(57)【要約】【課題】４ＷＤ走行が可能な車両に適した昇圧システムを含む前後輪駆動装置を提供する。【解決手段】制御装置３０は、信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＵ２，ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＩ１をそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力し、生成したＰＷＭＵ２，ＰＷＭＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ２２およびインバータ２４へ出力する。信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した位相を有する。昇圧コンバータ１２，２２はそれぞれ信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＵ２によってバッテリＢからの直流電圧を昇圧して出力電圧Ｖｍ１，Ｖｍ２をインバータ１４，２４に供給する。インバータ１４，２４は、それぞれ、信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２によって直流電圧を交流電圧に変換してフロントモータ６０およびリアモータ７０を駆動する。【選択図】        図１
2004242371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪駆動用モータユニットに電力を供給する第１のインバータと、
後輪駆動用モータユニットに電力を供給する第２のインバータと、
前記第１および第２のインバータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を前記第１のインバータに供給する第１の昇圧回路と、
前記バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を前記第２のインバータに供給する第２の昇圧回路とを備え、
前記第１の昇圧回路は、第１のリアクトルを含み、
前記第２の昇圧回路は、前記第１のリアクトルと異なる第２のリアクトルを含む、前後輪駆動装置。
【請求項２】
第１の制御信号に基づいて前記第１の昇圧回路を駆動するように制御し、前記第１の制御信号の位相と異なる位相を有する第２の制御信号に基づいて前記第２の昇圧回路を駆動するように制御する制御手段をさらに備える、請求項１に記載の前後輪駆動装置。
【請求項３】
前記第２の制御信号は、前記第１の制御信号を反転した信号である、請求項２に記載の前後輪駆動装置。
【請求項４】
前記前輪駆動用モータユニットは、内燃機関からの回転力により発電し、または前記内燃機関を駆動する、請求項１に記載の前後輪駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、４輪駆動車に適した前後輪駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧した直流電圧がモータを駆動するインバータに供給されることも提案されている。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車は、図８に示すモータ駆動装置を搭載している。図８を参照して、モータ駆動装置３００は、バッテリＢと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
バッテリＢは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、バッテリＢからの直流電圧を双方向コンバータ３１０に供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１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ＩＧＢＴ３１２とＩＧＢＴ３１３との中間点、すなわち、ＩＧＢＴ３１２のエミッタとＩＧＢＴ３１３のコレクタとの間に接続される。ＩＧＢＴ３１２，３１３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、ＩＧＢＴ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＩＧＢＴ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＩＧＢＴ３１２，３１３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３１４，３１５が配置されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＩＧＢＴ３１２，３１３がオン／オフされ、バッテリＢから供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ１に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧してバッテリＢに供給する。
【０００９】
コンデンサＣ１は、双方向コンバータ３１０から供給された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３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ１の両側の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｍを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ１から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３３０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置からの制御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Ｃ１を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
また、特開２００２−１３６１６９号公報には、直流電源と、駆動用モータと発電用モータとから成る複合モータを駆動する複数のインバータと、直流電源からの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を対応するインバータに供給する複数の昇圧回路とを含むモータ駆動回路が開示されている。
【００１２】
このモータ駆動回路においては、複数の昇圧回路は、直流電源から直流電圧を受ける。つまり、複数の昇圧回路は、直流電源を共用する。
【００１３】
このように、特開２００２−１３６１６９号公報に開示されたモータ駆動回路においては、複合モータを駆動する複数のインバータに対応して複数の昇圧回路が設けられる。そして、複数の昇圧回路は、１つの直流電源から直流電圧を受け、その受けた直流電圧を昇圧して対応するインバータへ供給する。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−１３６１６９号公報
【００１５】
【特許文献２】
特開２００１−２７５３６７号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開２００２−１３６１６９号公報には、４ＷＤ走行が可能な車両にとって最適な昇圧システムが提案されていない。
【００１７】
それゆえに、この発明の目的は、４ＷＤ走行が可能な車両に適した昇圧システムを含む前後輪駆動装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、前後輪駆動装置は、第１および第２のインバータと、バッテリと、第１および第２の昇圧回路とを備える。第１のインバータは、前輪駆動用モータユニットに電力を供給する。第２のインバータは、後輪駆動用モータユニットに電力を供給する。バッテリは、第１および第２のインバータに電力を供給する。第１の昇圧回路は、バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を第１のインバータに供給する。第２の昇圧回路は、バッテリからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧を第２のインバータに供給する。そして、第１の昇圧回路は、第１のリアクトルを含む。また、第２の昇圧回路は、第１のリアクトルと異なる第２のリアクトルを含む。
【００１９】
好ましくは、前後輪駆動装置は、制御手段をさらに備える。制御手段は、第１の制御信号に基づいて第１の昇圧回路を駆動するように制御し、第１の制御信号の位相と異なる位相を有する第２の制御信号に基づいて第２の昇圧回路を駆動するように制御する。
【００２０】
好ましくは、第２の制御信号は、第１の制御信号を反転した信号である。
好ましくは、前輪駆動用モータユニットは、内燃機関からの回転力により発電し、または内燃機関を駆動する。
【００２１】
この発明による前後輪駆動装置においては、第１の昇圧回路は、第２の昇圧回路の駆動タイミングと異なる駆動タイミングで駆動される。そして、第１の昇圧回路は、バッテリからの直流電圧を独自のリアクトルを用いて昇圧して第１のインバータへ供給し、第２の昇圧回路は、バッテリからの直流電圧を独自のリアクトルを用いて昇圧して第２のインバータへ供給する。第１のインバータは、前輪駆動用モータユニットを駆動し、第２のインバータは、後輪駆動用モータユニットを駆動する。
【００２２】
したがって、バッテリから第１および第２の昇圧回路へ供給される直流電流のピーク電流を低減できる。
【００２３】
また、第１および第２のリアクトルの各々における直流電流を低減できるので、第１および第２のリアクトルにおけるリプル電流を抑制できる。その結果、第１および第２のリアクトルにおいて発生する騒音を低減できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
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。
【００２５】
図１を参照して、この発明の実施の形態による前後輪駆動装置１００は、バッテリＢと、電圧センサー１０，１３，２３と、昇圧コンバータ１２，２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、インバータ１４，２４と、電流センサー１８，２８と、制御装置３０と、フロントモータ６０と、リアモータ７０とを備える。
【００２６】
フロントモータ６０は、ハイブリッド自動車の駆動輪（前輪）を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。また、フロントモータ６０は、エンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなモータである。
【００２７】
リアモータ７０は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の後輪を駆動する駆動モータ、および後輪の回転力によって発電する発電機として機能する。
【００２８】
なお、フロントモータ６０およびリアモータ７０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成される。
【００２９】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１は、その一方端がバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端がＩＧＢＴＱ１とＩＧＢＴＱ２との中間点、すなわち、ＩＧＢＴＱ１のエミッタとＩＧＢＴＱ２のコレクタとの間に接続される。
【００３０】
ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２は、インバータ１４の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。ＩＧＢＴＱ１は、コレクタが電源ラインに接続され、エミッタがＩＧＢＴＱ２のコレクタに接続される。ＩＧＢＴＱ２のエミッタは、アースラインに接続される。
【００３１】
また、ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流が流れるように、それぞれ、ダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。
【００３２】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７を含む。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。
【００３３】
Ｕ相アーム１５は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＩＧＢＴＱ３〜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。
【００３４】
インバータ１４の各相アームの中間点は、フロントモータ６０の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、フロントモータ６０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３５】
昇圧コンバータ２２は、リアクトルＬ２と、ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０と、ダイオードＤ９，Ｄ１０とを含む。
【００３６】
リアクトルＬ２は、その一方端がバッテリＢの電源ラインに接続され、他方端がＩＧＢＴＱ９とＩＧＢＴＱ１０との中間点、すなわち、ＩＧＢＴＱ９のエミッタとＩＧＢＴＱ１０のコレクタとの間に接続される。
【００３７】
ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、インバータ２４の電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。ＩＧＢＴＱ９は、コレクタが電源ラインに接続され、エミッタがＩＧＢＴＱ１０のコレクタに接続される。ＩＧＢＴＱ１０のエミッタは、アースラインに接続される。
【００３８】
また、ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０のエミッタ−コレクタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流が流れるように、それぞれ、ダイオードＤ９，Ｄ１０が接続されている。
【００３９】
インバータ２４は、Ｕ相アーム２５、Ｖ相アーム２６およびＷ相アーム２７を含む。Ｕ相アーム２５、Ｖ相アーム２６およびＷ相アーム２７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。
【００４０】
Ｕ相アーム２５は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２から成り、Ｖ相アーム２６は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４から成り、Ｗ相アーム２７は、直列に接続されたＩＧＢＴＱ１５，Ｑ１６から成る。また、ＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６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Ｄ１１〜Ｄ１６がそれぞれ接続されている。
【００４１】
インバータ２４の各相アームの中間点は、リアモータ７０の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、リアモータ７０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１１，Ｑ１２の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１３，Ｑ１４の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＩＧＢＴＱ１５，Ｑ１６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００４２】
バッテリＢは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０は、バッテリＢのバッテリ電圧Ｖｂを検出し、その検出したバッテリ電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。
【００４３】
昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２は、バッテリＢに並列に接続される。そして、昇圧コンバータ１２は、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ１によって昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ１を介してインバータ１４に供給する。
【００４４】
また、昇圧コンバータ１２は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、フロントモータ６０によって発電され、かつ、インバータ１４によって変換された直流電圧をコンデンサＣ１を介して受け、その受けた直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＤ１に応じて降圧してバッテリＢを充電する。
【００４５】
コンデンサＣ１は、昇圧コンバータ１２から出力された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へ供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ１の両端の電圧Ｖｍ１を検出し、その検出した電圧Ｖｍ１を制御装置３０へ出力する。
【００４６】
インバータ１４は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ１に応じて交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりフロントモータ６０を駆動する。また、インバータ１４は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、フロントモータ６０が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ１によっ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Ｃ１を介して昇圧コンバータ１２に供給する。
【００４７】
電流センサー１８は、フロントモータ６０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を制御装置３０へ出力する。
【００４８】
昇圧コンバータ２２は、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ２に応じて昇圧し、その昇圧した直流電圧をインバータ２４へ供給する。また、昇圧コンバータ２２は、前後輪駆動装置１００の回生制動時、リアモータ７０によって発電され、かつ、インバータ２４によって変換された直流電圧をコンデンサＣ２を介して受け、その受けた直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＤ２に応じて降圧してバッテリＢを充電する。
【００４９】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ２２から出力された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２４に供給する。電圧センサー２３は、コンデンサＣ２の両端の電圧Ｖｍ２を検出し、その検出した電圧Ｖｍ２を制御装置３０へ出力する。
【００５０】
インバータ２４は、コンデンサＣ２から供給された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩ２に応じて交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によってリアモータ７０を駆動する。また、インバータ２４は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、リアモータ７０が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣ２に応じ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２２に供給する。
【００５１】
電流センサー２８は、リアモータ７０のモータ電流ＭＣＲＴ２を検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。
【００５２】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）からトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受ける。また、制御装置３０は、電圧センサー１０からバッテリ電圧Ｖｂを受け、電圧センサー１３から電圧Ｖｍ１を受け、電圧センサー２３から電圧Ｖｍ２を受け、電流センサー１８からモータ電流ＭＣＲＴ１を受け、電流センサー２８からモータ電流ＭＣＲＴ２を受ける。
【００５３】
そして、制御装置３０は、バッテリ電圧Ｖｂ、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１、モータ回転数ＭＲＮ１および電圧Ｖｍ１に基づいて、フロントモータ６０がトルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを出力するときに昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１を昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００５４】
また、制御装置３０は、バッテリ電圧Ｖｂ、トルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２、モータ回転数ＭＲＮ２および電圧Ｖｍ２に基づいて、リアモータ７０がトルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを出力するときに昇圧コンバータ２２を駆動するための信号ＰＷＭＵ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２を昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０へ出力する。
【００５５】
信号ＰＷＭＵ１は、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に変換する場合に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２がバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に変換する場合に、電圧Ｖｍ１をフィードバック制御し、電圧Ｖｍ１が指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１になるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵ１を生成する。
【００５６】
また、信号ＰＷＭＵ２は、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ２に変換する場合に昇圧コンバータ２２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ２２がバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ２に変換する場合に、電圧Ｖｍ２をフィードバック制御し、電圧Ｖｍ２が指令された電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２になるように昇圧コンバータ２２を駆動するための信号ＰＷＭＵ２を生成する。
【００５７】
そして、信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した位相を有する。信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＵ２の生成方法については後述する。
【００５８】
さらに、制御装置３０は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、信号ＰＷＭＤ１，ＰＷＭＤ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＤ１，ＰＷＭＤ２をそれぞれ昇圧コンバータ１２，２２へ出力する。
【００５９】
さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１と、電圧センサー１３からの電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１とに基づいて、インバータ１４を駆動するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４のＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。なお、信号ＰＷＭＩ１は、フロントモータ６０を駆動するための信号であるため信号ＰＷＭＵ１に同期して生成される。
【００６０】
さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２と、電圧センサー２３からの電圧Ｖｍ２と、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２とに基づいて、インバータ２４を駆動するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２４のＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。なお、信号ＰＷＭＩ２は、リアモータ７０を駆動するための信号であるため信号ＰＷＭＵ２に同期して生成される。
【００６１】
さらに、制御装置３０は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥに応じて信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４，２４へ出力する。
【００６２】
図２は、図１に示す制御装置３０の機能ブロック図を示す。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、電圧変換制御手段３０２とを含む。
【００６３】
モータトルク制御手段３０１は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受け、電圧センサー１０からバッテリ電圧Ｖｂを受け、電圧センサー１３から電圧Ｖｍ１を受け、電圧センサー２３から電圧Ｖｍ２を受け、電流センサー１８からモータ電流ＭＣＲＴ１を受け、電流センサー２８からモータ電流ＭＣＲＴ２を受ける。
【００６４】
そして、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１、モータ回転数ＭＲＮ１、バッテリ電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍ１（昇圧コンバータ１２の出力電圧およびインバータ１４の入力電圧に相当する。以下、同じ。）に基づいて信号ＰＷＭＵ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１を昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００６５】
また、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ２、バッテリ電圧Ｖｂおよび電圧Ｖｍ２（昇圧コンバータ２２の出力電圧およびインバータ２４の入力電圧に相当する。以下、同じ。）に基づいて信号ＰＷＭＵ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２を昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０へ出力する。
【００６６】
さらに、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ１、モータ回転数ＭＲＮ１および電圧Ｖｍ１に基づいて信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４のＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００６７】
さらに、モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ２、モータ回転数ＭＲＮ２および電圧Ｖｍ２に基づいて信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２４のＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。
【００６８】
電圧変換制御手段３０２は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２を生成する。そして、電圧変換制御手段３０２は、生成した信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４，２４へ出力する。
【００６９】
また、電圧変換制御手段３０２は、前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥに応じて信号ＰＷＭＤ１，ＰＷＭＤ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＤ１，ＰＷＭＤ２をそれぞれ昇圧コンバータ１２，２２へ出力する。
【００７０】
図３は、図２に示すモータトルク制御手段３０１の機能ブロック図を示す。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、コンバータ用デューティー比演算部５２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４とを含む。
【００７１】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｍ１、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサー１３から受け、フロントモータ６０の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を電流センサー１８から受け、トルク指令値ＴＲ１を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、フロントモータ６０の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果ＲＥＴ１をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００７２】
また、モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ２２の出力電圧Ｖｍ２、すなわち、インバータ２４への入力電圧を電圧センサー２３から受け、リアモータ７０の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を電流センサー２８から受け、トルク指令値ＴＲ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、リアモータ７０の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果ＲＥＴ２をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００７３】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果ＲＥＴ１に基づいて、実際にインバータ１４の各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４の各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００７４】
これにより、各ＩＧＢＴＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、フロントモータ６０が指令されたトルクを出力するようにフロントモータ６０の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ１に応じたモータトルクが出力される。
【００７５】
また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果ＲＥＴ２に基づいて、実際にインバータ２４の各ＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６をオン／オフする信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ２４の各ＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６へ出力する。
【００７６】
これにより、各ＩＧＢＴＱ１１〜Ｑ１６は、スイッチング制御され、リアモータ７０が指定されたトルクを出力するようにリアモータ７０の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲ２に応じたモータトルクが出力される。
【００７７】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいてインバータ入力電圧Ｖｍ１の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００７８】
また、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいてインバータ入力電圧Ｖｍ２の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２を演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２をコンバータ用デューティー比演算部５２へ出力する。
【００７９】
コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１をインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ１に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００８０】
また、コンバータ用デューティー比演算部５２は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂに基づいて、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２をインバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍ２に設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４へ出力する。
【００８１】
コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ１を生成する。
【００８２】
また、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、コンバータ用デューティー比演算部５２からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ２を生成する。そして、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、生成した信号ＰＷＭＵ１を昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２へ出力し、生成した信号ＰＷＭＵ２を昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０へ出力する。
【００８３】
なお、昇圧コンバータ１２（または昇圧コンバータ２２）の下側のＩＧＢＴＱ２（またはＩＧＢＴＱ１０）のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１（またはリアクトルＬ２）における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＩＧＢＴＱ１（またはＩＧＢＴＱ９）のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＩＧＢＴＱ１，Ｑ２（またはＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０）のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧をバッテリＢの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００８４】
この発明においては、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部５４は、信号ＰＷＭＵ２の位相が信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した信号になるように信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＵ２を生成する。
【００８５】
図４は、モータトルク制御手段３０１によって生成される信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＵ２および信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２のタイミングチャートを示す。図４を参照して、信号ＰＷＭＵ１は、信号ＰＷＭＵ０１と信号ＰＷＭＵ０２とから成り、信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ０３と信号ＰＷＭＵ０４とから成る。
【００８６】
信号ＰＷＭＵ１は、バッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に昇圧する際に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。昇圧コンバータ１２がバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に昇圧するとき、ＩＧＢＴＱ１はオフされ、ＩＧＢＴＱ２は所定のデューティー比でオン／オフされる。したがって、信号ＰＷＭＵ１は、ＩＧＢＴＱ１をオフするための信号ＰＷＭＵ０１と、ＩＧＢＴＱ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ０２とから成る。
【００８７】
また、同じ理由により信号ＰＷＭＵ２は、ＩＧＢＴＱ９をオフするための信号ＰＷＭＵ０３と、ＩＧＢＴＱ１０をオン／オフするための信号ＰＷＭＵ０４とから成る。
【００８８】
そして、信号ＰＷＭＵ０４は、信号ＰＷＭＵ０２の位相を反転した位相を有する。したがって、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ２がオンされてバッテリＢ、リアクトルＬ１およびＩＧＢＴＱ２から成る回路に直流電流が流れるとき、バッテリＢ、リアクトルＬ２およびＩＧＢＴＱ１０から成る回路に直流電流は流れない。
【００８９】
一方、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ１０がオンされてバッテリＢ、リアクトルＬ２およびＩＧＢＴＱ１０から成る回路に直流電流が流れるとき、バッテリＢ、リアクトルＬ１およびＩＧＢＴＱ２から成る回路に直流電流が流れない。
【００９０】
つまり、昇圧コンバータ１２は、昇圧コンバータ２２が昇圧動作を行なわない期間にバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ１に昇圧し、昇圧コンバータ２２は、昇圧コンバータ１２が昇圧動作を行なわない期間にバッテリ電圧Ｖｂを電圧Ｖｍ２に昇圧する。
【００９１】
その結果、昇圧コンバータ１２および２２が同時に昇圧動作を行なう場合に比べ、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２に供給される直流電流のピーク値を低減できる。
【００９２】
昇圧コンバータ１２が昇圧動作を行なっているとき、インバータ１４はフロントモータ６０を駆動するので、信号ＰＷＭＩ１は、信号ＰＷＭＵ１と同位相の信号である。また、昇圧コンバータ２２が昇圧動作を行なっているとき、インバータ２４はリアモータ７０を駆動するので、信号ＰＷＭＩ２は、信号ＰＷＭＵ２と同位相の信号である。
【００９３】
再び、図１を参照して、前後輪駆動装置１００の全体動作について説明する。一連の動作が開始されると、電圧センサー１０は、バッテリ電圧Ｖｂを検出して制御装置３０へ出力し、電圧センサー１３は、電圧Ｖｍ１を検出して制御装置３０へ出力し、電圧センサー２３は、電圧Ｖｍ２を検出して制御装置３０へ出力する。また、電流センサー１８は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０へ出力し、電流センサー２８は、モータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を受ける。
【００９４】
そうすると、制御装置３０は、バッテリ電圧Ｖｂ、電圧Ｖｍ１、モータ回転数ＭＲＮ１およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＵ１を生成して昇圧コンバータ１２へ出力し、トルク指令値ＴＲ１、モータ電流ＭＣＲＴ１および電圧Ｖｍ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成してインバータ１４へ出力する。
【００９５】
昇圧コンバータ１２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ１に応じて、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４に供給する。インバータ１４は、コンデンサＣ１を介して供給された入力電圧Ｖｍ１を信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換してフロントモータ６０を駆動する。
【００９６】
また、制御装置３０は、バッテリ電圧Ｖｂ、電圧Ｖｍ２、モータ回転数ＭＲＮ２およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＵ２を生成して昇圧コンバータ２２へ出力し、トルク指令値ＴＲ２、モータ電流ＭＣＲＴ２および電圧Ｖｍ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成してインバータ２４へ出力する。この場合、信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した位相を有する。
【００９７】
昇圧コンバータ２２は、制御装置３０からの信号ＰＷＭＵ２に応じて、バッテリＢからのバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４に供給する。インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して供給された入力電圧Ｖｍ２を信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換してリアモータ７０を駆動する。
【００９８】
前後輪駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車の回生制動時、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥを受け、その受けた信号ＲＧＥに応じて信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＤ１を生成してそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力し、信号ＰＷＭＣ２，ＰＷＭＤ２を生成してそれぞれインバータ２４および昇圧コンバータ２２へ出力する。
【００９９】
インバータ１４は、フロントモータ６０が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１によっ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Ｃ１を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、インバータ１４から供給された直流電圧を信号ＰＷＭＤ１によって降圧してバッテリＢを充電する。
【０１００】
また、インバータ２４は、リアモータ７０が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２によっ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２２へ供給する。昇圧コンバータ２２は、インバータ２４から供給された直流電圧を信号ＰＷＭＤ２によって降圧してバッテリＢを充電する。
【０１０１】
信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相を反転した位相を有するので、昇圧コンバータ１２は、昇圧コンバータ２２が昇圧動作を行なわないときに昇圧動作を行ない、昇圧コンバータ２２は、昇圧コンバータ１２が昇圧動作を行なわないときに昇圧動作を行なう。その結果、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２に供給される直流電流のピーク値を低減できる。
【０１０２】
また、昇圧コンバータ１２，２２は、独自のリアクトルＬ１，Ｌ２を有し、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる直流電流を低くして昇圧動作を行なうので、リアクトルＬ１，Ｌ２におけるリプル電流の発生を抑制できる。その結果、リアクトルＬ１，Ｌ２における騒音の発生を抑制できる。
【０１０３】
図５は、前後輪駆動装置１００をハイブリッド自動車に搭載した場合の前後輪駆動装置１００の各構成要素の配置を示す平面図である。図５を参照して、バッテリＢおよび制御装置３０は、前輪１と後輪２との間に配置される。昇圧コンバータ１２およびインバータ１４は、フロントモータ６０の近くに配置される。昇圧コンバータ２２およびインバータ２４は、リアモータ７０の近くに配置される。
【０１０４】
バッテリＢは、ケーブル９０によって昇圧コンバータ１２および２２に接続される。インバータ１４は、ケーブル９１によってフロントモータ６０に接続される。インバータ２４は、ケーブル９２によってリアモータ７０に接続される。そして、制御装置３０は、上述したように、昇圧コンバータ１２，２２およびインバータ１４，２４を制御する。
【０１０５】
なお、ケーブル９０は、（＋，−）を有する高圧直流電源線である。また、ケーブル９１，９２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相を有するモータ駆動線である。
【０１０６】
図５に示すように、前後輪駆動装置１００の各構成要素が配置される場合、昇圧コンバータ１２およびインバータ１４は、１つのＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に収納され、昇圧コンバータ２２およびインバータ２４は、もう１つのＰＣＵに収納される。
【０１０７】
前後輪駆動装置１００を適用したハイブリッド自動車の起動時、発進時、軽負荷走行モード、中速低負荷走行モード、加速・急加速モード、低μ路走行モードおよび減速・制動モードにおける前後輪駆動装置１００の動作について説明する。
【０１０８】
ハイブリッド自動車の起動時、前後輪駆動装置１００の制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１１（トルク指令値ＴＲ１の一種）を外部ＥＣＵから受ける。また、ハイブリッド自動車の発進時、制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１２（トルク指令値ＴＲ１の一種）とリアモータ７０用のトルク指令値ＴＲ２１（トルク指令値ＴＲ２の一種）とを外部ＥＣＵから受ける。さらに、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにあるとき、制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１３（トルク指令値ＴＲ１の一種）を外部ＥＣＵから受ける。
【０１０９】
さらに、ハイブリッド自動車が中速低負荷走行モードにあるとき、制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１１を外部ＥＣＵから受ける。さらに、ハイブリッド自動車が加速・急加速モードにあるとき、制御装置３０は、フロントモータ６０用のトルク指令値ＴＲ１４（トルク指令値ＴＲ１の一種）とリアモータ７０用のトルク指令値ＴＲ２２（トルク指令値ＴＲ２の一種）とを外部ＥＣＵから受ける。さらに、ハイブリッド自動車が低μ路走行モードにあるとき、制御装置３０は、リアモータ７０用のトルク指令値ＴＲ２３（トルク指令値ＴＲ２の一種）およびフロントモータ６０を回生させるための信号ＲＧＥ１（信号ＲＧＥの一種）を外部ＥＣＵから受ける。さらに、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにあるとき、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１およびリアモータ７０を回生させるための信号ＲＧＥ２（信号ＲＧＥの一種）を外部ＥＣＵから受ける。
【０１１０】
制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１１；ＴＲ１２およびＴＲ２１；ＴＲ１３；ＴＲ１４およびＴＲ２２を受けるとき、表１に示す信号ＰＷＭＵ１，ＰＷＭＩ１およびＰＷＭＵ２，ＰＷＭＩ２の少なくとも一方を生成する。
【０１１１】
【表１】
2004242371.tif 000003
【０１１２】
すなわち、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１１を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＵ１１（信号ＰＷＭＵ１の一種）および信号ＰＷＭＩ１１（信号ＰＷＭＩ１の一種）を生成する。また、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１２およびＴＲ２１を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＵ１２（信号ＰＷＭＵ１の一種）、信号ＰＷＭＩ１２（信号ＰＷＭＩ１の一種）、信号ＰＷＭＵ２１（信号ＰＷＭＵ２の一種）および信号ＰＷＭＩ２１（信号ＰＷＭＩ２の一種）を生成する。
【０１１３】
さらに、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１３を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＵ１３（信号ＰＷＭＵ１の一種）および信号ＰＷＭＩ１３（信号ＰＷＭＩ１の一種）を生成する。さらに、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１４およびＴＲ２２を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＵ１４（信号ＰＷＭＵ１の一種）、信号ＰＷＭＩ１４（信号ＰＷＭＩ１の一種）、信号ＰＷＭＵ２２（信号ＰＷＭＵ２の一種）および信号ＰＷＭＩ２２（信号ＰＷＭＩ２の一種）を生成する。さらに、制御装置３０は、トルク指令ＴＲ２３および信号ＲＧＥ１を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１、信号ＰＷＭＤ１、信号ＰＷＭＵ２３（信号ＰＷＭＵ２の一種）および信号ＰＷＭＩ２３（信号ＰＷＭＩ２の一種）を生成する。さらに、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１およびＲＧＥ２を外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１、信号ＰＷＭＤ１、信号ＰＷＭＣ２および信号ＰＷＭＤ２を生成する。
【０１１４】
まず、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１を受ける。そして、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１１を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１１をインバータ１４へ出力する。
【０１１５】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４へ供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１１に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１１によって指定されたトルクを出力するようにフロントモータ６０を駆動する。そして、エンジンのクランクシャフトはフロントモータ６０によって回転され、エンジンが始動する。これにより、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１１６】
次に、ハイブリッド自動車の発進時における前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１２およびＴＲ２１とモータ回転数ＭＲＮ１およびＭＲＮ２とを受ける。そして、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１２およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１２を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１２およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１２をインバータ１４へ出力する。
【０１１７】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２１およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２１を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２１およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２１をインバータ２４へ出力する。
【０１１８】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４へ供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１２によって指定されたトルクを出力するようにフロントモータ６０を駆動する。
【０１１９】
また、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ２２は、ＩＧＢＴＱ１０がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４へ供給する。インバータ２４は、昇圧コンバータ２２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ２１に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ２１によって指定されたトルクを出力するようにリアモータ７０を駆動する。
【０１２０】
そして、ハイブリッド自動車の前輪はフロントモータ６０によって回転され、後輪はリアモータ７０によって回転され、ハイブリッド自動車は発進する。これにより、ハイブリッド自動車の発進時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。このように、前後輪駆動装置１００を搭載したハイブリッド自動車は、４輪駆動により発進する。そして、信号ＰＷＭＵ２１は、信号ＰＷＭＵ１２の位相を反転した位相を有するので、昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２は、相互に相補的に昇圧動作を行ない、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２へ供給される直流電流のピーク値を低減できる。また、昇圧コンバータ１２および２２は、それぞれ、独自のリアクトルＬ１，Ｌ２を有し、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる直流電流を低減できるので、リアクトルＬ１，Ｌ２で発生するリプル電流を抑制できる。その結果、リアクトルＬ１，Ｌ２における騒音の発生を抑制できる。
【０１２１】
次に、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１を外部ＥＣＵから受ける。
【０１２２】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１３を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１３をインバータ１４へ出力する。
【０１２３】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１３によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４へ供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１３に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１３によって指定されたトルクを出力するようにフロントモータ６０を駆動する。そして、ハイブリッド自動車の前輪はフロントモータ６０によって駆動され、ハイブリッド自動車は、フロントモータ６０によって軽負荷走行を行なう。これにより、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１２４】
次に、ハイブリッド自動車が中速低負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。この場合の前後輪駆動装置１００の動作は、上述したハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置１００の動作と同じである。
【０１２５】
次に、ハイブリッド自動車が加速・急加速モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１４およびＴＲ２２を外部ＥＣＵから受ける。
【０１２６】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１４およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１４を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８からのモータ電流ＭＣＲＴ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１４およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１４をインバータ１４へ出力する。
【０１２７】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２２およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２２を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２２およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２２をインバータ２４へ出力する。
【０１２８】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１４によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４へ供給する。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１４に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１４によって指定されたトルクを出力するようにフロントモータ６０を駆動する。
【０１２９】
また、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ２２は、ＩＧＢＴＱ１０がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４へ供給する。インバータ２４は、昇圧コンバータ２２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ２２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ２２によって指定されたトルクを出力するようにリアモータ７０を駆動する。
【０１３０】
そして、ハイブリッド自動車の前輪はフロントモータ６０によって回転され、後輪はリアモータ７０によって回転され、ハイブリッド自動車は加速または急加速する。これにより、ハイブリッド自動車の加速・急加速時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１３１】
このように、前後輪駆動装置１００を搭載したハイブリッド自動車は、４輪駆動により加速を行なう。そして、信号ＰＷＭＵ２２は、信号ＰＷＭＵ１４の位相を反転した位相を有するので、昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２は、相互に相補的に昇圧動作を行ない、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２へ供給される直流電流のピーク値を低減できる。また、昇圧コンバータ１２および２２は、それぞれ、独自のリアクトルＬ１，Ｌ２を有し、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる直流電流を低減できるので、リアクトルＬ１，Ｌ２で発生するリプル電流を抑制できる。その結果、リアクトルＬ１，Ｌ２における騒音の発生を抑制でき、ハイブリッド自動車が加速を行なってもドライバーは違和感を殆ど感じることがない。
【０１３２】
次に、ハイブリッド自動車が低μ路走行モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１およびトルク指令値ＴＲ２３を外部ＥＣＵから受ける。
【０１３３】
制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ１および信号ＰＷＭＤ１を生成してそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１３４】
また、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２３を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２３をインバータ２４へ出力する。
【０１３５】
そうすると、インバータ１４は、信号ＰＷＭＣ１に応じて、フロントモータ６０を回生モードで駆動し、フロントモータ６０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、インバータ１４からの直流電圧を信号ＰＷＭＤ１によって降圧してバッテリＢ側に供給する。
【０１３６】
一方、昇圧コンバータ２２は、フロントモータ６０によって回生された直流電圧を受ける。そして、ＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２３によってオン／オフされ、昇圧コンバータ２２は、昇圧コンバータ１２から受けた直流電圧を昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４に供給する。
【０１３７】
インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して供給された直流電圧を信号ＰＷＭＩ２３によって交流電圧に変換してリアモータ７０を駆動する。そして、リアモータ７０は、ハイブリッド自動車の後輪を駆動する。これにより、ハイブリッド自動車は、フロントモータ６０が発電した電力によって後輪を駆動し、安定して低μ路走行を行なう。そして、ハイブリッド自動車の低μ路走行時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１３８】
最後に、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにある場合の前後輪駆動装置１００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥ１，ＲＧＥ２を受ける。そして、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１，ＲＧＥ２に応じて、信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＤ１および／または信号ＰＷＭＣ２，ＰＷＭＤ２を生成する。制御装置３０は、生成した信号ＰＷＭＣ１，ＰＷＭＤ１をそれぞれインバータ１４および昇圧コンバータ１２へ出力し、生成した信号ＰＷＭＣ２，ＰＷＭＤ２をそれぞれインバータ２４および昇圧コンバータ２２へ出力する。
【０１３９】
そうすると、インバータ１４は、信号ＰＷＭＣ１に応じて、フロントモータ６０を回生モードで駆動し、フロントモータ６０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、インバータ１４からの直流電圧を信号ＰＷＭＤ１に応じて降圧してバッテリＢを充電する。
【０１４０】
また、インバータ２４は、信号ＰＷＭＣ２に応じて、リアモータ７０を回生モードで駆動し、リアモータ７０が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ２２へ供給する。昇圧コンバータ２２は、インバータ２４からの直流電圧を信号ＰＷＭＤ２に応じて降圧してバッテリＢを充電する。
【０１４１】
このように、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにあるとき、フロントモータ６０およびリアモータ７０の少なくとも一方が回生ブレーキとして使用される。そして、ハイブリッド自動車の減速・制動時における前後輪駆動装置１００の動作が終了する。
【０１４２】
図６は、上述した前後輪駆動装置１００を搭載したハイブリッド自動車のより具体的な前後輪駆動装置の一例を示す概略ブロック図である。図６を参照して、前後輪駆動装置２００は、バッテリＢと、電圧センサー１０，１３，２３と、昇圧コンバータ１２，２２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、インバータ１４Ａ，１４Ｂ，２４と、電流センサー１８Ａ，１８Ｂ，２８と、制御装置３０と、モータジェネレータＭＧ１〜ＭＧ３とを備える。
【０１４３】
前後輪駆動装置２００においては、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２がフロントモータ６０に相当し、モータジェネレータＭＧ３がリアモータ７０に相当する。そして、フロントモータ６０が２つのモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって構成されることに対応してフロントモータ６０用のインバータ１４は、インバータ１４Ａとインバータ１４Ｂとから成る。インバータ１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４Ｂは、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。さらに、インバータ２４は、モータジェネレータＭＧ３を駆動する。
【０１４４】
また、電流センサー１８Ａは、モータジェネレータＭＧ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１１を検出して制御装置３０へ出力し、電流センサー１８Ｂは、モータジェネレータＭＧ２に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１２を検出して制御装置３０へ出力する。
【０１４５】
その他については上述したとおりである。
モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構を介してエンジンと連結される。そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンを始動し、またはエンジンの回転力によって発電する。
【０１４６】
また、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構を介して前輪１を駆動する。さらに、モータジェネレータＭＧ３は、後輪２を駆動し、後輪２の回転力によって発電する。
【０１４７】
図７は、動力分割機構の模式図を示す。図７を参照して、動力分割機構２１０は、リングギア２１１と、キャリアギア２１２と、サンギア２１３とから成る。エンジン２４０のシャフト２５１は、キャリアギア２１２に接続され、モータジェネレータＭＧ１のシャフト２５２は、サンギア２１３に接続され、モータジェネレータＭＧ２のシャフト２５４は、リングギア２１１に接続されている。なお、モータジェネレータＭＧ２のシャフト２５４は、ディファレンシャルギア（図示せず）を介して前輪１の駆動軸に連結される。
【０１４８】
モータジェネレータＭＧ１は、シャフト２５２、サンギア２１３、キャリアギア２１２およびプラネタリキャリア２５３を介してシャフト２５１を回転し、エンジン２４０を始動する。また、モータジェネレータＭＧ１は、シャフト２５１、プラネタリキャリア２５３、キャリアギア２１２、サンギア２３１およびシャフト２５２を介してエンジン２４０の回転力を受け、その受けた回転力によって発電する。
【０１４９】
再び、図６を参照して、前後輪駆動装置２００が搭載されたハイブリッド自動車の始動時、発進時、軽負荷走行モード、中速低負荷走行モード、加速・急加速モード、低μ路走行モードおよび減速・制動モードにおける前後輪駆動装置２００の動作について説明する。
【０１５０】
まず、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１を受ける。そして、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１１を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８Ａからのモータ電流ＭＣＲＴ１１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１１およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１１をインバータ１４Ａへ出力する。
【０１５１】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１１によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４Ａへ供給する。インバータ１４Ａは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１１に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１１によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ１を駆動する。
【０１５２】
これによって、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構２１０を介してエンジン２４０のクランクシャフトを回転数ＭＲＮ１で回転し、エンジン２４０を始動する。これにより、ハイブリッド自動車のエンジン始動時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１５３】
次に、ハイブリッド自動車の発進時における前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１２およびＴＲ２１と、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と、始動後のエンジン２４０の回転力によってモータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるための信号ＲＧＥ１とを外部ＥＣＵから受ける。この場合、トルク指令値ＴＲ１２は、モータジェネレータＭＧ２を発進用に用いるためのトルク指令値であり、トルク指令値ＴＲ２１は、モータジェネレータＭＧ３を発進用に用いるためのトルク指令値である。
【０１５４】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１２およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１２を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８Ｂからのモータ電流ＭＣＲＴ１２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１２およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１２をインバータ１４Ｂへ出力する。さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４Ａへ出力する。
【０１５５】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４Ｂへ供給する。また、インバータ１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１がエンジン２４０の回転力により発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１によって直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をインバータ１４Ｂに供給する。インバータ１４Ｂは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧とインバータ１４Ａからの直流電圧とを受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＩ１２に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１２によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構２１０およびディファレンシャルギアを介して前輪１を駆動する。
【０１５６】
また、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２１およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２１を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２１およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２１をインバータ２４へ出力する。
【０１５７】
そうすると、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９，Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２１によってバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４に供給する。インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して供給された直流電圧を信号ＰＷＭＩ２１によって交流電圧に変換してトルク指令値ＴＲ２１によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ３を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ３は、後輪２を駆動する。
【０１５８】
このようにして、ハイブリッド自動車の前輪１はモータジェネレータＭＧ２によって回転され、後輪２はモータジェネレータＭＧ３によって回転され、ハイブリッド自動車は４ＷＤで発進する。これにより、ハイブリッド自動車の発進時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１５９】
次に、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１を外部ＥＣＵから受ける。なお、トルク指令値ＴＲ１３は、ハイブリッド自動車の前輪１をモータジェネレータＭＧ２のみで駆動するためのトルク指令値である。
【０１６０】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１３を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８Ｂからのモータ電流ＭＣＲＴ１２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１３およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１３をインバータ１４Ｂへ出力する。
【０１６１】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１３によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４Ｂへ供給する。インバータ１４Ｂは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を信号ＰＷＭＩ１３に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１３によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構２１０およびディファレンシャルギアを介して前輪１を駆動し、ハイブリッド自動車は、モータジェネレータＭＧ２によって軽負荷走行を行なう。これにより、ハイブリッド自動車が軽負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１６２】
次に、ハイブリッド自動車が中速低負荷走行モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。この場合の前後輪駆動装置２００の動作は、上述したハイブリッド自動車のエンジン２４０の始動時における前後輪駆動装置２００の動作と同じである。
【０１６３】
次に、ハイブリッド自動車が加速・急加速モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、トルク指令値ＴＲ１４およびＴＲ２２と、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と、モータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるための信号ＲＧＥ１とを外部ＥＣＵから受ける。なお、トルク指令値ＴＲ１４は、モータジェネレータＭＧ２を加速・急加速用に用いるためのトルク指令値であり、トルク指令値ＴＲ２２は、モータジェネレータＭＧ３を加速・急加速用に用いるためのトルク指令値である。
【０１６４】
制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１４およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ１４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ１４を昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｍ１と、電流センサー１８Ｂからのモータ電流ＭＣＲＴ１２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ１４およびモータ回転数ＭＲＮ１とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ１４を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１４をインバータ１４Ｂへ出力する。さらに、制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４Ａへ出力する。
【０１６５】
そうすると、昇圧コンバータ１２のＩＧＢＴＱ１、Ｑ２は、信号ＰＷＭＵ１４によってオン／オフされ、昇圧コンバータ１２は、ＩＧＢＴＱ２がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ１をコンデンサＣ１を介してインバータ１４Ｂへ供給する。また、インバータ１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１がエンジン２４０の回転力（エンジン２４０の回転数は加速前よりも高くなっている。）により発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１によって直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をインバータ１４Ｂに供給する。インバータ１４Ｂは、昇圧コンバータ１２からの直流電圧とインバータ１４Ａからの直流電圧とを受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＩ１４に応じて交流電圧に変換し、トルク指令値ＴＲ１４によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ２を駆動する。
【０１６６】
また、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２２およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２２を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２２およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＩ２２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２２をインバータ２４へ出力する。
【０１６７】
そうすると、昇圧コンバータ２２のＩＧＢＴＱ９、Ｑ１０は、信号ＰＷＭＵ２２によってオン／オフされ、昇圧コンバータ２２は、ＩＧＢＴＱ１０がオンされた期間に応じてバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４へ供給する。インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して供給された直流電圧を信号ＰＷＭＩ２２によって交流電圧に変換してトルク指令値ＴＲ２２によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ３を駆動する。
【０１６８】
そして、モータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構２１０およびディファレンシャルギアを介して前輪１を駆動し、モータジェネレータＭＧ３は、後輪２を駆動し、ハイブリッド自動車は４輪駆動で加速または急加速する。これにより、ハイブリッド自動車の加速・急加速時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１６９】
次に、ハイブリッド自動車が低μ路走行モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１、トルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２を外部ＥＣＵから受ける。なお、信号ＲＧＥ１は、モータジェネレータＭＧ２を回生モードで駆動するための信号であり、トルク指令値ＴＲ２３は、モータジェネレータＭＧ３を駆動モータとして用いるためのトルク指令値である。
【０１７０】
制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＤ１を生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、外部ＥＣＵからの信号ＲＧＥ１に応じて信号ＰＷＭＣ１を生成してインバータ１４Ｂへ出力する。
【０１７１】
そうすると、インバータ１４Ｂは、信号ＰＷＭＣ１に応じて、モータジェネレータＭＧ２を回生モードで駆動し、モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。昇圧コンバータ１２は、インバータ１４Ｂからの直流電圧を信号ＰＷＭＤ１によって降圧してバッテリＢ側に供給する。
【０１７２】
また、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電圧センサー２３からの出力電圧Ｖｍ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＷＭＵ２３を生成し、その生成した信号ＰＷＭＵ２３を昇圧コンバータ２２へ出力する。さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０からのバッテリ電圧Ｖｂと、電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２と、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ２３およびモータ回転数ＭＲＮ２とに基づいて、上述した方法によって信号ＰＭＷＩ２３を生成してインバータ２４へ出力する。
【０１７３】
そうすると、昇圧コンバータ２２は、昇圧コンバータ１２によって降圧された直流電圧を受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＭＵ２３によって昇圧して出力電圧Ｖｍ２をコンデンサＣ２を介してインバータ２４へ供給する。インバータ２４は、コンデンサＣ２を介して受けた直流電圧を信号ＰＷＭＩ２３によって交流電圧に変換してトルク指令値ＴＲ２３によって指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータＭＧ３を駆動する。そして、モータジェネレータＭＧ３は、ハイブリッド自動車の後輪２を駆動する。これにより、ハイブリッド自動車は、モータジェネレータＭＧ２が発電した電力によって後輪２を駆動し、安定して低μ路走行を行なう。そして、ハイブリッド自動車の低μ路走行時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１７４】
最後に、ハイブリッド自動車が減速・制動モードにある場合の前後輪駆動装置２００の動作について説明する。一連の動作が開始されると、制御装置３０は、外部ＥＣＵから信号ＲＧＥ１，ＲＧＥ２を受ける。そして、制御装置３０は、信号ＲＧＥ１，ＲＧＥ２に応じて、モータジェネレータＭＧ２および／またはモータジェネレータＭＧ３を回生モードで駆動する。これにより、ハイブリッド自動車は、回生ブレーキおよび／または機械ブレーキによって減速・制動を行なう。そして、ハイブリッド自動車の減速・制動時における前後輪駆動装置２００の動作が終了する。
【０１７５】
そして、前後輪駆動装置２００においては、ハイブリッド自動車の発進時、および加速・急加速モードにおいて、昇圧コンバータ１２および２２が駆動されるが、昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２は、相互に相補的に昇圧動作を行なうため、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２に供給される直流電流のピーク値を低減できる。
【０１７６】
また、昇圧コンバータ１２および２２が駆動される走行モードにおいては、昇圧コンバータ１２および２２は、独自のリアクトルＬ１，Ｌ２を用いて昇圧動作を行なうため、１つの昇圧コンバータによってバッテリ電圧Ｖｂを昇圧して２つのインバータに供給する場合に比べ、リアクトルＬ１，Ｌ２に流れる直流電流を低減でき、リプル電流を抑制できる。その結果、リアクトルＬ１，Ｌ２における騒音の発生を抑制できる。
【０１７７】
なお、上記においては、昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＭＵ１と昇圧コンバータ２２を駆動するための信号ＰＷＭＵ２とは、相互に位相を反転した関係を有するとして説明したが、この発明においては、これに限らず、信号ＰＷＭＵ２は、信号ＰＷＭＵ１の位相と異なる位相を有していればよい。昇圧コンバータ１２および昇圧コンバータ２２が全く同時に駆動しなければ、バッテリＢから昇圧コンバータ１２または２２へ供給される直流電流のピーク値を低減できるからである。
【０１７８】
また、上記においては、昇圧コンバータ１２およびインバータ１４が１つのＰＣＵに収納され、昇圧コンバータ２２およびインバータ２４がもう１つのＰＣＵに収納されると説明したが、この発明においては、昇圧コンバータ１２および２２を１つのＰＣＵに収納し、そのＰＣＵをバッテリＢの近くに配置するようにしてもよい。これにより、バッテリＢに接続されるＰＣＵの端子を共通化でき、端子数を低減できる。
【０１７９】
さらに、バッテリＢおよび昇圧コンバータ１２，２２を１つのＰＣＵに収納してもよい。これにより、大電流が流れる昇圧コンバータ１２，２２とバッテリとの接続をバスバーまたは短い配線により処理することができる。
【０１８０】
さらに、上記においては、昇圧コンバータ１２，２２およびインバータ１４（１４Ａ，１４Ｂを含む），２４は、ＩＧＢＴによって構成されると説明したが、この発明においては、これに限らず、昇圧コンバータ１２，２２およびインバータ１４（１４Ａ，１４Ｂを含む），２４は、ＮＰＮトランジスタおよびＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子によって構成されていればよい。
【０１８１】
さらに、前後輪駆動装置１００は、フロントモータ６０およびリアモータ７０を２つの負荷装置として備えるが、この発明による前後輪駆動装置は、これに限らず、各車輪に駆動モータが設置された、いわゆる、ホイールモータを負荷装置として備えていてもよい。
【０１８２】
さらに、上記においては、前後輪駆動装置１００をハイブリッド自動車に適用する例を説明したが、この発明は、これに限らず、前後輪駆動装置１００を電気自動車または燃料電池自動車に適用してもよい。
【０１８３】
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、上記した実施の形態の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。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態による前後輪駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】図２に示すモータトルク制御手段の機能ブロック図である。
【図４】図２に示すモータトルク制御手段によって生成される信号のタイミングチャートである。
【図５】図１に示す前後輪駆動装置を搭載したハイブリッド自動車の平面図である。
【図６】ハイブリッド自動車に適用された具体的な前後輪駆動装置の概略ブロック図である。
【図７】動力分割機構の模式図である。
【図８】従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１  前輪、２  後輪、１０，１３，２３，３２０  電圧センサー、１２，２２昇圧コンバータ、１４，１４Ａ，１４Ｂ，２４，３３０  インバータ、１５，２５  Ｕ相アーム、１６，２６  Ｖ相アーム、１７，２７  Ｗ相アーム、１８，１８Ａ，１８Ｂ，２８  電流センサー、３０  制御装置、４０  モータ制御用相電圧演算部、４２  インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０  インバータ入力電圧指令演算部、５２  コンバータ用デューティー比演算部、５４  コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、６０  フロントモータ、７０  リアモータ、９０〜９２  ケーブル、１００，２００  前後輪駆動装置、２１０  動力分割機構、２１１  リングギア、２１２  キャリアギア、２１３  サンギア、２４０  エンジン、２５１，２５２，２５４  シャフト、２５３  プラネタリキャリア、３００  モータ駆動装置、３０１  モータトルク制御手段、３０２  電圧変換制御手段、３１０  双方向コンバータ、３１１，Ｌ１，Ｌ２  リアクトル、３１２，３１３，Ｑ１〜Ｑ１６  ＩＧＢＴ、３１４，３１５  ダイオード、Ｂ  バッテリ、Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ、ＳＲ１，ＳＲ２  システムリレー、Ｄ１〜Ｄ１６  ダイオード、Ｍ１  交流モータ、ＭＧ１〜ＭＧ３  モータジェネレータ。
【図１】
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【図２】
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【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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