定
して残容量を検出するものや、充電・放電の電流値と時
間を演算して残容量を検出するものや、バッテリの端子
間を瞬間的にショートさせて電流を流し内部抵抗を測る
ことにより残容量を検出するものなどが知られている。

【００７４】また、制御ＣＰＵ９０からは、第１の駆動
回路９１に設けられたスイッチング素子である６個のト
ランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を駆動する制御信号ＳＷ
１と、第２の駆動回路９２に設けられたスイッチング素
子としての６個のトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６
を駆動する制御信号ＳＷ２とが出力されている。第１の
駆動回路９１内の６個のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ
６は、トランジスタインバータを構成しており、それぞ
れ、一対の電源ラインＰ１，Ｐ２に対してソース側とシ
ンク側となるよう２個ずつペアで配置され、その接続点
に、クラッチモータ３０の三相コイル（ＵＶＷ）３６の
各々が、回転トランス３８を介して接続されている。電
源ラインＰ１，Ｐ２は、バッテリ９４のプラス側とマイ
ナス側に、それぞれ接続されているから、制御ＣＰＵ９
０により対をなすトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオ
ン時間の割合を制御信号ＳＷ１により順次制御し、各コ
イル３６に流れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な
正弦波にすると、三相コイル３６により、回転磁界が形
成される。

【００７５】他方、第２の駆動回路９２の６個のトラン
ジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６も、トランジスタインバ
ータを構成しており、それぞれ、第１の駆動回路９１と
同様に配置されていて、対をなすトランジスタの接続点
は、アシストモータ４０の三相コイル４４の各々に接続
されている。従って、制御ＣＰＵ９０により対をなすト
ランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオン時間を制御信
号ＳＷ２により順次制御し、各コイル４４に流れる電流
を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にすると、三相
コイル４４により、回転磁界が形成される。

【００７６】制御装置８０と制御装置８０により制御さ
れるこれらクラッチモータ３０およびアシストモータ４
０とは、別体に配置されているが、四輪に動力を分配・
伝達することから、以下、動力伝達装置２０と総称す
る。駆動力の分配・伝達を行なうための構成を模式的に
示したのが、図４６である。原動機５０から取り出され
たエネルギ（トルク×回転数）は、クラッチモータ３０
を介して駆動軸２２に伝達されるが、クラッチモータ３
０に滑り回転を生じさせた場合には、この回転数差×伝
達トルクに対応したエネルギが、クラッチモータ３０の
三相コイル３６から回生される。このエネルギは、回転
トランス３８から第１の駆動回路９１を介して回収さ
れ、バッテリ９４に蓄えられる。他方、アシストモータ
４０では、このクラッチモータ３０を介して駆動軸２２
Ａに出力されたトルクと略等しいトルクが発生される。
このトルクは、バッテリ９４に蓄えられたエネルギもし
くはクラッチモータ３０により回生されたエネルギによ
り、アシストモータ４０を力行することにより得られ
る。この結果、前輪２６，２８と後輪２７，２９とに
は、所定の分配比でトルクが付与される。各車輪に分配
されるトルクがおよそ等しければ、いわゆるフルタイム
４ＷＤとほぼ同様な駆動力の配分となる。

【００７７】以上構成を説明した動力伝達装置２０は、
フルタイム４ＷＤとしての動作以外にも種々の動作が可
能である。以下、動力伝達装置２０の動作について説明
する。動力伝達装置２０の動作原理、特にトルク変換の
原理は以下の通りである。原動機５０がＥＦＩＥＣＵ７
０により運転され、所定の回転数Ｎ１で回転していると
する。このとき、制御装置８０が回転トランス３８を介
してクラッチモータ３０の三相コイル３６に何等電流を
流していないとすれば、即ち第１の駆動回路９１のトラ
ンジスタＴｒ１ないしＴｒ６が常時オフ状態であれば、
三相コイル３６には何等の電流も流れないから、クラッ
チモータ３０のアウタロータ３２とインナロータ３４と
は電磁的に全く結合されていない状態となり、原動機５
０のクランクシャフト５６は空回りしている状態とな
る。この状態では、トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６が
オフとなっているから、三相コイル３６からの回生も行
なわれない。即ち、原動機５０はアイドル回転をしてい
ることになる。

【００７８】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０が制御信号
ＳＷ１を出力してトランジスタをオンオフ制御すると、
原動機５０のクランクシャフト５６の回転数と駆動軸２
２Ａの回転数との偏差（言い換えれば、クラッチモータ
３０におけるアウタロータ３２とインナロータ３４の回
転数差）に応じて、クラッチモータ３０の三相コイル３
６に一定の電流が流れる。即ち、クラッチモータ３０は
発電機として機能し、電流が第１の駆動回路９１を介し
て回生され、バッテリ９４が充電される。この時、アウ
タロータ３２とインナロータ３４とは一定の滑りが存在
する結合状態となる。即ち、インナロータ３４は、原動
機５０のクランクシャフト５６の回転数よりは低い回転
数で回転する。この状態で、回生された電気エネルギと
等しいエネルギがアシストモータ４０で消費されるよう
に、制御ＣＰＵ９０が第２の駆動回路９２を制御する
と、アシストモータ４０の三相コイル４４に電流が流
れ、アシストモータ４０においてトルクが発生する。図
４６に照らせば、原動機５０がそのクランクシャフト５
６を回転数Ｎｅ，トルクＴｅで運転しており、クラッチ
モータ３０の出力側である駆動軸２２Ａが回転数Ｎｄｆ
で回転しているとき、クラッチモータ３０の回転数差
（Ｎｅ−Ｎｄｆ）×伝達トルクＴｅに相当する領域Ｇ１
のエネルギをクラッチモータ３０から回生し、これをア
シストモータ４０に付与することで、駆動軸２２Ｂを回
転数Ｎｄｒ（＝Ｎｄｆ），トルクＴｄｒで回転するとい
うことになる。こうして、クラッチモータ３０における
滑り（回転数差）に応じたエネルギがトルクＴｄｆとし
て駆動軸２２Ｂに付与され、四輪駆動車輌１５は、原動
機５０の出力トルクＴｅより大きなトルクＴｅ＋Ｔｄｒ
で駆動されることになる。なお、直線路を定常走行して
いる時には、四輪駆動車輌１５の前輪２６と後輪２７の
回転数（即ち前輪用の駆動軸２２Ａと後輪用の駆動軸２
２Ｂの回転数ＮｄｆおよびＮｄｒ）は等しいが、コーナ
ーリングの途中では両者は必ずしも一致しない。従っ
て、アシストモータ４０から後輪２７に伝達されるトル
クＴｄｒは、効率を考慮しなければ、 Ｔｄｒ＝（Ｎｅ−Ｎｄｆ）×Ｔｅ／Ｎｄｒ となる。

【００７９】以下、制御装置８０における制御について
詳しく説明する。図５は制御ＣＰＵ９０におけるトルク
制御の処理の概要を示すフローチャートである。図示す
るように、この処理ルーチンが起動されると、まず駆動
軸２２Ａの回転数Ｎｄｆを読み込む処理を行なう（ステ
ップＳ１００）。駆動軸２２Ａの回転数Ｎｄｆは、レゾ
ルバ３９Ｂから読み込んだ駆動軸２２Ａの回転角度θｆ
から求めることができる。次に、アクセルペダルポジシ
ョンセンサ６５からのアクセルペダルポジションＡＰを
読み込む処理を行なう（ステップＳ１０１）。アクセル
ペダル６４は運転者が出力トルクが足りないと感じたと
きに踏み込まれるものであり、従って、アクセルペダル
ポジションＡＰの値は運転者の欲している出力トルク
（すなわち、駆動軸２２Ａ，２２Ｂの総合トルク）に対
応するものである。続いて、読み込まれたアクセルペダ
ルポジションＡＰに応じた出力トルク（車輌全体が必要
とするトルク）の目標値（以下、トルク指令値とも言
う）Ｔｄ＊を導出する処理を行なう（ステップＳ１０
２）。すなわち、各アクセルペダルポジションＡＰに対
しては、それぞれ、予め出力トルク指令値Ｔｄ＊が設定
されており、アクセルペダルポジションＡＰが読み込ま
れると、そのアクセルペダルポジションＡＰに対応して
設定された出力トルク指令値Ｔｄ＊の値が導き出され
る。

【００８０】次に、導き出された出力トルク指令Ｔｄ＊
と読み込まれた駆動軸２２の回転数Ｎｄｆとから、駆動
軸２２より出力すべきエネルギＰｄを計算（Ｐｄ＝Ｔｄ
＊×Ｎｄｆ）により求める処理を行なう（ステップＳ１
０３）。そして、この求めた出力エネルギＰｄに基づい
て、目標とするエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎ
ｅを設定する処理を行なう（ステップＳ１０４）。ここ
で、駆動軸２２Ａおよび駆動軸２２Ｂより出力すべきエ
ネルギＰｄを全て原動機５０によって供給するものとす
ると、原動機５０の供給するエネルギはエンジントルク
Ｔｅとエンジン回転数Ｎｅとの積に等しいため、出力エ
ネルギＰｄとエンジントルクＴｅ，エンジン回転数Ｎｅ
との関係はＰｄ＝Ｔｅ×Ｎｅとなる。しかし、かかる関
係を満足するエンジントルクＴｅ，エンジン回転数Ｎｅ
の組合せは無数に存在する。そこで、本実施例では、原
動機５０ができる限り効率の高い状態で動作するよう
に、エンジントルクＴｅ，エンジン回転数Ｎｅの組合せ
を設定する。即ち、本制御は、原動機５０の運転効率を
優先した制御である。四輪駆動車輌１５の場合には、４
輪のトルク配分が優先される必要のある場合が考えられ
る。トルク配分優先の制御については、第２実施例で説
明する。

【００８１】次に、設定されたエンジントルクＴｅに基
づいて、クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊を設
定する処理を行なう（ステップＳ１０６）。原動機５０
の回転数をほぼ一定となるようにするには、クラッチモ
ータ３０のトルクを原動機５０のトルクと等しくして釣
り合わせるようにすれば良い。そこで、ここではクラッ
チモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊をエンジントルクＴ
ｅと等しくなるように設定する。

【００８２】こうして、クラッチモータトルク指令値Ｔ
ｃを設定した後（ステップＳ１０６）、クラッチモータ
３０の制御（ステップＳ１０８）とアシストモータ４０
の制御（ステップＳ１１０）と原動機５０の制御（ステ
ップＳ１１１）を行なう。なお、図示の都合上、クラッ
チモータ３０の制御とアシストモータ４０の制御と原動
機５０の制御は別々のステップとして記載したが、実際
には、これらの制御は総合的に行なわれる。例えば、制
御ＣＰＵ９０が割り込み処理を利用して、クラッチモー
タ３０とアシストモータ４０の制御を同時に実行すると
共に、通信によりＥＦＩＥＣＵ７０に指示を送信して、
ＥＦＩＥＣＵ７０により原動機５０の制御も同時に行な
わせる。

【００８３】クラッチモータ３０の制御処理（図５ステ
ップＳ１０８）では、図６に示したように、まず駆動軸
２２の回転角度θｆをレゾルバ３９Ｂから読み込む処理
（ステップＳ１１２）が行なわれる。次に、レゾルバ３
９Ａから原動機５０のクランクシャフト５６の回転角度
θｅを入力し（ステップＳ１１４）、両軸の相対角度θ
ｃを求める処理を行なう（ステップＳ１１６）。即ち、
θｃ＝θｅ−θｄを演算するのである。

【００８４】次に、電流検出器９５，９６により、クラ
ッチモータ３０の三相コイル３６のＵ相とＶ相に流れて
いる電流Ｉｕｃ，Ｉｖｃを検出する処理を行なう（ステ
ップＳ１１８）。電流はＵ，Ｖ，Ｗの三相に流れている
が、その総和はゼロなので、二つの相に流れる電流を測
定すれば足りる。こうして得られた三相の電流を用いて
座標変換（三相−二相変換）を行なう（ステップＳ１２
０）。座標変換は、永久磁石型の同期電動機のｄ軸，ｑ
軸の電流値に変換することであり、次式（１）を演算す
ることにより行なわれる。

【００８５】

【数１】

【００８６】ここで座標変換を行なうのは、永久磁石型
の同期電動機においては、ｄ軸及びｑ軸の電流が、トル
クを制御する上で本質的な量だからである。もとより、
三相のまま制御することも可能である。次に、２軸の電
流値に変換した後、クラッチモータ３０におけるトルク
指令値Ｔｃ＊から求められる各軸の電流指令値Ｉｄｃ
＊，Ｉｑｃ＊と実際各軸に流れた電流Ｉｄｃ，Ｉｑｃと
偏差を求め、各軸の電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを求める
処理を行なう（ステップＳ１２２）。即ち、まず以下の
式（２）の演算を行ない、次に次式（３）の演算を行な
うのである。

【００８７】

【数２】

【００８８】

【数３】

【００８９】ここで、Ｋｐ１，２及びＫｉ１，２は、各
々係数である。これらの係数は、適用するモータの特性
に適合するよう調整される

【００９０】ここで、電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃは、電
流指令値Ｉ＊との偏差△Ｉに比例する部分（上式（３）
右辺第１項）と偏差△Ｉのｉ回分の過去の累積分（右辺
第２項）とから求められる。その後、こうして求めた電
圧指令値をステップＳ１２０で行なった変換の逆変換に
相当する座標変換（二相−三相変換）を行ない（ステッ
プＳ１２４）、実際に三相コイル３６に印加する電圧Ｖ
ｕｃ，Ｖｖｃ，Ｖｗｃを求める処理を行なう。各電圧
は、次式（４）により求める。

【００９１】

【数４】

【００９２】実際の電圧制御は、第１の駆動回路９１の
トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオンオフ時間により
なされるから、式（４）によって求めた各電圧指令値と
なるよう各トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオン時間
をＰＷＭ制御する（ステップＳ１２６）。以上の処理に
より、クラッチモータ３０が機械的に駆動軸２２Ａに伝
達するトルクを目標トルクにする制御が行なわれること
になる。

【００９３】次にアシストモータ４０によるトルク制御
（図５ステップＳ１１０）の詳細について説明する。ア
シストモータ４０の制御は、図７に示すように、まず前
輪２６用の駆動軸２２Ａの回転数Ｎｄｆを読み込む処理
を行なう（ステップＳ１３１）。駆動軸２２Ａの回転数
は、レゾルバ３９Ｂから読み込んだ駆動軸２２Ａの回転
角度θｆから求めることができる。次に、原動機５０の
回転数Ｎｅを読み込む処理を行なう（ステップＳ１３
２）。原動機５０の回転数Ｎｅは、レゾルバ３９Ａから
読み込んだクランクシャフト５６の回転角度θｅから求
めることもできるし、ディストリビュータ６０に設けら
れた回転数センサ７６によっても直接検出することもで
きる。回転数センサ７６を用いる場合には、回転数セン
サ７６に接続されたＥＦＩＥＣＵ７０から通信により回
転数Ｎｅの情報を受け取ることになる。

【００９４】その後、読み込んだ駆動軸２２Ａの回転数
Ｎｄｆと原動機５０の回転数Ｎｅとから、両軸の回転数
差Ｎｃを計算（Ｎｃ＝Ｎｅ−Ｎｄｆ）により求める処理
を行なう（ステップＳ１３３）。次に、クラッチモータ
３０側で発電される電力を演算する処理を行なう（ステ
ップＳ１３４）。即ち、回生される電力（エネルギ）Ｐ
ｃを、 Ｐｃ＝Ｋｓｃ×Ｎｃ×Ｔｃ として演算するのである。ここで、Ｔｃはクラッチモー
タ３０における実際のトルクであり、Ｎｃは回転数差で
あるから、Ｎｃ×Ｔｃは、図４６における領域Ｇ１に相
当するエネルギを求めることに相当する。Ｋｓｃはクラ
ッチモータ３０の発電（回生）の効率である。

【００９５】続いてアシストモータ４０により付与され
るトルク指令値Ｔａ＊を、 Ｔａ＊＝ｋｓａ×Ｐｃ／Ｎｄｒ として演算する（ステップＳ１３５）。尚、ｋｓａは、
アシストモータ４０自身の効率である。求めたトルク指
令値Ｔａ＊がアシストモータ４０によって付与し得る最
大トルクＴａｍａｘを越えているか否かの判断を行ない
（ステップＳ１３６）、越えている場合には、最大値に
制限する処理を行なう（ステップＳ１３８）。

【００９６】次に、駆動軸２２Ｂの角度θｒをレゾルバ
４８を用いて検出し（ステップＳ１４０）、更にアシス
トモータ４０の各相電流を電流検出器９７，９８を用い
て検出する処理（ステップＳ１４２）を行なう。その
後、図７に示すように、クラッチモータ３０と同様座標
変換（ステップＳ１４４）及び電圧指令値Ｖｄａ，Ｖｑ
ａの演算を行ない（ステップＳ１４６）、更に電圧指令
値の逆座標変換（ステップＳ１４８）を行なって、アシ
ストモータ４０の第２の駆動回路９２のトランジスタＴ
ｒ１１ないしＴｒ１６のオンオフ制御時間を求め、ＰＷ
Ｍ制御を行なう（ステップＳ１５０）。これらの処理
は、クラッチモータ３０について行なったものと全く同
一である。

【００９７】次に、原動機５０の制御（ステップＳ１１
１）について説明する。原動機５０の制御は、図５のス
テップＳ１０４において、既に、目標とするエンジント
ルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅが設定されているので、
原動機５０のトルク及び回転数がその設定された値にな
るように、原動機５０のトルク及び回転数を制御する。
実際には、制御ＣＰＵ９０から通信によりＥＦＩＥＣＵ
７０に指示を送信し、燃料噴射量やスロットルバルブ開
度を増減して、原動機５０のトルクがＴｅに、回転数が
Ｎｅになるように徐々に調整する。

【００９８】以上の処理により、クラッチモータ３０に
より所定の効率Ｋｓｃで電力に変換されたトルク、即ち
原動機５０のクランクシャフト５６の回転数とクラッチ
モータ３０のインナロータ３４の回転数の偏差に比例し
てクラッチモータ３０で回生された電力により、アシス
トモータ４０において後輪用の駆動軸２２Ｂにトルクと
して付与することができる。アシストモータ４０が駆動
軸２２Ｂに付与するトルクは、クラッチモータ３０によ
り電力に変換されたトルクに一致している。この結果、
図４６において、領域Ｇ１のエネルギを領域Ｇ２に移し
て、トルク変換を行なうことができる。

【００９９】もとより、クラッチモータ３０やアシスト
モータ４０あるいは第１の駆動回路９１，第２の駆動回
路９２でも損失は幾らか存在するから、領域Ｇ１で示さ
れたエネルギと領域Ｇ２で示されたエネルギが完全に一
致することは現実には困難であるが、同期電動機自体は
効率が１に極めて近いものが得られているので、両モー
タにおける損失は比較的小さい。また、トランジスタＴ
ｒ１ないしＴｒ１６のオン抵抗も、ＧＴＯなど極めて小
さいものが知られているから、第１の駆動回路９１，第
２の駆動回路９２での損失も十分に小さなものとし得
る。従って、クランクシャフト５６と駆動軸２２Ａとの
回転数の偏差、即ちクラッチモータ３０の回転の滑りの
大部分は、三相コイル３６において発電のエネルギに変
換され、アシストモータ４０により後輪用の駆動軸２２
Ｂを駆動するトルクとして出力される。

【０１００】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。なお、本実施例において、動力伝達装置２０自体
の構成は前述した第１の実施例と同様である。第１実施
例の動力伝達装置２０およびこれを用いた四輪駆動車輌
１５では、後輪２７，２９がぬかるみにはまるなどして
空転状態になり、雪道などで後輪２７，２９がスリップ
した場合、前輪２６，２８はそのままトルクＴｃで駆動
されるから、車輌は、前輪２６，２８による駆動力によ
り脱出可能、安定走行可能である。他方、原動機５０お
よびクラッチモータ３０により駆動される前輪２６，２
８がぬかるみにはまるなどの理由で前輪２６，２８によ
る駆動力が失われた場合、クラッチモータ３０からの電
力の回生が不十分になる場合が考えられる。図４６に示
したように、アシストモータ４０により得られるトルク
Ｔｄｒ（アシストモータ４０の目標トルクＴａ＊）は、
クラッチモータ３０により回生されたエネルギ（領域Ｇ
１に相当するエネルギ）を駆動軸２２Ｂの回転数Ｎｄｒ
で除したものに相当する。前輪２６，２８がぬかるみに
はまったりして前輪２６，２８が空転すると、車輪が路
面をグリップすることによって原動機５０の出力トルク
を受け止めることができなくなるから、その駆動軸２２
Ａの回転数Ｎｄｆおよび原動機５０自体の回転数Ｎｅは
増大し、回転数差Ｎｃは小さくなる。この結果、クラッ
チモータ３０によって十分な電力の回生ができなくな
り、アシストモータ４０による出力トルクも低下するこ
とが考えられる。また、登坂路のように、原動機５０の
エネルギを配分するだけではトルクが不十分になる場合
も考えられる。

【０１０１】そこで、第２実施例では、第１の実施例に
代えて、アシストモータ４０により後輪用の駆動軸２２
Ｂに付与されるトルクを、クラッチモータ３０による回
生電力に無関係に制御する。この実施例のメインルーチ
ンを図９に示す。図９は、第１実施例の図５に対応して
おり、対応する処理は下２桁を同一とし、その説明は省
略する。図９に示すように、アクセルペダルポジション
ＡＰから車輌が必要とするトルクＴｄ＊を求めた上で
（ステップＳ２０２）、前輪２６，２８側と後輪２７，
２９側に配分するトルク比ＲＴを運転状態に基づいて求
め（ステップＳ２１３）、このトルク比ＲＴからそれぞ
れの駆動軸２２Ａ，２２Ｂの目標トルクＴｃ＊およびＴ
ａ＊を求める処理を行なう（ステップＳ２１４，２１
６）。クラッチモータ制御（ステップＳ２０８、図６）
では、この目標トルクＴｃ＊を用いて第１実施例と同一
の処理を行なうが、アシストモータ制御（ステップＳ２
１０）では、図７のステップＳ１３１ないしＳ１３５の
処理は必要なく、目標トルクＴａ＊が既に求められてい
るものとして、ステップＳ１３６から処理を開始する。
また、エンジン制御（ステップＳ２１１）では、原動機
５０のトルクＴｅ＝クラッチモータ３０のトルクＴｃで
あることから、必要なエネルギが確保できるように、 トルクＴｅ＝Ｔｃ 回転数Ｎｅ＝（Ｔｃ×（Ｎｄｆ−Ｎｅ）＋Ｔａ×Ｎｄ
ｒ）／Ｔｃ という運転状態で原動機５０を運転する。

【０１０２】かかる制御によれば、原動機５０からの回
生エネルギに関係なく、前輪２６，２８と後輪２７，２
９に付与し得るトルクが確保でき、登坂路などで原動機
５０の出力以上のトルクを確保することができる。した
がって登坂路等を登坂する十分なトルクを得ることがで
きる。また、前輪２６，２８が空転した場合でも、後輪
２７，２９のトルクを確保することができるので、ぬか
るみなどに前輪２６，２８を取られた場合でも、容易に
脱出することができる。雪道などで前輪が滑った場合で
も同様である。

【０１０３】こうした場合には、バッテリ９４に蓄えた
電力を利用してトルクが確保する制御（いわゆるパワー
アシスト制御）を行なうのである。上記実施例では、常
時アシストモータ４０のトルクを所定のトルク比ＲＴで
確保し、かつバッテリ９４の充放電状態を考慮していな
いが、図１０に示すように、パワーアシスト制御を行な
う条件として、アクセルペダルポジションセンサ６５か
らのアクセルペダルポジションＡＰが閾値ＡＰｍａｘを
越えているか否かの判断（ステップＳ２３２）を行な
い、越えている場合には、残容量検出器９９により検出
されたバッテリ９４の残容量ＢRMが所定値Ｂrefより大
きいか否かを判断し（ステップＳ２３４）、残容量ＢRM
が十分にある場合には、このバッテリ９４の残容量ＢRM
に応じた目標トルクＴａｍａｘを設定する（ステップＳ
２３６）ものとしても良い。アシストモータ４０は、こ
うして求めた目標トルクＴａｍａｘにより制御される
（ステップＳ２３８）。なお、アシストモータ４０の制
御（ステップＳ２３８）は、図７及び図８に示した制御
と同一である。

【０１０４】パワーアシスト制御を行なうと、原動機５
０の出力から取り出せる以上のエネルギで駆動軸２２Ａ
および駆動軸２２Ｂを駆動することができる。しかも、
バッテリ９４の残容量ＢRMに応じたトルクを付与するの
で、バッテリ９４の残容量が十分にある場合には、十分
なトルクアップを行なうことができ、他方バッテリ９４
の残容量が小さくなった場合には過度にバッテリ９４を
消費することがない。

【０１０５】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。なお、本実施例においても、動力伝達装置２０自
体の構成は前述した第１の実施例と同様である。さて、
上記した第２の実施例では、クラッチモータ３０から回
生した電力だけではトルクが不足する場合に、バッテリ
９４に蓄えた電力を利用して、不足したトルクを補うパ
ワーアシスト制御を行なっていた。しかし、このような
パワーアシスト制御を続けると、バッテリ９４に蓄えら
れた電力は減る一方であり、やがてはバッテリ９４の残
容量ＢRMが底をついてしまう。そのため、バッテリ９４
の残容量ＢRMが予め設定された許容最小値を超えた場合
や、超えていなくても運転者が希望する場合には、バッ
テリ９４を充電できるようにする必要がある。バッテリ
９４を充電するための電力は、モータによって回生され
る電力を用いる。第１の実施例において述べたように、
アシスト制御では、クラッチモータ３０は発電機として
機能し、電力が第１の駆動回路９１を介して回生される
ため、その電力の一部（すなわち、アシストモータ４０
でのトルクアシストに使用されない部分）をバッテリ９
４の充電のために回すことは可能である。しかし、急速
に充電を行ないたい場合には、このようなクラッチモー
タ３０による回生電力だけは不足である。そこで、本実
施例では、四輪駆動車輌１５において、アシストモータ
４０によっても電力を回生して、クラッチモータ３０に
よる回生電力だけでなく、アシストモータ４０による回
生電力も利用して、バッテリ９４を充電するようにして
いる。

【０１０６】図１１は本発明の第３の実施例としての動
力伝達装置の制御の概要を示すフローチャートである。
図１１に示すように、この処理ルーチンが起動される
と、前述の第１の実施例の場合と同様に、まず前輪２
６，２８用の駆動軸２２Ａの回転数Ｎｄｆを読み込む処
理を行ない（ステップＳ３００）、次に、アクセルペダ
ルポジションセンサ６５からのアクセルペダルポジショ
ンＡＰを読み込む処理を行なう（ステップＳ３０２）。
そして、読み込まれたアクセルペダルポジションＡＰに
応じた出力トルク（駆動軸２２のトルク）指令Ｔｄ＊を
導出する処理を行なう（ステップＳ３０４）。

【０１０７】次に、導き出された出力トルク（駆動軸２
２Ａのトルク）指令Ｔｄ＊と読み込まれた駆動軸２２Ａ
の回転数Ｎｄｆとから、原動機５０の出力するエネルギ
（Ｔｄ＊×Ｎｄｆ）から見て充電可能領域内にあるかど
うかを判定する処理を行なう（ステップＳ３０６）。す
なわち、出力トルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２２の回転数
Ｎｄを図１２に示すような充電可能領域マップに当ては
めて、出力トルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄｆによって定められる座標点が、充電可能領域内に位
置するかどうかで判定する。図１２において、縦軸は駆
動軸２２Ａのトルクであり、横軸は駆動軸２２Ａの回転
数である。ここで、充電可能領域ＰＥとは、原動機５０
によって供給されるエネルギを電力として回生すること
ができる領域を表しており、原動機５０が運転可能な領
域に対応している。また、パワーアシスト領域ＰＡと
は、前述したパワーアシスト制御、すなわち、バッテリ
９４に蓄えた電力を利用して不足したトルクを補う制御
が行なわれる領域を表している。つまり、パワーアシス
ト領域ＰＡでは、バッテリ９４に蓄えられている電力が
消費されてしまうので、当然、充電不可能な領域とな
る。

【０１０８】ステップＳ３０６で充電可能領域内でない
と判定された場合には、充電不可として（ステップＳ３
３０）処理を終了する。逆に、充電可能領域内であると
判定された場合には、残容量検出器９９により検出され
たバッテリ９４の残容量ＢRMが適正量Ｂprより少ないか
どうかを判定する処理を行なう（ステップＳ３０８）。
すなわち、バッテリ９４の残容量ＢRMが予め定められた
適正量Ｂprよりも少ない場合には、バッテリ９４を充電
する必要があるので、ステップＳ３１０に進むが、適正
量Ｂpr以上の場合には、もはやバッテリ９４を充電する
必要はないので、充電不可として（ステップＳ３３０）
処理を終了する。

【０１０９】続いて、クラッチモータ３０及びアシスト
モータ４０で回生することのできる電力Ｗ１を下記の計
算により求める処理を行なう（ステップＳ３１０）。 Ｗ１＝Ｐ−（Ｔｄ＊×Ｎｄｆ）

【０１１０】ここで、Ｐは或る状態において原動機５０
が供給することのできる最大のエネルギである。すなわ
ち、クラッチモータ３０及びアシストモータ４０で回生
することのできる電力Ｗ１は、原動機５０が供給し得る
最大のエネルギＰから、駆動軸２２より出力されるエネ
ルギ、すなわちＴｄ＊×Ｎｄｆを差し引いた残りのエネ
ルギに相当する。

【０１１１】次に、残容量検出器９９により検出された
バッテリ９４の残容量ＢRMに基づいて、バッテリ９４の
充電することのできる電力Ｗ２を導き出す（ステップＳ
３１２）。図１３は第３の実施例においてバッテリ９４
の残容量に対する充電可能電力を示す説明図である。図
１３において、縦軸はバッテリ９４に充電することので
きる電力Ｗ２〔ｗ〕であり、横軸はバッテリ９４の残容
量ＢRM〔％〕である。図１１に示すように、バッテリ９
４の残容量ＢRMが多くなるに従って、バッテリ９４に充
電することできる電力Ｗ２は低くなる。

【０１１２】こうして、モータ３０，４０で回生するこ
とのできる電力Ｗ１とバッテリ９４の充電することので
きる電力Ｗ２とを求めたら、その両者を比較して何れが
低いかを判定し、低い方の電力を、実際に充電する電力
Ｗとして決定する。すなわち、ステップＳ３１４におい
て、回生可能電力Ｗ１の方が充電可能電力Ｗ２よりも低
いかどうかを判定し、回生可能電力Ｗ１の方が低けれ
ば、実際に充電する電力ＷをＷ１に決定し（ステップＳ
３１６）、充電可能電力Ｗ２の方が低ければ、Ｗ２に決
定する（ステップＳ３１８）。

【０１１３】次に、決定された電力Ｗをクラッチモータ
３０とアシストモータ４０とにどのような割り振りで回
生させるかを決定する。すなわち、電力Ｗをクラッチモ
ータ３０の回生電力Ｗｃとアシストモータ４０の回生電
力Ｗａとに、Ｗ＝Ｗｃ＋Ｗａを満たすように割り振り
（ステップＳ３２０）、クラッチモータ３０の回生電力
Ｗｃとアシストモータ４０の回生電力Ｗａをそれぞれ決
定する（ステップＳ３２２）。この際、クラッチモータ
３０とアシストモータ４０への割り振りは、各モータの
発電能力や発電効率、或いは、各モータの許容最大温度
までの温度差（すなわち、許容最大温度−現在温度）な
どを考慮して決定する。

【０１１４】こうして、クラッチモータ３０，アシスト
モータ４０の回生電力をそれぞれ決定した後（ステップ
Ｓ３２２）、アシストモータ４０の制御（ステップＳ３
２４）とクラッチモータ３０の制御（ステップＳ３２
６）と原動機５０の制御（ステップＳ３２８）を行な
う。なお、図１１においても、図５と同様に、図示の都
合上、クラッチモータ３０の制御とアシストモータ４０
の制御と原動機５０の制御は別々のステップとして記載
したが、実際には、これらの制御は総合的に行なわれ
る。例えば、制御ＣＰＵ９０が割り込み処理を利用して
同時に実行するようにする。

【０１１５】アシストモータ４０の制御処理（図１１の
ステップＳ３２４）では、特に図示しないが、まずアシ
ストモータトルク指令値Ｔａ＊を下記の計算により求め
る処理を行なう。 Ｔａ＊＝−｛Ｗａ／（Ｋｓｃ×Ｎｄｒ）｝

【０１１６】アシストモータ４０で回生すべき電力はＷ
ａであるので、このＷａをアシストモータ４０での発電
（回生）効率Ｋｓａと後輪２７，２９用の駆動軸２２Ｂ
の回転数Ｎｄｒとの積で除算することにより、アシスト
モータ４０で得るべきトルク目標値（トルク指令値）Ｔ
ａ＊を求めることができる。但し、アシストモータ４０
では、第１または第２の実施例の場合と異なり、力行動
作ではなく回生動作が行なわれるので、アシストモータ
４０で生じるトルクは第１または第２の実施例の場合と
逆向きのトルク、すなわち、駆動軸２２Ｂの回転方向と
は反対向きのトルクとなる。そのため、右辺の項には負
の符号が付してある。

【０１１７】その後、このトルク指令値Ｔａ＊を用い
て、アシストモータ４０を制御する。その制御内容は、
第１の実施例における図７及び図８のステップＳ１４０
〜ステップＳ１５０と同じである。但し、上記のよう
に、アシストモータ４０で生じるトルクの向きは第１の
実施例の場合と逆向きであって、トルク指令値Ｔａ＊は
符号が逆になっている（負の符号が付されている）点を
考慮して制御する必要がある。

【０１１８】次に、クラッチモータ３０に対する制御処
理（図９のステップＳ３２６）について説明する。クラ
ッチモータ３０に対する制御は、まずクラッチモータト
ルク指令値Ｔｃ＊を下記の計算により求める処理を行な
う。 Ｔｃ＊＝Ｔｄ＊−Ｔａ＊

【０１１９】前述したように、出力トルク（四輪駆動車
輌１５全体のトルク）は、クラッチモータ３０のトルク
とアシストモータ４０のトルクとの和によって表される
ため、クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊は、出
力トルク指令値Ｔｄ＊とアシストモータ４０のトルク指
令値Ｔａ＊との差として求めることができる。但し、前
述したように、アシストモータ４０でのトルクは駆動軸
２２の回転方向とは逆向きであり、アシストモータトル
ク指令値Ｔａ＊の符号は負となっている点に注意する必
要がある。

【０１２０】その後、このトルク指令値Ｔｃ＊を用い
て、クラッチモータ３０を制御するが、その制御内容
は、第１の実施例における図６のステップＳ１１２〜ス
テップＳ１２６と同じである。

【０１２１】次に、原動機５０の制御（ステップＳ３２
８）について説明する。原動機５０の制御は、まず、ク
ラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に基づいて、原
動機５０のトルク指令値Ｔｅ＊を設定する処理を行な
う。原動機５０の回転数をほぼ一定に保つようにするに
は、クラッチモータ３０のトルクと原動機５０のトルク
を等しくして釣り合わせるようにすれば良い。従って、
ここでは、原動機５０のトルク指令値Ｔｅ＊をクラッチ
モータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊と等しくなるように設
定する。

【０１２２】次に、原動機５０の回転数指令値Ｎｅ＊を
下記の計算により求める処理を行なう。 Ｎｅ＊＝Ｗｃ／（Ｋｓｃ×Ｔｃ＊）＋Ｎｄｆ … （５）

【０１２３】クラッチモータ３０における回転数は、原
動機５０の回転数（クランクシャフト５６の回転数）と
前輪２６，２８用の駆動軸２２Ａの回転数との差で表さ
れる。一方、クラッチモータ３０における回転数は、ク
ラッチモータ３０において回生すべき電力Ｗｃを、クラ
ッチモータ３０での発電（回生）効率Ｋｓｃとクラッチ
モータ３０のトルク目標値（トルク指令値）Ｔｃ＊との
積で除算することにより求められる。従って、原動機５
０の回転数目標値（回転数指令値）Ｎｅ＊は、上記式
（５）のごとく導き出される。

【０１２４】こうして、原動機５０のトルク指令値Ｔｅ
＊と回転数指令値Ｎｅ＊が設定されたら、原動機５０の
トルク及び回転数がその設定された値になるように、原
動機５０のトルク及び回転数を制御する。実際には、制
御ＣＰＵ９０から通信によりＥＦＩＥＣＵ７０に指示を
送信し、燃料噴射量やスロットルバルブ開度を増減し
て、原動機５０のトルクがＴｅ＊に、回転数がＮｅ＊に
なるように徐々に調整する。

【０１２５】図１４は第３の実施例において原動機５０
より供給されるエネルギの利用配分を示す説明図であ
る。図１４において、Ｔｃは出力トルク（前輪用の駆動
軸２２Ａのトルク）、Ｎｄｆは前輪用の駆動軸２２のＡ
回転数、Ｔｅは原動機５０のトルク（エンジントル
ク）、Ｎｅは原動機５０の回転数（エンジン回転数）、
Ｔｃはクラッチモータ３０のトルク、Ｔａはアシストモ
ータ４０のトルクである。原動機５０より供給されるエ
ネルギはＴｅ×Ｎｅであり、このエネルギが、前輪用の
駆動軸２２Ａより出力される出力エネルギＰｄと、クラ
ッチモータ３０で回生されてバッテリ９４に充電される
電力Ｗｃと、アシストモータ４０で回生されてバッテリ
９４に充電される電力Ｗａと、に分配される。アシスト
モータ４０で回生されてバッテリ９４に充電される電力
Ｗｃは、本来クラッチモータ３０側とは軸が異なるの
で、図示Ｗａ′のように独立の領域として考えても良い
が、四輪駆動車輌１５全体で考える場合には、原動機５
０から出力されるエネルギからクラッチモータ３０を介
して出力されたエネルギおよびクラッチモータ３０によ
り回生されたエネルギを差し引きしたものと考えられる
ので、図示領域Ｗａのように考えて差し支えない。

【０１２６】以上の処理により、図１に示した四輪駆動
の構成において、クラッチモータ３０だけでなく、アシ
ストモータ４０においても電力を回生して、クラッチモ
ータ３０での回生電力Ｗｃとアシストモータ４０での回
生電力Ｗａとを合わせてバッテリ９４に充電することが
できるため、クラッチモータ３０の発電能力以上の充電
を行なうことができる。なお、アシストモータ４０側で
回生したエネルギを用いて、あるいはバッテリ９４に蓄
えられたエネルギも利用して、クラッチモータ３０を原
動機５０の回転方向に力行することも可能である。この
場合には、前輪２６，２８用の駆動軸２２Ａは、原動機
５０の回転数Ｎｅより高い回転数で回転することにな
り、いわゆるオーバードライブ状態となる。

【０１２７】後輪２７，２９に結合されたアシストモー
タ４０により電流の回生を行なっている場合には、路面
によって回転される後輪２７，２９には、いわば制動力
が働いていることになる。したがって、ブレーキペダル
６８が踏まれた場合に、クラッチモータ３０側の第１の
駆動回路９１をオフ状態として前輪２６，２８の駆動力
を０とし、後輪２７，２９側の回生制動力によって車輌
を制動することができる。この場合には、原動機５０は
フューエルカットすれば、原動機５０が吹き上がること
はない。こうしたアシストモータ４０による制動は、電
気自動車では、従来から行なわれているものと原理的に
は同一であり、制動時のエネルギを回収して、バッテリ
９４を充電することにより、車輌全体のエネルギ効率を
一層高めることができる。

【０１２８】次に、本発明の第４の実施例として、四輪
駆動車輌１５におけるクラッチモータ３０を用いた制動
について説明する。クラッチモータ３０による制動は、
前輪２６，２８に結合された駆動軸２２Ａの回転方向と
逆向きのトルクをクラッチモータ３０により作用させる
ものである。いま、駆動軸２２Ａが車輌を前進させる方
向（正方向）に回転しており、この駆動軸２２Ａにその
回転方向と逆向き（負方向）のトルクＴｃをクラッチモ
ータ３０により作用させたとする。すると、駆動軸２２
Ａへ作用させたトルクＴｃと同じ大きさで向きが逆の正
方向のトルクＴｃがアウタロータ３２を介してクランク
シャフト５６に作用し、原動機５０が噴き上がろうとす
る。原動機５０は、こうした正方向の外力（トルクＴ
ｃ）に対し、燃料噴射を停止すれば、ピストンの摩擦や
圧縮等に要する力が外力（トルクＴｃ）と釣り合う回転
数で回転する。例えば、燃料噴射を停止した際の外力
（トルクＴｃ）と原動機５０の回転数Ｎｅとの関係を例
示した図１５に照らせば、原動機５０は、外力としての
トルクＴｃが値Ｔｃ（Ａ）のときには回転数Ｎｅ（Ａ）
で回転し、トルクＴｃが値Ｔｃ（Ｂ）のときには回転数
Ｎｅ（Ｂ）で回転する。

【０１２９】クラッチモータ３０は、原動機５０の回転
数Ｎｅで回転するクランクシャフト５６に接続されてい
るアウタロータ３２に対して駆動軸２２Ａに接続されて
いるインナロータ３４を相対的に回転駆動させるもので
あるから、その回転数は、原動機５０の回転数Ｎｅと駆
動軸２２の回転数Ｎｄｆとの回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ
ｆ）となる。ここで、アウタロータ３２に対してインナ
ロータ３４が相対的に正方向（駆動軸２２Ａの正転方
向）に回転しているとき、即ち原動機５０の回転数Ｎｅ
より駆動軸２２の回転数Ｎｄｆの方が大きいとき（回転
数差Ｎｃは負）をクラッチモータ３０の正方向の回転と
すれば、正方向に回転しているクラッチモータ３０によ
る負方向のトルクＴｃの駆動軸２２Ａへの作用は、クラ
ッチモータ３０の相対的な正方向の回転数を減少させる
運動となるから、クラッチモータ３０は回生制御される
ことになる（以下、この制動を「クラッチモータ３０の
回生制御による制動」という。）。

【０１３０】一方、クラッチモータ３０が負方向に回転
しているとき、即ち原動機５０の回転数Ｎｅが駆動軸２
２Ａの回転数Ｎｄｆより大きいときには、クラッチモー
タ３０による負方向のトルクＴｃの駆動軸２２への作用
は、クラッチモータ３０の相対的な負方向の回転数を増
加させる運動となるから、クラッチモータ３０は力行制
御されることになる（この制動を「クラッチモータ３０
の力行制御による制動」という。）。

【０１３１】クラッチモータ３０に負方向のトルクＴｃ
として値Ｔｃ（Ａ）が設定された際の駆動軸２２Ａの回
転数Ｎｄｆと時間ｔとの関係（直線Ａ）およびこの間の
クラッチモータ３０の状態を図１６に示す。図中直線Ａ
は、クラッチモータ３０により負方向のトルクＴｃ（値
Ｔｃ（Ａ））を駆動軸２２に作用させたときの駆動軸２
２の回転数Ｎｄｆの変化を表わすものである。クラッチ
モータ３０に負方向のトルクＴｃ（値Ｔｃ（Ａ））を設
定すると、原動機５０の回転数Ｎｅは、図１５を用いて
説明したように、このトルクＴｃ（外力）に見合う回転
数Ｎｅ（Ａ）となる。したがって、クラッチモータ３０
による負方向のトルクＴｃの駆動軸２２Ａへの作用は、
直線Ａと破線Ｎｄｆ＝Ｎｅ（Ａ）との交点であるポイン
トＰNeより左上方の範囲（時間ｔ２より左側の範囲）で
は、クラッチモータ３０は正方向に回転しているから、
クラッチモータ３０の回生制御による制動となり、ポイ
ントＰNeより右下方の範囲（時間ｔ２より右側の範囲）
では、クラッチモータ３０は負方向に回転しているか
ら、クラッチモータ３０の力行制御による制動となる。

【０１３２】ここで、クラッチモータ３０の回生制御お
よび力行制御は、共にアウタロータ３２に取り付けられ
た永久磁石３５と、インナロータ３４の三相コイル３６
に流れる電流により生じる回転磁界とにより負方向のト
ルクＴｃが常に発生するよう第１の駆動回路９１のトラ
ンジスタＴｒ１ないしＴｒ６を制御するものであるか
ら、同一のスイッチング制御となる。したがって、クラ
ッチモータ３０から駆動軸２２Ａに作用させる負方向の
トルクＴｃの値が変わらなければ、クラッチモータ３０
の制御が回生制御から力行制御に変化しても、第１の駆
動回路９１のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のスイッ
チング制御は変わらない。

【０１３３】以上の説明により、駆動軸２２Ａの回転数
Ｎｄｆが値Ｎｅ（Ａ）より大きな値Ｎｄｆ１のときや
（時間ｔ１（１）のとき）、値Ｎｄｆ２のときに（時間
ｔ１（２）のとき）、ブレーキペダル６８が踏み込まれ
てクラッチモータ３０のトルクＴｃに負の値Ｔｃ（Ａ）
が設定されれば、クラッチモータ３０は、まず発電機と
して機能するよう回生制御がなされ、駆動軸２２Ａの回
転数Ｎｄｆが値Ｎｅ（Ａ）に一致した以降（ポイントＰ
Ne以降）は力行制御がなされることが解る。また、駆動
軸２２Ａの回転数Ｎｄｆが値Ｎｅ（Ａ）より小さな値Ｎ
ｄｆ３のときに（時間ｔ１（３）のとき）、ブレーキペ
ダル６８が踏み込まれてクラッチモータ３０のトルクＴ
ｃに負の値Ｔｃ（Ａ）が設定されれば、制動開始位置が
時間ｔ２より後となるから、クラッチモータ３０の回生
制御はなされず直ちに力行制御がなされることが解る。

【０１３４】こうした制動時のクラッチモータ３０の制
御は、図６に示した制御と何等変わるところはない。原
動機５０の回転数Ｎｅと前輪２６，２８に結合された駆
動軸２２Ａの回転数Ｎｄｆとの大小関係に基づいて、ク
ラッチモータ３０を力行または回生して制動すればよ
い。いずれの制動を採用するかは、両回転数の大小関係
によって定まるが、更に原動機５０の燃料噴射量を制御
すれば、原動機５０の回転数Ｎｅはある程度自由に調整
できるから、バッテリ９４の残容量に基づいて、いずれ
かの制動を行なうものとすることができる。クラッチモ
ータ３０とアシストモータ４０とを用いた動力伝達装置
２０を備えた四輪駆動車輌１５では、無駄なエネルギの
使用を極力避けて、かつ駆動力を自在に制御することが
できるから、バッテリ９４の充放電を効率よく行なうこ
とも極めて重要である。従って、バッテリ９４の充放電
を優先して、原動機５０を制御することも実用的であ
る。この場合の制動時処理ルーチンの一例を図１７に示
す。

【０１３５】図１７に示したルーチンが実行されると、
制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、ブレーキペダ
ル６８に設けられたブレーキペダルポジションセンサ６
９により検出されるブレーキペダルポジションＢＰを読
み込み（ステップＳ３３０）、読み込まれたブレーキペ
ダルポジションＢＰに応じた制動力を発生するクラッチ
モータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊を導出する処理を行な
う（ステップＳ３３２）。トルク指令値Ｔｃ＊は、各ブ
レーキペダルポジションＢＰに対して予め各々設定され
てＲＯＭ９０ｂに記憶されており、ブレーキペダルポジ
ションＢＰが読み込まれると、そのブレーキペダルポジ
ションＢＰに対応したトルク指令値Ｔｃ＊が読み出され
るようになっている。

【０１３６】次に、残容量検出器９９により検出される
バッテリ９４の残容量ＢRMを読み込み（ステップＳ３３
６）、読み込んだ残容量ＢRMを閾値Ｂ１と比較する（ス
テップＳ３３８）。ここで、閾値Ｂ１は、これ以上の充
電はバッテリ９４にとって不要であると判断される満充
電に近い値として設定されるものであり、バッテリ９４
の種類や特性などによって定められるものである。

【０１３７】バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値Ｂ１以上
のときには、充電は不要と判断して、クラッチモータ３
０の力行制御による制動を行ない（ステップＳ３４
０）、バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値Ｂ１未満のとき
には、充電が必要と判断して、クラッチモータ３０の回
生制御による制動を行なう（ステップＳ３４２）。クラ
ッチモータ３０の力行制御による制動は、具体的には、
上述したように、原動機５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２
Ａの回転数Ｎｄｆより大きくなるよう制御することによ
って行ない、クラッチモータ３０の回生制御による制動
は、原動機５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２Ａの回転数Ｎ
ｄｆより小さくなるよう制御することによって行なう。
なお、いずれの制御でも、制御の間、原動機５０の回転
数Ｎｅを一定値に保つものとしてもよく、または原動機
５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２Ａの回転数Ｎｄｆとの偏
差を一定に保つものとしてもよい。或いは原動機５０の
回転数Ｎｅと駆動軸２２Ａの回転数Ｎｄｆとの偏差を順
次変更させるものとしてもよい。

【０１３８】以上説明した制動時処理によれば、四輪駆
動車輌１５において、バッテリ９４の状態に応じてクラ
ッチモータ３０の力行制御による制動と回生制御による
制動とを行なうことができる。この結果、制動時にエネ
ルギをバッテリ９４に回収できるだけでなく、エネルギ
を使用しつつ制動することも可能となる。したがって、
バッテリ９４を過充電したり、或いは完全放電したりす
るのを防止することができる。もとより、クラッチモー
タ３０における電流の消費もしくは回生を伴う制動とア
シストモータ４０における電流の消費もしくは回生を伴
う制動とを併せ行なうものとしても差し支えない。両制
動を組み合わせ、制動力を四輪に適宜配分することも好
適である。

【０１３９】以上、２つの出力軸（駆動軸２２Ａと駆動
軸２２Ｂ）を有する動力伝達装置２０とこれを用いた四
輪駆動車輌１５において、両軸からトルクを所定の割合
で出力する制御、前輪２６，２８側をオーバードライブ
する制御、回生および力行により制動を行なう制御など
について説明したが、本発明の動力伝達装置を用いた四
輪駆動車輌の制御をこれらの制御に限定されるものでは
なく、この他、後退時制御や始動時制御なども行なうこ
とが可能である。

【０１４０】車輌を後退させる場合には、次の３つの方
法がある。 （１）原動機５０に対する燃料噴射をカットし、クラッ
チモータ３０に対して一切電流を流さない状態とする。
この場合、クラッチモータ３０の出力トルクは０とな
り、駆動軸２２Ａはフリーの状態となる。この状態で、
バッテリ９４に蓄えられた電力を用いてアシストモータ
４０を走行時とは逆方向に回転し、駆動軸２２Ｂを逆転
させ、車輌を後退させる。 （２）原動機５０をアイドルもしくは低速運転し、クラ
ッチモータ３０によりそのエネルギをほとんどを回収す
る。他方、回収したエネルギおよびバッテリ９４に蓄え
られたエネルギを利用してアシストモータ４０を逆転さ
せ、車輌を後退させる。この場合、駆動軸２２Ａは、後
輪２７，２９の逆転により強制的に逆方向に回転させる
ことになるが、車輌を後退させること自体は可能であ
る。 （３）原動機５０に対する燃料噴射をカットし、クラン
クシャフト５６が静止している状態とする。この状態
で、バッテリ９４に蓄えられた電力を用い、クラッチモ
ータ３０を逆方向に回転する。この場合、クラッチモー
タ３０のトルクは、クランクシャフト５６から見た原動
機５０の静止摩擦による静止トルク以下に制御する。し
たがって、クラッチモータ３０から見れば原動機５０側
が固定壁とみなされ、反対側の駆動軸２２Ａが回転し、
車輌は後退する。

【０１４１】また、車輌を始動する場合には、バッテリ
９４の電力を用いてアシストモータ４０をサーボロック
し、駆動軸２２Ｂが回転しないよう制御し、他方クラッ
チモータ３０を運転してクランクシャフト５６を回し、
クランキングを行なえば良い。この場合、車輌の前輪２
６，２８には駆動力が伝達されるが、後輪２７，２９に
直結されたアシストモータ４０をサーボロックしておけ
ば、四輪駆動車輌１５の移動は原則として生じない。も
とより、駆動軸２２Ａと減速ギヤ２３との間にクラッチ
を設け、始動時には駆動軸２２Ａを固定する構成とすれ
ば、駆動力が前輪２６，２８に伝達されることはない。

【０１４２】次に、本発明の第５実施例について、説明
する。以下の実施例では、分配手段は、クラッチモータ
３０ではなく、プラネタリアギヤを用いて構成される。
まず図１８によって、全体構成について説明する。分配
手段を除く他のハードウェア構成は、第１実施例とほぼ
同一であり、例えばアクセルペダルなどの図示は省略し
た。

【０１４３】（１）ハードウェア構成 図１８に示したように、この四輪駆動車輌は、原動機と
してのガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）
１５０と、このエンジン１５０のクランクシャフト１５
６に連結されたプラネタリギヤ１２０と、このプラネタ
リギヤ１２０のサンギヤ軸１２５に連結された第１の電
動機としてのモータＭＧ１と、プラネタリギヤ１２０の
リングギヤ軸１２６の動力がチェーンベルト１２９など
を介して伝達される前輪用のディファレンシャルギヤ１
１４、後輪用のディファレンシャルギヤ１１５内に組み
込まれたモータＭＧ２から構成されている。これらの構
成について、動力の伝達を中心に更に説明する。

【０１４４】エンジン１５０のクランクシャフト１５６
は、プラネタリギヤ１２０を介して、駆動軸１１２を回
転軸とする動力伝達ギヤ１１１にチェーンベルト１２９
により機械的に結合されており、この動力伝達ギヤ１１
１はディファレンシャルギヤ１１４にギヤ結合されてい
る。したがって、動力出力装置１１０から出力された動
力は、最終的に前輪左右の駆動輪１１６，１１８に伝達
される。他方、モータＭＧ２の動力により後輪左右の駆
動輪１１７，１１９は駆動される。モータＭＧ１および
モータＭＧ２は、制御装置１８０に電気的に接続されて
おり、この制御装置１８０によって制御される。制御装
置１８０の構成は第１実施例の制御装置８０と同一であ
る。なお、この制御装置１８０には、シフトレバーに設
けられたシフトポジションセンサなど、第１実施例と同
様、各種のセンサ等が接続されているが、その図示は省
略した。また、制御装置１８０は、エンジン１５０の運
転を制御するＥＦＩＥＣＵ１７０と通信により、種々の
情報をやり取りしている。ＥＦＩＥＣＵ１７０も、第１
実施例のＥＦＩＥＣＵ７０と同様の構成を有する。

【０１４５】プラネタリギヤ１２０およびモータＭＧ１
の構成について、図１９により説明する。プラネタリギ
ヤ１２０は、クランクシャフト１５６に軸中心を貫通さ
れた中空のサンギヤ軸１２５に結合されたサンギヤ１２
１と、クランクシャフト１５６と同軸のリングギヤ軸１
２６に結合されたリングギヤ１２２と、サンギヤ１２１
とリングギヤ１２２との間に配置されサンギヤ１２１の
外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオン
ギヤ１２３と、クランクシャフト１５６の端部に結合さ
れ各プラネタリピニオンギヤ１２３の回転軸を軸支する
プラネタリキャリア１２４とから構成されている。この
プラネタリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，リングギ
ヤ１２２およびプラネタリキャリア１２４にそれぞれ結
合されたサンギヤ軸１２５，リングギヤ軸１２６および
クランクシャフト１５６の３軸が動力の入出力軸とさ
れ、３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力が決定
されると、残余の１軸に入出力される動力は、先に決定
された２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。な
お、このプラネタリギヤ１２０の３軸への動力の入出力
についての詳細は後述する。

【０１４６】リングギヤ１２２は、モータＭＧ１の側に
延長され、その一端には、動力の取り出し用の動力取出
ギヤ１２８が設けられている。この動力取出ギヤ１２８
は、チェーンベルト１２９により動力伝達ギヤ１１１に
接続されており、動力取出ギヤ１２８と動力伝達ギヤ１
１１との間で動力の伝達がなされる構成となっている。

【０１４７】モータＭＧ１は、第１実施例のアシストモ
ータ４０などと同様、同期電動発電機として構成され、
外周面に複数個の永久磁石１３５を有するロータ１３２
と、回転磁界を形成する三相コイル１３４が巻回された
ステータ１３３とを備える。ロータ１３２は、プラネタ
リギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたサンギヤ軸
１２５に結合されている。ステータ１３３は、無方向性
電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケース１１
９に固定されている。このモータＭＧ１は、永久磁石１
３５による磁界と三相コイル１３４によって形成される
磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電
動機として動作し、永久磁石１３５による磁界とロータ
１３２の回転との相互作用により三相コイル１３４の両
端に起電力を生じさせる発電機として動作する。なお、
サンギヤ軸１２５には、その回転角度θｓを検出するレ
ゾルバ１３９Ｓが設けられており、クランクシャフト１
５６には、その回転角度θｅを検出するレゾルバ１３９
Ｅが設けられている。

【０１４８】モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に同
期電動発電機として構成され、図２０に示すように、外
周面に複数個の永久磁石１４５を有するロータ１４２
と、回転磁界を形成する三相コイル１４４が巻回された
ステータ１４３とを備える。ロータ１４２は、ディファ
レンシャルギヤ１１５の車軸１４７に結合されており、
ステータ１４３はケース１４８に固定されている。モー
タＭＧ２のステータ１４３も無方向性電磁鋼板の薄板を
積層して形成されている。このモータＭＧ２もモータＭ
Ｇ１と同様に、電動機あるいは発電機として動作する。
なお、車軸１４７には、その回転角度θｒを検出するレ
ゾルバ１４９が設けられている。

【０１４９】次に、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御す
る制御装置１８０について説明する。図２０に示すよう
に、制御装置１８０は、モータＭＧ１を駆動する第１の
駆動回路１９１、モータＭＧ２を駆動する第２の駆動回
路１９２、両駆動回路１９１，１９２を制御する制御Ｃ
ＰＵ１９０、二次電池であるバッテリ１９４から構成さ
れている。これらの構成は、第１実施例と同一なので、
図示するに留め、詳細な説明は省略する。なお、図２０
に示した制御装置１８０の内部構成については、その図
示符号を、図２に示した各部材の番号と下２桁を同一と
した。

【０１５０】（２）動作原理 以上構成を説明した四輪駆動車輌の動作について説明す
る。この四輪駆動車輌の動作原理、特にトルク変換の原
理は以下の通りである。エンジン１５０を回転数Ｎｅ，
トルクＴｅの運転ポイントＰ１で運転し、このエンジン
１５０から出力されるエネルギＰｅと同一のエネルギで
あるが異なる回転数Ｎｒ，トルクＴｒの運転ポイントＰ
２でリングギヤ軸１２６を運転する場合、すなわち、エ
ンジン１５０から出力される動力をトルク変換してリン
グギヤ軸１２６に作用させる場合について考える。この
時のエンジン１５０とリングギヤ軸１２６の回転数およ
びトルクの関係を図２１に示す。

【０１５１】プラネタリギヤ１２０の３軸（サンギヤ軸
１２５，リングギヤ軸１２６およびプラネタリキャリア
１２４）における回転数やトルクの関係は、機構学の教
えるところによれば、図２２に例示する共線図と呼ばれ
る図として表わすことができ、幾何学的に解くことがで
きる。なお、プラネタリギヤ１２０における３軸の回転
数やトルクの関係は、上述の共線図を用いなくても各軸
のエネルギを計算することなどにより数式的に解析する
こともできる。本実施例では説明の容易のため共線図を
用いて説明する。

【０１５２】図２２における縦軸は３軸の回転数を示
す、横軸は３軸の座標軸上の位置の比を表わす。すなわ
ち、サンギヤ軸１２５とリングギヤ軸１２６の位置Ｓ，
Ｒを両端にとったとき、プラネタリキャリア１２４の位
置Ｃは、位置Ｓと位置Ｒを１：ρに内分する位置として
定められる。ここで、ρは、リングギヤ１２２の歯数に
対するサンギヤ１２１の歯数の比であり、次式（５）で
表わされる。

【０１５３】

【数５】

【０１５４】今、エンジン１５０が回転数Ｎｅで運転さ
れており、リングギヤ軸１２６が回転数Ｎｒで運転され
ている場合を考える。このとき、エンジン１５０のクラ
ンクシャフト１５６が結合されているプラネタリキャリ
ア１２４の位置Ｃにエンジン１５０の回転数Ｎｅを、リ
ングギヤ軸１２６の位置Ｒに回転数Ｎｒをプロットする
ことができる。この両点を通る直線（以下、動作共線と
呼ぶ）を描けば、この動作共線の位置Ｓでの値が、サン
ギヤ軸１２５の回転数Ｎｓとなる。即ち、動作供線は、
回転数については、比例計算用の直線として扱うことが
できる。なお、回転数Ｎｓは、回転数Ｎｅと回転数Ｎｒ
とを用いて比例計算式（次式（６））により求めること
ができる。このようにプラネタリギヤ１２０では、サン
ギヤ１２１，リングギヤ１２２およびプラネタリキャリ
ア１２４のうちいずれか２つの回転を決定すると、残余
の１つの回転は、決定した２つの回転に基づいて決定さ
れる。

【０１５５】

【数６】

【０１５６】次に、図２２の共線図に描かれた動作共線
に対して、プラネタリキャリア１２４の位置Ｃにおい
て、エンジン１５０のトルクＴｅを、図中下から上に作
用するものとして記入する。このとき動作共線は、トル
クについては、各点に作用する力をベクトルとして受け
る剛体として取り扱うことができる。従って、１点に作
用する力を２点に作用する力に分離することは容易であ
り、位置Ｃにおいて上向きに作用するものとしたトルク
Ｔｅを、位置Ｓ上のトルクＴｅｓと位置Ｒ上のトルクＴ
ｅｒとに分離することができる。このときトルクＴｅｓ
およびＴｅｒの大きさは、次式（７）によって表わされ
る。

【０１５７】

【数７】

【０１５８】プラネタリキャリア１２４の位置を示す位
置Ｃにおいて作用するエンジン１５０のトルクＴｅを動
作共線の両端の位置Ｓ及び位置Ｒにおけるトルクとして
把握すると、この両端の位置Ｓ及びＲに外から作用する
トルクの大きさを知れば、動作供線に対してどのように
力が生じるかを知ることができる。具体的には、サンギ
ヤ軸１２５に対応する位置Ｓでは、モータＭＧ１のトル
クを作用させることができ、位置Ｒでは、リングギヤ軸
１２６をその回転数Ｎｒで駆動する際のトルクＴｅｒに
等しい反力トルクを受けることになる。この反力トルク
Ｔｒが、その車速で車輌を走行させるのに必要なトルク
と等しければ、車輌はその軸回転数Ｎｒに相当する速度
で走行を継続する。もとより、本実施例は、四輪駆動車
輌であり、モータＭＧ２を駆動することによっても車輌
を走行させようとする動力を得ることができる。路面の
摩擦係数を理想的な状態と考えると、モータＭＧ２によ
る走行用のトルクＴｍ２は、位置Ｒにおいて、車輌の走
行のためのトルクとして作用しているとみなすことがで
きる。他方、位置Ｓでは、モータＭＧ１によるトルクＴ
ｍ１を受けることになる。そこで、車輌を所望の状態で
運転しようとすれば、結局モータＭＧ１，ＭＧ２の運転
を制御して、そのトルクＴｍ１，Ｔｍ２を調整すれば良
いことになる。図２２に示した状態でトルクが釣り合う
とすれば、モータＭＧ１によるトルクＴｍ１を、エンジ
ントルクＴｅが配分されたトルクＴｅｓと等しくし、モ
ータＭＧ２によるトルクＴｍ２を、車輌をその車速（回
転数Ｎｒに対応する車速）で走行させ続けるのに必要な
トルク（これが反力トルクＴｒと等しくなっている）に
対してエンジントルクＴｅの配分トルクＴｅｒでは不足
するトルク（＝Ｔｒ−Ｔｅｒ）と等しく制御されている
ことになる。

【０１５９】このとき、モータＭＧ１では回転の方向と
逆向きにトルクを作用させることになるから、モータＭ
Ｇ１は発電機として動作することになり、トルクＴｍ１
と回転数Ｎｓとの積で表わされる電気エネルギＰｍ１を
サンギヤ軸１２５から回生する。モータＭＧ２では、回
転の方向とトルクの方向とが同じであるから、モータＭ
Ｇ２は電動機として動作し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒ
との積で表わされる電気エネルギＰｍ２を動力として後
輪車軸に出力する。

【０１６０】ここで、電気エネルギＰｍ１と電気エネル
ギＰｍ２とを等しくすれば、モータＭＧ２で消費する電
力のすべてをモータＭＧ１により回生して賄うことがで
きる。このためには、入力されたエネルギのすべてを出
力するものとすればよいから、エンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅを、サンギヤ軸１２５に出力される
エネルギＰｆとモータＭＧ２により後輪車軸に出力され
るエネルギＰｍとの和に等しくすればよい。図２１に照
らせば、運転ポイントＰ１で運転されているエンジン１
５０から出力されるトルクＴｅと回転数Ｎｅとで表わさ
れる動力を、トルク変換して、前輪の車軸にはトルクＴ
ｒと回転数Ｎｒとの積により表わされる動力としてリン
グギヤ軸１２６を介して出力し、後輪の車軸には、トル
クＴｍ２と回転数Ｎｒとの積により表わされる動力とし
て出力するのである。

【０１６１】次に、このハードウェア構成を有する四輪
駆動車輌におけるトルク配分の制御について説明する。
制御装置１８０は、図２３に示す四輪処理ルーチンを繰
り返し実行しており、制御が開始されると、まずアクセ
ル開度ＡＰと車速（車軸回転数ｎａ）とを読み込む処理
を行なう（ステップＳ４００）。アクセル開度αは、ア
クセルペダルポジションセンサ１６４ａから読み込むこ
とができる。また、車速は、レゾルバ１４９から読み込
んだ後輪の車軸の回転数として知ることができるが、プ
ロペラシャフトに設けられた図示しない車速センサから
読み込むものとしても良い。

【０１６２】アクセル開度ＡＰと車速（回転数ｎａ）と
から、車輌に要求されるトルク指令値Ｔａと車輌出力Ｐ
ａを演算する処理を行なう（ステップＳ４１０）。車輌
に要求されるトルク指令値Ｔａは、例えば図２４に示し
たグラフから求めることができる。また、車輌の出力Ｐ
ａは、図２５に示したように、車輌のトルクＴａと車速
（回転数ｎａ）とから定まる運転ポイントに相当する。
車輌の出力Ｐａを全てエンジン１５０から得るものとし
て、次にエンジン１５０の出力Ｐｅを決定し（Ｐｅ←Ｐ
ａ）、スロットル開度θｔｈを決定する（ステップＳ４
２０）。次に、このエンジン１５０の出力Ｐａにおける
トルクＴａを、エンジン１５０の受持トルクＴａｅとモ
ータＭＧ２の受持トルクＴａｍに配分する処理を行なう
（ステップＳ４３０）。この処理により前輪と後輪に配
分されるトルク比が決定される。

【０１６３】続いて、エンジン１５０の受持トルクＴａ
ｅとプラネタリギヤ１２０のギヤ比とからエンジン１５
０の要求トルクＴｅ＊を決定する処理を行ない（ステッ
プＳ４４０）、更にこのときのエンジン１５０の出力Ｐ
ｅと要求トルクＴｅ＊とから、エンジン１５０の目標回
転数ｎｅ＊を決定する処理を行なう（ステップＳ４５
０）。これらを決定を受けて、実際にエンジン１５０の
運転状態を変えるのは、モータＭＧ１の仕事である。図
２２の共線図に示したように、動作共線は、両端に作用
するトルクにより変更されるから、車輌が定速走行して
おり、動作共線右端（リングギヤ軸の位置Ｒ）が固定さ
れていれば、動作共線左端のトルクバランスを調整する
ことにより、エンジン１５０の回転数は可変し得る。そ
こで、エンジン１５０の回転数がｎｅ＊となるモータＭ
Ｇ１の回転数ｎｇを決定するのである（ステップＳ４６
０）。更に、モータＭＧ２の受持トルクＴａｍから、モ
ータＭＧ２の要求トルクＴｍ＊を決定する処理を行なう
（ステップＳ４７０）。

【０１６４】以上の処理により、制御装置１８０の制御
対象であるエンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２の動
作点は全て決定されたから、次にＥＦＩＥＣＵ１７０に
指令を出力し、第１の駆動回路１９１などを制御して、
エンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２などを実際に制
御する処理を行ない（ステップＳ４８０）、その後、
「ＮＥＸＴ」に抜けて、本処理ルーチンを一旦終了す
る。

【０１６５】以上説明した第５実施例によれば、分配手
段として、プラネタリギヤ１２０とモータＭＧ１とを用
い、いわゆる機械分配式の構成を用いて、エンジン１５
０の動力を前輪の車軸および後輪の車軸に自由に分配す
ることができる。エンジン１５０が高回転かつ低トルク
で運転されている場合に、その動力の一部をプラネタリ
ギヤ１２０からリングギヤ軸１２６を介し、更にチェー
ンベルト１２９を経て、前輪に出力すると共に、残余の
動力をモータＭＧ１から第１の駆動回路１９１を介して
回生電流として取り出し、これを第２の駆動回路１９２
からモータＭＧ２にその力行電流として供給することに
より、車輌を全体として高いトルクで運転することがで
きる。もとよりエンジン１５０が低回転・高トルクで運
転されている場合に、後輪側のモータＭＧ２から電流を
回生し、前輪側のモータＭＧ１を力行し、高回転・低ト
ルクにトルク変換を行なっても良い（いわゆるオーバー
ドライブ制御）。これらの制御は、第１実施例ないし第
４実施例として説明した電気分配式の四輪駆動車輌とほ
ぼ同様である。

【０１６６】そこで、第５実施例の四輪駆動車輌で実現
可能な運転制御について、図２６に例示する運転制御ル
ーチンに基づき説明する。この運転制御ルーチンが実行
されると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、車輌
のアクセルペダルポジションＡＰなどの運転状態に基づ
いて、車輌に必要な出力エネルギを計算する処理を行な
うステップＳ５００）。その後、残容量検出器１９９に
より検出されるバッテリ１９４の残容量ＢRMを読み込む
処理を行なって、運転モードの判定処理を行なう（ステ
ップＳ５１０）。この運転モードの判定処理は、図２７
に例示する運転モード判定処理ルーチンにより処理され
る。運転モード判定処理ルーチンでは、運転制御ルーチ
ンのステップＳ５００およびＳ５０８で読み込んだデー
タや計算したデータなどを用いて、そのときの動力出力
装置１１０にとって適切な運転モードを判定する。ここ
で、一旦図２６の運転制御ルーチンの説明を中断し、先
に図２７の運転モード判定処理ルーチンに基づき運転モ
ードの判定処理について説明する。

【０１６７】運転モード判定処理ルーチンが実行される
と、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、バッテリ１
９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わさ
れる範囲内にあるかを判定し（ステップＳ５３０）、こ
の範囲内にないときには、バッテリ１９４の充放電が必
要であると判断して、動力出力装置１１０の運転モード
として充放電モードを設定する（ステップＳ５３２）。
ここで、閾値ＢＬと閾値ＢＨは、バッテリ１９４の残容
量ＢRMの下限値と上限値を示すものであり、実施例で
は、閾値ＢＬは、後述のモータ駆動モードによるモータ
ＭＧ２のみによる駆動やパワーアシストモードによるバ
ッテリ１９４からの放電電力による動力の付加などを所
定時間継続して行なうのに必要な電力量以上の値として
設定される。また、閾値ＢＨは、バッテリ１９４の満充
電時の残容量ＢRMから通常走行状態にある車両を停止す
る際にモータＭＧ１やモータＭＧ２により回生される電
力量を減じた値以下に設定されている。

【０１６８】ステップＳ５３０でバッテリ１９４の残容
量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わされる範囲内
にあるときには、車輌全体の駆動力として出力すべきエ
ネルギＰｒがエンジン１５０から出力可能な最大エネル
ギＰｅｍａｘを越えているか否かを判定する（ステップ
Ｓ５３４）。最大エネルギＰｅｍａｘを越えているとき
には、エンジン１５０から出力される最大エネルギＰｅ
ｍａｘでは不足するエネルギをバッテリ１９４に蓄えら
れたエネルギで賄う必要があると判断し、動力出力装置
１１０の運転モードとしてパワーアシストモードを設定
する（ステップＳ５３６）。

【０１６９】一方、リングギヤ軸１２６に出力すべきエ
ネルギＰｒがエンジン１５０から出力可能な最大エネル
ギＰｅｍａｘ以下のときには、前後輪のトルク指令値の
総和Ｔｒ＊と軸回転数Ｎｒとが所定の範囲内にあるかを
判定し（ステップＳ５３８）、所定の範囲内のときに
は、運転モードとしてサンギヤ軸１２５の回転を停止し
た状態のロックアップモードを設定する（ステップＳ５
４０）。ここで、所定の範囲とは、サンギヤ１２１の回
転を停止した状態でエンジン１５０を効率よく運転でき
る範囲である。具体的には、サンギヤ１２１を停止した
状態でエンジン１５０を効率よく運転できる範囲内の各
運転ポイントでエンジン１５０を運転したときに、リン
グギヤ軸１２６に出力されるそれぞれのトルクと回転数
とをマップとして予めＲＯＭ１９０ｂに記憶しておき、
トルク指令値Ｔｒ＊と回転数Ｎｒで表わされる運転ポイ
ントがこのマップの範囲内にあるかを判定するのであ
る。エンジン１５０を効率よく運転できる範囲の一例を
図２１に一点鎖線の領域ＱＷとして示した。図中、領域
ＱＥの内側はエンジン１５０の運転が可能な領域であ
り、領域ＱＷはエンジン１５０を効率よく運転できる範
囲である。なお、この範囲ＱＷは、エンジン１５０の運
転効率のほかエミッション等により定められるものであ
り、予め実験などにより設定できる。

【０１７０】ステップＳ５３８でトルク指令値の総和Ｔ
ｒ＊と軸回転数Ｎｒとが所定の範囲内にないときには、
出力すべきエネルギＰｒが所定エネルギＰＭＬより小さ
く、かつ、軸回転数Ｎｒが所定回転数ＮＭＬより小さい
か否かを判定し（ステップＳ５４２）、共に小さいとき
には、運転モードとしてモータＭＧ２のみによる駆動の
モータ駆動モードを設定する（ステップＳ５４４）。所
定エネルギＰＭＬや所定回転数ＮＭＬは、エンジン１５
０が低回転数で低トルクでは効率が低下することに基づ
きその範囲を設定するものであり、エンジン１５０の運
転領域として所定の効率未満の領域となるエネルギＰｒ
および回転数Ｎｒとして設定される。なお、具体的な値
は、エンジン１５０の特性やプラネタリギヤ１２０のギ
ヤ比などにより定められる。ステップＳ５４２で、エネ
ルギＰｒが所定エネルギＰＭＬ以上であったり回転数Ｎ
ｒが所定回転数ＮＭＬ以上のときには、通常の運転を行
なうものと判断し、運転モードとして通常運転モードを
設定する（ステップＳ５４６）。

【０１７１】こうして運転モードの判定が行なわれた
後、各モードでの運転に切り替えられ、必要なトルク制
御が行なわれる（ステップＳ５１２ないしＳ５２０）。
これらのトルク制御は、電気分配式の四輪駆動車輌の場
合と変わるところはないので、説明は省略するが、いく
つかの制御モードでの動力の流れを図２８ないし図３３
に示した。これらの図は、上記の運転モードに必ずしも
対応している訳ではないが、トルク制御の違いによる動
力伝達のルートの違いを知ることができる。各図２おい
て、矢印はエネルギの流れを示し、ハッチを付した矢印
は、その運転モードで実際にエネルギがやり取りされる
経路を示す。白抜き矢印の場合は、その運転モードでは
エネルギのやり取りはなされていない。図２８は、通常
運転の場合のエネルギの流れを示し、プラネタリギヤ１
２０により分配された動力は、前輪と後輪とに分配され
る。また、図２９は、オーバードライブ制御の状態を示
す。前輪の駆動力により結果的に同じ回転数で回転する
後輪からエネルギを回収し、これをモータＭＧ２より回
生してモータＭＧ１を駆動し、プラネタリギヤ１２０を
介して、前輪の回転数をエンジン１５０の回転数より高
くするのである。

【０１７２】また、図３０，図３１は、いずれもエンジ
ン１５０の出力が、前輪または後輪にのみ出力される運
転モードを示している。図３０は、エンジン１５０の全
エネルギが前輪にのみ出力されている状態を示す。図３
１は、エンジン１５０の全エネルギが後輪にのみ出力さ
れている状態を示す。なお、この場合には、前輪側は、
リングギヤ軸１２６をロックし、かつ前輪１１６，１１
８はニュートラルな状態にしておく必要がある。更に、
図３２は、エンジン１５０の全エネルギが、モータＭＧ
１により回生電流の形態で回収され、これがバッテリ１
９４に一旦蓄えられた後、後輪にのみ出力されている状
態を示す。なお、バッテリ１９４に一旦蓄えられるの
は、車輌の駆動に必要なエネルギが低く、エンジン１５
０を間欠運転するからである。図３３の場合にはバッテ
リ１９４との間の電力のやり取りに加えて、モータＭＧ
２による回生も行なわれている。

【０１７３】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。第６実施例の四輪駆動車輌は、図３４に示す構成
を有する。この四輪駆動車輌は、第５実施例と、第３の
電動機に相当するモータＭＧ３を、リングギヤ軸１２６
に結合して備える点を除き同一である。モータＭＧ３の
構造は、モータＭＧ１と同様である。また、この実施例
では、制御装置１８０内に第３の駆動回路１９３を備え
るが、その構成は第１の駆動回路１９１と同一である。
かかる構成を有する四輪駆動車輌の制御について、図３
５のフローチャートを参照して説明する。

【０１７４】制御装置１８０は、図３５に示す四輪処理
ルーチンを開始すると、まずアクセル開度ＡＰと車速
（車軸回転数ｎａ）とを読み込む処理を行なう（ステッ
プＳ６００）。アクセル開度ＡＰは、アクセルペダルポ
ジションセンサ１６４ａから読み込むことができる。ま
た、車速は、レゾルバ１４９から読み込んだ後輪の車軸
の回転数として知ることができるが、プロペラシャフト
に設けられた図示しない車速センサから読み込むものと
しても良い。

【０１７５】アクセル開度ＡＰと車速（回転数ｎａ）と
から、車輌に要求されるトルク指令値Ｔａと車輌出力Ｐ
ａを演算する処理を行なう（ステップＳ６１０）。車輌
に要求されるトルク指令値Ｔａは、例えば第５実施例で
説明した図２４のグラフから求めることができる。ま
た、車輌の出力Ｐａは、図２５に示したように、車輌の
トルクＴａと車速（回転数ｎａ）とから定まる運転ポイ
ントに相当する。車輌の出力Ｐａを全てエンジン１５０
から得るものとして、次にエンジン１５０の出力Ｐｅを
決定し（Ｐｅ←Ｐａ）、スロットル開度θｔｈを決定す
る（ステップＳ６２０）。次に、このエンジン１５０の
出力ＰａにおけるトルクＴａを、前輪の受持トルクＴｆ
と後輪の受持トルクＴｒに配分する処理を行なう（ステ
ップＳ６３０）。この処理により前輪と後輪に配分され
るトルク比が決定される。

【０１７６】続いて、前輪の受持トルクＴｆとプラネタ
リギヤ１２０のギヤ比とからエンジン１５０の要求トル
クＴｅ＊を決定する処理を行ない（ステップＳ６４
０）、更にこのときのエンジン１５０の出力Ｐｅと要求
トルクＴｅ＊とから、エンジン１５０の目標回転数ｎｅ
＊を決定する処理を行なう（ステップＳ６５０）。これ
らの決定を受けて、実際にエンジン１５０の運転状態を
変えるのは、モータＭＧ１の仕事である。そこで、エン
ジン１５０の回転数がｎｅ＊となるモータＭＧ１の回転
数ｎｇを決定するのである（ステップＳ６６０）。更
に、後輪の受持トルクＴｒから、後輪に直結されたモー
タＭＧ２の出力トルクＴｍを決定し、モータＭＧ２を制
御する処理を行なう（ステップＳ６７０）。

【０１７７】以上の処理により、制御装置１８０の制御
対象であるエンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２の動
作点は全て決定されたから、次にＥＦＩＥＣＵ１７０に
指令を出力し、第１の駆動回路１９１などを制御して、
エンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２などを実際に制
御する処理を行ない（ステップＳ６８０）、その後、
「ＮＥＸＴ」に抜けて、本処理ルーチンを一旦終了す
る。

【０１７８】以上説明した第６実施例の四輪駆動車輌
は、第５実施例の構成と比べて、その動力伝達の経路
に、第３の電動機であるモータＭＧ３を有する。この結
果、前輪である駆動輪１１６，１１８の車軸に出力し得
る駆動トルクの最大値は、図３６に示すように、エンジ
ン１５０からのトルクにモータＭＧ３のトルクを加えた
ものになる。他方、後輪である駆動輪１１７，１１９の
車軸に出力し得る駆動トルクはモータＭＧ２のトルクに
より定まる。したがって、モータＭＧ３がない場合（図
３７に例示した）と比べた場合、前輪側の駆動トルクの
最大値を大きく取ることができ、前後輪のトルク配分の
自由度が極めて大きいという利点が得られる。第５実施
例では、前輪側の駆動トルクの最大値は、その時点のエ
ンジン１５０の駆動トルクの最大値に制限されてしまう
から、両者の配分比Ｙａ：Ｙｂの範囲は制限されるのに
対して、本実施例では、両者の配分比（Ｘａ＋Ｘｂ）：
Ｘｃは、エンジン１５０の出力トルクに制限されること
がなく、駆動力配分の自由度は大きい。

【０１７９】次に本発明の第７の実施例について説明す
る。第７実施例の四輪駆動車輌およびその内部に組み込
まれた動力伝達装置は、第６実施例と同一ハードウェア
を備え、その制御のみが異なる。第７実施例の制御を図
３８に示した。この処理ルーチンが開始されると、まず
アクセル開度ＡＰと車速（車軸回転数Ｎａ）とを読み込
む処理を行なう（ステップＳ７００）。

【０１８０】アクセル開度ＡＰと車速（回転数Ｎａ）と
から、車輌に要求されるトルク指令値Ｔａと車輌出力Ｐ
Ｐを演算する処理を行なう（ステップＳ７１０）。車輌
の出力ＰＰを全てエンジン１５０から得るものとして、
次にエンジン１５０の出力Ｐｅを決定し（Ｐｅ←Ｐ
Ｐ）、この出力が得られるようにスロットル開度θｔｈ
を決定し、更にエンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を決
定する処理を行なう（ステップＳ７２０）。ステップＳ
７２０で、先にエンジン１５０の出力のみならず、目標
回転数Ｎａ＊を定めるのは、エンジン１５０の運転状態
を燃費が最低もしくはエミッションが最良となる状態に
するためである。この点について説明する。

【０１８１】図３９は、エンジン１５０の運転ポイント
とエンジン１５０の効率との関係を示すグラフである。
図中曲線Ｂはエンジン１５０の運転可能な領域の境界を
示す。エンジン１５０の運転可能な領域には、その特性
に応じて効率が同一の運転ポイントを示す曲線α１ない
しα６のような等効率線を描くことができる。また、エ
ンジン１５０の運転可能な領域には、トルクＴｅと回転
数Ｎｅとの積で表わされるエネルギ一定の曲線、例えば
曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３を描くことができる。
こうして描いたエネルギ一定の曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ
３−Ｃ３に沿って各運転ポイントの効率をエンジン１５
０の回転数Ｎｅを横軸として表わすと図４０のグラフの
ようになる。

【０１８２】図示するように、出力するエネルギが同じ
でも、どの運転ポイントで運転するかによってエンジン
１５０の効率は大きく異なる。例えばエネルギ一定の曲
線Ｃ１−Ｃ１上では、エンジン１５０を運転ポイントＡ
１（トルクＴｅ１，回転数Ｎｅ１）で運転することによ
り、その効率を最も高くすることができる。このような
効率が最も高い運転ポイントは、出力エネルギ一定の曲
線Ｃ２−Ｃ２およびＣ３−Ｃ３ではそれぞれ運転ポイン
トＡ２およびＡ３が相当するように、各エネルギ一定の
曲線上に存在する。図３９中の曲線Ａは、これらのこと
に基づき各エネルギＰｒに対してエンジン１５０の効率
ができる限り高くなる運転ポイントを連続する線で結ん
だものである。この実施例では、この曲線Ａ上の各運転
ポイント（トルクＴｅ，回転数Ｎｅ）とエネルギＰｒと
の関係をマップとしたものを用いて、エンジン１５０の
目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊を設定した。
なお、ここで、曲線Ａを連続する曲線で結ぶのは、エネ
ルギＰｒの不連続な急変を避けるためである。

【０１８３】こうしてまずエンジン１５０の運転状態と
して、要求されている出力ＰＰが得られる運転状態とし
て最適の条件を求めた後、エンジン１５０の回転数がこ
の目標回転数Ｎｅ＊となるようモータＭＧ１を制御する
処理を行なう（ステップＳ７３０）。即ち、モータＭＧ
１により、エンジン１５０の運転状態を、図３９に示し
た曲線Ａに沿って、燃費最適な点へと遷移させるのであ
る。次に、このモータＭＧ１が運転されることにより、
このモータＭＧ１の出力がペラ軸に寄与するトルク分ｔ
ｇを求める処理を行なう（ステップＳ７４０）。モータ
ＭＧ１はプラネタリギヤ１２０に結合されているので、
モータＭＧ１の運転は、車軸に付与されるトルクに寄与
するからである。

【０１８４】続いて、前後輪に配分する駆動力の割合を
決定する処理を行なう（ステップＳ７５０）。駆動力の
配分比をβとすると、前輪：後輪の駆動力の配分を、
β：（１−β）として決定するのである（但し０≦β≦
１）。その後、この配分比βを用いて、前輪の受持トル
クＴｆと後輪の受持トルクＴｒを決定する処理を行なう
（ステップＳ７６０）。前輪の受持トルクＴｆと後輪の
受持トルクＴｒとは、車輌全体で必要とされるトルクＴ
ｐ、モータＭＧ１による寄与分ｔｇ、配分比βを用い
て、次式（８）により与えられる。

【０１８５】

【数８】

【０１８６】その後、前後輪にそれぞれの受持トルクが
得られるよう、モータＭＧ２，モータＭＧ３を制御し
（ステップＳ７７０）、その後「ＮＥＸＴ」に抜けて本
ルーチンを終了する。

【０１８７】かかる実施例によれば、配分比βを０から
１まで自由に調整することができるので、エンジン１５
０の運転状態の制御を優先しながら、前後輪の駆動力の
配分を極めて広い範囲で自由に制御することができる。
配分比βは、運転モードや路面の状態などから設定する
ことが考えられる。したがって、エンジン１５０の燃費
やエミッションを十分に確保しながら、かつ駆動力の自
由な配分が可能となる。更に、この実施例の構成によれ
ば、回生による制動力も前後輪で自由に分担することが
できるので、アンチブレーキシステムや駆動力制御など
も実現することができる。

【０１８８】本実施例では、前輪側の駆動軸にエンジン
１５０からの出力が結合される構成としたが、エンジン
１５０からの出力を後輪側に結合する構成とすることも
できる。この場合には、前後輪のトルク配分は、配分比
をβとして、次式（９）により決定することができる。

【０１８９】

【数９】

【０１９０】以上、本発明の多数の実施例について説明
したが、本発明は上記した実施例や実施形態に限られる
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
の態様にて実施することが可能である。例えば、クラッ
チモータ３０，アシストモータ４０の配置と前後輪の関
係、あるいはモータＭＧ１ないしＭＧ３の配置と前後輪
の関係は、逆にしても差し支えない。また、図４１に示
したように、プラネタリギヤ１２０から前輪の車軸に動
力を取り出す部位にチェーンベルト１２９に代えて、バ
ック機構を備えた複式ギヤ機構２００を用いることがで
きる。この複式ギヤ機構は、リングギヤ１２２に結合さ
れた第１の連結ギヤ２２１に噛合する第１ギヤ２３１
と、リングギヤに１２２に結合された第２の連結ギヤ２
２２に逆転用ギヤ２３２を介して噛合する第２ギヤ２３
２とを備える。ギヤ切換手段２１０が作動することによ
り、動力伝達ギヤ１１１の駆動軸２４２は、第１ギヤ２
３１もしくは第２ギヤ２３２に係合するよう切り替えら
れるから、プラネタリギヤ１２０からの出力の回転方向
を、正逆いずれの方法にも切り替えることができる。し
たがって、一方向に回転するエンジン１５０を用いて、
車輌を後退させることができる。

【０１９１】また、第６実施例の前輪側の動力伝達の経
路の構成には、様々なバリエーションが考えられる。例
えば、図４２に示すように、モータＭＧ１とモータＭＧ
３とでエンジン１５０を挟持する配置としてもよい。ま
た、上記実施例では、リングギヤ軸１２６に出力された
動力をリングギヤ１２２に結合された動力取出ギヤ１２
８を介してモータＭＧ１とモータＭＧ３との間から取り
出したが、図４３に示すように、リングギヤ軸１２６Ｅ
を延出してケース１１９から取り出すものとしてもよ
い。

【０１９２】更に、電気分配式の第１ないし第４実施例
の変形例としては、第５，第６実施例と同様、前輪側の
車軸にクラッチモータ３０のみならず、図４４に示すよ
うに、第３の電動機に相当するモータ３００を配置し、
前輪の車軸をクラッチモータ３０により分配された動力
とモータ３００による動力により駆動し、後輪の車軸を
アシストモータ４０により駆動する構成とすることもで
きる。また、第１実施例等では図１に示したように、ア
シストモータ４０は原動機５０の出力軸とは全く分離す
るものとしたが、図４５に示すように、原動機５０のク
ランクシャフト５６の両方の軸端にクラッチモータ３０
Ａおよびクラッチモータ３０Ｂを設ける構成を考えるこ
ともできる。更に、その一方のクラッチモータ３０Ｂの
出力軸である駆動軸２２Ｂに、アシストモータ４０を設
けるものとしても良い。この場合、クラッチモータ３０
Ｂとアシストモータ４０の位置関係を逆にすることもで
きる。即ち、アシストモータ４０をクランクシャフト５
６に直結し、その出力軸にクラッチモータ３０Ｂを設け
ることもできる。

【０１９３】上述した各実施例においては、原動機５０
としてガソリンにより運転されるガソリンエンジンを用
いていたが、その他にも、ディーゼルエンジン等のレシ
プロエンジンの他、タービンエンジンや、ジェットエン
ジン、ロータリエンジンなど各種内燃或いは外燃機関を
用いることができる。

【０１９４】また、クラッチモータ３０及びアシストモ
ータ４０としては、ＰＭ形（永久磁石形；Permanent Ma
gnet type）同期電動機を用いたが、回生動作及び力行
動作を行なわせるのであれば、その他にも、ＶＲ形（可
変リラクタンス形；VariableReluctance type）同期電
動機や、バーニアモータや、直流電動機や、誘導電動機
や、超電導モータなどを用いることができる。また、力
行動作のみ行なわせるのであれば、ステップモータなど
を用いることができる。

【０１９５】また、クラッチモータ３０では、アウタロ
ータ３２はクランクシャフト５６に、インナロータ３４
は駆動軸２２Ａにそれぞれ結合していたが、アウタロー
タ３２を駆動軸２２Ａに、インナロータ３４をクランク
シャフト５６にそれぞれ結合するようにしても良い。ま
た、アウタロータ３２とインナロータ３４の代わりに、
互いに対向する円盤状のロータを用いるようにしても良
い。

【０１９６】また、クラッチモータ３０に対する電力の
伝達手段としては回転トランス３８を用いていたが、そ
の他、スリップリング−ブラシ接触、スリップリング−
水銀接触、或いは磁気エネルギの半導体カップリング等
を用いることも可能である。

【０１９７】また、第１及び第２の駆動回路９１，９２
としては、トランジスタインバータを用いていたが、そ
の他にも、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラモードトラ
ンジスタ；Insulated Gate Bipolar mode Transistor）
インバータや、サイリスタインバータや、電圧ＰＷＭ
（パルス幅変調；Pulse Width Modulation）インバータ
や、方形波インバータ（電圧形インバータ，電流形イン
バータ）や、共振インバータなどが用いることができ
る。

【０１９８】二次電池であるバッテリ９４としてはＰｂ
バッテリ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを用い
ることができるが、バッテリ９４に代えてキャパシタを
用いることもできる。

【０１９９】なお、以上の説明では、特に断わらない限
り、クラッチモータ３０，プラネタリギヤ１２０やモー
タＭＧ１ないしＭＧ３，トランジスタＴｒ１ないしＴｒ
１６などの変換効率を値１（１００％）として説明し
た。実際には、変換効率は値１未満であるから、最終的
なトルク配分を得るには、エンジン１５０から出力され
るエネルギＰｅをリングギヤ軸１２６に出力するエネル
ギＰｒより若干大きな値とするか、逆にリングギヤ軸１
２６に出力するエネルギＰｒをエンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅより若干小さな値とする必要があ
る。例えば、エンジン１５０から出力されるエネルギＰ
ｅは、リングギヤ軸１２６に出力されるエネルギＰｒに
変換効率の逆数を乗じて求めればよい。また、アシスト
モータ４０やプラネタリギヤ１２０では機械摩擦などに
より熱としてエネルギを損失するが、その損失量は全体
量からみれば極めて少なく、モータＭＧ１，ＭＧ２に用
いた同期電動機の効率は値１に極めて近い。また、トラ
ンジスタＴｒ１ないしＴｒ１６のオン抵抗もＧＴＯなど
極めて小さいものが知られている。したがって、動力の
変換効率は値１に近いものとなるから、便宜上値１（１
００％）として扱った。

【０２００】以上の各実施例では、動力伝達装置を車輌
に搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、２つの出力軸を有するものであ
れば、船舶，航空機などの交通手段や、その他各種産業
機械などに搭載することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての四輪駆動車輌１
５の概略構成を示す構成図である。

【図２】図１の車輌の概略構成を示す構成図である。

【図３】図１の四輪駆動車輌１５における動力伝達装置
２０を電気的な接続を含めて示す概略構成図である。

【図４】実施例のクラッチモータ３０の構造を示す断面
図である。

【図５】制御ＣＰＵ９０におけるトルク制御の処理の概
要を示すフローチャートである。

【図６】クラッチモータ３０の制御の基本的な処理を示
すフローチャートである。

【図７】アシストモータ４０の制御の基本的な処理の前
半部分を示すフローチャートである。

【図８】アシストモータ４０の制御の基本的な処理の後
半部分を示すフローチャートである。

【図９】本発明の第２の実施例として、駆動力の固定的
な配分を行なう制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図１０】第２実施例の変形例としてのパワーアシスト
制御の概要を示すフローチャートである。

【図１１】アシスト制御の他の実施例の詳細を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】第３の実施例において用いる充電可能領域マ
ップを示す説明図である。

【図１３】第３の実施例においてバッテリ９４の残容量
に対する充電可能電力を示す説明図である。

【図１４】第３の実施例において原動機５０より供給さ
れるエネルギの利用配分を示す説明図である。

【図１５】燃料噴射を停止した際の外力（トルクＴｃ）
と原動機５０の回転数Ｎｅとの関係を例示するグラフで
ある。

【図１６】クラッチモータ３０に負方向のトルクＴｃが
設定された際の駆動軸２２Ａの回転数Ｎｄｆと時間ｔと
の関係およびこの間のクラッチモータ３０の状態を例示
する説明図である。

【図１７】制御装置８０により実行される制動時処理ル
ーチンを例示するフローチャートである。

【図１８】本発明の第５実施例の全体構成を示す概略構
成図である。

【図１９】第５実施例におけるモータＭＧ１とプラネタ
リギヤ１２０との構成を示す説明図である。

【図２０】制御装置１８０の構成を中心に示す四輪駆動
車輌の動力系の概略構成図である。

【図２１】エンジン１５０の運転可能領域ＱＥとエンジ
ン１５０の運転ポイントについて示す説明図である。

【図２２】プラネタリギヤ１２０の動作原理を説明する
動作共線を示す説明図である。

【図２３】第５実施例の制御装置１８０が実行する四輪
処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図２４】車速とアクセルペダルポジションＡＰからト
ルク指令値Ｔａを求めるためのグラフである。

【図２５】車速と車輌トルクからエンジン１５０の運転
ポイントを定めるためのグラフである。

【図２６】機械分配式の四輪駆動車輌の運転制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図２７】同じく運転モード判定処理ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図２８】エンジン１５０の動力が前後輪に配分される
様子を示す説明図である。

【図２９】エンジン１５０の動力が前輪から後輪に伝達
され、後輪側で回収される様子を示す説明図である。

【図３０】エンジン１５０の動力がすべて前輪に出力さ
れる様子を示す説明図である。

【図３１】エンジン１５０の動力がすべて後輪に出力さ
れる様子を示す説明図である。

【図３２】エンジン１５０の動力が一旦電気エネルギに
変換されてバッテリ１９４に蓄えられてから後輪に出力
される様子を示す説明図である。

【図３３】エンジン１５０の動力が前輪から後輪に伝達
され、後輪側で回収されてバッテリ１９４に蓄積される
様子を示す説明図である。

【図３４】本発明の第６実施例のハードウェア構成を示
す概略構成図である。

【図３５】第６実施例における四輪処理ルーチンを示す
フローチャートである。

【図３６】第６実施例における動力配分の範囲を示す説
明図である。

【図３７】第５実施例における動力配分の範囲を示す説
明図である。

【図３８】第７実施例における四輪処理ルーチンを示す
フローチャートである。

【図３９】エンジン１５０の運転ポイントと効率の関係
を例示するグラフである。

【図４０】エネルギ一定の曲線に沿ったエンジン１５０
の運転ポイントの効率とエンジン１５０の回転数Ｎｅと
の関係を例示するグラフである。

【図４１】機械分配式の実施例の変形例の構成を示す概
略構成図である。

【図４２】第５実施例等の変形例の構成の概略を例示す
る構成図である。

【図４３】第５実施例等の変形例の構成の概略を例示す
る構成図である。

【図４４】電気分配式の実施例に、第６実施例の構成を
適用した場合の構成例を示す概略構成図である。

【図４５】電気分配式の他の構成例を示す概略構成図で
ある。

【図４６】本発明の原理を解説するためのグラフであ
る。

【符号の説明】

１５…四輪駆動車輌 ２０…動力伝達装置 ２２…駆動軸 ２２Ａ，２２Ｂ…駆動軸 ２３…減速ギヤ ２４…ディファレンシャルギヤ ２５…ディファレンシャルギヤ ２６，２８…前輪 ２７，２９…後輪 ３０…クラッチモータ ３０Ａ…クラッチモータ ３０Ｂ…クラッチモータ ３２…アウタロータ ３４…インナロータ ３５…永久磁石 ３６…コイル ３６…三相コイル ３７Ａ，３７Ｂ…ベアリング ３８…回転トランス ３８Ａ…一次巻線 ３８Ｂ…二次巻線 ３９Ａ，３９Ｂ…レゾルバ ４０…アシストモータ ４２…ロータ ４３…ステータ ４４…三相コイル ４５…ケース ４６…永久磁石 ４８…レゾルバ ４９…ベアリング ５０…エンジン ５０…原動機 ５１…燃料噴射弁 ５２…燃焼室 ５４…ピストン ５６…クランクシャフト ５７…ホイール ５８…イグナイタ ５９ａ…圧入ピン ５９ｂ…ネジ ６０…ディストリビュータ ６２…点火プラグ ６４…アクセルペダル ６５…アクセルペダルポジションセンサ ６６…スロットルバルブ ６７…スロットルポジションセンサ ６８…ブレーキペダル ６９…ブレーキペダルポジションセンサ ７０…ＥＦＩＥＣＵ ７２…吸気管負圧センサ ７４…水温センサ ７６…回転数センサ ７８…回転角度センサ ７９…スタータスイッチ ８０…制御装置 ８２…シフトレバー ８４…シフトポジションセンサ ９０…制御ＣＰＵ ９０ａ…ＲＡＭ ９０ｂ…ＲＯＭ ９１…第１の駆動回路 ９２…第２の駆動回路 ９４…バッテリ ９５，９６…電流検出器 ９７，９８…電流検出器 ９９…残容量検出器 １１０…動力出力装置 １１１…動力伝達ギヤ １１２…駆動軸 １１４…ディファレンシャルギヤ １１５…ディファレンシャルギヤ １１６，１１８…駆動輪 １１７，１１９…駆動輪 １１９…ケース １２０…プラネタリギヤ １２１…サンギヤ １２２…リングギヤ １２３…プラネタリピニオンギヤ １２４…プラネタリキャリア １２５…サンギヤ軸 １２６…リングギヤ軸 １２８…動力取出ギヤ １２９…チェーンベルト １３２…ロータ １３３…ステータ １３４…三相コイル １３５…永久磁石 １３９Ｅ…レゾルバ １３９Ｓ…レゾルバ １４２…ロータ １４３…ステータ １４４…三相コイル １４５…永久磁石 １４７…車軸 １４８…ケース １４９…レゾルバ １５０…エンジン １５６…クランクシャフト １６４…アクセルペダル １６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １８０…制御装置 １９０…制御ＣＰＵ １９０ｂ…ＲＯＭ １９１…第１の駆動回路 １９２…第２の駆動回路 １９４…バッテリ １９９…残容量検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 英嗣 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 山田 英治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 宮谷 孝夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 川端 康己 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 水谷 良治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 塩見 正直 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 松橋 繁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−30223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−12518（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−101903（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−8639（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−225403（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−15805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−85019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−20410（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 9/00,17/34 B60L 11/02 H02K 7/11 B60K 17/356

Claims (42)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機の動力が伝達される回転軸を備
   え、該回転軸から入力される原動機からの動力を、第１
   の出力軸と、該出力軸とは異なる第２の出力軸とに伝達
   する動力伝達装置であって、前記第１の出力軸および第２の出力軸に出力すべき要求
   動力に基づいて前記原動機を運転する原動機運転制御手
   段と、 前記回転軸の回転に関連付けられた第１の電動機を有
   し、 前記回転軸に入力される動力と、前記第１の出力軸
   に機械的な形態で入出力される動力との配分を、前記第
   １の電動機により電気的な形態で回生される電力も含め
   た入出力の総和がバランスする条件の下で制御する分配
   手段と、 前記第２の出力軸に結合された第２の電動機と、前記第１の電動機を制御して、前記原動機から出力され
   た動力を前記分配手段において前記第１の出力軸に出力
   する動力と前記第１の電動機により回生される電力とに
   配分するとともに、前記第１の電動機により回生される
   電力の少なくとも一部を用いて、前記要求動力を実現す
   るように前記第２の電動機の運転を制御する動力制御手
   段と を備えた動力伝達装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の動力伝達装置であって、 前記第１の出力軸に結合された第３の電動機と、 前記要求動力を所定の配分比で配分して前記第１の出力
   軸に出力される動力と、前記第２の出力軸に出力される
   動力との配分を設定する動力設定手段とを備え、 前記動力制御手段は、 前記第２の出力軸に出力される動力を実現するように前
   記第２の電動機の運転を制御し、さらに、 該第３の電動
   機の運転を制御して、前記分配手段により機械的形態で
   動力が入出力される前記第１の出力軸に、第３の電動機
   による動力の入出力を加える手段である動力伝達装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の動力伝達
   装置であって、 前記分配手段は、第１の電動機を、 前記原動機の回転軸に機械的に結合する第１のロータ
   と、該第１のロータと電磁的に結合し、該第１のロータ
   に対して相対的に回転し得る第２のロータとを有すると
   共に、該第２のロータが、前記第１の出力軸に機械的に
   結合したものとすることによって構成された手段である
   動力伝達装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の動力伝達装置であって、前記第１の電動機および第２の電動機に接続された 二次
   電池を備え、前記動力制御手段は、前記原動機からの出力が前記要求
   動力に不足する場合において、 第１および第２の電動機
   との間の電力のやり取りに加えて、前記二次電池からの
   電力を利用して、前記要求動力を実現する手段である動
   力伝達装置。
5. 【請求項５】 請求項３または請求項４記載の動力伝達
   装置であって、 前記動力制御手段は、 前記第１の電動機より前記第１のロータと第２のロータ
   との間に生じる滑り回転に応じた電力を回生する 回生制
   御手段と、 該回生した電力の少なくとも一部を用いて前記第２の電
   動機を力行する力行制御手段とを備える動力伝達装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載の動力伝達装置であって、 前記動力制御手段は、所定の運転モードでは、前記制御
   に代えて、前記二次電池に蓄積された電力を用いて前記
   第１の電動機および前記第２の電動機を力行する手段で
   ある動力伝達装置。
7. 【請求項７】 請求項１または請求項２記載の動力伝達
   装置であって、 前記分配手段は、前記原動機の回転軸と前記第１の出力
   軸と前記第１の電動機の回転軸とに各々結合される３軸
   を有し、該３軸のうち前記原動機の回転軸に結合された
   軸と前記第１の電動機の回転軸に結合された軸とに入出
   力される動力が決定したとき、該決定された動力に基づ
   いて、前記第１の出力軸に結合された軸に入出力される
   動力が決定される３軸式動力入出力手段と、該３軸式動
   力入出力手段に結合された前記第１の電動機とを備える
   手段である動力伝達装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の動力伝達装置であって、前記第１の電動機および第２の電動機に接続された 二次
   電池を備え、前記動力制御手段は、前記原動機からの出力が前記要求
   動力に不足する場合において、 第１および第２の電動機
   との間の電力のやり取りに加えて、前記二次電池からの
   電力を利用して、前記要求動力を実現する手段である動
   力伝達装置。
9. 【請求項９】 請求項７または請求項８記載の動力伝達
   装置であって、 前記動力制御手段は、前記原動機の回転軸に入出力される動力と前記第１の出
   力軸に入出力される動力との差分に応じた電力を、第１
   の電動機から回生する 回生制御手段と、 該回生した電力の少なくとも一部を用いて前記第２の電
   動機を力行する力行制御手段とを備える動力伝達装置。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の動力伝達装置であっ
    て、 前記動力制御手段は、所定の運転モードでは、前記制御
    に代えて、前記二次電池に蓄積された電力を用いて前記
    第１の電動機および前記第２の電動機を力行する手段で
    ある動力伝達装置。
11. 【請求項１１】 原動機の出力する機械的エネルギを第
    １の電動機を利用して電気的エネルギと第１の出力軸に
    出力する機械的エネルギとに分配すると共に、前記第１
    の電動機より取り出された前記電気的エネルギの少なく
    とも一部を用いて第２の電動機を駆動して、前記第１の
    出力軸とは異なる第２の出力軸に出力し、 前記第１の電動機において伝達される前記機械的エネル
    ギと取り出される前記電気的エネルギとの配分を制御し
    て、前記第１および第２の出力軸に出力される動力を所
    定の大きさに調整する動力伝達装置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし請求項３および請求項
    ７いずれか記載の動力伝達装置であって、 前記第１の出力軸に出力される動力と、前記第２の出力
    軸に出力される動力との配分を決定する配分決定手段を
    備え、 前記動力制御手段は、該配分決定手段により決定された
    動力配分を目標値として前記第１および第２の電動機の
    運転を制御する手段である動力伝達装置。
13. 【請求項１３】 請求項２記載の動力伝達装置であっ
    て、 前記第１の出力軸に出力される動力と、前記第２の出力
    軸に出力される動力との配分を決定する配分決定手段を
    備え、 前記原動機運転制御手段は、前記要求動力に基づいて前
    記原動機の目標運転状態を設定した上で前記原動機を運
    転する手段であり、 前記動力制御手段は、前記原動機の運転状態が前記目標運転状態となるよう前
    記前記第１の電動機の動力を制御し、 前記 配分決定手段により前記第１の出力軸について決定
    された動力配分を実現するよう前記第３の電動機の運転
    を制御し、 前記 配分決定手段により前記第２の出力軸について決定
    された動力配分を実現するよう前記第２の電動機の運転
    を制御する手段である動力伝達装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の動力伝達装置であっ
    て、 前記分配手段は、第１の電動機を、 前記原動機の回転軸に機械的に結合する第１のロータ
    と、該第１のロータと電磁的に結合し、該第１のロータ
    に対して相対的に回転し得る第２のロータとを有すると
    共に、該第２のロータが、前記第１の出力軸に機械的に
    結合したものとすることによって構成される動力伝達装
    置。
15. 【請求項１５】 請求項１３記載の動力伝達装置であっ
    て、 前記分配手段は、前記原動機の回転軸と前記第１の出力
    軸と前記第１の電動機の回転軸とに各々結合される３軸
    を有し、該３軸のうち前記原動機の回転軸に結合された
    軸と前記第１の電動機の回転軸に結合された軸とに入出
    力される動力が決定したとき、該決定された動力に基づ
    いて、前記第１の出力軸に結合された軸に入出力される
    動力が決定される３軸式動力入出力手段と、該３軸式動
    力入出力手段に結合された前記第１の電動機とを備える
    手段である動力伝達装置。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし請求項３および請求項
    ７いずれか記載の動力伝達装置であって、 前記電動機は、多相の交流により構成される回転磁界
    と、永久磁石による磁界との相互作用により回転する同
    期電動機である動力伝達装置。
17. 【請求項１７】 車輌の第１の車軸および第２の車軸に
    独立に動力を伝達する四輪駆動車輌であって、 動力が取り出される回転軸を有し、該回転軸を回転させ
    る原動機と、前記第１の車軸および第２の車軸に出力すべき要求動力
    に基づいて前記原動機を運転する原動機運転制御手段
    と、 該回転軸の回転に関連付けられた第１の電動機を有し、
    前記回転軸に入力される動力と、前記第１の車軸に機械
    的な形態で入出力される動力との配分を、前記第１の電
    動機に電気的な形態で入出力される動力も含めた入出力
    の総和がバランスする条件の下で制御する分配手段と、 前記第２の車軸に結合された第２の電動機と、前記第１の電動機を制御して、前記原動機から出力され
    た動力を前記分配手段において前記第１の車軸に出力す
    る動力と前記第１の電動機により回生される電力との 配
    分を制御するとともに、前記第１の電動機により回生さ
    れる電力の少なくとも一部を用いて、前記要求動力を実
    現するように前記第２の電動機の運転を制御する動力制
    御手段とを備えた四輪駆動車輌。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記第１の車軸に結合された第３の電動機を備え、 前記要求動力を所定の配分比で配分して前記第１の車軸
    に出力される動力と、前記第２の車軸に出力される動力
    との配分を設定する動力設定手段とを備え、 前記動力制御手段は、 前記第２の車軸に出力される動力を実現するように前記
    第２の電動機の運転を制御し、さらに、 該第３の電動機
    の運転を制御して、前記分配手段により機械的形態で動
    力が入出力される前記第１の車軸に、第３の電動機によ
    る動力の入出力を加える手段である四輪駆動車輌。
19. 【請求項１９】 請求項１７または請求項１８記載の四
    輪駆動車輌であって、 前記分配手段は、第１の電動機を、 前記原動機の出力軸に機械的に結合する第１のロータ
    と、該第１のロータと電磁的に結合し、該第１のロータ
    に対して相対的に回転し得る第２のロータとを有すると
    共に、該第２のロータが、前記第１の車軸に機械的に結
    合したものとすることによって構成された手段である四
    輪駆動車輌。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載の四輪駆動車輌であっ
    て、前記第１の電動機および第２の電動機に接続された 二次
    電池を備え、前記動力制御手段は、前記原動機からの出力が前記要求
    動力に不足する場合において、 第１および第２の電動機
    との間の電力のやり取りに加えて、前記二次電池からの
    電力を利用して、前記要求動力を実現する手段である四
    輪駆動車輌。
21. 【請求項２１】 請求項１９または請求項２０記載の四
    輪駆動車輌であって、前記動力制御手段 は、前記第１の電動機より前記第１のロータと第２のロータ
    との間に生じる滑り回転に応じた電力を回生する 回生制
    御手段と、 該回生した電力の少なくとも一部を用いて前記第２の電
    動機を力行する力行制御手段とを備える四輪駆動車輌。
22. 【請求項２２】 原動機の動力が伝達される回転軸を備
    え、該回転軸から入力される原動機からの動力を、第１
    の出力軸と、該出力軸とは異なる第２の出力軸とに伝達
    する四輪駆動車輌であって、 前記原動機の出力軸に機械的に結合する第１のロータ
    と、該第１のロータと電磁的に結合し、該第１のロータ
    に対して相対的に回転し得る第２のロータとを有すると
    共に、該第２のロータが、前記第１の車軸に機械的に結
    合した第１の電動機と、 前記第２の出力軸に結合された第２の電動機と、 前記第２の車軸の回転により回転される前記第２の電動
    機から電力を回生する 回生制御手段と、 該回生した電力の少なくとも一部を用いて前記第１の電
    動機を力行する力行制御手段とを備える四輪駆動車輌。
23. 【請求項２３】 請求項２０記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記動力制御手段は、所定の運転モードでは、前記制御
    に代えて、 前記第１の電動機より前記第１のロータと第２のロータ
    との間に生じる滑り回転に応じた電力を回生するととも
    に、 前記第２の車軸の回転により回転される前記第２の電動
    機から電力を回生し、 該回生された電力の少なくとも一部を前記二次電池に蓄
    積する手段である四輪駆動車輌。
24. 【請求項２４】 請求項２０記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記動力制御手段は、所定の運転モードでは、前記制御
    に代えて、前記二次電池に蓄積された電力を用いて前記
    第１の電動機および前記第２の電動機を力行する手段で
    ある四輪駆動車輌。
25. 【請求項２５】 請求項１７または請求項１８記載の四
    輪駆動車輌であって、 前記分配手段は、前記原動機の回転軸と前記第１の車軸
    と前記第１の電動機の回転軸とに各々結合される３軸を
    有し、該３軸のうち前記原動機の回転軸に結合された軸
    と前記第１の電動機の回転軸に結合された軸とに入出力
    される動力が決定したとき、該決定された動力に基づい
    て、前記第１の車軸に結合された軸に入出力される動力
    が決定される３軸式動力入出力手段と、該３軸式動力入
    出力手段に結合された前記第１の電動機とを備える手段
    である四輪駆動車輌。
26. 【請求項２６】 請求項２５記載の四輪駆動車輌であっ
    て、前記第１の電動機および第２の電動機に接続された 二次
    電池を備え、前記動力制御手段は、前記原動機からの出力が前記要求
    動力に不足する場合において、 第１および第２の電動機
    との間の電力のやり取りに加えて、前記二次電池からの
    電力を利用して、前記要求動力を実現する手段である四
    輪駆動車輌。
27. 【請求項２７】 請求項２５または請求項２６記載の四
    輪駆動車輌であって、 前記動力制御手段は、前記原動機の回転軸に入出力される動力と前記第１の車
    軸に入出力される動力との差分に応じた電力を、第１の
    電動機から回生する 回生制御手段と、 該回生した電力の少なくとも一部を用いて前記第２の電
    動機を力行する力行制御手段とを備える四輪駆動車輌。
28. 【請求項２８】 原動機の動力が伝達される回転軸を備
    え、該回転軸から入力される原動機からの動力を、第１
    の出力軸と、該出力軸とは異なる第２の出力軸とに伝達
    する動力伝達装置であって、 回転軸を有する第１の電動機と、 前記原動機の回転軸と前記第１の車軸と前記第１の電動
    機の回転軸とに各々結合される３軸を有し、該３軸のう
    ち前記原動機の回転軸に結合された軸と前記第１の電動
    機の回転軸に結合された軸とに入出力される動力が決定
    したとき、該決定された動力に基づいて、前記第１の車
    軸に結合された軸に入出力される動力が決定される３軸
    式動力入出力手段と、 前記第２の出力軸に結合された第２の電動機と、 前記第２の車軸の回転により回転される前記第２の電動
    機 から電力を回生する回生制御手段と、 該回生した電力の少なくとも一部を用いて前記第１の電
    動機を力行する力行制御手段とを備える四輪駆動車輌。
29. 【請求項２９】 請求項２６記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記動力制御手段は、所定の運転モードでは、前記制御
    に代えて、 前記第１の電動機より前記原動機の回転軸に入出力され
    る動力と前記第１の車軸に入出力される動力との差分に
    応じた電力を回生するとともに、 前記第２の車軸の回転により回転される前記第２の電動
    機から電力を回生し、 該回生された電力の少なくとも一部を前記二次電池に蓄
    積する手段である四輪駆動車輌。
30. 【請求項３０】 請求項２６記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記動力制御手段は、所定の運転モードでは、前記制御
    に代えて、少なくとも前記二次電池に蓄積された電力を
    用いて前記第１の電動機および前記第２の電動機を力行
    する手段である四輪駆動車輌。
31. 【請求項３１】 原動機の出力する機械的エネルギを第
    １の電動機を利用して電気的エネルギと第１の出力軸に
    出力する機械的エネルギとに分配すると共に、前記第１
    の電動機より取り出された前記電気的エネルギの少なく
    とも一部を用いて第２の電動機を駆動して、第２の車軸
    に出力し、 前記第１の電動機において伝達される前記機械的エネル
    ギと取り出される前記電気的エネルギとの配分を制御し
    て、前記第１および第２の車軸に出力される動力を所定
    の大きさに調整する四輪駆動車輌。
32. 【請求項３２】 請求項１７ないし請求項１９および請
    求項２５いずれか記載の四輪駆動車輌であって、 前記第１の車軸に出力される動力と、前記第２の車軸に
    出力される動力との配分を決定する配分決定手段を備
    え、 前記動力制御手段は、該配分決定手段により決定された
    動力配分を目標値として前記第１および第２の電動機の
    運転を制御する手段である四輪駆動車輌。
33. 【請求項３３】 請求項１８記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記第１の車軸に出力される動力と、前記第２の車軸に
    出力される動力との配分を決定する配分決定手段を備
    え、 前記原動機運転制御手段は、前記要求動力に基づいて前
    記原動機の目標運転状態を設定した上で前記原動機を運
    転する手段であり、 前記動力制御手段は、前記原動機の運転状態が前記目標運転状態となるよう前
    記前記第１の電動機の動力を制御し、 前記 配分決定手段により前記第１の車軸について決定さ
    れた動力配分を実現するよう前記第３の電動機の運転を
    制御し、 前記 配分決定手段により前記第２の車軸について決定さ
    れた動力配分を実現するよう前記第２の電動機の運転を
    制御する手段である四輪駆動車輌。
34. 【請求項３４】 請求項３３記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記分配手段は、第１の電動機を、 前記原動機の回転軸に機械的に結合する第１のロータ
    と、該第１のロータと電磁的に結合し、該第１のロータ
    に対して相対的に回転し得る第２のロータとを有すると
    共に、該第２のロータが、前記第１の車軸に機械的に結
    合したものとすることによって構成される四輪駆動車
    輌。
35. 【請求項３５】 請求項３３記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記分配手段は、前記原動機の回転軸と前記第１の車軸
    と前記第１の電動機の回転軸とに各々結合される３軸を
    有し、該３軸のうち前記原動機の回転軸に結合された軸
    と前記第１の電動機の回転軸に結合された軸とに入出力
    される動力が決定したとき、該決定された動力に基づい
    て、前記第１の車軸に結合された軸に入出力される動力
    が決定される３軸式動力入出力手段と、該３軸式動力入
    出力手段に結合された前記第１の電動機とを備える手段
    である四輪駆動車輌。
36. 【請求項３６】 原動機の動力を車輌の第１の車軸と該
    第１の車軸とは機械的に直接は結合されていない第２の
    車軸に伝達する動力伝達装置を備えた四輪駆動車輌であ
    って、 動力を出力する回転軸を有し、該回転軸を回転させる原
    動機と、 該原動機の回転軸に機械的に結合する第１のロータと、
    該第１のロータと電磁的に結合し、該第１のロータに対
    して相対的に回転し得る第２のロータとを有し、該第２
    のロータに前記第１の車軸を機械的に結合した第１の電
    動機と、 多相交流によって前記第１の電動機における前記第１及
    び第２のロータ間の電磁的な結合を制御して、前記第１
    の電動機との間で少なくとも一方向の電力のやり取りが
    可能な第１の電動機駆動回路と、 前記原動機の他の回転軸に機械的に結合する第３のロー
    タと、該第３のロータと電磁的に結合し、該第３のロー
    タに対して相対的に回転し得る第４のロータとを有し、
    該第４のロータに前記第２の車軸を機械的に結合した第
    ２の電動機と、 多相交流によって前記第１の電動機における前記第１及
    び第２のロータ間の電磁的な結合を制御して、前記第２
    の電動機との間で少なくとも一方向の電力のやり取りが
    可能な第２の電動機駆動回路と、 前記第１および第２の電動機駆動回路を制御して、前記
    原動機の動力を所定の配分で、前記第１および第２の車
    軸に出力する動力配分制御手段とを備えた四輪駆動車
    輌。
37. 【請求項３７】 請求項３６記載の四輪駆動車輌であっ
    て、 前記第１または第２の電動機駆動回路が前記第１または
    第２の電動機との間で回生した電力の少なくとも一部を
    蓄積可能な二次電池を備え、 前記動力配分制御手段は、前記第１および第２の電動機
    駆動回路の制御による電力の回生および消費に加えて、
    前記二次電池への電力の蓄積および該二次電池からの電
    力の出力の少なくとも一方を制御する二次電池制御手段
    を備えた四輪駆動車輌。
38. 【請求項３８】 請求項１９記載の四輪駆動車輌であっ
    て、さらに 、制動時において前記第１および第２の電動機を
    制御して、前記第１および第２の車軸の少なくとも一方
    に制動トルクを付与する制動力制御手段とを備えた四輪
    駆動車輌。
39. 【請求項３９】 原動機の動力が伝達される回転軸を備
    え、該回転軸から入力される原動機からの動力を基準と
    して、第１の原動機が結合された第１の出力軸に入出力
    される動力と、第２の電動機が結合され、該第１出力軸
    とは異なる第２の出力軸に入出力される動力との配分を
    制御する方法であって、 前記回転軸の回転に関連付けられた第１の電動機を有
    し、前記回転軸に入力される動力と、前記第１の出力軸
    に機械的な形態で入出力される動力との配分を、前記第
    １の電動機に電気的な形態で入出力される動力も含めた
    入出力の総和がバランスする条件の下で制御する分配手
    段を用意し、前記第１の出力軸および第２の出力軸に出力すべき要求
    動力に基づいて前記原動機を運転し、 前記第１の電動機を制御して、前記原動機から出力され
    た動力を前記分配手段において前記第１の出力軸に出力
    する動力と前記第１の電動機により回生される電力とに
    配分し、 前記分配手段の動作に伴い前記第１の電動機により回生
    される電力の少なくとも一部を用いて、前記要求動力を
    実現するように前記第２の電動機の運転を制御する動力
    配分方法。
40. 【請求項４０】 原動機の動力が伝達される回転軸を備
    え、該回転軸から入力される原動機からの動力を基準と
    して、第１の原動機が結合された第１の車軸に入出力さ
    れる動力と、第２の電動機が結合され、該第１車軸とは
    異なる第２の車軸に入出力される動力との配分を制御す
    る四輪駆動方法であって、前記回転軸の回転に関連付けられた第１の電動機を有
    し、 前記回転軸に入力される動力と、前記第１の車軸に
    機械的な形態で入出力される動力との配分を、前記第１
    の電動機に電気的な形態で入出力される動力も含めた入
    出力の総和がバランスする条件の下で制御する分配手段
    を用意し、前記第１の車軸および第２の車軸に出力すべき要求動力
    に基づいて前記原動機を運転し、 記第１の電動機を制御して、前記原動機から出力された
    動力を前記分配手段において前記第１の車軸に出力する
    動力と前記第１の電動機により回生される電力とに配分
    し、 前記分配手段の動作に伴い前記第１の電動機により回生
    される電力の少なくとも一部を用いて、前記要求動力を
    実現するように前記第２の電動機の運転を制御する 四輪
    駆動方法。
41. 【請求項４１】 原動機の動力が伝達される回転軸を備
    え、該回転軸から入力される原動機からの動力を、第１
    の出力軸と、該出力軸とは異なる第２の出力軸とに伝達
    する動力伝達装置であって、 前記第１の出力軸および第２の出力軸に出力すべきエネ
    ルギを供給するよう前記原動機を運転する原動機運転制
    御手段と、 前記回転軸の回転に関連付けられた第１の電動機を有
    し、前記回転軸に入力される動力と、前記第１の出力軸
    に機械的な形態で入出力される動力との配分を、前記第
    １の電動機により電気的な形態で回生される電力も含め
    た入出力の総和がバランスする条件の下で制御する分配
    手段と、 前記第２の出力軸に結合された第２の電動機と、 前記第１の電動機を制御して、前記原動機から出力され
    た動力を前記分配手段 において前記第１の出力軸に出力
    する動力と前記第１の電動機により回生される電力とに
    配分するとともに、前記第１の電動機により回生される
    電力の少なくとも一部を用いて、前記要求動力を実現す
    るように前記第２の電動機の運転を制御する動力制御手
    段と前記第１の電動機に電気的な形態で入出力される動
    力を制御して、前記第１の電動機の運転状態を可変し、
    前記分配手段において前記動力の前記原動機の回転軸に
    入出力される動力と前記第１の出力軸に入出力される動
    力との差分に応じた電力を、第１の電動機から回生する
    第１の動力制御手段と、 前記回生した電力に相当するエネルギを出力するように
    前記第２の電動機の運転を制御して、前記第２の出力軸
    に出力される動力を制御する第２の動力制御手段とを備
    えた動力伝達装置。
42. 【請求項４２】 車輌の第１の車軸および第２の車軸に
    独立に動力を伝達する四輪駆動車輌であって、 該第１の車軸に第１の出力軸を結合し、前記第２の車軸
    に第２の出力軸を結合して請求項４１記載の動力伝達装
    置を搭載した四輪駆動車輌。