JPH10271749A - 動力出力装置およびその制御方法 - Google Patents

動力出力装置およびその制御方法

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JPH10271749A
JPH10271749A JP8772997A JP8772997A JPH10271749A JP H10271749 A JPH10271749 A JP H10271749A JP 8772997 A JP8772997 A JP 8772997A JP 8772997 A JP8772997 A JP 8772997A JP H10271749 A JPH10271749 A JP H10271749A
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彰彦 金森
Yasumi Kawabata
康己 川端
Norihiko Akao
憲彦 赤尾
Hiroaki Urano
広暁 浦野
Tetsuya Miura
徹也 三浦
Masaru Hirako
勝 平子
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機の回転軸の原動機の出力軸との接続と
駆動軸との接続とを切り換えて原動機から出力される動
力を効率よく駆動軸に出力する動力出力装置において、
軸の接続の切り換えをスムーズに行う。 【解決手段】 エンジン５０からの動力は、クランクシ
ャフト５６および駆動軸２２に各々結合されたロータ３
１，３３を有するクラッチモータ３０と、両クラッチ４
５，４６によりクランクシャフト５６または駆動軸２２
に接続されるアシストモータ４０とによって所望の動力
に変換して駆動軸２２に出力される。アシストモータ４
０の接続の切換は、エンジン５０の回転数が駆動軸２２
の回転数と一致したときに両クラッチ４５，４６を共に
ＯＮとした状態を経由して行なう。この結果、切換の際
に駆動軸２２に出力されるトルク変動を小さくすると共
に切換の最中でも駆動軸２２に動力を出力することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びその制御方法に関し、詳しくは、原動機から出力され
る動力を効率的に駆動軸に出力する動力出力装置および
その制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
車両に搭載される装置であって、原動機の出力軸と電動
機のロータに結合された駆動軸とを電磁継手により電磁
的に結合して原動機の動力を駆動軸に出力するものが提
案されている（例えば、特開昭５３−１３３８１４号公
報等）。この動力出力装置では、電動機により車両の走
行を開始し、電動機の回転数が所定の回転数になった
ら、電磁継手へ励磁電流を与えて原動機をクランキング
すると共に原動機への燃料供給や火花点火を行なって原
動機を始動する。原動機が始動した後は、原動機からの
動力を電磁継手の電磁的な結合により駆動軸に出力して
車両を走行させる。電動機は、電磁継手により駆動軸に
出力される動力では駆動軸に必要な動力が不足する場合
に駆動され、この不足分を補う。電磁継手は、駆動軸に
動力を出力している際、その電磁的な結合の滑りに応じ
た電力を回生する。この回生された電力は、走行の開始
の際に用いられる電力としてバッテリに蓄えられたり、
駆動軸の動力の不足分を補う電動機の動力として用いら
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の動力出力装置は、駆動軸の回転数が大きくな
ると、装置全体の効率が低下する場合を生じるという問
題があった。上述の動力出力装置では、駆動軸の回転数
が大きくなったときでも電磁継手により駆動軸に動力を
出力しようとすると、原動機の回転数を駆動軸の回転数
以上にしなければならない。原動機の効率のよい運転ポ
イントの領域は、その回転数と負荷トルクとにより範囲
が定まっているのが通常であるから、その範囲を超える
回転数で駆動軸が回転しているときには、原動機は効率
のよい運転ポイントの範囲外で運転しなければならず、
この結果、装置全体の効率が低下することとなる。
【０００４】出願人は、こうした問題に対する解決策の
１つとして、既に出願した特願平７−２６６４７５号に
おいて、電磁継手に代えて原動機の出力軸と駆動軸とに
それぞれ結合される２つのロータを有し発電動作が可能
な対ロータ電動機を用い、駆動軸の回転数が大きくなっ
たときには、この対ロータ電動機をモータとして制御し
て、原動機の出力軸に結合されたロータに対して相対的
に駆動軸に結合されたロータを回転駆動させることによ
り、駆動軸の回転数より小さな回転数で原動機を運転可
能とするものを提案している。
【０００５】しかし、この提案の装置では、駆動軸の回
転数が原動機の回転数より大きくなったときには、対ロ
ータ電動機を高トルクのまま高回転で運転する必要があ
ると共に、駆動軸に取り付けられた電動機を発電機とし
て動作させて対ロータ電動機により消費される電力を回
生する必要があるため、対ロータ電動機と電動機とがそ
れぞれ高負荷で運転されることになり、駆動軸の回転数
が原動機の回転数より小さいときに比して、前述の従来
例ほどではないが、装置全体の効率が若干低下してしま
う。
【０００６】出願人は、こうした問題に対して、既に出
願した特願平８−３１８７２９号において、電動機の回
転軸を原動機の出力軸と駆動軸とに切り換えて接続可能
な動力出力装置を提案すると共に、原動機の回転数が駆
動軸の回転数より大きいときには電動機を駆動軸に接続
して駆動し、原動機の回転数が駆動軸の回転数より小さ
いときには電動機を原動機の出力軸に接続して駆動する
ものを提案している。
【０００７】本発明の動力出力装置およびその制御方法
は、電動機の回転軸の原動機の出力軸との接続と駆動軸
との接続とを切り換えて原動機から出力される動力を効
率よく駆動軸に出力する動力出力装置において、軸の接
続の切り換えをスムーズに行うことを目的の一つとす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力出力装置およびその制御方法は、上述の目的
の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採っ
た。
【０００９】本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を
出力する動力出力装置であって、出力軸を有する原動機
と、前記出力軸に結合された第１のロータと、前記駆動
軸に結合され該第１のロータに対して相対的に回転可能
な第２のロータとを有し、該両ロータ間の電磁的な結合
を介して該出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りを
する第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは
異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取り
をする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との接
続および該接続の解除を行なう第１の接続手段と、前記
回転軸と前記駆動軸との接続および該接続の解除を行な
う第２の接続手段と、前記出力軸の運転状態を検出する
出力軸状態検出手段と、前記駆動軸の運転状態を検出す
る駆動軸状態検出手段と、前記出力軸状態検出手段によ
り検出される前記出力軸の運転状態と前記駆動軸状態検
出手段により検出される前記駆動軸の運転状態とに基づ
いて、前記第１の接続手段が接続状態で前記第２の接続
手段が接続解除状態の状態から該第１の接続手段が接続
解除状態で該第２の接続手段が接続状態の状態へ、また
は、前記第１の接続手段が接続解除状態で前記第２の接
続手段が接続状態の状態から該第１の接続手段が接続状
態で該第２の接続手段が接続解除状態の状態へ切り換え
る切換制御手段とを備えることを要旨とする。
【００１０】この本発明の動力出力装置は、原動機の出
力軸に結合された第１のロータと、駆動軸に結合され第
１のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータと
を有する第１の電動機が、この両ロータ間の電磁的な結
合を介して原動機の出力軸と駆動軸との間で動力のやり
取りをし、原動機の出力軸および駆動軸とは異なる回転
軸を有する第２の電動機が、この回転軸を介して動力の
やり取りをする。第１の接続手段は、第２の電動機の回
転軸と原動機の出力軸との接続および接続の解除を行
い、第２の接続手段は、第２の電動機の回転軸と駆動軸
との接続および該接続の解除を行う。切換制御手段は、
出力軸状態検出手段により検出される原動機の出力軸の
運転状態と駆動軸状態検出手段により検出される駆動軸
の運転状態とに基づいて、第１の接続手段が接続状態で
第２の接続手段が接続解除状態の状態から第１の接続手
段が接続解除状態で第２の接続手段が接続状態の状態
へ、または、第１の接続手段が接続解除状態で第２の接
続手段が接続状態の状態から第１の接続手段が接続状態
で第２の接続手段が接続解除状態の状態への切り換え
る。なお、ここでいう「動力」は、軸に作用するトルク
とその軸の回転数との積の形態で表わされるエネルギを
意味する。したがって、動力としてのエネルギの大きさ
が同じでも、トルクと回転数とが異なれば、動力として
の形態が異なるから、異なる動力となる。
【００１１】こうした本発明の動力出力装置によれば、
原動機の出力軸の運転状態と駆動軸の運転状態とに基づ
いて第１の接続手段と第２の接続手段の接続状態および
接続解除状態を切り換えるから、切り換えスムーズに行
なうことができる。
【００１２】本発明の動力出力装置において、前記運転
状態は前記出力軸および前記駆動軸の回転数であり、前
記切換制御手段は前記出力軸の回転数と前記駆動軸の回
転数とが略一致するときに前記切り換えを行う手段であ
るものとすることもできる。こうすれば、原動機の出力
軸と駆動軸とに回転数差がほとんど生じないから、スム
ーズに切り換えることができる。
【００１３】この両軸の回転数が一致したときに切り換
える態様の本発明の動力出力装置において、前記切換制
御手段は、前記出力軸の回転数と前記駆動軸の回転数と
が略一致するよう前記原動機，前記第１の電動機および
前記第２の電動機を駆動制御する回転数一致制御手段を
備えるものとすることができる。こうすれば、原動機の
出力軸の回転数と駆動軸の回転数とが異なるときでも回
転数を一致させて切り換えることができる。
【００１４】この回転数一致制御手段を備える態様の本
発明の動力出力装置において、前記回転数一致制御手段
は、前記出力軸の回転数と前記駆動軸の回転数との偏差
が所定の偏差になったときに該出力軸の回転数と該駆動
軸の回転数とが略一致するよう制御する手段であるもの
とすることもできる。ここで、前記所定の偏差は、前記
第１の接続手段が接続状態で前記第２の接続手段が接続
解除状態の状態から該第１の接続手段が接続解除状態で
該第２の接続手段が接続状態の状態へ切り換えるときに
は前記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転数より大きい
状態での第１の偏差であり、前記第１の接続手段が接続
解除状態で前記第２の接続手段が接続状態の状態から該
第１の接続手段が接続状態で該第２の接続手段が接続解
除状態の状態へ切り換えるときには前記出力軸の回転数
が前記駆動軸の回転数より小さい状態での第２の偏差で
あるものとすることもできる。こうすれば、切り換えに
対してヒステリシスを設けることになるから、切り換え
を頻繁に行なうことによって生じる装置の破損を防止す
ることができる。
【００１５】また、両軸の回転数が一致したときに切り
換える態様の本発明の動力出力装置において、前記切換
制御手段は、前記第１の接続手段と前記第２の接続手段
とが共に接続状態となる状態を介して切り換える手段で
あるものとすることができる。こうすれば、原動機から
出力される動力を直接駆動軸に出力する状態を介して切
り換えることになるから、切り換えの際においても駆動
軸に動力を出力することができる。なお、この態様にお
いて、前記切換制御手段により前記第１の接続手段と前
記第２の接続手段とが共に接続状態にあるときには、前
記第１の電動機からトルクが出力されないよう該第１の
電動機を制御する第１電動機制御手段を備えるものとす
ることもできる。こうすれば、第１の電動機からトルク
が出力されないから第１の接続手段や第２の接続手段に
駆動軸に出力するトルク以外のトルクが作用するのを防
止することができると共に、第１の電動機における損失
を小さくすることができ、装置全体のエネルギ効率を向
上させることができる。
【００１６】こうした第１の接続手段と第２の接続手段
とが共に接続状態となる状態を介して切り換える態様の
本発明の動力出力装置において、前記切換制御手段は、
前記第１の接続手段と前記第２の接続手段とを共に接続
状態とするときに前記出力軸および／または前記駆動軸
に生じるトルク変動を打ち消すよう前記第２の電動機を
駆動制御する第２電動機制御手段を備えるものとするこ
ともできる。こうすれば、第１の接続手段と第２の接続
手段とを共に接続状態とするときに原動機の出力軸や駆
動軸に生じ得るトルクショックを小さくすることができ
る。
【００１７】本発明の動力出力装置において、前記運転
状態は前記出力軸および前記駆動軸の回転数であり、前
記切換制御手段は、前記第１の接続手段と前記第２の接
続手段とを共に接続状態とするときに前記出力軸および
／または前記駆動軸に生じるトルク変動を打ち消すよう
前記第２の電動機を駆動制御する第２電動機制御手段を
備え、前記第１の接続手段と前記第２の接続手段とが共
に接続状態となる状態を介して切り換える手段であるも
のとすることもできる。こうすれば、原動機の出力軸の
回転数と駆動軸の回転数とが略一致の状態でないときに
第１の接続手段と第２の接続手段とを共に接続状態とし
て切り換えても、このときに原動機の出力軸や駆動軸に
生じ得るトルクショックを小さくすることができる。
【００１８】本発明の動力出力装置において、前記運転
状態は前記出力軸および前記駆動軸に出力されているト
ルクであり、前記切換制御手段は前記出力軸に出力され
ているトルクと前記駆動軸に出力されているトルクとが
略一致するときに前記切り換えを行う手段であるものと
することもできる。こうすれば、原動機の出力軸と駆動
軸とにトルク偏差がほとんど生じないから、スムーズに
切り換えることができる。
【００１９】この両軸に出力されているトルクが一致し
たときに切り換える態様の本発明の動力出力装置におい
て、前記切換制御手段は、前記出力軸に出力されるトル
クと前記駆動軸に出力されるトルクとが略一致するよう
前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機
を駆動制御するトルク一致制御手段を備えるものとする
こともできる。こうすれば、原動機の出力軸に出力され
ているトルクと駆動軸に出力されているトルクとが異な
るときでもトルクを一致させて切り換えることができ
る。
【００２０】こうしたトルク一致制御手段を備える態様
の本発明の動力出力装置において、前記トルク一致制御
手段は、前記出力軸に出力されているトルクと前記駆動
軸に出力されているトルクとの偏差が所定の偏差になっ
たときに該出力軸に出力されるトルクと該駆動軸に出力
されるトルクとが略一致するよう制御する手段であるも
のとすることもできる。ここで、前記所定の偏差は、前
記第１の接続手段が接続状態で前記第２の接続手段が接
続解除状態の状態から該第１の接続手段が接続解除状態
で該第２の接続手段が接続状態の状態へ切り換えるとき
には前記出力軸に出力されているトルクが前記駆動軸に
出力されているトルクより小さい状態での第１の偏差で
あり、前記第１の接続手段が接続解除状態で前記第２の
接続手段が接続状態の状態から該第１の接続手段が接続
状態で該第２の接続手段が接続解除状態の状態へ切り換
えるときには前記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転数
より大きい状態での第１の偏差であるものとすることも
できる。こうすれば、切り換えに対してヒステリシスを
設けることになるから、切り換えを頻繁に行なうことに
よって生じる装置の破損を防止することができる。
【００２１】また、両軸に出力されているトルクが一致
したときに切り換える態様の本発明の動力出力装置にお
いて、前記切換制御手段は、前記第１の接続手段と前記
第２の接続手段とが共に接続解除状態となる状態を介し
て切り換える手段であるものとすることもできる。こう
すれば、原動機から出力されるトルクを第１の電動機を
介して駆動軸に出力する状態を介して切り換えることに
なるから、切り換えの際においても駆動軸に動力を出力
することができる。
【００２２】こうした第１の接続手段と第２の接続手段
とが共に接続解除状態となる状態を介して切り換える態
様の本発明の動力出力装置において、前記切換制御手段
は、前記第１の接続手段と前記第２の接続手段とを共に
接続解除状態とするとき、前記第２の電動機からトルク
が出力されないよう該第２の電動機を制御する第２電動
機制御手段を備えるものとすることもできる。この態様
では、前記第２の電動機へ電力を供給する電源ラインを
遮断する遮断器を備え、前記第２電動機制御手段は、前
記第１の接続手段と前記第２の接続手段とを共に接続解
除状態とするのに同期して前記遮断器を駆動して前記第
２の電動機への電力の供給を遮断する手段であるものと
することもできる。こうすれば、第１の接続手段と第２
の接続手段とを共に接続解除状態とする際に生じ得る第
２の電動機の回転軸の回転の加速を防止することができ
る。
【００２３】本発明の動力出力装置において、前記運転
状態は前記出力軸および前記駆動軸に出力されている動
力であり、前記切換制御手段は前記出力軸に出力されて
いる動力と前記駆動軸に出力されている動力とが略一致
するときに前記切り換えを行う手段であるものとするこ
ともできる。上述したように「動力」は、軸に作用する
トルクとその軸の回転数との積の形態で表わされるエネ
ルギを意味するから、動力が一致するとは、軸に作用す
るトルクが一致すると共に軸の回転数も一致することを
意味する。したがって、この態様によれば、原動機の出
力軸に出力されているトルクと駆動軸に出力されている
トルクとが略一致すると共に原動機の出力軸の回転数と
駆動軸の回転数とが略一致し、両軸間にトルク偏差も回
転数偏差もほとんど生じないから、極めてスムーズに切
り換えることができる。
【００２４】この両軸に出力されている動力が一致した
ときに切り換える態様の本発明の動力出力装置におい
て、前記切換制御手段は、前記出力軸に出力される動力
と前記駆動軸に出力される動力とが略一致するよう前記
原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆
動制御する動力一致制御手段を備えるものとすることも
できる。こうすれば、原動機の出力軸に出力されている
動力と駆動軸に出力されている動力とが異なるときでも
動力を一致させて切り換えることができる。
【００２５】こうした動力一致制御手段を備える態様の
本発明の動力出力装置において、前記動力一致制御手段
は、前記出力軸に出力されている動力と前記駆動軸に出
力されている動力との偏差が所定の偏差になったときに
該出力軸に出力される動力と該駆動軸に出力される動力
とが略一致するよう制御する手段であるものとすること
もできる。ここで、前記所定の偏差は、前記第１の接続
手段が接続状態で前記第２の接続手段が接続解除状態の
状態から該第１の接続手段が接続解除状態で該第２の接
続手段が接続状態の状態へ切り換えるときには、前記出
力軸の回転数が前記駆動軸の回転数より大きい状態での
第１の偏差および／または前記出力軸に出力されている
トルクが前記駆動軸に出力されているトルクより小さい
状態での第２の偏差であり、前記第１の接続手段が接続
解除状態で前記第２の接続手段が接続状態の状態から該
第１の接続手段が接続状態で該第２の接続手段が接続解
除状態の状態へ切り換えるときには、前記出力軸の回転
数が前記駆動軸の回転数より大きい状態での第３の偏差
および／または前記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転
数より大きい状態での第４の偏差であるものとすること
もできる。こうすれば、切り換えに対してヒステリシス
を設けることになるから、切り換えを頻繁に行なうこと
によって生じる装置の破損を防止することができる。
【００２６】また、両軸に出力されている動力が一致し
たときに切り換える態様の本発明の動力出力装置におい
て、前記切換制御手段は、前記第１の接続手段と前記第
２の接続手段とが共に接続状態または接続解除状態とな
る状態を介して切り換える手段であるものとすることも
できる。第１の接続手段と第２の接続手段とが共に接続
状態となる状態を介して切り換えるものとすれば、原動
機から出力される動力を直接駆動軸に出力する状態を介
して切り換えることになるから、切り換えの際において
も駆動軸に動力を出力することができ、第１の接続手段
と第２の接続手段とが共に接続解除状態となる状態を介
して切り換えるものとすれば、原動機から出力されるト
ルクを第１の電動機を介して駆動軸に出力する状態を介
して切り換えることになるから、切り換えの際において
も駆動軸に動力を出力することができる。なお、この第
１の接続手段と第２の接続手段とが共に接続状態となる
状態を介して切り換える態様において、切換制御手段に
より前記第１の接続手段と前記第２の接続手段とが共に
接続状態にあるときには、前記第１の電動機からトルク
が出力されないよう該第１の電動機を制御する第１電動
機制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれ
ば、第１の電動機からトルクが出力されないから第１の
接続手段や第２の接続手段に駆動軸に出力するトルク以
外のトルクが作用するのを防止することができると共
に、第１の電動機における損失を小さくすることがで
き、装置全体のエネルギ効率を向上させることができ
る。
【００２７】また、本発明の動力出力装置において、前
記運転状態は、前記出力軸および前記駆動軸の回転数と
該出力軸および該駆動軸に出力されているトルクであ
り、前記切換制御手段は、前記第１の接続手段が接続状
態で前記第２の接続手段が接続解除状態の状態から該第
１の接続手段が接続解除状態で該第２の接続手段が接続
状態の状態へ切り換えるときには、前記出力軸に出力さ
れるトルクと前記駆動軸に出力されるトルクとが略一致
するよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２
の電動機を駆動制御すると共に、該出力軸に出力されて
いるトルクと該駆動軸に出力されているトルクとが略一
致したときに前記切り換えを行う第１切換制御手段と、
前記第１の接続手段が接続解除状態で前記第２の接続手
段が接続状態の状態から該第１の接続手段が接続状態で
該第２の接続手段が接続解除状態の状態へ切り換えると
きには、前記出力軸の回転数と前記駆動軸の回転数とが
略一致するよう前記原動機，前記第１の電動機および前
記第２の電動機を駆動制御すると共に、該出力軸の回転
数と該駆動軸の回転数とが略一致したときに前記切り換
えを行う第２切換制御手段とを備えるものとすることも
できる。
【００２８】こうすれば、第１の接続手段が接続状態で
第２の接続手段が接続解除状態の状態から第１の接続手
段が接続解除状態で第２の接続手段が接続状態の状態へ
切り換えるときには、トルクを優先して切り換え、第１
の接続手段が接続解除状態で第２の接続手段が接続状態
の状態から第１の接続手段が接続状態で第２の接続手段
が接続解除状態の状態へ切り換えるときには、回転数を
優先して切り換えることができる。
【００２９】あるいは、本発明の動力出力装置におい
て、前記運転状態は、前記出力軸および前記駆動軸の回
転数と該出力軸および該駆動軸に出力されているトルク
であり、前記切換制御手段は、前記第１の接続手段が接
続状態で前記第２の接続手段が接続解除状態の状態から
該第１の接続手段が接続解除状態で該第２の接続手段が
接続状態の状態へ切り換えるときには、前記出力軸の回
転数と前記駆動軸の回転数とが略一致するよう前記原動
機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制
御すると共に、該出力軸の回転数と該駆動軸の回転数と
が略一致したときに前記切り換えを行う第１切換制御手
段と、前記第１の接続手段が接続解除状態で前記第２の
接続手段が接続状態の状態から該第１の接続手段が接続
状態で該第２の接続手段が接続解除状態の状態へ切り換
えるときには、前記出力軸に出力されるトルクと前記駆
動軸に出力されるトルクとが略一致するよう前記原動
機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制
御すると共に、該出力軸に出力されているトルクと該駆
動軸に出力されているトルクとが略一致したときに前記
切り換えを行う第２切換制御手段とを備えるものとする
こともできる。
【００３０】こうすれば、第１の接続手段が接続状態で
第２の接続手段が接続解除状態の状態から第１の接続手
段が接続解除状態で第２の接続手段が接続状態の状態へ
切り換えるときには、回転数を優先して切り換え、第１
の接続手段が接続解除状態で第２の接続手段が接続状態
の状態から第１の接続手段が接続状態で第２の接続手段
が接続解除状態の状態へ切り換えるときには、トルクを
優先して切り換えることができる。
【００３１】これら各態様を含め本発明の動力出力装置
において、前記第１の電動機の駆動に必要な電力の供給
と前記第２の電動機の駆動に必要な電力の供給とが可能
な蓄電手段と、前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定
する目標動力設定手段と、前記切換制御手段による切り
換えに拘わらず前記目標動力が前記駆動軸に出力される
よう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電
動機を駆動制御する駆動制御手段と、を備えるものとす
ることもできる。こうすれば、切り換えの際にも駆動軸
に所望の動力を出力することができる。
【００３２】本発明の第１の動力出力装置の制御方法
は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された
第１のロータと、駆動軸に結合され該第１のロータに対
して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該両ロ
ータ間の電磁的な結合を介して該出力軸と該駆動軸との
間で動力のやり取りをする第１の電動機と、前記出力軸
および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を
介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転
軸と前記出力軸との接続および該接続の解除を司る第１
の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との接続および
該接続の解除を司る第２の接続手段とを備え、前記駆動
軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記出力軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを検
出し、（ｂ）該検出された前記出力軸の回転数と前記駆
動軸の回転数とが略一致するとき、前記第１の接続手段
が接続状態で前記第２の接続手段が接続解除状態の状態
から該第１の接続手段が接続解除状態で該第２の接続手
段が接続状態の状態へ、または、前記第１の接続手段が
接続解除状態で前記第２の接続手段が接続状態の状態か
ら該第１の接続手段が接続状態で該第２の接続手段が接
続解除状態の状態へ切り換えることを要旨とする。
【００３３】この本発明の第１の動力出力装置の制御方
法によれば、原動機の出力軸の回転数と駆動軸の回転数
とが略一致し、両軸に回転数差がほとんどないときに切
り換えるから、スムーズに切り換えることができる。
【００３４】本発明の第２の動力出力装置の制御方法
は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された
第１のロータと、駆動軸に結合され該第１のロータに対
して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該両ロ
ータ間の電磁的な結合を介して該出力軸と該駆動軸との
間で動力のやり取りをする第１の電動機と、前記出力軸
および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を
介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転
軸と前記出力軸との接続および該接続の解除を司る第１
の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との接続および
該接続の解除を司る第２の接続手段とを備え、前記駆動
軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記出力軸に出力されているトルクと前記駆動軸
に出力されているトルクとを検出し、（ｂ）該検出され
た前記出力軸に出力されているトルクと前記駆動軸に出
力されているトルクとが略一致するとき、前記第１の接
続手段が接続状態で前記第２の接続手段が接続解除状態
の状態から該第１の接続手段が接続解除状態で該第２の
接続手段が接続状態の状態へ、または、前記第１の接続
手段が接続解除状態で前記第２の接続手段が接続状態の
状態から該第１の接続手段が接続状態で該第２の接続手
段が接続解除状態の状態へ切り換えることを要旨とす
る。
【００３５】本発明の第２の動力出力装置の制御方法に
よれば、原動機の出力軸に出力されているトルクと駆動
軸に出力されているトルクとが略一致し、両軸にトルク
偏差がほとんどないときに切り換えるから、スムーズに
切り換えることができる。
【００３６】本発明の第３の動力出力装置の制御方法
は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された
第１のロータと、駆動軸に結合され該第１のロータに対
して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該両ロ
ータ間の電磁的な結合を介して該出力軸と該駆動軸との
間で動力のやり取りをする第１の電動機と、前記出力軸
および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を
介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転
軸と前記出力軸との接続および該接続の解除を司る第１
の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との接続および
該接続の解除を司る第２の接続手段とを備え、前記駆動
軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、
（ａ）前記出力軸に出力されている動力と前記駆動軸に
出力されている動力とを検出し、（ｂ）該検出された前
記出力軸に出力されている動力と前記駆動軸に出力され
ている動力とが略一致するとき、前記第１の接続手段が
接続状態で前記第２の接続手段が接続解除状態の状態か
ら該第１の接続手段が接続解除状態で該第２の接続手段
が接続状態の状態へ、または、前記第１の接続手段が接
続解除状態で前記第２の接続手段が接続状態の状態から
該第１の接続手段が接続状態で該第２の接続手段が接続
解除状態の状態へ切り換えることを要旨とする。
【００３７】本発明の第３の動力出力装置の制御方法に
よれば、原動機の出力軸に出力されているトルクと駆動
軸に出力されているトルクとが略一致すると共に原動機
の出力軸の回転数と駆動軸の回転数とが略一致し、両軸
間にトルク偏差も回転数偏差もほとんどないときに切り
換えるから、極めてスムーズに切り換えることができ
る。
【００３８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。図１は本発明の第１の実施例とし
ての動力出力装置２０の概略構成を示す構成図、図２は
図１の動力出力装置２０を組み込んだ車両の概略構成を
示す構成図である。説明の都合上、まず図２を用いて、
車両全体の構成から説明する。
【００３９】図２に示すように、この車両には、動力源
であるエンジン５０としてガソリンにより運転されるガ
ソリンエンジンが備えられている。このエンジン５０
は、吸気系からスロットルバルブ６６を介して吸入した
空気と燃料噴射弁５１から噴射されたガソリンとの混合
気を燃焼室５２に吸入し、この混合気の爆発により押し
下げられるピストン５４の運動をクランクシャフト５６
の回転運動に変換する。ここで、スロットルバルブ６６
はアクチュエータ６８により開閉駆動される。点火プラ
グ６２は、イグナイタ５８からディストリビュータ６０
を介して導かれた高電圧によって電気火花を形成し、混
合気はその電気火花によって点火されて爆発燃焼する。
【００４０】このエンジン５０の運転は、電子制御ユニ
ット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）７０により制御され
ている。ＥＦＩＥＣＵ７０には、エンジン５０の運転状
態を示す種々のセンサが接続されている。例えば、スロ
ットルバルブ６６の開度（ポジション）を検出するスロ
ットルバルブポジションセンサ６７、エンジン５０の負
荷を検出する吸気管負圧センサ７２、エンジン５０の水
温を検出する水温センサ７４、ディストリビュータ６０
に設けられクランクシャフト５６の回転数と回転角度を
検出する回転数センサ７６および回転角度センサ７８な
どである。なお、ＥＦＩＥＣＵ７０には、この他、例え
ばイグニッションキーの状態ＳＴを検出するスタータス
イッチ７９なども接続されているが、その他のセンサ，
スイッチなどの図示は省略した。
【００４１】エンジン５０のクランクシャフト５６に
は、後述するクラッチモータ３０およびアシストモータ
４０を介して駆動軸２２が結合されている。駆動軸２２
は、ディファレンシャルギヤ２４に結合されており、動
力出力装置２０からのトルクは最終的に左右の駆動輪２
６，２８に伝達される。このクラッチモータ３０および
アシストモータ４０は、制御装置８０により制御されて
いる。制御装置８０の構成は後で詳述するが、内部には
制御ＣＰＵが備えられており、シフトレバー８２に設け
られたシフトポジションセンサ８４やアクセルペダル６
４に設けられたアクセルペダルポジションセンサ６４
ａ，ブレーキペダル６５に設けられたブレーキペダルポ
ジションセンサ６５ａなども接続されている。また、制
御装置８０は、上述したＥＦＩＥＣＵ７０と通信によ
り、種々の情報をやり取りしている。これらの情報のや
り取りを含む制御については、後述する。
【００４２】図１に示すように、実施例の動力出力装置
２０は、エンジン５０と、エンジン５０のクランクシャ
フト５６にインナロータ３１が結合されると共に駆動軸
２２にアウタロータ３３が結合されたクラッチモータ３
０と、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とによりク
ランクシャフト５６または駆動軸２２に機械的にロータ
４１が接続されるアシストモータ４０と、クラッチモー
タ３０およびアシストモータ４０を駆動制御する制御装
置８０とから構成されている。
【００４３】クラッチモータ３０は、図１に示すよう
に、インナロータ３１の外周面に永久磁石３２を備え、
アウタロータ３３に形成されたスロットに三相のコイル
３４を巻回する同期電動機として構成されている。この
三相コイル３４への電力は、スリップリング３５を介し
て供給される。アウタロータ３３において三相コイル３
４用のスロットおよびティースを形成する部分は、無方
向性電磁鋼板の薄板を積層することで構成されている。
永久磁石３２は、実施例では８個（Ｎ極，Ｓ極が各４
個）設けられており、インナロータ３１の内周面に貼付
されている。その磁化方向はクラッチモータ３０の軸中
心に向かう方向であり、一つおきに磁極の方向は逆向き
になっている。この永久磁石３２と僅かなギャップによ
り対向するアウタロータ３３の三相コイル３４は、アウ
タロータ３３に設けられた計１２個のスロット（図示せ
ず）に巻回されており、各コイルに通電すると、スロッ
トを隔てるティースを通る磁束を形成する。各コイルに
三相交流を流すと、この磁界は回転する。三相コイル３
４の各々は、スリップリング３５から電力の供給を受け
るよう接続されている。このスリップリング３５は、駆
動軸２２に固定された回転リング３５ａとブラシ３５ｂ
とから構成されている。なお、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の
電流をやり取りするために、スリップリング３５には三
相分の回転リング３５ａとブラシ３５ｂとが用意されて
いる。
【００４４】隣接する一組の永久磁石３２が形成する磁
界と、アウタロータ３３に設けられた三相コイル３４が
形成する回転磁界との相互作用により、インナロータ３
１とアウタロータ３３とは種々の振る舞いを示す。通常
は、三相コイル３４に流す三相交流の周波数は、クラン
クシャフト５６に直結されたインナロータ３１の回転数
とアウタロータ３３の回転数との偏差の周波数としてい
る。
【００４５】他方、アシストモータ４０も同期電動機と
して構成されているが、回転磁界を形成する三相コイル
４４は、ケース４９に固定されたステータ４３に巻回さ
れている。このステータ４３も、無方向性電磁鋼板の薄
板を積層することで形成されている。ロータ４１は、ク
ランクシャフト５６と同軸の中空軸であるロータ回転軸
３８に取り付けられており、ロータ４１の外周面には、
複数個の永久磁石４２が設けられている。アシストモー
タ４０では、この永久磁石４２により磁界と三相コイル
４４が形成する磁界との相互作用により、ロータ４１が
回転する。ロータ回転軸３８は、アシストモータ４０と
クラッチモータ３０との間に配置された第１クラッチ４
５によりクランクシャフト５６に機械的に接続されたり
その接続が解除されるようになっており、また、第２ク
ラッチ４６によりクラッチモータ３０のアウタロータ３
３を介して駆動軸２２に機械的に接続されたりその接続
が解除されるようになっている。なお、第１クラッチ４
５および第２クラッチ４６は、図示しない油圧回路によ
り動作するようになっている。
【００４６】また、駆動軸２２，ロータ回転軸３８およ
びクランクシャフト５６には、その回転角度θｄ，θ
ｒ，θｅを検出するレゾルバ３７，４７，５７が設けら
れている。なお、クランクシャフト５６の回転角度θｅ
を検出するレゾルバ５７は、ディストリビュータ６０に
設けられた回転角度センサ７８と兼用することも可能で
ある。
【００４７】クラッチモータ３０とアシストモータ４０
の配置は後述するようにエンジン５０側からクラッチモ
ータ３０，アシストモータ４０とする配置も可能である
が、実施例の動力出力装置２０のようにアシストモータ
４０をエンジン５０とクラッチモータ３０とで挟持する
ように配置したのは、後述するようにアシストモータ４
０のみで車両を駆動する必要からクラッチモータ３０に
比してアシストモータ４０が大きくなるため、大きなア
シストモータ４０をより大きなエンジン５０に隣接させ
ることにより動力出力装置２０をまとまりのあるものと
するためである。また、第１クラッチ４５と第２クラッ
チ４６の配置も後述するように種々の配置が可能である
が、実施例の動力出力装置２０のようにアシストモータ
４０とクラッチモータ３０との間に配置したのは、これ
ら両クラッチ４５，４６は比較的小さいため、アシスト
モータ４０とクラッチモータ３０との間に生じる隙間に
入れて動力出力装置２０をよりコンパクトなものとする
ためである。
【００４８】次に、クラッチモータ３０およびアシスト
モータ４０を駆動制御する制御装置８０について説明す
る。制御装置８０は、クラッチモータ３０を駆動する第
１の駆動回路９１と、アシストモータ４０を駆動する第
２の駆動回路９２と、両駆動回路９１，９２を制御する
と共に第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を駆動
制御する制御ＣＰＵ９０と、二次電池であるバッテリ９
４とから構成されている。制御ＣＰＵ９０は、１チップ
マイクロプロセッサであり、内部に、ワーク用のＲＡＭ
９０ａ、処理プログラムを記憶したＲＯＭ９０ｂ、入出
力ポート（図示せず）およびＥＦＩＥＣＵ７０と通信を
行なうシリアル通信ポート（図示せず）を備える。この
制御ＣＰＵ９０には、レゾルバ３７からの駆動軸２２の
回転角度θｄ、レゾルバ４７からのロータ回転軸３８の
回転角度θｒ、レゾルバ５７からのエンジン５０の回転
角度θｅ、アクセルペダルポジションセンサ６４ａから
のアクセルペダルポジション（アクセルペダルの踏込
量）ＡＰ、ブレーキペダルポジションセンサ６５ａから
のブレーキペダルポジション（ブレーキペダル６５の踏
込量）ＢＰ、シフトポジションセンサ８４からのシフト
ポジションＳＰ、第１クラッチ４５および第２クラッチ
４６からの両クラッチのオン・オフ信号、第１の駆動回
路９１に設けられた２つの電流検出器９５，９６からの
クラッチ電流値Ｉｕｃ，Ｉｖｃ、第２の駆動回路に設け
られた２つの電流検出器９７，９８からのアシスト電流
値Ｉｕａ，Ｉｖａ、バッテリ９４の残容量を検出する残
容量検出器９９からの残容量ＢRMなどが入力ポートを介
して入力されている。なお、残容量検出器９９は、バッ
テリ９４の電解液の比重またはバッテリ９４の全体の重
量を測定して残容量を検出するものや、充電・放電の電
流値と時間を演算して残容量を検出するものや、バッテ
リの端子間を瞬間的にショートさせて電流を流し内部抵
抗を測ることにより残容量を検出するものなどが知られ
ている。
【００４９】また、制御ＣＰＵ９０からは、第１の駆動
回路９１に設けられたスイッチング素子である６個のト
ランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を駆動する制御信号ＳＷ
１、第２の駆動回路９２に設けられたスイッチング素子
としての６個のトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６を
駆動する制御信号ＳＷ２、第１クラッチ４５および第２
クラッチ４６を駆動する駆動信号などが出力されてい
る。第１の駆動回路９１内の６個のトランジスタＴｒ１
ないしＴｒ６は、トランジスタインバータを構成してお
り、それぞれ、一対の電源ラインＬ１，Ｌ２に対してソ
ース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置され、
その接続点に、クラッチモータ３０の三相コイル（ＵＶ
Ｗ）３６の各々が、スリップリング３５を介して接続さ
れている。電源ラインＬ１，Ｌ２は、バッテリ９４のプ
ラス側とマイナス側に、それぞれ接続されているから、
制御ＣＰＵ９０により対をなすトランジスタＴｒ１ない
しＴｒ６のオン時間の割合を制御信号ＳＷ１により順次
制御し、各コイル３４に流れる電流を、ＰＷＭ制御によ
って擬似的な正弦波にすると、三相コイル３４により、
回転磁界が形成される。
【００５０】他方、第２の駆動回路９２の６個のトラン
ジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６も、トランジスタインバ
ータを構成しており、それぞれ、第１の駆動回路９１と
同様に配置されていて、対をなすトランジスタの接続点
は、アシストモータ４０の三相コイル４４の各々に接続
されている。従って、制御ＣＰＵ９０により対をなすト
ランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオン時間を制御信
号ＳＷ２により順次制御し、各コイル４４に流れる電流
を、ＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にすると、三相
コイル４４により、回転磁界が形成される。
【００５１】以上構成を説明した実施例の動力出力装置
２０の動作について説明する。いま、第１クラッチ４５
をオフとし第２クラッチ４６をオンとした場合と、逆に
第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフと
した場合を考える。前者は、ロータ回転軸３８とクラン
クシャフト５６との接続を解除すると共にロータ回転軸
３８と駆動軸２２とを接続する場合であり、図３の模式
図に示すように、アシストモータ４０を駆動軸２２に取
り付けた構成となり、後者は、ロータ回転軸３８とクラ
ンクシャフト５６とを接続すると共にロータ回転軸３８
と駆動軸２２との接続を解除する場合であり、図４の模
式図に示すように、アシストモータ４０をクランクシャ
フト５６に取り付けた構成となる。まず、前者（第１ク
ラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとした場
合）の動作について説明し、次に後者（第１クラッチ４
５をオンとし第２クラッチ４６をオフとした場合）の動
作について説明する。
【００５２】実施例の動力出力装置２０において第１ク
ラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとした場
合の動作原理、特にトルク変換の原理は以下の通りであ
る。エンジン５０がＥＦＩＥＣＵ７０により運転され、
エンジン５０が回転数Ｎｅで回転しており、駆動軸２２
がこの回転数Ｎｅより小さな回転数Ｎｄ１で回転してい
るものとする。このとき、制御装置８０がスリップリン
グ３５を介してクラッチモータ３０の三相コイル３４に
何等電流を流していないとすれば、即ち第１の駆動回路
９１のトランジスタＴｒ１，３，５をオフとしトランジ
スタＴｒ２，４，６をオンとした状態であれば、三相コ
イル３４には何等の電流も流れないから、クラッチモー
タ３０のインナロータ３１とアウタロータ３３とは電磁
的に全く結合されていない状態となり、エンジン５０の
クランクシャフト５６は空回りしている状態となる。こ
の状態では、トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６がオフと
なっているから、三相コイル３４からの回生も行なわれ
ない。すなわち、エンジン５０はアイドル回転をしてい
ることになる。
【００５３】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０が制御信号
ＳＷ１を出力してトランジスタをオンオフ制御すると、
エンジン５０のクランクシャフト５６の回転数Ｎｅと駆
動軸２２の回転数Ｎｄ１との偏差（言い換えれば、クラ
ッチモータ３０におけるインナロータ３１とアウタロー
タ３３の回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ１））に応じて、ク
ラッチモータ３０の三相コイル３４に一定の電流が流
れ、クラッチモータ３０は発電機として機能し、電流が
第１の駆動回路９１を介して回生され、バッテリ９４が
充電される。このとき、インナロータ３１とアウタロー
タ３３とは一定の滑りが存在する結合状態となり、クラ
ンクシャフト５６からインナロータ３１とアウタロータ
３３との結合を介してトルクが駆動軸２２に出力され
る。この状態で、クラッチモータ３０により回生される
電気エネルギと等しいエネルギがアシストモータ４０に
よって消費されるよう制御ＣＰＵ９０が第２の駆動回路
９２を制御すると、アシストモータ４０の三相コイル４
４に電流が流れ、アシストモータ４０においてトルクが
発生する。
【００５４】図５に照らせば、エンジン５０が回転数Ｎ
ｅ，トルクＴｅの運転ポイントＰ０で運転しているとき
に、クラッチモータ３０でトルクＴｃ（エンジン５０か
ら出力されるトルクＴｅ）を駆動軸２２に出力すると共
にハッチングされた領域Ｐｃ１で表わされるエネルギを
回生し、この回生されたエネルギを領域Ｐａ１で表わさ
れるエネルギとしてアシストモータ４０に供給すること
により、駆動軸２２を回転数Ｎｄ１，トルクＴｄ１の運
転ポイントＰ１で回転させることができる。
【００５５】次に、エンジン５０は上述の回転数Ｎｅで
運転されているが、駆動軸２２が回転数Ｎｅより大きな
回転数Ｎｄ２で回転している場合を考える。この状態で
は、クラッチモータ３０のアウタロータ３３は、インナ
ロータ３１に対して回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ２）の絶
対値で示される回転数で駆動軸２２の回転方向に回転す
るから、クラッチモータ３０は、通常のモータとして機
能し、バッテリ９４からの電力により駆動軸２２に回転
エネルギを与える。一方、制御ＣＰＵ９０によりアシス
トモータ４０により電力を回生するよう第２の駆動回路
９２を制御すると、アシストモータ４０のロータ４１と
ステータ４３との間の滑りにより三相コイル４４に回生
電流が流れる。ここで、アシストモータ４０により回生
される電力がクラッチモータ３０により消費されるよう
制御ＣＰＵ９０により第１および第２の駆動回路９１，
９２を制御すれば、クラッチモータ３０を、バッテリ９
４に蓄えられた電力を用いることなく駆動することがで
きる。
【００５６】図６に照らせば、エンジン５０が回転数Ｎ
ｅとトルクＴｅとで表わされる運転ポイントＰ０で運転
しているときに、ハッチングされた領域Ｐｃ２で表わさ
れるエネルギをクラッチモータ３０に供給して駆動軸２
２にトルクＴｃ（エンジン５０の出力トルクＴｅ）を出
力すると共に、クラッチモータ３０に供給するエネルギ
を領域Ｐａ２で表わされるエネルギとしてアシストモー
タ４０から回生して賄うことにより、駆動軸２２を回転
数Ｎｄ２，トルクＴｄ２の運転ポイントＰ２で回転させ
ることができる。
【００５７】なお、こうした第１クラッチ４５をオフと
し第２クラッチ４６をオンとした状態の動力出力装置２
０は、エンジン５０から出力される動力のすべてをトル
ク変換して駆動軸２２に出力する動作の他に、エンジン
５０から出力される動力（トルクＴｅと回転数Ｎｅとの
積）と、クラッチモータ３０により回生または消費され
る電気エネルギと、アシストモータ４０により消費また
は回生される電気エネルギとを調節することにより、余
剰の電気エネルギを見い出してバッテリ９４を放電する
動作としたり、不足する電気エネルギをバッテリ９４に
蓄えられた電力により補う動作など種々の動作とするこ
ともできる。
【００５８】一方、実施例の動力出力装置２０において
第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフと
した場合（図４の模式図）の動作原理（トルク変換の原
理）は以下の通りである。いま、エンジン５０が回転数
Ｎｅ，トルクＴｅの運転ポイントＰ０で運転されてお
り、駆動軸２２が回転数Ｎｅより小さな回転数Ｎｄ１で
回転しているとする。クランクシャフト５６に取り付け
られたアシストモータ４０からクランクシャフト５６に
トルクＴａ（Ｔａ＝Ｔｄ１−Ｔｅ）を出力すれば、クラ
ンクシャフト５６のトルクは値Ｔｄ１（Ｔｅ＋Ｔａ）と
なる。一方、クラッチモータ３０のトルクＴｃを値Ｔｄ
１（Ｔｅ＋Ｔａ）として制御すれば、駆動軸２２にこの
トルクＴｃ（Ｔｅ＋Ｔａ）が出力されると共に、エンジ
ン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄ１との回
転数差Ｎｃに基づく電力が回生される。したがって、ア
シストモータ４０のトルクＴａをクラッチモータ３０に
より回生される電力により丁度賄えるよう設定し、この
回生電力を電源ラインＬ１，Ｌ２を介して第２の駆動回
路９２に供給すれば、アシストモータ４０は、この回生
電力により駆動する。
【００５９】図７に照らせば、エンジン５０が回転数Ｎ
ｅとトルクＴｅとで表わされる運転ポイントＰ０で運転
しているときに、ハッチングされた領域Ｐａ３で表わさ
れるエネルギをアシストモータ４０に供給してクランク
シャフト５６のトルクを値Ｔｄ１とし、クラッチモータ
３０によりこのトルクＴｄ１（トルクＴｃ）を駆動軸２
２に出力すると共に、アシストモータ４０に供給するエ
ネルギを領域Ｐｃ３で表わされるエネルギとして回生す
ることにより、駆動軸２２を回転数Ｎｄ２，トルクＴｄ
２の運転ポイントＰ２で回転させることができる。
【００６０】また、エンジン５０は回転数Ｎｅ，トルク
Ｔｅの運転ポイントＰ０で運転されているが、駆動軸２
２が回転数Ｎｅより大きな回転数Ｎｄ２で回転している
ときを考える。このとき、アシストモータ４０のトルク
ＴａをＴｄ２−Ｔｅで求められる値として制御すれば、
アシストモータ４０は回生制御され、エネルギ（電力）
をクランクシャフト５６から回生する。一方、クラッチ
モータ３０は、アウタロータ３３がインナロータ３１に
対して回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ２）の回転数で駆動軸
２２の回転方向に相対的に回転するから、通常のモータ
として機能し、回転数差Ｎｃに応じたエネルギを駆動軸
２２に回転エネルギとして与える。したがって、アシス
トモータ４０のトルクＴａを、アシストモータ４０によ
り回生される電力でクラッチモータ３０により消費され
る電力を丁度賄えるよう設定すれば、クラッチモータ３
０は、アシストモータ４０により回生される電力により
駆動する。
【００６１】図８に照らせば、エンジン５０が回転数Ｎ
ｅとトルクＴｅとで表わされる運転ポイントＰ０で運転
しているときに、ハッチングされた領域Ｐａ４で表わさ
れるエネルギをアシストモータ４０により回生し、この
回生したエネルギを領域Ｐｃ４で表わされるエネルギと
してクラッチモータ３０に供給することにより、クラッ
チモータ３０によりトルクＴｃ（トルクＴｄ２）が駆動
軸２２に出力され、駆動軸２２を回転数Ｎｄ２，トルク
Ｔｄ２の運転ポイントＰ２で回転させることができる。
【００６２】なお、こうした第１クラッチ４５をオンと
し第２クラッチ４６をオフとした状態の動力出力装置２
０でも、エンジン５０から出力される動力のすべてをト
ルク変換して駆動軸２２に出力する動作の他に、エンジ
ン５０から出力される動力（トルクＴｅと回転数Ｎｅと
の積）と、クラッチモータ３０により回生または消費さ
れる電気エネルギと、アシストモータ４０により消費ま
たは回生される電気エネルギとを調節することにより、
余剰の電気エネルギを見い出してバッテリ９４を放電す
る動作としたり、不足する電気エネルギをバッテリ９４
に蓄えられた電力により補う動作など種々の動作とする
ことができる。
【００６３】いま、バッテリ９４の充放電しない状態、
即ちエンジン５０から出力される動力をクラッチモータ
３０とアシストモータ４０とによりトルク変換して駆動
軸２２にすべて出力する状態を考える。エンジン５０の
回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいアンダ
ードライブ状態のときには、図３の模式図の構成では図
５に例示するトルク変換となり、図４の模式図の構成で
は図７に例示するトルク変換となる。一般にモータやジ
ェネレータにおける損失は、消費あるいは回生されるエ
ネルギ量が多くなるに伴って多くなるから、このアンダ
ードライブ状態のときには、図３の模式図の構成として
トルク変換する方が図４の模式図の構成としてトルク変
換するより損失が少なくなる。逆に、エンジン５０の回
転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さいオーバー
ドライブ状態のときには、図３の模式図の構成では図５
に例示するトルク変換となり、図４の模式図の構成では
図７に例示するトルク変換となるから、図４の模式図の
構成としてトルク変換する方が図３の模式図の構成とし
てトルク変換するより損失が少なくなる。このため、実
施例では、基本的には、アンダードライブ状態（Ｎｅ＞
Ｎｄ）のときには、図３の模式図の構成としてトルク変
換し、オーバードライブ状態（Ｎｅ＜Ｎｄ）のときに
は、図４の模式図の構成としてトルク変換して、装置全
体のエネルギ効率がより高くなるように制御されてい
る。
【００６４】このほか、実施例の動力出力装置２０で
は、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を共にオ
ンとしたり、共にオフとしたりすることもできる。両ク
ラッチ４５，４６を共にオンとすれば、アシストモータ
４０のロータ４１が取り付けられているロータ回転軸３
８がクランクシャフト５６と駆動軸２２とに機械的に接
続されてクラッチモータ３０が機能しない状態となり、
図９の模式図に示すように、アシストモータ４０のロー
タ４１にクランクシャフト５６と駆動軸２２とを接続し
ただけの構成と同一の状態となる。この状態では、エン
ジン５０から出力される動力は、そのまま駆動軸２２に
出力されることになる。そして、駆動軸２２には、アシ
ストモータ４０から出力される動力が加減されることに
なる。
【００６５】一方、両クラッチ４５，４６を共にオフと
すれば、アシストモータ４０のロータ４１が取り付けら
れているロータ回転軸３８はクランクシャフト５６との
接続も駆動軸２２との接続も解除された状態となり、図
１０の模式図に示すように、クランクシャフト５６にク
ラッチモータ３０のインナロータ３１が接続され駆動軸
２２にクラッチモータ３０のアウタロータ３３が接続さ
れただけの構成と同一の状態になる。この状態では、エ
ンジン５０から出力される動力は、クラッチモータ３０
のインナロータ３１とアウタロータ３３との電磁的な結
合により駆動軸２２に出力される。そして、それと同時
に、インナロータ３１とアウタロータ３３との回転数差
Ｎｃに応じた電力がクラッチモータ３０により回生また
は消費されることになる。
【００６６】次にこうした各種の動作が可能な実施例の
動力出力装置２０におけるトルク制御と両クラッチ４
５，４６の切換制御について図１１に例示するトルク制
御ルーチン，図１２に例示するクラッチ切換処理ルーチ
ン，図１３に例示する回転数優先のアンダードライブか
らオーバードライブへの切換処理ルーチンおよび図１４
に例示する説明する回転数優先のオーバードライブから
アンダードライブへの切換処理ルーチンに基づき説明す
る。まず、通常のトルク制御について図１１に例示する
トルク制御ルーチンに基づき説明する。このルーチン
は、動力出力装置２０が起動されてから所定時間毎（例
えば、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００６７】図１１のトルク制御ルーチンが実行される
と、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、駆動軸２
２の回転数Ｎｄを読み込む処理を実行する（ステップＳ
１００）。駆動軸２２の回転数Ｎｄは、レゾルバ３７か
ら読み込んだ駆動軸２２の回転角度θｄから求めること
ができる。次に、アクセルペダルポジションセンサ６４
ａにより検出されるアクセルペダルポジションＡＰを読
み込む処理を行なう（ステップＳ１０２）。アクセルペ
ダル６４は運転者が出力トルクが足りないと感じたとき
に踏み込まれるから、アクセルペダルポジションＡＰは
運転者の欲している出力トルク（すなわち、駆動軸２２
に出力すべきトルク）に対応するものとなる。
【００６８】続いて、読み込まれたアクセルペダルポジ
ションＡＰと駆動軸２２の回転数Ｎｄとに基づいて駆動
軸２２に出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値
Ｔｄ＊を導出する処理を行なう（ステップＳ１０４）。
実施例では、トルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２２の回転数
ＮｄとアクセルペダルポジションＡＰとの関係を示すマ
ップを予めＲＯＭ９０ｂに記憶しておき、アクセルペダ
ルポジションＡＰが読み込まれると、マップと読み込ま
れたアクセルペダルポジションＡＰと駆動軸２２の回転
数Ｎｄとにより対応するトルク指令値Ｔｄ＊の値を導出
するものとした。このマップの一例を図１５に示す。
【００６９】次に、導き出されたトルク指令値Ｔｄ＊と
読み込まれた駆動軸２２の回転数Ｎｄとから駆動軸２２
に出力すべきエネルギＰｄを計算（Ｐｄ＝Ｔｄ＊×Ｎ
ｄ）により求め（ステップＳ１０６）、求めたエネルギ
Ｐｄを伝達効率ηｔで割ってエンジン５０から出力すべ
きエネルギＰｅを算出する（ステップＳ１０８）。そし
て、現在両クラッチ４５，４６の切換中か否かを判定し
（ステップＳ１１０）、切換中のときにはこのまま本ル
ーチンを終了する。
【００７０】一方、両クラッチ４５，４６が切り換え中
でないときには、算出したエネルギＰｅに基づいてエン
ジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設
定する処理を行なう（ステップＳ１１２）。ここで、エ
ンジン５０から出力すべきエネルギＰｅと目標回転数Ｎ
ｅ＊と目標トルクＴｅ＊との関係は式（Ｐｅ＝Ｎｅ＊×
Ｔｅ＊）が成立すればよいから、この式を満足する目標
回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との組合せは無数に存
在する。そこで、実施例では、各エネルギＰｅに対して
エンジン５０ができる限り効率の高い状態で運転され、
かつエネルギＰｅの変化に対してエンジン５０の運転状
態が滑らかに変化する目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴ
ｅ＊の組み合わせを実験等により求め、これを予めＲＯ
Ｍ９０ｂにマップとして記憶しておき、エネルギＰｅに
対応する目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との組み
合わせをこのマップから導出するものとした。このマッ
プについて、更に説明する。
【００７１】図１６は、エンジン５０の運転ポイントと
エンジン５０の効率との関係を示すグラフである。図中
曲線Ｂはエンジン５０の運転可能な領域の境界を示す。
エンジン５０の運転可能な領域には、その特性に応じて
効率が同一の運転ポイントを示す曲線α１ないしα６の
ような等効率線を描くことができる。また、エンジン５
０の運転可能な領域には、トルクＴｅと回転数Ｎｅとの
積で表わされるエネルギが一定の曲線、例えば曲線Ｃ１
−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３を描くことができる。こうして
描いたエネルギＰｅが一定の曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３
−Ｃ３に沿って各運転ポイントの効率をエンジン５０の
回転数Ｎｅを横軸として表わすと図１７のグラフのよう
になる。
【００７２】図示するように、エンジン５０から出力さ
れるエネルギＰｅが同じでも、どの運転ポイントで運転
するかによってエンジン５０の効率は大きく異なる。例
えばエネルギが一定の曲線Ｃ１−Ｃ１上では、エンジン
５０を運転ポイントＡ１（トルクＴｅ１，回転数Ｎｅ
１）で運転することにより、その効率を最も高くするこ
とができる。このような効率が最も高い運転ポイント
は、出力されるエネルギＰｅが一定の曲線Ｃ２−Ｃ２お
よびＣ３−Ｃ３ではそれぞれ運転ポイントＡ２およびＡ
３が相当するように、エネルギＰｅが一定の各曲線上に
存在する。図１６中の曲線Ａは、これらに基づきエンジ
ン５０から出力される各エネルギＰｅに対してエンジン
５０の効率ができる限り高くなる運転ポイントを連続す
る線で結んだものであり、エンジン５０を効率よく運転
できる動作曲線である。実施例では、この動作曲線Ａ上
の各運転ポイント（トルクＴｅ，回転数Ｎｅ）とエネル
ギＰｅとの関係をマップとしたものを用いてエンジン５
０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊を設定し
た。
【００７３】ここで、動作曲線Ａを連続する曲線で結ぶ
のは、エネルギＰｅの変化に対して不連続な曲線により
エンジン５０の運転ポイントを定めると、エネルギＰｅ
が不連続な運転ポイントを跨いで変化するときにエンジ
ン５０の運転状態が急変することになり、その変化の程
度によっては、目標の運転状態にスムーズに移行できず
ノッキングを生じたり停止してしまう場合があるからで
ある。したがって、このように動作曲線Ａを連続する曲
線で結ぶと、動作曲線Ａ上の各運転ポイントがエネルギ
Ｐｅが一定の曲線上で最も効率が高い運転ポイントとな
らない場合もある。なお、図１６中、トルクＴｅｍｉｎ
と回転数Ｎｅｍｉｎとにより表わされる運転ポイントＡ
ｍｉｎは、エンジン５０から出力可能な最小エネルギの
運転ポイントである。
【００７４】こうしてエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊
と目標トルクＴｅ＊とが設定されると、エンジン５０
は、設定値によって表わされる運転ポイントで定常運転
状態となるようその回転数ＮｅとトルクＴｅとが制御さ
れる。具体的には、エンジン５０が目標回転数Ｎｅ＊と
目標トルクＴｅ＊とで表わされる運転ポイントで運転さ
れるよう、制御ＣＰＵ９０から通信により目標回転数Ｎ
ｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したＥＦＩＥＣＵ７０
によってスロットルバルブ６６の開度制御，燃料噴射弁
５１からの燃料噴射制御および点火プラグ６２による点
火制御が行なわれると共に、制御装置８０の制御ＣＰＵ
９０によりエンジン５０の負荷トルクとしてのクラッチ
モータ３０やアシストモータ４０のトルクの制御が行な
われるのである。エンジン５０は、その負荷トルクによ
り出力トルクＴｅと回転数Ｎｅとが変化するから、ＥＦ
ＩＥＣＵ７０による制御だけでは目標トルクＴｅ＊およ
び目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで運転することはで
きず、負荷トルクを与えるクラッチモータ３０やアシス
トモータ４０のトルクの制御も必要となるからである。
なお、クラッチモータ３０やアシストモータ４０のトル
ク制御については後述する。
【００７５】こうしてエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊
と目標トルクＴｅ＊とを設定すると、制御装置８０の制
御ＣＰＵ９０は、続いて、運転モード判定フラグＦＤの
値を調べる（ステップＳ１１４）。ここで、運転モード
判定フラグＦＤは、両クラッチ４５，４６の切換処理で
設定されるものであり、動力出力装置２０を図４の模式
図の構成から図３の模式図の構成に切り換えてアンダー
ドライブモードとするときに値０が設定され、逆に図３
の模式図の構成から図４の模式図の構成に切り換えてオ
ーバードライブモードとするときに値１が設定される。
【００７６】運転モード判定フラグＦＤが値０のときに
は、動力出力装置２０は図３の模式図の構成とされてア
ンダードライブモードの状態にあると判断し、次式
（１）によりクラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊
を設定すると共に（ステップＳ１１６）、式（２）によ
りアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を設定する
（ステップＳ１１８）。ここで、式（１）中の右辺第２
項は回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊からの偏差を打ち消
す比例項であり、右辺第３項は定常偏差をなくすための
積分項である。したがって、クラッチモータ３０のトル
ク指令値Ｔｃ＊は、定常状態（回転数Ｎｅの目標回転数
Ｎｅ＊からの偏差が値０のとき）では、エンジン５０の
目標トルクＴｅ＊が設定されることになる。なお、式
（１）中のＫ１およびＫ２は、比例定数である。このよ
うにクラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊をエンジ
ン５０の回転数Ｎｅに基づいて設定してエンジン５０の
負荷トルクとしてのクラッチモータ３０のトルクＴｃを
制御することにより、エンジン５０を目標トルクＴｅ＊
および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで安定させるこ
とができる。
【００７７】
【数１】
【００７８】一方、運転モード判定フラグＦＤが値１の
ときには、動力出力装置２０は図４の模式図の構成とさ
れてオーバードライブモードの状態にあると判断し、次
式（３）によりクラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ
＊を設定すると共に（ステップＳ１２０）、式（４）に
よりアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を設定す
る（ステップＳ１２２）。ここで、クラッチモータ３０
のトルク指令値Ｔｃ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定する
のは、図４の模式図の構成では、駆動軸２２に出力すべ
きトルクがクラッチモータ３０から出力するトルクＴｃ
に一致するからである。なお、式（４）中の右辺第２項
および第３項は、式（１）の右辺第２項および第３項と
同様に、回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊からの偏差を打
ち消す比例項および定常偏差をなくすための積分項であ
る。したがって、アシストモータ４０のトルク指令値Ｔ
ａ＊は、定常状態（回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊から
の偏差が値０のとき）では、トルク指令値Ｔｄ＊からエ
ンジン５０の目標トルクＴｅ＊を減じたものが設定され
ることになる。式（４）中のＫ３およびＫ４は、比例定
数である。このようにアシストモータ４０のトルク指令
値Ｔａ＊をエンジン５０の回転数Ｎｅに基づいて設定し
てエンジン５０の負荷トルクの一部としてのアシストモ
ータ４０のトルクＴａを制御することにより、エンジン
５０を目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転
ポイントで安定させることができる。
【００７９】
【数２】
【００８０】こうしてクラッチモータ３０のトルク指令
値Ｔｃ＊やアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊が
設定されると、両モータ３０，４０からトルク指令値Ｔ
ｃ＊，Ｔａ＊に相当するトルクが出力されるよう図１８
に例示するクラッチモータ制御ルーチンと図１９に例示
するアシストモータ制御ルーチンによって両モータ３
０，４０の制御がなされる。これらのルーチンは、制御
装置８０の制御ＣＰＵ９０により割込処理を利用して所
定時間毎（例えば、４ｍｓｅｃ毎）に他の処理とは別個
独立に並行的に実行される。以下、特に説明しなくて
も、クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊やアシス
トモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊が設定されると、設
定された指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を用いてこの図１８のル
ーチンと図１９のルーチンにより直ちにクラッチモータ
３０の制御やアシストモータ４０の制御が行なわれるも
のとして説明する。
【００８１】クラッチモータ３０の制御（図１８のクラ
ッチモータ制御ルーチン）が実行されると、制御装置８
０の制御ＣＰＵ９０は、まず、駆動軸２２の回転角度θ
ｄをレゾルバ３７から、エンジン５０のクランクシャフ
ト５６の回転角度θｅをレゾルバ５７から入力する処理
を行ない（ステップＳ２００，Ｓ２０１）、クラッチモ
ータ３０の電気角θｃを両軸の回転角度θｅ，θｄから
求める処理を行なう（ステップＳ２０２）。実施例で
は、クラッチモータ３０として４極対の同期電動機を用
いているから、θｃ＝４（θｅ−θｄ）を演算すること
になる。
【００８２】次に、電流検出器９５，９６により、クラ
ッチモータ３０の三相コイル３４のＵ相とＶ相に流れて
いる電流Ｉｕｃ，Ｉｖｃを検出する処理を行なう（ステ
ップＳ２０３）。電流はＵ，Ｖ，Ｗの三相に流れている
が、その総和はゼロなので、二つの相に流れる電流を測
定すれば足りる。こうして得られた三相の電流を用いて
座標変換（三相−二相変換）を行なう（ステップＳ２０
４）。座標変換は、永久磁石型の同期電動機のｄ軸，ｑ
軸の電流値に変換することであり、次式（５）を演算す
ることにより行なわれる。ここで座標変換を行なうの
は、永久磁石型の同期電動機においては、ｄ軸及びｑ軸
の電流が、トルクを制御する上で本質的な量だからであ
る。もとより、三相のまま制御することも可能である。
【００８３】
【数３】
【００８４】次に、２軸の電流値に変換した後、クラッ
チモータ３０におけるトルク指令値Ｔｃ＊から求められ
る各軸の電流指令値Ｉｄｃ＊，Ｉｑｃ＊と実際各軸に流
れた電流Ｉｄｃ，Ｉｑｃと偏差を求め、各軸の電圧指令
値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを求める処理を行なう（ステップＳ２
０６）。即ち、まず以下の式（６）の演算を行ない、次
に次式（７）の演算を行なうのである。ここで、Ｋｐ
１，２及びＫｉ１，２は、各々係数である。これらの係
数は、適用するモータの特性に適合するよう調整され
る。なお、電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃは、電流指令値Ｉ
＊との偏差△Ｉに比例する部分（式（７）右辺第１項）
と偏差△Ｉのｉ回分の過去の累積分（右辺第２項）とか
ら求められる。
【００８５】
【数４】
【００８６】
【数５】
【００８７】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ２０４で行なった変換の逆変換に相当する座標変
換（二相−三相変換）を行ない（ステップＳ２０８）、
実際に三相コイル３４に印加する電圧Ｖｕｃ，Ｖｖｃ，
Ｖｗｃを求める処理を行なう。各電圧は、次式（８）に
より求める。
【００８８】
【数６】
【００８９】実際の電圧制御は、第１の駆動回路９１の
トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオンオフ時間により
なされるから、式（８）によって求めた各電圧指令値と
なるよう各トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオン時間
をＰＷＭ制御する（ステップＳ２０９）。
【００９０】なお、クラッチモータ３０の制御は、トル
ク指令値Ｔｃ＊の符号を駆動軸２２にクランクシャフト
５６の回転方向に正のトルクが作用するときを正とする
と、正の値のトルク指令値Ｔｃ＊が設定されても、エン
ジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄより大
きいとき（正の値の回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ）が生じ
るとき）には、回転数差Ｎｃに応じた回生電流を発生さ
せる回生制御がなされ、回転数Ｎｅが回転数Ｎｄより小
さいとき（負の値の回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ）が生じ
るとき）には、クランクシャフト５６に対して相対的に
回転数差Ｎｃの絶対値で示される回転数で駆動軸２２の
回転方向に回転する力行制御がなされる。クラッチモー
タ３０の回生制御と力行制御は、トルク指令値Ｔｃ＊が
正の値であれば、共にインナロータ３１に取り付けられ
た永久磁石３２と、アウタロータ３３の三相コイル３４
に流れる電流により生じる回転磁界とにより正の値のト
ルクが駆動軸２２に作用するよう第１の駆動回路９１の
トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を制御するものである
から、同一のスイッチング制御となる。即ち、トルク指
令値Ｔｃ＊の符号が同じであれば、クラッチモータ３０
の制御が回生制御であっても力行制御であっても同じス
イッチング制御となる。したがって、図１８のクラッチ
モータ制御ルーチンで回生制御と力行制御のいずれも行
なうことができる。また、トルク指令値Ｔｃ＊が負の値
のとき、即ち駆動軸２２を制動しているときや車両を後
進させているときは、ステップＳ２０２のクラッチモー
タ３０の電気角θｃの変化の方向が逆になるから、この
際の制御も図１８のクラッチモータ制御ルーチンにより
行なうことができる。
【００９１】アシストモータ４０の制御（図１９のアシ
ストモータ制御ルーチン）が実行されると、制御ＣＰＵ
９０は、まず、ロータ回転軸３８の回転角度θｒをレゾ
ルバ４７を用いて検出し（ステップＳ２１０）、続い
て、アシストモータ４０の電気角θａをロータ回転軸３
８の回転角度θｒから求める処理を行なう（ステップＳ
２１１）。実施例では、アシストモータ４０にも４極対
の同期電動機を用いているから、θａ＝４θｒを演算す
ることになる。そして、アシストモータ４０の各相電流
を電流検出器９７，９８を用いて検出する処理（ステッ
プＳ２１２）を行なう。その後、クラッチモータ３０と
同様の座標変換（ステップＳ２１４）および電圧指令値
Ｖｄａ，Ｖｑａの演算を行ない（ステップＳ２１６）、
更に電圧指令値の逆座標変換（ステップＳ２１８）を行
なって、アシストモータ４０の第２の駆動回路９２のト
ランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオンオフ制御時間
を求め、ＰＷＭ制御を行なう（ステップＳ２１９）。こ
れらの処理は、クラッチモータ３０について行なったも
のと全く同一である。
【００９２】ここで、アシストモータ４０のトルク指令
値Ｔａ＊は、図１１のステップＳ１１８やＳ１２２に示
すように、トルク指令値Ｔｄ＊からクラッチモータ３０
のトルク指令値Ｔｃ＊を減じて求めたり、トルク指令値
Ｔｄ＊から目標回転数Ｎｅ＊お減じたものに基づいて求
められるから、正の値となったり負の値となったりす
る。したがって、アシストモータ４０は、トルク指令値
Ｔａ＊が正の値のときには力行制御がなされ、逆にトル
ク指令値Ｔａ＊が負の値のときには、回生制御がなされ
ることになる。しかし、アシストモータ４０の力行制御
と回生制御は、クラッチモータ３０の制御と同様に、共
に図１９のアシストモータ制御ルーチンで行なうことが
できる。また、駆動軸２２がクランクシャフト５６の回
転方向と逆向きに回転しているときも同様である。な
お、アシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊の符号
は、駆動軸２２にクランクシャフト５６の回転方向に正
のトルクが作用するときを正とした。
【００９３】以上説明したトルク制御によれば、実施例
の動力出力装置２０は、図３の模式図の構成としてアン
ダードライブモードで動作したり、図４の模式図の構成
としてオーバードライブで動作して、エンジン５０から
出力されるエネルギＰｅをクラッチモータ３０とアシス
トモータ４０とによりトルク変換し、回転数Ｎｄで回転
する駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊に相当するトルク
を出力することができる。
【００９４】次に、こうした運転モードの切換の処理に
ついて図１２のクラッチ切り換え処理ルーチンに基づき
説明する。本ルーチンは、実施例の動力出力装置２０が
起動されてから、所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅｃ）
毎に繰り返し実行される。本ルーチンが実行されると、
制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、エンジン５０
と駆動軸２２の運転ポイントを読み込む処理を実行する
（ステップＳ１３０，Ｓ１３２）。エンジン５０や駆動
軸２２の運転ポイントは、それぞれ、その回転数とトル
クとによって表わされるから、エンジン５０の運転ポイ
ントの読み込みは、その回転数Ｎｅと出力しているトル
クＴｅの読み込みになり駆動軸２２の運転ポイントの読
み込みは、その回転数Ｎｄと出力しているトルクＴｄの
読み込みになる。
【００９５】実施例では、エンジン５０のトルクＴｅと
して、動力出力装置２０が図３の模式図の構成とされて
アンダードライブモードにあるときには、クラッチモー
タ３０のトルクＴｃがエンジン５０の負荷トルクとなる
から、トルク指令値Ｔｃ＊を代用し、動力出力装置２０
が図４の模式図の構成とされてオーバードライブモード
にあるときには、クラッチモータ３０のトルクＴｃから
アシストモータ４０のトルクＴａを減じたものがエンジ
ン５０の負荷トルクに相当するから、トルク指令値Ｔｃ
＊からトルク指令値Ｔａ＊を減じたものを代用した。ま
た、駆動軸２２のトルクＴｄとしては、動力出力装置２
０が図３の模式図の構成とされてアンダードライブモー
ドにあるときには、トルクＴｄはクラッチモータ３０の
トルクＴｃとアシストモータ４０のトルクＴａとの和に
相当するから、トルク指令値Ｔｃ＊とトルク指令値Ｔａ
＊との和を用い、動力出力装置２０が図４の模式図の構
成とされてオーバードライブモードにあるときには、ト
ルクＴｄはクラッチモータ３０のトルクＴｃに相当する
から、トルク指令値Ｔｃ＊を用した。実施例では、この
ようにエンジン５０のトルクＴｅと駆動軸２２のトルク
Ｔｄとをクラッチモータ３０たアシストモータ４０のト
ルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊に基づく値で代用したが、ク
ランクシャフト５６や駆動軸２２にトルクを検出するた
めの歪センサなどを取り付け、直接トルクＴｅやトルク
Ｔｄを検出するものとしてもよい。なお、エンジン５０
の運転状態と駆動軸２２の運転状態とが共に定常状態あ
るいは定常状態に近い状態にあるときには、エンジン５
０のトルクＴｅは目標トルクＴｅ＊で代用することがで
き、駆動軸２２のトルクＴｄはトルク指令値Ｔｄ＊で代
用することができる。
【００９６】こうしてエンジン５０と駆動軸２２の運転
ポイントを読み込むと、読み込んだ運転ポイントに基づ
いて運転モードの切換が必要であるか否かを判定する
（ステップＳ１３４）。図２０は、運転モードの切換が
必要であるか否かを判定する様子を説明する説明図であ
る。図中曲線Ａは図１６を用いて説明したエンジン５０
の動作曲線であり、破線ＨＬはアンダードライブモード
からオーバードライブモードに切り換えるポイントを示
す曲線であり、破線ＨＨはオーバードライブモードから
アンダードライブモードに切り換えるポイントを示す曲
線である。また、曲線Ｐｄは駆動軸２２に出力すべきエ
ネルギＰｄが一定の曲線であり、曲線Ｐｅは駆動軸２２
にエネルギＰｄを出力するためにエンジン５０から出力
すべきエネルギＰｅが一定の曲線である。説明の容易の
ために、エンジン５０は動作曲線Ａ上の運転ポイントＰ
ｅ０で運転されており、駆動軸２２は曲線Ｐｄ上のいず
れかの運転ポイントで運転されているとする。
【００９７】いま、動力出力装置２０が図３の模式図と
されてアンダードライブモードにあるときを考える。こ
のモードは、図５ないし図８を用いて上述したように、
基本的には、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２の
回転数Ｎｄより大きいときに適用される。したがって、
駆動軸２２は、図２０中では、曲線Ｐｄ上であって、エ
ンジン５０の動作曲線Ａより左上側の運転ポイントで運
転されている。実施例では、こうした状態から、駆動軸
２２が、動作曲線Ａを越えて運転ポイントＰｄ１で運転
されるようになったとき、あるいはアンダードライブモ
ードのまま運転ポイントＰｄ１を越えたポイントで運転
されるようになったときに、アンダードライブモードか
らオーバードライブモードへの切り換えが必要と判断す
る。逆に、動力出力装置２０が図４の模式図とされてオ
ーバードライブモードにあるときには、駆動軸２２が、
図２０中では、曲線Ｐｄ上であって、エンジン５０の動
作曲線Ａより左下側の運転ポイントで運転されていたも
のが、動作曲線Ａを越えて運転ポイントＰｄ２で運転さ
れるようになったとき、あるいはアンダードライブモー
ドのまま運転ポイントＰｄ２を越えたポイントで運転さ
れるようになったときに、オーバードライブモードから
アンダードライブモードへの切り換えが必要と判断す
る。
【００９８】このように、エンジン５０の動作曲線Ａを
越えた運転ポイントでモードを切り換えることにより、
運転モードの切り換えにヒステリシスが設けられること
になり、運転モードの切り換えのポイントの近傍で駆動
軸２２が運転されるときでも頻繁に切り換えが行なわれ
るのを防止することができる。なお、こうしたヒステリ
シスの幅は、動力出力装置２０を搭載する車両等の使用
特性などによって定められるものである。
【００９９】図１２のクラッチ切換処理ルーチンに戻っ
て、ステップＳ１３６で運転モードの切り換えは不要と
判定されたときには、このまま本ルーチンを終了し、ア
ンダードライブモードからオーバードライブモードへの
切り換えが必要と判定されたときには、図１３に例示す
るアンダードライブモードからオーバードライブモード
に切り換える処理を実行し（ステップＳ１３８）、オー
バードライブモードからアンダードライブモードへの切
り換えが必要と判定されたときには、図１４に例示する
オーバードライブモードからアンダードライブに切り換
える処理を実行して（ステップＳ１３９）、本ルーチン
を終了する。以下、両切換処理について説明する。
【０１００】アンダードライブモードからオーバードラ
イブモードに切り換える処理（図１３の回転数優先のア
ンダードライブからオーバードライブへの切換処理ルー
チン）が実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０
は、まず、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込む処理を行
なう（ステップＳ１４０）。続いて、エンジン５０の目
標回転数Ｎｅ＊に読み込んだ回転数Ｎｄを設定すると共
に（ステップＳ１４２）、エネルギＰｅを目標回転数Ｎ
ｅ＊で割ってエンジン５０の目標トルクＴｅ＊を設定し
（ステップＳ１４４）、上述した式（１）および式
（２）によりクラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊
とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊とを設定す
る（ステップＳ１４６およびＳ１４８）。このように設
定することにより、この切換処理とは別個独立に行なわ
れるクラッチモータ３０の制御（図１８）やアシストモ
ータ４０の制御（図１９）、ＥＦＩＥＣＵ７０によるエ
ンジン５０の制御によって、エンジン５０は、エネルギ
Ｐｅを出力しながら駆動軸２２と同じ回転数で回転する
よう運転される。次に、駆動軸２２の回転数Ｎｄとエン
ジン５０の回転数Ｎｅとを読み込み（ステップＳ１５
０）、その偏差が閾値Ｎ１以下になったか否かを判定す
る（ステップＳ１５１）。ここで閾値Ｎ１は、ＯＦＦの
状態の第１クラッチ４５をＯＮとしてクランクシャフト
５６と駆動軸２２とを直結状態としたときに、回転数差
に基づいて駆動軸２２に生じるトルクショックが許容さ
れる範囲内となる回転数差の最大値あるいはこれより小
さな値として設定されるものである。
【０１０１】エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の
回転数Ｎｄとの偏差が閾値Ｎ１より大きいときには、ス
テップＳ１４２ないしＳ１５０の処理を繰り返し実行
し、この偏差が閾値Ｎ１以下になるのを待つ。なお、こ
うした繰り返し処理の間にも駆動軸２２の回転数Ｎｄは
変化し得るが、ステップＳ１５０で読み込んだ回転数Ｎ
ｄがステップＳ１４２でエンジン５０の目標回転数Ｎｅ
＊に設定されるから、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動
軸２２の回転数Ｎｄの偏差は閾値Ｎ１以下に収れんされ
るのである。
【０１０２】エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の
回転数Ｎｄとの偏差が閾値Ｎ１以下のときには、まず、
エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄと
の偏差やエンジン５０から出力されているトルクＴｅ，
駆動軸２２に出力されているトルクＴｄに基づいて、第
１クラッチ４５をＯＮとして動力出力装置２０を図９の
模式図の構成としたときに駆動軸２２に生じるトルクシ
ョックを打ち消すトルクを導出し、これをアシストモー
タ４０のトルク指令値Ｔａ＊に設定する（ステップＳ１
５３）。エネルギＰｅを出力した状態でエンジン５０の
回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄとの偏差が閾値Ｎ
１以下となっても、或いは回転数Ｎｅと回転数Ｎｄとが
完全に一致しているときでも、クラッチモータ３０やア
シストモータ４０の損失等を考慮してエンジン５０のエ
ネルギＰｅを設定するから、エンジン５０から出力して
いるトルクＴｅと駆動軸２２に出力されているトルクＴ
ｄとには偏差がある。このため、第１クラッチ４５をＯ
Ｎとしたときには、クランクシャフト５６と駆動軸２２
との回転数差やトルク差に基づくトルクショックが駆動
軸２２に生じる。
【０１０３】実施例では、こうした駆動軸２２に生じる
トルクショックをエンジン５０の回転数Ｎｅや駆動軸２
２の回転数Ｎｄ，エンジン５０から出力しているトルク
Ｔｅ，駆動軸２２に出力されているトルクＴｄの各組み
合わせについて実験により求め、このトルクショックの
時間に対する平均値をマップとして予めＲＯＭ９０ｂに
記憶しておき、エンジン５０の回転数Ｎｅや駆動軸２２
の回転数Ｎｄ，エンジン５０から出力しているトルクＴ
ｅ，駆動軸２２に出力されているトルクＴｄが与えられ
ると、駆動軸２２に生じるトルクショックの平均値をア
シストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊にセットする値
として導出するものとした。なお、実施例では、エンジ
ン５０から出力しているトルクＴｅや駆動軸２２に出力
されているトルクＴｄを直接検出して用いる代わりに、
検出の不要な目標トルクＴｅ＊とトルク指令値Ｔｄ＊と
で代用することにした。もとより、歪センサなどを用い
たトルク検出センサを設け、このトルク検出センサによ
り検出される値を用いるものとしてもよい。
【０１０４】そして、アシストモータ４０からトルクシ
ョックを打ち消すトルクが出力されるのと同期して第１
クラッチ４５をＯＮとし（ステップＳ１５４）、クラッ
チモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に値０を設定する
（ステップＳ１５６）。これら３つの処理は、図示の都
合上、別個のステップとして記載したが、タイミングを
見計らって行なわれる処理である。したがって、図１３
には、一連の処理を破線で囲みんでステップＳ１５２と
して示した。ここで、第１クラッチ４５をＯＮにするの
は、アンダードライブ状態にある動力出力装置２０は第
２クラッチ４６がＯＮの状態の図３の模式図の構成とな
っているから、第１クラッチ４５をＯＮとすることによ
りクランクシャフト５６と駆動軸２２とを結合し、エン
ジン５０から出力される動力を直接駆動軸２２に出力す
るためである。また、第１クラッチ４５をＯＮとすると
同時にクラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に値０
を設定するのは、クランクシャフト５６と駆動軸２２と
が結合されてクラッチモータ３０のインナロータ３１と
アウタロータ３３の相対的な回転は許されなくなるため
に、クラッチモータ３０からトルクを出力しても駆動軸
２２にトルクの出力は行なわれず、単に電力を消費し、
装置全体のエネルギ効率を低下させることになるからで
ある。なお、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の
回転数Ｎｄとは略一致しているが、エンジン５０から出
力されているトルクＴｅと駆動軸２２に出力されている
トルクＴｄとには若干の偏差があるから、第１クラッチ
４５をＯＮとした際に駆動軸２２に若干のトルク変動を
生じ得るが、このトルク変動は小さいから、乗り心地な
どに大きな影響を与えることはない。
【０１０５】続いて、上述した式（３）と式（４）とに
よりクラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊を設定す
ると共にアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を設
定し（ステップＳ１５８およびＳ１６０）、クラッチモ
ータ３０やアシストモータ４０が設定した指令値に相当
するトルクを出力するのと同期して第２クラッチ４６を
ＯＦＦとして（ステップＳ１６２）、動力出力装置２０
を図４の模式図の構成としてオーバードライブ状態とす
る。これらの３つの処理もタイミングを見計らって行な
われる処理であるから、図１３には破線で囲んでステッ
プＳ１５７として示した。そして、運転モード判定フラ
グＦＤにオーバードライブモードを現わす値１を設定し
て（ステップＳ１６４）、本ルーチンを終了する。
【０１０６】図２１は、こうしたアンダードライブモー
ドからオーバードライブモードに切り換える処理の様子
を説明する図であって、図２０の運転ポイントＰｅ０付
近を拡大して示すものである。アンダードライブモード
からオーバードライブモードへの切り換えは、上述した
ように、駆動軸２２の運転ポイントが動作曲線Ａを越え
て破線ＨＬに至ったときか、この破線ＨＬを越えてしま
っているときに行なわれる。いま、エンジン５０は運転
ポイントＰｅ０で運転されており、駆動軸２２が曲線Ｐ
ｄ上の運転ポイントを移動するときを考えれば、駆動軸
２２が運転ポイントＰｄ１で運転されるに至ったときに
運転モードの切り換えが行なわれる。このとき、図１３
の切換処理では、エンジン５０は、エネルギＰｅを出力
しながら回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄに一致す
るよう制御されるから、運転ポイントＰｅ０から矢印の
経路を通って駆動軸２２の回転数Ｎｄと同じ回転数にな
る運転ポイントＰｅ１で運転されるようになる。そし
て、エンジン５０がこの運転ポイントＰｅ１で運転され
るに至ったときに第１クラッチ４５がＯＮとされてクラ
ンクシャフト５６と駆動軸２２とが結合され、エンジン
５０から出力される動力が直接駆動軸２２に出力される
ようになる。このとき、エンジン５０から出力されてい
るトルクＴｅと駆動軸２２に出力されているトルクＴｄ
とには図中運転ポイントＰｅ１と運転ポイントＰｄ１と
の直線距離で表わされるトルク偏差が生じているから、
このトルク偏差の一部が第１クラッチ４５をＯＮとした
ときに駆動軸２２に若干のトルクショックとして出力さ
れることになるが、このトルクショックは、アシストモ
ータ４０から出力されるトルクにより打ち消される。そ
して、第２クラッチ４６がＯＦＦとされてクランクシャ
フト５６と駆動軸２２との結合が解除されると、動力出
力装置２０は、図４の模式図の構成となってオーバード
ライブモードにより運転されるようになる。なお、第２
クラッチ４６がＯＦＦとされた後は、エンジン５０は、
運転ポイントＰｅ１を経由して運転ポイントＰｅ０で運
転されるよう制御される。
【０１０７】次に、オーバードライブモードからアンダ
ードライブモードに切り換える処理について図１４の回
転数優先のアンダードライブからオーバードライブへの
切換処理ルーチンに基づき説明する。オーバードライブ
モードからアンダードライブモードに切り換える処理
は、アンダードライブモードからオーバードライブモー
ドに切り換える処理と同様の処理であり、第１クラッチ
４５の動作に代えて第２クラッチ４６を動作させ（ステ
ップＳ１８４）、逆に第２クラッチ４６の動作に代えて
第１クラッチ４５を動作させ（ステップＳ１９２）、式
（１）と式（２）によりクラッチモータ３０とアシスト
モータ４０のトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設定する処
理に代えて式（３）と式（４）によりクラッチモータ３
０とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊
を設定する処理を行ない（ステップＳ１７６，Ｓ１７
８）、逆に式（３）と式（４）によりクラッチモータ３
０とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊
を設定する処理に代えて式（１）と式（２）によりクラ
ッチモータ３０とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔ
ｃ＊，Ｔａ＊を設定する処理を行ない（ステップＳ１８
８，Ｓ１９０）、さらに、運転モード判定フラグＦＤに
オーバードライブモードを現わす値１を設定する処理に
代えてアンダードライブモードを現わす値０を設定（ス
テップＳ１９４）することによって行なわれる。こうし
た処理の説明は重複するから、これ以上の説明は省略す
る。
【０１０８】図２２は、図１４のルーチンを実行してオ
ーバードライブモードからアンダードライブモードに切
り換える処理の様子を説明する図である。オーバードラ
イブモードからアンダードライブモードへの切り換え
は、エンジン５０が運転ポイントＰｅ０で運転されてお
り、駆動軸２２が曲線Ｐｄ上の運転ポイントを移動する
ときを考えれば、駆動軸２２が運転ポイントＰｄ２で運
転されるに至ったときに行なわれる。このとき、エンジ
ン５０は、エネルギＰｅを出力しながら回転数Ｎｅが駆
動軸２２の回転数Ｎｄに一致するよう制御されるから、
運転ポイントＰｅ０から矢印の経路を通って駆動軸２２
の回転数Ｎｄと同じ回転数となる運転ポイントＰｅ２で
運転されるようになる。そして、エンジン５０がこの運
転ポイントＰｅ２で運転されるに至ったときに第２クラ
ッチ４６がＯＮとされてクランクシャフト５６と駆動軸
２２とが結合され、エンジン５０から出力される動力が
直接駆動軸２２に出力されるようになる。このとき、エ
ンジン５０から出力されているトルクＴｅと駆動軸２２
に出力されているトルクＴｄとには運転ポイントＰｅ２
と運転ポイントＰｄ２との直線距離で表わされるトルク
偏差が生じているから、このトルク偏差の一部が第２ク
ラッチ４６をＯＮとしたときに駆動軸２２に若干のトル
クショックとして出力されることになるが、このトルク
ショックは、アシストモータ４０により打ち消される。
そして、第１クラッチ４５がＯＦＦとされてクランクシ
ャフト５６と駆動軸２２との結合が解除されると、動力
出力装置２０は、図３の模式図の構成となってアンダー
ドライブモードにより運転されるようになる。なお、第
１クラッチ４５がＯＦＦとされた後は、エンジン５０
は、運転ポイントＰｅ２を経由して運転ポイントＰｅ０
で運転されるよう制御される。
【０１０９】以上説明した実施例の動力出力装置２０に
よれば、動力出力装置２０が図３の模式図の構成とされ
てアンダードライブモードにある状態から図４の模式図
の構成としてオーバードライブモードの状態へスムーズ
に切り換えることができる。しかも、運転モードの切り
換えをエンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数
Ｎｄとを一致させてクランクシャフト５６と駆動軸２２
とを結合する状態を経由するから、運転モードの切り換
えの最中でも駆動軸２２に動力を出力することができ
る。
【０１１０】また、実施例の動力出力装置２０によれ
ば、エンジン５０の運転ポイントと駆動軸２２の運転ポ
イントとに基づいてアンダードライブモードとオーバー
ドライブモードとを切り換えることができる。しかも、
運転モードの切り換えの判定にヒステリシスを設けてい
るから、運転モードの切り換えのポイント近傍で駆動軸
２２が運転されても、運転モードの切り換えが頻繁に行
なわれるといった不都合を回避することができる。
【０１１１】さらに、実施例の動力出力装置２０によれ
ば、クランクシャフト５６と駆動軸２２とを結合した状
態のときには、クラッチモータ３０をトルクを出力しな
いよう制御するから、駆動軸２２に出力されないトルク
をクラッチモータ３０から出力することによる電力の消
費を防止することができ、装置全体のエネルギ効率を向
上させることができる。
【０１１２】また、実施例の動力出力装置２０によれ
ば、第１クラッチ４５をＯＮとして動力出力装置２０を
図９の模式図の構成とする際に、アシストモータ４０か
らトルクショックを打ち消すトルクを出力するから、駆
動軸２２に生じ得るトルクショックを小さくすることが
できる。この結果、乗り心地をよくすることができる。
【０１１３】もとより、実施例の動力出力装置２０によ
れば、エンジン５０から出力される動力を効率よく駆動
軸２２に出力することができる。しかも、エンジン５０
は、できる限り効率のよい運転ポイントで運転されるか
ら、装置全体のエネルギ効率をより高くすることができ
る。
【０１１４】実施例の動力出力装置２０では、運転モー
ドの切り換えを行なうか否かの判定を回転数とトルクに
より表わされる運転ポイントによって設定されたマップ
を用いて行なったが、回転数のみにより設定されたマッ
プを用いて行なってもよく、あるいはトルクのみにより
設定されたマップを用いて行なってもよい。
【０１１５】また、実施例の動力出力装置２０では、運
転モードの切り換えを行なうか否かの判定に用いるマッ
プにヒステリシスを設けたが、ヒステリシスを設けない
ものとしてもよい。例えば、駆動軸２２がエンジン５０
の動作曲線Ａ上の運転ポイントで運転されるに至ったと
きに運転モードの切換処理が必要と判定するものとして
もよい。
【０１１６】さらに、実施例の動力出力装置２０では、
運転モードの切り換えを行なうポイントを設定し、駆動
軸２２がこの運転ポイントで運転されるに至ったときに
エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄに
一致するようエンジン５０，クラッチモータ３０および
アシストモータ４０を制御して運転モードを切り換えた
が、運転モードの切り換えを行なうポイントを設定した
り、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎ
ｄに一致するよう制御したりせず、駆動軸２２の回転数
Ｎｄがエンジン５０の回転数Ｎｅに一致したときに運転
モードを切り換えるものとしてもよい。
【０１１７】実施例の動力出力装置２０では、駆動軸２
２が運転モードの切り換えを行なう運転ポイントに至っ
たときにエネルギＰｅを出力しながらエンジン５０の回
転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄに一致するよう制御
したが、動作曲線Ａ上でエンジン５０の回転数Ｎｅが駆
動軸２２の回転数Ｎｄに一致するよう制御してもよい。
この場合、図１３のルーチンのステップＳ１４４と図１
４のルーチンのステップＳ１７４の目標トルクＴｅ＊を
設定する処理を、図１６のマップを用いて回転数Ｎｄに
対応する動作曲線Ａ上の運転ポイントのトルクを求め、
これを目標トルクＴｅ＊として設定する処理とすればよ
い。こうした動作曲線Ａ上でエンジン５０の回転数Ｎｅ
を駆動軸２２の回転数Ｎｄに一致させて切り換える制御
におけるアンダードライブモードからオーバードライブ
モードに切り換える際の様子を図２３に、オーバードラ
イブからアンダードライブに切り換える際の様子を図２
４に例示する。図２３および図２４を図２１および図２
２と比較すると、切り換えの際に駆動軸２２に生じ得る
トルクショックは、動作曲線Ａ上でエンジン５０の回転
数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎｄに一致させて切り換え
る制御の方が若干大きくなるが、アシストモータ４０に
よりトルクショックを打ち消すから、この影響は小さく
なる。
【０１１８】実施例の動力出力装置２０では、エンジン
５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄとが略一致
したとき、即ち閾値Ｎ１以下となったときに運転モード
の切り換えを行なったが、動力出力装置２０を図９の模
式図の構成とする際に駆動軸２２に生じるトルクショッ
クをアシストモータ４０で打ち消すことができるから、
閾値Ｎ１は比較的大きな値に設定してもよく、アシスト
モータ４０の制御によっては、閾値Ｎ１を設けないもの
としてもよい。こうすれば、エンジン５０の回転数Ｎｅ
と駆動軸２２の回転数Ｎｄとが一致しないときでも、大
きなトルクショックなしに運転モードを切り換えること
ができる。
【０１１９】次に、本発明の第２の実施例である動力出
力装置２０Ｂについて説明する。第２実施例の動力出力
装置２０Ｂは、第１実施例の動力出力装置２０と同一の
ハード構成をしている。したがって、第２実施例の動力
出力装置２０Ｂのハード構成には第１実施例の動力出力
装置２０のハード構成と同一の符号を付し、その説明は
省略する。なお、明示しない限り第１実施例の説明の際
に用いた符号はそのまま同じ意味で用いる。
【０１２０】第２実施例の動力出力装置２０Ｂで実行さ
れるトルク制御と運転モードの切換制御は、第１実施例
で説明した図１１のトルク制御ルーチンと図１２のクラ
ッチ切換処理ルーチンとによって行なわれる。ただし、
図１２のクラッチ切換処理ルーチンのステップＳ１３８
のアンダードライブからオーバードライブへの切換処理
とステップＳ１３９のオーバードライブからアンダード
ライブへの切換処理は、図２５に例示するトルク優先の
アンダードライブからオーバードライブへの切換処理ル
ーチンと図２６に例示するトルク優先のオーバードライ
ブからアンダードライブへの切換処理ルーチンによって
行なわれる。図１１のトルク制御ルーチンと図１２のク
ラッチ切換処理ルーチンについては詳述したのでここで
は省略し、以下、図２５のルーチンと図２６のルーチン
とによる運転モードの切換処理について説明する。
【０１２１】図２５のルーチンが実行されると、第２実
施例の制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、駆動軸
２２に出力すべきトルクであるトルク指令値Ｔｄ＊をエ
ンジン５０の目標トルクＴｅ＊に設定する（ステップＳ
２４０）。続いて、エンジン５０から出力すべきエネル
ギＰｅを設定した目標回転数Ｎｅ＊で割ってエンジン５
０の目標回転数Ｎｅ＊を設定し（ステップＳ２４２）、
上述した式（１）および式（２）によりクラッチモータ
３０のトルク指令値Ｔｃ＊とアシストモータ４０のトル
ク指令値Ｔａ＊とを設定する（ステップＳ２４４および
Ｓ２４６）。このように設定することにより、この切換
処理とは別個独立に並行的に行なわれるクラッチモータ
３０の制御（図１８）やアシストモータ４０の制御（図
１９）、ＥＦＩＥＣＵ７０によるエンジン５０の制御に
よって、エンジン５０は、エネルギＰｅを出力しながら
駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）
と同じトルクを出力する運転ポイントで運転されるよう
になる。
【０１２２】そして、クラッチモータ３０のトルク指令
値Ｔｃ＊とトルク指令値Ｔｄ＊との偏差を閾値Ｔ１と比
較し（ステップＳ２４８）、この偏差が閾値Ｔ１以下に
なるまでステップＳ２４０ないしＳ２４６の処理を繰り
返し実行する。ここで、閾値Ｔ１は、エンジン５０から
出力されているトルクＴｅと駆動軸２２に出力されてい
るトルクＴｄとが略一致になったかを判定するためのも
のである。エンジン５０から出力されているトルクＴｅ
と駆動軸２２に出力されているトルクＴｄとの偏差を閾
値Ｔ１と比較せずにクラッチモータ３０のトルク指令値
Ｔｃ＊とトルク指令値Ｔｄ＊との偏差を閾値Ｔ１と比較
するのは、クラッチモータ３０のトルクＴｃはエンジン
５０の負荷トルクＴｅに相当し、定常状態ではクラッチ
モータ３０のトルクＴｃはトルク指令値Ｔｃ＊に等しい
と考えてもよいからであり、同様に駆動軸２２に出力さ
れているトルクＴｄはトルク指令値Ｔｄ＊に等しいと考
えてもよいからである。
【０１２３】クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊
とトルク指令値Ｔｄ＊との偏差が閾値Ｔ１以下となった
ら、第２クラッチ４６をＯＦＦとして（ステップＳ２５
０）、動力出力装置２０Ｂを図１０の模式図の構成とす
る。このとき、クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ
＊はトルク指令値Ｔｄ＊にほぼ等しいから、駆動軸２２
にはクラッチモータ３０からトルク指令値Ｔｃ＊に相当
するトルクが出力されることになる。
【０１２４】次に、エンジン５０の回転数Ｎｅとアシス
トモータ４０の回転数Ｎａとを読み込み（ステップＳ２
５２およびＳ２５４）、読み込んだ回転数Ｎｅ，Ｎａを
用いて次式（９）によりアシストモータ４０のトルク指
令値Ｔａ＊を設定し（ステップＳ２５６）、エンジン５
０の回転数Ｎｅとアシストモータ４０の回転数Ｎａとの
偏差を閾値Ｎ２と比較して（ステップＳ２５８）、この
偏差が閾値Ｎ２以下となるまでステップＳ２５２ないし
Ｓ２５８の処理を繰り返す。ここで、式（９）中の右辺
第１項は回転数Ｎａの回転数Ｎｅからの偏差を打ち消す
比例項であり、右辺第２項は定常偏差をなくすための積
分項であり、Ｋ５およびＫ６は比例定数である。また、
閾値Ｎ２は、エンジン５０の回転数Ｎｅとアシストモー
タ４０の回転数Ｎａとが略一致になったかを判定するた
めのものである。こうした処理により、アシストモータ
４０の回転数Ｎａをエンジン５０の回転数Ｎｅと同じ回
転数にすることができる。なお、アシストモータ４０の
回転数Ｎａは、レゾルバ４７により検出されるロータ回
転軸３８の回転角度θｒから求めることができる。
【０１２５】
【数７】
【０１２６】エンジン５０の回転数Ｎｅとアシストモー
タ４０の回転数Ｎａとの偏差が閾値Ｎ２以下になると、
第１クラッチ４６をＯＮとすると同時に（ステップＳ２
６２）、上述した式（３）と式（４）とによりクラッチ
モータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊を設定すると共にアシ
ストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を設定して（ステ
ップＳ２６４およびＳ２６６）、動力出力装置２０Ｂを
図４の模式図の構成としてオーバードライブ状態とす
る。これらの３つの処理は、同時に行なわれる処理であ
る。したがって、図２５には破線で囲んでステップＳ１
６１として示した。そして、運転モード判定フラグＦＤ
にオーバードライブモードを現わす値１を設定して（ス
テップＳ２６８）、本ルーチンを終了する。
【０１２７】図２７は、こうしたアンダードライブモー
ドからオーバードライブモードに切り換える処理の様子
を説明する図である。アンダードライブモードからオー
バードライブモードへの切り換えは、第１実施例と同様
に、エンジン５０が運転ポイントＰｅ０で運転されてお
り、駆動軸２２が曲線Ｐｄ上の運転ポイントを移動する
ときを考えれば、駆動軸２２が運転ポイントＰｄ１で運
転されるに至ったときに行なわれる。このとき、図２５
のルーチンによる処理では、エンジン５０は、エネルギ
Ｐｅを出力しながら出力しているトルクＴｅが駆動軸２
２に出力されているトルクＴｄに一致するよう制御され
るから、運転ポイントＰｅ０から矢印の経路を通って駆
動軸２２に出力されているトルクＴｄと同じトルクとな
る運転ポイントＰｅ３で運転されるようになる。そし
て、エンジン５０がこの運転ポイントＰｅ３で運転され
るに至ったときに第２クラッチ４６がＯＦＦとされて、
動力出力装置２０Ｂは図１０の模式図の構成とされる。
このとき、エンジン５０から出力されているトルクＴｅ
と駆動軸２２に出力されているトルクＴｄとが等しいか
ら、クラッチモータ３０から駆動軸２２にトルクＴｄに
等しいトルクが出力される。なお、クランクシャフト５
６と駆動軸２２とには正の回転数差が生じているからク
ラッチモータ３０により電力の回生が行なわれるが、こ
の際に回生される電力は若干のものであり、アシストモ
ータ４０の駆動にほとんど消費される。そして、第１ク
ラッチ４５がＯＮとされることにより、動力出力装置２
０Ｂは、図４の模式図の構成とされてオーバードライブ
モードにより運転されるようになる。なお、第１クラッ
チ４５がＯＮとされた後は、エンジン５０は、運転ポイ
ントＰｅ３を経由して運転ポイントＰｅ０で運転される
よう制御される。
【０１２８】次に、オーバードライブモードからアンダ
ードライブモードに切り換える処理について図２６のト
ルク優先のアンダードライブからオーバードライブへの
切換処理ルーチンに基づき説明する。オーバードライブ
モードからアンダードライブモードに切り換える処理
は、図２５のアンダードライブモードからオーバードラ
イブモードに切り換える処理と同様の処理であり、第２
クラッチ４６の動作に代えて第１クラッチ４５を動作さ
せ（ステップＳ２８０）、逆に第１クラッチ４５の動作
に代えて第２クラッチ４６を動作させ（ステップＳ２９
２）、式（１）と式（２）によりクラッチモータ３０と
アシストモータ４０のトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設
定する処理に代えて式（３）と式（４）によりクラッチ
モータ３０とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔｃ
＊，Ｔａ＊を設定する処理を行ない（ステップＳ２７
４，Ｓ２７６）、逆に式（３）と式（４）によりクラッ
チモータ３０とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔｃ
＊，Ｔａ＊を設定する処理に代えて式（１）と式（２）
によりクラッチモータ３０とアシストモータ４０のトル
ク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設定する処理を行ない（ステ
ップＳ２９４，Ｓ２９６）、ロータ回転軸３８は駆動軸
２２に接続されるから動力出力装置２０が図１０の模式
図の構成とされたときにはアシストモータ４０の回転数
Ｎａが駆動軸２２の回転数Ｎｄに一致するようアシスト
モータ４０のトルク指令値Ｔａ＊には次式（１０）で計
算される値を設定し（ステップＳ２８２〜２８８）、さ
らに、運転モード判定フラグＦＤにオーバードライブモ
ードを現わす値１を設定する処理に代えてアンダードラ
イブモードを現わす値０を設定（ステップＳ２９８）す
ることによって行なわれる。こうした処理の説明は重複
するから、これ以上の説明は省略する。
【０１２９】
【数８】
【０１３０】図２８は、図２６のルーチンを実行してオ
ーバードライブモードからアンダードライブモードに切
り換える処理の様子を説明する図である。オーバードラ
イブモードからアンダードライブモードへの切り換え
は、第１実施例と同様に、エンジン５０が運転ポイント
Ｐｅ０で運転されており、駆動軸２２が曲線Ｐｄ上の運
転ポイントを移動するときを考えれば、駆動軸２２が運
転ポイントＰｄ２で運転されるに至ったときに行なわれ
る。このとき、エンジン５０は、エネルギＰｅを出力し
ながら出力しているトルクＴｅが駆動軸２２に出力され
ているトルクＴｄに一致するよう制御されるから、運転
ポイントＰｅ０から矢印の経路を通って駆動軸２２に出
力されているトルクＴｄと同じトルクとなる運転ポイン
トＰｅ４で運転されるようになる。そして、エンジン５
０がこの運転ポイントＰｅ４で運転されるに至ったとき
に第１クラッチ４５がＯＦＦとされて動力出力装置２０
Ｂは図１０の模式図の構成とされる。このとき、エンジ
ン５０から出力されているトルクＴｅと駆動軸２２に出
力されているトルクＴｄとが等しいから、クラッチモー
タ３０から駆動軸２２にトルクＴｄに等しいトルクが出
力される。なお、クランクシャフト５６と駆動軸２２と
には負の回転数差が生じているからクラッチモータ３０
は力行されることにより若干の電力を消費することにな
るが、この電力はバッテリ９４により賄われる。そし
て、第２クラッチ４６がＯＮとされることにより、動力
出力装置２０Ｂは、図３の模式図の構成とされてアンダ
ードライブモードにより運転されるようになる。なお、
第２クラッチ４６がＯＮとされた後は、エンジン５０
は、運転ポイントＰｅ４を経由して運転ポイントＰｅ０
で運転されるよう制御される。
【０１３１】以上説明した第２実施例の動力出力装置２
０Ｂによれば、動力出力装置２０Ｂが図３の模式図の構
成とされてアンダードライブモードにある状態から図４
の模式図の構成としてオーバードライブモードの状態に
スムーズに切り換えることができる。しかも、運転モー
ドの切り換えをエンジン５０から出力されているトルク
Ｔｅと駆動軸２２に出力されているトルクＴｄとを一致
させて図１０の模式図の構成を経由するから、運転モー
ドの切り換えの最中でも駆動軸２２に動力を出力するこ
とができる。
【０１３２】この他、第２実施例の動力出力装置２０Ｂ
によれば、第１実施例の動力出力装置２０が奏する効果
と同様な効果、即ち、エンジン５０の運転ポイントと駆
動軸２２の運転ポイントとに基づいてアンダードライブ
モードとオーバードライブモードとを切り換えることが
できるという効果、運転モードの切り換えの判定にヒス
テリシスを設けることにより運転モードの切り換えのポ
イントの近傍で駆動軸２２が運転されても運転モードの
切り換えが頻繁に行なわれるといった不都合を回避する
ことができる効果、エンジン５０から出力される動力を
効率よく駆動軸２２に出力することができる効果、エン
ジン５０はできる限り効率のよい運転ポイントで運転す
ることにより装置全体のエネルギ効率をより高くするこ
とができる効果などを奏する。
【０１３３】第２実施例の動力出力装置２０Ｂでも第１
実施例の動力出力装置２０と同様に、運転モードの切り
換えを行なうか否かの判定を回転数のみにより設定され
たマップを用いて行なってもよく、あるいはトルクのみ
により設定されたマップを用いて行なってもよい。ま
た、運転モードの切り換えを行なうか否かの判定に用い
るマップにヒステリシスを設けないものとしてもよい。
さらに、運転モードの切り換えを行なう運転ポイントを
設定したり、エンジン５０から出力されているトルクＴ
ｅを駆動軸２２に出力されているトルクＴｄに一致する
よう制御したりせず、駆動軸２２に出力されているトル
クＴｄがエンジン５０から出力されているトルクＴｅに
一致したときに運転モードを切り換えるものとしてもよ
い。
【０１３４】第２実施例の動力出力装置２０Ｂでは、ア
シストモータ４０の制御はそのままに第２クラッチ４６
や第１クラッチ４５をＯＦＦとして動力出力装置２０を
図１０の模式図の構成とし、その後、ロータ回転軸３８
の回転数Ｎａが接続しようとする軸の回転数（Ｎｅまた
はＮｄ）に一致するようアシストモータ４０を制御した
が、動力出力装置２０を図１０の模式図の構成とした直
後にロータ回転軸３８の回転がアシストモータ４０によ
り加減速されないよう、アシストモータ４０のトルク指
令値Ｔａ＊に値０を設定し、第２クラッチ４６や第１ク
ラッチ４５をＯＦＦとするときに同期してアシストモー
タ４０を制御するものとし、その後、ロータ回転軸３８
の回転数が接続しようとする軸の回転数に一致するよう
アシストモータ４０を制御するものとしたり、あるい
は、第２クラッチ４６や第１クラッチ４５をＯＦＦとす
るときに同期してアシストモータ４０からトルクが出力
されないようアシストモータ４０を制御するだけで、ロ
ータ回転軸３８の回転数の制御なしに接続しようとする
軸に接続するものとしても差し支えない。こうすれば、
ロータ回転軸３８の予期しない加減速を防止することが
できる。こうした第２クラッチ４６や第１クラッチ４５
をＯＮするときに同期してアシストモータ４０からトル
クが出力されないようにする構成としては、第２の駆動
回路９２とアシストモータ４０の三相コイル４４とを接
続する三相のラインに遮断器を設け、第２クラッチ４６
や第１クラッチ４５をＯＦＦとするときに同期して遮断
器によりアシストモータ４０と第２の駆動回路９２との
電力のやり取りを遮断するものとしてもよい。こうすれ
ば、機械的にアシストモータ４０のトルクを値０とする
ことができるから、第２クラッチ４６や第１クラッチ４
５の操作と動機させやすい。
【０１３５】第２実施例の動力出力装置２０Ｂでは、駆
動軸２２が運転モードの切り換えを行なう運転ポイント
に至ったときにエネルギＰｅを出力しながらエンジン５
０から出力されているトルクＴｅが駆動軸２２に出力さ
れているトルクＴｄに一致するよう制御したが、動作曲
線Ａ上でエンジン５０から出力されているトルクＴｅが
駆動軸２２に出力されているトルクＴｄに一致するよう
制御してもよい。この場合、図２５のルーチンのステッ
プＳ２４２と図２６のルーチンのステップＳ２７２の目
標回転数Ｎｅ＊を設定する処理を、図１６のマップを用
いてトルク指令値Ｔｄ＊に対応する動作曲線Ａ上の運転
ポイントの回転数を求め、これを目標回転数Ｎｅ＊とし
て設定する処理とすればよい。こうした動作曲線Ａ上で
エンジン５０から出力されているトルクＴｅを駆動軸２
２に出力されているトルクＴｄに一致させて切り換える
制御におけるアンダードライブモードからオーバードラ
イブモードに切り換える際の様子を図２９に、オーバー
ドライブからアンダードライブに切り換える際の様子を
図３０に例示する。
【０１３６】以上説明した第１実施例の動力出力装置２
０ではエンジン５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数
Ｎｄに一致させてアンダードライブモードからオーバー
ドライブモードへの切り換えとオーバードライブモード
からアンダードライブモードへの切り換えを行ない、第
２実施例の動力出力装置２０Ｂではエンジン５０から出
力されているトルクＴｅを駆動軸２２に出力されている
トルクＴｄに一致させてアンダードライブモードからオ
ーバードライブモードへの切り換えとオーバードライブ
モードからアンダードライブモードへの切り換えを行な
ったが、アンダードライブモードからオーバードライブ
モードへ切り換える際にはエンジン５０の回転数Ｎｅを
駆動軸２２の回転数Ｎｄに一致させて行ない、オーバー
ドライブモードからアンダードライブモードへ切り換え
る際にはエンジン５０から出力されているトルクＴｅを
駆動軸２２に出力されているトルクＴｄに一致させて行
なうものとしてもよい。図２１の切り換えの様子と図２
９の切り換えの様子とを比較すればわかるように、アン
ダードライブモードからオーバードライブモードへ切り
換えるときには、エンジン５０の回転数Ｎｅを駆動軸２
２の回転数Ｎｄに一致させて行なう方がエンジン５０の
運転ポイントの移動量が小さくなるから、エンジン５０
の回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎｄに一致させて行
なうことにより、よりスムーズに運転モードの切り換え
を行なうことができる。
【０１３７】また、図２２の切り換えの様子と図３０の
切り換えの様子とを比較すればわかるように、オーバー
ドライブモードからアンダードライブモードへ切り換え
るときには、エンジン５０から出力されているトルクＴ
ｅを駆動軸２２に出力されているトルクＴｄに一致させ
て行なう方がエンジン５０の運転ポイントの移動量が小
さくなるから、エンジン５０から出力されているトルク
Ｔｅを駆動軸２２に出力されているトルクＴｄに一致さ
せて行なうことにより、よりスムーズに切り換えを行な
うことができる。したがって、図１３のルーチンにより
アンダードライブモードからオーバードライブモードへ
切り換え、図２６のルーチンによりオーバードライブモ
ードからアンダードライブモードへの切り換えることに
より、よりスムーズに切り換えを行なうことができる。
なお、アンダードライブモードからオーバードライブモ
ードへ切り換える際にはエンジン５０から出力されてい
るトルクＴｅを駆動軸２２に出力されているトルクＴｄ
に一致させて行ない、オーバードライブモードからアン
ダードライブモードへ切り換える際にはエンジン５０の
回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎｄに一致させて行な
うものとしても差し支えない。
【０１３８】次に、本発明の第３の実施例である動力出
力装置２０Ｃについて説明する。第３実施例の動力出力
装置２０Ｃは、第１実施例の動力出力装置２０と同一の
ハード構成をしている。したがって、第３実施例の動力
出力装置２０Ｃのハード構成には第１実施例の動力出力
装置２０のハード構成と同一の符号を付し、その説明は
省略する。なお、明示しない限り第１実施例の説明の際
に用いた符号はそのまま同じ意味で用いる。
【０１３９】第３実施例の動力出力装置２０Ｃで実行さ
れるトルク制御と運転モードの切換制御も、第２実施例
と同様に、第１実施例で説明した図１１のトルク制御ル
ーチンと図１２のクラッチ切換処理ルーチンとによって
行なわれる。ただし、図１２のクラッチ切換処理ルーチ
ンのステップＳ１３８のアンダードライブからオーバー
ドライブへの切換処理とステップＳ１３９のオーバード
ライブからアンダードライブへの切換処理は、図３１に
例示する動力一致のアンダードライブからオーバードラ
イブへの切換処理ルーチンと図３２に例示する動力一致
のオーバードライブからアンダードライブへの切換処理
ルーチンによって行なわれる。図１１のトルク制御ルー
チンと図１２のクラッチ切換処理ルーチンについては詳
述したのでここでは省略し、以下、図３１のルーチンと
図３２のルーチンによる切換処理について説明する。
【０１４０】図３１のルーチンが実行されると、第３実
施例の制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、駆動軸
２２の回転数Ｎｄを読み込み（ステップＳ３４０）、読
み込んだ回転数Ｎｄをエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊
に設定すると共に駆動軸２２に出力すべきトルクである
トルク指令値Ｔｄ＊をエンジン５０の目標トルクＴｅ＊
に設定する（ステップＳ３４２）。続いて、上述した式
（１）および式（２）によりクラッチモータ３０のトル
ク指令値Ｔｃ＊とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔ
ａ＊とを設定する（ステップＳ３４４およびＳ３４
６）。このように設定することにより、この切換処理と
は別個独立に並行的に行なわれるクラッチモータ３０の
制御（図１８）やアシストモータ４０の制御（図１
９）、ＥＦＩＥＣＵ７０によるエンジン５０の制御によ
って、エンジン５０は、駆動軸２２の運転ポイントで運
転されるようになる。即ち、エンジン５０は、エンジン
５０から出力される動力と駆動軸２２に出力されている
動力とが一致するよう運転されるのである。
【０１４１】そして、駆動軸２２の回転数Ｎｄとエンジ
ン５０の回転数Ｎｅとを読み込み（ステップＳ３４
８）、読み込んだ回転数Ｎｅと回転数Ｎｄとの偏差を閾
値Ｎ１と比較すること共にクラッチモータ３０のトルク
指令値Ｔｃ＊とトルク指令値Ｔｄ＊との偏差を閾値Ｔ１
と比較し（ステップＳ３３５０）、両偏差がそれぞれ閾
値Ｎ１以下，閾値Ｔ１以下になるまでステップＳ３４２
ないしＳ３４８の処理を繰り返し実行する。ここで、閾
値Ｎ１は第１実施例で説明した閾値Ｎ１と同一であり、
閾値Ｔ１は第２実施例で説明した閾値Ｔ１と同一であ
る。また、クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊と
トルク指令値Ｔｄ＊との偏差を閾値Ｔ１と比較すること
は、エンジン５０から出力されているトルクＴｅと駆動
軸２２に出力されているトルクＴｄとの偏差を閾値Ｔ１
と比較していることに相当するのは第２実施例で説明し
た。このようにエンジン５０の運転ポイントを制御する
と、クラッチモータ３０やアシストモータ４０の損失分
のエネルギが不足することになるが、この不足するエネ
ルギはバッテリ９４からの放電により賄われる。なお、
この不足するエネルギは小さなものである。
【０１４２】両偏差が共に閾値以下になったら、第１ク
ラッチ４５をＯＮとすると同時に（ステップＳ３５
２）、クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に値０
を設定する（ステップＳ３５４）。第１クラッチ４５を
ＯＮとすると同時にクラッチモータ３０のトルク指令値
Ｔｃ＊に値０を設定するのは、第１実施例で説明したよ
うに、クラッチモータ３０による電力の消費をなくし、
装置全体のエネルギ効率を向上させるためである。ここ
で、これら２つの処理は同時に行なわれるから、第１実
施例と同様に、図３１には破線で囲んでステップＳ３５
１として示した。このように第１クラッチ４５がＯＮと
されると、クランクシャフト５６と駆動軸２２は結合さ
れるから、エンジン５０から出力される動力は直接駆動
軸２２に出力されるようになる。エンジン５０は駆動軸
２２の運転ポイントで運転されているから、第１クラッ
チ４５をＯＮとする際に駆動軸２２にトルク変動が生じ
ることはない。
【０１４３】続いて、上述した式（３）と式（４）とに
よりクラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊を設定す
ると共にアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を設
定し（ステップＳ３５６およびＳ３５８）、クラッチモ
ータ３０やアシストモータ４０が設定した指令値に相当
するトルクを出力するのと同期して第２クラッチ４６を
ＯＦＦとして（ステップＳ３６０）、動力出力装置２０
を図４の模式図の構成としてオーバードライブ状態とす
る。これらの３つの処理もタイミングを見計らって行な
われる処理であるから、図３１には破線で囲んでステッ
プＳ３５５として示した。そして、運転モード判定フラ
グＦＤにオーバードライブモードを現わす値１を設定し
て（ステップＳ３６２）、本ルーチンを終了する。
【０１４４】図３３は、こうしたアンダードライブモー
ドからオーバードライブモードに切り換える処理の様子
を説明する図である。アンダードライブモードからオー
バードライブモードへの切り換えは、第１実施例と同様
に、エンジン５０が運転ポイントＰｅ０で運転されてお
り、駆動軸２２が曲線Ｐｄ上の運転ポイントを移動する
ときを考えれば、駆動軸２２が運転ポイントＰｄ１で運
転されるに至ったときに行なわれる。このとき、図３１
のルーチンの切換処理では、エンジン５０は、駆動軸２
２の運転ポイントＰｄ１になるよう制御される。そし
て、エンジン５０がこの運転ポイントＰｄ１で運転され
るに至ったときに第１クラッチ４５がＯＮとされて、動
力出力装置２０Ｃは図９の模式図の構成とされ、エンジ
ン５０から出力される動力が直接駆動軸２２に出力され
るようになる。このとき、エンジン５０は運転ポイント
Ｐｄ１で運転されているから、第１クラッチ４５をＯＮ
とすることによって駆動軸２２にトルク変動が生じるこ
とはない。そして、第２クラッチ４６がＯＦＦとされる
ことにより、動力出力装置２０Ｃは、図４の模式図の構
成とされてオーバードライブモードにより運転されるよ
うになる。なお、第２クラッチ４６がＯＦＦとされた後
は、エンジン５０は、再び運転ポイントＰｅ０で運転さ
れるよう制御される。
【０１４５】次に、オーバードライブモードからアンダ
ードライブモードに切り換える処理について図３２の動
力一致のアンダードライブからオーバードライブへの切
換処理ルーチンに基づき説明する。オーバードライブモ
ードからアンダードライブモードに切り換える処理は、
図３１のアンダードライブモードからオーバードライブ
モードに切り換える処理と同様の処理であり、第１クラ
ッチ４５の動作に代えて第２クラッチ４６を動作させ
（ステップＳ３８２）、逆に第２クラッチ４６の動作に
代えて第１クラッチ４５を動作させ（ステップＳ３８
６）、式（１）と式（２）によりクラッチモータ３０と
アシストモータ４０のトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設
定する処理に代えて式（３）と式（４）によりクラッチ
モータ３０とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔｃ
＊，Ｔａ＊を設定する処理を行ない（ステップＳ３７
６，Ｓ３７８）、逆に式（３）と式（４）によりクラッ
チモータ３０とアシストモータ４０のトルク指令値Ｔｃ
＊，Ｔａ＊を設定する処理に代えて式（１）と式（２）
によりクラッチモータ３０とアシストモータ４０のトル
ク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設定する処理を行ない（ステ
ップＳ３８６，Ｓ３８８）、さらに、運転モード判定フ
ラグＦＤにオーバードライブモードを現わす値１を設定
する処理に代えてアンダードライブモードを現わす値０
を設定（ステップＳ３９２）することによって行なわれ
る。こうした処理の説明は重複するから、これ以上の説
明は省略する。
【０１４６】図３４は、図３２のルーチンを実行してオ
ーバードライブモードからアンダードライブモードに切
り換える処理の様子を説明する図である。オーバードラ
イブモードからアンダードライブモードへの切り換え
は、第１実施例と同様に、エンジン５０が運転ポイント
Ｐｅ０で運転されており、駆動軸２２が曲線Ｐｄ上の運
転ポイントを移動するときを考えれば、駆動軸２２が運
転ポイントＰｄ２で運転されるに至ったときに行なわれ
る。このとき、エンジン５０は、駆動軸２２の運転ポイ
ントＰｄ２になるよう制御される。そして、エンジン５
０がこの運転ポイントＰｄ２で運転されるに至ったとき
に第２クラッチ４６がＯＮとされて、動力出力装置２０
Ｃは図９の模式図の構成とされ、エンジン５０から出力
される動力が直接駆動軸２２に出力されるようになる。
このとき、エンジン５０は運転ポイントＰｄ２で運転さ
れているから、第２クラッチ４６をＯＮとすることによ
って駆動軸２２にトルク変動が生じることはない。そし
て、第１クラッチ４５がＯＦＦとされることにより、動
力出力装置２０Ｃは、図４の模式図の構成とされてオー
バードライブモードにより運転されるようになる。な
お、第１クラッチ４５がＯＦＦとされた後は、エンジン
５０は、再び運転ポイントＰｅ０で運転されるよう制御
される。
【０１４７】以上説明した第３実施例の動力出力装置２
０Ｃによれば、動力出力装置２０Ｃが図３の模式図の構
成とされてアンダードライブモードにある状態から図４
の模式図の構成としてオーバードライブモードの状態に
スムーズに切り換えることができる。しかも、運転モー
ドの切り換えをエンジン５０から出力されている動力と
駆動軸２２に出力されている動力とを一致させて図９の
模式図の構成を経由するから、運転モードの切り換えの
最中でも駆動軸２２に動力を出力することができる。
【０１４８】この他、第３実施例の動力出力装置２０Ｃ
によれば、第１実施例の動力出力装置２０が奏する効果
と同様な効果、即ち、エンジン５０の運転ポイントと駆
動軸２２の運転ポイントとに基づいてアンダードライブ
モードとオーバードライブモードとを切り換えることが
できるという効果、運転モードの切り換えの判定にヒス
テリシスを設けることにより運転モードの切り換えの運
転ポイントの近傍で駆動軸２２が運転されても運転モー
ドの切り換えが頻繁に行なわれるといった不都合を回避
することができる効果、エンジン５０から出力される動
力を効率よく駆動軸２２に出力することができる効果、
エンジン５０はできる限り効率のよい運転ポイントで運
転することにより装置全体のエネルギ効率をより高くす
ることができる効果などを奏する。
【０１４９】第３実施例の動力出力装置２０Ｃでも第１
実施例の動力出力装置２０と同様に、運転モードの切り
換えを行なうか否かの判定を回転数のみにより設定され
たマップを用いて行なってもよく、あるいはトルクのみ
により設定されたマップを用いて行なってもよい。ま
た、運転モードの切り換えを行なうか否かの判定に用い
るマップにヒステリシスを設けないものとしてもよい。
さらに、運転モードの切り換えを行なう運転ポイントを
設定したり、エンジン５０から出力されているトルクＴ
ｅを駆動軸２２に出力されているトルクＴｄに一致する
よう制御したりせず、駆動軸２２に出力されているトル
クＴｄがエンジン５０から出力されているトルクＴｅに
一致したときに運転モードを切り換えるものとしてもよ
い。
【０１５０】第３実施例の動力出力装置２０Ｃでは、運
転モードの切り換えを図９の模式図の構成を介して行な
ったが、図１０の模式図の構成を介して行なうものとし
てもよい。この場合の各切換処理ルーチンを図３５と図
３６に示す。なお、この処理では、動力出力装置２０Ｃ
を図１０の模式図の構成としたときには（図３５のステ
ップＳ４５２および図３６のステップＳ４８２）、アシ
ストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊に値０を設定して
いる（ステップＳ４５４）。これは、ロータ回転軸３８
がクランクシャフト５６とも駆動軸２２とも結合されな
い状態となるから、ロータ回転軸３８の回転数が変化し
ないようにするためである。この構成としても、クラッ
チモータ３０により駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊に
相当するトルクが出力される。
【０１５１】各実施例では、第１クラッチ４５および第
２クラッチ４６をアシストモータ４０とクラッチモータ
３０との間に配置したが、図３７の変形例の動力出力装
置２０Ｄに示すように、第１クラッチ４５Ｄと第２クラ
ッチ４６Ｄとをエンジン５０とアシストモータ４０との
間に配置したり、図３８の変形例の動力出力装置２０Ｅ
に示すように、第１クラッチ４５Ｅはエンジン５０とア
シストモータ４０との間に配置し、第２クラッチ４６Ｅ
はアシストモータ４０とクラッチモータ３０との間に配
置するものとしてもよい。また、各実施例では、アシス
トモータ４０をエンジン５０とクラッチモータ３０との
間に配置したが、図３９の変形例の動力出力装置２０Ｆ
に示すように、クラッチモータ３０Ｆをエンジン５０と
アシストモータ４０との間に配置するものとしてもよ
い。この変形例の動力出力装置２０Ｆでは、クランクシ
ャフト５６にはクラッチモータ３０Ｆの永久磁石３２Ｆ
を内周面に備えるアウタロータ３１Ｆが結合され、駆動
軸２２には三相コイル３４を巻回したインナロータ３３
Ｆが結合されている。この相違は、第１クラッチ４５Ｆ
および第２クラッチ４６Ｆをクラッチモータ３０Ｆとア
シストモータ４０との間に配置するためである。このよ
うに、クラッチモータ３０やアシストモータ４０等の配
置が実施例の動力出力装置２０と異なるものとしても、
実施例の動力出力装置２０と同様に動作する。なお、実
施例の動力出力装置２０とクラッチモータ３０，アシス
トモータ４０，第１クラッチ４５，第２クラッチ４６お
よびスリップリング３５の配置が異なるものとしては、
クラッチモータ３０およびアシストモータ４０の配置が
２通り、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６の配
置が３通り、スリップリング３５の配置が３通りで合計
１８（２×３×３）通りある。
【０１５２】各実施例では、クラッチモータ３０とアシ
ストモータ４０とを軸方向に並べたが、図４０の変形例
の動力出力装置２０Ｇに示すように、アシストモータ４
０をクラッチモータ３０Ｇの径方向外側に配置するもの
としてもよい。この構成では、クラッチモータ３０Ｇと
アシストモータ４０Ｇは、内側から、クランクシャフト
５６に結合され永久磁石３２Ｇが外周面に貼り付けられ
たクラッチモータ３０Ｇのインナロータ３１Ｇ、三相コ
イル３４Ｇが巻回されたクラッチモータ３０Ｇのアウタ
ロータ３３Ｇ、ロータ回転軸３８Ｇに結合され外周面に
永久磁石４２Ｇが貼り付けられたアシストモータ４０Ｇ
のロータ４１Ｇ、ケース４９に固定され三相コイル４４
Ｇが巻回されたステータ４３Ｄの順に配置される。この
ようにアシストモータ４０をクラッチモータ３０の径方
向外側に配置することにより、装置の軸方向の長さを大
幅に短くすることができる。この結果、装置全体をより
コンパクトなものとすることができる。なお、こうした
アシストモータ４０Ｇをクラッチモータ３０の径方向外
側に配置した構成においても、更に、第１クラッチ４５
Ｇおよび第２クラッチ４６Ｇの配置の自由度およびスリ
ップリング３５の配置の自由度がある。
【０１５３】各実施例では、クラッチモータ３０とアシ
ストモータ４０とを同軸上に配置したが、図４１の変形
例の動力出力装置２０Ｈや図４２の変形例の動力出力装
置２０Ｊに示すように、クラッチモータとアシストモー
タとを異なる軸上に配置するものとしてもよい。変形例
の動力出力装置２０Ｈでは、エンジン５０とクラッチモ
ータ３０Ｈとを同軸上に配置し、アシストモータ４０Ｈ
を異なる軸上に配置しており、クラッチモータ３０Ｈの
アウタロータ３３Ｈはベルト２２Ｈにより駆動軸２２に
結合されており、クランクシャフト５６はベルト５６Ｈ
により第１クラッチ４５Ｈを介してロータ回転軸３８Ｈ
に結合されている。また、変形例の動力出力装置２０Ｊ
では、エンジン５０とアシストモータ４０Ｊとを同軸上
に配置し、クラッチモータ３０Ｊを異なる軸上に配置し
ており、クラッチモータ３０Ｊのアウタロータ３３Ｊは
ベルト５６Ｊによりクランクシャフト５６に結合されて
おり、駆動軸２２はベルト２２Ｊにより第２クラッチ４
６Ｊを介してロータ回転軸３８Ｊに結合されている。こ
れらの変形例のようにクラッチモータ３０とアシストモ
ータ４０とを異なる軸上に配置するものとすれば、装置
の軸方向の長さを大幅に短くすることができる。この結
果、装置を前輪駆動の車両に搭載するのに有利なものと
することができる。こうしたクラッチモータ３０とアシ
ストモータ４０とを異なる軸上に配置するものも、第１
クラッチ４５および第２クラッチ４６などの配置の自由
度がある。
【０１５４】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【０１５５】例えば、上述した各実施例では、エンジン
５０としてガソリンにより運転されるガソリンエンジン
を用いたが、その他に、ディーゼルエンジンや、タービ
ンエンジンや、ジェットエンジンなど各種の内燃あるい
は外燃機関を用いることもできる。
【０１５６】また、各実施例では、クラッチモータ３０
及びアシストモータ４０としてＰＭ形（永久磁石形；Pe
rmanent Magnet type）同期電動機を用いていたが、回
生動作及び力行動作を行なわせるのであれば、その他に
も、ＶＲ形（可変リラクタンス形；Variable Reluctanc
e type）同期電動機や、バーニアモータや、直流電動機
や、誘導電動機や、超電導モータや、ステップモータな
どを用いることもできる。
【０１５７】さらに、各実施例では、クラッチモータ３
０に対する電力の伝達手段として回転リング３５ａとブ
ラシ３５ｂとからなるスリップリング３５を用いたが、
回転リング−水銀接触、磁気エネルギの半導体カップリ
ング、回転トランス等を用いることもできる。
【０１５８】あるいは、各実施例では、第１および第２
の駆動回路９１，９２としてトランジスタインバータを
用いたが、その他に、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラ
モードトランジスタ；Insulated Gate Bipolar mode Tr
ansistor）インバータや、サイリスタインバータや、電
圧ＰＷＭ（パルス幅変調；Pulse Width Modulation）イ
ンバータや、方形波インバータ（電圧形インバータ，電
流形インバータ）や、共振インバータなどを用いること
もできる。
【０１５９】また、バッテリ９４としては、Ｐｂバッテ
リ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを用いること
ができるが、バッテリ９４に代えてキャパシタを用いる
こともできる。
【０１６０】さらに各実施例では、動力出力装置を車両
に搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、船舶，航空機などの交通手段
や、その他各種産業機械などに搭載することも可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての動力出力装置２０の
概略構成を示す構成図である。
【図２】実施例の動力出力装置２０を組み込んだ車両の
概略構成を示す構成図である。
【図３】第１クラッチ４５をオフ、第２クラッチ４６を
オンとしたときの実施例の動力出力装置２０の構成を表
わす模式図である。
【図４】第１クラッチ４５をオン、第２クラッチ４６を
オフとしたときの実施例の動力出力装置２０の構成を表
わす模式図である。
【図５】図３の模式図の構成でＮｅ＜Ｎｄのときのトル
ク変換の様子を説明する説明図である。
【図６】図３の模式図の構成でＮｅ＞Ｎｄのときのトル
ク変換の様子を説明する説明図である。
【図７】図４の模式図の構成でＮｅ＜Ｎｄのときのトル
ク変換の様子を説明する説明図である。
【図８】図４の模式図の構成でＮｅ＞Ｎｄのときのトル
ク変換の様子を説明する説明図である。
【図９】第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を共
にオンとしたときの実施例の動力出力装置２０の構成を
表わす模式図である。
【図１０】第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を
共にオフとしたときの実施例の動力出力装置２０の構成
を表わす模式図である。
【図１１】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるトルク制御ルーチンを例示するフローチャートであ
る。
【図１２】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるクラッチ切換処理ルーチンを例示するフローチャー
トである。
【図１３】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れる回転数優先のアンダードライブからオーバードライ
ブへの切換処理ルーチンを例示するフローチャートであ
る。
【図１４】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れる回転数優先のオーバードライブからアンダードライ
ブへの切換処理ルーチンを例示するフローチャートであ
る。
【図１５】トルク指令値Ｔｄ＊と回転数Ｎｄとアクセル
ペダルポジションＡＰとの関係を示すマップを例示する
説明図である。
【図１６】エンジン５０の運転ポイントと効率の関係を
例示するグラフである。
【図１７】エネルギＰｅが一定の曲線に沿ったエンジン
５０の運転ポイントの効率とエンジン５０の回転数Ｎｅ
との関係を例示するグラフである。
【図１８】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるクラッチモータ制御ルーチンを例示するフローチャ
ートである。
【図１９】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０により実行さ
れるアシストモータ制御ルーチンを例示するフローチャ
ートである。
【図２０】運転モードの切換が必要であるか否かを判定
する様子を説明する説明図である。
【図２１】図１３のルーチンにより運転モードを切り換
える際の様子を説明する説明図である。
【図２２】図１４のルーチンにより運転モードを切り換
える際の様子を説明する説明図である。
【図２３】エンジン５０の動作曲線Ａ上でエンジン５０
の運転ポイントを移動させて運転モードを切り換える際
の様子を説明する説明図である。
【図２４】エンジン５０の動作曲線Ａ上でエンジン５０
の運転ポイントを移動させて運転モードを切り換える際
の様子を説明する説明図である。
【図２５】第２実施例の制御装置８０の制御ＣＰＵ９０
により実行されるトルク優先のアンダードライブからオ
ーバードライブへの切換処理ルーチンを例示するフロー
チャートである。
【図２６】第２実施例の制御装置８０の制御ＣＰＵ９０
により実行されるトルク優先のオーバードライブからア
ンダードライブへの切換処理ルーチンを例示するフロー
チャートである。
【図２７】図２５のルーチンにより運転モードを切り換
える際の様子を説明する説明図である。
【図２８】図２６のルーチンにより運転モードを切り換
える際の様子を説明する説明図である。
【図２９】エンジン５０の動作曲線Ａ上でエンジン５０
の運転ポイントを移動させて運転モードを切り換える際
の様子を説明する説明図である。
【図３０】エンジン５０の動作曲線Ａ上でエンジン５０
の運転ポイントを移動させて運転モードを切り換える際
の様子を説明する説明図である。
【図３１】第３実施例の制御装置８０の制御ＣＰＵ９０
により実行される動力一致のアンダードライブからオー
バードライブへの切換処理ルーチンを例示するフローチ
ャートである。
【図３２】第３実施例の制御装置８０の制御ＣＰＵ９０
により実行される動力一致のオーバードライブからアン
ダードライブへの切換処理ルーチンを例示するフローチ
ャートである。
【図３３】図３１のルーチンにより運転モードを切り換
える際の様子を説明する説明図である。
【図３４】図３２のルーチンにより運転モードを切り換
える際の様子を説明する説明図である。
【図３５】第３実施例の変形例の動力一致のアンダード
ライブからオーバードライブへの切換処理ルーチンの一
部を例示するフローチャートである。
【図３６】第３実施例の変形例の動力一致のオーバード
ライブからアンダードライブへの切換処理ルーチンの一
部を例示するフローチャートである。
【図３７】変形例の動力出力装置２０Ｄの概略構成を示
す構成図である。
【図３８】変形例の動力出力装置２０Ｅの概略構成を示
す構成図である。
【図３９】変形例の動力出力装置２０Ｆの概略構成を示
す構成図である。
【図４０】変形例の動力出力装置２０Ｇの概略構成を示
す構成図である。
【図４１】変形例の動力出力装置２０Ｈの概略構成を示
す構成図である。
【図４２】変形例の動力出力装置２０Ｊの概略構成を示
す構成図である。
【符号の説明】
２０…動力出力装置 ２０Ｂ〜２０Ｊ…動力出力装置 ２２…駆動軸 ２２…直接駆動軸 ２４…ディファレンシャルギヤ ２６，２８…駆動輪 ３０…クラッチモータ ３１…インナロータ ３２…永久磁石 ３３…アウタロータ ３４…三相コイル ３５…スリップリング ３５ａ…回転リング ３５ｂ…ブラシ ３７…レゾルバ ３８…ロータ回転軸 ４０…アシストモータ ４１…ロータ ４２…永久磁石 ４３…ステータ ４４…三相コイル ４５，４６…クラッチ ４７…レゾルバ ４９…ケース ５０…エンジン ５１…燃料噴射弁 ５２…燃焼室 ５４…ピストン ５６…クランクシャフト ５７…レゾルバ ５８…イグナイタ ６０…ディストリビュータ ６２…点火プラグ ６４…アクセルペダル ６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ ６５…ブレーキペダル ６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ ６６…スロットルバルブ ６７…スロットルバルブポジションセンサ ６８…アクチュエータ ７０…ＥＦＩＥＣＵ ７２…吸気管負圧センサ ７４…水温センサ ７６…回転数センサ ７８…回転角度センサ ７９…スタータスイッチ ８０…制御装置 ８２…シフトレバー ８４…シフトポジションセンサ ９０…制御ＣＰＵ ９０ａ…ＲＡＭ ９０ｂ…ＲＯＭ ９１…第１の駆動回路 ９２…第２の駆動回路 ９４…バッテリ ９５，９６…電流検出器 ９７，９８…電流検出器 ９９…残容量検出器 Ｌ１，Ｌ２…電源ライン Ｔｒ１〜Ｔｒ６…トランジスタ Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６…トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦野 広暁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 三浦 徹也 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 平子 勝 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動軸に動力を出力する動力出力装置で
    あって、 出力軸を有する原動機と、 前記出力軸に結合された第１のロータと、前記駆動軸に
    結合され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第
    ２のロータとを有し、該両ロータ間の電磁的な結合を介
    して該出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りをする
    第１の電動機と、 前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、
    該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機
    と、 前記回転軸と前記出力軸との接続および該接続の解除を
    行なう第１の接続手段と、 前記回転軸と前記駆動軸との接続および該接続の解除を
    行なう第２の接続手段と、 前記出力軸の運転状態を検出する出力軸状態検出手段
    と、 前記駆動軸の運転状態を検出する駆動軸状態検出手段
    と、 前記出力軸状態検出手段により検出される前記出力軸の
    運転状態と前記駆動軸状態検出手段により検出される前
    記駆動軸の運転状態とに基づいて、前記第１の接続手段
    が接続状態で前記第２の接続手段が接続解除状態の状態
    から該第１の接続手段が接続解除状態で該第２の接続手
    段が接続状態の状態へ、または、前記第１の接続手段が
    接続解除状態で前記第２の接続手段が接続状態の状態か
    ら該第１の接続手段が接続状態で該第２の接続手段が接
    続解除状態の状態へ切り換える切換制御手段とを備える
    動力出力装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記運転状態は、前記出力軸および前記駆動軸の回転数
    であり、 前記切換制御手段は、前記出力軸の回転数と前記駆動軸
    の回転数とが略一致するときに前記切り換えを行う手段
    である動力出力装置。
  3. 【請求項３】 前記切換制御手段は、前記出力軸の回転
    数と前記駆動軸の回転数とが略一致するよう前記原動
    機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制
    御する回転数一致制御手段を備える請求項２記載の動力
    出力装置。
  4. 【請求項４】 前記回転数一致制御手段は、前記出力軸
    の回転数と前記駆動軸の回転数との偏差が所定の偏差に
    なったときに該出力軸の回転数と該駆動軸の回転数とが
    略一致するよう制御する手段である請求項３記載の動力
    出力装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の動力出力装置であって、 前記所定の偏差は、 前記第１の接続手段が接続状態で前記第２の接続手段が
    接続解除状態の状態から該第１の接続手段が接続解除状
    態で該第２の接続手段が接続状態の状態へ切り換えると
    きには前記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転数より大
    きい状態での第１の偏差であり、 前記第１の接続手段が接続解除状態で前記第２の接続手
    段が接続状態の状態から該第１の接続手段が接続状態で
    該第２の接続手段が接続解除状態の状態へ切り換えると
    きには前記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転数より小
    さい状態での第２の偏差である動力出力装置。
  6. 【請求項６】 前記切換制御手段は、前記第１の接続手
    段と前記第２の接続手段とが共に接続状態となる状態を
    介して切り換える手段である請求項２ないし５いずれか
    記載の動力出力装置。
  7. 【請求項７】 前記切換制御手段により前記第１の接続
    手段と前記第２の接続手段とが共に接続状態にあるとき
    には、前記第１の電動機からトルクが出力されないよう
    該第１の電動機を制御する第１電動機制御手段を備える
    請求項６記載の動力出力装置。
  8. 【請求項８】 前記切換制御手段は、前記第１の接続手
    段と前記第２の接続手段とを共に接続状態とするときに
    前記出力軸および／または前記駆動軸に生じるトルク変
    動を打ち消すよう前記第２の電動機を駆動制御する第２
    電動機制御手段を備える請求項６または７記載の動力出
    力装置。
  9. 【請求項９】 請求項１記載の動力出力装置であって、 前記運転状態は、前記出力軸および前記駆動軸の回転数
    であり、 前記切換制御手段は、前記第１の接続手段と前記第２の
    接続手段とを共に接続状態とするときに前記出力軸およ
    び／または前記駆動軸に生じるトルク変動を打ち消すよ
    う前記第２の電動機を駆動制御する第２電動機制御手段
    を備え、前記第１の接続手段と前記第２の接続手段とが
    共に接続状態となる状態を介して切り換える手段である
    動力出力装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記運転状態は、前記出力軸および前記駆動軸に出力さ
    れているトルクであり、 前記切換制御手段は、前記出力軸に出力されているトル
    クと前記駆動軸に出力されているトルクとが略一致する
    ときに前記切り換えを行う手段である動力出力装置。
  11. 【請求項１１】 前記切換制御手段は、前記出力軸に出
    力されるトルクと前記駆動軸に出力されるトルクとが略
    一致するよう前記原動機，前記第１の電動機および前記
    第２の電動機を駆動制御するトルク一致制御手段を備え
    る請求項１０記載の動力出力装置。
  12. 【請求項１２】 前記トルク一致制御手段は、前記出力
    軸に出力されているトルクと前記駆動軸に出力されてい
    るトルクとの偏差が所定の偏差になったときに該出力軸
    に出力されるトルクと該駆動軸に出力されるトルクとが
    略一致するよう制御する手段である請求項１１記載の動
    力出力装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の動力出力装置であっ
    て、 前記所定の偏差は、 前記第１の接続手段が接続状態で前記第２の接続手段が
    接続解除状態の状態から該第１の接続手段が接続解除状
    態で該第２の接続手段が接続状態の状態へ切り換えると
    きには前記出力軸に出力されているトルクが前記駆動軸
    に出力されているトルクより小さい状態での第１の偏差
    であり、 前記第１の接続手段が接続解除状態で前記第２の接続手
    段が接続状態の状態から該第１の接続手段が接続状態で
    該第２の接続手段が接続解除状態の状態へ切り換えると
    きには前記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転数より大
    きい状態での第１の偏差である動力出力装置。
  14. 【請求項１４】 前記切換制御手段は、前記第１の接続
    手段と前記第２の接続手段とが共に接続解除状態となる
    状態を介して切り換える手段である請求項１０または１
    ３記載の動力出力装置。
  15. 【請求項１５】 前記切換制御手段は、前記第１の接続
    手段と前記第２の接続手段とを共に接続解除状態とする
    とき、前記第２の電動機からトルクが出力されないよう
    該第２の電動機を制御する第２電動機制御手段を備える
    請求項１４記載の動力出力装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５記載の動力出力装置であっ
    て、 前記第２の電動機へ電力を供給する電源ラインを遮断す
    る遮断器を備え、 前記第２電動機制御手段は、前記第１の接続手段と前記
    第２の接続手段とを共に接続解除状態とするのに同期し
    て前記遮断器を駆動して前記第２の電動機への電力の供
    給を遮断する手段である動力出力装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記運転状態は、前記出力軸および前記駆動軸に出力さ
    れている動力であり、 前記切換制御手段は、前記出力軸に出力されている動力
    と前記駆動軸に出力されている動力とが略一致するとき
    に前記切り換えを行う手段である動力出力装置。
  18. 【請求項１８】 前記切換制御手段は、前記出力軸に出
    力される動力と前記駆動軸に出力される動力とが略一致
    するよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２
    の電動機を駆動制御する動力一致制御手段を備える請求
    項１７記載の動力出力装置。
  19. 【請求項１９】 前記動力一致制御手段は、前記出力軸
    に出力されている動力と前記駆動軸に出力されている動
    力との偏差が所定の偏差になったときに該出力軸に出力
    される動力と該駆動軸に出力される動力とが略一致する
    よう制御する手段である請求項１８記載の動力出力装
    置。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載の動力出力装置であっ
    て、 前記所定の偏差は、 前記第１の接続手段が接続状態で前記第２の接続手段が
    接続解除状態の状態から該第１の接続手段が接続解除状
    態で該第２の接続手段が接続状態の状態へ切り換えると
    きには、前記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転数より
    大きい状態での第１の偏差および／または前記出力軸に
    出力されているトルクが前記駆動軸に出力されているト
    ルクより小さい状態での第２の偏差であり、前記第１の
    接続手段が接続解除状態で前記第２の接続手段が接続状
    態の状態から該第１の接続手段が接続状態で該第２の接
    続手段が接続解除状態の状態へ切り換えるときには、前
    記出力軸の回転数が前記駆動軸の回転数より大きい状態
    での第３の偏差および／または前記出力軸の回転数が前
    記駆動軸の回転数より大きい状態での第４の偏差である
    動力出力装置。
  21. 【請求項２１】 前記切換制御手段は、前記第１の接続
    手段と前記第２の接続手段とが共に接続状態または接続
    解除状態となる状態を介して切り換える手段である請求
    項１７または２０記載の動力出力装置。
  22. 【請求項２２】 請求項２１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記切換制御手段は、前記第１の接続手段と前記第２の
    接続手段とが共に接続状態となる状態を介して切り換え
    る手段であり、 該切換制御手段により前記第１の接続手段と前記第２の
    接続手段とが共に接続状態にあるときには、前記第１の
    電動機からトルクが出力されないよう該第１の電動機を
    制御する第１電動機制御手段を備える動力出力装置。
  23. 【請求項２３】 請求項１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記運転状態は、前記出力軸および前記駆動軸の回転数
    と該出力軸および該駆動軸に出力されているトルクであ
    り、 前記切換制御手段は、 前記第１の接続手段が接続状態で前記第２の接続手段が
    接続解除状態の状態から該第１の接続手段が接続解除状
    態で該第２の接続手段が接続状態の状態へ切り換えると
    きには、前記出力軸に出力されるトルクと前記駆動軸に
    出力されるトルクとが略一致するよう前記原動機，前記
    第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御すると
    共に、該出力軸に出力されているトルクと該駆動軸に出
    力されているトルクとが略一致したときに前記切り換え
    を行う第１切換制御手段と、 前記第１の接続手段が接続解除状態で前記第２の接続手
    段が接続状態の状態から該第１の接続手段が接続状態で
    該第２の接続手段が接続解除状態の状態へ切り換えると
    きには、前記出力軸の回転数と前記駆動軸の回転数とが
    略一致するよう前記原動機，前記第１の電動機および前
    記第２の電動機を駆動制御すると共に、該出力軸の回転
    数と該駆動軸の回転数とが略一致したときに前記切り換
    えを行う第２切換制御手段とを備える動力出力装置。
  24. 【請求項２４】 請求項１記載の動力出力装置であっ
    て、 前記運転状態は、前記出力軸および前記駆動軸の回転数
    と該出力軸および該駆動軸に出力されているトルクであ
    り、 前記切換制御手段は、 前記第１の接続手段が接続状態で前記第２の接続手段が
    接続解除状態の状態から該第１の接続手段が接続解除状
    態で該第２の接続手段が接続状態の状態へ切り換えると
    きには、前記出力軸の回転数と前記駆動軸の回転数とが
    略一致するよう前記原動機，前記第１の電動機および前
    記第２の電動機を駆動制御すると共に、該出力軸の回転
    数と該駆動軸の回転数とが略一致したときに前記切り換
    えを行う第１切換制御手段と、 前記第１の接続手段が接続解除状態で前記第２の接続手
    段が接続状態の状態から該第１の接続手段が接続状態で
    該第２の接続手段が接続解除状態の状態へ切り換えると
    きには、前記出力軸に出力されるトルクと前記駆動軸に
    出力されるトルクとが略一致するよう前記原動機，前記
    第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御すると
    共に、該出力軸に出力されているトルクと該駆動軸に出
    力されているトルクとが略一致したときに前記切り換え
    を行う第２切換制御手段とを備える動力出力装置。
  25. 【請求項２５】 請求項２ないし２４いずれか記載の動
    力出力装置であって、 前記第１の電動機の駆動に必要な電力の供給と前記第２
    の電動機の駆動に必要な電力の供給とが可能な蓄電手段
    と、 前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定する目標動力設
    定手段と前記切換制御手段による切り換えに拘わらず、
    前記目標動力が前記駆動軸に出力されるよう前記原動
    機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制
    御する駆動制御手段とを備える動力出力装置。
  26. 【請求項２６】 出力軸を有する原動機と、 前記出力軸に結合された第１のロータと、駆動軸に結合
    され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２の
    ロータとを有し、該両ロータ間の電磁的な結合を介して
    該出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りをする第１
    の電動機と、 前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、
    該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機
    と、 前記回転軸と前記出力軸との接続および該接続の解除を
    司る第１の接続手段と、 前記回転軸と前記駆動軸との接続および該接続の解除を
    司る第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力
    する動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記出力
    軸の回転数と前記駆動軸の回転数とを検出し、（ｂ）該
    検出された前記出力軸の回転数と前記駆動軸の回転数と
    が略一致するとき、前記第１の接続手段が接続状態で前
    記第２の接続手段が接続解除状態の状態から該第１の接
    続手段が接続解除状態で該第２の接続手段が接続状態の
    状態へ、または、前記第１の接続手段が接続解除状態で
    前記第２の接続手段が接続状態の状態から該第１の接続
    手段が接続状態で該第２の接続手段が接続解除状態の状
    態へ切り換える動力出力装置の制御方法。
  27. 【請求項２７】 出力軸を有する原動機と、 前記出力軸に結合された第１のロータと、駆動軸に結合
    され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２の
    ロータとを有し、該両ロータ間の電磁的な結合を介して
    該出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りをする第１
    の電動機と、 前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、
    該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機
    と、 前記回転軸と前記出力軸との接続および該接続の解除を
    司る第１の接続手段と、 前記回転軸と前記駆動軸との接続および該接続の解除を
    司る第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力
    する動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記出力
    軸に出力されているトルクと前記駆動軸に出力されてい
    るトルクとを検出し、（ｂ）該検出された前記出力軸に
    出力されているトルクと前記駆動軸に出力されているト
    ルクとが略一致するとき、前記第１の接続手段が接続状
    態で前記第２の接続手段が接続解除状態の状態から該第
    １の接続手段が接続解除状態で該第２の接続手段が接続
    状態の状態へ、または、前記第１の接続手段が接続解除
    状態で前記第２の接続手段が接続状態の状態から該第１
    の接続手段が接続状態で該第２の接続手段が接続解除状
    態の状態へ切り換える動力出力装置の制御方法。
  28. 【請求項２８】 出力軸を有する原動機と、 前記出力軸に結合された第１のロータと、駆動軸に結合
    され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２の
    ロータとを有し、該両ロータ間の電磁的な結合を介して
    該出力軸と該駆動軸との間で動力のやり取りをする第１
    の電動機と、 前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、
    該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機
    と、 前記回転軸と前記出力軸との接続および該接続の解除を
    司る第１の接続手段と、 前記回転軸と前記駆動軸との接続および該接続の解除を
    司る第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力
    する動力出力装置の制御方法であって、（ａ）前記出力
    軸に出力されている動力と前記駆動軸に出力されている
    動力とを検出し、（ｂ）該検出された前記出力軸に出力
    されている動力と前記駆動軸に出力されている動力とが
    略一致するとき、前記第１の接続手段が接続状態で前記
    第２の接続手段が接続解除状態の状態から該第１の接続
    手段が接続解除状態で該第２の接続手段が接続状態の状
    態へ、または、前記第１の接続手段が接続解除状態で前
    記第２の接続手段が接続状態の状態から該第１の接続手
    段が接続状態で該第２の接続手段が接続解除状態の状態
    へ切り換える動力出力装置の制御方法。
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