JPH1081148A - Power output device - Google Patents

Power output device

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JPH1081148A
JPH1081148A JP26250896A JP26250896A JPH1081148A JP H1081148 A JPH1081148 A JP H1081148A JP 26250896 A JP26250896 A JP 26250896A JP 26250896 A JP26250896 A JP 26250896A JP H1081148 A JPH1081148 A JP H1081148A
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JP
Japan
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power
motor
shaft
torque
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP26250896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Taga
豊 多賀
Kunio Morisawa
邦夫 森沢
Shuji Nagano
周二 永野
Yushi Hata
祐志 畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH1081148A publication Critical patent/JPH1081148A/en
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

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  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型でエネルギ効率のよい動力出力装置を提
供する。 【解決手段】 動力出力装置10は、エンジン50と、
エンジン50のクランクシャフト56に取り付けられた
プラネタリギヤ20と、プラネタリギヤ20のサンギヤ
軸25に結合されたインナロータ32と駆動軸12に結
合されたアウタロータ33とを有するクラッチモータ3
0と、駆動軸12に結合されるリングギヤ軸26に取り
付けられたアシストモータ40と、両モータ30,40
を駆動制御する制御装置80とを備える。エンジン50
から出力される動力は、制御装置80により両モータ3
0,40が制御されることにより、その一部がプラネタ
リギヤ20を介して機械的にトルク変換されて駆動軸1
2に出力される。残余の動力は、両モータ30,40に
より電磁的なエネルギ形態を介して駆動軸12に出力さ
れる。
(57) [Problem] To provide a small and energy efficient power output device. A power output device includes: an engine;
A clutch motor 3 having a planetary gear 20 attached to a crankshaft 56 of an engine 50, an inner rotor 32 connected to a sun gear shaft 25 of the planetary gear 20, and an outer rotor 33 connected to the drive shaft 12.
0, an assist motor 40 attached to a ring gear shaft 26 coupled to the drive shaft 12, and both motors 30, 40.
And a control device 80 for controlling the driving of the controller. Engine 50
The power output from the control unit 80 is controlled by the
By controlling 0, 40, a part of the torque is mechanically converted through the planetary gear 20 and the drive shaft 1 is controlled.
2 is output. The remaining power is output to the drive shaft 12 via the electromagnetic energy form by both motors 30 and 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置に関
し、詳しくは、駆動軸に動力を出力する動力出力装置に
関する。
The present invention relates to a power output device, and more particularly, to a power output device for outputting power to a drive shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
車両に搭載される装置であって、電動機が取り付けられ
た駆動軸と原動機の出力軸とを電磁継手により電磁的に
結合して原動機から出力される動力を駆動軸に伝達する
ものが提案されている(例えば、特開昭53−1338
14号公報等)。この動力出力装置では、電動機により
車両の走行を開始し、電動機の回転数が所定の回転数に
なったら、電磁継手へ励磁電流を与えて原動機をクラン
キングすると共に原動機への燃料供給や火花点火を行な
って原動機を始動する。原動機が始動した後は、原動機
から出力される動力を電磁継手の電磁的な結合により駆
動軸に伝達して車両を走行させる。電動機は、電磁継手
により駆動軸に伝達される動力では駆動軸に必要な動力
が不足する場合に駆動され、この不足分を補う。電磁継
手は、駆動軸に動力を伝達している際、その電磁的な結
合の滑りに応じた電力を回生する。この回生された電力
は、走行の開始の際に用いられる電力としてバッテリに
蓄えられたり、駆動軸の動力の不足分を補う電動機の動
力として用いられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a power output device of this type,
There has been proposed a device mounted on a vehicle, which electromagnetically couples a drive shaft with an electric motor and an output shaft of a prime mover with an electromagnetic coupling to transmit power output from the prime mover to the drive shaft. (For example, see JP-A-53-1338).
No. 14). In this power output device, the vehicle starts running by an electric motor, and when the number of revolutions of the electric motor reaches a predetermined number of revolutions, an exciting current is applied to an electromagnetic coupling to crank the prime mover and supply fuel to the prime mover and spark ignition. To start the prime mover. After the prime mover is started, the power output from the prime mover is transmitted to the drive shaft by electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling to drive the vehicle. The electric motor is driven when the power required for the drive shaft is insufficient with the power transmitted to the drive shaft by the electromagnetic coupling, and makes up for this shortfall. When transmitting power to the drive shaft, the electromagnetic coupling regenerates electric power according to slippage of the electromagnetic coupling. The regenerated electric power is stored in a battery as electric power used at the start of traveling, or is used as power for an electric motor that compensates for a shortage of power of a drive shaft.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た動力出力装置では、電磁継手が大型化することにより
装置全体が大型化するという問題があった。電磁継手に
よる原動機の動力の駆動軸への伝達は、電磁継手により
原動機に負荷トルクを与える際にその反作用としてのト
ルクが駆動軸に作用することによってなされる。このた
め、電磁継手の電磁的な結合力の最大値は、原動機から
出力される最大トルク以上となり、電磁継手の大きさ、
延いては動力出力装置の大きさが大きくなってしまう。
However, in such a power output device, there is a problem in that the size of the electromagnetic coupling increases and the overall size of the device increases. Transmission of the power of the prime mover to the drive shaft by the electromagnetic coupling is performed by applying torque to the drive shaft as a reaction when applying load torque to the prime mover by the electromagnetic coupling. Therefore, the maximum value of the electromagnetic coupling force of the electromagnetic coupling is equal to or greater than the maximum torque output from the prime mover, and the size of the electromagnetic coupling,
Eventually, the size of the power output device increases.

【0004】また、原動機から出力される動力は、その
一部が電磁継手により直接的に駆動軸に伝達され、残余
が電磁継手により電気的エネルギとして取り出されて電
動機の動力源とされたりバッテリに蓄えられたりするか
ら、動力出力装置のエネルギ効率は、電磁継手の効率に
大きく左右されてしまうという問題があった。しかも、
電磁継手の効率は、原動機の出力軸の回転数と駆動軸の
回転数との偏差(回転数差)や電磁継手の電磁的な結合
の程度によって変化し、原動機の運転ポイントや車両の
走行状態によって異なるものとなるから、常に効率の高
いポイントで動作させることができず、動力出力装置の
エネルギ効率を低下させてしまう。
Further, part of the power output from the prime mover is directly transmitted to the drive shaft by an electromagnetic coupling, and the remainder is extracted as electric energy by the electromagnetic coupling and used as a power source of the motor or a battery. There is a problem that the energy efficiency of the power output device is greatly influenced by the efficiency of the electromagnetic coupling because it is stored. Moreover,
The efficiency of the electromagnetic coupling varies depending on the deviation between the rotation speed of the output shaft of the motor and the rotation speed of the drive shaft (rotational speed difference) and the degree of electromagnetic coupling of the electromagnetic coupling. Therefore, the power output device cannot always be operated at a point with high efficiency, and the energy efficiency of the power output device is reduced.

【0005】本発明の動力出力装置は、こうした問題を
解決し、より小型で、よりエネルギ効率のよい動力出力
装置を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a smaller and more energy efficient power output device.

【0006】[0006]

【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は、駆動軸に動力を出力する動力出
力装置であって、出力軸を有する原動機と、前記駆動軸
に結合される第1のロータと、前記駆動軸および前記出
力軸とは異なる回転軸に結合され該第1のロータに対し
て相対的に回転可能な第2のロータとを有し、該両ロー
タ間の電磁的な結合を介して前記駆動軸と前記回転軸と
の間で動力のやり取りをすると共に該両ロータ間の回転
数差に応じて電気的エネルギの入出力を行なう対ロータ
電動機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記回転軸とに各
々結合される3軸を有し、該3軸のうちいずれか2軸へ
入出力される動力を決定したとき、該決定された動力に
基づいて残余の1軸へ入出力される動力が決定される3
軸式動力入出力手段とを備えることを要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A power output device according to the present invention is a power output device for outputting power to a drive shaft, which is coupled to a motor having an output shaft and the drive shaft. A first rotor, and a second rotor coupled to a rotation shaft different from the drive shaft and the output shaft, the second rotor being rotatable relative to the first rotor; An anti-rotor motor for exchanging power between the drive shaft and the rotating shaft through a mechanical connection and for inputting and outputting electric energy in accordance with a rotational speed difference between the rotors; And three axes respectively coupled to the output shaft and the rotary shaft. When the power input / output to any two of the three axes is determined, the remaining power is determined based on the determined power. Power input / output to one axis is determined 3
The gist of the present invention is to provide shaft type power input / output means.

【0007】この本発明の動力出力装置は、駆動軸に結
合される第1のロータと駆動軸および出力軸とは異なる
回転軸に結合されこの第1のロータに対して相対的に回
転可能な第2のロータとを有する対ロータ電動機が、両
ロータ間の電磁的な結合を介して駆動軸と回転軸との間
で動力のやり取りをすると共に両ロータ間の回転数差に
応じて電気的エネルギの入出力を行なう。3軸式動力入
出力手段は、駆動軸と出力軸と回転軸とに各々結合され
る3軸を有し、この3軸のうちいずれか2軸へ入出力さ
れる動力に基づいて決定される動力を残余の1軸へ入出
力する。ここで、「動力」とは、軸の回転数とトルクと
により表わされるエネルギの形態の一つである。
The power output apparatus of the present invention is connected to a first rotor connected to a drive shaft and a rotation shaft different from the drive shaft and the output shaft, and is rotatable relative to the first rotor. A paired rotor motor having a second rotor exchanges power between a drive shaft and a rotating shaft via an electromagnetic coupling between the two rotors, and performs an electrical operation according to a rotational speed difference between the two rotors. Input and output energy. The three-axis power input / output means has three axes respectively coupled to the drive shaft, the output shaft, and the rotary shaft, and is determined based on the power input / output to any two of the three axes. Power is input / output to the remaining one axis. Here, “power” is one of the forms of energy represented by the number of rotations and torque of the shaft.

【0008】この本発明の動力出力装置によれば、原動
機から出力される動力と対ロータ電動機により回転軸に
入出力される動力とを調整することにより、駆動軸に入
出力される動力を調整することができる。
According to the power output apparatus of the present invention, the power output to the drive shaft is adjusted by adjusting the power output from the prime mover and the power input to and output from the rotary shaft by the anti-rotor motor. can do.

【0009】こうした本発明の動力出力装置において、
前記3軸式動力入出力手段は、前記3軸として、前記駆
動軸とリングギヤとを結合するリングギヤ軸と、前記出
力軸とキャリアとを結合するキャリア軸と、前記回転軸
とサンギヤとを結合するサンギヤ軸とを備えるシンプル
プラネタリギヤであるものとすることもできる。こうす
れば、原動機から出力される動力のうち原動機から出力
されるトルクの1/(1+ρ)倍に駆動軸の回転数を乗
じたものに相当する分は電磁的な結合や電気的なエネル
ギを介さずに機械的に駆動軸に出力することができる。
また、原動機から出力される動力のうちの残余の動力
は、対ロータ電動機による電磁的な結合により駆動軸に
出力されると共に電気的エネルギとして入出力されるか
ら、対ロータ電動機は、残余の動力に見合った容量とす
ればよく、原動機から出力される動力に見合った容量の
ものと比して小型のものとすることができる。なお、前
述のρは、シンプルプラネタリギヤにおけるリングギヤ
の歯数に対するサンギヤの歯数である。
In the power output device of the present invention,
The three-shaft power input / output unit connects, as the three shafts, a ring gear shaft connecting the drive shaft and the ring gear, a carrier shaft connecting the output shaft and the carrier, and the rotation shaft and the sun gear. It may be a simple planetary gear including a sun gear shaft. In this way, the amount of power output from the prime mover corresponding to 1 / (1 + ρ) times the torque output from the prime mover multiplied by the number of rotations of the drive shaft is reduced by electromagnetic coupling and electric energy. It is possible to output to the drive shaft mechanically without intervention.
Further, the remaining power of the power output from the prime mover is output to the drive shaft by electromagnetic coupling by the anti-rotor motor and is input / output as electrical energy. Therefore, it is possible to make the size smaller than that of the capacity corresponding to the power output from the prime mover. Here, ρ is the number of teeth of the sun gear with respect to the number of teeth of the ring gear in the simple planetary gear.

【0010】本発明の動力出力装置において、前記3軸
式動力入出力手段は、前記3軸として、前記駆動軸とキ
ャリアとを結合するキャリア軸と、前記出力軸とリング
ギヤとを結合するリングギヤ軸と、前記回転軸とサンギ
ヤとを結合するサンギヤ軸とを備えるダブルピニオンプ
ラネタリギヤであるものとすることもできる。こうすれ
ば、原動機から出力される動力のうち原動機から出力さ
れるトルクの(1−ρ)倍に駆動軸の回転数を乗じたも
のに相当する分は電磁的な結合や電気的なエネルギを介
さずに機械的に駆動軸に出力することができる。また、
原動機から出力される動力のうちの残余の動力は、対ロ
ータ電動機による電磁的な結合により駆動軸に出力され
ると共に電気的エネルギとして入出力されるから、対ロ
ータ電動機は、残余の動力に見合った容量とすればよ
く、原動機から出力される動力に見合った容量のものと
比して小型のものとすることができる。なお、前述のρ
は、ダブルピニオンプラネタリギヤにおけるリングギヤ
の歯数に対するサンギヤの歯数である。
In the power output apparatus according to the present invention, the three-axis power input / output means includes, as the three axes, a carrier shaft connecting the drive shaft and a carrier, and a ring gear shaft connecting the output shaft and a ring gear. And a sun gear shaft connecting the rotation shaft and the sun gear. In this way, the power corresponding to the power output from the prime mover multiplied by (1−ρ) times the torque output from the prime mover and the number of rotations of the drive shaft is equivalent to electromagnetic coupling or electric energy. It is possible to output to the drive shaft mechanically without intervention. Also,
The remaining power of the power output from the prime mover is output to the drive shaft by electromagnetic coupling by the anti-rotor motor and is input / output as electric energy, so that the anti-rotor motor matches the remaining power. The capacity may be smaller than that of the capacity corresponding to the power output from the prime mover. Note that ρ
Is the number of teeth of the sun gear with respect to the number of teeth of the ring gear in the double pinion planetary gear.

【0011】本発明の動力出力装置において、さらに、
前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする第
2の電動機と、前記原動機から出力される動力に応じて
前記対ロータ電動機の両ロータ間の電磁的な結合の程度
を調整することにより該対ロータ電動機に入出力される
電気的エネルギを制御すると共に、該対ロータ電動機に
入出力される電気的エネルギの少なくとも一部を前記第
2の電動機による動力のやり取りの際に該第2の電動機
に入出力される電気的エネルギにより賄うよう該第2の
電動機を駆動制御する電動機制御手段とを備えるものと
することもできる。
In the power output device of the present invention,
A second motor for exchanging power with the drive shaft or the output shaft, and adjusting a degree of electromagnetic coupling between both rotors of the paired rotor motor in accordance with the power output from the prime mover; The second electric motor controls electric energy input / output to / from the paired rotor motor and transfers at least a part of the electric energy input / output to / from the paired rotor motor when the power is exchanged by the second electric motor. Motor control means for controlling the driving of the second motor so as to be covered by the electric energy input to and output from the second motor.

【0012】この態様の動力出力装置は、第2の電動機
が、駆動軸または出力軸と動力のやり取りをする。電動
機制御手段は、原動機から出力される動力に応じて対ロ
ータ電動機の両ロータ間の電磁的な結合の程度を調整す
ることにより対ロータ電動機に入出力される電気的エネ
ルギを制御すると共に、対ロータ電動機に入出力される
電気的エネルギの少なくとも一部を第2の電動機による
動力のやり取りの際に第2の電動機に入出力される電気
的エネルギにより賄うよう第2の電動機を駆動制御す
る。こうすれば、原動機から出力される動力を所望の動
力に変換して駆動軸に出力することができる。
In the power output device of this aspect, the second electric motor exchanges power with a drive shaft or an output shaft. The motor control means controls electric energy input / output to / from the paired rotor motor by adjusting the degree of electromagnetic coupling between the two rotors of the paired rotor motor in accordance with the power output from the prime mover. The drive control of the second electric motor is performed so that at least a part of the electric energy input / output to / from the rotor electric motor is covered by the electric energy input / output to / from the second electric motor when the power is exchanged by the second electric motor. In this case, the power output from the prime mover can be converted into a desired power and output to the drive shaft.

【0013】こうした第2の電動機と電動機制御手段を
備える動力出力装置において、さらに、操作者の指示に
基づいて前記駆動軸に出力する目標動力を設定する目標
動力設定手段と、前記目標動力設定手段により設定され
た目標動力に相当するエネルギが前記原動機から出力さ
れるよう該原動機の運転を制御する原動機運転制御手段
とを備えるものとすることもできる。
In the power output device including the second electric motor and the electric motor control means, the target power setting means for setting a target power to be output to the drive shaft based on an instruction of an operator; And a motor operation control means for controlling the operation of the motor so that energy corresponding to the target power set by the above is output from the motor.

【0014】この態様の動力出力装置は、目標動力設定
手段が、操作者の指示に基づいて駆動軸に出力する目標
動力を設定する。原動機運転制御手段は、目標動力設定
手段により設定された目標動力に相当するエネルギが原
動機から出力されるよう原動機の運転を制御する。こう
すれば、操作者の指示に基づいた動力を駆動軸に出力す
ることができる。
In the power output apparatus according to this aspect, the target power setting means sets the target power to be output to the drive shaft based on an instruction from the operator. The motor operation control means controls the operation of the motor so that energy corresponding to the target power set by the target power setting means is output from the motor. In this case, the power based on the operator's instruction can be output to the drive shaft.

【0015】また、第2の電動機と電動機制御手段とを
備える動力出力装置において、前記駆動軸と前記出力軸
と前記回転軸は、いずれも同軸上であり、前記原動機か
ら前記第2の電動機,前記3軸式動力入出力手段,前記
対ロータ電動機の順に配置してなるものとすることもで
きる。
In a power output apparatus including a second electric motor and electric motor control means, the drive shaft, the output shaft, and the rotary shaft are all coaxial, and the driving motor, the second electric motor, The three-axis power input / output means and the paired rotor motor may be arranged in this order.

【0016】こうすることにより、第2の電動機が対ロ
ータ電動機に比して大きいものであっても、第2の電動
機が原動機側に配置されるから、装置全体をまとまった
ものとすることができ、限られたスペースに設置しやす
いものとすることができる。
By doing so, even if the second electric motor is larger than the counter-rotor electric motor, the second electric motor is arranged on the prime mover side, so that the entire apparatus can be integrated. It can be easily installed in a limited space.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施例と
しての動力出力装置10の概略構成を示す構成図、図2
は図1の動力出力装置10を組み込んだ車両の概略構成
を示す構成図である。説明の都合上、まず図2を用い
て、車両全体の構成から説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a power output device 10 as a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle incorporating the power output device 10 of FIG. 1. For convenience of explanation, the overall configuration of the vehicle will be described first with reference to FIG.

【0018】図2に示すように、この車両には、動力源
であるエンジン50としてガソリンにより運転されるガ
ソリンエンジンが備えられている。このエンジン50
は、吸気系からスロットルバルブ66を介して吸入した
空気と燃料噴射弁51から噴射されたガソリンとの混合
気を燃焼室52に吸入し、この混合気の爆発により押し
下げられるピストン54の運動をクランクシャフト56
の回転運動に変換する。ここで、スロットルバルブ66
はアクチュエータ68により開閉駆動される。点火プラ
グ62は、イグナイタ58からディストリビュータ60
を介して導かれた高電圧によって電気火花を形成し、混
合気はその電気火花によって点火されて爆発燃焼する。
As shown in FIG. 2, this vehicle is provided with a gasoline engine driven by gasoline as an engine 50 as a power source. This engine 50
Sucks a mixture of air sucked from an intake system through a throttle valve 66 and gasoline injected from a fuel injection valve 51 into a combustion chamber 52, and cranks the movement of a piston 54 depressed by the explosion of the mixture. Shaft 56
To the rotational motion of Here, the throttle valve 66
Are driven to open and close by an actuator 68. The ignition plug 62 is connected between the igniter 58 and the distributor 60.
An electric spark is formed by the high voltage guided through the air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is ignited by the electric spark and explosively burns.

【0019】このエンジン50の運転は、電子制御ユニ
ット(以下、EFIECUと呼ぶ)70により制御され
ている。EFIECU70には、エンジン50の運転状
態を示す種々のセンサが接続されている。例えば、スロ
ットルバルブ66の開度(ポジション)を検出するスロ
ットルバルブポジションセンサ67、エンジン50の負
荷を検出する吸気管負圧センサ72、エンジン50の水
温を検出する水温センサ74、ディストリビュータ60
に設けられクランクシャフト56の回転数と回転角度を
検出する回転数センサ76および回転角度センサ78な
どである。なお、EFIECU70には、この他、例え
ばイグニッションキーの状態STを検出するスタータス
イッチ79なども接続されているが、その他のセンサ,
スイッチなどの図示は省略した。
The operation of the engine 50 is controlled by an electronic control unit (hereinafter, referred to as EFIECU) 70. Various sensors indicating the operating state of the engine 50 are connected to the EFIECU 70. For example, a throttle valve position sensor 67 for detecting the opening (position) of the throttle valve 66, an intake pipe negative pressure sensor 72 for detecting the load on the engine 50, a water temperature sensor 74 for detecting the water temperature of the engine 50, and a distributor 60
, A rotation speed sensor 76 and a rotation angle sensor 78 for detecting the rotation speed and the rotation angle of the crankshaft 56. The EFIECU 70 is also connected to a starter switch 79 for detecting the state ST of the ignition key, for example.
Illustration of switches and the like is omitted.

【0020】エンジン50のクランクシャフト56に
は、後述するプラネタリギヤ20,クラッチモータ30
およびアシストモータ40を介して駆動軸12が結合さ
れている。駆動軸12は、ディファレンシャルギヤ14
に結合されており、動力出力装置10からのトルクは最
終的に左右の駆動輪16,18に伝達される。このクラ
ッチモータ30およびアシストモータ40は、制御装置
80により制御されている。制御装置80の構成は後で
詳述するが、内部には制御CPUが備えられており、シ
フトレバー82に設けられたシフトポジションセンサ8
4やアクセルペダル64に設けられたアクセルペダルポ
ジションセンサ65なども接続されている。また、制御
装置80は、上述したEFIECU70と通信により、
種々の情報をやり取りしている。これらの情報のやり取
りを含む制御については、後述する。
The crankshaft 56 of the engine 50 has a planetary gear 20, a clutch motor 30
The drive shaft 12 is connected via an assist motor 40. The drive shaft 12 includes a differential gear 14
, And the torque from the power output device 10 is finally transmitted to the left and right drive wheels 16, 18. The clutch motor 30 and the assist motor 40 are controlled by the control device 80. Although the configuration of the control device 80 will be described in detail later, a control CPU is provided therein, and the shift position sensor 8 provided on the shift lever 82 is provided.
4 and an accelerator pedal position sensor 65 provided on the accelerator pedal 64 are also connected. The control device 80 communicates with the above-described EFIECU 70 by
We exchange various information. Control including the exchange of such information will be described later.

【0021】図1に示すように、動力出力装置10は、
大きくは、エンジン50、エンジン50のクランクシャ
フト56にプラネタリキャリア24が機械的に結合され
たプラネタリギヤ20、プラネタリギヤ20のサンギヤ
21およびリングギヤ22に結合されたクラッチモータ
30、プラネタリギヤ20のリングギヤ22に結合され
た中空のリングギヤ軸26に取り付けられたアシストモ
ータ40、クラッチモータ30およびアシストモータ4
0を駆動制御する制御装置80から構成されている。
As shown in FIG. 1, the power output device 10 comprises:
In general terms, the engine 50, a planetary gear 20 in which a planetary carrier 24 is mechanically connected to a crankshaft 56 of the engine 50, a clutch motor 30 connected to a sun gear 21 and a ring gear 22 of the planetary gear 20, and a ring gear 22 of the planetary gear 20. Motor 40, clutch motor 30 and assist motor 4 attached to hollow ring gear shaft 26
The control device 80 is configured to control the driving of the zero.

【0022】プラネタリギヤ20は、サンギヤ21と、
リングギヤ22と、サンギヤ21とリングギヤ22との
間に配置されサンギヤ21の外周を自転しながら公転す
る複数のプラネタリピニオンギヤ23と、各プラネタリ
ピニオンギヤ23の回転軸を軸支するプラネタリキャリ
ア24とから構成されている。サンギヤ21には、クラ
ッチモータ30のインナロータ32の回転軸であるサン
ギヤ軸25が結合されている。リングギヤ22には、ク
ラッチモータ30のアウタロータ33が結合された駆動
軸12と、クランクシャフト56に軸中心を回転自在に
貫通されアシストモータ40が取り付けられた中空軸の
リングギヤ軸26とが結合されている。また、プラネタ
リキャリア24には、エンジン50の出力軸であるクラ
ンクシャフト56が結合されている。このプラネタリギ
ヤ20では、サンギヤ21,リングギヤ22およびプラ
ネタリキャリア24にそれぞれ結合されたサンギヤ軸2
5,駆動軸12およびクランクシャフト56の3軸が動
力の入出力軸とされ、3軸のうちいずれか2軸へ入出力
される動力が決定されると、残余の1軸に入出力される
動力は決定された2軸へ入出力される動力に基づいて定
まる。なお、このプラネタリギヤ20の3軸への動力の
入出力についての詳細は後述する。
The planetary gear 20 includes a sun gear 21 and
A ring gear 22, a plurality of planetary pinion gears 23 disposed between the sun gear 21 and the ring gear 22 and revolving around the sun gear 21 while rotating around the sun gear 21, and a planetary carrier 24 that supports the rotating shaft of each planetary pinion gear 23. ing. A sun gear shaft 25, which is a rotation shaft of an inner rotor 32 of the clutch motor 30, is connected to the sun gear 21. The drive shaft 12 to which the outer rotor 33 of the clutch motor 30 is coupled, and the ring gear shaft 26 of a hollow shaft to which the assist motor 40 is rotatably penetrated through the crankshaft 56 and to which the assist motor 40 is attached are coupled to the ring gear 22. I have. The planetary carrier 24 is connected to a crankshaft 56 which is an output shaft of the engine 50. In this planetary gear 20, a sun gear shaft 2 coupled to a sun gear 21, a ring gear 22, and a planetary carrier 24, respectively.
5, three axes of the drive shaft 12 and the crankshaft 56 are input / output axes of power, and when the power input / output to any two of the three axes is determined, the power is input / output to the remaining one axis. The power is determined based on the power input to and output from the determined two axes. The details of input and output of power to the three shafts of the planetary gear 20 will be described later.

【0023】クラッチモータ30は、図1に示すよう
に、サンギヤ軸25に取り付けられ外周面に永久磁石3
5を備えるインナロータ32と、リングギヤ22に結合
されスロットに三相のコイル34が巻回されたアウタロ
ータ33とにより同期電動機として構成されている。こ
の三相コイル34への電力は、スリップリング38を介
して供給される。アウタロータ33において三相コイル
34用のスロットおよびティースを形成する部分は、無
方向性電磁鋼板の薄板を積層することで構成されてい
る。また、クラッチモータ30には、アウタロータ33
に対するインナロータ32の回転角度θcを検出するレ
ゾルバ37が設けられている。このレゾルバ37は、駆
動軸12に取り付けられたスリップリング39を介して
制御装置80に接続されている。
As shown in FIG. 1, the clutch motor 30 is attached to the sun gear shaft 25 and has a permanent magnet 3 on its outer peripheral surface.
5 and an outer rotor 33 connected to the ring gear 22 and having a three-phase coil 34 wound around a slot to constitute a synchronous motor. The power to the three-phase coil 34 is supplied via a slip ring 38. Portions of the outer rotor 33 where slots and teeth for the three-phase coil 34 are formed are formed by laminating thin non-oriented electromagnetic steel sheets. The clutch motor 30 includes an outer rotor 33.
Is provided with a resolver 37 for detecting the rotation angle θc of the inner rotor 32 with respect to. The resolver 37 is connected to a control device 80 via a slip ring 39 attached to the drive shaft 12.

【0024】アシストモータ40は、リングギヤ軸26
に取り付けられたロータ42と、スロットに三相コイル
44が巻回されケース49に固定されたステータ43と
により同期電動機として構成されている。このステータ
43も、クラッチモータ30のアウタロータ33と同様
に、三相コイル44用のスロットおよびティースを形成
する部分は、無方向性電磁鋼板の薄板を積層することで
構成されている。また、ロータ42の外周面には、複数
個の永久磁石45が設けられている。アシストモータ4
0では、この永久磁石45による磁界と三相コイル44
が形成する磁界との相互作用により、ロータ42が回転
する。なお、アシストモータ40には、ロータ42の回
転角度θaを検出するレゾルバ47が設けられている。
The assist motor 40 includes a ring gear shaft 26
, And a stator 43 in which a three-phase coil 44 is wound around a slot and fixed to a case 49 to form a synchronous motor. Similarly to the outer rotor 33 of the clutch motor 30, the portion forming the slots and teeth for the three-phase coil 44 is formed by laminating non-oriented electromagnetic steel sheets. Further, a plurality of permanent magnets 45 are provided on the outer peripheral surface of the rotor 42. Assist motor 4
0, the magnetic field generated by the permanent magnet 45 and the three-phase coil 44
The rotor 42 rotates due to the interaction with the magnetic field formed by. The assist motor 40 is provided with a resolver 47 for detecting the rotation angle θa of the rotor 42.

【0025】アシストモータ40は、通常の永久磁石型
三相同期モータとして構成されているが、クラッチモー
タ30は、永久磁石35を有するインナロータ32も三
相コイル34を備えたアウタロータ33も、共に回転す
るよう構成されている。そこで、クラッチモータ30の
構成の詳細について、さらに説明する。インナロータ3
2に設けられた永久磁石35は、実施例では4個設けら
れており、インナロータ32の外周面に貼付されてい
る。その磁化方向はクラッチモータ30の軸中心に向か
う方向であり、一つおきに磁極の方向は逆向きになって
いる。この永久磁石35と僅かなギャップにより対向す
るアウタロータ33の三相コイル34は、アウタロータ
33に設けられた計24個のスロット(図示せず)に巻
回されており、各コイルに通電すると、スロットを隔て
るティースを通る磁束を形成する。各コイルに三相交流
を流すと、この磁界は回転する。三相コイル34の各々
は、駆動軸12に取り付けられたスリップリング38か
ら電力の供給を受けるよう接続されている。このスリッ
プリング38は、駆動軸12に取り付けられたリングと
ケース49に固定されたブラシとからなる。
The assist motor 40 is constructed as a normal permanent magnet type three-phase synchronous motor. The clutch motor 30 rotates both the inner rotor 32 having the permanent magnet 35 and the outer rotor 33 having the three-phase coil 34. It is configured to be. Thus, the details of the configuration of the clutch motor 30 will be further described. Inner rotor 3
In this embodiment, four permanent magnets 35 are provided on the inner rotor 32 and are attached to the outer peripheral surface of the inner rotor 32. The magnetization direction is a direction toward the axial center of the clutch motor 30, and the direction of the magnetic pole is reversed every other direction. The three-phase coil 34 of the outer rotor 33 facing the permanent magnet 35 with a slight gap is wound around a total of 24 slots (not shown) provided in the outer rotor 33. To form a magnetic flux passing through the teeth separating the two. When a three-phase alternating current flows through each coil, this magnetic field rotates. Each of the three-phase coils 34 is connected to receive power from a slip ring 38 attached to the drive shaft 12. The slip ring 38 includes a ring attached to the drive shaft 12 and a brush fixed to the case 49.

【0026】隣接する一組の永久磁石35が形成する磁
界と、アウタロータ33に設けられた三相コイル34が
形成する回転磁界との相互作用により、インナロータ3
2とアウタロータ33とは種々の振る舞いを示す。通常
は、三相コイル34に流す三相交流の周波数は、サンギ
ヤ軸25に結合されたインナロータ32の回転数とリン
グギヤ軸26および駆動軸12に結合されたアウタロー
タ33の回転数との偏差の周波数としている。この結
果、両者の回転には滑りを生じることになる。クラッチ
モータ30およびアシストモータ40の制御の詳細につ
いては、後でフローチャートを用いて詳しく説明する。
The interaction between the magnetic field formed by a pair of adjacent permanent magnets 35 and the rotating magnetic field formed by the three-phase coil 34 provided on the outer rotor 33 causes the inner rotor 3 to rotate.
2 and the outer rotor 33 exhibit various behaviors. Normally, the frequency of the three-phase alternating current flowing through the three-phase coil 34 is the frequency of the deviation between the rotation speed of the inner rotor 32 connected to the sun gear shaft 25 and the rotation speed of the outer rotor 33 connected to the ring gear shaft 26 and the drive shaft 12. And As a result, slippage occurs in both rotations. Details of the control of the clutch motor 30 and the assist motor 40 will be described later with reference to a flowchart.

【0027】次に、クラッチモータ30およびアシスト
モータ40を駆動・制御する制御装置80について説明
する。制御装置80は、クラッチモータ30を駆動する
第1の駆動回路91、アシストモータ40を駆動する第
2の駆動回路92、両駆動回路91,92を制御する制
御CPU90、二次電池であるバッテリ94から構成さ
れている。制御CPU90は、1チップマイクロプロセ
ッサであり、内部に、ワーク用のRAM90a、処理プ
ログラムを記憶したROM90b、入出力ポート(図示
せず)およびEFIECU70と通信を行なうシリアル
通信ポート(図示せず)を備える。この制御CPU90
には、レゾルバ37からのクラッチモータ30の回転角
度θc、レゾルバ47からのアシストモータ40の回転
角度θa、アクセルペダルポジションセンサ65からの
アクセルペダルポジション(アクセルペダルの踏込量)
AP、シフトポジションセンサ84からのシフトポジシ
ョンSP、第1の駆動回路91に設けられた2つの電流
検出器95,96からのクラッチ電流値Iuc,Iv
c、第2の駆動回路に設けられた2つの電流検出器9
7,98からのアシスト電流値Iua,Iva、バッテ
リ94の残容量を検出する残容量検出器99からの残容
量BRMなどが、入力ポートを介して入力されている。な
お、残容量検出器99は、バッテリ94の電解液の比重
またはバッテリ94の全体の重量を測定して残容量を検
出するものや、充電・放電の電流値と時間を演算して残
容量を検出するものや、バッテリの端子間を瞬間的にシ
ョートさせて電流を流し内部抵抗を測ることにより残容
量を検出するものなどが知られている。
Next, a control device 80 for driving and controlling the clutch motor 30 and the assist motor 40 will be described. The control device 80 includes a first drive circuit 91 for driving the clutch motor 30, a second drive circuit 92 for driving the assist motor 40, a control CPU 90 for controlling both the drive circuits 91 and 92, and a battery 94 as a secondary battery. It is composed of The control CPU 90 is a one-chip microprocessor, and internally includes a work RAM 90a, a ROM 90b storing a processing program, an input / output port (not shown), and a serial communication port (not shown) for communicating with the EFIECU 70. . This control CPU 90
Are the rotation angle θc of the clutch motor 30 from the resolver 37, the rotation angle θa of the assist motor 40 from the resolver 47, and the accelerator pedal position from the accelerator pedal position sensor 65 (the amount of depression of the accelerator pedal).
AP, the shift position SP from the shift position sensor 84, and the clutch current values Iuc, Iv from the two current detectors 95, 96 provided in the first drive circuit 91.
c, two current detectors 9 provided in the second drive circuit
The assist current values Iua and Iva from the remaining capacity 7 and 98, the remaining capacity BRM from the remaining capacity detector 99 for detecting the remaining capacity of the battery 94, and the like are input via the input port. The remaining capacity detector 99 detects the remaining capacity by measuring the specific gravity of the electrolyte of the battery 94 or the total weight of the battery 94, or calculates the current value and time of charging / discharging to determine the remaining capacity. There are known ones that detect the remaining capacity by instantaneously shorting the terminals of the battery, flowing a current and measuring the internal resistance.

【0028】また、制御CPU90からは、第1の駆動
回路91に設けられたスイッチング素子である6個のト
ランジスタTr1ないしTr6を駆動する制御信号SW
1と、第2の駆動回路92に設けられたスイッチング素
子としての6個のトランジスタTr11ないしTr16
を駆動する制御信号SW2とが出力されている。第1の
駆動回路91内の6個のトランジスタTr1ないしTr
6は、トランジスタインバータを構成しており、それぞ
れ、一対の電源ラインL1,L2に対してソース側とシ
ンク側となるよう2個ずつペアで配置され、その接続点
に、クラッチモータ30の三相コイル(UVW)34の
各々が、スリップリング38を介して接続されている。
電源ラインL1,L2は、バッテリ94のプラス側とマ
イナス側に、それぞれ接続されているから、制御CPU
90により対をなすトランジスタTr1ないしTr6の
オン時間の割合を制御信号SW1により順次制御し、各
コイル34に流れる電流を、PWM制御によって擬似的
な正弦波にすると、三相コイル34により、回転磁界が
形成される。
A control signal SW for driving six transistors Tr1 to Tr6, which are switching elements provided in the first drive circuit 91, is provided from the control CPU 90.
1 and six transistors Tr11 to Tr16 as switching elements provided in the second drive circuit 92.
Is output. Six transistors Tr1 to Tr in the first drive circuit 91
Numeral 6 designates a transistor inverter, which is arranged in pairs each of which serves as a source side and a sink side with respect to a pair of power supply lines L1 and L2. Each of the coils (UVW) 34 is connected via a slip ring 38.
The power supply lines L1 and L2 are connected to the positive side and the negative side of the battery 94, respectively.
90, the ratio of the on-time of the transistors Tr1 to Tr6 forming a pair is sequentially controlled by the control signal SW1, and the current flowing through each coil 34 is converted into a pseudo sine wave by PWM control. Is formed.

【0029】他方、第2の駆動回路92の6個のトラン
ジスタTr11ないしTr16も、トランジスタインバ
ータを構成しており、それぞれ、第1の駆動回路91と
同様に配置されていて、対をなすトランジスタの接続点
は、アシストモータ40の三相コイル44の各々に接続
されている。従って、制御CPU90により対をなすト
ランジスタTr11ないしTr16のオン時間を制御信
号SW2により順次制御し、各コイル44に流れる電流
を、PWM制御によって擬似的な正弦波にすると、三相
コイル44により、回転磁界が形成される。
On the other hand, the six transistors Tr11 to Tr16 of the second drive circuit 92 also constitute a transistor inverter, and are each arranged in the same manner as the first drive circuit 91, and form a pair of transistors. The connection point is connected to each of the three-phase coils 44 of the assist motor 40. Therefore, when the on time of the pair of transistors Tr11 to Tr16 is sequentially controlled by the control CPU 90 by the control signal SW2, and the current flowing through each coil 44 is set to a pseudo sine wave by PWM control, the three-phase coil 44 A magnetic field is formed.

【0030】次にこうして構成された動力出力装置10
の動作について説明する。動力出力装置10の動作原
理、特にトルク変換の原理は以下の通りである。エンジ
ン50を回転数Ne,トルクTeの運転ポイントP1で
運転し、このエンジン50から出力されるエネルギPe
と同一のエネルギであるが異なる回転数Nd,トルクT
dの運転ポイントP2で駆動軸12を運転する場合、す
なわち、エンジン50から出力される動力をトルク変換
して駆動軸12に作用させる場合について考える。この
時のエンジン50と駆動軸12の回転数とトルクとの関
係を図3に示す。
Next, the power output device 10 thus configured
Will be described. The operation principle of the power output device 10, particularly the principle of torque conversion, is as follows. The engine 50 is operated at an operation point P1 of the rotation speed Ne and the torque Te, and the energy Pe output from the engine 50 is obtained.
But with the same energy but different rotational speed Nd and torque T
The case where the drive shaft 12 is operated at the operation point P2 of d, that is, the case where the power output from the engine 50 is torque-converted and applied to the drive shaft 12 will be considered. FIG. 3 shows the relationship between the rotation speed and torque of the engine 50 and the drive shaft 12 at this time.

【0031】プラネタリギヤ20の3軸(サンギヤ21
に結合されたサンギヤ軸25,リングギヤ22に結合さ
れたリングギヤ軸26または駆動軸12,プラネタリキ
ャリア24に結合されたクランクシャフト56)におけ
る回転数やトルクの関係は、機構学の教えるところによ
れば、図4および図5に例示する共線図と呼ばれる図と
して表わすことができ、幾何学的に解くことができる。
なお、プラネタリギヤ20における3軸の回転数やトル
クの関係は、上述の共線図を用いなくても各軸のエネル
ギを計算することなどにより数式的に解析することもで
きる。本実施例では説明の容易のため共線図を用いて説
明する。
The three axes of the planetary gear 20 (the sun gear 21)
The relationship between the rotational speed and the torque of the sun gear shaft 25 connected to the ring gear 26, the ring gear shaft 26 connected to the ring gear 22 or the crankshaft 56 connected to the drive shaft 12 and the planetary carrier 24) is determined according to the teaching of mechanics. , Can be represented as a diagram called a collinear diagram illustrated in FIGS. 4 and 5, and can be solved geometrically.
The relationship between the rotation speed and the torque of the three axes in the planetary gear 20 can be mathematically analyzed by calculating the energy of each axis without using the above-mentioned alignment chart. In this embodiment, a description will be given using a collinear chart for ease of description.

【0032】図4における縦軸は3軸の回転数軸であ
り、横軸は3軸の座標軸の位置の比を表わす。すなわ
ち、サンギヤ軸25とリングギヤ軸26(駆動軸12)
の座標軸S,Rを両端にとったとき、プラネタリキャリ
ア24(クランクシャフト56)の座標軸Cは、軸Sと
軸Rを1:ρに内分する軸として定められる。ここで、
ρは、リングギヤ22の歯数に対するサンギヤ21の歯
数の比であり、次式(1)で表わされる。
In FIG. 4, the vertical axis is the three rotation speed axes, and the horizontal axis is the ratio of the positions of the three coordinate axes. That is, the sun gear shaft 25 and the ring gear shaft 26 (the drive shaft 12)
When the coordinate axes S and R are taken at both ends, the coordinate axis C of the planetary carrier 24 (crankshaft 56) is determined as an axis that internally divides the axes S and R into 1: ρ. here,
ρ is a ratio of the number of teeth of the sun gear 21 to the number of teeth of the ring gear 22, and is represented by the following equation (1).

【0033】[0033]

【数1】 (Equation 1)

【0034】今、エンジン50が回転数Neで運転され
ており、駆動軸12が回転数Ndで運転されている場合
を考えているから、エンジン50のクランクシャフト5
6が結合されているプラネタリキャリア24の座標軸C
にエンジン50の回転数Neを、駆動軸12が結合され
ているリングギヤ軸26の座標軸Rに回転数Ndをプロ
ットすることができる。この両点を通る直線を描けば、
この直線と座標軸Sとの交点で表わされる回転数として
サンギヤ軸25の回転数Nsを求めることができる。以
下、この直線を動作共線と呼ぶ。なお、回転数Nsは、
回転数Neと回転数Ndとを用いて比例計算式(次式
(2))により求めることができる。このようにプラネ
タリギヤ20では、サンギヤ21,リングギヤ22およ
びプラネタリキャリア24のうちいずれか2つの回転を
決定すると、残余の1つの回転は、決定した2つの回転
に基づいて決定される。
Now, it is assumed that the engine 50 is operating at the rotation speed Ne and the drive shaft 12 is operating at the rotation speed Nd.
Coordinate axis C of the planetary carrier 24 to which
The rotation speed Ne of the engine 50 can be plotted on the coordinate axis R of the ring gear shaft 26 to which the drive shaft 12 is coupled. If you draw a straight line passing through these two points,
The rotation speed Ns of the sun gear shaft 25 can be obtained as the rotation speed represented by the intersection of the straight line and the coordinate axis S. Hereinafter, this straight line is referred to as an operation collinear line. The rotation speed Ns is
The rotation speed Ne and the rotation speed Nd can be calculated by a proportional calculation formula (formula (2)). As described above, in the planetary gear 20, when any two rotations of the sun gear 21, the ring gear 22, and the planetary carrier 24 are determined, the remaining one rotation is determined based on the determined two rotations.

【0035】[0035]

【数2】 (Equation 2)

【0036】次に、描かれた動作共線に、エンジン50
のトルクTeをプラネタリキャリア24の座標軸Cを作
用線として図中下から上に作用させる。このとき動作共
線は、トルクに対してはベクトルとしての力を作用させ
たときの剛体として取り扱うことができるから、座標軸
C上に作用させたトルクTeは、向きが同じで異なる作
用線への力の分離の手法により、座標軸S上のトルクT
esと座標軸R上のトルクTerとに分離することがで
きる。このときトルクTesおよびTerの大きさは、
次式(3)および(4)によって表わされる。
Next, the engine 50 is placed on the drawn operation collinear line.
Is applied from the bottom to the top in the drawing with the coordinate axis C of the planetary carrier 24 as an action line. At this time, the motion collinear can be treated as a rigid body when a force as a vector is applied to the torque. Therefore, the torque Te applied on the coordinate axis C is applied to different action lines having the same direction but different directions. By the method of force separation, the torque T on the coordinate axis S
es and the torque Ter on the coordinate axis R can be separated. At this time, the magnitudes of the torques Tes and Ter are
It is represented by the following equations (3) and (4).

【0037】[0037]

【数3】 (Equation 3)

【0038】動作共線がこの状態で安定であるために
は、動作共線の力の釣り合いをとればよく、座標軸S上
にはトルクTesと大きさが同じで向きが反対のトルク
を作用させ、座標軸R上にはリングギヤ軸26に出力す
べきトルクTdと同じ大きさで向きが反対のトルクとト
ルクTerとの合力に対し大きさが同じで向きが反対の
トルクを作用させればよい。すなわち、クラッチモータ
30によりトルクTesと大きさが同じで向きが反対の
トルクTcをサンギヤ軸25に作用させ、座標軸R上に
トルクTdが出力されるようアシストモータ40からリ
ングギヤ軸26に出力されるトルクを調整すればよいの
である。
In order for the operating collinear to be stable in this state, the forces of the operating collinear need only be balanced, and a torque having the same magnitude as the torque Tes but having the opposite direction acts on the coordinate axis S. On the coordinate axis R, a torque having the same magnitude and the opposite direction may be applied to the resultant force of the torque Ter having the same magnitude as the torque Td to be output to the ring gear shaft 26 and having the opposite direction and the torque Ter. That is, the torque Tc having the same magnitude and opposite direction as the torque Tes is applied to the sun gear shaft 25 by the clutch motor 30 and is output from the assist motor 40 to the ring gear shaft 26 so that the torque Td is output on the coordinate axis R. You only have to adjust the torque.

【0039】ここで、クラッチモータ30は、サンギヤ
軸25に結合されたインナロータ32とリングギヤ軸2
6および駆動軸12に結合されたアウタロータ33とに
より構成されているから、サンギヤ軸25にトルクTc
を出力すれば、同時に、反力としてリングギヤ軸26に
逆向きのトルクTcを出力することになる。図4中の座
標軸R上のトルクTcは、この反力である。このとき、
クラッチモータ30は、クラッチモータ30の回転数N
cをアウタロータ33の回転数(駆動軸12の回転数N
d)とインナロータ32の回転数(サンギヤ軸25の回
転数Ns)との偏差(Nd−Ns)として表わせば、回
転数Ncを大きくするようトルクTcを出力することに
なるから、電動機として動作し、トルクTcと回転数N
cとの積により表わされる電気的エネルギ(電力)を消
費する。したがって、このクラッチモータ30により消
費される電力を、アシストモータ40を発電機として動
作させ、アシストモータ40により回生される電力によ
り賄うようアシストモータ40を制御すればよいのであ
る。すなわち、アシストモータ40のトルクTaを次式
(5)により計算されるものとすればよい。
The clutch motor 30 includes an inner rotor 32 connected to the sun gear shaft 25 and a ring gear shaft 2.
6 and the outer rotor 33 coupled to the drive shaft 12, so that the torque Tc is applied to the sun gear shaft 25.
Is output at the same time, a reverse torque Tc is output to the ring gear shaft 26 as a reaction force. The torque Tc on the coordinate axis R in FIG. 4 is this reaction force. At this time,
The clutch motor 30 has a rotation speed N of the clutch motor 30.
c is the rotation speed of the outer rotor 33 (the rotation speed N of the drive shaft 12).
If d) is expressed as a deviation (Nd-Ns) between the rotation speed of the inner rotor 32 (the rotation speed Ns of the sun gear shaft 25), the torque Tc is output so as to increase the rotation speed Nc. , Torque Tc and rotation speed N
consumes electrical energy (power) represented by the product of c and c. Therefore, the electric power consumed by the clutch motor 30 may be controlled by operating the assist motor 40 as a generator and making use of the electric power regenerated by the assist motor 40. That is, the torque Ta of the assist motor 40 may be calculated by the following equation (5).

【0040】[0040]

【数4】 (Equation 4)

【0041】このように、クラッチモータ30とアシス
トモータ40のトルクを設定することにより、リングギ
ヤ軸26(駆動軸12)には、計算(Ter+Tc+T
a)により求められるトルクTdが出力される。この計
算(Ter+Tc+Ta)は、上式(2)ないし式
(5)を連立させて簡単にすれば、Te×Ne/Ndと
なり、エンジン50から出力される回転数Neとトルク
Teとの積で表わされる動力が回転数NdとトルクTd
との積で表わされ動力にトルク変換されて駆動軸12に
出力されるのが解る。なお、エンジン50から出力され
た動力は、その一部がプラネタリギヤ20により座標軸
R上に表わされるトルクTerと回転数Ndとの積で表
わされる動力にトルク変換されて駆動軸12に出力さ
れ、クラッチモータ30によりトルクTcと回転数Nd
との積により表わされる動力にトルク変換されて駆動軸
12に出力され、さらに、アシストモータ40によりト
ルクTaと回転数Ndとの積により表わされる動力にト
ルク変換されて駆動軸12に出力される。このように実
施例の動力出力装置10では、エンジン50から出力さ
れた動力のうちの一部をプラネタリギヤ20により機械
的にトルク変換を行なうから、そのすべてをモータによ
りトルク変換を行なうものに比して、クラッチモータ3
0の容量を小さいものにすることができる。
As described above, by setting the torques of the clutch motor 30 and the assist motor 40, the calculation (Ter + Tc + Tc) is applied to the ring gear shaft 26 (drive shaft 12).
The torque Td determined by a) is output. This calculation (Ter + Tc + Ta) can be simply expressed as Te × Ne / Nd by simultaneous equations (2) to (5), and is expressed by the product of the rotational speed Ne output from the engine 50 and the torque Te. Power is the rotation speed Nd and the torque Td
It can be understood that the torque is converted to power and output to the drive shaft 12. A part of the power output from the engine 50 is torque-converted by the planetary gear 20 to a power expressed by a product of a torque Ter represented on the coordinate axis R and a rotation speed Nd, and is output to the drive shaft 12. The torque Tc and the rotation speed Nd by the motor 30
Is converted to a power represented by the product of the following, and is output to the drive shaft 12. Further, the assist motor 40 converts the torque to a power represented by the product of the torque Ta and the rotation speed Nd and outputs the power to the drive shaft 12. . As described above, in the power output device 10 of the embodiment, a part of the power output from the engine 50 is mechanically converted by the planetary gear 20 to a torque. And the clutch motor 3
0 can be made smaller.

【0042】図4に示す共線図ではクラッチモータ30
の回転数Nc(Nd−Ns)が正のときについて説明し
たが、エンジン50の回転数Neと駆動軸12の回転数
Ndとによっては、図5に示す共線図のようにクラッチ
モータ30の回転数Ncが負となる場合もある。このと
きには、クラッチモータ30は、その回転数Ncの絶対
値を小さくする方向にトルクTcを作用させるから、発
電機として動作し、トルクTcと回転数Ncとの積によ
り表わされる電気的エネルギ(電力)を回生することに
なる。一方、アシストモータ40は、クラッチモータ3
0の回転数Ncが負の値となることから、リングギヤ軸
26の回転と同方向にトルクTaを作用させることにな
り、電動機として動作し、クラッチモータ30により回
生された電力を消費する。この場合も、リングギヤ軸2
6(駆動軸12)に出力されるトルクTdは、計算(T
er+Tc+Ta)により求められ、エンジン50から
出力される回転数NeとトルクTeとの積で表わされる
動力が回転数NdとトルクTdとの積で表わされる動力
にトルク変換されて駆動軸12に出力されるのが解る。
In the alignment chart shown in FIG.
Has been described when the rotation speed Nc (Nd-Ns) of the clutch motor 30 is positive. However, depending on the rotation speed Ne of the engine 50 and the rotation speed Nd of the drive shaft 12, the clutch motor 30 is driven as shown in the alignment chart of FIG. The rotation speed Nc may be negative. At this time, since the clutch motor 30 applies the torque Tc in a direction to reduce the absolute value of the rotation speed Nc, the clutch motor 30 operates as a generator, and operates as an electric energy (electric power) represented by a product of the torque Tc and the rotation speed Nc. ) Will be regenerated. On the other hand, the assist motor 40 is
Since the rotation speed Nc of 0 becomes a negative value, the torque Ta is applied in the same direction as the rotation of the ring gear shaft 26, and the motor operates as an electric motor and consumes electric power regenerated by the clutch motor 30. Also in this case, the ring gear shaft 2
6 (drive shaft 12) is calculated (T
er + Tc + Ta), the power represented by the product of the rotational speed Ne and the torque Te output from the engine 50 is converted to the power represented by the product of the rotational speed Nd and the torque Td, and output to the drive shaft 12. I understand.

【0043】以上の動作では、プラネタリギヤ20やク
ラッチモータ30,アシストモータ40,トランジスタ
Tr1ないしTr16などによる動力の変換効率を値1
(100%)として説明した。実際には、値1未満であ
るから、エンジン50から出力されるエネルギPeを駆
動軸12に出力するエネルギPdより若干大きな値とす
るか、逆に駆動軸12に出力するエネルギPdをエンジ
ン50から出力されるエネルギPeより若干小さな値と
する必要がある。例えば、エンジン50から出力される
エネルギPeを、駆動軸12に出力されるエネルギPd
に変換効率の逆数を乗じて算出される値とすればよい。
また、クラッチモータ30のトルクTcを算出する式
(4)の左辺にはクラッチモータ30の効率Kcを乗じ
て求め、アシストモータ40のトルクTaを計算する式
(5)の右辺にはアシストモータ40の効率Kaを乗じ
て求めるものとすればよい。なお、プラネタリギヤ20
では機械摩擦などにより熱としてエネルギを損失する
が、その効率は、クラッチモータ30やアシストモータ
40の効率に比して極めて値1に近い。また、クラッチ
モータ30やアシストモータ40に用いた同期電動機の
効率も値1に近い。さらに、トランジスタTr1ないし
Tr16のオン抵抗もGTOなど極めて小さいものが知
られている。したがって、動力の変換効率は値1に近い
ものとなるから、以下の説明でも、説明の容易のため、
明示しない限り値1(100%)として取り扱う。な
お、こうした取り扱いについては、後述する第2実施例
以降の実施例についても同様である。
In the above operation, the power conversion efficiency of the planetary gear 20, the clutch motor 30, the assist motor 40, the transistors Tr1 to Tr16 and the like is set to the value of 1.
(100%). Actually, since the value is less than 1, the energy Pe output from the engine 50 is set to a value slightly larger than the energy Pd output to the drive shaft 12, or conversely, the energy Pd output to the drive shaft 12 is It is necessary to set a value slightly smaller than the output energy Pe. For example, the energy Pe output from the engine 50 is converted into the energy Pd output to the drive shaft 12.
May be multiplied by the reciprocal of the conversion efficiency.
The left side of the equation (4) for calculating the torque Tc of the clutch motor 30 is obtained by multiplying the efficiency Kc of the clutch motor 30 by multiplication. The right side of the equation (5) for calculating the torque Ta of the assist motor 40 is May be multiplied by the efficiency Ka. In addition, the planetary gear 20
In this case, energy is lost as heat due to mechanical friction or the like, but the efficiency is extremely close to the value 1 as compared with the efficiency of the clutch motor 30 or the assist motor 40. Further, the efficiency of the synchronous motor used for the clutch motor 30 and the assist motor 40 is close to the value 1. Further, it is known that the on-resistance of the transistors Tr1 to Tr16 is extremely small such as GTO. Therefore, since the power conversion efficiency is close to the value 1, in the following description, for ease of explanation,
Treated as value 1 (100%) unless explicitly stated. Note that such handling is the same for the second and subsequent embodiments described later.

【0044】以上、動力出力装置10の基本的な動作に
ついて説明したが、こうしたエンジン50から出力され
た動力のすべてをトルク変換して駆動軸12に出力する
動作の他、エンジン50から出力された動力にバッテリ
94に蓄えられた電気エネルギを付加して駆動軸12に
出力する動作や、逆にエンジン50から出力された動力
の一部をバッテリ94に電気エネルギとして蓄える動作
なども可能である。こうしたバッテリ94の充放電は、
アシストモータ40のトルクTaを上式(5)により算
出される値より大小することにより容易に行なうことが
できる。
The basic operation of the power output device 10 has been described above. In addition to the operation of converting all of the power output from the engine 50 into torque and outputting it to the drive shaft 12, the output from the engine 50 is also provided. An operation of adding the electric energy stored in the battery 94 to the power and outputting the power to the drive shaft 12, or an operation of storing a part of the power output from the engine 50 as electric energy in the battery 94 can be performed. Such charging and discharging of the battery 94
This can be easily performed by making the torque Ta of the assist motor 40 larger or smaller than the value calculated by the above equation (5).

【0045】以下にこうしたトルク変換の基本について
図6に例示するトルク制御ルーチンに基づき説明する。
トルク制御ルーチンが実行されると、制御装置80の制
御CPU90は、まず駆動軸12の回転数Ndを読み込
む処理を行なう(ステップS100)。駆動軸12の回
転数Ndは、リングギヤ軸26の回転数と同じだから、
アシストモータ40が備えるレゾルバ47により検出さ
れるアシストモータ40の回転角度θaから求めること
ができる。次に、クラッチモータ30の回転数Ncを入
力する処理を行なう(ステップS102)。クラッチモ
ータ30の回転数Ncは、クラッチモータ30が備える
レゾルバ37により検出されるクラッチモータ30の回
転角度θcから求めることができる。
Hereinafter, the basics of such torque conversion will be described based on a torque control routine illustrated in FIG.
When the torque control routine is executed, control CPU 90 of control device 80 first performs a process of reading rotation speed Nd of drive shaft 12 (step S100). Since the rotation speed Nd of the drive shaft 12 is the same as the rotation speed of the ring gear shaft 26,
It can be obtained from the rotation angle θa of the assist motor 40 detected by the resolver 47 provided in the assist motor 40. Next, a process of inputting the rotation speed Nc of the clutch motor 30 is performed (step S102). The rotation speed Nc of the clutch motor 30 can be obtained from the rotation angle θc of the clutch motor 30 detected by the resolver 37 provided in the clutch motor 30.

【0046】次に、アクセルペダルポジションセンサ6
5により検出されるアクセルペダルポジションAPを入
力する(ステップS104)。アクセルペダル64は運
転者が出力トルクが足りないと感じたときに踏み込まれ
るものであり、したがって、アクセルペダルポジション
APの値は運転者の欲している出力トルク(すなわち、
駆動軸12に出力すべきトルク)に対応するものであ
る。続いて、読み込まれたアクセルペダルポジションA
Pに応じた出力トルクの目標値(以下、トルク指令値と
も言う)Td*を導出する処理を行なう(ステップS1
06)。実施例では、各アクセルペダルポジションAP
に対して対応する出力トルク指令値Td*を予め設定し
てROM90bにマップとして記憶しておき、アクセル
ペダルポジションAPが入力されると、ROM90bに
記憶したマップを参照して入力されたアクセルペダルポ
ジションAPに対応する出力トルク指令値Td*を導出
するものとした。
Next, the accelerator pedal position sensor 6
The user inputs the accelerator pedal position AP detected by step 5 (step S104). The accelerator pedal 64 is depressed when the driver feels that the output torque is insufficient. Therefore, the value of the accelerator pedal position AP is determined by the output torque desired by the driver (ie,
This corresponds to the torque to be output to the drive shaft 12). Then, the read accelerator pedal position A
A process of deriving a target value (hereinafter, also referred to as a torque command value) Td * of the output torque corresponding to P is performed (step S1).
06). In the embodiment, each accelerator pedal position AP
The corresponding output torque command value Td * is preset and stored as a map in the ROM 90b. When the accelerator pedal position AP is input, the accelerator pedal position input with reference to the map stored in the ROM 90b is input. The output torque command value Td * corresponding to the AP is derived.

【0047】次に、導き出された出力トルク指令値Td
*と読み込まれた駆動軸12の回転数Ndとから、駆動
軸12に出力すべきエネルギPdを計算(Pd=Td*
×Nd)により求める処理を行なう(ステップS10
8)。そして、この求めた出力エネルギPdに基づい
て、エンジン50の目標トルクTe*とエンジンの目標
回転数Ne*を設定する処理を行なう(ステップS11
0)。ここで、駆動軸12に出力すべきエネルギPdを
全てエンジン50によって供給するものとすると、エン
ジン50の供給するエネルギはエンジン50のトルクT
eと回転数Neとの積に等しいため、出力エネルギPd
とエンジン50の目標トルクTe*および目標回転数N
e*との関係はPd=Te*×Ne*となる。しかし、
かかる関係を満足するエンジン50の目標トルクTe
*,目標回転数Ne*の組合せは無数に存在する。そこ
で、実施例では、エンジン50ができる限り効率の高い
状態で動作するように、エンジン50の目標トルクTe
*,目標回転数Ne*の組合せを設定するものとした。
Next, the derived output torque command value Td
The energy Pd to be output to the drive shaft 12 is calculated from * and the read rotation speed Nd of the drive shaft 12 (Pd = Td *).
× Nd) (Step S10)
8). Then, a process of setting the target torque Te * of the engine 50 and the target rotation speed Ne * of the engine 50 based on the obtained output energy Pd is performed (step S11).
0). Here, assuming that all the energy Pd to be output to the drive shaft 12 is supplied by the engine 50, the energy supplied by the engine 50 is the torque T of the engine 50.
e and the rotational speed Ne, the output energy Pd
And the target torque Te * and the target rotation speed N of the engine 50
The relationship with e * is Pd = Te * × Ne *. But,
The target torque Te of the engine 50 that satisfies the relationship.
*, There are countless combinations of the target rotation speed Ne *. Therefore, in the embodiment, the target torque Te of the engine 50 is set so that the engine 50 operates in a state with the highest possible efficiency.
*, The combination of the target rotation speed Ne * is set.

【0048】続いて、次式(6)および式(7)により
クラッチモータ30のトルク指令値Tc*とアシストモ
ータ40のトルク指令値Ta*とをそれぞれ算出して設
定する(ステップS112,S114)。この式(6)
および式(7)は、式(4)および式(5)と同様に、
図4および図5の共線図における力の釣り合いから求め
られる。
Subsequently, the torque command value Tc * of the clutch motor 30 and the torque command value Ta * of the assist motor 40 are calculated and set according to the following equations (6) and (7) (steps S112 and S114). . This equation (6)
And equation (7) are similar to equations (4) and (5),
It is determined from the balance of forces in the alignment charts of FIGS.

【0049】[0049]

【数5】 (Equation 5)

【0050】こうして、エンジン50の目標トルクTe
*および目標回転数Ne*,クラッチモータ30および
アシストモータ40のトルク指令値Tc*,Ta*を設
定すると、これらの設定値を用いてクラッチモータ3
0、アシストモータ40およびエンジン50の各制御を
行なう(ステップS116,S118,S119)。実
施例では、図示の都合上、各制御を別々のステップとし
て記載したが、実際には、これらの制御は総合的に行な
われる。例えば、制御CPU90が割り込み処理を利用
して、クラッチモータ30とアシストモータ40の制御
を同時に実行すると共に、通信によりEFIECU70
に指示を送信して、EFIECU70によりエンジン5
0の制御も同時に行なわせるのである。
Thus, the target torque Te of the engine 50
* And the target rotational speed Ne *, the torque command values Tc * and Ta * of the clutch motor 30 and the assist motor 40 are set, and the clutch motor 3 is set using these set values.
0, each control of the assist motor 40 and the engine 50 is performed (steps S116, S118, S119). In the embodiment, each control is described as a separate step for convenience of illustration, but actually, these controls are performed comprehensively. For example, the control CPU 90 simultaneously executes the control of the clutch motor 30 and the assist motor 40 using the interrupt processing, and communicates with the EFIECU 70
To the engine 5 by the EFIECU 70
The control of 0 is performed at the same time.

【0051】クラッチモータ30の制御(図6のステッ
プS116)は、図7に例示するクラッチモータ制御ル
ーチンによりなされる。このルーチンが実行されると、
制御装置80の制御CPU90は、まず、クラッチモー
タ30の回転角度θcをレゾルバ37から入力する処理
を行なう(ステップS120)。次に、電流検出器9
5,96により、クラッチモータ30の三相コイル34
のU相とV相に流れている電流Iuc,Ivcを検出す
る処理を行なう(ステップS122)。電流はU,V,
Wの三相に流れているが、その総和はゼロなので、二つ
の相に流れる電流を測定すれば足りる。こうして得られ
た三相の電流を用いて座標変換(三相−二相変換)を行
なう(ステップS124)。座標変換は、永久磁石型の
同期電動機のd軸,q軸の電流値に変換することであ
り、次式(8)を演算することにより行なわれる。
The control of the clutch motor 30 (step S116 in FIG. 6) is performed by a clutch motor control routine illustrated in FIG. When this routine is executed,
The control CPU 90 of the control device 80 first performs a process of inputting the rotation angle θc of the clutch motor 30 from the resolver 37 (step S120). Next, the current detector 9
5, 96, the three-phase coil 34 of the clutch motor 30
For detecting the currents Iuc and Ivc flowing in the U-phase and the V-phase (step S122). The current is U, V,
W flows through the three phases, but the sum is zero, so it is sufficient to measure the current flowing through the two phases. Coordinate conversion (three-phase to two-phase conversion) is performed using the three-phase current thus obtained (step S124). The coordinate conversion is to convert d-axis and q-axis current values of a permanent magnet type synchronous motor, and is performed by calculating the following equation (8).

【0052】[0052]

【数6】 (Equation 6)

【0053】ここで座標変換を行なうのは、永久磁石型
の同期電動機においては、d軸及びq軸の電流が、トル
クを制御する上で本質的な量だからである。もとより、
三相のまま制御することも可能である。次に、2軸の電
流値に変換した後、クラッチモータ30におけるトルク
指令値Tc*から求められる各軸の電流指令値Idc
*,Iqc*と実際各軸に流れた電流Idc,Iqcと
偏差を求め、各軸の電圧指令値Vdc,Vqcを求める
処理を行なう(ステップS126)。即ち、まず以下の
式(9)の演算を行ない、次に次式(10)の演算を行
なうのである。ここで、Kp1,2及びKi1,2は、
各々係数である。これらの係数は、適用するモータの特
性に適合するよう調整される。なお、電圧指令値Vd
c,Vqcは、電流指令値I*との偏差△Iに比例する
部分(式(10)右辺第1項)と偏差△Iのi回分の過
去の累積分(右辺第2項)とから求められる。
The reason why the coordinate conversion is performed here is that, in a permanent magnet type synchronous motor, the d-axis and q-axis currents are essential for controlling the torque. Of course,
It is also possible to control with three phases. Next, the current command value Idc of each axis obtained from the torque command value Tc * of the clutch motor 30 after the conversion into the current value of two axes.
*, Iqc * and the deviation between the currents Idc, Iqc actually flowing through the respective axes are obtained, and processing is performed to obtain the voltage command values Vdc, Vqc for the respective axes (step S126). That is, the operation of the following equation (9) is performed first, and then the operation of the following equation (10) is performed. Here, Kp1,2 and Ki1,2 are
Each is a coefficient. These coefficients are adjusted to suit the characteristics of the motor to be applied. The voltage command value Vd
c and Vqc are obtained from a portion proportional to the deviation ΔI from the current command value I * (the first term on the right side of the equation (10)) and i cumulative past deviations (the second term on the right side) of the deviation ΔI. Can be

【0054】[0054]

【数7】 (Equation 7)

【0055】[0055]

【数8】 (Equation 8)

【0056】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップS124で行なった変換の逆変換に相当する座標変
換(二相−三相変換)を行ない(ステップS128)、
実際に三相コイル34に印加する電圧Vuc,Vvc,
Vwcを求める処理を行なう。各電圧は、次式(11)
により求める。
Thereafter, the voltage command value thus obtained is subjected to coordinate conversion (two-phase to three-phase conversion) corresponding to the inverse conversion of the conversion performed in step S124 (step S128).
The voltages Vuc, Vvc, which are actually applied to the three-phase coil 34,
A process for obtaining Vwc is performed. Each voltage is given by the following equation (11)
Ask by

【0057】[0057]

【数9】 (Equation 9)

【0058】実際の電圧制御は、第1の駆動回路91の
トランジスタTr1ないしTr6のオンオフ時間により
なされるから、式(11)によって求めた各電圧指令値
となるよう各トランジスタTr1ないしTr6のオン時
間をPWM制御する(ステップS129)。
Since the actual voltage control is performed by the on / off time of the transistors Tr1 to Tr6 of the first driving circuit 91, the on / off time of each of the transistors Tr1 to Tr6 is adjusted so that each voltage command value obtained by the equation (11) is obtained. Is subjected to PWM control (step S129).

【0059】なお、クラッチモータ30は、その回転数
Ncが正のときには電動機として力行制御がなされ、回
転数Ncが負のときには発電機として回生制御がなされ
る。しかし、クラッチモータ30の力行制御と回生制御
は、共にインナロータ32に取り付けられた永久磁石3
5と、アウタロータ33の三相コイル34に流れる電流
により生じる回転磁界とにより、サンギヤ軸25を負の
方向に回転させるトルクをインナロータ32に作用する
よう第1の駆動回路91のトランジスタTr1ないしT
r6を制御するものであるから、同一のスイッチング制
御となる。すなわち、クラッチモータ30の制御が力行
制御であっても回生制御であってもトルクTcの向きが
同じであれば同じスイッチング制御となる。したがっ
て、図7のクラッチモータ制御ルーチンでクラッチモー
タ30の力行制御も回生制御も行なうことができる。
When the rotational speed Nc of the clutch motor 30 is positive, power running control is performed as an electric motor, and when the rotational speed Nc is negative, regenerative control is performed as a generator. However, both the powering control and the regenerative control of the clutch motor 30 are performed by the permanent magnet 3 attached to the inner rotor 32.
5 and the rotating magnetic field generated by the current flowing through the three-phase coil 34 of the outer rotor 33, the transistors Tr1 to T1 of the first drive circuit 91 act on the inner rotor 32 to apply a torque for rotating the sun gear shaft 25 in the negative direction.
Since r6 is controlled, the same switching control is performed. That is, regardless of whether the control of the clutch motor 30 is the powering control or the regenerative control, the same switching control is performed as long as the direction of the torque Tc is the same. Therefore, both the power running control and the regenerative control of the clutch motor 30 can be performed in the clutch motor control routine of FIG.

【0060】次に、アシストモータ40の制御(図6の
ステップS118)について図8に例示するアシストモ
ータ制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチンが実行
されると、制御装置80の制御CPU90は、まず、レ
ゾルバ47により検出されるアシストモータ40の回転
角度θaを入力する処理を実行する(ステップS13
0)、続いて、アシストモータ40の各相電流を電流検
出器97,98を用いて検出する処理を行なう(ステッ
プS132)。その後、クラッチモータ30と同様の座
標変換(ステップS134)および電圧指令値Vda,
Vqaの演算を行ない(ステップS136)、更に電圧
指令値の逆座標変換(ステップS138)を行なって、
アシストモータ40の第2の駆動回路92のトランジス
タTr11ないしTr16のオンオフ制御時間を求め、
PWM制御を行なう(ステップS139)。これらの処
理は、クラッチモータ30について行なったものと全く
同一である。
Next, control of the assist motor 40 (step S118 in FIG. 6) will be described based on an assist motor control routine illustrated in FIG. When this routine is executed, the control CPU 90 of the control device 80 first executes a process of inputting the rotation angle θa of the assist motor 40 detected by the resolver 47 (step S13)
0) Then, a process of detecting each phase current of the assist motor 40 using the current detectors 97 and 98 is performed (step S132). Thereafter, the same coordinate conversion as that of the clutch motor 30 (step S134) and the voltage command value Vda,
The calculation of Vqa is performed (step S136), and the inverse coordinate transformation of the voltage command value is performed (step S138).
The on / off control time of the transistors Tr11 to Tr16 of the second drive circuit 92 of the assist motor 40 is obtained,
PWM control is performed (step S139). These processes are exactly the same as those performed for the clutch motor 30.

【0061】ここで、アシストモータ40のトルク指令
値Ta*は、図6のステップS114によりクラッチモ
ータ30の回転数Ncとトルク指令値Tc*とを含む演
算により求められるから、図4の共線図のように回転数
Ncが正の値のときにはトルク指令値Ta*は負の値と
なって回生制御がなされ、図5の共線図のように回転数
Ncが負の値のときにはトルク指令値Ta*は正の値と
なって力行制御がなされる。しかし、アシストモータ4
0の回生制御と力行制御は、クラッチモータ30の制御
と同様に、共に図8のアシストモータ制御ルーチンで行
なうことができる。
Here, the torque command value Ta * of the assist motor 40 is obtained by the calculation including the rotation speed Nc of the clutch motor 30 and the torque command value Tc * in step S114 of FIG. When the rotational speed Nc is a positive value as shown in the figure, the torque command value Ta * becomes a negative value and regenerative control is performed. When the rotational speed Nc is a negative value as shown in the alignment chart of FIG. The value Ta * becomes a positive value, and power running control is performed. However, assist motor 4
Both the regeneration control and the powering control of 0 can be performed by the assist motor control routine of FIG.

【0062】次に、エンジン50の制御(図6のステッ
プS119)について説明する。エンジン50は、図6
のステップS110において設定された目標トルクTe
*および目標回転数Ne*の運転ポイントで定常運転状
態となるようトルクTeおよび回転数Neが制御され
る。具体的には、制御CPU90から通信によりEFI
ECU70に指示を送信し、燃料噴射弁51からの燃料
噴射量やスロットルバルブ66の開度を増減して、エン
ジン50の出力トルクが目標トルクTe*に、回転数が
目標回転数Ne*になるように徐々に調整するのであ
る。
Next, control of the engine 50 (step S119 in FIG. 6) will be described. The engine 50 is shown in FIG.
Target torque Te set in step S110
The torque Te and the rotation speed Ne are controlled so as to be in a steady operation state at the operation point of * and the target rotation speed Ne *. Specifically, EFI is transmitted from the control CPU 90 by communication.
An instruction is transmitted to the ECU 70 to increase or decrease the fuel injection amount from the fuel injection valve 51 or the opening of the throttle valve 66, so that the output torque of the engine 50 becomes the target torque Te * and the rotation speed becomes the target rotation speed Ne *. Adjust gradually.

【0063】実施例の動力出力装置10は、こうしたエ
ンジン50から出力される動力のすべてを所望の動力に
トルク変換して駆動軸12に出力する動作の他、次のよ
うな動作もすることができる。以下、その他の動作につ
いて簡単に説明する。
The power output device 10 of the embodiment may perform the following operation in addition to the operation of converting all of the power output from the engine 50 into a desired power and outputting the torque to the drive shaft 12. it can. Hereinafter, other operations will be briefly described.

【0064】バッテリ94の充放電を伴う動作 この動作は、前述したように、図6のトルク制御ルーチ
ンのステップS114で設定されるアシストモータ40
のトルク指令値Ta*を増減することによって行なうこ
とができる。すなわち、クラッチモータ30が力行制御
でアシストモータ40が回生制御されているときには、
アシストモータ40のトルク指令値Ta*を増減するこ
とにより、クラッチモータ30により消費される電力に
対してアシストモータ40により回生される電力に過不
足を生じさせ、この過不足の電力を用いてバッテリ94
を充放電するのである。また、クラッチモータ30が回
生制御でアシストモータ40が力行制御されているとき
には、アシストモータ40のトルク指令値Ta*を増減
することにより、アシストモータ40により消費される
電力に対してクラッチモータ30により回生される電力
に過不足を生じさせ、この過不足の電力を用いてバッテ
リ94を充放電するのである。
Operation involving Charge / Discharge of Battery 94 As described above, this operation is performed by the assist motor 40 set in step S114 of the torque control routine of FIG.
By increasing or decreasing the torque command value Ta *. That is, when the clutch motor 30 is in power running control and the assist motor 40 is under regenerative control,
By increasing or decreasing the torque command value Ta * of the assist motor 40, an excess or deficiency is generated in the power regenerated by the assist motor 40 with respect to the power consumed by the clutch motor 30. 94
Is charged and discharged. Further, when the assist motor 40 is in power running control by the regenerative control of the clutch motor 30, the clutch motor 30 reduces the electric power consumed by the assist motor 40 by increasing or decreasing the torque command value Ta * of the assist motor 40. An excess or deficiency is generated in the regenerated power, and the battery 94 is charged and discharged using the excess or deficient power.

【0065】また、図6のトルク制御ルーチンのステッ
プS112とS114とによる両モータ30,40のト
ルク指令値Tc*,Ta*を設定した後に、エンジン5
0の目標トルクTe*か目標回転数Ne*の一方あるい
は双方を増減することによってもバッテリ94の充電を
伴う動作とすることができる。すなわち、駆動軸12に
出力すべきエネルギに対してエンジン50から出力する
エネルギを増減することによりエネルギの過不足を生じ
させ、この過不足のエネルギによりバッテリ94を充放
電するのである。こうした動作により、運転者が要求す
る動力に対してエンジン50に余力があるときにはバッ
テリ94を充電し、運転者がエンジン50から出力する
ことができない程の動力を要求したときにはバッテリ9
4からの放電により不足するエネルギを補うといった動
作が可能となる。こうしたバッテリ94の充放電動作を
組み合わせることにより、エンジン50から出力できる
動力以上の動力を駆動軸12に出力することができる。
After setting the torque command values Tc * and Ta * for both motors 30 and 40 in steps S112 and S114 of the torque control routine of FIG.
By increasing or decreasing one or both of the target torque Te * of 0 and the target rotation speed Ne *, an operation involving charging of the battery 94 can be performed. That is, by increasing or decreasing the energy output from the engine 50 with respect to the energy to be output to the drive shaft 12, excess or deficiency of the energy is caused, and the battery 94 is charged and discharged with the excess or deficient energy. By such an operation, the battery 94 is charged when the engine 50 has enough power for the power required by the driver, and the battery 9 is charged when the driver requires power that cannot be output from the engine 50.
4 makes it possible to perform an operation to compensate for the energy shortage caused by the discharge from the battery. By combining such charging and discharging operations of the battery 94, it is possible to output more power to the drive shaft 12 than power that can be output from the engine 50.

【0066】アシストモータ40から出力される動力
のみによる動作 この動作は、エンジン50を停止すると共にクラッチモ
ータ30のトルクTcを値0とした状態で、アシストモ
ータ40からトルク出力することにより行なわれる。ア
シストモータ40の取り付けられたリングギヤ軸26は
駆動軸12に結合されているから、アシストモータ40
から出力されるトルクは直接駆動軸12に出力され、駆
動軸12が回転駆動するのである。プラネタリギヤ20
は、リングギヤ軸26の回転に伴い、サンギヤ軸25か
プラネタリキャリア24の少なくとも一方が回転するこ
とになるが、エンジン50の静止摩擦力および動摩擦力
がクラッチモータ30の静止摩擦力および動摩擦力より
大きいことから、プラネタリキャリア24が停止し、サ
ンギヤ軸25が回転することになる。なお、この動作で
は、アシストモータ40から出力するトルクの向きを変
更することにより、駆動軸12を逆転(車両が後進する
際の回転)させることもできる。
Operation Using Only Power Output from Assist Motor 40 This operation is performed by outputting torque from assist motor 40 with engine 50 stopped and torque Tc of clutch motor 30 set to a value of zero. Since the ring gear shaft 26 to which the assist motor 40 is attached is connected to the drive shaft 12, the assist motor 40
Is output directly to the drive shaft 12, and the drive shaft 12 is driven to rotate. Planetary gear 20
Means that at least one of the sun gear shaft 25 and the planetary carrier 24 rotates with the rotation of the ring gear shaft 26, but the static friction force and the dynamic friction force of the engine 50 are larger than the static friction force and the dynamic friction force of the clutch motor 30. Therefore, the planetary carrier 24 stops, and the sun gear shaft 25 rotates. In this operation, by changing the direction of the torque output from the assist motor 40, the drive shaft 12 can be reversed (rotation when the vehicle moves backward).

【0067】エンジン50の始動動作 この動作は、駆動軸12(リングギヤ軸26)が停止し
ているときには、駆動軸12が回転しないようにアシス
トモータ40をロック状態とし、この状態で、サンギヤ
軸25の回転数Nsが正となるようクラッチモータ30
からトルク出力することにより行なわれる。クラッチモ
ータ30から出力されるトルクはプラネタリギヤ20を
介してエンジン50のクランクシャフト56に出力され
るから、エンジン50はクランキングされることにな
る。このクランキングに連動して燃料噴射弁51からの
燃料噴射制御や点火プラグ62による点火制御などを開
始することにより、エンジン50を始動することができ
る。
This operation is performed when the drive shaft 12 (ring gear shaft 26) is stopped so that the assist motor 40 is locked so that the drive shaft 12 does not rotate. So that the rotation speed Ns of the clutch motor 30 becomes positive.
This is performed by outputting a torque from. Since the torque output from the clutch motor 30 is output to the crankshaft 56 of the engine 50 via the planetary gear 20, the engine 50 is cranked. The engine 50 can be started by starting the fuel injection control from the fuel injection valve 51 or the ignition control by the spark plug 62 in conjunction with the cranking.

【0068】で説明した駆動軸12がアシストモータ
40から出力される動力のみで駆動されている状態での
エンジン50の始動動作は、この状態で、クラッチモー
タ30からサンギヤ軸25の回転数Nsが正となる方向
のトルクを出力することにより行なわれる。クラッチモ
ータ30からトルクを出力した際のエンジン50のクラ
ンキング動作は前述した通りである。クラッチモータ3
0からトルクを出力する際に、アシストモータ40から
出力するトルクを一定に保てば、アシストモータ40か
ら出力されるトルクの一部がクラッチモータ30からク
ランクシャフト56に出力されるトルクの反力として用
いられることにより、駆動軸12に出力されるトルクが
減少して駆動軸12にトルクショックを与える。しか
し、クラッチモータ30からクランクシャフト56にト
ルクを出力すると同時に、このトルクに相当する分だけ
アシストモータ40から出力するトルクを増加すれば、
クランキングの前後に拘わらず駆動軸12には略同一の
トルクが出力されることになり、トルクショックの発生
を防止することができる。
The start operation of the engine 50 in the state where the drive shaft 12 described above is driven only by the power output from the assist motor 40 is performed in this state. This is performed by outputting a torque in a positive direction. The cranking operation of the engine 50 when the torque is output from the clutch motor 30 is as described above. Clutch motor 3
If the torque output from the assist motor 40 is kept constant when the torque is output from 0, a part of the torque output from the assist motor 40 is a reaction force of the torque output from the clutch motor 30 to the crankshaft 56. As a result, the torque output to the drive shaft 12 is reduced, and a torque shock is applied to the drive shaft 12. However, if torque is output from the clutch motor 30 to the crankshaft 56 and the torque output from the assist motor 40 is increased by an amount corresponding to this torque,
Approximately the same torque is output to the drive shaft 12 before and after cranking, and the occurrence of torque shock can be prevented.

【0069】以上説明した実施例の動力出力装置10に
よれば、エンジン50から出力される動力をプラネタリ
ギヤ20,クラッチモータ30,アシストモータ40に
よって所望の回転数とトルクとによって表わされる動力
にトルク変換して駆動軸12に出力することができる。
また、エンジン50から出力される動力の一部をプラネ
タリギヤ20により機械的にトルク変換して駆動軸12
に出力すると共に、残余の動力についてはクラッチモー
タ30とアシストモータ40とにより電磁的なエネルギ
を介してトルク変換して駆動軸12に出力することがで
きる。プラネタリギヤ20による機械的なトルク変換
は、電磁的なエネルギを介さないから極めて効率が高
い。したがって、従来技術で説明した従来例の動力出力
装置のようにエンジン50から出力される動力のすべて
をモータや電磁継手等を用いて電磁的なエネルギを介し
てトルク変換するものに比して、装置全体のエネルギ効
率をより高くすることができる。
According to the power output device 10 of the embodiment described above, the torque output from the engine 50 is converted into the power represented by the desired rotation speed and torque by the planetary gear 20, the clutch motor 30, and the assist motor 40. And output to the drive shaft 12.
Further, a part of the power output from the engine 50 is mechanically converted into torque by the planetary gear 20 to drive the drive shaft 12.
And the remaining power can be converted to torque by the clutch motor 30 and the assist motor 40 via electromagnetic energy and output to the drive shaft 12. The mechanical torque conversion by the planetary gear 20 is extremely efficient because it does not involve electromagnetic energy. Therefore, as compared with the conventional power output device described in the related art, in which all of the power output from the engine 50 is torque-converted through electromagnetic energy using a motor, an electromagnetic coupling, or the like, The energy efficiency of the whole device can be made higher.

【0070】また、実施例の動力出力装置10によれ
ば、図4および図5に示すように、クラッチモータ30
の回転数Ncは駆動軸12の回転数Ndとサンギヤ軸2
5の回転数Nsとの偏差であるから、従来例のように駆
動軸12の回転数Ndとエンジン50の回転数Neとの
偏差とするものに比して、回転数Ncを大きなものとす
ることができる。この結果、クラッチモータ30として
低トルクで高回転型のモータを採用することができる。
なお、プラネタリギヤ20のギヤ比を調整することもで
きるから、より効率のよいモータをクラッチモータ30
として使用することができる。この結果、装置全体のエ
ネルギ効率をさらに高めることができる。
Further, according to the power output apparatus 10 of the embodiment, as shown in FIGS.
Is the rotation speed Nc of the drive shaft 12 and the sun gear shaft 2.
5, the rotation speed Nc is set to be larger than the difference between the rotation speed Nd of the drive shaft 12 and the rotation speed Ne of the engine 50 as in the conventional example. be able to. As a result, a low-torque, high-rotation type motor can be employed as the clutch motor 30.
Since the gear ratio of the planetary gear 20 can be adjusted, a more efficient motor can be used.
Can be used as As a result, the energy efficiency of the entire device can be further increased.

【0071】さらに、実施例の動力出力装置10によれ
ば、エンジン50からアシストモータ40,プラネタリ
ギヤ20,クラッチモータ30,スリップリング38の
順に配置することにより装置全体をまとまりのあるもの
とすることができる。クラッチモータ30はエンジン5
0から出力されるトルクTeのρ/(1+ρ)のトルク
を出力すればよいのに比して、アシストモータ40は、
アシストモータ40から出力される動力のみで駆動軸1
2を回転駆動する必要から、大きなトルクを出力する必
要がある。一般に、モータの出力トルクは、ロータの軸
方向の長さに比例し、ロータの直径の2乗に比例するか
ら、アシストモータ40は、クラッチモータ30より直
径が大きくなる。したがって、モータに比して大きさの
大きなエンジン50の近傍にアシストモータ40を配置
することにより装置全体をまとまりのあるものとするこ
とができるのである。実施例のように動力出力装置10
をFR型の車両に搭載する場合、車両の前方から、大き
さの大きなエンジン50から上述の順に配置することに
より、既存の流体式のトルクコンバータとトランスミッ
ションとを搭載する車両にも搭載することができる。ま
た、スリップリング38を動力出力装置10の端部に配
置するから、スリップリング38の部品の取り換えや点
検などをクラッチモータ30やアシストモータ40等を
取り外すことなく行なうことができる。
Further, according to the power output device 10 of the embodiment, the entire device can be united by arranging the assist motor 40, the planetary gear 20, the clutch motor 30, and the slip ring 38 in this order from the engine 50. it can. The clutch motor 30 is the engine 5
In contrast to outputting the torque of ρ / (1 + ρ) of the torque Te output from 0, the assist motor 40
Drive shaft 1 only with power output from assist motor 40
Therefore, it is necessary to output a large torque because it is necessary to rotationally drive the motor 2. Generally, the output torque of the motor is proportional to the axial length of the rotor and proportional to the square of the rotor diameter, so that the assist motor 40 has a larger diameter than the clutch motor 30. Therefore, by arranging the assist motor 40 near the engine 50 which is larger in size than the motor, the whole device can be made coherent. Power output device 10 as in the embodiment
When mounted on an FR type vehicle, by arranging from the front of the vehicle in the above order from the large engine 50, it can also be mounted on a vehicle equipped with an existing fluid torque converter and transmission. it can. In addition, since the slip ring 38 is disposed at the end of the power output device 10, parts of the slip ring 38 can be replaced or inspected without removing the clutch motor 30, the assist motor 40, and the like.

【0072】実施例の動力出力装置10では、エンジン
50のクランクシャフト56と同軸上に駆動軸12を配
置したが、クランクシャフト56と異なる軸となるよう
駆動軸12を配置してもよい。たとえば、リングギヤ軸
26とギヤ結合するギヤやチェーンベルト等を用いてリ
ングギヤ軸26と平行な位置に駆動軸12を配置して動
力出力装置から動力を取り出すようにしてもよい。こう
すれば、FF型の車両へ容易に搭載することができる。
In the power output apparatus 10 of the embodiment, the drive shaft 12 is arranged coaxially with the crankshaft 56 of the engine 50. However, the drive shaft 12 may be arranged so as to be different from the crankshaft 56. For example, the drive shaft 12 may be disposed at a position parallel to the ring gear shaft 26 by using a gear or a chain belt that is gear-coupled to the ring gear shaft 26, and power may be taken out from the power output device. In this case, it can be easily mounted on an FF type vehicle.

【0073】実施例の動力出力装置10では、プラネタ
リギヤ20のリングギヤ22および駆動軸12に結合し
たリングギヤ軸26を設け、このリングギヤ軸26にア
シストモータ40を取り付けることにより、アシストモ
ータ40をエンジン50の近傍に配置したが、図9の変
形例の動力出力装置10Aのように、アシストモータ4
0を駆動軸12に直接取り付けるものとしてもよい。
In the power output device 10 of the embodiment, a ring gear shaft 26 connected to the ring gear 22 and the drive shaft 12 of the planetary gear 20 is provided, and the assist motor 40 is attached to the ring gear shaft 26 so that the assist motor 40 Although arranged in the vicinity, as in the power output device 10A of the modification of FIG.
0 may be directly attached to the drive shaft 12.

【0074】次に、本発明の第2の実施例の動力出力装
置10Bについて説明する。図10は、第2実施例の動
力出力装置10Bの概略構成を示す構成図である。図示
するように、第2実施例の動力出力装置10Bは、アシ
ストモータ40がエンジン50のクランクシャフト56
に取り付けられている点を除いて第1実施例の動力出力
装置10と同一の構成をしている。このため、図10の
構成図では、第1実施例の動力出力装置10の構成を示
す図に相当する図1のうち同一の部分である制御装置8
0等は省略した。また、第2実施例の動力出力装置10
Bを車両に搭載したときには図2に例示する構成と同一
の構成となる。したがって、第2実施例の動力出力装置
10Bの構成のうち第1実施例の動力出力装置10と同
一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略
する。なお、明示しない限り第1実施例の説明の際に用
いた符号はそのまま同じ意味で用いる。
Next, a power output device 10B according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power output device 10B of the second embodiment. As shown in the drawing, the power output device 10B of the second embodiment is configured such that the assist motor 40 is connected to the crankshaft 56 of the engine 50.
It has the same configuration as the power output device 10 of the first embodiment except that it is attached to the power output device 10 of the first embodiment. For this reason, in the configuration diagram of FIG. 10, the control device 8 which is the same part in FIG. 1 corresponding to the configuration diagram of the power output device 10 of the first embodiment is shown.
0 is omitted. Also, the power output device 10 of the second embodiment
When B is mounted on a vehicle, the configuration is the same as the configuration illustrated in FIG. Therefore, among the configurations of the power output device 10B of the second embodiment, the same components as those of the power output device 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Unless otherwise specified, reference numerals used in the description of the first embodiment have the same meaning as they are.

【0075】第2実施例の動力出力装置10Bでは、図
示するように、アシストモータ40はエンジン50のク
ランクシャフト56に取り付けられている。したがっ
て、アシストモータ40の回転角度θaを検出するレゾ
ルバ47Bもクランクシャフト56に取り付けられてい
る。また、アシストモータ40がクランクシャフト56
に取り付けられていることにより、第2実施例では、第
1実施例でアシストモータ40を取り付けたリングギヤ
軸26はない。
In the power output device 10 B of the second embodiment, the assist motor 40 is attached to a crankshaft 56 of the engine 50 as shown. Therefore, a resolver 47B for detecting the rotation angle θa of the assist motor 40 is also attached to the crankshaft 56. The assist motor 40 is connected to the crankshaft 56.
In the second embodiment, there is no ring gear shaft 26 to which the assist motor 40 is attached in the first embodiment.

【0076】第2実施例の動力出力装置10Bは、次の
ように動作する。エンジン50を回転数Ne,トルクT
eの運転ポイントP1で運転し、エンジン50から出力
されるエネルギPe(Pe=Ne×Te)と同じエネル
ギPr(Pr=Nr×Tr)となる回転数Nd,トルク
Tdの運転ポイントP2で駆動軸12を運転する場合、
すなわち、エンジン50から出力される動力をトルク変
換して駆動軸12に作用させる場合について考える。こ
の状態の共線図を図11および図12に例示する。
The power output device 10B of the second embodiment operates as follows. The engine 50 is rotated at Ne and torque T.
The driving shaft is operated at the operating point P1 of the rotational speed Nd and the torque Td, which is operated at the operating point P1 of the engine e and has the same energy Pr (Pr = Nr × Tr) as the energy Pe (Pe = Ne × Te) output from the engine 50. When driving 12,
That is, a case where the power output from the engine 50 is converted into a torque and applied to the drive shaft 12 will be considered. 11 and 12 show alignment charts in this state.

【0077】図11の共線図における動作共線の釣り合
いを考えると、次式(12)ないし式(15)が導き出
される。即ち、式(12)はエンジン50から入力され
るエネルギPeと駆動軸12に出力されるエネルギPd
の釣り合いから導き出され、式(13)はクランクシャ
フト56を介してプラネタリキャリア24に入力される
エネルギの総和として導き出される。また、式(14)
および式(15)はプラネタリキャリア124に作用す
るトルクを座標軸Sおよび座標軸Rを作用線とするトル
クに分離することにより導出される。
Considering the equilibrium of the operational collinear in the collinear chart of FIG. 11, the following equations (12) to (15) are derived. That is, the equation (12) represents the energy Pe input from the engine 50 and the energy Pd output to the drive shaft 12.
Equation (13) is derived as the sum of the energy input to the planetary carrier 24 via the crankshaft 56. Equation (14)
And equation (15) are derived by separating the torque acting on the planetary carrier 124 into torque having the coordinate axis S and the coordinate axis R as action lines.

【0078】[0078]

【数10】 (Equation 10)

【0079】この動作共線がこの状態で安定であるため
には、動作共線の力の釣り合いをとれればよいから、座
標軸S上に作用するクラッチモータ30のトルクTcを
トルクTeasに等しくしくなるようにし、かつ、座標
軸R上に作用するクラッチモータ30のトルクTcとト
ルクTearとの和が出力すべきトルクTdに等しくな
るようにすればよい。以上の関係からトルクTcとトル
クTaとを求めれば、次式(16)および式(17)の
ように表わされる。
In order for the operating collinear to be stable in this state, the forces of the operating collinear need only be balanced, so that the torque Tc of the clutch motor 30 acting on the coordinate axis S becomes equal to the torque Teas. In this case, the sum of the torque Tc and the torque Tear of the clutch motor 30 acting on the coordinate axis R may be equal to the torque Td to be output. If the torque Tc and the torque Ta are obtained from the above relationship, they are expressed as the following equations (16) and (17).

【0080】[0080]

【数11】 [Equation 11]

【0081】したがって、クラッチモータ30を式(1
6)で求められるトルクTcで動作させ、アシストモー
タ40を式(17)で求められるトルクTaで動作させ
れば、エンジン50から出力されるトルクTeおよび回
転数Neで表わされる動力をトルクTdおよび回転数N
dで表わされる動力にトルク変換して駆動軸12に出力
することができる。この共線図の状態では、クラッチモ
ータ30の回転数Ncは正の値となるから、クラッチモ
ータ30は電動機として動作し、アシストモータ40は
発電機として動作する。なお、式(17)の回転数Nd
を回転数Ncを用いて表わせば次式(18)となり、ア
シストモータ40のトルクTaをクラッチモータ30に
より回生または消費される電力として求めれば次式(1
9)となる。
Therefore, the clutch motor 30 is given by the formula (1)
If the assist motor 40 is operated at the torque Ta obtained by the equation (17) by operating the torque Tc obtained by the equation 6), the power output from the engine 50 and the power represented by the rotation speed Ne are converted to the torque Td and the torque Td. Revolution N
The torque can be converted into power represented by d and output to the drive shaft 12. In the state of the alignment chart, since the rotation speed Nc of the clutch motor 30 has a positive value, the clutch motor 30 operates as an electric motor, and the assist motor 40 operates as a generator. It should be noted that the rotation speed Nd in the equation (17)
Is expressed by using the rotation speed Nc, the following expression (18) is obtained. If the torque Ta of the assist motor 40 is obtained as electric power regenerated or consumed by the clutch motor 30, the following expression (1) is obtained.
9).

【0082】[0082]

【数12】 (Equation 12)

【0083】図11に示す共線図ではクラッチモータ3
0の回転数Ncは正であったが、エンジン50の回転数
Neと駆動軸12の回転数Ndとによっては、図12に
示す共線図のように負となる場合もある。このときに
は、クラッチモータ30は発電機として動作し、アシス
トモータ40は電動機として動作する。
In the alignment chart shown in FIG.
Although the rotation speed Nc of 0 is positive, depending on the rotation speed Ne of the engine 50 and the rotation speed Nd of the drive shaft 12, the rotation speed Nc may be negative as shown in the alignment chart shown in FIG. At this time, the clutch motor 30 operates as a generator, and the assist motor 40 operates as an electric motor.

【0084】以上、第2実施例の動力出力装置10Bの
基本的な動作について説明したが、第1実施例の動力出
力装置10と同様に、こうしたエンジン50から出力さ
れた動力のすべてをトルク変換して駆動軸12に出力す
る動作の他、エンジン50から出力された動力にバッテ
リ94に蓄えられた電気エネルギを付加して駆動軸12
に出力する動作や、逆にエンジン50から出力された動
力の一部をバッテリ94に電気エネルギとして蓄える動
作なども可能である。こうしたバッテリ94の充放電
は、アシストモータ40のトルクTaを上式(19)に
より算出される値より大小することにより容易に行なう
ことができる。
The basic operation of the power output device 10B of the second embodiment has been described above. However, as in the case of the power output device 10 of the first embodiment, all of the power output from the engine 50 is subjected to torque conversion. In addition to the operation of output to the drive shaft 12, the electric power stored in the battery 94 is added to the power output from the engine 50 to
And the operation of storing a part of the power output from the engine 50 as electric energy in the battery 94 is also possible. Such charging and discharging of the battery 94 can be easily performed by making the torque Ta of the assist motor 40 larger or smaller than the value calculated by the above equation (19).

【0085】以下に第2実施例の動力出力装置10にお
けるトルク変換の基本について図13に例示するトルク
制御ルーチンに基づき説明する。トルク制御ルーチンが
実行されると、制御装置80の制御CPU90は、まず
エンジン50の回転数Neとクラッチモータ30の回転
数Ncとを読み込む処理を行なう(ステップS200,
S202)。エンジン50の回転数Neは、クランクシ
ャフト56に設けられたレゾルバ47Bにより検出され
るアシストモータ40の回転角度θaから求めることも
できるし、ディストリビュータ60に設けられた回転数
センサ76によっても直接検出することもできる。回転
数センサ76を用いる場合には、回転数センサ76に接
続されたEFIECU70から通信により回転数Neの
情報を受け取ることになる。次に次式(20)により駆
動軸12の回転数Ndを算出する(ステップS20
3)。そして、アクセルペダルポジションセンサ65に
より検出されるアクセルペダルポジションAPを入力し
(ステップS104)。入力したアクセルペダルポジシ
ョンAPに応じた出力トルク指令値Td*を導出する処
理を行なう(ステップS206)。
Hereinafter, the basics of torque conversion in the power output device 10 of the second embodiment will be described based on a torque control routine illustrated in FIG. When the torque control routine is executed, the control CPU 90 of the control device 80 first performs a process of reading the rotation speed Ne of the engine 50 and the rotation speed Nc of the clutch motor 30 (step S200,
S202). The rotation speed Ne of the engine 50 can be obtained from the rotation angle θa of the assist motor 40 detected by a resolver 47B provided on the crankshaft 56, or directly detected by a rotation speed sensor 76 provided on the distributor 60. You can also. When the rotation speed sensor 76 is used, information on the rotation speed Ne is received from the EFIECU 70 connected to the rotation speed sensor 76 by communication. Next, the rotation speed Nd of the drive shaft 12 is calculated by the following equation (20) (step S20).
3). Then, the accelerator pedal position AP detected by the accelerator pedal position sensor 65 is input (step S104). A process for deriving an output torque command value Td * corresponding to the input accelerator pedal position AP is performed (step S206).

【0086】[0086]

【数13】 (Equation 13)

【0087】次に、導き出された出力トルク指令値Td
*と算出された駆動軸12の回転数Ndとから、駆動軸
12に出力すべきエネルギPdを計算(Pd=Td*×
Nd)により求め(ステップS208)、この求めた出
力エネルギPdに基づいて、エンジン50の目標トルク
Te*と目標回転数Ne*とを設定する処理を行なう
(ステップS210)。このエンジン50の目標トルク
Te*と目標回転数Ne*の設定処理は、第1実施例と
同様である。
Next, the derived output torque command value Td
The energy Pd to be output to the drive shaft 12 is calculated from * and the calculated rotation speed Nd of the drive shaft 12 (Pd = Td ** ×
Nd) (step S208), and a process of setting a target torque Te * and a target rotation speed Ne * of the engine 50 based on the obtained output energy Pd is performed (step S210). The process of setting the target torque Te * and the target rotation speed Ne * of the engine 50 is the same as in the first embodiment.

【0088】続いて、クラッチモータ30のトルク指令
値Tc*を次式(21)により算出して設定すると共に
(ステップS212)、アシストモータ40のトルク指
令値Ta*を次式(22)により算出して設定する(ス
テップS214)。そして、こうして設定した値を用い
て、クラッチモータ30,アシストモータ40およびエ
ンジン50の各制御を行なう(ステップS216ないし
S219)。なお、こうした各制御は、第1実施例と同
様に、図示の都合上、各制御を別々のステップとして記
載したが、実際には、これらの制御は総合的に行なわれ
る。第2実施例の各制御については第1実施例の各制御
と同一であるからその説明は省略する。
Subsequently, the torque command value Tc * of the clutch motor 30 is calculated and set by the following equation (21) (step S212), and the torque command value Ta * of the assist motor 40 is calculated by the following equation (22). (Step S214). Then, the control of the clutch motor 30, the assist motor 40, and the engine 50 is performed using the values set in this manner (steps S216 to S219). Each control is described as a separate step for convenience of illustration in the same manner as in the first embodiment, but actually, these controls are performed comprehensively. The respective controls of the second embodiment are the same as the respective controls of the first embodiment, and therefore description thereof will be omitted.

【0089】[0089]

【数14】 [Equation 14]

【0090】第2実施例の動力出力装置10Bは、こう
したエンジン50から出力される動力のすべてを所望の
動力にトルク変換して駆動軸12に出力する動作の他
に、第1実施例で説明したような種々の動作が可能であ
る。以下、その他の動作について簡単に説明する。
The power output device 10 B of the second embodiment is described in the first embodiment in addition to the operation of converting all of the power output from the engine 50 into a desired power and outputting the torque to the drive shaft 12. Various operations as described above are possible. Hereinafter, other operations will be briefly described.

【0091】バッテリ94の充放電を伴う動作 この動作は、第1実施例の動力出力装置10と同様に、
図13のトルク制御ルーチンのステップS214で設定
されるアシストモータ40のトルク指令値Ta*を増減
することにより、または、ステップS212とS214
とによる両モータ30,40のトルク指令値Tc*,T
a*を設定した後に、エンジン50の目標トルクTe*
か目標回転数Ne*の一方あるいは双方を増減すること
により行なうことができる。こうした動作により、運転
者が要求する動力に対してエンジン50に余力があると
きにはバッテリ94を充電し、運転者がエンジン50か
ら出力することができない程の動力を要求したときには
バッテリ94からの放電により不足するエネルギを補う
といった動作が可能となる。こうしたバッテリ94の充
放電動作を組み合わせることにより、エンジン50から
出力できる動力以上の動力を駆動軸12に出力すること
ができる。
Operation involving Charge and Discharge of Battery 94 This operation is similar to that of the power output device 10 of the first embodiment.
The torque command value Ta * of the assist motor 40 set in step S214 of the torque control routine of FIG. 13 is increased or decreased, or steps S212 and S214 are performed.
, The torque command values Tc *, T of both motors 30, 40
After setting a *, the target torque Te * of the engine 50 is set.
Alternatively, it can be performed by increasing or decreasing one or both of the target rotation speeds Ne *. By such an operation, the battery 94 is charged when the engine 50 has enough power for the power requested by the driver, and discharged by the battery 94 when the driver requests power that cannot be output from the engine 50. An operation of making up for the insufficient energy becomes possible. By combining such charging and discharging operations of the battery 94, it is possible to output more power to the drive shaft 12 than power that can be output from the engine 50.

【0092】クラッチモータ30から出力される動力
のみによる動作 この動作は、エンジン50を停止すると共にクランクシ
ャフト56をアシストモータ40により回転しないよう
にロック状態とし、この状態で、クラッチモータ30か
らトルク出力することにより行なわれる。なお、この動
作では、クラッチモータ30から駆動軸12に出力する
トルクの向きを変更することにより、駆動軸12を逆転
(車両が後進する際の回転)させることができる。
Operation Only by Power Output from Clutch Motor 30 In this operation, the engine 50 is stopped and the crankshaft 56 is locked so as not to be rotated by the assist motor 40. It is done by doing. In this operation, by changing the direction of the torque output from the clutch motor 30 to the drive shaft 12, the drive shaft 12 can be reversed (rotation when the vehicle moves backward).

【0093】エンジン50の始動動作 この動作は、駆動軸12の回転の状態に拘わらず、アシ
ストモータ40によりトルクを出力することにより行な
うことができる。このときアシストモータ40は、単な
るセルモータとして働く。
Starting operation of engine 50 This operation can be performed by outputting torque by assist motor 40 regardless of the state of rotation of drive shaft 12. At this time, the assist motor 40 works simply as a cell motor.

【0094】以上説明した第2実施例の動力出力装置1
0Bによれば、エンジン50から出力される動力をプラ
ネタリギヤ20,クラッチモータ30,アシストモータ
40によって所望の回転数とトルクとによって表わされ
る動力にトルク変換して駆動軸12に出力することがで
きる。また、エンジン50およびアシストモータ40か
ら出力される動力の一部をプラネタリギヤ20により機
械的にトルク変換して駆動軸12に出力すると共に、残
余の動力についてはクラッチモータ30により電磁的な
エネルギを介してトルク変換して駆動軸12に出力する
ことができる。したがって、第1実施例の動力出力装置
10と同様に、従来技術で説明した従来例の動力出力装
置のようにエンジン50から出力される動力のすべてを
モータや電磁継手等を用いて電磁的なエネルギを介して
トルク変換するものに比して、装置全体のエネルギ効率
をより高くすることができる。
The power output device 1 of the second embodiment described above
According to 0B, the power output from the engine 50 can be torque-converted by the planetary gear 20, the clutch motor 30, and the assist motor 40 into power represented by a desired rotation speed and torque, and output to the drive shaft 12. Further, a part of the power output from the engine 50 and the assist motor 40 is mechanically converted into torque by the planetary gear 20 and output to the drive shaft 12, and the remaining power is transmitted by the clutch motor 30 via electromagnetic energy. The torque can be converted and output to the drive shaft 12. Therefore, similarly to the power output device 10 of the first embodiment, all of the power output from the engine 50 is electromagnetically controlled by using a motor, an electromagnetic coupling, or the like as in the power output device of the conventional example described in the related art. The energy efficiency of the entire device can be made higher than that of a device that converts torque through energy.

【0095】もとより、クラッチモータ30の回転数N
cは駆動軸12の回転数Ndとサンギヤ軸25の回転数
Nsとの偏差であるから、従来例のように駆動軸12の
回転数Ndとエンジン50の回転数Neとの偏差とする
ものに比して、回転数Ncを大きなものとすることがで
き、この結果、クラッチモータ30として低トルクで高
回転型のモータを採用することができる。また、エンジ
ン50からアシストモータ40,プラネタリギヤ20,
クラッチモータ30,スリップリング38の順に配置す
ることにより装置全体をまとまりのあるものとすること
ができ、スリップリング38の部品の取り換えや点検な
どをクラッチモータ30やアシストモータ40等を取り
外すことなく行なうことができる。
Of course, the rotational speed N of the clutch motor 30
Since c is the deviation between the rotation speed Nd of the drive shaft 12 and the rotation speed Ns of the sun gear shaft 25, the difference between the rotation speed Nd of the drive shaft 12 and the rotation speed Ne of the engine 50 as in the conventional example is set. In comparison, the rotation speed Nc can be increased, and as a result, a low-torque, high-rotation type motor can be employed as the clutch motor 30. In addition, from the engine 50, the assist motor 40, the planetary gear 20,
By arranging the clutch motor 30 and the slip ring 38 in this order, the entire apparatus can be made coherent, and replacement and inspection of parts of the slip ring 38 can be performed without removing the clutch motor 30 and the assist motor 40. be able to.

【0096】第2実施例の動力出力装置10Bでは、エ
ンジン50のクランクシャフト56と同軸上に駆動軸1
2を配置したが、クランクシャフト56と異なる軸とな
るよう駆動軸12を配置してもよい。また、第2実施例
の動力出力装置10Bでは、エンジン50とプラネタリ
ギヤ20との間にエンジン50を配置したが、図14の
変形例の動力出力装置10Cに例示するように、エンジ
ン50のプラネタリギヤ20を配置した反対側にクラン
クシャフト56Cを延出し、このクランクシャフト56
Cにアシストモータ40を取り付けるものとしてもよ
い。
In the power output device 10B of the second embodiment, the drive shaft 1 is coaxial with the crankshaft 56 of the engine 50.
2, the drive shaft 12 may be arranged to be different from the crankshaft 56. Further, in the power output device 10B of the second embodiment, the engine 50 is disposed between the engine 50 and the planetary gear 20, but as illustrated in the power output device 10C of the modified example of FIG. The crankshaft 56C extends to the opposite side where the
The assist motor 40 may be attached to C.

【0097】次に、本発明の第3の実施例である動力出
力装置10Dについて説明する。図15は、第3実施例
の動力出力装置10Dの概略構成を示す構成図である。
図示するように、第3実施例の動力出力装置10Dは、
プラネタリギヤ20に代えてダブルピニオンプラネタリ
ギヤ120を備える点を除いて第1実施例の動力出力装
置10と同一の構成をしている。このため、図15の構
成図では、第1実施例の動力出力装置10の構成を示す
図に相当する図1のうち同一の部分である制御装置80
等は省略した。また、第3実施例の動力出力装置10D
を車両に搭載したときには図2に例示する構成と同様の
構成となる。したがって、第3実施例の動力出力装置1
0Dの構成のうち第1実施例の動力出力装置10と同一
の構成については同一の符号を付し、その説明は省略す
る。なお、明示しない限り第1実施例の説明の際に用い
た符号はそのまま同じ意味で用いる。
Next, a power output apparatus 10D according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power output device 10D according to the third embodiment.
As shown, the power output device 10D according to the third embodiment includes:
The configuration is the same as that of the power output device 10 of the first embodiment except that a double pinion planetary gear 120 is provided instead of the planetary gear 20. For this reason, in the configuration diagram of FIG. 15, the control device 80, which is the same part in FIG. 1 corresponding to the configuration of the power output device 10 of the first embodiment,
Etc. are omitted. Also, the power output device 10D of the third embodiment
When the is mounted on a vehicle, the configuration is the same as the configuration illustrated in FIG. Therefore, the power output device 1 of the third embodiment
In the configuration of 0D, the same components as those of the power output device 10 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Unless otherwise specified, reference numerals used in the description of the first embodiment have the same meaning as they are.

【0098】図16にダブルピニオンプラネタリギヤ1
20の概略構成を拡大して示す。図15および図16に
示すように、ダブルピニオンプラネタリギヤ120は、
クラッチモータ30のインナロータ32が取り付けられ
ているサンギヤ軸125に結されたサンギヤ121と、
クランクシャフト56に結合されたリングギヤ122
と、サンギヤ121とリングギヤ122との間に配置さ
れ一方はサンギヤ121と他方はリングギヤ122とギ
ヤ結合すると共に互いにギヤ結合しサンギヤ121の外
周を自転しながら公転する2つ1組の複数組みのプラネ
タリピニオンギヤ123a,123b(以下、2つ1組
のプラネタリピニオンギヤ123a,123bを合わせ
て「ダブルピニオンギヤ123」という)と、各組みの
ダブルピニオンギヤ123の回転軸を軸支する軸受12
4aを備えると共にアシストモータ40のロータ42が
取り付けられているキャリア軸127と駆動軸12に結
合されるプラネタリキャリア124とから構成されてい
る。このダブルピニオンプラネタリギヤ120では、サ
ンギヤ121,リングギヤ122およびプラネタリキャ
リア124にそれぞれ結合されたサンギヤ軸125,ク
ランクシャフト56および駆動軸12(キャリア軸12
7)の3軸が動力の入出力軸とされ、3軸のうちいずれ
か2軸へ入出力される動力が決定されると、残余の1軸
に入出力される動力は決定された2軸へ入出力される動
力に基づいて定まる。なお、第3実施例の動力出力装置
10Dでは、アシストモータ40のロータ42をキャリ
ア軸127に取り付けたことに伴い、アシストモータ4
0の回転角度θaを検出するレゾルバ47Dもキャリア
軸127に取り付けれている。
FIG. 16 shows a double pinion planetary gear 1.
20 is enlarged and shown. As shown in FIGS. 15 and 16, the double pinion planetary gear 120
A sun gear 121 connected to a sun gear shaft 125 to which the inner rotor 32 of the clutch motor 30 is attached;
Ring gear 122 coupled to crankshaft 56
And one pair of planetary gears disposed between the sun gear 121 and the ring gear 122, one of which is gear-coupled to the sun gear 121 and the other is gear-coupled to each other and gear-coupled to each other to revolve while rotating around the outer periphery of the sun gear 121. A pinion gear 123a, 123b (hereinafter, a pair of planetary pinion gears 123a, 123b is referred to as a "double pinion gear 123") and a bearing 12 that supports the rotating shaft of the double pinion gear 123 of each pair.
4a and a carrier shaft 127 on which the rotor 42 of the assist motor 40 is mounted, and a planetary carrier 124 coupled to the drive shaft 12. In this double pinion planetary gear 120, a sun gear shaft 125, a crankshaft 56, and a drive shaft 12 (carrier shaft 12) coupled to a sun gear 121, a ring gear 122, and a planetary carrier 124, respectively.
7) The three axes are the power input / output axes. When the power input / output to any two of the three axes is determined, the power input / output to the remaining one axis is the determined two axes. Determined based on the power input to and output from In the power output device 10D of the third embodiment, the assist motor 40 is attached to the carrier shaft 127 with the rotor 42 of the assist motor 40 attached thereto.
A resolver 47D that detects the zero rotation angle θa is also attached to the carrier shaft 127.

【0099】図17および図18にダブルピニオンプラ
ネタリギヤ120の3軸(サンギヤ軸125,クランク
シャフト56および駆動軸12)における回転数やトル
クの関係を表わす共線図を示す。ダブルピニオンプラネ
タリギヤ120の共線図では、駆動軸12(プラネタリ
キャリア124)の座標軸Cの位置は、サンギヤ軸12
5の座標軸Sとクランクシャフト56(リングギヤ12
2)の座標軸Rとを1:ρに外分する位置として求めら
れる。なお、第3実施例でも第1実施例と同様に、ρは
リングギヤ122の歯数に対するサンギヤ121の歯数
の比であり、共線図に描かれる動作共線はトルクを力に
置き換えた剛体として取り扱うことができる。図17の
共線図に対し動作共線の釣り合いを考慮すれば、上式
(12)の他に次式(23)と式(24)とが導き出さ
れる。式(23)および式(24)はクランクシャフト
56を介してリングギヤ122に入力されるトルクTe
を座標軸Sおよび座標軸Cを作用線とするトルクに分離
することにより導出される。
FIGS. 17 and 18 are collinear charts showing the relationship between the rotation speed and the torque of the double pinion planetary gear 120 on three axes (the sun gear shaft 125, the crankshaft 56, and the drive shaft 12). In the alignment chart of the double pinion planetary gear 120, the position of the coordinate axis C of the drive shaft 12 (the planetary carrier 124) is
5 and the crankshaft 56 (the ring gear 12
It is obtained as a position that externally divides the coordinate axis R of 2) into 1: ρ. In the third embodiment, as in the first embodiment, ρ is the ratio of the number of teeth of the sun gear 121 to the number of teeth of the ring gear 122, and the operating collinear drawn on the alignment chart is a rigid body in which torque is replaced by force. Can be treated as Considering the equilibrium of the operation collinear with the collinear diagram of FIG. 17, the following equations (23) and (24) are derived in addition to the above equation (12). Equations (23) and (24) represent the torque Te input to the ring gear 122 via the crankshaft 56.
Is divided into torques having the coordinate axes S and C as action lines.

【0100】[0100]

【数15】 (Equation 15)

【0101】この動作共線がこの状態で安定であるため
には、動作共線の力の釣り合いをとれればよいから、座
標軸S上に作用するクラッチモータ30のトルクTcを
トルクTesに等しくしくなるようにし、かつ、座標軸
C上に作用するクラッチモータ30のトルクTcとトル
クTearとの和が出力すべきトルクTdに等しくなる
ようにすればよい。したがって、トルクTcは上式(2
3)の左辺をTcに置き換えることにより求められ、ト
ルクTaは第1実施例で用いた式(5)により求められ
る。したがって、こうして求められるトルクTcおよび
トルクTaによりクラッチモータ30およびアシストモ
ータ40を動作させれば、エンジン50から出力される
トルクTeおよび回転数Neで表わされる動力をトルク
Tdおよび回転数Ndで表わされる動力にトルク変換し
て駆動軸12に出力することができる。なお、この共線
図の状態では、クラッチモータ30の回転数Ncは正の
値となるから、クラッチモータ30は電動機として動作
し、アシストモータ40は発電機として動作する。
In order for the operating collinear to be stable in this state, the forces of the operating collinear need only be balanced, so that the torque Tc of the clutch motor 30 acting on the coordinate axis S becomes equal to the torque Tes. In this case, the sum of the torque Tc and the torque Tear of the clutch motor 30 acting on the coordinate axis C may be equal to the torque Td to be output. Therefore, the torque Tc is calculated by the above equation (2)
3) is obtained by replacing the left side with Tc, and the torque Ta is obtained by the equation (5) used in the first embodiment. Therefore, if the clutch motor 30 and the assist motor 40 are operated with the torque Tc and the torque Ta thus determined, the power output from the engine 50 and represented by the torque Te and the rotational speed Ne is represented by the torque Td and the rotational speed Nd. The torque can be converted into power and output to the drive shaft 12. In the state of the alignment chart, the rotational speed Nc of the clutch motor 30 has a positive value, so that the clutch motor 30 operates as an electric motor and the assist motor 40 operates as a generator.

【0102】図17に示す共線図ではクラッチモータ3
0の回転数Ncは正であったが、エンジン50の回転数
Neと駆動軸12の回転数Ndとによっては、図18に
示す共線図のように負となる場合もある。このときに
は、クラッチモータ30は発電機として動作し、アシス
トモータ40は電動機として動作する。
In the alignment chart shown in FIG.
Although the rotation speed Nc of 0 is positive, depending on the rotation speed Ne of the engine 50 and the rotation speed Nd of the drive shaft 12, the rotation speed Nc may be negative as shown in the alignment chart shown in FIG. At this time, the clutch motor 30 operates as a generator, and the assist motor 40 operates as an electric motor.

【0103】以上、第3実施例の動力出力装置10Dの
基本的な動作について説明したが、第1実施例の動力出
力装置10と同様に、こうしたエンジン50から出力さ
れた動力のすべてをトルク変換して駆動軸12に出力す
る動作の他、エンジン50から出力された動力にバッテ
リ94に蓄えられた電気エネルギを付加して駆動軸12
に出力する動作や、逆にエンジン50から出力された動
力の一部をバッテリ94に電気エネルギとして蓄える動
作なども可能である。こうしたバッテリ94の充放電
は、アシストモータ40のトルクTaを算出される値よ
り大小することにより容易に行なうことができる。
The basic operation of the power output device 10D according to the third embodiment has been described above. However, like the power output device 10 according to the first embodiment, all of the power output from the engine 50 is subjected to torque conversion. In addition to the operation of output to the drive shaft 12, the electric power stored in the battery 94 is added to the power output from the engine 50 to
And the operation of storing a part of the power output from the engine 50 as electric energy in the battery 94 is also possible. Such charging and discharging of the battery 94 can be easily performed by making the torque Ta of the assist motor 40 larger or smaller than the calculated value.

【0104】上述した第3実施例の動力出力装置10D
における基本的なトルク変換は、具体的には図19に例
示するトルク制御ルーチンに基づいて行なわれる。この
ルーチンは、ステップS312のクラッチモータ30の
トルク指令値Tc*の計算式が異なる点を除いて、第1
実施例の制御装置80が実行する図6のトルク制御ルー
チンと同一の処理である。したがって、ステップS31
2のクラッチモータ30のトルク指令値Tc*の計算式
を示す以上の説明は省略する。なお、本ルーチンでは、
クラッチモータ30のトルク指令値Tc*は、式(2
3)の左辺をTc*に変更した式により計算される。
Power output device 10D of the third embodiment described above
Is specifically performed based on a torque control routine illustrated in FIG. This routine is similar to the first embodiment except that the formula for calculating the torque command value Tc * of the clutch motor 30 in step S312 is different.
This is the same process as the torque control routine of FIG. 6 executed by the control device 80 of the embodiment. Therefore, step S31
The above description showing the formula for calculating the torque command value Tc * of the clutch motor 30 of No. 2 is omitted. In this routine,
The torque command value Tc * of the clutch motor 30 is calculated by the equation (2)
It is calculated by an equation in which the left side of 3) is changed to Tc *.

【0105】第3実施例の動力出力装置10Dは、こう
したエンジン50から出力される動力のすべてを所望の
動力にトルク変換して駆動軸12に出力する動作の他
に、第1実施例で説明したような種々の動作、すなわ
ち、バッテリ94の充放電を伴う動作、アシストモ
ータ40から出力される動力のみによる動作、エンジ
ン50の始動動作も可能である。これらの動作は、第1
実施例における動作と同様なので、その説明は省略す
る。
The power output device 10D of the third embodiment is described in the first embodiment in addition to the operation of converting all of the power output from the engine 50 to a desired power and outputting the torque to the drive shaft 12. Various operations as described above, that is, operations involving charging and discharging of the battery 94, operations using only the power output from the assist motor 40, and a starting operation of the engine 50 are also possible. These operations are the first
Since the operation is the same as that in the embodiment, the description is omitted.

【0106】以上説明した第3実施例の動力出力装置1
0Dによれば、エンジン50から出力される動力をダブ
ルピニオンプラネタリギヤ120,クラッチモータ3
0,アシストモータ40によって所望の回転数とトルク
とによって表わされる動力にトルク変換して駆動軸12
に出力することができる。また、エンジン50およびア
シストモータ40から出力される動力の一部をダブルピ
ニオンプラネタリギヤ120により機械的にトルク変換
して駆動軸12に出力すると共に、残余の動力について
はクラッチモータ30により電磁的なエネルギを介して
トルク変換して駆動軸12に出力することができる。こ
の他、第3実施例の動力出力装置10Dは、第1実施例
の動力出力装置10が奏する効果と同様な効果も奏す
る。
The power output device 1 of the third embodiment described above
According to 0D, the power output from the engine 50 is transmitted to the double pinion planetary gear 120, the clutch motor 3
0, the torque is converted by the assist motor 40 into power represented by a desired rotational speed and torque, and the drive shaft 12
Can be output to A part of the power output from the engine 50 and the assist motor 40 is mechanically converted into a torque by the double pinion planetary gear 120 and output to the drive shaft 12, and the remaining power is transmitted to the electromagnetic energy by the clutch motor 30. , And can be output to the drive shaft 12 through torque conversion. In addition, the power output device 10D of the third embodiment has the same effects as the power output device 10 of the first embodiment.

【0107】第3実施例の動力出力装置10Dでは、ダ
ブルピニオンプラネタリギヤ120のプラネタリキャリ
ア124および駆動軸12に結合したキャリア軸127
を設け、このキャリア軸127にアシストモータ40を
取り付けることにより、アシストモータ40をエンジン
50の近傍に配置したが、図20の変形例の動力出力装
置10Eのように、アシストモータ40を駆動軸12に
直接取り付けるものとしてもよい。
In the power output device 10D of the third embodiment, the planetary carrier 124 of the double pinion planetary gear 120 and the carrier shaft 127 connected to the drive shaft 12
The assist motor 40 is disposed in the vicinity of the engine 50 by attaching the assist motor 40 to the carrier shaft 127. It may be directly attached to the.

【0108】次に、本発明の第4の実施例の動力出力装
置10Fについて説明する。図21は、第4実施例の動
力出力装置10Fの概略構成を示す構成図である。図示
するように、第4実施例の動力出力装置10Fは、アシ
ストモータ40がエンジン50のクランクシャフト56
に取り付けられている点を除いて第3実施例の動力出力
装置10Dと同一の構成をしている。したがって、第4
実施例の動力出力装置10Fの構成のうち第3実施例の
動力出力装置10Dと同一の構成については同一の符号
を付し、その説明は省略する。なお、明示しない限り第
1実施例の説明の際に用いた符号はそのまま同じ意味で
用いる。
Next, a power output device 10F according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 21 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power output device 10F according to the fourth embodiment. As shown in the figure, the power output device 10F of the fourth embodiment has a configuration in which the assist motor 40 is connected to the crankshaft 56 of the engine 50.
It has the same configuration as the power output device 10D of the third embodiment except that it is attached to the power output device 10D of the third embodiment. Therefore, the fourth
In the configuration of the power output device 10F of the embodiment, the same components as those of the power output device 10D of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Unless otherwise specified, reference numerals used in the description of the first embodiment have the same meaning as they are.

【0109】第4実施例の動力出力装置10Dでは、図
示するように、アシストモータ40はエンジン50のク
ランクシャフト56に取り付けられている。したがっ
て、アシストモータ40の回転角度θaを検出するレゾ
ルバ47Fもクランクシャフト56に取り付けられてい
る。また、アシストモータ40がクランクシャフト56
に取り付けられていることにより、第4実施例では、第
3実施例でアシストモータ40を取り付けたキャリア軸
127はない。
In the power output device 10D of the fourth embodiment, the assist motor 40 is attached to the crankshaft 56 of the engine 50 as shown. Therefore, a resolver 47F that detects the rotation angle θa of the assist motor 40 is also attached to the crankshaft 56. The assist motor 40 is connected to the crankshaft 56.
In the fourth embodiment, there is no carrier shaft 127 to which the assist motor 40 is attached in the third embodiment.

【0110】第4実施例の動力出力装置10Fが備える
ダブルピニオンプラネタリギヤ120の3軸(サンギヤ
軸125,クランクシャフト56および駆動軸12)に
おける回転数やトルクの関係を表わす共線図を図22お
よび図23に例示する。図22の共線図に示すように、
動作共線の釣り合いを考慮すれば、上式(12)および
式(13)の他に次式(25)と式(26)とが導き出
される。式(25)および式(26)はクランクシャフ
ト56を介してリングギヤ122に入力されるトルクT
eとアシストモータ40から出力されるトルクTaの和
のトルクTeaを座標軸Sおよび座標軸Cを作用線とす
るトルクに分離することにより導出される。
FIG. 22 is a collinear diagram showing the relationship between the rotational speed and the torque of the double pinion planetary gear 120 of the power output device 10F of the fourth embodiment on three axes (the sun gear shaft 125, the crankshaft 56, and the drive shaft 12). An example is shown in FIG. As shown in the alignment chart of FIG.
Considering the balance of the motion collinear, the following equations (25) and (26) are derived in addition to the above equations (12) and (13). Equations (25) and (26) represent the torque T input to the ring gear 122 via the crankshaft 56.
This is derived by separating the torque Tea, which is the sum of e and the torque Ta output from the assist motor 40, into torque having the coordinate axes S and C as the action line.

【0111】[0111]

【数16】 (Equation 16)

【0112】この動作共線がこの状態で安定であるため
には、動作共線の力の釣り合いをとれればよいから、座
標軸S上に作用するクラッチモータ30のトルクTcを
トルクTeasに等しくしくなるようにし、かつ、座標
軸C上に作用するクラッチモータ30のトルクTcとト
ルクTeacとの和が出力すべきトルクTdに等しくな
るようにすればよい。以上の関係からトルクTcとトル
クTaとを求めれば、次式(27)および式(28)の
ように表わされる。
In order for the operating collinear to be stable in this state, the forces of the operating collinear need only be balanced, so that the torque Tc of the clutch motor 30 acting on the coordinate axis S becomes equal to the torque Teas. In this case, the sum of the torque Tc and the torque Teac of the clutch motor 30 acting on the coordinate axis C may be equal to the torque Td to be output. If the torque Tc and the torque Ta are obtained from the above relationship, they are expressed as the following equations (27) and (28).

【0113】[0113]

【数17】 [Equation 17]

【0114】したがって、クラッチモータ30を式(2
7)で求められるトルクTcで動作させ、アシストモー
タ40を式(28)で求められるトルクTaで動作させ
れば、エンジン50から出力されるトルクTeおよび回
転数Neで表わされる動力をトルクTdおよび回転数N
dで表わされる動力にトルク変換して駆動軸12に出力
することができる。この共線図の状態では、クラッチモ
ータ30の回転数Ncは正の値となるから、クラッチモ
ータ30は電動機として動作し、アシストモータ40は
発電機として動作する。なお、式(27)の回転数Nd
を回転数Ncを用いて表わせば次式(29)となり、ア
シストモータ40のトルクTaをクラッチモータ30に
より回生または消費される電力として求めれば次式(3
0)となる。
Therefore, the clutch motor 30 is expressed by the equation (2)
If the assist motor 40 is operated with the torque Ta obtained by the equation (28) by operating the torque Tc obtained by the equation 7), the power output from the engine 50 and the power represented by the rotation speed Ne are expressed by the torque Td and the torque Td. Revolution N
The torque can be converted into power represented by d and output to the drive shaft 12. In the state of the alignment chart, since the rotation speed Nc of the clutch motor 30 has a positive value, the clutch motor 30 operates as an electric motor, and the assist motor 40 operates as a generator. It should be noted that the rotational speed Nd of the equation (27)
Is expressed by using the rotation speed Nc, the following expression (29) is obtained.
0).

【0115】[0115]

【数18】 (Equation 18)

【0116】図22に示す共線図ではクラッチモータ3
0の回転数Ncは正であったが、エンジン50の回転数
Neと駆動軸12の回転数Ndとによっては、図23に
示す共線図のように負となる場合もある。このときに
は、クラッチモータ30は発電機として動作し、アシス
トモータ40は電動機として動作する。
In the alignment chart shown in FIG.
Although the rotation speed Nc of 0 is positive, depending on the rotation speed Ne of the engine 50 and the rotation speed Nd of the drive shaft 12, the rotation speed Nc may be negative as shown in the alignment chart shown in FIG. At this time, the clutch motor 30 operates as a generator, and the assist motor 40 operates as an electric motor.

【0117】以上、第4実施例の動力出力装置10Fの
基本的な動作について説明したが、第3実施例の動力出
力装置10Dと同様に、こうしたエンジン50から出力
された動力のすべてをトルク変換して駆動軸12に出力
する動作の他、エンジン50から出力された動力にバッ
テリ94に蓄えられた電気エネルギを付加して駆動軸1
2に出力する動作や、逆にエンジン50から出力された
動力の一部をバッテリ94に電気エネルギとして蓄える
動作なども可能である。こうしたバッテリ94の充放電
は、アシストモータ40のトルクTaを上式(30)に
より算出される値より大小することにより容易に行なう
ことができる。
The basic operation of the power output device 10F according to the fourth embodiment has been described above. However, like the power output device 10D according to the third embodiment, all of the power output from the engine 50 is subjected to torque conversion. In addition to the operation of outputting to the drive shaft 12, the electric power stored in the battery 94 is added to the power output from the engine 50 to
2 and, conversely, an operation of storing part of the power output from the engine 50 in the battery 94 as electric energy. Such charging and discharging of the battery 94 can be easily performed by making the torque Ta of the assist motor 40 larger or smaller than the value calculated by the above equation (30).

【0118】第4実施例の動力出力装置10Fにおける
基本的なトルク変換は、図24に例示するトルク制御ル
ーチンに基づき行なわれるが、このルーチンは、ステッ
プS403の駆動軸12の回転数Ndの計算式とステッ
プS412のクラッチモータ30のトルク指令値Tc*
の計算式が異なる点を除いて、第2実施例の制御装置8
0が実行する図13のトルク制御ルーチンと同一の処理
である。したがって、ステップS403の駆動軸12の
回転数Ndの計算式としての次式(31)と、ステップ
S412のクラッチモータ30のトルク指令値Tc*の
計算式としての次式(32)とを示す以上の説明は省略
する。
The basic torque conversion in the power output device 10F of the fourth embodiment is performed based on a torque control routine illustrated in FIG. 24. This routine calculates the rotational speed Nd of the drive shaft 12 in step S403. Equation and torque command value Tc * of clutch motor 30 in step S412
Is different from the control device 8 of the second embodiment except that
0 is the same process as the torque control routine of FIG. Therefore, the following equation (31) as the equation for calculating the rotation speed Nd of the drive shaft 12 in step S403 and the following equation (32) as the equation for calculating the torque command value Tc * of the clutch motor 30 in step S412 are shown. Is omitted.

【0119】[0119]

【数19】 [Equation 19]

【0120】第4実施例の動力出力装置10Fでも、こ
うしたエンジン50から出力される動力のすべてを所望
の動力にトルク変換して駆動軸12に出力する動作の他
に、第2実施例で説明したような種々の動作、すなわ
ち、バッテリ94の充放電を伴う動作、クラッチモ
ータ30から出力される動力のみによる動作、エンジ
ン50の始動動作も可能である。これらの動作は、第2
実施例における動作と同様なので、その説明は省略す
る。
In the power output device 10F of the fourth embodiment, in addition to the operation of converting all of the power output from the engine 50 into a desired power and outputting the torque to the drive shaft 12, the description will be given in the second embodiment. Various operations as described above, that is, operations involving charging and discharging of the battery 94, operations using only the power output from the clutch motor 30, and a starting operation of the engine 50 are also possible. These operations are
Since the operation is the same as that in the embodiment, the description is omitted.

【0121】以上説明した第4実施例の動力出力装置1
0Fによれば、エンジン50から出力される動力をダブ
ルピニオンプラネタリギヤ120,クラッチモータ3
0,アシストモータ40によって所望の回転数とトルク
とによって表わされる動力にトルク変換して駆動軸12
に出力することができる。また、エンジン50およびア
シストモータ40から出力される動力の一部をダブルピ
ニオンプラネタリギヤ120により機械的にトルク変換
して駆動軸12に出力すると共に、残余の動力について
はクラッチモータ30により電磁的なエネルギを介して
トルク変換して駆動軸12に出力することができる。こ
の他、第4実施例の動力出力装置10Fは、第2実施例
の動力出力装置10Bが奏する効果と同様な効果も奏す
る。
The power output device 1 of the fourth embodiment described above
0F, the power output from the engine 50 is transmitted to the double pinion planetary gear 120, the clutch motor 3
0, the torque is converted by the assist motor 40 into power represented by a desired rotational speed and torque, and the drive shaft 12
Can be output to A part of the power output from the engine 50 and the assist motor 40 is mechanically converted into a torque by the double pinion planetary gear 120 and output to the drive shaft 12, and the remaining power is transmitted to the electromagnetic energy by the clutch motor 30. , And can be output to the drive shaft 12 through torque conversion. In addition, the power output device 10F according to the fourth embodiment has the same effect as the power output device 10B according to the second embodiment.

【0122】第4実施例の動力出力装置10Dでは、ア
シストモータ40をエンジン50とダブルピニオンプラ
ネタリギヤ120との間に配置したが、図14の変形例
である動力出力装置10Cと同様に、エンジン50のダ
ブルピニオンプラネタリギヤ120を配置した反対側に
クランクシャフト56Fを延出し、このクランクシャフ
ト56Fにアシストモータ40を取り付けるものとして
もよい。
In the power output device 10D of the fourth embodiment, the assist motor 40 is disposed between the engine 50 and the double pinion planetary gear 120. However, similar to the power output device 10C which is a modification of FIG. Alternatively, the crankshaft 56F may be extended to the opposite side where the double pinion planetary gear 120 is disposed, and the assist motor 40 may be attached to the crankshaft 56F.

【0123】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course.

【0124】例えば、上述した各実施例では、エンジン
50としてガソリンにより運転されるガソリンエンジン
を用いたが、その他に、ディーゼルエンジンや、タービ
ンエンジンや、ジェットエンジンなど各種の内燃或いは
外燃機関を用いることもできる。
For example, in each of the embodiments described above, a gasoline engine driven by gasoline is used as the engine 50. In addition, various internal combustion or external combustion engines such as a diesel engine, a turbine engine, and a jet engine are used. You can also.

【0125】また、各実施例では、クラッチモータ30
およびアシストモータ40としてPM形(永久磁石形;
Permanent Magnet type)同期電動機を用いていたが、
回生動作及び力行動作を行なわせるのであれば、その他
にも、VR形(可変リラクタンス形;Variable Relucta
nce type)同期電動機や、バーニアモータや、直流電動
機や、誘導電動機や、超電導モータや、ステップモータ
などを用いることもできる。
In each embodiment, the clutch motor 30
And PM type (permanent magnet type;
Permanent Magnet type) synchronous motor was used,
As long as the regenerative operation and the powering operation are performed, a VR (variable reluctance type)
It is also possible to use a synchronous motor, a vernier motor, a DC motor, an induction motor, a superconducting motor, a step motor, or the like.

【0126】さらに、各実施例では、クラッチモータ3
0に対する電力の伝達手段としてスリップリング38を
用いたが、その他、回転トランスや磁気エネルギの半導
体カップリング等を用いることもできる。
Further, in each embodiment, the clutch motor 3
Although the slip ring 38 is used as a means for transmitting power to zero, a rotary transformer, a semiconductor coupling of magnetic energy, or the like can also be used.

【0127】あるいは、各実施例では、第1および第2
の駆動回路91,92としてトランジスタインバータを
用いたが、その他に、IGBT(絶縁ゲートバイポーラ
モードトランジスタ;Insulated Gate Bipolar mode Tr
ansistor)インバータや、サイリスタインバータや、電
圧PWM(パルス幅変調;Pulse Width Modulation)イ
ンバータや、方形波インバータ(電圧形インバータ,電
流形インバータ)や、共振インバータなどを用いること
もできる。
Alternatively, in each embodiment, the first and second
Although transistor inverters were used as the driving circuits 91 and 92, the IGBT (Insulated Gate Bipolar mode transistor;
An inverter, a thyristor inverter, a voltage PWM (Pulse Width Modulation) inverter, a square wave inverter (a voltage type inverter, a current type inverter), a resonance inverter, or the like can also be used.

【0128】また、バッテリ94としては、Pbバッテ
リ,NiMHバッテリ,Liバッテリなどを用いること
ができるが、バッテリ94に代えてキャパシタを用いる
こともできる。
As the battery 94, a Pb battery, NiMH battery, Li battery or the like can be used, but a capacitor can be used instead of the battery 94.

【0129】以上の各実施例では、動力出力装置を車両
に搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、船舶,航空機などの交通手段
や、その他各種産業機械などに搭載することも可能であ
る。
In each of the embodiments described above, the case where the power output device is mounted on the vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and means of transportation such as ships and aircraft, and various other industrial machines are used. It is also possible to mount it on.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例としての動力出力装置10の
概略構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a power output device 10 as one embodiment of the present invention.

【図2】図1の動力出力装置10を組み込んだ車両の概
略構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle incorporating the power output device 10 of FIG.

【図3】動力出力装置10の動作原理を説明するための
グラフである。
FIG. 3 is a graph for explaining the operation principle of the power output device 10.

【図4】プラネタリギヤ20に結合された3軸の回転数
とトルクの関係を示す共線図である。
FIG. 4 is a nomographic chart showing a relationship between a rotation speed and a torque of three shafts coupled to the planetary gear 20.

【図5】プラネタリギヤ20に結合された3軸の回転数
とトルクの関係を示す共線図である。
FIG. 5 is a nomographic chart showing the relationship between the rotational speed and torque of the three shafts coupled to the planetary gear 20.

【図6】制御装置80の制御CPU90により実行され
る基本的なトルク制御を例示するフローチャートであ
る。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a basic torque control executed by a control CPU 90 of the control device 80;

【図7】制御装置80の制御CPU90により実行され
るクラッチモータ30の基本的な制御を例示するフロー
チャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a basic control of the clutch motor 30 executed by a control CPU 90 of the control device 80.

【図8】制御装置80の制御CPU90により実行され
るアシストモータ40の基本的な制御を例示するフロー
チャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a basic control of the assist motor 40 executed by a control CPU 90 of the control device 80.

【図9】変形例の動力出力装置10Aの概略構成を示す
構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power output device 10A according to a modified example.

【図10】第2実施例の動力出力装置10Bの概略構成
を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power output device 10B according to a second embodiment.

【図11】第2実施例の動力出力装置10Bにおけるプ
ラネタリギヤ20に結合された3軸の回転数とトルクの
関係を示す共線図である。
FIG. 11 is a nomographic chart showing a relationship between a rotational speed and a torque of three shafts connected to the planetary gear 20 in the power output device 10B of the second embodiment.

【図12】第2実施例の動力出力装置10Bにおけるプ
ラネタリギヤ20に結合された3軸の回転数とトルクの
関係を示す共線図である。
FIG. 12 is a collinear diagram showing a relationship between a rotational speed and a torque of three shafts coupled to the planetary gear 20 in the power output device 10B of the second embodiment.

【図13】第2実施例の動力出力装置10Bにおける制
御装置80の制御CPU90により実行される基本的な
トルク制御を例示するフローチャートである。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a basic torque control executed by the control CPU 90 of the control device 80 in the power output device 10B of the second embodiment.

【図14】第2実施例の変形例である動力出力装置10
Cの概略構成を示す構成図である。
FIG. 14 shows a power output device 10 according to a modification of the second embodiment.
It is a block diagram which shows schematic structure of C.

【図15】第3実施例の動力出力装置10Dの概略構成
を示す構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power output device 10D according to a third embodiment.

【図16】ダブルピニオンプラネタリギヤ120の構成
を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a configuration of a double pinion planetary gear 120.

【図17】第3実施例の動力出力装置10Dにおけるプ
ラネタリギヤ20に結合された3軸の回転数とトルクの
関係を示す共線図である。
FIG. 17 is a collinear chart showing a relationship between a rotation speed and a torque of three shafts coupled to the planetary gear 20 in the power output device 10D of the third embodiment.

【図18】第3実施例の動力出力装置10Dにおけるプ
ラネタリギヤ20に結合された3軸の回転数とトルクの
関係を示す共線図である。
FIG. 18 is a collinear diagram showing a relationship between the rotation speed and torque of three shafts coupled to the planetary gear 20 in the power output device 10D of the third embodiment.

【図19】第3実施例の動力出力装置10Dにおける制
御装置80の制御CPU90により実行される基本的な
トルク制御を例示するフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart illustrating a basic torque control executed by the control CPU 90 of the control device 80 in the power output device 10D of the third embodiment.

【図20】第3実施例の変形例である動力出力装置10
Eの概略構成を示す構成図である。
FIG. 20 shows a power output device 10 according to a modification of the third embodiment.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of E.

【図21】第4実施例の動力出力装置10Fの概略構成
を示す構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power output device 10F according to a fourth embodiment.

【図22】第4実施例の動力出力装置10Fにおけるプ
ラネタリギヤ20に結合された3軸の回転数とトルクの
関係を示す共線図である。
FIG. 22 is a collinear diagram showing a relationship between a rotation speed and a torque of three shafts coupled to the planetary gear 20 in the power output device 10F of the fourth embodiment.

【図23】第4実施例の動力出力装置10Fにおけるプ
ラネタリギヤ20に結合された3軸の回転数とトルクの
関係を示す共線図である。
FIG. 23 is a collinear diagram showing a relationship between a rotation speed and a torque of three shafts coupled to the planetary gear 20 in the power output device 10F of the fourth embodiment.

【図24】第4実施例の動力出力装置10Fにおける制
御装置80の制御CPU90により実行される基本的な
トルク制御を例示するフローチャートである。
FIG. 24 is a flowchart illustrating a basic torque control executed by the control CPU 90 of the control device 80 in the power output device 10F of the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…動力出力装置 10A〜10F…動力出力装置 12…駆動軸 14…ディファレンシャルギヤ 16,18…駆動輪 20…プラネタリギヤ 21…サンギヤ 22…リングギヤ 23…プラネタリピニオンギヤ 24…プラネタリキャリア 25…サンギヤ軸 26…リングギヤ軸 30…クラッチモータ 32…インナロータ 33…アウタロータ 34…三相コイル 35…永久磁石 37…レゾルバ 38…スリップリング 39…スリップリング 40…アシストモータ 42…ロータ 43…ステータ 44…三相コイル 45…永久磁石 47…レゾルバ 49…ケース 50…エンジン 51…燃料噴射弁 52…燃焼室 54…ピストン 56…クランクシャフト 58…イグナイタ 60…ディストリビュータ 62…点火プラグ 64…アクセルペダル 65…アクセルペダルポジションセンサ 66…スロットルバルブ 67…スロットルバルブポジションセンサ 68…アクチュエータ 70…EFIECU 72…吸気管負圧センサ 74…水温センサ 76…回転数センサ 78…回転角度センサ 79…スタータスイッチ 80…制御装置 82…シフトレバー 84…シフトポジションセンサ 90…制御CPU 90a…RAM 90b…ROM 91…第1の駆動回路 92…第2の駆動回路 94…バッテリ 95,96…電流検出器 97,98…電流検出器 99…残容量検出器 120…ダブルピニオンプラネタリギヤ 121…サンギヤ 122…リングギヤ 123…ダブルピニオンギヤ 123a,123b…プラネタリピニオンギヤ 124…プラネタリキャリア 124a…軸受 125…サンギヤ軸 127…キャリア軸 L1,L2…電源ライン Tr1〜Tr6…トランジスタ Tr11〜Tr16…トランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Power output device 10A-10F ... Power output device 12 ... Drive shaft 14 ... Differential gear 16, 18 ... Drive wheel 20 ... Planetary gear 21 ... Sun gear 22 ... Ring gear 23 ... Planetary pinion gear 24 ... Planetary carrier 25 ... Sun gear shaft 26 ... Ring gear Shaft 30 Clutch motor 32 Inner rotor 33 Outer rotor 34 Three-phase coil 35 Permanent magnet 37 Resolver 38 Slip ring 39 Slip ring 40 Assist motor 42 Rotor 43 Stator 44 Three-phase coil 45 Permanent magnet 47 resolver 49 case 50 engine 51 fuel injection valve 52 combustion chamber 54 piston 56 crankshaft 58 igniter 60 distributor 62 spark plug 64 accelerator pedal 65 Xel pedal position sensor 66 ... throttle valve 67 ... throttle valve position sensor 68 ... actuator 70 ... EFIECU 72 ... intake pipe negative pressure sensor 74 ... water temperature sensor 76 ... rotation speed sensor 78 ... rotation angle sensor 79 ... starter switch 80 ... control device 82 ... Shift lever 84 ... Shift position sensor 90 ... Control CPU 90a ... RAM 90b ... ROM 91 ... First drive circuit 92 ... Second drive circuit 94 ... Battery 95,96 ... Current detector 97,98 ... Current detector 99 ... Remaining capacity detector 120 ... Double pinion planetary gear 121 ... Sun gear 122 ... Ring gear 123 ... Double pinion gear 123a, 123b ... Planetary pinion gear 124 ... Planetary carrier 124a ... Bearing 125 ... Sun gear shaft 12 ... carrier shaft L1, L2 ... power lines Tr1 to Tr6 ... transistor Tr11~Tr16 ... transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 7/68 H02P 7/68 E 7/69 7/69 15/00 15/00 D (72)発明者 畑 祐志 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication location H02P 7/68 H02P 7/68 E 7/69 7/69 15/00 15/00 D (72) Inventor Yuji Hata 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 駆動軸に動力を出力する動力出力装置で
あって、 出力軸を有する原動機と、 前記駆動軸に結合される第1のロータと、前記駆動軸お
よび前記出力軸とは異なる回転軸に結合され該第1のロ
ータに対して相対的に回転可能な第2のロータとを有
し、該両ロータ間の電磁的な結合を介して前記駆動軸と
前記回転軸との間で動力のやり取りをすると共に該両ロ
ータ間の回転数差に応じて電気的エネルギの入出力を行
なう対ロータ電動機と、 前記駆動軸と前記出力軸と前記回転軸とに各々結合され
る3軸を有し、該3軸のうちいずれか2軸へ入出力され
る動力を決定したとき、該決定された動力に基づいて残
余の1軸へ入出力される動力が決定される3軸式動力入
出力手段とを備える動力出力装置。
1. A power output device for outputting power to a drive shaft, comprising: a prime mover having an output shaft; a first rotor coupled to the drive shaft; and a rotation different from the drive shaft and the output shaft. A second rotor coupled to the shaft and rotatable relative to the first rotor, wherein a second rotor is provided between the drive shaft and the rotation shaft via an electromagnetic coupling between the two rotors. An anti-rotor motor that exchanges power and inputs and outputs electric energy according to a rotational speed difference between the two rotors; and three shafts respectively coupled to the drive shaft, the output shaft, and the rotary shaft. A three-axis power input that determines the power to be input / output to any two of the three axes, and determines the power to be input / output to the remaining one of the axes based on the determined power. A power output device comprising output means.
【請求項2】 前記3軸式動力入出力手段は、前記3軸
として、前記駆動軸とリングギヤとを結合するリングギ
ヤ軸と、前記出力軸とキャリアとを結合するキャリア軸
と、前記回転軸とサンギヤとを結合するサンギヤ軸とを
備えるシンプルプラネタリギヤである請求項1記載の動
力出力装置。
2. The three-axis power input / output means includes, as the three shafts, a ring gear shaft connecting the drive shaft and a ring gear; a carrier shaft connecting the output shaft and a carrier; The power output device according to claim 1, wherein the power output device is a simple planetary gear including a sun gear shaft that couples with a sun gear.
【請求項3】 前記3軸式動力入出力手段は、前記3軸
として、前記駆動軸とキャリアとを結合するキャリア軸
と、前記出力軸とリングギヤとを結合するリングギヤ軸
と、前記回転軸とサンギヤとを結合するサンギヤ軸とを
備えるダブルピニオンプラネタリギヤである請求項1記
載の動力出力装置。
3. The three-axis power input / output means includes, as the three shafts, a carrier shaft connecting the drive shaft and a carrier, a ring gear shaft connecting the output shaft and a ring gear, and the rotation shaft. The power output device according to claim 1, wherein the power output device is a double pinion planetary gear including a sun gear shaft that couples with a sun gear.
【請求項4】 請求項1ないし3いずれか記載の動力出
力装置であって、 前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする第
2の電動機と、 前記対ロータ電動機の両ロータ間の電磁的な結合の程度
を調整することにより前記原動機から出力される動力と
該対ロータ電動機に入出力される電気的エネルギを制御
すると共に、該対ロータ電動機に入出力される電気的エ
ネルギの少なくとも一部を前記第2の電動機による動力
のやり取りの際に該第2の電動機に入出力される電気的
エネルギにより賄うよう該第2の電動機を駆動制御する
電動機制御手段とを備える動力出力装置。
4. The power output device according to claim 1, wherein a second electric motor that exchanges power with the drive shaft or the output shaft, and an electromagnetic force between both rotors of the paired rotor electric motor. The power output from the prime mover and the electric energy input / output to / from the paired rotor motor are controlled by adjusting the degree of mechanical coupling, and at least one of the electric energy input / output to / from the paired rotor motor is controlled. And a motor control means for controlling the driving of the second motor so that the portion is covered by electric energy input / output to / from the second motor when power is exchanged by the second motor.
【請求項5】 請求項4記載の動力出力装置であって、 操作者の指示に基づいて前記駆動軸に出力する目標動力
を設定する目標動力設定手段と、 前記目標動力設定手段により設定された目標動力に相当
するエネルギが前記原動機から出力されるよう該原動機
の運転を制御する原動機運転制御手段とを備える動力出
力装置。
5. The power output device according to claim 4, wherein the target power setting means sets a target power to be output to the drive shaft based on an instruction of an operator. A power output device comprising: a motor operation control means for controlling operation of the motor so that energy corresponding to target power is output from the motor.
【請求項6】 請求項4または5記載の動力出力装置で
あって、 前記駆動軸と前記出力軸と前記回転軸は、いずれも同軸
上であり、 前記原動機から前記第2の電動機,前記3軸式動力入出
力手段,前記対ロータ電動機の順に配置してなる動力出
力装置。
6. The power output device according to claim 4, wherein the drive shaft, the output shaft, and the rotation shaft are all coaxial, and the drive motor, the second electric motor, A power output device comprising a shaft type power input / output means and the paired rotor motor arranged in this order.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7481732B2 (en) 2006-08-10 2009-01-27 Hyundai Motor Company Power train for hybrid vehicle
JP2012178972A (en) * 2011-02-24 2012-09-13 Tai-Her Yang Dual-drive electric machine
US8784246B2 (en) 2011-12-14 2014-07-22 Caterpillar Inc. Series drivetrain with CVT output
JP2018033315A (en) * 2011-02-24 2018-03-01 楊 泰和 Double drive electric machine

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