JP3948099B2 - 動力出力装置およびハイブリッド車両 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力源として原動機と電動機とを備えるハイブリッド式の動力出力装置および該動力出力装置を搭載したハイブリッド車両に関し、詳しくは２つの出力軸を備える動力出力装置および該装置を搭載した４輪駆動可能なハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両が提案されている（例えば特開平９−４７０９４に記載の技術等）。ハイブリッド車両の一種としていわゆるパラレルハイブリッド車両がある。パラレルハイブリッド車両は、エンジンから出力された動力を動力分配装置により分配する。分配された動力の一部は出力軸に伝達され、残りは発電機により電力に変換される。この電力はバッテリに蓄電されたり、出力軸に結合された電動機を駆動するのに用いられる。かかる構成により、パラレルハイブリッド車両はエンジンから出力された動力を任意の回転数およびトルクで出力軸に出力することができる。エンジンは運転効率の高い運転ポイントを選択して運転することができるため、ハイブリッド車両はエンジンのみを駆動源とする従来の車両に比べて省資源性および排気浄化性に優れている。
【０００３】
一方、上述のパラレルハイブリッド車両の技術を利用して、４輪駆動可能なハイブリッド車両も提案されている（例えば特開平９−１７５２０３記載の技術等）。４輪駆動可能なハイブリッド車両の構成例を図１５に示す。かかるハイブリッド車両では、原動機５０の出力軸にクラッチモータ３０のインナロータ３４を結合するとともに、クラッチモータ３０のアウタロータ３２を駆動軸２２に結合する。駆動軸２２は変速ギヤ２３およびディファレンシャルギヤ２４を介して前輪２６，２８に結合されている。後輪２７，２９には電動機４０が結合されており、該電動機４０は駆動回路９２を介してバッテリ９４に接続されている。クラッチモータ３０もまた駆動回路９１を介してバッテリ９４に電気的に接続されている。従って、電動機４０とクラッチモータ３０はバッテリ９４を介して電気的に接続されている。
【０００４】
クラッチモータ３０はインナロータ３４とアウタロータ３２との間の電磁的な結合により動力を伝達するとともに、両者間の相対的な滑りに応じて電力を回生し、動力を電力に変換する動力分配装置としての役割を果たすものである。原動機５０から出力された動力は上述したクラッチモータ３０の作用により、一部が駆動軸２２に伝達され前輪２６，２８を駆動し、残りの動力が電力に変換される。この電力は電動機４０を駆動することにより、後輪２７，２９の駆動に用いられる。かかる作用により上述のハイブリッド車両では、前輪２６，２８および後輪２７，２９の双方から動力を出力することができ、いわゆる４輪駆動が可能である。
【０００５】
エンジンのみを動力源とする従来の車両で４輪駆動を実現するためには、エンジンの動力を前輪および後輪の両者に伝達するために、プロペラシャフトを用いていた。これは重量および車両の室内スペースへの影響等の面でデメリットが多い。上述のハイブリッド車両では、プロペラシャフトを用いることなく４輪駆動を実現できる点でも大きな利点を有している。４輪駆動可能なハイブリッド車両は、その他省資源性および排気浄化性に優れているというハイブリッド車両の特性を４輪駆動車両においても活かすことができる点でも優れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、４輪駆動可能なハイブリッド車両では、前輪および後輪から出力されるトルク配分を適切な値に設定することが困難であった。上述の構成（図１５）に基づいて説明すれば、クラッチモータ３０のインナロータ３４とアウタロータ３２の間には作用反作用の関係が成立するから、原動機５０から出力されるトルクと駆動軸２２に伝達されるトルクとは常に等しくなる。前輪には駆動軸２２のトルクを変速ギヤ２３により一定の減速比でトルク変換して出力している。従って、前輪に出力されるトルクと原動機５０の出力トルクとの比は、変速ギヤ２３に応じて定まる一定値となる。
【０００７】
上述のハイブリッド車両では、要求トルクが原動機５０の出力トルクよりも大きい場合には電動機４０でトルクを付加することにより前輪および後輪の総和で所望のトルクを出力しているのである。逆に要求トルクが原動機５０の出力トルクよりも小さい場合には電動機４０を発電機として作用し、いわゆる回生負荷を後輪に加えることになる。
【０００８】
減速比の設定について図１６を用いて説明する。図１６は走行に必要となる走行トルクおよび車両からの出力トルクの関係を車速に応じて示したグラフである。図１６の曲線Ｌ１１に示す通り、主に路面との転がり摩擦および空気抵抗に対抗して走行するために必要となる走行トルクは車速が増すにつれて単調増加していく。加速や減速を生じることなく走行するためには、走行トルクと車両からの出力トルクが等しくなる必要がある。前輪からの出力トルクが大きい場合には、車両からの出力トルクと走行トルクを釣り合わせるために、後輪で負のトルクを付加する必要が生じるが、これは運転効率上好ましい状態ではない。従って、前輪からの出力トルクは頻繁に使用されるある速度での巡行時に走行トルクに概ね釣り合うように設定されることが望ましい。
【０００９】
かかる速度を図１６中のＶ１１とすれば、この速度で前輪の出力トルク（曲線Ｌ１３）が走行トルクＬ１１に概ね等しくなるように設定することが望ましい。この場合でもＶ１１よりも低い速度で走行する場合には、後輪で負のトルクを付加する必要があるが、その大きさを抑制することができる。例えば、図１６中の曲線Ｌ１４に相当する動力が前輪から出力されるように設定すれば、車速Ｖ１１においてさえも後輪で負のトルクを加える必要がある他、その大きさも大きくなる。ハイブリッド車両では、図１６の曲線Ｌ１３に相当するトルクが出力されるように変速ギヤ２３のギヤ比が設定されている。
【００１０】
図１６の曲線Ｌ１３に示すように前輪からの動力を設定した上で、車両を加速する場合を考える。車両を加速する場合には図１６の曲線Ｌ１２に示す通り、走行トルクよりも大きなトルクが必要となる。先に説明した通り、前輪から出力されるトルクは原動機から出力されるトルクに対し、一定の比率で決まってしまうため、加速時に要求トルクを出力するには、後輪に結合された電動機を駆動してトルクを付加することが必要となる。この結果、加速時には車両から出力されるトルクの配分が後輪に大きく偏ることになる。
【００１１】
以上では加速時を例にとって説明したが、従来のハイブリッド車両では前輪から出力されるトルクと原動機から出力されるトルクとの比が機構上、一定の値に制限されており、前後輪から出力されるトルクの配分を適切に制御することができなかった。この結果、加速時の操安定性という面で４輪駆動車としての特質が生かせない他、４輪駆動車としての効果が最も発揮されるべき低摩擦係数の路面での走行が効果的に行えないなどの不都合があった。一般に４輪駆動車においては、前輪および後輪にかかる荷重に応じたトルク配分でトルクが出力されることが好ましいとされているが、従来のハイブリッド車両では、車両の種々の走行状態に応じてかかるトルク配分を柔軟に実現することができなかった。かかる課題はハイブリッド車両に関わらず、２つの出力軸を有するハイブリッド式の動力出力装置において、両者から出力されるトルク配分を柔軟に制御することができないという点で共通する。
【００１２】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされ、２つの出力軸を有するハイブリッド式の動力出力装置において、両軸から出力されるトルク配分を制御可能とすることを目的とする。また、このような動力出力装置を車両に適用して、４輪駆動可能なハイブリッド車両において前後輪から出力されるトルク配分を制御可能とすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では以下の構成を採った。
本発明の動力出力装置は、
第１の出力軸および第２の出力軸と原動機とを有し、該原動機から出力される動力を前記第１の出力軸および第２の出力軸から出力可能な動力出力装置であって、
前記原動機の出力軸および前記第１の出力軸に結合され、該原動機から出力されるトルクと前記第１の出力軸に出力されるトルクが予め定めた比率となるように、該原動機から出力される動力の少なくとも一部を前記第１の出力軸に伝達しつつ、残余の動力を電力に変換する動力分配手段と、
前記第２の出力軸に結合され、少なくとも前記動力分配手段により変換された電力を用いて該第２の出力軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記原動機、動力分配手段および電動機の運転を制御して、前記第１の出力軸から出力される動力および前記第２の出力軸から出力される動力の総和を要求された動力に等しくする動力制御手段とを備え、
かつ、入力されるトルクと出力されるトルクとの比を変更可能なトルク比変更手段が、前記原動機から出力される動力を前記第１の出力軸に伝達する経路のいずれかの箇所に介設されていることを要旨とする。
【００１４】
上記動力出力装置では、動力制御手段により第１の出力軸および第２の出力軸から出力される動力の総和が要求動力になるように制御しつつ、原動機から出力された動力を動力分配手段を経て一部は第１の出力軸に出力し、残余の動力を電力の形を介して第２の出力軸から出力する。この際、原動機から出力される動力を第１の出力軸に伝達する経路のいずれかの箇所にトルク比変更手段を介設しているため、かかる手段の作用により、原動機から出力されるトルクと第１の出力軸から出力されるトルクとの比が可変となる。例えば、原動機から要求動力に相当する動力が出力されている場合を考えれば、第１の出力軸から出力されるトルクが変更された場合には、第２の出力軸から出力される動力も変更されることになる。この結果、上記動力出力装置によれば、第１の出力軸と第２の出力軸から出力されるトルク比を運転状態に応じて好ましい状態に変更することができる。
【００１５】
なお、上記動力出力装置において、トルク比変更手段を介設する場所は、原動機と動力分配手段との間であってもよいし、動力分配手段と第１の出力軸との間であっても構わない。また、トルク比変更手段は自動にトルク比を変更するものの他、手動でトルク比を切り替えるものであっても構わない。
【００１６】
上記動力出力装置において、
前記トルク比変更手段は前記入力されるトルクと出力されるトルクとの比を、連続的に変更可能な手段であるものとすることが望ましい。
【００１７】
かかる手段を採用すれば、第１の出力軸から出力されるトルクと第２の出力軸から出力されるトルクの比をより適切な値に変更することが可能となる。
【００１８】
上記動力出力装置においては、
前記トルク比変更手段は、
入力された動力を出力するまでの該トルク比変更手段内部の動力の伝達経路を切り替えることにより、前記入力されるトルクと出力されるトルクとの比を少なくとも２段階に変更可能な手段であるものとすることもできる。
【００１９】
かかる手段によれば、簡易な構成でトルク比の変更を実現することができる。ここで上記発明における動力の伝達経路の切り替えとは、例えば、複数のギヤの組み合わせを変更することにより動力の伝達経路の切り替えを行いつつトルク比を変更する手段が挙げられる。これらのギヤの組み合わせの変更時にはクラッチで動力の伝達経路の切り離しおよび接続を行うものとしてもよい。
【００２０】
上記動力出力装置は、さらに
前記第１の出力軸および第２の出力軸からそれぞれ出力されるべきトルクを決定するトルク決定手段を備え、
前記動力制御手段は、前記原動機、動力分配手段および電動機の運転の制御に先だって、前記トルク比変更手段を制御して、前記原動機から出力されるトルクと前記第１の出力軸から出力されるトルクとの比を前記決定されたトルクに応じて変更する手段を備えることが望ましい。
【００２１】
かかる動力出力装置によれば、トルク決定手段が第１の出力軸および第２の出力軸からそれぞれ出力すべきトルクを決定する。これにより原動機から出力されたトルクと第１の出力軸から出力されるトルクとの比が決定されることになる。動力制御手段は、このトルク比変更手段を制御して、上記トルク比を実現する。かかる制御により、上記動力出力装置は、第１の出力軸および第２の出力軸から出力されるトルク配分を自動的に適切な値にすることができる。
【００２２】
上記動力出力装置においては、
前記動力制御手段は、前記トルク比変更手段の制御が行われる際には前記原動機、動力分配手段、および電動機の運転をなまし制御することが望ましい。
【００２３】
かかる動力出力装置によれば、トルク比変更手段の制御に際し、原動機、動力分配手段、および電動機の運転をなまし制御するため、トルク比の変更に伴うショックを軽減することができる。この結果、例えば上記動力出力装置を車両等に使用した場合には、乗り心地を向上することができる。
【００２４】
以上で説明した動力出力装置において、
前記動力分配手段は、
前記原動機の出力軸に結合された第１のロータと、
前記第１の出力軸に結合され、前記第１のロータと相対的に回転し得る第２のロータとを有し、
該第１のロータと第２のロータの間に生じる電磁的な結合および相対的な滑りによって、前記原動機から出力される動力を分配する手段であるものとすることができる。
【００２５】
また、前記動力分配手段は、
入力軸を有する発電機と、
前記原動機の出力軸、前記第１の出力軸、前記入力軸にそれぞれ結合される３軸を有し、該３軸のうち２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸から入出力される動力が決定される動力入出力手段とを有するものとすることもできる。
【００２６】
本発明のハイブリッド車両は、
前輪に結合された前車軸および後輪に結合された後車軸と、少なくとも原動機および電動機を用いて該原動機から出力される動力を前記前車軸および後車軸から動力を出力可能な動力出力装置とを備えた４輪駆動可能なハイブリッド車両であって、
前記動力出力装置は、
前記原動機の出力軸および前記前車軸または前記後車軸のいずれか一方の車軸に結合され、該原動機から出力されるトルクと該一方の車軸に出力されるトルクが予め定めた比率となるように、該原動機から出力される動力の少なくとも一部を前記一方の車軸に伝達しつつ、残余の動力を電力に変換する動力分配手段と、
前記前車軸および後車軸のうち、前記一方の車軸と異なる車軸に結合され、少なくとも前記動力分配手段により変換された電力を用いて該車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記原動機、動力分配手段および電動機の運転を制御して、前記前車軸および前記後車軸から出力される動力の総和を要求された動力に等しくする動力制御手段とを備え、
かつ、入力されるトルクと出力されるトルクとの比を変更可能なトルク比変更手段が、前記原動機から出力される動力を前記一方の車軸に伝達する経路のいずれかの箇所に介設されていることを要旨とする。
【００２７】
上記ハイブリッド車両によれば、先に説明した動力出力装置を搭載しているため、４輪駆動が可能であるとともに、前車軸および後車軸のトルク比を適切に変更することができる。なお、先に述べた動力出力装置の第１の出力軸を上記ハイブリッド車両の前車軸とすることもできるし、後車軸とすることもできる。
【００２８】
上記ハイブリッド車両において、さらに
前記前車軸および前記後車軸からそれぞれ出力されるべきトルクを決定するトルク決定手段を備え、
前記動力制御手段は、前記原動機、動力分配手段および電動機の運転の制御に先だって、前記トルク比変更手段を制御して、前記原動機から出力されるトルクと前記一方の車軸から出力されるトルクとの比を前記決定されたトルクに応じて変更する手段を備えるものとすることもできる。
【００２９】
かかるハイブリッド車両によれば、トルク比を自動制御することができるため、例えば車両の走行状態に応じて前車軸と後車軸のトルク比を適切な配分にすることができる。
【００３０】
上記ハイブリッド車両において、
該ハイブリッド車両が加速時であるか否かを判定する加速判定手段を備え、
前記トルク決定手段は、該ハイブリッド車両の加速時は、前記前車軸から出力されるトルクが後車軸から出力されるトルク以上となるように前記前車軸と後車軸のトルクを決定する手段であるものとすることもできる。
【００３１】
かかるハイブリッド車両によれば、加速時に出力されるトルクを増大する際における走行安定性を向上することができる。なお、前車軸から出力されるトルクを後車軸から出力されるトルクに対して大きくする程度は、各車輪にかかる荷重や車輪と車両の重心位置の関係等に応じて実験的に設定することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
（１）実施例の構成
はじめに、実施例の構成について図１を用いて説明する。図１は本実施例の動力出力装置を搭載した４輪駆動可能なハイブリッド車両の概略構成を示す説明図である。
【００３３】
このハイブリッド車両に搭載された動力出力装置は、原動機としてのエンジン１５０から出力された動力を、動力分配手段としてのクラッチモータＣＭ、トルク比変更手段としての変速ギヤ２０４、駆動軸１１２、動力伝達ギヤ１１１およびディファレンシャルギヤ１１４を介して第１の出力軸に相当する前車軸１１６に伝達し前輪１１６Ｒ，１１６Ｌから出力する前輪動力系統と、同じくエンジン１５０から出力された動力を電力の形を経て第２の出力軸に相当する後車軸１１８に伝達し後輪１１８Ｒ，１１８Ｌから出力する後輪動力系統とから成っている。
【００３４】
まず、前輪動力系統の構成について説明する。図２は、この動力出力装置の構成をより詳細に示した構成図である。動力源としてのエンジン１５０は、吸入口２００から吸入した空気と燃料噴射弁１５１から噴射されたガソリンとの混合気を燃焼室１５２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１５４の運動をクランクシャフト１５６の回転運動に変換する。この爆発は、イグナイタ１５８からディストリビュータ１６０を介して導かれた高電圧によって点火プラグ１６２が形成した電気火花によって混合気が点火され燃焼することで生じる。燃焼により生じた排気は、排気口２０２を通って大気中に排出される。
【００３５】
エンジン１５０の運転は、ＥＦＩＥＣＵ１７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０は内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、後述する種々の制御処理を行うよう構成されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０が行うエンジン１５０の制御としては、エンジン１５０の回転数に応じた点火プラグ１６２の点火時期制御や、吸入空気量に応じた燃料噴射量制御等がある。エンジン１５０の制御を可能とするために、ＥＦＩＥＣＵ１７０にはエンジン１５０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。例えばクランクシャフト１５６の回転数と回転角度を検出するためにディストリビュータ１６０に設けられた回転数センサ１７６及び回転角度センサ１７８などである。なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０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１７９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。
【００３６】
エンジン１５０のクランクシャフト１５６は、ダンパ１３０及び第３クラッチ２２３を介してインナロータ軸１３３に結合されている。インナロータ軸１３３とはクラッチモータＣＭのインナロータ１３２の回転軸である。クラッチモータＣＭは、後述する通りインナロータ１３２とアウタロータ１３４を備え、両者が相対的に回転可能な対ロータ電動機である。前輪動力系統ではクラッチモータＣＭのアウタロータ１３４の回転軸であるアウタロータ軸１３５は変速ギヤ２０４を介して駆動軸１１２に結合されている。駆動軸１１２は変速ギヤ１１１、ディファレンシャルギヤ１１４を介して前輪１１６Ｒ，１１６Ｌを備えた前車軸１１６に結合されている。
【００３７】
なお、ダンパ１３０は、このエンジン１５０のクランクシャフト１５６とインナロータ軸１３３とを接続し、クランクシャフト１５６のねじり振動の振幅を抑制する目的で設けられているものである。また、第３クラッチ２２３はケースに固定されており、インナロータ軸１３３を回転不能に把持するためのものである。第３クラッチ２２３は、クラッチモータＣＭで回生を行うことにより前輪１１６Ｒ，１１６Ｌに制動トルクを付加する際に結合状態となり、インナロータ軸１３３を回転不能に把持することにより、制動トルクの反力トルクを受ける。
【００３８】
図３は、変速ギヤ２０４の構成を示す説明図である。変速ギヤ２０４は、プラネタリギヤ２１０と二つのクラッチＣ１，Ｃ２とから構成される。プラネタリギヤ２１０は、サンギヤ２１１、リングギヤ２１２なる同軸の２つのギヤと、サンギヤ２１１とリングギヤ２１３との間に配置されサンギヤ２１１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を備えたプラネタリキャリア２１３の３つの部分から構成される。図３に示す通り、リングギヤ２１２はケースに回転不能に固定されている。
【００３９】
機構学上周知の事項であるが、リングギヤ２１２の歯数とサンギヤ２１１の歯数の比をρとすると（ρ＝サンギヤ２１１の歯数／リングギヤ２１２の歯数＜１）、プラネタリギヤ２０４を構成する３つのギヤの回転数には次の関係式（１）が成立する。
Ｎｒ−Ｎｃ＝ρ×（Ｎｃ−Ｎｓ）・・・（１）
ここで、Ｎｒはリングギヤ２１２の回転数、Ｎｃはプラネタリキャリア２１３の回転数、Ｎｓはサンギヤ２１１の回転数を意味する。本実施例では、リングギヤ２１２の回転数Ｎｒは値０であるため、上式（１）は次式（２）と等価である。
Ｎｓ＝（１＋１／ρ）×Ｎｃ・・・（２）
【００４０】
前輪動力系統において、駆動軸１１２は変速ギヤ２０４を構成するプラネタリギヤ２１０のサンギヤ２１１に結合されている。アウタロータ１３４に結合されたアウタロータ軸１３５はクラッチ２２１，２２２を介して変速ギヤ２０４に結合されており、第１クラッチ２２１を解放しつつ第２クラッチ２２２を接続するとアウタロータ軸１３５とサンギヤ２１１が結合され、結局アウタロータ軸１３５と駆動軸１１２が直結された状態となる。このときアウタロータ軸１３５から出力される動力は、回転数およびトルクを変えることなく駆動軸１１２に伝達される。
【００４１】
逆に第２クラッチ２２２を解放しつつ第１クラッチ２２１を接続するとアウタロータ軸１３５とプラネタリキャリア２１３とが結合される。上式（２）より明らかな通り、サンギヤ２１１の回転数Ｎｓはプラネタリキャリア２１３の回転数Ｎｃよりも大きくなる。従って、クラッチ２２１，２２２を上述の結合状態にした場合、アウタロータ軸１３５の動力は、回転数が大きくトルクが小さい動力に変換されて駆動軸１１２に伝達される。このように変速ギヤ２０４はクラッチ２２１，２２２の結合状態を変えることにより、アウタロータ軸１３５から駆動軸１１２に伝達される動力を段階的に変換する。これらのクラッチ２２１，２２２の切り替えは、制御ユニット１９０から出力される切り替え制御信号に応じて行われる。なお、プラネタリギヤ２１０のギヤ比ρおよび動力伝達ギヤ１１１のギヤ比の設定については後述する。
【００４２】
次に後輪動力系統について説明する。後輪動力系統では図１および図２に示す通り、アシストモータＡＭが配設されており、アシストモータＡＭのロータ１４２に結合された出力軸がディファレンシャルギヤ１１５を介して後輪１１８Ｒ，１１８Ｌを備えた後車軸１１８に結合されている。アシストモータＡＭのステータ１４４は回転不能にケースに固定されている。
【００４３】
次に、クラッチモータＣＭおよびアシストモータＡＭの構成について説明する。クラッチモータＣＭは、対ロータの同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するインナロータ１３２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたアウタロータ１３４とを備える。アウタロータ１３４は、無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、インナロータ１３２に対し相対的に回転可能に軸支されている。このモータＣＭは、インナロータ１３２に備えられた永久磁石による磁界とアウタロータ１３４に備えられた三相コイルによって形成される磁界との相互作用により両者が相対的に回転駆動する電動機として動作し、場合によってはこれらの相互作用によりアウタロータ１３４に備えられた三相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機としても動作する。
【００４４】
クラッチモータＣＭはインナロータ１３２とアウタロータ１３４の双方が回転可能であるため、インナロータ軸１３３から入力された動力をアウタロータ軸１３５に伝達することができる。クラッチモータＣＭを電動機として力行運転すればアウタロータ軸１３５にはトルクが付加された動力が伝達されることになるし、発電機として回生運転すれば動力の一部を電力の形で取り出しつつ残余の動力を伝達することができる。また、力行運転も回生運転も行わなければ、インナロータ１３２からアウタロータ１３４には動力が伝達されない状態となる。この状態は機械的なクラッチを解放にした状態に相当する。
【００４５】
クラッチモータＣＭはスリップリング１３８および第１の駆動回路１９１を介してバッテリ１９４に電気的に接続されている。本実施例ではバッテリ１９４としてニッケル水素バッテリを用いている。駆動回路１９１は内部にスイッチング素子であるトランジスタを複数備えたトランジスタインバータであり、制御ユニット１９０からの制御信号に伴って各トランジスタがオン・オフする。制御ユニット１９０が駆動回路１９１のトランジスタのオン・オフの時間をＰＷＭ制御するとバッテリ１９４を電源とする三相交流がスリップリング１３８を介してクラッチモータＣＭのアウタロータ１３４に流れるようになっている。この三相交流によりアウタロータ１３４には回転磁界が形成され、クラッチモータＣＭは回転する。
【００４６】
アシストモータＡＭも、クラッチモータＣＭと同様に同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ１４２と、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータ１４３とを備える。アシストモータＡＭ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。ステータ１４３は回転不能にケースに固定されている点で、クラッチモータＣＭのアウタロータ１３４と異なる。アシストモータＡＭは第２の駆動回路１９２を介してバッテリ１９４に電気的に接続されている。第２の駆動回路１９２は第１の駆動回路１９１と同様、トランジスタインバータにより構成されている。制御ユニット１９０の制御信号により駆動回路１９２のトランジスタをスイッチングすると、ステータ１４４に三相交流が流れて回転磁界を生じ、アシストモータＡＭは回転する。
【００４７】
クラッチモータＣＭ、アシストモータＡＭの制御を含むハイブリッド車両の運転状態は制御ユニット１９０により制御されている（図２参照）。制御ユニット１９０もＥＦＩＥＣＵ１７０と同様、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記録されたプログラムに従い、後述する種々の制御処理を行うよう構成されている。これらの制御を可能とするために、制御ユニット１９０には、各種のセンサおよびスイッチが電気的に接続されている。制御ユニット１９０に接続されているセンサおよびスイッチとしては、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５ａ、シフトポジションセンサ１８４、水温センサ１７４、バッテリ１９４の残容量検出器１９９などがある。制御ユニット１９０は、これらのセンサを通じて運転操作部からの種々の信号やバッテリ１９４の充電状態等を入力し、また、エンジン１５０を制御するＥＦＩＥＣＵ１７０との間で種々の情報を、通信によってやりとりしている。
【００４８】
次に変速ギヤ２０４を構成するプラネタリギヤ２１０のギヤ比ρおよび動力伝達ギヤ１１１のギヤ比の設定について説明する。まず、動力伝達ギヤ１１１のギヤ比について説明する。このギヤ比は図３に示した第２クラッチ２２２が結合された状態、即ち変速ギヤ２０４でのギヤ比が値１である場合において、車両が加速する場合に基づいて設定してある。
【００４９】
図４に走行トルクと前車軸からの出力トルクとの関係を示す。図４の曲線Ｌｄは一定の速度で巡行する場合の走行トルクを示し、曲線Ｌａは加速する場合の要求トルクの最大値を示している。当然、車両が加速する場合には、走行トルクよりも大きなトルクを出力する必要がある。この場合、車両が安定して加速するためには、前車軸１１６および後車軸１１８から出力されるトルクをそれぞれ適切な配分にしておく必要がある。かかる配分は各車輪にかかる荷重の分配や車輪位置と車両の重心との関係に応じて変化するため、実験的に設定する必要があるが、少なくとも後車軸１１８から出力するトルクが前車軸１１６から出力されるトルクに比較して極端に偏っていないようにすることが望ましい。本実施例では前後輪から出力されるトルクのバランスを考慮した上で、加速時に前車軸１１６から出力すべきトルクを図４の曲線Ｌ２に示すように設定した。かかる設定によれば、例えば車速がＶ２である場合には、前車軸１１６からトルクＴｆ２が出力され、後車軸１１８からはトルクＴｒ２が出力されることになる。図４から明らかな通り、本実施例では加速時において、後車軸１１８に比して前車軸１１６のトルク配分が大きくなるように設定されている。動力伝達ギヤ１１１のギヤ比はこのように設定されたトルク（曲線Ｌ２）を実現するように設定される。
【００５０】
クラッチモータＣＭのインナロータ１３２とアウタロータ１３４の間では作用反作用の原理が働くから、エンジン１５０から出力されるトルクとアウタロータ軸１３５に伝達されるトルクとは常に等しくなる。これに対し前車軸１１６から出力されるトルクは動力伝達ギヤ１１１のギヤ比を変更することにより変えることができる。後述する通り、本実施例の動力出力装置は、前車軸１１６と後車軸１１８の双方から出力される動力の総和が要求動力となるように制御されているから、前車軸１１６から出力されるトルクの大小に応じて後車軸１１８から出力されるトルクが変化する。従って、動力伝達ギヤ１１１のギヤ比を調整することにより、前車軸１１６と後車軸１１８のトルク配分を調整することができるのである。加速に必要となる動力に相当する動力をエンジン１５０から出力している場合に適切なトルク配分で、即ち前輪から出力されるトルクが図４中の曲線Ｌ２で表されるトルクになるように、動力伝達ギヤ１１１のギヤ比は設定される。
【００５１】
変速ギヤ２０４のギヤ比ρの設定について説明する。変速ギヤ２０４のギヤ比ρは、先に述べた通り、リングギヤ２１２の歯数とサンギヤ２１１の歯数との比によって定まる。プラネタリキャリア２１３の歯数は変速ギヤ２０４におけるトルクの変換に影響を与えない。変速ギヤ２０４のギヤ比は図３における第２クラッチ２２２を結合した状態において、勾配のない路面を一定速度で走行する場合に基づいて設定されている。
【００５２】
車両が一定の速度で走行するためには、走行トルクと出力トルクとが釣り合っている必要がある。後述する通り、本実施例では前車軸１１６と後車軸１１８から出力される動力の総和が要求動力に等しくなるような制御が行われる。例えば、前車軸１１６から出力されるトルクが走行トルクに満たない場合には、後車軸１１８に結合されたアシストモータＡＭを駆動して不足分のトルクを補う。逆に前車軸１１６から出力されるトルクが走行トルクよりも大きい場合には、アシストモータＡＭで回生を行って後車軸に負荷を与える。但し、後者の状態は運転効率上好ましくないため、できれば回避したい状態である。アシストモータＡＭで回生をする状態、即ち後車軸１１８で負のトルクを付加する状態を回避しようとすれば、前車軸１１６から出力されるトルクが走行トルクを大きく超えないようにすることが望ましい。
【００５３】
第２クラッチ２２２が結合されているとき、アウタロータ軸１３５はプラネタリキャリア２１３に結合された状態となり、その動力はギヤ比ρに応じてトルク変換されて駆動軸１１２、ひいては前車軸１１６から出力される。先に示した式（２）によれば、「Ｎｓ＝（１＋１／ρ）×Ｎｃ」なる関係がある。サンギヤ２１１の回転数Ｎｓはプラネタリキャリア２１３の回転数Ｎｃよりも高い。従って、第２クラッチ２２２が結合された状態では、アウタロータ軸１３５から出力される動力は回転数が高く、トルクが低い動力に変換されて駆動軸１１２から出力されることになる。前車軸１１６からは更に動力伝達ギヤ１１１により変換されたトルクが出力されることになる。
【００５４】
これらの事情を考慮して、変速ギヤ２０４のギヤ比は決められる。勾配のない路面をある所定の設計速度を保って巡行する場合において、エンジン１５０を効率のよい運転状態で運転したとき、前車軸から出力されるトルクが走行トルクにほぼ釣り合うように変速ギヤ２０４のギヤ比ρを設定するのである。図４の曲線Ｌ１は上述の運転状態において前車軸１１６から出力されるトルクの設定値を示している。車速Ｖ１で走行する場合には前車軸１１６から出力されるトルクのみで走行できることを意味する。車速がＶ１よりも高い速度では後車軸１１８から不足分のトルクを出力する。Ｖ１よりも低い車速ではアシストモータＡＭで回生をして後車軸１１８に負荷をかけて走行することになるが、本実施例の設定ではその大きさは比較的小さく抑えることができている。なお、Ｖ１よりも低い車速においては、エンジン１５０の運転を停止し、アシストモータＡＭおよびクラッチモータＣＭを駆動して走行するものとしてもよい。
【００５５】
変速ギヤ２０４のクラッチの結合状態と前車軸１１６から出力される動力との関係について説明する。図５は、変速ギヤ２０４におけるクラッチの結合状態の変更と前車軸１１６から出力される動力の関係を示した説明図である。図５中の曲線ＰＷ１，ＰＷ２はそれぞれ前車軸から出力される動力がそれぞれ値ＰＷ１，ＰＷ２で一定となるラインを示している。曲線Ｌ１は第１クラッチ２２１を結合した状態で前車軸から出力される動力を示しており、曲線Ｌ２は第２クラッチ２２２を結合した状態で前車軸から出力される動力を示している。第２クラッチ２２２が結合された状態で図５中の点Ｑ２に相当する動力が出力されている場合、クラッチを切り替えて第１クラッチ２２１を結合すると、前車軸から出力される動力はトルクが低く、回転数が高いポイントに移行し、図５中の点Ｑ１に相当する動力が出力される。クラッチの結合状態の切り替えのみでは、前車軸から出力される動力は値ＰＷ１で変化しない。
【００５６】
次に車速がＶｅｌで一定の場合について考える。第１クラッチ２２１を結合した状態で前車軸２２１から点Ｑ１に相当する動力が出力されているとする。このとき、車速を維持したまま第２クラッチ２２２を結合しようとすれば、図５中の点Ｑ３に相当する動力を前車軸１１６から出力することになる。先に説明した通り、クラッチの結合状態を切り替えただけでは、前車軸１１６からは点Ｑ２に相当する動力しか出力されないため、点Ｑ３に相当する動力を出力するためには、クラッチモータＣＭの回転数を増加させる必要がある。この結果、車速Ｖｅｌ一定の下で第２クラッチ２２２を結合した場合には、第１クラッチ２２１が結合されている状態に比べて前車軸１１６から出力される動力が値ＰＷ１から値ＰＷ２に増大する。エンジン１５０から要求動力に相当する動力が出力され続けているとすれば、車速一定の条件下でクラッチ２２１，２２２の結合状態を変更することにより、前車軸１１６から出力される動力が値ＰＷ２に増大すると共に、クラッチモータＣＭで回生される電力が減少し、後車軸１１８から出力される動力が減少する。
【００５７】
なお、点Ｑ２と点Ｑ３とでトルクが若干変化するのは、車速に応じてエンジン１５０から出力すべき動力が変化することに伴い、エンジン１５０の運転ポイントも変化しているからである。当然、両者のトルクが一致するようにエンジン１５０の運転を制御することも可能である。
【００５８】
（２）トルク制御処理
次に、本実施例のハイブリッド車両のトルク制御処理について説明する。前述した構成を有するハイブリッド車輌は通常の走行時において、要求動力に相当する動力をエンジン１５０から出力し、出力された動力を所望の回転数およびトルクに変換しつつ、前車軸１１６および後車軸１１８の両軸に配分して伝達している。要求動力を前車軸１１６および後車軸１１８から出力するための制御について、図６を用いて説明する。図６は本実施例の動力出力装置のトルク制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、先に説明した制御ユニット１９０の内部に備えられたＣＰＵにより周期的に実行されるものである。
【００５９】
トルク制御ルーチンが開始されると制御ユニット１９０内のＣＰＵは、前車軸１１６および後車軸１１８から出力される動力の総和として出力エネルギＰｄを算出する（ステップＳ１０）。このエネルギＰｄはハイブリッド車両の走行に必要となるエネルギに相当するものである。出力エネルギＰｄはハイブリッド車両の車速やアクセルペダルポジションセンサ１６４ａにより検出されるアクセルの踏み込み量ＡＰ等に応じて算出される。
【００６０】
なお、トルク制御は単位時間当たりのエネルギ収支を考慮してなされるため、以下の説明においてエネルギという時は、全て単位時間当たりのエネルギを意味するものとする。従って、本明細書においてはエネルギという用語は動力と同義である。同様に電気エネルギも電力と同義である。
【００６１】
次にＣＰＵは充放電電力Ｐｂの算出をする（ステップＳ１５）。バッテリ１９４の充電状態は予め定めた所定の範囲内に維持するように制御されており、充放電電力Ｐｂはかかる範囲に維持するために行われる充電および放電に要するエネルギとして、バッテリ１９４の充電状態に応じて求められる。続いてＣＰＵは補機の駆動エネルギＰｈを算出する（ステップＳ２０）。補機とは車両に搭載された空調機器等の電気機器を意味する。
【００６２】
以上で算出された各エネルギの総和により要求動力Ｐｅを算出する（ステップＳ２５）。つまり、Ｐｅ＝Ｐｒ＋Ｐｂ＋Ｐｈである。この動力がエンジン１５０から出力されるべき動力となる。かかる要求動力に基づいてエンジン１５０の運転ポイント、即ち目標回転数Ｎｅおよび目標トルクＴｅを設定する（ステップＳ３０）。運転ポイントの設定は予め定めたマップに従って、基本的にはエンジン１５０の運転効率を優先して設定する。
【００６３】
図７はかかるマップの例を示した説明図である。図７はエンジンの回転数Ｎｅを横軸に、トルクＴｅを縦軸にとりエンジン１５０の運転状態を示している。図７中の曲線Ｂはエンジン１５０の運転が可能な限界範囲を示している。曲線α１からα６まではエンジン１５０の運転効率が一定となる運転ポイントを示している。α１からα６の順に運転効率は低くなっていく。また、曲線Ｃ１からＣ３はそれぞれエンジン１５０から出力される動力（回転数×トルク）が一定となるラインを示している。
【００６４】
エンジン１５０は図７に示す通り、回転数およびトルクに応じて、運転効率が大きく相違し、例えば曲線Ｃ１に相当する動力を出力する場合には、図７中のＡ１点に相当する運転ポイント（回転数およびトルク）でエンジン１５０を運転するときが最も運転効率が高くなる。同様に曲線Ｃ２およびＣ３に相当する動力を出力する場合には図７中のＡ２およびＡ３点で運転する場合が最も効率が高くなる。出力すべき動力ごとに最も運転効率が高くなる運転ポイントを選択すると、図７中の曲線Ａが得られる。これを動作曲線と呼ぶ。
【００６５】
ステップＳ５０における運転ポイントの設定では、予め実験的に求められた動作曲線をＲＯＭにマップとして記憶しておき、かかるマップから要求動力Ｐｅに応じた運転ポイントを読み込んで、エンジン１５０の回転数およびトルクを設定するのである。こうすることにより、最も運転効率の高い運転ポイントを設定することができる。
【００６６】
こうしてエンジン１５０の運転ポイントを設定した後、ＣＰＵは減速比切り替え制御を行う（ステップＳ１００）。この制御は、変速ギヤ２０４のクラッチ２２１，２２２の結合状態を切り替えることにより、アウタロータ軸１３５から出力されるトルクおよび回転数と駆動軸１１２から出力されるトルクおよび回転数との関係を段階的に切り替える制御である。かかる制御を実行することにより、エンジン１５０から出力される動力のうち、前車軸１１６に伝達される動力の配分が増減することになる。かかる配分の変化はクラッチモータＣＭの回転数の変化として現れる。この制御については後に詳述する。
【００６７】
減速比切り替え処理により、クラッチ２２１，２２２の結合状態を決定し、クラッチモータＣＭの回転数を設定した後、ＣＰＵはクラッチモータＣＭおよびアシストモータＡＭのトルク指令値を設定する（ステップＳ２００）。それぞれのトルク指令値の設定方法は、次の通りである。
【００６８】
クラッチモータＣＭのインナロータ１３２はエンジン１５０のクランクシャフト１５６と結合されているから、作用反作用の原理に基づき、クラッチモータＣＭの出力トルクの絶対値はエンジン１５０の負荷トルクと等しくなる。但し、その符号はクラッチモータＣＭのアウタロータ１３４とインナロータ１３２の回転数の大小関係に応じて変化する。アウタロータ１３４がインナロータ１３２よりも高い回転数で回転している場合には、アウタロータ１３４がインナロータ１３２に対し相対的に回転する方向とアウタロータ１３４に加えられるトルクとが一致するため、クラッチモータＣＭは力行状態となる。このときはクラッチモータＣＭのトルク指令値は、エンジン１５０の目標トルクＴｅと同じ値となる。
【００６９】
逆にアウタロータ１３４がインナロータ１３２よりも低い回転数で回転している場合には、アウタロータ１３４がインナロータ１３２に対し相対的に回転する方向とアウタロータ１３４に加えられるトルクとは逆方向になるため、クラッチモータＣＭは回生状態となる。このときはクラッチモータＣＭのトルク指令値は、エンジン１５０の目標トルクＴｅに負号を付けた値である−Ｔｅとなる。
【００７０】
アウタロータ１３４の回転数とインナロータ１３２の回転数の差は、インナロータ軸１３３の回転数とエンジン１５０の回転数の差によって決まる。インナロータ軸１３３の回転数は車速および動力伝達ギヤ１１１、変速ギヤ２０４でのギヤ比によって決定される。変速ギヤ２０４のギヤ比は減速比切り替え制御によって決定されている。
【００７１】
一方、アシストモータＡＭのトルク指令値は、要求されたトルクと前車軸１１６からの出力トルクとの差により設定される。つまり、要求されたトルクに対し、前車軸１１６からの出力トルクが不足している場合は、その不足分のトルクがアシストモータＡＭの出力トルクとなる。この場合は、前車軸１１６から出力されるトルクが要求トルクに満たないため、アシストモータＡＭを力行して、不足分のトルクを後車軸１１８から出力するのである。逆にクラッチモータＣＭから余剰のトルクが出力される場合には、アシストモータＡＭのトルク指令値は負となり、アシストモータＡＭは回生状態となる。なお、前車軸１１６からの出力トルクはクラッチモータＣＭのトルク指令値（ステップＳ２００）に変速ギヤ２０４のギヤ比および動力伝達ギヤ１１１のギヤ比に応じた比例係数を乗じて求めることができる。
【００７２】
こうして設定された値に基づいてクラッチモータＣＭ、アシストモータＡＭ，およびエンジンの運転を制御する（ステップＳ２０５）。モータＭＧ１，ＭＧ２の制御については周知の同期モータの制御が適用でき、例えば特開平９−４７０９４記載の制御が適用できる。また、エンジン１５０の制御も周知の技術であるため、ここでは詳細な説明を省略する。なお、エンジン１５０の制御自体はＥＦＩＥＣＵ１７０が実行しており、制御ユニット１９０はかかる制御に必要となる種々の情報を出力するのみである。
【００７３】
上述の制御により行われるトルク変換の例を示す。図８はエンジン１５０から出力される動力の回転数およびトルクを変換して出力する様子を示す説明図である。エンジン１５０から図８のＰ１点に相当する動力、即ち回転数Ｎｅ、トルクＴｅからなる動力が出力されており、これを回転数が低くトルクの高い動力（Ｐ２点に相当する動力）に変換して出力する場合を考える。図８中の曲線は、回転数×トルクで与えられる動力が一定のラインを意味している。点Ｐ２の出力トルクは、前後輪それぞれに結合された駆動軸１１６，１１８の両者から出力されるトルクの総和である。簡単のため、動力伝達ギヤ１１１，変速ギヤ２０４におけるギヤ比を値１と仮定する。このときハイブリッド車両が前後輪ともに滑りを生じない状態で走行していれば、アウタロータ軸１３５および後車軸１１８の回転数は両者とも車速に応じて定まる回転数Ｎｄｆで一致している。
【００７４】
アウタロータ１３４はインナロータ１３２の回転数Ｎｅよりも低い回転数Ｎｄｆで回転しているため、クラッチモータＣＭのトルク指令値は先に説明した通り−Ｔｅであり回生状態となる。このときクラッチモータ１３４で回生される電力はアウタロータ１３４とインナロータ１３２の回転数差（Ｎｅ−Ｎｄｆ）とトルクＴｅとの積に等しい。これは図８のＧ１で示した部分の面積に相当する。
【００７５】
アシストモータＡＭからは要求されるトルクに対し不足するトルクＴｄｒが出力される。かかるトルクの出力は、アシストモータＡＭを力行することにより行われる。アシストモータＡＭが結合された後車軸１１８の回転数はＮｄｆであるため、上記トルクを出力するためには、アシストモータＡＭでは回転数ＮｄｆとトルクＴｄｒの積に相当する電力を消費することになる。この電力は、図８においてＧ２で示した部分の面積に相当する。
【００７６】
一般に図８におけるＧ１の面積とＧ２の面積とは等しくなる。かかる関係は、点Ｐ１とＰ２の動力が一定、即ち回転数×トルクが一定であるという関係を加味すれば容易に証明することができる。これは、装置の運転効率を１００％とすれば、クラッチモータＣＭで回生して得られる電力を用いてアシストモータＡＭを駆動できることを意味する。上述の例では動力伝達ギヤ１１１および変速ギヤ２０４のギヤ比を値１であると仮定して説明したが、ギヤ比が他の値の場合も同様の関係が成立する。
【００７７】
なお、バッテリ１９４に蓄えられた電力を用いれば、アシストモータＡＭからＴｄｒ以上のトルクを出力することも可能である。このときはエンジン１５０から出力されている動力以上の動力が前車軸１１６および後車軸１１８から出力されることになる。また、アシストモータＡＭから出力される動力を抑制すれば、クラッチモータＣＭで回生した電力の一部でバッテリ１９４を充電することもできる。当然クラッチモータＣＭを力行しつつ、アシストモータＡＭを回生または力行して動力を出力することも可能である。先に述べた通り、アシストモータＡＭで回生をする運転状態は、本来出力する必要がない余剰のトルクを出力していることを意味するため、運転効率上好ましい運転状態とはいえない。
【００７８】
次に、本実施例における減速比切り替え制御について説明する。本実施例における減速比切り替え制御ルーチンの流れを図９に示す。減速比切り替え制御ルーチンが開始されると、ＣＰＵはアクセルペダルポジションセンサ１６４ａにより検出されたアクセル踏み込み量ＡＰを読み込む（ステップＳ１０５）。次にアクセル踏み込み量の変化率ｄＡＰ／ｄｔを算出する（ステップＳ１１０）。変化率ｄＡＰ／ｄｔとは、減速比切り替え制御ルーチンが前回実施された際に検出されたアクセル踏み込み量から上記ステップＳ１０５で検出された踏み込み量に至るまでの変化量を、この間の時間間隔ｄｔで除した値である。変化率ｄＡＰ／ｄｔはそれぞれ前回に比べてアクセル踏み込み量が増加した場合が正となる。
【００７９】
次にアクセル踏み込み量の変化率ｄＡＰ／ｄｔの絶対値が所定の値αよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１５）。所定の値αは変速ギヤ２０４のクラッチ２２１，２２２の切り替え操作を行うか否かの判断基準となる値であり、アクセル踏み込み量の変化率ｄＡＰ／ｄｔの絶対値が所定の値α以下である場合には、変速ギヤ２０４のクラッチ２２１，２２２の切り替えを行う必要がないものと判断して減速比切り替え制御ルーチンを一旦終了する。
【００８０】
アクセル踏み込み量の変化率ｄＡＰ／ｄｔの絶対値が所定の値αよりも大きい場合にはクラッチ２２１，２２２の切り替えを行うべきと判断する。これに該当する状況としてはアクセルペダル１６４を急激に踏み込んだ場合、アクセルペダル１６４の踏み込みを急激に弱めた場合が挙げられる。変化率ｄＡＰ／ｄｔが正であるとき（ステップＳ１２０）は、アクセルペダルが踏み込まれ、これまで出力していたトルクよりも大きなトルクを出力すべきことが要求されている場合に相当する。従って、ＣＰＵはローギヤ切り替え処理を実行する（ステップＳ１３０）。
【００８１】
なお、アクセル踏み込み量の変化率ｄＡＰ／ｄｔの絶対値と所定の値αとの大小関係により、クラッチの切り替えを行うか否かの判断については、クラッチの切り替えが頻繁に行われる現象を回避するため、一定のヒステリシスを設けておくことが望ましい。また、クラッチモータＣＭやプラネタリギヤ２１０の回転数に制限があるような場合には、かかる制限を超えないよう、例えば車速に応じて減速比切り替え制御を禁止するリミッタを設けてもよい。さらに、アクセル踏み込み量と車速との関係から、加速が終了したと判断される場合には、その時点の車速に応じた適切なトルク配分が実現されるように減速比切り替え処理を実行するものとしてもよい。
【００８２】
ローギヤ切り替え処理について図１０にフローチャートを示す。このルーチンが開始されると、ＣＰＵはフラグＣＦが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１３２）。フラグＣＦは変速ギヤ２０４の結合状態を表すフラグであり、値１である場合には第１クラッチ２２１が結合されている状態、つまりローギヤ状態であることを意味している。従って、フラグＣＦが値１である場合には、ＣＰＵは何も処理を行うことなくローギヤ切り替え処理を終了する。
【００８３】
一方、フラグＣＦが値０である場合には、クラッチの切り替えを行うべく、第１クラッチＣ１を切り離す（ステップＳ１３４）。これにより駆動軸１１２には全く動力が伝達されない状態となる。次にＣＰＵはクラッチモータＣＭの目標回転数Ｎｃ＊を算出する（ステップＳ１３６）。これらの処理は車両が走行中に行われるものであるから、車速がほぼ一定値に維持される必要がある。先に説明した通り、車速を一定に保った状態で第２クラッチ２２２を結合した状態に切り替えようとすれば、クラッチモータＣＭの回転数を増加する必要がある（図５参照）。 この回転数は車速、第２クラッチ２２２を結合した場合のギヤ比およびエンジン１５０の回転数に応じて求めることができる。
【００８４】
ＣＰＵはクラッチモータＣＭの回転数が目標回転数Ｎｃ＊に一致するようにクラッチモータＣＭを増速し（ステップＳ１３８）、第２クラッチを接続する（ステップＳ１４０）。以上の制御によりプラネタリキャリア２１３の回転数とアウタロータ軸１３５の回転数を一致させてから第２クラッチを接続することができ、ショックを伴うことなくクラッチの切り替えを行うことができる。こうしてクラッチを切り替えた後、ＣＰＵはクラッチの結合状態を表すフラグＣＦに値１を代入して（ステップＳ１４２）、ローギヤ切り替え処理を終了する。また、減速比切り替え制御ルーチンも終了する（図９）。
【００８５】
一方、アクセル踏み込み量の変化率ｄＡＰ／ｄｔが正でないとき（ステップＳ１２０）は、これまで出力していたトルクを減ずることが要求されていることを意味しているため、ＣＰＵはハイギヤ切り替え処理を実行する（ステップＳ１５０）。
【００８６】
ハイギヤ切り替え処理について図１１にフローチャートを示す。このルーチンが開始されると、ＣＰＵはフラグＣＦが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１５２）。フラグＣＦが値０である場合には第２クラッチ２２２が結合されている状態、つまりハイギヤ状態であることを意味しているため、ＣＰＵは何も処理を行うことなくハイギヤ切り替え処理を終了する。
【００８７】
フラグＣＦが値１である場合には、クラッチの切り替えを行うべく、第２クラッチ２２２を切り離す（ステップＳ１５４）。これにより駆動軸１１２には全く動力が伝達されない状態となる。次にＣＰＵはクラッチモータＣＭの目標回転数Ｎｃ＊を算出する（ステップＳ１５６）。車速をほぼ一定値に保った状態でハイギヤ切り替え処理を行う場合には、ローギヤ切り替え処理（図１０）ではクラッチモータＣＭの回転数を減少する必要がある（図７参照）。
【００８８】
ＣＰＵはクラッチモータＣＭの回転数が目標回転数Ｎｃ＊に一致するようにクラッチモータＣＭを減速し（ステップＳ１５８）、第１クラッチ２２１を接続する（ステップＳ１６０）。以上の制御によりサンギヤ２２１の回転数とアウタロータ軸１３５の回転数を一致させてから第１クラッチ２２１を接続することができ、ショックを伴うことなくクラッチの切り替えを行うことができる。こうしてクラッチを切り替えた後、ＣＰＵはクラッチの結合状態を表すフラグＣＦに値０を代入して（ステップＳ１６２）、ハイギヤ切り替え処理を終了する。また、減速比切り替え制御ルーチンも終了する（図９）。
【００８９】
先に図６を用いて説明した通り、減速比切り替え制御が実行された後、変速ギヤ２０４のギヤ比に応じてクラッチモータＣＭおよびアシストモータＡＭのトルクが設定され、前車軸１１６および後車軸１１８から出力されるトルクが総和として要求動力に等しくなるように制御される。
【００９０】
前車軸１１６および後車軸１１８から出力される動力と減速比切り替え制御との関係について図５に即して説明すれば、車速を値Ｖｅｌに保ちつつハイギヤ切り替え処理を実行すれば前車軸１１６からは図５の点Ｑ１に相当する動力が出力されることになるし、ローギヤ切り替え処理を実行すれば図５の点Ｑ３に相当する動力が出力されることになる。当然、ローギヤ切り替え処理を実行した場合（点Ｑ３）の方が前車軸１１６から出力される動力は大きくなる。ハイギヤ切り替え処理を実行しているときは、アウタロータ軸１３５から点Ｑ２に相当する動力が出力され、この動力を変速ギヤ２０４で点Ｑ１に相当する回転数およびトルクに変換して前車軸１１６から出力している。アウタロータ軸１３５の回転数はローギヤ切り替え処理を実行した場合（第２クラッチ２２２が結合された状態）の方がハイギヤ切り替え処理を実行した場合（第１クラッチ２２１が結合された状態）よりも高くなる。
【００９１】
ローギヤ切り替え処理を実行した場合、即ち第１クラッチ２２１を解放し、第２クラッチ２２２を結合した場合に、エンジン１５０から出力された動力を前車軸１１６および後車軸１１８に分配する比率が変更される原理について説明する。例えばエンジン１５０から出力された動力の一部をアウタロータ軸１３５に伝達しつつ、電力を回生している場合には、インナロータ１３２よりもアウタロータ１３４の回転数が低い状態で運転されているから、ローギヤ切り替え処理により、アウタロータ軸１３５の回転数が高くなることは、インナロータ１３２とアウタロータ１３４の相対的な回転数の差が小さくなることを意味している。エンジン１５０が一定のトルクおよび回転数で運転されている場合、インナロータ１３２とアウタロータ１３４の相対的な回転数の差が小さくなればそこで回生される電力が小さくなる。従って、ローギヤ切り替え処理をした場合にはクラッチモータＣＭで回生される電力が小さくなる。バッテリ１９４からの電力供給を考えないものとすれば、このことはアシストモータＡＭから出力される動力が減少することを意味する。
【００９２】
以上より、エンジン１５０から出力される動力が要求動力に一致している場合、ローギヤ切り替え処理を実行すればエンジン１５０から出力される動力のうち前車軸１１６から出力される動力の割合を増大するとともに後車軸１１８から出力される動力の割合を減少することになる。ハイギヤ切り替え処理を実行すれば逆に前車軸１１６から出力される動力の割合が減少し、後車軸１１８から出力される動力の割合が増加する。このように減速比切り替え制御ではエンジン１５０から出力される動力の前車軸１１６および後車軸１１８への出力の配分を切り替えているのである。
【００９３】
以上で説明したハイブリッド車両によれば、例えば加速時や登坂時などアクセルが踏み込まれ、出力すべき動力を増加する要求が出された場合に、ローギヤ切り替え処理を実行することにより（図１０）、前車軸から出力される動力の配分を大きくしつつ、動力を増加することができる。この結果、加速時や登坂時などにおける走行の安定性を向上することができる。また、上述の実施例では変速ギヤ２０４におけるギヤ比の切り替えを２段階で行うものとしているが、さらに多くのギヤ比に切り替え可能とすれば、種々の走行状態に応じてより適切に動力配分を制御することができる。しかも変速ギヤ２０４を追加する比較的簡単なハードウェア構成によりかかる動力配分を可能としており、プロペラシャフトを用いることなく４輪駆動を実現するというハイブリッド車両についての大きな利点を損ねることもない。
【００９４】
なお、以上の構成をもつハイブリッド車両の第２の態様として、クラッチモータＣＭ（図１）に代えて、プラネタリギヤ１２０および発電機Ｇを用いた構成を採るものとすることもできる。第２の態様によるハイブリッド車両の構成を図１２に示す。このプラネタリギヤ１２０は変速ギヤ２０４に用いられるプラネタリギヤ２１０（図３）とは別のものである。
【００９５】
第２の態様におけるプラネタリギヤ１２０への結合について説明する。プラネタリギヤ１２０のサンギヤ１２１には、発電機Ｇのロータが結合されている。プラネタリキャリア１２３には、エンジン１５０のクランクシャフト１５６が結合されている。リングギヤ１２２には、変速ギヤ２０４が結合されている。変速ギヤ２０４の内部構成は第１実施例と同様である（図３）。
【００９６】
プラネタリギヤ１２０の各ギヤの回転数については、当然、先に説明した式（１）で表される関係が成立する。また、機構学上周知の事項であるが、各ギヤに入出力されるトルクについて、次式（３）で表される関係が成立する。
Ｔｓ＝Ｔｃ×ρ／（１＋ρ）
Ｔｒ＝Ｔｃ／（１＋ρ） ・・・（３）
ここで、Ｔｓはサンギヤ１２１のトルク、Ｔｃはプラネタリキャリア１２３のトルク、Ｔｒはリングギヤ１２２のトルクを意味している。また、ρはリングギヤ１２２とサンギヤ１２１のギヤ比である。
【００９７】
上式（３）より明らかな通り、エンジン１５０から出力されたトルクがプラネタリキャリア１２３からプラネタリギヤ１２０に入力されると、サンギヤ１２１およびリングギヤ１２２には、それぞれギヤ比ρで定まる一定の割合でトルクが出力される。これはエンジン１５０から出力されるトルクと変速ギヤ２０４に入力されるトルクの比が常に一定であることを意味する。先に説明した第１の態様（図１）においては、クラッチモータＣＭの機構上、エンジン１５０から出力されるトルクと変速ギヤ２０４に入力されるトルクは等しかった。このようにエンジン１５０から出力されるトルクと変速ギヤ２０４に入力されるトルクとの比を自由に変更できない点で第２の態様と第１の態様は共通する。
【００９８】
一方、サンギヤ１２１から出力されたトルクによって、そこに結合された発電機を駆動し、発電することができる。第２の態様は、エンジン１５０から出力された動力の一部を電力に変換することができるという点で第１の態様におけるクラッチモータＣＭの機能と共通する。以上より、第１の態様におけるクラッチモータＣＭを発電機Ｇおよびプラネタリギヤ１２０に置換して構成された第２の態様のハイブリッド車両は、第１実施例におけるハイブリッド車両と同様の機能を奏することが分かる。
【００９９】
以上で説明したハイブリッド車両においては制御ユニット１９０の制御によりアクセルペダルの踏み込み量に応じて変速ギヤ２０４内のクラッチ２２１，２２２の結合状態が切り替えているが、この切り替えを手動で行うものとしてもよい。
【０１００】
また、上記ハイブリッド車両において動力分配装置としてのクラッチモータＣＭまたはプラネタリギヤ１２０と変速ギヤ２０４の位置を入れ替えてもよい。また、変速ギヤ２０４はプラネタリギヤ２１０を用いた構成に限定されず、一般の車両で使用されている種々のトランスミッションを採用することができる。また、第２の態様においては、動力分配装置としてのプラネタリギヤ１２０と変速ギヤ２０４を構成するとプラネタリギヤ１２０の一部を共有する構成をとるものとしても構わない。
【０１０１】
（３）第２実施例のハイブリッド車両
次に本発明の第２実施例としてのハイブリッド車両について説明する。図１３は第２実施例としてのハイブリッド車両の構成を示す構成図である。第２実施例のハイブリッド車両は、第１実施例のハイブリッド車両（図３参照）に対し、変速ギヤ２０４に換えて、無段変速機いわゆるＣＶＴ２０４ａを用いている。
【０１０２】
第２実施例におけるＣＶＴ２０４ａの構成について説明する。ＣＶＴ２０４ａは、アウタロータ軸１３５に取り付けられた一対のプーリ２２４と、駆動軸１１２に取り付けられたプーリ２２６と、両者に保持されるベルト２２５によりアウタロータ軸１３５から駆動軸１１２に動力を伝達する。プーリ２２４は、固定プーリ２２４ａとスライドプーリ２２４ｂとを組み合わせて構成されている。プーリ２２６も同様に固定プーリ２２６ａとスライドプーリ２２６ｂとを組み合わせて構成されており、スライドプーリ２２６ｂには、このプーリ２２６ｂを軸方向にスライドさせるアクチュエータ２２７が結合されている。各プーリ２２４ａ，２２４ｂ，２２６ａ，２２６ｂは、ベルト２２５との接触面がテーパしている。従って、アクチュエータ２２７でスライドプーリ２２６ｂを軸方向にスライドさせるとベルト２２５の周回半径が変更され、アウタロータ軸１３５の動力を回転数およびトルクを変換して駆動軸１１２に伝達することができる。しかも第１実施例で示した変速ギヤ２０４のように段階的にギヤ比を変更するものとは異なり、回転数およびトルクの変換を連続的に行うことができる。これは前車軸１１６から出力する動力と後車軸１１８から出力する動力の配分を連続的に変更することができることを意味している。
【０１０３】
かかる構成を有する第２実施例におけるトルク制御ルーチンは第１実施例と同様である（図６参照）。但し、第２実施例では動力配分を連続的に変化させることができるため、減速比切り替え制御（図６のステップＳ１００）が第１実施例とは異なる。第１実施例における減速比切り替え制御に置き換わる制御を動力配分制御と呼ぶものとする。以下、この制御処理について説明する。
【０１０４】
図１４は第２実施例の動力配分制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。動力配分制御ルーチンが開始されると、ＣＰＵは車速およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰを読み込む（ステップＳ２１０）。これらの値に基づいてＣＰＵは前車軸１１６および後車軸１１８から出力される動力の配分を設定する（ステップＳ２１５）。例えば、車速に対してアクセル踏み込み量が大きい場合には加速時を意味しているため、後車軸１１８に比べて前車軸１１６から出力されるトルクを大きくする。本実施例では車速およびアクセル踏み込み量に応じて適切な動力配分を予め実験的に設定したマップを制御ユニット１９０内のＲＯＭに記憶しておき、このマップを読み込むことで動力配分を設定している。動力配分の設定をより適切に行うため、車速やアクセル踏み込み量の変化率や要求動力等のパラメータを関与させるものとしても構わない。動力配分は、ＣＶＴ２０４ａの変速比に応じて変化するため、動力配分を設定することは、ＣＶＴ２０４ａの変速比を設定することとにもなる。
【０１０５】
なお、図６で説明した通り、エンジン１５０から出力される要求動力は別途設定されているため、動力配分の設定は、前車軸１１６および後車軸１１８から出力される動力値を設定することと同義である。また、動力配分はバッテリ１９４から供給される電力によりアシストモータＡＭを駆動するこを加味して設定するものとしても構わない。
【０１０６】
次に、設定された動力配分に基づいてクラッチモータＣＭの目標回転数ＮＣ＊を算出する（ステップＳ２２０）。クラッチモータＣＭの回転数ＮＣ＊はＣＶＴ２０４ａの変速比に応じて定められる。この点については第１実施例において変速ギヤ２０４のギヤ比に応じてクラッチモータＣＭの回転数が変わるのと同じである。
【０１０７】
以上の設定に基づいて、ＣＰＵはアクチュエータ２２７に駆動信号を出力することによってＣＶＴ２０４ａの変速比を変更し（ステップＳ２２５）、またクラッチモータＣＭの回転数を変更する（ステップＳ２３０）。以上の処理によりクラッチモータＣＭの回転数および前車軸１１６から出力されるトルクが設定される。ＣＰＵはこれらの値に基づいてクラッチモータＣＭ、アシストモータＡＭのトルク指令値を設定し（図６のステップＳ２００）、クラッチモータＣＭ、アシストモータＡＭ、およびエンジン１５０の運転を制御する（Ｓ２０５）。かかる制御により要求動力に相当する動力が前車軸１１６、後車軸１１８から適切な動力配分で出力される。
【０１０８】
一般に４輪駆動する場合には、各車輪にかかる荷重分布に応じた動力配分で動力を出力することが好ましいとされている。第２実施例のハイブリッド車両によれば、ＣＶＴ２０４ａの機能により前車軸１１６および後車軸１１８から出力される動力の配分を連続的に変化させることができるため、車両の走行状態に応じてより適切なトルク配分で動力を出力することが可能となる。
【０１０９】
第２実施例のハイブリッド車両においても、第１実施例と同様、動力分配装置としてクラッチモータＣＭに変えてプラネタリギヤを用いることもできる。また、動力分配装置とＣＶＴ２０４ａの位置を入れ替えた構成も可能である。つまり、図１３ではエンジン１５０、クラッチモータＣＭ、ＣＶＴ２０４ａ、駆動軸１１２の順に動力を伝達する構成となっているが、エンジン１５０、ＣＶＴ２０４ａ、クラッチモータＣＭ、駆動軸１１２の順に動力を伝達する構成とすることも可能である。
【０１１０】
以上で説明した第１実施例および第２実施例の各動力出力装置について、減速比の切り替え（図９）および動力配分の変更（図１４）が行われる場合には、クラッチモータＣＭ、アシストモータＡＭおよびエンジン１５０の運転の制御をなまし制御するものとしてもよい。かかる制御なく減速比の切り替えを行った場合には前車軸１１６および後車軸１１８から出力される動力が急激に変化するため、ショックが発生し乗り心地を損ねる可能性もある。なまし制御を行うものとしてそれぞれから出力されるトルク等が滑らかに変化するようにすれば、かかるショックを緩和することが可能となる。なまし制御としては種々の周知の制御を適用することができる。例えば、周期的に実行される制御ルーチンについて、あるサイクルで設定されたトルク指令値と、前回のサイクルで設定されたトルク指令値との平均値を制御に用いるトルク指令値とする方法が可能である。
【０１１１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施例では動力出力装置をハブリッド車両に適用した場合を例にとって説明したが、本発明はハイブリッド車両に限らず、二つの出力軸から動力を出力することが要求される種々の装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例としての動力出力装置を搭載した車両の全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例としての動力出力装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】変速ギヤ２０４の構成を示す説明図である。
【図４】前車軸１１６から出力されるトルクと要求トルクとの関係を示す説明図である。
【図５】前車軸１１６から出力されるトルクと変速ギヤ２０４内のクラッチの切り替えの関係を示す説明図である。
【図６】トルク制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図７】エンジン１５０の運転ポイントの設定について示す説明図である。
【図８】本発明の動力出力装置によるトルク変換の様子を示す説明図である。
【図９】減速比切り替え制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図１０】ローギヤ切り替え処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】ハイギヤ切り替え処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第１実施例における第２の態様としてのハイブリッド車両の全体構成を示す説明図である。
【図１３】本発明の第２実施例としてのハイブリッド車両の全体構成を示す説明図である。
【図１４】第２実施例における動力配分制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図１５】４輪駆動可能な従来のハイブリッド車両の全体構成を示す説明図である。
【図１６】加速時における電動機の付加トルクと前車軸からの出力トルクの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
２２…駆動軸
２３…変速ギヤ
２４…ディファレンシャルギヤ
２６，２７，２８，２９…駆動輪
３０…クラッチモータ
３２…アウタロータ
３４…インナロータ
４０…電動機
５０…原動機
８０…制御装置
９１，９２…駆動回路
９４…バッテリ
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…前車軸
１１６Ｒ，１１６Ｌ…前輪
１１８…後車軸
１１８Ｒ，１１８Ｌ…後輪
１２０…プラネタリギヤ
１２１…サンギヤ
１２２…リングギヤ
１２３…プラネタリキャリア
１３０…ダンパ
１３２…インナロータ
１３３…インナロータ軸
１３４…アウタロータ
１３５…アウタロータ軸
１４２…ロータ
１４４…ステータ
１５０…エンジン
１５１…燃料噴射弁
１５２…燃焼室
１５４…ピストン
１５６…クランクシャフト
１５８…イグナイタ
１６０…ディストリビュータ
１６２…点火プラグ
１６４…アクセルペダル
１６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ
１６５…ブレーキペダル
１６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ
１７０…ＥＦＩＥＣＵ
１７４…水温センサ
１７６…回転数センサ
１７８…回転角度センサ
１７９…スタータスイッチ
１８２…シフトレバー
１８４…シフトポジションセンサ
１９０…制御ユニット
１９１…第１の駆動回路
１９２…第２の駆動回路
１９４…バッテリ
１９９…残容量センサ
２００…吸気口
２０２…排気口
２０４…変速ギヤ
２１０…プラネタリギヤ
２１１…サンギヤ
２１２…リングギヤ
２１３…プラネタリキャリア
２２１…第１クラッチ
２２２…第２クラッチ
２２３…第３クラッチ
２２４…プーリ
２２４ａ…固定プーリ
２２４ｂ…スライドプーリ
２２５…ベルト
２２６…プーリ
２２６ａ…固定プーリ
２２６ｂ…スライドプーリ
２２７…アクチュエータ
ＣＭ…クラッチモータ
ＡＭ…アシストモータ
Ｇ…発電機

Claims (10)

1. 第１の出力軸および第２の出力軸と原動機とを有し、該原動機から出力される動力を前記第１の出力軸および第２の出力軸から出力可能な動力出力装置であって、
   前記原動機の出力軸および前記第１の出力軸に結合され、該原動機から出力されるトルクと前記第１の出力軸に出力されるトルクが予め定めた比率となるように、該原動機から出力される動力の少なくとも一部を前記第１の出力軸に伝達しつつ、残余の動力を電力に変換する動力分配手段と、
   前記第２の出力軸に結合され、少なくとも前記動力分配手段により変換された電力を用いて該第２の出力軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記原動機、動力分配手段および電動機の運転を制御して、前記第１の出力軸から出力される動力および前記第２の出力軸から出力される動力の総和を要求された動力に等しくする動力制御手段とを備え、
   かつ、入力されるトルクと出力されるトルクとの比を変更可能なトルク比変更手段が、前記原動機から出力される動力を前記第１の出力軸に伝達する経路のいずれかの箇所に介設されている動力出力装置。
2. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記トルク比変更手段は前記入力されるトルクと出力されるトルクとの比を、連続的に変更可能な手段である動力出力装置。
3. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記トルク比変更手段は、
   入力された動力を出力するまでの該トルク比変更手段内部の動力の伝達経路を切り替えることにより、前記入力されるトルクと出力されるトルクとの比を少なくとも２段階に変更可能な手段である動力出力装置。
4. 請求項１記載の動力出力装置であって、さらに
   前記第１の出力軸および第２の出力軸からそれぞれ出力されるべきトルクを決定するトルク決定手段を備え、
   前記動力制御手段は、前記原動機、動力分配手段および電動機の運転の制御に先だって、前記トルク比変更手段を制御して、前記原動機から出力されるトルクと前記第１の出力軸から出力されるトルクとの比を前記決定されたトルクに応じて変更する手段を備える動力出力装置。
5. 請求項４記載の動力出力装置であって、
   前記動力制御手段は、前記トルク比変更手段の制御が行われる際には前記原動機、動力分配手段、および電動機の運転をなまし制御する動力出力装置。
6. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記動力分配手段は、
   前記原動機の出力軸に結合された第１のロータと、
   前記第１の出力軸に結合され、前記第１のロータと相対的に回転し得る第２のロータとを有し、
   該第１のロータと第２のロータの間に生じる電磁的な結合および相対的な滑りによって、前記原動機から出力される動力を分配する手段である動力出力装置。
7. 請求項１記載の動力出力装置であって、
   前記動力分配手段は、
   入力軸を有する発電機と、
   前記原動機の出力軸、前記第１の出力軸、前記入力軸にそれぞれ結合される３軸を有し、該３軸のうち２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸から入出力される動力が決定される動力入出力手段とを有する動力出力装置。
8. 前輪に結合された前車軸および後輪に結合された後車軸と、少なくとも原動機および電動機を用いて該原動機から出力される動力を前記前車軸および後車軸から動力を出力可能な動力出力装置とを備えた４輪駆動可能なハイブリッド車両であって、
   前記動力出力装置は、
   前記原動機の出力軸および前記前車軸または前記後車軸のいずれか一方の車軸に結合され、該原動機から出力されるトルクと該一方の車軸に出力されるトルクが予め定めた比率となるように、該原動機から出力される動力の少なくとも一部を前記一方の車軸に伝達しつつ、残余の動力を電力に変換する動力分配手段と、
   前記前車軸および後車軸のうち、前記一方の車軸と異なる車軸に結合され、少なくとも前記動力分配手段により変換された電力を用いて該車軸に動力を入出力可能な電動機と、
   前記原動機、動力分配手段および電動機の運転を制御して、前記前車軸および前記後車軸から出力される動力の総和を要求された動力に等しくする動力制御手段とを備え、
   かつ、入力されるトルクと出力されるトルクとの比を変更可能なトルク比変更手段が、前記原動機から出力される動力を前記一方の車軸に伝達する経路のいずれかの箇所に介設されている動力出力装置。
9. 請求項８記載のハイブリッド車両であって、さらに
   前記前車軸および前記後車軸からそれぞれ出力されるべきトルクを決定するトルク決定手段を備え、
   前記動力制御手段は、前記原動機、動力分配手段および電動機の運転の制御に先だって、前記トルク比変更手段を制御して、前記原動機から出力されるトルクと前記一方の車軸から出力されるトルクとの比を前記決定されたトルクに応じて変更する手段を備える動力出力装置。
10. 請求項９記載のハイブリッド車両であって、
    該ハイブリッド車両が加速時であるか否かを判定する加速判定手段を備え、
    前記トルク決定手段は、該ハイブリッド車両の加速時は、前記前車軸から出力されるトルクが後車軸から出力されるトルク以上となるように前記前車軸と後車軸のトルクを決定する手段であるハイブリッド車両。

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