JPH11332018A - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents

動力出力装置およびその制御方法

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JPH11332018A JP14219098A JP14219098A JPH11332018A JP H11332018 A JPH11332018 A JP H11332018A JP 14219098 A JP14219098 A JP 14219098A JP 14219098 A JP14219098 A JP 14219098A JP H11332018 A JPH11332018 A JP H11332018A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原動機から出力される動力を効率よく駆動軸
に出力する装置を提供する。 【解決手段】 エンジンの出力軸と駆動軸と第１のモー
タの回転軸をプラネタリギヤにより結合する。さらに、
第２のモータを用意し、その回転軸をエンジンの出力軸
に結合可能とする第１のクラッチと、駆動軸に結合可能
とする第２のクラッチを備える。これらの各要素の運転
を制御する制御装置は、駆動軸の回転数がエンジンの出
力軸の回転数よりも大きいときは第１クラッチをオン／
第２クラッチをオフとし、逆の場合には第１クラッチを
オフ／第２クラッチをオンとする。こうすることによ
り、エンジンから出力された動力を第１および第２のモ
ータ間で循環させることなく駆動軸から出力可能とな
り、装置の運転効率を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びその制御方法に関し、詳しくは、原動機から出力され
る動力を効率的に駆動軸に出力する動力出力装置および
その制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
車両に搭載される装置であって、原動機の出力軸と電動
機のロータに結合された駆動軸とを電磁継手により電磁
的に結合して原動機の動力を駆動軸に出力するものが提
案されている（例えば、特開昭５３−１３３８１４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、原動機からの
動力を電磁継手の電磁的な結合により駆動軸に出力して
車両を走行させる。電動機は、電磁継手により駆動軸に
出力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
動力を出力している際、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の動力出力装置は、駆動軸の回転数が大きくな
ると、装置全体の効率が低下する場合を生じるという問
題があった。上述の動力出力装置では、駆動軸の回転数
が大きくなったときでも電磁継手により駆動軸に動力を
出力しようとすると、原動機の回転数を駆動軸の回転数
以上にしなければならない。原動機の効率のよい運転ポ
イントの領域は、その回転数と負荷トルクとにより範囲
が定まっているのが通常であるから、その範囲を超える
回転数で駆動軸が回転しているときには、原動機は効率
のよい運転ポイントの範囲外で運転しなければならず、
この結果、装置全体の効率が低下することとなる。
【０００４】本出願人は、こうした問題に対する解決策
の１つとして、特開平９−３０８０１２号において、電
磁継手に代えて発電機および該発電機の回転軸、原動機
の出力軸、電動機を有する駆動軸に結合されるプラネタ
リギヤを用いた装置を提案している。これは、原動機か
ら出力される動力をプラネタリギヤで２つに分配し、一
部を発電機により電力に変換した上で、この電力を用い
て駆動軸に備えられた電動機を力行して要求された動力
を駆動軸から出力するものである。駆動軸の回転数が大
きくなったときには、逆に発電機をモータとして力行運
転し、プラネタリギヤの特性を活かして駆動軸の回転数
を増速し、駆動軸の回転数より小さな回転数で原動機を
運転可能とする。このとき発電機を力行するために必要
な電力は電動機を発電機として機能させることにより賄
われる。
【０００５】しかし、この提案の装置では、駆動軸の回
転数が原動機の回転数より大きくなったとき、従来の装
置ほどではないにしても運転効率が低くなってしまうと
いう課題があった。上述した通り、駆動軸の回転数が原
動機の回転数より大きくなったときには、駆同軸に結合
された電動機により回生された電力を用いて発電機を力
行する。発電機から駆同軸に出力された動力の一部は再
び電動機により電力として回生される。つまり、一部の
動力は発電機と電動機の間で循環する。一般に機械的な
動力と電力との変換には、装置の変換効率によるロスが
生じる。従って、上述した循環する動力の存在は、装置
の運転効率を低下させることになるのである。
【０００６】本発明の動力出力装置およびその制御方法
は、こうした問題点を解決し、原動機から出力される動
力をより効率よく駆動軸に出力する装置およびこうした
装置の制御方法を提案することを目的の一つとする。ま
た、本発明の動力出力装置およびその制御方法は、駆動
軸の回転数が原動機の回転数より大きくなったときでも
駆動軸に効率よく動力を出力する装置およびその装置の
制御方法を提案することを目的の一つとする。
【０００７】
【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、上述の目的の少なくとも一部を
達成するために次の手段を講じた。
【０００８】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、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に
結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは
異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力
される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力され
る動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結
合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸
とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり
取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸と
の機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手
段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接
続の解除とを行なう第２の接続手段とを備えることを要
旨とする。
【０００９】本発明の動力出力装置は、第２の電動機の
回転軸を原動機の出力軸に接続したり解除したりするこ
とができ、また駆動軸に接続したり解除したりすること
ができる。この結果、上述した動力の循環が生じること
を回避することが可能となり、装置全体の効率を向上さ
せることができる。本発明の動力出力装置は、第２の電
動機を原動機の出力軸に結合した場合において、第１の
電動機で回生した電力を第２の電動機に供給する運転モ
ードと、第２の電動機で回生した電力を第１の電動機に
供給する運転モードとを採ることができる。また、第２
の電動機を駆同軸に結合した場合においても同様に２つ
の運転モードを採ることができる。このように本発明の
動力出力装置は、合計４つの運転モードを採ることがで
きる。従って、これらの運転モードの中から動力の循環
が生じない運転モードを選択することにより動力の循環
を回避して装置全体の効率を向上させることが可能とな
るのである。
【００１０】こうした本発明の動力出力装置において、
前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、共に
クラッチにより構成されてなるものとすることもでき
る。こうすれば、簡易な構成で各接続手段を実現するこ
とができる。
【００１１】また、本発明の動力出力装置において、前
記駆動軸と前記出力軸とを同軸上に配置してなるものす
ることもでき、この場合、さらに、前記第２の電動機の
回転軸を前記駆動軸および前記出力軸と同軸上に配置し
てなるものとすることもできる。こうすれば、動力出力
装置を直線上に形成されたスペースに設置するのに有利
な配置とすることができる。
【００１２】また、駆動軸と出力軸と第２の電動機の回
転軸とを同軸上に配置してなる動力出力装置において、
前記原動機から前記第２の電動機，前記第１の電動機の
順に配置してなるものとすることもでき、この場合、さ
らに、前記第２の電動機と前記第１の電動機との間に前
記第１の接続手段および前記第２の接続手段を配置して
なるものとすることもできる。
【００１３】第２の電動機を駆動軸に接続した状態にお
いて、原動機の運転を停止し、第２の電動機による動力
のみを用いて駆動するために、一般に第２の電動機は第
１の電動機より大きなトルク出力が可能なものが必要と
なる。電動機のトルク出力は、ロータの軸方向の長さに
比例し直径の２乗に比例するから、第２の電動機の大き
さは第１の電動機より大きくなる。一方、原動機に内燃
機関を用いた場合には、同じエネルギを出力するのに必
要な大きさは、原動機の方が電動機より大きくなる。し
たがって、原動機と第１の電動機と第２の電動機とを大
きさの順に並べると、原動機，第２の電動機，第１の電
動機の順になる。このような大きさの順に並べることに
より、動力出力装置をまとまりのあるものとすることが
でき、車両や船等に搭載する際の取り扱いや設置スペー
スを有利にすることができる。
【００１４】また、第１の接続手段や第２の接続手段
は、前述のようにクラッチ等により構成可能なので、第
１の電動機や第２の電動機に比してその大きさが小さ
い。したがって、第１の接続手段と第２の接続手段とを
これらの大きな機器の間に形成されるデッドスペースに
配置することも可能となり、装置全体をよりコンパクト
なものとすることもできる。
【００１５】なお、原動機，第２の電動機，第１の電動
機の順に配置してなる動力出力装置において、第１の接
続手段と第２の接続手段は種々の配置が可能である。第
１の接続手段と第２の接続手段とをまとめて配置する手
法として、上述の第２の電動機と第１の電動機との間に
配置してもよいし、原動機と第２の電動機との間に配置
してもよい。第１の接続手段と第２の接続手段とを別々
に配置する手法として、第１の接続手段を原動機と第２
の電動機との間に配置すると共に第２の電動機と第１の
電動機との間に配置するものとしてもよい。
【００１６】また、駆動軸と出力軸と回転軸とを同軸上
に配置してなる動力出力装置において、前記原動機から
前記第１の電動機，前記第２の電動機の順に配置してな
るものとすることもできる。この場合の第１の接続手段
と第２の接続手段の配置の手法としても、前述したよう
に、種々のものが挙げられる。このように、原動機と第
１の電動機と第２の電動機の配置や第１の接続手段と第
２の接続手段の配置は、動力出力装置の規模や設置する
スペースなどにより定めることができ、種々の配置とす
ることができる。
【００１７】また、本発明の動力出力装置において、前
記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸および前記出力軸
とは異なる軸上に配置してなるものとすることもでき
る。こうすれば、各軸をすべて同軸上とするものに比し
て、装置の軸方向の長さを小さくすることができる。
【００１８】さらに、本発明の動力出力装置において、
前記出力軸と前記駆動軸とを異なる軸上に配置してなる
ものとすることもできる。この場合、さらに、前記第２
の電動機の回転軸を前記出力軸と同軸上に配置してなる
ものとしたり、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸
と同軸上に配置してなるものとすることもできる。これ
らの動力出力装置も、各軸をすべて同軸上とするものに
比して、装置の軸方向の長さを小さくすることができ
る。
【００１９】また、本発明の動力出力装置において、前
記第１の接続手段は前記第２の電動機の回転軸の回転数
を変速して前記出力軸に伝達する変速手段を備えるもの
とすることもでき、前記第２の接続手段は前記第２の電
動機の回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に伝達する
変速機を備えるものとすることもできる。こうすれば、
回転軸の回転数を調整することができる。この結果、第
２の電動機をより効率のよいポイントで運転することが
でき、装置の効率を向上させることができる。
【００２０】これらの変形例を含め、本発明の動力出力
装置は、前記原動機，前記第１の電動機，前記第２の電
動機および前記駆動軸の運転状態または所定の指示に基
づいて前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を
制御する接続制御手段を備えるものとすることもでき
る。こうすれば、第１の接続手段および第２の接続手段
による接続並びにその解除を原動機，第１の電動機，第
２の電動機および駆動軸の状態または所定の指示に基づ
いて行なうことができる。
【００２１】こうした接続制御手段を備える本発明の動
力出力装置において、前記接続制御手段は、前記運転状
態として前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度
より大きい状態にあるとき、前記第２の電動機の回転軸
と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続
手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸とが接続さ
れるよう前記第２の接続手段を制御し、前記運転状態と
して前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より
小さい状態にあるとき、前記第２の電動機の回転軸と前
記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御
すると共に該回転軸と前記駆動軸との接続が解除される
よう前記第２の接続手段を制御する手段であるものとす
ることもできる。
【００２２】動力の循環は、第２の電動機を駆動軸に接
続した場合において、駆動軸の回転速度が原動機の出力
軸の回転速度よりも大きいときに生じやすい。上記発明
では、駆動軸の回転速度と出力軸の回転速度に応じて第
２の電動機の接続状態を制御することができるため、動
力の循環を低減し、装置全体の効率を向上させることが
できる。
【００２３】また、接続制御手段を備える本発明の動力
出力装置において、前記接続制御手段は、前記回転軸と
前記駆動軸とが接続されると共に該回転軸と前記出力軸
とが接続されるよう前記第１の接続手段および前記第２
の接続手段を制御する手段であるものとすることもでき
る。こうすれば、原動機の出力軸と駆動軸とを一体的に
回転させることができ、原動機から出力される動力をそ
のままの回転数で直接駆動軸に出力することができる。
【００２４】こうした態様の動力出力装置において、前
記運転状態は、前記駆動軸の回転数を前記原動機の出力
軸の回転数としたとき、該原動機を効率よく運転できる
所定範囲内の状態であるものとすることもできる。こう
すれば、効率よく運転される原動機から出力された動力
をそのままの回転数で直接駆動軸に出力することができ
る。
【００２５】さらに、接続制御手段を備える本発明の動
力出力装置において、前記接続制御手段は、前記第２の
電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共
に該回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記
第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御する手
段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸
に動力を出力する系の外側に第２の電動機を置くことが
できる。
【００２６】こうした態様の動力出力装置において、前
記運転状態は、駆動軸に出力すべきトルクを前記第２の
電動機によるトルクの増減を伴わずに出力可能な状態
に、前記原動機から出力されるトルクを設定したとき、
該原動機を効率よく運転できる所定範囲内の状態である
ものとすることもできる。こうすれば、効率よく運転さ
れる原動機から出力された動力を直接駆動軸に出力する
ことができる。また、前記運転状態は、前記第２の電動
機の異常を検出した状態であるものとすることもでき
る。こうすれば、第２の電動機の異常を検出したときに
第２の電動機の回転を停止することができる。
【００２７】あるいは、接続制御手段を備える本発明の
動力出力装置において、前記接続制御手段により、前記
回転軸が前記出力軸または前記駆動軸のいずれか一方に
接続されているとき、前記原動機から出力される動力を
トルク変換して前記駆動軸に出力するよう前記第１の電
動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆動制御手
段を備えるものとすることもできる。こうすれば、原動
機から出力された動力を所望の動力にトルク変換して駆
動軸に出力することができる。この結果、同じエネルギ
を出力する運転ポイントであれば原動機をより効率のよ
い運転ポイントで運転することができ、装置全体のエネ
ルギ効率を向上させることができる。
【００２８】また、接続制御手段を備える本発明の動力
出力装置において、前記第１の電動機による動力のやり
取りの際に消費または回生される電力の充放電と、前記
第２の電動機による動力のやり取りの際に消費または回
生される電力の充放電とが可能な蓄電手段と、操作者の
指示に基づいて前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定
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が、前記原動機から出力される動力
と前記蓄電手段によって充放電される電力とからなるエ
ネルギにより前記駆動軸に出力されるよう前記原動機，
前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御す
る駆動制御手段とを備えるものとすることもできる。
【００２９】この態様の動力出力装置は、蓄電手段が、
必要に応じて、第１の電動機による動力のやり取りの際
に消費または回生される電力の充放電と、第２の電動機
による動力のやり取りの際に消費または回生される電力
の充放電とを行ない、駆動制御手段が、目標動力設定手
段により、操作者の指示に基づいて駆動軸に出力すべき
動力として設定された目標動力が、原動機から出力され
る動力と蓄電手段によって充放電される電力とからなる
エネルギにより駆動軸に出力されるよう原動機，第１の
電動機および第２の電動機を駆動制御する。こうした態
様の動力出力装置とすれば、原動機から出力される動力
と蓄電手段によって充放電される電力とからなるエネル
ギを所望の動力にトルク変換して駆動軸に出力すること
ができるから、原動機から出力可能な最大の動力より大
きな目標動力が設定されても、この目標動力を駆動軸に
出力することができる。このため、原動機として設定可
能な最大の目標動力より小さな動力しか出力することが
できないものでも用いることができる。この結果、装置
全体を小型化することができる。
【００３０】こうした蓄電手段と駆動制御手段とを備え
る本発明の動力出力装置において、前記蓄電手段の状態
を検出する蓄電状態検出手段を備え、前記駆動制御手段
は、前記蓄電状態検出手段により検出された前記蓄電手
段の状態が所定範囲内の状態となるよう前記原動機，前
記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する
手段であるものとすることもできる。こうすれば、常に
蓄電手段を所定範囲内の状態にすることができる。
【００３１】また、蓄電手段と駆動制御手段とを備える
本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段は、
操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力設定
手段により設定された目標動力が所定範囲の動力である
とき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続
が解除されるよう前記第１の接続手段を制御すると共
に、該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２
の接続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段
は、前記蓄電手段から放電される電力を用いて前記第２
の電動機を駆動制御する手段であるものとすることもで
きる。こうすれば、第２の電動機から出力される動力の
みで駆動軸を回転駆動することができる。
【００３２】あるいは、蓄電手段と駆動制御手段とを備
える本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段
は、操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力
設定手段により設定された目標動力が所定範囲の動力で
あるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが
接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に、
該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第
２の接続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段
は、前記蓄電手段から放電される電力を用いて、前記第
１の電動機から駆動軸に動力を出力するよう該第１の電
動機を制御すると共に、該動力の出力に伴って前記原動
機の出力軸に作用するトルクを打ち消すよう前記第２の
電動機を制御する手段であるものとすることもできる。
こうすれば、第１の電動機から出力される動力で駆動軸
を回転駆動することができる。
【００３３】さらに、蓄電手段と駆動制御手段とを備え
る本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段
は、操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力
設定手段により設定された目標動力が所定範囲の動力で
あるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが
接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に、
該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接
続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段は、前
記原動機への燃料供給および点火の制御を停止すると共
に、前記蓄電手段から放電される電力を用いて前記原動
機をモータリングしながら前記駆動軸に動力を出力する
よう前記第２の電動機を制御する手段であるものとする
こともできる。こうすれば、原動機を強制的に回転させ
ながら第２の電動機により駆動軸に動力を出力すること
ができる。
【００３４】この原動機をモータリングする態様の本発
明の動力出力装置において、所定の始動指示がなされた
とき、前記原動機のモータリングに伴って該原動機への
燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備
えるものとすることもできる。こうすれば、原動機を始
動することができ、原動機と第２の電動機とから駆動軸
に動力を出力する態様に容易に移行することができる。
【００３５】そして、この態様の動力出力装置におい
て、前記駆動制御手段は、前記原動機始動制御手段によ
る前記原動機の始動に伴って該原動機から出力される動
力を打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手段であ
るものとすることもできる。こうすれば、原動機の始動
の際に生じる駆動軸へ出力するトルクの変動を小さくし
たり、なくしたりすることができる。
【００３６】また、蓄電手段と駆動制御手段とを備える
本発明の動力出力装置において、前記目標動力設定手段
は、前記駆動軸を前記原動機の出力軸の回転方向とは逆
向きに回転させる動力を目標動力として設定する手段で
あるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸を原
動機の出力軸の回転方向とは逆向に回転させることがで
きる。
【００３７】また、接続制御手段を備える本発明の動力
出力装置において、所定の逆転指示がなされたとき、前
記接続制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前
記出力軸との接続が解除され前記回転軸と前記駆動軸と
が接続されるよう前記第１および前記第２の接続手段を
制御すると共に、前記第２の電動機から前記駆動軸に前
記原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転する動力
を出力するよう該第２の電動機を制御する逆転制御手段
を備えるものとすることもできる。こうすれば、第２の
電動機により駆動軸を原動機の出力軸の回転方向とは逆
向きに回転させることができる。
【００３８】接続制御手段を備える本発明の動力出力装
置において、所定の逆転指示がなされたとき、前記接続
制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力
軸とが接続され該回転軸と前記駆動軸との接続が解除さ
れるよう前記第１および前記第２の接続手段を制御する
と共に、前記第１の電動機から前記駆動軸に前記原動機
の出力軸の回転方向とは逆向きに回転する動力を出力す
るよう該第２の電動機を制御し、該駆動軸に出力される
動力の反力として前記出力軸に作用するトルクを打ち消
すよう前記第２の電動機を制御する逆転制御手段を備え
るものとすることもできる。こうすれば、第１の電動機
により駆動軸を原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに
回転させることができる。
【００３９】接続制御手段を備える本発明の動力出力装
置において、所定の始動指示がなされたとき、前記接続
制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力
軸とが接続され該回転軸と前記駆動軸との接続が解除さ
れるよう前記第１および第２の接続手段を制御すると共
に、前記原動機をモータリングするよう前記第２の電動
機を制御し、該原動機のモータリングに伴って該原動機
への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段
を備えるものとすることもできる。こうすれば、原動機
を始動するための電動機を別個に設けることなく、第２
の電動機により原動機を始動することができる。
【００４０】接続制御手段を備える本発明の動力出力装
置において、所定の始動指示がなされたとき、前記接続
制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力
軸との接続が解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続さ
れるよう前記第１および第２の接続手段を制御すると共
に、前記回転軸が回転しないよう該第２の電動機を制御
し、前記原動機をモータリングするよう前記第１の電動
機を制御し、更に、該原動機のモータリングに伴って該
原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制
御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、
原動機を始動するための電動機を別個に設けることな
く、第１の電動機および第２の電動機により原動機を始
動することができる。
【００４１】接続制御手段を備える本発明の動力出力装
置において、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸と
の接続が解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続された
状態で前記第２の電動機から前記駆動軸に動力を出力し
ている際に所定の始動指示がなされたとき、前記原動機
をモータリングするよう前記第１の電動機を制御すると
共に、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃
料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備え
るものとすることもできる。こうすれば、第２の電動機
により駆動軸を駆動している最中でも原動機を始動する
ことができる。もとより、原動機を始動するための電動
機を別個に設ける必要がない。
【００４２】この態様の動力出力装置において、前記原
動機始動手段は、前記原動機のモータリングに要するト
ルクの反力として前記第１の電動機から前記駆動軸に出
力されるトルクを打ち消すよう前記第２の電動機を制御
する手段であるものとすることもできる。こうすれば、
駆動軸に生じるトルク変動をより小さくすることができ
る。
【００４３】接続制御手段を備える本発明の動力出力装
置において、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸と
が接続され前記回転軸と前記駆動軸との接続が解除され
た状態で前記第２の電動機により前記出力軸を固定する
と共に前記第１の電動機から前記駆動軸に動力を出力し
ている際に所定の始動指示がなされたとき、前記原動機
をモータリングするよう前記第２の電動機を制御し、該
原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給お
よび点火を制御する原動機始動制御手段を備えるものと
することもできる。こうすれば、第１の電動機により駆
動軸を駆動している最中でも原動機を始動することがで
きる。もとより、原動機を始動するための電動機を別個
に設ける必要がない。
【００４４】この態様の動力出力装置において、前記原
動機始動手段は、前記原動機のモータリングに要するト
ルクの反力として前記駆動軸に出力されるトルクを打ち
消すよう前記第１の電動機を制御する手段であるものと
することもできる。こうすれば、駆動軸に生じるトルク
変動をより小さくすることができる。
【００４５】本発明の第１の動力出力装置の制御方法
は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された
第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第
１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これ
らのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残
余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達
手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前
記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該
回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、
前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解
除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動
軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接
続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力
装置の制御方法であって、前記出力軸の回転速度が前記
駆動軸の回転速度より大きいとき、前記第２の電動機の
回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１
の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸とが
接続されるよう前記第２の接続手段を制御し、前記出力
軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より小さいとき、
前記回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の
接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸との接
続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御すること
を要旨とする。
【００４６】本発明の第２の動力出力装置の制御方法
は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された
第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第
１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これ
らのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残
余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達
手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前
記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該
回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、
前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解
除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動
軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接
続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力
装置の制御方法であって、前記駆動軸の回転数を前記原
動機の出力軸の回転数とすると該原動機が効率よく運転
できる所定範囲内の状態となるとき、前記第２の電動機
の回転軸と前記駆動軸とが接続されると共に該回転軸と
前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段およ
び前記第２の接続手段を制御することを要旨とする。
【００４７】こうした第１または第２の動力出力装置の
制御方法において、前記動力出力装置は、前記第１の電
動機による動力のやり取りの際に消費または回生される
電力の充放電と、前記第２の電動機による動力のやり取
りの際に消費または回生される電力の充放電とが可能な
蓄電手段を備え、前記動力出力装置の制御方法は、さら
に、操作者の指示に基づいて前記駆動軸に出力すべき目
標動力を設定する目標動力設定ステップと、該設定され
た目標動力が、前記原動機から出力される動力と前記蓄
電手段によって充放電される電力とからなるエネルギに
より前記駆動軸に出力されるよう前記原動機，前記第１
の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆動制
御ステップとを備えるものとすることもできる。
【００４８】この態様の制御方法によれば、原動機から
出力される動力と蓄電手段によって充放電される電力と
からなるエネルギを所望の動力にトルク変換して駆動軸
に出力することができるから、原動機から出力可能な最
大の動力より大きな目標動力が設定されても、この目標
動力を駆動軸に出力することができる。このため、原動
機として設定可能な最大の目標動力より小さな動力しか
出力することができないものでも用いることができる。
こうした制御方法において、さらに、前記駆動制御ステ
ップは、前記蓄電手段の状態を検出し、該蓄電手段の状
態が所定範囲内の状態となるよう前記原動機，前記第１
の電動機および前記第２の電動機を駆動制御するステッ
プであるものとすることもできる。こうすれば、常に蓄
電手段を所定範囲内の状態にすることができる。
【００４９】本発明の第３の動力出力装置の制御方法
は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された
第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第
１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これ
らのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残
余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達
手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前
記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該
回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、
前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解
除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動
軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接
続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力
装置の制御方法であって、前記第１の接続手段による接
続か前記第２の接続手段による接続かのいずれか一方を
行なうよう該第１の接続手段および該第２の接続手段を
制御し、前記原動機から出力される動力をトルク変換し
て前記駆動軸に出力するよう前記第１の電動機および前
記第２の電動機を駆動制御することを要旨とする。
【００５０】
【発明の実施の形態】Ａ．構成 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
２０の概略構成を示す構成図である。図示するように、
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。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。
【００５１】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、エンジン５０の負荷を検出
する吸気管負圧センサ、エンジン５０の水温を検出する
水温センサ、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。
【００５２】エンジン５０のクランクシャフト５６に
は、後述するモータＭＧ１，ＭＧ２およびプラネタリギ
ヤ２２０等を介して駆動軸２２が結合されている。駆動
軸２２は、ディファレンシャルギヤ２４に結合されてお
り、動力出力装置２０からのトルクは最終的に左右の駆
動輪２６，２８に伝達される。このモータＭＧ１，ＭＧ
２は、制御装置８０により制御されている。制御装置８
０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８４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６４ａ，ブレーキペダル
６５に設けられたブレーキペダルポジションセンサ６５
ａ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。
【００５３】動力出力装置２０は、エンジン５０と、モ
ータＭＧ１と、両者および駆動軸２２に結合されたプラ
ネタリギヤ２００と、第１クラッチ４５と第２クラッチ
４６とによりクランクシャフト５６または駆動軸２２に
機械的にロータ４１が接続されるモータＭＧ２と、これ
らの運転を制御する制御装置８０とから構成されてい
る。
【００５４】プラネタリギヤ２００は、中心で回転する
サンギヤ２２１、サンギヤ２２１と同心円状に配置され
サンギヤ２２１の周囲で回転するリングギヤ２２２、サ
ンギヤ２２１とリングギヤ２２２との間で自転しながら
公転するプラネタリピニオニギヤ２２３を備えるプラネ
タリキャリア２２３とから構成される。サンギヤ２２１
に結合されたサンギヤ軸２２５はモータＭＧ１のロータ
３１と結合されている。リングギヤ軸２２７は動力抽出
ギヤ２２８および動力伝達ベルト２２９を介して駆動軸
２２に結合されるとともに、第２クラッチ４６によりモ
ータＭＧ２のロータと結合可能となっている。プラネタ
リキャリア軸２２６はクランクシャフト４５に結合され
るとともに第１クラッチ４５によりモータＭＧ２のロー
タと結合可能となっている。
【００５５】モータＭＧ１は、図１に示すように、ロー
タ３１の外周面に８個の永久磁石を備え、ステータ３３
に形成された１２個のスロットに三相のコイルを巻回す
る同期電動機として構成されている。ステータ３３およ
びロータ３１の本体はそれぞれ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。ロータ３１に貼付さ
れた永久磁石はＮ極、Ｓ極が交互に外周面に現れるよう
に配置されている。ステータ３３のコイルに三相交流を
流すと回転磁界を生じる。この回転磁界とロータ３１に
貼付された永久磁石が形成する次回との相互作用により
モータＭＧ１は回転する。また、モータＭＧ１はロータ
３１の回転によりステータ３３のコイルに生じる起電力
を利用して発電を行う発電機としても機能する。
【００５６】モータＭＧ２もモータＭＧ１と同様の構成
を有するステータ４３とロータ４２とから構成されてい
る。モータＭＧ２もまた、ステータ４３のコイルによっ
て生じる回転磁界とロータ４１に貼付された永久磁石が
形成する磁界との相互作用によって回転する他、発電機
としても機能する。モータＭＧ２のロータ４１の回転軸
は、プラネタリギヤ２００とモータＭＧ１との間に配置
された第１クラッチ４５によりクランクシャフト５６に
機械的に接続されたりその接続が解除されるようになっ
ている。また、第２クラッチ４６によりプラネタリギヤ
２００のリングギヤ軸２２７に機械的に接続されたりそ
の接続が解除されるようになっている。なお、第１クラ
ッチ４５および第２クラッチ４６は、図示しない油圧回
路により動作するようになっている。
【００５７】なお、図１では図示しないが、駆動軸２
２，ロータ回転軸３８およびクランクシャフト５６に
は、その回転角度θｄ，θｒ，θｅを検出するレゾルバ
が設けられている。クランクシャフト５６の回転角度θ
ｅを検出するレゾルバは、ディストリビュータ６０に設
けられた回転角度センサ７８と兼用することも可能であ
る。
【００５８】モータＭＧ１，ＭＧ２の配置は後述するよ
うにエンジン５０側からモータＭＧ２，モータＭＧ１と
する配置も可能であるが、実施例の動力出力装置２０の
ようにモータＭＧ１をエンジン５０とモータＭＧ２の中
間に配置したのは、後述するようにモータＭＧ２のみで
車両を駆動する必要からモータＭＧ１に比してモータＭ
Ｇ２が大きくなるため、大きなモータＭＧ２をより大き
なエンジン５０に隣接させることにより動力出力装置２
０をまとまりのあるものとするためである。また、第１
クラッチ４５と第２クラッチ４６の配置も後述するよう
に種々の配置が可能であるが、実施例の動力出力装置２
０のようにモータＭＧ１とモータＭＧ２との間に配置し
たのは、これら両クラッチ４５，４６は比較的小さいた
め、モータＭＧ１とモータＭＧ２との間に生じる隙間に
入れて動力出力装置２０をよりコンパクトなものとする
ためである。
【００５９】次に、制御装置８０について説明する。制
御装置８０は、モータＭＧ１を駆動する第１の駆動回路
９１と、モータＭＧ２を駆動する第２の駆動回路９２
と、両駆動回路９１，９２を制御すると共に第１クラッ
チ４５および第２クラッチ４６を駆動制御する制御ＣＰ
Ｕ９０と、二次電池であるバッテリ９４とから構成され
ている。制御ＣＰＵ９０は、１チップマイクロプロセッ
サであり、図示しないが内部に、ワーク用のＲＡＭ、処
理プログラムを記憶したＲＯＭ、入出力ポートおよびＥ
ＦＩＥＣＵ７０と通信を行なうシリアル通信ポートを備
える。この制御ＣＰＵ９０には、駆動軸２２の回転角度
θｄ、モータＭＧ２のロータ４１の回転角度θｒ、エン
ジン５０の回転角度θｅがそれぞれのレゾルバから入力
されている。また、アクセルペダルポジションセンサ６
４ａ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、ブレーキペダルポジションセンサ６５
ａからのブレーキペダルポジション（ブレーキペダル６
５の踏込量）ＢＰ、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クラッチ４５および第２ク
ラッチ４６からの両クラッチのオン・オフ信号、第１の
駆動回路９１に流れる電流の値Ｉｕｃ，Ｉｖｃ、第２の
駆動回路に流れる電流の値Ｉｕａ，Ｉｖａ、およびバッ
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。
【００６０】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
ランジスタを駆動する制御信号、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個を駆動する制
御信号、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を駆
動する駆動信号などが出力されている。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る
とともに、その接続点にモータＭＧ１の三相コイル（Ｕ
ＶＷ）の各々が接続されている。電源ラインは、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。制御ＣＰＵ９０により対をなすトランジスタのオン
時間の割合を順次制御し、各コイルに流れる電流をＰＷ
Ｍ制御によって擬似的な正弦波にすると、三相コイルに
より回転磁界が形成される。第２の駆動回路９２の６個
のトランジスタも、トランジスタインバータを構成して
おり、同様にして回転磁界を形成することができる。
【００６１】Ｂ．動作原理 以上構成を説明した実施例の動力出力装置２０の動作に
ついて説明する。なお、以下の説明では装置における動
力の伝達効率は１００％であるものと仮定して説明す
る。最初にプラネタリギヤ２００の基本的な動作につい
て説明する。機構学上周知のことであるが、プラネタリ
ギヤ２００はサンギヤ軸２２５，リングギヤ軸２２７，
プラネタリキャリア軸２２６の３つの回転軸のうち２つ
の回転軸の動力が決定されると残余の１つの回転軸の動
力が決定される性質を有している。それぞれの回転軸の
回転数およびトルクの関係は次式（１）で示される。
【００６２】 Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ； Ｎｃ＝（Ｎｒ＋ρＮｓ）／（１＋ρ）； Ｎｓ＝（Ｎｃ−Ｎｒ）／ρ＋Ｎｃ； Ｔｓ＝ρ／（１＋ρ）×Ｔｃ； Ｔｒ＝１／（１＋ρ）×Ｔｃ …（１）
【００６３】ここで、Ｎｓ，Ｔｓはサンギヤ軸２２５の
回転数およびトルクであり、Ｎｒ，Ｔｒはリングギヤ軸
２２７の回転数およびトルクであり、Ｎｃ，Ｔｃはプラ
ネタリキャリア軸２２６の回転数およびトルクである。
また、ρは次式で表される通り、サンギヤ２２１とリン
グギヤ２２２のギヤ比である。ρ＝サンギヤ２２１の歯
数／リングギヤ２２２の歯数
【００６４】第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ
４６をオンとした場合（以下、アンダードライブ結合と
呼ぶ）と、逆に第１クラッチ４５をオンとし第２クラッ
チ４６をオフとした場合（以下、オーバードライブ結合
と呼ぶ）を考える。前者は、図２の模式図に示すよう
に、モータＭＧ２をリングギヤ２２２、つまりは駆動軸
２２に取り付けた構成に相当する。後者は、図３の模式
図に示すように、モータＭＧ２をクランクシャフト５６
に取り付けた構成に相当する。
【００６５】まず、前者（第１クラッチ４５をオフとし
第２クラッチ４６をオンとした場合）の動作について説
明する。この場合の動作原理、特にトルク変換の原理は
以下の通りである。図４にトルク変換の様子を示す。エ
ンジン５０が図４中のＰ０に相当するポイント、即ち回
転数Ｎｅ、トルクＴｅで運転され、駆動軸２２からは図
４中のＰ１に相当するポイント、即ち回転数Ｎｄ１、ト
ルクＴｄ１なる動力が出力されているものとする。Ｎｄ
１＜ＮｅかつＴｄ１＞Ｔｅとする。また、動力の大きさ
は両者で等しいものとする。つまり、Ｎｄ１×Ｔｄ１＝
Ｎｅ×Ｔｅとする。
【００６６】駆動軸２２に結合されたリングギヤ軸２２
７が回転数Ｎｄ１で回転している場合において、エンジ
ン５０から上述した動力が出力されているとき、上式
（１）で求められる回転数ＮｓおよびトルクＴｓでサン
ギヤ軸２２５は回転する。また、同じく上式（１）で求
められるトルクＴｒがリングギヤ軸２２７から出力され
ることになる。当然、トルクＴｒはエンジン５０から出
力されるトルクＴｅよりも小さい。
【００６７】サンギヤ軸２２５の回転によりモータＭＧ
１のロータ３１が回転しているから、制御装置８０の制
御ＣＰＵ９０が制御信号を出力して駆動回路９１のトラ
ンジスタをスイッチングすると、モータＭＧ１は発電機
として機能する。モータＭＧ１ではＮｓ×Ｔｓに相当す
る電力が回生される。一方、電力を供給してモータＭＧ
２を力行すればリングギヤ軸２２７にトルクを付加する
ことができる。モータＭＧ２に供給される電力量を制御
すれば、エンジン５０からリングギヤ軸２２７に出力さ
れるトルクＴｒと駆動軸２２から出力すべきトルクＴｄ
１との差分に相当するトルクをモータＭＧ２で付加する
ことができる。この際、モータＭＧ２に供給されるべき
電力は、上式（１）およびＮｄ１×Ｔｄ１＝Ｎｅ×Ｔｅ
なる関係に基づいて容易に算出することができる。その
値は、モータＭＧ１で回生される電力Ｎｓ×Ｔｓに等し
くなる。
【００６８】つまり、モータＭＧ１で回生された電力を
モータＭＧ２に供給することにより、エンジン５０から
出力された動力を、その大きさを変えずに回転数および
トルクを変換して駆動軸２２から出力することができ
る。
【００６９】次に、エンジン５０を上述の運転ポイント
Ｐ０で運転し、駆動軸２２から図４中のポイントＰ２に
相当する動力、即ち回転数Ｎｅより大きな回転数Ｎｄ
２、おおびトルクＴｅよりも小さなトルクＴｄ２からな
る動力が出力されている場合を考える。このとき、リン
グギヤ軸２２７をエンジン５０よりも高い回転数で回転
させるためには、モータＭＧ１に電力を供給しモータＭ
Ｇ１を力行して増速することになる。一方、運転ポイン
トＰ２ではエンジン５０から出力されるトルクＴｅより
も低いトルクを出力すれば十分である。モータＭＧ１を
力行してリングギヤ軸２２７の回転を増速した結果、リ
ングギヤ軸２２７からは要求トルクＴｄ２よりも高いト
ルクが出力される。従って、モータＭＧ２で発電を行い
余剰のトルクを電力として回生する。この電力はモータ
ＭＧ１の力行に用いられる。駆動軸２２からポイントＰ
１に相当する動力を出力する場合と同様、上式（１）等
を考慮すれば、モータＭＧ２で回生される電力とモータ
ＭＧ１に供給される電力とは等しい。モータＭＧ１の力
行により出力された動力の一部は再びモータＭＧ２で回
生されるから、このときは動力の循環が生じることにな
る。
【００７０】以上の動作をまとめると、アンダードライ
ブ結合では、動力出力装置２０は、第１の運転モードと
してモータＭＧ１を回生運転し、モータＭＧ２を力行運
転することによりエンジン５０から出力される動力を、
回転数が低くトルクの高い状態に変換して駆動軸２２か
ら出力することができる。また、第２の運転モードとし
てモータＭＧ１を力行運転し、モータＭＧ２を回生運転
することによりエンジン５０から出力される動力を、回
転数が高くトルクの低い状態に変換して駆動軸２２から
出力することができる。第１の運転モードでは動力の循
環は生じず、第２の運転モードでは動力の循環が生じ
る。
【００７１】一方、オーバードライブ結合（図３の模式
図）における動作原理（トルク変換の原理）は以下の通
りである。いま、エンジン５０が回転数Ｎｅ，トルクＴ
ｅの運転ポイントＰ０で運転されており、駆動軸２２が
ポイントＰ１に相当する状態で回転しているとする。ク
ランクシャフト５６に取り付けられたモータＭＧ２から
クランクシャフト５６にトルクを出力すれば、プラネタ
リキャリア軸２２６のトルクはエンジン５０からの出力
トルクＴｅよりも大きなトルクとなる。この付加トルク
の大きさを制御すれば、上式（１）に基づいてリングギ
ヤ軸２２７から出力されるトルクの大きさが要求トルク
Ｔｄ１となるように制御することができる。一方、この
ときプラネタリキャリア軸２２６から入力される動力の
一部はプラネタリギヤ２００で分配されてサンギヤ軸２
２５に伝達されるから、この動力をモータＭＧ１により
電力として回生することができる。この電力はモータＭ
Ｇ２の力行に用いられる。アンダードライブ結合の場合
と同様、両者の電力は等しくなる。モータＭＧ２の力行
により出力された動力の一部はモータＭＧ１で電力とし
て回生されるため、このとき動力の循環が生じているこ
とになる。
【００７２】次に、エンジン５０を運転ポイントＰ０で
運転し、駆動軸２２からポイントＰ２に相当する動力を
出力する場合を考える。このとき、要求動力はエンジン
５０から出力される動力Ｔｅに比べて小さい。従って、
モータＭＧ２を回生運転し、プラネタリキャリア軸２２
６に負荷を与えることによりリングギヤ軸２２７から要
求動力Ｔｄ２を出力することができる。一方、リングギ
ヤ軸２２７の回転数を増すためにモータＭＧ１は力行す
る必要がある。モータＭＧ１の力行にはモータＭＧ２で
回生された電力が用いられる。アンダードライブ結合の
場合と同様、両者の電力は等しくなる。
【００７３】以上の動作をまとめると、オーバードライ
ブ結合では、第１の運転モードとして動力出力装置２０
は、モータＭＧ１を回生運転し、モータＭＧ２を力行運
転することによりエンジン５０から出力される動力を、
回転数が高くトルクの低い状態に変換して駆動軸２２か
ら出力することができる。また、第２の運転モードとし
てモータＭＧ１を力行運転し、モータＭＧ２を回生運転
することによりエンジン５０から出力される動力を、回
転数が低くトルクの高い状態に変換して駆動軸２２から
出力することができる。第１の運転モードでは動力の循
環が生じ、第２の運転モードでは動力の循環が生じな
い。
【００７４】なお、動力出力装置２０は、以上で説明し
たエンジン５０から出力される動力のすべてをトルク変
換して駆動軸２２に出力する動作の他に、エンジン５０
から出力される動力（トルクＴｅと回転数Ｎｅとの積）
と、モータＭＧ１、ＭＧ２により回生または消費される
電気エネルギとを調節することにより、余剰の電力をバ
ッテリ９４を充電したり、不足する電力をバッテリ９４
から供給する動作など種々の動作をすることもできる。
【００７５】Ｃ．運転制御 （１）運転モードの設定 次に、こうして構成された動力出力装置２０の運転制御
について図５に例示する運転制御ルーチンに基づき説明
する。運転制御ルーチンは、車両の走行を開始する指示
がなされてから所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に
繰り返し実行される。運転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２２
の回転数Ｎｄを入力する処理を行なう（ステップＳ１０
０）。駆動軸２２の回転数Ｎｄは、レゾルバから読み込
んだ駆動軸２２の回転角度θｄから求めることができ
る。次に、アクセルペダルポジションセンサ６４ａによ
り検出されるアクセルペダルポジションＡＰを読み込む
（ステップＳ１０２）。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か
ら、アクセルペダルポジションＡＰは運転者の欲してい
る出力トルク（すなわち、駆動軸２２に出力すべきトル
ク）に対応するものとなる。
【００７６】続いて、読み込まれたアクセルペダルポジ
ションＡＰと駆動軸２２の回転数Ｎｄとに基づいて駆動
軸２２に出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値
Ｔｄ＊を導出する処理を行なう（ステップＳ１０４）。
実施例では、トルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２２の回転数
ＮｄとアクセルペダルポジションＡＰとの関係を示すマ
ップを予め制御ＣＰＵ９０内のＲＯＭに記憶しておき、
アクセルペダルポジションＡＰが読み込まれると、マッ
プと読み込まれたアクセルペダルポジションＡＰと駆動
軸２２の回転数Ｎｄとにより対応するトルク指令値Ｔｄ
＊の値を導出するものとした。このマップの一例を図６
に示す。
【００７７】次に、導き出されたトルク指令値Ｔｄ＊と
読み込まれた駆動軸２２の回転数Ｎｄとから駆動軸２２
に出力すべきエネルギＰｄを計算（Ｐｄ＝Ｔｄ＊×Ｎ
ｄ）により求める（ステップＳ１０６）。続いて、残容
量検出器９９により検出されるバッテリ９４の残容量Ｂ
RMを読み込む処理を行なって、運転モードの判定処理を
行なう（ステップＳ１１０）。この運転モードの判定処
理は、図７に例示する運転モード判定処理ルーチンによ
り処理される。運転モード判定処理ルーチンでは、運転
制御ルーチンのステップＳ１００ないしＳ１０８で読み
込んだデータや計算したデータなどを用いて、そのとき
の動力出力装置２０のより適切な運転モードを判定す
る。ここで、一旦図５の運転制御ルーチンの説明を中断
し、先に図７の運転モード判定処理ルーチンに基づき運
転モードの判定処理について説明する。
【００７８】運転モード判定処理ルーチンが実行される
と、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、バッテリ９４の
残容量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わされる範
囲内にあるかを判定し（ステップＳ１３０）、この範囲
内にないときには、バッテリ９４の充放電が必要である
と判断して、動力出力装置２０の運転モードとして充放
電モードを設定する（ステップＳ１３２）。ここで、閾
値ＢＬと閾値ＢＨは、バッテリ９４の残容量ＢRMの下限
値と上限値を示すものであり、実施例では、閾値ＢＬ
は、後述のモータ駆動モードによるモータＭＧ２のみに
よる駆動やパワーアシストモードによるバッテリ９４か
らの放電電力による動力の付加などを所定時間継続して
行なうのに必要な電力量以上の値として設定される。ま
た、閾値ＢＨは、バッテリ９４の満充電時の残容量ＢRM
から通常走行状態にある車両を停止する際にモータＭＧ
１やモータＭＧ２により回生される電力量を減じた値以
下に設定されている。
【００７９】ステップＳ１３０でバッテリ９４の残容量
ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わされる範囲内に
あるときには、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄが
エンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅｍａｘを
越えているか否かを判定する（ステップＳ１３４）。エ
ネルギＰｄが最大エネルギＰｅｍａｘを越えているとき
には、エンジン５０から出力される最大エネルギＰｅｍ
ａｘでは不足するエネルギをバッテリ９４に蓄えられた
エネルギで賄う必要があると判断し、動力出力装置２０
の運転モードとしてパワーアシストモードを設定する
（ステップＳ１３６）。
【００８０】一方、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰ
ｄがエンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅｍａ
ｘ以下のときには、トルク指令値Ｔｄ＊と回転数Ｎｄと
が所定の範囲内にあるかを判定し（ステップＳ１３
８）、所定の範囲内のときには、動力出力装置２０の運
転モードとして第１クラッチ４５および第２クラッチ４
６を共にオンとした状態の直接出力モードを設定する
（ステップＳ１４０）。ここで、所定の範囲とは、両ク
ラッチ４５，４６をオンにした状態でエンジン５０を効
率よく運転できる範囲である。具体的には、エンジン５
０の運転ポイントのうち直接出力モードとして制御する
のに適正な範囲をマップとして予めＲＯＭに記憶してお
き、トルク指令値Ｔｄ＊と回転数Ｎｄで表わされる運転
ポイントがこの適正な範囲にあるかを判定することにな
る。エンジン５０の直接出力モードとして制御する際の
適正範囲の一例を図８に示す。図中、領域ＰＥはエンジ
ン５０の運転が可能な領域であり、領域ＰＡは直接出力
モードとして制御する際の適正範囲である。なお、この
適正範囲ＰＡは、エンジン５０の効率やエミッション等
により定められるものであり、予め実験などにより設定
できる。
【００８１】ステップＳ１３８でトルク指令値Ｔｄ＊と
駆動軸２２の回転数Ｎｄとが所定の範囲内にないときに
は、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄが所定エネル
ギＰＭＬより小さく、かつ、駆動軸２２の回転数Ｎｄが
所定回転数ＮＭＬより小さいか否かを判定し（ステップ
Ｓ１４２）、共に小さいときには、動力出力装置２０の
運転モードとしてモータＭＧ２のみによる駆動のモータ
駆動モードを設定する（ステップＳ１４４）。所定エネ
ルギＰＭＬや所定回転数ＮＭＬは、エンジン５０が低回
転数で低トルクでは効率が低下することに基づきその範
囲を設定するものであり、エンジン５０の運転領域とし
て所定の効率未満の領域となるエネルギＰｄおよび回転
数Ｎｄとして設定される。なお、具体的な値は、エンジ
ン５０の特性などにより定められる。ステップＳ１４２
で、エネルギＰｄが所定エネルギＰＭＬ以上であったり
回転数Ｎｄが所定回転数ＮＭＬ以上のときには、通常の
運転を行なうものと判断し、動力出力装置２０の運転モ
ードとして通常運転モードを設定する（ステップＳ１４
６）。
【００８２】図５の運転制御ルーチンのステップＳ１１
０に戻って、運転モード判定処理ルーチンの結果に基づ
き、運転モードとして通常運転モードが設定されたとき
には通常運転トルク制御処理（ステップＳ１１２）を、
充放電モードが設定されたときには充放電トルク制御処
理（ステップＳ１１４）を、パワーアシストモードが設
定されたときにはパワーアシストトルク制御処理（ステ
ップＳ１１６）を、直接出力モードが設定されたときに
は直接出力トルク制御処理（ステップＳ１１８）を、モ
ータ駆動モードが設定されたときにはモータ駆動トルク
制御処理（ステップＳ１２０）をそれぞれ実行する。な
お、実施例では、図示の都合上、これらの各トルク制御
処理を運転制御ルーチンのステップとして記載したが、
各トルク制御処理は、運転モード判定処理ルーチンによ
り運転モードが設定されると、設定された運転モードの
トルク制御ルーチンが運転制御ルーチンとは別個独立に
運転制御ルーチンとは異なるタイミングで所定時間毎
（例えば４ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。以下、
各トルク制御処理について説明する。
【００８３】（２）通常運転トルク制御処理 通常運転トルク制御処理（図５のステップＳ１１２）
は、図９および図１０に例示する通常運転トルク制御ル
ーチンによりなされる。本ルーチンが実行されると、制
御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず駆動軸２２の回転
数Ｎｄとエンジン５０の回転数Ｎｅとを読み込む処理を
実行する（ステップＳ１５０，Ｓ１５２）。エンジン５
０の回転数Ｎｅはクランクシャフト５６に設けられたレ
ゾルバにより検出されるクランクシャフト５６の回転角
度θｅ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。
そして、こうして読み込んだ駆動軸２２の回転数Ｎｄと
エンジン５０の回転数Ｎｅとから、両軸の回転数差Ｎｃ
を計算（Ｎｃ＝Ｎｅ−Ｎｄ）により求める（ステップＳ
１５４）。
【００８４】続いて図５の運転制御ルーチンのステップ
Ｓ１０６で計算したエネルギＰｄを前回このルーチンが
起動されたときに用いられたエネルギＰｄ（前回のエネ
ルギＰｄという）と比較する（ステップＳ１５６）。こ
こで、前回とは、図５の運転制御ルーチンで連続してス
テップＳ１１２の通常運転トルク制御処理が実行された
ときの直前に実行されたときのことをいう。エネルギＰ
ｄと前回のエネルギＰｄとが異なるときには、図１０に
示すステップＳ１７０ないしＳ１８８の処理によりエン
ジン５０の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊および
モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定し、エネルギ
Ｐｄが前回のエネルギＰｄとが同じときには、図１０に
示すステップＳ１５８およびＳ１６０の処理によりモー
タＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定する。まず、エネ
ルギＰｄと前回のエネルギＰｄとが異なるときの処理に
ついて説明し、その後、同じときの処理について説明す
る。
【００８５】エネルギＰｄと前回のエネルギＰｄとが異
なるときには、まず、駆動軸２２に出力すべきエネルギ
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Ｓ１
７０）。ここで、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄ
のすべてをエンジン５０によって供給するものとする
と、エンジン５０から出力されるエネルギはエンジン５
０のトルクＴｅ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Ｎｅ＊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＊と目標回転数Ｎｅ＊との組合せは無数に存
在する。そこで、実施例では、各エネルギＰｄに対して
エンジン５０ができる限り効率の高い状態で運転され、
かつエネルギＰｄの変化に対してエンジン５０の運転状
態が滑らかに変化する目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎ
ｅ＊との組み合わせを実験等により求め、これを予めＲ
ＯＭにマップとして記憶しておき、エネルギＰｄに対応
する目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との組み合わ
せをこのマップから導出するものとした。このマップに
ついて、更に説明する。
【００８６】図１１は、エンジン５０の運転ポイントと
エンジン５０の効率との関係を示すグラフである。図中
曲線Ｂはエンジン５０の運転可能な領域の境界を示す。
エンジン５０の運転可能な領域には、その特性に応じて
効率が同一の運転ポイントを示す曲線α１ないしα６の
ような等効率線を描くことができる。また、エンジン５
０の運転可能な領域には、トルクＴｅと回転数Ｎｅとの
積で表わされるエネルギが一定の曲線、例えば曲線Ｃ１
−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３を描くことができる。こうして
描いたエネルギＰｅが一定の曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３
−Ｃ３に沿って各運転ポイントの効率をエンジン５０の
回転数Ｎｅを横軸として表わすと図１２のグラフのよう
になる。
【００８７】図示するように、エンジン５０から出力さ
れるエネルギＰｅが同じでも、どの運転ポイントで運転
するかによってエンジン５０の効率は大きく異なる。例
えばエネルギが一定の曲線Ｃ１−Ｃ１上では、エンジン
５０を運転ポイントＡ１（トルクＴｅ１，回転数Ｎｅ
１）で運転することにより、その効率を最も高くするこ
とができる。このような効率が最も高い運転ポイント
は、出力されるエネルギＰｅが一定の曲線Ｃ２−Ｃ２お
よびＣ３−Ｃ３ではそれぞれ運転ポイントＡ２およびＡ
３が相当するように、エネルギＰｅが一定の各曲線上に
存在する。図１１中の曲線Ａは、これらに基づきエンジ
ン５０から出力される各エネルギＰｅに対してエンジン
５０の効率ができる限り高くなる運転ポイントを連続す
る線で結んだものである。実施例では、この曲線Ａ上の
各運転ポイント（トルクＴｅ，回転数Ｎｅ）とエネルギ
Ｐｅとの関係をマップとしたものを用いてエンジン５０
の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊を設定し
た。
【００８８】ここで、曲線Ａを連続する曲線で結ぶの
は、エネルギＰｅの変化に対して不連続な曲線によりエ
ンジン５０の運転ポイントを定めると、エネルギＰｅが
不連続な運転ポイントを跨いで変化するときにエンジン
５０の運転状態が急変することになり、その変化の程度
によっては、目標の運転状態にスムーズに移行できずノ
ッキングを生じたり停止してしまう場合があるからであ
る。したがって、このように曲線Ａを連続する曲線で結
ぶと、曲線Ａ上の各運転ポイントがエネルギＰｅが一定
の曲線上で最も効率が高い運転ポイントとならない場合
もある。
【００８９】エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回
転数Ｎｅ＊とを設定すると、制御ＣＰＵ９０は、設定し
た目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとを比較
する（ステップＳ１７２）。そして、目標回転数Ｎｅ＊
が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには、第１ク
ラッチ４５がオフで第２クラッチ４６がオン（図２の模
式図の構成）となるよう第１クラッチ４５および第２ク
ラッチ４６を操作して（ステップＳ１７４ないしＳ１７
７）、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊にエンジン５
０の目標トルクＴｅ＊に基づいて上式（１）で算出され
たトルクを設定する（ステップＳ１７８）。第１クラッ
チ４５および第２クラッチ４６の操作は、まず、両クラ
ッチ４５，４６の状態を検出し、設定しようとしている
状態になっているか否かを調べ（ステップＳ１７４）、
設定しようとしている状態になっていないときには、両
クラッチ４５，４６を共にオフとし（ステップＳ１７
６）、その後第２クラッチ４６をオンとする（ステップ
Ｓ１７７）。このように両クラッチ４５，４６を一旦共
にオフとするのは、クラッチ接続時のモータＭＧ２等の
制御の容易のためである。なお、モータＭＧ１のトルク
指令値Ｔｃ＊は、エンジン５０を目標トルクＴｅ＊と目
標回転数Ｎｅ＊とで表わされる運転ポイントで安定して
運転するために必要な負荷トルクに設定されていること
になる。
【００９０】ステップＳ１７０でエンジン５０の目標回
転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さいときに
は、第１クラッチ４５がオンで第２クラッチ４６がオフ
（図３の模式図の構成）となるよう第１クラッチ４５お
よび第２クラッチ４６を操作して（ステップＳ１８４な
いしＳ１８７）、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊に
駆動軸２２に出力すべきトルク指令値Ｔｄ＊に代入した
上で、上式（１）に基づいて設定されるトルクを設定す
る（ステップＳ１８８）。第１クラッチ４５および第２
クラッチ４６の操作は、目標回転数Ｎｅ＊が回転数Ｎｄ
より大きいときと同様に、まず、両クラッチ４５，４６
の状態を検出し、設定しようとしている状態になってい
るか否かを調べ（ステップＳ１８４）、設定しようとし
ている状態になっていないときには、両クラッチ４５，
４６を共にオフとし（ステップＳ１８６）、その後第１
クラッチ４５をオンとする（ステップＳ１８７）。
【００９１】ここで、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊
が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには、実施例
の動力出力装置２０がアンダードライブ結合（図２参
照）となるよう両クラッチ４５，４６を操作し、目標回
転数Ｎｅ＊が回転数Ｎｄより小さいときにはオーバード
ライブ結合（図３参照）となるよう両クラッチ４５，４
６を操作する理由は次の通りである。既に説明した通
り、アンダードライブ結合では、エンジン５０から出力
される動力をより回転数の低い動力に変換して出力する
第１の運転モードにおいて動力の循環が生じない。逆に
オーバードライブ結合では、エンジン５０から出力され
る動力をより回転数の高い動力に変換して出力する第２
の運転モードにおいて動力の循環が生じない。従って、
駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０の目標回転数Ｎ
ｅ＊よりも低いアンダードライブの場合には、アンダー
ドライブ結合が実現されるようにクラッチ４５，４６を
操作し、逆の場合にはオーバードライブ結合が実現され
るように操作すれば動力出力装置２０の運転効率を高く
することができる。上述したクラッチの操作はかかる理
由に基づくものである。
【００９２】一方、ステップＳ１５６でエネルギＰｄが
前回のエネルギＰｄと同じときには、エンジン５０の目
標回転数Ｎｅ＊から回転数Ｎｅを減じて回転数偏差△Ｎ
ｅを算出する（ステップＳ１５８）。そして、算出した
回転数偏差△Ｎｅを用いて次式（２）によりＴｃ＊を算
出し、算出した値をモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊
として設定する（ステップＳ１６０）。ここで、式
（２）中の右辺第２項は回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊
からの偏差を打ち消す比例項であり、右辺第３項は定常
偏差をなくすための積分項である。したがって、モータ
ＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊は、定常状態（回転数Ｎｅ
の目標回転数Ｎｅ＊からの回転偏差△Ｎｅが値０のと
き）では、前回のトルク指令値Ｔｃ＊が設定されること
になる。なお、式（２）中のＫｃ１およびＫｃ２は、比
例定数である。このようにモータＭＧ１のトルク指令値
Ｔｃ＊を設定することにより、エンジン５０を目標トル
クＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで安定
させることができる。
【００９３】
【数１】
【００９４】次に、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊
に応じて駆動軸２２から出力されるトルクを上式（１）
に基づいて算出する。そして、駆動軸から要求トルクが
出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を
設定する（ステップＳ１６４）。
【００９５】こうしてエンジン５０の目標トルクＴｅ
＊，目標回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１およびモータＭＧ
２のトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設定すると、設定し
た各設定値でモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジ
ン５０が動作するように、モータＭＧ１，モータＭＧ２
およびエンジン５０の制御を行なう（ステップＳ１６６
ないしＳ１６９）。実施例では、図示の都合上、モータ
ＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を本
ルーチンの別々のステップとして記載したが、実際に
は、これらの制御は本ルーチンとは別個独立にかつ総合
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、モータＭＧ１とモータＭＧ２の制御を本
ルーチンとは異なるタイミングで平行して実行すると共
に、通信によりＥＦＩＥＣＵ７０に指示を送信して、Ｅ
ＦＩＥＣＵ７０によりエンジン５０の制御も平行して行
なわせるのである。
【００９６】モータＭＧ１の制御（図９のステップＳ１
６２）は、図１３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。本ルーチンが実行されると、制御装
置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、ロータ３１の回転軸
の回転角度θｄをレゾルバから入力する処理を行ない
（ステップＳ１９０）、モータＭＧ１の電気角θｃを両
軸の回転角度θｄから求める処理を行なう（ステップＳ
１９４）。実施例では、モータＭＧ１として４極対の同
期電動機を用いているから、θｃ＝４θｄを演算するこ
とになる。
【００９７】次に、電流検出器９５，９６により、モー
タＭＧ１の三相コイルのＵ相とＶ相に流れている電流Ｉ
ｕｃ，Ｉｖｃを検出する処理を行なう（ステップＳ１９
６）。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
（３相／２相変換）を行なう（ステップＳ１９８）。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（３）を演算することに
より行なわれる。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。
【００９８】
【数２】
【００９９】次に、２軸の電流値に変換した後、モータ
ＭＧ１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Ｖｄ
ｃ，Ｖｑｃを求める処理を行なう（ステップＳ２０
０）。即ち、まず以下の式（４）の演算を行ない、次に
次式（５）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Ｖｄｃ，Ｖｑｃは、電流指令値Ｉ＊と
の偏差△Ｉに比例する部分（式（５）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。
【０１００】
【数３】
【０１０１】
【数４】
【０１０２】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ１９８で行なった変換の逆変換に相当する座標変
換（２相／３相変換）を行ない（ステップＳ２０２）、
実際に三相コイルに印加する電圧Ｖｕｃ，Ｖｖｃ，Ｖｗ
ｃを求める処理を行なう。各電圧は、次式（６）により
求める。
【０１０３】
【数５】
【０１０４】実際の電圧制御は、第１の駆動回路９１の
トランジスタのオンオフ時間によりなされるから、式
（６）によって求めた各電圧指令値となるよう各トラン
ジスタのオン時間をＰＷＭ制御する（ステップＳ２０
４）。モータＭＧ２の制御（図９のステップＳ１６８）
も同様の処理である。
【０１０５】次に、エンジン５０の制御（図９のステッ
プＳ１６９）について説明する。エンジン５０は、図１
０のステップＳ１７０において設定された目標トルクＴ
ｅ＊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、エンジン５０が目標トルクＴｅ＊およ
び目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで運転されるよう、
制御ＣＰＵ９０から通信により目標トルクＴｅ＊と目標
回転数Ｎｅ＊とを受信したＥＦＩＥＣＵ７０によってス
ロットルバルブの開度制御，燃料噴射弁５１からの燃料
噴射制御および点火プラグ６２による点火制御を行なう
と共に、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０によりエンジン
５０の負荷トルクとしてのモータＭＧ１のトルクＴｃを
制御するのである。エンジン５０は、その負荷トルクに
より出力トルクＴｅと回転数Ｎｅとが変化するから、Ｅ
ＦＩＥＣＵ７０による制御だけでは目標トルクＴｅ＊お
よび目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで運転することは
できず、負荷トルクを与えるモータＭＧ１のトルクＴｃ
の制御も必要となるからである。なお、モータＭＧ１の
トルクＴｃの制御は、前述したモータＭＧ１の制御で説
明した。
【０１０６】以上説明した通常運転トルク制御処理によ
れば、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数
Ｎｄより大きいときには、アンダードライブ結合（図２
の模式図の構成）とすることにより動力の循環を低減し
て、動力出力装置２０全体としてエネルギ効率を高くす
ることができる。また、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆
動軸２２の回転数Ｎｄより小さいときには、オーバード
ライブ結合（図３の模式図の構成）とすることにより、
やはり動力の循環を低減して、動力出力装置２０全体と
してエネルギ効率を高くすることができる。したがっ
て、図２や図３の模式図の構成に固定した場合に比し
て、エネルギ効率を高くすることができる。
【０１０７】また、通常運転トルク制御処理によれば、
エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊と
を、エンジン５０から出力されるエネルギＰｅが同じで
あればエンジン５０ができる限り高い効率となるよう設
定されるから、動力出力装置２０全体としてのエネルギ
効率をより高くすることができる。また、モータＭＧ１
やモータＭＧ２の効率Ｋｓｃ，Ｋｓａを値１と考えれ
ば、エンジン５０から出力される目標トルクＴｅ＊と目
標回転数Ｎｅ＊とにより表わされる動力をモータＭＧ１
およびモータＭＧ２によりトルク指令値Ｔｄ＊と回転数
Ｎｄとにより表わされる動力にトルク変換して駆動軸２
２に出力することができる。しかも、駆動軸２２に出力
すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）は、運転者による
アクセルペダル６４の踏込量に応じたものであり、エン
ジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊はこの
トルク指令値Ｔｄ＊に基づいて定められるから、運転者
の所望の動力を駆動軸２２に出力することができる。
【０１０８】（３）充放電トルク制御処理 次に、充放電トルク制御処理（図５のステップＳ１１
４）について図１４および図１５の充放電トルク制御ル
ーチンに基づき説明する。前述したように、本ルーチン
は図７のステップＳ１３０およびＳ１３２でバッテリ９
４の残容量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わされ
る範囲外にあり、バッテリ９４の充放電が必要であると
判断されたときに充放電モードが設定されて実行される
ものである。
【０１０９】本ルーチンが実行されると、制御ＣＰＵ９
０は、まず、バッテリ９４の残容量ＢRMを閾値ＢＬおよ
び閾値ＢＨと比較する（ステップＳ２２０）。閾値ＢＬ
および閾値ＢＨについては図７のステップＳ１３０で説
明した。バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬ未満のと
きには、バッテリ９４の充電が必要であると判断し、バ
ッテリ９４を充電するのに必要なエネルギ（充電エネル
ギＰｂｉ）を考慮したエネルギＰｄを設定する処理（ス
テップＳ２２２ないしＳ２２８）を行ない、バッテリ９
４の残容量ＢRMが閾値ＢＨより大きいときには、バッテ
リ９４の放電が必要であると判断し、バッテリ９４から
放電されるエネルギ（充電エネルギＰｂｏ）を考慮した
エネルギＰｄを設定する処理（ステップＳ２３２ないし
Ｓ２３８）を行なう。
【０１１０】バッテリ９４を充電するのに必要な充電エ
ネルギＰｂｉを考慮したエネルギＰｄを設定する処理
（ステップＳ２２２ないし２２８）では、制御装置８０
の制御ＣＰＵ９０は、まず、バッテリ９４の残容量ＢRM
に基づいて充電エネルギＰｂｉを設定する処理を行なう
（ステップＳ２２２）。このように、バッテリ９４の残
容量ＢRMに基づいて充電エネルギＰｂｉを設定するの
は、バッテリ９４の充電可能な電力（エネルギ）は残容
量ＢRMによって変化し、適正な充電電圧や充電電流も残
容量ＢRMによって変わるからである。図１６にバッテリ
９４の残容量ＢRMと充電可能な電力との関係の一例を示
す。なお、実施例では、バッテリ９４の各残容量ＢRMに
対して実験等により最適な充電エネルギＰｂｉを求め、
それを予めＲＯＭにマップとして記憶しておき、バッテ
リ９４の残容量ＢRMに対応する充電エネルギＰｂｉを導
出するものとした。続いて、駆動軸２２に出力すべきエ
ネルギＰｄに導出した充電エネルギＰｂｉを加えてエネ
ルギＰｄを再設定する（ステップＳ２２４）。そして、
再設定されたエネルギＰｄがエンジン５０から出力可能
な最大エネルギＰｅｍａｘを越えているか否かを調べ
（ステップＳ２２６）、越えている場合には、エネルギ
Ｐｄを最大エネルギＰｅｍａｘに制限する処理として、
エネルギＰｄに最大エネルギＰｅｍａｘを設定する（ス
テップＳ２２８）。
【０１１１】バッテリ９４を放電するのに必要なエネル
ギ（充電エネルギＰｂｏ）を考慮したエネルギＰｄを設
定する処理（ステップＳ２３２ないしＳ２３８）では、
制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、バッテリ９４
の残容量ＢRMに基づいて放電エネルギＰｂｏを設定する
処理を行なう（ステップＳ２３２）。このように、バッ
テリ９４の残容量ＢRMに基づいて放電エネルギＰｂｏを
設定するのは、バッテリ９４の放電可能な電力（エネル
ギ）が残容量ＢRMによって異なる場合があるからであ
る。実施例では、用いたバッテリ９４の各残容量ＢRMに
対して実験等により最適な放電エネルギＰｂｏを求め、
それを予めＲＯＭにマップ（図示せず）として記憶して
おき、バッテリ９４の残容量ＢRMに対応する放電エネル
ギＰｂｏを導出するものとした。続いて、駆動軸２２に
出力すべきエネルギＰｄから導出した放電エネルギＰｂ
ｏを減じてエネルギＰｄを再設定する（ステップＳ２３
４）。そして、再設定されたエネルギＰｄがエンジン５
０から出力可能な最小エネルギＰｅｍｉｎ未満でないか
を調べ（ステップＳ２３６）、最小エネルギＰｅｍｉｎ
未満の場合には、エネルギＰｄを最小エネルギＰｅｍｉ
ｎに制限する処理としてエネルギＰｄに最小エネルギＰ
ｅｍｉｎを設定する（ステップＳ２１８）。
【０１１２】このように充電エネルギＰｂｉまたは放電
エネルギＰｂｏを考慮して駆動軸２２に出力すべきエネ
ルギＰｄを再設定すると、この再設定されたエネルギＰ
ｄに基づいてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回
転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２４０）。この目標
トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊の設定処理は、図１０
のステップＳ１７０の処理と同一である。
【０１１３】次に、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込む
処理を行ない（ステップＳ２４２）、設定したエンジン
５０の目標回転数Ｎｅ＊と読み込んだ駆動軸２２の回転
数Ｎｄとを比較する（ステップＳ２４４）。そして、エ
ンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄより大きいときには、第１クラッチ４５がオフで第２
クラッチ４６がオン（図２の模式図の構成）となるよう
第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する
（ステップＳ２５０ないしＳ２５４）。実施例の動力出
力装置２０を図２の模式図の構成となるように第１クラ
ッチ４５および第２クラッチ４６を操作する処理（ステ
ップＳ２５０ないしＳ２５４の処理）は、両クラッチ４
５，４６が設定しようとしている状態にないときに両ク
ラッチ４５，４６を一旦共にオフとする理由を含めて図
９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおける
ステップＳ１７４ないしＳ１７７の処理と同一である。
【０１１４】一方、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が
駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さいときには、第１クラ
ッチ４５がオンで第２クラッチ４６がオフ（図３の模式
図の構成）となるよう第１クラッチ４５および第２クラ
ッチ４６を操作する（ステップＳ２６０ないしＳ２６
４）。なお、実施例の動力出力装置２０を図３の模式図
の構成となるように第１クラッチ４５および第２クラッ
チ４６を操作する処理（ステップＳ２５０ないしＳ２５
４の処理）は、両クラッチ４５，４６が設定しようとし
ている状態にないときに両クラッチ４５，４６を一旦共
にオフとする理由を含めて図９および図１０の通常運転
トルク制御ルーチンにおけるステップＳ１８４ないしＳ
１８７の処理と同一である。
【０１１５】クラッチの接続を行った後、エンジン５０
の目標トルクＴｅ＊が実現されるようにモータＭＧ１の
トルク指令値Ｔｃ＊を設定し（ステップＳ２６６）、駆
動軸２２に出力すべきトルク指令値Ｔｄ＊が達成される
ようにモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を設定する
（ステップＳ２６８）。これらの値は上式（１）に基づ
いて算出される。
【０１１６】このようにエンジン５０の目標回転数Ｎｅ
＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄに応じて両クラッチ４５，
４６を操作すると共にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ
＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊とを設定する
と、これらの設定した設定値を用いてモータＭＧ１，モ
ータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を行なう（ステ
ップＳ２７０ないしＳ２７４）。これらの各制御は、図
９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおける
ステップＳ１６６ないしＳ１６９の各制御と同一である
から、ここでの説明は省略する。なお、こうしたモータ
ＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御は他
のトルク制御処理の各ルーチンにおいても行なわれる
が、特に記載しない限り、図９および図１０の通常運転
トルク制御ルーチンにおけるステップＳ１６６ないしＳ
１６９の各制御と同一であるから、その説明は省略す
る。
【０１１７】次に、こうした充放電トルク制御処理によ
りバッテリ９４が充電される様子およびバッテリ９４か
ら放電される様子について説明する。ステップＳ２２０
でバッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬより小さいとき
には、エネルギＰｄに充電エネルギＰｂｉを加えてエネ
ルギＰｄが再設定され、この再設定されたエネルギＰｄ
に基づいてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊，目標回転
数Ｎｅ＊が設定される。一方、モータＭＧ１のトルク指
令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊は、エ
ンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄとに拘わらず駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊が出力
されるように設定される。このため、エンジン５０から
出力されるエネルギＰｅは駆動軸２２に出力されるエネ
ルギＰｄより大きくなる。この結果、エンジン５０の目
標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さい図
２の模式図の構成のときには、モータＭＧ１により回生
される電力がモータＭＧ２により消費される電力より大
きくなり、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２
２の回転数Ｎｄより大きな図３の模式図の構成のときに
は、モータＭＧ２により回生される電力がモータＭＧ１
により消費される電力より大きくなって、いずれの模式
図の構成のときでも余剰電力が生じることになる。実施
例では、この余剰電力によりバッテリ９４が充電され
る。
【０１１８】一方、ステップＳ２２０でバッテリ９４の
残容量ＢRMが閾値ＢＬより大きなときには、エネルギＰ
ｄから放電エネルギＰｂｏを減じてエネルギＰｄが再設
定され、この再設定されたエネルギＰｄに基づいてエン
ジン５０の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊が設定
される。一方、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊とモ
ータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊は、エンジン５０の目
標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとに拘わらず
駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊が出力されるように設
定される。このため、エンジン５０から出力されるエネ
ルギＰｅは駆動軸２２に出力されるエネルギＰｄより小
さくなる。この結果、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊
が駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さい図２の模式図の構
成のときには、モータＭＧ１により回生される電力がモ
ータＭＧ２により消費される電力より小さくなり、エン
ジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄ
より大きな図３の模式図の構成のときには、モータＭＧ
２により回生される電力がモータＭＧ１により消費され
る電力より小さくなって、いずれの模式図の構成のとき
でも電力が不足することになる。実施例では、この不足
する電力をバッテリ９４からの放電で賄うのである。
【０１１９】以上説明した充放電トルク制御処理によれ
ば、バッテリ９４の残容量ＢRMを所望の範囲にすること
ができる。この結果、バッテリ９４の過放電や過充電を
回避することができる。しかも、エンジン５０から出力
されるエネルギＰｅとバッテリ９４により充放電される
電力とをエネルギ変換して所望の動力として駆動軸２２
に出力することができる。もとより、エンジン５０の回
転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄとに基づいて第１ク
ラッチ４５および第２クラッチ４６を操作して図２の模
式図の構成や図３の模式図の構成とすることにより、モ
ータＭＧ１とモータＭＧ２とによるエネルギ損失を小さ
くし、装置全体としてエネルギ効率を高くすることがで
きる。また、エンジン５０の運転ポイントは、設定され
たエネルギＰｄを出力する運転ポイントであれば如何な
る運転ポイントとしてもよいから、エンジン５０をより
効率の良い運転ポイントで運転することができる。この
結果、装置全体のエネルギ効率をより高くすることがで
きる。
【０１２０】なお、実施例の動力出力装置２０では、バ
ッテリ９４の残容量ＢRMに基づいて充電エネルギＰｂｉ
や放電エネルギＰｂｏを設定したが、充電エネルギＰｂ
ｉや放電エネルギＰｂｏを予め定めた所定値としてもよ
い。
【０１２１】（４）パワーアシストトルク制御処理 次に、パワーアシストトルク制御処理（図５のステップ
Ｓ１１６）について図１７のパワーアシストトルク制御
ルーチンに基づき説明する。本ルーチンは、図７のステ
ップＳ１３４およびＳ１３６で駆動軸２２に出力すべき
エネルギＰｄがエンジン５０から出力可能な最大エネル
ギＰｅｍａｘを越えている場合に実行される。
【０１２２】本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から出力可能
な最大エネルギＰｅｍａｘ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Ｓ２８０）。このようにエンジン５０
から出力されるエネルギＰｅを最大エネルギＰｅｍａｘ
とするのは、図７の運転モード判定処理ルーチンのステ
ップＳ１３４で駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄが
最大エネルギＰｅｍａｘより大きな値となっているか
ら、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄのうちのでき
る限り多くのエネルギをエンジン５０から出力されるエ
ネルギで賄うためである。
【０１２３】続いて、駆動軸２２に出力すべきエネルギ
Ｐｄからエンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅ
ｍａｘを減じて、エンジン５０から出力されるエネルギ
Ｐｅでは不足するエネルギをアシストパワーＰａｓとし
て算出する（ステップＳ２８２）。続いて、バッテリ９
４の残容量ＢRMに基づいてバッテリ９４から放電可能な
エネルギの最大値である最大放電エネルギＰｂｍａｘを
導出し（ステップＳ２８４）、算出したアシストパワー
Ｐａｓが導出した最大放電エネルギＰｂｍａｘより大き
いか否かを判定する（ステップＳ２８６）。ここで、最
大放電エネルギＰｂｍａｘをバッテリ９４の残容量ＢRM
に基づいて設定するのは、バッテリ９４の放電可能な電
力（エネルギ）が残容量ＢRMによって異なる場合がある
からである。実施例では、用いたバッテリ９４の各残容
量ＢRMに対して実験等により最大放電エネルギＰｂｍａ
ｘを求め、それを予めＲＯＭにマップ（図示せず）とし
て記憶しておき、バッテリ９４の残容量ＢRMに対応する
最大放電エネルギＰｂｍａｘを導出するものとした。ア
シストパワーＰａｓが最大放電エネルギＰｂｍａｘより
大きいときには、アシストパワーＰａｓに最大放電エネ
ルギＰｂｍａｘを設定して（ステップＳ２８８）、アシ
ストパワーＰａｓが最大放電エネルギＰｂｍａｘより大
きくならないようにする。
【０１２４】次に、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込む
処理を行ない（ステップＳ２９０）エンジン５０の目標
回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとを比較する
（ステップＳ２９２）。そして、エンジン５０の目標回
転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときに
は、第１クラッチ４５がオフで第２クラッチ４６がオン
（図２の模式図の構成）となるよう第１クラッチ４５お
よび第２クラッチ４６を操作する（ステップＳ２９４な
いしＳ２９８）。この処理は既に説明した図９および図
１０の通常運転トルク制御ルーチンにおける第１クラッ
チ４５および第２クラッチ４６を操作する処理（ステッ
プＳ１７４ないしＳ１７７の処理およびステップＳ１８
４ないしＳ１８７の処理）と同一である。
【０１２５】エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸
２２の回転数Ｎｄより小さいときには、第１クラッチ４
５がオンで第２クラッチ４６がオフ（図３の模式図の構
成）となるよう第１クラッチ４５および第２クラッチ４
６を操作する（ステップＳ３０４ないしＳ３０８）。図
９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおける
第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する処
理（ステップＳ１７４ないしＳ１７７の処理およびステ
ップＳ１８４ないしＳ１８７の処理）と同一である。
【０１２６】クラッチの接続を行った後、エンジン５０
の目標トルクＴｅ＊が実現されるようにモータＭＧ１の
トルク指令値Ｔｃ＊を設定し（ステップＳ２６６）、駆
動軸２２に出力すべきトルク指令値Ｔｄ＊が達成される
ようにモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を設定する
（ステップＳ２６８）。これらの値は上式（１）に基づ
いて算出される。
【０１２７】こうしてエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊
と駆動軸２２の回転数Ｎｄに応じて両クラッチ４５，４
６を操作すると共にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊
とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊とを設定すると、
これらの設定した設定値を用いてモータＭＧ１，モータ
ＭＧ２およびエンジン５０の各制御を行なう（ステップ
Ｓ３１４ないしＳ３１８）。
【０１２８】以上説明したパワーアシストトルク制御処
理によれば、エンジン５０の最大エネルギＰｅｍａｘ以
上のエネルギを駆動軸２２に出力することができる。こ
の結果、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄより小さ
なエネルギを最大エネルギとする定格能力の低いエンジ
ンでも動力出力装置２０に採用することができ、装置全
体の小型化および省エネルギ化を図ることができる。も
とより、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転
数Ｎｄとに基づいて第１クラッチ４５および第２クラッ
チ４６を操作して図２の模式図の構成や図３の模式図の
構成とすることにより、モータＭＧ１とモータＭＧ２と
によるエネルギ損失を小さくし、装置全体としてエネル
ギ効率を高くすることができる。また、エンジン５０の
運転ポイントは、設定されたエネルギＰｄを出力する運
転ポイントであれば如何なる運転ポイントとしてもよい
から、エンジン５０をより効率の良い運転ポイントで運
転することができる。この結果、装置全体のエネルギ効
率をより高くすることができる。
【０１２９】（５）直接出力トルク制御処理 次に、直接出力トルク制御処理（図５のステップＳ１１
８）について図１９の直接出力トルク制御ルーチンに基
づき説明する。本ルーチンは、エンジン５０を効率よく
運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）で運転したときにモ
ータＭＧ２によるトルクの増減なしに出力可能な範囲
に、図７のステップＳ１３８におけるトルク指令値Ｔｄ
＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄがあるときに実行される。
本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ
９０は、まず、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込む処理
を行なう（ステップＳ３２０）。次にエンジン５０の目
標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊をそれぞれ設定
する（ステップＳ３２２）。目標回転数Ｎｅ＊としては
駆動軸２２の回転数Ｎｄを設定する。また、目標トルク
Ｔｅ＊としては、駆動軸２２のトルク指令値Ｔｄ＊を設
定する。
【０１３０】続いて、第１クラッチ４５および第２クラ
ッチ４６が共にオンとなっているかを調べ（ステップＳ
３２４）、両クラッチ４５，４６が共にオンとなってい
ないときには、両クラッチ４５，４６を共にオンとする
（ステップＳ３２６）。このように第１クラッチ４５お
よび第２クラッチ４６を操作することにより、動力出力
装置２０は、クランクシャフト５６と駆動軸２２とを直
接結合した構成となる。この結果、プラネタリギヤ２０
０は動力の分配機能を奏しなくなる。
【０１３１】次に、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊
とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊とに共に値０を設
定し（ステップＳ３２８およびＳ３３０）、モータＭＧ
１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を行なう
（ステップＳ３３２ないしＳ３３６）。ここで、トルク
指令値Ｔａ＊に値０が設定されたときのモータＭＧ１お
よびＭＧ２の制御としては、図１３のモータ制御ルーチ
ンにより行なうことができるが、実施例では、モータＭ
Ｇ１およびＭＧ２の各相の電流をすべて値０とすればよ
いから、駆動回路９１，９２の全てのトランジスタをオ
フとしている。
【０１３２】以上説明した直接出力トルク制御処理によ
れば、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とを共にオ
ンとすることにより、エンジン５０から出力される動力
をトルク変換することなく直接駆動軸２２に出力するこ
とができる。したがって、モータＭＧ１およびモータＭ
Ｇ２によるエネルギ損失を零とすることができる。しか
も、この直接出力トルク制御処理は駆動軸２２に出力す
べきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）と駆動軸２２の回転
数Ｎｄがエンジン５０を効率よく運転できる範囲内にあ
るときに行なわれるから、駆動軸２２に動力をより効率
よく出力することができる。
【０１３３】なお、実施例の動力出力装置２０では、モ
ータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトル
ク指令値Ｔａ＊とに共に値０を設定し、モータＭＧ１も
モータＭＧ２もない構成と同様の動作としたが、バッテ
リ９４から放電される電気エネルギを用いてモータＭＧ
２から駆動軸２２に動力を出力したり、モータＭＧ２に
より駆動軸２２から電力を回生してバッテリ９４を充電
するものとしてもよい。こうすれば、直接出力トルク制
御処理を駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値
Ｔｄ＊）と駆動軸２２の回転数Ｎｄとがエンジン５０を
効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）にあるとき
に限られずに、駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０
を効率よく運転できる範囲にあれば実行することができ
る。以下、こうした直接出力トルク制御処理について図
２０の直接出力トルク制御ルーチンに基づき簡単に説明
する。
【０１３４】図２０の直接出力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２２の回転数Ｎｄを読み込み（ステップＳ３４
０）、読み込んだ駆動軸２２の回転数Ｎｄをエンジン５
０の目標回転数Ｎｅ＊に設定する（ステップＳ３４
２）、そして、第１クラッチ４５および第２クラッチ４
６が共にオンであるかを調べ（ステップＳ３４４）、両
クラッチ４５，４６が共にオンでないときには、両クラ
ッチ４５，４６を共にオンとする（ステップＳ３４
６）。次に、駆動軸２２の回転数Ｎｄにおけるエンジン
５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）内の
最小トルクＴ１および最大トルクＴ２を読み込む処理を
行なって（ステップＳ３４８）、トルク指令値Ｔｄ＊を
読み込んだ最小トルクＴ１および最大トルクＴ２と比較
する（ステップＳ３５０）。なお、実施例では、最小ト
ルクＴ１および最大トルクＴ２の読み込みは、駆動軸２
２の各回転数Ｎｄに対するエンジン５０を効率よく運転
できる範囲の最小トルクＴ１と最大トルクＴ２とを実験
等により求めて予めＲＯＭに記憶しておき、駆動軸２２
の回転数Ｎｄが読み込まれると、この回転数Ｎｄとマッ
プとから最小トルクＴ１および最大トルクＴ２を導出す
るものとした。
【０１３５】トルク指令値Ｔｄ＊が最小トルクＴ１以上
で最大トルクＴ２以下であれば、エンジン５０の目標ト
ルクＴｅ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定し（ステップＳ
３５４）、トルク指令値Ｔｄ＊が最小トルクＴ１未満の
ときには目標トルクＴｅ＊に最小トルクＴ１を設定し
（ステップＳ３５２）、トルク指令値Ｔｄ＊が最大トル
クＴ２より大きいときには目標トルクＴｅ＊に最大トル
クＴ２を設定する（ステップＳ３５６）。このように設
定することにより、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と
目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントは前述したエンジン５
０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）内とな
る。
【０１３６】続いて、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ
＊に値０を設定すると共に（ステップＳ３５８）、トル
ク指令値Ｔｄ＊からエンジン５０の目標トルクＴｅ＊を
減じたものをモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊に設定
する（ステップＳ３６０）。こうしてエンジン５０の目
標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１のト
ルク指令値Ｔｃ＊およびモータＭＧ２のトルク指令値Ｔ
ａ＊を設定すると、これらの設定値を用いてモータＭＧ
１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御（ステッ
プＳ３６２ないしＳ３６６）を行なう。
【０１３７】図２１は、こうした図２０の直接出力トル
ク制御ルーチンを実行した際の駆動軸２２に動力が出力
される様子を例示する説明図である。いま、駆動軸２２
が回転数Ｎｄ１で回転しておりアクセルペダル６４の踏
込量に応じて定まるトルク指令値Ｔｄ＊が値Ｔｄ１であ
るとき、すなわち駆動軸２２を運転ポイントＰｄ１で運
転したいときを考える。回転数Ｎｄ１はエンジン５０を
効率よく運転できる範囲ＰＡ内にあるが、トルク指令値
Ｔｄ＊はこの範囲ＰＡの上限を大きく上回る状態であ
る。このとき、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊には回
転数Ｎｄ１における範囲ＰＡの上限値のトルク（値Ｔｅ
１）が最大トルクＴ２として設定され（ステップＳ３５
６）、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊には回転数Ｎｄ
１がそのまま設定されるから（ステップＳ３４２）、エ
ンジン５０は、トルクＴｅ１と回転数Ｎｄ１とにより表
わされる運転ポイントＰｅ１で運転されることになる。
モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊は、トルク指令値Ｔ
ｄ＊（値Ｔｄ１）からエンジン５０の目標トルクＴｅ＊
（値Ｔｅ１）を減じたトルク（値Ｔａ１）として求めら
れるから（ステップＳ３６０）、駆動軸２２に与えられ
るエネルギは、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６と
が共にオンとされることによりエンジン５０から直接駆
動軸２２に出力されるエネルギ（Ｔｅ１×Ｎｄ１）にモ
ータＭＧ２から直接駆動軸２２に出力されるエネルギ
（Ｔａ１×Ｎｄ１）を加えたエネルギ（Ｔｄ１×Ｎｄ
１）となる。なお、モータＭＧ２から駆動軸２２に出力
されるエネルギは、バッテリ９４からの放電される電力
により賄われる。
【０１３８】次に、駆動軸２２が回転数Ｎｄ２で回転し
ており出力トルク指令値Ｔｄ＊が値Ｔｄ２であるとき、
すなわち駆動軸２２を図２１中の運転ポイントＰｄ２で
運転したいときを考える。回転数Ｎｄ２はエンジン５０
を効率よく運転できる範囲ＰＡ内にあるが、トルク指令
値Ｔｄ＊はこの範囲ＰＡの下限を下回る状態である。こ
のとき、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊には回転数Ｎ
ｄ２における範囲ＰＡの下限値のトルク（値Ｔｅ２）が
最小トルクＴ１として設定され（ステップＳ３５２）。
エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊には回転数Ｎｄ２がそ
のまま設定されるから（ステップＳ３４２）、エンジン
５０は、トルクＴｅ２と回転数Ｎｄ２とで表わされる運
転ポイントＰｅ２で運転することになる。モータＭＧ２
のトルク指令値Ｔａ＊は、トルク指令値Ｔｄ＊からエン
ジン５０の目標トルクＴｅ＊を減じたトルク（負の値Ｔ
ａ２）として求められるから（ステップＳ３６０）、駆
動軸２２に与えられるエネルギは、第１クラッチ４５と
第２クラッチ４６とが共にオンとされることによりエン
ジン５０から直接駆動軸２２に出力されるエネルギ（Ｔ
ｅ２×Ｎｄ２）からモータＭＧ２により回生される電力
に相当するエネルギ（Ｔａ２×Ｎｄ２）を減じたエネル
ギ（Ｔｄ２×Ｎｄ２）となる。なお、モータＭＧ２によ
り回生される電力は、バッテリ９４の充電に用いられ
る。
【０１３９】以上説明したように、実施例の動力出力装
置２０で図２０に示す変形例の直接出力トルク制御ルー
チンを実行すれば、駆動軸２２に出力すべきトルク（ト
ルク指令値Ｔｄ＊）がエンジン５０を効率よく運転でき
る範囲（図８の領域ＰＡ）内になくても駆動軸２２の回
転数Ｎｄがこの範囲内にあれば直接出力トルク制御処理
を行なうことができる。しかも、バッテリ９４の充放電
によりエンジン５０の目標トルクＴｅ＊とトルク指令値
Ｔｄ＊との偏差のトルクでモータＭＧ２を駆動するか
ら、駆動軸２２には、所望のトルクを作用させることが
できる。
【０１４０】（６）モータ駆動トルク制御処理 次に、モータ駆動トルク制御処理（図５のステップＳ１
２０）について図２２のモータ駆動トルク制御ルーチン
に基づき説明する。本ルーチンは、図７のステップＳ１
４２およびＳ１４４で駆動軸２２に出力すべきエネルギ
Ｐｄが所定エネルギＰＭＬより小さく、かつ、駆動軸２
２の回転数Ｎｄが所定回転数ＮＭＬより小さいと判断さ
れたときに実行される。
【０１４１】本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の運転の停止
命令が出力されているか否かを調べ（ステップＳ３７
０）、エンジン５０の運転の停止命令が出力されている
ときにはエンジン５０の運転を停止する信号をＥＦＩＥ
ＣＵ７０に送信し（ステップＳ３７２）、エンジン５０
の運転の停止命令が出力されていないときにはエンジン
５０をアイドル運転状態とする信号をＥＦＩＥＣＵ７０
に送信する（ステップＳ３７４）。ここで、エンジン５
０の運転の停止命令は、エンジン５０の運転状態やエン
ジン５０の排気管に設けられた図示しない触媒装置等の
状態等に応じてＥＦＩＥＣＵ７０から出力される場合
や、運転者が図示しないエンジン５０の停止を指示する
スイッチをオンとすることに出力される場合などがあ
る。なお、図示の都合上、図２２では、エンジン５０の
制御をステップＳ３９０として表わしたが、前述したよ
うに、エンジン５０の制御はこうしたトルク制御ルーチ
ンとは別個独立に行なわれるため、制御装置８０の制御
ＣＰＵ９０がＥＦＩＥＣＵ７０に対してエンジン５０の
運転を停止する信号やエンジン５０をアイドル運転状態
とする信号を送信すると、ＥＦＩＥＣＵ７０は、直ちに
エンジン５０を停止あるいはアイドル運転状態となるよ
うエンジン５０の制御を開始する。エンジン５０の制御
は、エンジン５０の運転の停止命令が出力されていると
きには燃料噴射弁５１からの燃料噴射を停止すると共に
点火プラグ６２への電圧の印加を停止する制御となり、
エンジン５０をアイドル運転状態とするときには、スロ
ットルバルブを全閉とした上でエンジン５０がアイドル
回転数で運転されるようスロットルバルブを迂回する図
示しないアイドル制御用の連通管に設けられた図示しな
いアイドルスピードコントロールバルブの開度の制御と
燃料噴射量の制御とになる。
【０１４２】次に、第１クラッチ４５がオフで第２クラ
ッチ４６がオン（図２の模式図の構成）となっているか
を調べ（ステップＳ３７６）、両クラッチ４５，４６が
設定しようとする状態にないときには、両クラッチ４
５，４６を一旦共にオフとして（ステップＳ３７８）、
その後第２クラッチ４６をオンとする（ステップＳ３８
０）。そして、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊に駆
動軸２２に出力すべきトルクであるトルク指令値Ｔｄ＊
を設定し（ステップＳ３８２）、モータＭＧ１のトルク
指令値Ｔｃ＊にその反力トルクに相当する値を設定して
（ステップＳ３８４）、モータＭＧ１，モータＭＧ２お
よびエンジン５０の各制御を行なう（ステップＳ３８６
ないしＳ３９０）。
【０１４３】以上説明したモータ駆動トルク制御処理に
よれば、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６
をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成と
し、さらにモータＭＧ１でモータＭＧ２の反力トルクを
支持することにより、モータＭＧ２から出力される動力
のみで車両を駆動することができる。しかも、こうした
モータ駆動トルク制御処理は、駆動軸２２に出力すべき
エネルギＰｄがエンジン５０の効率の低い運転ポイント
となるときに行ない、エンジン５０の運転を停止するか
エンジン５０をアイドル運転状態とするから、エンジン
５０を効率の低い運転ポイントで運転することによるエ
ネルギ効率の低下を回避することができる。
【０１４４】実施例のモータ駆動トルク制御処理では、
第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンと
して動力出力装置２０を図２の模式図の構成とし、モー
タＭＧ２から駆動軸２２に動力を出力するものとした
が、第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオ
フとして動力出力装置２０を図３の模式図の構成とし、
モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより駆動軸２２に動力
を出力するものとしてもよい。こうしたモータ駆動トル
ク制御処理は、例えば、図２３に例示する変形例のモー
タ駆動トルク制御ルーチンによりなされる。以下、この
変形例のモータ駆動トルク制御処理について簡単に説明
する。
【０１４５】この変形例のルーチンでは、エンジン５０
の運転を停止する信号かエンジン５０をアイドル運転状
態とする信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信した後に（ステ
ップＳ４００ないしＳ４０４）、第１クラッチ４５がオ
ンで第２クラッチ４６がオフ（図３の模式図の構成）と
なっているかを調べ（ステップＳ４０６）、両クラッチ
４５，４６が設定しようとする状態にないときには、両
クラッチ４５，４６を一旦共にオフとして（ステップＳ
４０８）、その後第１クラッチ４５をオンとする（ステ
ップＳ４１０）。そして、モータＭＧ１のトルク指令値
Ｔｃ＊（ステップＳ４１２）、およびモータＭＧ２のト
ルク指令値Ｔａ＊を設定する。両者の値は、駆動軸２２
から所望のトルクが出力されるように上式（１）に基づ
いて設定される。こうして設定されたトルク指令値に応
じてモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の
各制御を行なう（ステップＳ４１６ないしＳ４１９）。
このようにトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設定すること
により、モータＭＧ１から駆動軸２２にトルク指令値Ｔ
ｄ＊に相当するトルクを出力することができる。なお、
エンジン５０が運転停止の状態のときには、モータＭＧ
２をロックアップするものとしてもよい。また、エンジ
ン５０をアイドル運転状態とするときには、モータＭＧ
２のトルク指令値Ｔａ＊をクランクシャフト５６の回転
数Ｎｅがアイドル回転数となるようフィードバック制御
するものとしてもよい。
【０１４６】また、実施例のモータ駆動トルク制御処理
では、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６を
オンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成と
し、モータＭＧ２から駆動軸２２に動力を出力するもの
としたが、両クラッチ４５，４６を共にオンとして、モ
ータＭＧ２により駆動軸２２を駆動するものとしてもよ
い。こうしたモータ駆動トルク制御処理は、例えば、図
２４に例示する変形例のモータ駆動トルク制御ルーチン
によりなされる。以下、この変形例のモータ駆動トルク
制御処理について簡単に説明する。
【０１４７】この変形例の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
運転を停止する信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信する（ス
テップＳ４２０）。このエンジン５０の運転を停止する
信号を受信したＥＦＩＥＣＵ７０は、エンジン５０への
燃料噴射や点火を停止してエンジン５０の運転を停止す
る。続いて、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とが
共にオンとなっているかを調べ（ステップＳ４２１）、
両クラッチ４５，４６が共にオンの状態にないときに
は、両クラッチ４５，４６を共にオフとする（ステップ
Ｓ４２２）。そして、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ
＊に値０を設定する（ステップＳ４２３）。次に、エン
ジン５０のクランクシャフト５６の回転数Ｎｅを読み込
み（ステップＳ４２４）、読み込んだ回転数Ｎｅに基づ
いてエンジン５０のフリクショントルクＴｅｆを導出す
る（ステップＳ４２５）。ここで、フリクショントルク
Ｔｅｆは、運転の停止しているエンジン５０を回転数Ｎ
ｅで回転させるのに必要なトルクであり、実施例では、
実験などによりエンジン５０の回転数Ｎｅとフリクショ
ントルクＴｅｆとの関係を予め求めてマップとしてＲＯ
Ｍに記憶しておき、回転数Ｎｅが読み込まれると、この
マップを用いて読み込んだ回転数Ｎｅに対応するフリク
ショントルクＴｅｆを導出するものとした。そして、導
出したフリクショントルクＴｅｆと駆動軸２２に出力す
べきトルク（トルク指令値）Ｔｄ＊と加えた値をモータ
ＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊として設定し（ステップＳ
４２６）、設定した値でモータＭＧ１とモータＭＧ２と
が動作するようモータＭＧ１とモータＭＧ２の制御を行
なう（ステップＳ４２７およびＳ４２８）。
【０１４８】このように変形例のモータ駆動トルク制御
処理とすれば、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にフ
リクショントルクＴｅｆとトルク指令値Ｔｄ＊と加えた
値を設定することにより、両クラッチ４５，４６を共に
オンとした状態でエンジン５０をモータリングしながら
駆動軸２２にアクセルペダル６４踏込量に応じたトルク
（値Ｔｄ＊）を出力することができる。なお、この変形
例では、エンジン５０のフリクショントルクＴｅｆの導
出をエンジン５０の回転数Ｎｅに基づいて行なったが、
両クラッチ４５，４６が共にオンとされてクランクシャ
フト５６と駆動軸２２とが機械的に結合しているから、
駆動軸２２の回転数Ｎｄに基づいて導出するものとして
もよいことは勿論である。
【０１４９】以上説明した運転制御によれば、運転者の
所望する動力を駆動軸２２に出力することができる。し
かも、運転者の所望する動力（エネルギＰｄ）やバッテ
リ９４の残容量ＢRM，駆動軸２２の回転数Ｎｄに応じて
より効率のよい運転モードを選択するから、装置全体の
エネルギ効率をより高くすることができる。さらに、各
運転モードでエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸
２２の回転数Ｎｄとに応じて第１クラッチ４５および第
２クラッチ４６を操作することにより、エンジン５０か
ら出力された動力をトルク変換する際のモータＭＧ１と
モータＭＧ２のエネルギ損失を小さくすることができ
る。この結果、装置全体のエネルギ効率をより高くする
ことができる。
【０１５０】実施例の運転制御では、運転者の所望する
動力（エネルギＰｄ）やバッテリ９４の残容量ＢRM，駆
動軸２２の回転数Ｎｄに応じて通常運転トルク制御処理
や充放電トルク制御処理，パワーアシストトルク制御処
理，直接出力トルク制御処理，モータ駆動トルク制御処
理を選択して実行するものとしたが、これらの処理のう
ちの一部の処理を行なわないものとしても差し支えな
い。
【０１５１】また、実施例の運転制御では、駆動軸２２
に出力すべきトルクであるトルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸
２２の回転数Ｎｄとがエンジン５０を効率よく運転でき
る範囲（図８の領域ＰＡ）にあるときに直接出力トルク
制御処理を行なったが、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ
＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとが所定の範囲内にあると
き又はエンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数
Ｎｄの偏差である回転数差Ｎｃが所定範囲内にあるとき
に直接出力トルク制御処理を行なうものとしてもよい。
通常、モータは定格値近くの運転状態のときにもっとも
効率が高くなり、その運転状態から著しく離れた運転状
態のときには効率も低くなる。モータＭＧ１の回転数
は、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄとの偏差である回転数差Ｎｃであり、定常状態におけ
るエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転
数Ｎｄとの偏差となるから、この偏差が小さいときには
モータＭＧ１は小さな回転数で運転されることになり、
その効率も低くなる。したがって、上述のように、モー
タＭＧ１の回転数が小さなときに直接出力トルク制御処
理を行なえば、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６と
を共にオンとしてクランクシャフト５６と駆動軸２２と
を機械的に接続することにより、モータＭＧ１の効率の
低下による装置全体のエネルギ効率の低下を防止するこ
とができる。なお、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と
駆動軸２２の回転数Ｎｄの偏差が小さいときには、エン
ジン５０の目標トルクＴｅ＊と駆動軸２２に出力すべき
トルク（トルク指令値Ｔｄ＊）との偏差も小さくなるか
ら、通常は、エンジン５０を効率よく運転できる範囲
（図８の領域ＰＡ）にあるときに該当する。
【０１５２】実施例の運転制御では、駆動軸２２に出力
すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）と駆動軸２２の回
転数Ｎｄとがエンジン５０を効率よく運転できる範囲
（図８の領域ＰＡ）内にあるときや、トルク指令値Ｔｄ
＊がエンジン５０を効率よく運転できる範囲内になくて
も駆動軸２２の回転数Ｎｄがこの範囲内にあるときに直
接出力トルク制御処理（図１９または図２０）を行なっ
た。かかる場合に限らず、例えば、モータＭＧ１に何ら
かの異常が生じたときに、第１クラッチ４５および第２
クラッチ４６を共にオンとして、エンジン５０とモータ
ＭＧ２とから駆動軸２２に動力を出力するものとしても
よい。この場合、車両を発進させるときや、車速が小さ
く駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０の運転可能な
最小回転数以下の回転数となるときには、エンジン５０
をモータリングした状態でモータＭＧ２により駆動軸２
２に動力を出力して車両を駆動すればよい。そして、駆
動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０の運転可能な最小
回転数以上になったときにエンジン５０を始動して、エ
ンジン５０から出力される動力とモータＭＧ２から出力
される動力とを駆動軸２２に出力して車両を駆動するも
のとすればよい。こうすれば、モータＭＧ１に異常が生
じたときでも駆動軸２２に動力を出力して車両を駆動す
ることができる。
【０１５３】実施例の運転制御では、駆動軸２２に出力
すべきエネルギＰｄが所定エネルギＰＭＬより小さく、
かつ、駆動軸２２の回転数Ｎｄが所定回転数ＮＭＬより
小さいと判断されたときモータ駆動トルク制御処理を行
なうものとしたが、こうした駆動軸２２へ出力すべきエ
ネルギＰｄや駆動軸２２の回転数Ｎｄに拘わらずモータ
駆動トルク制御処理を実行するものとしてもよい。例え
ば、図示しないモータ駆動モード設定スイッチを運転者
がオンとしたときにモータ駆動トルク制御処理を実行す
るものとしてもよい。
【０１５４】Ｄ．エンジンの始動制御 次に、実施例の動力出力装置２０におけるエンジン５０
の始動制御処理について説明する。実施例の動力出力装
置２０では、車両が停止状態にあるときにエンジン５０
を始動する場合のほか、エンジン５０を停止した状態で
前述のモータ駆動トルク制御処理により車両の走行を開
始し、その後他のトルク制御に切り換える際にエンジン
５０を始動する場合、すなわち車両が走行状態にあると
きにエンジン５０を始動する場合がある。まず、車両が
停止状態にあるときのエンジン５０の始動処理を図２５
のエンジン始動処理ルーチンに基づいて説明し、その
後、車両が走行状態にあるときのエンジン５０の始動処
理を説明する。
【０１５５】図２５のエンジン始動処理ルーチンは、例
えば、運転者によりスタータスイッチ７９をオンされた
ときに実行される。本ルーチンが実行されると、制御装
置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、第１クラッチ４５を
オンとすると共に（ステップＳ４３０）、第２クラッチ
４６をオフとして（ステップＳ４３２）、動力出力装置
２０を図３の模式図の構成とする。続いて、モータＭＧ
２のトルク指令値Ｔａ＊にスタータトルクＴSTを設定し
（ステップＳ４３４）、モータＭＧ２の制御を行なう
（ステップＳ４３６）。このとき、プラネタリギヤ２０
０を介して動力が駆動軸２２に出力されないように、モ
ータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定し（ステップＳ
４３５）、モータＭＧ１の制御を行なう（ステップＳ４
３６）。このように両クラッチ４５，４６を操作してモ
ータＭＧ２を制御することにより、エンジン５０のクラ
ンクシャフト５６はモータリングされる。ここで、スタ
ータトルクＴSTは、エンジン５０のフリクショントルク
に打ち勝ってエンジン５０を所定回転数ＮST以上の回転
数で回転させることができるトルクとして設定されるも
のである。
【０１５６】次に、エンジン５０の回転数Ｎｅを読み込
み（ステップＳ４３７）、読み込んだ回転数Ｎｅを所定
回転数ＮSTと比較する（ステップＳ４３８）。ここで、
所定回転数ＮSTは、エンジン５０を安定して連続運転で
きる最低の回転数以上の回転数として設定されるもので
ある。エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮSTより
小さいときには、ステップＳ４３６に戻ってステップＳ
４３６ないしＳ４４０の処理を繰り返し、エンジン５０
の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上となるのを待つ。エ
ンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上になる
と、ＥＦＩＥＣＵ７０による燃料噴射制御や点火制御を
開始する信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信して（ステップ
Ｓ４３９）、本ルーチンを終了する。なお、燃料噴射制
御や点火制御を開始する信号を受信したＥＦＩＥＣＵ７
０は、エンジン５０がアイドル回転数で運転されるよう
燃料噴射弁５１からの燃料噴射制御や点火プラグ６２に
おける点火制御を開始すると共に、前述した図示しない
アイドルスピードコントロールバルブの開度の制御を行
なう。
【０１５７】以上説明したエンジン始動処理によれば、
車両が停止している状態でエンジン５０を始動すること
ができる。しかも第１クラッチ４５をオンとし第２クラ
ッチ４６をオフとしてクランクシャフト５６にモータＭ
Ｇ２のロータ４１が接続された状態とし、モータＭＧ２
によりエンジン５０を回転させるから、エンジン５０の
始動用のモータを別に設ける必要がない。この結果、装
置全体をコンパクトにすることができる。
【０１５８】実施例のエンジン始動処理では、第１クラ
ッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフとしてモー
タＭＧ２によりエンジン５０をモータリングしたが、第
１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとし
た状態でモータＭＧ１によりエンジン５０をモータリン
グするものとしてもよい。この場合、図２６に例示する
エンジン始動処理ルーチンを実行すればよい。以下、こ
の処理について簡単に説明する。
【０１５９】図２６のエンジン始動処理ルーチンが実行
されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、第
１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとし
て動力出力装置２０を図２の模式図の構成とする（ステ
ップＳ４４０およびＳ４４１）。そして、モータＭＧ１
のトルク指令値Ｔｃ＊にスタータトルクＴSTを設定する
と共に（ステップＳ４４２）、モータＭＧ２の三相コイ
ル４４の各相に流す電流Ｉａ（Ｉｕａ，Ｉｖａ，Ｉｗ
ａ）に所定電流ＩST（ＩｕST，ＩｖST，ＩｗST）を設定
し（ステップＳ４４３）、モータＭＧ１およびモータＭ
Ｇ２の制御を行なう（ステップＳ４４５およびＳ４４
６）。ここで、所定電流ＩSTは、スタータトルクＴSTを
クランクシャフト５６に作用させても駆動軸２２が回転
しないトルクをモータＭＧ２に発生させる電流値として
設定されるものである。このようにモータＭＧ１および
モータＭＧ２を制御することにより、駆動軸２２はモー
タＭＧ２によりその回転が制限されて固定され、エンジ
ン５０のクランクシャフト５６は、スタータトルクＴST
を出力するモータＭＧ１によりモータリングされる。そ
して、図２５のエンジン始動処理ルーチンと同様に、エ
ンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上となるの
を待って（ステップＳ４４７およびＳ４４８）、ＥＦＩ
ＥＣＵ７０による燃料噴射制御や点火制御を開始する信
号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信する（ステップＳ４４
９）。
【０１６０】このように第１クラッチ４５をオフとし第
２クラッチ４６をオンとした図２の模式図の構成でも車
両が停止している状態でモータＭＧ１およびモータＭＧ
２によりエンジン５０を始動することができる。したが
って、この場合としてもエンジン５０の始動用のモータ
を別に設ける必要がなく、装置全体をコンパクトにする
ことができる。
【０１６１】次に、車両が走行状態にあるときのエンジ
ン５０の始動処理について説明する。車両が走行状態に
あるときのエンジン５０の始動処理は、図２７に例示す
るモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンにより行なわ
れる。このルーチンは、エンジン５０を停止した状態で
モータ駆動トルク制御処理がなされているときに、運転
者がエンジン５０を始動する図示しないスイッチをオン
としたときや、バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬよ
り小さくなったときなどのように図７の運転モード判定
処理ルーチンでモータ駆動モードとは異なる運転モード
が設定されたときに実行される。なお、モータ駆動トル
ク制御処理は、図２２に例示するモータ駆動トルク制御
ルーチンによる処理、すなわち、第１クラッチ４５をオ
フとし第２クラッチ４６をオンとして動力出力装置２０
を図２の模式図の構成とし、この状態でモータＭＧ２か
ら駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊を出力する処理によ
り行なわれている。
【０１６２】本ルーチンが実行されると、制御装置８０
の制御ＣＰＵ９０は、まず、モータＭＧ１のトルク指令
値Ｔｃ＊にスタータトルクＴSTを設定すると共に（ステ
ップＳ４５０）、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊に
トルク指令値Ｔｄ＊にスタータトルクＴSTを加えた値を
設定する（ステップＳ４５２）。そして、モータＭＧ１
およびモータＭＧ２の各制御を行なう（ステップＳ４５
４およびＳ４５６）。本ルーチンは、前述したように動
力出力装置２０を図２の模式図の構成としたときに行な
われる。この構成でモータＭＧ１からクランクシャフト
５６にスタータトルクＴSTを出力すると、エンジン５０
はこのトルクによりモータリングされる。このとき、プ
ラネタリギヤ２００の作用により、スタータトルクＴST
に応じたトルクが反力として駆動軸２２に出力される。
このため、図２２のモータ駆動トルク制御ルーチンのス
テップＳ３８４と同様にモータＭＧ２のトルク指令値Ｔ
ａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定するものとすれば、モ
ータＭＧ１から駆動軸２２に出力される反トルクの分だ
け運転者が欲するトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）より小
さなトルクが駆動軸２２に出力されることになり、エン
ジン５０の始動に伴ってトルクショックが生じることに
なる。実施例では、ステップＳ４５２に示すように、モ
ータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊
にスタータトルクＴSTを加えた値を設定することによ
り、こうしたトルクショックを打ち消している。
【０１６３】このようにエンジン５０のモータＭＧ１に
よるモータリングが行なわれると、図２５のエンジン始
動処理ルーチンのステップＳ４３７およびＳ４３８の処
理と同様に、エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ
ST以上となるのを待って（ステップＳ４５８およびＳ４
６０）、ＥＦＩＥＣＵ７０による燃料噴射制御や点火制
御を開始する信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信する（ステ
ップＳ４６２）。
【０１６４】以上説明した実施例のモータ駆動時エンジ
ン始動処理ルーチンによれば、車両がモータＭＧ２から
出力される動力のみによって走行している最中にエンジ
ン５０を始動することができる。このエンジン５０の始
動はモータＭＧ１によりなされるから、エンジン５０の
始動用にモータを別に設ける必要がない。しかも、エン
ジン５０のモータリングの際にモータＭＧ１から駆動軸
２２に出力されるトルクを打ち消すようモータＭＧ２か
ら駆動軸２２に出力するトルクを制御するから、エンジ
ン５０を始動する際に生じるトルクショックを小さくし
たり、或いはなくすことができる。
【０１６５】実施例のモータ駆動時エンジン始動処理ル
ーチンは、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４
６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成
とした状態でモータＭＧ２から駆動軸２２に所望のトル
ク（トルク指令値Ｔｄ＊）を出力する図２２のモータ駆
動トルク制御ルーチンが行なわれているときにエンジン
５０を始動する処理であるが、第１クラッチ４５をオン
とし第２クラッチ４６をオフとして動力出力装置２０を
図３の模式図の構成とした状態でモータＭＧ２によりク
ランクシャフト５６を固定すると共にモータＭＧ１から
駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊を出力する図２３のモ
ータ駆動トルク制御ルーチンが行なわれているときも、
図２７に例示するモータ駆動時エンジン始動処理ルーチ
ンと同様の制御ルーチンによりエンジン５０の始動がな
される。
【０１６６】このルーチンによれば、モータＭＧ１から
モータＭＧ２により反力を得て出力される動力により走
行している最中にエンジン５０を始動することができ
る。このエンジン５０の始動はモータＭＧ２によりなさ
れるから、エンジン５０の始動用にモータを別に設ける
必要がない。しかも、エンジン５０のモータリングの際
でもモータＭＧ１から駆動軸２２に出力されるトルクに
変動はないから、エンジン５０を始動する際でもトルク
ショックはない。
【０１６７】実施例のモータ駆動時エンジン始動処理ル
ーチンは、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４
６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成
とした状態でモータＭＧ２から駆動軸２２に所望のトル
ク（トルク指令値Ｔｄ＊）を出力する図２２のモータ駆
動トルク制御ルーチンが行なわれているときにエンジン
５０を始動する処理であるが、第１クラッチ４５と第２
クラッチ４６とを共にオンとした状態でモータＭＧ２に
よりエンジン５０をモータリングしながら駆動軸２２に
所望のトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）を出力する図２４
のモータ駆動トルク制御ルーチンが行なわれているとき
には、図２８に例示するモータ駆動時エンジン始動処理
ルーチンによりエンジン５０の始動がなされる。
【０１６８】この図２８に例示するモータ駆動時エンジ
ン始動処理ルーチンが実行されると、制御装置８０の制
御ＣＰＵ９０は、まず、図２４のモータ駆動トルク制御
ルーチンのステップＳ４２４ないしＳ４２７と同一の処
理、すなわちエンジン５０の回転数Ｎｅの読み込んで
（ステップＳ４９０）、読み込んだ回転数Ｎｅに基づい
てエンジン５０のフリクショントルクＴｅｆを導出し
（ステップＳ４９１）、導出したフリクショントルクＴ
ｅｆにトルク指令値Ｔｄ＊を加えてモータＭＧ２のトル
ク指令値Ｔａ＊を設定して（ステップＳ４９２）、モー
タＭＧ２の制御を行なう（ステップＳ４９３）。
【０１６９】次に、読み込んだ回転数Ｎｅを所定回転数
ＮSTと比較し（ステップＳ４３８）、回転数Ｎｅが所定
回転数ＮSTより小さいときには、エンジン５０を安定し
て運転することができる回転数にないと判断し、ステッ
プＳ４９０に戻って回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上と
なるまでステップＳ４９０ないしＳ４９４の処理を繰り
返す。このように図２４のモータ駆動トルク制御ルーチ
ンのステップＳ４２４ないしＳ４２７と同一の処理を繰
り返すのは、この始動処理ルーチンがモータＭＧ２によ
って駆動しているときに実行されるからである。すなわ
ち、クランクシャフト５６と駆動軸２２とが第１クラッ
チ４５と第２クラッチ４６とにより結合されているた
め、エンジン５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄに優先して制御することができないからである。
【０１７０】エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ
ST以上のときには、エンジン５０を無負荷で回転数Ｎｅ
で運転するときの燃料噴射量を算出し（ステップＳ４９
５）、算出した燃料噴射量を燃料噴射弁５１から噴射す
る燃料噴射制御と点火制御とを実施するようＥＦＩＥＣ
Ｕ７０に向けて信号を送信する（ステップＳ４９６）。
ここで、無負荷で回転数Ｎｅのときの燃料噴射量は、実
施例では、無負荷状態のエンジン５０の回転数Ｎｅとそ
のときの燃料噴射量とを実験などにより予め求めてマッ
プとしてＲＯＭに記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられ
ると、このマップから回転数Ｎｅに対応する燃料噴射量
を導出することにより求めた。そして、モータＭＧ２の
トルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定し（ス
テップＳ４９７）、モータＭＧ２の制御を行なって（ス
テップＳ４９８）、本ルーチンを終了する。このように
モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊の設定の計算からエ
ンジン５０のフリクショントルクＴｅｆを除くのは、エ
ンジン５０は無負荷で回転数Ｎｅで運転されるからであ
る。
【０１７１】以上説明した変形例のモータ駆動時エンジ
ン始動処理ルーチンによれば、モータＭＧ２によりエン
ジン５０を回転しながら駆動軸２２に動力を出力してい
る最中にエンジン５０を始動することができる。しか
も、エンジン５０を無負荷で回転数Ｎｅで運転されるよ
う燃料噴射量を調整すると共にモータＭＧ２のトルク指
令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定するから、エン
ジン５０を始動する際のトルクショックを小さくするこ
とができる。なお、変形例のモータ駆動時エンジン始動
処理ルーチンでは、エンジン５０を無負荷で回転数Ｎｅ
で運転するものとしたが、負荷トルクＴｅで回転数Ｎｅ
で運転するものとしてもよい。この場合、エンジン５０
の始動の際のトルクショックを小さくするためには、モ
ータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊
から負荷トルクＴｅを減じたものを設定すればよい。ま
た、変形例のモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンで
は、エンジン５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄに優先して制御することができないために、ステップ
Ｓ４９４でエンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST
より小さいときにはステップＳ４９０ないしＳ４９４の
処理を繰り返すものとしたが、動力出力装置２０を駆動
軸２２の回転数Ｎｄを比較てき自由に変更できるもの、
例えば船舶や航空機に搭載したときなどには、エンジン
５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎｄに優先して
制御するものとしてもよい。
【０１７２】Ｅ．後進制御 次に実施例の動力出力装置２０によって車両を後進させ
る際の制御について説明する。車両の後進制御は、図２
９に例示する後進時トルク制御ルーチンによりなされ
る。本ルーチンは、運転者によりシフトレバー８２がリ
バースの位置にセットされたのをシフトポジションセン
サ８４により検出されたときに所定時間毎（例えば、８
ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【０１７３】本ルーチンが実行されると、制御装置８０
の制御ＣＰＵ９０は、まず、第１クラッチ４５がオフで
第２クラッチ４６がオンの状態（図２の模式図の構成の
状態）にあるかを調べ（ステップＳ５００）、この状態
にないときには、両クラッチ４５，４６を一旦共にオフ
とした後に（ステップＳ５０２）、第２クラッチ４６を
オンとする（ステップＳ５０４）。両クラッチ４５，４
６が設定すべき状態にないときに両クラッチ４５，４６
を一旦共にオフとする理由については説明した。次に、
駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込むと共に（ステップＳ
５０６）、アクセルペダルポジションセンサ６４ａによ
り検出されるアクセルペダルポジションＡＰを読み込み
（ステップＳ５０８）、読み込んだ駆動軸２２の回転数
ＮｄとアクセルペダルポジションＡＰとに基づいて駆動
軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）を導
出する。こうしたトルク指令値Ｔｄ＊の導出の手法は図
５の運転制御ルーチンのステップＳ１０４の処理で説明
した手法と同様であるが、シフトレバー８２がリバース
に設定されていることから、ここではトルク指令値Ｔｄ
＊として負の値が導出される。
【０１７４】トルク指令値Ｔｄ＊を導出すると、バッテ
リ９４の残容量ＢRMを読み込み（ステップＳ５１２）、
読み込んだバッテリ９４の残容量ＢRMを閾値ＢＬと比較
する（ステップＳ５１４）。バッテリ９４の残容量ＢRM
が閾値ＢＬ以上のときには、バッテリ９４の残容量ＢRM
はモータＭＧ２を駆動するのに十分な状態にあると判断
し、エンジン５０が運転されているか否かを調べ（ステ
ップＳ５１６）、エンジン５０が運転されているときに
は、エンジン５０をアイドル運転状態とする信号をＥＦ
ＩＥＣＵ７０に送信する（ステップＳ５１８）。
【０１７５】一方、ステップＳ５１４でバッテリ９４の
残容量ＢRMが閾値ＢＬ未満のときには、まず、駆動軸２
２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）に駆動軸
２２の回転数Ｎｄを乗じて駆動軸２２に出力すべきエネ
ルギＰｄを算出し（ステップＳ５２３）、算出したエネ
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（ステップＳ５２４）。
ここで、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数
Ｎｅ＊とを設定する手法は、図９および図１０の通常運
転トルク制御におけるステップＳ１７０で説明した手法
と同一である。なお、前述したようにトルク指令値Ｔｄ
＊は負の値であるが、車両を後進させるときであるから
駆動軸２２の回転数Ｎｄも負の値となるため、エネルギ
Ｐｄは、車両を前進させるときと同様に正の値となる。
【０１７６】次に、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊
にエンジン５０の目標トルクＴｅ＊に基づいて上式
（１）により設定されるトルクを設定し、モータＭＧ２
のトルク指令値Ｔａ＊には、エンジン５０の目標トルク
Ｔｅ＊に応じて駆動軸２２に出力されるトルクとトルク
指令値Ｔｄ＊との差分のトルクを設定して（ステップＳ
５３０）、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン
５０の各制御を行なう（ステップＳ５３２）。ステップ
Ｓ５１４でバッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬ未満と
判断された場合、エンジン５０は正方向に回転している
が、モータＭＧ１をエンジン５０の回転数よりも高い回
転数で回転することにより、駆動軸２２は逆転するよう
になる。
【０１７７】以上説明した車両の後進制御によれば、車
両を後進させることができる。バッテリ９４の残容量Ｂ
RMが十分なときには、バッテリ９４から放電される電力
を用いてモータＭＧ２から動力を出力することにより車
両を後進させることができる。また、エンジン５０から
出力される動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより
エンジン５０の回転方向とは逆向きの動力にトルク変換
することにより車両を後進させることができる。このト
ルク変換による後進は、バッテリ９４の残容量ＢRMに拘
わらず行なうことができるから、バッテリ９４の残容量
ＢRMが不十分でバッテリ９４からの放電がなしえないと
きでも車両を後進させることができる。
【０１７８】実施例の車両の後進制御では、バッテリ９
４の残容量ＢRMが閾値ＢＬ未満のときには、エンジン５
０から出力されるエネルギＰｅのすべてをモータＭＧ１
とモータＭＧ２とによりトルク変換して駆動軸２２に出
力するものとしたが、エンジン５０から出力されるエネ
ルギＰｅの一部によりバッテリ９４を充電するものとし
たり、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄの一部をバ
ッテリ９４からの放電により賄うものとしてもよい。こ
の場合、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄより大き
な値のエネルギＰｅやエネルギＰｄより小さな値のエネ
ルギＰｅに応じてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目
標回転数Ｎｅ＊とを設定すればよい。
【０１７９】実施例の車両の後進制御では、第１クラッ
チ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとして動力出
力装置２０を図２の模式図の構成として車両を後進させ
たが、第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６を
オフとして動力出力装置２０を図３の模式図の構成とし
て車両を後進させるものとしてもよい。この場合、図３
０に例示する後進時トルク制御ルーチンを実行すればよ
い。この図３０の後進時トルク制御ルーチンは、第１ク
ラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフとして動
力出力装置２０を図３の模式図の構成となるように両ク
ラッチ４５，４６を操作する点（ステップＳ５４０ない
しＳ５４４）と、こうした両クラッチ４５，４６のオン
オフ状態が異なることに基づいてモータＭＧ１のトルク
指令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊とに
設定される値が異なる点を除いて図２９の後進時トルク
制御ルーチンと同一である。
【０１８０】図３０の後進時トルク制御ルーチンにおい
て、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、ステップＳ５５
４でバッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬ以上のときに
は、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊として、上式
（１）に基づいて駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊が出
力できるトルクを設定し、モータＭＧ２のトルク指令値
Ｔａ＊として、モータＭＧ１の反トルクに相当するトル
クを設定する（ステップＳ５７０）。なお、エンジン５
０が運転停止の状態のときには、モータＭＧ２をロック
アップするものとしてもよい。また、エンジン５０をア
イドル運転状態とするときには、モータＭＧ２のトルク
指令値Ｔａ＊をクランクシャフト５６の回転数Ｎｅがア
イドル回転数となるようフィードバック制御するものと
してもよい。
【０１８１】一方、ステップＳ５５４でバッテリ９４の
残容量ＢRMが閾値ＢＬ未満のときには、モータＭＧ１の
トルク指令値Ｔｃ＊は上述と同様であるが、モータＭＧ
２のトルク指令値Ｔａ＊には反トルクに相当するトルク
指令値からエンジン５０の目標トルクＴｅ＊を減じた値
を設定する（ステップＳ５７０）。
【０１８２】以上説明した変形例の後進制御によって
も、車両を後進させることができる。バッテリ９４の残
容量ＢRMが十分なときには、バッテリ９４から放電され
る電力を用いてモータＭＧ１から動力を出力すると共に
モータＭＧ２によりその反力を受け止めることにより車
両を後進させることができる。また、エンジン５０から
出力される動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２とにより
エンジン５０の回転方向とは逆向きの動力にトルク変換
することにより車両を後進させることができる。このト
ルク変換による後進は、バッテリ９４の残容量ＢRMに拘
わらず行なうことができるから、バッテリ９４の残容量
ＢRMが不十分でバッテリ９４からの放電がなしえないと
きでも車両を後進させることができる。
【０１８３】変形例の後進制御では、バッテリ９４の残
容量ＢRMが閾値ＢＬ未満のときには、エンジン５０から
出力されるエネルギＰｅのすべてをモータＭＧ１とモー
タＭＧ２とによりトルク変換して駆動軸２２に出力する
ものとしたが、エンジン５０から出力されるエネルギＰ
ｅの一部によりバッテリ９４を充電するものとしたり、
駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄの一部をバッテリ
９４からの放電により賄うものとしてもよい。この場
合、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄより大きな値
のエネルギＰｅやエネルギＰｄより小さな値のエネルギ
Ｐｅに応じてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回
転数Ｎｅ＊とを設定すればよい。
【０１８４】Ｆ．その他の運転制御 次に、双方のクラッチ４５，４６を共にオフとした場合
の動作について図３１に基づいて説明する。図３１のト
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の目標トルクＴｅ＊
に駆動軸２２に出力すべきトルクであるトルク指令値Ｔ
ｄ＊を設定する（ステップＳ６００）。続いて、第１ク
ラッチ４５および第２クラッチ４６が共にオフであるか
を調べ（ステップＳ６０２）、両クラッチ４５，４６が
共にオフでないときには、両クラッチ４５，４６を共に
オフとする（ステップＳ６０４）。次に、駆動軸２２の
回転数Ｎｄを読み込む（ステップＳ６０６）。そして、
駆動軸２２に出力すべきトルクであるトルク指令値Ｔｄ
＊におけるエンジン５０を効率よく運転できる範囲（図
８の領域ＰＡ）内の最小回転数Ｎ１と最大回転数Ｎ２と
を読み込む処理を行なって（ステップＳ６０８）、駆動
軸２２の回転数Ｎｄを読み込んだ最小回転数Ｎ１および
最大回転数Ｎ２と比較する（ステップＳ６１０）。な
お、実施例では、最小回転数Ｎ１および最大回転数Ｎ２
の読み込みは、各トルク指令値Ｔｄ＊に対するエンジン
５０を効率よく運転できる範囲の最小回転数Ｎ１と最大
回転数Ｎ２とを実験等により求めて予めＲＯＭに記憶し
ておき、トルク指令値Ｔｄ＊が導出されると、このトル
ク指令値Ｔｄ＊とマップとから最小回転数Ｎ１および最
大回転数Ｎ２を導出するものとした。
【０１８５】駆動軸２２の回転数Ｎｄが最小回転数Ｎ１
以上で最大回転数Ｎ２以下であれば、エンジン５０の目
標回転数Ｎｅ＊に駆動軸２２の回転数Ｎｄに基づいて上
式（１）で決まる回転数を設定し（ステップＳ６１
４）、駆動軸２２の回転数Ｎｄが最小回転数Ｎ１未満の
ときには目標回転数Ｎｅ＊に最小回転数Ｎ１を設定し
（ステップＳ６１２）、駆動軸２２の回転数Ｎｄが最大
回転数Ｎ２より大きいときには目標回転数Ｎｅ＊に最大
回転数Ｎ２を設定する（ステップＳ６１６）。このよう
に設定することにより、エンジン５０の目標トルクＴｅ
＊と目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントは前述したエンジ
ン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）内
となる。
【０１８６】続いて、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ
＊として、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊に基づいて
上式（１）により定まるトルクを設定すると共に（ステ
ップＳ６１８）、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊に
値０を設定し（ステップＳ６２０）、モータＭＧ１，モ
ータＭＧ２およびエンジン５０の各制御（ステップＳ６
２２ないしＳ６２６）を行なう。
【０１８７】図３２は、こうした図３１のトルク制御ル
ーチンを実行した際の駆動軸２２に動力が出力される様
子を例示する説明図である。いま、駆動軸２２が回転数
Ｎｄ１で回転しておりアクセルペダル６４の踏込量に応
じて定まるトルク指令値Ｔｄ＊が値Ｔｄ１であるとき、
すなわち駆動軸２２を運転ポイントＰｄ１で運転したい
ときを考える。なお、以下の説明では駆動軸２２に出力
されるトルクとエンジン５０の出力トルクとが同じ値に
なるようにプラネタリギヤ２００のギヤ比ρが設定され
ているものとして説明する。図３２において、駆動軸２
２に出力すべきトルクＴｄ１（トルク指令値Ｔｄ＊）は
エンジン５０を効率よく運転できる範囲ＰＡ内にある
が、駆動軸２２の回転数Ｎｄ１はこの範囲ＰＡの下限を
大きく下回る状態である。このとき、エンジン５０の目
標トルクＴｅ＊にはトルク指令値Ｔｄ＊（値Ｔｄ１）が
設定され（ステップＳ６００）、エンジン５０の目標回
転数Ｎｅ＊にはトルクＴｄ１における範囲ＰＡの下限値
の回転数（値Ｎｅ１）が最小回転数Ｎ１として設定され
るから（ステップＳ６１２）、エンジン５０は、トルク
Ｔｄ１と回転数Ｎｅ１とにより表わされる運転ポイント
Ｐｅ１で運転されることになる。このとき、モータＭＧ
１はエンジン５０の回転数Ｎｅ１と駆動軸２２の回転数
Ｎｄ１との回転数差Ｎｃ１（正の値）により運転するこ
とになるから、この回転数差Ｎｃ１に応じた電力（Ｔｄ
１×Ｎｃ１）を回生することになる。この回生電力はバ
ッテリ９４の充電に用いられる。
【０１８８】次に、駆動軸２２が回転数Ｎｄ２で回転し
ており出力トルク指令値Ｔｄ＊が値Ｔｄ２であるとき、
すなわち駆動軸２２を図３２中の運転ポイントＰｄ２で
運転したいときを考える。駆動軸２２に出力すべきトル
クＴｄ２（トルク指令値Ｔｄ＊）はエンジン５０を効率
よく運転できる範囲ＰＡ内にあるが、駆動軸２２の回転
数Ｎｄ２はこの範囲ＰＡの上限を上回る状態である。こ
のとき、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊にはトルク指
令値Ｔｄ＊（値Ｔｄ２）が設定され（ステップＳ６０
０）、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊にはトルクＴｄ
２における範囲ＰＡの上限値の回転数（値Ｎｅ２）が最
大回転数Ｎ２として設定されるから（ステップＳ６１
６）、エンジン５０は、トルクＴｅ２と回転数Ｎｄ２と
で表わされる運転ポイントＰｅ２で運転することにな
る。このとき、モータＭＧ１はエンジン５０の回転数Ｎ
ｅ２と駆動軸２２の回転数Ｎｄ２との回転数差Ｎｃ２
（負の値）により運転することになるから、この回転数
差Ｎｃ２に応じた電力（Ｔｄ２×Ｎｃ２）を消費するこ
とになる。このモータＭＧ１で消費される電力はバッテ
リ９４からの放電によって賄われる。
【０１８９】駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指
令値Ｔｄ＊）と駆動軸２２の回転数Ｎｄとが共にエンジ
ン５０を効率よく運転できる範囲（図３２の領域ＰＡ）
にあるときには、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊には
トルク指令値Ｔｄ＊が設定され（ステップＳ６００）、
エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊には駆動軸２２の回転
数Ｎｄが設定される（ステップＳ６１４）。したがっ
て、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄは同じ値となる。
【０１９０】以上説明したトルク制御ルーチンによれ
ば、駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０を効率よく
運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）内になくても駆動軸
２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）がこの
範囲内にあれば、クラッチ４５，４６を共にオフとして
エンジン５０を効率よく運転できる範囲内で運転しなが
らトルク指令値Ｔｄ＊に相当するトルクを駆動軸２２に
出力することができる。
【０１９１】こうしたトルク制御ルーチンは、上述のト
ルク指令値Ｔｄ＊がエンジン５０を効率よく運転できる
範囲内にあるときの制御に限定されない。例えば、モー
タＭＧ２に何らかの異常が生じたときに、第１クラッチ
４５と第２クラッチ４６とを共にオフとして、エンジン
５０から出力される動力をモータＭＧ１により駆動軸２
２に回転数を変えて出力するものとしてもよい。
【０１９２】Ｇ．変形例 以上説明した実施例の動力出力装置２０では、第１クラ
ッチ４５および第２クラッチ４６をモータＭＧ２とモー
タＭＧ１との間に配置したが、図３３の変形例の動力出
力装置２０Ａに示すように、第１クラッチ４５Ａと第２
クラッチ４６Ｂとをエンジン５０とモータＭＧ２との間
に配置したり、図３４の変形例の動力出力装置２０Ｂに
示すように、第１クラッチ４５Ｂはエンジン５０とモー
タＭＧ２との間に配置し、第２クラッチ４６Ｂはモータ
ＭＧ２とモータＭＧ１との間に配置するものとしてもよ
い。また、実施例の動力出力装置２０では、モータＭＧ
２をエンジン５０とモータＭＧ１との間に配置したが、
図３５の変形例の動力出力装置２０Ｃに示すように、モ
ータＭＧ１をエンジン５０とモータＭＧ２との間に配置
するものとしてもよい。
【０１９３】また、エンジン、モータＭＧ１，ＭＧ２と
プラネタリギヤとの結合も種々可能である。例えば、実
施例の動力出力装置２０では、サンギヤ２２１にモータ
ＭＧ１を、プラネタリキャリア２２３にエンジン５０を
結合していた。これに対し、図３６の動力出力装置に示
すように、モータＭＧ１をプラネタリキャリアに結合
し、エンジンをサンギヤに結合することもできる。もち
ろん、その他のギヤとの結合状態を種々変更したものが
考えられる。
【０１９４】実施例の動力出力装置２０では、モータＭ
Ｇ１とモータＭＧ２とを同軸上に配置したが、図３７の
変形例の動力出力装置２０Ｅに示すように、両者を異な
る軸上に配置するものとしてもよい。変形例の動力出力
装置２０Ｅでは、エンジン５０とモータＭＧ１およびプ
ラネタリギヤ２００Ｅとを同軸上に配置し、モータＭＧ
２を異なる軸上に配置しており、プラネタリギヤ２００
Ｅのリングギヤ軸およいクランクシャフトはそれぞれベ
ルトによりクラッチ４５Ｅ，４６Ｅの一方の軸に結合さ
れている。
【０１９５】また、図３８の動力出力装置２０Ｆに示す
ように、エンジン５０をモータＭＧ２とを同軸上に配置
し、モータＭＧ１およびプラネタリギヤ２００Ｆを異な
る軸上に配置してもよい。かかる構成では、エンジンの
クランクシャフトはプラネタリギヤ２００Ｆのリングギ
ヤ軸に、クラッチ４６Ｆの一方の回転軸がプラネタリキ
ャリアにそれぞれベルトで結合されている。また、リン
グギヤは駆動軸２２にベルトで結合されている。
【０１９６】これらの変形例のようにモータＭＧ１とモ
ータＭＧ２とを異なる軸上に配置するものとすれば、装
置の軸方向の長さを大幅に短くすることができる。この
結果、装置を前輪駆動の車両に搭載するのに有利なもの
とすることができる。こうしたモータＭＧ１とモータＭ
Ｇ２とを異なる軸上に配置するものも、第１クラッチ４
５および第２クラッチ４６などの配置の自由度がある。
【０１９７】モータＭＧ１とモータＭＧ２とを異なる軸
上に配置する動力出力装置２０Ｅや動力出力装置２０Ｆ
では、エンジン５０のクランクシャフト５６と駆動軸２
２とを異なる軸上となるようにしたが、同軸上とするも
のとしてもよい。また、変形例の動力出力装置２０Ｅで
は、異なる軸間をベルトによって結合したが、図３９の
変形例の動力出力装置２０Ｇに示すように、クランクシ
ャフト５６および駆動軸２２に取り付けられたギヤ１０
２およびギヤ１０４と、プラネタリギヤ２００Ｇおよび
クラッチ４６Ｇの一方の回転軸に結合されたギヤ１０６
およびギヤ１０８とによるギヤ結合によって結合するも
のとしてもよい。
【０１９８】実施例の動力出力装置２０では、モータＭ
Ｇ２とクランクシャフト５６または駆動軸２２との接続
とその解除をクラッチにより行なったが、図４０の変形
例の動力出力装置２０Ｈに示すように、ギヤ結合の切り
換えにより行なうものとしてもよい。変形例の動力出力
装置２０Ｈの構成について簡単に説明する。図示するよ
うに、変形例の動力出力装置２０Ｈのロータ回転軸３８
Ｈには、クランクシャフト５６に取り付けられたギヤ１
０２とギヤ結合可能なギヤ１０６と、駆動軸２２に取り
付けられたギヤ１０４とギヤ結合可能なギヤ１０８とが
両ギヤ結合が選択的に行なわれる配置に取り付けられて
いる。また、ロータ回転軸３８Ｈのギヤ１０８が取り付
けられた端部にはロータ回転軸３８Ｈを軸方向に移動さ
せるアクチュエータ１００が設けられている。したがっ
て、このアクチュエータ１００を駆動することにより、
ロータ回転軸３８Ｈを軸方向にスライドさせることによ
り、図４０（ａ）および図４０（ｂ）に示すように、ギ
ヤ１０２とギヤ１０６とのギヤ結合と、ギヤ１０４とギ
ヤ１０８とのギヤ結合とが選択的に行なうことができ
る。
【０１９９】実施例の動力出力装置２０では、ロータ回
転軸３８とクランクシャフト５６との接続およびロータ
回転軸３８と駆動軸２２との接続を第１クラッチ４５お
よび第２クラッチ４６により行なったが、こうした接続
を変速機とクラッチとを組み合わせて行なうものとして
もよい。例えば、図４１の変形例の動力出力装置２０Ｊ
に示すように、クランクシャフト５６とロータ回転軸と
を変速機１２０と第１クラッチ４５Ｊとにより接続し、
駆動軸２２とロータ回転軸とを変速機１３０と第２クラ
ッチ４６Ｊとにより接続するものとしてもよい。変速機
１２０は、クランクシャフト５６に取り付けられた一対
のベルト保持部材１２２および１２４と、二対のベルト
保持部材１２２，１２４に保持されるベルト１２５と、
ベルト保持部材１２４の径を変更するためのアクチュエ
ータ１２６とから構成されている。したがって、変速機
１２０では、アクチュエータ１２６によりベルト保持部
材１２４のベルト１２５の周回半径を変更することによ
り、クランクシャフト５６の回転数を変速してロータ回
転軸に伝達することができる。第２クラッチ４６Ｊ側に
取り付けられた変速機１３０も同様の構成をしている。
【０２００】こうした変速機１２０や変速機１３０を備
える変形例の動力出力装置２０Ｊによれば、変速機１２
０や変速機１３０によりロータ回転軸の回転数を調整す
ることができる。この結果、モータＭＧ２をより効率の
よい運転ポイントで運転することができる。また、変速
機１２０により変速比を調整することによりクラッチ４
５Ｊ，４６Ｊを滑らかに接続することができる。この結
果、第１クラッチ４５Ｊによる接続時に生じ得るトルク
ショックを小さくすることができる。
【０２０１】変形例の動力出力装置２０Ｊでは、クラン
クシャフト５６とロータ回転軸３８Ｊとの接続と駆動軸
２２とロータ回転軸３８Ｊとの接続の双方に変速機１２
０，１３０を設けたが、いずれか一方のみに設けるもの
としてもよい。また、変形例の動力出力装置２０Ｊでは
ベルト１２５の周回半径を変更する手法により回転数を
変速するものとしたが、ロータ回転軸３８Ｊの回転数を
変速してクランクシャフト５６や駆動軸２２に伝達する
ことができるものであれば如何なるものでもよいから、
プラネタリギヤなどのようなギヤ結合によって変速する
ものとしてもよい。
【０２０２】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。
【０２０３】例えば、上述した実施例の動力出力装置２
０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
各種の内燃あるいは外燃機関を用いることもできる。
【０２０４】また、実施例の動力出力装置２０では、モ
ータＭＧ１及びモータＭＧ２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 Rel
uctance 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。
【０２０５】あるいは、実施例の動力出力装置２０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 Ga
te Bipolar mode Transistor）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 Wi
dth 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。
【０２０６】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。
【０２０７】さらに実施例の動力出力装置２０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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例としての動力出力装置２
０の概略構成を示す構成図である。
【図２】第１クラッチ４５をオフ、第２クラッチ４６を
オンとしたときの実施例の動力出力装置２０の構成を表
わす模式図である。
【図３】第１クラッチ４５をオン、第２クラッチ４６を
オフとしたときの実施例の動力出力装置２０の構成を表
わす模式図である。
【図４】図２の模式図の構成でＮｅ＜Ｎｄのときのトル
ク変換の様子を説明する説明図である。
【図５】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行され
る運転制御ルーチンを例示するフローチャートである。
【図６】トルク指令値Ｔｄ＊と回転数Ｎｄとアクセルペ
ダルポジションＡＰとの関係を示すマップを例示する説
明図である。
【図７】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行され
る運転モード判定処理ルーチンを例示するフローチャー
トである。
【図８】エンジン５０を効率よく運転できる範囲の一例
を示す説明図である。
【図９】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行され
る通常運転トルク制御ルーチンの一部を例示するフロー
チャートである。
【図１０】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れる通常運転トルク制御ルーチンの一部を例示するフロ
ーチャートである。
【図１１】エンジン５０の運転ポイントと効率の関係を
例示するグラフである。
【図１２】エネルギＰｅが一定の曲線に沿ったエンジン
５０の運転ポイントの効率とエンジン５０の回転数Ｎｅ
との関係を例示するグラフである。
【図１３】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるクラッチモータ制御ルーチンを例示するフローチャ
ートである。
【図１４】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れる充放電トルク制御ルーチンの一部を例示するフロー
チャートである。
【図１５】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れる充放電トルク制御ルーチンの一部を例示するフロー
チャートである。
【図１６】バッテリ９４の残容量ＢRMと充電可能な電力
との関係の一例を示すグラフである。
【図１７】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるパワーアシストトルク制御ルーチンの一部を例示す
るフローチャートである。
【図１８】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるパワーアシストトルク制御ルーチンの一部を例示す
るフローチャートである。
【図１９】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れる直接出力トルク制御ルーチンを例示するフローチャ
ートである。
【図２０】変形例の直接出力トルク制御ルーチンを例示
するフローチャートである。
【図２１】変形例の直接出力トルク制御ルーチンにより
動力が駆動軸２２に出力される様子を例示する説明図で
ある。
【図２２】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるモータ駆動トルク制御ルーチンを例示するフローチ
ャートである。
【図２３】変形例のモータ駆動トルク制御ルーチンを例
示するフローチャートである。
【図２４】変形例のモータ駆動トルク制御ルーチンを例
示するフローチャートである。
【図２５】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるエンジン始動処理ルーチンを例示するフローチャー
トである。
【図２６】変形例のエンジン始動処理ルーチンを例示す
るフローチャートである。
【図２７】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンを例示する
フローチャートである。
【図２８】変形例のモータ駆動時エンジン始動処理ルー
チンを例示するフローチャートである。
【図２９】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れる後進時トルク制御ルーチンを例示するフローチャー
トである。
【図３０】変形例の後進時トルク制御ルーチンを例示す
るフローチャートである。
【図３１】図１０の模式図の構成としたときに制御装置
８０の制御ＣＰＵ９０により実行されるトルク制御ルー
チンを例示するフローチャートである。
【図３２】図３１のトルク制御ルーチンにより動力が駆
動軸２２に出力される様子を例示する説明図である。
【図３３】変形例の動力出力装置２０Ａの概略構成を示
す構成図である。
【図３４】変形例の動力出力装置２０Ｂの概略構成を示
す構成図である。
【図３５】変形例の動力出力装置２０Ｃの概略構成を示
す構成図である。
【図３６】変形例の動力出力装置２０Ｄの概略構成を示
す構成図である。
【図３７】変形例の動力出力装置２０Ｅの概略構成を示
す構成図である。
【図３８】変形例の動力出力装置２０Ｆの概略構成を示
す構成図である。
【図３９】変形例の動力出力装置２０Ｇの概略構成を示
す構成図である。
【図４０】変形例の動力出力装置２０Ｈの概略構成を示
す構成図である。
【図４１】変形例の動力出力装置２０Ｊの概略構成を示
す構成図である。
【符号の説明】
２０…動力出力装置 ２０Ａ〜２０Ｊ…動力出力装置 ２２…駆動軸 ２４…ディファレンシャルギヤ ２６，２８…駆動輪 ３１…ロータ ３３…ステータ ４１…ロータ ４２…永久磁石 ４３…ステータ ４４…三相コイル ４５…第１クラッチ ４６…第２クラッチ 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 ６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ ６５…ブレーキペダル ６５ａ…ブレーキ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 １００…アクチュエータ １０２〜１０８…ギヤ １２０…変速機 １２２…ベルト保持部材 １２４…ベルト保持部材 １２５…ベルト １２６…アクチュエータ １２９…接続軸 １３０…変速機 ２００…プラネタリギヤ ２２１…サインギヤ ２２２…リングギヤ ２２３…プラネタリピニオンギヤ ２２３…プラネタリキャリア ２２５…サンギヤ軸 ２２６…リングギヤ軸 ２２７…プラネタリキャリア軸 ２２８…動力抽出ギヤ ２２９…動力伝達ベルト Ｌ１，Ｌ２…電源ライン Ｔｒ１〜Ｔｒ６…トランジスタ Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６…トランジスタ ＭＧ１，ＭＧ２…モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｈ０２Ｐ 15/00 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ｋ

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合
    された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異な
    る第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力され
    る動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動
    力が決定される動力伝達手段と、 前記第３の軸に結合された第１の電動機と、 前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、
    該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機
    と、 前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解
    除とを行なう第１の接続手段と、 前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解
    除とを行なう第２の接続手段とを備える動力出力装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の接続手段および前記第２の接
    続手段は、共にクラッチにより構成されてなる請求項１
    記載の動力出力装置。
  3. 【請求項３】 前記駆動軸と前記出力軸とを同軸上に配
    置してなる請求項１または２記載の動力出力装置。
  4. 【請求項４】 前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸
    および前記出力軸と同軸上に配置してなる請求項３記載
    の動力出力装置。
  5. 【請求項５】 前記原動機から前記第２の電動機，前記
    第１の電動機の順に配置してなる請求項４記載の動力出
    力装置。
  6. 【請求項６】 前記第２の電動機と前記第１の電動機と
    の間に前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を
    配置してなる請求項５記載の動力出力装置。
  7. 【請求項７】 前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸
    および前記出力軸とは異なる軸上に配置してなる請求項
    ３記載の動力出力装置。
  8. 【請求項８】 前記出力軸と前記駆動軸とを異なる軸上
    に配置してなる請求項１または２記載の動力出力装置。
  9. 【請求項９】 前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸
    と同軸上に配置してなる請求項８記載の動力出力装置。
  10. 【請求項１０】 前記第２の電動機の回転軸を前記駆動
    軸と同軸上に配置してなる請求項８記載の動力出力装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記第１の接続手段は、前記第２の電
    動機の回転軸の回転数を変速して前記出力軸に伝達する
    変速手段を備える請求項１記載の動力出力装置。
  12. 【請求項１２】 前記第２の接続手段は、前記第２の電
    動機の回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に伝達する
    変速機を備える請求項１または１１記載の動力出力装
    置。
  13. 【請求項１３】 前記原動機，前記第１の電動機，前記
    第２の電動機および前記駆動軸の運転状態または所定の
    指示に基づいて前記第１の接続手段および前記第２の接
    続手段を制御する接続制御手段を備える請求項１ないし
    １２いずれか記載の動力出力装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の動力出力装置であっ
    て、 前記接続制御手段は、 前記運転状態として前記出力軸の回転速度が前記駆動軸
    の回転速度より大きい状態にあるとき、前記第２の電動
    機の回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記
    第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸
    とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御し、 前記運転状態として前記出力軸の回転速度が前記駆動軸
    の回転速度より小さい状態にあるとき、前記第２の電動
    機の回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の
    接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸との接
    続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御する手段
    である動力出力装置。
  15. 【請求項１５】 前記接続制御手段は、前記第２の電動
    機の回転軸と前記駆動軸とが接続されると共に該回転軸
    と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段お
    よび前記第２の接続手段を制御する手段である請求項１
    ３記載の動力出力装置。
  16. 【請求項１６】 前記運転状態は、前記駆動軸の回転数
    を前記原動機の出力軸の回転数としたとき、該原動機を
    効率よく運転できる所定範囲内の状態である請求項１５
    記載の動力出力装置。
  17. 【請求項１７】 前記接続制御手段は、前記第２の電動
    機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に該
    回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１
    の接続手段および前記第２の接続手段を制御する手段で
    ある請求項１３記載の動力出力装置。
  18. 【請求項１８】 前記運転状態は、駆動軸に出力すべき
    トルクを前記第２の電動機によるトルクの増減を伴わず
    に出力可能な状態に、前記原動機から出力されるトルク
    を設定したとき、該原動機を効率よく運転できる所定範
    囲内の状態である請求項１７記載の動力出力装置。
  19. 【請求項１９】 前記運転状態は、前記第２の電動機の
    異常を検出した状態である請求項１７記載の動力出力装
    置。
  20. 【請求項２０】 前記接続制御手段により、前記第２の
    電動機の回転軸が前記出力軸または前記駆動軸のいずれ
    か一方に接続されているとき、前記原動機から出力され
    る動力をトルク変換して前記駆動軸に出力するよう前記
    第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆
    動制御手段を備える請求項１３記載の動力出力装置。
  21. 【請求項２１】 請求項１３ないし２０いずれか記載の
    動力出力装置であって、 前記第１の電動機による動力のやり取りの際に消費また
    は回生される電力の充放電と、前記第２の電動機による
    動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放
    電とが可能な蓄電手段と、 操作者の指示に基づいて前記駆動軸に出力すべき目標動
    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が、前
    記原動機から出力される動力と前記蓄電手段によって充
    放電される電力とからなるエネルギにより前記駆動軸に
    出力されるよう前記原動機，前記第１の電動機および前
    記第２の電動機を駆動制御する駆動制御手段とを備える
    動力出力装置。
  22. 【請求項２２】 請求項２１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記蓄電手段の状態を検出する蓄電状態検出手段を備
    え、 前記駆動制御手段は、前記蓄電状態検出手段により検出
    された前記蓄電手段の状態が所定範囲内の状態となるよ
    う前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動
    機を駆動制御する手段である動力出力装置。
  23. 【請求項２３】 請求項２１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき
    又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が
    所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸
    と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続
    手段を制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸とが接続
    されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であり、 前記駆動制御手段は、前記蓄電手段から放電される電力
    を用いて前記第２の電動機を駆動制御する手段である動
    力出力装置。
  24. 【請求項２４】 請求項２１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき
    又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が
    所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸
    と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を
    制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸との接続が解除
    されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であり、 前記駆動制御手段は、前記蓄電手段から放電される電力
    を用いて、前記第１の電動機から駆動軸に動力を出力す
    るよう該第１の電動機を制御すると共に、該動力の出力
    に伴って前記原動機の出力軸に作用するトルクを打ち消
    すよう前記第２の電動機を制御する手段である動力出力
    装置。
  25. 【請求項２５】 請求項２１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき
    又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が
    所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸
    と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を
    制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸とが接続される
    よう前記第２の接続手段を制御する手段であり、 前記駆動制御手段は、前記原動機への燃料供給および点
    火の制御を停止すると共に、前記蓄電手段から放電され
    る電力を用いて前記原動機をモータリングしながら前記
    駆動軸に動力を出力するよう前記第２の電動機を制御す
    る手段である動力出力装置。
  26. 【請求項２６】 所定の始動指示がなされたとき、前記
    原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給お
    よび点火を制御する原動機始動制御手段を備える請求項
    ２５記載の動力出力装置。
  27. 【請求項２７】 前記駆動制御手段は、前記原動機始動
    制御手段による前記原動機の始動に伴って該原動機から
    出力される動力を打ち消すよう前記第２の電動機を制御
    する手段である請求項２６記載の動力出力装置。
  28. 【請求項２８】 前記目標動力設定手段は、前記駆動軸
    を前記原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転させ
    る動力を目標動力として設定する手段である請求項２１
    ないし２６いずれか記載の動力出力装置。
  29. 【請求項２９】 請求項１３記載の動力出力装置であっ
    て、 所定の逆転指示がなされたとき、前記接続制御手段を介
    して前記第２に電動機の回転軸と前記出力軸との接続が
    解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記
    第１および前記第２の接続手段を制御すると共に、前記
    第２の電動機から前記駆動軸に前記原動機の出力軸の回
    転方向とは逆向きに回転する動力を出力するよう該第２
    の電動機を制御する逆転制御手段を備える動力出力装
    置。
  30. 【請求項３０】 請求項１３記載の動力出力装置であっ
    て、 所定の逆転指示がなされたとき、前記接続制御手段を介
    して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続さ
    れ該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記
    第１および前記第２の接続手段を制御すると共に、前記
    第１の電動機から前記駆動軸に前記原動機の出力軸の回
    転方向とは逆向きに回転する動力を出力するよう該第１
    の電動機を制御し、該駆動軸に出力される動力の反力と
    して前記出力軸に作用するトルクを打ち消すよう前記第
    ２の電動機を制御する逆転制御手段を備える動力出力装
    置。
  31. 【請求項３１】 請求項１３記載の動力出力装置であっ
    て、 所定の始動指示がなされたとき、前記接続制御手段を介
    して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続さ
    れ該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記
    第１および第２の接続手段を制御すると共に、前記原動
    機をモータリングするよう前記第２の電動機を制御し、
    該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給
    および点火を制御する原動機始動制御手段を備える動力
    出力装置。
  32. 【請求項３２】 請求項１３記載の動力出力装置であっ
    て、 所定の始動指示がなされたとき、前記接続制御手段を介
    して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が
    解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記
    第１および第２の接続手段を制御すると共に、該回転軸
    が回転しないよう該第２の電動機を制御し、前記原動機
    をモータリングするよう前記第１の電動機を制御し、更
    に、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料
    供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備える
    動力出力装置。
  33. 【請求項３３】 請求項１３記載の動力出力装置であっ
    て、 前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除
    され該回転軸と前記駆動軸とが接続された状態で前記第
    ２の電動機から前記駆動軸に動力を出力している際に所
    定の始動指示がなされたとき、前記原動機をモータリン
    グするよう前記第１の電動機を制御すると共に、該原動
    機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および
    点火を制御する原動機始動制御手段を備える動力出力装
    置。
  34. 【請求項３４】 前記原動機始動手段は、前記原動機の
    モータリングに要するトルクの反力として前記第１の電
    動機から前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消すよう
    前記第２の電動機を制御する手段である請求項３３記載
    の動力出力装置。
  35. 【請求項３５】 請求項１３記載の動力出力装置であっ
    て、 前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続され該
    回転軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記第
    ２の電動機により前記出力軸を固定すると共に前記第１
    の電動機から前記駆動軸に動力を出力している際に所定
    の始動指示がなされたとき、前記原動機をモータリング
    するよう前記第２の電動機を制御し、該原動機のモータ
    リングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御
    する原動機始動制御手段を備える動力出力装置。
  36. 【請求項３６】 前記原動機始動手段は、前記原動機の
    モータリングに要するトルクの反力として前記駆動軸に
    出力されるトルクを打ち消すよう前記第１の電動機を制
    御する手段である請求項３５記載の動力出力装置。
  37. 【請求項３７】 出力軸を有する原動機と、 前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合
    された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異な
    る第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力され
    る動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動
    力が決定される動力伝達手段と、 前記第３の軸に結合された第１の電動機と、 前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、
    該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機
    と、 前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解
    除とを行なう第１の接続手段と、 前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解
    除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動
    力を出力する動力出力装置の制御方法であって、 前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より大き
    いとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接
    続が解除されるよう前記第１の接続手段を制御すると共
    に該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の
    接続手段を制御し、 前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より小さ
    いとき、前記回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前
    記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動
    軸との接続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御
    する動力出力装置の制御方法。
  38. 【請求項３８】 出力軸を有する原動機と、 前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合
    された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異な
    る第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力され
    る動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動
    力が決定される動力伝達手段と、 前記第３の軸に結合された第１の電動機と、 前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、
    該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機
    と、 前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解
    除とを行なう第１の接続手段と、 前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解
    除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動
    力を出力する動力出力装置の制御方法であって、 前記駆動軸の回転数を前記原動機の出力軸の回転数とす
    ると該原動機が効率よく運転できる所定範囲内の状態と
    なるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記駆動軸とが
    接続されると共に該回転軸と前記出力軸とが接続される
    よう前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制
    御する動力出力装置の制御方法。
  39. 【請求項３９】 請求項３７または３８記載の動力出力
    装置の制御方法であって、 前記動力出力装置は、前記第１の電動機による動力のや
    り取りの際に消費または回生される電力の充放電と、前
    記第２の電動機による動力のやり取りの際に消費または
    回生される電力の充放電とが可能な蓄電手段を備え、 前記動力出力装置の制御方法は、さらに、 操作者の指示に基づいて前記駆動軸に出力すべき目標動
    力を設定する目標動力設定ステップと、 該設定された目標動力が、前記原動機から出力される動
    力と前記蓄電手段によって充放電される電力とからなる
    エネルギにより前記駆動軸に出力されるよう前記原動
    機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制
    御する駆動制御ステップとを備える動力出力装置に制御
    方法。
  40. 【請求項４０】 前記駆動制御ステップは、前記蓄電手
    段の状態を検出し、該蓄電手段の状態が所定範囲内の状
    態となるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記
    第２の電動機を駆動制御するステップである請求項３９
    記載の動力出力装置の制御方法。
  41. 【請求項４１】 出力軸を有する原動機と、 前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合
    された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異な
    る第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力され
    る動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動
    力が決定される動力伝達手段と、 前記第３の軸に結合された第１の電動機と、 前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、
    該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機
    と、 前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解
    除とを行なう第１の接続手段と、 前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解
    除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動
    力を出力する動力出力装置の制御方法であって、 前記第１の接続手段による接続か前記第２の接続手段に
    よる接続かのいずれか一方を行なうよう該第１の接続手
    段および該第２の接続手段を制御し、 前記原動機から出力される動力をトルク変換して前記駆
    動軸に出力するよう前記第１の電動機および前記第２の
    電動機を駆動制御する動力出力装置の制御方法。
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