JP5074736B2 - 車両の駆動制御装置、車両、車両の駆動制御方法、その制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、およびそのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動制御装置、車両、車両の駆動制御方法、その制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、およびそのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体に関する。

低公害、低燃費を実現するために、内燃機関としてのエンジンとバッテリによる電気エネルギーで駆動するモータとを併用したハイブリッド車両が提供されている。

大きく分類すると、ハイブリッド車両の駆動装置は、シリーズ（直列）式とパラレル（並列）式の駆動方式がある。シリーズ式は、エンジンで発電機を駆動してその発生電力でモータを駆動する。つまり、車輪を駆動するのはシリーズ式の場合はモータのみである。

一方パラレル式は、エンジンとモータとを並列に配置し、主にエンジンで車輪を駆動しモータはエンジンの補助を行なう。モータの補助によりエンジンの負担が軽減され、また車両はエンジンの能力を超える駆動能力を得ることができる。

また、これらの中間的な方式がたとえば特開２００４−３６０６７２号公報（特許文献１）に開示される。この開示された技術では、たとえば内燃機関であるエンジンと電気エネルギーによって回転運動を行なう２つのモータジェネレータとがプラネタリギヤユニット（遊星歯車機構）を用いて接続されている。モータジェネレータは、電気エネルギーが与えられモータとして動作するだけでなく、回転エネルギーが与えられて発電機として電気エネルギーを出力することも可能である。

プラネタリギヤユニットのサンギヤは第１のモータジェネレータに接続され、リングギヤは第２のモータジェネレータに接続される。そしてリングギヤとサンギヤとはピニオンギヤを間に介して噛み合っている。このピニオンギヤを支持するキャリヤがエンジン出力軸に接続されている。

そして基本的には、エンジンが最高効率領域で駆動するように回転数が定められ、このエンジンの回転数を維持できるように、車速に応じて回転するリングギヤに対して、サンギヤに接続されているモータジェネレータの回転数を制御する。このサンギヤに接続されているモータジェネレータの回転数を制御するには、モータジェネレータで発生される電力を制御すればよい。

しかしながら、車速をある一定値以上に上げて高速低負荷走行すると、エンジン回転数を所定の回転数に維持したままでは、サンギヤに接続された第１のモータジェネレータは回転数が負回転となる。このため、エンジントルクと駆動力とのバランスを保つために、サンギヤに接続された第１のモータジェネレータは力行動作を行ない、一方、リングギヤに接続された第２のモータジェネレータは発電動作を行なう。このような動作モードは動力循環モードと呼ばれ、エネルギー効率が低下する。

特開２００４−３６０６７２号公報（特許文献１）はこのような問題を解決するための動力出力装置を開示する。この動力出力装置はエンジンから出力されるパワーに対して異なる条件を制約として課すことにより得られる複数の動作ラインを記憶する。そして、複数の動作線の中から車速あるいはモータの状態などに応じて設定した動作線に基づいて、動力出力装置はエンジンの運転と第１および第２のモータジェネレータの駆動とを制御する。
特開２００４−３６０６７２号公報 特開２００４−３３６９８３号公報 特開２００５−６４０６号公報 特開２００５−１７８４７９号公報

動力循環モードでは第２のモータジェネレータで発電が行なわれるため、第２のモータジェネレータには銅損（巻線抵抗に電流が流れることにより生じるジュール熱）が発生する。動力循環モードにおいてエネルギー効率を少しでも向上させるためには、第２のモータジェネレータの銅損をできるだけ小さくする必要がある。よって特開２００４−３６０６７２号公報（特許文献１）に開示される技術よりも第２のモータジェネレータの銅損を低下させる技術があれば、より好ましい。

本発明の目的は、エネルギー効率を向上させることが可能な車両の駆動制御装置を提供することである。

本発明は要約すれば、第１から第４の駆動輪を有する車両の駆動制御装置であって、第１および第２の駆動輪を駆動する駆動軸と、内燃機関と、第１の電動機と、駆動軸に結合される第１の軸と、内燃機関の出力軸に結合される第２の軸と、第１の電動機に結合される第３の軸とを有し、第１から第３の軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式の動力分割機構と、駆動軸に動力を入出力する第２の電動機と、第３および第４の駆動輪に対して動力を入出力する動力入出力装置と、内燃機関と、第１および第２の電動機と、動力入出力装置とを制御する制御部とを備える。制御部は、車両の運転状態に基づいて、車両に要求される要求駆動力を演算する要求駆動力演算部と、車両の運転状態と、要求駆動力とに基づいて、内燃機関と、第１および第２の電動機と、動力入出力装置との間でのトルク配分を決定する駆動力配分決定部とを含む。駆動力配分決定部は、車両の運転状態に基づいて内燃機関のトルクおよび回転数を決定し、要求駆動力および車両の運転状態に基づいて車両の要求トルクおよび第１の軸の要求回転数を決定し、内燃機関のトルクよりも要求トルクが低く、かつ、第２の軸の回転数よりも第１の軸の回転数が高い場合には、第１の軸の回転数が要求回転数となるように第１の電動機からトルクを出力させ、車両のトルクが要求トルクとなるように、第２の電動機および動力入出力装置に入力されるトルクを決定する。

好ましくは、駆動力配分決定部は、第２の電動機の回転数および第２の電動機に入力されるトルクに基づいて、第２の電動機の損失を定める第１のマップと、動力入出力装置の回転数および動力入出力装置に入力されるトルクとに基づいて動力入出力装置の損失を定める第２のマップとを記憶する記憶部と、第１および第２のマップを参照して、第２の電動機および動力入出力装置の損失の和を最小とするように、第２の電動機および動力入出力装置に入力されるトルクを決定するトルク決定部とを含む。

より好ましくは、動力入出力装置は、第３および第４の駆動輪に対応してそれぞれ設けられる第３および第４の電動機を含む。

さらに好ましくは、第１および第２の駆動輪は、車両の２つの後輪である。第３および第４の駆動輪は、車両の２つの前輪である。

さらに好ましくは、第１および第２の駆動輪は、車両の２つの前輪である。第３および第４の駆動輪は、車両の２つの後輪である。

より好ましくは、車両の駆動制御装置は、第３および第４の駆動輪を駆動する他の駆動軸をさらに備える。動力入出力装置は、第３の電動機と、第３の電動機と他の駆動軸との間で動力を伝達するための減速機とを含む。

さらに好ましくは、第１および第２の駆動輪は、車両の２つの後輪である。第３および第４の駆動輪は、車両の２つの前輪である。

さらに好ましくは、第１および第２の駆動輪は、車両の２つの前輪である。第３および第４の駆動輪は、車両の２つの後輪である。

本発明は、他の局面に従うと、車両であって、第１から第４の駆動輪と、上述のいずれかに記載の車両の駆動制御装置とを備える。

本発明は、さらに他の局面では、車両の駆動制御方法である。車両は、第１から第４の駆動輪と、第１および第２の駆動輪を駆動する駆動軸と、内燃機関と、第１の電動機と、駆動軸に結合される第１の軸と、内燃機関の出力軸に結合される第２の軸と、第１の電動機に結合される第３の軸とを有し、第１から第３の軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式の動力分割機構と、駆動軸に動力を入出力する第２の電動機と、第３および第４の駆動輪に対して動力を入出力する動力入出力装置とを備える。駆動制御方法は、車両の運転状態に基づいて、車両に要求される要求駆動力を演算するステップと、車両の運転状態と、要求駆動力とに基づいて、内燃機関と、第１および第２の電動機と、動力入出力装置との間でのトルク配分を決定するステップとを備える。トルク配分を決定するステップは、車両の運転状態に基づいて内燃機関のトルクおよび回転数を決定するステップと、要求駆動力および車両の運転状態に基づいて車両の要求トルクおよび第１の軸の要求回転数を決定するステップと、内燃機関のトルクよりも要求トルクが低く、かつ、第２の軸の回転数よりも第１の軸の回転数が高い場合には、第１の軸の回転数が要求回転数となるように第１の電動機からトルクを出力させ、車両のトルクが要求トルクとなるように、第２の電動機および動力入出力装置に入力されるトルクを決定するステップとを含む。

本発明は、さらに他の局面では、上述の車両の駆動制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明は、さらに他の局面では、上述の車両の駆動制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体である。

本発明によれば、車両のエネルギー効率を向上させることが可能になる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態の車両の駆動制御装置を搭載した車両の概略ブロック図である。

図１を参照して、車両１００は、左右後車輪ＲＬ，ＲＲを主駆動輪とし、左右前車輪ＦＬ，ＦＲを従駆動輪とするＦＲベースのハイブリッド四輪駆動車からなる。ハイブリッド四輪駆動車は、左右後車輪ＲＬ，ＲＲがエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ２により駆動され、かつ、左右前車輪ＦＬ，ＦＲがモータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲにより独立に駆動される、二輪独立駆動方式を採用する。

車両１００は、左右前車輪ＦＬ，ＦＲの駆動装置として、動力入出力装置１と、インバータ２０Ｌ，２０Ｒと、電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）３０と、バッテリＢとを備える。動力入出力装置１は、モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲと、減速機６，８とを含む。

モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲは、左右前車輪ＦＬ，ＦＲの駆動軸２，４にそれぞれ連結され、それぞれを独立に駆動する。モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲは、対応する車輪のホイールの内側に組み込まれたインホールモータ形式が採用される。

モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬは、たとえば三相交流電動機であり、バッテリＢに蓄えられた電力によって駆動される。モータジェネレータＭＧＲの駆動力は、減速機８を介して右前車輪ＦＲの駆動軸４に伝達される。モータジェネレータＭＧＬの駆動力は、減速機６を介して左前車輪ＦＬの駆動軸２に伝達される。

また、車両１００の回生制動時には、モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲはそれぞれ、減速機６，８を介して左右前車輪ＦＬ，ＦＲにより回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲにより発電された回生電力は、インバータ２０Ｌ，２０Ｒを介してバッテリＢに充電される。

バッテリＢは、ニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池や燃料電池などが適用される。また、バッテリＢに代わる蓄電装置として、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタを用いてもよい。

インバータ２０Ｌ，２０Ｒは、モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲをそれぞれ駆動制御する。インバータ２０Ｌは、図示は省略するが、Ｕ相アームと、Ｖ相アームと、Ｗ相アームとからなる。各相アームは、電源ラインとアースラインとの間に直列接続された２個のパワー素子からなる。各相アームの中間点は、電力線によりモータジェネレータＭＧＬの各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧＬは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＵ相アームの中間点に、Ｖ相コイルの他端がＶ相アームの中間点に、Ｗ相コイルの他端がＷ相アームの中間点にそれぞれ接続されている。

インバータ２０Ｒは、インバータ２０Ｌと同様の構成からなり、各相アームの中間点が電力線によりモータジェネレータＭＧＲの各相コイルの各相端に接続されている。

インバータ２０Ｌ，２０Ｒは、バッテリＢから直流電圧が供給されるとＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩＬ，ＰＷＭＩＲに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲをそれぞれ駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲは、要求駆動トルクに従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ２０Ｌ，２０Ｒは、車両１００の回生制動時、モータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲが発電した交流電圧をＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩＬ，ＰＷＭＩＲに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をバッテリＢへ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、車両１００を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

車両１００は、さらに、左右後車輪ＲＬ，ＲＲの駆動装置として、エンジンＥＮＧと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構ＰＳＤと、減速機ＲＤと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御を行なうインバータ１４，３１と、昇圧コンバータ１２とを備える。

エンジンＥＮＧは、ガソリンなどの燃料の燃焼エネルギーを源として駆動力を発生する。エンジンＥＮＧの発生する駆動力は、動力分割機構ＰＳＤにより、直流電力を発電するモータジェネレータＭＧ１へ伝達される経路と、減速機ＲＤを介して左右後車輪ＲＬ，ＲＲを駆動する駆動軸４５に伝達する経路とに分割される。

モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構ＰＳＤを介して伝達されたエンジンＥＮＧからの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、電力線を介してインバータ１４に供給され、バッテリＢの充電電力として、あるいは、モータジェネレータＭＧ２の駆動電力として用いられる。

モータジェネレータＭＧ２は、インバータ３１から電力線に供給された交流電力によって回転駆動される。モータジェネレータＭＧ２によって生じた駆動力は、減速機ＲＤを介して左右後車輪ＲＬ，ＲＲの駆動軸４５へ伝達される。

また、回生制動動作時にモータジェネレータＭＧ２が車輪ＲＬ，ＲＲの減速に伴って回転される場合には、モータジェネレータＭＧ２に生じた起電力が電力線に供給される。この場合には、インバータ３１が電力線に供給された電力を直流電力に変換し、昇圧コンバータ１２を介してバッテリＢを充電する。

車両１００は、さらに、アクセルペダルポジションＡＰを検出するアクセルポジションセンサ５０と、ブレーキペダルポジションＢＰを検出するブレーキペダルポジションセンサ５２と、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ５４と、ハンドル７と、ハンドル７の操舵角θｓを検出する操舵角センサ５６と、ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ５８とを備える。車両１００は、さらに、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲを検出する車輪速センサ４０，４２，４４，４６を備える。これらのセンサからの検出信号は、ＥＣＵ３０へ入力される。

ＥＣＵ３０は、エンジンＥＮＧ、インバータ２０Ｌ，２０Ｒ，１４，３１およびバッテリＢと電気的に接続されており、エンジンＥＮＧの運転状態と、モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態と、バッテリＢの充電状態とを統合的に制御する。

図２は、図１の車両１００における駆動装置の概略ブロック図である。
図２を参照して、駆動装置は、バッテリＢと、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４，３１，２０Ｒ，２０Ｌと、電圧センサ１０，１３と、電流センサ２２，２４，２６，２８と、ＥＣＵ３０とを備える。

モータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬは、インホイールモータ形式の三相交流電動機であり、バッテリＢに蓄えられた電力によって駆動される。モータジェネレータＭＧＲの駆動力は、減速機を介して右前車輪ＦＲの駆動軸（ともに図示せず）に伝達される。モータジェネレータＭＧＬの駆動力は、減速機を介して左前車輪ＦＬの駆動軸（ともに図示せず）に伝達される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータＭＧ１は主として発電機として動作し、モータジェネレータＭＧ２は、主として電動機として動作する。

詳細には、モータジェネレータＭＧ１は、三相交流電動機であり、加速時においてエンジンＥＮＧを始動する始動機として用いられる。このとき、モータジェネレータＭＧ１は、バッテリＢから電力の供給を受けて電動機として駆動し、エンジンＥＮＧをクランキングして始動させる。

さらに、エンジンＥＮＧの始動後において、モータジェネレータＭＧ１は動力分割機構ＰＳＤを介して伝達されたエンジンＥＮＧの駆動力によって回転されて発電する。

モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、車両の運転状態やバッテリＢの充電量によって使い分けられる。たとえば、通常走行時や加速時においては、モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、そのままモータジェネレータＭＧ２を駆動させる電力となる。一方、バッテリＢの充電量が所定値よりも低いときには、モータジェネレータＭＧ１の発電した電力は、インバータ１４によって交流電力から直流電力に変換されてバッテリＢに蓄えられる。

モータジェネレータＭＧ２は、三相交流電動機であり、バッテリＢに蓄えられた電力およびモータジェネレータＭＧ１の発電した電力の少なくともいずれか一方によって駆動される。モータジェネレータＭＧ２の駆動力は、減速機ＲＤを介してその回転速度が所定の減速比で減速されて左右後車輪ＲＬ，ＲＲの駆動軸に伝達される。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧをアシストして車両１００を走行させたり、自己の駆動力のみによって車両１００を走行させたりする。

また、車両１００の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２は、減速機ＲＤを介して左右前車輪ＦＬ，ＦＲにより回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータＭＧ２により発電された回生電力は、インバータ３１を介してバッテリＢに充電される。

昇圧コンバータ１２は、バッテリＢとインバータ１４，３１との間に設けられ、リアクトルＬ１と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端はバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１とＩＧＢＴ素子Ｑ２との中間点、すなわち、ＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタとＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタとの間に接続される。ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。

インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。

Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８から成る。また、各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。

インバータ３１は、インバータ１４と同様の構成から成る。
昇圧コンバータ１２は、バッテリＢから供給された直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、ＥＣＵ３０から信号ＰＷＭＣを受けると、信号ＰＷＭＣによってＩＧＢＴ素子Ｑ２がオンされた期間に応じて直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサＣ２に供給する。

また、昇圧コンバータ１２は、ＥＣＵ３０から信号ＰＷＭＣを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１４および／またはインバータ３１から供給された直流電圧を降圧してバッテリＢを充電する。

コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１４，３１へ供給する。電圧センサ１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ（インバータ１４，３１への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧ＶｍをＥＣＵ３０へ出力する。

インバータ１４は、コンデンサＣ２を介してバッテリＢから直流電圧が供給されるとＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、トルク指令値ＴＲ１に従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ１４は、駆動装置が搭載された車両１００の回生制動時、モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧をＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩ１に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、車両１００を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

インバータ３１は、コンデンサＣ２を介してバッテリＢから直流電圧が供給されるとＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２を駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、トルク指令値ＴＲ２に従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ３１は、車両１００の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧をＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩ２に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ１をＥＣＵ３０へ出力する。電流センサ２８は、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２をＥＣＵ３０へ出力する。

インバータ２０Ｒ，２０Ｌは、上述したインバータ１４，３１と同様の構成から成る。すなわち、インバータ２０Ｒは、コンデンサＣ２を介してバッテリＢから直流電圧が供給されると、ＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩＲに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧＲを駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧＲは、トルク指令値ＴＲＲに従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ２０Ｒは、車両１００の回生制動時、モータジェネレータＭＧＲが発電した交流電圧をＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩＲに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介してバッテリＢへ供給する。

インバータ２０Ｌについても同様に、コンデンサＣ２を介してバッテリＢから直流電圧が供給されるとＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩＬに基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧＬを駆動する。これにより、モータジェネレータＭＧＬは、トルク指令値ＴＲＬに従ったトルクを発生するように駆動される。

また、インバータ２０Ｌは、車両１００の回生制動時、モータジェネレータＭＧＬが発電した交流電圧をＥＣＵ３０からの信号ＰＷＭＩＬに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介してバッテリＢへ供給する。

電流センサ２２は、モータジェネレータＭＧＲに流れるモータ電流ＭＣＲＴＲを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴＲをＥＣＵ３０へ出力する。電流センサ２６は、モータジェネレータＭＧＬに流れるモータ電流ＭＣＲＴＬを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴＬをＥＣＵ３０へ出力する。

図３は、図２におけるＥＣＵ３０の機能ブロック図である。なおＥＣＵ３０は、ソフトウエアでもハードウエアでも実現が可能である。

図３を参照して、ＥＣＵ３０は、車両要求駆動力演算部６０と、駆動力配分決定部６２と、エンジンＥＣＵ６６と、コンバータ制御部６８と、インバータ制御部７０，７２，７４，７６とを含む。

図３および図１を参照して、ＥＣＵ３０は、アクセルポジションセンサ５０からアクセルペダルポジションＡＰを受け、ブレーキペダルポジションセンサ５２からブレーキペダルポジションＢＰを受け、シフトポジションセンサ５４からシフトポジションＳＰを受け、操舵角センサ５６からハンドル７の操舵角θｓを受け、ヨーレートセンサ５８からヨーレートγを受け、車輪速センサ４０，４２，４４，４６から車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲを受ける。さらに、ＥＣＵ３０は、電圧センサ１０から直流電圧Ｖｂを受け、電圧センサ１３から昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ（すなわち、インバータ１４への入力電圧）を受け、電流センサ２４，２８，２２，２６からモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２，ＭＣＲＴＲ，ＭＣＲＴＬをそれぞれ受ける。

そして、車両要求駆動力演算部６０は、アクセルペダルポジションＡＰ、ブレーキペダルポジションＢＰ、シフトポジションＳＰ、ヨーレートγおよび車両速度Ｖに基づいて、車両１００を駆動させるために要求されるパワー（以下では「車両要求駆動力」とも称する）Ｐｔｔｌを演算する。

なお、以下の説明における「駆動力」とはトルクと回転数との積を意味するものとする。

車両速度Ｖとしては、例えば車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲの平均値が用いられる。つまり、車両要求駆動力演算部６０は、運転者による車両１００の運転状態に基づいて車両要求駆動力Ｐｔｔｌを演算する。

駆動力配分決定部６２は、車両要求駆動力演算部６０から車両要求駆動力Ｐｔｔｌを受ける。また、駆動力配分決定部６２は、アクセルポジションセンサ５０からアクセルペダルポジションＡＰを受け、ブレーキペダルポジションセンサ５２からブレーキペダルポジションＢＰを受け、シフトポジションセンサ５４からシフトポジションＳＰを受け、操舵角センサ５６からハンドル７の操舵角θｓを受け、ヨーレートセンサ５８からヨーレートγを受ける。さらに、駆動力配分決定部６２は、車輪速センサ４０，４２，４４，４６から車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲを受け、エンジンＥＣＵ６６からエンジン回転数ＭＲＮＥを受ける。

そして、駆動力配分決定部６２は、車両１００の運転状態に基づいて、車両要求駆動力Ｐｔｔｌに対するエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの間での駆動力配分を決定する。具体的には、駆動力配分決定部６２は、燃費の面からエンジンＥＮＧの効率を考慮して、運転状況に応じて上記駆動力配分を決定する。

すなわち、駆動力配分決定部６２は、エンジンＥＮＧでのエンジン要求駆動力ＰＥｒｅｑ＊およびモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬ全体でのモータ要求駆動力ＰＭｒｅｑ＊を決定する。次に、駆動力配分決定部６２は、決定されたエンジン要求駆動力ＰＥｒｅｑ＊に基づいてエンジンＥＮＧのトルク指令値ＴＥ＊と目標回転数ＭＲＮＥ＊とを演算してエンジンＥＣＵ６６へ出力する。これにより、エンジンＥＣＵ６６は、目標回転数ＭＲＮＥ＊と実回転数ＭＲＮＥとを一致させるように、エンジンＥＮＧが出力する駆動力ＰＥ（回転数×トルク）を制御する。

さらに、駆動力配分決定部６２は、決定されたモータ要求駆動力ＰＭｒｅｑ＊について、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの間での駆動力配分を決定する。具体的には、駆動力配分決定部６２は、モータ要求駆動力ＰＭｒｅｑ＊に対応するモータ要求駆動トルクＴＭ＊および車両速度Ｖと、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの各々のトルクおよび車両速度Ｖに対する効率特性とに基づいて、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの間での駆動トルク配分を決定する。

すなわち、駆動力配分決定部６２は、モータジェネレータＭＧ２の要求駆動トルクＴＲ２、モータジェネレータＭＧＲの要求駆動トルクＴＲＲ＊およびモータジェネレータＭＧＬの要求駆動トルクＴＲＬ＊を決定する。そして、駆動力配分決定部６２は、その決定したモータジェネレータＭＧ２の要求駆動トルクＴＲ２に対応したトルクが出力されるように、要求駆動トルクＴＲ２をトルク指令値ＴＲ２に設定してインバータ制御部７２およびコンバータ制御部６８へ出力する。

なお、エンジンＥＮＧから出力された駆動力の一部がモータジェネレータＭＧ１の発電用電力として用いられる場合、モータジェネレータＭＧ１による発電電力はモータジェネレータＭＧ２の駆動に利用される。この場合、駆動力配分決定部６２は、さらに、モータジェネレータＭＧ１の要求駆動トルクＴＲ１をトルク指令値ＴＲ１に設定し、その設定したトルク指令値ＴＲ１をインバータ制御部７０およびコンバータ制御部６８へ出力する。

さらに、駆動力配分決定部６２は、決定したモータジェネレータＭＧＲの要求駆動トルクＴＲＲ＊およびモータジェネレータＭＧＬの要求駆動トルクＴＲＬ＊を、インバータ制御部７４，７６へそれぞれ出力する。

［動力循環モードの説明］
図４は、図１に示した動力分割機構の構成を示す図である。

図４を参照して、動力分割機構ＰＳＤを構成する遊星歯車機構１５０は、複数のピニオンギヤ１６０と、サンギヤ１７０と、リングギヤ１８０とを有する。サンギヤ１７０およびリングギヤ１８０は回転軸が同軸のギヤである。

サンギヤ１７０の回転力が入出力されるサンギヤ軸１７２は、モータジェネレータＭＧ１の回転軸（すなわちロータ）と接続される。また、リングギヤ１８０の回転力が入出力されるリングギヤ軸１８２は、モータジェネレータＭＧ２の回転軸（すなわちロータ）と結合される。

リングギヤ軸１８２は、減速機ＲＤを構成するチェーンドライブスプロケット１９０とさらに連結されている。チェーンドライブスプロケット１９０は、チェーン１９５によってチェーンドリブンスプロケット１９２と連結されている。チェーンドリブンスプロケット１９２は、駆動軸４５と結合されたカウンタドライブギア１９８と連結されている。これにより、リングギヤ１８０の回転は、減速機ＲＤの所定の減速比に従って、駆動軸４５へ伝達される。

複数のピニオンギヤ１６０は、サンギヤ１７０およびリングギヤ１８０との間に配置され、各々が、サンギヤ１７０の外周を自転しながら公転する。各ピニオンギヤ１６０の公転力は、プラネタリキャリヤ軸１６２によりプラネタリキャリヤ１６５の回転力として与えられる。プラネタリキャリヤ軸１６２は、エンジン回転軸１１０と連結される。

遊星歯車機構１５０では、上記のサンギヤ軸１７２、リングギヤ軸１８２およびプラネタリキャリヤ軸１６２の３軸のうちいずれか２軸の回転数およびこれらの軸に入出力されるトルクが決定されると、対応の１軸の回転数およびその回転軸に入出力されるトルクが決定されるという性質を有している。

図５は、図４に示した遊星歯車機構１５０の基本的な動作を説明するための共線図である。

図５および図４を参照して、エンジンが停止状態にありプラネタリキャリヤ軸１６２の回転数が０であるとする。図５の直線ＬＮ１に示すように、リングギヤに結合されたモータジェネレータＭＧ２の回転数がＮＲ１である場合には、サンギヤ１７０に結合されたモータジェネレータＭＧ１の回転数は逆回転のＮＳ１となる。

ピニオンギヤ１６０はリングギヤ１８０とサンギヤ１７０との両方に噛み合うものである。したがって、サンギヤが１回転すると、リングギヤはサンギヤとリングギヤの歯数の逆比であるρ回転する。つまりキャリヤの回転数が０であると、回転数ＮＲ１：ＮＳ１＝ρ：１である。

サンギヤＳの縦軸の位置とキャリヤＣの縦軸の位置とリングギヤＲの縦軸の位置を、図５に示すようにキャリヤＣの軸とサンギヤＳの縦軸の距離を１とするとキャリヤＣの軸とリングギヤＲの縦軸の距離をρとなるような配置にする。すると、サンギヤの回転数とリングギヤの回転数とは、キャリヤの回転数０の点を通る直線ＬＮ１が各軸と交わる点に位置する。直線ＬＮ１と回転数０の水平軸とサンギヤおよびリングギヤの回転数を示す縦軸で形成される三角形の相似から、回転数がＮＲ１：ＮＳ１＝ρ：１となることが容易に理解できる。

この状態でエンジンが回転するとキャリヤの回転数が０からＮＣ２に増加する。これはリングギヤとサンギヤも同じ回転数だけ回転が増加した状態であると考えればよい。結果としてサンギヤおよびリングギヤの回転数も同じだけ増え、直線ＬＮ１は直線ＬＮ２に平行移動する。

今ここで、回転数ＮＣ２はエンジンが最高効率を発揮する回転数であるとする。この状態で車速をさらに増加させたい場合には、チェーンドライブスプロケット１９０と一体となって回転するリングギヤ１８０の回転数をＮＲ２からＮＲ３に増加させる必要がある。このためには、モータジェネレータＭＧ１の回転数をＮＳ２からＮＳ３に減少させて共線図上の動作条件を直線ＬＮ２上から直線ＬＮ３上に変える必要がある。

つまりさらに加速するためには、モータジェネレータＭＧ１を制御して回転数をＮＳ３に下げることにより、エンジンの回転数を効率のよい回転数ＮＣ２に維持しつつ車速を増加させることができる。

しかしながら、車速をある一定値以上に上げて高速低負荷走行した場合、エンジン回転数を所定の回転数ＮＣ２に維持したままリングギヤ１８０の回転数を上げようとすると、サンギヤに接続されたモータジェネレータＭＧ１の回転数は負の回転数となる。

この場合、モータジェネレータＭＧ１はトルクと回転数とが同一方向となる力行運転を行なう。一方、リングギヤ１８０のトルクは要求されるトルクよりも大きくなるためモータジェネレータＭＧ２は回生動作を行なう。このような車両の走行モードは動力循環モードと呼ばれ、エネルギー効率が悪くなる。

図６は、エネルギー効率が比較的よい状態でのエンジンおよびモータジェネレータの動作を説明するモデル図である。

図６を参照して、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２（および図示しない動力分割機構）は変速機ＴＭを構成する。変速機ＴＭでは、まずモータジェネレータＭＧ２から駆動軸４５に出力されるトルクが決定され、モータジェネレータＭＧ２が力行運転するために必要な電力はモータジェネレータＭＧ１の発電により生成される。モータジェネレータＭＧ１はエンジンの動力の一部を用いて発電を行なう。

図７は、動力循環モードにおけるエンジンおよびモータジェネレータの動作を説明するモデル図である。

図７を参照して、車両が高速で走行する場合には、アクセル開度および車両速度が大きくなることからエンジンＥＮＧの駆動力も大きくなる。エンジンＥＮＧの効率が最良となるようにエンジンＥＮＧの回転数を決定した場合、変速機ＴＭから駆動軸４５に出力されるトルクはエンジンＥＮＧのトルクよりも小さく、かつ、変速機ＴＭの回転数がエンジンＥＮＧの回転数よりも高くなることが起こり得る。

この場合には、変速機ＴＭのトルクを下げるためにモータジェネレータＭＧ２が回生動作を行なうとともに、変速機ＴＭのトルクを上げるためにモータジェネレータＭＧ１が力行動作を行なう。ここでバッテリの充放電無く走行する場合には、モータジェネレータＭＧ２の発電で生じた電力はモータジェネレータＭＧ１に与えられ、モータジェネレータＭＧ１はその電力により力行動作する。よってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間でエネルギー（動力）の循環が生じる。

ここでモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の効率が１００％でないため、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で動力循環が生じる場合には、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々においてエネルギーの損失（たとえば銅損等）が生じる。

図８は、動力循環モードにおけるエネルギー収支を模式的に説明する図である。
図８（ａ）〜（ｄ）を参照して、グラフの横軸は変速機ＴＭの回転数（エンジンＥＮＧの回転数でもよい）を示し、グラフの縦軸は変速機ＴＭのトルク（エンジンＥＮＧのトルクでもよい）を示す。エンジン動作ラインＬＮＥは燃費の面からエンジンＥＮＧの効率が最も良くなるように決定される動作ラインである。またパワーラインＬＮＰは車両の要求駆動力（トルクと回転数との積）が一定となる曲線を示す。

図８（ａ）に示すように、パワーラインＬＮＰとエンジン動作ラインＬＮＥとの交点（点Ｐ１）はエンジンの動作点である。説明を簡単にするため、車両の駆動力もエンジンの駆動力に等しい（効率が１００％である）とする。

ここで、車両の動作点を点Ｐ３に設定する場合、パワーラインＬＮＰに沿って動作点を点Ｐ１から点Ｐ３に移動させることができればエネルギー効率の点から好ましい。

しかしながら、上述の説明のように、車両の動作点を点Ｐ３に設定するためにはモータジェネレータＭＧ１を力行動作させ、かつ、モータジェネレータＭＧ２を回生動作しなければならない。よって、図８（ｂ）（ｃ）に示すように動作点は点Ｐ１から点Ｐ２、点Ｐ３の順に移動する。

図８（ｄ）に示す領域Ｅ１〜Ｅ４の面積はエネルギーの大きさを示す。パワーラインＬＮＰ上の点Ｐ１の位置におけるエネルギーの大きさは領域Ｅ１，Ｅ２の面積の合計に等しい。パワーラインＬＮＰ上の点Ｐ３の位置におけるエネルギーの大きさは領域Ｅ１，Ｅ３の面積の合計に等しい。パワーラインＬＮＰに沿って点の位置を移動させてもエネルギーの大きさは変化しないから（Ｅ１＋Ｅ２）＝（Ｅ１＋Ｅ３）である。つまり領域Ｅ２と領域Ｅ３とは面積が等しい。

この結果、動力循環モードではエンジンから領域Ｅ４の面積に相当するエネルギーを余分に出力させる必要がある。しかもそのエネルギー（動力）はモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で循環する。さらに、動力がモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で循環するに際してモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２で損失が生じる。よって動力循環モードでは通常の走行モードに比べてエネルギー効率が悪くなる。

［本実施の形態の車両の駆動制御装置の動作］
図９は、本実施の形態の車両の駆動制御装置が動力循環モード時に行なうモータジェネレータのトルク配分を説明する図である。

図９を参照して、まず、動力循環モードにおいてモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬ全体の回生トルクをＴ２とする。図７、図８で説明した例ではモータジェネレータＭＧ２のみを回生させる。これに対し、本実施の形態ではモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの間でトルクＴ２を配分する。図９の例ではモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの回生トルクをそれぞれＴ２／２、Ｔ２／４、Ｔ２／４とする。

図１０は、モータに流れる電流ＩとモータのトルクＴとの一般的な関係を説明する図である。

図１０を参照して、電流Ｉ２はトルクＴがＴ２に等しいときの電流である。比例係数を適切に定めることによって、電流Ｉが０〜Ｉ２の範囲において電流ＩとトルクＴとがほぼ比例するように近似することができる。

モータジェネレータＭＧ２の巻線抵抗をＲ２とし、モータジェネレータＭＧ２の回生トルクの大きさをＴ２とする。なおモータジェネレータＭＧ２にはＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルの３本の巻線が含まれている。よって、モータジェネレータＭＧ２の回生動作時における銅損ＣＬ＿ＭＧ２は以下の式（１）により表わすことができる。

ＣＬ＿ＭＧ２＝α×３×Ｒ２×（Ｔ２）² …（１）
ここでαは係数である。

図９に示すように、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの間で回生トルクを配分する場合のモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの銅損の和（銅損ＣＬ＿ＡＬＬ）は以下の式（２）で表わすことができる。ここでβは係数であり、抵抗ＲＭはモータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬの巻線抵抗である。

ＣＬ＿ＡＬＬ＝α×３×Ｒ２×（Ｔ２／２）²＋２×β×３×ＲＭ×（Ｔ２／４）² …（２）
理解を容易にするため、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬは互いに同一の性能を有するものとする。この場合、α＝β、および、Ｒ２＝ＲＭの関係が成立する。よって式（２）は式（３）のように変形できる。

ＣＬ＿ＡＬＬ＝α×３×Ｒ２×（Ｔ２／２）²＋２×α×３×Ｒ２×（Ｔ２／４）²＝（９／８）×α×Ｒ２×（Ｔ２）² …（３）
式（１）と式（３）とから以下の式（４）に示す関係が成立する。

ＣＬ＿ＡＬＬ＝（３／８）×ＣＬ＿ＭＧ２ …（４）
式（４）から銅損ＣＬ＿ＡＬＬは銅損ＣＬ＿ＭＧ２より小さくなることが分かる。

図１１は、本実施の形態における動力循環モード時のエネルギー収支を説明する図である。

図１１および図８を参照して、本実施の形態では、車両の動作点を点Ｐ３に設定する場合には、モータジェネレータＭＧ１を力行動作させて動作点を点Ｐ１から点Ｐ２に移動させ、モータジェネレータＭＧ２を回生動作させて動作点を点Ｐ２から点Ｐ４に移動させる。

ただし、この状態のままでは車両の実際の出力が車両要求駆動力よりも大きい。よって平坦な路面を車両が走行する場合には車両は加速状態となる。そこでモータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬを回生動作させて動作点を点Ｐ４から点Ｐ３に移動させ、車両の出力を要求駆動力に等しくする。

したがって、本実施の形態でも図８に示す領域Ｅ４に相当するエネルギーがモータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬとの間で循環する。しかしながら式（４）に示すように、モータジェネレータＭＧ２のみ回生動作する場合に比較して本実施の形態ではモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの銅損の合計を小さくすることができる。よって本実施の形態によればエネルギー効率を高めることができる。

なお、上述の比例係数α，βの大小関係、抵抗Ｒ２，ＲＭの大小関係により必ずしもＣＬ＿ＡＬＬ＜ＣＬ＿ＭＧ２という関係は成立しない。しかし、これらの値を予め求めておくことにより、ＥＣＵ３０は銅損ＣＬ＿ＡＬＬが最小となるようにモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬのトルク配分を決定することができる。

図１２は、図３の駆動力配分決定部６２の構成を模式的に示すブロック図である。
図１２を参照して、駆動力配分決定部６２は、マップＭＰ１，ＭＰ２を記憶する記憶部６２１と、トルク決定部６２２とを含む。

マップＭＰ１はモータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬの所定の回転数における発電量と損失との関係が定められている。マップＭＰ２はモータジェネレータＭＧ２の所定の回転数における発電量と損失との関係が定められている。

なお記憶部６２１はモータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬにそれぞれ対応する２つのマップＭＰ１を記憶する（図１２において「×２」と示す）。ただし記憶部６２１は、２つのモータジェネレータに共通なマップＭＰ１を記憶してもよい。この場合には記憶部６２１の容量を少なくすることができる。

また、記憶部６２１は、図１２に示すマップに代えて、モータジェネレータの回転数と発電量と損失とを対応付ける数式（関数）を記憶してもよい。

トルク決定部６２２はモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの回転数に基づき、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬでの損失の合計が最小となるときのモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの発電量を決定する。そして、これらの発電量に基づいてモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの回生トルク（トルク指令値ＴＲ２，ＴＲＲ，ＴＲＬ）を決定する。これによりモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬでの損失の合計を小さくすることができる。

図１３は、図３のＥＣＵ３０が動力循環モードにおいて実行する車両の駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間毎または所定の条件が成立する毎に呼び出されて実行される。

図１３および図３を参照して、処理が開始されると、各種センサから運転者の運転状態を示す情報（アクセルペダルポジションＡＰ、シフトポジションＳＰ、ブレーキペダルポジションＢＰおよび操舵角θｓ等）がＥＣＵ３０に入力される。ＥＣＵ３０内部では車両要求駆動力演算部６０がこれらのセンサ入力に基づいて車両要求駆動力Ｐｔｔｌを演算する（ステップＳ１）。演算された車両要求駆動力Ｐｔｔｌは、駆動力配分決定部６２へ出力される。

駆動力配分決定部６２は、車両１００の運転状態（アクセルペダルポジションＡＰ、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲに基づく車両速度）に基づいてエンジンＥＮＧの要求駆動力ＰＥｒｅｑ＊を決定する（ステップＳ２）。

要求駆動力ＰＥｒｅｑ＊はエンジンＥＣＵ６６に送られる。エンジンＥＣＵ６６は図１１に示すエンジン動作ラインＬＮＥに従って、エンジンＥＮＧの効率が最高となるエンジンＥＮＧの動作点を決定する。この結果、エンジンＥＣＵ６６の回転数ＭＲＮＥおよびトルクが決定される（ステップＳ３）。

続いて、ステップＳ４以後の処理において、駆動力配分決定部６２はモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬのトルク配分を決定する。まずステップＳ４では、駆動力配分決定部６２は、動力循環が発生しているか否かを判定する。

ステップＳ４では駆動力配分決定部６２は車両要求駆動力Ｐｔｔｌおよび車両の運転状態（アクセル開度および車両速度Ｖ）に基づいて車両の要求トルクおよび、リングギヤに結合されたモータジェネレータＭＧ２に要求される回転数を決定する。そして駆動力配分決定部６２はエンジンＥＮＧのトルクよりも車両の要求トルクが低く、かつ、エンジンＥＮＧに結合されるプラネタリキャリヤ軸１６２の回転数よりもモータジェネレータＭＧ２に結合されるリングギヤの回転数が高い場合には、動力循環が発生していると判断する。

動力循環が発生している場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、駆動力配分決定部６２はリングギヤの回転数（言い換えればモータジェネレータＭＧ２の回転数）が要求回転数となるようにモータジェネレータＭＧ１から出力させるトルクを決定する（ステップＳ５）。

次に駆動力配分決定部６２は内部に記憶するマップＭＰ１，ＭＰ２を参照して、駆動力配分決定部６２は、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬでの損失の合計が最も小さくなるようにモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの発電量を決定する（ステップＳ６）。

続いて駆動力配分決定部６２は、ステップＳ５で定まるモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの発電量に基づいてモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬのトルク指令値（トルク指令値ＴＲ２，ＴＲＲ，ＴＲＬ）を決定する（ステップＳ７）。

なお、動力循環が生じていない場合（ステップＳ４においてＮＯ）、駆動力配分決定部６２は、エンジンＥＮＧでのエンジン要求駆動力ＰＥｒｅｑ＊およびモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬ全体でのモータ要求駆動力ＰＭｒｅｑ＊を決定する。そして駆動力配分決定部６２は、決定されたモータ要求駆動力ＰＭｒｅｑ＊について、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬの間での駆動力配分を決定する。これによりモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬのトルク指令値が決定される（ステップＳ７）。

ステップＳ８では、ステップＳ７により決定されたモータジェネレータのトルクに応じてインバータ１４，３１，２０Ｌ，２０Ｒによるモータ駆動電流の制御が行なわれる。続いてステップＳ９では、インバータ制御部７０，７２，７４，７６からそれぞれ出力された信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＩＲ，ＰＷＭＩＬに応じてインバータ１４，３１，２０Ｌ，２０Ｒの各ＩＧＢＴ素子Ｑ３〜Ｑ８がスイッチング制御される。これにより、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬからは指令値に応じたトルクが出力される。

このように実施の形態によれば、動力循環時にモータジェネレータＭＧ２，ＭＧＬ，ＭＧＲの間で回生トルクを配分する。これにより、式（４）に示されるように車両のエネルギー損失（たとえば銅損等）を少なくすることができる。

［変形例］
図１４は、本実施の形態の車両の駆動制御装置の第１の変形例を示す概略ブロック図である。

図１４を参照して、車両１００Ａは、左右後車輪ＲＬ，ＲＲを従駆動輪としてモータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲにより独立に駆動し、かつ、左右前車輪ＦＬ，ＦＲを主駆動輪としてエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ２により駆動する、ＦＦベースのハイブリッド四輪駆動車である。図１の車両１００と同様にモータジェネレータＭＧＬ，ＭＧＲはインホイールモータ形式の三相交流電動機である。

車両１００Ａに搭載されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬとその駆動装置および各種センサなどについては、全て図１の車両１００と同様の構成からなる。また、ＥＣＵ３０Ａの構成は図３に示すＥＣＵ３０の構成と同様であり、ＥＣＵ３０Ａの処理を示すフローチャートは図１３に示すフローチャートと同様である。

図１５は、本実施の形態の車両の駆動制御装置の第２の変形例を示す概略ブロック図である。

図１５および図１を参照して、車両１００Ｂは、動力入出力装置１に代えて動力入出力装置１Ａを含む。動力入出力装置１Ａは、モータジェネレータＭＧＡと、減速機６Ａとを含む。左右前車輪ＦＬ，ＦＲは駆動軸２Ａにより連結される。減速機６ＡはモータジェネレータＭＧＡと駆動軸２Ａとの間で動力を伝達する。

また、車両１００Ｂはインバータ２０Ｌ，２０Ｒに代えてインバータ２０Ａを含み、ＥＣＵ３０に代えてＥＣＵ３０Ｂを含む。これらの点で車両１００Ｂは車両１００と異なる。

第２の変形例では、左右前車輪ＦＬ，ＦＲはモータジェネレータＭＧＡのみより駆動される。この場合、ＥＣＵ３０Ｂは動力循環モードにおいて、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＡを回生動作させる。たとえば図９に示す例と同様に、モータジェネレータＭＧ２，ＭＧＡの性能が同一であり、かつ、各々のモータジェネレータが低減するトルクがＴ２／２であるとすると、図１５の車両１００Ｂにおける銅損ＣＬ＿ＡＬＬは以下の式（５）に従って示される。

ＣＬ＿ＡＬＬ＝２×α×３×Ｒ２×（Ｔ２／２）²＝（３／２）×α×Ｒ２×（Ｔ２／２）²…（５）
式（１）と式（５）とを比較すれば分かるように銅損ＣＬ＿ＭＧ２よりも銅損ＣＬ＿ＡＬＬを小さくすることができる。このように、左右前車輪ＦＬ，ＦＲを駆動させるためのモータジェネレータが１つのみの場合でも、動力循環モードにおける車両全体のエネルギー損失の増加を防ぎので、エネルギー効率を向上させることができる。

なお、図３に示すＥＣＵ３０の構成ではモータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬを制御するためにインバータ制御部７４，７６が設けられている。ＥＣＵ３０Ｂではインバータ制御部７４，７６に代えてモータジェネレータＭＧＡを制御するインバータ制御部が設けられる。なおこのインバータ制御部の構成はインバータ制御部７４，７６と同様である。

さらに、ＥＣＵ３０Ｂが動力循環モードにおいて実行する車両の駆動制御処理を示すフローチャートは図１３に示すフローチャートにおいてモータジェネレータＭＧＲ，ＭＧＬをモータジェネレータＭＧＡに置き換えたものとなる。

図１６は、本実施の形態の車両の駆動制御装置の第３の変形例を示す概略ブロック図である。

図１６および図１５を参照して、車両１００Ｃは、動力入出力装置１Ａにより駆動される駆動輪が左右後車輪ＲＬ，ＲＲである点が車両１００Ｂと異なる。また、車両１００ＣはＥＣＵ３０Ｂに代えてＥＣＵ３０Ｃを含む点で車両１００Ｃと異なる。なお、車両１００Ｃの他の部分の構成は車両１００Ｂの対応する部分の構成と同様である。よってＥＣＵ３０Ｃの構成はＥＣＵ３０Ｂの構成と同様である。また動力循環モードにおけるＥＣＵ３０Ｃの処理はＥＣＵ３０Ｂの処理と同様である。

［ＥＣＵの構成］
図１７は、ＥＣＵ３０としてコンピュータを用いた場合の一般的な構成を示した図である。なお、ＥＣＵ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃも以下に説明するＥＣＵ３０の構成と同様の構成を有する。

図１７を参照して、ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、バス３０４とを含む。

ＣＰＵ３０１はバス３０４を介してＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３とに接続されデータ授受を行なう。バス３０４は、たとえばデータバスやアドレスバス等を含む。

ＲＯＭ３０２は、たとえばＣＰＵ３０１で実行されるプログラム（図１３に示すフローに沿って処理を実行するためのプログラムなど）や参照されるマップ等のデータが格納されている。すなわちＲＯＭ３０２はプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体である。

ＲＡＭ３０３は、たとえばＣＰＵ３０１がデータ処理を行なう場合の作業領域であり、各種変数を一時的に記憶する。

なお、ＣＰＵ３０１はこのような構成に限られるものでなく、複数のＣＰＵを含んで実現されるものであってもよい。また、ＣＰＵ３０１が実行するプログラムは、たとえばＣＤ−ＲＯＭにより提供されてもよいし、通信回線を介して提供されてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態の車両の駆動制御装置を搭載した車両の概略ブロック図である。 図１の車両１００における駆動装置の概略ブロック図である。 図２におけるＥＣＵ３０の機能ブロック図である。 図１に示した動力分割機構の構成を示す図である。 図４に示した遊星歯車機構１５０の基本的な動作を説明するための共線図である。 エネルギー効率が比較的よい状態でのエンジンおよびモータジェネレータの動作を説明するモデル図である。 動力循環モードにおけるエンジンおよびモータジェネレータの動作を説明するモデル図である。 動力循環モードにおけるエネルギー収支を模式的に説明する図である。 本実施の形態の車両の駆動制御装置が動力循環モード時に行なうモータジェネレータのトルク配分を説明する図である。 モータに流れる電流ＩとモータのトルクＴとの一般的な関係を説明する図である。 本実施の形態における動力循環モード時のエネルギー収支を説明する図である。 図３の駆動力配分決定部６２の構成を模式的に示すブロック図である。 図３のＥＣＵ３０が動力循環モードにおいて実行する車両の駆動制御処理を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態の車両の駆動制御装置の第１の変形例を示す概略ブロック図である。 本実施の形態の車両の駆動制御装置の第２の変形例を示す概略ブロック図である。 本実施の形態の車両の駆動制御装置の第３の変形例を示す概略ブロック図である。 ＥＣＵ３０としてコンピュータを用いた場合の一般的な構成を示した図である。

符号の説明

１，１Ａ 動力入出力装置、２，２Ａ，４，４５ 駆動軸、６，６Ａ，８ 減速機、７ ハンドル、１０，１３ 電圧センサ、１２ 昇圧コンバータ、１４，３１，２０Ａ，２０Ｒ，２０Ｌ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２２，２４，２６，２８ 電流センサ、４０，４２，４４，４６ 車輪速センサ、５０ アクセルポジションセンサ、５２ ブレーキペダルポジションセンサ、５４ シフトポジションセンサ、５６ 操舵角センサ、５８ ヨーレートセンサ、６０ 車両要求駆動力演算部、６２ 駆動力配分決定部、６６ エンジンＥＣＵ、６８ コンバータ制御部、７０，７２，７４，７６ インバータ制御部、１００，１００Ａ〜１００Ｃ 車両、１１０ エンジン回転軸、１５０ 遊星歯車機構、１６０ ピニオンギヤ、１６２ プラネタリキャリヤ軸、１６５ プラネタリキャリヤ、１７０ サンギヤ、１７２ サンギヤ軸、１８０ リングギヤ、１８２ リングギヤ軸、１９０ チェーンドライブスプロケット、１９２ チェーンドリブンスプロケット、１９５ チェーン、１９８ カウンタドライブギア、３０４ バス、６２１ 記憶部、６２２ トルク決定部、ＡＰ アクセルペダルポジション、Ｂ バッテリ、ＢＰ ブレーキペダルポジション、Ｃ キャリヤ、Ｃ２ コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｅ１〜Ｅ４ 領域、ＥＮＧ エンジン、ＦＬ，ＦＲ 左右前車輪、Ｌ１ リアクトル、ＬＮ１〜ＬＮ３ 直線、ＬＮＥ エンジン動作ライン、ＬＮＰ パワーライン、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧＲ，ＭＧＬ，ＭＧＡ モータジェネレータ、ＭＰ１，ＭＰ２ マップ、Ｐ１〜Ｐ４ 点、ＰＳＤ 動力分割機構、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、ＲＤ 減速機、ＲＬ，ＲＲ 左右後車輪、ＴＭ 変速機。

Claims (12)

1. 第１から第４の駆動輪を有する車両の駆動制御装置であって、
   前記第１および第２の駆動輪を駆動する駆動軸と、
   内燃機関と、
   第１の電動機と、
   前記駆動軸に結合される第１の軸と、前記内燃機関の出力軸に結合される第２の軸と、前記第１の電動機に結合される第３の軸とを有し、前記第１から第３の軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式の動力分割機構と、
   前記駆動軸に動力を入出力する第２の電動機と、
   前記第３および第４の駆動輪に対して動力を入出力する電動機を含んで構成された動力入出力装置と、
   前記内燃機関と、前記第１および第２の電動機と、前記動力入出力装置とを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記車両の運転状態に基づいて、前記車両に要求される要求駆動力を演算する要求駆動力演算部と、
   前記車両の運転状態と、前記要求駆動力とに基づいて、前記内燃機関と、前記第１および第２の電動機と、前記動力入出力装置との間でのトルク配分を決定する駆動力配分決定部とを含み、
   前記駆動力配分決定部は、前記車両の運転状態に基づいて前記内燃機関のトルクおよび回転数を決定し、前記要求駆動力および前記車両の運転状態に基づいて前記車両の要求トルクを決定し、前記内燃機関のトルクよりも前記要求トルクが低く、かつ、前記第２の軸の回転数よりも前記第１の軸の回転数が高い場合には、前記第１の軸の回転数が要求回転数となるように、前記第１の電動機からトルクを出力させ、前記車両のトルクが前記要求トルクとなるように、前記第２の電動機および前記動力入出力装置に入力されるトルクを決定し、
   前記駆動力配分決定部は、
   前記第２の電動機の回転数および前記第２の電動機の発電量に基づいて、前記第２の電動機の損失を定める第１の関係と、前記動力入出力装置の回転数および前記動力入出力装置の発電量に基づいて前記動力入出力装置の損失を定める第２の関係とに基づいて、前記第２の電動機および前記動力入出力装置の損失の和を最小とするように、前記第２の電動機および前記動力入出力装置に入力されるトルクを決定するトルク決定部を含む、車両の駆動制御装置。
2. 前記駆動力配分決定部は、
   前記第１の関係を定める第１のマップと、前記第２の関係を定める第２のマップとを記憶する記憶部をさらに含む、請求項１に記載の車両の駆動制御装置。
3. 前記動力入出力装置は、
   前記第３および第４の駆動輪に対応してそれぞれ設けられる第３および第４の電動機を含む、請求項２に記載の車両の駆動制御装置。
4. 前記第１および第２の駆動輪は、前記車両の２つの後輪であり、
   前記第３および第４の駆動輪は、前記車両の２つの前輪である、請求項３に記載の車両の駆動制御装置。
5. 前記第１および第２の駆動輪は、前記車両の２つの前輪であり、
   前記第３および第４の駆動輪は、前記車両の２つの後輪である、請求項３に記載の車両の駆動制御装置。
6. 前記車両の駆動制御装置は、前記第３および第４の駆動輪を駆動する他の駆動軸をさらに備え、
   前記動力入出力装置は、
   第３の電動機と、
   前記第３の電動機と前記他の駆動軸との間で動力を伝達するための減速機とを含む、請求項２に記載の車両の駆動制御装置。
7. 前記第１および第２の駆動輪は、前記車両の２つの後輪であり、
   前記第３および第４の駆動輪は、前記車両の２つの前輪である、請求項６に記載の車両の駆動制御装置。
8. 前記第１および第２の駆動輪は、前記車両の２つの前輪であり、
   前記第３および第４の駆動輪は、前記車両の２つの後輪である、請求項６に記載の車両の駆動制御装置。
9. 前記第１から第４の駆動輪と、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の車両の駆動制御装置とを備える、車両。
10. 車両の駆動制御方法であって、
    前記車両は、
    第１から第４の駆動輪と、
    前記第１および第２の駆動輪を駆動する駆動軸と、
    内燃機関と、
    第１の電動機と、
    前記駆動軸に結合される第１の軸と、前記内燃機関の出力軸に結合される第２の軸と、前記第１の電動機に結合される第３の軸とを有し、前記第１から第３の軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式の動力分割機構と、
    前記駆動軸に動力を入出力する第２の電動機と、
    前記第３および第４の駆動輪に対して動力を入出力する電動機を含んで構成された動力
    入出力装置とを備え、
    前記駆動制御方法は、
    前記車両の運転状態に基づいて、前記車両に要求される要求駆動力を演算するステップと、
    前記車両の運転状態と、前記要求駆動力とに基づいて、前記内燃機関と、前記第１および第２の電動機と、前記動力入出力装置との間でのトルク配分を決定するステップとを備え、
    前記トルク配分を決定するステップは、
    前記車両の運転状態に基づいて前記内燃機関のトルクおよび回転数を決定するステップと、
    前記要求駆動力および前記車両の運転状態に基づいて前記車両の要求トルクを決定するステップと、
    前記内燃機関のトルクよりも前記要求トルクが低く、かつ、前記第２の軸の回転数よりも前記第１の軸の回転数が高い場合には、前記第１の軸の回転数が要求回転数となるように、前記第１の電動機からトルクを出力させ、前記車両のトルクが前記要求トルクとなるように、前記第２の電動機および前記動力入出力装置に入力されるトルクを決定するステップとを含み、
    前記第２の電動機および前記動力入出力装置に入力されるトルクを決定するステップは、前記第２の電動機の回転数および前記第２の電動機の発電量に基づいて、前記第２の電動機の損失を定める第１の関係と、前記動力入出力装置の回転数および前記動力入出力装置の発電量に基づいて前記動力入出力装置の損失を定める第２の関係とに基づいて、前記第２の電動機および前記動力入出力装置の損失の和を最小とするように、前記第２の電動機および前記動力入出力装置に入力されるトルクを決定するステップを含む、車両の駆動制御方法。
11. 請求項１０に記載の車両の駆動制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
12. 請求項１０に記載の車両の駆動制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。

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