(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１駆動軸を含む複数の駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、
出力軸を有する内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転軸に接続され、該三つの回転軸のうちのいずれかの回転軸から動力が入力されたときには該動力を定トルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときには該入力された動力を統合して他の回転軸に出力する動力分割統合手段と、
前記動力分割統合軸に連結された発電可能な分割統合用電動駆動手段と、
前記第１駆動軸に連結された発電可能な第１電動駆動手段と、
前記第１駆動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段と、
前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段の三つの電動駆動手段と各々電力のやり取りが可能な二次電池と、
前記動力分割統合手段と前記第１駆動軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、
前記動力分割統合手段と前記第１駆動軸との接続が解除されるよう前記第１接続解除手段を駆動制御すると共に前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに通常の回転に対して逆回転させる動力が所定のトルク比をもって出力されるよう前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する逆回転駆動制御手段と、を備える動力出力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力出力装置であって、
更に、該二次電池の残容量を検出する残容量検出手段を備え、
該検出された残容量に基づいて、前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに通常の回転に対して逆回転させる動力が所定のトルク比をもって出力されるよう、前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する逆回転駆動制御手段とを備える動力出力装置。
【請求項３】
前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電池の残容量が第１の所定値以上のとき、該二次電池からの電力を用いて前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とから前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに前記逆回転させる動力が出力されるよう駆動制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項４】
前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電池の残容量が第２の所定値以下のとき、前記内燃機関からの動力をトルク変換して前記逆回転させる動力として前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する手段である請求項２記載の動力出力装置。
【請求項５】
請求項２記載の動力出力装置であって、
前記逆回転させる動力の目標値としての目標動力を設定する目標動力設定手段を備え、
前記逆回転駆動制御手段は、前記残容量検出手段により検出された残容量と前記目標動力設定手段により設定された目標動力とに基づいて前記逆回転させる動力が所定のトルク比をもって前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と第２電動駆動手段とを駆動制御する手段である動力出力装置。
【請求項６】
前記逆回転駆動制御手段は、前記検出された二次電池の残容量が第１の所定残容量以上で前記設定された目標動力が第１の所定動力以下のとき、前記二次電池からの電力を用いて前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とから前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに前記目標動力が出力されるよう駆動制御する手段である請求項５記載の動力出力装置。
【請求項７】
前記逆回転駆動制御手段は、前記検出された二次電池の残容量が前記第１の所定残容量未満のとき又は前記設定された目標動力が第１の所定動力以上のとき、前記内燃機関からの動力をトルク変換して前記目標動力として前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する手段である請求項５または６記載の動力出力装置。
【請求項８】
前記逆回転駆動制御手段は、前記検出された二次電池の残容量が前記第１の所定残容量未満のとき又は前記設定された目標動力が第１の所定動力以上のとき、前記二次電池の充放電電力と前記内燃機関からの動力とを用いて前記目標動力が前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する手段である請求項５または６記載の動力出力装置。
【請求項９】
前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電池の放電電力を用いて駆動制御する手段である請求項８記載の動力出力装置。
【請求項１０】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸との直接接続および直接接続の解除を行なう第２接続解除手段を備え、
前記逆回転駆動制御手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸とが直接接続されるよう前記第２接続解除手段を駆動制御すると共に前記内燃機関からの動力を用いて前記分割統合用電動駆動手段により発電された電力の少なくとも一部が前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とに供給されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段とを駆動制御する手段である、動力出力装置。
【請求項１１】
請求項１記載の動力出力装置であって、
前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸との直接接続および直接接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の残容量を検出する残容量検出手段とを備え、
前記逆回転駆動制御手段は、前記残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下のとき、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸とが直接接続されるよう前記第２接続解除手段を駆動制御すると共に前記内燃機関からの動力が電力に変換されて該電力の少なくとも一部が前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とに供給されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段とを駆動制御する手段である、動力出力装置。
【請求項１２】
前記逆回転駆動制御手段は、前記内燃機関からの動力を用いて前記分割統合用電動駆動手段により発電される電力により前記第１電動駆動手段および前記第２電動駆動手段によって消費される電力が賄われるよう前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段と前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段とを駆動制御する手段である請求項１０または１１記載の動力出力装置。
【請求項１３】
請求項１、１０、１１及び１２のうちいずれか記載の動力出力装置であって、前記逆回転させる動力の目標値としての目標動力を設定する目標動力設定手段を備え、前記逆回転駆動制御手段は、前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とから前記目標動力が出力されるよう該第１電動駆動手段と該第２電動駆動手段とを駆動制御する手段である動力出力装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３いずれか記載の動力出力装置を搭載する自動車であって、
前記第１駆動軸は、車両前輪に連結された前軸に連結されており、
前記他の駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結されており、
前記通常の回転は、車両を前進させる回転である自動車。
【請求項１５】
請求項１ないし１３いずれか記載の動力出力装置を搭載する自動車であって、
前記第１駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結されており、
前記他の駆動軸は、車両後輪以外の車両前輪に連結された前軸を含む車両輪に連結された軸に連結されており、
前記通常の回転は、車両を前進させる回転である自動車。
【請求項１６】
前記所定のトルク比は、前輪に作用するトルクに対する後輪に作用するトルクの比が１：９〜９：１の範囲内の所定値である請求項１４または１５記載の自動車。
【請求項１７】
前記所定のトルク比は、前記検出された残容量が所定値以上のときには前記前輪に作用するトルクに対する前記後輪に作用するトルクの比が１：９〜９：１の範囲内の所定値となるよう設定され、前記検出された残容量が所定値未満のときには前記前輪に作用するトルクがゼロとなるよう設定される請求項１６記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力出力装置およびこれを備える自動車に関し、詳しくは、第１駆動軸を含む複数の駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置およびこれを搭載する自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力出力装置としては、前輪に連結された前軸と後輪に連結された後軸とに各々取り付けられた電動機を有し４輪駆動自動車を構成するものや、４輪の各回転軸に各々取り付けられた電動機を有し４輪駆動自動車を構成するものなどが提案されている。これらの動力出力装置では、二次電池に充電された電力を用いて電動機を駆動したり、内燃機関からの動力を発電機で発電して得られる電力を用いて電動機を駆動している。
【０００３】
また、他の動力出力装置として、内燃機関からの動力と二次電池の充放電電力とを用いてプラネタリギヤと二つの電動機とにより第１の駆動軸に動力を出力すると共に二次電池の充放電電力を用いて第３の電動機から第２の駆動軸に動力を出力するもの（特願平８−１４８６７８号、以下、機械分配式動力出力装置という）や、内燃機関の出力軸に接続された第１ロータと第１駆動軸に接続された第２ロータとを有する対ロータ電動機と第１駆動軸に取り付けられた第２電動機とにより内燃機関からの動力と二次電池の充放電電力を用いて第１の駆動軸に動力を出力すると共に二次電池の充放電電力を用いて第３の電動機から第２の駆動軸に動力を出力するもの（特願平１０−１５３５７１号、以下、電気分配式動力出力装置という）が、出願人により提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうした動力出力装置を移動体、特に車両に搭載する場合には、移動体としての動作要求に応じた動力を出力する必要がある。例えば、動力出力装置を車両に搭載した場合には、車両を前進させるための動力の出力と後進させるための動力の出力との双方が必要となる。
【０００５】
前述の二次電池に充電された電力を用いて電動機を駆動する装置や内燃機関の動力による発電電力を用いて電動機を駆動する装置では、単に電動機の回転方向を変えるだけでよいから前進と後進とを切り換える際の問題はないが、前者では二次電池の充電に長時間を要することから長時間の連続した使用に耐えられず、後者では発電効率と電動機の効率とを考慮する必要からエネルギ効率が低下してしまう。
【０００６】
出願人の提案している電気分配式動力出力装置や機械分配式動力出力装置では、内燃機関からの動力の一部が第１駆動軸に直接出力され、第１駆動軸を回転させる。そして、このときの第１駆動軸の回転方向を車両を前進させる方向とするのが通常である。したがって、車両を後進させる場合、即ち第１駆動軸を逆回転させる場合には、内燃機関から直接出力される動力を考慮する必要がある。なお、電気分配式動力出力装置において第１駆動軸を逆回転させる場合の制御の一例については前述の特願平１０−１５３５７１号に提案した。
【０００７】
本発明の動力出力装置は、内燃機関からの動力の一部が直接出力される第１駆動軸と他の駆動軸に通常の回転に対して逆回転させる動力を出力することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置は、第１駆動軸と他の駆動軸に通常の回転に対して逆回転させる動力を効率よく出力することを目的の一つとする。さらに、本発明の動力出力装置は、第１駆動軸と他の駆動軸に通常の回転に対して逆回転させると共に所望の大きさの動力を所望のトルク比で出力することを目的の一つとする。本発明の自動車は、車両を前進させる動力として内燃機関から出力される動力の一部が直接出力される前軸と後軸に後進させる動力を効率よく所望の大きさで所望の前後輪トルク比で出力することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の動力出力装置およびこれを搭載する自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００９】
本発明の第１の動力出力装置は、第１駆動軸を含む複数の駆動軸に動力を出力可能な動力出力装置であって、出力軸を有する内燃機関と、前記内燃機関の出力軸と前記第１駆動軸と動力分割統合軸の三つの回転軸に接続され、該三つの回転軸のうちのいずれかの回転軸から動力が入力されたときには該動力を定トルク比で他の二つの回転軸に分割すると共に該三つの回転軸のうちのいずれか二つの回転軸から動力が入力されたときには該入力された動力を統合して他の回転軸に出力する動力分割統合手段と、前記動力分割統合軸に連結された発電可能な分割統合用電動駆動手段と、前記第１駆動軸に連結された発電可能な第１電動駆動手段と、前記第１駆動軸とは異なる少なくとも一つの他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段と、前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段の三つの電動駆動手段と各々電力のやり取りが可能な二次電池と、前記動力分割統合手段と前記第１駆動軸との接続および接続の解除を行なう第１接続解除手段と、前記動力分割統合手段と前記第１駆動軸との接続が解除されるよう前記第１接続解除手段を駆動制御すると共に前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに通常の回転に対して逆回転させる動力が所定のトルク比をもって出力されるよう前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する逆回転駆動制御手段と、を備えることを要旨とする。
【００１０】
この本発明の動力出力装置では、逆回転駆動制御手段による第１電動駆動手段と第２電動駆動手段の駆動制御により、第１駆動軸と他の駆動軸とに通常の回転に対して逆回転させる動力を所定のトルク比でもって出力することができる。しかも、第１接続解除手段を動力分割統合手段と第１駆動軸との接続が解除されるよう駆動制御するから、第１駆動軸を、動力分割統合手段の分割統合作用に拘わらず、自由に回転させることができる。この結果、内燃機関と分割統合用電動駆動手段は、二次電池の残容量や第１及び第２電動駆動手段で消費される電力等に基づく発電要求に応じて、自由に回転数を変えて発電する電力を変化させることができ、一方、この電力を用いて第１及び第２電動駆動手段を駆動することで、「内燃機関の出力軸や動力分割統合軸の回転数に依存することなく」第１駆動軸及びその他の駆動軸を回転させることができる。第１駆動軸及びその他の駆動軸は、それぞれ第１電動駆動手段及び第２電動駆動手段にのみ連結されているため、これら電動駆動手段の駆動制御は容易なものとすることができる。ここで、「通常の回転」とは、内燃機関からの動力が動力分割統合手段により第１駆動軸と動力分割統合軸とに定トルク比で分割されるときに第１駆動軸に作用する動力のトルクの方向の回転をいう。また、「少なくとも一つの他の駆動軸」には、一つの駆動軸の他、二つ以上の複数の駆動軸も含まれる。「第２電動駆動手段」は、他の駆動軸が一つの駆動軸の場合にはこの駆動軸に連結された一つまたは二つ以上の電動機などの電動駆動機器の意であり、他の駆動軸が二つ以上の駆動軸の場合には各々の駆動軸に連結された一つまたは二つ以上の電動機などの複数の電動駆動機器の意である。
【００１１】
こうした本発明の動力出力装置において、更に、二次電池の残容量を検出する残容量検出手段を備え、該検出された残容量に基づいて、前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに通常の回転に対して逆回転させる動力が所定のトルク比をもって出力されるよう、前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とを駆動制御する逆回転駆動制御手段とを備えることも好適である。
この構成によれば、逆回転駆動制御手段による二次電池の残容量に基づく内燃機関や分割統合用電動駆動手段，第１電動駆動手段，第２電動駆動手段の駆動制御により、第１駆動軸と他の駆動軸とに通常の回転に対して逆回転させる動力を所定のトルク比をもって出力することができる。
また、前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電池の残容量が第１の所定値以上のとき、該二次電池からの電力を用いて前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とから前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに前記逆回転させる動力が出力されるよう駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの動力を用いることなく逆回転させる動力を出力することができる。
【００１２】
また、本発明の動力出力装置において、前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電池の残容量が第２の所定値以下のとき、前記内燃機関からの動力をトルク変換して前記逆回転させる動力として前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充放電を伴わずに内燃機関からの動力を用いて逆回転させる動力を出力することができる。
【００１３】
さらに、本発明の動力出力装置において、前記逆回転させる動力の目標値としての目標動力を設定する目標動力設定手段を備え、前記逆回転駆動制御手段は、前記残容量検出手段により検出された残容量と前記目標動力設定手段により設定された目標動力とに基づいて前記逆回転させる動力が所定のトルク比をもって前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段と前記第１電動駆動手段と第２電動駆動手段とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、逆回転させる動力の目標値として設定された目標動力を第１駆動軸と他の駆動軸とに所定のトルク比をもって出力することができる。
【００１４】
この目標動力設定手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記逆回転駆動制御手段は、前記検出された二次電池の残容量が第１の所定残容量以上で前記設定された目標動力が第１の所定動力以下のとき、前記二次電池からの電力を用いて前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とから前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに前記目標動力が出力されるよう駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの動力を用いることなく目標動力を出力することができる。
【００１５】
また、目標動力設定手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記逆回転駆動制御手段は、前記検出された二次電池の残容量が前記第１の所定残容量未満のとき又は前記設定された目標動力が第１の所定動力以上のとき、前記内燃機関からの動力をトルク変換して前記目標動力として前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充放電を伴わずに内燃機関からの動力を用いて目標動力を出力することができる。
【００１６】
あるいは、目標動力設定手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記逆回転駆動制御手段は、前記検出された二次電池の残容量が前記第１の所定残容量未満のとき又は前記設定された目標動力が第１の所定動力以上のとき、前記二次電池の充放電電力と前記内燃機関からの動力とを用いて前記目標動力が前記第１駆動軸と前記他の駆動軸とに出力されるよう駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充放電電力と内燃機関からの動力とを用いて目標動力を出力することができる。この態様の本発明の動力出力装置において、前記逆回転駆動制御手段は、前記二次電池の放電電力を用いて駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池からの放電電力と内燃機関からの動力とを用いて目標動力を出力することができる。
【００１９】
こうした本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸との直接接続および直接接続の解除を行なう第２接続解除手段を備え、前記逆回転駆動制御手段は、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸とが直接接続されるよう前記第２接続解除手段を駆動制御すると共に前記内燃機関からの動力を用いて前記分割統合用電動駆動手段により発電された電力の少なくとも一部が前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とに供給されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの動力を変換した電力を用いて第１駆動軸と他の駆動軸とに逆回転させる動力を出力することができる。
【００２０】
また、本発明の動力出力装置において、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸との直接接続および直接接続の解除を行なう第２接続解除手段と、前記二次電池の残容量を検出する残容量検出手段とを備え、前記逆回転駆動制御手段は、前記残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下のとき、前記内燃機関の出力軸と前記動力分割統合軸とが直接接続されるよう前記第２接続解除手段を駆動制御すると共に前記内燃機関からの動力が電力に変換されて該電力の少なくとも一部が前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とに供給されるよう前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの動力を変換した電力を用いて第１駆動軸と他の駆動軸とに逆回転させる動力を出力することができると共に二次電池の残容量が極端に少なくすることを防止することができる。
【００２１】
これら第２接続解除手段を備える態様の本発明の動力出力装置において、前記逆回転駆動制御手段は、前記内燃機関からの動力を用いて前記分割統合用電動駆動手段により発電される電力により前記第１電動駆動手段および前記第２電動駆動手段によって消費される電力が賄われるよう前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段と前記内燃機関と前記分割統合用電動駆動手段とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の充放電を伴うことなく、第１駆動軸と他の駆動軸とに逆回転させる動力を出力することができる。
【００２２】
また、本発明の動力出力装置において、前記逆回転させる動力の目標値としての目標動力を設定する目標動力設定手段を備え、前記逆回転駆動制御手段は、前記第１電動駆動手段と前記第２電動駆動手段とから前記目標動力が出力されるよう該第１電動駆動手段と該第２電動駆動手段とを駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、逆転させる動力の大きさを設定できるから、所望の大きさの逆転させる動力を第１駆動軸と他の駆動軸とに出力することができる。
【００２３】
本発明の自動車は、各態様を含め本発明の動力出力装置を搭載する自動車であって、前記第１駆動軸は、車両前輪に連結された前軸に連結されており、前記他の駆動軸は、車両後輪に連結された後軸に連結されており、前記通常の回転は、車両を前進させる回転であることを要旨とする。
【００２４】
この構成によれば、本発明の動力出力装置を搭載することにより、車両を後進させる動力を前輪と後輪とに所定のトルク比をもって出力することができる。また、搭載する動力出力装置の態様によっては、所望の後進させる動力をエネルギ効率よく出力することができる。ここで、「他の駆動軸」が一つの駆動軸の場合には、「他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」は、後軸に連結された他の駆動軸に連結されておればよいから、他の駆動軸の取り付けられた電動機などの電動駆動機器が含まれる他、後軸に取り付けられた一つまたは二つ以上の電動機などの電動駆動機器、即ち後軸に取り付けられた二つの後輪を直接駆動する二つの電動機などの電動駆動機器も含まれる。第２電動駆動手段が後軸に直接取り付けられている場合には他の駆動軸は後軸に一致するものとなる。「他の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の場合には、車両としては前軸の他に二つ以上の後軸を有するものが該当し、この場合の「後輪」は前輪以外のすべての輪を意味する。例えば牽引車両などが該当する。こうした「他の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の場合の「他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」は、二つ以上の後軸に各々連結された他の駆動軸に連結されておればよいから、二つ以上の駆動軸の取り付けられた二つ以上の電動機などの電動駆動機器が含まれる他、各々の後軸に取り付けられた一つまたは二つ以上の電動機などの電動駆動機器も含まれる。
【００２５】
また、本発明の他の自動車は、各態様を含め本発明の動力出力装置を搭載する自動車であって、前記第１駆動軸は、車両後輪に連結された前軸に連結されており、前記他の駆動軸は、車両後輪以外の車両前輪に連結された前軸を含む車両輪に連結された軸に連結されており、前記通常の回転は、車両を前進させる回転であることを要旨とする。
【００２６】
この構成によれば、本発明の動力出力装置を搭載することにより、車両を後進させる動力を前輪と後輪とに所定のトルク比をもって出力することができる。また、搭載する動力出力装置の態様によっては、所望の後進させる動力をエネルギ効率よく出力することができる。ここで、「他の駆動軸」が一つの駆動輪の場合には「車両輪に連結された軸」は「車両前輪に連結された前軸」となり、「他の駆動軸」が二つ以上の場合には「車両前輪に連結された軸」は「車両前輪に連結された前軸」と前軸および後軸以外の他の車両輪に連結された軸が含まれる。例えば、牽引車両における牽引される車両の輪の軸などが該当する。「他の駆動軸」が一つの駆動軸の場合には、「他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」は、前軸に連結された他の駆動軸に連結されておればよいから、他の駆動軸の取り付けられた電動機などの電動駆動機器が含まれる他、前軸に取り付けられた一つまたは二つ以上の電動機などの電動駆動機器、即ち前軸に取り付けられた二つの前輪を直接駆動する二つの電動機などの電動駆動機器も含まれる。第２電動駆動手段が前軸に直接取り付けられている場合には他の駆動軸は前軸に一致するものとなる。「他の駆動軸」が二つ以上の駆動軸の場合における「他の駆動軸に連結された発電可能な第２電動駆動手段」も同様である。
【００２７】
こうした本発明の自動車において、前記所定のトルク比は、前輪に作用するトルクに対する後輪に作用するトルクの比が１：９〜９：１の範囲内の所定値であるものとすることもできる。
【００３０】
ここで、前記所定のトルク比は、前記検出された残容量が所定値以上のときには前記前輪に作用するトルクに対する前記後輪に作用するトルクの比が１：９〜９：１の範囲内の所定値となるよう設定され、前記検出された残容量が所定値未満のときには前記前輪に作用するトルクがゼロとなるよう設定されることも好適である。こうすれば、二次電池の残容量が所定値以上のときには、４輪駆動で安定した後進走行を行なうことができ、二次電池の残容量が所定値未満のときには、残容量の減少を抑制しながら後進走行を行なうことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車は、図示するように、主にエンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２４に連結されエンジン２２からの動力を定トルク比でサンギヤ軸３３とリングギヤ軸３７に分割可能なギヤユニット３０と、ギヤユニット３０のサンギヤ軸３３に連結された発電可能なモータＭＧ１と、リングギヤ軸３７に連結されると共に前輪５４，５６の前軸５０に連結された発電可能なモータＭＧ２と、後輪６４，６６の後軸６０に連結された発電可能なモータＭＧ３と、モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の各々と電力のやり取りが可能な二次電池７０と、これら全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ハイブリッドＥＣＵという）８０とを備える。
【００３２】
エンジン２２は、ガソリンで駆動する内燃機関として構成されており、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２８により運転制御される。エンジンＥＣＵ２８によるエンジン２２の運転制御は、ハイブリッドＥＣＵ８０から入力されるエンジン出力目標値Ｐｅ＊に基づいてエンジン２２からエンジン出力目標値Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイントのうち最も効率の良い運転ポイントでエンジン２２が運転されるよう燃料噴射量の制御や吸入空気量の制御を行なうことによりなされる。
【００３３】
ギヤユニット３０は、サンギヤ３２とリングギヤ３６とその間に複数設けられたプラネタリピニオンギヤ３４とからなるプラネタリギヤ３１を中心として構成されている。プラネタリギヤ３１のプラネタリピニオンギヤ３４を連結するキャリア３５にはダンパ２６を介してエンジン２２のクランクシャフト２４が接続されており、サンギヤ３２にはサンギヤ軸３３を介してモータＭＧ１が接続されている。リングギヤ３６は、クラッチＣ１やクラッチＣ２の係合状態によりキャリア３５やリングギヤ軸３７に接続されるようになっている。リングギヤ軸３７には、モータＭＧ２の回転軸４０に設けられたギヤ４２とベルト４４により連結されたギヤ３８が取り付けられている。モータＭＧ２の回転軸４０はギヤ４６とディファレンシャルギヤ５２とを介して前軸５０に接続されているから、リングギヤ軸３７は前輪５４，５６の前軸５０に連結されていることになる。
【００３４】
モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３は、いずれも永久磁石が外周面に貼り付けられたロータと三相コイルが巻き付けられたステータとを備えるＰＭ型の同期発電電動機として構成されており、二次電池７０の端子に接続された電力ラインＬ１，Ｌ２を正極母線および負極母線とするインバータ回路７２，７４，７６が各々備える６つのスイッチング素子のスイッチングにより生成される擬似的な三相電流が三相コイルに印加されることにより駆動する。なお、インバータ回路７２，７４，７６の各スイッチング素子のスイッチング制御、即ちモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動制御はモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）７８により行なわれる。モータＥＣＵ７８によるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３の駆動制御は、ハイブリッドＥＣＵ８０から入力されるモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊に相当するトルクが出力されるようインバータ回路７２，７４，７６のスイッチング素子をスイッチング制御することにより行なわれる。
【００３５】
二次電池７０は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池などのように充放電可能な単電池を複数直列に接続してなる組電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）７１により管理されている。バッテリＥＣＵ７１による二次電池７０の管理としては、二次電池７０の出力端子に接続された図示しない電流センサや電圧センサにより検出される充放電電流や端子間電圧に基づいて行なわれる残容量（ＳＯＣ）の演算や、同じく電流センサや電圧センサにより検出される充放電電流や端子間電圧に基づいて行なわれる単電池の均等化、二次電池７０に取り付けられた図示しない温度センサにより検出される電池温度に基づいて行なわれる冷却管理などが含まれる。
【００３６】
ハイブリッドＥＣＵ８０は、図示しないがＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートなどを備える。ハイブリッドＥＣＵ８０の通信ポートは、エンジンＥＣＵ２８やバッテリＥＣＵ７１，モータＥＣＵ７８の通信ポートと接続されており、エンジンＥＣＵ２８やバッテリＥＣＵ７１，モータＥＣＵ７８と種々のデータのやり取りが可能となっている。また、ハイブリッドＥＣＵ８０には、車速センサ８１からの車速Ｖやイグニッションスイッチ８２からのイグニッション信号，シフトレバー８３のポジションを検出するシフトポジションセンサ８４からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８５のポジション（踏み込み量）を検出するアクセルペダルポジションセンサ８６からのアクセルペダルポジションＡＰ，ブレーキペダル８７のポジション（踏み込み量）を検出するブレーキペダルポジションセンサ８８からのブレーキペダルポジションＢＰ，前輪５４，５６や後輪６４，６６の各々に取り付けられた車輪速センサ５５，５７，６５，６７からの各車輪の車輪速Ｖｗ１〜Ｖｗ４などが入力ポートを介して入力されている。さらに、ハイブリッドＥＣＵ８０からは、クラッチＣ１，Ｃ２への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００３７】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に後進する際の動作について説明する。図２は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッドＥＣＵ８０により実行される後進制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトポジションセンサ８４によりシフトレバー８３がリバースポジションに操作されたのを検出したときに実行される。
【００３８】
後進制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、クラッチＣ１を係合とすると共にクラッチＣ２を非係合とする処理を実行する（ステップＳ１００）。このクラッチの設定により、プラネタリピニオンギヤ３４とリングギヤ３６とが接続された状態、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４がモータＭＧ１に直接接続された状態となり、リングギヤ軸３７はプラネタリギヤ３１から切り離された状態、即ち前軸５０にギヤ接続されたモータＭＧ２の回転軸４０とプラネタリギヤ３１との接続が解除された状態となる。クラッチＣ１，Ｃ２を設定すると、車速センサ８１により検出される車速Ｖやアクセルペダルポジションセンサ８６により検出されるアクセルペダルポジションＡＰ，ブレーキペダルポジションセンサ８８により検出されるブレーキペダルポジションＢＰ，バッテリＥＣＵ７１により演算されるバッテリＳＯＣなどを入力ポートや通信ポートを介して読み込む処理を実行する（ステップＳ１０２）。ここで、車速Ｖについては車速センサ８１により検出されるものを用いたが、車輪速センサ５５，５７，６５，６７により検出される車輪速Ｖｗ１〜Ｖｗ４から算出するものとしてもよい。
【００３９】
続いて、読み込んだアクセルペダルポジションＡＰやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖに基づいて車両の駆動軸に要求されるトルクとしての駆動軸要求トルクＴｄ＊を計算する（ステップＳ１０４）。実施例では、アクセルペダルポジションＡＰとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊との関係を予め定めてマップとしてハイブリッドＥＣＵ８０の図示しないＲＯＭに記憶しておき、アクセルペダルポジションＡＰやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖの入力に対してマップから対応する駆動軸要求トルクＴｄ＊を導出するものとした。後進時のアクセルペダルポジションＡＰとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊との関係の一例を示すマップを図３に示す。なお、実施例では、アクセルペダル８５が踏み込まれたときに駆動軸要求パワーＰｄ＊が正の値となり、ブレーキペダル８７が踏み込まれたときに駆動軸要求パワーＰｄ＊が負の値となるよう正負を定めた。
【００４０】
次に、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、所定値Ｓ１は、車両を後進させるのに必要な電力の供給が二次電池７０から行なうことができる残容量（ＳＯＣ）として設定されるものであり、二次電池７０の容量や性能などにより定められる。バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１以上のときには、二次電池７０に車両を後進させるのに必要な残容量（ＳＯＣ）があると判断し、エンジン出力目標値Ｐｅ＊やモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊および目標回転数Ｎｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１０８）、後進用トルク比ＤＴをもって駆動軸要求トルクＴｄ＊が前後に配分されるようモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定する（ステップＳ１１２）。ここで、後進用トルク比ＤＴは、前輪５４，５６に出力されるトルクと後輪６４，６６に出力されるトルクの比である前後トルク比のうち後進時に最適なトルク比として設定されるものであり、車両の種類や仕様等により定められる。
【００４１】
そして、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ１１４）、本ルーチンを終了する。エンジン出力目標値Ｐｅ＊を受け取ったエンジンＥＣＵ２８は、エンジン２２がエンジン出力目標値Ｐｅ＊に設定された運転ポイント、即ちエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とにより設定される運転ポイントで運転されるようエンジン２２の運転制御を行なう。ここでは、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に値０が設定されているから、エンジン２２の運転の停止する停止制御が行なわれる。モータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊およびモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を受け取ったモータＥＣＵ７８は、モータＭＧ１が目標回転数Ｎｍ１＊で駆動するようにトルク指令値Ｔｍ１＊を用いながらモータＭＧ１を回転数制御すると共にモータＭＧ２およびモータＭＧ３からトルク指令値Ｔｍ２＊およびトルク指令値Ｔｍ３＊に相当するトルクが各々出力されるようにモータＭＧ２およびモータＭＧ３を駆動制御する。ここでは、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令値Ｔｍ１＊に共に値０が設定されているから、モータＭＧ１については停止する制御が行なわれ、モータＭＧ２，ＭＧ３についてはトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊が出力されるよう制御される。
【００４２】
一方、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときには、二次電池７０に車両を後進させるのに必要な残容量（ＳＯＣ）がないと判断し、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に後進時出力値Ｐｓを設定すると共にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊と目標回転数Ｎｍ１＊にはエンジン出力目標値Ｐｅ＊の運転ポイントとして設定されるエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。ここで、エンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊は、エンジン２２からエンジン出力目標値Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイント（トルクと回転数とにより定まるポイント）のうち最もエンジン効率の高い運転ポイントとして予め設定されるものである。実施例では、エンジン出力目標値Ｐｅ＊とエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊との関係を予めマップとして記憶しておき、エンジン出力目標値Ｐｅ＊が設定されると、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に対応するエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とがマップから導出されるものとした。
【００４３】
そして、後進用トルク比ＤＴをもって駆動軸要求トルクＴｄ＊が前後に配分されるようモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定し（ステップＳ１１２）、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ１１４）、本ルーチンを終了する。ここでは、エンジン出力目標値Ｐｅ＊に後進時出力値Ｐｓが設定されているから、エンジン２２は、エンジンＥＣＵ２８によりエンジン出力目標値Ｐｅ＊に設定された運転ポイント、即ちエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊とにより設定される運転ポイントで運転されるよう駆動制御され、モータＭＧ１は、モータＥＣＵ７８により目標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令値Ｔｍ１＊の運転ポイントで駆動制御（回生制御）されるから、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１により発電し、その電力をモータＭＧ２，ＭＧ３に供給する。なお、モータＭＧ２，ＭＧ３の消費電力に比してモータＭＧ１の発電電力の方が大きいときには、余剰の電力を用いて二次電池７０が充電され、逆にモータＭＧ２，ＭＧ３の消費電力に比してモータＭＧ１の発電電力の方が小さいときには、不足分が二次電池７０からの放電により賄われる。
【００４４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、後進時には、クラッチＣ２によりリングギヤ軸３７、即ち前軸５０をプラネタリギヤ３１から切り離すと共にクラッチＣ１によりキャリア３５とリングギヤ３６、即ちクランクシャフト２４とサンギヤ軸３３とを接続していわゆるシリーズハイブリッド型の電気自動車の構成とし、モータＭＧ２とモータＭＧ３とによりアクセルペダル８５の踏み込み量に応じたトルクを後進時に最適なトルク配分で前軸５０と後軸６０とに出力することができる。しかも、二次電池７０のバッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満となると、エンジン２２を駆動して得られる動力を用いてモータＭＧ１で発電するから、モータＭＧ２やモータＭＧ３の消費電力の一部または全部をモータＭＧ１の発電電力で賄うことができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、二次電池７０のバッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときには駆動軸要求トルクＴｄ＊に拘わらずにエンジン出力目標値Ｐｅ＊に予め定めた後進時出力値Ｐｓを設定し、モータＭＧ１の発電電力に対するモータＭＧ２とモータＭＧ３の消費電力の過不足を二次電池７０からの充放電により賄うものとしたが、駆動軸要求トルクＴｄ＊に応じたエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定し、モータＭＧ２とモータＭＧ３の消費電力をモータＭＧ１の発電電力で丁度賄うようにしてもよい。この場合、図２の後進制御ルーチンのステップＳ１１０の処理に変えて図４のルーチンのステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理を実行すればよい。即ち、駆動軸要求トルクＴｄ＊に車速Ｖから比例的に得られる前軸５０の回転数Ｎ１（Ｎ１＝ｋ・Ｖ）を乗じて駆動軸要求パワーＰｄ＊を算出し（ステップＳ１２０）、算出した駆動軸要求パワーＰｄ＊に発電効率の逆数ηｇを乗じてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定する（ステップＳ１２２）。そして、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊の運転ポイントのエンジン目標トルクＴｅ＊とエンジン目標回転数Ｎｅ＊をモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊と目標回転数Ｎｍ１＊とに設定する（ステップＳ１２４）。こうすれば、モータＭＧ１の発電電力によりモータＭＧ２とモータＭＧ３の消費電力を丁度賄うことができる。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリＳＯＣに拘わらず、前輪５４，５６に出力されるトルクと後輪６４，６６に出力されるトルクの比である前後トルク比のうち後進時に最適なトルク比として設定された後進用トルク比ＤＴを用いて前輪５４，５６と後輪６４，６６にトルクを出力するものとしたが、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときには、予め設定された後進用トルク比とは異なる前後トルク比を用いるものとしてもよい。例えば、前輪５４，５６からはトルクを出力しないものとしてもよい。こうすれば、バッテリＳＯＣの減少を小さくすることができる。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、クラッチＣ１，Ｃ２を操作していわゆるシリーズハイブリッド型の電気自動車の構成として後進制御を行なう。この構成において、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときでもエンジン２２を運転しないものとすれば、エンジン２２を備えない電気自動車、例えば二次電池からの電力を用いて前輪と後輪とに取り付けられた電動機から動力を出力する構成の電気自動車や二次電池からの電力を用いて４輪に各々電動機から動力を出力する構成の電気自動車などの電気自動車にも適用することができる。この場合、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときには、予め設定された後進用トルク比とは異なる前後トルク比、例えば前輪５４，５６からはトルクを出力しないものとすると共に後輪６４，６６から必要最低限のトルクのみを出力するものとするのが好ましい。こうすれば、バッテリＳＯＣの減少を抑制することができる。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、ディファレンシャルギヤ６２を介して後軸６０にモータＭＧ３を取り付けるものとしたが、二つのモータを後輪６４，６６に直接取り付けるものとしてもよい。この場合、両モータの制御はモータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊を用いて個々に行なえばよい。
【００４９】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、４輪駆動の自動車として説明したが、補助駆動輪を有する６輪駆動の自動車、例えば牽引車両の牽引する車両が４輪駆動で牽引される車両に補助駆動輪を有する自動車などに適用してもよい。この場合、補助駆動輪の軸にモータを取り付け、このモータとディファレンシャルギヤ６２を介して後軸６０に取り付けられたモータＭＧ３とにより消費または回生される電力を実施例のハイブリッド自動車２０におけるモータＭＧ３により消費または回生される電力に一致させればよい。なお、後進用トルク比ＤＴには、補助駆動輪のトルクを含ませるものとしてもよいし、補助駆動輪のトルクは含まないものとしてもよい。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、後進時に、クラッチＣ１，Ｃ２の操作により、いわゆるシリーズハイブリッド型の電気自動車の構成としたが、図５の変形例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の一部に示すように、ギヤユニット３０ＢがクラッチＣ１，Ｃ２を備えないものとしてもよい。この場合、図２の後進制御ルーチンに代えて図６の後進制御ルーチンを実行する。以下、この変形例のハイブリッド自動車２０Ｂにおける後進制御について説明する。
【００５１】
後進制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドＥＣＵ８０のＣＰＵは、まず、車速センサ８１により検出される車速Ｖやアクセルペダルポジションセンサ８６により検出されるアクセルペダルポジションＡＰ，ブレーキペダルポジションセンサ８８により検出されるブレーキペダルポジションＢＰ，バッテリＥＣＵ７１により演算されるバッテリＳＯＣなどを入力ポートや通信ポートを介して読み込み（ステップＳ２００）、読み込んだアクセルペダルポジションＡＰやブレーキペダルポジションＢＰ，車速Ｖに基づいて駆動軸要求トルクＴｄ＊と駆動軸要求パワーＰｄ＊とを計算する処理を実行する（ステップＳ２０２）。そして、バッテリＳＯＣを所定値Ｓ１と比較すると共に駆動軸要求パワーＰｄ＊を所定値Ｐｄ１と比較する（ステップＳ２０４）。ここで、所定値Ｐｄ１は、エンジン２２からの出力なしに二次電池７０からの放電電力により賄うことができる動力値として設定されるものであり、二次電池７０の容量や性能などにより定められる。
【００５２】
バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１以上で駆動軸要求パワーＰｄ＊が所定値Ｐｄ１以下のときには、エンジン出力目標値Ｐｅ＊とモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ２０６）。そして、後進用トルク比ＤＴをもって駆動軸要求トルクＴｄ＊が前後に配分されるようモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を設定し（ステップＳ２０８）、設定したエンジン出力目標値Ｐｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ２１４）、本ルーチンを終了する。この処理により、駆動軸要求トルクＴｄ＊を後進用トルク比ＤＴをもって配分されたトルクとして前軸５０と後軸６０に出力することができる。なお、変形例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、ギヤユニット３０ＢがクラッチＣ１，Ｃ２を備えないから、モータＭＧ２から出力されるトルクの一部は、エンジン２２またはモータＭＧ１を連れ回すのに用いられる。通常、モータＭＧ１のイナーシャの方がエンジン２２イナーシャより小さいからモータＭＧ１を連れ回すことになる。この状態を機構学で用いられる共線図として図７に示す。図中、Ｇ２はモータＭＧ２の回転軸４０の回転数Ｎｍ２に対するリングギヤ軸３７の回転数Ｎｒ（Ｇ２＝Ｎｒ／Ｎｍ２）である。
【００５３】
一方、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときや駆動軸要求パワーＰｄ＊が所定値Ｐｄ１より大きいときには、駆動軸要求パワーＰｄ＊にエンジン２２の出力に対するトルク変換の効率ηｅの逆数ηｔを乗じてエンジン出力目標値Ｐｅ＊を設定し（ステップＳ２１０）、モータＭＧ１の発電電力でモータＭＧ２とモータＭＧ３の消費電力を丁度賄うと共に駆動軸要求トルクＴｄ＊が後進用トルク比ＤＴをもって前軸５０と後軸６０とに出力されるようモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定する（ステップＳ２１２）。エンジン２２から動力を出力しながら後進する際の共線図を図８に示す。エンジン目標回転数Ｎｅ＊がキャリア３５の回転数Ｎｒであり、リングギヤ軸３７の回転数Ｎｒは回転数比Ｇ１（Ｇ１＝Ｎｍ２／Ｎ１）と回転数比Ｇ１とを用いて車速Ｖからｒ・Ｖ・Ｇ１・Ｇ２と表わすことができるから、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊は式（１）により計算することができる。ここで、図８に示すように、リングギヤ３６が逆回転すると共にキャリア３５にある程度の回転数が必要なことから、サンギヤ３２、即ちモータＭＧ１は高回転で回転することになる。したがって、計算したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊がモータＭＧ１の定格最大回転数Ｎｍａｘを超える場合も生じる。この場合には、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊には定格最大回転数Ｎｍａｘが設定され、エンジン２２の運転ポイントとしてのエンジン目標回転数Ｎｅ＊とエンジン目標トルクＴｅ＊は、この目標回転数Ｎｍ１＊を用いて式（２）および式（３）により計算される値に設定される。そして、式（４）によりモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を計算し、エンジン目標トルクＴｅ＊と駆動軸要求トルクＴｄ＊と後進用トルク比ＤＴを用いて式（５）および式（６）によりモータＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊を計算するのである。ここで、Ｇ３は後軸６０の回転数Ｎ２に対するモータＭＧ３の回転数Ｎｍ３の比（Ｇ３＝Ｎｍ３／Ｎ２）である。
【００５４】
【数１】
0003692916.tif 000002
【００５５】
そして、設定したエンジン目標トルクＴｅ＊，エンジン目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ３のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊，Ｔｍ３＊，モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊をエンジンＥＣＵ２８やモータＥＣＵ７８に通信により出力して（ステップＳ２１４）、本ルーチンを終了する。この処理により、エンジン２２から出力された動力がトルク変換され、二次電池７０の充放電を伴うことなく駆動軸要求トルクＴｄ＊を後進用トルク比ＤＴをもって配分されたトルクとして前軸５０と後軸６０とに出力することができる。
【００５６】
変形例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、バッテリＳＯＣが所定値Ｓ１未満のときや駆動軸要求パワーＰｄ＊が所定値Ｐｄ１より大きいときには、エンジン２２からの動力をトルク変換して二次電池７０の充放電を伴うことなく駆動軸要求トルクＴｄ＊を後進用トルク比ＤＴをもって配分されたトルクとして前軸５０と後軸６０とに出力するものとしたが、二次電池７０の充放電を伴って駆動軸要求トルクＴｄ＊を後進用トルク比ＤＴをもって配分されたトルクとして前軸５０と後軸６０とに出力するものとしてもよい。この場合、図６の後進制御ルーチンのステップＳ２１０の処理に代えてエンジン出力目標値Ｐｅ＊に予め定められた後進時出力値Ｐｓを設定すればよい。こうすれば、二次電池７０の充放電を伴いながらエンジン２２からの動力を用いて駆動軸要求トルクＴｄ＊を後進用トルク比ＤＴをもって配分されたトルクとして前軸５０と後軸６０とに出力することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】  実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッドＥＣＵ８０により実行される後進制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】  後進時のアクセルペダルポジションＡＰとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖと駆動軸要求トルクＴｄ＊との関係を示すマップの一例を示す説明図である。
【図４】  変形例の後進制御ルーチンの一部を例示するフローチャートである。
【図５】  変形例のハイブリッド自動車２０Ｂの構成の一部を例示する部分構成図である。
【図６】  変形例のハイブリッド自動車２０Ｂにより実行される後進制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図７】  エンジン２２を停止して後進しているときの共線図の一例を示す説明図である。
【図８】  エンジン２２から動力を出力しながら後進しているときの共線図の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  クランクシャフト、２６ダンパ、２８  エンジンＥＣＵ、３０  ギヤユニット、３１  プラネタリギヤ、３２  サンギヤ、３３  サンギヤ軸、３４  プラネタリピニオンギヤ、３５  キャリア、３６  リングギヤ、３７  リングギヤ軸、３８  ギヤ、４０  回転軸、４２  ギヤ、４４  ベルト、４６  ギヤ、５０  前軸、５２  ディファレンシャルギヤ、５４，５６  前輪、５５，５７，６５，６７  車輪速センサ、６０  後軸、６２  ディファレンシャルギヤ、６４，６６  後輪、７０  二次電池、７２，７４，７６  インバータ回路、７８  モータＥＣＵ、８０  ハイブリッドＥＣＵ、８１  車速センサ、８２  イグニッションスイッチ、８３  シフトレバー、８４  シフトポジションセンサ、８５  アクセルペダル、８６  アクセルペダルポジションセンサ、８７  ブレーキペダル、８８  ブレーキペダルポジションセンサ、Ｌ１，Ｌ２  電力ライン。
【図１】
0003692916.tif 000003
【図２】
0003692916.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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