JP2002017005A - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド車両において発電するための負
荷運転状態からアイドリングまたはモータリング等の無
負荷運転状態に変化する過渡期においてショックが生じ
ていた。 【解決手段】 エンジンに発電機が機械的に結合された
ハイブリッド式の動力出力装置について、負荷運転状態
から無負荷運転状態に移行する過渡期に、発電機の出力
トルクが急変しないように制御する。一手段として負荷
運転状態における内燃機関の最低回転数を無負荷運転状
態における回転数よりも２００ｒｐｍ程度大きな回転数
に設定する。こうすることにより、負荷運転状態から無
負荷運転状態にエンジンの回転数が滑らかに変化するよ
うになり、エンジンの回転数に基づいてＰＩ制御されて
いる発電機のトルクの急変を抑えることができるため、
該トルクの急変が原因となるショックを低減することが
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、駆動軸に動力を出力
する動力出力装置およびこうした動力出力装置の制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、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動力出力装置としては、流
体を利用したトルクコンバータと変速機とを組み合わせ
てなるものが用いられていた。この装置におけるトルク
コンバータは、原動機の出力軸と変速機に結合された回
転軸との間に配置され、封入された流体の流動を介して
両軸間の動力の伝達を行なう。このようにトルクコンバ
ータでは、流体の流動により動力を伝達するため、両軸
間に滑りが生じ、この滑りに応じたエネルギ損失が発生
する。このエネルギ損失は、正確には、両軸の回転数差
とその時に動力の出力軸に伝達されるトルクとの積で表
わされ、熱として消費される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、こうした
動力出力装置を動力源として搭載する車両では、両軸間
の滑りが大きくなるとき、例えば発進時や登り勾配を低
速で走行するときなどのように大パワーが要求されると
きには、トルクコンバータでのエネルギ損失が大きくな
り、エネルギ効率が低いものとなるという問題があっ
た。また、定常走行時であっても、トルクコンバータに
おける動力の伝達効率は１００パーセントにならないか
ら、例えば、手動式のトランスミッションと較べて、そ
の燃費は低くならざるを得ない。

【０００４】本発明の動力出力装置は、上述の問題を解
決し、原動機から出力される動力を高効率に駆動軸に出
力する装置を提供することを目的の一つとする。

【０００５】なお、出願人は、上述の問題に鑑み、流体
を用いたトルクコンバータを用いるのではなく、出力軸
を有する原動機と、回転軸を有する発電機と、原動機の
出力軸と発電機の回転軸と駆動軸とにキャリア，サンギ
ヤおよびリングギヤがそれぞれ結合されたプラネタリギ
ヤと、発電機と電動機とに接続されたバッテリとを備
え、原動機から出力される動力やバッテリに蓄えられた
電力を所望の動力として駆動軸に出力するものを提案し
ている（特開昭５０−３０２２３号公報）。

【０００６】この提案の動力出力装置では、任意の運転
ポイントで運転されている原動機から出力される動力は
プラネタリギヤにより発電機に伝達される動力と駆動軸
に伝達される動力とに分配される。原動機から出力され
た動力を回転数を低減しつつトルクアップして駆動軸に
出力する場合には、発電機に伝達された動力を電力とし
て回生し、この電力を用いて駆動軸に結合された電動機
を駆動して駆動軸にトルクを付加する。逆に、原動機か
ら出力される動力をトルクを低減しつつ回転数を増して
駆動軸に出力する、いわゆるオーバードライブモードの
場合には、電動機に伝達された動力を電力として回生
し、この電力を用いて発電機を電動機として駆動する。
電動機が駆動軸に結合していることを考えると、オーバ
ードライブモードにおいては、電動機で回生された電力
が発電機に供給されるものの、該発電機を駆動して得ら
れる動力の一部はプラネタリギヤを介して駆動軸に出力
される際に、再び電動機により電力として回生されるこ
とになり、エネルギの一部が電動機，発電機，プラネタ
リギヤ，電動機の順に循環する循環路を形成してしま
う。こうしたエネルギの循環は、循環するエネルギの量
が大きくなると、それに伴って原動機からプラネタリギ
ヤを介して直接駆動軸に出力される損失の小さなエネル
ギが小さくなるから、装置全体のエネルギ効率を低下さ
せる。

【０００７】そこで、本発明の動力出力装置およびその
制御方法は、こうした原動機から出力される動力の一部
を電気エネルギの形態を経ることにより所望のトルクお
よび回転数からなる動力にトルク変換して駆動軸に出力
する動力出力装置において、原動機から駆動軸にエネル
ギが出力される過程においてエネルギの循環路が形成さ
れることによる装置全体のエネルギ効率の低下を防止す
ることを目的の一つとする。

【０００８】

【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およびその制御方法は、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。

【０００９】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、前記原動機の出力軸および前記駆動軸に結合され、
前記原動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達する
と共に、該伝達される動力の大きさを電力のやりとりに
より調整する動力調整手段と、前記駆動軸に動力を入出
力する電動機と、前記駆動軸に出力されるトルクおよび
回転数に対応した駆動軸目標動力状態を設定する駆動軸
目標動力状態設定手段と、前記駆動軸目標動力状態およ
び原動機の運転効率に基づいて、前記原動機から出力す
べきトルクおよび回転数に対応した原動機目標動力状態
を設定する原動機目標動力状態設定手段と、前記原動機
から出力された動力を前記駆動軸目標動力状態に変換し
て前記駆動軸から出力すると共に、前記電動機を該動力
の出力過程で生じるエネルギの循環を考慮して設定され
た所定トルク以上のトルクで駆動可能な動力状態で該原
動機が運転されるよう該原動機、該電動機および前記動
力調整手段を制御する制御手段とを備えることを要旨と
する。

【００１０】制御手段は、前記原動機から出力された動
力を前記駆動軸目標動力状態に変換して前記駆動軸から
出力すると共に、前記電動機を該動力出力装置全体のエ
ネルギ効率を考慮して設定された所定トルク以上のトル
クで駆動可能な動力状態で該原動機が運転されるよう該
原動機、該電動機および前記動力調整手段を制御する制
御手段としてもよい。

【００１１】この本発明の動力出力装置は、原動機の出
力軸および駆動軸に結合される動力調整手段が、前記原
動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達すると共
に、該伝達される動力の大きさを電力のやりとりにより
調整する。電動機は、原動機の駆動軸に動力を入出力す
る。原動機目標動力状態設定手段は前記駆動軸目標動力
状態および原動機の運転効率に基づいて、前記原動機か
ら出力すべきトルクおよび回転数に対応した原動機目標
動力状態を設定する。制御手段は、前記原動機目標動力
状態を前記駆動軸目標動力状態に変換して前記駆動軸か
ら出力すると共に、前記電動機を所定トルク以上のトル
クで駆動可能な動力状態で該原動機が運転されるよう該
原動機、該電動機および前記動力調整手段を制御する。

【００１２】ここでいう「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、単位時間
当たりに出力されるエネルギの大きさをいう。これに対
し、「動力状態」とは、ある動力を与えるトルクおよび
回転数の組み合わせによって定まる運転状態をいうもの
と定義する。従って、ある「動力」を与える「動力状
態」は、トルクおよび回転数の組み合わせにより無数に
存在することになる。こうした「動力」および「動力状
態」の意味は、後述する本発明の動力出力装置の制御方
法においても同様である。なお、動力出力装置は、各瞬
間ごとにおけるエネルギのやりとり、言い換えれば単位
時間当たりのエネルギ収支を基準として制御されるた
め、以下、「エネルギ」という用語は単位時間当たりの
エネルギ、即ち「動力」と同義の用語として用いる。同
様に、単位時間当たりの電気エネルギを意味する「電
力」と「電気エネルギ」も同義の用語として用いる。

【００１３】こうした本発明の動力出力装置によれば、
電動機が所定トルク以上のトルクで駆動可能となるよう
制御されるから、エネルギが電動機，動力調整手段，電
動機の循環路を循環する動作となっても、所定の大きさ
のエネルギ以上のエネルギの循環を抑制することができ
る。例えば、所定トルクを値０とすればエネルギの循環
を防止することができ、所定トルクが負の値の所定値で
あればそれに対応するエネルギ以上の大きさのエネルギ
の循環を防止することができる。この結果、原動機から
機械的に直接駆動軸に出力される損失の小さなエネルギ
が大きくなるから、装置全体のエネルギ効率を向上させ
ることができる。

【００１４】上記発明における電動機および制御手段に
代えて、前記出力軸に動力を入出力する電動機と、前記
原動機から出力された動力を前記駆動軸目標動力状態に
変換して前記駆動軸から出力すると共に、前記電動機を
該動力の出力過程で生じるエネルギの循環を考慮して設
定された所定トルク以下のトルクで駆動可能な動力状態
で該原動機が運転されるよう該原動機、該電動機および
前記動力調整手段を制御する制御手段とすることもでき
る。

【００１５】電動機が出力軸に動力を入出力するもので
ある構成において、電動機が出力軸に正のトルクを出力
しているときは、該電動機は出力軸に結合された動力調
整手段から電力の供給を受けていることになる。また、
こうして電動機により出力軸に付加された動力の一部
は、動力調整手段により再び電力として回収されること
になる。つまり、このとき原動機から出力された動力
は、動力調整手段、電動機、動力調整手段という循環路
を循環することになる。

【００１６】上述の構成からなる動力出力装置によれ
ば、電動機が所定トルク以下のトルクで駆動可能となる
よう制御されるから、所定の大きさのエネルギ以上のエ
ネルギの循環を抑制することができる。例えば、所定ト
ルクを値０とすればエネルギの循環を防止することがで
き、所定トルクが正の値の所定値であればそれに対応す
るエネルギ以上の大きさのエネルギの循環を防止するこ
とができる。

【００１７】なお、エネルギの循環は駆動軸の回転数と
原動機の回転数との回転数の差に応じて生じるものであ
り、エネルギの循環の許容される範囲は原動機の効率等
と関連して生じるものであるから、本発明の動力出力装
置において、前記所定トルクは、前記駆動軸の回転数に
基づいて定まるトルクであるものとしたり、前記原動機
の効率に基づいて定まるトルクであるものとしたりする
こともできる。

【００１８】また、駆動軸に動力を入出力する電動機を
備える本発明の動力出力装置において、前記動力調整手
段により調整される電力の少なくとも一部と、前記電動
機による動力の入出力に必要な電力の少なくとも一部
と、を充放電可能な蓄電手段を備え、前記制御手段は、
前記原動機を前記原動機目標動力状態で運転すると共
に、該原動機から出力される動力と前記蓄電手段から充
放電される電力とを変換して前記前記駆動軸に出力され
る動力が前記駆動軸目標動力状態となるよう該原動機、
前記電動機および前記動力調整手段を制御する動力制御
手段と、該動力制御手段による制御により前記電動機が
前記所定トルク未満のトルクで駆動されるとき、該電動
機が該所定トルク以上のトルクで駆動されるよう前記動
力制御手段で用いられる前記原動機目標動力状態を修正
する原動機目標動力状態修正手段とを備えるものとする
こともできる。

【００１９】この態様の動力出力装置は、蓄電手段が、
必要に応じて、動力調整手段により調整される電力の少
なくとも一部と、電動機による動力の入出力に必要な電
力の少なくとも一部とを充放電する。そして、制御手段
が備える動力制御手段は、原動機を前記原動機目標動力
状態で運転すると共に、該原動機から出力される動力と
前記蓄電手段から充放電される電力とを変換して前記駆
動軸に出力される動力が前記駆動軸目標動力状態となる
よう該原動機、前記電動機および前記動力調整手段を制
御する。制御手段が備える原動機目標動力状態修正手段
は、こうした動力制御手段による制御により電動機が前
記所定トルク未満のトルクで駆動されるとき、該電動機
が該所定トルク以上のトルクで駆動されるよう前記動力
制御手段で用いられる前記原動機目標動力状態を修正す
る。こうした態様の動力出力装置によれば、原動機目標
動力状態を修正することにより電動機を所定トルク以上
のトルクで駆動することができる。

【００２０】この制御手段が動力制御手段と原動機目標
動力設定手段とを備える態様の本発明の動力出力装置に
おいて、前記原動機目標動力状態修正手段は、前記原動
機目標動力状態を動力が同一で回転数が大きな動力状態
に修正する手段であるものとすることもできる。こうす
れば、原動機から出力されるエネルギを変更することな
くエネルギの循環を抑制することができる。

【００２１】上述した動力出力装置における電動機およ
び原動機目標動力状態修正手段に代えて、前記出力軸に
動力を入出力する電動機と、該動力制御手段による制御
により前記電動機が前記所定トルクよりも大きいのトル
クで駆動されるとき、該電動機が該所定トルク以下のト
ルクで駆動されるよう前記動力制御手段で用いられる前
記原動機目標動力状態を修正する原動機目標動力状態修
正手段とを備えるものとすることもできる。また、前記
原動機目標動力状態修正手段は、前記原動機目標動力状
態を動力が同一で回転数が小さな動力状態に修正する手
段であるものとすることもできる。

【００２２】こうした原動機目標動力状態を動力が同一
で回転数が大きな動力状態に修正する態様の動力出力装
置において、さらに、前記原動機目標動力状態修正手段
により原動機目標動力状態が修正されたとき、前記原動
機から出力される動力を略同一に保持した状態で前記原
動機の運転状態を前記修正された原動機目標動力状態に
移行するよう該原動機と前記電動機と前記動力調整手段
とを制御する移行制御手段を備えるものとすることもで
きる。こうすれば、過渡時でも原動機から出力される動
力を一定に保つことができる。こうした態様の動力出力
装置において、前記原動機は吸気管の開口面積と吸気バ
ルブの開閉タイミングとを変更可変な内燃機関であり、
前記移行制御手段は前記吸気管の開口面積を所定の開口
面積に保った状態で前記吸気バルブの開閉タイミングを
徐々に変更するに伴って前記動力調整手段により調整さ
れる電力を徐々に変更することにより前記原動機の運転
状態を前記修正された原動機目標動力状態に移行する手
段であるものとすることもできる。

【００２３】また、原動機目標動力状態を動力が同一で
回転数が大きな動力状態に修正する態様の動力出力装置
において、さらに前記原動機目標動力状態修正手段によ
り原動機目標動力状態が修正されたとき、トルクに対し
て回転数を優先して前記原動機の運転状態を前記修正さ
れた原動機目標動力状態に移行するよう該原動機と前記
電動機と前記動力調整手段とを制御する移行制御手段を
備えるものとすることもできる。こうすれば、トルクに
対して回転数を優先して移行させるから、２段階以上の
移行となり、容易に制御することができる。この態様の
動力出力装置において、前記原動機は吸気管の開口面積
を変更可変な内燃機関であり、前記移行制御手段は、前
記原動機の回転数が前記修正された原動機目標動力状態
に対応する回転数に移行するよう前記動力調整手段によ
り調整される電力を変更する回転数移行手段と、該回転
数移行手段による変更により前記原動機の回転数の移行
が行われたとき、該原動機から前記修正された原動機目
標動力状態に対応するトルクが出力されるよう前記吸気
管の開口面積を調節するトルク移行手段とを備えるもの
としたり、あるいは、この態様の動力出力装置におい
て、前記原動機は吸気バルブの開閉タイミングを変更可
変な内燃機関であり、前記移行制御手段は、前記原動機
の回転数が前記修正された原動機目標動力状態に対応す
る回転数に移行するよう前記動力調整手段により調整さ
れる電力を変更する回転数移行手段と、該回転数移行手
段による変更により前記原動機の回転数の移行が行われ
たとき、該原動機から前記修正された原動機目標動力状
態に対応するトルクが出力されるよう吸気バルブの開閉
タイミングを調節するトルク移行手段とを備えるものと
することもできる。以上で説明した種々の移行制御手段
は、出力軸に動力を入出力する電動機を備える動力出力
装置においても同様に適用可能なものである。

【００２４】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、前記原動機の出力軸および前記駆動軸に結合され、
前記原動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達する
と共に、該伝達される動力の大きさを電力のやりとりに
より調整する動力調整手段と、前記駆動軸に動力を入出
力する電動機と、前記駆動軸に出力されるトルクおよび
回転数に対応した駆動軸目標動力状態を設定する駆動軸
目標動力状態設定手段と、前記駆動軸の回転数および前
記原動機の出力する動力と、前記電動機を前記駆動軸か
らの動力の出力過程で生じるエネルギの循環を考慮して
設定された所定トルク以上のトルクで駆動できる前記原
動機の動力状態との関係を記憶した記憶手段と、前記駆
動軸の回転数を入力する回転数入力手段と、前記駆動軸
目標動力状態に基づいて設定される前記原動機が出力す
べき動力と、前記入力された駆動軸の回転数に基づい
て、前記記憶手段に記憶された関係を参照して得られる
前記原動機の動力状態を、前記原動機目標動力状態とし
て設定する原動機目標動力状態設定手段と、前記原動機
を前記原動機目標動力状態で運転すると共に、前記電動
機および動力調整手段を用いて、前記原動機目標動力状
態を前記駆動軸目標動力状態に変換して前記駆動軸から
出力する制御手段とを備えるものとすることもできる。

【００２５】かかる動力出力装置は、上記記憶手段に記
憶された関係を参照することにより、前記電動機を所定
トルク以上のトルクで駆動できる動力状態を原動機目標
動力状態として設定する。この結果、電動機を所定トル
ク以上のトルクで駆動することが可能となり、エネルギ
の循環を防止することができる。また、かかる動力出力
装置によれば、エネルギの循環を防止するための制御が
容易に実現できる利点もある。さらに、動力出力装置の
運転状態が変化した場合に、電動機のトルクに比較して
緩やかに変動する駆動軸の回転数を用いて制御を行うた
め、動力出力装置の運転状態を滑らかに制御することも
できる。

【００２６】上述した動力出力装置における電動機およ
び記憶手段に代えて、前記出力軸に動力を入出力する電
動機と、前記駆動軸の回転数および前記原動機の出力す
る動力と、前記電動機を前記駆動軸からの動力の出力過
程で生じるエネルギの循環を考慮して設定された所定ト
ルク以下のトルクで駆動できる前記原動機の動力状態と
の関係を記憶した記憶手段と、を備える動力出力装置と
することもできる。

【００２７】これらの動力出力装置における前記所定の
トルクは、先に説明した動力出力装置と同様、値０とし
てもよいし、駆動軸の回転数に基づいて定まるトルク
や、原動機の効率に基づいて定まるトルクとしてもよ
い。

【００２８】なお、以上で説明した種々の動力出力装置
のうち、蓄電手段を備える動力出力装置においては、前
記蓄電手段を充放電する目標電力を設定する目標電力設
定手段と、前記原動機から出力される動力を動力源とし
て駆動する補機とを備え、前記原動機目標動力状態設定
手段は前記駆動軸目標動力状態と前記目標電力と前記補
機の駆動に必要な動力とに基づいて原動機目標動力状態
を設定する手段であり、前記所定トルクは前記目標電力
と前記補機の駆動に必要な動力とに基づいて定まるトル
クであるものとすることもできる。

【００２９】本発明の動力出力装置において、前記動力
調整手段は、前記出力軸に結合される第１の回転軸、前
記駆動軸に結合される第２の回転軸およびこれらと異な
る第３の回転軸を有し、該３つの回転軸のうちいずれか
２つの回転軸の動力状態が決定されると、該決定された
動力状態に基づいて残余の回転軸の動力状態が決定され
る３軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸に動力を
入出力する第２の電動機とを備えるものとすることもで
きる。

【００３０】本発明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および駆動軸
に結合され、前記原動機から出力された動力を前記駆動
軸に伝達すると共に、該伝達される動力の大きさを電力
のやりとりにより調整する動力調整手段と、前記駆動軸
に動力を入出力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
記駆動軸に出力されるトルクおよび回転数に対応した駆
動軸目標動力状態を設定し、（ｂ） 前記駆動軸目標動
力状態および原動機の運転効率に基づいて、前記原動機
から出力すべきトルクおよび回転数に対応した原動機目
標動力状態を設定し、（ｃ）前記原動機から出力された
動力を前記駆動軸目標動力状態に変換して前記駆動軸か
ら出力すると共に前記電動機を該動力の出力過程で生じ
るエネルギの循環を考慮して設定された所定トルク以上
のトルクで駆動可能な動力状態で該原動機が運転される
よう該原動機、該電動機および前記動力調整手段を制御
することを要旨とする。

【００３１】こうした本発明の動力出力装置の制御方法
によれば、電動機が所定トルク以上のトルクとなるよう
制御されるから、エネルギが電動機，動力調整手段，電
動機の循環路を循環する動作となっても、所定の大きさ
のエネルギ以上のエネルギの循環を抑制することができ
る。例えば、所定トルクを値０とすればエネルギの循環
を防止することができ、所定トルクが負の値の所定値で
あればそれに対応するエネルギ以上の大きさのエネルギ
の循環を防止することができる。この結果、原動機から
機械的に直接駆動軸に出力される損失の小さなエネルギ
が大きくなるから、装置全体のエネルギ効率を向上させ
ることができる。なお、エネルギの循環は駆動軸の回転
数と原動機の回転数とによって生じるものであり、エネ
ルギの循環の許容される範囲は原動機の効率等と関連し
て生じるものであるから、本発明の動力出力装置の制御
方法においても、前記所定トルクは、前記駆動軸の回転
数に基づいて定まるトルクであるものとしたり、前記原
動機の効率に基づいて定まるトルクであるものとしたり
することもできる。

【００３２】こうした本発明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、前記動力調整手
段により調整される電力の少なくとも一部と、前記電動
機による動力の入出力に必要な電力の少なくとも一部
と、を充放電可能な蓄電手段を備え、前記ステップ
（ｃ）は、（ｃ１）前記原動機を前記原動機目標動力状
態で運転すると共に、該原動機から出力される動力と前
記蓄電手段から充放電される電力とを変換して前記駆動
軸に出力される動力が前記駆動軸目標動力状態となるよ
う該原動機，前記電動機および前記動力調整手段を制御
し、（ｃ２） 該制御により前記電動機が前記所定トル
ク未満のトルクで駆動されるとき、該電動機が該所定ト
ルク以上のトルクで駆動されるよう前記ステップ（ｃ
１）で用いられる前記原動機目標動力状態を修正するス
テップとを備えるものとすることもできる。

【００３３】また、本発明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およ
び駆動軸に結合され、前記原動機から出力された動力を
前記駆動軸に伝達すると共に、該伝達される動力の大き
さを電力のやりとりにより調整する動力調整手段と、前
記駆動軸に動力を入出力する電動機と前記駆動軸の回転
数および前記原動機の出力する動力と、前記電動機を所
定トルク以上のトルクで駆動できる前記原動機の動力状
態との関係を記憶した記憶手段と、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）前記駆動軸に出力されるトルクおよび回転数に対
応した駆動軸目標動力状態を設定し、（ｂ）前記駆動軸
目標動力状態に基づいて設定される前記原動機が出力す
べき動力と、入力された駆動軸の回転数に基づいて、前
記記憶手段に記憶された関係を参照して得られる前記原
動機の動力状態を、前記原動機目標動力状態として設定
し、（ｃ）前記原動機を前記原動機目標動力状態で運転
すると共に、前記電動機および動力調整手段を用いて、
前記原動機目標動力状態を前記駆動軸目標動力状態に変
換して前記駆動軸から出力するものとしてもよい。

【００３４】こうした態様の動力出力装置の制御方法に
よれば、原動機目標動力を修正することにより電動機を
所定トルク以上のトルクで駆動することができる。ま
た、上述の動力出力装置の制御方法において、電動機を
所定トルク以下のトルクで駆動するものとすれば、駆動
軸に動力を入出力する電動機に代えて、出力軸に動力を
入出力する電動機を備える動力出力装置について、該制
御方法を適用することもできる。

【００３５】

【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は本発明の一実施例として
の動力出力装置１１０の概略構成を示す構成図、図２は
実施例の動力出力装置１１０の部分拡大図、図３は実施
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。説明の都合上、まず図３を用いて、
車両全体の構成から説明する。

【００３６】図３に示すように、この車両は、ガソリン
を燃料として動力を出力するエンジン１５０を備える。
このエンジン１５０は、吸気系からスロットルバルブ１
６６を介して吸入した空気と燃料噴射弁１５１から噴射
されたガソリンとの混合気を吸気弁１５２を介して燃焼
室１５４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１５５の運動をクランクシャフト１５６の
回転運動に変換する。ここで、スロットルバルブ１６６
はアクチュエータ１６８により開閉駆動される。点火プ
ラグ１６２は、イグナイタ１５８からディストリビュー
タ１６０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。

【００３７】このエンジン１５０は、吸気弁１５２の開
閉タイミングＢＴを変更する開閉タイミング変更機構１
５３を備える。この開閉タイミング変更機構１５３は、
吸気弁１５２を開閉駆動する図示しない吸気カムシャフ
トのクランク角に対する位相を進角または遅角すること
により吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴを調整する。
なお、吸気カムシャフトの位相の進角および遅角は、吸
気カムシャフトのポジションを検出するカムシャフトポ
ジションセンサ１７３により検出される信号に基づい
て、後述する電子制御ユニット１７０によるフィードバ
ック制御によって行なわれる。

【００３８】このエンジン１５０の運転は、電子制御ユ
ニット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）１７０により制御
されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０には、エンジン１５０
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１６６の開度（ポジション）ＴＶ
Ｐを検出するスロットルバルブポジションセンサ１６
７、エンジン１５０の負荷を検出する吸気管負圧センサ
１７２、吸気カムシャフトのポジションを検出するカム
シャフトポジションセンサ１７３、エンジン１５０の水
温を検出する水温センサ１７４、ディストリビュータ１
６０に設けられクランクシャフト１５６の回転数と回転
角度を検出する回転数センサ１７６及び回転角度センサ
１７８などである。なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０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１７９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。

【００３９】エンジン１５０のクランクシャフト１５６
は、後述するプラネタリギヤ１２０やモータＭＧ１，モ
ータＭＧ２に結合されており、更に駆動軸１１２を回転
軸とする動力伝達ギヤ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。モータＭＧ１およびモ
ータＭＧ２は、制御装置１８０に電気的に接続されてお
り、この制御装置１８０によって制御される。制御装置
１８０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１８２に設けられたシフ
トポジションセンサ１８４やアクセルペダル１６４に設
けられたアクセルペダルポジションセンサ１６４ａ，ブ
レーキペダル１６５に設けられたブレーキペダルポジシ
ョンセンサ１６５ａなども接続されている。また、制御
装置１８０は、上述したＥＦＩＥＣＵ１７０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。

【００４０】図１に示すように、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ＭＧ
１、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。

【００４１】プラネタリギヤ１２０およびモータＭＧ
１，ＭＧ２の構成について、図２により説明する。プラ
ネタリギヤ１２０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１２３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１２２およびプラネタリキャリア１２４にそ
れぞれ結合されたサンギヤ軸１２５，リングギヤ軸１２
６およびクランクシャフト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。

【００４２】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。

【００４３】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１２５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１１９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１３２の回転との相互作用により三相コイル１
３４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。

【００４４】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１４４が巻回されたステータ１４３とを備え
る。ロータ１４２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１１９に固定されてい
る。モータＭＧ２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。

【００４５】次に、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御す
る制御装置１８０について説明する。図１に示すよう
に、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Ｃ
ＰＵ１９０、二次電池であるバッテリ１９４から構成さ
れている。制御ＣＰＵ１９０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Ｃ
ＰＵ１９０には、レゾルバ１３９からのサンギヤ軸１２
５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（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１６５ａからのブレーキペダルポジション（ブレーキ
ペダルの踏込量）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１９２に設けられた
２つの電流検出器１９７，１９８からの電流値Ｉｕ２，
Ｉｖ２、バッテリ１９４の残容量を検出する残容量検出
器１９９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１９９は、バッテ
リ１９４の電解液の比重またはバッテリ１９４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。

【００４６】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。
第１の駆動回路１９１内の６個のトランジスタＴｒ１な
いしＴｒ６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、モータＭＧ１の三相コイル（ＵＶＷ）３
４の各々が接続されている。電源ラインＬ１，Ｌ２は、
バッテリ１９４のプラス側とマイナス側に、それぞれ接
続されているから、制御ＣＰＵ１９０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、三相コイル１３４の各コ
イルに流れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦
波にすると、三相コイル１３４により、回転磁界が形成
される。

【００４７】他方、第２の駆動回路１９２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１９
１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、モータＭＧ２の三相コイル１４４の各々に接続
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１４４により、回転磁界が形成される。

【００４８】以上構成を説明した実施例の動力出力装置
１１０の動作について説明する。実施例の動力出力装置
１１０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，トルクＴｅの運
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，トルクＴｒの運転ポイントＰ２でリングギヤ
軸１２６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１２６
に作用させる場合について考える。この時のエンジン１
５０とリングギヤ軸１２６の回転数およびトルクの関係
を図４に示す。

【００４９】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（クランクシャフト１５６））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５
および図６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。本
実施例では説明の容易のため共線図を用いて説明する。

【００５０】図５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（１）で
表わされる。

【００５１】

【数１】

【００５２】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
（２））により求めることができる。このようにプラネ
タリギヤ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。

【００５３】

【数２】

【００５４】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、平行な２つの異な
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（３）および式（４）によって表わされる。

【００５５】

【数３】

【００５６】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Ｔｒと同じ大きさで向
きが反対のトルクとトルクＴｅｒとの合力に対し大きさ
が同じで向きが反対のトルク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。

【００５７】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４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状態を、
トルク変換して、同一のエネルギでトルクＴｒと回転数
Ｎｒとで表わされる動力状態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１
２６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１１６，１１
８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１１６，１
１８に伝達される動力は、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。

【００５８】図５の共線図の状態のときのエネルギの流
れを図７に模式的に示す。図中の通路の太さは、エネル
ギの大きさを示す。図示するように、エンジン１５０
は、燃料（実施例ではガソリン）が持つ化学エネルギを
エンジン１５０の効率を乗じた機械エネルギ（回転動
力）としてクランクシャフト１５６に出力する。プラネ
タリギヤ１２０は、エンジン１５０から出力された機械
エネルギをプラネタリキャリア１２４から入力し、この
機械エネルギを上述の動作共線の釣り合いの関係に基づ
いてサンギヤ軸１２５とリングギヤ軸１２６とに分配す
る。サンギヤ軸１２５に取り付けられたモータＭＧ１
は、発電機として機能して、プラネタリギヤ１２０によ
りサンギヤ軸１２５に分配された機械エネルギをモータ
ＭＧ１の効率を乗じた電気エネルギＰｍ１として回生
し、この電気エネルギＰｍ１をバッテリ１９４やモータ
ＭＧ２に供給する。リングギヤ軸１２６に取り付けられ
たモータＭＧ２は、プラネタリギヤ１２０により分配さ
れた機械エネルギを保有するリングギヤ軸１２６に、モ
ータＭＧ１から供給される電気エネルギＰｍ１をモータ
ＭＧ１の効率を乗じた機械エネルギを出力する。したが
って、バッテリ１９４の充放電は行なわれず、モータＭ
Ｇ１により回生された電気エネルギＰｍ１のすべてがモ
ータＭＧ２に供給されるものとすれば、エンジン１５０
からクランクシャフト１５６に出力された機械エネルギ
は、プラネタリギヤ１２０を介してリングギヤ軸１２６
に直接出力される経路と、モータＭＧ１とモータＭＧ２
とにより電気エネルギを経由してリングギヤ軸１２６に
出力される経路との２つの経路を通ってリングギヤ軸１
２６に出力されることになる。実施例の動力出力装置１
１０では、図５の共線図の状態においては、こうした２
つの経路を通ることにより、エンジン１５０に出力され
た動力を所望の動力状態に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のである。なお、図７の
模式図では、モータＭＧ１により回生された電気エネル
ギＰｍ１の一部を用いてバッテリ１９４を充電するもの
としたが、逆に、バッテリ１９４から電気エネルギを取
り出してモータＭＧ１により回生される電気エネルギＰ
ｍ１と合わせてモータＭＧ２に供給するものとしてもよ
い。

【００５９】図５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Ｎ
ｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによっては、図
６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ＭＧ２
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Ｔｍ
２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギＰｍ２
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。

【００６０】図６の共線図の状態のときのエネルギの流
れを図８に模式的に示す。図示するように、図８の模式
図では、プラネタリギヤ１２０は、エンジン１５０から
出力される機械エネルギをプラネタリキャリア１２４に
入力すると共にモータＭＧ１により出力される機械エネ
ルギをサンギヤ軸１２５に入力し、これらの機械エネル
ギの和を動作共線の釣り合いの関係に基づいてリングギ
ヤ軸１２６に出力する。リングギヤ軸１２６に取り付け
られたモータＭＧ２は、発電機として機能して、プラネ
タリギヤ１２０によりリングギヤ軸１２６に出力された
機械エネルギの一部をモータＭＧ２の効率を乗じた電気
エネルギＰｍ２として回生し、この電気エネルギＰｍ２
をバッテリ１９４やモータＭＧ１に供給する。したがっ
て、バッテリ１９４の充放電は行なわれず、モータＭＧ
２により回生された電気エネルギＰｍ２のすべてがモー
タＭＧ１に供給されるものとすれば、エンジン１５０か
らクランクシャフト１５６に出力された機械エネルギ
は、モータＭＧ１，プラネタリギヤ１２０，モータＭＧ
２，モータＭＧ１の順に形成される循環路を経由してリ
ングギヤ軸１２６に出力されることになる。実施例の動
力出力装置１１０では、図６の共線図の状態において
は、こうしたエネルギの循環路を形成することにより、
エンジン１５０に出力された動力を所望の動力状態にト
ルク変換してリングギヤ軸１２６に出力することができ
るのである。図６の共線図において、リングギヤ軸１２
６の回転数Ｎｒが大きくなったときやエンジン１５０の
トルクＴｅを大きくしたときなどには、図９の模式図に
示すように、上述の循環するエネルギが大きくなってモ
ータＭＧ１およびモータＭＧ２による損失が大きくな
り、エンジン１５０から出力される機械エネルギのうち
プラネタリギヤ１２０を介して直接リングギヤ軸１２６
に出力される損失の小さなエネルギが小さくなるから、
動力出力装置１１０のエネルギ効率は低下する。こうし
た大きなエネルギの循環がエネルギ効率からみて好まし
くないのは、上述の「発明が解決しようとする課題」の
欄でも記載した。なお、図８や図９の模式図では、モー
タＭＧ２により回生された電気エネルギＰｍ２の一部を
用いてバッテリ１９４を充電するものとしたが、逆に、
バッテリ１９４から電気エネルギを取り出してモータＭ
Ｇ２により回生される電気エネルギＰｍ２と合わせてモ
ータＭＧ１に供給するものとしてもよい。

【００６１】次に、上述の大きなエネルギの循環を回避
するトルク制御の実際について図１０に例示するトルク
制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチンは、動力出
力装置１１０が起動されたときから所定時間毎（例え
ば、４８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行されるものであ
る。本ルーチンが実行されると、制御装置１８０の制御
ＣＰＵ１９０は、まず、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎ
ｒを読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。リ
ングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒはレゾルバ１４９により
検出される回転角度θｒから求めることができる。

【００６２】続いて、アクセルペダルポジションセンサ
１６４ａによって検出されるアクセルペダルポジション
ＡＰを入力する処理を行なう（ステップＳ１０２）。ア
クセルペダル１６４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、駆動輪１１６，１１８に出力すべきトル
ク）に対応するものとなる。アクセルペダルポジション
ＡＰを読み込むと、読み込んだアクセルペダルポジショ
ンＡＰとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとに基づいて
リングギヤ軸１２６に出力すべきトルクの目標値である
トルク指令値Ｔｒ＊を導出する処理を行なう（ステップ
Ｓ１０４）。また、こうして導出されたトルク指令値Ｔ
ｒ＊とリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとの積からリン
グギヤ軸に出力すべきエネルギＰｒを算出する（ステッ
プＳ１０６）。ここで、駆動輪１１６，１１８に出力す
べきトルクを導出せずに、リングギヤ軸１２６に出力す
べきトルクを導出するのは、リングギヤ軸１２６は動力
取出ギヤ１２８，動力伝達ギヤ１１１およびディファレ
ンシャルギヤ１１４を介して駆動輪１１６，１１８に機
械的に結合されているから、リングギヤ軸１２６に出力
すべきトルクを導出すれば、駆動輪１１６，１１８に出
力すべきトルクを導出する結果となるからである。な
お、実施例では、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとア
クセルペダルポジションＡＰとトルク指令値Ｔｒ＊との
関係を示すマップを予めＲＯＭ１９０ｂ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、
読み込まれたアクセルペダルポジションＡＰとリングギ
ヤ軸１２６の回転数ＮｒとＲＯＭ１９０ｂに記憶したマ
ップとに基づいてトルク指令値Ｔｒ＊の値を導出するも
のとした。このマップの一例を図１１に示す。

【００６３】次に、残容量検出器１９９により検出され
るバッテリ１９４の残容量ＢRMを読み込み（ステップＳ
１０８）、読み込んだバッテリ１９４の残容量ＢRMに基
づいてバッテリ１９４を充放電する電力（充放電エネル
ギＰｂ）を設定する（ステップＳ１１０）。このよう
に、バッテリ１９４の残容量ＢRMに基づいて充放電エネ
ルギＰｂを設定するのは、バッテリ１９４の充電可能な
電力や放電可能な電力は残容量ＢRMによって変化し、適
正な充電電圧や放電電圧，充電電流や放電電流も残容量
ＢRMによって変わるからである。図１２にバッテリ１９
４の残容量ＢRMと充電可能な電力との関係の一例を示
す。図中、閾値ＢＬと閾値ＢＨは、実施例におけるバッ
テリ１９４の適正な領域を示すものである。実施例で
は、バッテリ１９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬを下回った
ときに残容量ＢRMに基づいて求められる充電エネルギを
充放電エネルギＰｂとして設定し、残容量ＢRMが閾値Ｂ
Ｈを上回ったときに残容量ＢRMに基づいて求められる放
電エネルギを充放電エネルギＰｂとして設定する。な
お、実施例では、充放電エネルギＰｂは、充電エネルギ
のときには正の値として、放電エネルギのときには負の
値として設定するものとし、バッテリ１９４の各残容量
ＢRMに対して実験等により最適な充放電エネルギＰｂを
求め、それを予めＲＯＭ１９０ｂにマップ（図示せず）
として記憶しておき、バッテリ１９４の残容量ＢRMに対
応する充放電エネルギＰｂをＲＯＭ１９０ｂに記憶した
マップから導出するものとした。

【００６４】充放電エネルギＰｂを導出すると、制御Ｃ
ＰＵ１９０は、リングギヤ軸１２６に出力すべきエネル
ギとして算出したエネルギＰｒと導出した充放電エネル
ギＰｂとエンジン１５０から出力される動力により駆動
する図示しない補機（例えば、エアコンのコンプレッサ
や冷却水のポンプなど）の駆動に必要な補機駆動エネル
ギＰｈとの和として必要エネルギＰｎを算出し（ステッ
プＳ１１２）、この必要エネルギＰｎをプラネタリギヤ
１２０やモータＭＧ１，モータＭＧ２などによるトルク
変換の効率ηｔで割ってエンジン１５０から出力すべき
エネルギＰｅを算出する（ステップＳ１１４）。そし
て、求めたエネルギＰｅに基づいてエンジン１５０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Ｓ１１６）。ここで、エンジン１５０
から出力するエネルギＰｅはそのトルクＴｅと回転数Ｎ
ｅとの積に等しいから、エネルギＰｅと目標回転数Ｎｅ
＊と目標トルクＴｅ＊との関係はＰｅ＝Ｎｅ＊×Ｔｅ＊
となる。この関係を満足するエンジン１５０の目標トル
クＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との組み合せは無数に存在
する。そこで、実施例では、実験などにより各エネルギ
Ｐｅに対してエンジン１５０ができる限り効率の高い状
態で運転され、かつエネルギＰｅの変化に対してエンジ
ン１５０の運転状態が滑らかに変化する運転ポイントを
目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との組み合わせと
して求め、これを予めＲＯＭ１９０ｂにマップとして記
憶しておき、エネルギＰｅ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。

【００６５】図１３は、エンジン１５０の運転ポイント
とエンジン１５０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１５０の運転可能な領域の境界を
示す。エンジン１５０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１５０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
１５０の回転数Ｎｅを横軸として表わすと図１４のグラ
フのようになる。

【００６６】図示するように、出力するエネルギ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１５０の効率は大きく異なる。例えばエネルギ一定
の曲線Ｃ１−Ｃ１上では、エンジン１５０を運転ポイン
トＡ１（トルクＴｅ１，回転数Ｎｅ１）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、出力エネルギ一定
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Ａ３が相当するように、各エネルギ一
定の曲線上に存在する。図１３中の曲線（動作曲線）Ａ
は、これらのことに基づき、スロットルバルブ１６６の
前後で吸入空気に若干の圧力差が生じるようスロットル
バルブ１６６の開度ＴＶＰを調節した状態で、かつ、各
エネルギＰｅに対してエンジン１５０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。スロットルバルブ１６６の前後で吸入空気に若干の
圧力差が生じるようスロットルバルブ１６６を調節する
理由については後述する。実施例では、こうして得られ
る動作曲線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１５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎ
ｅ＊とを設定した。

【００６７】ここで、動作曲線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１５０の運転ポイントを定めると、エネルギＰ
ｅ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１５０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スに移行で
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、このように動作曲線Ａを連続す
る曲線で結ぶと、動作曲線Ａ上の各運転ポイントがエネ
ルギ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。なお、図１３中、トルクＴｅｍｉｎと
回転数Ｎｅｍｉｎとにより表わされる運転ポイントＡｍ
ｉｎは、エンジン１５０から出力可能な最小エネルギの
運転ポイントである。

【００６８】こうしてエンジン１５０の目標回転数Ｎｅ
＊と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、設定した目標ト
ルクＴｅ＊とトルク指令値Ｔｒ＊とを用いて次式（５）
によりモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を計算する
（ステップＳ１１８）。ここで、式（５）は、エンジン
１５０が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との運転
ポイントで定常運転されトルク指令値Ｔｒ＊のトルクが
リングギヤ軸１２６に定常的に出力されるときにモータ
ＭＧ２に設定されるトルク指令値Ｔｍ２＊を求める式で
あり、図５や図６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。

【００６９】

【数４】

【００７０】続いて、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒ
に基づいて閾値Ｔｒｅｆを導出し（ステップＳ１２
０）、算出したトルク指令値Ｔｍ２＊と閾値Ｔｒｅｆと
を比較する（ステップＳ１２２）。閾値Ｔｒｅｆは、図
８や図９の模式図を用いて説明したエネルギの循環の許
容範囲の最大値をモータＭＧ２のトルクの最低値として
表わすものであり、図５や図６の共線図と共に説明した
ように、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒに関連つけら
れて設定される。実施例では、例えば、図１５に例示す
るリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒと閾値Ｔｒｅｆとの
関係を示すマップを予めＲＯＭ１９０ｂに記憶してお
き、回転数Ｎｒが与えられると、この回転数Ｎｒに対応
する閾値Ｔｒｅｆを導出するものとした。なお、リング
ギヤ軸１２６の回転数Ｎｒが小さいときには大きなエネ
ルギによる循環が生じにくいため、実施例では、リング
ギヤ軸１２６の回転数Ｎｒが閾値Ｎｒｅｆ未満のときに
は閾値ＴｒｅｆにモータＭＧ２から出力可能な最小のト
ルクＴｍｉｎを設定するものとした。

【００７１】トルク指令値Ｔｍ２＊が閾値Ｔｒｅｆより
小さいときには、許容範囲外の大きなエネルギによる循
環が生じ、動力出力装置１１０のエネルギ効率の低下が
顕著になると判断し、閾値ＴｒｅｆがモータＭＧ２から
出力されるトルクＴｍ２とみなして次式（６）によりエ
ンジン１５０の目標トルクＴｅ＊を計算して再設定し
（ステップＳ１２４）、この再設定された目標トルクＴ
ｅ＊でエネルギＰｅを除して目標回転数Ｎｅ＊を再設定
する（ステップＳ１２６）。

【００７２】 Ｔｅ＊←（Ｔｒ＊−Ｔｒｅｆ）×（１＋ρ） …（６）

【００７３】図１６に再設定される前後の目標トルクＴ
ｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊の関係を例示する。再設定され
る前の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とがトルク
Ｔｅ３と回転数Ｎｅ３とにより表わされる動作曲線Ａ上
の運転ポイントＰ３となるよう設定されているときを考
えると、閾値Ｔｒｅｆは式（５）で求められるトルク指
令値Ｔｍ２＊より大きいから、上式（６）により再設定
される目標トルクＴｅ＊はトルクＴｅ３より小さなトル
クＴｅ４として算出され、この再設定された目標トルク
Ｔｅ＊でエネルギＰｅを除して得られる回転数Ｎｅ４を
目標回転数Ｎｅ＊に設定するから、エンジン１５０の目
標とする運転ポイントは、運転ポイントＰ３からエネル
ギが同一の曲線上の運転ポイントＰ４に変更されること
になる。なお、このようにエンジン１５０の目標トルク
Ｔｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを閾値Ｔｒｅｆを用いて再
設定することにより、エンジン１５０が再設定された目
標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とで表わされる運転
ポイントで定常運転されたときには、モータＭＧ２から
は閾値Ｔｒｅｆのトルクが出力されることになり、許容
範囲内の大きさのエネルギの循環にすることができる。

【００７４】一方、トルク指令値Ｔｍ２＊が閾値Ｔｒｅ
ｆ以上のときには、エネルギの循環が形成されないか、
形成されても許容範囲内であると判断し、エンジン１５
０の目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊の再設定は行
なわない。

【００７５】エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊や目標
回転数Ｎｅ＊の再設定を行なった後、あるいはトルク指
令値Ｔｍ２＊が閾値Ｔｒｅｆ以上であると判断された後
は、回転数Ｎｅに代えて目標回転数Ｎｅ＊を用いて上式
（２）によりサンギヤ軸１２５の目標回転数Ｎｓ＊を設
定する（ステップＳ１２８）。そして、設定した各設定
値を用いてモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン
１５０の各制御を行なう（ステップＳ１３０ないしＳ１
３４）。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１５０の各制御を別々のステ
ップとして記載したが、実際には、これらの制御は同時
に平行的にかつ総合的に行なわれる。例えば、制御ＣＰ
Ｕ１９０が割り込み処理を利用して、モータＭＧ１とモ
ータＭＧ２の制御を同時に平行して実行すると共に、通
信により指示を受けたＥＦＩＥＣＵ１７０によりエンジ
ン１５０の制御も同時に行なわせるのである。

【００７６】モータＭＧ１の制御（図１０のステップＳ
１３０）は、図１７に例示するモータＭＧ１の制御ルー
チンによりなされる。このモータＭＧ１の制御ルーチン
は、上述したように、制御ＣＰＵ１９０により割り込み
処理を利用して所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に
繰り返し実行されるものである。このルーチンが実行さ
れると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、まず、
サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを読み込むと共に（ステ
ップＳ１４０）、読み込んだ回転数Ｎｓを用いて次式
（７）によりモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を設
定する処理を行なう（ステップＳ１４１）。ここで、サ
ンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓはレゾルバ１３９により検
出されるサンギヤ軸１２５の回転角度θｓから求めるこ
とができる。式（７）中の右辺第１項は図５および図６
の共線図における動作共線の釣り合いから求められ、右
辺第２項は回転数Ｎｓの目標回転数Ｎｓ＊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
積分項である。したがって、モータＭＧ１のトルク指令
値Ｔｍ１＊は、定常状態（回転数Ｎｓの目標回転数Ｎｓ
＊からの偏差が値０のとき）では、動作共線の釣り合い
から求められる右辺第１項に等しく設定されることにな
る。なお、式（７）中のＫ１およびＫ２は、比例定数で
ある。

【００７７】

【数５】

【００７８】続いて、レゾルバ１３９により検出される
サンギヤ軸１２５の回転角度θｓを読み込み（ステップ
Ｓ１４２）、読み込んだ回転角度θｓからモータＭＧ１
の電気角θ１を求める処理を行なう（ステップＳ１４
３）。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、θ１＝４θｓを演算することに
なる。そして、電流検出器１９５，１９６により、モー
タＭＧ１の三相コイル１３４のＵ相とＶ相に流れている
電流Ｉｕ１，Ｉｖ１を検出する処理を行なう（ステップ
Ｓ１４４）。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。次に、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Ｓ１
４５）。座標変換は、永久磁石型の同期電動機のｄ軸，
ｑ軸の電流値に変換することであり、次式（８）を演算
することにより行なわれる。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軸および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。

【００７９】

【数６】

【００８０】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Ｔｍ１＊から求められる各
軸の電流指令値Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊と実際各軸に流れた
電流Ｉｄ１，Ｉｑ１との偏差を求め、各軸の電圧指令値
Ｖｄ１，Ｖｑ１を求める処理を行なう（ステップＳ１４
６）。すなわち、まず以下の式（９）の演算を行ない、
次に次式（１０）の演算を行なうのである。ここで、Ｋ
ｐ１，Ｋｐ２，Ｋｉ１，Ｋｉ２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Ｖｄ１，Ｖｑ１は、電流指
令値Ｉ＊との偏差ΔＩに比例する部分（式（１０）右辺
第１項）と偏差ΔＩのｉ回分の過去の累積分（右辺第２
項）とから求められる。

【００８１】

【数７】

【００８２】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ１４５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Ｓ１４８）、
実際に三相コイル１３４に印加する電圧Ｖｕ１，Ｖｖ
１，Ｖｗ１を求める処理を行なう。各電圧は、次式（１
１）により求める。

【００８３】

【数８】

【００８４】実際の電圧制御は、第１の駆動回路１９１
のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオンオフ時間によ
りなされるから、式（１１）によって求めた各電圧指令
値となるよう各トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオン
時間をＰＷＭ制御する（ステップＳ１４９）。

【００８５】ここで、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊の符号を図５や図６の共線図におけるトルクＴｍ１
の向きを正とすれば、同じ正の値のトルク指令値Ｔｍ１
＊が設定されても、図５の共線図の状態のようにトルク
指令値Ｔｍ１＊の作用する向きとサンギヤ軸１２５の回
転の向きとが異なるときには回生制御がなされ、図６の
共線図の状態のように同じ向きのときには力行制御がな
される。しかし、モータＭＧ１の力行制御と回生制御
は、トルク指令値Ｔｍ１＊が正であれば、ロータ１３２
の外周面に取り付けられた永久磁石１３５と三相コイル
１３４に流れる電流により生じる回転磁界とにより正の
トルクがサンギヤ軸１２５に作用するよう第１の駆動回
路１９１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。すな
わち、トルク指令値Ｔｍ１＊の符号が同じであれば、モ
ータＭＧ１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１７
のモータＭＧ１の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Ｔｍ
１＊が負のときには、ステップＳ１４２で読み込むサン
ギヤ軸１２５の回転角度θｓの変化の方向が逆になるだ
けであるから、このときの制御も図１７のモータＭＧ１
の制御ルーチンにより行なうことができる。

【００８６】次に、モータＭＧ２の制御処理（図１０の
ステップＳ１３２）について図１８に例示するモータＭ
Ｇ２の制御ルーチンに基づき説明する。このモータＭＧ
２の制御ルーチンも制御ＣＰＵ１９０により割り込み処
理を利用して所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰
り返し実行されるものである。モータＭＧ２の制御処理
は、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を次式（１
２）により設定した後、モータＭＧ１の制御ルーチンの
ステップＳ１４２ないしＳ１４９の処理と同様の処理
（ステップＳ１５２ないしＳ１５９）を行なうことによ
り行なわれる。すなわち、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を読み込み（ス
テップＳ１５２）、読み込んだ回転角度θｒからモータ
ＭＧ２の電気角θ２を計算（θ２＝４θｒ）により求め
（ステップＳ１５３）、続いてモータＭＧ２の各相電流
を電流検出器１９７，１９８を用いて検出し（ステップ
Ｓ１５４）、その後、座標変換（ステップＳ１５５）お
よび電圧指令値Ｖｄ２，Ｖｑ２の演算を行ない（ステッ
プＳ１５６）、更に電圧指令値の逆座標変換（ステップ
Ｓ１５８）を行なって、モータＭＧ２の第２の駆動回路
１９２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Ｓ１
５９）。

【００８７】

【数９】

【００８８】ここで、モータＭＧ２もトルク指令値Ｔｍ
２＊の向きとリングギヤ軸１２６の回転の向きとにより
力行制御されたり回生制御されたりするが、モータＭＧ
１と同様に、力行制御も回生制御も共に図１８のモータ
ＭＧ２の制御処理で行なうことができる。なお、実施例
では、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊の符号は、
図５の共線図の状態のときのトルクＴｍ２の向きを正と
した。

【００８９】次に、エンジン１５０の制御（図１０のス
テップＳ１３４）について説明する。エンジン１５０
は、その目標とする運転ポイントが目標トルクＴｅ＊と
目標回転数Ｎｅ＊とによって設定されると、設定された
運転ポイントで定常運転状態となるようエンジン１５０
のトルクＴｅと回転数Ｎｅとが制御される。具体的に
は、制御ＣＰＵ１９０から通信によりＥＦＩＥＣＵ１７
０に指示を送信し、燃料噴射弁１５１からの燃料噴射量
やスロットルバルブ１６６の開度ＴＶＰを増減して、エ
ンジン１５０の出力トルクが目標トルクＴｅ＊に、回転
数が目標回転数Ｎｅ＊になるように徐々に調整するので
ある。なお、上述した式（７）に示すように、エンジン
１５０の回転数ＮｅはモータＭＧ１によるサンギヤ軸１
２５の回転数Ｎｓの制御によって行なわれるから、エン
ジン１５０の制御は、エンジン１５０から目標トルクＴ
ｅ＊が出力されるようスロットルバルブ１６６の開閉制
御と吸入空気量に対する空燃比制御と開閉タイミング変
更機構１５３による吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴ
の制御となる。

【００９０】エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊と目標
トルクＴｅ＊とが図１３や図１６の動作曲線Ａ上の運転
ポイントとして設定されたときには、エンジン１５０の
制御は、実施例では、予めＲＯＭ１９０ｂに記憶された
マップにより、エンジン１５０から出力すべきエネルギ
Ｐｅ（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）に対応す
るスロットルバルブ１６６の開度ＴＶＰと吸気弁１５２
の開閉タイミングＢＴとを導出し、その開度ＴＶＰとタ
イミングＢＴとなるようアクチュエータ１６８と開閉タ
イミング変更機構１５３とを駆動する制御となる。な
お、予めＲＯＭ１９０ｂに記憶されたマップは、エンジ
ン１５０から出力すべきエネルギＰｅと、このエネルギ
Ｐｅを出力する動作曲線Ａ上の運転ポイントでエンジン
１５０が効率よく運転されるスロットルバルブ１６６の
開度ＴＶＰと吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴとの関
係を予め実験により求めて得たものである。

【００９１】エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊や目標
トルクＴｅ＊が図１０のトルク制御ルーチンのステップ
Ｓ１２４およびＳ１２６で再設定されたときには、エン
ジン１５０の制御は、前述のマップを用いてエネルギＰ
ｅに対応するスロットルバルブ１６６の開度ＴＶＰとな
るようアクチュエータ１６８を駆動すると共に、図１９
に例示する開閉タイミング制御ルーチンにより吸気弁１
５２の開閉タイミングＢＴの制御が行なわれる。この開
閉タイミング制御ルーチンは、ＥＦＩＥＣＵ１７０によ
り割込処理を利用して所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅ
ｃ毎）に繰り返し実行される。本ルーチンが実行される
と、ＥＦＩＥＣＵ１７０は、まず、回転数センサ１７６
により検出されるエンジン１５０の回転数Ｎｅを読み込
み（ステップＳ１６０）、読み込んだ回転数Ｎｅとエン
ジン１５０から出力すべきエネルギＰｅとに基づいて開
閉タイミングＢＴの目標値（目標開閉タイミング）ＢＴ
＊を設定する（ステップＳ１６２）。実施例では、エン
ジン１５０を設定したスロットルバルブ１６６の開度Ｔ
ＶＰで回転数Ｎｅとなるよう運転したときにエネルギＰ
ｅが出力される開閉タイミングＢＴを予め実験などによ
り求めてマップとしてＥＦＩＥＣＵ１７０が備える図示
しない内部ＲＯＭに記憶しておき、エネルギＰｅと回転
数Ｎｒとが与えられると、このエネルギＰｅと回転数Ｎ
ｒに対応する開閉タイミングＢＴを目標開閉タイミング
ＢＴ＊として導出するものとした。

【００９２】開閉タイミングＢＴとエンジン１５０の動
作曲線との関係の一例を図２０に示す。図中、曲線Ａは
開閉タイミングＢＴが進角側にも遅角側にも変更されて
いない標準位置にある前述した動作曲線Ａであり、曲線
Ｄは開閉タイミングＢＴを８０゜まで進角させたときの
エンジン１５０の動作曲線であり、曲線Ｅは開閉タイミ
ングＢＴを１２０゜まで遅角させたときのエンジン１５
０の動作曲線である。上記角度は、吸気弁１５２が閉じ
た時点でのクランクシャフトの回転角をピストン１５５
が最下点に来る、いわゆる下死点を基準として表したも
のである。図示するように、エンジン１５０から一定の
エネルギＰｅを出力するのであれば、開閉タイミングＢ
Ｔを遅角させることによりエンジン１５０の運転ポイン
トを高回転で低トルク側に移行させることができる。す
なわち、エンジン１５０の回転数Ｎｅに応じて開閉タイ
ミングＢＴを遅角させることによって、エンジン１５０
の運転ポイントをエネルギＰｅが一定の曲線上で高回転
で低トルク側に移行させることができる。実施例では、
こうした関係を用いて、エンジン１５０がエネルギＰｅ
が一定の曲線上で高回転で低トルク側に移行するよう目
標開閉タイミングＢＴ＊を設定するのである。

【００９３】図１３と図１４とを用いて動作曲線Ａを説
明する際に、スロットルバルブ１６６の前後で吸入空気
に若干の圧力差が生じるようスロットルバルブ１６６の
開度ＴＶＰを調節する理由についてここで説明する。図
２１は、吸入空気量Ｇａとスロットルバルブ１６６の開
度ＴＶＰとの関係を例示する説明図である。図中曲線Ｆ
はエンジン１５０が１０００ｒｐｍで回転しているとき
の吸入空気量Ｇａとスロットルバルブ１６６の開度ＴＶ
Ｐとの関係であり、曲線Ｇはエンジン１５０が２０００
ｒｐｍで回転しているときの吸入空気量Ｇａとスロット
ルバルブ１６６の開度ＴＶＰとの関係である。スロット
ルバルブ１６６の開度ＴＶＰを大きくしても吸入空気量
Ｇａが増加しなくなるポイントＦ１，Ｇ１は、各回転数
Ｎｅにおいてスロットルバルブ１６６の前後の圧力差が
なくなるポイントである。このようにスロットルバルブ
１６６の前後で圧力差がなくなるポイントはエンジン１
５０の回転数Ｎｅにより定まる。

【００９４】いま、スロットルバルブ１６６の前後で圧
力差が生じないスロットルバルブ１６６の開度ＴＶＰお
よび１０００ｒｐｍの回転数のポイントＦ３でエンジン
１５０を運転している場合を考える。このスロットルバ
ルブ１６６の開度ＴＶＰを保持した状態でモータＭＧ１
の回転数制御により２０００ｒｐｍの回転数でエンジン
１５０が運転されるようにすると、エンジン１５０は、
吸入空気量ＧａがポイントＦ３に比して増加するポイン
トＧ３で運転されることになる。エンジン１５０は吸入
空気量Ｇａにストイキな燃料が噴射されることにより運
転されるから、エンジン１５０から出力するエネルギＰ
ｅは吸入空気量Ｇａとリニアな関係となる。したがっ
て、ポイントＦ３からポイントＧ３への変更は、エンジ
ン１５０の回転数Ｎｅが大きくなるに伴ってエンジン１
５０から出力されるエネルギＰｅも増加する変更とな
る。

【００９５】一方、スロットルバルブ１６６の前後で若
干の圧力差が生じるスロットルバルブ１６６の開度ＴＶ
Ｐおよび１０００ｒｐｍの回転数のポイントＦ２から、
このスロットルバルブ１６６の開度ＴＶＰを保持した状
態でモータＭＧ１の回転数制御により２０００ｒｐｍの
回転数でエンジン１５０が運転されるようにすると、運
転ポイントは、吸入空気量ＧａがポイントＦ２に比して
ほとんど増加しないポイントＧ２に変更される。上述し
たようにエンジン１５０は吸入空気量Ｇａはエンジン１
５０から出力されるエネルギＰｅとリニアな関係がある
から、ポイントＦ２からポイントＧ２への変更は、エン
ジン１５０の回転数Ｎｅが大きくなってもエンジン１５
０から出力されるエネルギＰｅはほとんど増加しない変
更となる。

【００９６】実施例では、これらのことに基づいて、エ
ンジン１５０の回転数Ｎｅを増加させてもエンジン１５
０から出力されるエネルギＰｅがほとんど変更しないよ
う、動作曲線Ａをスロットルバルブ１６６の前後で吸入
空気に若干の圧力差が生じるようスロットルバルブ１６
６の開度ＴＶＰを調節した際の曲線として求めたのであ
る。なお、エンジン１５０の回転数Ｎｅを増加してもエ
ンジン１５０から出力されるエネルギＰｅはほとんど増
加しないから、図１９による開閉タイミング制御ルーチ
ンによる吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴの制御は、
エンジン１５０の回転数Ｎｅの増加に伴うエネルギＰｅ
の若干の変更を調節するための制御として位置づけられ
る。

【００９７】図１９の開閉タイミング制御ルーチンに戻
って、目標開閉タイミングＢＴ＊を導出すると、次に、
吸気弁１５２の現在の開閉タイミングＢＴを読み込み
（ステップＳ１６４）、導出した目標開閉タイミングＢ
Ｔ＊から開閉タイミングＢＴを減じて偏差ΔＢＴを算出
する（ステップＳ１６６）。ここで、吸気弁１５２の現
在の開閉タイミングＢＴは、カムシャフトポジションセ
ンサ１７３により検出されるカムシャフトポジションか
ら求めることができる。そして、開閉タイミング変更機
構１５３により吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴを偏
差ΔＢＴだけ変更して（ステップＳ１６８）、本ルーチ
ンを終了する。

【００９８】以上説明した実施例の動力出力装置１１０
によれば、エネルギの循環の許容範囲内となるよう運転
することができる。この結果、エンジン１５０からプラ
ネタリギヤ１２０を介して直接リングギヤ軸１２６に出
力される損失の小さなエネルギを大きくするから、装置
全体のエネルギ効率を向上させることができる。しか
も、エネルギの循環の許容範囲をリングギヤ軸１２６の
回転数Ｎｒに基づいて設定するから、より適切な許容範
囲を設定することができる。

【００９９】実施例の動力出力装置１１０では、エネル
ギの循環の許容範囲を設定する閾値Ｔｒｅｆをリングギ
ヤ軸１２６の回転数Ｎｒに基づいて設定したが、エネル
ギの循環の許容範囲は、動力出力装置１１０全体の効率
により定まるものであるから、動力出力装置１１０全体
の効率を左右する因子、例えば、エンジン１５０の運転
ポイントの効率に基づいて閾値Ｔｒｅｆを設定するもの
としてもよい。また、このエネルギの循環の許容範囲
は、エンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅによっ
ても変化するから、バッテリ１９４を充放電する充放電
エネルギＰｂや補機の駆動に必要な補機駆動エネルギＰ
ｈに基づいて閾値Ｔｒｅｆを設定するものとしてもよ
い。さらに、これらの各因子を重畳的に用いて閾値Ｔｒ
ｅｆを設定するものとしてもよい。

【０１００】また、実施例の動力出力装置１１０では、
エネルギの循環の許容範囲を設定する閾値Ｔｒｅｆをリ
ングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒに基づいて設定したが、
リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒに拘わらず一定の値に
設定するものとしてもよい。例えば、閾値Ｔｒｅｆに値
０を設定するものとしてもよい。こうすれば、モータＭ
Ｇ２は常に電動機として動作するから、電動機として動
作するが発電機としては動作しないモータをモータＭＧ
２に用いることができる。

【０１０１】実施例の動力出力装置１１０では、トルク
指令値Ｔｒ＊と目標トルクＴｅ＊とが設定されたときに
この設定値を用いて動作共線の釣り合いの関係からモー
タＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を算出し、これをリン
グギヤ軸１２６の回転数Ｎｒに基づいて定まる閾値Ｔｒ
ｅｆと比較してエネルギの循環の許容範囲内にあるかを
判断したが、実際にリングギヤ軸１２６に出力されてい
るトルクＴｒとエンジン１５０から出力されているトル
クＴｅとモータＭＧ２から出力されているトルクＴｍ１
とを検出して循環するエネルギの大きさを求め、これが
許容範囲内にあるか否かを判断するものとしてもよい。
この場合で、許容範囲内にないと判断されたときには、
許容範囲内になるまで比較的小さな回転数の変化量ΔＮ
ずつエンジン１５０の回転数Ｎｅを大きくするよう制御
するものとしてもよい。こうすれば、エンジン１５０の
運転状態が変化しているときなどの過渡時でもエネルギ
の循環を許容範囲内とすることができる。

【０１０２】実施例の動力出力装置１１０では、バッテ
リ１９４の充放電や補機の駆動を考慮してエンジン１５
０から出力すべきエネルギＰｅを求めたが、バッテリ１
９４の充放電を行なわない構成やエンジン１５０から出
力される動力を動力源として駆動する補機を備えない構
成では、リングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒ
を効率ηｔで割った値をエンジン１５０から出力すべき
エネルギＰｅとしてもよい。

【０１０３】実施例の動力出力装置１１０では、エンジ
ン１５０の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊が再設
定されたときには、スロットルバルブ１６６の開度ＴＶ
Ｐを保持した状態でエンジン１５０の回転数Ｎｅの増加
に伴って吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴを遅角する
ことにより、エネルギＰｅが一定の曲線上でエンジン１
５０の運転ポイントを変更したが、まずエンジン１５０
の回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊となるよう変更し、そ
の後エンジン１５０から出力されるエネルギがエネルギ
Ｐｅとなるよう吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴを調
節するものとしてもよく、あるいは、エンジン１５０の
回転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊となるよう変更した後に
エンジン１５０から出力されるエネルギがエネルギＰｅ
となるようスロットルバルブ１６６の開度ＴＶＰを調節
するものとしてもよい。なお、こうした変形例では、吸
気弁１５２の開閉タイミングＢＴやスロットルバルブ１
６６の開度ＴＶＰをモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１
＊などによって推定されるエンジン１５０のトルクＴｅ
によってフィードバック制御するのが好ましい。

【０１０４】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２２の変形例で
ある動力出力装置１１０Ａに示すように、リングギヤ軸
１２６を延出してケース１１９から取り出すものとして
もよい。また、図２３の変形例である動力出力装置１１
０Ｂに示すように、エンジン１５０側からプラネタリギ
ヤ１２０，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。

【０１０５】次に本発明の第２の実施例である動力出力
装置１１０Ｃについて説明する。図２４は、第２実施例
の動力出力装置１１０Ｃの構成の一部を例示する部分構
成図である。図２４に示すように、第２実施例の動力出
力装置１１０Ｃは、モータＭＧ２のロータ１４２がクラ
ンクシャフト１５６に取り付けられている点およびモー
タＭＧ１とモータＭＧ２の配置が異なる点等を除いて第
１実施例の動力出力装置１１０と同一の構成をしてい
る。このため、図２４では第１実施例の動力出力装置１
１０の構成を例示する図に相当する図１のうち同一の部
分である制御装置１８０等を省略した。また、第２実施
例の動力出力装置１１０Ｃを車両に搭載したときには図
３に例示する構成と同一の構成となる。したがって、第
２実施例の動力出力装置１１０Ｃの構成のうち第１実施
例の動力出力装置１１０と同一の構成については同一の
符号を付し、その説明は省略する。なお、明示しない限
り第１実施例の説明の際に用いた符号はそのまま同じ意
味で用いる。

【０１０６】第２実施例の動力出力装置１１０Ｃでは、
図２４に示すように、エンジン１５０側からモータＭＧ
２，プラネタリギヤ１２０，モータＭＧ１の順に配置さ
れている。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１２
４には、第１実施例の動力出力装置１１０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ＭＧ
２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。

【０１０７】第２実施例の動力出力装置１１０Ｃは、そ
の配置が第１実施例の動力出力装置１１０と異なるが、
第１実施例の動力出力装置１１０と同様に、モータＭＧ
１の三相コイル１３４は制御装置１８０の第１の駆動回
路１９１に、モータＭＧ２の三相コイル１４４は第２の
駆動回路１９２に接続されている。また、図示しない
が、レゾルバ１５７も信号ラインにより制御装置１８０
の制御ＣＰＵ１９０の入力ポートに接続されている。

【０１０８】第２実施例の動力出力装置１１０Ｃは次の
ように動作する。エンジン１５０を回転数Ｎｅ，トルク
Ｔｅの運転ポイントＰ１で運転し、エンジン１５０から
出力されるエネルギＰｅ（Ｐｅ＝Ｎｅ×Ｔｅ）と同じエ
ネルギＰｒ（Ｐｒ＝Ｎｒ×Ｔｒ）となる回転数Ｎｒ，ト
ルクＴｒの運転ポイント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２５お
よび図２６に例示する。

【０１０９】図２５の共線図における動作共線の釣り合
いを考えると、次式（１３）ないし式（１６）が導き出
される。即ち、式（１３）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（１４）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（１５）および式（１６）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。

【０１１０】

【数１０】

【０１１１】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
（１７）および式（１８）のように表わされる。

【０１１２】

【数１１】

【０１１３】したがって、モータＭＧ１により式（１
７）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（１８）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で表わされる動力状態をトルクＴｒおよび回転
数Ｎｒで表わされる動力状態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。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。

【０１１４】図２５の共線図の状態のときのエネルギの
流れを図２７に模式的に示す。図示するように、図２７
の模式図では、プラネタリギヤ１２０は、エンジン１５
０から出力される機械エネルギとモータＭＧ２により出
力される機械エネルギとの和のエネルギをプラネタリキ
ャリア１２４に入力し、この機械エネルギを動作共線の
釣り合いの関係に基づいてサンギヤ軸１２５Ｃとリング
ギヤ軸１２６Ｃとに分配する。サンギヤ軸１２５Ｃに取
り付けられたモータＭＧ１は、発電機として機能して、
プラネタリギヤ１２０によりサンギヤ軸１２５Ｃに出力
された機械エネルギをモータＭＧ１の効率を乗じた電気
エネルギＰｍ１として回生し、この電気エネルギＰｍ１
をバッテリ１９４やモータＭＧ２に供給する。したがっ
て、バッテリ１９４の充放電は行なわれず、モータＭＧ
１により回生された電気エネルギＰｍ１のすべてがモー
タＭＧ２に供給されるものとすれば、エンジン１５０お
よびモータＭＧ２からクランクシャフト１５６に出力さ
れた機械エネルギの一部は、モータＭＧ２，プラネタリ
ギヤ１２０，モータＭＧ１，モータＭＧ２の順に形成さ
れる循環路を経由してリングギヤ軸１２６ｃに出力され
ることになる。実施例の動力出力装置１１０では、図２
５の共線図の状態においては、モータＭＧ２からクラン
クシャフト１５６に機械エネルギを出力することで上述
の循環路を形成することにより、エンジン１５０に出力
された動力を所望の動力状態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のである。このよ
うなエネルギの循環が動力出力装置のエネルギ効率から
みて好ましくないことは、既に述べた。なお、図２７の
模式図では、モータＭＧ１により回生された電気エネル
ギＰｍ１の一部を用いてバッテリ１９４を充電するもの
としたが、逆に、バッテリ１９４から電気エネルギを取
り出してモータＭＧ１により回生される電気エネルギＰ
ｍ１と合わせてモータＭＧ２に供給するものとしてもよ
い。

【０１１５】図２５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２６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。

【０１１６】図２６の共線図の状態のときのエネルギの
流れを図２８に模式的に示す。図示するように、図２８
の模式図では、エンジン１５０からクランクシャフト１
５６に出力された機械エネルギの一部は発電機として機
能するモータＭＧ２により電気エネルギＰｍ２に変換さ
れて、電動機として機能するモータＭＧ１やバッテリ１
９４に供給される。プラネタリギヤ１２０は、エンジン
１５０から出力される機械エネルギの残余をプラネタリ
キャリア１２４から入力すると共にモータＭＧ１により
出力される機械エネルギをサンギヤ軸１２５Ｃから入力
し、これらの機械エネルギの和を動作共線の釣り合いの
関係に基づいてリングギヤ軸１２６Ｃに出力する。した
がって、バッテリ１９４の充放電は行なわれず、モータ
ＭＧ２により回生された電気エネルギＰｍ２のすべてが
モータＭＧ１に供給されるものとすれば、エンジン１５
０からクランクシャフト１５６に出力された機械エネル
ギは、モータＭＧ２，モータＭＧ１により電気エネルギ
の形態を介してリングギヤ軸１２６Ｃに出力される経路
と、プラネタリギヤ１２０を介して直接リングギヤ軸１
２６Ｃに出力される経路とを通ってリングギヤ軸１２６
に出力されることになる。このときは、図２７に示した
ようなエネルギの循環路は形成されない。図２８の模式
図では、モータＭＧ２により回生された電気エネルギＰ
ｍ２の一部を用いてバッテリ１９４を充電するものとし
たが、逆に、バッテリ１９４から電気エネルギを取り出
してモータＭＧ２により回生される電気エネルギＰｍ２
と合わせてモータＭＧ１に供給するものとしてもよい。

【０１１７】以上説明したように第２実施例の動力出力
装置１１０Ｃは、モータＭＧ２の取り付け位置が異なる
だけで第１実施例の動力出力装置１１０と同様にエンジ
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に出力することができる。但し、第１実施
例ではモータＭＧ２で電気エネルギを回生しているとき
にエネルギの循環路が形成されるのに対し（図８）、第
２実施例ではモータＭＧ２が力行しているときにエネル
ギの循環路を形成する点で相違する。したがって、第２
実施例の動力出力装置１１０Ｃにおけるトルク制御ルー
チンは、基本的には第１実施例の動力出力装置１１０が
実行する図１０のトルク制御ルーチンと同様であるが、
ステップＳ１２２における判断が次の通り相違する。

【０１１８】第２実施例においては、エネルギの循環を
防止するためにはモータＭＧ２で電気エネルギを回生す
る必要があるから、エンジン目標トルクＴｅ＊の修正を
するか否かの判定（ステップＳ１２２）は、「Ｔｍ２＊
＞Ｔｒｅｆ？」で判断する必要がある。Ｔｍ２＊はモー
タＭＧ２のトルク指令値であり（ステップＳ１１８）、
Ｔｒｅｆは所定の閾値である。そして、Ｔｍ２＊がＴｒ
ｅｆよりも大きいとき、即ちモータＭＧ２が力行してい
るときに、エンジン目標トルクＴｅ＊の修正をするので
ある（ステップＳ１２４）。なお、所定の閾値Ｔｒｅｆ
は、第１実施例においては図１５のグラフで定められる
負のトルクを用いており、本実施例でも同様にエネルギ
の循環量が許容範囲となるようなトルクの閾値を実験的
に設定することになる。かかるトルクは、概ね図１５の
グラフを正負反転させたグラフに近いものとなってい
る。

【０１１９】また、モータＭＧ１の取り付け位置が異な
ることに伴って、ステップＳ１１８のトルク指令値Ｔｍ
２＊の計算はトルクＴｒとトルクＴｅとに代えてトルク
指令値Ｔｒ＊と目標トルクＴｅ＊とを用いて上述の式
（１８）により求める必要があり、ステップＳ１２０の
閾値Ｔｒｅｆの導出に用いるマップ（図１５）も変更す
る必要がある。また、ステップＳ１２４のエンジン１５
０の目標トルクＴｅ＊の再設定は、次式（１９）により
算出する必要がある。

【０１２０】 Ｔｅ＊←（１＋ρ）×Ｔｒ＊−Ｔｒｅｆ …（１９）

【０１２１】また、第２実施例の動力出力装置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１７のモータＭＧ１の制御ルーチ
ンのステップＳ１４０およびＳ１４１の処理に代えて図
２９に例示するモータＭＧ１の制御ルーチンのステップ
Ｓ２４１に示すように上式（１７）のトルクＴｒに代え
てトルク指令値Ｔｒ＊を用いて算出した値をモータＭＧ
１のトルク指令値Ｔｍ１＊に設定する処理を行ない、図
１８のモータＭＧ２の制御ルーチンのステップＳ１５０
の処理に代えて図３０に例示するモータＭＧ１の制御ル
ーチンのステップＳ２５０およびＳ２５１に示すよう
に、エンジン１５０の回転数Ｎｅを読み込み、読み込ん
だ回転数Ｎｅを用いて次式（２０）により算出される値
をモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ２＊に設定する処理
を行なう必要がある。なお、式（２０）中の右辺第１項
は図２５および図２６の共線図における動作共線の釣り
合いから求められ、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積分項である。したがって、モー
タＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊は、定常状態（回転数
Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊からの偏差が値０のとき）で
は、動作共線の釣り合いから求められる右辺第１項に等
しく設定されることになる。なお、式（２０）中のＫ３
およびＫ４は、比例定数である。

【０１２２】

【数１２】

【０１２３】以上説明したように、第２実施例の動力出
力装置１１０Ｃでは、電気エネルギの形態を介してリン
グギヤ軸１２６Ｃに出力するエネルギを許容範囲内とな
るよう運転することができる。この結果、エンジン１５
０からプラネタリギヤ１２０を介して直接リングギヤ軸
１２６Ｃに出力する損失の小さなエネルギを大きくする
ことができるから、装置全体のエネルギ効率を向上させ
ることができる。しかも、電気エネルギの形態を介して
リングギヤ軸１２６Ｃに出力するエネルギの許容範囲を
リングギヤ軸１２６Ｃの回転数Ｎｒに基づいて設定する
から、より適切な許容範囲を設定することができる。

【０１２４】第２実施例の動力出力装置１１０Ｃでは、
電気エネルギの形態を介してリングギヤ軸１２６Ｃに出
力するエネルギの許容範囲を設定する閾値Ｔｒｅｆをリ
ングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒに基づいて設定したが、
電気エネルギの形態を介してリングギヤ軸１２６Ｃに出
力するエネルギの許容範囲は、動力出力装置１１０Ｃ全
体の効率により定まるものであるから、動力出力装置１
１０Ｃ全体の効率を左右する因子、例えば、エンジン１
５０の運転ポイントの効率に基づいて閾値Ｔｒｅｆを設
定するものとしてもよい。また、この電気エネルギの形
態を介してリングギヤ軸１２６Ｃに出力するエネルギの
許容範囲は、エンジン１５０から出力すべきエネルギＰ
ｅによっても変化するから、バッテリ１９４を充放電す
る充放電エネルギＰｂや補機の駆動に必要な補機駆動エ
ネルギＰｈに基づいて閾値Ｔｒｅｆを設定するものとし
てもよい。さらに、これらの各因子を重畳的に用いて閾
値Ｔｒｅｆを設定するものとしてもよい。

【０１２５】また、第２実施例の動力出力装置１１０Ｃ
では、電気エネルギの形態を介してリングギヤ軸１２６
Ｃに出力するエネルギの許容範囲を設定する閾値Ｔｒｅ
ｆをリングギヤ軸１２６Ｃの回転数Ｎｒに基づいて設定
したが、リングギヤ軸１２６Ｃの回転数Ｎｒに拘わらず
一定の値に設定するものとしてもよい。例えば、閾値Ｔ
ｒｅｆに値０を設定するものとしてもよい。こうすれ
ば、モータＭＧ２は常に電動機として動作するから、電
動機として動作するが発電機としては動作しないモータ
をモータＭＧ２に用いることができる。

【０１２６】第２実施例の動力出力装置１１０Ｃでは、
バッテリ１９４の充放電や補機の駆動を考慮してエンジ
ン１５０から出力すべきエネルギＰｅを求めたが、バッ
テリ１９４の充放電を行なわない構成やエンジン１５０
から出力される動力を動力源として駆動する補機を備え
ない構成では、リングギヤ軸１２６Ｃに出力すべきエネ
ルギＰｒを効率ηｔで割った値をエンジン１５０から出
力すべきエネルギＰｅとしてもよい。

【０１２７】第２実施例の動力出力装置１１０Ｃでは、
第１実施例の動力出力装置１１０と同様に、エンジン１
５０の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊が再設定さ
れたときには、スロットルバルブ１６６の開度ＴＶＰを
保持した状態でエンジン１５０の回転数Ｎｅの増加に伴
って吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴを遅角すること
により、エネルギＰｅが一定の曲線上でエンジン１５０
の運転ポイントを変更したが、まずエンジン１５０の回
転数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊となるよう変更し、その後
エンジン１５０から出力されるエネルギがエネルギＰｅ
となるよう吸気弁１５２の開閉タイミングＢＴを調節す
るものとしてもよく、あるいは、エンジン１５０の回転
数Ｎｅを目標回転数Ｎｅ＊となるよう変更した後にエン
ジン１５０から出力されるエネルギがエネルギＰｅとな
るようスロットルバルブ１６６の開度ＴＶＰを調節する
ものとしてもよい。なお、こうした変形例では、吸気弁
１５２の開閉タイミングＢＴやスロットルバルブ１６６
の開度ＴＶＰをモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊な
どによって推定されるエンジン１５０のトルクＴｅによ
ってフィードバック制御するのが好ましい。

【０１２８】第２実施例の動力出力装置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３１の変形例の動力出力装置
１１０Ｄ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、
第２実施例の動力出力装置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３２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１１９から取り出すものとしてもよ
い。

【０１２９】次に本発明の第３の実施例である動力出力
装置について図３３および図３４を用いて説明する。第
３実施例における動力出力装置のハードウェアとしての
構成は、第１実施例における動力出力装置の構成（図１
から図３）と同一である。本実施例では、トルク制御ル
ーチンが第１実施例と相違する。以下、第３実施例にお
けるトルク制御ルーチンについて説明する。

【０１３０】図３３は第３実施例におけるトルク制御ル
ーチンの流れを示すフローチャートである。このルーチ
ンは第１実施例におけるトルク制御ルーチンと同様、動
力出力装置１１０が起動されたときから所定時間毎（例
えば、４８ｍｓｅｃ毎）に、制御装置１８０の制御ＣＰ
Ｕ１９０により繰り返し実行されるものである。

【０１３１】トルク制御ルーチンが実行されると、ＣＰ
Ｕ１９０は、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒおよびア
クセルペダルポジションＡＰを読み込み（ステップＳ３
００、Ｓ３０２）、これらの値に基づいてリングギヤ軸
１２６に出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値
Ｔｒ＊を導出する（ステップＳ３０４）。また、こうし
て導出されたトルク指令値Ｔｒ＊とリングギヤ軸１２６
の回転数Ｎｒとの積からリングギヤ軸に出力すべきエネ
ルギＰｒを算出する（ステップＳ３０６）。

【０１３２】次に、ＣＰＵ１９０は、バッテリ１９４の
残容量ＢRMを読み込み（ステップＳ３０８）、この値に
基づいてバッテリ１９４を充放電する電力Ｐｂを設定す
る（ステップＳ３１０）。また、該電力Ｐｂにステップ
Ｓ３０６で算出したリングギヤ軸１２６から出力すべき
エネルギＰｒ、および種々の補機を駆動するためのエネ
ルギＰｈを加えることにより必要エネルギＰｎを算出し
た後（ステップＳ３１２）、この必要エネルギＰｎをト
ルク変換の効率ηｔで割ってエンジン１５０から出力す
べきエネルギＰｅを算出する（ステップＳ３１４）。こ
こまでの処理は、第１実施例におけるトルク制御ルーチ
ン（図１０）と同一である。

【０１３３】次のステップにおいて、ＣＰＵ１９０はエ
ンジン１５０の目標回転数ｎｅ＊、目標トルクｔｅ＊の
設定をする（ステップＳ３１６）。第１実施例では、図
１３に示した動作曲線Ａをマップとしたものを用いるこ
とによりエンジン１５０が最も効率よく運転できる回転
数およびトルクを目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊
とした。第３実施例では、第１実施例と同様の方法によ
り目標回転数ｎｅ＊、目標トルクｔｅ＊を算出するので
ある。次のステップでは図３４に示すマップを用いて求
められる回転数の修正量ΔＮを目標回転数ｎｅ＊に加
え、最終的な目標回転数Ｎｅ＊を算出する（ステップＳ
３１８）。また、こうして算出された最終的な目標回転
数Ｎｅ＊で、エンジン１５０から出力すべきエネルギＰ
ｅを割ることにより、最終的な目標トルクＴｅ＊を算出
する（ステップＳ３１８）。以下、この目標回転数Ｎｅ
＊の算出について説明する。

【０１３４】エンジン１５０を最も効率よく運転できる
動力状態を目標回転数ｎｅ＊および目標トルクｔｅ＊と
して設定し、これらの値に基づいてモータＭＧ２のトル
ク指令値Ｔｍ２＊を計算した場合には、第１実施例にお
けるトルク制御ルーチンにおいて説明した通り、許容範
囲を越えるエネルギの循環を生じる場合もある。第１実
施例ではモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊に基づい
てこのようなエネルギの循環が生じているか否かを判断
し、エネルギの循環が生じている場合には、エンジン１
５０の目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊を修正する
という一種のフィードバック制御を行っていた（図１０
のステップＳ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２６）。

【０１３５】一方、エンジン１５０の目標回転数ｎｅ＊
の修正量ΔＮは、動力出力装置が運転状態にない場合で
あっても算出することができる。修正量ΔＮの算出は、
エンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅおよびリン
グギヤ軸１２６の回転数Ｎｒを仮定した上で、第１実施
例で説明した図１０のステップＳ１１６からステップＳ
１２６までの演算を行えばよい。従って、エネルギＰｅ
および回転数Ｎｒを種々の値に設定して、上記演算を行
うことにより、エンジン１５０の回転数の修正量ΔＮは
予めマップとして求めておくことができる。このマップ
の例を図３４に示す。図３４は、上記演算により算出し
たエンジンの目標回転数ｎｅ＊の修正量ΔＮを、横軸に
車速をとり、縦軸にエンジン出力エネルギＰｅをとって
表したものである。なお、駆動輪１１６、１１８とリン
グギヤ軸１２６は機械的に結合されており、車速即ち駆
動輪１１６，１１８の回転数とリングギヤ軸１２６の回
転数Ｎｒとは等価なパラメータであるから、横軸を回転
数Ｎｒとして表すものとしてもよい。

【０１３６】車速がＳＰＤである場合を例にとり、図３
４の内容について説明する。図３４は、例えば点Ｑ１に
相当する車速およびエンジン出力エネルギＰｅが要求さ
れた場合、エンジン１５０の目標回転数をΔＮ１だけ増
すべきことを意味している。つまり、点Ｑ１に相当する
エネルギＰｅをエンジン１５０から出力する際に、図１
３に示した動作曲線により求めた目標回転数ｎｅ＊、目
標トルクｔｅ＊でエンジン１５０を運転しては、モータ
ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊が低くなりエネルギの循
環が生じてしまうため、エンジン１５０の回転数ｎｅ＊
をΔＮ１だけ増した回転数を目標回転数Ｎｅ＊とする必
要があることを示している。

【０１３７】上記補正量ΔＮ１の意味を図１６を用いて
説明する。図１６に示した通り、エンジン１５０から出
力すべき要求エネルギがＰｅであるとき、エンジン１５
０を最も効率のよいポイントで運転しようとすれば、動
作曲線Ａ上の運転ポイントを選択することになるから、
図１６の点Ｐ３、即ち回転数Ｎｅ３、トルクＴｅ３で運
転することになる。ここで、点Ｐ３でエンジン１５０を
運転した場合には、エネルギの循環が生じており、この
循環を許容範囲に抑えるためには、エンジン１５０の回
転数をＮｅ４まで増大する必要があったとする。当然こ
のときエンジン１５０から出力すべきエネルギはＰｅで
一定であるから、図１６に示す通りエンジン１５０の出
力トルクはＴｅ４まで減少することになる。図３４にお
ける点Ｑ１が上記状態に相当するとすれば、図３４にお
ける回転数の補正量ΔＮ１は図１６にいうＮｅ４−Ｎｅ
３となる。

【０１３８】図３４における点Ｑ１でエンジン１５０が
運転された場合と同様、点Ｑ２で運転された場合には回
転数の補正量はΔＮ２、点Ｑ３に対してはΔＮ３・・・
という具合に、図３４のマップからそれぞれエンジン１
５０の回転数の補正量を求めることができるようになっ
ている。なお、本実施例では、これらの補正量はΔＮ１
＞ΔＮ２＞・・・となっている。そして、点Ｑ５で運転
される場合には、エンジン１５０の回転数の補正量ΔＮ
は値０となる。つまり、このときエンジン１５０は図１
３の動作曲線によって求められる回転数で運転すればよ
いことを意味している。

【０１３９】本実施例における図３４のマップはエネル
ギの循環のみならず、動力出力装置全体の運転効率も加
味して作成されている。つまり、図３４のマップでは点
Ｑ１よりもエンジン出力エネルギを小さくしていくにつ
れてエンジン回転数の修正量ΔＮが小さくなっている
が、これはエンジン出力エネルギが小さい場合にはエネ
ルギの循環による損失も小さくなるため、エンジン１５
０を運転効率のよい運転ポイントで運転した方が動力出
力装置の運転効率上好ましいからである。もっとも、こ
のように出力エネルギが低い場合でも、エネルギの循環
を完全になくすようにエンジン１５０の回転数を増大す
るマップを用いるものとしてもよい。

【０１４０】図３４では、エンジン１５０の回転数の補
正量をΔＮ１からΔＮ４までの４段階で与えるマップを
示しているが、このマップは値０とΔＮ１の二値的なも
のとしてもよいし、更に段階を増やしほぼ連続的に変化
するようなものとしてもよい。また、回転数の補正量で
はなくエンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を直接与える
マップとしてもよいし、トルクの補正量または目標トル
クＴｅ＊を与えるマップとしてもよい。なお、このマッ
プは、本実施例では制御ＣＰＵ１９０内のＲＯＭ１９０
ｂに記憶されており、その形式は、車速およびエンジン
出力エネルギについて、それぞれ数点離散的な値を選択
し、これら各点に対応したエンジン１５０の回転数の補
正量を有するテーブル形式となっている。

【０１４１】トルク制御ルーチンの説明に戻る。エンジ
ン１５０の目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊を設定
した後（ステップＳ３１８）、サンギヤ軸の目標回転数
Ｎｓを設定する（ステップＳ３２０）。これらの処理
は、第１実施例において図１０で説明した処理（ステッ
プＳ１２０、Ｓ１２８）と同一である。本実施例では、
エンジン１５０の回転数について、エネルギの循環が生
じない値を与えるマップ（図３４）に基づいてエンジン
１５０の目標回転数Ｎｅ＊、目標トルクＴｅ＊を設定し
ているため（ステップＳ３１８）、第１実施例における
トルク制御ルーチンのようにモータＭＧ２のトルク指令
値Ｔｍ２＊に応じてエンジン１５０の目標回転数Ｎｅ
＊、目標トルクＴｅ＊を補正するようなフィードバック
制御（図１０のステップＳ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２
６）は必要ない。

【０１４２】次に、ＣＰＵ１９０は、こうして設定され
た諸量に基づいて、モータＭＧ１、モータＭＧ２および
エンジン１５０の制御処理を実行する（ステップＳ３２
２，Ｓ３２４，Ｓ３２６）。これらの処理も第１実施例
におけるトルク制御ルーチンと同一である（ステップＳ
１３０，Ｓ１３２，Ｓ１３４）。

【０１４３】以上で説明した動力出力装置は、図３４に
示したマップを用いて、エンジン１５０、モータＭＧ
１，ＭＧ２の運転をいわゆるフィードフォワード制御す
ることによって、エネルギの循環を生じない状態で駆動
軸１２６から動力を出力することができる。しかも、以
下に示す通り、動力出力装置を滑らかに制御することが
比較的容易に実現できる利点がある。つまり、第１実施
例におけるトルク制御ルーチンのように、モータＭＧ２
のトルク指令値によるフィードバック制御を行った場
合、このトルク指令値はアクセルペダルポジションＡＰ
等に基づいて算出されるため頻繁に変動し、また急激に
変動することがあるが、本実施例では比較的緩やかに変
動する車速に基づくフィードフォワード制御を採用して
いるため、エンジン１５０の運転状態も緩やかに変化す
ることになり、動力出力装置を全体として滑らかに制御
することが可能となるのである。

【０１４４】なお、上述のフィードフォワード制御にお
いては、エンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２の運転
効率等を用いて、図３４のマップを用意することにな
る。この際、製造誤差その他の原因により、製造される
エンジン１５０，モータＭＧ１，ＭＧ２ごとに運転効率
等は異なることを考えれば、各動力装置ごとに上記運転
効率等を計測した上で、個別のマップを用意することが
望ましいが、これは非常に困難であり現実的ではない。
従って、ある特定の運転効率等に基づいて設定されたマ
ップを各動力装置で用いるものとすればよい。製造上の
原因による運転効率等のバラツキは比較的小さいため、
かかる手段を採用してもエネルギの循環を十分抑制する
ことができる。

【０１４５】さらに、上記バラツキによる影響を回避す
るために、動力出力装置の運転状態を監視し、その結果
に基づいて上記マップを補正する学習機能をもたせても
よい。まず、トルク制御ルーチンにおいて、上記マップ
に基づいて定められた状態で運転をしつつ、モータＭＧ
２のトルク値Ｔｍ２＊が所定の閾値Ｔｒｅｆを越えない
様にエンジン１５０の運転状態をフィードバック制御す
る。このようなフィードバック制御が行われたときは、
前記マップの値が不適当であったことを意味しているた
め、フィードバック制御後のエンジン１５０の回転数に
基づいて前記マップを書き換えるのである。かかる機能
をもたせれば、動力出力装置の運転に伴って上記バラツ
キによる影響を回避することができる。

【０１４６】本実施例のトルク制御ルーチンは、第２実
施例におけるハードウェア構成（図２４）を備える動力
出力装置に適用することもできる。このとき、第２実施
例で説明した通り、エネルギの再循環を回避するために
は、モータＭＧ２で電力を回生する必要があり、エンジ
ン１５０の出力トルクを高くする必要がある。言い換え
れば、エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を図１３の動
作曲線により定まる回転数ｎｅ＊よりも低くする必要が
ある。従って、図３４のマップにおけるΔＮ１〜ΔＮ４
の各値がそれぞれ負の値となる点で上述した第３実施例
と相違する。

【０１４７】第１実施例の動力出力装置１１０や第２実
施例の動力出力装置１１０Ｃあるいはこれらの変形例で
は、ＦＲ型あるいはＦＦ型の２輪駆動の車両に適用する
ものとしたが、図３５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１２６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、前述した図１０のトルク
制御ルーチンを実行することは可能である。

【０１４８】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。

【０１４９】例えば、上述した各実施例では、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。

【０１５０】また、各実施例では、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。
また、３軸式動力入出力手段と発電機とからなる動力調
整手段に代えていわゆるクラッチモータを用いた、電気
分配式の動力出力装置に適用するものとしてもよい。電
気分配式の動力出力装置としては、例えば特開平９−４
７０１１に示す構成が挙げられる。

【０１５１】さらに、各実施例では、モータＭＧ１およ
びモータＭＧ２にＰＭ形（永久磁石形；Permanent Magn
et 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 Reluctance 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。

【０１５２】あるいは、各実施例では、第１および第２
の駆動回路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 mod
e 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 Width Modulati
on）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。

【０１５３】また、バッテリ１９４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１９４に代えてキャパシタを用
いることもできる。

【０１５４】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】本発明の一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２】実施例の動力出力装置１１０の部分拡大図であ
る。

【図３】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４】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５】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６】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７】実施例の動力出力装置１１０が図５の共線図の
運転状態にあるときのエネルギの流れを模式的に例示す
る模式図である。

【図８】実施例の動力出力装置１１０が図６の共線図の
運転状態にあるときのエネルギの流れを模式的に例示す
る模式図である。

【図９】大きなエネルギの循環が生じているときのエネ
ルギの流れを模式的に例示する模式図である。

【図１０】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１１】リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとアクセル
ペダルポジションＡＰとトルク指令値Ｔｒ＊との関係を
例示する説明図である。

【図１２】バッテリ１９４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１３】エンジン１５０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１４】エネルギが一定の曲線に沿ったエンジン１５
０の運転ポイントの効率とエンジン１５０の回転数Ｎｅ
との関係を例示するグラフである。

【図１５】閾値Ｔｒｅｆとリングギヤ軸１２６の回転数
Ｎｒとの関係を例示するマップである。

【図１６】再設定される前後の目標トルクＴｅ＊と目標
回転数Ｎｅ＊との関係を例示する説明図である。

【図１７】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０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１８】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０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１９】制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０により実
行される開閉タイミング制御ルーチンを例示するフロー
チャートである。

【図２０】開閉タイミングＢＴとエンジン１５０の動作
曲線との関係の一例を示す説明図である。

【図２１】吸入空気量Ｇａとスロットルバルブ１６６の
開度ＴＶＰとの関係を例示する説明図である。

【図２２】変形例の動力出力装置１１０Ａの概略構成を
示す構成図である。

【図２３】変形例の動力出力装置１１０Ｂの概略構成を
示す構成図である。

【図２４】本発明の第２の実施例としての動力出力装置
１１０Ｃの概略構成を示す構成図である。

【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２７】第２実施例の動力出力装置１１０Ｃが図２５
の共線図の運転状態にあるときのエネルギの流れを模式
的に例示する模式図である。

【図２８】第２実施例の動力出力装置１１０Ｃが図２６
の共線図の運転状態にあるときのエネルギの流れを模式
的に例示する模式図である。

【図２９】第２実施例の変形例の動力出力装置１１０Ｃ
により実行されるモータＭＧ１の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３０】第２実施例の変形例の動力出力装置１１０Ｃ
により実行されるモータＭＧ２の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３１】第２実施例の変形例の動力出力装置１１０Ｄ
の概略構成を示す構成図である。

【図３２】第２実施例の変形例の動力出力装置１１０Ｅ
の概略構成を示す構成図である。

【図３３】第３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３４】上記演算により算出したエンジンの目標回転
数ｎｅ＊の修正量を表す説明図である。

【図３５】第１実施例の動力出力装置１１０を４輪駆動
車に適用したときの具体例である動力出力装置１１０Ｆ
を組み込んだ車両の概略構成を示す構成図である。

【符号の説明】

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 １１６，１１８…駆動輪 １１７，１１９…駆動輪 １１９…ケース 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 １５１…燃料噴射弁 １５２…吸気弁 １５３…開閉タイミング変更機構 １５４…燃焼室 １５５…ピストン １５６…クランクシャフト １５７…レゾルバ １５８…イグナイタ １６０…ディストリビュータ １６２…点火プラグ １６４…アクセルペダル １６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ １６５…ブレーキペダル １６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ １６６…スロットルバルブ １６７…スロットルバルブポジションセンサ １６８…アクチュエータ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １７２…吸気管負圧センサ １７３…カムシャフトポジションセンサ １７４…水温センサ １７６…回転数センサ １７８…回転角度センサ １７９…スタータスイッチ １８０…制御装置 １８２…シフトレバー 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 Ｌ１，Ｌ２…電源ライン ＭＧ１…モータ ＭＧ２…モータ 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 小島 正清 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 金井 弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 阿部 眞一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小林 幸男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 長瀬 健一 愛知県刈谷市東刈谷町１−23−４−201 (72)発明者 原田 修 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 山口 勝彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H115 PA12 PC06 PG04 PI11 PI16 PI24 PI29 PI30 PO02 PO06 PO17 PU02 PU09 PU10 PU12 PU13 PU24 PU25 PV09 PV23 PV25 QE01 QE02 QE04 QE08 QE09 QE10 QI04 QN03 QN04 RB08 RB26 RE02 RE03 RE05 RE06 RE07 RE12 RE13 SE04 SE05 SE08 TE02 TE03 TE05 TE06 TE08 TI02 TI06 TI10 TO12 TO21 TO23 TO30 UI13 UI23

Claims (22)

【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および前記駆動軸に結合され、前記
   原動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達すると共
   に、該伝達される動力の大きさを電力のやりとりにより
   調整する動力調整手段と、 前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、 前記駆動軸に出力されるトルクおよび回転数に対応した
   駆動軸目標動力状態を設定する駆動軸目標動力状態設定
   手段と、 前記駆動軸目標動力状態および原動機の運転効率に基づ
   いて、前記原動機から出力すべきトルクおよび回転数に
   対応した原動機目標動力状態を設定する原動機目標動力
   状態設定手段と、 前記原動機から出力された動力を前記駆動軸目標動力状
   態に変換して前記駆動軸から出力すると共に、前記電動
   機を該動力の出力過程で生じるエネルギの循環を考慮し
   て設定された所定トルク以上のトルクで駆動可能な動力
   状態で該原動機が運転されるよう該原動機、該電動機お
   よび前記動力調整手段を制御する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、 前記動力調整手段により調整される電力の少なくとも一
   部と、前記電動機による動力の入出力に必要な電力の少
   なくとも一部とを充放電可能な蓄電手段を備え、 前記制御手段は、 前記原動機を前記原動機目標動力状態で運転すると共
   に、該原動機から出力される動力と前記蓄電手段から充
   放電される電力とを変換して前記駆動軸に出力される動
   力が前記駆動軸目標動力状態となるよう該原動機、前記
   電動機および前記動力調整手段を制御する動力制御手段
   と、 該動力制御手段による制御により前記電動機が前記所定
   トルク未満のトルクで駆動されるとき、該電動機が該所
   定トルク以上のトルクで駆動されるよう前記動力制御手
   段で用いられる前記原動機目標動力状態を修正する原動
   機目標動力状態修正手段とを備える動力出力装置。
3. 【請求項３】 前記原動機目標動力状態修正手段は、前
   記原動機目標動力状態を、動力が同一で回転数が大きな
   動力状態に修正する手段である請求項２記載の動力出力
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の動力出力装置であって、
   さらに前記原動機目標動力状態修正手段により原動機目
   標動力状態が修正されたとき、前記原動機から出力され
   る動力を略同一に保持した状態で前記原動機の運転状態
   を前記修正された原動機目標動力状態に移行するよう該
   原動機と前記電動機と前記動力調整手段とを制御する移
   行制御手段を備える動力出力装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の動力出力装置であって、 前記原動機は、吸気管の開口面積と吸気バルブの開閉タ
   イミングとを変更可変な内燃機関であり、 前記移行制御手段は、前記吸気管の開口面積を所定の開
   口面積に保った状態で前記吸気バルブの開閉タイミング
   を徐々に変更するに伴って前記動力調整手段により調整
   される電力を徐々に変更することにより前記原動機の運
   転状態を前記修正された原動機目標動力状態に移行する
   手段である動力出力装置。
6. 【請求項６】 請求項３記載の動力出力装置であって、
   さらに前記原動機目標動力状態修正手段により原動機目
   標動力状態が修正されたとき、トルクに対して回転数を
   優先して前記原動機の運転状態を前記修正された原動機
   目標動力状態に移行するよう該原動機と前記電動機と前
   記動力調整手段とを制御する移行制御手段を備える動力
   出力装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の動力出力装置であって、 前記原動機は、吸気管の開口面積を変更可変な内燃機関
   であり、 前記移行制御手段は、 前記原動機の回転数が前記修正された原動機目標動力状
   態に対応する回転数に移行するよう前記動力調整手段に
   より調整される電力を変更する回転数移行手段と、 該回転数移行手段による変更により前記原動機の回転数
   の移行が行われたとき、該原動機から前記修正された原
   動機目標動力状態に対応するトルクが出力されるよう前
   記吸気管の開口面積を調節するトルク移行手段とを備え
   る動力出力装置。
8. 【請求項８】 請求項６記載の動力出力装置であって、 前記原動機は、吸気バルブの開閉タイミングを変更可変
   な内燃機関であり、 前記移行制御手段は、 前記原動機の回転数が前記修正された原動機目標動力状
   態に対応する回転数に移行するよう前記動力調整手段に
   より調整される電力を変更する回転数移行手段と、 該回転数移行手段による変更により前記原動機の回転数
   の移行が行われたとき、該原動機から前記修正された原
   動機目標動力状態に対応するトルクが出力されるよう吸
   気バルブの開閉タイミングを調節するトルク移行手段と
   を備える動力出力装置。
9. 【請求項９】 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および前記駆動軸に結合され、前記
   原動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達すると共
   に、該伝達される動力の大きさを電力のやりとりにより
   調整する動力調整手段と、 前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、 前記駆動軸に出力されるトルクおよび回転数に対応した
   駆動軸目標動力状態を設定する駆動軸目標動力状態設定
   手段と、 前記駆動軸の回転数および前記原動機の出力する動力
   と、前記電動機を前記駆動軸からの動力の出力過程で生
   じるエネルギの循環を考慮して設定された所定トルク以
   上のトルクで駆動できる前記原動機の動力状態との関係
   を記憶した記憶手段と、 前記駆動軸の回転数を入力する回転数入力手段と、 前記駆動軸目標動力状態に基づいて設定される前記原動
   機が出力すべき動力と、前記入力された駆動軸の回転数
   に基づいて、前記記憶手段に記憶された関係を参照して
   得られる前記原動機の動力状態を、前記原動機目標動力
   状態として設定する原動機目標動力状態設定手段と、 前記原動機を前記原動機目標動力状態で運転すると共
   に、前記電動機および動力調整手段を用いて、前記原動
   機目標動力状態を前記駆動軸目標動力状態に変換して前
   記駆動軸から出力する制御手段とを備える動力出力装
   置。
10. 【請求項１０】 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および前記駆動軸に結合され、前記
    原動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達すると共
    に、該伝達される動力の大きさを電力のやりとりにより
    調整する動力調整手段と、 前記出力軸に動力を入出力する電動機と、 前記駆動軸に出力されるトルクおよび回転数に対応した
    駆動軸目標動力状態を設定する駆動軸目標動力状態設定
    手段と、 前記駆動軸目標動力状態および原動機の運転効率に基づ
    いて、前記原動機から出力すべきトルクおよび回転数に
    対応した原動機目標動力状態を設定する原動機目標動力
    状態設定手段と、 前記原動機から出力された動力を前記駆動軸目標動力状
    態に変換して前記駆動軸から出力すると共に、前記電動
    機を該動力の出力過程で生じるエネルギの循環を考慮し
    て設定された所定トルク以下のトルクで駆動可能な動力
    状態で該原動機が運転されるよう該原動機、該電動機お
    よび前記動力調整手段を制御する制御手段とを備える動
    力出力装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の動力出力装置であっ
    て、 前記動力調整手段により調整される電力の少なくとも一
    部と、前記電動機による動力の入出力に必要な電力の少
    なくとも一部と、を充放電可能な蓄電手段を備え、 前記制御手段は、 前記原動機を前記原動機目標動力状態で運転すると共
    に、該原動機から出力される動力と前記蓄電手段から充
    放電される電力とを変換して前記駆動軸に出力される動
    力が前記駆動軸となるよう該原動機、前記電動機および
    前記動力調整手段を制御する動力制御手段と、 該動力制御手段による制御により前記電動機が前記所定
    トルクよりも大きいのトルクで駆動されるとき、該電動
    機が該所定トルク以下のトルクで駆動されるよう前記動
    力制御手段で用いられる前記原動機目標動力状態を修正
    する原動機目標動力状態修正手段とを備える動力出力装
    置。
12. 【請求項１２】 前記原動機目標動力状態修正手段は、
    前記原動機目標動力状態を、動力が同一で回転数が小さ
    な動力状態に修正する手段である請求項１１記載の動力
    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および前記駆動軸に結合され、前記
    原動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達すると共
    に、該伝達される動力の大きさを電力のやりとりにより
    調整する動力調整手段と、 前記出力軸に動力を入出力する電動機と、 前記駆動軸に出力されるトルクおよび回転数に対応した
    駆動軸目標動力状態を設定する駆動軸目標動力状態設定
    手段と、 前記駆動軸の回転数および前記原動機の出力する動力
    と、前記電動機を前記駆動軸からの動力の出力過程で生
    じるエネルギの循環を考慮して設定された所定トルク以
    下のトルクで駆動できる前記原動機の動力状態との関係
    を記憶した記憶手段と、 前記駆動軸の回転数を入力する回転数入力手段と、 前記駆動軸目標動力状態に基づいて設定される前記原動
    機が出力すべき動力と、前記入力された駆動軸の回転数
    に基づいて、前記記憶手段に記憶された関係を参照して
    得られる前記原動機の動力状態を、前記原動機目標動力
    状態として設定する原動機目標動力状態設定手段と、 前記原動機を前記原動機目標動力状態で運転すると共
    に、前記電動機および動力調整手段を用いて、前記原動
    機目標動力状態を前記駆動軸目標動力状態に変換して前
    記駆動軸から出力する制御手段とを備える動力出力装
    置。
14. 【請求項１４】 前記所定トルクは、値０である請求項
    １ないし１３いずれか記載の動力出力装置。
15. 【請求項１５】 前記所定トルクは、前記駆動軸の回転
    数に基づいて定まるトルクである請求項１ないし１３い
    ずれか記載の動力出力装置。
16. 【請求項１６】 前記所定トルクは、前記原動機の効率
    に基づいて定まるトルクである請求項１ないし１３いず
    れか記載の動力出力装置。
17. 【請求項１７】 請求項２ないし９，１１，１２，１３
    いずれか記載の動力出力装置であって、 前記蓄電手段を充放電する目標電力を設定する目標電力
    設定手段と、 前記原動機から出力される動力を動力源として駆動する
    補機とを備え、 前記原動機目標動力状態設定手段は、前記駆動軸目標動
    力状態と前記目標電力と前記補機の駆動に必要な動力と
    に基づいて原動機目標動力状態を設定する手段であり、 前記所定トルクは、前記目標電力と前記補機の駆動に必
    要な動力とに基づいて定まるトルクである動力出力装
    置。
18. 【請求項１８】 請求項１ないし１７いずれか記載の動
    力出力装置であって、 前記動力調整手段は、 前記出力軸に結合される第１の回転軸、前記駆動軸に結
    合される第２の回転軸およびこれらと異なる第３の回転
    軸を有し、該３つの回転軸のうちいずれか２つの回転軸
    の動力状態が決定されると、該決定された動力状態に基
    づいて残余の回転軸の動力状態が決定される３軸式動力
    入出力手段と、 前記第３の回転軸に動力を入出力する第２の電動機とを
    備える動力出力装置。
19. 【請求項１９】 出力軸を有する原動機と、 前記原動機の出力軸および駆動軸に結合され、前記原動
    機から出力された動力を前記駆動軸に伝達すると共に、
    該伝達される動力の大きさを電力のやりとりにより調整
    する動力調整手段と、 前記駆動軸に動力を入出力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）前記駆動軸に出力されるトルクおよび回転数
    に対応した駆動軸目標動力状態を設定し、（ｂ） 前記
    駆動軸目標動力状態および原動機の運転効率に基づい
    て、前記原動機から出力すべきトルクおよび回転数に対
    応した原動機目標動力状態を設定し、（ｃ）前記原動機
    から出力された動力を前記駆動軸目標動力状態に変換し
    て前記駆動軸から出力すると共に前記電動機を該動力の
    出力過程で生じるエネルギの循環を考慮して設定された
    所定トルク以上のトルクで駆動可能な動力状態で該原動
    機が運転されるよう該原動機、該電動機および前記動力
    調整手段を制御する動力出力装置の制御方法。
20. 【請求項２０】 請求項１９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、 前記動力調整手段により調整される電力の少なくとも一
    部と、前記電動機による動力の入出力に必要な電力の少
    なくとも一部と、を充放電可能な蓄電手段を備え、 前記ステップ（ｃ）は、 （ｃ１）前記原動機を前記原動機目標動力状態で運転す
    ると共に、該原動機から出力される動力と前記蓄電手段
    から充放電される電力とを変換して前記駆動軸に出力さ
    れる動力が前記駆動軸目標動力状態となるよう該原動
    機，前記電動機および前記動力調整手段を制御し、 （ｃ２） 該制御により前記電動機が前記所定トルク未
    満のトルクで駆動されるとき、該電動機が該所定トルク
    以上のトルクで駆動されるよう前記ステップ（ｃ１）で
    用いられる前記原動機目標動力状態を修正するステップ
    とを備える動力出力装置の制御方法。
21. 【請求項２１】 出力軸を有する原動機と、 前記原動機の出力軸および駆動軸に結合され、前記原動
    機から出力された動力を前記駆動軸に伝達すると共に、
    該伝達される動力の大きさを電力のやりとりにより調整
    する動力調整手段と、 前記駆動軸に動力を入出力する電動機と前記駆動軸の回
    転数および前記原動機の出力する動力と、前記電動機を
    所定トルク以上のトルクで駆動できる前記原動機の動力
    状態との関係を記憶した記憶手段と、 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）前記駆動軸に出力されるトルク
    および回転数に対応した駆動軸目標動力状態を設定し、
    （ｂ）前記駆動軸目標動力状態に基づいて設定される前
    記原動機が出力すべき動力と、入力された駆動軸の回転
    数に基づいて、前記記憶手段に記憶された関係を参照し
    て得られる前記原動機の動力状態を、前記原動機目標動
    力状態として設定し、（ｃ）前記原動機を前記原動機目
    標動力状態で運転すると共に、前記電動機および動力調
    整手段を用いて、前記原動機目標動力状態を前記駆動軸
    目標動力状態に変換して前記駆動軸から出力する動力出
    力装置の制御方法。
22. 【請求項２２】 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および前記駆動軸に結合され、前記
    原動機から出力された動力を前記駆動軸に伝達すると共
    に、該伝達される動力の大きさを電力のやりとりにより
    調整する動力調整手段と、 前記駆動軸に動力を入出力する電動機と、 前記駆動軸に出力されるトルクおよび回転数に対応した
    駆動軸目標動力状態を設定する駆動軸目標動力状態設定
    手段と、 前記駆動軸目標動力状態および原動機の運転効率に基づ
    いて、前記原動機から出力すべきトルクおよび回転数に
    対応した原動機目標動力状態を設定する原動機目標動力
    状態設定手段と、 前記原動機から出力された動力を前記駆動軸目標動力状
    態に変換して前記駆動軸から出力すると共に、前記電動
    機を該動力出力装置全体のエネルギ効率を考慮して設定
    された所定トルク以上のトルクで駆動可能な動力状態で
    該原動機が運転されるよう該原動機、該電動機および前
    記動力調整手段を制御する制御手段とを備える動力出力
    装置。