JP5662213B2 - Power transmission device - Google Patents

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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。   The present invention relates to a power transmission device, and more particularly to a power transmission device capable of transmitting power from an engine to a drive shaft using electromagnetic coupling between rotors.

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、ロータ巻線が配設されエンジンからの動力が伝達される入力側ロータと、入力側ロータのロータ巻線と電磁気的に結合する磁石が配設され車輪へ動力を伝達する出力側ロータと、出力側ロータの磁石と電磁気的に結合するステータ巻線が配設されたステータと、ロータ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、蓄電装置とステータ巻線との間で電力を授受可能に制御するインバータと、スリップリング及びブラシで取り出されたロータ巻線からの交流電力を整流する整流器と、整流器で整流された電力を昇圧して蓄電装置またはインバータへ供給する昇圧コンバータと、出力側ロータと車輪との間のトルク伝達を許容または遮断するクラッチと、を備える。特許文献1においては、入力側ロータに伝達されたエンジンからの動力は、入力側ロータのロータ巻線と出力側ロータの磁石との電磁気結合によって出力側ロータに伝達されるため、エンジンの動力により車輪を駆動することができる。また、ステータ巻線と出力側ロータの磁石との電磁気結合によって、蓄電装置からインバータを介してステータ巻線に供給された電力を用いて出力側ロータに動力を発生させて車輪を駆動することができるため、エンジンが動力を発生していなくても車輪を駆動することができる。また、エンジンを始動する場合には、出力側ロータをエンジン回転方向に回転駆動するようにステータから出力側ロータにトルクを作用させるとともに、入力側ロータと出力側ロータとの間にトルクが作用するように昇圧コンバータでの昇圧比を制御する。さらに、車輪の要求トルクに基づいてクラッチにより出力側ロータと車輪との間のトルク伝達を許容するか否かを決定し、出力側ロータと車輪との間のトルク伝達を許容するときは、入力側ロータと出力側ロータとの間に作用するトルクと、車輪の要求トルクとに基づいて、ステータから出力側ロータに作用するトルクを制御する。これによって、車輪の駆動条件に関係なくエンジンの始動を可能にしている。   The related art of this type of power transmission device is disclosed in Patent Document 1 below. In the power transmission device according to Patent Document 1, an rotor on which a rotor winding is disposed and power from an engine is transmitted, and a magnet that is electromagnetically coupled to the rotor winding of the input rotor is disposed on a wheel. An output-side rotor for transmitting power, a stator in which a stator winding electromagnetically coupled to the magnet of the output-side rotor, a slip ring electrically connected to the rotor winding, and a slip ring electrically The brush that comes in contact, the inverter that controls power transfer between the power storage device and the stator winding, the rectifier that rectifies AC power from the rotor winding taken out by the slip ring and the brush, and rectified by the rectifier A step-up converter that boosts the supplied electric power and supplies the electric power to the power storage device or the inverter, and a clutch that allows or cuts off torque transmission between the output-side rotor and the wheels.In Patent Document 1, the power from the engine transmitted to the input side rotor is transmitted to the output side rotor by electromagnetic coupling between the rotor winding of the input side rotor and the magnet of the output side rotor. Wheels can be driven. In addition, the electromagnetic coupling between the stator winding and the magnet of the output-side rotor can drive the wheels by generating power in the output-side rotor using the power supplied from the power storage device to the stator winding via the inverter. Therefore, the wheels can be driven even if the engine does not generate power. Further, when starting the engine, torque is applied from the stator to the output side rotor so that the output side rotor is rotationally driven in the engine rotation direction, and torque is applied between the input side rotor and the output side rotor. Thus, the boost ratio in the boost converter is controlled. Further, it is determined whether or not torque transmission between the output side rotor and the wheel is permitted by the clutch based on the required torque of the wheel, and when torque transmission between the output side rotor and the wheel is allowed, Based on the torque acting between the side rotor and the output side rotor and the required torque of the wheel, the torque acting on the output side rotor from the stator is controlled. As a result, the engine can be started regardless of the driving conditions of the wheels.

特開2010−12937号公報JP 2010-12937 A 特開平9−56010号公報JP-A-9-56010 特開2009−73472号公報JP 2009-73472 A 特開2009−274536号公報JP 2009-274536 A

特許文献1において、車輪が回転している状態でエンジンを始動する場合に、整流器及び昇圧コンバータによる電力変換装置を通過する電力量は、出力側ロータと入力側ロータとの間に作用するトルクと、出力側ロータと入力側ロータの回転速度差との積に相当する。そのため、車輪が回転している状態で、出力側ロータと入力側ロータとの間に作用するトルクによりエンジンの始動に十分なクランキングトルクをエンジンに作用させようとすると、車輪(出力側ロータ)の回転速度が高いほど、整流器及び昇圧コンバータによる電力変換装置を通過する電力量が増加するため、電力変換装置の容量を大きく設定する必要がある。一方、電力変換装置の容量を小さく設定しようとすると、車輪(出力側ロータ)の回転速度が高いときに、出力側ロータと入力側ロータとの間に作用するトルクによりエンジンの始動に十分なクランキングトルクをエンジンに作用させることが困難となるため、エンジンの始動性が低下する。   In Patent Document 1, when the engine is started with the wheels rotating, the amount of power passing through the power converter using the rectifier and the boost converter is the torque acting between the output-side rotor and the input-side rotor. This corresponds to the product of the rotational speed difference between the output side rotor and the input side rotor. Therefore, when the cranking torque sufficient to start the engine is applied to the engine by the torque acting between the output side rotor and the input side rotor while the wheel is rotating, the wheel (output side rotor) Since the amount of power passing through the power converter using the rectifier and the boost converter increases as the rotation speed of the converter increases, it is necessary to set the capacity of the power converter larger. On the other hand, if the capacity of the power converter is set to a small value, when the rotational speed of the wheel (output side rotor) is high, the torque acting between the output side rotor and the input side rotor is sufficient to start the engine. Since it is difficult to apply the ranking torque to the engine, the engine startability is reduced.

本発明は、電力変換装置の容量の増大を招くことなく、エンジンの始動性を向上させることを目的とする。   An object of the present invention is to improve engine startability without increasing the capacity of a power converter.

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。   The power transmission device according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.

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であり、駆動軸へ動力を伝達する第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1回転子に連結された第1回転部材と第2回転子に連結された第2回転部材との間で伝達されるトルクを調整可能なクラッチ機構と、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、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、第2電力変換装置で電力変換される電力量を所定量以下に制限するように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回転子間トルクを制御し、前記回転子間トルクまたは第2回転子と第1回転子との回転速度差に基づいてクラッチ機構の第1回転部材と第2回転部材との間に作用させるクラッチトルクを制御することを要旨とする。   The power transmission device according to the present invention includes a first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field when power from an engine is transmitted and an alternating current flows, and rotates when an alternating current flows. A stator provided with a stator conductor capable of generating a magnetic field, and a second rotor that is rotatable relative to the first rotor and transmits power to the drive shaft, and is generated by the rotor conductor A second rotation in which a torque acts on the first rotor in response to the rotating magnetic field and a torque acts on the stator in response to the rotating magnetic field generated in the stator conductor. A first power conversion device that performs power conversion between the child, the power storage device and the stator conductor, and a second power conversion that performs power conversion between one of the power storage device and the first power conversion device and the rotor conductor Connected to the apparatus, the first rotating member connected to the first rotor and the second rotor. A clutch mechanism capable of adjusting the torque transmitted between the second rotating member and the stator and the second rotor by controlling the power conversion in the first power converter and alternating current of the stator conductor. For controlling the torque applied between the first rotor and the second rotor by controlling the power conversion in the second power converter and the alternating current of the rotor conductor. And the control device limits the amount of power converted by the second power conversion device to a predetermined amount or less when the engine is started with the second rotor and the drive shaft rotating. And controlling the inter-rotor torque to be applied between the first rotor and the second rotor by the alternating current of the rotor conductor so that the inter-rotor torque or the second rotor and the first rotor Based on the rotational speed difference, the first rotating member and the second rotating member of the clutch mechanism And summarized in that controlling the clutch torque to act between the rolling member.

さらに、本発明では、制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、前記回転子間トルクが設定トルクよりも小さいときは前記クラッチトルクを作用させ、前記回転子間トルクが設定トルク以上であるときは前記クラッチトルクを作用させない。 Furthermore, in this onset bright, controller, when the second rotor and the drive shaft performs a start of the engine in a state where the rotation, when the rotor between torque is less than the set torque the clutch torque allowed to act, when the rotor between torque is set torque above have such by the action of the clutch torque.

本発明の一態様では、制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、第2電力変換装置で電力変換される電力量を前記所定量にする条件での前記回転子間トルクが前記設定トルクよりも小さいときに、前記クラッチトルクを作用させることが好適である。   In one aspect of the present invention, the control device sets the amount of power converted by the second power conversion device to the predetermined amount when starting the engine with the second rotor and the drive shaft rotating. It is preferable that the clutch torque is applied when the rotor-to-rotor torque is smaller than the set torque.

本発明の一態様では、制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、前記クラッチトルクを作用させるときは、前記回転子間トルクとエンジンの要求クランキングトルクとに基づいて前記クラッチトルクを制御することが好適である。   In one aspect of the present invention, when the engine is started in a state where the second rotor and the drive shaft are rotating, when the clutch torque is to be applied, the controller torque and the engine torque are increased. It is preferable to control the clutch torque based on the required cranking torque.

本発明の一態様では、制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、前記クラッチトルクを作用させるときは、第2回転子と第1回転子との回転速度差の減少に応じて、前記回転子間トルクを増加させるとともに前記クラッチトルクを減少させることが好適である。   In one aspect of the present invention, when the engine is started while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device performs the first rotor and the first rotation when the clutch torque is applied. It is preferable to increase the inter-rotor torque and reduce the clutch torque in accordance with a decrease in the rotational speed difference with the child.

本発明の一態様では、前記設定トルクは、エンジンの要求クランキングトルクであることが好適である。   In one aspect of the present invention, it is preferable that the set torque is a required cranking torque of the engine.

また、本発明では、制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、第2回転子と第1回転子との回転速度差が設定速度差よりも大きいときは前記クラッチトルクを作用させ、第2回転子と第1回転子との回転速度差が設定速度差以下であるときは前記クラッチトルクを作用させない。 Further, in this onset bright, controller, when performing starting of the engine in a state where the second rotor and the drive shaft is rotating, the rotational speed difference between the second rotor and the first rotor set when greater than the speed difference by the action of the clutch torque, when the rotational speed difference between the second rotor and the first rotor is equal to or less than the set speed difference has a by the action of the clutch torque.

本発明の一態様では、制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、前記回転子間トルクと前記クラッチトルクと駆動軸の要求トルクとに基づいて固定子と第2回転子との間に作用させるトルクを制御することが好適である。   In one aspect of the present invention, when the engine is started while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device converts the torque between the rotor, the clutch torque, and the required torque of the drive shaft. Based on this, it is preferable to control the torque that acts between the stator and the second rotor.

また、本発明では、第2回転子と駆動軸との間の動力伝達を許容または遮断する動力断続機構をさらに備え、制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、駆動軸に駆動トルクが要求されていない条件では、動力断続機構により第2回転子と駆動軸との間の動力伝達を遮断し、さらに、第2回転子と第1回転子との回転速度差が設定速度差よりも大きいときは前記回転子間トルクを作用させずに前記クラッチトルクを作用させ、第2回転子と第1回転子との回転速度差が設定速度差以下であるときは前記クラッチトルクを作用させずに前記回転子間トルクを作用させる。 State Further, in this onset bright, further comprising a power interrupting mechanism that allows or blocks the power transmission between the second rotor and the drive shaft, the control device, the second rotor and the drive shaft is rotating When the engine is started at the condition where the drive torque is not required for the drive shaft, power transmission between the second rotor and the drive shaft is interrupted by the power interrupting mechanism , and further, the second rotor When the rotational speed difference between the first rotor and the first rotor is larger than the set speed difference, the clutch torque is applied without applying the inter-rotor torque, and the rotational speed difference between the second rotor and the first rotor. Is less than the set speed difference, the inter-rotor torque is applied without applying the clutch torque.

本発明によれば、第2回転子及び駆動軸が回転している状態で回転子間トルクを制御してエンジンの始動を行う場合に、回転子間トルクまたは第2回転子と第1回転子との回転速度差に基づいて制御されるクラッチトルク分、第2電力変換装置で電力変換される電力量を減少させることができるとともに、エンジンのクランキングトルクを増加させることができる。その結果、第2電力変換装置の容量の増大を招くことなく、エンジンの始動性を向上させることができる。   According to the present invention, when the engine is started by controlling the torque between the rotors while the second rotor and the drive shaft are rotating, the torque between the rotors or the second rotor and the first rotor. The amount of electric power converted by the second power conversion device can be reduced by an amount corresponding to the clutch torque controlled based on the rotational speed difference, and the cranking torque of the engine can be increased. As a result, the startability of the engine can be improved without increasing the capacity of the second power converter.

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。It is a figure which shows schematic structure of a hybrid drive device provided with the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows schematic structure of the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 回転電機10の入力側ロータ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。2 is a diagram illustrating a configuration example of an input side rotor 28, an output side rotor 18, and a stator 16 of the rotating electrical machine 10. FIG. 回転電機10の入力側ロータ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。2 is a diagram illustrating a configuration example of an input side rotor 28, an output side rotor 18, and a stator 16 of the rotating electrical machine 10. FIG. エンジンの始動を行う場合に電子制御ユニットにより実行される処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the process performed by the electronic control unit when starting an engine. 図5のフローチャートの処理を実行する場合のエンジン始動動作を説明する図である。It is a figure explaining the engine starting operation | movement in the case of performing the process of the flowchart of FIG. エンジンの始動を行う場合に電子制御ユニットにより実行される処理の他の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the other example of the process performed by the electronic control unit when starting an engine. 図7のフローチャートの処理を実行する場合のエンジン始動動作を説明する図である。It is a figure explaining the engine starting operation | movement in the case of performing the process of the flowchart of FIG. エンジンの始動を行う場合に電子制御ユニットにより実行される処理の他の例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the other example of the process performed by the electronic control unit when starting an engine. 図9のフローチャートの処理を実行する場合のエンジン始動動作を説明する図である。It is a figure explaining the engine starting operation in the case of performing the process of the flowchart of FIG.

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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

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。   1-3 is a figure which shows the outline of a structure of the hybrid drive device provided with the power transmission device which concerns on embodiment of this invention, FIG. 1 shows the outline of the whole structure, FIG. The outline of a structure is shown. The hybrid drive device according to the present embodiment is provided between an engine (internal combustion engine) 36 provided as a prime mover capable of generating power (mechanical power), and between the engine 36 and a drive shaft 37 (wheels 38). A transmission (mechanical transmission) 44 capable of changing the transmission ratio, and a rotating electrical machine 10 provided between the engine 36 and the transmission 44 and capable of generating power (mechanical power) and generating power. Prepare. In addition, about the hybrid drive device which concerns on this embodiment, it can be used as a power output device for driving a vehicle, for example.

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。   The rotating electrical machine 10 includes a stator 16 fixed to a stator case (not shown), a first rotor 28 that can rotate relative to the stator 16, a stator 16 and a first rotor 28 in a radial direction perpendicular to the rotor rotation axis, and a predetermined amount. The second rotor 18 is opposed to the stator 16 and the first rotor 28 with a gap. The stator 16 is disposed at a position radially outward from the first rotor 28 and spaced from the first rotor 28, and the second rotor 18 is positioned between the stator 16 and the first rotor 28 in the radial direction. Is arranged. That is, the first rotor 28 is disposed opposite to the second rotor 18 at a position radially inward of the second rotor 18, and the stator 16 is disposed opposite to the second rotor 18 at a position radially outward from the second rotor 18. Has been. Since the first rotor 28 is mechanically connected to the engine 36, the power from the engine 36 is transmitted to the first rotor 28. On the other hand, the second rotor 18 is mechanically coupled to the drive shaft 37 via the transmission 44, so that the power from the second rotor 18 is shifted by the transmission 44 to the drive shaft 37 (wheel 38). It is transmitted after. In the following description, the first rotor 28 is an input side rotor, and the second rotor 18 is an output side rotor.

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。   The input-side rotor 28 includes a rotor core (first rotor core) 52 and a plurality of (for example, three-phase) rotor windings 30 disposed on the rotor core 52 along the circumferential direction thereof. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of rotor windings 30, the rotor windings 30 can generate a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the rotor.

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。   The stator 16 includes a stator core (stator core) 51 and a plurality of (for example, three-phase) stator windings 20 disposed on the stator core 51 along the circumferential direction thereof. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of stator windings 20, the stator windings 20 can generate a rotating magnetic field that rotates in the stator circumferential direction.

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。   The output-side rotor 18 includes a rotor core (second rotor core) 53 and permanent magnets 32 and 33 that are disposed on the rotor core 53 along the circumferential direction thereof and generate a field magnetic flux. The permanent magnet 32 is disposed on the outer peripheral portion of the rotor core 53 so as to face the stator 16 (stator core 51), and the permanent magnet 33 is opposed to the input-side rotor 28 (rotor core 52) on the inner peripheral portion of the rotor core 53. Arranged. Here, the permanent magnets 32 and 33 can also be integrated.

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。   A more detailed configuration example of the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16 is shown in FIG. In the example shown in FIG. 4, the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16 are arranged concentrically. In the stator core 51 of the stator 16, a plurality of teeth 51 a protruding radially inward (toward the output-side rotor 18) are arranged at intervals along the circumferential direction of the stator. The magnetic pole is configured by being wound around the teeth 51a. A plurality of teeth 52a protruding radially outward (toward the output-side rotor 18) are arranged on the rotor core 52 of the input-side rotor 28 at intervals along the circumferential direction of the rotor. Is wound around these teeth 52a, thereby forming a magnetic pole. The teeth 51a of the stator 16 and the permanent magnets 32 of the output-side rotor 18 are opposed to each other in the radial direction perpendicular to the rotation center axis of the output-side rotor 18 (which coincides with the rotation center axis of the input-side rotor 28). The teeth 52a of the side rotor 28 and the permanent magnets 33 of the output side rotor 18 are arranged to face each other in the radial direction. The winding axis of the stator winding 20 and the winding axis of the rotor winding 30 coincide with this radial direction (the direction in which the input side rotor 28 and the output side rotor 18 face each other). The permanent magnets 32 and 33 are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor, and the permanent magnet 32 is embedded in the rotor core 53 in a V shape. However, the permanent magnets 32 and 33 may be exposed on the surface (outer peripheral surface or inner peripheral surface) of the output-side rotor 18 or may be embedded in the output-side rotor 18 (in the rotor core 53). .

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おり、入力側ロータ28に機械的に連結されたクラッチ板(第1回転部材)48aと出力側ロータ18に機械的に連結されたクラッチ板(第2回転部材)48bとの係合/解放により、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合及びその解除を選択的に行うことが可能である。クラッチ板48aとクラッチ板48bとを係合させて、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との間のクラッチ48を介したトルク伝達が許容され、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、クラッチ板48aとクラッチ板48bとを解放して、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クラッチ板48aとクラッチ板48bとの係合/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、クラッチ板48aとクラッチ板48bとの締結力を調整することもできる。クラッチ板48aとクラッチ板48bとの締結力を調整することで、クラッチ板48aとクラッチ板48bとの回転速度差を許容しながら、クラッチ板48aとクラッチ板48bとの間で伝達されるトル(摩擦トルク)を調整することが可能となり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間でクラッチ48を介して伝達されるトルクを調整することが可能となる。   The clutch 48 is provided between the engine 36 and the transmission 44 in parallel with the rotating electrical machine 10 (the input side rotor 28 and the output side rotor 18), and is a clutch mechanically coupled to the input side rotor 28. The engagement between the plate (first rotating member) 48a and the clutch plate (second rotating member) 48b mechanically connected to the output-side rotor 18 results in the mechanical connection between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Engagement and disengagement can be selectively performed. By engaging the clutch plate 48 a and the clutch plate 48 b and mechanically engaging the input side rotor 28 and the output side rotor 18, the clutch 48 between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 is engaged. Torque transmission is permitted, and the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 rotate together at the same rotational speed. On the other hand, the clutch plate 48a and the clutch plate 48b are released, and the mechanical engagement between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 is released, whereby the rotational speed difference between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 is reached. Is acceptable. The clutch 48 here can switch the engagement / release of the clutch plate 48a and the clutch plate 48b using, for example, hydraulic pressure or electromagnetic force, and further, the hydraulic pressure or electromagnetic force supplied to the clutch 48 can be changed. By adjusting, the fastening force between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b can also be adjusted. By adjusting the fastening force between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b, the torque transmitted between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b while allowing the difference in rotational speed between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b ( Friction torque) can be adjusted, and the torque transmitted between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 via the clutch 48 can be adjusted.

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。   The chargeable / dischargeable power storage device 42 provided as a direct current power source can be constituted by a secondary battery, for example, and stores electrical energy. Inverter 40 provided as a first power conversion device that performs power conversion between power storage device 42 and stator winding 20 includes a switching element and a diode (rectifier element) connected in reverse parallel to the switching element. It can be realized by a known configuration, and can be supplied to each phase of the stator winding 20 by converting DC power from the power storage device 42 to AC (for example, three-phase AC) by switching operation of the switching element. . Furthermore, the inverter 40 can also convert power in a direction in which alternating current flowing in each phase of the stator winding 20 is converted into direct current and electric energy is collected in the power storage device 42. Thus, the inverter 40 can perform bidirectional power conversion between the power storage device 42 and the stator winding 20.

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。   The slip ring 95 is mechanically coupled to the input side rotor 28, and is electrically connected to each phase of the rotor winding 30. The brush 96 whose rotation is fixed is pressed against the slip ring 95 to be in electrical contact. The slip ring 95 rotates with the input-side rotor 28 while sliding with respect to the brush 96 (maintaining electrical contact with the brush 96). The brush 96 is electrically connected to the inverter 41. An inverter 41 provided as a second power conversion device that performs power conversion between any of the power storage device 42 and the inverter 40 and the rotor winding 30 includes a switching element and a diode (rectifier connected in reverse parallel to the switching element). Element), the DC power from the power storage device 42 is converted into alternating current (for example, three-phase alternating current) by the switching operation of the switching element, and the rotor is connected via the brush 96 and the slip ring 95. It is possible to supply each phase of the winding 30. Furthermore, the inverter 41 can also perform power conversion in a direction in which an alternating current flowing in each phase of the rotor winding 30 is converted into a direct current. At that time, AC power of the rotor winding 30 is extracted by the slip ring 95 and the brush 96, and the extracted AC power is converted to DC by the inverter 41. The electric power converted into direct current by the inverter 41 can be supplied to each phase of the stator winding 20 after being converted into alternating current by the inverter 40. That is, the inverter 40 can convert either (at least one) of the DC power from the inverter 41 and the DC power from the power storage device 42 into AC and supply it to each phase of the stator winding 20. In addition, the power converted into direct current by the inverter 41 can be recovered by the power storage device 42. Thus, the inverter 41 can perform bidirectional power conversion between any of the power storage device 42 and the inverter 40 and the rotor winding 30.

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。   The electronic control unit 50 controls the alternating current flowing in each phase of the stator winding 20 by controlling the switching operation of the switching element of the inverter 40 and controlling the power conversion in the inverter 40. The electronic control unit 50 controls the alternating current flowing in each phase of the rotor winding 30 by controlling the switching operation of the switching element of the inverter 41 and controlling the power conversion in the inverter 41. The electronic control unit 50 also performs control for switching mechanical engagement / release of the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by switching engagement / release of the clutch 48. Furthermore, the electronic control unit 50 also controls the operating state of the engine 36 and the speed ratio of the transmission 44.

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。   When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of stator windings 20 by the switching operation of the inverter 40, the stator windings 20 generate a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the stator. The torque (magnet torque) can be applied to the output-side rotor 18 by electromagnetic interaction (attraction and repulsion) between the rotating magnetic field generated in the stator winding 20 and the field magnetic flux generated in the permanent magnet 32. The output side rotor 18 can be rotationally driven. That is, the electric power supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20 via the inverter 40 can be converted into the power (mechanical power) of the output-side rotor 18, and the stator 16 and the output-side rotor 18 are connected to the synchronous motor ( PM motor part). Furthermore, it is possible to convert the power of the output side rotor 18 into the electric power of the stator winding 20 and collect it in the power storage device 42 via the inverter 40. As described above, the stator winding 20 of the stator 16 and the permanent magnet 32 of the output side rotor 18 are electromagnetically coupled, so that the rotating magnetic field generated in the stator winding 20 is applied to the output side rotor 18. A torque (magnet torque) can be applied between the stator 16 and the output-side rotor 18. Further, for example, as shown in FIG. 4, an example in which a magnetic material (ferromagnetic material) is disposed between the permanent magnets 32 as salient pole portions facing the stator 16 (tooth 51a), or the permanent magnet 32 is on the output side. In the example embedded in the rotor 18 (in the rotor core 53), the reluctance torque in addition to the magnet torque is also applied to the stator 16 and the output side rotor in response to the rotating magnetic field generated by the stator 16 acting on the output side rotor 18. 18 to act. The electronic control unit 50 controls the torque acting between the stator 16 and the output-side rotor 18 by controlling the amplitude and phase angle of the alternating current flowing through the stator winding 20 by the switching operation of the inverter 40, for example. Can do.

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。   Further, as the input side rotor 28 rotates relative to the output side rotor 18, a rotation difference is generated between the input side rotor 28 (rotor winding 30) and the output side rotor 18 (permanent magnet 33). An induced electromotive force is generated in the winding 30, and an induced current (alternating current) flows in the rotor winding 30 due to the induced electromotive force, thereby generating a rotating magnetic field. The torque can be applied to the output-side rotor 18 by the electromagnetic interaction between the rotating magnetic field generated by the induced current of the rotor winding 30 and the field flux of the permanent magnet 33, and the output-side rotor 18 is driven to rotate. Can do. As described above, the rotor winding 30 of the input-side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output-side rotor 18 are electromagnetically coupled, so that the rotating magnetic field generated in the rotor winding 30 acts on the output-side rotor 18. As a result, torque (magnet torque) acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Therefore, power (mechanical power) can be transmitted between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, and the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 can function as an induction electromagnetic coupling unit.

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。   When the torque (electromagnetic coupling torque) is generated between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by the induced current of the rotor winding 30, the electronic control unit 50 causes the induced current to flow through the rotor winding 30. The switching operation of the inverter 41 is performed so as to allow this. At that time, the electronic control unit 50 controls the alternating current flowing through the rotor winding 30 by the switching operation of the inverter 41, so that the electromagnetic coupling torque acting between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Can be controlled. On the other hand, the electronic control unit 50 maintains the switching element of the inverter 41 in the OFF state and stops the switching operation, so that the induced current does not flow through the rotor winding 30, and the input side rotor 28 and the output side rotor 18 In the meantime, the torque stops working.

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。   Next, the operation of the hybrid drive device according to this embodiment will be described.

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。   When the engine 36 is generating power, the power of the engine 36 is transmitted to the input side rotor 28, and the input side rotor 28 is rotationally driven in the engine rotation direction. When the rotational speed of the input side rotor 28 becomes higher than the rotational speed of the output side rotor 18 in a state where the clutch 48 is released, an induced electromotive force is generated in the rotor winding 30. The electronic control unit 50 performs the switching operation of the inverter 41 so as to allow the induced current to flow through the rotor winding 30. As a result, electromagnetic coupling torque in the engine rotation direction acts on the output side rotor 18 from the input side rotor 28 due to the electromagnetic interaction between the induced current of the rotor winding 30 and the field flux of the permanent magnet 33, and the output side rotor 18 Driven in the direction of engine rotation. Thus, the power from the engine 36 transmitted to the input side rotor 28 is transmitted to the output side rotor 18 by electromagnetic coupling between the rotor winding 30 of the input side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output side rotor 18. The The power transmitted to the output side rotor 18 is transmitted to the drive shaft 37 (wheels 38) after being shifted by the transmission 44, and used for forward driving of the load such as forward drive of the vehicle. Therefore, the wheel 38 can be rotationally driven in the forward direction using the power of the engine 36, and the vehicle can be driven in the forward direction. Further, since the rotation difference between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 can be allowed, the engine 36 does not stall even if the rotation of the wheels 38 is stopped. Therefore, the rotating electrical machine 10 can function as a starting device, and there is no need to separately provide a starting device such as a friction clutch or a torque converter.

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。   Further, AC power generated in the rotor winding 30 is taken out via the slip ring 95 and the brush 96. The extracted AC power is converted into DC by the inverter 41. Then, by the switching operation of the inverter 40, the DC power from the inverter 41 is converted into AC by the inverter 40 and then supplied to the stator winding 20, whereby an AC current flows through the stator winding 20 and rotates to the stator 16. A magnetic field is formed. The torque in the engine rotation direction can be applied to the output side rotor 18 also by the electromagnetic interaction between the rotating magnetic field of the stator 16 and the field flux of the permanent magnet 32 of the output side rotor 18. As a result, a torque amplification function for amplifying the torque of the output side rotor 18 in the engine rotation direction can be realized. It is also possible to collect DC power from the inverter 41 in the power storage device 42.

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。   Further, by controlling the switching operation of the inverter 40 so that electric power is supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20, the wheel 38 is rotated in the normal rotation direction using the power of the engine 36, and the stator winding 20. The rotational drive of the wheel 38 in the forward rotation direction can be assisted by the power of the output-side rotor 18 generated using the power supplied to the wheel. Further, at the time of load deceleration operation, the electronic control unit 50 controls the switching operation of the inverter 40 so that power is recovered from the stator winding 20 to the power storage device 42, so that the load power is transmitted to the stator winding 20 and the permanent magnet. The electric power of the stator winding 20 can be converted by the electromagnetic coupling with 32 and recovered in the power storage device 42.

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。   Further, by engaging the clutch 48 and mechanically connecting the input side rotor 28 and the output side rotor 18, an alternating current does not flow through the rotor winding 30, and the input side rotor 28 and the output side rotor 18 are not connected. Even if torque does not act on the power, the power from the engine 36 can be transmitted to the drive shaft 37 (wheels 38) via the clutch 48. This makes it possible to suppress Joule loss caused by the induction current flowing through the rotor winding 30 due to the slip between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18.

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。   In addition, when EV (Electric Vehicle) traveling is performed by driving the load using the power of the rotating electrical machine 10 without using the power of the engine 36 (rotating the wheel 38), the electronic control unit 50 By controlling the switching operation, drive control of the load is performed. For example, the electronic control unit 50 controls the switching operation of the inverter 40 so that the DC power from the power storage device 42 is converted into AC and supplied to the stator winding 20, thereby supplying power to the stator winding 20. Is converted into power of the output-side rotor 18 by electromagnetic coupling between the stator winding 20 and the permanent magnet 32, and the drive shaft 37 (wheel 38) is rotationally driven. Thus, even if the engine 36 is not generating power, the wheels 38 can be rotationally driven by supplying power to the stator winding 20. In addition, when performing EV traveling, the clutch 48 is controlled to a released state.

また、EV走行やフリーラン(駆動軸37に駆動トルクが伝達されずに車両が惰性で走行する状態)等、出力側ロータ18及び駆動軸37(車輪38)が回転している状態でエンジン36を始動する場合は、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電磁カップリングトルクを作用させることが可能となり、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ことが可能となる。その場合に、インバータ41で交流から直流に電力変換される電力量(ロータ巻線30での発電電力量)は、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と、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差との積に相当する。そのため、出力側ロータ18及び駆動軸37が回転している状態で、電磁カップリングトルクによりエンジン36の始動に十分なクランキングトルクをエンジン36に作用させようとすると、車速(出力側ロータ18の回転速度)が高いほど、インバータ41で電力変換される電力量が増加するため、インバータ41の電気容量を大きく設定する必要がある。一方、インバータ41の電気容量を小さく設定しようとすると、車速(出力側ロータ18の回転速度)が高いときに、電磁カップリングトルクによりエンジン36の始動に十分なクランキングトルクをエンジン36に作用させることが困難となるため、エンジン36の始動性が低下し、さらに、エンジン停止状態でEV走行可能な最高車速(駆動軸37の最高回転速度)も低下する。   Further, the engine 36 is in a state in which the output-side rotor 18 and the drive shaft 37 (wheels 38) are rotating, such as EV travel or free run (a state where the vehicle travels inertially without transmitting drive torque to the drive shaft 37). , The electronic control unit 50 performs the switching operation of the inverter 41 so as to allow the induction current to flow through the rotor winding 30, so that the engine rotation direction is changed from the output side rotor 18 to the input side rotor 28. The electromagnetic coupling torque of the engine 36 can be applied, and the input side rotor 28 can be rotationally driven to crank the engine 36. In this case, the amount of power converted from AC to DC by the inverter 41 (the amount of power generated by the rotor winding 30) is the electromagnetic coupling torque that acts on the input side rotor 28 from the output side rotor 18 and the output side. This corresponds to the product of the rotational speed difference between the rotor 18 and the input side rotor 28. Therefore, if the cranking torque sufficient to start the engine 36 is applied to the engine 36 by the electromagnetic coupling torque while the output side rotor 18 and the drive shaft 37 are rotating, the vehicle speed (the output side rotor 18 Since the amount of electric power converted by the inverter 41 increases as the rotation speed increases, the electric capacity of the inverter 41 needs to be set larger. On the other hand, if the electric capacity of the inverter 41 is set to be small, when the vehicle speed (the rotational speed of the output-side rotor 18) is high, the cranking torque sufficient for starting the engine 36 is applied to the engine 36 by the electromagnetic coupling torque. Therefore, the startability of the engine 36 is reduced, and further, the maximum vehicle speed (maximum rotational speed of the drive shaft 37) at which EV driving is possible with the engine stopped is also reduced.

そこで、本実施形態では、EV走行やフリーラン等、出力側ロータ18及び駆動軸37が回転している状態でエンジン36を始動する場合は、インバータ41で交流から直流に電力変換される電力量(ロータ巻線30での発電電力量)を所定量以下(例えばインバータ41の電気容量以下)に制限するように、ロータ巻線30の交流電流により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルク(回転子間トルク)を作用させる。さらに、電磁カップリングトルクだけでなく、クラッチ48のクラッチ板48aとクラッチ板48bとの間に作用する摩擦トルク(クラッチトルク)も併用して、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。以下、出力側ロータ18及び駆動軸37が回転している状態でエンジン36を始動する場合に、電子制御ユニット50が実行する処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。   Therefore, in the present embodiment, when starting the engine 36 with the output side rotor 18 and the drive shaft 37 rotating, such as EV running or free running, the amount of power that is converted from AC to DC by the inverter 41 Between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by the alternating current of the rotor winding 30 so as to limit (the amount of power generated by the rotor winding 30) to a predetermined amount or less (for example, the electric capacity of the inverter 41 or less). Electromagnetic coupling torque (rotor torque) is applied to Further, not only the electromagnetic coupling torque but also the friction torque (clutch torque) acting between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b of the clutch 48 is used in combination to rotationally drive the input-side rotor 28 and to Make a ranking. Hereinafter, processing executed by the electronic control unit 50 when the engine 36 is started while the output-side rotor 18 and the drive shaft 37 are rotating will be described with reference to the flowchart of FIG.

図5のフローチャートの処理では、まずステップS101において、ロータ巻線30での発電電力量Pcoupをインバータ41の電気容量以下に制限する条件での、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に発生可能な電磁カップリングトルクの最大値Tcmaxが、出力側ロータ18の回転速度Nmgと入力側ロータ28の回転速度Nengとの差Nmg−Nengから算出される。ここでは、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが大きいほど、電磁カップリングトルクの最大値Tcmaxが小さくなる。ステップS102では、ステップS101で算出された電磁カップリングトルクの最大値Tcmaxがエンジン36の要求クランキングトルクTereqよりも小さいか否かが判定される。   In the process of the flowchart of FIG. 5, first, in step S <b> 101, between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 under the condition that the amount of generated power Pcouple in the rotor winding 30 is limited to the electric capacity of the inverter 41 or less. The maximum value Tcmax of the electromagnetic coupling torque that can be generated is calculated from the difference Nmg−Neng between the rotational speed Nmg of the output-side rotor 18 and the rotational speed Neng of the input-side rotor 28. Here, the maximum value Tcmax of the electromagnetic coupling torque decreases as the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 increases. In step S102, it is determined whether or not the maximum value Tcmax of the electromagnetic coupling torque calculated in step S101 is smaller than the required cranking torque Tereq of the engine 36.

ステップS102でTcmax<Tereqの場合は(ステップS102の判定結果がYESの場合)は、ステップS103において、電磁カップリングトルクの目標値がTcmaxに設定され、ロータ巻線30の交流電流により出力側ロータ18と入力側ロータ28との間に作用させる電磁カップリングトルクTcoupが目標値Tcmaxになるように、インバータ41での電力変換(スイッチング動作)が制御される。その際には、インバータ41で交流から直流に電力変換される電力量(ロータ巻線30での発電電力量)Pcoupが所定量(インバータ41の電気容量)になるように、出力側ロータ18から入力側ロータ28に作用させるエンジン回転方向の電磁カップリングトルクTcoupが出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengに基づく目標値Tcmaxに制御される。   If Tcmax <Tereq in step S102 (if the determination result in step S102 is YES), the target value of the electromagnetic coupling torque is set to Tcmax in step S103, and the output side rotor is set by the alternating current of the rotor winding 30. The power conversion (switching operation) in the inverter 41 is controlled so that the electromagnetic coupling torque Tcoup applied between the motor 18 and the input side rotor 28 becomes the target value Tcmax. At that time, from the output side rotor 18 so that the amount of electric power (the amount of electric power generated by the rotor winding 30) Pcouple converted from AC to DC by the inverter 41 becomes a predetermined amount (electric capacity of the inverter 41). The electromagnetic coupling torque Tcoup in the engine rotation direction applied to the input side rotor 28 is controlled to a target value Tcmax based on the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28.

一方、ステップS102でTcmax≧Tereqの場合は(ステップS102の判定結果がNOの場合)は、ステップS104において、電磁カップリングトルクの目標値がTereqに設定され、ロータ巻線30の交流電流により出力側ロータ18と入力側ロータ28との間に作用させる電磁カップリングトルクTcoupが目標値Tereqになるように、インバータ41での電力変換が制御される。その際には、インバータ41で交流から直流に電力変換される電力量Pcoupが所定量以下(インバータ41の電気容量以下)に制限されるように、出力側ロータ18から入力側ロータ28に作用させるエンジン回転方向の電磁カップリングトルクTcoupが目標値Tereqに制御される。   On the other hand, if Tcmax ≧ Tereq in step S102 (when the determination result in step S102 is NO), the target value of the electromagnetic coupling torque is set to Tereq in step S104 and output by the alternating current of the rotor winding 30. The power conversion in the inverter 41 is controlled so that the electromagnetic coupling torque Tcouple that acts between the side rotor 18 and the input side rotor 28 becomes the target value Tereq. At that time, the output side rotor 18 is caused to act on the input side rotor 28 so that the amount of power Pcouple converted from AC to DC by the inverter 41 is limited to a predetermined amount or less (less than the electric capacity of the inverter 41). The electromagnetic coupling torque Tcouple in the engine rotation direction is controlled to the target value Tereq.

ステップS105では、電磁カップリングトルクTcoupに基づいて、クラッチ48のクラッチ板48aとクラッチ板48bとの間に作用させる摩擦トルクTclが制御される。ここでは、クラッチ板48bからクラッチ板48aに作用させるエンジン回転方向の摩擦トルクTclが要求クランキングトルクTereqと電磁カップリングトルクTcoupとの差Tereq−Tcoupになるように、クラッチ板48aとクラッチ板48bとの締結力が制御される。ステップS102でTcmax<Tereqとなり、電磁カップリングトルクTcoupが要求クランキングトルクTereq(設定トルク)よりも小さい場合は、クラッチ48に摩擦トルクTclを作用させ、要求クランキングトルクTereqに足りない分を摩擦トルクTclで補うように、電磁カップリングトルクTcoupと要求クランキングトルクTereqとに基づいて摩擦トルクTclが制御される。その際には、クラッチ板48aとクラッチ板48bとの間に滑りが生じながら摩擦トルクTclが伝達される。一方、ステップS102でTcmax≧Tereqとなり、要求クランキングトルクTereq(設定トルク)以上の電磁カップリングトルクTcoupを発生可能である場合は、クラッチ48に摩擦トルクTclを作用させないように(Tcl=0)、クラッチ48が解放状態に制御される。   In step S105, the friction torque Tcl applied between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b of the clutch 48 is controlled based on the electromagnetic coupling torque Tcouple. Here, the clutch plate 48a and the clutch plate 48b are set such that the friction torque Tcl in the engine rotation direction applied from the clutch plate 48b to the clutch plate 48a becomes the difference Tereq-Tcoup between the required cranking torque Tereq and the electromagnetic coupling torque Tcoup. The fastening force is controlled. If Tcmax <Terreq in step S102 and the electromagnetic coupling torque Tcoup is smaller than the required cranking torque Tereq (set torque), the friction torque Tcl is applied to the clutch 48, and the required cranking torque Tereq is frictioned. The friction torque Tcl is controlled based on the electromagnetic coupling torque Tcoup and the required cranking torque Tereq so as to compensate for the torque Tcl. At that time, the friction torque Tcl is transmitted while slippage occurs between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b. On the other hand, if Tcmax ≧ Tereq is satisfied in step S102 and the electromagnetic coupling torque Tcoup greater than the required cranking torque Tereq (set torque) can be generated, the friction torque Tcl is not applied to the clutch 48 (Tcl = 0). The clutch 48 is controlled to the released state.

ステップS106では、電磁カップリングトルクTcoupと摩擦トルクTclと駆動軸37の要求トルクTdreq(車両の要求駆動力)とに基づいて、ステータ16と出力側ロータ18との間に作用させるPMモータトルクTmgが制御される。駆動軸37の要求トルクTdreq(車両の要求駆動力)については、例えばアクセル開度から設定することが可能である。ここでは、ステータ16から出力側ロータ18に作用させるエンジン回転方向のPMモータトルクTmgがTcoup+Tcl+Tdreq/γ(γは変速機44の変速比)になるように、インバータ40での電力変換(スイッチング動作)が制御される。その際には、インバータ41で直流に変換されたロータ巻線30からの電力と、蓄電装置42からの直流電力がインバータ40で交流に変換されてステータ巻線20へ供給される。   In step S106, PM motor torque Tmg applied between the stator 16 and the output side rotor 18 based on the electromagnetic coupling torque Tcoup, the friction torque Tcl, and the required torque Tdreq of the drive shaft 37 (required driving force of the vehicle). Is controlled. The required torque Tdreq of the drive shaft 37 (required drive force of the vehicle) can be set from the accelerator opening, for example. Here, power conversion (switching operation) in the inverter 40 is performed so that the PM motor torque Tmg in the engine rotation direction applied from the stator 16 to the output side rotor 18 becomes Tcup + Tcl + Tdreq / γ (γ is a gear ratio of the transmission 44). Is controlled. At that time, the electric power from the rotor winding 30 converted into direct current by the inverter 41 and the direct-current power from the power storage device 42 are converted into alternating current by the inverter 40 and supplied to the stator winding 20.

ステップS107では、エンジン36(入力側ロータ28)の回転速度Nengに基づいて、エンジン36の始動が終了したか否かが判定される。ここでは、エンジン36の回転速度Nengが設定速度以上になった場合に、エンジン36の始動が終了したと判定することが可能である。エンジン36の回転速度Nengが設定速度よりも低い場合(ステップS107の判定結果がNOの場合)は、ステップS101に戻る。一方、エンジン36の回転速度Nengが設定速度以上である場合(ステップS107の判定結果がYESの場合)は、本処理の実行を終了する。   In step S107, it is determined based on the rotational speed Neng of the engine 36 (input side rotor 28) whether or not the engine 36 has been started. Here, when the rotational speed Neng of the engine 36 is equal to or higher than the set speed, it can be determined that the start of the engine 36 has been completed. When the rotational speed Neng of the engine 36 is lower than the set speed (when the determination result of step S107 is NO), the process returns to step S101. On the other hand, when the rotational speed Neng of the engine 36 is equal to or higher than the set speed (when the determination result of step S107 is YES), the execution of this process ends.

図5のフローチャートの処理を実行した場合における、入力側ロータ28(エンジン36)の回転速度Neng及び出力側ロータ18の回転速度Nmgの時間変化の一例を図6(a)に示し、電磁カップリングトルクTcoup、クラッチ48の摩擦トルクTcl、エンジン36のクランキングトルクTcr、PMモータトルクTmg、及びEV走行トルクTevの時間変化の一例を図6(b)に示し、インバータ41通過電力(ロータ巻線30の発電電力)Pcoup、クラッチ48の損失パワーPcl、エンジン36のクランキングパワーPcr、EV走行パワーPev、蓄電装置42の電力Pb、及びインバータ40通過電力(PMモータ駆動パワー)Pmgの時間変化の一例を図6(c)に示す。エンジン36のクランキングトルクTcrは以下の(1)式で表され、EV走行トルクTevは以下の(2)式で表され、インバータ41通過電力Pcoupは以下の(3)式で表され、クラッチ48の損失パワーPclは以下の(4)式で表され、エンジン36のクランキングパワーPcrは以下の(5)式で表され、EV走行パワーPevは以下の(6)式で表され、蓄電装置42の電力Pbは以下の(7)式で表され、インバータ40通過電力Pmgは以下の(8)式で表される。   FIG. 6A shows an example of temporal changes in the rotational speed Neng of the input-side rotor 28 (engine 36) and the rotational speed Nmg of the output-side rotor 18 when the processing of the flowchart of FIG. 5 is executed. FIG. 6B shows an example of temporal changes in the torque Tcoup, the friction torque Tcl of the clutch 48, the cranking torque Tcr of the engine 36, the PM motor torque Tmg, and the EV running torque Tev. (30 generated power) Pcop, clutch 48 loss power Pcl, engine 36 cranking power Pcr, EV running power Pev, power storage device power Pb, and inverter 40 passing power (PM motor driving power) Pmg An example is shown in FIG. The cranking torque Tcr of the engine 36 is expressed by the following formula (1), the EV running torque Tev is expressed by the following formula (2), the inverter 41 passing electric power Pcup is expressed by the following formula (3), and the clutch The loss power Pcl of 48 is expressed by the following equation (4), the cranking power Pcr of the engine 36 is expressed by the following equation (5), and the EV running power Pev is expressed by the following equation (6). The electric power Pb of the device 42 is expressed by the following equation (7), and the inverter 40 passing electric power Pmg is expressed by the following equation (8).

Tcr=Tcoup+Tcl (1)
Tev=Tmg−Tcr (2)
Pcoup=Tcoup×(Nmg−Neng)
=(Tcr−Tcl)×(Nmg−Neng) (3)
Pcl=Tcl×(Nmg−Neng) (4)
Pcr=Tcr×Neng=(Tcoup+Tcl)×Neng (5)
Pev=Tev×Nmg=(Tmg−Tcr)×Nmg (6)
Pb=Pcr+Pev+Pcl (7)
Pmg=Pb+Pcoup=(Tev+Tcr)×Nmg (8)
Tcr = Tcoup + Tcl (1)
Tev = Tmg−Tcr (2)
Pcoup = Tcoup × (Nmg−Neng)
= (Tcr-Tcl) × (Nmg-Neng) (3)
Pcl = Tcl × (Nmg−Neng) (4)
Pcr = Tcr × Neng = (Tcup + Tcl) × Neng (5)
Pev = Tev × Nmg = (Tmg−Tcr) × Nmg (6)
Pb = Pcr + Pev + Pcl (7)
Pmg = Pb + Pcoup = (Tev + Tcr) × Nmg (8)

図6において、エンジン36の始動前には、出力側ロータ18及び駆動軸37は回転しており、エンジン36及び入力側ロータ28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、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。その際には、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが大きく、Tcmax<Tereqであるため、インバータ41通過電力Pcoupがインバータ41の電気容量になるように、電磁カップリングトルクTcoupがTcmaxに制御される。それとともに、クラッチ48のクラッチ板48bからクラッチ板48aに作用させるエンジン回転方向の摩擦トルクTclがTereq−Tcoupに制御される。これによって、電磁カップリングトルクTcoupと摩擦トルクTclの両方をエンジン36のクランキングトルクTcrとして作用させるトルク併用動作によるクランキング動作が実行される。さらに、ステータ16から出力側ロータ18に作用させるエンジン回転方向のPMモータトルクTmgがTcoup+Tcl+Tdreq/γに制御される。トルク併用動作によるエンジン36のクランキングが行われることで、エンジン36(入力側ロータ28)の回転速度Nengが徐々に上昇し、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが徐々に減少する。トルク併用動作の実行時(摩擦トルクTclを作用させるとき)には、エンジン36のクランキングトルクTcr(電磁カップリングトルクTcoupと摩擦トルクTclの和)が要求クランキングトルクTereqになるように、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengの減少に応じて、電磁カップリングトルクTcoupを徐々に増加させるとともに、摩擦トルクTclを徐々に減少させる。   In FIG. 6, before the engine 36 is started, the output side rotor 18 and the drive shaft 37 are rotating, and the rotation of the engine 36 and the input side rotor 28 is stopped. When a start command for the engine 36 is output at time t0, an electromagnetic coupling torque Tcoup in the engine rotation direction is applied from the output side rotor 18 to the input side rotor 28 by the alternating current of the rotor winding 30. In this case, since the rotational speed difference Nmg−Neng between the output-side rotor 18 and the input-side rotor 28 is large and Tcmax <Terreq, the electromagnetic coupling is performed so that the electric power Pcouple passing through the inverter 41 becomes the electric capacity of the inverter 41. Torque Tcoup is controlled to Tcmax. At the same time, the friction torque Tcl in the engine rotation direction applied from the clutch plate 48b of the clutch 48 to the clutch plate 48a is controlled to Tereq-Tcup. As a result, a cranking operation by a torque combined operation in which both the electromagnetic coupling torque Tcoup and the friction torque Tcl act as the cranking torque Tcr of the engine 36 is executed. Further, the PM motor torque Tmg in the engine rotation direction applied from the stator 16 to the output-side rotor 18 is controlled to Tcoup + Tcl + Tdreq / γ. By performing cranking of the engine 36 by the torque combined operation, the rotational speed Neng of the engine 36 (input side rotor 28) gradually increases, and the rotational speed difference Nmg-Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 is increased. Decrease gradually. When the torque combined operation is performed (when the friction torque Tcl is applied), the output is performed so that the cranking torque Tcr (the sum of the electromagnetic coupling torque Tcoup and the friction torque Tcl) of the engine 36 becomes the required cranking torque Tereq. As the rotational speed difference Nmg−Neng between the side rotor 18 and the input side rotor 28 decreases, the electromagnetic coupling torque Tcouple is gradually increased and the friction torque Tcl is gradually decreased.

時刻t1において、電磁カップリングトルクTcoupが要求クランキングトルクTereqに達すると、トルク併用動作によるクランキング動作の実行を終了し、摩擦トルクTclを作用させずに(Tcl=0)、電磁カップリングトルクTcoupをクランキングトルクTcrとして作用させる電磁カップリングトルク(ロータ間トルク)伝達動作によるクランキング動作が実行される。電磁カップリングトルク伝達動作の実行時には、インバータ41通過電力Pcoupがインバータ41の電気容量以下に制限されるように、電磁カップリングトルクTcoupがTereqに制御される。さらに、PMモータトルクTmgがTcoup+Tdreq/γに制御される。電磁カップリングトルク伝達動作によるエンジン36のクランキングが行われることで、エンジン36の回転速度Nengがさらに上昇し、時刻t2において、エンジン36の始動が終了する。   When the electromagnetic coupling torque Tcoup reaches the required cranking torque Tereq at time t1, the execution of the cranking operation by the combined torque operation is terminated, and the electromagnetic coupling torque is not applied without applying the friction torque Tcl (Tcl = 0). A cranking operation is performed by an electromagnetic coupling torque (rotor torque) transmission operation that causes Tcoup to act as a cranking torque Tcr. During the execution of the electromagnetic coupling torque transmission operation, the electromagnetic coupling torque Tcouple is controlled to Tereq so that the electric power passing through the inverter 41 is limited to the electric capacity of the inverter 41 or less. Further, the PM motor torque Tmg is controlled to Tcup + Tdreq / γ. By performing cranking of the engine 36 by the electromagnetic coupling torque transmission operation, the rotational speed Neng of the engine 36 further increases, and the start of the engine 36 is completed at time t2.

なお、インバータ41通過電力Pcoupをインバータ41の電気容量以下に制限する条件で発生可能な電磁カップリングトルクの最大値Tcmaxは、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengから決まり、回転速度差Nmg−Nengが大きいほど、電磁カップリングトルクの最大値Tcmaxが小さくなる。そこで、回転速度差Nmg−Nengが設定速度差δNset1よりも大きい場合に摩擦トルクTclを作用させ、回転速度差Nmg−Nengが設定速度差δNset1以下である場合に摩擦トルクTclを作用させないように、回転速度差Nmg−Nengに基づいて摩擦トルクTclを制御することも可能である。ここでの設定速度差δNset1は、インバータ41の電気容量に基づいて設定され、インバータ41の電気容量が小さいほど、δNset1の値が小さくなる。また、トルク併用動作の実行時には、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengの減少に応じて、要求クランキングトルクTereqと電磁カップリングトルクTcoupとの差Tereq−Tcoupも減少するため、回転速度差Nmg−Nengの減少に応じて摩擦トルクTclを減少させるように、回転速度差Nmg−Nengに基づいて摩擦トルクTclを制御することも可能である。また、トルク併用動作の実行時には、インバータ41通過電力Pcoupがインバータ41の電気容量よりも小さい値になるように、電磁カップリングトルクTcoupを制御することも可能である。   The maximum value Tcmax of the electromagnetic coupling torque that can be generated under the condition that the inverter 41 passing power Pcouple is limited to the electric capacity of the inverter 41 or less is determined from the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28. The maximum value Tcmax of the electromagnetic coupling torque decreases as the rotational speed difference Nmg−Neng increases. Therefore, the friction torque Tcl is applied when the rotational speed difference Nmg-Neng is larger than the set speed difference δNset1, and the friction torque Tcl is not applied when the rotational speed difference Nmg-Neng is equal to or less than the set speed difference δNset1. It is also possible to control the friction torque Tcl based on the rotational speed difference Nmg−Neng. The set speed difference δNset1 here is set based on the electric capacity of the inverter 41. The smaller the electric capacity of the inverter 41, the smaller the value of δNset1. Further, when the torque combined operation is executed, the difference Tereq-Tcup between the required cranking torque Tereq and the electromagnetic coupling torque Tcup is also decreased in accordance with the decrease in the rotational speed difference Nmg-Neng between the output-side rotor 18 and the input-side rotor 28. Therefore, it is also possible to control the friction torque Tcl based on the rotation speed difference Nmg-Neng so that the friction torque Tcl is decreased according to the decrease in the rotation speed difference Nmg-Neng. In addition, when the torque combined operation is executed, the electromagnetic coupling torque Tcouple can be controlled so that the inverter 41 passing power Pcup becomes a value smaller than the electric capacity of the inverter 41.

以上説明した本実施形態によれば、EV走行やフリーラン等、出力側ロータ18及び駆動軸37が回転している状態でエンジン36を始動する場合に、エンジン36のクランキングトルクTcrとして、電磁カップリングトルクTcoupに加えてクラッチ48の摩擦トルクTclも併用することで、エンジン36のクランキングトルクTcrを増加させることができるので、エンジン36の始動の所要時間を短くすることができ、エンジン36の始動性を向上させることができる。その際には、要求クランキングトルクTereqに相当する電磁カップリングトルクTcoupを発生可能になるまで、摩擦トルクTclを作用させることで、エンジン36の始動の所要時間をさらに短くすることができる。さらに、摩擦トルクTclを作用させる分、インバータ41通過電力Pcoupを減少させることができるので、インバータ41の電気容量を小さく設定することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、車速(出力側ロータ18の回転速度)が高いときでも、電磁カップリングトルクTcoupと摩擦トルクTclによりエンジン36の始動に十分なクランキングトルクTcrをエンジン36に作用させることができるので、エンジン停止状態でEV走行可能な最高車速(駆動軸37の最高回転速度)を向上させることができる。   According to the present embodiment described above, when the engine 36 is started with the output side rotor 18 and the drive shaft 37 rotating, such as EV running or free run, the cranking torque Tcr of the engine 36 is By using the friction torque Tcl of the clutch 48 in addition to the coupling torque Tcoup, the cranking torque Tcr of the engine 36 can be increased, so that the time required for starting the engine 36 can be shortened. The startability of the can be improved. In that case, the time required for starting the engine 36 can be further shortened by applying the friction torque Tcl until the electromagnetic coupling torque Tcouple corresponding to the required cranking torque Tereq can be generated. Furthermore, since the inverter 41 passing electric power Pcouple can be reduced by the amount of the friction torque Tcl, the electric capacity of the inverter 41 can be set small, and the cost can be reduced. Further, even when the vehicle speed (the rotational speed of the output side rotor 18) is high, the cranking torque Tcr sufficient for starting the engine 36 can be applied to the engine 36 by the electromagnetic coupling torque Tcoup and the friction torque Tcl. It is possible to improve the maximum vehicle speed (maximum rotational speed of the drive shaft 37) that allows EV traveling in the stopped state.

出力側ロータ18及び駆動軸37が回転している状態でエンジン36を始動する場合に、電子制御ユニット50が実行する処理の他の例を図7のフローチャートに示す。図7のフローチャートの処理において、ステップS201〜S204は、図5のフローチャートのステップS101〜S104と同様である。ステップS205では、電磁カップリングトルクTcoupが設定トルクTsetよりも小さいか否かが判定される。ここでの設定トルクTsetは、要求クランキングトルクTereqよりも小さい値に設定される。ステップS205でTcoup<Tsetの場合(ステップS205の判定結果がYESの場合)は、ステップS206において、図5のフローチャートのステップS105と同様に、クラッチ48に作用させる摩擦トルクTclがTereq−Tcoupに制御される。一方、ステップS205でTcoup≧Tsetの場合(ステップS205の判定結果がNOの場合)は、ステップS207において、クラッチ48に摩擦トルクTclを作用させない(Tcl=0)。ステップS208,S209は、図5のフローチャートのステップS106,S107と同様である。   A flowchart of FIG. 7 shows another example of processing executed by the electronic control unit 50 when the engine 36 is started with the output-side rotor 18 and the drive shaft 37 rotating. In the process of the flowchart of FIG. 7, steps S201 to S204 are the same as steps S101 to S104 of the flowchart of FIG. In step S205, it is determined whether or not the electromagnetic coupling torque Tcouple is smaller than the set torque Tset. The set torque Tset here is set to a value smaller than the required cranking torque Tereq. If Tcup <Tset in step S205 (if the determination result in step S205 is YES), in step S206, the friction torque Tcl to be applied to the clutch 48 is controlled to Tereq-Tcup as in step S105 of the flowchart of FIG. Is done. On the other hand, when Tcup ≧ Tset in step S205 (when the determination result in step S205 is NO), the friction torque Tcl is not applied to the clutch 48 in step S207 (Tcl = 0). Steps S208 and S209 are the same as steps S106 and S107 in the flowchart of FIG.

図7のフローチャートの処理を実行した場合における、入力側ロータ28(エンジン36)の回転速度Neng及び出力側ロータ18の回転速度Nmgの時間変化の一例を図8(a)に示し、電磁カップリングトルクTcoup、クラッチ48の摩擦トルクTcl、エンジン36のクランキングトルクTcr、PMモータトルクTmg、及びEV走行トルクTevの時間変化の一例を図8(b)に示し、インバータ41通過電力(ロータ巻線30の発電電力)Pcoup、クラッチ48の損失パワーPcl、エンジン36のクランキングパワーPcr、EV走行パワーPev、蓄電装置42の電力Pb、及びインバータ40通過電力(PMモータ駆動パワー)Pmgの時間変化の一例を図8(c)に示す。時刻t0において、エンジン36の始動指令が出力されると、図6の時刻t0以降と同様に、トルク併用動作によるクランキング動作が実行されることで、エンジン36の回転速度Nengが上昇する。時刻t1において、電磁カップリングトルクTcoupが設定トルクTsetに達すると、トルク併用動作によるクランキング動作の実行を終了し、摩擦トルクTclを作用させずに(Tcl=0)、電磁カップリングトルクTcoupをクランキングトルクTcrとして作用させる電磁カップリングトルク(ロータ間トルク)伝達動作によるクランキング動作が実行される。それとともに、PMモータトルクTmgがTcoup+Tdreq/γに制御される。時刻t1以降では、インバータ41通過電力Pcoupがインバータ41の電気容量になるように、電磁カップリングトルクTcoupがTcmaxに制御され、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengの減少に応じて、電磁カップリングトルクTcoupがTsetから徐々に増加する。時刻t2において、電磁カップリングトルクTcoupが要求クランキングトルクTereqに達すると、インバータ41通過電力Pcoupがインバータ41の電気容量以下に制限されるように、電磁カップリングトルクTcoupがTereqに制御される。電磁カップリングトルク伝達動作によるエンジン36のクランキングが行われることで、エンジン36の回転速度Nengがさらに上昇し、時刻t3において、エンジン36の始動が終了する。   FIG. 8A shows an example of temporal changes in the rotational speed Neng of the input side rotor 28 (engine 36) and the rotational speed Nmg of the output side rotor 18 when the processing of the flowchart of FIG. 7 is executed. FIG. 8B shows an example of the time variation of the torque Tcoup, the friction torque Tcl of the clutch 48, the cranking torque Tcr of the engine 36, the PM motor torque Tmg, and the EV running torque Tev. (30 generated power) Pcop, clutch 48 loss power Pcl, engine 36 cranking power Pcr, EV running power Pev, power storage device power Pb, and inverter 40 passing power (PM motor driving power) Pmg An example is shown in FIG. When a start command for the engine 36 is output at the time t0, the cranking operation by the torque combined operation is executed as in the time after the time t0 in FIG. 6, so that the rotational speed Neng of the engine 36 increases. When the electromagnetic coupling torque Tcoup reaches the set torque Tset at time t1, the execution of the cranking operation by the combined torque operation is terminated, and the electromagnetic coupling torque Tcoup is set without applying the friction torque Tcl (Tcl = 0). A cranking operation is performed by an electromagnetic coupling torque (rotor torque) transmission operation that acts as the cranking torque Tcr. At the same time, the PM motor torque Tmg is controlled to Tcup + Tdreq / γ. After time t1, the electromagnetic coupling torque Tcouple is controlled to Tcmax so that the electric power Pcouple passing through the inverter 41 becomes the electric capacity of the inverter 41, and the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 is reduced. Accordingly, the electromagnetic coupling torque Tcouple gradually increases from Tset. When the electromagnetic coupling torque Tcouple reaches the required cranking torque Tereq at time t2, the electromagnetic coupling torque Tcouple is controlled to Tereq so that the electric power passing through the inverter 41 is limited to the electric capacity of the inverter 41 or less. By performing cranking of the engine 36 by the electromagnetic coupling torque transmission operation, the rotational speed Neng of the engine 36 further increases, and the start of the engine 36 is completed at time t3.

以上説明した図7のフローチャートの処理によれば、電磁カップリングトルクTcoupが要求クランキングトルクTereqよりも小さい設定トルクTsetに達したら、摩擦トルクTclを作用させないため、図5のフローチャートの処理と比較して、エンジン36の始動の所要時間は長くなるものの、クラッチ48の滑りによる損失エネルギーを減らすことができるので、その分蓄電装置42からの持ち出し電力量を減らすことができる。   According to the processing of the flowchart of FIG. 7 described above, the friction torque Tcl is not applied when the electromagnetic coupling torque Tcoup reaches the set torque Tset smaller than the required cranking torque Tereq. Thus, although the time required for starting the engine 36 becomes longer, the energy loss due to slipping of the clutch 48 can be reduced, so that the amount of electric power taken out from the power storage device 42 can be reduced accordingly.

本実施形態では、出力側ロータ18及び駆動軸37が回転している状態でエンジン36を始動する場合に、駆動軸37に駆動トルク(車両に駆動力)が要求されていないときは(Tdreq=0)、出力側ロータ18と駆動軸37との間の動力伝達を遮断した状態で、電磁カップリングトルクTcoup及び摩擦トルクTclを制御することで、エンジン36のクランキングを行うことも可能である。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と駆動軸37との間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と駆動軸37との間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と駆動軸37との間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と駆動軸37との間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と駆動軸37との間の動力伝達を遮断することとも可能であり、その場合は、クラッチが出力側ロータ18と駆動軸37との間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。   In the present embodiment, when the engine 36 is started with the output-side rotor 18 and the drive shaft 37 rotating, when drive torque (drive force to the vehicle) is not required for the drive shaft 37 (Tdreq = 0) It is also possible to crank the engine 36 by controlling the electromagnetic coupling torque Tcoup and the friction torque Tcl in a state where the power transmission between the output side rotor 18 and the drive shaft 37 is cut off. . When the transmission 44 is a stepped transmission such as an automatic transmission (AT) or an automatic manual transmission (AMT), the engagement device for selecting the shift stage of the transmission 44 is released and the transmission 44 is released. Is controlled to the neutral state, the power transmission between the output-side rotor 18 and the drive shaft 37 can be cut off. In this case, the transmission 44 functions as a power interrupt mechanism that allows or blocks power transmission between the output-side rotor 18 and the drive shaft 37. Further, when the transmission 44 is a continuously variable transmission (CVT), it moves forward and backward between the output side rotor 18 and the input shaft of the transmission 44 or between the output shaft of the transmission 44 and the drive shaft 37. By providing the switching device and releasing the clutch and brake of the forward / reverse switching device, it becomes possible to cut off the power transmission between the output-side rotor 18 and the drive shaft 37. In that case, the forward / reverse switching device functions as a power interrupting mechanism that allows or blocks power transmission between the output-side rotor 18 and the drive shaft 37. Further, a clutch is provided between the output side rotor 18 and the input shaft of the transmission 44 or between the output shaft of the transmission 44 and the drive shaft 37, and the output side rotor 18 and the drive shaft 37 are released by releasing the clutch. In this case, the clutch functions as a power interrupting mechanism that allows or interrupts power transmission between the output-side rotor 18 and the drive shaft 37.

出力側ロータ18と駆動軸37との間の動力伝達を遮断した状態でエンジン36を始動する場合に、電子制御ユニット50が実行する処理の一例を図9のフローチャートに示す。図9のフローチャートの処理は、駆動軸37に駆動トルクが要求されていないとき(Tdreq=0)に実行される。   An example of processing executed by the electronic control unit 50 when the engine 36 is started in a state where power transmission between the output-side rotor 18 and the drive shaft 37 is interrupted is shown in the flowchart of FIG. The process of the flowchart of FIG. 9 is executed when drive torque is not required for the drive shaft 37 (Tdreq = 0).

図9のフローチャートの処理では、まずステップS301において、出力側ロータ18と駆動軸37との間の動力伝達が遮断される。ステップS302では、電磁カップリングトルクTcoupを作用させずに(Tcoup=0)、摩擦トルクTclをクランキングトルクTcrとして作用させるクラッチトルク伝達動作によるクランキング動作が実行される。クラッチトルク伝達動作の実行時には、クラッチ板48aとクラッチ板48bとの間に滑りが生じながら摩擦トルクTclが伝達される。また、クラッチトルク伝達動作の実行時には、PMモータトルクTmgを作用させない(Tmg=0)。   In the process of the flowchart of FIG. 9, first, in step S <b> 301, power transmission between the output-side rotor 18 and the drive shaft 37 is interrupted. In step S302, the cranking operation by the clutch torque transmission operation in which the friction torque Tcl is applied as the cranking torque Tcr is performed without applying the electromagnetic coupling torque Tcoup (Tcoup = 0). When the clutch torque transmission operation is executed, the friction torque Tcl is transmitted while slippage occurs between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b. Further, when the clutch torque transmission operation is executed, the PM motor torque Tmg is not applied (Tmg = 0).

ステップS303では、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが設定速度差δNset2以下であるか否かが判定される。ここでの設定速度差δNset2は、インバータ41の電気容量に基づいて設定され、インバータ41の電気容量が小さいほど、δNset2の値が小さくなる。ステップS303でNmg−Neng>δNset2である場合(ステップS303の判定結果がNOの場合)は、ステップS302に戻り、クラッチトルク伝達動作の実行が維持される。一方、ステップS303でNmg−Neng≦δNset2である場合(ステップS303の判定結果がYESの場合)は、ステップS304において、クラッチトルク伝達動作の実行を終了し、摩擦トルクTclを作用させずに(Tcl=0)、電磁カップリングトルクTcoupをクランキングトルクTcrとして作用させる電磁カップリングトルク(ロータ間トルク)伝達動作によるクランキング動作が実行される。電磁カップリングトルク伝達動作の実行時には、インバータ41通過電力Pcoupがインバータ41の電気容量以下に制限されるように電磁カップリングトルクTcoupが制御され、電磁カップリングトルクTcoupに基づいてPMモータトルクTmgが制御される。   In step S303, it is determined whether or not the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 is equal to or less than the set speed difference δNset2. The set speed difference δNset2 here is set based on the electric capacity of the inverter 41. The smaller the electric capacity of the inverter 41, the smaller the value of δNset2. If Nmg−Neng> δNset2 in step S303 (if the determination result in step S303 is NO), the process returns to step S302 and the execution of the clutch torque transmission operation is maintained. On the other hand, if Nmg−Neng ≦ δNset2 in step S303 (if the determination result in step S303 is YES), in step S304, the execution of the clutch torque transmission operation is terminated and the friction torque Tcl is not applied (Tcl). = 0), a cranking operation is performed by an electromagnetic coupling torque (rotor torque) transmission operation that causes the electromagnetic coupling torque Tcoup to act as the cranking torque Tcr. When the electromagnetic coupling torque transmission operation is performed, the electromagnetic coupling torque Tcup is controlled so that the electric power passing through the inverter 41 is limited to the electric capacity of the inverter 41 or less, and the PM motor torque Tmg is calculated based on the electromagnetic coupling torque Tcoup. Be controlled.

ステップS305では、図5のフローチャートのステップS107と同様に、エンジン36の始動が終了したか否かが判定される。エンジン36の回転速度Nengが設定速度よりも低い場合(ステップS305の判定結果がNOの場合)は、ステップS304に戻り、電磁カップリングトルク伝達動作の実行が維持される。一方、エンジン36の回転速度Nengが設定速度以上である場合(ステップS305の判定結果がYESの場合)は、電磁カップリングトルク伝達動作の実行を終了し、本処理の実行を終了する。   In step S305, as in step S107 of the flowchart of FIG. 5, it is determined whether or not the engine 36 has been started. When the rotational speed Neng of the engine 36 is lower than the set speed (when the determination result of step S305 is NO), the process returns to step S304 and the execution of the electromagnetic coupling torque transmission operation is maintained. On the other hand, when the rotational speed Neng of the engine 36 is equal to or higher than the set speed (when the determination result of step S305 is YES), the execution of the electromagnetic coupling torque transmission operation is ended, and the execution of this process is ended.

図9のフローチャートの処理を実行した場合における、入力側ロータ28(エンジン36)の回転速度Neng及び出力側ロータ18の回転速度Nmgの時間変化の一例を図10(a)に示し、電磁カップリングトルクTcoup、クラッチ48の摩擦トルクTcl、及びPMモータトルクTmgの時間変化の一例を図10(b)に示し、インバータ41通過電力(ロータ巻線30の発電電力)Pcoup、蓄電装置42の電力Pb、及びインバータ40通過電力(PMモータ駆動パワー)Pmgの時間変化の一例を図10(c)に示す。時刻t0において、エンジン36の始動指令が出力されると、クラッチトルク伝達動作によるクランキング動作が実行されることで、入力側ロータ28の回転速度Nengが徐々に増加するとともに出力側ロータ18の回転速度Nmgが徐々に減少し、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが徐々に減少する。時刻t1において、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが設定速度差δNset2まで減少すると、クラッチトルク伝達動作によるクランキング動作の実行を終了し、電磁カップリングトルク伝達動作によるクランキング動作が実行される。電磁カップリングトルク伝達動作の実行時には、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが減少し、且つ出力側ロータ18の回転速度Nmgが増加するように、電磁カップリングトルクTcoupに基づいてPMモータトルクTmgが制御される。電磁カップリングトルク伝達動作によるエンジン36のクランキングが行われることで、エンジン36の回転速度Nengがさらに上昇し、時刻t2において、エンジン36の始動が終了する。
FIG. 10A shows an example of temporal changes in the rotational speed Neng of the input side rotor 28 (engine 36) and the rotational speed Nmg of the output side rotor 18 when the processing of the flowchart of FIG. 9 is executed. torque Tcoup, friction torque Tcl of the clutch 48, and PM of an example of a time variation of the motor torque Tmg shown in FIG. 10 (b), (generated power of the rotor winding 30) inverter 41 passes power Pcoup, power Pb of the electric storage device 42 FIG. 10C shows an example of the change over time of the inverter 40 passing power (PM motor driving power) Pmg. When a start command for the engine 36 is output at time t0, the cranking operation by the clutch torque transmission operation is executed, so that the rotational speed Neng of the input side rotor 28 gradually increases and the rotation of the output side rotor 18 rotates. The speed Nmg gradually decreases, and the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 gradually decreases. When the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 decreases to the set speed difference δNset2 at time t1, the execution of the cranking operation by the clutch torque transmission operation is terminated, and the electromagnetic coupling torque transmission operation is performed. A cranking operation is performed. When the electromagnetic coupling torque transmission operation is performed, the electromagnetic coupling torque Tcouple is such that the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 decreases and the rotational speed Nmg of the output side rotor 18 increases. PM motor torque Tmg is controlled based on the above. By performing cranking of the engine 36 by the electromagnetic coupling torque transmission operation, the rotational speed Neng of the engine 36 further increases, and the start of the engine 36 is completed at time t2.

以上説明した図9のフローチャートの処理によれば、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが大きく、インバータ41通過電力Pcoupが増大しやすくなるクランキング初期において、電磁カップリングトルクTcoupを作用させずに、クラッチ48に摩擦トルクTclをエンジン36のクランキングトルクTcrとして作用させることで、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengを速やかに減少させつつ、エンジン36のクランキングを行うことができる。そして、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが減少してから、電磁カップリングトルクTcoupをエンジン36のクランキングトルクTcrとして作用させることで、インバータ41通過電力Pcoupを減少させつつ、エンジン36の始動を速やかに行うことができる。さらに、電磁カップリングトルクTcoupをエンジン36のクランキングトルクTcrとして作用させる際には、出力側ロータ18と入力側ロータ28の回転速度差Nmg−Nengが減少し、且つ出力側ロータ18の回転速度Nmgが増加するように、PMモータトルクTmgを制御することで、エンジン36の始動の所要時間をさらに短くすることができる。   According to the processing of the flowchart of FIG. 9 described above, the electromagnetic coupling is performed at the initial stage of cranking in which the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 is large and the inverter 41 passing power Pcouple is likely to increase. By applying the friction torque Tcl to the clutch 48 as the cranking torque Tcr of the engine 36 without applying the torque Tcoup, the rotational speed difference Nmg-Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 is rapidly reduced. The cranking of the engine 36 can be performed. Then, after the rotational speed difference Nmg−Neng between the output-side rotor 18 and the input-side rotor 28 is reduced, the electromagnetic coupling torque Tcoup is applied as the cranking torque Tcr of the engine 36, thereby reducing the inverter 41 passing power Pcoup. Thus, the engine 36 can be started quickly. Further, when the electromagnetic coupling torque Tcoup is applied as the cranking torque Tcr of the engine 36, the rotational speed difference Nmg−Neng between the output side rotor 18 and the input side rotor 28 is reduced, and the rotational speed of the output side rotor 18 is reduced. By controlling the PM motor torque Tmg so that Nmg increases, the time required for starting the engine 36 can be further shortened.

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。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

1 回転電機、16 ステータ、18 出力側ロータ(第2ロータ)、20 ステータ巻線、28 入力側ロータ(第1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、48a,48b クラッチ板、50 電子制御ユニット、51 ステータコア、52,53 ロータコア、95 スリップリング、96 ブラシ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electrical machine, 16 Stator, 18 Output side rotor (2nd rotor), 20 Stator winding, 28 Input side rotor (1st rotor), 30 Rotor winding, 32, 33 Permanent magnet, 36 Engine, 37 Drive shaft, 38 wheel, 40, 41 inverter, 42 power storage device, 44 transmission, 48 clutch, 48a, 48b clutch plate, 50 electronic control unit, 51 stator core, 52, 53 rotor core, 95 slip ring, 96 brush.

Claims (8)

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であり、駆動軸へ動力を伝達する第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1回転子に連結された第1回転部材と第2回転子に連結された第2回転部材との間で伝達されるトルクを調整可能なクラッチ機構と、
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、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、第2電力変換装置で電力変換される電力量を所定量以下に制限するように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回転子間トルクを制御し、前記回転子間トルクまたは第2回転子と第1回転子との回転速度差に基づいてクラッチ機構の第1回転部材と第2回転部材との間に作用させるクラッチトルクを制御し、
制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、前記回転子間トルクが設定トルクよりも小さいときは前記クラッチトルクを作用させ、前記回転子間トルクが設定トルク以上であるときは前記クラッチトルクを作用させない、動力伝達装置。
A first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field when power from the engine is transmitted and an alternating current flows;
A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field when an alternating current flows;
A second rotor that is rotatable relative to the first rotor and transmits power to the drive shaft, and is rotated between the first rotor in response to a rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A second rotor in which torque acts and torque acts between the stator and the rotating magnetic field generated in the stator conductor;
A first power converter that performs power conversion between the power storage device and the stator conductor;
A second power conversion device that performs power conversion between either the power storage device or the first power conversion device and the rotor conductor;
A clutch mechanism capable of adjusting torque transmitted between a first rotating member connected to the first rotor and a second rotating member connected to the second rotor;
The power conversion in the first power converter is controlled, the torque applied between the stator and the second rotor is controlled by the alternating current of the stator conductor, and the power conversion in the second power converter is controlled. A control device for controlling the torque applied between the first rotor and the second rotor by the alternating current of the rotor conductor;
With
When the engine is started while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device is configured so that the amount of power converted by the second power converter is limited to a predetermined amount or less. The inter-rotor torque that acts between the first rotor and the second rotor is controlled by the alternating current of the motor, and based on the torque between the rotors or the rotational speed difference between the second rotor and the first rotor. Controlling the clutch torque applied between the first rotating member and the second rotating member of the clutch mechanism ;
When starting the engine with the second rotor and the drive shaft rotating, the control device applies the clutch torque when the torque between the rotors is smaller than a set torque, A power transmission device that does not apply the clutch torque when the torque is equal to or greater than a set torque .
請求項1に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、第2電力変換装置で電力変換される電力量を前記所定量にする条件での前記回転子間トルクが前記設定トルクよりも小さいときに、前記クラッチトルクを作用させる、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 1,
When the engine is started in a state where the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device is configured so that the amount of electric power converted by the second power conversion device is set to the predetermined amount. A power transmission device that applies the clutch torque when a torque between the two is smaller than the set torque .
請求項1または2に記載の動力伝達装置であって、
前記設定トルクは、エンジンの要求クランキングトルクである、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 1 or 2,
The power transmission device, wherein the set torque is a required cranking torque of the engine .
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であり、駆動軸へ動力を伝達する第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1回転子に連結された第1回転部材と第2回転子に連結された第2回転部材との間で伝達されるトルクを調整可能なクラッチ機構と、
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、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、第2電力変換装置で電力変換される電力量を所定量以下に制限するように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回転子間トルクを制御し、前記回転子間トルクまたは第2回転子と第1回転子との回転速度差に基づいてクラッチ機構の第1回転部材と第2回転部材との間に作用させるクラッチトルクを制御し、
制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、第2回転子と第1回転子との回転速度差が設定速度差よりも大きいときは前記クラッチトルクを作用させ、第2回転子と第1回転子との回転速度差が設定速度差以下であるときは前記クラッチトルクを作用させない、動力伝達装置。
A first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field when power from the engine is transmitted and an alternating current flows;
A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field when an alternating current flows;
A second rotor that is rotatable relative to the first rotor and transmits power to the drive shaft, and is rotated between the first rotor in response to a rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A second rotor in which torque acts and torque acts between the stator and the rotating magnetic field generated in the stator conductor;
A first power converter that performs power conversion between the power storage device and the stator conductor;
A second power conversion device that performs power conversion between either the power storage device or the first power conversion device and the rotor conductor;
A clutch mechanism capable of adjusting torque transmitted between a first rotating member connected to the first rotor and a second rotating member connected to the second rotor;
The power conversion in the first power converter is controlled, the torque applied between the stator and the second rotor is controlled by the alternating current of the stator conductor, and the power conversion in the second power converter is controlled. A control device for controlling the torque applied between the first rotor and the second rotor by the alternating current of the rotor conductor;
With
When the engine is started while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device is configured so that the amount of power converted by the second power converter is limited to a predetermined amount or less. The inter-rotor torque that acts between the first rotor and the second rotor is controlled by the alternating current of the motor, and based on the torque between the rotors or the rotational speed difference between the second rotor and the first rotor. Controlling the clutch torque applied between the first rotating member and the second rotating member of the clutch mechanism;
When starting the engine while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device is configured such that if the rotational speed difference between the second rotor and the first rotor is larger than the set speed difference, A power transmission device in which a clutch torque is applied and the clutch torque is not applied when a difference in rotational speed between the second rotor and the first rotor is equal to or less than a set speed difference .
請求項〜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、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、前記クラッチトルクを作用させるときは、前記回転子間トルクとエンジンの要求クランキングトルクとに基づいて前記クラッチトルクを制御する、動力伝達装置。
The power transmission device according to any one of claims 1 to 4,
When starting the engine while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device is configured to apply the clutch torque based on the inter-rotor torque and the requested cranking torque of the engine. A power transmission device for controlling the clutch torque .
請求項〜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、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、前記クラッチトルクを作用させるときは、第2回転子と第1回転子との回転速度差の減少に応じて、前記回転子間トルクを増加させるとともに前記クラッチトルクを減少させる、動力伝達装置。
It is a power transmission device of any one of Claims 1-5, Comprising:
When starting the engine while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device determines the rotational speed difference between the second rotor and the first rotor when applying the clutch torque. A power transmission device that increases the torque between the rotors and decreases the clutch torque in accordance with the decrease .
請求項1〜6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、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、前記回転子間トルクと前記クラッチトルクと駆動軸の要求トルクとに基づいて固定子と第2回転子との間に作用させるトルクを制御する、動力伝達装置。
It is a power transmission device of any one of Claims 1-6, Comprising :
When starting the engine in a state where the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device, based on the inter-rotor torque, the clutch torque, and the required torque of the drive shaft, A power transmission device that controls torque applied between the rotor and the rotor .
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であり、駆動軸へ動力を伝達する第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1回転子に連結された第1回転部材と第2回転子に連結された第2回転部材との間で伝達されるトルクを調整可能なクラッチ機構と、
第2回転子と駆動軸との間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、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、第2電力変換装置で電力変換される電力量を所定量以下に制限するように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回転子間トルクを制御し、前記回転子間トルクまたは第2回転子と第1回転子との回転速度差に基づいてクラッチ機構の第1回転部材と第2回転部材との間に作用させるクラッチトルクを制御し、
制御装置は、第2回転子及び駆動軸が回転している状態でエンジンの始動を行う場合に、駆動軸に駆動トルクが要求されていない条件では、動力断続機構により第2回転子と駆動軸との間の動力伝達を遮断し、さらに、第2回転子と第1回転子との回転速度差が設定速度差よりも大きいときは前記回転子間トルクを作用させずに前記クラッチトルクを作用させ、第2回転子と第1回転子との回転速度差が設定速度差以下であるときは前記クラッチトルクを作用させずに前記回転子間トルクを作用させる、動力伝達装置。
A first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field when power from the engine is transmitted and an alternating current flows;
A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field when an alternating current flows;
A second rotor that is rotatable relative to the first rotor and transmits power to the drive shaft, and is rotated between the first rotor in response to a rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A second rotor in which torque acts and torque acts between the stator and the rotating magnetic field generated in the stator conductor;
A first power converter that performs power conversion between the power storage device and the stator conductor;
A second power conversion device that performs power conversion between either the power storage device or the first power conversion device and the rotor conductor;
A clutch mechanism capable of adjusting torque transmitted between a first rotating member connected to the first rotor and a second rotating member connected to the second rotor;
A power interrupt mechanism that allows or interrupts power transmission between the second rotor and the drive shaft;
The power conversion in the first power converter is controlled, the torque applied between the stator and the second rotor is controlled by the alternating current of the stator conductor, and the power conversion in the second power converter is controlled. A control device for controlling the torque applied between the first rotor and the second rotor by the alternating current of the rotor conductor;
With
When the engine is started while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device is configured so that the amount of power converted by the second power converter is limited to a predetermined amount or less. The inter-rotor torque that acts between the first rotor and the second rotor is controlled by the alternating current of the motor, and based on the torque between the rotors or the rotational speed difference between the second rotor and the first rotor. Controlling the clutch torque applied between the first rotating member and the second rotating member of the clutch mechanism;
When the engine is started while the second rotor and the drive shaft are rotating, the control device is configured so that the power interrupting mechanism causes the second rotor and the drive shaft to be driven under the condition that the drive torque is not required for the drive shaft. And the clutch torque is applied without applying the inter-rotor torque when the difference in rotational speed between the second rotor and the first rotor is larger than the set speed difference. And when the difference in rotational speed between the second rotor and the first rotor is equal to or less than the set speed difference, the torque between the rotors is applied without applying the clutch torque .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015077881A (en) * 2013-10-16 2015-04-23 株式会社豊田自動織機 Vehicle control device
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CN113391159B (en) * 2021-08-17 2021-10-29 创能电气科技(南通)有限公司 Frequency converter aging testing device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4435613C1 (en) * 1994-10-05 1996-03-28 Fichtel & Sachs Ag Hybrid drive for a road vehicle
JP3587055B2 (en) * 1998-05-21 2004-11-10 マツダ株式会社 Hybrid vehicle control device
DE10160481A1 (en) * 2001-12-08 2003-06-18 Bosch Gmbh Robert Method for starting an internal combustion engine of a hybrid drive of a motor vehicle
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