JP2012210903A

JP2012210903A - 動力伝達装置

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Publication number: JP2012210903A
Application number: JP2011078532A
Authority: JP
Inventors: Eiji Tsuchiya; 英滋土屋; Takao Watanabe; 隆男渡辺; Shu Asaumi; 周浅海; Tatsuya Miyano; 竜也宮野; Arata Murakami; 新村上; Hiroyuki Ogawa; 裕之小川; Tomoyuki Toyama; 智之遠山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc; Aisin Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-11-01
Also published as: CN103459179A; CN103459179B; US8914179B2; WO2012133905A1; US20140028031A1

Abstract

【課題】蓄電装置から供給可能な電力量が小さい場合であっても、エンジンの始動を効率よく行う。
【解決手段】慣性エネルギー蓄積動作では、出力側ロータ１８から駆動軸３７への動力伝達を遮断した状態で、蓄電装置４２からの直流電力をインバータ４０で交流に変換してステータ巻線２０へ供給するようにインバータ４０での電力変換を制御することで、ステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のトルクを作用させて出力側ロータ１８を回転駆動する。慣性エネルギー蓄積動作後のクランキング動作では、ロータ巻線３０に交流電流が流れるのを許容するようにインバータ４１での電力変換を制御することで、出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向のトルクを作用させて、入力側ロータ２８を回転駆動してエンジン３６のクランキングを行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、動力伝達装置に関し、特に、エンジンからの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して駆動軸へ伝達することが可能な動力伝達装置に関する。

この種の動力伝達装置の関連技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１による動力伝達装置は、巻線が配設されエンジンに機械的に連結された第１ロータと、第１ロータの巻線と電磁気的に結合する磁石が配設され駆動軸に機械的に連結された第２ロータと、第２ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されたステータと、第１ロータの巻線と電気的に接続されたスリップリングと、スリップリングと電気的に接触するブラシと、バッテリーとステータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第１インバータと、スリップリング及びブラシを介してバッテリーと第１ロータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第２インバータと、を備える。特許文献１においては、第１ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第１ロータの巻線と第２ロータの磁石との電磁気結合によって第２ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動軸を駆動することができる。さらに、第２インバータを介してバッテリーと第１ロータの巻線との間で電力の授受が可能になるため、第２インバータにより第１ロータの巻線の電力を制御することで、駆動軸の回転速度を制御することができる。その場合において、第１ロータの回転速度が第２ロータの回転速度よりも高いときは、第１ロータの巻線の発電電力が第２インバータを介してバッテリー側へ供給され、第１ロータの回転速度が第２ロータの回転速度よりも低いときは、バッテリーの電力が第２インバータを介して第１ロータの巻線に供給される。さらに、ステータの巻線と第２ロータの磁石との電磁気結合によって、バッテリー側から第１インバータを介してステータの巻線に供給された電力を用いて第２ロータに動力を発生させて駆動軸を駆動することができるため、第１インバータによりステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動軸に伝達されるトルクを制御することができる。

特開平９−５６０１０号公報特開２００６−９７５１号公報特開２００９−７３４７２号公報特開２００９−２７４５３６号公報

特許文献１において、駆動軸の停止状態でエンジンの始動を行う場合は、バッテリーからの直流電力を第２インバータで交流に変換してスリップリング及びブラシを介して第１ロータの巻線に供給することで、第１ロータと第２ロータとの間に作用するトルクにより第１ロータを回転駆動することが可能となり、バッテリーから第１ロータの巻線への供給電力を利用してエンジンのクランキングを行うことが可能となる。しかし、例えばバッテリーの温度が低いときやバッテリーの蓄電状態が不十分なとき等、バッテリーから供給可能な電力が小さいときは、バッテリーから第１ロータの巻線への供給電力を利用してエンジンのクランキングに要求されるパワーを第１ロータに発生させることが困難となり、エンジンの始動を行うことが困難となる。

特許文献２においては、バッテリーの蓄電状態がエンジンの始動を行うことができない場合は、エンジンクラッチを解放し且つ出力軸を固定した状態で、バッテリーの電力を用いてモータジェネレータを回転駆動し、その後、エンジンクラッチを締結させることで、モータジェネレータの回転により発生した回転イナーシャを用いてエンジンの始動を行っている。しかし、モータジェネレータの回転エネルギーをエンジンクラッチを介してエンジンに伝達する際に、エンジンクラッチの滑りによる損失が発生し、特にエンジン回転速度が低い状態での損失が大きくなる。

本発明は、蓄電装置から供給可能な電力量が小さい場合であっても、エンジンの始動を効率よく行うことを目的とする。

本発明に係る動力伝達装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係る動力伝達装置は、エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第１回転子と、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、第１回転子に対し相対回転可能な第２回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第２回転子と、蓄電装置と固定子導体との間で電力変換を行う第１電力変換装置と、蓄電装置及び第１電力変換装置のいずれかと回転子導体との間で電力変換を行う第２電力変換装置と、第２回転子から駆動軸への動力伝達を許容または遮断する動力断続機構と、第１電力変換装置での電力変換を制御して固定子導体の交流電流により固定子と第２回転子との間に作用させるトルクを制御し、第２電力変換装置での電力変換を制御して回転子導体の交流電流により第１回転子と第２回転子との間に作用させるトルクを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、駆動軸の停止状態でエンジンの始動を行う場合に、動力断続機構により第２回転子から駆動軸への動力伝達を遮断した状態で、固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子にトルクを作用させることで、第２回転子を回転させる慣性エネルギー蓄積動作と、慣性エネルギー蓄積動作後に、回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子にトルクを作用させることで、第１回転子を回転させてエンジンのクランキングを行うクランキング動作と、を実行することを要旨とする。

本発明の一態様では、制御装置は、前記クランキング動作においては、回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子にトルクを作用させるとともに、固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子にトルクを作用させることが好適である。

本発明の一態様では、制御装置は、前記クランキング動作において、第２回転子の回転速度が第１回転子の回転速度よりも高いときは、回転子導体から電力回収するように第２電力変換装置での電力変換を制御して回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子にトルクを作用させるとともに、固定子導体に電力供給するように第１電力変換装置での電力変換を制御して固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子にトルクを作用させることが好適である。

本発明の一態様では、制御装置は、前記クランキング動作において、第２回転子の回転速度が第１回転子の回転速度よりも低いときは、固定子導体から電力回収するように第１電力変換装置での電力変換を制御して固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子にトルクを作用させるとともに、回転子導体に電力供給するように第２電力変換装置での電力変換を制御して回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子にトルクを作用させることが好適である。

本発明の一態様では、制御装置は、前記クランキング動作においては、第１電力変換装置で電力変換される電力量と第２電力変換装置で電力変換される電力量との差が設定量以下になるように、回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子に作用させるトルクと、固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子に作用させるトルクとを制御することが好適である。

本発明の一態様では、制御装置は、駆動軸の停止状態でエンジンの始動を行う場合に、蓄電装置から供給可能な電力量が要求電力量よりも小さいと判定したときは、前記慣性エネルギー蓄積動作と前記クランキング動作とを実行することが好適である。

本発明によれば、駆動軸の停止状態でエンジンの始動を行う場合に、慣性エネルギー蓄積動作において、第２回転子に回転エネルギーを予め蓄積しておき、クランキング動作において、この第２回転子の回転エネルギーを放出して第１回転子の動力に変換してエンジンのクランキングを行うことで、蓄電装置から供給可能な電力量が小さい場合であっても、エンジンの始動を効率よく行うことができる。

本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６の構成例を示す図である。エンジン３６のクランキング時における入力側ロータ２８の回転速度とエンジン３６の負荷及び損失パワーとの関係を示す図である。蓄電装置４２からの供給パワーに対して入力側ロータ２８の回転速度の時間変化を示す図である。エンジン３６を始動する場合に実行される慣性エネルギー蓄積動作のパワーフローを説明する図である。エンジン３６を始動する場合に実行されるクランキング動作のパワーフローを説明する図である。エンジン３６を始動する場合に実行されるクランキング動作のパワーフローを説明する図である。慣性エネルギー蓄積動作及びクランキング動作を実行する場合のエンジン始動動作の一例を計算した結果を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１〜３は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図１は全体構成の概略を示し、図２，３は回転電機１０の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力（機械的動力）を発生可能な原動機として設けられたエンジン（内燃機関）３６と、エンジン３６と駆動軸３７（車輪３８）との間に設けられ、変速比の変更が可能な変速機（機械式変速機）４４と、エンジン３６と変速機４４との間に設けられ、動力（機械的動力）の発生及び発電が可能な回転電機１０と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。

回転電機１０は、図示しないステータケースに固定されたステータ１６と、ステータ１６に対し相対回転可能な第１ロータ２８と、ロータ回転軸と直交する径方向においてステータ１６及び第１ロータ２８と所定の空隙を空けて対向し、ステータ１６及び第１ロータ２８に対し相対回転可能な第２ロータ１８と、を有する。ステータ１６は、第１ロータ２８より径方向外側の位置に第１ロータ２８と間隔を空けて配置されており、第２ロータ１８は、径方向においてステータ１６と第１ロータ２８との間の位置に配置されている。つまり、第１ロータ２８は第２ロータ１８より径方向内側の位置で第２ロータ１８と対向配置されており、ステータ１６は第２ロータ１８より径方向外側の位置で第２ロータ１８と対向配置されている。第１ロータ２８はエンジン３６と機械的に連結されていることで、第１ロータ２８にはエンジン３６からの動力が伝達される。一方、第２ロータ１８は変速機４４を介して駆動軸３７に機械的に連結されていることで、駆動軸３７（車輪３８）には第２ロータ１８からの動力が変速機４４で変速されてから伝達される。なお、以下の説明では、第１ロータ２８を入力側ロータとし、第２ロータ１８を出力側ロータとする。

入力側ロータ２８は、ロータコア（第１回転子鉄心）５２と、ロータコア５２にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のロータ巻線３０と、を含む。複数相のロータ巻線３０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ロータ巻線３０は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。

ステータ１６は、ステータコア（固定子鉄心）５１と、ステータコア５１にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のステータ巻線２０と、を含む。複数相のステータ巻線２０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線２０は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。

出力側ロータ１８は、ロータコア（第２回転子鉄心）５３と、ロータコア５３にその周方向に沿って配設され界磁束を発生する永久磁石３２，３３と、を含む。永久磁石３２は、ロータコア５３の外周部にステータ１６（ステータコア５１）と対向して配設されており、永久磁石３３は、ロータコア５３の内周部に入力側ロータ２８（ロータコア５２）と対向して配設されている。ここでは、永久磁石３２，３３を一体化することも可能である。

入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６のより詳細な構成例を図４に示す。図４に示す例では、入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６が同心円状に配置されている。ステータ１６のステータコア５１には、径方向内側へ（出力側ロータ１８へ向けて）突出した複数のティース５１ａがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線２０がこれらのティース５１ａに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ２８のロータコア５２には、径方向外側へ（出力側ロータ１８へ向けて）突出した複数のティース５２ａがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線３０がこれらのティース５２ａに巻回されていることで、磁極が構成される。ステータ１６のティース５１ａと出力側ロータ１８の永久磁石３２とが出力側ロータ１８の回転中心軸（入力側ロータ２８の回転中心軸と一致する）に直交する径方向に対向配置されており、入力側ロータ２８のティース５２ａと出力側ロータ１８の永久磁石３３とがこの径方向に対向配置されている。ステータ巻線２０の巻回軸及びロータ巻線３０の巻回軸は、この径方向（入力側ロータ２８と出力側ロータ１８が対向する方向）に一致している。永久磁石３２，３３はロータ周方向に間隔をおいて配列されており、さらに、永久磁石３２はロータコア５３内にＶ字状に埋設されている。ただし、永久磁石３２，３３については、出力側ロータ１８の表面（外周面または内周面）に露出していてもよいし、出力側ロータ１８内（ロータコア５３内）に埋設されていてもよい。

クラッチ４８は、エンジン３６と変速機４４との間に、回転電機１０（入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８）に対し並列に設けられている。クラッチ４８の係合／解放により、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合／その解除を選択的に行うことが可能である。クラッチ４８を係合させて、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とを機械的に係合させることで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とが一体となって等しい回転速度で回転する。一方、クラッチ４８を解放して、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合を解除することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との回転速度差が許容される。ここでのクラッチ４８は、例えば油圧や電磁力を利用して係合／解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチ４８に供給する油圧力や電磁力を調整することで締結力を調整することもできる。

直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置４２は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。蓄電装置４２とステータ巻線２０との間で電力変換を行う第１電力変換装置として設けられたインバータ４０は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード（整流素子）とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４２からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ステータ巻線２０の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４０は、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４２に回収する方向の電力変換も可能である。このように、インバータ４０は、蓄電装置４２とステータ巻線２０との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。

スリップリング９５は、入力側ロータ２８と機械的に連結されており、さらに、ロータ巻線３０の各相と電気的に接続されている。回転が固定されたブラシ９６は、スリップリング９５に押し付けられて電気的に接触する。スリップリング９５は、ブラシ９６に対し摺動しながら（ブラシ９６との電気的接触を維持しながら）、入力側ロータ２８とともに回転する。ブラシ９６は、インバータ４１と電気的に接続されている。蓄電装置４２及びインバータ４０のいずれかとロータ巻線３０との間で電力変換を行う第２電力変換装置として設けられたインバータ４１は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード（整流素子）とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４２からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ブラシ９６及びスリップリング９５を介してロータ巻線３０の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４１は、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を直流に変換する方向の電力変換も可能である。その際には、ロータ巻線３０の交流電力がスリップリング９５及びブラシ９６により取り出され、この取り出された交流電力がインバータ４１で直流に変換される。インバータ４１で直流に変換された電力は、インバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０の各相へ供給可能である。つまり、インバータ４０は、インバータ４１からの直流電力と蓄電装置４２からの直流電力とのいずれか（少なくとも一方）を交流に変換してステータ巻線２０の各相へ供給することが可能である。また、インバータ４１で直流に変換された電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。このように、インバータ４１は、蓄電装置４２及びインバータ４０のいずれかとロータ巻線３０との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。

電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング素子のスイッチング動作を制御してインバータ４０での電力変換を制御することで、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング素子のスイッチング動作を制御してインバータ４１での電力変換を制御することで、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット５０は、クラッチ４８の係合／解放を切り替えることで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合／その解除を切り替える制御も行う。さらに、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転状態の制御、及び変速機４４の変速比の制御も行う。

インバータ４０のスイッチング動作により複数相のステータ巻線２０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線２０は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線２０で発生した回転磁界と永久磁石３２で発生した界磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、出力側ロータ１８にトルク（磁石トルク）を作用させることができ、出力側ロータ１８を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置４２からインバータ４０を介してステータ巻線２０に供給された電力を出力側ロータ１８の動力（機械的動力）に変換することができ、ステータ１６及び出力側ロータ１８を同期電動機（ＰＭモータ部）として機能させることができる。さらに、出力側ロータ１８の動力をステータ巻線２０の電力に変換してインバータ４０を介して蓄電装置４２に回収することも可能である。このように、ステータ１６のステータ巻線２０と出力側ロータ１８の永久磁石３２とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線２０で発生する回転磁界を出力側ロータ１８に作用させて、ステータ１６と出力側ロータ１８との間にトルク（磁石トルク）を作用させることができる。さらに、例えば図４に示すように、永久磁石３２間に突極部として磁性体（強磁性体）がステータ１６（ティース５１ａ）と対向して配置されている例や、永久磁石３２が出力側ロータ１８内（ロータコア５３内）に埋設されている例では、ステータ１６の発生する回転磁界が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用する。電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作により例えばステータ巻線２０に流す交流電流の振幅や位相角を制御することで、ステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するトルクを制御することができる。

また、入力側ロータ２８が出力側ロータ１８に対し相対回転して入力側ロータ２８（ロータ巻線３０）と出力側ロータ１８（永久磁石３３）との間に回転差が生じるのに伴ってロータ巻線３０に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線３０に誘導電流（交流電流）が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線３０の誘導電流により生じる回転磁界と永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ１８にトルクを作用させることができ、出力側ロータ１８を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と出力側ロータ１８の永久磁石３３とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線３０で発生する回転磁界が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（磁石トルク）が作用する。そのため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間で動力（機械的動力）を伝達することができ、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８を誘導電磁カップリング部として機能させることができる。

ロータ巻線３０の誘導電流により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（電磁カップリングトルク）を発生させる際には、電子制御ユニット５０は、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容するように、インバータ４１のスイッチング動作を行う。その際には、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング動作によりロータ巻線３０に流れる交流電流を制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクを制御することができる。一方、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング素子をオフ状態に維持してスイッチング動作を停止させることで、ロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。

次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の動作について説明する。

エンジン３６が動力を発生している場合は、エンジン３６の動力が入力側ロータ２８に伝達され、入力側ロータ２８がエンジン回転方向に回転駆動する。クラッチ４８が解放されている状態で、入力側ロータ２８の回転速度が出力側ロータ１８の回転速度より高くなると、ロータ巻線３０に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット５０は、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容するように、インバータ４１のスイッチング動作を行う。これによって、ロータ巻線３０の誘導電流と永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用により入力側ロータ２８から出力側ロータ１８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクが作用して出力側ロータ１８がエンジン回転方向に回転駆動する。このように、入力側ロータ２８に伝達されたエンジン３６からの動力は、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と出力側ロータ１８の永久磁石３３との電磁気結合によって、出力側ロータ１８へ伝達される。出力側ロータ１８に伝達された動力は、変速機４４で変速されてから駆動軸３７（車輪３８）へ伝達されることで、車両の前進駆動等、負荷の正転駆動に用いられる。したがって、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を正転方向に回転駆動することができ、車両を前進方向に駆動することができる。さらに、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との回転差を許容することができるため、車輪３８の回転が停止してもエンジン３６がストールすることはない。そのため、回転電機１０を発進装置として機能させることができ、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。

さらに、ロータ巻線３０に発生した交流電力は、スリップリング９５及びブラシ９６を介して取り出される。取り出された交流電力はインバータ４１で直流に変換される。そして、インバータ４０のスイッチング動作により、インバータ４１からの直流電力がインバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０に供給されることで、ステータ巻線２０に交流電流が流れ、ステータ１６に回転磁界が形成される。このステータ１６の回転磁界と出力側ロータ１８の永久磁石３２の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ１８にエンジン回転方向のトルクを作用させることができる。これによって、出力側ロータ１８のエンジン回転方向のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、インバータ４１からの直流電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。

さらに、蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力供給するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を正転方向に回転駆動するとともに、ステータ巻線２０への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ１８の動力により車輪３８の正転方向の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット５０は、ステータ巻線２０から蓄電装置４２へ電力回収するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線２０と永久磁石３２との電磁気結合によってステータ巻線２０の電力に変換して蓄電装置４２に回収することができる。

また、クラッチ４８を係合して入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とを機械的に連結することで、ロータ巻線３０に交流電流が流れず入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクが作用しなくても、エンジン３６からの動力をクラッチ４８を介して駆動軸３７（車輪３８）へ伝達することができる。これによって、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間のすべりに伴ってロータ巻線３０に誘導電流が流れることで生じるジュール損失を抑えることが可能となる。

また、エンジン３６の動力を用いずに回転電機１０の動力を用いて負荷を駆動する（車輪３８を回転駆動する）ＥＶ（Electric Vehicle）走行を行う場合は、電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット５０は、蓄電装置４２からの直流電力を交流に変換してステータ巻線２０へ供給するように、インバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０への供給電力をステータ巻線２０と永久磁石３２との電磁気結合によって出力側ロータ１８の動力に変換し、駆動軸３７（車輪３８）を回転駆動する。このように、エンジン３６が動力を発生していなくても、ステータ巻線２０への電力供給により車輪３８を回転駆動することができる。なお、ＥＶ走行を行う場合は、クラッチ４８を解放状態に制御する。

また、エンジン３６を始動する場合は、電子制御ユニット５０は、蓄電装置４２からの直流電力をインバータ４１で交流に変換してスリップリング９５及びブラシ９６を介してロータ巻線３０へ供給するように、インバータ４１のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線３０の交流電流により出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向のトルクを作用させる。これによって、蓄電装置４２からロータ巻線３０への供給電力を用いて入力側ロータ２８をエンジン回転方向に回転させてエンジン３６のクランキングを行う。エンジン３６のクランキングの際には、入力側ロータ２８の回転磁界と出力側ロータ１８の永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用によりエンジン３６に繋がる入力側ロータ２８にトルクを作用させるが、出力側ロータ１８もその反力トルクを受けることになる。そのため、ＥＶ走行時にエンジン３６を始動する場合は、蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力供給して出力側ロータ１８にこの反力トルクを打ち消すトルクを作用させるようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０への供給電力を用いて出力側ロータ１８を回転駆動することができる。なお、エンジン３６を始動する場合は、クラッチ４８を解放状態に制御する。

ただし、エンジン３６を始動する場合に、例えば蓄電装置４２の温度が低いときや、蓄電装置４２の電力容量が小さいとき等、蓄電装置４２から出力可能な電力量が小さいときは、蓄電装置４２からロータ巻線３０への供給電力を用いてエンジン３６の始動に要求されるパワーを入力側ロータ２８に発生させることが困難となる。エンジン３６のクランキング時の負荷は、定常的に発生する負荷と回転速度に依存する負荷があり、エンジン３６の始動に必要なパワーは、これらの負荷と回転速度の積に加速エネルギーを足したものが必要となる。エンジン３６のクランキング時における入力側ロータ２８（エンジン３６）の回転速度とエンジン３６の負荷及び損失パワーとの関係を図５に示し、蓄電装置４２からの供給パワーに対して入力側ロータ２８（エンジン３６）の回転速度の時間変化を図６に示す。図５に示すように、エンジン３６のクランキング時の回転速度が増加するほど、損失パワーも増加する。そして、図６に示すように、蓄電装置４２からの供給パワーが減少するほど、引き上げ可能なエンジン３６の回転速度も減少し、エンジン３６の始動が困難となる。以下、蓄電装置４２から供給可能な電力量が小さいときにエンジン３６を始動する動作について説明する。

電子制御ユニット５０は、車両が停止している状態（駆動軸３７及び車輪３８の回転が停止している状態）でエンジン３６を始動する場合は、図７の矢印Ａに示すように、まず出力側ロータ１８から駆動軸３７（車輪３８）への動力伝達を遮断した状態で、蓄電装置４２からの直流電力をインバータ４０で交流に変換してステータ巻線２０へ供給するようにインバータ４０での電力変換（スイッチング動作）を制御することで、ステータ巻線２０の交流電流によりステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のＰＭモータトルクＴｍｇを作用させる。これによって、蓄電装置４２からステータ巻線２０への供給電力Ｐｍｇを用いて出力側ロータ１８をエンジン回転方向に回転させて出力側ロータ１８に慣性エネルギーを予め蓄積する慣性エネルギー蓄積動作を実行する。出力側ロータ１８は、エンジン３６と違いポンプ損失等が発生せず回転に対する負荷が少ないため、ステータ巻線２０への供給電力Ｐｍｇが設定量以下（蓄電装置４２から供給可能な電力量以下）に制限されても、出力側ロータ１８の加速が可能であり、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇが徐々に増加する。出力側ロータ１８が入力側ロータ２８に対して回転すると、ロータ巻線３０に誘導起電力が発生する。

なお、変速機４４が自動変速機（ＡＴ）や自動マニュアル変速機（ＡＭＴ）等の有段変速機である場合は、変速機４４の変速段を選択するための係合装置を解放して変速機４４をニュートラル状態に制御することで、出力側ロータ１８から駆動軸３７への動力伝達を遮断することが可能となる。その場合は、変速機４４が出力側ロータ１８から駆動軸３７への動力伝達を許容または遮断する動力断続機構として機能する。また、変速機４４が無段変速機（ＣＶＴ）である場合は、出力側ロータ１８と変速機４４の入力軸との間、または変速機４４の出力軸と駆動軸３７との間に前後進切替装置を設け、前後進切替装置のクラッチ及びブレーキを解放することで、出力側ロータ１８から駆動軸３７への動力伝達を遮断することが可能となる。その場合は、前後進切替装置が出力側ロータ１８から駆動軸３７への動力伝達を許容または遮断する動力断続機構として機能する。また、出力側ロータ１８と変速機４４の入力軸との間、または変速機４４の出力軸と駆動軸３７との間にクラッチを設け、クラッチの解放により出力側ロータ１８から駆動軸３７への動力伝達を遮断することも可能であり、その場合は、クラッチが出力側ロータ１８から駆動軸３７への動力伝達を許容または遮断する動力断続機構として機能する。

慣性エネルギー蓄積動作の実行後は、電子制御ユニット５０は、出力側ロータ１８が回転している状態（出力側ロータ１８に慣性エネルギーが蓄積されている状態）で、ロータ巻線３０に交流電流が流れるのを許容するようにインバータ４１での電力変換（スイッチング動作）を制御することで、ロータ巻線３０の交流電流により出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐを作用させる。これによって、出力側ロータ１８の慣性エネルギー（回転エネルギー）を利用して入力側ロータ２８をエンジン回転方向に回転駆動してエンジン３６をクランキングするクランキング動作を実行する。出力側ロータ１８に予め蓄積した回転エネルギーを入力側ロータ２８（エンジン３６）の回転エネルギーに変換する際には、蓄電装置４２から供給可能な電力量よりも十分大きいパワーを出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に供給してエンジン３６のクランキングに用いることができるため、蓄電装置４２から供給可能な電力量が小さいときでも、エンジン３６の始動に要求されるパワーを入力側ロータ２８に発生させることができる。出力側ロータ１８の回転エネルギーが入力側ロータ２８の回転エネルギーに変換されると、入力側ロータ２８（エンジン３６）の回転速度Ｎｅｎｇが増加するとともに、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇが減少する。

クランキング動作において、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇが入力側ロータ２８の回転速度Ｎｅｎｇよりも高いときは、図８の矢印Ｂに示すように、ロータ巻線３０からスリップリング９５及びブラシ９６を介して電力回収するようにインバータ４１のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線３０の誘導電流により出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐを発生させる。その際には、出力側ロータ１８の回転エネルギーの一部がロータ巻線３０の発電電力Ｐｃｏｕｐに変換され、ロータ巻線３０からスリップリング９５及びブラシ９６を介して取り出された交流電力Ｐｃｏｕｐがインバータ４１で直流に変換される。そこで、図８の矢印Ａに示すように、インバータ４１で変換された電力（ロータ巻線３０から回収された電力）Ｐｃｏｕｐをインバータ４０で直流から交流に変換してステータ巻線２０へ供給するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０の交流電流によりステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のＰＭモータトルクＴｍｇを作用させることができる。これによって、出力側ロータ１８の回転エネルギーを入力側ロータ２８の回転エネルギーに変換してエンジン３６のクランキングを行う際に、ロータ巻線３０の発電電力Ｐｃｏｕｐをステータ巻線２０へ供給して再利用することで、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇ（回転エネルギー）の減少を抑制することができる。

さらに、インバータ４０のスイッチング動作の際には、インバータ４１（ロータ巻線３０）からの電力Ｐｃｏｕｐだけでなく、蓄電装置４２からの直流電力Ｐｂもインバータ４０で交流に変換してステータ巻線２０へ供給することもできる。これによって、ロータ巻線３０からステータ巻線２０への供給電力だけでなく、蓄電装置４２からステータ巻線２０への供給電力も用いて、出力側ロータ１８の回転エネルギーの減少を抑制することができる。その際には、インバータ４０で電力変換される電力量（ステータ巻線２０への供給電力量）Ｐｍｇとインバータ４１で電力変換される電力量（ロータ巻線３０からの回収電力量）Ｐｃｏｕｐとの差Ｐｍｇ−Ｐｃｏｕｐが設定量以下（蓄電装置４２から供給可能な電力量以下）になるように、電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐとＰＭモータトルクＴｍｇが制御される。インバータ４０で電力変換される電力量Ｐｍｇは、ＰＭモータトルクＴｍｇと出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇとの積Ｔｍｇ×Ｎｍｇに相当し、インバータ４１で電力変換される電力量Ｐｃｏｕｐは、電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐと、出力側ロータ１８と入力側ロータ２８の回転速度差Ｎｍｇ−Ｎｅｎｇとの積Ｔｃｏｕｐ×(Ｎｍｇ−Ｎｅｎｇ)に相当する。そこで、より具体的には、電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐが設定トルク以上（エンジン３６の乗り越しトルク以上）になるように制御されるとともに、積Ｔｍｇ×Ｎｍｇと積Ｔｃｏｕｐ×(Ｎｍｇ−Ｎｅｎｇ)との差分Ｔｍｇ×Ｎｍｇ−Ｔｃｏｕｐ×(Ｎｍｇ−Ｎｅｎｇ)を蓄電装置４２からの供給電力Ｐｂで賄えるように、電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐと入力側ロータ２８の回転速度Ｎｅｎｇと出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇとに基づいてＰＭモータトルクＴｍｇが制御される。

一方、クランキング動作において、入力側ロータ２８の回転速度Ｎｅｎｇが増加するとともに出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇが減少した結果、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇが入力側ロータ２８の回転速度Ｎｅｎｇよりも低くなったときは、図９の矢印Ａに示すように、ステータ巻線２０から電力回収するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０の交流電流によりステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向と逆方向のＰＭモータトルクＴｍｇを作用させる。その際には、出力側ロータ１８の回転エネルギーがステータ巻線２０の交流電力Ｐｍｇに変換され、ステータ巻線２０から取り出された交流電力Ｐｍｇがインバータ４０で直流に変換される。そして、図９の矢印Ｂに示すように、インバータ４０で変換された電力（ステータ巻線２０から回収された電力）Ｐｍｇをインバータ４１で直流から交流に変換してブラシ９６及びスリップリング９５を介してロータ巻線３０へ供給するようにインバータ４１のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線３０の交流電流により出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐを作用させる。これによって、ステータ巻線２０からロータ巻線３０への供給電力を用いて、入力側ロータ２８をエンジン回転方向に回転駆動する。

さらに、インバータ４１のスイッチング動作の際には、インバータ４０（ステータ巻線２０）からの電力Ｐｍｇだけでなく、蓄電装置４２からの直流電力Ｐｂもインバータ４１で交流に変換してロータ巻線３０へ供給することもできる。これによって、ステータ巻線２０からロータ巻線３０への供給電力だけでなく、蓄電装置４２からロータ巻線３０への供給電力も用いて、入力側ロータ２８をエンジン回転方向に回転駆動することができる。その際には、インバータ４１で電力変換される電力量（ロータ巻線３０への供給電力量）Ｐｃｏｕｐとインバータ４０で電力変換される電力量（ステータ巻線２０からの回収電力量）Ｐｍｇとの差Ｐｃｏｕｐ−Ｐｍｇが設定量以下（蓄電装置４２から供給可能な電力量以下）になるように、電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐとＰＭモータトルクＴｍｇが制御される。より具体的には、電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐが設定トルク以上（エンジン３６の乗り越しトルク以上）になるように制御されるとともに、積Ｔｃｏｕｐ×(Ｎｍｇ−Ｎｅｎｇ)と積Ｔｍｇ×Ｎｍｇとの差分Ｔｃｏｕｐ×(Ｎｍｇ−Ｎｅｎｇ)−Ｔｍｇ×Ｎｍｇを蓄電装置４２からの供給電力Ｐｂで賄えるように、電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐと入力側ロータ２８の回転速度Ｎｅｎｇと出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇとに基づいてＰＭモータトルクＴｍｇが制御される。

なお、クランキング動作開始時（慣性エネルギー蓄積動作終了時）における出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇが高いほど、エンジン３６のクランキングに利用可能な出力側ロータ１８の回転エネルギーも大きくなるが、出力側ロータ１８と入力側ロータ２８の回転速度Ｎｍｇ−Ｎｅｎｇも大きくなる。そのため、インバータ４１の容量次第では、ロータ巻線３０の電力（インバータ４１通過電力）Ｐｃｏｕｐを制限する必要が出てくることで、出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に発生可能な電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐが小さくなり、エンジン３６のクランキングトルクが小さくなる可能性がある。そこで、蓄電装置４２からの供給電力で加速可能な回転速度の範囲内で、且つ（インバータ４１の電力容量）／（クランキング動作開始時における出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇ）が設定トルク以上（エンジン３６の乗り越しトルク以上）になる条件内で、クランキング動作開始時における出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇを最大化することが好ましい。

以上説明した慣性エネルギー蓄積動作及びクランキング動作を実行する場合のエンジン始動動作の一例を計算した結果を図１０に示す。図１０（ａ）は、エンジン３６（入力側ロータ２８）の回転速度Ｎｅｎｇ、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇ、及びそれらの回転速度差Ｎｅｎｇ−Ｎｍｇの時間変化（いずれもエンジン回転方向を正とする）を示し、図１０（ｂ）は、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するＰＭモータトルクＴｍｇ、及び出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に作用する電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐの時間変化（いずれもエンジン回転方向を正とする）を示し、図１０（ｃ）は、蓄電装置４２の電力Ｐｂ（放電時を正とする）、インバータ４０通過電力Ｐｍｇ（ステータ巻線２０への電力供給時を正、ステータ巻線２０からの電力回収時を負とする）、インバータ４１通過電力Ｐｃｏｕｐ（ロータ巻線３０への電力供給時を正、ロータ巻線３０からの電力回収時を負とする）、及びエンジン３６のクランキングパワーＰｃｒ（＝Ｔｃｏｕｐ×Ｎｅｎｇ）の時間変化を示す。計算の際には、エンジン３６の摩擦トルクを１５Ｎｍ、出力側ロータ１８の摩擦トルクを１Ｎｍ、エンジン３６の慣性モーメントを０．１ｋｇ・ｍ²、入力側ロータ２８の慣性モーメントを０．０４ｋｇ・ｍ²、出力側ロータ１８の慣性モーメントを０．０６ｋｇ・ｍ²とし、インバータ４０，４１の容量（電力変換可能な最大電力）を１０ｋＷ、蓄電装置４２の容量（供給可能な最大電力）を１ｋＷにそれぞれ制限している。

図１０において、エンジン３６の始動前には、エンジン３６、入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及び駆動軸３７の回転は停止している。時刻ｔ０において、エンジン３６の始動指令が出力されると、慣性エネルギー蓄積動作の実行が開始される。図１０に示す例では、慣性エネルギー蓄積動作において、蓄電装置４２からステータ巻線２０への供給電力（インバータ４０通過電力）Ｐｍｇを一定値（１ｋＷ）に制限しながら、出力側ロータ１８を加速しており、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇの増加に対してＰＭモータトルクＴｍｇを減少させている。時刻ｔ１において、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇが設定速度（図１０に示す例では１５００ｒｐｍ）まで上昇したら、慣性エネルギー蓄積動作の実行を終了し、クランキング動作の実行が開始される。図１０に示す例では、時刻ｔ１以降において、蓄電装置４２からの供給電力Ｐｂを一定値（１ｋＷ）に制限するとともに、インバータ４０，４１通過電力Ｐｍｇ，Ｐｃｏｕｐを所定値以下（１０ｋＷ以下）に制限しながら、ロータ巻線３０の誘導電流により出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐを作用させるとともに、ロータ巻線３０からインバータ４１，４０を介してステータ巻線２０へ電力供給することで、ステータ巻線２０の交流電流によりステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のＰＭモータトルクＴｍｇを作用させる。その際には、電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐがＰＭモータトルクＴｍｇよりも大きく、エンジン３６の回転速度Ｎｅｎｇが増加するとともに、出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇが減少する。時刻ｔ２以降において、エンジン３６の回転速度Ｎｅｎｇが出力側ロータ１８の回転速度Ｎｍｇよりも高くなると、ステータ巻線２０の交流電流によりステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向と逆方向のＰＭモータトルクＴｍｇを作用させるとともに、ステータ巻線２０からインバータ４０，４１を介してロータ巻線３０へ電力供給することで、ロータ巻線３０の交流電流により出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクＴｃｏｕｐを作用させる。図１０に示すように、慣性エネルギー蓄積動作及びクランキング動作を実行することで、蓄電装置４２の容量（供給電力量）が１ｋＷに制限されても、約９００ｒｐｍまでエンジン３６の回転速度Ｎｅｎｇを上昇させることができ、エンジン３６の始動が可能であることがわかる。

以上説明した本実施形態によれば、駆動軸３７及び車輪３８の回転が停止している状態でエンジン３６を始動する場合に、蓄電装置４２からステータ巻線２０への供給電力Ｐｍｇを用いて出力側ロータ１８に回転エネルギーを予め蓄積しておき、この出力側ロータ１８の回転エネルギーを放出してエンジン３６のクランキングに用いることで、蓄電装置４２から供給可能な電力量が小さくても、エンジン３６の始動に要求されるパワーをエンジン３６に伝達することができる。さらに、出力側ロータ１８の回転エネルギーの放出によりエンジン３６のクランキングを行う際には、出力側ロータ１８の回転エネルギーの一部はロータ巻線３０の発電電力に変換されるが、ロータ巻線３０の発電電力をインバータ４１，４０を介してステータ巻線２０へ供給して出力側ロータ１８を回転駆動することで、エネルギーの循環再利用が可能である。そのため、出力側ロータ１８の回転エネルギーをエンジン３６のクランキングパワーに変換する際の損失を低減することができ、特にエンジン３６の回転速度Ｎｅｎｇが低い状態での損失を低減することができる。したがって、出力側ロータ１８の回転エネルギーを利用したエンジン３６の始動を効率よく行うことができる。

なお、エンジン３６の始動に要求されるパワーを蓄電装置４２から供給可能な場合は、必ずしも慣性エネルギー蓄積動作及びクランキング動作を実行しなくてもエンジン３６の始動を行うことが可能である。そこで、電子制御ユニット５０は、蓄電装置４２から供給可能な電力量がエンジン３６の始動に要求される電力量よりも小さいと判定したときに、慣性エネルギー蓄積動作及びクランキング動作の実行によりエンジン３６の始動を行い、蓄電装置４２から供給可能な電力量がエンジン３６の始動に要求される電力量以上であると判定したときは、蓄電装置４２からの直流電力をインバータ４１で交流に変換してスリップリング９５及びブラシ９６を介してロータ巻線３０へ供給するように、インバータ４１のスイッチング動作を制御することで、エンジン３６の始動を行うことも可能である。その際に、蓄電装置４２から供給可能な電力量は、蓄電装置４２の温度に応じて変化し、特に低温時には、蓄電装置４２から供給可能な電力量が低下する。そこで、蓄電装置４２の温度から蓄電装置４２から供給可能な電力量を推定することが可能であり、蓄電装置４２の温度が設定温度より低い場合に、蓄電装置４２から供給可能な電力量がエンジン３６の始動に要求される電力量よりも小さいと判定することが可能である。また、蓄電装置４２から供給可能な電力量を、インバータ４０（あるいはインバータ４１）の駆動時における蓄電装置４２の電流及び電圧から推定することも可能である。また、本実施形態では、蓄電装置４２の容量をエンジン３６の始動に要求されるパワーよりも小さく設定しても、エンジン３６の始動を行うことが可能であり、その場合は、慣性エネルギー蓄積動作及びクランキング動作の実行によりエンジン３６の始動を行う。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施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。

１０回転電機、１６ステータ、１８第２ロータ（出力側ロータ）、２０ステータ巻線、２８第１ロータ（入力側ロータ）、３０ロータ巻線、３２，３３永久磁石、３６エンジン、３７駆動軸、３８車輪、４０，４１インバータ、４２蓄電装置、４４変速機、４８クラッチ、５０電子制御ユニット、９５スリップリング、９６ブラシ。

Claims

エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第１回転子と、
交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、
第１回転子に対し相対回転可能な第２回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第２回転子と、
蓄電装置と固定子導体との間で電力変換を行う第１電力変換装置と、
蓄電装置及び第１電力変換装置のいずれかと回転子導体との間で電力変換を行う第２電力変換装置と、
第２回転子から駆動軸への動力伝達を許容または遮断する動力断続機構と、
第１電力変換装置での電力変換を制御して固定子導体の交流電流により固定子と第２回転子との間に作用させるトルクを制御し、第２電力変換装置での電力変換を制御して回転子導体の交流電流により第１回転子と第２回転子との間に作用させるトルクを制御する制御装置と、
を備え、
制御装置は、駆動軸の停止状態でエンジンの始動を行う場合に、
動力断続機構により第２回転子から駆動軸への動力伝達を遮断した状態で、固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子にトルクを作用させることで、第２回転子を回転させる慣性エネルギー蓄積動作と、
慣性エネルギー蓄積動作後に、回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子にトルクを作用させることで、第１回転子を回転させてエンジンのクランキングを行うクランキング動作と、
を実行する、動力伝達装置。
請求項１に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、前記クランキング動作においては、回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子にトルクを作用させるとともに、固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子にトルクを作用させる、動力伝達装置。
請求項２に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、前記クランキング動作において、第２回転子の回転速度が第１回転子の回転速度よりも高いときは、回転子導体から電力回収するように第２電力変換装置での電力変換を制御して回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子にトルクを作用させるとともに、固定子導体に電力供給するように第１電力変換装置での電力変換を制御して固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子にトルクを作用させる、動力伝達装置。
請求項２または３に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、前記クランキング動作において、第２回転子の回転速度が第１回転子の回転速度よりも低いときは、固定子導体から電力回収するように第１電力変換装置での電力変換を制御して固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子にトルクを作用させるとともに、回転子導体に電力供給するように第２電力変換装置での電力変換を制御して回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子にトルクを作用させる、動力伝達装置。
請求項２〜４のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、前記クランキング動作においては、第１電力変換装置で電力変換される電力量と第２電力変換装置で電力変換される電力量との差が設定量以下になるように、回転子導体の交流電流により第２回転子から第１回転子に作用させるトルクと、固定子導体の交流電流により固定子から第２回転子に作用させるトルクとを制御する、動力伝達装置。
請求項１〜５のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、駆動軸の停止状態でエンジンの始動を行う場合に、蓄電装置から供給可能な電力量が要求電力量よりも小さいと判定したときは、前記慣性エネルギー蓄積動作と前記クランキング動作とを実行する、動力伝達装置。