JP2022175914A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の駆動輪が差動装置を介して動力源に連結された構成において、複数の駆動輪を駆動する際、駆動輪の駆動トルクの方向が逆向きにならないようにすること。
【解決手段】第１回転電機、第２回転電機と、三つの回転要素を有する差動装置と、第１回転電機と第２回転電機とを制御する制御装置と、を備え、制御装置が、第１回転電機と第２回転電機とを駆動する両駆動制御を実行する場合には、第３回転要素に第１回転電機からの正トルクおよび第２回転電機からの負トルクが作用する状態で第１駆動輪と第２駆動輪とを駆動する車両であって、制御装置は、両駆動制御を実行する際に第１駆動輪の駆動トルクが正トルクとなるように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に関する。

特許文献１には、前輪用の動力源である第１モータと、後輪用の動力源である第２モータとを備えた車両において、第１モータの電力消費と第２モータの電力消費との和が最小となるモータトルクの組み合せにより四輪駆動を行うことが開示されている。

特開２００６－１８０６５７号公報

ところで、車両に搭載される動力伝達装置として、主動力源（第１動力源）から出力された動力を前輪と後輪とに分配するトランスファが知られている。トランスファは差動装置を含んで構成されており、その出力側はフロントプロペラシャフトとリアプロペラシャフトとに連結されている。このトランスファは、一方のプロペラシャフトのみに動力を出力する二輪駆動状態と、両方のプロペラシャフトに動力を出力する四輪駆動状態との間で切り替わる。さらに、この車両が副動力源（第２動力源）を備える場合、副動力源が差動装置に連結されていることにより、前輪と後輪とに分配されるトルクの大きさを副動力源の動力によって制御することができる。

ところが、この車両では、差動装置が差動作用をなす状態で四輪駆動を行うと、副動力源からそれぞれのプロペラシャフトに作用するトルクの方向が逆向きになる。つまり、主動力源と副動力源とを用いて走行する際、一方のプロペラシャフトには副動力源からの負トルクが作用するので、この負トルクを打ち消すような正トルクを主動力源からそのプロペラシャフトに作用させる必要がある。しかしながら、この車両に、特許文献１に記載された制御を適用すると、一方のプロペラシャフトに作用する負トルクを打ち消すことができず、前輪の駆動トルクの方向と後輪の駆動トルクの方向とが逆向きになり、走行不能になる虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、複数の駆動輪が差動装置を介して動力源に連結された構成において、複数の駆動輪を駆動する際、駆動輪の駆動トルクの方向が逆向きにならないようにすることができる車両を提供することを目的とする。

本発明は、第１回転電機と、第２回転電機と、第１駆動輪に連結された第１出力軸と、第２駆動輪に連結された第２出力軸と、三つの回転要素として、前記第２回転電機が連結された第１回転要素と、前記第２出力軸が連結された第２回転要素と、前記第１回転電機および前記第１出力軸が連結された第３回転要素とを有する差動装置と、前記第１回転電機と前記第２回転電機とを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記第１回転電機と前記第２回転電機とを駆動する両駆動制御を実行する場合には、前記第３回転要素に前記第１回転電機からの正トルクおよび前記第２回転電機からの負トルクが作用する状態で前記第１駆動輪と前記第２駆動輪とを駆動する車両であって、前記制御装置は、前記両駆動制御を実行する際に前記第１駆動輪の駆動トルクが正トルクとなるように制御することを特徴とする。

この構成によれば、第１駆動輪と第２駆動輪とを駆動する際、第２回転電機からの負トルクが第３回転要素に作用する状態であっても、第１駆動輪の駆動トルクを正トルクに制御することができる。これにより、第１駆動輪の駆動トルクの方向と第２駆動輪の駆動トルクの方向とが逆向きにならないようにすることができる。

また、前記制御装置は、前記両駆動制御を実行中、前記第３回転要素において前記第１回転電機から作用する正トルクが前記負トルクよりも大きくなるように前記第１回転電機の動力と前記第２回転電機の動力とを制御してもよい。

この構成によれば、第１駆動輪と第２駆動輪とを駆動する際、第１回転電機から第３回転要素に作用する正トルクが、第２回転電機から第３回転要素に作用する負トルクよりも大きいことにより、第１駆動輪の駆動トルクを正トルクにすることができる。

また、前記制御装置は、前記両駆動制御を実行中、前記第３回転要素において前記第１回転電機から作用する正トルクが前記負トルクよりも大きい状態を維持できる範囲で、前記第１回転電機の動力を小さくし、かつ前記第２回転電機の動力を大きくしてもよい。

この構成によれば、第１駆動輪と第２駆動輪とで駆動トルクの方向が逆向きとならない状態で、第２回転電機の動力を大きくしつつ第１回転電機の動力を抑制することができる。

また、前記制御装置は、前記両駆動制御を実行中、前記第３回転要素において前記第１回転電機から作用する正トルクが前記負トルクよりも大きい状態を維持できる範囲で、前記第２回転電機の動力を前記第１回転電機の動力よりも大きくしてもよい。

この構成によれば、第１駆動輪と第２駆動輪とで駆動トルクの方向が逆向きとならない状態で、第２回転電機の動力を第１回転電機の動力よりも大きくすることができる。これにより、動力伝達装置の効率において、第１回転電機の動力よりも第２回転電機の動力のほうが効率よく動力伝達可能な場合には、第１回転電機の動力を抑制することより燃費を向上させることができる。

また、前記制御装置は、当該車両を発進させる際、前記第１回転電機を駆動した後に前記第２回転電機を駆動する発進制御を実行してもよい。

この構成によれば、第３回転要素に第１回転電機からの正トルクが作用している状態から第２回転電機の駆動を開始することができる。これにより、第３回転要素のトルクが負トルクになることを抑制することができる。

また、前記制御装置は、前記発進制御を実行中、前記第２回転電機が駆動した後は前記第３回転要素において前記第１回転電機から作用する正トルクが前記負トルクよりも大きくなるように前記第１回転電機の動力と前記第２回転電機の動力とを制御してもよい。

この構成によれば、車両が発進する際、第１回転電機から第３回転要素に作用する正トルクが、第２回転電機から第３回転要素に作用する負トルクよりも大きいことにより、第１駆動輪の駆動トルクを正トルクにすることができる。

本発明では、第１駆動輪と第２駆動輪とを駆動する際、第２回転電機からの負トルクが第３回転要素に作用する状態であっても、第１駆動輪の駆動トルクを正トルクに制御することができる。これにより、第１駆動輪の駆動トルクの方向と第２駆動輪の駆動トルクの方向とが逆向きにならないようにすることができる。

図１は、実施形態の車両を模式的に示すスケルトン図である。 図２は、四輪駆動状態での差動装置の回転要素の状態を示す共線図である。 図３は、フロントペラトルクとリアペラトルクとの関係を示す図である。 図４は、リアペラトルクが正トルクとなる状態を説明するための図である。 図５は、リアペラトルクが正トルクとなる状態での第１モータトルクと第２モータトルクとの関係を示す図である。 図６は、実施形態の車両が発進する場合を説明するためのタイムチャート図である。 図７は、比較例の車両が発進する場合を説明するためのタイムチャート図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、実施形態の車両を模式的に示すスケルトン図である。車両１は、動力源として、エンジン２と、第１モータ３と、第２モータ４とを備えたハイブリッド車両である。また、車両１は、駆動輪として、左右の前輪５Ｌ，５Ｒと、左右の後輪６Ｌ，６Ｒとを備えた四輪駆動車である。なお、この説明では、左右を特に区別しない場合は符号Ｌ，Ｒを省略する。

この車両１はパラレル式ハイブリッドをベースとするとともに、前置エンジン後輪駆動をベースとする車両である。そのため、後輪６は、主駆動輪であって、二輪駆動走行中と四輪駆動走行中とに駆動輪となる。前輪５は、副駆動輪であって、二輪駆動走行中に従動輪となり、四輪駆動走行中に駆動輪となる。また、第１モータ３が主駆動用のモータであり、第２モータ４が前後配分用のモータである。そして、第１モータ３と第２モータ４とが駆動することにより、動力源の動力が前輪５と後輪６とに伝達される。本実施形態では、後輪６が第１駆動輪であり、前輪５が第２駆動輪である。

また、車両１は、動力源の動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置１０を備えている。動力伝達装置１０は、クラッチ１１と、トルクコンバータ１２と、自動変速機１３と、差動装置１４と、伝達装置１５と、フロントプロペラシャフト１６と、リアプロペラシャフト１７と、前輪用デファレンシャルギヤ機構１８と、後輪用デファレンシャルギヤ機構１９と、左右の前輪車軸２０Ｌ，２０Ｒと、左右の後輪車軸２１Ｌ，２１Ｒとを備えている。車両１の前輪側では、左右の前輪車軸２０Ｌ，２０Ｒが前輪用デファレンシャルギヤ機構１８に連結されているとともに、前輪用デファレンシャルギヤ機構１８がフロントプロペラシャフト１６に連結されている。車両１の後輪側では、左右の後輪車軸２１Ｌ，２１Ｒが後輪用デファレンシャルギヤ機構１９に連結されているとともに、後輪用デファレンシャルギヤ機構１９がリアプロペラシャフト１７に連結されている。

クラッチ１１は、エンジン２とトルクコンバータ１２との間に設けられ、エンジン２を駆動輪から切り離すためのクラッチである。このクラッチ１１は油圧式の摩擦係合装置により構成されている。クラッチ１１が係合状態である場合、エンジン２とトルクコンバータ１２との間は動力伝達可能に接続され、エンジン２が駆動輪に接続される。クラッチ１１が解放状態である場合、エンジン２とトルクコンバータ１２との間が動力伝達不能に切断され、エンジン２が駆動輪から切り離される。また、エンジン２にはフライホイール２２が常時接続されている。フライホイール２２は、エンジン２とクラッチ１１との間に設けられ、ダンパ２２ａを含んで構成されている。ダンパ２２ａの出力要素はクラッチ１１の入力側係合要素と一体回転する。クラッチ１１の出力側係合要素は第１モータ３と一体回転する。

第１モータ３は、クラッチ１１とトルクコンバータ１２との間に設けられ、主動力源として機能するモータである。この第１モータ３は電動機および発電機として機能することが可能な第１回転電機（第１モータ・ジェネレータ）であり、インバータを介してバッテリと電気的に接続されている。そして、第１モータ３は、ロータ３ａと、ステータ３ｂと、ロータ軸３ｃとを備えている。

ロータ３ａは、クラッチ１１の出力側係合要素と一体回転するように連結されている。図１に示すように、第１モータ３とクラッチ１１とは軸方向位置が重なる位置に配置されており、ロータ３ａの内周部にクラッチ１１の出力側係合要素が取り付けられている。ステータ３ｂは、ステータコアと、ステータコアに巻き付けられたステータコイルとを有する。ロータ軸３ｃは、第１モータ３の出力軸として機能する回転軸であり、ロータ３ａと一体回転する。ロータ軸３ｃから出力された動力がトルクコンバータ１２に入力される。

トルクコンバータ１２は、クラッチ１１と自動変速機１３との間に設けられている。このトルクコンバータ１２は、ポンプインペラと、タービンランナと、ロックアップクラッチとを備えている。ポンプインペラはフロントカバーおよびロータ軸３ｃと一体回転する。タービンランナはタービン軸および自動変速機１３の入力軸と一体回転する。ロックアップクラッチはフロントカバーとタービン軸とを選択的に接続する油圧式の摩擦クラッチである。ロックアップクラッチが解放すると、ポンプインペラとタービンランナとの間で作動油を介した動力伝達が可能になる。ロックアップクラッチが係合すると、フロントカバーとタービン軸とが直結され、ロータ軸３ｃと自動変速機１３の入力軸とが一体回転可能になる。

このように、クラッチ１１が係合状態である場合、エンジン２から出力された動力と、第１モータ３から出力された動力とはトルクコンバータ１２を介して自動変速機１３に伝達可能である。クラッチ１１が解放状態である場合であっても、第１モータ３から出力された動力はトルクコンバータ１２を介して自動変速機１３に伝達可能である。そして、自動変速機１３は、入力された動力を変速して回転軸２３から出力する。回転軸２３は、自動変速機１３の出力軸として機能する。

回転軸２３にはリアプロペラシャフト１７が連結されている。回転軸２３とリアプロペラシャフト１７とは同一軸線上に配置され、一体回転する。そして、自動変速機１３から回転軸２３に出力された動力は、リアプロペラシャフト１７から、後輪用デファレンシャルギヤ機構１９、後輪車軸２１を介して後輪６へ伝達される。また、回転軸２３には差動装置１４が連結されている。

差動装置１４は、複数の回転要素によって差動作用を行い、動力源の動力を前輪５と後輪６とに分配する動力分配機構である。図１に例示する差動装置１４は、シングルピニオン型の遊星歯車装置である。この差動装置１４は、三つの回転要素として、サンギヤＳと、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤを自転可能かつ公転可能に支持するキャリアＣと、ピニオンギヤを介してサンギヤＳと噛み合うリングギヤＲと、を備えている。本実施形態では、サンギヤＳが第１回転要素、キャリアＣが第２回転要素、リングギヤＲが第３回転要素である。

この差動装置１４には、第１モータ３と、第２モータ４と、フロントプロペラシャフト１６と、リアプロペラシャフト１７とが連結されている。第１回転要素であるサンギヤＳには、第２モータ４が連結されている。第２回転要素であるキャリアＣには、フロントプロペラシャフト１６が連結されている。第３回転要素であるリングギヤＲには、リアプロペラシャフト１７と第１モータ３とが連結されている。

詳細には、第１回転要素であるサンギヤＳには、第１回転部材２４が一体回転するように連結されている。第１回転部材２４は、回転軸２３およびリアプロペラシャフト１７と同一軸線上に配置された回転軸であり、第２モータ４の動力を差動装置１４に入力する。この第１回転部材２４は、第２モータ４側の動力伝達経路において、差動装置１４の入力軸として機能する。

第２モータ４は、第１回転部材２４の回転中心軸線とは異なる軸線上に設けられ、副動力源として機能するモータである。この第２モータ４は電動機および発電機として機能することが可能な第２回転電機（第２モータ・ジェネレータ）であり、インバータを介してバッテリと電気的に接続されている。第２モータ４は、ロータ４ａと、ステータ４ｂと、ロータ４ａと一体回転するロータ軸４ｃとを備えている。

ロータ軸４ｃにはリダクションギヤ２５が設けられている。ロータ軸４ｃは、ロータ４ａおよびリダクションギヤ２５と一体回転する。リダクションギヤ２５はカウンタギヤ２６と噛み合っている。カウンタギヤ２６は入力ギヤ２７と噛み合っている。入力ギヤ２７は第１回転部材２４と一体回転する。リダクションギヤ２５とカウンタギヤ２６と入力ギヤ２７とによってギヤ列が形成されている。このギヤ列は、変速比が「１」のギヤ列であってもよく、変速比が「１」よりも大きい減速ギヤ列であってもよい。例えば減速ギヤ列である場合、第２モータ４から出力された動力がカウンタギヤ２６を介して入力ギヤ２７に伝達される際、第２モータ４の回転は変速（減速）されて伝達される。このように、第２モータ４はサンギヤＳに常時接続されている。

第２回転要素であるキャリアＣには、第２回転部材２８が一体回転するように連結されている。第２回転部材２８は、差動装置１４からフロントプロペラシャフト１６に動力を出力する際、差動装置１４の出力部材として機能する。そして、差動装置１４から第２回転部材２８に出力された動力は、伝達装置１５から、フロントプロペラシャフト１６、前輪用デファレンシャルギヤ機構１８、前輪車軸２０を介して前輪５へ伝達される。

伝達装置１５は、前輪側の動力伝達経路を形成する機構であり、差動装置１４とフロントプロペラシャフト１６との間の動力伝達経路に設けられている。この伝達装置１５は、ドライブギヤ２９と、ドリブンギヤ３０と、チェーンベルト３１とを備えている。

ドライブギヤ２９は、第２回転部材２８と一体回転するように連結された回転部材であり、フロントプロペラシャフト１６へ動力を出力する出力ギヤとして機能する。このドライブギヤ２９は、回転軸２３およびリアプロペラシャフト１７と同一軸線上に配置され、リアプロペラシャフト１７に対して相対回転可能である。ドリブンギヤ３０は、フロントプロペラシャフト１６に一体的に設けられたギヤである。チェーンベルト３１は、ドライブギヤ２９とドリブンギヤ３０との間を連結する前輪用駆動チェーンである。そして、ドライブギヤ２９が回転することによってドリブンギヤ３０が回転し、ドリブンギヤ３０とフロントプロペラシャフト１６とが一体回転する。

第３回転要素であるリングギヤＲには、第３回転部材３２が一体回転するように連結されている。第３回転部材３２は、回転軸２３と差動装置１４との間の動力伝達経路を形成する。つまり、後輪６を駆動するために第１モータ３からリアプロペラシャフト１７に動力が伝達される際、回転軸２３とリアプロペラシャフト１７と第３回転部材３２とリングギヤＲとが一体回転するので、後輪６を駆動するためのトルクがリングギヤＲに作用することになる。

また、車両１は、車両１を制御する電子制御装置１００を備えている。例えば、電子制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを含んで構成されている。ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことによって車両１の各種制御を実行する。

電子制御装置１００には、車両１に搭載された各種センサからの信号が入力される。例えば、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサや、第１モータ３の回転角を検出する第１モータ回転角度センサや、第２モータ４の回転角を検出する第２モータ回転角度センサや、車速を検出する車速センサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、運転者の操作によって四輪駆動モードを選択するための４ＷＤ選択スイッチなどからの信号が電子制御装置１００に入力される。電子制御装置１００は、入力された信号に基づいて車両１の駆動制御等を実行する。そして、電子制御装置１００からは、エンジン２を制御する指令信号、自動変速機１３を制御する指令信号、第１モータ３を制御する指令信号、第２モータ４を制御する指令信号等が出力される。つまり、電子制御装置１００は第１モータ３および第２モータ４を制御する制御装置である。

そして、車両１では、差動装置１４が常に差動作用を行うため、第１モータ３を駆動した状態で第２モータ４の停止と駆動とを切り替えることにより、二輪駆動状態と四輪駆動状態とを切り替えることが可能である。

二輪駆動状態では、エンジン２の動力および第１モータ３の動力が差動装置１４を介さずに後輪６に伝達される。そして、電子制御装置１００は、第２モータ４を停止させた状態で第１モータ３のみを駆動する単駆動制御を実行することが可能である。つまり、電子制御装置１００が単駆動制御を実行することにより、車両１は二輪駆動状態に制御される。この単駆動制御を実行する際、クラッチ１１が解放状態であっても第１モータ３の動力による二輪駆動状態を実現できる。また、電子制御装置１００は、クラッチ１１を係合状態に制御した状態でエンジン２を駆動することにより、エンジン２の動力による二輪駆動状態を実現することも可能である。

四輪駆動状態では、エンジン２の動力および第１モータ３の動力が差動装置１４を介さずに後輪６に伝達されるとともに、第２モータ４の動力が差動装置１４を介して前輪５に伝達される。四輪駆動時、リアプロペラシャフト１７とフロントプロペラシャフト１６との間の回転差動が制限されない状態であるため、第２モータ４の動力によって前後配分を制御することができる。つまり、電子制御装置１００は、第１モータ３と第２モータ４とを駆動する両駆動制御を実行する。そして、電子制御装置１００が両駆動制御を実行することにより、車両１は四輪駆動状態に制御される。そのうえで、電子制御装置１００は、車両１を四輪駆動状態に制御する際、第２モータ４の動力を制御するとともに、第１モータ３の動力を制御することによって、後輪側と前輪側とにおけるトルクの配分を制御する。

図２は、四輪駆動状態での差動装置の回転要素の状態を示す共線図である。なお、図２では、第１モータ３が「ＭＧ１」、第２モータ４が「ＭＧ２」、フロントプロペラシャフト１６が「Ｆｒペラ」、リアプロペラシャフト１７が「Ｒｒペラ」、サンギヤＳが「Ｓ」、キャリアＣが「Ｃ」、リングギヤＲが「Ｒ」、差動装置１４のギヤ比が「ρ」と記載されている。また、共線図の縦軸間の関係においてサンギヤＳとキャリアＣとの間が「１」に対応する間隔とされると、キャリアＣとリングギヤＲとの間が差動装置１４のギヤ比ρ（＝サンギヤＳの歯数／リングギヤＲの歯数）に対応する間隔とされる。

図２に示すように、車両１が四輪駆動状態となる場合、サンギヤＳには第２モータ４から出力されたトルク（以下、第２モータトルクという）Ｔｍｇ２が作用し、キャリアＣにはフロントプロペラシャフト１６に伝達されるフロントペラトルクＴｆｒが作用し、リングギヤＲにはリアプロペラシャフト１７に伝達されるリアペラトルクＴｒｒが作用する。フロントペラトルクＴｆｒはフロントプロペラシャフト１６のトルクである。リアペラトルクＴｒｒはリアプロペラシャフト１７のトルクである。また、車両１が四輪駆動する際、第２モータトルクＴｍｇ２とフロントペラトルクＴｆｒとリアペラトルクＴｒｒとはいずれも正トルクである。これにより、前輪５の駆動トルクが正トルクとなり、かつ後輪６の駆動トルクが正トルクとなる。

なお、正トルクとは、正方向の回転数を増大させる方向（すなわち負方向の回転数を０に近づける方向）に作用するトルクである。負トルクとは、正方向の回転数を減少させる方向（すなわち負方向の回転数を０から遠ざける方向）に作用するトルクである。図２に示す共線図では、正トルクは上向き矢印、負トルクは下向き矢印により表される。また、共線図では、正方向の回転数は「０」よりも上側、負方向の回転数は「０」よりも下側に表される。

図２に示すように、サンギヤＳのトルクは、第２モータ４側から入力されるトルクにより表される。サンギヤＳに作用するトルクは、第２モータ４とサンギヤＳとの間のギヤ比と第２モータトルクＴｍｇ２との乗算により求められる。例えば、第２モータ４とサンギヤＳとの間のギヤ比が「１」の場合、サンギヤＳのトルクは第２モータトルクＴｍｇ２と同じ大きさになる。

キャリアＣのトルクは、第２モータ４のトルクと差動装置１４のギヤ比ρとにより表される。キャリアＣに作用するトルクはフロントプロペラシャフト１６に作用するトルクである。そのため、フロントペラトルクＴｆｒは、Ｔｆｒ＝｛（１＋ρ）／ρ｝×Ｔｍｇ２により表される。

さらに、四輪駆動状態では、サンギヤＳに第２モータ４からの正トルクが作用すると、それに伴いリングギヤＲに負トルクが作用する。つまり、第２モータ４からのトルクとして、リングギヤＲには負トルクが作用する。この負トルクは、「（１／ρ）×Ｔｍｇ２」により表される。

そのため、リングギヤＲのトルクは、第１モータ３側からの入力トルクＴｉｎと、第２モータ４からの負トルクとにより表される。入力トルクＴｉｎは、第１モータ３側から回転軸２３に伝達された正トルクである。回転軸２３はリアプロペラシャフト１７とリングギヤＲと一体回転するため、回転軸２３のトルクが入力トルクＴｉｎとしてリングギヤＲに入力される。さらに、リングギヤＲには、第２モータ４側からの負トルクが作用している。そのため、リアペラトルクＴｒｒは、Ｔｒｒ＝Ｔｉｎ－（１／ρ）×Ｔｍｇ２により表される。また、図２に示す例では、正トルクである入力トルクＴｉｎが第２モータ４側からの負トルクよりも大きいため、リアペラトルクＴｒｒは正トルクとなる。そして、四輪駆動状態では、フロントペラトルクＴｆｒとリアペラトルクＴｒｒとを合算した値が入力トルクＴｉｎと第２モータトルクＴｍｇ２とを合算した値と等しくなる。

また、四輪駆動状態では、第２モータトルクＴｍｇ２を大きくすることによってフロントペラトルクＴｆｒを増大させることが可能である。しかしながら、フロントペラトルクＴｆｒを増大させるために第２モータトルクＴｍｇ２を大きくしすぎると、リングギヤＲに作用する負トルクが過大になり、例えば負トルクが入力トルクＴｉｎよりも大きくなり、リアペラトルクＴｒｒが負トルクになってしまう可能性がある。このようにしてリアペラトルクＴｒｒが負トルクになると、前輪５の駆動トルクと後輪６の駆動トルクとが逆向きのトルクになってしまう。そこで、車両１では、差動装置１４を介して動力を伝達する際、フロントペラトルクＴｆｒとリアペラトルクＴｒｒとが逆向きのトルクとならないように構成されている。

具体的には、電子制御装置１００は、四輪駆動制御を実行する際、後輪６の駆動トルクが正トルクとなるように第１モータ３の動力と第２モータ４の動力とを制御する。この場合、四輪駆動状態を実現するためには、第１モータ３側から差動装置１４に動力が入力されている状態で第２モータ４側から差動装置１４に動力が入力されることが必要である。要するに、キャリアＣに正トルクを作用させるためには、第２モータ４からサンギヤＳに入力されるトルクに対する反力として、正トルクがリングギヤＲに入力されていることが必要である。すなわち、フロントプロペラシャフト１６に正トルクを伝達するためには、第１モータ３側からリングギヤＲに正トルクが入力されている必要がある。つまり、前輪側の動力伝達経路に動力を伝達する際、サンギヤＳが入力要素となり、キャリアＣが出力要素となり、リングギヤＲが反力要素となる。そのため、第１モータ３側からの正トルクがリングギヤＲに作用している状態で第２モータトルクＴｍｇ２がサンギヤＳに入力されることにより、キャリアＣに正トルクが作用する。キャリアＣにはフロントプロペラシャフト１６が連結されているため、キャリアＣに作用する正トルクがフロントプロペラシャフト１６に出力される。

また、電子制御装置１００は、エンジン２を停止した状態で第１モータ３を駆動するＥＶモードと、エンジン２の動力を用いて走行するＨＶモードとを実行することができる。ＥＶモードには、両駆動制御と単駆動制御とが含まれる。ＥＶモードでは、入力トルクＴｉｎが第１モータ３から出力されたトルク（以下、第１モータトルクという）Ｔｍｇ１に基づいたトルクとなる。つまり、ＥＶモードが実行されると、入力トルクＴｉｎは第１モータ３からリアプロペラシャフト１７までの間のギヤ比と第１モータトルクＴｍｇ１とにより表される。

また、電子制御装置１００は、動力伝達装置１０の伝達率を考慮してＥＶモードを実行することできる。第１モータ３を用いたＥＶ走行や回生では、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチが解放した状態でのトルク伝達や、自動変速機１３を経由するため、効率が高くない。一方、第２モータ４の動力は、トルクコンバータ１２や自動変速機１３の効率を受けずに伝達されるため、効率がよい。しかしながら、第２モータ４の動力は、差動装置１４のリングギヤＲが反力要素として機能することにより駆動輪に伝達されるものであるため、第２モータ４単体では駆動輪に伝達されない。そこで、四輪駆動時に、燃費最適化のため、第２モータ４で可能な限り動力を出力し、第１モータ３の動力を抑制することにより、効率の最大化を図り、燃費の向上を図る。ただし、第２モータ４の動力は前後配分の機能上、前後輪いずれかが負トルクとならない範囲で設定される。

図３は、フロントペラトルクとリアペラトルクとの関係を示す図である。なお、図３には、ＥＶモードでの各種トルクが示されている。

図３に矢印Ａ１で示すように、第１モータトルクＴｍｇ１を動力伝達装置１０に印加することにより、第１モータ３からリアプロペラシャフト１７にトルクが伝達されるため、リアペラトルクＴｒｒが正トルクとなる。例えば、二輪駆動状態では、第２モータトルクＴｍｇ２がゼロの状態で正方向のリアペラトルクＴｒｒが作用している。この状態から、第２モータトルクＴｍｇ２を動力伝達装置１０に印加すると、四輪駆動状態に移行する。そして、第２モータトルクＴｍｇ２を増大させることにより、矢印Ａ２に示すように、リアペラトルクＴｒｒを減少させながらフロントペラトルクＴｆｒを増大させることができる。図３に示す例では、入力トルクＴｉｎの大きさを変更せずに、第２モータトルクＴｍｇ２を増大させている。つまり、第１モータトルクＴｍｇ１が一定状態で第２モータトルクＴｍｇ２を増大させることにより、フロントペラトルクＴｆｒが増大しつつリアペラトルクＴｒｒが減少する。

そして、リアペラトルクＴｒｒを正トルクに維持できる範囲Ｂまで減少させることが可能である。この範囲Ｂは、リアペラトルクＴｒｒがゼロよりも大きく、かつ所定値よりも小さい範囲に設定されている。この所定値は、第１モータ３と第２モータ４とについて極力第２モータ４の動力を使ってＥＶ走行を行うことが可能な値に設定されている。つまり、範囲Ｂは、第１モータトルクＴｍｇ１と第２モータトルクＴｍｇ２とについて極力第２モータトルクＴｍｇ２による駆動力を使ってＥＶ走行を行うことが可能な範囲であって、リアペラトルクＴｒｒが負トルクにならない範囲である。例えば所定値は、第２モータトルクＴｍｇ２が第１モータトルクＴｍｇ１よりも大きくなる値に設定可能である。この場合、範囲Ｂは、リングギヤＲにおいて第１モータ３側からの正トルクが第２モータ４側からの負トルクよりも大きい状態を維持できる範囲に設定されている。

そのため、電子制御装置１００は、図４に示すように、リアペラトルクＴｒｒが範囲Ｂ内のトルクとなるように、第１モータトルクＴｍｇ１と第２モータトルクＴｍｇ２とを制御する。この場合、極力第２モータ４の動力を活用してＥＶ走行が可能になるように、図５に示すように、リアペラトルクＴｒｒが負トルクとなる領域（負領域）に入らない程度に第１モータトルクＴｍｇ１の大きさと第２モータトルクＴｍｇ２の大きさとを制御する。例えば、図５に実線で示すように、リアペラトルクＴｒｒが負トルクとならない範囲において、第２モータトルクＴｍｇ２が第１モータトルクＴｍｇ１よりも大きくなるように制御する。その際、電子制御装置１００は、入力トルクＴｉｎと、第２モータトルクＴｍｇ２と、第２モータ４からサンギヤＳまでのギヤ比と、差動装置１４のギヤ比ρとに基づいて、リアペラトルクＴｒｒおよびフロントペラトルクＴｆｒを算出する。また、図５に破線で示すように、リアペラトルクＴｒｒがゼロとなる場合には燃費上は効率が最大となる。すなわち、リアペラトルクＴｒｒがゼロ以上の領域で第２モータトルクＴｍｇ２が最大となる場合に最大効率となる。

例えば、電子制御装置１００は、車両１が発進する際、エンジン２を停止した状態からＥＶ発進を行う。その際、電子制御装置１００は両駆動制御を実行する。図６に示すように、電子制御装置１００は、車両１が停車中に発進要求を受け付けると、発進制御を開始する（時刻ｔ１）。発進制御では、要求駆動力に応じてモータの動力を制御する。発進制御を開始する際、電子制御装置１００は第２モータ４を停止したままの状態で第１モータ３のみを駆動する。そして、第１モータ３の動力が大きくなると第２モータ４を駆動する（時刻ｔ２）。時刻ｔ２において、両駆動制御が開始される。電子制御装置１００は第２モータ４の駆動を開始すると、第１モータトルクＴｍｇ１の増大を抑制するように第１モータ３を制御する。一方、電子制御装置１００は第２モータトルクＴｍｇ２の増大を継続させる。そのため、第２モータトルクＴｍｇ２が第１モータトルクＴｍｇ１よりも大きくなる（時刻ｔ３）。時刻ｔ３以降、第２モータトルクＴｍｇ２のほうが大きい状態に制御される。そして、エンジン２の始動を開始する（時刻ｔ４）。時刻ｔ４において、エンジン始動制御が開始される。時刻ｔ４以降、エンジン２を始動中に第１モータトルクＴｍｇ１および第２モータトルクＴｍｇ２をゼロに向けて減少させる。そして、エンジン２が始動することにより、要求駆動力をエンジン２の動力で満たすことができる（時刻ｔ５）。

以上説明した通り、実施形態によれば、第１モータ３と第２モータ４とがそれぞれにトルクを出力する際、効率が良い第２モータ４で可能な限り動力を加算し、第１モータ３の動力を抑えながらリアプロペラシャフト１７のトルクを正トルクに制御することができる。これにより、燃費を向上させつつ、前輪５の駆動トルクと後輪６の駆動トルクとを同じ向きのトルクに制御することができる。

また、車両１がＥＶ発進する際に、第２モータ４の動力を大きくしつつ第１モータ３の動力を抑制することができるため、燃費が向上する。例えば、第１モータのみでＥＶ発進を行う比較例では、図７に示すように、第１モータを駆動した後、第２モータを停止した状態のままエンジンを駆動する。この場合、時刻ｔ１から時刻ｔ４まで、相対的に効率の低い第１モータ側の動力伝達経路を使用することになり、効率が高くない。一方、本実施形態によれば、第２モータ４の動力が第１モータ３の動力よりも大きくなるように制御するため、効率のよい動力伝達が可能になり、燃費が向上する。

なお、車両１は、パラレル式ハイブリッドをベースとする車両に限定されない。例えば、車両１は、エンジン１を搭載しない電動車両であってもよい。この場合、第１モータ３は主動力源となり、第２モータ４は副動力源となる。

また、車両１は、前置エンジン後輪駆動をベースとする車両に限定されない。例えば、前輪駆動をベースとする車両１であってもよい。この場合、前輪５が第１駆動輪となり、後輪６が第２駆動輪となる。つまり、主駆動輪は、前輪５と後輪６とのうちの一方の駆動輪であり、副駆動輪は、前輪５と後輪６とのうちの他方の駆動輪である。

また、自動変速機１３は、変速機であればよく、その構成は特に限定されない。

また、電子制御装置１００は、車両１が発進する場合に限らず、両駆動制御を実行することが可能である。つまり、車両発進時に限らず、車両走行中に両駆動制御が実行されてもよい。

１ 車両
２ エンジン
３ 第１モータ（第１回転電機）
４ 第２モータ（第２回転電機）
５，５Ｒ，５Ｌ 前輪（第２駆動輪）
６，６Ｒ，６Ｌ 後輪（第１駆動輪）
１０ 動力伝達装置
１１ クラッチ
１２ トルクコンバータ
１３ 自動変速機
１４ 差動装置
１５ 伝達装置
１６ フロントプロペラシャフト（第２出力軸）
１７ リアプロペラシャフト（第１出力軸）
２３ 回転軸
２４ 第１回転部材
２８ 第２回転部材
３２ 第３回転部材
１００ 電子制御装置（制御装置）
Ｃ キャリア
Ｓ サンギヤ
Ｒ リングギヤ

Claims (6)

1. 第１回転電機と、
   第２回転電機と、
   第１駆動輪に連結された第１出力軸と、
   第２駆動輪に連結された第２出力軸と、
   三つの回転要素として、前記第２回転電機が連結された第１回転要素と、前記第２出力軸が連結された第２回転要素と、前記第１回転電機および前記第１出力軸が連結された第３回転要素とを有する差動装置と、
   前記第１回転電機と前記第２回転電機とを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置が、前記第１回転電機と前記第２回転電機とを駆動する両駆動制御を実行する場合には、前記第３回転要素に前記第１回転電機からの正トルクおよび前記第２回転電機からの負トルクが作用する状態で前記第１駆動輪と前記第２駆動輪とを駆動する車両であって、
   前記制御装置は、前記両駆動制御を実行する際に前記第１駆動輪の駆動トルクが正トルクとなるように制御する
   ことを特徴とする車両。
2. 前記制御装置は、前記両駆動制御を実行中、前記第３回転要素において前記第１回転電機から作用する正トルクが前記負トルクよりも大きくなるように前記第１回転電機の動力と前記第２回転電機の動力とを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 前記制御装置は、前記両駆動制御を実行中、前記第３回転要素において前記第１回転電機から作用する正トルクが前記負トルクよりも大きい状態を維持できる範囲で、前記第１回転電機の動力を小さくし、かつ前記第２回転電機の動力を大きくする
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両。
4. 前記制御装置は、前記両駆動制御を実行中、前記第３回転要素において前記第１回転電機から作用する正トルクが前記負トルクよりも大きい状態を維持できる範囲で、前記第２回転電機の動力を前記第１回転電機の動力よりも大きくする
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の車両。
5. 前記制御装置は、当該車両を発進させる際、前記第１回転電機を駆動した後に前記第２回転電機を駆動する発進制御を実行する
   ことを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の車両。
6. 前記制御装置は、前記発進制御を実行中、前記第２回転電機が駆動した後は前記第３回転要素において前記第１回転電機から作用する正トルクが前記負トルクよりも大きくなるように前記第１回転電機の動力と前記第２回転電機の動力とを制御する
   ことを特徴とする請求項５に記載の車両。

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