JP3173396B2 - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びその制御方法に関し、詳しくは、原動機から出力され
る動力を効率的に駆動軸に出力する動力出力装置および
その制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
車両に搭載される装置であって、原動機の出力軸と電動
機のロータが結合されている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伝達するもの
が提案されている（例えば、特開昭４９−４３３１１号
公報等）。この動力出力装置は、電磁継手の電磁的な結
合を調節することにより原動機から出力される動力の一
部を駆動軸に出力すると共に、電磁継手の滑りによって
生じる回生電力を電磁継手から見て並列に接続された電
動機や二次電池に供給する。電動機は、電磁継手により
駆動軸に出力される動力では所望の動力に不足する場合
には、その不足分を電磁継手により回生される電力や二
次電池に蓄えられた電気エネルギを用いて駆動軸に出力
する。また、この装置は、駆動軸に電動機が取り付けら
れているから、原動機の運転を停止し、二次電池に蓄え
られた電気エネルギを用いて電動機から駆動軸に出力さ
れる動力のみで車両を駆動することも可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た動力出力装置では、電動機から駆動軸に出力される動
力のみで車両を駆動する場合、発進時や上り坂を低速で
走行するときなどを考慮すると、電動機に要求されるト
ルクは大きなものとなるから、こうした動作をも可能と
するために電動機が大型化するという問題があった。一
般に、電動機に要求されるトルクは、電動機の回転子の
軸方向の長さに比例し、回転子の回転子の直径の２乗に
比例する。したがって、電動機に要求されるトルクが大
きくなると、電動機自体も大きくなってしまう。

【０００４】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効率よくトルク変換し
て駆動軸に出力する装置およびその制御方法を提供する
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、原動機の運転を停止した状態で
駆動軸に動力を出力することを目的の一つとする。さら
に、本発明の動力出力装置およびその制御方法は、上述
の目的を達成する小型の装置およびその制御方法を提供
することを目的の一つとする。

【０００５】

【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するために、以下の手段を
採った。

【０００６】本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を
出力する動力出力装置であって、出力軸を有する原動機
と、前記出力軸に結合された第１のロータと、前記駆動
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
を介して該出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りを
する第１の電動機と、少なくとも前記出力軸と動力のや
り取りが可能な第２の電動機と、前記第１の電動機の駆
動に必要な電気エネルギと、前記第２の電動機の駆動に
必要な電気エネルギとを供給可能な蓄電手段と、前記蓄
電手段に蓄えられた電気エネルギを用いて前記第１の電
動機から前記駆動軸に動力を出力するよう該第１の電動
機を駆動制御する第１電動機制御手段と、前記原動機へ
の燃料供給が停止されている状態で前記駆動軸から該駆
動軸の回転方向と順方向の正の動力を出力する場合に
は、前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギを用いて前
記第２の電動機から前記出力軸に出力される動力によ
り、前記第１の電動機から前記駆動軸に動力を出力する
際に反力として前記出力軸に出力される動力の少なくと
も一部を打ち消すよう該第２の電動機を駆動制御する第
２電動機制御手段とを備えることを要旨とする。

【０００７】この本発明の動力出力装置は、原動機の出
力軸に結合された第１のロータと駆動軸に結合され第１
のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータとを
有する第１の電動機が、この両ロータ間の電磁的な結合
を介して原動機の出力軸と駆動軸との間で動力のやり取
りを行ない、第２の電動機が、必要に応じて原動機の出
力軸と動力のやり取りを行なう。蓄電手段は、必要に応
じて、第１の電動機の駆動に必要な電気エネルギと、第
２の電動機の駆動に必要な電気エネルギとを供給する。
第１電動機制御手段は、蓄電手段に蓄えられた電気エネ
ルギを用いて第１の電動機から駆動軸に動力を出力する
よう第１の電動機を駆動制御する。また、第２電動機制
御手段は、前記原動機への燃料供給が停止されている状
態で前記駆動軸から該駆動軸の回転方向と順方向の正の
動力を出力する場合には、蓄電手段に蓄えられた電気エ
ネルギを用いて第２の電動機から原動機の出力軸に出力
される動力により、第１の電動機から駆動軸に動力を出
力する際に反力として原動機の出力軸に出力される動力
の少なくとも一部を打ち消すよう第２の電動機を駆動制
御する。なお、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るエネル
ギを意味する。したがって、「動力」には、回転方向と
同じ向き（順方向）にトルクが作用する正の動力や、回
転方向とは逆向きにトルクが作用する負の動力が含まれ
るのは勿論、回転はないがトルクは作用しているような
動力も含まれる。

【０００８】こうした本発明の動力出力装置によれば、
原動機への燃料供給が停止されている状態で駆動軸から
正の動力を出力する場合でも、第２の電動機で原動機の
出力軸に出力される反力としての動力の少なくとも一部
を受け持つから、原動機の出力軸と駆動軸とに各々結合
されたロータを持つ第１の電動機から駆動軸に動力を出
力することができる。

【０００９】この本発明の動力出力装置において、前記
第２の電動機の回転軸と前記出力軸との機械的な接続と
該接続の解除とを行なう接続手段を備え、前記第２電動
機制御手段は、前記接続手段により前記第２の電動機の
回転軸と前記出力軸とを機械的に接続した後に、前記第
２の電動機を制御する手段であるものとすることもでき
る。

【００１０】また、本発明の動力出力装置において、前
記第２の電動機により打ち消される前記反力として前記
出力軸に出力される動力の残余を前記原動機で受け止め
可能な動力により打ち消すよう該原動機を制御する原動
機制御手段を備えるものとすることもできる。ここで、
原動機で受け止め可能な動力には、摩擦仕事や圧縮仕事
も含まれる。こうすれば、原動機の出力軸に出力される
反力としての動力のすべてを第２の電動機から出力可能
な動力によって打ち消すことができないときでも、原動
機で受け止め可能な動力により打ち消すことができるか
ら、第２の電動機から出力可能な動力以上の動力を第１
の電動機から駆動軸に出力することができる。

【００１１】さらに、本発明の動力出力装置において、
前記第２電動機制御手段は、前記第１の電動機から前記
駆動軸に動力を出力する際に反力として前記出力軸に出
力される動力を打ち消す以上の動力を出力するよう該第
２の電動機を駆動制御する手段であるものとすることも
できる。この態様では、原動機の出力軸を第２の電動機
によりモータリングすることになるから、駆動軸は、第
１の電動機の回転数以上の回転数で回転することにな
る。この結果、駆動軸を第１の電動機の定格回転数以上
の回転数で回転させることができる。

【００１２】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、前記出力軸に結合された第１のロ
ータと、駆動軸に結合され該第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出力軸と該駆動軸との間で動力
のやり取りをする第１の電動機と、少なくとも前記出力
軸と動力のやり取りが可能な第２の電動機と、前記第１
の電動機の駆動に必要な電気エネルギと、前記第２の電
動機の駆動に必要な電気エネルギとを供給可能な蓄電手
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）前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギを用いて
前記第１の電動機から前記駆動軸に動力を出力するよう
該第１の電動機を駆動制御し、 （ｂ）前記原動機への燃料供給が停止された状態で前記
駆動軸から該駆動軸の回転方向と順方向の正の動力を出
力する場合には、前記蓄電手段に蓄えられた電気エネル
ギを用いて前記第２の電動機から前記出力軸に出力され
る動力により、前記第１の電動機から前記駆動軸に動力
を出力する際に反力として前記出力軸に出力される動力
の少なくとも一部を打ち消すよう該第２の電動機を駆動
制御することを要旨とする。

【００１３】この本発明の動力出力装置の制御方法によ
れば、原動機への燃料供給が停止された状態で動力出力
装置が正の動力を出力する場合でも、第２の電動機で原
動機の出力軸に出力される反力としての動力の少なくと
も一部を受け持つから、原動機の出力軸と駆動軸とに各
々結合されたロータを持つ第１の電動機から駆動軸に動
力を出力することができる。

【００１４】こうした本発明の動力出力装置の制御方法
において、更に、（ｃ）前記第２の電動機により打ち消
される前記反力として前記出力軸に出力される動力の残
余を前記原動機で受け止め可能な動力により打ち消すよ
う該原動機を制御するステップを備えるものとすること
もできる。こうすれば、原動機の出力軸に出力される反
力としての動力のすべてを第２の電動機から出力可能な
動力によって打ち消すことができないときでも、原動機
で受け止め可能な動力により打ち消すことができるか
ら、第２の電動機から出力可能な動力以上の動力を第１
の電動機から駆動軸に出力することができる。

【００１５】

【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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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６５な
ども接続されている。また、制御装置８０は、上述した
ＥＦＩＥＣＵ７０と通信により、種々の情報をやり取り
している。

【００１９】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、クランクシャフト５６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。

【００２０】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。

【００２１】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。クランクシャフト
５６に機械的に結合されたロータ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４
４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。

【００２２】こうしたクラッチモータ３０とアシストモ
ータ４０は、エンジン５０をも含めてその関係を簡略に
言えば、エンジン５０からクランクシャフト５６に出力
される軸トルクとアシストモータ４０からクランクシャ
フト５６に出力される軸トルクとの和がクラッチモータ
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に出力されるものとなる。

【００２３】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，Ｓ極が各４個）設けられており、アウタロータ３２
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。

【００２４】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周波数としてい
る。

【００２５】駆動軸２２は、ケース４５に設けられたベ
アリング４９により軸支されており、ケース４５には、
駆動軸２２の回転角度θｄを検出するレゾルバ４８が取
り付けられている。また、クランクシャフト５６にも、
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。

【００２６】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６５からのアクセ
ルペダルポジション（アクセルペダルの踏込量）ＡＰ、
シフトポジションセンサ８４からのシフトポジションＳ
Ｐ、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，Ｉｖｃ、第２
の駆動回路に設けられた２つの電流検出器９７，９８か
らのアシスト電流値Ｉｕａ，Ｉｖａ、バッテリ９４の残
容量を検出する残容量検出器９９からの残容量ＢRMなど
が、入力ポートを介して入力されている。なお、残容量
検出器９９は、バッテリ９４の電解液の比重またはバッ
テリ９４の全体の重量を測定して残容量を検出するもの
や、充電・放電の電流値と時間を演算して残容量を検出
するものや、バッテリの端子間を瞬間的にショートさせ
て電流を流し内部抵抗を測ることにより残容量を検出す
るものなどが知られている。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】以上構成を説明した実施例の動力出力装置
２０の動作について説明する。実施例の動力出力装置２
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５０がＥＦＩＥＣＵ７０により運転され、
エンジン５０の回転数Ｎｅが所定の回転数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、すなわち第１の駆動
回路９１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５
０のクランクシャフト５６は空回りしている状態とな
る。この状態では、三相コイル３６からの回生も行なわ
れない。すなわち、エンジン５０はアイドル回転をして
いることになる。

【００３０】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に一定の電流が流れ、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
とは一定の滑りが存在する結合状態となり、インナロー
タ３４は、エンジン５０の回転数Ｎｅ（クランクシャフ
ト５６の回転数）よりは低い回転数Ｎｄで回転する。

【００３１】こうした状態でエンジン５０から出力され
るトルクの一部をアシストモータ４０から出力するもの
とし、この置き換えるトルクを、アシストモータ４０に
より消費される電気エネルギがクラッチモータ３０によ
り回生される電気エネルギに等しくなるよう設定すれ
ば、エンジン５０から出力される動力がクラッチモータ
３０とアシストモータ４０とによりトルク変換されて駆
動軸２２に出力されることになる。

【００３２】こうしたトルク変換の様子を図３に示す。
今、エンジン５０が、図３中のトルクと回転数とにより
表わされるエネルギが一定の曲線上のトルクＴｅが値Ｔ
１，回転数Ｎｅが値Ｎ１の運転ポイントＰ１で運転され
ており、駆動軸２２を回転数Ｎｄが値Ｎ２でトルクＴｄ
が値Ｔ２の運転ポイントＰ２で運転したいときを考え
る。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中の
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。このとき、クラ
ッチモータ３０を値Ｔ２のトルクＴｃ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（Ｎ１−Ｎ２）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。

【００３３】逆に、エンジン５０が、トルクＴｅが値Ｔ
２，回転数Ｎｅが値Ｎ２の運転ポイントＰ２で運転され
ており、駆動軸２２を回転数Ｎｄが値Ｎ１でトルクＴｄ
が値Ｔ１の運転ポイントＰ１で運転したいときを考え
る。このとき、アシストモータ４０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。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Ｇ
１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り駆動する。

【００３４】なお、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Ｎｅとの
積）と、クラッチモータ３０により回生または消費され
る電気エネルギと、アシストモータ４０により消費また
は回生される電気エネルギとを調節することにより、余
剰の電気エネルギを見い出してバッテリ９４を放電する
動作としたり、不足する電気エネルギをバッテリ９４に
蓄えられた電力により補う動作など種々の動作とするこ
ともできる。

【００３５】また、実施例の動力出力装置２０では、エ
ンジン５０への燃料噴射を停止した状態で、バッテリ９
４に蓄えられた電気エネルギを用いてクラッチモータ３
０とアシストモータ４０とにより駆動軸２２に動力を出
力することもできる。以下、このモータ駆動処理につい
て図４に例示するモータ駆動トルク制御ルーチンに基づ
き説明する。なお、こうしたモータ駆動処理は、環境保
全等の必要から燃焼ガスの排気が禁止されている区域を
走行するときや、バッテリ９４が満充電かあるいはこれ
に近い状態にあるとき、または、エンジン５０の効率運
転が可能な動力以下の動力を駆動軸２２に出力するとき
等に実行される。

【００３６】図４のモータ駆動制御ルーチンが実行され
ると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、アクセ
ルペダルポジションセンサ６５により検出されるアクセ
ルペダル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Ｓ１００）。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る。したがって、アク
セルペダルポジションＡＰの値は運転者の欲している出
力トルク（すなわち、駆動軸２２に出力すべきトルク）
に対応するものである。続いて、読み込まれたアクセル
ペダルポジションＡＰに基づいて駆動軸２２に出力すべ
きトルクの目標値（以下、トルク指令値という）Ｔｄ＊
を導出する処理を行なう（ステップＳ１０２）。実施例
では、各アクセルペダルポジションＡＰに対して対応す
るトルク指令値Ｔｄ＊を定め、これを予めマップとして
ＲＯＭ９０ｂに記憶しておき、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
プを参照して読み込んだアクセルペダルポジションＡＰ
に対応するトルク指令値Ｔｄ＊を導出するものとした。

【００３７】次に、導出したトルク指令値Ｔｄ＊をクラ
ッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に設定すると共に
（ステップＳ１０４）、このトルク指令値Ｔｄ＊から所
定トルクＴｅｆを減じた値をアシストモータ４０のトル
ク指令値Ｔａ＊に設定する（ステップＳ１０６）。ここ
で、所定トルクＴｅｆは、クラッチモータ３０から駆動
軸２２にトルクを出力する際にクラッチモータ３０から
クランクシャフト５６に反力として出力されるトルクを
支えるトルクのうちエンジン５０の受け持ち分であり、
エンジン５０が逆回転せずに停止した状態で受け止める
ことができる最大トルクか或いはこれより若干小さな値
として設定される。このようにアシストモータ４０のト
ルク指令値Ｔａ＊を設定することにより、クラッチモー
タ３０から反力としてクランクシャフト５６に出力され
るトルクは、このトルクを打ち消す方向に作用するアシ
ストモータ４０から出力されるトルクとエンジン５０か
ら出力されるトルクとによって支えられるから、クラッ
チモータ３０からトルク指令値Ｔｃ＊に相当するトルク
を駆動軸２２に出力することができる。

【００３８】両モータ３０，４０のトルク指令値Ｔｃ
＊，Ｔａ＊を設定すると、制御ＣＰＵ９０は、燃料噴射
弁５１からの燃料噴射を停止する信号をＥＦＩＥＣＵ７
０に出力する（ステップＳ１０８）。この信号を受信し
たＥＦＩＥＣＵ７０は、燃料噴射弁５１からの燃料噴射
を停止すると共にスロットルバルブ６６を全閉として、
エンジン５０で所定トルクＴｅｆを受け止める準備を行
なう。そして、設定したトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊で
クラッチモータ３０とアシストモータ４０とを駆動する
よう両モータ３０，４０の制御を行なう（ステップＳ１
１０およびＳ１１２）。実施例では、図示の都合上、両
モータ３０，４０の各制御を本ルーチンの別々のステッ
プとして記載したが、実際には、これらの制御は本ルー
チンとは別個独立にかつ総合的に行なわれる。例えば、
制御ＣＰＵ９０が割り込み処理を利用して、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のである。

【００３９】クラッチモータ３０の制御（図４のステッ
プＳ１１０）は、図５に例示するクラッチモータ制御ル
ーチンによりなされる。この処理が実行されると、制御
装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、駆動軸２２の回転
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Ｓ１３０，Ｓ１３２）、クラ
ッチモータ３０の電気角θｃを両軸の回転角度θｅ，θ
ｄから求める処理を行なう（ステップＳ１３４）。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）を計算する
ことになる。

【００４０】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Ｓ１３６）。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Ｓ１３
８）。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（１）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。

【００４１】

【数１】

【００４２】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
４０）。即ち、まず以下の式（２）の演算を行ない、次
に次式（３）の演算を行なうのである。ここで、Ｋｐ
１，２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（３）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。

【００４３】

【数２】

【００４４】

【数３】

【００４５】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ１３８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Ｓ１４２）、
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（４）に
より求める。

【００４６】

【数４】

【００４７】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（４）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Ｓ１４４）。このように制
御することにより、クラッチモータ３０は電動機として
動作し、トルク指令値Ｔｃ＊に相当するトルクを駆動軸
２２に出力する。

【００４８】アシストモータ４０の制御（図４のステッ
プＳ１１２）は、図６に例示するアシストモータ制御ル
ーチンによって行なわれる。本ルーチンが実行される
と、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、レゾルバ
３９により検出されるクランクシャフト５６の回転角度
θｅを入力し（ステップＳ１５０）、入力した回転角度
θｅからアシストモータ４０の電気角θａを計算する
（回転数Ｎｓ１５１）。実施例では、アシストモータ４
０も４極対（Ｎ極が４個でＳ極が４個）の同期電動機を
用いているから、θａ＝４θｅを計算することになる。
続いて、アシストモータ４０の各相電流を電流検出器９
７，９８を用いて検出する処理（ステップＳ１５２）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Ｓ１５４）および電圧指令値Ｖｄａ，Ｖｑａ
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、アシス
トモータ４０の第２の駆動回路９２のトランジスタＴｒ
１１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Ｓ１５９）。いま、エンジン５
０は停止状態にありクランクシャフト５６の回転数Ｎｅ
が値０であるから、上述のアシストモータ制御ルーチン
を繰り返しても同じ値を得るだけであるから、実施例で
は、本ルーチンによる計算を一度行ない、その後は計算
せずにその値を用いてアシストモータ４０の制御を行な
う。

【００４９】こうして制御されたクラッチモータ３０，
アシストモータ４０およびエンジン５０から出力される
トルクの様子を図７に示す。図示するように、クラッチ
モータ３０から反力として出力されるトルクＴｃ（値Ｔ
ｃ＊）は、アシストモータ４０から出力されるトルクＴ
ａ（値Ｔａ＊）とエンジン５０から出力されるトルクＴ
ｅとにより支えられ、クランクシャフト５６の回転は停
止した状態となり、駆動軸２２には、クラッチモータ３
０からトルクＴｃ（値Ｔｃ＊＝Ｔｄ＊）が出力される。

【００５０】以上説明した実施例の動力出力装置２０に
よれば、エンジン５０の運転を停止した状態で、クラッ
チモータ３０から駆動軸２２に動力を出力することがで
きる。しかも、クラッチモータ３０から駆動軸２２にト
ルクを出力する際にクラッチモータ３０からクランクシ
ャフト５６に反力として出力されるトルクを、アシスト
モータ４０から出力されるトルクとエンジン５０が逆回
転せずに停止した状態で受け止めることができるトルク
とによって打ち消すから、アシストモータ４０から出力
するトルクをクランクシャフト５６に反力として出力さ
れるトルクより小さなものとすることができる。この結
果、クラッチモータ３０から駆動軸２２に出力するトル
クをアシストモータ４０から出力できる最大トルクより
大きなものとすることができる。

【００５１】また、実施例の動力出力装置２０によれ
ば、バッテリ９４に蓄えられた電気エネルギを用いてク
ラッチモータ３０とアシストモータ４０とにより駆動軸
２２に動力を出力するから、バッテリ９４が満充電のと
きなどその残容量ＢRMが管理したい所定の範囲を上回る
ときにこうしたモータ駆動トルク制御を行なうことによ
り、バッテリ９４の残容量ＢRMを素早く管理したい所定
の範囲内にすることができる。

【００５２】実施例の動力出力装置２０では、エンジン
５０を逆回転しないものとしたが、逆回転も可能な原動
機５０Ｂをエンジン５０として用いることもできる。こ
の場合、クランクシャフト５６が逆回転することから、
アシストモータ４０は発電機として動作することにな
る。この発電機として動作する際のアシストモータ４０
の制御は、電動機として動作させるときに比してその電
気角θａの変化の方向が逆向きになるだけだから、前述
の図６のアシストモータ制御ルーチンにより行なうこと
ができる。なお、逆回転が可能な原動機５０Ｂをエンジ
ン５０として用いたときのトルクの作用状態は、クラン
クシャフト５６が逆回転している点のみ図７の状態と異
なるものとなる。こうした逆回転が可能な原動機５０Ｂ
をエンジン５０として用いれば、エンジン５０の受け持
ち分として設定される所定トルクＴｅｆは、逆回転する
原動機５０Ｂの摩擦仕事や圧縮仕事に基づいて原動機５
０Ｂが出力可能な最大トルクまでの値に設定することが
できる。この結果、クランクシャフト５６に反力として
出力されるトルクとして、より大きなトルクを支えるこ
とができるから、クラッチモータ３０からより大きなト
ルクを駆動軸２２に出力することができる。

【００５３】実施例の動力出力装置２０では、クラッチ
モータ３０からクランクシャフト５６に反力として出力
されるトルクをアシストモータ４０から出力されるトル
クとエンジン５０が逆回転せずに停止した状態で受け止
めることができるトルクとによって打ち消したが、クラ
ッチモータ３０からクランクシャフト５６に反力として
出力されるトルクより大きなトルクをアシストモータ４
０から出力するものとしてもよい。この場合、クランク
シャフト５６はアシストモータ４０により回転させられ
ることになり、エンジン５０がアシストモータ４０によ
り連れ回される（モータリングされる）ことになる。な
お、モータ駆動トルク制御ルーチンとしては、図４のル
ーチンをアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊の設
定処理（ステップＳ１０６）を代えれば、そのまま用い
ることができる。この変形例では、アシストモータ４０
のトルク指令値Ｔａ＊には次式（５）により計算される
値を設定する。ここで、式（５）中のＴｅｍは、エンジ
ン５０を連れ回すのに必要な摩擦仕事および圧縮仕事な
どに相当するトルクであり、クランクシャフト５６をど
の回転数で回転させるかによって定まるものである。

【００５４】 Ｔａ＊←Ｔｄ＊＋Ｔｅｍ …（５）

【００５５】こうした変形例によれば、アシストモータ
４０によりクランクシャフト５６を回転させ、この回転
数をベースとしてクラッチモータ３０を回転させるか
ら、駆動軸２２をクランクシャフト５６の回転数とクラ
ッチモータ３０の回転数との和の回転数で回転させるこ
とができる。この結果、駆動軸２２をクラッチモータ３
０の定格回転数以上の回転数とすることができる。な
お、式（５）中のトルクＴｅｍを駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄに応じて変化させるものとしてもよい。こうすれば、
クラッチモータ３０の回転数とアシストモータ４０の回
転数とを駆動軸２２の回転数Ｎｄに基づいて定めること
ができ、クラッチモータ３０とアシストモータ４０をよ
り効率の高い運転ポイントで運転することができる。

【００５６】実施例の動力出力装置２０では、アシスト
モータ４０がエンジン５０とクラッチモータ３０との間
のクランクシャフト５６に取り付けられているが、図８
に例示する動力出力装置２０Ｂのように、アシストモー
タ４０Ｂ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。

【００５７】また、実施例の動力出力装置２０を、図９
に例示する変形例の動力出力装置２０Ｃのように、クラ
ッチモータ３０Ｃとアシストモータ４０Ｃ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２０
Ｃ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２０Ｃのクラッチモータ３０
Ｃは、クランクシャフト５６に結合したアウタロータ３
２Ｃと、駆動軸２２に結合したインナロータ３４Ｃとか
ら構成され、インナロータ３４Ｃには三相コイル３６Ｃ
が取り付けられており、アウタロータ３２Ｃには永久磁
石３５Ｃ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３５Ｃ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４０Ｃは、このクラッチモータ３
０Ｃのアウタロータ３２Ｃと、三相コイル４４が取り付
けられたステータ４３とから構成される。すなわち、ク
ラッチモータ３０Ｃのアウタロータ３２Ｃがアシストモ
ータ４０Ｃのロータを兼ねる構成となっている。

【００５８】この変形例の動力出力装置２０Ｃでは、ア
ウタロータ３２Ｃに嵌め込まれた永久磁石３５Ｃの内周
面側の磁極に対してインナロータ３４Ｃの三相コイル３
６Ｃ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のクラッチモータ３０と同様の動作をす
る。また、アウタロータ３２Ｃに嵌め込まれた永久磁石
３５Ｃ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４０と同様の動作を
する。したがって、変形例の動力出力装置２０Ｃ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ことができる。

【００５９】こうした変形例の動力出力装置２０Ｃによ
れば、アウタロータ３２Ｃがクラッチモータ３０Ｃのロ
ータの一方とアシストモータ４０Ｃ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。

【００６０】実施例の動力出力装置２０では、アシスト
モータ４０を直接クランクシャフト５６に取り付けた
が、図１０の変形例の動力出力装置２０Ｄのように、必
要に応じてアシストモータ４０をクランクシャフト５６
に機械的に接続するものとしてもよい。この構成につい
て簡単に説明する。アシストモータ４０Ｄは、クランク
シャフト５６に貫通された中空軸のロータ回転軸４１に
取り付けられたロータ４２Ｄと、ケース４５に据え付け
られたステータ４３Ｄとから構成されている。アシスト
モータ４０Ｄは、アシストモータ４０Ｄとクラッチモー
タ３０Ｄとの間にもうけられた第１クラッチ１０２によ
りクランクシャフト５６に機械的に接続され、或いはそ
の接続の解除がなされるようになっている。また、アシ
ストモータ４０Ｄは、第２クラッチ１０４により、クラ
ッチモータ３０Ｄのアウタロータ３４Ｄを介して駆動軸
２２に接続され、或いはその接続の解除がなされるよう
になっている。なお、この変形例の動力出力装置２０Ｄ
では、クラッチモータ３０Ｄは、クランクシャフト５６
に結合され永久磁石３５Ｄを外周面に取り付けられたイ
ンナロータ３２Ｄと、三相コイル３６が巻回されたアウ
タロータ３４Ｄとによって構成されている。

【００６１】したがって、変形例の動力出力装置２０Ｄ
は、第１クラッチ１０２をオンとしてロータ回転軸４１
とクランクシャフト５６とを接続すると共に、第２クラ
ッチ１０４をオフとしてロータ回転軸４１と駆動軸２２
との接続を解除することにより実施例の動力出力装置２
０と同一の構成となるから、図４のモータ駆動トルク制
御ルーチンによる動作やその変形例として説明した動作
について実施例の動力出力装置２０と同様に動作するこ
とができる。なお、変形例の動力出力装置２０Ｄでは、
図１１に例示するモータ駆動トルク制御ルーチンのステ
ップＳ２００ないしＳ２０４の処理にように、モータ制
御に先立って第１クラッチ１０２と第２クラッチ１０４
の状態を上述の状態に設定する必要がある。なお、図１
１のモータ駆動トルク制御ルーチンのステップＳ２１０
ないしＳ２２２の処理は、図４のモータ駆動トルク制御
ルーチンと同一の処理である。両クラッチ１０２，１０
４の状態の設定は次のように行なわれる。

【００６２】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、
両クラッチ１０２，１０４の状態を検出し、設定しよう
としている状態（第１クラッチ１０２がオンで第２クラ
ッチ１０４がオフの状態）になっているか否かを調べ
（ステップＳ２００）、設定しようとしている状態にな
っていないときには、両クラッチ１０２，１０４を共に
一旦オフとした後に（ステップＳ２０２）、第１クラッ
チ１０２をオンとする（ステップＳ２０４）。このよう
に両クラッチ１０２，１０４を一旦共にオフとするの
は、両クラッチ１０２，１０４を共にオンとするときに
ロータ回転軸４１に生じ得る大きな捩り応力の発生を防
止するためである。

【００６３】この変形例の動力出力装置２０Ｄのよう
に、アシストモータ４０を必要に応じてクランクシャフ
ト５６に取り付けるものでも、実施例の動力出力装置２
０が奏する効果を奏することができる。

【００６４】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。

【００６５】例えば、上述した実施例の動力出力装置２
０では、エンジン５０としてガソリンにより運転される
ガソリンエンジンを用いたが、その他に、ディーゼルエ
ンジンや、タービンエンジンや、ジェットエンジンなど
各種の内燃或いは外燃機関を用いることもできる。

【００６６】また、実施例の動力出力装置２０では、ク
ラッチモータ３０およびアシストモータ４０としてＰＭ
形（永久磁石形；Permanent Magnet type）同期電動機
を用いていたが、回生動作及び力行動作を行なわせるの
であれば、その他にも、ＶＲ形（可変リラクタンス形；
Variable 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。

【００６７】さらに、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。

【００６８】あるいは、実施例の動力出力装置２０で
は、第１および第２の駆動回路９１，９２としてトラン
ジスタインバータを用いたが、その他に、ＩＧＢＴ（絶
縁ゲートバイポーラモードトランジスタ；Insulated Ga
te Bipolar mode Transistor）インバータや、サイリス
タインバータや、電圧ＰＷＭ（パルス幅変調；Pulse Wi
dth Modulation）インバータや、方形波インバータ（電
圧形インバータ，電流形インバータ）や、共振インバー
タなどを用いることもできる。

【００６９】また、バッテリ９４としては、Ｐｂバッテ
リ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを用いること
ができるが、バッテリ９４に代えてキャパシタを用いる
こともできる。

【００７０】実施例の動力出力装置２０では、動力出力
装置２０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２０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】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】実施例の制御装置８０により実行されるモータ
駆動トルク制御ルーチンを例示するフローチャートであ
る。

【図５】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６】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７】クラッチモータ３０，アシストモータ４０およ
びエンジン５０から出力されるトルクの様子を例示する
説明図である。

【図８】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９】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１０】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１１】変形例の動力出力装置２０Ｄの制御装置８０
で実行されるモータ駆動トルク制御ルーチンを例示する
フローチャートである。

【符号の説明】 ２０…動力出力装置 ２０Ｂ〜２０Ｄ…動力出力装置 ２２…駆動軸 ２４…ディファレンシャルギヤ ２６，２８…駆動輪 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…ロータ回転軸 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 ６５…アクセルペダルポジションセンサ ６６…スロットルバルブ ６７…スロットルバルブポジションセンサ ６８…アクチュエータ ７０…ＥＦＩＥＣＵ ７２…吸気管負圧センサ ７４…水温センサ ７６…回転数センサ ７８…回転角度センサ ７９…スタータスイッチ ８０…制御装置 ８２…シフトレバー ８４…シフトポジションセンサ ９０…制御ＣＰＵ ９０ａ…ＲＡＭ ９０ｂ…ＲＯＭ ９１…第１の駆動回路 ９２…第２の駆動回路 ９４…バッテリ ９５，９６…電流検出器 ９７，９８…電流検出器 ９９…残容量検出器 １０２…第１クラッチ １０４…第２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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｋ 7/20 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (56)参考文献 特開 平８−251710（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−84602（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−47096（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 7/14 B60K 6/02 B60L 11/02 - 11/14 H02K 7/11 H02K 7/18 H02K 7/20

Claims (6)

(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、 前記出力軸に結合された第１のロータと、前記駆動軸に
   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
   して該出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りをする
   第１の電動機と、 少なくとも前記出力軸と動力のやり取りが可能な第２の
   電動機と、 前記第１の電動機の駆動に必要な電気エネルギと、前記
   第２の電動機の駆動に必要な電気エネルギとを供給可能
   な蓄電手段と、 前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギを用いて前記第
   １の電動機から前記駆動軸に動力を出力するよう該第１
   の電動機を駆動制御する第１電動機制御手段と、前記原動機への燃料供給が停止されている状態で前記駆
   動軸から該駆動軸の回転方向と順方向の正の動力を出力
   する場合には、 前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギ
   を用いて前記第２の電動機から前記出力軸に出力される
   動力により、前記第１の電動機から前記駆動軸に動力を
   出力する際に反力として前記出力軸に出力される動力の
   少なくとも一部を打ち消すよう該第２の電動機を駆動制
   御する第２電動機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、 前記第２の電動機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接続手段を備え、 前記第２電動機制御手段は、前記接続手段により前記第
   ２の電動機の回転軸と前記出力軸とを機械的に接続した
   後に、前記第２の電動機を制御する手段である動力出力
   装置。
3. 【請求項３】 前記第２の電動機により打ち消される前
   記反力として前記出力軸に出力される動力の残余を前記
   原動機で受け止め可能な動力により打ち消すよう該原動
   機を制御する原動機制御手段を備える請求項１または２
   記載の動力出力装置。
4. 【請求項４】 前記第２電動機制御手段は、前記第１の
   電動機から前記駆動軸に動力を出力する際に反力として
   前記出力軸に出力される動力を打ち消す以上の動力を出
   力するよう該第２の電動機を駆動制御する手段である請
   求項１または２記載の動力出力装置。
5. 【請求項５】 出力軸を有する原動機と、 前記出力軸に結合された第１のロータと、駆動軸に結合
   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
   該出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りをする第１
   の電動機と、 少なくとも前記出力軸と動力のやり取りが可能な第２の
   電動機と、 前記第１の電動機の駆動に必要な電気エネルギと、前記
   第２の電動機の駆動に必要な電気エネルギとを供給可能
   な蓄電手段とを備え、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）前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギを用いて
   前記第１の電動機から前記駆動軸に動力を出力するよう
   該第１の電動機を駆動制御し、 （ｂ）前記原動機への燃料供給が停止されている状態で
   前記駆動軸から該駆動軸の回転方向と順方向の正の動力
   を出力する場合には、前記蓄電手段に蓄えられた電気エ
   ネルギを用いて前記第２の電動機から前記出力軸に出力
   される動力により、前記第１の電動機から前記駆動軸に
   動力を出力する際に反力として前記出力軸に出力される
   動力の少なくとも一部を打ち消すよう該第２の電動機を
   駆動制御する動力出力装置の制御方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の動力出力装置の制御方法
   であって、更に、 （ｃ）前記第２の電動機により打ち消される前記反力と
   して前記出力軸に出力される動力の残余を前記原動機で
   受け止め可能な動力により打ち消すよう該原動機を制御
   するステップを備える動力出力装置の制御方法。