JP3147023B2 - 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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  • Control Of Multiple Motors (AREA)
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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、駆動軸に動力を出力
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
機が取り付けら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、原動機から出力さ
れる動力の一部を電磁継手による電磁的な結合を介して
駆動軸に出力して車両を走行させる。原動機から出力さ
れる動力の残余は、電磁継手の電磁的な結合の滑りに応
じた電力として回生され、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、電動機の駆動に必
要な電力として用いられる。電動機は、駆動軸に出力す
べき動力が電磁継手を介して出力される動力では不足す
るときに駆動され、この不足分を補う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この動
力出力装置では、原動機や電磁継手，電動機の効率が低
い運転状態により駆動軸に動力を出力する場合が生じる
といった問題があった。前述の動力出力装置を記載する
公報には、原動機や電磁継手，電動機の効率を鑑みた運
転ポイントによる運転については記載されていないた
め、如何なる運転を行なうかによって原動機や電磁継
手，電動機の効率が変化するのはもとより、装置全体の
効率も大きく変化する。限りあるエネルギ資源を有効に
利用するためには、装置全体の効率を鑑みた運転を行な
う必要がある。
【０００４】出願人は、既に、電磁継手や電動機の効率
に比して原動機の効率が装置全体の効率に大きく影響す
ることに着目して、原動機の効率をできる限り高くする
よう原動機や電磁継手，電動機の運転ポイントを定めて
制御する動力出力装置を提案している（平成８年特許願
第１８６７３６号）。
【０００５】しかし、動力出力装置全体の効率には電磁
継手や電動機の効率も影響することから、原動機の効率
の最も高い運転ポイントによって定められる原動機や電
磁継手，電動機の運転ポイントが装置全体の最も効率の
よい運転ポイントとはならない場合もある。
【０００６】そこで、本発明の動力出力装置およびその
制御方法は、原動機から出力される動力をトルク変換し
て駆動軸に出力する際の装置全体の効率をより高くする
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、原動機から出力される動力と蓄
電手段から充放電される電力とをエネルギ変換して目標
動力を駆動軸に出力する際の装置全体の効率をより高く
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
発明の第１ないし第３の動力出力装置および本発明の第
１ないし第４の動力出力装置の制御方法は、上述の目的
の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採っ
た。
【０００８】本発明の第１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、前記原動機の出力軸に結合される第１の回転
軸と前記駆動軸に結合される第２の回転軸とを有し、前
記第１の回転軸に入出力される動力と前記第２の回転軸
に入出力される動力とのエネルギ偏差を対応する電気エ
ネルギの入出力により調整するエネルギ調整手段と、前
記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電動
機と、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、前記原動機から出力される動力をトル
ク変換により前記目標動力として前記駆動軸に出力可能
な該原動機，該エネルギ調整手段および該電動機の運転
状態の少なくとも２以上の組合せについて、それぞれ全
損失を演算する損失演算手段と、該演算された各全損失
のうち最も小さな全損失となる運転状態の組合わせを前
記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の目
標運転状態として設定する目標運転状態設定手段と、該
設定された目標運転状態で運転されるよう前記原動機，
前記エネルギ調整手段および前記電動機の運転を制御す
る運転制御手段とを備えることを要旨とする。
【０００９】この本発明の第１の動力出力装置は、原動
機の出力軸に結合される第１の回転軸と駆動軸に結合さ
れる第２の回転軸とを有するエネルギ調整手段が、第１
の回転軸に入出力される動力と第２の回転軸に入出力さ
れる動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入
出力により調整し、電動機が、駆動軸または原動機の出
力軸と動力のやり取りをする。損失演算手段は、原動機
から出力される動力をトルク変換により目標動力設定手
段により設定された目標動力として駆動軸に出力可能な
原動機，エネルギ調整手段および電動機の運転状態の少
なくとも２以上の組合せについて、それぞれ全損失を演
算する。目標運転状態設定手段は、この演算された各全
損失のうち最も小さな全損失となる運転状態の組合わせ
を原動機，エネルギ調整手段および電動機の目標運転状
態として設定し、運転制御手段は、この設定された目標
運転状態で運転されるよう原動機，エネルギ調整手段お
よび電動機の運転を制御する。ここで、「動力」は、軸
に作用するトルクとその軸の回転数との積の形態で表わ
されるエネルギを意味する。したがって、動力としての
エネルギの大きさが同じでも、トルクと回転数とが異な
れば、動力としての形態が異なるから、異なる動力とな
る。こうした「動力」の意味は、後述する第２の動力出
力装置以降の動力出力装置や第１ないし第３の動力出力
装置の制御方法においても同様である。
【００１０】こうした本発明の第１の動力出力装置によ
れば、原動機から出力される動力をトルク変換して駆動
軸に出力する際の全損失の最も小さな運転状態の組み合
わせで原動機，エネルギ調整手段および電動機を運転す
ることができる。この結果、装置全体の効率をより高く
することができる。
【００１１】この本発明の第１の動力出力装置におい
て、前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備
え、前記電動機は前記駆動軸と動力のやり取りをする電
動機であり、前記損失演算手段は、前記回転数検出手段
により検出された回転数で回転可能な前記電動機の運転
状態のうち少なくとも２以上のトルクを変数として前記
２以上の組合せを設定する組合せ設定手段と、該設定さ
れた組合せにおける前記原動機，前記エネルギ調整手段
および前記電動機の各損失を演算すると共に該演算され
た各損失を合計して前記全損失とする全損失演算手段と
を備えるものとすることもできる。こうすれば、電動機
が駆動軸と動力のやり取りを行なう構成において、原動
機，エネルギ調整手段および電動機の運転状態の組み合
わせを容易に設定することができ、簡易に全損失を算出
することができる。
【００１２】また、本発明の第１の動力出力装置におい
て、前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備
え、前記電動機は前記出力軸と動力のやり取りをする電
動機であり、前記損失演算手段は、前記回転数検出手段
により検出された回転数と前記目標動力とから求められ
る前記駆動軸に出力すべきトルクを出力可能な前記エネ
ルギ調整手段の運転状態のうち前記出力軸の少なくとも
２以上の回転数を変数として前記２以上の組合せを設定
する組合せ設定手段と、該設定された組合せにおける前
記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の各
損失を演算すると共に該演算された各損失を合計して前
記全損失とする全損失演算手段とを備えるものとするこ
ともできる。こうすれば、電動機が原動機の出力軸と動
力のやり取りを行なう構成において、原動機，エネルギ
調整手段および電動機の運転状態の組み合わせを容易に
設定することができ、簡易に全損失を算出することがで
きる。
【００１３】これら変形例を含め本発明の第１の動力出
力装置において、前記エネルギ調整手段による前記エネ
ルギ偏差の調整に必要な電気エネルギの充放電と、前記
電動機による動力のやり取りに必要な電気エネルギの充
放電とが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電すべ
き目標電力を設定する目標電力設定手段とを備え、前記
損失演算手段は、前記原動機から出力される動力と前記
目標電力とを用いてエネルギ変換により前記目標動力を
前記駆動軸に出力すると共に該目標電力で前記蓄電手段
を充放電可能な該原動機，該エネルギ調整手段および該
電動機の運転状態の少なくとも２以上の組合せについ
て、それぞれ全損失を演算する手段であるものとするこ
ともできる。
【００１４】こうすれば、蓄電手段の目標電力による充
放電を伴いながら目標動力を駆動軸に出力する際の全損
失の最も小さな運転状態の組み合わせで原動機，エネル
ギ調整手段および電動機を運転することができる。この
結果、装置全体の効率をより高くすることができる。
【００１５】本発明の第２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、前記原動機の出力軸に結合される第１の回転
軸と前記駆動軸に結合される第２の回転軸とを有し、前
記第１の回転軸に入出力される動力と前記第２の回転軸
に入出力される動力とのエネルギ偏差を対応する電気エ
ネルギの入出力により調整するエネルギ調整手段と、前
記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電動
機と、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、前記原動機の運転可能な運転状態の各
損失と、前記エネルギ調整手段の運転可能な運転状態の
各損失と、前記電動機の運転可能な運転状態の各損失と
を記憶する損失記憶手段と、前記原動機から出力される
動力を前記目標動力にトルク変換して前記駆動軸に出力
可能な該原動機，該エネルギ調整手段および該電動機の
運転状態の少なくとも２以上の組合せについて、それぞ
れ前記記憶手段に記憶された各損失から全損失を演算す
る損失演算手段と、該演算された各全損失のうち最も小
さな全損失となる運転状態の組合わせを前記原動機，前
記エネルギ調整手段および前記電動機の目標運転状態と
して設定する目標運転状態設定手段と、該設定された目
標運転状態で運転されるよう前記原動機，前記エネルギ
調整手段および前記電動機の運転を制御する運転制御手
段とを備えることを要旨とする。
【００１６】この本発明の第２の動力出力装置は、原動
機の出力軸に結合される第１の回転軸と駆動軸に結合さ
れる第２の回転軸とを有するエネルギ調整手段が、第１
の回転軸に入出力される動力と第２の回転軸に入出力さ
れる動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入
出力により調整し、電動機が、駆動軸または原動機の出
力軸と動力のやり取りをする。損失記憶手段は、原動機
の運転可能な運転状態の各損失と、エネルギ調整手段の
運転可能な運転状態の各損失と、電動機の運転可能な運
転状態の各損失とを記憶する。損失演算手段は、原動機
から出力される動力を目標動力設定手段により設定され
た駆動軸に出力すべき目標動力にトルク変換して駆動軸
に出力可能な原動機，エネルギ調整手段および電動機の
運転状態の少なくとも２以上の組合せについて、それぞ
れ記憶手段に記憶された各損失から全損失を演算する。
目標運転状態設定手段は、この演算された各全損失のう
ち最も小さな全損失となる運転状態の組合わせを原動
機，エネルギ調整手段および電動機の目標運転状態とし
て設定し、運転制御手段は、この設定された目標運転状
態で運転されるよう原動機，エネルギ調整手段および電
動機の運転を制御する。
【００１７】こうした本発明の第２の動力出力装置によ
れば、原動機から出力される動力をトルク変換して駆動
軸に出力する際の全損失の最も小さな運転状態の組み合
わせで原動機，エネルギ調整手段および電動機を運転す
ることができる。この結果、装置全体の効率をより高く
することができる。しかも、原動機やエネルギ調整手
段，電動機の運転可能な運転状態の各損失を記憶してい
るから、全損失を短時間で算出することができる。
【００１８】この本発明の第２の動力出力装置におい
て、前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備
え、前記電動機は前記駆動軸と動力のやり取りをする電
動機であり、前記組合せ設定手段は前記回転数検出手段
により検出された回転数で回転可能な前記電動機の運転
状態のうち少なくとも２以上のトルクを変数として前記
２以上の組合せを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、電動機が駆動軸と動力のやり取り
を行なう構成において、原動機，エネルギ調整手段およ
び電動機の運転状態の組み合わせを容易に設定すること
ができ、簡易に全損失を算出することができる。
【００１９】また、本発明の第２の動力出力装置におい
て、前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備
え、前記電動機は前記出力軸と動力のやり取りをする電
動機であり、前記組合せ設定手段は前記回転数検出手段
により検出された回転数と前記目標動力とから求められ
る前記駆動軸に出力すべきトルクを出力可能な前記エネ
ルギ調整手段の運転状態のうち前記出力軸の少なくとも
２以上の回転数を変数として前記２以上の組合せを設定
する手段であるものとすることもできる。こうすれば、
電動機が原動機の出力軸と動力のやり取りを行なう構成
において、原動機，エネルギ調整手段および電動機の運
転状態の組み合わせを容易に設定することができ、簡易
に全損失を算出することができる。
【００２０】こうした変形例を含め本発明の第２の動力
出力装置において、前記エネルギ調整手段による前記エ
ネルギ偏差の調整に必要な電気エネルギの充放電と、前
記電動機による動力のやり取りに必要な電気エネルギの
充放電とが可能な蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電す
べき目標電力を設定する目標電力設定手段とを備え、前
記損失演算手段は、前記原動機から出力される動力と前
記目標電力とを用いてエネルギ変換により前記目標動力
を前記駆動軸に出力すると共に該目標電力で前記蓄電手
段を充放電可能な該原動機，該エネルギ調整手段および
該電動機の運転状態の少なくとも２以上の組合せについ
て、それぞれ前記記憶手段に記憶された各損失から全損
失を演算する手段であるものとすることもできる。
【００２１】こうすれば、蓄電手段の目標電力による充
放電を伴いながら目標動力を駆動軸に出力する際の全損
失の最も小さな運転状態の組み合わせで原動機，エネル
ギ調整手段および電動機を運転することができる。この
結果、装置全体の効率をより高くすることができる。
【００２２】電動機が駆動軸と動力のやり取りを行なう
本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記
組合せ設定手段は、前記回転数検出手段により検出され
た回転数で回転可能な前記電動機の運転状態のうち少な
くとも２以上のトルクを順次変数として導出する変数導
出手段と、該導出された変数と前記回転数検出手段によ
り検出された回転数とにより前記電動機の運転状態を設
定する第１運転状態設定手段と、該第１運転状態設定手
段により設定された運転状態で該電動機を運転するのに
必要な電気エネルギを入出力すると共に前記目標動力に
おけるトルクと前記変数との偏差のトルクを出力するよ
うエネルギ調整手段の運転状態を設定する第２運転状態
設定手段と、該第２運転状態設定手段により設定された
運転状態から定まる前記出力軸の回転数とトルクとによ
り前記原動機の運転状態を設定する第３運転状態設定手
段とを備え、前記第１ないし第３運転状態設定手段によ
り設定された各運転状態を前記運転状態の組合せとして
設定する手段であるものとすることもできる。
【００２３】また、電動機が原動機の出力軸と動力のや
り取りを行なう本発明の第１または第２の動力出力装置
において、前記組合せ設定手段は、前記回転数検出手段
により検出された回転数と前記目標動力とから求められ
る前記駆動軸に出力すべきトルクを出力可能な前記エネ
ルギ調整手段の運転状態のうち前記出力軸の少なくとも
２以上の回転数を順次変数として導出する変数導出手段
と、該導出された変数と前記駆動軸に出力すべきトルク
とにより前記エネルギ調整手段の運転状態を設定する第
１運転状態設定手段と、該第１運転状態設定手段により
設定された運転状態で該エネルギ調整手段を運転するの
に必要な電気エネルギを入出力するよう前記電動機の運
転状態を設定する第２運転状態設定手段と、該第２運転
状態設定手段により設定された運転状態におけるトルク
と前記駆動軸に出力すべきトルクとの和と、前記変数と
により、前記原動機の運転状態を設定する第３運転状態
設定手段とを備え、前記第１ないし第３運転状態設定手
段により設定された各運転状態を前記運転状態の組合せ
として設定する手段であるものとすることもできる。
【００２４】あるいは、電動機が駆動軸と動力のやり取
りを行なうと共に蓄電手段を目標電力で充放電する本発
明の第１または第２の動力出力装置において、前記組合
せ設定手段は、前記回転数検出手段により検出された回
転数で回転可能な前記電動機の運転状態のうち少なくと
も２以上のトルクを順次変数として導出する変数導出手
段と、該導出された変数と前記回転数検出手段により検
出された回転数とにより前記電動機の運転状態を設定す
る第１運転状態設定手段と、該第１運転状態設定手段に
より設定された運転状態で該電動機を運転するのに必要
な電気エネルギと前記目標電力に相当する電気エネルギ
との和を入出力すると共に前記目標動力におけるトルク
と前記変数との偏差のトルクを出力するようエネルギ調
整手段の運転状態を設定する第２運転状態設定手段と、
該第２運転状態設定手段により設定された運転状態から
定まる前記出力軸の回転数とトルクとにより前記原動機
の運転状態を設定する第３運転状態設定手段とを備え、
前記第１ないし第３運転状態設定手段により設定された
各運転状態を前記運転状態の組合せとして設定する手段
であるものとすることもできる。
【００２５】さらに、電動機が原動機の出力軸と動力の
やり取りを行なうと共に蓄電手段を目標電力で充放電す
る本発明の第１または第２の動力出力装置において、前
記組合せ設定手段は、前記回転数検出手段により検出さ
れた回転数と前記目標動力とから求められる前記駆動軸
に出力すべきトルクを出力可能な前記エネルギ調整手段
の運転状態のうち前記出力軸の少なくとも２以上の回転
数を順次変数として導出する変数導出手段と、該導出さ
れた変数と前記駆動軸に出力すべきトルクとにより前記
エネルギ調整手段の運転状態を設定する第１運転状態設
定手段と、該第１運転状態設定手段により設定された運
転状態で該エネルギ調整手段を運転するのに必要な電気
エネルギと前記目標電力に相当する電気エネルギとの和
を入出力するよう前記電動機の運転状態を設定する第２
運転状態設定手段と、該第２運転状態設定手段により設
定された運転状態におけるトルクと前記駆動軸に出力す
べきトルクとの和と、前記変数とにより、前記原動機の
運転状態を設定する第３運転状態設定手段とを備え、前
記第１ないし第３運転状態設定手段により設定された各
運転状態を前記運転状態の組合せとして設定する手段で
あるものとすることもできる。
【００２６】これらの変数導出手段と第１ないし第３運
転状態設定手段とを備える態様の動力出力装置におい
て、「電動機を運転するのに必要な電気エネルギ」には
電動機の損失も含まれ、「エネルギ調整手段を運転する
のに必要な電気エネルギ」にはエネルギ調整手段の損失
も含まれる。
【００２７】こうした変数導出手段と第１ないし第３運
転状態設定手段とを備える態様の動力出力装置によれ
ば、原動機，エネルギ調整手段および電動機の運転状態
の組合せを容易に設定することができる。
【００２８】本発明の第３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、前記原動機の出力軸に結合される第１の回転
軸と前記駆動軸に結合される第２の回転軸とを有し、前
記第１の回転軸に入出力される動力と前記第２の回転軸
に入出力される動力とのエネルギ偏差を対応する電気エ
ネルギの入出力により調整するエネルギ調整手段と、前
記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電動
機と、前記原動機から出力される動力をトルク変換して
駆動軸に出力可能な前記原動機，前記エネルギ調整手段
および前記電動機の運転状態の組合せのうち、該原動
機，該エネルギ調整手段および該電動機の各損失の総計
が小さい運転状態の組合せを前記駆動軸に出力すべき各
動力に対応させて記憶する組合せ記憶手段と、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、該設定された目標動力と前記組合せ記憶手段により
記憶された運転状態の組合せとに基づいて該目標動力に
対応する前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記
電動機の運転状態を設定する運転状態設定手段と、該設
定された運転状態で運転されるよう前記原動機，前記エ
ネルギ調整手段および前記電動機の運転を制御する運転
制御手段とを備えることを要旨とする。
【００２９】この本発明の第３の動力出力装置は、原動
機の出力軸に結合される第１の回転軸と駆動軸に結合さ
れる第２の回転軸とを有するエネルギ調整手段が、第１
の回転軸に入出力される動力と第２の回転軸に入出力さ
れる動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入
出力により調整し、電動機が、駆動軸または出力軸と動
力のやり取りをする。組合せ記憶手段は、原動機から出
力される動力をトルク変換して駆動軸に出力可能な原動
機，エネルギ調整手段および電動機の運転状態の組合せ
のうち、原動機，エネルギ調整手段および電動機の各損
失の総計が小さい運転状態の組合せを駆動軸に出力すべ
き各動力に対応させて記憶する。運転状態設定手段は、
目標動力設定手段により設定された駆動軸に出力すべき
目標動力と組合せ記憶手段により記憶された運転状態の
組合せとに基づいて、この目標動力に対応する原動機，
エネルギ調整手段および電動機の運転状態を設定し、運
転制御手段は、この設定された運転状態で運転されるよ
う原動機，エネルギ調整手段および電動機の運転を制御
する。
【００３０】こうした本発明の第３の動力出力装置によ
れば、原動機から出力される動力をトルク変換して駆動
軸に出力する際の各損失の総計が小さな運転状態の組合
わせで原動機，エネルギ調整手段および電動機を運転す
ることができる。この結果、装置全体の効率をより高く
することができる。しかも、原動機から出力される動力
をトルク変換して駆動軸に出力可能な原動機，エネルギ
調整手段および電動機の運転状態の組合せのうち、原動
機，エネルギ調整手段および電動機の各損失の総計が小
さい運転状態の組合せを駆動軸に出力すべき各動力に対
応させて記憶しており、これに基づいて目標動力に対応
する原動機，エネルギ調整手段および電動機の運転状態
を設定するから、損失計算に要する時間を要することな
く、直ちに各損失の総計が小さな運転状態とすることが
できる。
【００３１】この本発明の第３の動力出力装置におい
て、前記エネルギ調整手段による前記エネルギ偏差の調
整に必要な電気エネルギの充放電と、前記電動機による
動力のやり取りに必要な電気エネルギの充放電とが可能
な蓄電手段と、前記蓄電手段を充放電すべき目標電力を
設定する目標電力設定手段とを備え、前記組合せ記憶手
段は、前記原動機から出力される動力を前記蓄電手段の
充放電による電力とをエネルギ変換して駆動軸に出力可
能な前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動
機の運転状態の組合せのうち、該原動機，該エネルギ調
整手段および該電動機の各損失の総計が小さい運転状態
の組合せを前記駆動軸に出力すべき各動力と前記蓄電手
段の充放電による電力とに対応させて記憶する手段であ
り、前記運転状態設定手段は、前記目標動力設定手段に
より設定された目標動力と前記目標電力設定手段により
設定された目標電力と前記組合せ記憶手段により記憶さ
れた運転状態の組合せとに基づいて、該目標動力と該目
標電力とに対応する前記原動機，前記エネルギ調整手段
および前記電動機の運転状態を設定する手段であるもの
とすることもできる。
【００３２】こうすれば、蓄電手段の目標電力による充
放電を伴いながら目標動力を駆動軸に出力する際の各損
失の総計の小さな運転状態の組合わせで原動機，エネル
ギ調整手段および電動機を運転することができる。この
結果、装置全体の効率をより高くすることができる。
【００３３】こうした変形例を含め本発明の第１ないし
第３のいずれかの動力出力装置において、前記エネルギ
調整手段は、前記第１の回転軸に結合された第１のロー
タと、前記第２の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該両回転軸間の動力のや
り取りをすると共に、該両ロータ間の電磁的な結合と該
両ロータ間の回転数差とに基づいて電気エネルギを入出
力する対ロータ電動機であるものとすることもできる。
【００３４】また、電動機が駆動軸と動力のやり取りを
行なうと共にエネルギ調整手段が対ロータ電動機である
本発明の第１または第２の動力出力装置において、前記
電動機は、前記対ロータ電動機の第２のロータと、該第
２のロータを回転可能なステータとからなるものとする
こともできる。こうすれば、装置の小型化を図ることが
できる。
【００３５】あるいは、電動機が原動機の出力軸と動力
のやり取りを行なうと共にエネルギ調整手段が対ロータ
電動機である本発明の第１または第２の動力出力装置に
おいて、前記電動機は、前記対ロータ電動機の第１のロ
ータと、該第１のロータを回転可能なステータとからな
るものとすることもできる。こうすれば、装置の小型化
を図ることができる。
【００３６】また、エネルギ調整手段が対ロータ電動機
である本発明の第１ないし第３のいずれかの動力出力装
置において、前記電動機は、第３の回転軸と動力のやり
取りをする電動機であり、前記第３の回転軸と前記出力
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、前記第３の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、前記損失演算手段は、前記第１の接続手段による接
続が解除されると共に前記第２の接続手段による接続が
行なわれる接続状態および／または前記第１の接続手段
による接続が行なわれると共に前記第２の接続手段によ
る接続が解除される接続状態で、前記原動機から出力さ
れる動力をトルク変換により前記目標動力として前記駆
動軸に出力可能な該原動機，該エネルギ調整手段および
該電動機の運転状態の少なくとも２以上の組合せについ
て、それぞれ全損失を演算する手段であり、前記目標運
転状態設定手段は、前記演算された各全損失のうち最も
小さな全損失となる前記接続状態と前記運転状態との組
合わせを前記第１および第２の接続手段の目標接続状態
と前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機
の目標運転状態として設定する手段であり、前記運転制
御手段は、前記設定された目標接続状態となるよう前記
第１および第２の接続手段の接続を制御すると共に、前
記設定された目標運転状態で運転されるよう前記原動
機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の運転を制
御する手段であるものとすることもできる。
【００３７】この態様とすれば、電動機を原動機の出力
軸に取り付ける場合と電動機を駆動軸に取り付ける場合
とを含めて全損失が最小となるよう装置を運転すること
ができる。この結果、更に装置全体の効率を高くするこ
とができる。
【００３８】本発明の第１ないし第３のいずれかの動力
出力装置において、前記エネルギ調整手段は、前記第１
の回転軸および前記第２の回転軸と異なる第３の回転軸
を有し、前記３つの回転軸のうちいずれか２つの回転軸
へ入出力される動力を決定したとき、該決定された動力
に基づいて残余の回転軸へ動力を入出力する３軸式動力
入出力手段と、前記第３の回転軸と動力のやり取りをす
る回転軸電動機とを備えるものとすることもできる。
【００３９】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、前記原動機の出力軸に結
合される第１の回転軸と駆動軸に結合される第２の回転
軸とを有し、前記第１の回転軸に入出力される動力と前
記第２の回転軸に入出力される動力とのエネルギ偏差を
対応する電気エネルギの入出力により調整するエネルギ
調整手段と、前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり
取りをする電動機とを備え、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、（ａ）前記駆動軸
に出力すべき目標動力を設定し、（ｂ）前記原動機から
出力される動力をトルク変換により前記目標動力として
前記駆動軸に出力可能な該原動機，該エネルギ調整手段
および該電動機の運転状態の少なくとも２以上の組合せ
について、それぞれ全損失を演算し、（ｃ）該演算され
た各全損失のうち最も小さな全損失となる運転状態の組
合わせを前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記
電動機の目標運転状態として設定し、（ｄ）該設定され
た目標運転状態で運転されるよう前記原動機，前記エネ
ルギ調整手段および前記電動機の運転を制御することを
要旨とする
【００４０】この本発明の第１の動力出力装置の制御方
法によれば、原動機から出力される動力をトルク変換し
て駆動軸に出力する際の全損失の最も小さな運転状態の
組み合わせで原動機，エネルギ調整手段および電動機を
運転することができる。この結果、装置全体の効率をよ
り高くすることができる。
【００４１】こうした本発明の第１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、更に、前記エネ
ルギ調整手段による前記エネルギ偏差の調整に必要な電
気エネルギの充放電と、前記電動機による動力のやり取
りに必要な電気エネルギの充放電とが可能な蓄電手段を
備え、前記ステップ（ｂ）に代えて、（ｂ１）前記蓄電
手段を充放電すべき目標電力を設定し、（ｂ２）前記原
動機から出力される動力と前記目標電力とを用いてエネ
ルギ変換により前記目標動力を前記駆動軸に出力すると
共に該目標電力で前記蓄電手段を充放電可能な該原動
機，該エネルギ調整手段および該電動機の運転状態の少
なくとも２以上の組合せについて、それぞれ全損失を演
算する、ステップを備えるものとすることもできる。
【００４２】こうすれば、蓄電手段の目標電力による充
放電を伴いながら目標動力を駆動軸に出力する際の全損
失の最も小さな運転状態の組み合わせで原動機，エネル
ギ調整手段および電動機を運転することができる。この
結果、装置全体の効率をより高くすることができる。
【００４３】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、前記原動機の出力軸に結
合される第１の回転軸と駆動軸に結合される第２の回転
軸とを有し、前記第１の回転軸に入出力される動力と前
記第２の回転軸に入出力される動力とのエネルギ偏差を
対応する電気エネルギの入出力により調整するエネルギ
調整手段と、前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり
取りをする電動機と、前記原動機の運転可能な運転状態
の各損失と、前記エネルギ調整手段の運転可能な運転状
態の各損失と、前記電動機の運転可能な運転状態の各損
失とを記憶する損失記憶手段とを備え、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、（ａ）
前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定し、（ｂ）前記
原動機から出力される動力を前記目標動力にトルク変換
して前記駆動軸に出力可能な該原動機，該エネルギ調整
手段および該電動機の運転状態の少なくとも２以上の組
合せについて、それぞれ前記記憶手段に記憶された各損
失から全損失を演算し、（ｃ）該演算された各全損失の
うち最も小さな全損失となる運転状態の組合わせを前記
原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の目標
運転状態として設定し、（ｄ）該設定された目標運転状
態で運転されるよう前記原動機，前記エネルギ調整手段
および前記電動機の運転を制御することを要旨とする。
【００４４】この本発明の第２の動力出力装置の制御方
法によれば、原動機から出力される動力をトルク変換し
て駆動軸に出力する際の全損失の最も小さな運転状態の
組み合わせで原動機，エネルギ調整手段および電動機を
運転することができる。この結果、装置全体の効率をよ
り高くすることができる。しかも、原動機やエネルギ調
整手段，電動機の運転可能な運転状態の各損失を記憶し
ているから、全損失を短時間で算出することができる。
【００４５】こうした本発明の第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、更に、前記エネ
ルギ調整手段による前記エネルギ偏差の調整に必要な電
気エネルギの充放電と、前記電動機による動力のやり取
りに必要な電気エネルギの充放電とが可能な蓄電手段を
備え、前記ステップ（ｂ）に代えて、（ｂ１）前記蓄電
手段を充放電すべき目標電力を設定し、（ｂ２）前記原
動機から出力される動力と前記目標電力とを用いてエネ
ルギ変換により前記目標動力を前記駆動軸に出力すると
共に該目標電力で前記蓄電手段を充放電可能な該原動
機，該エネルギ調整手段および該電動機の運転状態の少
なくとも２以上の組合せについて、それぞれ前記記憶手
段に記憶された各損失から全損失を演算する、ステップ
を備えるものとすることもできる。
【００４６】こうすれば、蓄電手段の目標電力による充
放電を伴いながら目標動力を駆動軸に出力する際の全損
失の最も小さな運転状態の組み合わせで原動機，エネル
ギ調整手段および電動機を運転することができる。この
結果、装置全体の効率をより高くすることができる。
【００４７】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、前記原動機の出力軸に結
合される第１の回転軸と駆動軸に結合される第２の回転
軸とを有し、前記第１の回転軸に入出力される動力と前
記第２の回転軸に入出力される動力とのエネルギ偏差を
対応する電気エネルギの入出力により調整するエネルギ
調整手段と、前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり
取りをする電動機と、前記原動機から出力される動力を
トルク変換して駆動軸に出力可能な前記原動機，前記エ
ネルギ調整手段および前記電動機の運転状態の組合せの
うち、該原動機，該エネルギ調整手段および該電動機の
各損失の総計が小さい運転状態の組合せを前記駆動軸に
出力すべき各動力に対応させて記憶する組合せ記憶手段
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、（ａ）前記駆動軸に出力すべき目標
動力を設定し、（ｂ）該設定された目標動力と前記組合
せ記憶手段により記憶された運転状態の組合せとに基づ
いて該目標動力に対応する前記原動機，前記エネルギ調
整手段および前記電動機の運転状態を設定し、（ｃ）該
設定された運転状態で運転されるよう前記原動機，前記
エネルギ調整手段および前記電動機の運転を制御するこ
とを要旨とする。
【００４８】この本発明の第３の動力出力装置の制御方
法によれば、原動機から出力される動力をトルク変換し
て駆動軸に出力する際の各損失の総計が小さな運転状態
の組合わせで原動機，エネルギ調整手段および電動機を
運転することができる。この結果、装置全体の効率をよ
り高くすることができる。しかも、原動機から出力され
る動力をトルク変換して駆動軸に出力可能な原動機，エ
ネルギ調整手段および電動機の運転状態の組合せのう
ち、原動機，エネルギ調整手段および電動機の各損失の
総計が小さい運転状態の組合せを駆動軸に出力すべき各
動力に対応させて記憶しており、これに基づいて目標動
力に対応する原動機，エネルギ調整手段および電動機の
運転状態を設定するから、損失計算に要する時間を要す
る異なく、直ちに各損失の総計が小さな運転状態とする
ことができる。
【００４９】こうした本発明の第３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、前記組合せ記憶
手段に代えて、前記エネルギ調整手段による前記エネル
ギ偏差の調整に必要な電気エネルギの充放電と、前記電
動機による動力のやり取りに必要な電気エネルギの充放
電とが可能な蓄電手段と、前記原動機から出力される動
力を前記蓄電手段の充放電による電力とをエネルギ変換
して駆動軸に出力可能な前記原動機，前記エネルギ調整
手段および前記電動機の運転状態の組合せのうち、該原
動機，該エネルギ調整手段および該電動機の各損失の総
計が小さい運転状態の組合せを前記駆動軸に出力すべき
各動力と前記蓄電手段の充放電による電力とに対応させ
て記憶する組合せ記憶手段とを備え、前記ステップ
（ｂ）に代えて、（ｂ１）前記蓄電手段を充放電すべき
目標電力を設定し、（ｂ２）前記設定された目標動力と
前記設定された目標電力と前記組合せ記憶手段により記
憶された運転状態の組合せとに基づいて、該目標動力と
該目標電力とに対応する前記原動機，前記エネルギ調整
手段および前記電動機の運転状態を設定する、ステップ
を備えるものとすることもできる。
【００５０】こうすれば、蓄電手段の目標電力による充
放電を伴いながら目標動力を駆動軸に出力する際の各損
失の総計の小さな運転状態の組合わせで原動機，エネル
ギ調整手段および電動機を運転することができる。この
結果、装置全体の効率をより高くすることができる。
【００５１】これら本発明の第１ないし第３の動力出力
装置の制御方法において、動力出力装置が備えるエネル
ギ調整手段は、前記第１の回転軸に結合された第１のロ
ータと、前記第２の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該両回転軸間の動力の
やり取りをすると共に、該両ロータ間の電磁的な結合と
該両ロータ間の回転数差とに基づいて電気エネルギを入
出力する対ロータ電動機であるものとすることもでき
る。また、前記エネルギ調整手段は、前記第１の回転軸
および前記第２の回転軸と異なる第３の回転軸を有し、
前記３つの回転軸のうちいずれか２つの回転軸へ入出力
される動力を決定したとき、該決定された動力に基づい
て残余の回転軸へ動力を入出力する３軸式動力入出力手
段と、前記第３の回転軸と動力のやり取りをする回転軸
電動機とを備えるものとすることもできる。
【００５２】本発明の第４の動力出力装置の制御方法
は、出力軸を有する原動機と、前記原動機の出力軸に結
合される第１の回転軸と駆動軸に結合される第２の回転
軸とを有し、前記第１の回転軸に入出力される動力と前
記第２の回転軸に入出力される動力とのエネルギ偏差を
対応する電気エネルギの入出力により調整するエネルギ
調整手段と、第３の回転軸と動力のやり取りをする電動
機と、前記第３の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、前記第３
の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、（ａ）前
記駆動軸に出力すべき目標動力を設定し、（ｂ）前記第
１の接続手段による接続が解除されると共に前記第２の
接続手段による接続が行なわれる接続状態および／また
は前記第１の接続手段による接続が行なわれると共に前
記第２の接続手段による接続が解除される接続状態で、
前記原動機から出力される動力をトルク変換により前記
目標動力として前記駆動軸に出力可能な該原動機，該エ
ネルギ調整手段および該電動機の運転状態の少なくとも
２以上の組合せについて、それぞれ全損失を演算し、
（ｃ）該演算された各全損失のうち最も小さな全損失と
なる前記接続状態と前記運転状態との組合わせを前記第
１および第２の接続手段の目標接続状態と前記原動機，
前記エネルギ調整手段および前記電動機の目標運転状態
として設定し、（ｄ）該設定された目標接続状態となる
よう前記第１および第２の接続手段の接続を制御すると
共に、前記設定された目標運転状態で運転されるよう前
記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の運
転を制御することを要旨とする。
【００５３】この本発明の第４の動力出力装置の制御方
法によれば、電動機を原動機の出力軸に取り付ける場合
と電動機を駆動軸に取り付ける場合とを含めて原動機か
ら出力される動力をトルク変換して駆動軸に出力する際
の全損失の最も小さな接続状態と運転状態との組み合わ
せで第１および第２の接続手段の接続を制御すると共
に、原動機，エネルギ調整手段および電動機を運転する
ことができる。この結果、装置全体の効率をより高くす
ることができる。
【００５４】
【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２０の概略構成を示す構成図、図２
は図１の動力出力装置２０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。
【００５５】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。
【００５６】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。
【００５７】エンジン５０のクランクシャフト５６に
は、後述するクラッチモータ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２
６，２８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８４やアクセルペダル６
４に設けられたアクセルペダルポジションセンサ６４
ａ，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６５ａ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。
【００５８】図１に示すように、実施例の動力出力装置
２０は、大きくは、エンジン５０と、エンジン５０のク
ランクシャフト５６にアウタロータ３２が結合されると
共に駆動軸２２にインナロータ３４が結合されたクラッ
チモータ３０と、駆動軸２２に結合されたロータ４２を
有するアシストモータ４０と、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とか
ら構成されている。
【００５９】クラッチモータ３０は、図１に示すよう
に、アウタロータ３２の内周面に永久磁石３５を備え、
インナロータ３４に形成されたスロットに三相のコイル
３６を巻回する同期電動機として構成されている。この
三相コイル３６への電力は、スリップリング３８を介し
て供給される。インナロータ３４において三相コイル３
６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。
なお、クランクシャフト５６には、その回転角度θｅを
検出するレゾルバ３９が設けられているが、このレゾル
バ３９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。
【００６０】他方、アシストモータ４０も同期電動機と
して構成されているが、回転磁界を形成する三相コイル
４４は、ケース４５に固定されたステータ４３に巻回さ
れている。このステータ４３も、無方向性電磁鋼板の薄
板を積層することで形成されている。ロータ４２の外周
面には、複数個の永久磁石４６が設けられている。アシ
ストモータ４０では、この永久磁石４６により磁界と三
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。ロータ４２が機械的に結合された軸
は、動力出力装置２０のトルクの出力軸である駆動軸２
２であり、駆動軸２２には、その回転角度θｄを検出す
るレゾルバ４８が設けられている。また、駆動軸２２
は、ケース４５に設けられたベアリング４９により軸支
されている。
【００６１】係るクラッチモータ３０とアシストモータ
４０とは、クラッチモータ３０のインナロータ３４がア
シストモータ４０のロータ４２、延いては駆動軸２２に
機械的に結合されている。したがって、エンジン５０と
両モータ３０，４０との関係を簡略に言えば、エンジン
５０からクランクシャフト５６に出力された軸トルクが
クラッチモータ３０のアウタロータ３２およびインナロ
ータ３４を介して駆動軸２２に出力され、アシストモー
タ４０からのトルクがこれに加減算されるということに
なる。
【００６２】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を有するアウタロータ３２も三
相コイル３６を備えたインナロータ３４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。クラッチモータ
３０のアウタロータ３２はクランクシャフト５６に、イ
ンナロータ３４は駆動軸２２に結合されており、アウタ
ロータ３２に永久磁石３５が設けられていることは既に
説明した。この永久磁石３５は、実施例では８個（Ｎ極
が４個でＳ極が４個）設けられており、アウタロータ３
２の内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インナロータ３４の三相コ
イル３６は、インナロータ３４に設けられた計１２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３６の各々は、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２２に固定された回転リング３８
ａとブラシ３８ｂとから構成されている。なお、三相
（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の電流をやり取りするために、スリッ
プリング３８には三相分の回転リング３８ａとブラシ３
８ｂとが用意されている。
【００６３】隣接する一組の永久磁石３５が形成する磁
界と、インナロータ３４に設けられた三相コイル３６が
形成する回転磁界との相互作用により、アウタロータ３
２とインナロータ３４とは種々の振る舞いを示す。通常
は、三相コイル３６に流す三相交流の周波数は、クラン
クシャフト５６に直結されたアウタロータ３２の回転数
とインナロータ３４の回転数との偏差の４倍の周波数と
している。
【００６４】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と、アシストモータ４０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
制御ＣＰＵ９０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、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ＣＰ
Ｕ９０には、レゾルバ３９からのエンジン５０の回転角
度θｅ、レゾルバ４８からの駆動軸２２の回転角度θ
ｄ、アクセルペダルポジションセンサ６４ａからのアク
セルペダルポジション（アクセルペダル６４の踏込量）
ＡＰ、ブレーキペダルポジションセンサ６５ａからのブ
レーキペダルポジション（ブレーキペダル６５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，Ｉ
ｖｃ、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、残容量
検出器９９からのバッテリ９４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９
４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。
【００６５】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）３６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３６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３６により、回転磁界が
形成される。
【００６６】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。
【００６７】以上構成を説明した第１実施例の動力出力
装置２０の動作について説明する。第１実施例の動力出
力装置２０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がＥＦＩＥＣＵ７０により運
転され、エンジン５０の回転数Ｎｅが値Ｎ１で回転して
いるとする。このとき、制御装置８０がスリップリング
３８を介してクラッチモータ３０の三相コイル３６に何
等電流を流していないとすれば、即ち第１の駆動回路９
１のトランジスタＴｒ１，３，５をオフとしトランジス
タＴｒ２，４，６をオンとした状態であれば、三相コイ
ル３６には何等の電流も流れないから、クラッチモータ
３０のアウタロータ３２とインナロータ３４とは電磁的
に全く結合されていない状態となり、エンジン５０のク
ランクシャフト５６は空回りしている状態となる。
【００６８】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０が制御信号
ＳＷ１を出力してトランジスタをオンオフ制御すると、
エンジン５０のクランクシャフト５６の回転数Ｎｅと駆
動軸２２の回転数Ｎｄとの偏差（言い換えれば、クラッ
チモータ３０におけるアウタロータ３２とインナロータ
３４の回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ））に応じて、クラッ
チモータ３０の三相コイル３６に電流が流れ、クラッチ
モータ３０は発電機として機能し、電流が第１の駆動回
路９１を介して回生され、バッテリ９４が充電される。
このとき、アウタロータ３２とインナロータ３４とは滑
りが存在する電磁的な結合状態となり、インナロータ３
４は、エンジン５０の回転数Ｎｅ（クランクシャフト５
６の回転数）より低い回転数Ｎｄで回転する。この状態
で、回生される電気エネルギと等しいエネルギがアシス
トモータ４０で消費されるように、制御ＣＰＵ９０が第
２の駆動回路９２を制御すると、アシストモータ４０の
三相コイル４４に電流が流れ、アシストモータ４０にお
いてトルクが発生する。
【００６９】図３に照らせば、エンジン５０の回転数Ｎ
ｅが値Ｎ１でトルクＴｅが値Ｔ１の運転ポイントＰ１で
運転しているときに、クラッチモータ３０で値Ｔ１のト
ルクを駆動軸２２に伝達すると共に領域Ｇ１で表わされ
るエネルギを回生し、この回生されたエネルギを領域Ｇ
２で表わされるエネルギとしてアシストモータ４０に供
給することにより、値Ｎ２の回転数で回転する駆動軸２
２に値Ｔ２のトルクを出力することができる。
【００７０】次に、エンジン５０の回転数Ｎｅが値Ｎ２
でトルクＴｅが値Ｔ２の運転ポイントＰ２で運転されて
おり、駆動軸２２の回転数Ｎｄが値Ｎ２より大きな値Ｎ
１で回転している場合を考える。この状態では、クラッ
チモータ３０のインナロータ３４は、アウタロータ３２
に対して回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ）の絶対値で示され
る回転数で駆動軸２２の回転方向に回転するから、クラ
ッチモータ３０は、通常のモータとして機能し、バッテ
リ９４からの電力により駆動軸２２に回転エネルギを与
える。一方、制御ＣＰＵ９０によりアシストモータ４０
により電力を回生するよう第２の駆動回路９２を制御す
ると、アシストモータ４０のロータ４２とステータ４３
との間の滑りにより三相コイル４４に回生電流が流れ
る。ここで、アシストモータ４０により回生される電力
がクラッチモータ３０により消費されるよう制御ＣＰＵ
９０により第１および第２の駆動回路９１，９２を制御
すれば、クラッチモータ３０を、バッテリ９４に蓄えら
れた電力を用いることなく駆動することができる。
【００７１】図３に照らせば、クランクシャフト５６の
回転数Ｎｅが値Ｎ２でトルクＴｅが値Ｔ２の運転ポイン
トＰ２で運転しているときに、領域Ｇ１と領域Ｇ３との
和として表わされるエネルギをクラッチモータ３０に供
給して駆動軸２２に値Ｔ２のトルクを出力すると共に、
クラッチモータ３０に供給するエネルギを領域Ｇ２と領
域Ｇ３との和として表わされるエネルギとしてアシスト
モータ４０から回生して賄うことにより、値Ｎ１の回転
数で回転する駆動軸２２に値Ｔ１のトルクを出力するこ
とができる。
【００７２】なお、第１実施例の動力出力装置２０で
は、こうしたエンジン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Ｎ
ｅとの積）を駆動軸２２に要求される動力（トルクＴｄ
と回転数Ｎｄとの積）より大きくして余剰の電気エネル
ギを見い出し、バッテリ９４の充電を伴う動作とした
り、逆にエンジン５０から出力される動力を駆動軸２２
に要求される動力より小さくして電気エネルギが不足す
るものし、バッテリ９４から放電を伴う動作とすること
もできる。
【００７３】次に、実施例の動力出力装置２０における
トルク制御について図４に例示するトルク制御ルーチン
に基づき具体的に説明する。トルク制御ルーチンは、動
力出力装置が起動されてから所定時間毎（例えば、２０
ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。本ルーチンが実行
されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、駆
動軸２２の回転数Ｎｄを読み込む処理を実行する（ステ
ップＳ１００）。駆動軸２２の回転数Ｎｄは、レゾルバ
４８により検出される駆動軸２２の回転角度θｄから求
めることができる。
【００７４】続いて、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６４の踏込量で
あるアクセルペダルポジションＡＰを読み込む処理を行
なう（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
ものであり、したがって、アクセルペダルポジションＡ
Ｐの値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）に対応するものである。
次に、読み込んだ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Ｔｄ＊を導出する処理
を行なう（ステップＳ１０４）。実施例では、各アクセ
ルペダルポジションＡＰと回転数Ｎｄとの組み合わせに
対して対応するトルク指令値Ｔｄ＊を定め、これを予め
マップとしてＲＯＭ９０ｂに記憶しておき、駆動軸２２
の回転数ＮｄとアクセルペダルポジションＡＰが読み込
まれると、ＲＯＭ９０ｂに記憶したマップを参照して対
応するトルク指令値Ｔｄ＊を導出するものとした。な
お、このマップの一例を図５に示す。そして、こうして
導き出したトルク指令値Ｔｄ＊と読み込まれた駆動軸２
２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＝Ｎｄ×Ｔｄ＊）により求める（ス
テップＳ１０６）。
【００７５】次に、残容量検出器９９により検出される
バッテリ９４の残容量ＢRMを読み込み（ステップＳ１０
８）、読み込んだ残容量ＢRMを閾値Ｌ１および閾値Ｈ１
と比較する（ステップＳ１０９）。ここで、閾値Ｌ１お
よび閾値Ｈ１は、バッテリ９４の状態の適正範囲を定め
る下限値および上限値であり、バッテリ９４の特性等に
よって定められるものである。バッテリ９４の残容量Ｂ
RMが閾値Ｌ１未満のときには、バッテリ９４の充電が必
要と判断し、充放電電力Ｐｂに充電電力Ｐｂｉを設定し
（ステップＳ１１０）、残容量ＢRMが閾値Ｌ１以上閾値
Ｈ１以下のときには、バッテリ９４の状態は適正範囲に
あり充放電は不要と判断し、充放電電力Ｐｂに値０を設
定し（ステップＳ１１２）、残容量ＢRMが閾値Ｈ１より
大きいときには、バッテリ９４の放電が必要と判断し
て、充放電電力Ｐｂに放電電力Ｐｂｏを設定する（ステ
ップＳ１１４）。ここで、充電電力Ｐｂｉや放電電力Ｐ
ｂｏは、予め設定された電力としてもよく、バッテリ９
４の残容量ＢRMに応じて定めるものとしてもよい。な
お、実施例では、充電電力Ｐｂｉを正の値の電力とし、
放電電力Ｐｂｏを負の値の電力としているから、充放電
電力Ｐｂはバッテリ９４を充電するよう設定されるとき
には正の値となり、逆にバッテリ９４からの放電を伴う
よう設定されるときには負の値となる。
【００７６】そして、駆動軸２２の回転数Ｎｄやトルク
指令値Ｔｄ＊，充放電電力Ｐｂに基づいて、充放電電力
Ｐｂによるバッテリ９４の充放電を伴いながら駆動軸２
２にトルク指令値Ｔｄ＊のトルクを出力するよう、か
つ、エンジン５０，クラッチモータ３０およびアシスト
モータ４０の全損失が最小となるようエンジン５０の目
標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，クラッチモー
タ３０のトルク指令値Ｔｃ＊，アシストモータ４０のト
ルク指令値Ｔａ＊を設定し（ステップＳ１１６）、クラ
ッチモータ３０，アシストモータ４０およびエンジン５
０の各制御を行なう（ステップＳ１１８ないしＳ１２
２）。
【００７７】ステップＳ１１６の各指令値の設定処理
は、図６および図７に例示する指令値設定ルーチンによ
り行なわれる。以下、この指令値設定ルーチンに基づき
各指令値が設定される様子について説明する。本ルーチ
ンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、
まず、駆動軸２２の回転数Ｎｄをアシストモータ４０の
回転数Ｎａに設定する（ステップＳ１３０）。続いて、
設定した回転数Ｎａでアシストモータ４０が運転可能な
トルクＴａの範囲について１Ｎｍ毎のトルクの値を配列
Ｘ（ｉ）として設定する（ステップＳ１３２）。通常、
モータは、力行動作と回生動作とを含めて回転数とトル
クにより運転可能な範囲の最大値および最小値が特性曲
線として与えられるから、回転数が与えられれば、可能
なトルクの範囲は特性曲線から上限値および下限値とし
て求められる。実施例では、この下限値から上限値の範
囲について１Ｎｍを間隔として配列Ｘ（ｉ）を設定する
のである。なお、配列Ｘ（ｉ）を設定する際のトルクの
間隔として、実施例では１Ｎｍとしたが、この値に限定
されるものではなく如何なる値としてもよい。
【００７８】そして、図６に示すように、配列Ｘ（ｉ）
の数だけステップＳ１３４ないしＳ１６４の処理を繰り
返す。以下、ｉ番目の配列Ｘ（ｉ）のときの処理を代表
して説明する。制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、ま
ず、配列Ｘ（ｉ）が値０以上か否かを判定する（ステッ
プＳ１３４）。配列Ｘ（ｉ）は、前述したようにアシス
トモータ４０の運転可能なトルクであるから、アシスト
モータ４０を回生駆動する場合には負の値となり、力行
駆動するときには正の値となる。
【００７９】配列Ｘ（ｉ）が値０以上のとき、即ちアシ
ストモータ４０が力行駆動されるトルクのときには、制
御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、配列Ｘ（ｉ）と
回転数Ｎａとにより力行駆動されるアシストモータ４０
の損失Ｓａを導出する処理を行なう（ステップＳ１４
０）。実施例では、各回転数ＮａとトルクＴａとによっ
てアシストモータ４０を駆動したときの損失Ｓａを実験
などにより予め求めてマップとしてＲＯＭ９０ｂに記憶
しておき、回転数ＮａとトルクＴａとが与えられたとき
に、ＲＯＭ９０ｂに記憶したマップから損失Ｓａを導出
するものとした。なお、マップにより導出する手法に代
えて、理論式や実験式などにより算出するものとしても
よい。続いて、アシストモータ４０により消費される電
力Ｐａを次式（１）により算出すると共に（ステップＳ
１４１）、クラッチモータ３０のトルクＴｃ（ｉ）を次
式（２）により算出する（ステップＳ１４２）。クラッ
チモータ３０のトルクＴｃ（ｉ）が式（２）で算出でき
るのは、駆動軸２２に出力すべきトルクＴｄ＊が、クラ
ッチモータ３０のトルクＴｃとアシストモータ４０のト
ルクＴａとの和となるからである。
【００８０】 Ｐａ＝Ｘ（ｉ）×Ｎａ＋Ｓａ …（１） Ｔｃ（ｉ）＝Ｔｄ＊−Ｘ（ｉ） …（２）
【００８１】次に、クラッチモータ３０により回生され
る電力からクラッチモータ３０の損失Ｓｃを減じたもの
がアシストモータ４０により消費される電力Ｐａと充放
電電力Ｐｂ（正の値のときが充電で、負の値のときが放
電）との和に等しくなるようクラッチモータ３０の回転
数Ｎｃと損失Ｓｃとを計算する（ステップＳ１４３）。
即ち、次式（３）および式（４）が成立するようにクラ
ッチモータ３０の回転数Ｎｃと損失Ｓｃとを計算するの
である。クラッチモータ３０の損失Ｓｃは、アシストモ
ータ４０の損失Ｓａを導出したときと同様に、各回転数
ＮｃとトルクＴｃとによってクラッチモータ３０を駆動
したときの損失Ｓｃを実験などにより予め求めてマップ
としてＲＯＭ９０ｂに記憶しておき、回転数Ｎｃとトル
クＴｃとが与えられたときに、ＲＯＭ９０ｂに記憶した
マップから損失Ｓｃを導出するものとしたが、こうした
マップにより導出する手法に代えて、理論式や実験式な
どにより算出するものとしてもよいのは言うまでもな
い。なお、このステップＳ１４３の処理では、式（３）
に回転数Ｎｃと損失Ｓｃが含まれ、式（４）の損失Ｓｃ
は回転数Ｎｃに基づいてマップにより導出されるから、
回転数Ｎｃを順次変化させて式（４）により各回転数Ｎ
ｃに対応する損失Ｓｃを求め、各回転数Ｎｃと損失Ｓｃ
とを式（３）に代入してこれが成立する回転数Ｎｃと損
失Ｓｃとを求める処理となる。
【００８２】 Ｐａ＋Ｐｂ＝Ｔｃ（ｉ）×Ｎｃ−Ｓｃ …（３） Ｓｃ＝ｆｓｃ１（Ｔｃ（ｉ），Ｎｃ） …（４）
【００８３】続いて、算出したトルクＴｃ（ｉ）と駆動
軸２２の回転数Ｎｄとクラッチモータ３０の回転数Ｎｃ
とにより次式（５）および式（６）によりエンジン５０
のトルクＴｅ（ｉ）と回転数Ｎｅ（ｉ）とを算出する
（ステップＳ１４４）。ここで、式（５）のようにエン
ジン５０のトルクＴｅにクラッチモータ３０のトルクＴ
ｃを代入するのは、エンジン５０の負荷トルクがクラッ
チモータ３０のトルクＴｃになるからである。また、式
（６）のようにエンジン５０の回転数Ｎｅが計算される
のは、クラッチモータ３０の回転数Ｎｃがクランクシャ
フト５６の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄとの偏
差（Ｎｃ＝Ｎｅ−Ｎｄ）となるからである。
【００８４】Ｔｅ（ｉ）＝Ｔｃ（ｉ） …（５） Ｎｅ（ｉ）＝Ｎｄ＋Ｎｃ …（６）
【００８５】そして、求めたトルクＴｅ（ｉ）と回転数
Ｎｅ（ｉ）との運転ポイントでエンジン５０を運転した
ときの損失Ｓｅを導出する処理を行なう（ステップＳ１
４５）。この損失Ｓｅの導出は、アシストモータ４０の
損失Ｓａやクラッチモータ３０の損失Ｓｃの導出と同様
に、各回転数ＮｅとトルクＴｅとによってエンジン５０
を運転したときの損失Ｓｅを実験などにより予め求めて
マップとしてＲＯＭ９０ｂに記憶しておき、回転数Ｎｅ
とトルクＴｅとが与えられたときに、ＲＯＭ９０ｂに記
憶したマップから損失Ｓｅを導出するものとした。な
お、こうしたマップにより導出する手法に代えて、理論
式や実験式などにより算出するものとしてもよい。
【００８６】こうしてアシストモータ４０，クラッチモ
ータ３０およびエンジン５０の各損失Ｓａ，Ｓｃ，Ｓｅ
を求めると、これらの和をとって配列Ｘ（ｉ）のときの
全損失Ｓｔ（ｉ）を算出し（ステップＳ１６０）、配列
カウンタｉをインクリメントして（ステップＳ１６
２）、インクリメントした配列カウンタｉに対応する配
列Ｘ（ｉ）が存在するか否かを判定する（ステップＳ１
６４）。こうして配列カウンタｉをインクリメントする
ことにより配列Ｘ（ｉ）のすべてについてステップＳ１
３４ないしＳ１６４の処理を行なうのである。
【００８７】一方、ステップＳ１３４で配列Ｘ（ｉ）が
負の値であると判定されたとき、即ちアシストモータ４
０が回生駆動されるトルクのときには、制御装置８０の
制御ＣＰＵ９０は、まず、配列Ｘ（ｉ）と回転数Ｎａと
により回生駆動されるアシストモータ４０の損失Ｓａを
導出する処理を行なう（ステップＳ１５０）。この処理
も、アシストモータ４０が力行駆動されるときと同様
に、予めＲＯＭ９０ｂに記憶されたマップから損失Ｓａ
を導出するものとした。続いて、アシストモータ４０に
より回生される電力Ｐａを次式（７）により算出すると
共に（ステップＳ１５１）、クラッチモータ３０のトル
クＴｃ（ｉ）を上式（２）により算出する（ステップＳ
１５２）。式（７）の右辺第１項に負符号が付してある
のは、配列Ｘ（ｉ）が負であるから、負符号を加えて電
力Ｐａを正の値として取り扱うためである。
【００８８】 Ｐａ＝−Ｘ（ｉ）×Ｎａ−Ｓａ …（７）
【００８９】次に、クラッチモータ３０により消費され
る電力とクラッチモータ３０の損失Ｓｃとの和がアシス
トモータ４０により回生される電力Ｐａと充放電電力Ｐ
ｂとの差とに等しくなるようクラッチモータ３０の回転
数Ｎｃと損失Ｓｃとを計算する（ステップＳ１５３）。
即ち、次式（８）および式（９）が成立するようにクラ
ッチモータ３０の回転数Ｎｃと損失Ｓｃとを計算するの
である。式（８）および式（９）の式（３）および式
（４）に対する相違は、配列Ｘ（ｉ）が負の値であるに
も拘わらずアシストモータ４０により回生される電力Ｐ
ａを正の値として用いたこと、クラッチモータ３０が力
行駆動されることに基づく。なお、力行駆動されるクラ
ッチモータ３０の損失Ｓｃも、クラッチモータ３０が回
生駆動されるときと同様に、予めＲＯＭ９０ｂに記憶さ
れたマップから導出するものとした。また、このステッ
プＳ１５３の処理では、ステップＳ１４３の処理と同様
に、式（８）に回転数Ｎｃと損失Ｓｃが含まれ、式
（９）の損失Ｓｃは回転数Ｎｃに基づいてマップにより
導出されるから、回転数Ｎｃを順次変化させて式（９）
により各回転数Ｎｃに対応する損失Ｓｃを求め、各回転
数Ｎｃと損失Ｓｃとを式（８）に代入してこれが成立す
る回転数Ｎｃと損失Ｓｃとを求める処理となる。
【００９０】 Ｐａ−Ｐｂ＝−Ｔｃ（ｉ）×Ｎｃ＋Ｓｃ …（８） Ｓｃ＝ｆｓｃ２（Ｔｃ（ｉ），Ｎｃ） …（９）
【００９１】続いて、算出したトルクＴｃ（ｉ）と駆動
軸２２の回転数Ｎｄとクラッチモータ３０の回転数Ｎｃ
とにより次式（５）および式（６）によりエンジン５０
のトルクＴｅ（ｉ）と回転数Ｎｅ（ｉ）とを算出し（ス
テップＳ１５４）、ステップＳ１４５と同一の処理によ
り、算出したトルクＴｅ（ｉ）と回転数Ｎｅ（ｉ）との
運転ポイントでエンジン５０を運転したときの損失Ｓｅ
を導出する処理を行なう（ステップＳ１５５）。
【００９２】そして、求めたアシストモータ４０，クラ
ッチモータ３０およびエンジン５０の各損失Ｓａ，Ｓ
ｃ，Ｓｅの和をとって配列Ｘ（ｉ）のときの全損失Ｓｔ
（ｉ）の算出（ステップＳ１６０）、配列カウンタｉの
インクリメント（ステップＳ１６２）、インクリメント
した配列カウンタｉに対応する配列Ｘ（ｉ）の存在の確
認（ステップＳ１６４）の各処理を行なう。
【００９３】こうしてすべての配列Ｘ（ｉ）についてス
テップＳ１３４ないしＳ１６４の処理を終えて、ステッ
プＳ１６４で配列Ｘ（ｉ）の存在が否定されると、制御
装置８０の制御ＣＰＵ９０は、算出した全損失Ｓｔ
（ｉ）のうち最も小さなものの配列カウンタｉを決定し
（ステップＳ１６６）、この決定された配列カウンタｉ
における回転数Ｎｅ（ｉ）およびトルクＴｅ（ｉ）をエ
ンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊
に設定すると共にトルクＴｃ（ｉ）をクラッチモータ３
０のトルク指令値Ｔｃ＊に設定し、更に、配列Ｘ（ｉ）
をアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊に設定する
（ステップＳ１６８）。このように設定することによ
り、装置全体の損失が最も小さな状態で、即ち装置全体
の効率が最も高い状態で、充放電電力Ｐｂによるバッテ
リ９４の充放電を伴いながらトルク指令値Ｔｄ＊のトル
クを駆動軸２２に出力することができる。
【００９４】次に、図４のステップＳ１１８ないしＳ１
２２のクラッチモータ３０，アシストモータ４０および
エンジン５０の各制御について説明する。実施例では、
図示の都合上、クラッチモータ３０，アシストモータ４
０およびエンジン５０の各制御をトルク制御ルーチンの
別々のステップとして記載したが、実際には、これらの
制御はこの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、クラッチモータ３０とアシストモータ４０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、
ＥＦＩＥＣＵ７０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。
【００９５】クラッチモータ３０の制御（図４のステッ
プＳ１１８）は、図８に例示するクラッチモータ制御ル
ーチンによってなされる。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、駆動軸２
２の回転角度θｄをレゾルバ４８から、エンジン５０の
クランクシャフト５６の回転角度θｅをレゾルバ３９か
ら入力する処理を行ない（ステップＳ１７０，Ｓ１７
１）、クラッチモータ３０の電気角θｃを両軸の回転角
度θｅ，θｄから求める処理を行なう（ステップＳ１７
２）。実施例では、クラッチモータ３０として４極対の
同期電動機を用いているから、θｃ＝４（θｅ−θｄ）
を演算することになる。
【００９６】次に、電流検出器９５，９６により、クラ
ッチモータ３０の三相コイル３６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Ｓ１７３）。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Ｓ１７
４）。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（１０）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。
【００９７】
【数１】
【００９８】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Ｓ１
７６）。即ち、まず以下の式（１１）の演算を行ない、
次に次式（１２）の演算を行なうのである。ここで、Ｋ
ｐ１，２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（１２）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。
【００９９】
【数２】
【０１００】
【数３】
【０１０１】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ１７４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Ｓ１７８）、
実際に三相コイル３６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（１３）
により求める。
【０１０２】
【数４】
【０１０３】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（１３）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Ｓ１７９）。
【０１０４】なお、クラッチモータ３０の制御は、トル
ク指令値Ｔｃ＊の符号を駆動軸２２にクランクシャフト
５６の回転方向に正のトルクが作用するときを正とする
と、正の値のトルク指令値Ｔｃ＊が設定されても、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（正の値の回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ）が生じ
るとき）には、回転数差Ｎｃに応じた回生電流を発生さ
せる回生制御がなされ、回転数Ｎｅが回転数Ｎｄより小
さいとき（負の値の回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ）が生じ
るとき）には、クランクシャフト５６に対して相対的に
回転数差Ｎｃの絶対値で示される回転数で駆動軸２２の
回転方向に回転する力行制御がなされる。クラッチモー
タ３０の回生制御と力行制御は、トルク指令値Ｔｃ＊が
正の値であれば、共にアウタロータ３２に取り付けられ
た永久磁石３５と、インナロータ３４の三相コイル３６
に流れる電流により生じる回転磁界とにより正の値のト
ルクが駆動軸２２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Ｔｒ６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。即ち、トルク指
令値Ｔｃ＊の符号が同じであれば、クラッチモータ３０
の制御が回生制御であっても力行制御であっても同じス
イッチング制御となる。したがって、図８のクラッチモ
ータ制御ルーチンで回生制御と力行制御のいずれも行な
うことができる。また、トルク指令値Ｔｃ＊が負の値の
とき、即ち駆動軸２２を制動しているときや車両を後進
させているときは、ステップＳ１７２のクラッチモータ
３０の電気角θｃの変化の方向が逆になるから、この際
の制御も図８のクラッチモータ制御ルーチンにより行な
うことができる。
【０１０５】次に、アシストモータ４０の制御（図４の
ステップＳ１２０）について図９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。アシストモータ制
御ルーチンでは、制御ＣＰＵ９０は、まず、駆動軸２２
の回転角度θｄをレゾルバ４８を用いて検出し（ステッ
プＳ１８０）、続いて、アシストモータ４０の電気角θ
ａを駆動軸２２の回転角度θｄから求める処理を行なう
（ステップＳ１８１）。実施例では、アシストモータ４
０にも４極対の同期電動機を用いているから、θａ＝４
θｄを演算することになる。そして、アシストモータ４
０の各相電流を電流検出器９７，９８を用いて検出する
処理（ステップＳ１８２）を行なう。その後、クラッチ
モータ３０と同様の座標変換（ステップＳ１８４）およ
び電圧指令値Ｖｄａ，Ｖｑａの演算を行ない（ステップ
Ｓ１８６）、更に電圧指令値の逆座標変換（ステップＳ
１８８）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Ｓ
１８９）。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。
【０１０６】ここで、アシストモータ４０のトルク指令
値Ｔａ＊は、アシストモータ４０が力行駆動されるか回
生駆動されるかにより正の値となったり負の値となった
りする。しかし、アシストモータ４０の力行制御と回生
制御は、クラッチモータ３０の制御と同様に、共に図９
のアシストモータ制御ルーチンで行なうことができる。
また、駆動軸２２がクランクシャフト５６の回転方向と
逆向きに回転しているときも同様である。なお、アシス
トモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊の符号は、駆動軸２
２にクランクシャフト５６の回転方向に正のトルクが作
用するときを正とした。
【０１０７】次に、エンジン５０の制御（図４のステッ
プＳ１２２）について説明する。エンジン５０は、図６
および図７の指令値設定ルーチンにより設定された目標
回転数Ｎｅ＊とと目標トルクＴｅ＊とにより表わされる
運転ポイントで定常運転状態となるようその回転数Ｎｅ
とトルクＴｅとが制御される。具体的には、エンジン５
０が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とで表わされ
る運転ポイントで運転されるよう、制御ＣＰＵ９０から
通信により目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受
信したＥＦＩＥＣＵ７０によってスロットルバルブ６６
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による点火制御が行なわれると共に、制
御装置８０の制御ＣＰＵ９０によりエンジン５０の負荷
トルクとしてのクラッチモータ３０のトルクＴｃを制御
が行なわれるのである。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、ＥＦＩＥＣＵ７０による制御だけでは目標トルクＴ
ｅ＊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クラッチモータ３０
のトルクＴｃの制御も必要となるからである。なお、ク
ラッチモータ３０のトルクＴｃの制御は、前述したクラ
ッチモータ３０の制御で説明した。
【０１０８】こうしたクラッチモータ３０，アシストモ
ータ４０およびエンジン５０の各制御によりクラッチモ
ータ３０，アシストモータ４０およびエンジン５０は設
定された指令値で運転される。
【０１０９】以上説明した第１実施例の動力出力装置２
０によれば、充放電電力Ｐｂによるバッテリ９４の充放
電を伴いながらトルク指令値Ｔｄ＊のトルクを駆動軸２
２に出力することが可能なクラッチモータ３０，アシス
トモータ４０およびエンジン５０の運転状態のうち、各
損失の総計である全損失が最も小さな運転状態となるよ
うクラッチモータ３０，アシストモータ４０およびエン
ジン５０を運転するから、装置全体の効率をより高くす
ることができる。しかも、クラッチモータ３０，アシス
トモータ４０およびエンジン５０の各損失をそれぞれＲ
ＯＭ９０ｂに記憶した回転数とトルクと損失との関係を
示すマップから導出するものとしたから、複雑な損失計
算をする必要がなく、短時間で全損失が最も小さな運転
状態を各指令値に設定することができる。
【０１１０】第１実施例の動力出力装置２０では、バッ
テリ９４を充放電電力Ｐｂにより充放電するものとした
が、バッテリ９４の充放電を考慮しないものとしてもよ
い。この場合、バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値Ｌ１以
上閾値Ｈ１以下の状態、即ち充放電電力Ｐｂに値０が設
定された状態と同様の制御となる。こうすれば、トルク
指令値Ｔｄ＊のトルクを駆動軸２２に出力することが可
能なクラッチモータ３０，アシストモータ４０およびエ
ンジン５０の運転状態のうち、各損失の総計である全損
失が最も小さな運転状態となるようクラッチモータ３
０，アシストモータ４０およびエンジン５０を運転する
ことができる。
【０１１１】第１実施例の動力出力装置２０では、クラ
ッチモータ３０，アシストモータ４０およびエンジン５
０の各損失をそれぞれＲＯＭ９０ｂに記憶した回転数と
トルクと損失との関係を示すマップから導出するものと
したが、それぞれの損失を理論式や実験式などにより算
出するものとしてもよい。
【０１１２】第１実施例の動力出力装置２０では、すべ
ての配列Ｘ（ｉ）におけるクラッチモータ３０，アシス
トモータ４０およびエンジン５０の各損失を導出すると
共にこれらの和をとって全損失Ｓｔ（ｉ）を求め、更に
すべての全損失Ｓｔ（ｉ）のうち最も小さなものの配列
カウンタｉを決定し、その配列カウンタｉに対応するト
ルクＴｅ（ｉ）等により各指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔ
ｃ＊，Ｔａ＊）を設定したが、駆動軸２２の回転数Ｎｄ
と駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄとバッテリ９４
の充放電電力Ｐｂと全損失が最も小さな各指令値（Ｔｅ
＊，Ｎｅ＊，Ｔｃ＊，Ｔａ＊）とを予めマップとしてＲ
ＯＭ９０ｂに記憶しておき、回転数ＮｄとエネルギＰｄ
と充放電電力Ｐｂとが与えられたら、このマップから各
指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｃ＊，Ｔａ＊）を導出する
ものとしてもよい。この場合のトルク制御ルーチンを図
１０に例示する。マップを用いて各指令値（Ｔｅ＊，Ｎ
ｅ＊，Ｔｃ＊，Ｔａ＊）を導出する処理（ステップＳ２
１６）を除いて図４のトルク制御ルーチンと同一であ
る。こうすれば、クラッチモータ３０やアシストモータ
４０、エンジン５０の各損失を導出したり、これらの和
をとって全損失を算出したり、更にすべての全損失のう
ち最も小さなものを選出するなどといった処理が不要と
なるから、極めて短時間で容易に各指令値（Ｔｅ＊，Ｎ
ｅ＊，Ｔｃ＊，Ｔａ＊）を設定することができる。
【０１１３】また、第１実施例の動力出力装置２０で
は、クラッチモータ３０とアシストモータ４０とをそれ
ぞれ別個に駆動軸２２に取り付けたが、図１１に例示す
る変形例の動力出力装置２０Ａのように、クラッチモー
タとアシストモータとが一体となるよう構成してもよ
い。この変形例の動力出力装置２０Ａの構成について以
下に簡単に説明する。図示するように、変形例の動力出
力装置２０Ａのクラッチモータ３０Ａは、クランクシャ
フト５６に結合したインナロータ３４Ａと、駆動軸２２
に結合したアウタロータ３２Ａとから構成され、インナ
ロータ３４Ａには三相コイル３６Ａが取り付けられてお
り、アウタロータ３２Ａには永久磁石３５Ａがその外周
面側の磁極と内周面側の磁極とが異なるよう嵌め込まれ
ている。なお、図示しないが、永久磁石３５Ａの外周面
側の磁極と内周面側の磁極との間には、非磁性体により
構成された部材が嵌挿されている。一方、アシストモー
タ４０Ａは、このクラッチモータ３０Ａのアウタロータ
３２Ａと、三相コイル４４が取り付けられたステータ４
３とから構成される。すなわち、クラッチモータ３０Ａ
のアウタロータ３２Ａがアシストモータ４０Ａのロータ
を兼ねる構成となっている。なお、クランクシャフト５
６に結合したインナロータ３４Ａに三相コイル３６Ａが
取り付けられているから、クラッチモータ３０Ａの三相
コイル３６Ａに電力を供給するスリップリング３８は、
クランクシャフト５６に取り付けられている。
【０１１４】この変形例の動力出力装置２０Ａでは、ア
ウタロータ３２Ａに嵌め込まれた永久磁石３５Ａの内周
面側の磁極に対してインナロータ３４Ａの三相コイル３
６Ａに印加する電圧を制御することにより、クラッチモ
ータ３０とアシストモータ４０とを駆動軸２２に別個に
取り付けた前述の動力出力装置２０のクラッチモータ３
０と同様に動作する。また、アウタロータ３２Ａに嵌め
込まれた永久磁石３５Ａの外周面側の磁極に対してステ
ータ４３の三相コイル４４に印加する電圧を制御するこ
とにより実施例の動力出力装置２０のアシストモータ４
０と同様に動作する。したがって、変形例の動力出力装
置２０Ａは、上述した実施例の動力出力装置２０が行な
うすべての動作について同様に動作する。
【０１１５】こうした変形例の動力出力装置２０Ａによ
れば、アウタロータ３２Ａがクラッチモータ３０Ａのロ
ータの一方とアシストモータ４０Ａのロータとを兼ねる
から、動力出力装置の小型化および軽量化を図ることが
できる。
【０１１６】また、第１実施例の動力出力装置２０で
は、アシストモータ４０を駆動軸２２に取り付けたが、
図１２の変形例の動力出力装置２０Ｂに示すように、ア
シストモータ４０をエンジン５０とクラッチモータ３０
との間のクランクシャフト５６に取り付けてもよい。こ
うした変形例の動力出力装置２０は次のように動作す
る。今、エンジン５０が、図３のトルクと回転数とによ
り表わされる出力エネルギ一定の曲線上の回転数Ｎｅが
値Ｎ１でトルクＴｅが値Ｔ１の運転ポイントＰ１で運転
されており、駆動軸２２が値Ｎ２の回転数Ｎｄの回転数
で回転しているとする。クランクシャフト５６に取り付
けられたアシストモータ４０からクランクシャフト５６
にトルクＴａ（Ｔａ＝Ｔ２−Ｔ１）を出力すれば、図３
の領域Ｇ２と領域Ｇ３の和で表わされるエネルギがクラ
ンクシャフト５６に与えられて、クランクシャフト５６
のトルクは値Ｔ２（Ｔ１＋Ｔａ）となる。一方、クラッ
チモータ３０のトルクＴｃを値Ｔ２として制御すれば、
駆動軸２２にこのトルクＴｃ（Ｔ１＋Ｔａ）が出力され
ると共に、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回
転数Ｎｄとの回転数差Ｎｃに基づく電力（領域Ｇ１と領
域Ｇ３との和で表わされるエネルギ）が回生される。し
たがって、アシストモータ４０のトルクＴａをクラッチ
モータ３０により回生される電力により丁度賄えるよう
設定し、この回生電力を電源ラインＬ１，Ｌ２を介して
第２の駆動回路９２に供給すれば、アシストモータ４０
は、この回生電力により駆動することになる。
【０１１７】また、エンジン５０が、図３中の回転数Ｎ
ｅが値Ｎ２でトルクＴｅが値Ｔ２の運転ポイントＰ２で
運転されており、駆動軸２２が値Ｎ２の回転数Ｎｄで回
転しているときを考える。このとき、アシストモータ４
０のトルクＴａをＴ２−Ｔ１で求められる値として制御
すれば、アシストモータ４０は回生制御され、図３中の
領域Ｇ２で表わされるエネルギ（電力）をクランクシャ
フト５６から回生する。一方、クラッチモータ３０は、
インナロータ３４がアウタロータ３２に対して回転数差
Ｎｃ（Ｎ１−Ｎ２）の回転数で駆動軸２２の回転方向に
相対的に回転するから、通常のモータとして機能し、回
転数差Ｎｃに応じた領域Ｇ１で表わされるエネルギを駆
動軸２２に回転エネルギとして与える。したがって、ア
シストモータ４０のトルクＴａを、アシストモータ４０
により回生される電力でクラッチモータ３０により消費
される電力を丁度賄えるよう設定すれば、クラッチモー
タ３０は、アシストモータ４０により回生される電力に
よって駆動することになる。
【０１１８】したがって、変形例の動力出力装置２０Ｂ
でも、第１実施例の動力出力装置２０と同様に、アシス
トモータ４０のトルクＴａおよびクラッチモータ３０の
トルクＴｃを、次式（１４）および式（１５）が成り立
つよう制御すれば、エンジン５０から出力されるエネル
ギを自由にトルク変換して駆動軸２２に付与することが
できる。また、変形例の動力出力装置２０Ｂでも、第１
実施例の動力出力装置２０と同様に、こうしたエンジン
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）を駆動軸２
２に要求される動力（トルクＴｄと回転数Ｎｄとの積）
より大きくして余剰の電気エネルギを見い出し、バッテ
リ９４の充電を伴う動作としたり、逆にエンジン５０か
ら出力される動力を駆動軸２２に要求される動力より小
さくして電気エネルギが不足するものし、バッテリ９４
から放電を伴う動作とすることもできる。
【０１１９】Ｔｅ×Ｎｅ＝Ｔｃ×Ｎｄ …（１４） Ｔｅ＋Ｔａ＝Ｔｃ＝Ｔｄ …（１５）
【０１２０】したがって、変形例の動力出力装置２０Ｂ
でも、第１実施例の動力出力装置２０と同様に図４のト
ルク制御ルーチンを実行することができ、第１実施例の
動力出力装置２０が奏する効果と同様に効果を奏するこ
とができる。なお、変形例の動力出力装置２０Ｂでは、
アシストモータ４０がクランクシャフト５６に取り付け
られていることから、図６および図７の指令値設定ルー
チンに代えて図１３および図１４の指令値設定ルーチン
を実行する必要がある。以下、この変形例の動力出力装
置２０Ｂの制御装置８０により実行される図１３および
図１４の指令値設定ルーチンについて説明する。
【０１２１】本ルーチンが実行されると、変形例の動力
出力装置２０Ｂにおける制御装置８０の制御ＣＰＵ９０
は、まず、クラッチモータ３０のトルクＴｃにトルク指
令値Ｔｄ＊を設定する（ステップＳ２３０）。変形例の
動力出力装置２０Ｂでは、クラッチモータ３０から出力
するトルクが駆動軸２２に出力すべきトルクとなるから
である。続いて、設定したトルクＴｃでクラッチモータ
３０が運転可能な回転数Ｎｃの範囲について５０ｒｐｍ
毎の回転数の値を配列Ｘ（ｉ）として設定する（ステッ
プＳ２３２）。前述したように、モータは、力行動作と
回生動作とを含めて回転数とトルクにより運転可能な範
囲の最大値および最小値が特性曲線として与えられるか
ら、トルクが与えられれば、可能な回転数の範囲は特性
曲線から上限値および下限値として求められる。実施例
では、この下限値から上限値の範囲について５０ｒｐｍ
を間隔として配列Ｘ（ｉ）を設定するのである。なお、
配列Ｘ（ｉ）を設定する際の回転数の間隔として、実施
例では５０ｒｐｍとしたが、この値に限定されるもので
はなく如何なる値としてもよい。また、クラッチモータ
３０の回転数Ｎｃは、駆動軸２２の回転数Ｎｄが与えら
れれば、エンジン５０の出力軸であるクランクシャフト
５６の回転数Ｎｅと回転数Ｎｄとの偏差であるから、ク
ラッチモータ３０の回転数Ｎｃを配列Ｘ（ｉ）とするこ
とは、クランクシャフト５６の回転数Ｎｅを配列Ｘ
（ｉ）とするのと同値である。
【０１２２】そして、図６および図７の指令値設定ルー
チンと同様に、配列Ｘ（ｉ）の数だけステップＳ２３４
ないしＳ２６４の処理を繰り返す。ここでも同様に、ｉ
番目の配列Ｘ（ｉ）のときの処理を代表して説明する。
制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、配列Ｘ（ｉ）
が値０以上か否かを判定する（ステップＳ２３４）。配
列Ｘ（ｉ）は、前述したようにクラッチモータ３０の運
転可能な回転数であるから、クランクシャフト５６の回
転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには
正の値となり、逆に小さいときには負の値となる。
【０１２３】配列Ｘ（ｉ）が値０以上のとき、即ちクラ
ンクシャフト５６の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄより大きいときには、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０
は、まず、トルクＴｃと配列Ｘ（ｉ）とにより回生駆動
されるクラッチモータ３０の損失Ｓｃを導出する処理を
行なう（ステップＳ２４０）。この変形例でも、損失Ｓ
ｃは、ＲＯＭ９０ｂに予め記憶されたトルクＴｃと回転
数Ｎｃと損失Ｓｃとの関係をマップを用いて導出するも
のとした。続いて、クラッチモータ３０により回生され
る電力Ｐｃを次式（１６）により算出すると共に（ステ
ップＳ２４１）、アシストモータ４０の回転数Ｎａ
（ｉ）を次式（１７）により算出する（ステップＳ２４
２）。アシストモータ４０の回転数Ｎａ（ｉ）が式（１
７）で算出できるのは、アシストモータ４０の回転数Ｎ
ａがクランクシャフト５６の回転数Ｎｅに等しいからで
ある。
【０１２４】 Ｐｃ＝Ｔｃ×Ｘ（ｉ）−Ｓｃ …（１６） Ｎａ（ｉ）＝Ｎｄ＋Ｘ（ｉ） …（１７）
【０１２５】次に、アシストモータ４０により消費され
る電力とアシストモータ４０の損失Ｓａとの和がクラッ
チモータ３０により回生される電力Ｐｃと充放電電力Ｐ
ｂとの差に等しくなるようアシストモータ４０のトルク
Ｔａ（ｉ）と損失Ｓａとを計算する（ステップＳ２４
３）。即ち、次式（１８）および式（１９）が成立する
ようにアシストモータ４０のトルクＴａ（ｉ）と損失Ｓ
ａとを計算するのである。この変形例でも損失Ｓａは、
第１実施例の動力出力装置２０と同様に、ＲＯＭ９０ｂ
に予め記憶されたトルクＴａと回転数Ｎａと損失Ｓａと
の関係をマップを用いて導出するものとした。なお、こ
のステップＳ２４３の処理は、式（１８）にトルクＴａ
（ｉ）と損失Ｓａが含まれ、式（１９）の損失Ｓａはト
ルクＴａ（ｉ）に基づいてマップにより導出されるか
ら、トルクＴａ（ｉ）を順次変化させて式（１９）によ
り各トルクＴａ（ｉ）に対応する損失Ｓａを求め、各ト
ルクＴａ（ｉ）と損失Ｓａとを式（１８）に代入してこ
れが成立するトルクＴａ（ｉ）と損失Ｓａとを求める処
理となる。
【０１２６】 Ｐｃ−Ｐｂ＝Ｔａ（ｉ）×Ｎａ（ｉ）＋Ｓａ …（１８） Ｓａ＝ｆｓｃ１（Ｔａ（ｉ），Ｎａ（ｉ）） …（１９）
【０１２７】続いて、トルクＴｃと算出したトルクＴａ
（ｉ）および回転数Ｎａ（ｉ）とにより次式（２０）お
よび式（２１）によりエンジン５０のトルクＴｅ（ｉ）
と回転数Ｎｅ（ｉ）とを算出する（ステップＳ２４
４）。ここで、式（２０）のようにエンジン５０のトル
クＴｅに設定するのは、エンジン５０のトルクＴｅとア
シストモータ４０のトルクＴａとの和がクラッチモータ
３０のトルクＴｃとなるからである。
【０１２８】 Ｔｅ（ｉ）＝Ｔｃ−Ｔａ（ｉ） …（２０） Ｎｅ（ｉ）＝Ｎａ（ｉ） …（２１）
【０１２９】そして、図６および図７の指令値設定ルー
チンのステップＳ１４５，Ｓ１６０ないしＳ１６４と同
一の処理のステップＳ２４５，Ｓ２６０ないしＳ２６４
の処理、即ち、エンジン５０の損失Ｓｅの導出（ステッ
プＳ２４５）、全損失Ｓｔ（ｉ）の算出（ステップＳ２
６０）、配列カウンタｉのインクリメント（ステップＳ
２６２）、配列Ｘ（ｉ）の存在の確認（ステップＳ２６
４）の処理を行なう。
【０１３０】一方、ステップＳ２３４で配列Ｘ（ｉ）が
負の値であると判定されたとき、即ちクランクシャフト
５６の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さい
ときには、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、ト
ルクＴｃと配列Ｘ（ｉ）とにより力行駆動されるクラッ
チモータ３０の損失Ｓｃを導出する処理を行なう（ステ
ップＳ２５０）。この処理も、ＲＯＭ９０ｂに予め記憶
されたトルクＴｃと回転数Ｎｃと損失Ｓｃとの関係をマ
ップを用いて行なわれる。続いて、クラッチモータ３０
により消費される電力Ｐｃを次式（２２）により算出す
ると共に（ステップＳ２５１）、アシストモータ４０の
回転数Ｎａ（ｉ）を上式（１７）により算出する（ステ
ップＳ２５２）。式（２２）の右辺第１項に負符号が付
してあるのは、配列Ｘ（ｉ）が負であるから、負符号を
加えて電力Ｐｃを正の値として取り扱うためである。
【０１３１】 Ｐｃ＝−Ｔｃ×Ｘ（ｉ）＋Ｓｃ …（２２）
【０１３２】次に、アシストモータ４０により回生され
る電力からアシストモータ４０の損失Ｓａを減じたもの
がクラッチモータ３０により消費される電力Ｐｃと充放
電電力Ｐｂとの和に等しくなるようアシストモータ４０
のトルクＴａ（ｉ）と損失Ｓａとを計算する（ステップ
Ｓ２５３）。即ち、次式（２３）および式（２４）が成
立するようにアシストモータ４０のトルクＴａ（ｉ）と
損失Ｓａとを計算するのである。式（２３）および式
（２４）の式（１８）および式（１９）に対する相違
は、配列Ｘ（ｉ）が負の値であるにも拘わらずクラッチ
モータ３０により消費される電力Ｐｃを正の値として用
いたことと、アシストモータ４０が回生駆動されること
に基づく。なお、回生駆動されるアシストモータ４０の
損失Ｓａを導出する処理も、予めＲＯＭ９０ｂに記憶さ
れたマップを用いて行なった。また、このステップＳ２
５３の処理では、ステップＳ２４３の処理と同様に、式
（２３）にトルクＴａ（ｉ）と損失Ｓａが含まれ、式
（２４）の損失ＳａはトルクＴａ（ｉ）に基づいてマッ
プにより導出されるから、トルクＴａ（ｉ）を順次変化
させて式（２４）により各トルクＴａ（ｉ）に対応する
損失Ｓａを求め、各トルクＴａ（ｉ）と損失Ｓａとを式
（２３）に代入してこれが成立するトルクＴａ（ｉ）と
損失Ｓａとを求める処理となる。
【０１３３】 Ｐｃ＋Ｐｂ＝Ｔａ（ｉ）×Ｎａ（ｉ）−Ｓａ …（２３） Ｓａ＝ｆｓｃ２（Ｔａ（ｉ），Ｎａ（ｉ）） …（２４）
【０１３４】続いて、ステップＳ２４４およびＳ２４５
の処理と同一のステップＳ２５４およびＳ２５５の処理
によりエンジン５０のトルクＴｅ（ｉ）およびＮｅ
（ｉ）を求めると共にエンジン５０の損失Ｓｅを導出
し、ステップＳ２６０ないしＳ２６４の処理を行なう。
【０１３５】こうしてすべての配列Ｘ（ｉ）についてス
テップＳ２３４ないしＳ２６４の処理を終えて、ステッ
プＳ２６４で配列Ｘ（ｉ）の存在が否定されると、制御
装置８０の制御ＣＰＵ９０は、算出した全損失Ｓｔ
（ｉ）のうち最も小さなものの配列カウンタｉを決定し
（ステップＳ２６６）、この決定された配列カウンタｉ
における回転数Ｎｅ（ｉ）およびトルクＴｅ（ｉ）をエ
ンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊
に設定すると共にトルク指令値Ｔｄ＊をクラッチモータ
３０のトルク指令値Ｔｃ＊に設定し、更に、トルクＴａ
（ｉ）をアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊に設
定する（ステップＳ２６８）。このように設定すること
により、装置全体の損失が最も小さな状態で、即ち装置
全体の効率が最も高い状態で、充放電電力Ｐｂによるバ
ッテリ９４の充放電を伴いながらトルク指令値Ｔｄ＊の
トルクを駆動軸２２に出力することができる。
【０１３６】以上説明した変形例の動力出力装置２０Ｂ
でも、第１実施例の動力出力装置２０と同様に、装置の
全損失が最も小さな運転状態で、充放電電力Ｐｂによる
バッテリ９４の充放電を伴いながらトルク指令値Ｔｄ＊
のトルクを駆動軸２２に出力することができる。しか
も、クラッチモータ３０，アシストモータ４０およびエ
ンジン５０の各損失をそれぞれＲＯＭ９０ｂに記憶した
回転数とトルクと損失との関係を示すマップから導出す
るものとしたから、複雑な損失計算をする必要がなく、
短時間で全損失が最も小さな運転状態を各指令値に設定
することができる。
【０１３７】なお、変形例の動力出力装置２０Ｂでも、
第１実施例の動力出力装置２０と同様に、バッテリ９４
の充放電を考慮しないものとしてもよい。また、各損失
を理論式や実験式などにより算出するものとしてもよい
し、駆動軸２２の回転数Ｎｄと駆動軸２２に出力すべき
エネルギＰｄとバッテリ９４の充放電電力Ｐｂと全損失
が最も小さな各指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｃ＊，Ｔａ
＊）とを予めマップとしてＲＯＭ９０ｂに記憶してお
き、回転数ＮｄとエネルギＰｄと充放電電力Ｐｂとが与
えられたら、このマップから各指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ
＊，Ｔｃ＊，Ｔａ＊）を導出するものとしてもよい。
【０１３８】こうした変形例の動力出力装置２０Ｂで
は、アシストモータ４０をエンジン５０とクラッチモー
タ３０との間のクランクシャフト５６に取り付けたが、
図１５に例示する変形例の動力出力装置２０Ｃのよう
に、アシストモータ４０とクラッチモータ３０とでエン
ジン５０を挟持する配置としてもよい。
【０１３９】また、変形例の動力出力装置２０Ｂを、図
１６に例示する変形例の動力出力装置２０Ｄのように、
クラッチモータとアシストモータとを一体となるよう構
成してもよい。こうした変形例の動力出力装置２０Ｄで
は、図示するように、クラッチモータ３０Ｄのアウタロ
ータ３２Ｄがアシストモータ４０Ｄのロータを兼ねる構
成となっており、アウタロータ３２Ｄに嵌め込まれた永
久磁石３５Ｄの内周面側の磁極に対してインナロータ３
４Ｄの三相コイル３６に印加する電圧を制御することに
より、変形例の動力出力装置２０Ｂのクラッチモータ３
０と同様の動作が可能となる。また、アウタロータ３２
Ｄに嵌め込まれた永久磁石３５Ｄの外周面側の磁極に対
してステータ４３の三相コイル４４に印加する電圧を制
御することにより、変形例の動力出力装置２０Ｂのアシ
ストモータ４０と同様の動作が可能となる。したがっ
て、変形例の動力出力装置２０Ｄは、変形例の動力出力
装置２０Ｂのすべての動作について全く同様に動作する
ことができる。この変形例の動力出力装置２０Ｄによれ
ば、変形例の動力出力装置２０Ｂが奏する効果、即ち第
１実施例の動力出力装置２０が奏する効果の他に動力出
力装置の小型化および軽量化を図ることができるという
効果も奏する。
【０１４０】こうした第１実施例の動力出力装置２０や
変形例の動力出力装置２０Ｂは、アシストモータ４０が
駆動軸２２かクランクシャフト５６のいずれかに取り付
けられていたが、図１７の変形例の動力出力装置２０Ｅ
に示すように、アシストモータ４０Ｅを、クラッチＣＬ
１，ＣＬ２により駆動軸２２に取り付けた構成とした
り、クランクシャフト５６に取り付ける構成としたりす
るものとしてもよい。変形例の動力出力装置２０Ｅは、
図示するように、クランクシャフト５６に取り付けられ
たインナロータ３２Ｅと駆動軸２２に取り付けられたア
ウタロータ３４Ｅにより構成されるクラッチモータ３０
Ｅと、クランクシャフト５６と同軸上で中空の回転軸４
１に取り付けられたアシストモータ４０Ｅと、クランク
シャフト５６と回転軸４１との接続および接続の解除を
行なうクラッチＣＬ１と、クラッチモータ３０Ｅのアウ
タロータ３４Ｅを介して駆動軸２２と回転軸４１との接
続および接続の解除を行なうクラッチＣＬ２とを備え
る。クラッチＣＬ１，ＣＬ２は、図示しない油圧回路等
の駆動手段により駆動され、この駆動手段は、信号ライ
ンを介して制御装置８０の制御ＣＰＵ９０によって駆動
制御を受けるようになっている。なお、回転軸４１に
は、アシストモータ４０Ｅの制御に必要な回転軸４１の
回転角度を検出するレゾルバ４１ａが設けられている。
【０１４１】変形例の動力出力装置２０Ｅは、クラッチ
ＣＬ１をオフ（接続の解除状態）とすると共にクラッチ
ＣＬ２をオン（接続状態）とすることにより、アシスト
モータ４０Ｅが駆動軸２２に取り付けられた構成とな
り、第１実施例の動力出力装置２０と同一の構成とな
る。また、変形例の動力出力装置２０Ｅは、クラッチＣ
Ｌ１をオンとすると共にクラッチＣＬ２をオフとするこ
とにより、アシストモータ４０Ｅがクランクシャフト５
６に取り付けられた構成となり、変形例の動力出力装置
２０Ｂと同一の構成になる。したがって、変形例の動力
出力装置２０Ｅは、クラッチＣＬ１をオフとすると共に
クラッチＣＬ２をオンとすることにより、第１実施例の
動力出力装置２０により実行される図４のトルク制御ル
ーチンと図６および図７の指令値設定ルーチンとによる
制御を行なうことができ、クラッチＣＬ１をオンとする
と共にクラッチＣＬ２をオフとすることにより、変形例
の動力出力装置２０Ｂにより実行される図４のトルク制
御ルーチンと図１３および図１４の指令値設定ルーチン
とによる制御を行なうことができる。この結果、変形例
の動力出力装置２０Ｅは、第１実施例の動力出力装置２
０が奏する効果や変形例の動力出力装置２０Ｂが奏する
効果を同様に奏することができる。
【０１４２】更に、変形例の動力出力装置２０Ｅは、図
６および図７の指令値設定ルーチンにより求められる最
小の全損失と、図１３および図１４の指令値設定ルーチ
ンにより求められる最小の全損失とを比較し、いずれか
小さい方の指令値設定ルーチンにより設定される各指令
値を用いて運転するものとすることもできる。この場合
のトルク制御ルーチンの一例を図１８に示す。以下に、
このトルク制御ルーチンに基づき上述の処理について説
明するが、本ルーチンのステップＳ３００ないしＳ３１
４の処理は、図４のトルク制御ルーチンのステップＳ１
００ないしＳ１１４の処理と同一であるから、その説明
は省略する。
【０１４３】ステップＳ３０９ないしＳ３１４により充
放電電力Ｐｂを設定すると、制御装置８０の制御ＣＰＵ
９０は、クラッチＣＬ１をオフとすると共にクラッチＣ
Ｌ２をオンとした状態、即ち第１実施例の動力出力装置
２０と同一の構成における最小の全損失Ｓ１を求める処
理を行なう（ステップＳ３１６）。具体的には、図６お
よび図７の指令値設定ルーチンを実行して最小の全損失
Ｓｔ（ｉ）を求め、これを全損失Ｓ１に代入するのであ
る。続いて、クラッチＣＬ１をオンとすると共にクラッ
チＣＬ２をオフとした状態、即ち変形例の動力出力装置
２０Ｂと同一の構成における最小の全損失Ｓ２を求める
処理を行なう（ステップＳ３１８）。具体的には、図１
３および図１４の指令値設定ルーチンを実行して最小の
全損失Ｓｔ（ｉ）を求め、これを全損失Ｓ２に代入する
のである。
【０１４４】次に、求めた全損失Ｓ１と全損失Ｓ２との
大きさを比較し（ステップＳ３２０）、全損失Ｓ１が全
損失Ｓ２より小さいときには、クラッチＣＬ１をオフと
すると共にクラッチＣＬ２をオンとして変形例の動力出
力装置２０Ｅを第１実施例の動力出力装置２０と同一の
構成とし（ステップＳ３２１）、全損失Ｓ１を求めた際
の各値、即ち図６および図７の指令値設定ルーチンを実
行した際の最小の全損失Ｓｔ（ｉ）に対応する各値｛Ｔ
ｅ（ｉ），Ｎｅ（ｉ），Ｔｃ（ｉ），Ｘ（ｉ）｝を各指
令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｃ＊，Ｔａ＊）として設定す
る（ステップＳ３２２）。一方、全損失Ｓ１が全損失Ｓ
２より大きいときには、クラッチＣＬ１をオンとすると
共にクラッチＣＬ２をオフとして変形例の動力出力装置
２０Ｅを変形例の動力出力装置２０Ｂと同一の構成とし
（ステップＳ３２３）、全損失Ｓ２を求めた際の各値、
即ち図１３および図１４の指令値設定ルーチンを実行し
た際の最小の全損失Ｓｔ（ｉ）に対応する各値｛Ｔｅ
（ｉ），Ｎｅ（ｉ），Ｔｄ＊，Ｔａ（ｉ）｝を各指令値
（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｃ＊，Ｔａ＊）として設定する
（ステップＳ３２４）。そして、設定した各指令値を用
いてクラッチモータ３０Ｅ，アシストモータ４０Ｅおよ
びエンジン５０の各制御を行なう（ステップＳ３２６な
いしＳ３３０）。なお、このクラッチモータ３０Ｅ，ア
シストモータ４０Ｅおよびエンジン５０の各制御は、図
４のトルク制御ルーチンにおけるステップＳ１１８ない
しＳ１２２と同一である。
【０１４５】以上説明した変形例の動力出力装置２０Ｅ
によれば、変形例の動力出力装置２０Ｅを第１実施例の
動力出力装置２０と同一の構成とした際の最小の全損失
Ｓ１と、変形例の動力出力装置２０Ｂと同一の構成とし
た際の最小の全損失Ｓ２とのうち、小さい方の構成で運
転されるようクラッチＣＬ１，ＣＬ２を駆動すると共に
クラッチモータ３０Ｅ，アシストモータ４０Ｅおよびエ
ンジン５０を制御するから、更に、装置全体を効率よく
運転することができる。
【０１４６】第１実施例の動力出力装置２０やその変形
例では、ＦＲ型あるいはＦＦ型の車両に動力出力装置を
搭載したが、図１９に例示する変形例の動力出力装置２
０Ｆのように、４輪駆動車（４ＷＤ）に適用してもよ
い。この構成では、駆動軸２２に機械的に結合していた
アシストモータ４０を駆動軸２２より分離して、車両の
後輪部に独立して配置し、このアシストモータ４０によ
って後輪部の駆動輪２７，２９を駆動する。一方、駆動
軸２２の先端はギヤ２３を介してディファレンシャルギ
ヤ２４に結合されており、この駆動軸２２によって前輪
部の駆動輪２６，２８を駆動する。このような構成の下
においても、前述した第１実施例を実現することは可能
である。
【０１４７】また、第１実施例の動力出力装置２０で
は、クラッチモータ３０に対する電力の伝達手段として
回転リング３８ａとブラシ３８ｂとからなるスリップリ
ング３８を用いたが、回転リング−水銀接触、磁気エネ
ルギの半導体カップリング、回転トランス等を用いるこ
ともできる。
【０１４８】次に、本発明の第２の実施例としての動力
出力装置１１０について説明する。図２０は第２実施例
としての動力出力装置１１０の概略構成を示す構成図、
図２１は第２実施例の動力出力装置１１０の部分拡大
図、図２２は第２実施例の動力出力装置１１０を組み込
んだ車両の概略構成を示す構成図である。
【０１４９】第２実施例の動力出力装置１１０が組み込
まれた車両は、図２２に示すように、クランクシャフト
１５６にクラッチモータ３０とアシストモータ４０とが
取り付けられている代わりにプラネタリギヤ１２０，モ
ータＭＧ１およびモータＭＧ２が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２０が組み込まれた
車両（図２）と同様の構成をしている。したがって、第
２実施例の動力出力装置１１０の構成のうち第１実施例
の動力出力装置２０と同一の構成については、値１００
を加えた符号を付し、その説明は省略する。なお、第２
実施例の動力出力装置１１０の説明でも、明示しない限
り第１実施例の動力出力装置２０の説明の際に用いた符
号はそのまま同じ意味で用いる。
【０１５０】図２０に示すように、第２実施例の動力出
力装置１１０は、大きくは、エンジン１５０、エンジン
１５０のクランクシャフト１５６にプラネタリキャリア
１２４が機械的に結合されたプラネタリギヤ１２０、プ
ラネタリギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたモー
タＭＧ１、プラネタリギヤ１２０のリングギヤ１２２に
結合されたモータＭＧ２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を
駆動制御する制御装置１８０から構成されている。
【０１５１】図２１に示すように、プラネタリギヤ１２
０は、クランクシャフト１５６に軸中心を貫通された中
空のサンギヤ軸１２５に結合されたサンギヤ１２１と、
クランクシャフト１５６と同軸のリングギヤ軸１２６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との間に配置されサンギヤ１２１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１
２３と、クランクシャフト１５６の端部に結合され各プ
ラネタリピニオンギヤ１２３の回転軸を軸支するプラネ
タリキャリア１２４とから構成されている。このプラネ
タリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１２
２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，リングギヤ軸１２６およびプラネ
タリキャリア１２４（クランクシャフト１５６）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１２０の３軸への
動力の入出力についての詳細は後述する。
【０１５２】リングギヤ１２２には、動力の取り出し用
の動力取出ギヤ１２８がモータＭＧ１側に結合されてい
る。この動力取出ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９
により動力伝達ギヤ１１１に接続されており、動力取出
ギヤ１２８と動力伝達ギヤ１１１との間で動力の伝達が
なされる。図１８に示すように、この動力伝達ギヤ１１
１はディファレンシャルギヤ１１４にギヤ結合されてい
る。したがって、動力出力装置１１０から出力された動
力は、最終的に左右の駆動輪１１６，１１８に伝達され
る。
【０１５３】モータＭＧ１は、同期電動発電機として構
成され、外周面に複数個（実施例では、Ｎ極が４個でＳ
極が４個）の永久磁石１３５を有するロータ１３２と、
回転磁界を形成する三相コイル１３４が巻回されたステ
ータ１３３とを備える。ロータ１３２は、プラネタリギ
ヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたサンギヤ軸１２
５に結合されている。ステータ１３３は、無方向性電磁
鋼板の薄板を積層して形成されており、ケース１１５に
固定されている。このモータＭＧ１は、永久磁石１３５
による磁界と三相コイル１３４によって形成される磁界
との相互作用によりロータ１３２を回転駆動する電動機
として動作し、永久磁石１３５による磁界とロータ１３
２の回転との相互作用により三相コイル１３４の両端に
起電力を生じさせる発電機として動作する。なお、サン
ギヤ軸１２５には、その回転角度θｓを検出するレゾル
バ１３９が設けられている。
【０１５４】モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に同
期電動発電機として構成され、外周面に複数個（実施例
では、Ｎ極が４個でＳ極が４個）の永久磁石１４５を有
するロータ１４２と、回転磁界を形成する三相コイル１
４４が巻回されたステータ１４３とを備える。ロータ１
４２は、プラネタリギヤ１２０のリングギヤ１２２に結
合されたリングギヤ軸１２６に結合されており、ステー
タ１４３はケース１１５に固定されている。モータＭＧ
２のステータ１４３も無方向性電磁鋼板の薄板を積層し
て形成されている。このモータＭＧ２もモータＭＧ１と
同様に、電動機あるいは発電機として動作する。なお、
リングギヤ軸１２６には、その回転角度θｒを検出する
レゾルバ１４９が設けられている。
【０１５５】図２０に示すように、第２実施例の動力出
力装置１１０が備える制御装置１８０は、第１実施例の
動力出力装置２０が備える制御装置８０と同様に構成さ
れている。すなわち、制御装置１８０は、モータＭＧ１
を駆動する第１の駆動回路１９１、モータＭＧ２を駆動
する第２の駆動回路１９２、両駆動回路１９１，１９２
を制御する制御ＣＰＵ１９０、二次電池であるバッテリ
１９４から構成されており、制御ＣＰＵ１９０は、内部
に、ワーク用のＲＡＭ１９０ａ、処理プログラムを記憶
したＲＯＭ１９０ｂ、入出力ポート（図示せず）および
ＥＦＩＥＣＵ１７０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ＣＰＵ１９０には、第
１実施例の制御ＣＰＵ９０と同様に、レゾルバ１３９か
らのサンギヤ軸１２５の回転角度θｓ、レゾルバ１４９
からのリングギヤ軸１２６の回転角度θｒ、アクセルペ
ダルポジションセンサ１６４ａからのアクセルペダルポ
ジションＡＰ、ブレーキペダルポジションセンサ１６５
ａからのブレーキペダルポジションＢＰ、シフトポジシ
ョンセンサ１８４からのシフトポジションＳＰ、第１の
駆動回路１９１に設けられた２つの電流検出器１９５，
１９６からの電流値Ｉｕ１，Ｉｖ２、第２の駆動回路１
９２に設けられた２つの電流検出器１９７，１９８から
の電流値Ｉｕ２，Ｉｖ２、残容量検出器１９９からのバ
ッテリ１９４の残容量ＢRMなどが、入力ポートを介して
入力されている。
【０１５６】また、制御ＣＰＵ１９０からは、第１の駆
動回路１９１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
ＳＷ１と、第２の駆動回路１９２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Ｔ
ｒ１６を駆動する制御信号ＳＷ２とが出力されている。
この第１の駆動回路１９１および第２の駆動回路１９２
内の各々６個のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６，トラ
ンジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６は、それぞれトランジ
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、第１の駆動
回路１９１ではモータＭＧ１の三相コイル１３４の各々
が、第２の駆動回路１９２ではモータＭＧ２の三相コイ
ル１４４の各々が接続されている。電源ラインＬ１，Ｌ
２は、バッテリ１９４のプラス側とマイナス側に、それ
ぞれ接続されている。したがって、制御ＣＰＵ１９０に
より対をなすトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６，トラン
ジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオン時間の割合を制御
信号ＳＷ１，ＳＷ２により順次制御し、三相コイル１３
４，１４４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１３４，１４４により、回
転磁界が形成される。
【０１５７】次に、第２実施例の動力出力装置１１０の
動作について説明する。第２実施例の動力出力装置１１
０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１５０を回転数ＮｅとトルクＴｅとで表わ
される運転ポイントＰ１で運転し、このエンジン１５０
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ＮｒとトルクＴｒとで表わされる運転ポイ
ントＰ２でリングギヤ軸１２６を運転する場合、即ち、
エンジン１５０から出力される動力をトルク変換してリ
ングギヤ軸１２６に作用させる場合について考える。こ
の時のエンジン１５０とリングギヤ軸１２６の回転数お
よびトルクの関係は、図２３に示されている。
【０１５８】プラネタリギヤ１２０の３軸（サンギヤ軸
１２５，リングギヤ軸１２６およびプラネタリキャリア
１２４）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２４および図２５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１２０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。第２実施例では説明の容易
のため共線図を用いて説明する。
【０１５９】図２４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１２５とリングギヤ軸１２６の座標軸
Ｓ，Ｒを両端にとったとき、プラネタリキャリア１２４
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１２２の歯数に
対するサンギヤ１２１の歯数の比であり、次式（２５）
で表わされる。
【０１６０】
【数５】
【０１６１】いま、エンジン１５０が回転数Ｎｅで運転
されており、リングギヤ軸１２６が回転数Ｎｒで運転さ
れている場合を考えているから、エンジン１５０のクラ
ンクシャフト１５６が結合されているプラネタリキャリ
ア１２４の座標軸Ｃにエンジン１５０の回転数Ｎｅを、
リングギヤ軸１２６の座標軸Ｒに回転数Ｎｒ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１２５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Ｎｒとを用いて比例計算式（次式
（２６））により求めることができる。このようにプラ
ネタリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１
２２およびプラネタリキャリア１２４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。
【０１６２】
【数６】
【０１６３】次に、描かれた動作共線に、エンジン１５
０のトルクＴｅをプラネタリキャリア１２４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Ｔｅｓ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（２７）および式（２８）によって表わされ
る。
【０１６４】
【数７】
【０１６５】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い。すなわち、
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Ｔｍ１を作用させ、座標軸Ｒ上には、リン
グギヤ軸１２６に出力するトルクと同じ大きさで向きが
反対のトルクＴｒ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Ｔｍ２を作用させるのであ
る。このトルクＴｍ１はモータＭＧ１により、トルクＴ
ｍ２はモータＭＧ２により作用させることができる。こ
のとき、モータＭＧ１では回転の方向と逆向きにトルク
を作用させるから、モータＭＧ１は発電機として動作す
ることになり、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わ
される電気エネルギＰｍ１をサンギヤ軸１２５から回生
する。モータＭＧ２では、回転の方向とトルクの方向と
が同じであるから、モータＭＧ２は電動機として動作
し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気
エネルギＰｍ２を動力としてリングギヤ軸１２６に出力
する。
【０１６６】ここで、電気エネルギＰｍ１と電気エネル
ギＰｍ２とを等しくすれば、モータＭＧ２で消費する電
力のすべてをモータＭＧ１により回生して賄うことがで
きる。このためには、入力されたエネルギのすべてを出
力するものとすればよいから、エンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅとリングギヤ軸１２６に出力される
エネルギＰｒとを等しくすればよい。すなわち、トルク
Ｔｅと回転数Ｎｅとの積で表わされるエネルギＰｅと、
トルクＴｒと回転数Ｎｒとの積で表わされるエネルギＰ
ｒとを等しくするのである。図１９に照らせば、運転ポ
イントＰ１で運転されているエンジン１５０から出力さ
れるトルクＴｅと回転数Ｎｅとで表わされる動力を、ト
ルク変換して、エネルギが同一でトルクＴｒと回転数Ｎ
ｒとで表わされる動力としてリングギヤ軸１２６に出力
するのである。前述したように、リングギヤ軸１２６に
出力された動力は、動力取出ギヤ１２８および動力伝達
ギヤ１１１により駆動軸１１２に伝達され、ディファレ
ンシャルギヤ１１４を介して駆動輪１１６，１１８に伝
達される。したがって、リングギヤ軸１２６に出力され
る動力と駆動輪１１６，１１８に伝達される動力とには
リニアな関係が成立するから、駆動輪１１６，１１８に
伝達される動力を、リングギヤ軸１２６に出力される動
力を制御することにより制御することができる。
【０１６７】図２４に示す共線図ではサンギヤ軸１２５
の回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転数
Ｎｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによっては、
図２５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、モータＭＧ１では、回転の方向とトルクの作
用する方向とが同じになるから、モータＭＧ１は電動機
として動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わ
される電気エネルギＰｍ１を消費する。一方、モータＭ
Ｇ２では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆に
なるから、モータＭＧ２は発電機として動作し、トルク
Ｔｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギＰ
ｍ２をリングギヤ軸１２６から回生することになる。こ
の場合、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１と
モータＭＧ２で回生する電気エネルギＰｍ２とを等しく
すれば、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１を
モータＭＧ２で丁度賄うことができる。
【０１６８】以上の説明から解るように、第２実施例の
動力出力装置１１０では、リングギヤ軸１２６の回転数
Ｎｒに拘わらず、エンジン１５０から出力される動力の
すべてをトルク変換してリングギヤ軸１２６に出力する
ことができる。このことは、第１実施例の動力出力装置
２０と同様に、プラネタリギヤ１２０，モータＭＧ１お
よびモータＭＧ２とによるトルク変換の効率を１００％
とすれば、エンジン１５０の運転ポイントは、リングギ
ヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒと同一のエネルギ
を出力する運転ポイントであれば如何なるポイントであ
ってもよいこととなり、リングギヤ軸１２６に出力すべ
きエネルギＰｒと同一のエネルギを出力することを条件
にリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒに拘わらず自由に定
めることができることを意味する。したがって、第２実
施例の動力出力装置１１０は、第１実施例の動力出力装
置２０と同様に、エンジン１５０から出力される動力の
すべてをトルク変換してリングギヤ軸１２６に出力する
動作の他に、エンジン１５０から出力される動力（トル
クＴｅと回転数Ｎｅとの積）をリングギヤ軸１２６に要
求される動力（トルクＴｒと回転数Ｎｒとの積）より大
きくして余剰の電気エネルギを見い出し、バッテリ１９
４の充電を伴う動作としたり、逆にエンジン１５０から
出力される動力をリングギヤ軸１２６に要求される動力
より小さくして電気エネルギが不足するものし、バッテ
リ１９４から放電を伴う動作とすることもできる。な
お、第２実施例の動力出力装置１１０でも、プラネタリ
ギヤ１２０，モータＭＧ１およびモータＭＧ２によるト
ルク変換の効率は、実際には１００％にならないが、説
明の容易のために１００％として扱う。
【０１６９】こうした第２実施例の動力出力装置１１０
は、上述したように、プラネタリギヤ１２０の動作を考
慮する必要があるが、エンジン１５０の運転ポイントと
リングギヤ軸１２６の運転ポイントとを独立に設定でき
るから、第１実施例の動力出力装置２０と同様な処理、
即ち図４のトルク制御ルーチンと同様な処理を行なうこ
とができる。図２６に第２実施例の動力出力装置１１０
において実行されるトルク制御ルーチンの一例を示す。
図示するように、図２６のトルク制御ルーチンは、図４
のトルク制御ルーチンと比較すると、駆動軸２２の回転
数Ｎｄおよび駆動軸２２に出力すべきトルクＴｄ＊をリ
ングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒおよびリングギヤ軸１２
６に出力すべきトルクＴｒ＊に変更すると共に、クラッ
チモータ３０およびアシストモータ４０をモータＭＧ１
およびモータＭＧ２に変更したものである。第２実施例
の動力出力装置１１０のリングギヤ軸１２６は、動力取
出ギヤ１２８，チェーンベルト１２９，動力伝達ギヤ１
１１およびディファレンシャルギヤ１１４を介して駆動
輪１１６，１１８に接続されているから、第１実施例の
動力出力装置２０の駆動軸２２に相当する。したがっ
て、モータＭＧ１およびモータＭＧ２に関連する処理を
除けば、図２６のトルク制御ルーチンは、図４のトルク
制御ルーチンと同一の処理ということができる。以下、
モータＭＧ１およびモータＭＧ２に関連する処理、即ち
ステップＳ４１６ないしＳ４２０の処理について説明す
る。なお、ステップＳ４００のリングギヤ軸１２６の回
転数Ｎｒの読み込みは、リングギヤ軸１２６に設けられ
たレゾルバ１４９により検出されるリングギヤ軸１２６
の回転角度θｒから求めることができる。
【０１７０】ステップＳ４１６のエンジン１５０の目標
回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１の
トルク指令値Ｔｍ１＊，モータＭＧ２のトルク指令値Ｔ
ｍ２＊の設定処理は、図２７および図２８に例示する指
令値設定ルーチンにより行なわれる。また、ステップＳ
４１８のモータＭＧ１の制御は、図２９に例示するモー
タＭＧ１の制御ルーチンにより行なわれ、ステップＳ４
２０のモータＭＧ２の制御は、図３０に例示するモータ
ＭＧ２の制御ルーチンにより行なわれる。図２９のモー
タＭＧ１の制御ルーチンと図３０のモータＭＧ２の制御
ルーチンは、第１実施例で説明した図９のアシストモー
タ制御ルーチンと同様であるので、ここでは、その説明
は省略する。以下、図２７および図２８の指令値設定ル
ーチンに基づき第２実施例の動力出力装置１１０による
各指令値の設定の様子について説明する。
【０１７１】本ルーチンが実行されると、制御装置１８
０の制御ＣＰＵ１９０は、まず、リングギヤ軸１２６の
回転数ＮｒをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に設定する
（ステップＳ４３０）。続いて、設定した回転数Ｎｍ２
でモータＭＧ２が運転可能なトルクＴｍ２の範囲につい
て１Ｎｍ毎のトルクの値を配列Ｘ（ｉ）として設定する
（ステップＳ４３２）。第２実施例でも回転数Ｎｍ２で
モータＭＧ２が運転可能なトルクＴｍ２の範囲を１Ｎｍ
毎の間隔として配列Ｘ（ｉ）に設定したが、この値に限
定されるものではなく如何なる値としてもよいのは言う
までもない。
【０１７２】続いて、配列Ｘ（ｉ）が値０以上か否かを
判定する（ステップＳ４３４）。配列Ｘ（ｉ）は、前述
したようにモータＭＧ２の運転可能なトルクであるか
ら、モータＭＧ２を図２４の共線図に例示するように回
生駆動する場合には負の値となり、逆に図２５の共線図
に例示するように力行駆動するときには正の値となる。
【０１７３】配列Ｘ（ｉ）が値０以上のとき、即ちモー
タＭＧ２が力行駆動されるトルクのときには、制御装置
１８０の制御ＣＰＵ１９０は、まず、配列Ｘ（ｉ）と回
転数Ｎｍ２とにより力行駆動されるモータＭＧ２の損失
Ｓｍ２を導出する処理を行なう（ステップＳ４４０）。
第２実施例でも、モータＭＧ２の損失Ｓａは、ＲＯＭ１
９０ｂに記憶されたトルクＴｍ２と回転数Ｎｍ２と損失
Ｓｍ２とのマップを用いて導出した。続いて、モータＭ
Ｇ２により消費される電力Ｐｍ２を次式（２９）により
算出すると共に（ステップＳ４４１）、モータＭＧ１の
トルクＴｍ１（ｉ）を次式（３０）により算出する（ス
テップＳ４４２）。モータＭＧ１のトルクＴｍ１（ｉ）
を求める式（３０）は、モータＭＧ１のＴｍ１を配列Ｘ
（ｉ）とした際ときの図２４および図２５の共線図の釣
り合いから求めることができる。
【０１７４】 Ｐｍ２＝Ｘ（ｉ）×Ｎｍ２＋Ｓｍ２ …（２９） Ｔｍ１（ｉ）＝ρ×（Ｔｒ＊−Ｘ（ｉ）） …（３０）
【０１７５】次に、モータＭＧ１により回生される電力
からモータＭＧ１の損失Ｓｍ１を減じたものがモータＭ
Ｇ２により消費される電力Ｐｍ２と充放電電力Ｐｂ（正
の値のときが充電で負の値のときが放電）との和に等し
くなるようモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と損失Ｓｍ１と
を計算する（ステップＳ４４３）。即ち、次式（３１）
および式（３２）が成立するようにモータＭＧ１の回転
数Ｎｍ１と損失Ｓｍ１とを計算するのである。モータＭ
Ｇ１の損失Ｓｍ１も、トルクＴｍ１と回転数Ｎｍ１と損
失Ｓｍ１とのマップを用いて導出した。なお、このステ
ップＳ４４３の処理では、式（３１）に回転数Ｎｍ１と
損失Ｓｍ１が含まれ、式（３２）の損失Ｓｍ１は回転数
Ｎｍ１に基づいてマップにより導出されるから、回転数
Ｎｍ１を順次変化させて式（３２）により各回転数Ｎｍ
１に対応する損失Ｓｍ１を求め、各回転数Ｎｍ１と損失
Ｓｍ１とを式（３１）に代入してこれが成立する回転数
Ｎｍ１と損失Ｓｍ１とを求める処理となる。
【０１７６】 Ｐｍ２＋Ｐｂ＝Ｔｍ１（ｉ）×Ｎｍ１−Ｓｍ１ …（３１） Ｓｍ１＝ｆｓｃ１１（Ｔｍ１（ｉ），Ｎｍ１） …（３２）
【０１７７】続いて、算出したＮｍ１を用いて次式（３
３）および式（３４）によりエンジン１５０のトルクＴ
ｅ（ｉ）と回転数Ｎｅ（ｉ）とを算出する（ステップＳ
４４４）。このエンジン１５０のトルクＴｅ（ｉ）や回
転数Ｎｅ（ｉ）は、図２４および図２５の共線図の釣り
合いから求めることができる。
【０１７８】
【数８】
【０１７９】そして、求めたトルクＴｅ（ｉ）と回転数
Ｎｅ（ｉ）との運転ポイントでエンジン１５０を運転し
たときの損失Ｓｅを導出する（ステップＳ４４５）。こ
のエンジン１５０の損失Ｓｅを導出する処理も、ＲＯＭ
１９０ｂに記憶されたトルクＴｅと回転数Ｎｅと損失Ｓ
ｅとの関係を示すマップを用いて行なった。こうしてモ
ータＭＧ２，モータＭＧ１およびエンジン１５０の各損
失Ｓｍ２，Ｓｍ１，Ｓｅを求めると、これらの和をとっ
て配列Ｘ（ｉ）のときの全損失Ｓｔ（ｉ）を算出し（ス
テップＳ４６０）、配列カウンタｉをインクリメントし
て（ステップＳ４６２）、インクリメントした配列カウ
ンタｉに対応する配列Ｘ（ｉ）が存在するか否かを判定
する（ステップＳ４６４）。
【０１８０】一方、ステップＳ４３４で配列Ｘ（ｉ）が
負の値であると判定されたとき、即ちモータＭＧ２が回
生駆動されるトルクのときには、制御装置１８０の制御
ＣＰＵ１９０は、まず、配列Ｘ（ｉ）と回転数Ｎｍ２と
により回生駆動されるモータＭＧ２の損失Ｓｍ２を導出
する処理を行なう（ステップＳ４５０）。この処理も、
モータＭＧ２が力行駆動されるときと同様に、予めＲＯ
Ｍ１９０ｂに記憶されたマップから損失Ｓｍ２を導出す
るものとした。続いて、モータＭＧ２により回生される
電力Ｐｍ２を次式（３５）により算出すると共に（ステ
ップＳ４５１）、モータＭＧ１のトルクＴｍ１（ｉ）を
上式（３０）により算出する（ステップＳ４５２）。式
（３５）の右辺第１項に負符号が付してあるのは、配列
Ｘ（ｉ）が負であるから、負符号を加えて電力Ｐｍ２を
正の値として取り扱うためである。
【０１８１】 Ｐｍ２＝−Ｘ（ｉ）×Ｎｍ２−Ｓｍ２ …（３５）
【０１８２】次に、モータＭＧ１により消費される電力
とモータＭＧ１の損失Ｓｍ１との和がモータＭＧ２によ
り回生される電力Ｐｍ２と充放電電力Ｐｂとの差とに等
しくなるようモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と損失Ｓｍ１
とを計算する（ステップＳ４５３）。即ち、次式（３
６）および式（３７）が成立するようにモータＭＧ１の
回転数Ｎｍ１と損失Ｓｍ１とを計算するのである。式
（３６）および式（３７）の式（３１）および式（３
２）に対する相違は、配列Ｘ（ｉ）が負の値であるにも
拘わらずモータＭＧ２により回生される電力Ｐｍ２を正
の値として用いたことおよびモータＭＧ１が力行駆動さ
れることに基づく。なお、力行駆動されるモータＭＧ１
の損失Ｓｍ２も、モータＭＧ１が回生駆動されるときと
同様に、予めＲＯＭ１９０ｂに記憶されたマップから導
出するものとした。また、このステップＳ４５３の処理
では、ステップＳ４４３の処理と同様に、式（３６）に
回転数Ｎｍ１と損失Ｓｍ１が含まれ、式（３７）の損失
Ｓｍ１は回転数Ｎｍ１に基づいてマップにより導出され
るから、回転数Ｎｍ１を順次変化させて式（３７）によ
り各回転数Ｎｍ１に対応する損失Ｓｍ１を求め、各回転
数Ｎｍ１と損失Ｓｍ１とを式（３６）に代入してこれが
成立する回転数Ｎｍ１と損失Ｓｍ１とを求める処理とな
る。
【０１８３】 Ｐｍ２−Ｐｂ＝−Ｔｍ１（ｉ）×Ｎｍ１＋Ｓｍ１ …（３６） Ｓｍ１＝ｆｓｃ１２（Ｔｍ１（ｉ），Ｎｍ１） …（３７）
【０１８４】そして、ステップＳ４４４およびＳ４４５
の処理と同一のステップＳ４５４およびＳ４５５のエン
ジン１５０のトルクＴｅ（ｉ）と回転数Ｎｅ（ｉ）とを
算出する処理とエンジン１５０の損失Ｓｅを導出する処
理を行ない、ステップＳ４６０ないしＳ４６４の処理を
行なう。
【０１８５】こうしてすべての配列Ｘ（ｉ）についてス
テップＳ４３４ないしＳ４６４の処理を終えて、ステッ
プＳ４６４で配列Ｘ（ｉ）の存在が否定されると、制御
装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、算出した全損失Ｓｔ
（ｉ）のうち最も小さなものの配列カウンタｉを決定し
（ステップＳ４６６）、この決定された配列カウンタｉ
における回転数Ｎｅ（ｉ）およびトルクＴｅ（ｉ）をエ
ンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ
＊に設定すると共にトルクＴｍ１（ｉ）をモータＭＧ１
のトルク指令値Ｔｍ１＊に設定し、更に、配列Ｘ（ｉ）
をモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊に設定する（ス
テップＳ４６８）。このように設定することにより、装
置全体の損失が最も小さな状態で、即ち装置全体の効率
が最も高い状態で、充放電電力Ｐｂによるバッテリ１９
４の充放電を伴いながらトルク指令値Ｔｒ＊のトルクを
リングギヤ軸１２６に出力することができる。
【０１８６】以上説明した第２実施例の動力出力装置１
１０によれば、充放電電力Ｐｂによるバッテリ１９４の
充放電を伴いながらトルク指令値Ｔｒ＊のトルクをリン
グギヤ軸１２６に出力することが可能なモータＭＧ１，
モータＭＧ２およびエンジン１５０の運転状態のうち、
各損失の総計である全損失が最も小さな運転状態となる
ようモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン１５０
を運転するから、装置全体の効率をより高くすることが
できる。しかも、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエ
ンジン１５０の各損失をそれぞれＲＯＭ１９０ｂに記憶
した回転数とトルクと損失との関係を示すマップから導
出するものとしたから、複雑な損失計算をする必要がな
く、短時間で全損失が最も小さな運転状態を各指令値に
設定することができる。
【０１８７】第２実施例の動力出力装置１１０では、バ
ッテリ１９４を充放電電力Ｐｂにより充放電するものと
したが、バッテリ１９４の充放電を考慮しないものとし
てもよい。この場合、バッテリ１９４の残容量ＢRMが閾
値Ｌ１以上閾値Ｈ１以下の状態、即ち充放電電力Ｐｂに
値０が設定された状態と同様の制御となる。こうすれ
ば、トルク指令値Ｔｒ＊のトルクをリングギヤ軸１２６
に出力することが可能なモータＭＧ１，モータＭＧ２お
よびエンジン１５０の運転状態のうち、各損失の総計で
ある全損失が最も小さな運転状態となるようモータＭＧ
１，モータＭＧ２およびエンジン１５０を運転すること
ができる。
【０１８８】第２実施例の動力出力装置１１０では、モ
ータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン１５０の各損
失をそれぞれＲＯＭ１９０ｂに記憶した回転数とトルク
と損失との関係を示すマップから導出するものとした
が、それぞれの損失を理論式や実験式などにより算出す
るものとしてもよい。
【０１８９】第２実施例の動力出力装置１１０では、す
べての配列Ｘ（ｉ）におけるモータＭＧ１，モータＭＧ
２およびエンジン１５０の各損失を導出すると共にこれ
らの和をとって全損失Ｓｔ（ｉ）を求め、更にすべての
全損失Ｓｔ（ｉ）のうち最も小さなものの配列カウンタ
ｉを決定し、その配列カウンタｉに対応するトルクＴｅ
（ｉ）等により各指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｍ１＊，
Ｔｍ２＊）を設定したが、リングギヤ軸１２６の回転数
Ｎｒとリングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒと
バッテリ１９４の充放電電力Ｐｂと全損失が最も小さな
各指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊）とを
予めマップとしてＲＯＭ１９０ｂに記憶しておき、回転
数ＮｒとエネルギＰｒと充放電電力Ｐｂとが与えられた
ら、このマップから各指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｍ１
＊，Ｔｍ２＊）を導出するものとしてもよい。こうすれ
ば、モータＭＧ１やモータＭＧ２、エンジン１５０の各
損失を導出したり、これらの和をとって全損失を算出し
たり、更にすべての全損失のうち最も小さなものを選出
するなどといった処理が不要となるから、極めて短時間
で容易に各指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｍ１＊，Ｔｍ２
＊）を設定することができる。
【０１９０】第２実施例の動力出力装置１１０では、リ
ングギヤ軸１２６に出力された動力をリングギヤ１２２
に結合された動力取出ギヤ１２８を介してモータＭＧ１
とモータＭＧ２との間から取り出したが、図３１の変形
例の動力出力装置１１０Ａに示すように、リングギヤ軸
１２６を延出してケース１１５から取り出すものとして
もよい。また、図３２の変形例の動力出力装置１１０Ｂ
に示すように、エンジン１５０側からプラネタリギヤ１
２０，モータＭＧ２，モータＭＧ１の順になるよう配置
してもよい。この場合、サンギヤ軸１２５Ｂは中空でな
くてもよく、リングギヤ軸１２６Ｂは中空軸とする必要
がある。こうすれば、リングギヤ軸１２６Ｂに出力され
た動力をエンジン１５０とモータＭＧ２との間から取り
出すことができる。
【０１９１】第２実施例の動力出力装置１１０では、モ
ータＭＧ２をリングギヤ軸１２６に取り付けたが、図３
３に例示する変形例の動力出力装置１１０Ｃのように、
モータＭＧ２をクランクシャフト１５６に取り付けるも
のとしてもよい。この変形例の動力出力装置１１０Ｃで
は、図３３に示すように、プラネタリギヤ１２０のサン
ギヤ１２１に結合されたサンギヤ軸１２５Ｃにはモータ
ＭＧ１のロータ１３２が取り付けられており、プラネタ
リキャリア１２４には、第２実施例の動力出力装置１１
０と同様に、エンジン１５０のクランクシャフト１５６
が取り付けられている。このクランクシャフト１５６に
は、モータＭＧ２のロータ１４２と、クランクシャフト
１５６の回転角度θｅを検出するレゾルバ１５７とが取
り付けられている。プラネタリギヤ１２０のリングギヤ
１２２に取り付けられたリングギヤ軸１２６Ｃは、その
回転角度θｒを検出するレゾルバ１４９が取り付けられ
ているだけで、動力取出ギヤ１２８に結合されている。
【０１９２】この変形例の動力出力装置１１０Ｃは次の
ように動作する。エンジン１５０を回転数Ｎｅとトルク
Ｔｅとで表わされる運転ポイントＰ１で運転し、エンジ
ン１５０から出力されるエネルギＰｅ（Ｐｅ＝Ｎｅ×Ｔ
ｅ）と同じエネルギＰｒ（Ｐｒ＝Ｎｒ×Ｔｒ）となる回
転数ＮｒとトルクＴｒとで表わされる運転ポイントＰ２
でリングギヤ軸１２６Ｃを運転する場合、すなわち、エ
ンジン１５０から出力される動力をトルク変換してリン
グギヤ軸１２６Ｃ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３４および図３５に例示する。
【０１９３】図３４の共線図における動作共線の釣り合
いを考えると、次式（３８）ないし式（４１）が導き出
される。即ち、式（３８）はエンジン１５０から入力さ
れるエネルギＰｅとリングギヤ軸１２６Ｃに出力される
エネルギＰｒの釣り合いから導き出され、式（３９）は
クランクシャフト１５６を介してプラネタリキャリア１
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（４０）および式（４１）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。
【０１９４】
【数９】
【０１９５】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がとれればよいから、ト
ルクＴｍ１とトルクＴｃｓとを等しく、かつ、トルクＴ
ｒとトルクＴｃｒとを等しくすればよい。以上の関係か
らトルクＴｍ１およびトルクＴｍ２を求めれば、次式
（４２）および式（４３）のように表わされる。
【０１９６】
【数１０】
【０１９７】したがって、モータＭＧ１により式（４
２）で求められるトルクＴｍ１をサンギヤ軸１２５Ｃに
作用させ、モータＭＧ２により式（４３）で求められる
トルクＴｍ２をクランクシャフト１５６に作用させれ
ば、エンジン１５０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Ｔｒおよび回転数Ｎ
ｒで表わされる動力にトルク変換してリングギヤ軸１２
６Ｃに出力することができる。なお、この共線図の状態
では、モータＭＧ１は、ロータ１３２の回転の方向とト
ルクの作用方向が逆になるから、発電機として動作し、
トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わされる電気エネ
ルギＰｍ１を回生する。一方、モータＭＧ２は、ロータ
１４２の回転の方向とトルクの作用方向が同じになるか
ら、電動機として動作し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒと
の積で表わされる電気エネルギＰｍ２を消費する。
【０１９８】図３４に示す共線図ではサンギヤ軸１２５
Ｃの回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転
数Ｎｅとリングギヤ軸１２６Ｃの回転数Ｎｒとによって
は、図３５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、モータＭＧ１は、ロータ１３２の回転の
方向とトルクの作用する方向とが同じになるから、電動
機として動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表
わされる電気エネルギＰｍ１を消費する。一方、モータ
ＭＧ２は、ロータ１４２の回転の方向とトルクの作用す
る方向とが逆になるから、発電機として動作し、トルク
Ｔｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギＰ
ｍ２をリングギヤ軸１２６Ｃから回生することになる。
【０１９９】以上説明したように、変形例の動力出力装
置１１０Ｃでも、第２実施例の動力出力装置１１０と同
様に、モータＭＧ１とモータＭＧ２を式（４２）および
式（４３）とにより算出されるトルクが出力されるよう
制御すれば、エンジン１５０から出力されるエネルギを
自由にトルク変換してリングギヤ軸１２６Ｃに出力する
ことができる。また、変形例の動力出力装置１１０Ｃで
も、第２実施例の動力出力装置１１０と同様に、こうし
たエンジン１５０から出力される動力のすべてをトルク
変換してリングギヤ軸１２６Ｃに出力する動作の他に、
エンジン１５０から出力される動力（トルクＴｅと回転
数Ｎｅとの積）をリングギヤ軸１２６に要求される動力
（トルクＴｒと回転数Ｎｒとの積）より大きくして余剰
の電気エネルギを見い出し、バッテリ１９４の充電を伴
う動作としたり、逆にエンジン１５０から出力される動
力をリングギヤ軸１２６に要求される動力より小さくし
て電気エネルギが不足するものし、バッテリ１９４から
放電を伴う動作とすることもできる。
【０２００】したがって、変形例の動力出力装置１１０
Ｃでも、第２実施例の動力出力装置１１０と同様に、図
２２の充放電トルク制御ルーチンを実行することがで
き、第２実施例の動力出力装置１１０が奏する効果と同
様に効果を奏することができる。なお、変形例の動力出
力装置１１０Ｃでは、モータＭＧ２がクランクシャフト
１５６に取り付けられているから、図２７および図２８
の指令値設定ルーチンに代えて図３６および図３７に例
示する指令値設定ルーチンを実行する必要がある。以
下、この変形例の動力出力装置１１０Ｃの制御装置１８
０により実行される図３６および図３７の指令値設定ル
ーチンについて説明する。
【０２０１】本ルーチンが実行されると、変形例の動力
出力装置１１０Ｃにおける制御装置１８０の制御ＣＰＵ
１９０は、まず、モータＭＧ１のトルクＴｍ１にトルク
指令値Ｔｒ＊にギヤ比ρを乗じたものを設定する（ステ
ップＳ５３０）。このように設定できるのは、図３４お
よび図３５の共線図を用いて説明したように、変形例の
動力出力装置１１０Ｃではリングギヤ軸１２６にトルク
指令値Ｔｒ＊を出力するためには、式（４２）の関係を
満たす必要があるからである。続いて、設定したトルク
Ｔｍ１でモータＭＧ１を運転可能な回転数Ｎｍ１の範囲
について５０ｒｐｍ毎の回転数の値を配列Ｘ（ｉ）とし
て設定する（ステップＳ５３２）。この変形例の動力出
力装置１１０Ｃでも、モータの特性曲線から得られる下
限値から上限値の範囲について５０ｒｐｍを間隔として
配列Ｘ（ｉ）を設定したが、この値に限定されるもので
はなく如何なる値としてもよい。ここで、変形例の動力
出力装置１１０Ｃでは、配列Ｘ（ｉ）としてモータＭＧ
１の回転数Ｎｍ１を設定したが、リングギヤ軸１２６の
回転数ＮｒとモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１（サンギヤ軸
１２５の回転数Ｎｓ）とを式（２６）に代入することに
よりプラネタリキャリア１２４の回転数、即ちクランク
シャフト１５６の回転数Ｎｅを算出することができるか
ら、クランクシャフト１５６の回転数Ｎｅを配列Ｘ
（ｉ）として設定してもよい。
【０２０２】次に、配列Ｘ（ｉ）が値０以上か否かを判
定する（ステップＳ５３４）。配列Ｘ（ｉ）は、前述し
たようにモータＭＧ１の運転可能な回転数であるから、
モータＭＧ１を図３４の共線図に例示するように回生駆
動するときには正の値となり、逆に図３５の共線図に例
示するように力行駆動ときには負の値となる。
【０２０３】配列Ｘ（ｉ）が値０以上のとき、即ちモー
タＭＧ１を回生駆動するときには、制御装置１８０の制
御ＣＰＵ１９０は、まず、トルクＴｍ１と配列Ｘ（ｉ）
とにより回生駆動されるモータＭＧ１の損失Ｓｅを導出
する処理を行なう（ステップＳ２４０）。この変形例で
も、損失Ｓｅは、ＲＯＭ１９０ｂに予め記憶されたトル
クＴｍ１と回転数Ｎｍ１と損失Ｓｍ１との関係をマップ
を用いて導出するものとした。続いて、モータＭＧ１に
より回生される電力Ｐｍ１を次式（４４）により算出す
ると共に（ステップＳ５４１）、モータＭＧ２の回転数
Ｎｍ２を次式（４５）により算出する（ステップＳ５４
２）。
【０２０４】
【数１１】
【０２０５】次に、モータＭＧ２により消費される電力
とモータＭＧ２の損失Ｓｍ２との和がモータＭＧ１によ
り回生される電力Ｐｍ１と充放電電力Ｐｂとの差に等し
くなるようモータＭＧ２のトルクＴｍ２（ｉ）と損失Ｓ
ｍ２とを計算する（ステップＳ５４３）。即ち、次式
（４６）および式（４７）が成立するようにモータＭＧ
２のトルクＴｍ２（ｉ）と損失Ｓｍ２とを計算するので
ある。この変形例でも損失Ｓｍ２は、第２実施例の動力
出力装置１１０と同様に、ＲＯＭ１９０ｂに予め記憶さ
れたトルクＴｍ２と回転数Ｎｍ２と損失Ｓｍ２との関係
をマップを用いて導出するものとした。なお、このステ
ップＳ５４３の処理は、式（４６）にトルクＴｍ２
（ｉ）と損失Ｓｍ２が含まれ、式（４７）の損失Ｓｍ２
はトルクＴｍ２（ｉ）に基づいてマップにより導出され
るから、トルクＴｍ２（ｉ）を順次変化させて式（４
７）により各トルクＴｍ２（ｉ）に対応する損失Ｓｍ２
を求め、各トルクＴｍ２（ｉ）と損失Ｓｍ２とを式（４
６）に代入してこれが成立するトルクＴｍ２（ｉ）と損
失Ｓｍ２とを求める処理となる。
【０２０６】 Ｐｍ１−Ｐｂ＝Ｔｍ２（ｉ）×Ｎｍ２＋Ｓｍ２ …（４６） Ｓｍ２＝ｆｓｃ２１（Ｔｍ２（ｉ），Ｎｍ２） …（４７）
【０２０７】続いて、算出したモータＭＧ２のトルクＴ
ｍ２（ｉ）と回転数Ｎｍ２とを用いて次式（４８）およ
び式（４９）によりエンジン１５０のトルクＴｅ（ｉ）
と回転数Ｎｅ（ｉ）とを算出する（ステップＳ５４
４）。ここで、エンジン１５０のトルクＴｅを算出する
式（４８）は、図３４および図３５の共線図における動
作共線の釣り合いから求めることができる。
【０２０８】 Ｔｅ（ｉ）＝（１＋ρ）×Ｔｒ＊−Ｔｍ２（ｉ） …（４８） Ｎｅ（ｉ）＝Ｎｍ２ …（４９）
【０２０９】そして、図２７および図２８の指令値設定
ルーチンのステップＳ４４５，Ｓ４６０ないしＳ４６４
と同一の処理のステップＳ５４５，Ｓ５６０ないしＳ５
６４の処理、即ち、エンジン１５０の損失Ｓｅの導出
（ステップＳ５４５）、全損失Ｓｔ（ｉ）の算出（ステ
ップＳ５６０）、配列カウンタｉのインクリメント（ス
テップＳ５６２）、配列Ｘ（ｉ）の存在の確認（ステッ
プＳ５６４）の処理を行なう。
【０２１０】一方、ステップＳ５３４で配列Ｘ（ｉ）が
負の値であると判定されたとき、即ちモータＭＧ１が力
行駆動されるときには、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１
９０は、まず、トルクＴｍ１と配列Ｘ（ｉ）とにより力
行駆動されるモータＭＧ１の損失Ｓｍ１を導出する処理
を行なう（ステップＳ５５０）。この処理も、ＲＯＭ１
９０ｂに予め記憶されたトルクＴｍ１と回転数Ｎｍ１と
損失Ｓｍ１との関係をマップを用いて行なわれる。続い
て、モータＭＧ１により消費される電力Ｐｍ１を次式
（５０）により算出すると共に（ステップＳ５５１）、
モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を上式（４５）により算出
する（ステップＳ５５２）。式（５０）の右辺第１項に
負符号が付してあるのは、配列Ｘ（ｉ）が負であるか
ら、負符号を加えて電力Ｐｍ１を正の値として取り扱う
ためである。
【０２１１】 Ｐｍ１＝−Ｔｍ１×Ｘ（ｉ）＋Ｓｍ１ …（５０）
【０２１２】次に、モータＭＧ２により回生される電力
からモータＭＧ２の損失Ｓｍ２を減じたものがモータＭ
Ｇ１により消費される電力Ｐｍ１と充放電電力Ｐｂとの
和に等しくなるようモータＭＧ２のトルクＴｍ２（ｉ）
と損失Ｓｍ２とを計算する（ステップＳ５５３）。即
ち、次式（５１）および式（５２）が成立するようにモ
ータＭＧ２のトルクＴｍ２（ｉ）と損失Ｓｍ２とを計算
するのである。式（５１）および式（５２）の式（４
６）および式（４７）に対する相違は、配列Ｘ（ｉ）が
負の値であるにも拘わらずモータＭＧ１により消費され
る電力Ｐｍ１を正の値として用いたことと、モータＭＧ
２が回生駆動されることに基づく。なお、回生駆動され
るモータＭＧ２の損失Ｓｍ２を導出する処理も、予めＲ
ＯＭ１９０ｂに記憶されたマップを用いて行なった。ま
た、このステップＳ５５３の処理では、ステップＳ４４
３の処理と同様に、式（５１）にトルクＴｍ２（ｉ）と
損失Ｓｍ２が含まれ、式（５２）の損失Ｓｍ２はトルク
Ｔｍ２（ｉ）に基づいてマップにより導出されるから、
トルクＴｍ２（ｉ）を順次変化させて式（５２）により
各トルクＴｍ２（ｉ）に対応する損失Ｓｍ２を求め、各
トルクＴｍ２（ｉ）と損失Ｓｍ２とを式（５１）に代入
してこれが成立するトルクＴｍ２（ｉ）と損失Ｓｍ２と
を求める処理となる。
【０２１３】 Ｐｍ１＋Ｐｂ＝Ｔｍ２（ｉ）×Ｎｍ２−Ｓｍ２ …（５１） Ｓｍ２＝ｆｓｃ２２（Ｔｍ２（ｉ），Ｎｍ２） …（５２）
【０２１４】続いて、ステップＳ５４４およびＳ５４５
の処理と同一のステップＳ５５４およびＳ５５５の処理
によりエンジン１５０のトルクＴｅ（ｉ）およびＮｅ
（ｉ）を求めると共にエンジン１５０の損失Ｓｅを導出
し、ステップＳ５６０ないしＳ５６４の処理を行なう。
【０２１５】こうしてすべての配列Ｘ（ｉ）についてス
テップＳ５３４ないしＳ５６４の処理を終えて、ステッ
プＳ５６４で配列Ｘ（ｉ）の存在が否定されると、制御
装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、算出した全損失Ｓｔ
（ｉ）のうち最も小さなものの配列カウンタｉを決定し
（ステップＳ５６６）、この決定された配列カウンタｉ
における回転数Ｎｅ（ｉ）およびトルクＴｅ（ｉ）をエ
ンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ
＊に設定すると共にトルクＴｍ１をモータＭＧ１のトル
ク指令値Ｔｍ１＊に設定し、更に、トルクＴｍ２（ｉ）
をモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊に設定する（ス
テップＳ５６８）。このように設定することにより、装
置全体の損失が最も小さな状態で、即ち装置全体の効率
が最も高い状態で、充放電電力Ｐｂによるバッテリ１９
４の充放電を伴いながらトルク指令値Ｔｒ＊のトルクを
リングギヤ軸１２６に出力することができる。
【０２１６】以上説明した変形例の動力出力装置１１０
Ｃでも、第２実施例の動力出力装置１１０と同様に、装
置の全損失が最も小さな運転状態で、充放電電力Ｐｂに
よるバッテリ１９４の充放電を伴いながらトルク指令値
Ｔｒ＊のトルクをリングギヤ軸１２６に出力することが
できる。しかも、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエ
ンジン１５０の各損失をそれぞれＲＯＭ１９０ｂに記憶
した回転数とトルクと損失との関係を示すマップから導
出するものとしたから、複雑な損失計算をする必要がな
く、短時間で全損失が最も小さな運転状態を各指令値に
設定することができる。
【０２１７】なお、変形例の動力出力装置１１０Ｃで
も、第２実施例の動力出力装置１１０と同様に、バッテ
リ１９４の充放電を考慮しないものとしてもよい。ま
た、各損失を理論式や実験式などにより算出するものと
してもよいし、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとリン
グギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒとバッテリ１
９４の充放電電力Ｐｂと全損失が最も小さな各指令値
（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊）とを予めマッ
プとしてＲＯＭ１９０ｂに記憶しておき、回転数Ｎｒと
エネルギＰｒと充放電電力Ｐｂとが与えられたら、この
マップから各指令値（Ｔｅ＊，Ｎｅ＊，Ｔｍ１＊，Ｔｍ
２＊）を導出するものとしてもよい。
【０２１８】変形例の動力出力装置１１０Ｃでは、エン
ジン１５０とモータＭＧ１とによりモータＭＧ２を挟持
する配置としたが、図３８の変形例の動力出力装置１１
０Ｄに示すように、モータＭＧ１とモータＭＧ２とでエ
ンジン１５０を挟持する配置としてもよい。また、変形
例の動力出力装置１１０Ｃでは、リングギヤ軸１２６Ｃ
に出力された動力をリングギヤ１２２に結合された動力
取出ギヤ１２８を介してモータＭＧ１とモータＭＧ２と
の間から取り出したが、図３９の変形例の動力出力装置
１１０Ｅに示すように、リングギヤ軸１２６Ｅを延出し
てケース１１５から取り出すものとしてもよい。
【０２１９】第２実施例の動力出力装置１１０やその変
形例では、ＦＲ型あるいはＦＦ型の２輪駆動の車両に動
力出力装置を搭載するものとしたが、図４０の変形例の
動力出力装置１１０Ｆに示すように、４輪駆動の車両に
適用するものとしてもよい。この構成では、リングギヤ
軸１２６に結合していたモータＭＧ２をリングギヤ軸１
２６より分離して、車両の後輪部に独立して配置し、こ
のモータＭＧ２によって後輪部の駆動輪１１７，１１９
を駆動する。一方、リングギヤ軸１２６は動力取出ギヤ
１２８および動力伝達ギヤ１１１を介してディファレン
シャルギヤ１１４に結合されて前輪部の駆動輪１１６，
１１８を駆動する。このような構成の下においても、第
２実施例を実行することは可能である。
【０２２０】また、第２実施例の動力出力装置１１０や
その変形例では、３軸式動力入出力手段としてプラネタ
リギヤ１２０を用いたが、一方はサンギヤと他方はリン
グギヤとギヤ結合すると共に互いにギヤ結合しサンギヤ
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を備えるダブルピニオンプラネタ
リギヤを用いるものとしてもよい。この他、３軸式動力
入出力手段として３軸のうちいずれか２軸に入出力され
る動力を決定すれば、この決定した動力に基づいて残余
の１軸に入出力される動力を決定されるものであれば如
何なる装置やギヤユニット等、例えば、ディファレンシ
ャルギヤ等を用いることもできる。
【０２２１】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。
【０２２２】例えば、上述した第１実施例の動力出力装
置２０やその変形例のエンジン５０、あるいは第２実施
例の動力出力装置１１０やその変形例のエンジン１５０
として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。
【０２２３】また、第１実施例の動力出力装置２０やそ
の変形例のクラッチモータ３０やアシストモータ４０、
あるいは第２実施例の動力出力装置１１０やその変形例
のモータＭＧ１やモータＭＧ２にＰＭ形（永久磁石形；
Permanent Magnet type）同期電動機を用いたが、回生
動作および力行動作の双方が可能なものであれば、その
他にも、ＶＲ形（可変リラクタンス形；Variable Reluc
tance 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。
【０２２４】あるいは、第１実施例の動力出力装置２０
やその変形例あるいは第２実施例の動力出力装置１１０
やその変形例では、第１および第２の駆動回路９１，９
２，１９１，１９２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 Tran
sistor）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。
【０２２５】また、バッテリ９４，１９４としては、Ｐ
ｂ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１９４に代えてキャパシ
タを用いることもできる。
【０２２６】以上の実施例では、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。
【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実施例の動力出力装置２０を組み込んだ車
両の概略構成を示す構成図である。
【図３】第１実施例の動力出力装置２０の動作原理を説
明するためのグラフである。
【図４】第１実施例の制御装置８０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５】アクセルペダルポジションＡＰと回転数Ｎｄと
トルク指令値Ｔｄ＊との関係を例示するマップである。
【図６】第１実施例の制御装置８０により実行される指
令値設定ルーチンの一部を例示するフローチャートであ
る。
【図７】第１実施例の制御装置８０により実行される指
令値設定ルーチンの一部を例示するフローチャートであ
る。
【図８】第１実施例の制御装置８０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９】第１実施例の制御装置８０により実行されるア
シスト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１０】第１実施例の変形例の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１１】第１実施例の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１２】第１実施例の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１３】変形例の動力出力装置２０Ｂの制御装置８０
により実行される指令値設定ルーチンの一部を例示する
フローチャートである。
【図１４】変形例の動力出力装置２０Ｂの制御装置８０
により実行される指令値設定ルーチンの一部を例示する
フローチャートである。
【図１５】第１実施例の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１６】第１実施例の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１７】第１実施例の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１８】変形例の動力出力装置２０Ｅの制御装置８０
により実行されるトルク制御ルーチンの一例を示すフロ
ーチャートである。
【図１９】第１実施例の変形例である動力出力装置２０
Ｆの概略構成を示す構成図である。
【図２０】第２実施例としての動力出力装置１１０の概
略構成を示す構成図である。
【図２１】第２実施例の動力出力装置１１０の部分拡大
図である。
【図２２】第２実施例の動力出力装置１１０を組み込ん
だ車両の概略の構成を例示する構成図である。
【図２３】第２実施例の動力出力装置１１０の動作原理
を説明するためのグラフである。
【図２４】第２実施例におけるプラネタリギヤ１２０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。
【図２５】第２実施例におけるプラネタリギヤ１２０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。
【図２６】第２実施例の制御装置１８０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２７】第２実施例の動力出力装置１１０の制御装置
１８０により実行される指令値設定ルーチンの一部を例
示するフローチャートである。
【図２８】第２実施例の動力出力装置１１０の制御装置
１８０により実行される指令値設定ルーチンの一部を例
示するフローチャートである。
【図２９】第２実施例の制御装置１８０により実行され
るモータＭＧ１の制御ルーチンを例示するフローチャー
トである。
【図３０】第２実施例の制御装置１８０により実行され
るモータＭＧ２の制御ルーチンを例示するフローチャー
トである。
【図３１】第２実施例の変形例である動力出力装置１１
０Ａの概略構成を示す構成図である。
【図３２】第２実施例の変形例である動力出力装置１１
０Ｂの概略構成を示す構成図である。
【図３３】第２実施例の変形例である動力出力装置１１
０Ｃ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１１０Ｃにおけるプラ
ネタリギヤ１２０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。
【図３５】変形例の動力出力装置１１０Ｃにおけるプラ
ネタリギヤ１２０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。
【図３６】変形例の動力出力装置１１０Ｃの制御装置１
８０により実行される指令値設定ルーチンの一部を例示
するフローチャートである。
【図３７】変形例の動力出力装置１１０Ｃの制御装置１
８０により実行される指令値設定ルーチンの一部を例示
するフローチャートである。
【図３８】第２実施例の変形例である動力出力装置１１
０Ｄの概略構成を示す構成図である。
【図３９】第２実施例の変形例である動力出力装置１１
０Ｄの概略構成を示す構成図である。
【図４０】第２実施例の変形例である動力出力装置１１
０Ｄ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〜２０Ｆ…動力出力装置 ２２…駆動軸 ２３…ギヤ ２４…ディファレンシャルギヤ ２６，２８…駆動輪 ２７，２９…駆動輪 ３０…クラッチモータ ３２…アウタロータ ３４…インナロータ ３５…永久磁石 ３６…三相コイル ３８…スリップリング ３８ａ…回転リング ３８ｂ…ブラシ ３９…レゾルバ ４０…アシストモータ ４１…回転軸 ４１ａ…レゾルバ ４２…ロータ ４３…ステータ ４４…三相コイル ４５…ケース ４６…永久磁石 ４８…レゾルバ ４９…ベアリング 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 １１０…動力出力装置 １１０Ａ〜１１０Ｆ…動力出力装置 １１１…動力伝達ギヤ １１２…駆動軸 １１４…ディファレンシャルギヤ １１５…ケース １１６，１１８…駆動輪 １１７，１１９…駆動輪 １２０…プラネタリギヤ １２１…サンギヤ １２２…リングギヤ １２３…プラネタリピニオンギヤ １２４…プラネタリキャリア １２５…サンギヤ軸 １２６…リングギヤ軸 １２８…動力取出ギヤ １２９…チェーンベルト １３２…ロータ １３３…ステータ １３４…三相コイル １３５…永久磁石 １３９…レゾルバ １４２…ロータ １４３…ステータ １４４…三相コイル １４５…永久磁石 １４９…レゾルバ １５０…エンジン １５６…クランクシャフト １５７…レゾルバ １６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ １６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １８０…制御装置 １８４…シフトポジションセンサ １９０…制御ＣＰＵ １９０ａ…ＲＡＭ １９０ｂ…ＲＯＭ １９１…第１の駆動回路 １９２…第２の駆動回路 １９４…バッテリ １９５，１９６…電流検出器 １９７，１９８…電流検出器 １９９…残容量検出器 ＣＬ１…クラッチ ＣＬ２…クラッチ Ｌ１，Ｌ２…電源ライン Ｔｒ１〜Ｔｒ６…トランジスタ Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６…トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 彰彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−98803（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−308012（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−201005（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/14 B60K 6/02

Claims (26)

    (57)【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、 前記原動機の出力軸に結合される第１の回転軸と前記駆
    動軸に結合される第２の回転軸とを有し、前記第１の回
    転軸に入出力される動力と前記第２の回転軸に入出力さ
    れる動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入
    出力により調整するエネルギ調整手段と、 前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電
    動機と、 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、 前記原動機から出力される動力をトルク変換により前記
    目標動力として前記駆動軸に出力可能な該原動機，該エ
    ネルギ調整手段および該電動機の運転状態の少なくとも
    ２以上の組合せについて、それぞれ全損失を演算する損
    失演算手段と、 該演算された各全損失のうち最も小さな全損失となる運
    転状態の組合わせを前記原動機，前記エネルギ調整手段
    および前記電動機の目標運転状態として設定する目標運
    転状態設定手段と、 該設定された目標運転状態で運転されるよう前記原動
    機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の運転を制
    御する運転制御手段とを備える動力出力装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、 前記電動機は、前記駆動軸と動力のやり取りをする電動
    機であり、 前記損失演算手段は、 前記回転数検出手段により検出された回転数で回転可能
    な前記電動機の運転状態のうち少なくとも２以上のトル
    クを変数として前記２以上の組合せを設定する組合せ設
    定手段と、 該設定された組合せにおける前記原動機，前記エネルギ
    調整手段および前記電動機の各損失を演算すると共に該
    演算された各損失を合計して前記全損失とする全損失演
    算手段とを備える動力出力装置。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、 前記電動機は、前記出力軸と動力のやり取りをする電動
    機であり、 前記損失演算手段は、 前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標
    動力とから求められる前記駆動軸に出力すべきトルクを
    出力可能な前記エネルギ調整手段の運転状態のうち前記
    出力軸の少なくとも２以上の回転数を変数として前記２
    以上の組合せを設定する組合せ設定手段と、 該設定された組合せにおける前記原動機，前記エネルギ
    調整手段および前記電動機の各損失を演算すると共に該
    演算された各損失を合計して前記全損失とする全損失演
    算手段とを備える動力出力装置。
  4. 【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、 前記エネルギ調整手段による前記エネルギ偏差の調整に
    必要な電気エネルギの充放電と、前記電動機による動力
    のやり取りに必要な電気エネルギの充放電とが可能な蓄
    電手段と、 前記蓄電手段を充放電すべき目標電力を設定する目標電
    力設定手段とを備え、 前記損失演算手段は、前記原動機から出力される動力と
    前記目標電力とを用いてエネルギ変換により前記目標動
    力を前記駆動軸に出力すると共に該目標電力で前記蓄電
    手段を充放電可能な該原動機，該エネルギ調整手段およ
    び該電動機の運転状態の少なくとも２以上の組合せにつ
    いて、それぞれ全損失を演算する手段である動力出力装
    置。
  5. 【請求項５】 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、 前記原動機の出力軸に結合される第１の回転軸と前記駆
    動軸に結合される第２の回転軸とを有し、前記第１の回
    転軸に入出力される動力と前記第２の回転軸に入出力さ
    れる動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入
    出力により調整するエネルギ調整手段と、 前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電
    動機と、 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、 前記原動機の運転可能な運転状態の各損失と、前記エネ
    ルギ調整手段の運転可能な運転状態の各損失と、前記電
    動機の運転可能な運転状態の各損失とを記憶する損失記
    憶手段と、 前記原動機から出力される動力を前記目標動力にトルク
    変換して前記駆動軸に出力可能な該原動機，該エネルギ
    調整手段および該電動機の運転状態の少なくとも２以上
    の組合せについて、それぞれ前記記憶手段に記憶された
    各損失から全損失を演算する損失演算手段と、 該演算された各全損失のうち最も小さな全損失となる運
    転状態の組合わせを前記原動機，前記エネルギ調整手段
    および前記電動機の目標運転状態として設定する目標運
    転状態設定手段と、 該設定された目標運転状態で運転されるよう前記原動
    機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の運転を制
    御する運転制御手段とを備える動力出力装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、 前記電動機は、前記駆動軸と動力のやり取りをする電動
    機であり、 前記組合せ設定手段は、前記回転数検出手段により検出
    された回転数で回転可能な前記電動機の運転状態のうち
    少なくとも２以上のトルクを変数として前記２以上の組
    合せを設定する手段である動力出力装置。
  7. 【請求項７】 請求項５記載の動力出力装置であって、 前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を備え、 前記電動機は、前記出力軸と動力のやり取りをする電動
    機であり、 前記組合せ設定手段は、前記回転数検出手段により検出
    された回転数と前記目標動力とから求められる前記駆動
    軸に出力すべきトルクを出力可能な前記エネルギ調整手
    段の運転状態のうち前記出力軸の少なくとも２以上の回
    転数を変数として前記２以上の組合せを設定する手段で
    ある動力出力装置。
  8. 【請求項８】 請求項５ないし７いずれか記載の動力出
    力装置であって、 前記エネルギ調整手段による前記エネルギ偏差の調整に
    必要な電気エネルギの充放電と、前記電動機による動力
    のやり取りに必要な電気エネルギの充放電とが可能な蓄
    電手段と、 前記蓄電手段を充放電すべき目標電力を設定する目標電
    力設定手段とを備え、 前記損失演算手段は、前記原動機から出力される動力と
    前記目標電力とを用いてエネルギ変換により前記目標動
    力を前記駆動軸に出力すると共に該目標電力で前記蓄電
    手段を充放電可能な該原動機，該エネルギ調整手段およ
    び該電動機の運転状態の少なくとも２以上の組合せにつ
    いて、それぞれ前記記憶手段に記憶された各損失から全
    損失を演算する手段である動力出力装置。
  9. 【請求項９】 請求項２または６記載の動力出力装置で
    あって、 前記組合せ設定手段は、 前記回転数検出手段により検出された回転数で回転可能
    な前記電動機の運転状態のうち少なくとも２以上のトル
    クを順次変数として導出する変数導出手段と、 該導出された変数と前記回転数検出手段により検出され
    た回転数とにより前記電動機の運転状態を設定する第１
    運転状態設定手段と、 該第１運転状態設定手段により設定された運転状態で該
    電動機を運転するのに必要な電気エネルギを入出力する
    と共に前記目標動力におけるトルクと前記変数との偏差
    のトルクを出力するようエネルギ調整手段の運転状態を
    設定する第２運転状態設定手段と、 該第２運転状態設定手段により設定された運転状態から
    定まる前記出力軸の回転数とトルクとにより前記原動機
    の運転状態を設定する第３運転状態設定手段とを備え、 前記第１ないし第３運転状態設定手段により設定された
    各運転状態を前記運転状態の組合せとして設定する手段
    である動力出力装置。
  10. 【請求項１０】 請求項３または７記載の動力出力装置
    であって、 前記組合せ設定手段は、 前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標
    動力とから求められる前記駆動軸に出力すべきトルクを
    出力可能な前記エネルギ調整手段の運転状態のうち前記
    出力軸の少なくとも２以上の回転数を順次変数として導
    出する変数導出手段と、 該導出された変数と前記駆動軸に出力すべきトルクとに
    より前記エネルギ調整手段の運転状態を設定する第１運
    転状態設定手段と、 該第１運転状態設定手段により設定された運転状態で該
    エネルギ調整手段を運転するのに必要な電気エネルギを
    入出力するよう前記電動機の運転状態を設定する第２運
    転状態設定手段と、 該第２運転状態設定手段により設定された運転状態にお
    けるトルクと前記駆動軸に出力すべきトルクとの和と、
    前記変数とにより、前記原動機の運転状態を設定する第
    ３運転状態設定手段とを備え、 前記第１ないし第３運転状態設定手段により設定された
    各運転状態を前記運転状態の組合せとして設定する手段
    である動力出力装置。
  11. 【請求項１１】 請求項２に従属する請求項４または請
    求項６に従属する請求項８記載の動力出力装置であっ
    て、 前記組合せ設定手段は、 前記回転数検出手段により検出された回転数で回転可能
    な前記電動機の運転状態のうち少なくとも２以上のトル
    クを順次変数として導出する変数導出手段と、 該導出された変数と前記回転数検出手段により検出され
    た回転数とにより前記電動機の運転状態を設定する第１
    運転状態設定手段と、 該第１運転状態設定手段により設定された運転状態で該
    電動機を運転するのに必要な電気エネルギと前記目標電
    力に相当する電気エネルギとの和を入出力すると共に前
    記目標動力におけるトルクと前記変数との偏差のトルク
    を出力するようエネルギ調整手段の運転状態を設定する
    第２運転状態設定手段と、 該第２運転状態設定手段により設定された運転状態から
    定まる前記出力軸の回転数とトルクとにより前記原動機
    の運転状態を設定する第３運転状態設定手段とを備え、 前記第１ないし第３運転状態設定手段により設定された
    各運転状態を前記運転状態の組合せとして設定する手段
    である動力出力装置。
  12. 【請求項１２】 請求項３に従属する請求項４または請
    求項７に従属する請求項８記載の動力出力装置であっ
    て、 前記組合せ設定手段は、 前記回転数検出手段により検出された回転数と前記目標
    動力とから求められる前記駆動軸に出力すべきトルクを
    出力可能な前記エネルギ調整手段の運転状態のうち前記
    出力軸の少なくとも２以上の回転数を順次変数として導
    出する変数導出手段と、 該導出された変数と前記駆動軸に出力すべきトルクとに
    より前記エネルギ調整手段の運転状態を設定する第１運
    転状態設定手段と、 該第１運転状態設定手段により設定された運転状態で該
    エネルギ調整手段を運転するのに必要な電気エネルギと
    前記目標電力に相当する電気エネルギとの和を入出力す
    るよう前記電動機の運転状態を設定する第２運転状態設
    定手段と、 該第２運転状態設定手段により設定された運転状態にお
    けるトルクと前記駆動軸に出力すべきトルクとの和と、
    前記変数とにより、前記原動機の運転状態を設定する第
    ３運転状態設定手段とを備え、 前記第１ないし第３運転状態設定手段により設定された
    各運転状態を前記運転状態の組合せとして設定する手段
    である動力出力装置。
  13. 【請求項１３】 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、 前記原動機の出力軸に結合される第１の回転軸と前記駆
    動軸に結合される第２の回転軸とを有し、前記第１の回
    転軸に入出力される動力と前記第２の回転軸に入出力さ
    れる動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入
    出力により調整するエネルギ調整手段と、 前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電
    動機と、 前記原動機から出力される動力をトルク変換して駆動軸
    に出力可能な前記原動機，前記エネルギ調整手段および
    前記電動機の運転状態の組合せのうち、該原動機，該エ
    ネルギ調整手段および該電動機の各損失の総計が小さい
    運転状態の組合せを前記駆動軸に出力すべき各動力に対
    応させて記憶する組合せ記憶手段と、 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、 該設定された目標動力と前記組合せ記憶手段により記憶
    された運転状態の組合せとに基づいて該目標動力に対応
    する前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動
    機の運転状態を設定する運転状態設定手段と、 該設定された運転状態で運転されるよう前記原動機，前
    記エネルギ調整手段および前記電動機の運転を制御する
    運転制御手段とを備える動力出力装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の動力出力装置であっ
    て、 前記エネルギ調整手段による前記エネルギ偏差の調整に
    必要な電気エネルギの充放電と、前記電動機による動力
    のやり取りに必要な電気エネルギの充放電とが可能な蓄
    電手段と、 前記蓄電手段を充放電すべき目標電力を設定する目標電
    力設定手段とを備え、 前記組合せ記憶手段は、前記原動機から出力される動力
    を前記蓄電手段の充放電による電力とをエネルギ変換し
    て駆動軸に出力可能な前記原動機，前記エネルギ調整手
    段および前記電動機の運転状態の組合せのうち、該原動
    機，該エネルギ調整手段および該電動機の各損失の総計
    が小さい運転状態の組合せを前記駆動軸に出力すべき各
    動力と前記蓄電手段の充放電による電力とに対応させて
    記憶する手段であり、 前記運転状態設定手段は、前記目標動力設定手段により
    設定された目標動力と前記目標電力設定手段により設定
    された目標電力と前記組合せ記憶手段により記憶された
    運転状態の組合せとに基づいて、該目標動力と該目標電
    力とに対応する前記原動機，前記エネルギ調整手段およ
    び前記電動機の運転状態を設定する手段である動力出力
    装置。
  15. 【請求項１５】 前記エネルギ調整手段は、前記第１の
    回転軸に結合された第１のロータと、前記第２の回転軸
    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
    介して該両回転軸間の動力のやり取りをすると共に、該
    両ロータ間の電磁的な結合と該両ロータ間の回転数差と
    に基づいて電気エネルギを入出力する対ロータ電動機で
    ある請求項１ないし１４いずれか記載の動力出力装置。
  16. 【請求項１６】 前記電動機は、前記対ロータ電動機の
    第２のロータと、該第２のロータを回転可能なステータ
    とからなる請求項２または６に従属する請求項１５記載
    の動力出力装置。
  17. 【請求項１７】 前記電動機は、前記対ロータ電動機の
    第１のロータと、該第１のロータを回転可能なステータ
    とからなる請求項３または７に従属する請求項１５記載
    の動力出力装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１５記載の動力出力装置であっ
    て、 前記電動機は、第３の回転軸と動力のやり取りをする電
    動機であり、 前記第３の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、 前記第３の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、 前記損失演算手段は、前記第１の接続手段による接続が
    解除されると共に前記第２の接続手段による接続が行な
    われる接続状態および／または前記第１の接続手段によ
    る接続が行なわれると共に前記第２の接続手段による接
    続が解除される接続状態で、前記原動機から出力される
    動力をトルク変換により前記目標動力として前記駆動軸
    に出力可能な該原動機，該エネルギ調整手段および該電
    動機の運転状態の少なくとも２以上の組合せについて、
    それぞれ全損失を演算する手段であり、 前記目標運転状態設定手段は、前記演算された各全損失
    のうち最も小さな全損失となる前記接続状態と前記運転
    状態との組合わせを前記第１および第２の接続手段の目
    標接続状態と前記原動機，前記エネルギ調整手段および
    前記電動機の目標運転状態として設定する手段であり、 前記運転制御手段は、前記設定された目標接続状態とな
    るよう前記第１および第２の接続手段の接続を制御する
    と共に、前記設定された目標運転状態で運転されるよう
    前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の
    運転を制御する手段である動力出力装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１ないし１４いずれか記載の動
    力出力装置であって、 前記エネルギ調整手段は、 前記第１の回転軸および前記第２の回転軸と異なる第３
    の回転軸を有し、前記３つの回転軸のうちいずれか２つ
    の回転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回転軸へ動力を入出力する３
    軸式動力入出力手段と、 前記第３の回転軸と動力のやり取りをする回転軸電動機
    とを備える動力出力装置。
  20. 【請求項２０】 出力軸を有する原動機と、 前記原動機の出力軸に結合される第１の回転軸と駆動軸
    に結合される第２の回転軸とを有し、前記第１の回転軸
    に入出力される動力と前記第２の回転軸に入出力される
    動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入出力
    により調整するエネルギ調整手段と、 前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電
    動機とを備え、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、（ａ）前記駆動軸に出力すべき
    目標動力を設定し、（ｂ）前記原動機から出力される動
    力をトルク変換により前記目標動力として前記駆動軸に
    出力可能な該原動機，該エネルギ調整手段および該電動
    機の運転状態の少なくとも２以上の組合せについて、そ
    れぞれ全損失を演算し、（ｃ）該演算された各全損失の
    うち最も小さな全損失となる運転状態の組合わせを前記
    原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の目標
    運転状態として設定し、（ｄ）該設定された目標運転状
    態で運転されるよう前記原動機，前記エネルギ調整手段
    および前記電動機の運転を制御する動力出力装置の制御
    方法。
  21. 【請求項２１】 請求項２０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、更に、前記エネルギ調整手段によ
    る前記エネルギ偏差の調整に必要な電気エネルギの充放
    電と、前記電動機による動力のやり取りに必要な電気エ
    ネルギの充放電とが可能な蓄電手段を備え、 前記ステップ（ｂ）に代えて、 （ｂ１）前記蓄電手段を充放電すべき目標電力を設定
    し、 （ｂ２）前記原動機から出力される動力と前記目標電力
    とを用いてエネルギ変換により前記目標動力を前記駆動
    軸に出力すると共に該目標電力で前記蓄電手段を充放電
    可能な該原動機，該エネルギ調整手段および該電動機の
    運転状態の少なくとも２以上の組合せについて、それぞ
    れ全損失を演算する、ステップを備える動力出力装置の
    制御方法。
  22. 【請求項２２】 出力軸を有する原動機と、 前記原動機の出力軸に結合される第１の回転軸と駆動軸
    に結合される第２の回転軸とを有し、前記第１の回転軸
    に入出力される動力と前記第２の回転軸に入出力される
    動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入出力
    により調整するエネルギ調整手段と、 前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電
    動機と、 前記原動機の運転可能な運転状態の各損失と、前記エネ
    ルギ調整手段の運転可能な運転状態の各損失と、前記電
    動機の運転可能な運転状態の各損失とを記憶する損失記
    憶手段とを備え、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、（ａ）前記駆動軸に出力すべ
    き目標動力を設定し、（ｂ）前記原動機から出力される
    動力を前記目標動力にトルク変換して前記駆動軸に出力
    可能な該原動機，該エネルギ調整手段および該電動機の
    運転状態の少なくとも２以上の組合せについて、それぞ
    れ前記記憶手段に記憶された各損失から全損失を演算
    し、（ｃ）該演算された各全損失のうち最も小さな全損
    失となる運転状態の組合わせを前記原動機，前記エネル
    ギ調整手段および前記電動機の目標運転状態として設定
    し、（ｄ）該設定された目標運転状態で運転されるよう
    前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の
    運転を制御する動力出力装置の制御方法。
  23. 【請求項２３】 請求項２２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、更に、前記エネルギ調整手段によ
    る前記エネルギ偏差の調整に必要な電気エネルギの充放
    電と、前記電動機による動力のやり取りに必要な電気エ
    ネルギの充放電とが可能な蓄電手段を備え、 前記ステップ（ｂ）に代えて、 （ｂ１）前記蓄電手段を充放電すべき目標電力を設定
    し、 （ｂ２）前記原動機から出力される動力と前記目標電力
    とを用いてエネルギ変換により前記目標動力を前記駆動
    軸に出力すると共に該目標電力で前記蓄電手段を充放電
    可能な該原動機，該エネルギ調整手段および該電動機の
    運転状態の少なくとも２以上の組合せについて、それぞ
    れ前記記憶手段に記憶された各損失から全損失を演算す
    る、ステップを備える動力出力装置の制御方法。
  24. 【請求項２４】 出力軸を有する原動機と、 前記原動機の出力軸に結合される第１の回転軸と駆動軸
    に結合される第２の回転軸とを有し、前記第１の回転軸
    に入出力される動力と前記第２の回転軸に入出力される
    動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入出力
    により調整するエネルギ調整手段と、 前記駆動軸または前記出力軸と動力のやり取りをする電
    動機と、 前記原動機から出力される動力をトルク変換して駆動軸
    に出力可能な前記原動機，前記エネルギ調整手段および
    前記電動機の運転状態の組合せのうち、該原動機，該エ
    ネルギ調整手段および該電動機の各損失の総計が小さい
    運転状態の組合せを前記駆動軸に出力すべき各動力に対
    応させて記憶する組合せ記憶手段とを備え、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、
    （ａ）前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定し、
    （ｂ）該設定された目標動力と前記組合せ記憶手段によ
    り記憶された運転状態の組合せとに基づいて該目標動力
    に対応する前記原動機，前記エネルギ調整手段および前
    記電動機の運転状態を設定し、（ｃ）該設定された運転
    状態で運転されるよう前記原動機，前記エネルギ調整手
    段および前記電動機の運転を制御する動力出力装置の制
    御方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２４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、前記組合せ記憶手段に代えて、 前記エネルギ調整手段による前記エネルギ偏差の調整に
    必要な電気エネルギの充放電と、前記電動機による動力
    のやり取りに必要な電気エネルギの充放電とが可能な蓄
    電手段と、 前記原動機から出力される動力を前記蓄電手段の充放電
    による電力とをエネルギ変換して駆動軸に出力可能な前
    記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の運
    転状態の組合せのうち、該原動機，該エネルギ調整手段
    および該電動機の各損失の総計が小さい運転状態の組合
    せを前記駆動軸に出力すべき各動力と前記蓄電手段の充
    放電による電力とに対応させて記憶する組合せ記憶手段
    とを備え、 前記ステップ（ｂ）に代えて、 （ｂ１）前記蓄電手段を充放電すべき目標電力を設定
    し、 （ｂ２）前記設定された目標動力と前記設定された目標
    電力と前記組合せ記憶手段により記憶された運転状態の
    組合せとに基づいて、該目標動力と該目標電力とに対応
    する前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動
    機の運転状態を設定する、ステップを備える動力出力装
    置の制御方法。
  26. 【請求項２６】 出力軸を有する原動機と、 前記原動機の出力軸に結合される第１の回転軸と駆動軸
    に結合される第２の回転軸とを有し、前記第１の回転軸
    に入出力される動力と前記第２の回転軸に入出力される
    動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入出力
    により調整するエネルギ調整手段と、 第３の回転軸と動力のやり取りをする電動機と、 前記第３の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、 前記第３の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、
    （ａ）前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定し、
    （ｂ）前記第１の接続手段による接続が解除されると共
    に前記第２の接続手段による接続が行なわれる接続状態
    および／または前記第１の接続手段による接続が行なわ
    れると共に前記第２の接続手段による接続が解除される
    接続状態で、前記原動機から出力される動力をトルク変
    換により前記目標動力として前記駆動軸に出力可能な該
    原動機，該エネルギ調整手段および該電動機の運転状態
    の少なくとも２以上の組合せについて、それぞれ全損失
    を演算し、（ｃ）該演算された各全損失のうち最も小さ
    な全損失となる前記接続状態と前記運転状態との組合わ
    せを前記第１および第２の接続手段の目標接続状態と前
    記原動機，前記エネルギ調整手段および前記電動機の目
    標運転状態として設定し、（ｄ）該設定された目標接続
    状態となるよう前記第１および第２の接続手段の接続を
    制御すると共に、前記設定された目標運転状態で運転さ
    れるよう前記原動機，前記エネルギ調整手段および前記
    電動機の運転を制御する動力出力装置の制御方法。
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