JPH1084604A

JPH1084604A - 内燃機関の制御装置および動力出力装置

Info

Publication number: JPH1084604A
Application number: JP25760096A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kawashima; 由浩川島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JP3454038B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関から出力している動力に比して極め
て大きな目標動力が設定されたときに、内燃機関の運転
状態を素早く目標動力を出力する運転状態にする。【解決手段】アクセルペダル６４が勢いよく踏み込ま
れて駆動軸２２に出力すべきトルクが急増したときに
は、バッテリ９４に蓄えられた電力を用いて、クランク
シャフト５６に結合されたアウタロータ３２と駆動軸２
２に結合されたインナロータ３４とを備えるクラッチモ
ータ３０をクランクシャフト５６を回転させる電動機と
して動作させる。クランクシャフト５６には回転を加速
する方向のトルクが作用するから、エンジン５０の回転
数は、素早く目標回転数に達する。その後、クラッチモ
ータ３０から出力されるトルクを、エンジン５０の目標
トルクに等しくしてエンジン５０の負荷トルクとして作
用させることにより、エンジン５０から出力されるトル
クを駆動軸２２に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置および動力出力装置に関し、詳しくは、吸入空気量に
応じて燃料噴射量を制御する内燃機関の制御装置および
駆動軸に動力を出力する動力出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の内燃機関の制御装置とし
ては、内燃機関から出力される動力を発電機により発電
し、得られた電力でバッテリを充電すると共に、バッテ
リに蓄えられた電力を車輪に結合された駆動軸を回転駆
動する電動機に供給することによって動作する、いわゆ
るハイブリッド車に搭載された装置であって、内燃機関
から出力する動力の目標値が変更されたときには、内燃
機関の吸気管に設けられたスロットルバルブの開度を目
標値に応じたものとすると共に吸入空気量に応じて燃料
噴射量を制御することにより、内燃機関を目標値の動力
を出力する運転状態とするものが提案されている。この
装置では、スロットルバルブの開度と燃料噴射量を制御
して、内燃機関から出力されるトルクと負荷トルクとの
釣り合いの状態を崩すことにより、内燃機関の運転状態
を目標値の動力を出力する運転状態に移行させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
装置では、内燃機関から出力されるトルクと負荷トルク
との釣り合いの状態を崩すことにより内燃機関の運転状
態を目標値の動力を出力する運転状態に移行させるか
ら、素早く内燃機関を目標値の動力を出力する運転状態
にすることができないという問題があった。こうした問
題は、内燃機関から出力されている動力に比して目標値
の動力が極めて大きいときに、顕著に現われる。

【０００４】出願人は、こうした問題に対して、内燃機
関から出力する動力の目標値が変更されたときには、内
燃機関の吸気管に設けられたスロットルバルブの開度を
目標値に応じたものとすると共に、内燃機関の回転軸に
取り付けられた発電機のトルクを小さくすることによっ
て内燃機関の負荷トルクを低減し、内燃機関の回転軸の
回転数を素早く目標値の回転数とした後で、発電機のト
ルクを目標値のトルクにすることにより、内燃機関の運
転状態を素早く目標値の動力を出力する運転状態に移行
する装置を提案している（特開平第５−１４１２９０号
公報）。しかし、この装置でも、内燃機関は、内燃機関
自体のフリクションに加え、負荷として働く発電機のイ
ナーシャのため、内燃機関から出力されている動力に比
して目標値の動力が極めて大きいときには、内燃機関が
目標値の動力を出力する運転状態に至るまでにある程度
の時間を要してしまう。

【０００５】本発明の内燃機関の制御装置および動力出
力装置は、上述の問題を解決し、内燃機関から出力され
ている動力に比して目標値の動力が極めて大きいときで
も、素早く内燃機関の運転状態を目標値の動力を出力す
る運転状態とすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の内燃機関の制御装置は、回転軸を有し吸入空気量
に応じて燃料噴射量を制御する内燃機関の制御装置であ
って、前記内燃機関の吸気管の開口面積を調整する開口
面積調整手段と、前記内燃機関の回転軸にトルクを出力
可能なトルク出力手段と、前記内燃機関から出力される
動力の目標値が変更されたとき、前記吸気管の開口面積
が該目標値に基づく開口面積となるよう前記開口面積調
整手段を制御すると共に、該内燃機関の回転軸の回転数
が該目標値に基づく回転数となるよう前記トルク出力手
段を制御する制御手段と、を備えることを要旨とする

【０００７】この本発明の内燃機関の制御装置は、内燃
機関から出力される動力の目標値が変更されたとき、制
御手段が、内燃機関の吸気管の開口面積が目標値に基づ
く開口面積となるよう内燃機関の吸気管の開口面積を調
整する開口面積調整手段を制御すると共に、内燃機関の
回転軸にトルクを出力可能なトルク出力手段を制御す
る。

【０００８】こうした本発明の内燃機関の制御装置によ
れば、内燃機関自体の出力の増減による内燃機関の運転
状態の移行動作に、トルク出力手段による内燃機関の運
転状態の移行動作が加わるから、素早く内燃機関の運転
状態を目標値の動力を出力する運転状態にすることがで
きる。

【０００９】この本発明の内燃機関の制御装置におい
て、前記制御手段は、前記目標値の変更が動力の増加を
伴うとき、前記内燃機関の回転軸の回転方向に作用する
トルクを出力するよう前記トルク出力手段を制御する手
段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機
関から出力されている動力に比して目標値の動力が極め
て大きいときでも、内燃機関の運転状態を素早く目標値
の動力を出力する運転状態にすることができる。

【００１０】こうした本発明の内燃機関の制御装置にお
いて、前記トルク出力手段は、発電が可能な電動機であ
るものとすることもできる。

【００１１】また、本発明の内燃機関の制御装置におい
て、前記トルク出力手段は、前記内燃機関の回転軸に結
合された第１のロータと、動力の出力軸である駆動軸に
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
して該内燃機関の回転軸と該駆動軸との間で動力のやり
取りをする電動機であるものとすることもできる。こう
すれば、電動機の２つのロータ間の電磁的な結合により
内燃機関から出力された動力を駆動軸に出力することが
できると共に、こうした電動機により内燃機関の運転状
態を素早く目標値の動力を出力する運転状態にすること
ができる。

【００１２】あるいは、本発明の内燃機関の制御装置に
おいて、前記内燃機関の回転軸と、動力の出力軸である
駆動軸と、前記トルク出力手段とに各々結合される３軸
を有し、該３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力
を決定したとき、該決定された動力に基づいて残余の１
軸へ入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手
段を備え、前記トルク出力手段は発電が可能な電動機で
あるものとすることもできる。こうすれば、３軸式動力
入出力手段を介して内燃機関から出力される動力を駆動
軸に出力することができると共に、こうした３軸式動力
入出力手段に結合された電動機により内燃機関の運転状
態を素早く目標値の動力を出力する運転状態にすること
ができる。

【００１３】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、出力軸と吸気管の開口
面積を調整する開口面積調整手段とを有し、吸入空気量
に応じて燃料噴射量を制御する内燃機関と、前記内燃機
関の出力軸に結合される第１の回転軸と前記駆動軸に結
合される第２の回転軸とを有し、前記第１の回転軸に入
出力される動力と前記第２の回転軸に入出力される動力
とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入出力によ
り調整するエネルギ調整手段と、前記駆動軸と動力のや
り取りをする電動機と、前記エネルギ調整手段における
入出力される電気エネルギを畜放電可能で、前記電動機
へ電力を供給可能な蓄電手段と、前記駆動軸に出力する
動力の目標値が変更されたとき、前記内燃機関の吸気管
の開口面積が該目標値に基づく開口面積となるよう該内
燃機関の開口面積調整手段を制御し、該内燃機関の出力
軸の回転数が該目標値に基づく回転数となるよう前記エ
ネルギ調整手段を制御すると共に、前記駆動軸に前記目
標値の動力に近い動力が出力されるよう前記電動機を駆
動制御する制御手段とを備えることを要旨とする

【００１４】この本発明の動力出力装置は、出力軸と吸
気管の開口面積を調整する開口面積調整手段とを有し吸
入空気量に応じて燃料噴射量を制御する内燃機関の出力
軸に結合される第１の回転軸と、駆動軸に結合される第
２の回転軸とを有するエネルギ調整手段が、第１の回転
軸に入出力される動力と第２の回転軸に入出力される動
力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの入出力に
より調整する。電動機は、駆動軸と動力のやり取りを
し、蓄電手段は、必要に応じて、エネルギ調整手段にお
ける入出力される電気エネルギを畜放電すると共に電動
機へ電力を供給する。制御手段は、駆動軸に出力する動
力の目標値が変更されたとき、内燃機関の吸気管の開口
面積が目標値に基づく開口面積となるよう内燃機関の開
口面積調整手段を制御し、内燃機関の出力軸の回転数が
目標値に基づく回転数となるようエネルギ調整手段を制
御すると共に、駆動軸に目標値の動力に近い動力が出力
されるよう電動機を駆動制御する。

【００１５】こうした本発明の動力出力装置によれば、
内燃機関の運転状態を駆動軸に出力する動力の目標値に
応じた運転状態に素早く移行することができる。しか
も、その間でも、駆動軸には、目標値の動力に近い動力
を出力することができる。

【００１６】この本発明の動力出力装置において、前記
エネルギ調整手段は、前記第１の回転軸に結合された第
１のロータと、前記第２の回転軸に結合され該第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両回転軸間
の動力のやり取りをすると共に、該両ロータ間の電磁的
な結合と該両ロータ間の回転数差とに基づいて電気エネ
ルギを入出力する対ロータ電動機であるものとすること
もできる。

【００１７】この動力出力装置における対ロータ電動機
は、第１の回転軸に結合された第１のロータと、第２の
回転軸に結合され第１のロータに対して相対的に回転可
能な第２のロータとを有し、この両ロータ間の電磁的な
結合を介して両回転軸間の動力のやり取りをすると共
に、この両ロータ間の電磁的な結合と両ロータ間の回転
数差とに基づいて電気エネルギを入出力する。こうすれ
ば、対ロータ電動機の第１のロータと第２のロータ間の
電磁的な結合の程度を制御することにより、内燃機関か
ら出力される動力のうちの所望の動力を駆動軸に出力す
ると共に残余の動力を電気エネルギとしたり、内燃機関
から出力される動力に電気エネルギに基づく動力を加え
て駆動軸に出力することができる。

【００１８】このエネルギ調整手段として対ロータ電動
機を備える本発明の動力出力装置において、前記電動機
は、前記対ロータ電動機の第２のロータと、該第２のロ
ータを回転可能なステータとからなるものとすることも
できる。こうすれば、対ロータ電動機の第２のロータが
電動機のロータを兼ねるから、動力出力装置をより小型
にすることができる。

【００１９】また、本発明の動力出力装置において、前
記エネルギ調整手段は、前記第１の回転軸および前記第
２の回転軸と異なる第３の回転軸を有し、前記３つの回
転軸のうちいずれか２つの回転軸へ入出力される動力を
決定したとき、該決定された動力に基づいて残余の回転
軸へ入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手
段と、前記第３の回転軸と動力のやり取りをする回転軸
電動機とからなるものとすることもできる。

【００２０】この動力出力装置における３軸式動力入出
力手段は、第１の回転軸および第２の回転軸と異なる第
３の回転軸を有し、この３つの回転軸のうちいずれか２
つの回転軸へ入出力される動力を決定すると、残余の回
転軸へは、決定された動力に基づいて決定される動力を
入出力する。回転軸電動機は、こうした３軸式動力入出
力手段の第３の回転軸と動力のやり取りをする。こうす
れば、回転軸電動機による動力のやり取りを制御するこ
とにより、内燃機関から出力される動力のうちの所望の
動力を駆動軸に出力すると共に残余の動力を電気エネル
ギとしたり、内燃機関から出力される動力に電気エネル
ギに基づく動力を加えて駆動軸に出力することができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の第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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】エンジン５０のクランクシャフト５６に
は、後述するクラッチモータ３０およびアシストモータ
４０を介して駆動軸２２が結合されている。駆動軸２２
は、ディファレンシャルギヤ２４に結合されており、動
力出力装置２０からのトルクは最終的に左右の駆動輪２
６，２８に伝達される。このクラッチモータ３０および
アシストモータ４０は、制御装置８０により制御されて
いる。制御装置８０の構成は後で詳述するが、内部には
制御ＣＰＵが備えられており、シフトレバー８２に設け
られたシフトポジションセンサ８４やアクセルペダル６
４に設けられたアクセルペダルポジションセンサ６５な
ども接続されている。また、制御装置８０は、上述した
ＥＦＩＥＣＵ７０と通信により、種々の情報をやり取り
している。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。

【００２５】図１に示すように、実施例の動力出力装置
２０は、大きくは、エンジン５０と、エンジン５０のク
ランクシャフト５６にアウタロータ３２が結合されると
共に駆動軸２２にインナロータ３４が結合されたクラッ
チモータ３０と、駆動軸２２に結合されたロータ４２を
有するアシストモータ４０と、クラッチモータ３０およ
びアシストモータ４０を駆動制御する制御装置８０とか
ら構成されている。

【００２６】クラッチモータ３０は、図１に示すよう
に、アウタロータ３２の内周面に永久磁石３５を備え、
インナロータ３４に形成されたスロットに三相のコイル
３６を巻回する同期電動機として構成されている。この
三相コイル３６への電力は、スリップリング３８を介し
て供給される。インナロータ３４において三相コイル３
６用のスロットおよびティースを形成する部分は、無方
向性電磁鋼板の薄板を積層することで構成されている。
なお、クランクシャフト５６には、その回転角度θｅを
検出するレゾルバ３９が設けられているが、このレゾル
バ３９は、ディストリビュータ６０に設けられた回転角
度センサ７８と兼用することも可能である。

【００２７】他方、アシストモータ４０も同期電動機と
して構成されているが、回転磁界を形成する三相コイル
４４は、ケース４５に固定されたステータ４３に巻回さ
れている。このステータ４３も、無方向性電磁鋼板の薄
板を積層することで形成されている。ロータ４２の外周
面には、複数個の永久磁石４６が設けられている。アシ
ストモータ４０では、この永久磁石４６により磁界と三
相コイル４４が形成する磁界との相互作用により、ロー
タ４２が回転する。ロータ４２が機械的に結合された軸
は、動力出力装置２０のトルクの出力軸である駆動軸２
２であり、駆動軸２２には、その回転角度θｄを検出す
るレゾルバ４８が設けられている。また、駆動軸２２
は、ケース４５に設けられたベアリング４９により軸支
されている。

【００２８】係るクラッチモータ３０とアシストモータ
４０とは、クラッチモータ３０のインナロータ３４がア
シストモータ４０のロータ４２、延いては駆動軸２２に
機械的に結合されている。したがって、エンジン５０と
両モータ３０，４０との関係を簡略に言えば、エンジン
５０からクランクシャフト５６に出力された軸トルクが
クラッチモータ３０のアウタロータ３２およびインナロ
ータ３４を介して駆動軸２２に出力され、アシストモー
タ４０からのトルクがこれに加減算されるということに
なる。

【００２９】アシストモータ４０は、通常の永久磁石型
三相同期モータとして構成されているが、クラッチモー
タ３０は、永久磁石３５を有するアウタロータ３２も三
相コイル３６を備えたインナロータ３４も、共に回転す
るよう構成されている。そこで、クラッチモータ３０の
構成の詳細について、さらに説明する。クラッチモータ
３０のアウタロータ３２はクランクシャフト５６に、イ
ンナロータ３４は駆動軸２２に結合されており、アウタ
ロータ３２に永久磁石３５が設けられていることは既に
説明した。この永久磁石３５は、実施例では４個設けら
れており、アウタロータ３２の内周面に貼付されてい
る。その磁化方向はクラッチモータ３０の軸中心に向か
う方向であり、一つおきに磁極の方向は逆向きになって
いる。この永久磁石３５と僅かなギャップにより対向す
るインナロータ３４の三相コイル３６は、インナロータ
３４に設けられた計２４個のスロット（図示せず）に巻
回されており、各コイルに通電すると、スロットを隔て
るティースを通る磁束を形成する。各コイルに三相交流
を流すと、この磁界は回転する。三相コイル３６の各々
は、スリップリング３８から電力の供給を受けるよう接
続されている。このスリップリング３８は、駆動軸２２
に固定された回転リング３８ａとブラシ３８ｂとから構
成されている。なお、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の電流をや
り取りするために、スリップリング３８には三相分の回
転リング３８ａとブラシ３８ｂとが用意されている。

【００３０】隣接する一組の永久磁石３５が形成する磁
界と、インナロータ３４に設けられた三相コイル３６が
形成する回転磁界との相互作用により、アウタロータ３
２とインナロータ３４とは種々の振る舞いを示す。通常
は、三相コイル３６に流す三相交流の周波数は、クラン
クシャフト５６に直結されたアウタロータ３２の回転数
とインナロータ３４の回転数との偏差の周波数としてい
る。

【００３１】次に、クラッチモータ３０およびアシスト
モータ４０を駆動制御する制御装置８０について説明す
る。制御装置８０は、クラッチモータ３０を駆動する第
１の駆動回路９１と、アシストモータ４０を駆動する第
２の駆動回路９２と、両駆動回路９１，９２を制御する
制御ＣＰＵ９０と、二次電池であるバッテリ９４とから
構成されている。制御ＣＰＵ９０は、１チップマイクロ
プロセッサであり、内部に、ワーク用のＲＡＭ９０ａ、
処理プログラムを記憶したＲＯＭ９０ｂ、入出力ポート
（図示せず）およびＥＦＩＥＣＵ７０と通信を行なうシ
リアル通信ポート（図示せず）を備える。この制御ＣＰ
Ｕ９０には、レゾルバ３９からのエンジン５０の回転角
度θｅ、レゾルバ４８からの駆動軸２２の回転角度θ
ｄ、アクセルペダルポジションセンサ６５からのアクセ
ルペダルポジション（アクセルペダルの踏込量）ＡＰ、
シフトポジションセンサ８４からのシフトポジションＳ
Ｐ、第１の駆動回路９１に設けられた２つの電流検出器
９５，９６からのクラッチ電流値Ｉｕｃ，Ｉｖｃ、第２
の駆動回路に設けられた２つの電流検出器９７，９８か
らのアシスト電流値Ｉｕａ，Ｉｖａ、バッテリ９４の残
容量を検出する残容量検出器９９からの残容量ＢRMなど
が、入力ポートを介して入力されている。なお、残容量
検出器９９は、バッテリ９４の電解液の比重またはバッ
テリ９４の全体の重量を測定して残容量を検出するもの
や、充電・放電の電流値と時間を演算して残容量を検出
するものや、バッテリの端子間を瞬間的にショートさせ
て電流を流し内部抵抗を測ることにより残容量を検出す
るものなどが知られている。

【００３２】また、制御ＣＰＵ９０からは、第１の駆動
回路９１に設けられたスイッチング素子である６個のト
ランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を駆動する制御信号ＳＷ
１と、第２の駆動回路９２に設けられたスイッチング素
子としての６個のトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６
を駆動する制御信号ＳＷ２とが出力されている。第１の
駆動回路９１内の６個のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ
６は、トランジスタインバータを構成しており、それぞ
れ、一対の電源ラインＬ１，Ｌ２に対してソース側とシ
ンク側となるよう２個ずつペアで配置され、その接続点
に、クラッチモータ３０の三相コイル（ＵＶＷ）３６の
各々が、スリップリング３８を介して接続されている。
電源ラインＬ１，Ｌ２は、バッテリ９４のプラス側とマ
イナス側に、それぞれ接続されているから、制御ＣＰＵ
９０により対をなすトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６の
オン時間の割合を制御信号ＳＷ１により順次制御し、各
コイル３６に流れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的
な正弦波にすると、三相コイル３６により、回転磁界が
形成される。

【００３３】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。

【００３４】以上構成を説明した実施例の動力出力装置
２０の動作について説明する。実施例の動力出力装置２
０の動作原理、特にトルク変換の原理は以下の通りであ
る。エンジン５０がＥＦＩＥＣＵ７０により運転され、
エンジン５０の回転数Ｎｅが所定の回転数Ｎ１で回転し
ているとする。このとき、制御装置８０がスリップリン
グ３８を介してクラッチモータ３０の三相コイル３６に
何等電流を流していないとすれば、すなわち第１の駆動
回路９１のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６が常時オフ
状態であれば、三相コイル３６には何等の電流も流れな
いから、クラッチモータ３０のアウタロータ３２とイン
ナロータ３４とは電磁的に全く結合されていない状態と
なり、エンジン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３６
からの回生も行なわれない。すなわち、エンジン５０は
アイドル回転をしていることになる。

【００３５】制御装置８０の制御ＣＰＵ９０が制御信号
ＳＷ１を出力してトランジスタをオンオフ制御すると、
エンジン５０のクランクシャフト５６の回転数Ｎｅと駆
動軸２２の回転数Ｎｄとの偏差（言い換えれば、クラッ
チモータ３０におけるアウタロータ３２とインナロータ
３４の回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ））に応じて、クラッ
チモータ３０の三相コイル３６に一定の電流が流れ、ク
ラッチモータ３０は発電機として機能し、電流が第１の
駆動回路９１を介して回生され、バッテリ９４が充電さ
れる。このとき、アウタロータ３２とインナロータ３４
とは一定の滑りが存在する結合状態となり、インナロー
タ３４は、エンジン５０の回転数Ｎｅ（クランクシャフ
ト５６の回転数）よりは低い回転数Ｎｄで回転する。こ
の状態で、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で消費されるように、制御ＣＰＵ９
０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４４に電流が流れ、アシストモータ４
０においてトルクが発生する。

【００３６】図３に照らせば、エンジン５０が回転数Ｎ
１，トルクＴ１の運転ポイントＰ１で運転しているとき
に、クラッチモータ３０でトルクＴ１を駆動軸２２に伝
達すると共に領域Ｇ１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Ｇ２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Ｎ２，トルクＴ２の運転ポイントＰ２
で回転させることができるのである。

【００３７】次に、エンジン５０が回転数Ｎｅが所定の
回転数Ｎ２でトルクＴｅがトルクＴ２で運転されてお
り、駆動軸２２が回転数Ｎ２より大きな回転数Ｎ１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のインナロータ３４は、アウタロータ３２に対し
て回転数差Ｎｃ（Ｎｅ−Ｎｄ）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４２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９４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。

【００３８】図３に照らせば、クランクシャフト５６が
回転数Ｎ２，トルクＴ２で運転しているときに、領域Ｇ
１と領域Ｇ３との和として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２２にトルクＴ２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Ｇ２と領域Ｇ３との和として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Ｎ１，トルクＴ１の運転ポイントＰ
２で回転させることができるのである。

【００３９】なお、実施例の動力出力装置２０では、こ
うしたエンジン５０から出力される動力のすべてをトル
ク変換して駆動軸２２に出力する動作の他に、エンジン
５０から出力される動力（トルクＴｅと回転数Ｎｅとの
積）と、クラッチモータ３０により回生または消費され
る電気エネルギと、アシストモータ４０により消費また
は回生される電気エネルギとを調節することにより、余
剰の電気エネルギを見い出してバッテリ９４を放電する
動作としたり、不足する電気エネルギをバッテリ９４に
蓄えられた電力により補う動作など種々の動作とするこ
ともできる。

【００４０】次に実施例の動力出力装置２０が実行する
具体的なトルク変換の基本について図４に例示するトル
ク制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチンは、エン
ジン５０が始動されてから所定時間毎（例えば８ｍｓｅ
ｃ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、駆動軸２
２の回転数Ｎｄとエンジン５０の回転数Ｎｅとを読み込
む処理を行なう（ステップＳ１００）。駆動軸２２の回
転数Ｎｄはレゾルバ４８から読み込んだ駆動軸２２の回
転角度θｄから、エンジン５０の回転数Ｎｅはレゾルバ
３９から読み込んだクランクシャフト５６の回転角度θ
ｅから求めることができる。なお、エンジン５０の回転
数Ｎｅは、ディストリビュータ６０に設けられた回転数
センサ７６によっても直接検出することもできる。この
場合には、回転数センサ７６に接続されたＥＦＩＥＣＵ
７０から通信により回転数Ｎｅの情報を受け取ることに
なる。

【００４１】続いて、アクセルペダルポジションセンサ
６５により検出されるアクセルペダル６４の踏込量であ
るアクセルペダルポジションＡＰを読み込む処理を行な
う（ステップ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も
のであり、したがって、アクセルペダルポジションＡＰ
の値は運転者の欲している出力トルク（すなわち、駆動
軸２２に出力すべきトルク）に対応するものである。続
いて、読み込まれたアクセルペダルポジションＡＰに応
じた出力トルクの目標値（駆動軸２２に出力すべきトル
クの目標値（以下、「トルク指令値」ともいう））Ｔｄ
＊を導出する処理を行なう（ステップＳ１０４）。実施
例では、各アクセルペダルポジションＡＰに対して対応
する出力トルク指令値Ｔｄ＊を定め、これを予めマップ
としてＲＯＭ９０ｂに記憶しておき、アクセルペダルポ
ジションＡＰが読み込まれると、ＲＯＭ９０ｂに記憶し
たマップを参照して読み込んだアクセルペダルポジショ
ンＡＰに対応する出力トルク指令値Ｔｄ＊を導出するも
のとした。

【００４２】次に、導き出された出力トルク指令値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＊
×Ｎｄ）により求める処理を行なう（ステップＳ１０
６）。そして、この求めた出力エネルギＰｄに基づい
て、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ
＊を設定する処理を行なう（ステップＳ１０８）。ここ
で、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄを全てエンジ
ン５０によって供給するものとすると、エンジン５０か
ら出力されるエネルギはエンジン５０のトルクＴｅと回
転数Ｎｅとの積に等しいため、出力エネルギＰｄとエン
ジン５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊と
の関係はＰｄ＝Ｔｅ＊×Ｎｅ＊となる。しかし、かかる
関係を満足するエンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標
回転数Ｎｅ＊との組合せは無数に存在する。そこで、実
施例では、エンジン５０ができる限り効率の高い状態で
動作するように、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目
標回転数Ｎｅ＊との組合せを設定するものとした。

【００４３】次に、ステップＳ１０２で読み込んだアク
セルペダルポジションＡＰと、前回このトルク制御ルー
チンが実行されたときに同じステップＳ１０２で読み込
まれるアクセルペダルポジションＡＰとを用いて次式
（１）によりアクセルペダル６４の踏込速度ＶAPを演算
する（ステップＳ１１０）。ここで、式（１）中の右辺
のｄｔは、本ルーチンの繰り返し実行されるインターバ
ル時間である。

【００４４】ＶAP＝（ＡＰ−前回ＡＰ）／ｄｔ …（１）

【００４５】そして、エンジン５０から出力すべきエネ
ルギＰｅ（駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄ）が急
増していないかを判定する処理（ステップＳ１１２ない
しＳ１２２）を実行する。エンジン５０から出力すべき
エネルギＰｅが急増していないかを判定する処理は、ま
ず、アクセルペダルポジションＡＰを閾値ＡＰｒｅｆ
と、踏込速度ＶAPを閾値ＶAPｒｅｆと比較して、アクセ
ルペダルポジションＡＰが閾値ＡＰｒｅｆ以上であって
踏込速度ＶAPが閾値ＶAPｒｅｆ以上であるか否かを判定
する（ステップＳ１１２）。前述したようにアクセルペ
ダルポジションＡＰは、駆動軸２２に出力すべきトルク
Ｔｄに対応するものであるから、ステップＳ１１２にお
ける判定は、閾値ＡＰｒｅｆに対応するトルク以上のト
ルクを駆動軸２２に出力すべき状態であってそのトルク
変化が急を要する状態、すなわち急加速が要求されてい
るか否かを判定することになる。なお、閾値ＡＰｒｅｆ
および閾値ＶAPｒｅｆは、エンジン５０の性能等によっ
て定められるものである。

【００４６】急加速が要求されているときには、駆動軸
２２の回転数Ｎｄを閾値Ｎｄｒｅｆと比較して、車両が
比較的低速な走行状態にあるか否かを判定する（ステッ
プＳ１１４）。ここで、車両の走行速度によって判定値
を変えるのは、後述するエンジン５０から出力すべきエ
ネルギＰｅが急増しているときのクラッチモータ３０お
よびアシストモータ４０の制御におけるアシストモータ
４０のエネルギ消費量が、車両が比較的低速な走行状態
にあるときに比して高速走行状態にあるときの方が大き
く、高速走行状態においても低速走行状態のときと同様
の処理を行なうものとすると、バッテリ９４からの放電
が過大となってしまい、バッテリ９４を破損したりバッ
テリ９４の寿命を縮めてしまう場合を生じるからであ
る。したがって、閾値Ｎｄｒｅｆは、バッテリ９４の能
力によって定められる。なお、実施例では、駆動軸２２
の回転数Ｎｄを閾値Ｎｄｒｅｆと比較したが、車両の速
度Ｖを検出し、検出した速度Ｖを所定の閾値と比較する
ものとしてもよい。

【００４７】車両が比較的低速な走行状態にあるときに
は、ステップＳ１０８で設定したエンジン５０の目標回
転数Ｎｅ＊から読み込んだエンジン５０の回転数Ｎｅを
減じて回転偏差△Ｎｅを算出し（ステップＳ１１６）、
この算出した回転偏差△Ｎｅを閾値Ｎｅｒｅｆと比較す
る（ステップＳ１１８）。そして、回転偏差△Ｎｅが閾
値Ｎｅｒｅｆ以上のときには、エンジン５０から出力す
べきエネルギＰｅが急増しており、エンジン５０から出
力されるエネルギＰｅを素早く目標値にするための処理
が必要と判断して、急増処理判定フラグＦに値１を設定
する（ステップＳ１２０）。

【００４８】一方、ステップＳ１１２で急加速が要求さ
れていないと判定されたり、ステップＳ１１４で車両が
比較的低速な走行状態にないと判定されたり、ステップ
Ｓ１１８で回転偏差△Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ未満である
と判定されると、エンジン５０から出力すべきエネルギ
Ｐｅの急増処理は不要と判断して、急増処理判定フラグ
Ｆに値０を設定する（ステップＳ１２２）。したがっ
て、ステップＳ１１２，Ｓ１１４，Ｓ１１８の各条件の
すべてが合致してエンジン５０から出力すべきエネルギ
Ｐｅの急増処理が必要と判断され急増処理判定フラグＦ
に値１が設定されても、本ルーチンが繰り返し実行され
ている間に、各条件のいずれかが合致しなくなったとき
に、急増処理は不要と判定され、急増処理判定フラグＦ
に値０が設定されることになる。

【００４９】こうして、急増処理判定フラグＦを設定す
ると、設定した急増処理判定フラグＦとエンジン５０の
目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊とに基づいて
クラッチモータ３０，アシストモータ４０およびエンジ
ン５０の各制御を行なって（ステップＳ１２４）、本ル
ーチンを終了する。実施例では、図示の都合上、クラッ
チモータ３０，アシストモータ４０およびエンジン５０
の各制御を、本ルーチンの一ステップとして記載した
が、実際には、これらの制御は本ルーチンとは独立にか
つ総合的に行なわれる。例えば、制御ＣＰＵ９０が割り
込み処理を利用して、クラッチモータ３０とアシストモ
ータ４０の制御を本ルーチンとは別のタイミングで平行
して同時に実行すると共に、通信によりＥＦＩＥＣＵ７
０に指示を送信して、ＥＦＩＥＣＵ７０によりエンジン
５０の制御を平行して行なわせるのである。

【００５０】クラッチモータ３０の制御（図４のステッ
プＳ１２４）は、図５および図６に例示するクラッチモ
ータ制御ルーチンによりなされる。このルーチンが実行
されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、急
増処理判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ１３
０）。急増処理判定フラグＦが値０のときには、エンジ
ン５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理は不要と
判断して、エンジン５０の回転数Ｎｅをレゾルバ３９か
ら読み込んで（ステップＳ１３２）、エンジン５０の目
標回転数Ｎｅ＊から読み込んだ回転数Ｎｅを減じて回転
偏差△Ｎｅを算出し（ステップＳ１３４）、クラッチモ
ータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊を次式（２）により算出
して設定する（ステップＳ１３６）。ここで、式（２）
中の右辺第２項は回転偏差△Ｎｅを打ち消す比例項であ
り、右辺第３項は定常偏差をなくす積分項である。した
がって、クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊は、
定常状態（回転偏差△Ｎｅが略０のとき）ではエンジン
５０の目標トルクＴｅ＊に等しく設定されることにな
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の目標トルクＴｅ＊に等しく設定する
のは、エンジン５０のトルクＴｅをクラッチモータ３０
のトルクＴｃに等しく釣り合わせて、エンジン５０の回
転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊でほぼ一定となるようにす
るためである。

【００５１】

【数１】

【００５２】一方、急増処理判定フラグＦが値１のとき
には、エンジン５０から出力すべきエネルギＰｅの急増
処理が必要と判断して、クラッチモータ３０のトルク指
令値Ｔｃ＊に負の所定値Ｔｓ１を設定する（ステップＳ
１３８）。実施例では、クラッチモータ３０のトルクＴ
ｃの符号として、車両が前進しているときの駆動軸２２
にその回転方向に正のトルクが作用するときを正とし
た。したがって、クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔ
ｃ＊に負のトルクを設定するということは、前進してい
る車両に対して制動力を作用させることになる一方、そ
の反力としてのトルクをアウタロータ３２を介してエン
ジン５０のクランクシャフト５６に出力さすることにな
る。このため、エンジン５０の回転数は、後述するエン
ジン５０の制御による増加に加えて、クラッチモータ３
０によってモータリングされて加速することになる。

【００５３】このようにクラッチモータ３０のトルク指
令値Ｔｃ＊を設定すると、駆動軸２２の回転角度θｄを
レゾルバ４８から、エンジン５０のクランクシャフト５
６の回転角度θｅをレゾルバ３９から入力する処理を行
ない（ステップＳ１４０，Ｓ１４２）、両軸の相対角度
θｃを求める処理を行なう（ステップＳ１４４）。すな
わち、θｃ＝θｅ−θｄを演算するのである。

【００５４】次に、電流検出器９５，９６により、クラ
ッチモータ３０の三相コイル３６のＵ相とＶ相に流れて
いる電流Ｉｕｃ，Ｉｖｃを検出する処理を行なう（ステ
ップＳ１４６）。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Ｓ１４
８）。座標変換は、永久磁石型の同期電動機のｄ軸，ｑ
軸の電流値に変換することであり、次式（３）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。

【００５５】

【数２】

【００５６】次に、２軸の電流値に変換した後、クラッ
チモータ３０におけるトルク指令値Ｔｃ＊から求められ
る各軸の電流指令値Ｉｄｃ＊，Ｉｑｃ＊と実際各軸に流
れた電流Ｉｄｃ，Ｉｑｃと偏差を求め、各軸の電圧指令
値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを求める処理を行なう（ステップＳ１
５０）。即ち、まず以下の式（４）の演算を行ない、次
に次式（５）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（５）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。

【００５７】

【数３】

【００５８】

【数４】

【００５９】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ１３８で行なった変換の逆変換に相当する座標変
換（二相−三相変換）を行ない（ステップＳ１４２）、
実際に三相コイル３６に印加する電圧Ｖｕｃ，Ｖｖｃ，
Ｖｗｃを求める処理を行なう。各電圧は、次式（６）に
より求める。

【００６０】

【数５】

【００６１】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（６）によって求めた各電圧指令値と
なるよう各トランジスタＴｒ１ないしＴｒ６のオン時間
をＰＷＭ制御する（ステップＳ１４４）。

【００６２】こうしたクラッチモータ３０の制御は、正
の値のトルク指令値Ｔｃ＊が設定されても、エンジン５
０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３
０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、共にアウタロータ３２に取り付けられた永
久磁石３５と、インナロータ３４の三相コイル３６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。すなわち、トルク
指令値Ｔｃ＊の符号が同じであれば、クラッチモータ３
０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５および図６
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、すなわち、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Ｓ１４
４の相対角度θｃの変化の方向が逆になるから、この際
の制御も図５および図６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。なお、ステップＳ１３０で
急増処理判定フラグＦが値１と判断され、クラッチモー
タ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に負の値の所定値Ｔｓ１が
設定されたときには、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動
軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには力行制御とな
り、回転数Ｎｅが回転数Ｎｄより小さいときには回生制
御となるが、図４のトルク制御ルーチンのステップＳ１
１４によりエンジン５０から出力すべきエネルギＰｅの
急増処理は車両が比較的低速な走行状態のときになされ
るから、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転
数Ｎｄより小さいときの回生制御はほとんど行なわれな
い。

【００６３】次に、アシストモータ４０の制御（図４の
ステップＳ１２４）について図７および図８に例示する
アシストモータ制御ルーチンに基づき説明する。本ルー
チンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０
は、まず、クラッチモータ制御ルーチンと同様に、急増
処理判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ１６０）。
急増処理判定フラグＦが値０のときには、エンジン５０
から出力すべきエネルギＰｅの急増処理は不要と判断し
て、駆動軸２２の回転数Ｎｄをレゾルバ４８から入力す
ると共にエンジン５０の回転数Ｎｅをレゾルバ３９から
入力し（ステップＳ１６２）、入力した回転数Ｎｅから
回転数Ｎｄを減じて回転数差Ｎｃを算出し（ステップＳ
１６４）、この回転数差Ｎｃとクラッチモータ３０のト
ルク指令値Ｔｃ＊とを用いて次式（７）によりクラッチ
モータ３０で回生または消費される電力Ｐｃを計算した
後（ステップＳ１６６）、次式（８）によってアシスト
モータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を計算する（ステップ
Ｓ１６８）。ここで、式（７）中のＫｓｃはクラッチモ
ータ３０の効率であり、式（８）中のＫｓａはアシスト
モータ４０の効率である。

【００６４】Ｐｃ＝Ｋｓｃ×Ｎｃ×Ｔｃ＊ …（７）Ｔａ＊←Ｋｓａ×Ｐｃ／Ｎｄ …（８）

【００６５】一方、急増処理判定フラグＦが値１のとき
には、エンジン５０から出力すべきエネルギＰｅの急増
処理が必要と判断して、アシストモータ４０のトルク指
令値Ｔａ＊に出力トルク指令値Ｔｄ＊からクラッチモー
タ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に設定した負の所定値Ｔｓ
１を減じた値を設定し（ステップＳ１６９）、設定した
トルク指令値Ｔａ＊が設定可能な最大トルクＴａｍａｘ
を越えていないかを判定し（ステップＳ１７０）、越え
ているときには、トルク指令値Ｔａ＊を最大トルクＴａ
ｍａｘに制限する処理（ステップＳ１７１）を実行す
る。

【００６６】こうしてアシストモータ４０のトルク指令
値Ｔａ＊を設定すると、次に、駆動軸２２の回転角度θ
ｄをレゾルバ４８を用いて検出すると共に（ステップＳ
１７２）、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（ステップＳ１７４）。そ
の後、クラッチモータ３０と同様の座標変換（ステップ
Ｓ１７６）および電圧指令値Ｖｄａ，Ｖｑａの演算を行
ない（ステップＳ１７８）、更に電圧指令値の逆座標変
換（ステップＳ１８０）を行なって、アシストモータ４
０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Ｓ１８２）。ステップＳ１７４ないしＳ１
８２の処理は、クラッチモータ３０について行なったも
のと同様である。

【００６７】ここで、急増処理判定フラグＦが値０のと
きのアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊は、図７
のステップＳ１６６およびＳ１６８により回転数差Ｎｃ
とトルク指令値Ｔｃ＊とを含む演算により求められるか
ら、駆動軸２２がクランクシャフト５６の回転方向に回
転しておれば、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（回転数差Ｎｃが正のと
き）にはトルク指令値Ｔａ＊に正の値が設定されて力行
制御がなされ、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２
の回転数Ｎｄより小さいとき（回転数差Ｎｃが負のと
き）にはトルク指令値Ｔａ＊に負の値が設定されて回生
制御がなされる。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７のアシストモータ制御処理で行なうことができ
る。

【００６８】次に、エンジン５０の制御（図４のステッ
プＳ１２４）について説明する。エンジン５０は、図４
のトルク制御ルーチンのステップＳ１０８において設定
された目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転
ポイントで定常運転状態となるようトルクＴｅおよび回
転数Ｎｅが制御される。具体的には、エンジン５０が目
標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイント
で運転されるよう、制御ＣＰＵ９０から通信により目標
トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを受信したＥＦＩＥ
ＣＵ７０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
による点火制御を行なうと共に、制御装置８０の制御Ｃ
ＰＵ９０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のトルクＴｃを制御するのである。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、ＥＦＩＥＣＵ７０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のトルクＴｃの制御も必要とな
るからである。なお、クラッチモータ３０のトルクＴｃ
の制御は、前述したクラッチモータ３０の制御で説明し
た。

【００６９】以上説明した制御により、運転者がアクセ
ルペダル６４を勢いよく踏み込んだときに、エンジン５
０をアクセルペダル６４の踏込量に対応した目標トルク
Ｔｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントの運転状態に
素早くすることができる。こうした動作の一例として、
エンジン５０の運転状態がアイドリング状態のときにア
クセルペダル６４が勢いよく踏み込まれた際の動作を図
９に示す。時刻ｔ１にアクセルペダル６４が踏み込まれ
ると、図４のトルク制御ルーチンにより、アクセルペダ
ル６４の踏込量であるアクセルペダルポジションＡＰに
応じてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転
数Ｎｅ＊が設定され（ステップＳ１０８）、エンジン５
０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理が必要である
と判定されて急増処理判定フラグＦに値１が設定される
（ステップＳ１１２ないしＳ１２０）。このため、図５
のクラッチモータ制御ルーチンによりクラッチモータ３
０のトルク指令値Ｔｃ＊に負の値の所定値Ｔｓ１が設定
され（ステップＳ１３８）、クランクシャフト５６は、
クラッチモータ３０により正の回転方向に加速される。
したがって、エンジン５０の回転数Ｎｅは、スロットル
バルブ６６の開度制御による増加とクラッチモータ３０
による加速とにより、短時間（時刻ｔ２）で目標回転数
Ｎｅ＊に達する。

【００７０】一方、アシストモータ４０のトルク指令値
Ｔａ＊には、図７のアシストモータ制御ルーチンにより
計算（Ｔａ＊＝Ｔｄ＊−Ｔｓ１）によって算出されるト
ルクかこれが最大トルクＴａｍａｘを越えているときに
は最大トルクＴａｍａｘが設定され、直ちに、アシスト
モータ４０から駆動軸２２にトルク指令値Ｔａ＊に相当
するトルクが出力される。このとき、駆動軸２２には、
アシストモータ４０から出力されるトルクＴａとクラッ
チモータ３０から出力されるトルクＴｃとの和で表わさ
れるトルクが出力されるから、計算（Ｔａ＊＝Ｔｄ＊−
Ｔｓ１）によって算出されるトルクがアシストモータ４
０から出力されているときには、出力トルク指令値Ｔｄ
＊が出力されることになる。通常、アクセルペダル６４
が勢いよく踏み込まれたときには、アシストモータ４０
から出力されるトルクＴａは最大トルクＴａｍａｘに設
定されることが多いから、図９には、トルク指令値Ｔａ
＊が最大トルクＴａｍａｘに設定される場合を示した。

【００７１】エンジン５０の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎ
ｅ＊に達すると（時刻ｔ２）、クラッチモータ３０のト
ルク指令値Ｔｃ＊は上式（２）により目標トルクＴｅ＊
に落ち着くよう設定され、アシストモータ４０のトルク
指令値Ｔａ＊はクラッチモータ３０により回生または消
費される電力を消費または回生するよう設定されるか
ら、その後は、駆動軸２２には、出力トルク指令値Ｔｄ
＊に相当するトルクが出力される。

【００７２】図９中、一点鎖線は、比較例として、エン
ジン５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理の際に
クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に値０を設定
したものの動作を表わすものである。この動作では、エ
ンジン５０の回転数Ｎｅは、クラッチモータ３０による
加速はなく、スロットルバルブ６６の開度制御による増
加のみとなる。したがって、エンジン５０の回転数Ｎｅ
が目標回転数Ｎｅ＊に達するまでに、上述の実施例に比
して長時間必要となる。駆動軸２２には、クラッチモー
タ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に値０が設定されることに
よりアシストモータ４０から出力されるトルク指令値Ｔ
ａ＊に相当するトルクのみが出力される。したがって、
スロットルバルブ６６を踏み込んだ直後は、実施例に比
して、大きなトルクを駆動軸２２に出力することができ
る。しかし、比較例は、エンジン５０を目標とする運転
状態にするのに長時間必要であるから、時刻ｔ２以降
は、駆動軸２２に出力するトルクは実施例より小さくな
り、全体として、駆動軸２２に出力することができるト
ルクは実施例の方が大きくなる。

【００７３】以上説明した実施例の動力出力装置２０に
よれば、エンジン５０から出力すべきエネルギＰｅが急
増したときには、クラッチモータ３０によりエンジン５
０の回転数Ｎｅを加速するから、エンジン５０を速やか
に目標とする運転状態で運転することができる。したが
って、速やかにエンジン５０から出力される動力を増大
することができ、駆動軸２２に出力する動力を増大する
ことができる。また、実施例の動力出力装置２０によれ
ば、エンジン５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処
理の最中は、駆動軸２２に出力トルク指令値Ｔｄ＊が出
力されるようにアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ
＊を設定し、あるいは、最大値の制限により駆動軸２２
に出力トルク指令値Ｔｄ＊が出力されないときには、ア
シストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊に最大トルクＴ
ａｍａｘを設定するから、駆動軸２２に出力トルク指令
値Ｔｄ＊により近いトルクを出力することができる。

【００７４】もとより、エンジン５０から出力される動
力を所望の動力にトルク変換して駆動軸２２に出力する
ことができる。また、クラッチモータ３０のトルク指令
値Ｔｃ＊を目標トルクＴｅ＊となるようＰＩ制御するか
ら、エンジン５０を目標トルクＴｅ＊および目標回転数
Ｎｅ＊で表わされる運転ポイントで安定して運転するこ
とができる。

【００７５】実施例の動力出力装置２０では、エンジン
５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理の際には、
クラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に負の値の所
定値Ｔｓ１を設定したが、クラッチモータ３０から出力
できる負の値の最大値を設定するものとしてもよい。こ
うすれば、エンジン５０の回転数Ｎｅをより早く目標回
転数Ｎｅ＊とすることができる。また、所定値Ｔｓ１で
はなく、アクセルペダルポジションＡＰや踏込速度ＶA
P，駆動軸２２の回転数Ｎｄまたは目標回転数Ｎｅ＊と
回転数Ｎｅとの回転偏差△Ｎｅに応じて変化する値をク
ラッチモータ３０のトルク指令値Ｔｃ＊に設定するもの
としてもよい。

【００７６】実施例の動力出力装置２０では、エンジン
５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理の際には、
駆動軸２２に出力トルク指令値Ｔｄ＊が出力されるよう
にアシストモータ４０のトルク指令値Ｔａ＊を設定し、
あるいは、最大値の制限により駆動軸２２に出力トルク
指令値Ｔｄ＊が出力されないときにはアシストモータ４
０のトルク指令値Ｔａ＊に最大トルクＴａｍａｘを設定
したが、出力トルク指令値Ｔｄ＊からエンジン５０の目
標トルクＴｅ＊を減じた値をアシストモータ４０のトル
ク指令値Ｔａ＊に設定するものとしてもよい。

【００７７】また、実施例の動力出力装置２０では、エ
ンジン５０から出力すべきエネルギＰｅが急増した際の
処理を行なうか否かの判定を、アクセルペダルポジショ
ンＡＰと踏込速度ＶAPと駆動軸２２の回転数Ｎｄと回転
偏差△Ｎｅとのすべてを用いて行なったが、すべてを用
いる必要はなく、これらの一部を組み合わせて判定する
ものとしても差し支えない。

【００７８】実施例の動力出力装置２０では、エンジン
５０から出力されるエネルギＰｅのすべてをトルク変換
して駆動軸２２に出力するものとしているから、エンジ
ン５０から出力すべきエネルギＰｅをアクセルペダルポ
ジションＡＰに応じて定まる駆動軸２２に出力すべきエ
ネルギＰｄに等しく設定したが、エンジン５０から出力
すべきエネルギＰｅを駆動軸２２に出力すべきエネルギ
Ｐｄに等しく設定しないもの、すなわち、アクセルペダ
ルポジションＡＰのみに応じて設定しないものとしても
よい。たとえば、エンジン５０から出力すべきエネルギ
ＰｅをアクセルペダルポジションＡＰとバッテリ９４の
残容量とに応じて設定するものとしてもよい。この場
合、バッテリ９４の残容量を所定範囲内とするために、
バッテリ９４の残容量がこの所定範囲を下回るときに
は、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄにバッテリ９
４を充電するためのエネルギＰｂｉを加えたものをエン
ジン５０から出力すべきエネルギＰｅとして設定し、バ
ッテリ９４の残容量がこの所定範囲を上回るときには、
駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄからバッテリ９４
から放電すべきエネルギＰｂｏを減じたものをエンジン
５０から出力すべきエネルギＰｅとして設定すればよ
い。こうすれば、バッテリ９４の残容量を所定範囲内に
することができる。

【００７９】以上説明した実施例の動力出力装置２０で
は、クラッチモータ３０とアシストモータ４０とをそれ
ぞれ別個に駆動軸２２に取り付けたが、図１０に例示す
る変形例である動力出力装置２０Ａのように、クラッチ
モータとアシストモータとが一体となるよう構成しても
よい。この動力出力装置２０Ａの構成について以下に簡
単に説明する。図示するように、この動力出力装置２０
Ａのクラッチモータ３０Ａは、クランクシャフト５６に
結合したインナロータ３４Ａと、駆動軸２２に結合した
アウタロータ３２Ａとから構成され、インナロータ３４
Ａには三相コイル３６Ａが取り付けられており、アウタ
ロータ３２Ａには永久磁石３５Ａがその外周面側の磁極
と内周面側の磁極とが異なるよう嵌め込まれている。な
お、図示しないが、永久磁石３５Ａの外周面側の磁極と
内周面側の磁極との間には、非磁性体により構成された
部材が嵌挿されている。一方、アシストモータ４０Ａ
は、このクラッチモータ３０Ａのアウタロータ３２Ａ
と、三相コイル４４が取り付けられたステータ４３とか
ら構成される。すなわち、クラッチモータ３０Ａのアウ
タロータ３２Ａがアシストモータ４０Ａのロータを兼ね
る構成となっている。また、クランクシャフト５６に結
合したインナロータ３４Ａに三相コイル３６Ａが取り付
けられているから、クラッチモータ３０Ａの三相コイル
３６Ａに電力を供給するスリップリング３８は、クラン
クシャフト５６に取り付けられている。

【００８０】この変形例の動力出力装置２０Ａでは、ア
ウタロータ３２Ａに嵌め込まれた永久磁石３５Ａの内周
面側の磁極に対してインナロータ３４Ａの三相コイル３
６Ａに印加する電圧を制御することにより、クラッチモ
ータ３０とアシストモータ４０とを駆動軸２２に別個に
取り付けた前述の実施例の動力出力装置２０のクラッチ
モータ３０と同様に動作する。また、アウタロータ３２
Ａに嵌め込まれた永久磁石３５Ａの外周面側の磁極に対
してステータ４３の三相コイル４４に印加する電圧を制
御することにより実施例の動力出力装置２０のアシスト
モータ４０と同様に動作する。したがって、変形例の動
力出力装置２０Ａは、上述した実施例の動力出力装置２
０が行なうすべての動作について同様に動作する。

【００８１】こうした変形例の動力出力装置２０Ａによ
れば、アウタロータ３２Ａがクラッチモータ３０Ａのロ
ータの一方とアシストモータ４０Ａのロータとを兼ねる
から、動力出力装置の小型化および軽量化を図ることが
できる。

【００８２】実施例の動力出力装置２０では、ＦＲ型あ
るいはＦＦ型の２輪駆動の車両に適用するものとした
が、図１１の変形例である動力出力装置２０Ｂに示すよ
うに、４輪駆動の車両に適用するものとしてもよい。こ
の構成では、駆動軸２２に機械的に結合していたアシス
トモータ４０を駆動軸２２より分離して、車両の後輪部
に独立して配置し、このアシストモータ４０によって後
輪部の駆動輪２７，２９を駆動する。一方、駆動軸２２
の先端はギヤ２３を介してディファレンシャルギヤ２４
に結合されており、この駆動軸２２によって前輪部の駆
動輪２６，２８を駆動する。このような構成の下におい
ても、前述した実施例を実現することは可能である。

【００８３】ところで、実施例の動力出力装置２０で
は、クラッチモータ３０に対する電力の伝達手段として
回転リング３８ａとブラシ３８ｂとからなるスリップリ
ング３８を用いたが、回転リング−水銀接触、磁気エネ
ルギの半導体カップリング、回転トランス等を用いるこ
ともできる。

【００８４】次に本発明の第２の実施例としての動力出
力装置１１０について説明する。図１２は第２実施例と
しての動力出力装置１１０の概略構成を示す構成図、図
１３は図１２の動力出力装置１１０の部分拡大図、図１
４は図１２の動力出力装置１１０を組み込んだ車両の概
略構成を示す構成図である。

【００８５】第２実施例の動力出力装置１１０が組み込
まれた車両は、図１４に示すように、クランクシャフト
１５６にクラッチモータ３０とアシストモータ４０とが
取り付けられている代わりにプラネタリギヤ１２０，モ
ータＭＧ１およびモータＭＧ２が取り付けられている点
を除いて第１実施例の動力出力装置２０が組み込まれた
車両（図３）と同様の構成をしている。したがって、第
２実施例の動力出力装置１１０の構成のうち第１実施例
の動力出力装置２０と同一の構成については、値１００
を加えた符号を付し、その説明は省略する。なお、第２
実施例の動力出力装置１１０の説明でも、明示しない限
り第１実施例の動力出力装置２０の説明の際に用いた符
号はそのまま同じ意味で用いる。

【００８６】図１２に示すように、動力出力装置１１０
は、大きくは、エンジン１５０、エンジン１５０のクラ
ンクシャフト１５６にプラネタリキャリア１２４が機械
的に結合されたプラネタリギヤ１２０、プラネタリギヤ
１２０のサンギヤ１２１に結合されたモータＭＧ１、プ
ラネタリギヤ１２０のリングギヤ１２２に結合されたモ
ータＭＧ２およびモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する
制御装置１８０から構成されている。

【００８７】図１３に示すように、プラネタリギヤ１２
０は、クランクシャフト１５６に軸中心を貫通された中
空のサンギヤ軸１２５に結合されたサンギヤ１２１と、
クランクシャフト１５６と同軸のリングギヤ軸１２６に
結合されたリングギヤ１２２と、サンギヤ１２１とリン
グギヤ１２２との間に配置されサンギヤ１２１の外周を
自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギヤ１
２３と、クランクシャフト１５６の端部に結合され各プ
ラネタリピニオンギヤ１２３の回転軸を軸支するプラネ
タリキャリア１２４とから構成されている。このプラネ
タリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１２
２およびプラネタリキャリア１２４にそれぞれ結合され
たサンギヤ軸１２５，リングギヤ軸１２６およびプラネ
タリキャリア１２４（クランクシャフト１５６）の３軸
が動力の入出力軸とされ、３軸のうちいずれか２軸へ入
出力される動力が決定されると、残余の１軸に入出力さ
れる動力は決定された２軸へ入出力される動力に基づい
て定まる。なお、このプラネタリギヤ１２０の３軸への
動力の入出力についての詳細は後述する。

【００８８】リングギヤ１２２には、動力の取り出し用
の動力取出ギヤ１２８が結合されている。この動力取出
ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９により動力伝達ギ
ヤ１１１に接続されており、動力取出ギヤ１２８と動力
伝達ギヤ１１１との間で動力の伝達がなされる。図１４
に示すように、この動力伝達ギヤ１１１はディファレン
シャルギヤ１１４にギヤ結合されている。したがって、
動力出力装置１１０から出力された動力は、最終的に左
右の駆動輪１１６，１１８に伝達される。

【００８９】モータＭＧ１は、同期電動発電機として構
成され、外周面に複数個の永久磁石１３５を有するロー
タ１３２と、回転磁界を形成する三相コイル１３４が巻
回されたステータ１３３とを備える。ロータ１３２は、
プラネタリギヤ１２０のサンギヤ１２１に結合されたサ
ンギヤ軸１２５に結合されている。ステータ１３３は、
無方向性電磁鋼板の薄板を積層して形成されており、ケ
ース１１３に固定されている。このモータＭＧ１は、永
久磁石１３５による磁界と三相コイル１３４によって形
成される磁界との相互作用によりロータ１３２を回転駆
動する電動機として動作し、永久磁石１３５による磁界
とロータ１３２の回転との相互作用により三相コイル１
３４の両端に起電力を生じさせる発電機として動作す
る。なお、サンギヤ軸１２５には、その回転角度θｓを
検出するレゾルバ１３９が設けられている。

【００９０】モータＭＧ２も、モータＭＧ１と同様に同
期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁
石１４５を有するロータ１４２と、回転磁界を形成する
三相コイル１４４が巻回されたステータ１４３とを備え
る。ロータ１４２は、プラネタリギヤ１２０のリングギ
ヤ１２２に結合されたリングギヤ軸１２６に結合されて
おり、ステータ１４３はケース１１３に固定されてい
る。モータＭＧ２のステータ１４３も無方向性電磁鋼板
の薄板を積層して形成されている。このモータＭＧ２も
モータＭＧ１と同様に、電動機あるいは発電機として動
作する。なお、リングギヤ軸１２６には、その回転角度
θｒを検出するレゾルバ１４９が設けられている。

【００９１】図１２に示すように、第２実施例の動力出
力装置１１０が備える制御装置１８０は、第１実施例の
動力出力装置２０が備える制御装置８０と同様に構成さ
れている。すなわち、制御装置１８０は、モータＭＧ１
を駆動する第１の駆動回路１９１、モータＭＧ２を駆動
する第２の駆動回路１９２、両駆動回路１９１，１９２
を制御する制御ＣＰＵ１９０、二次電池であるバッテリ
１９４から構成されており、制御ＣＰＵ１９０は、内部
に、ワーク用のＲＡＭ１９０ａ、処理プログラムを記憶
したＲＯＭ１９０ｂ、入出力ポート（図示せず）および
ＥＦＩＥＣＵ１７０と通信を行なうシリアル通信ポート
（図示せず）を備える。この制御ＣＰＵ１９０には、レ
ゾルバ１３９からのサンギヤ軸１２５の回転角度θｓ、
レゾルバ１４９からのリングギヤ軸１２６の回転角度θ
ｒ、アクセルペダルポジションセンサ１６５からのアク
セルペダルポジションＡＰ、シフトポジションセンサ１
８４からのシフトポジションＳＰ、第１の駆動回路１９
１に設けられた２つの電流検出器１９５，１９６からの
電流値Ｉｕ１，Ｉｖ２、第２の駆動回路１９２に設けら
れた２つの電流検出器１９７，１９８からの電流値Ｉｕ
２，Ｉｖ２、バッテリ１９４の残容量を検出する残容量
検出器１９９からの残容量ＢRMなどが、入力ポートを介
して入力されている。

【００９２】また、制御ＣＰＵ１９０からは、第１の駆
動回路１９１に設けられたスイッチング素子である６個
のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を駆動する制御信号
ＳＷ１と、第２の駆動回路１９２に設けられたスイッチ
ング素子としての６個のトランジスタＴｒ１１ないしＴ
ｒ１６を駆動する制御信号ＳＷ２とが出力されている。
この第１の駆動回路１９１および第２の駆動回路１９２
内の各々６個のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６，トラ
ンジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６は、それぞれトランジ
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、第１の駆動
回路１９１ではモータＭＧ１の三相コイル１３４の各々
が、第２の駆動回路１９２ではモータＭＧ２の三相コイ
ル１４４の各々が接続されている。電源ラインＬ１，Ｌ
２は、バッテリ１９４のプラス側とマイナス側に、それ
ぞれ接続されている。したがって、制御ＣＰＵ１９０に
より対をなすトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６，トラン
ジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオン時間の割合を制御
信号ＳＷ１，ＳＷ２により順次制御し、三相コイル１３
４，１４４に流れる電流をＰＷＭ制御によって擬似的な
正弦波にすると、三相コイル１３４，１４４により、回
転磁界が形成される。

【００９３】次に第２実施例の動力出力装置１１０の動
作について説明する。第２実施例の動力出力装置１１０
の動作原理、特にトルク変換の原理は以下の通りであ
る。エンジン１５０を回転数Ｎｅ，トルクＴｅの運転ポ
イントＰ１で運転し、このエンジン１５０から出力され
るエネルギＰｅと同一のエネルギであるが異なる回転数
Ｎｒ，トルクＴｒの運転ポイントＰ２でリングギヤ軸１
２６を運転する場合、すなわち、エンジン１５０から出
力される動力をトルク変換してリングギヤ軸１２６に作
用させる場合について考える。この時のエンジン１５０
とリングギヤ軸１２６の回転数およびトルクの関係は、
図１５に示されている。

【００９４】プラネタリギヤ１２０の３軸（サンギヤ軸
１２５，リングギヤ軸１２６およびプラネタリキャリア
１２４）における回転数やトルクの関係は、機構学の教
えるところによれば、図１６および図１７に例示する共
線図と呼ばれる図として表わすことができ、幾何学的に
解くことができる。なお、プラネタリギヤ１２０におけ
る３軸の回転数やトルクの関係は、上述の共線図を用い
なくても各軸のエネルギを計算することなどにより数式
的に解析することもできる。第２実施例では説明の容易
のため共線図を用いて説明する。

【００９５】図１６における縦軸は３軸の回転数軸であ
り、横軸は３軸の座標軸の位置の比を表わす。すなわ
ち、サンギヤ軸１２５とリングギヤ軸１２６の座標軸
Ｓ，Ｒを両端にとったとき、プラネタリキャリア１２４
の座標軸Ｃは、軸Ｓと軸Ｒを１：ρに内分する軸として
定められる。ここで、ρは、リングギヤ１２２の歯数に
対するサンギヤ１２１の歯数の比であり、次式（９）で
表わされる。

【００９６】

【数６】

【００９７】いま、エンジン１５０が回転数Ｎｅで運転
されており、リングギヤ軸１２６が回転数Ｎｒで運転さ
れている場合を考えているから、エンジン１５０のクラ
ンクシャフト１５６が結合されているプラネタリキャリ
ア１２４の座標軸Ｃにエンジン１５０の回転数Ｎｅを、
リングギヤ軸１２６の座標軸Ｒに回転数Ｎｒをプロット
することができる。この両点を通る直線を描けば、この
直線と座標軸Ｓとの交点で表わされる回転数としてサン
ギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを求めることができる。以
下、この直線を動作共線と呼ぶ。なお、回転数Ｎｓは、
回転数Ｎｅと回転数Ｎｒとを用いて比例計算式（次式
（１０））により求めることができる。このようにプラ
ネタリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１
２２およびプラネタリキャリア１２４のうちいずれか２
つの回転を決定すると、残余の１つの回転は、決定した
２つの回転に基づいて決定される。

【００９８】

【数７】

【００９９】次に、描かれた動作共線に、エンジン１５
０のトルクＴｅをプラネタリキャリア１２４の座標軸Ｃ
を作用線として図中下から上に作用させる。このとき動
作共線は、トルクに対してはベクトルとしての力を作用
させたときの剛体として取り扱うことができるから、座
標軸Ｃ上に作用させたトルクＴｅは、向きが同じで異な
る作用線への力の分離の手法により、座標軸Ｓ上のトル
クＴｅｓと座標軸Ｒ上のトルクＴｅｒとに分離すること
ができる。このときトルクＴｅｓおよびＴｅｒの大きさ
は、次式（１１）および式（１２）によって表わされ
る。

【０１００】

【数８】

【０１０１】動作共線がこの状態で安定であるために
は、動作共線の力の釣り合いをとればよい。すなわち、
座標軸Ｓ上には、トルクＴｅｓと大きさが同じで向きが
反対のトルクＴｍ１を作用させ、座標軸Ｒ上には、リン
グギヤ軸１２６に出力するトルクと同じ大きさで向きが
反対のトルクＴｒとトルクＴｅｒとの合力に対し大きさ
が同じで向きが反対のトルクＴｍ２を作用させるのであ
る。このトルクＴｍ１はモータＭＧ１により、トルクＴ
ｍ２はモータＭＧ２により作用させることができる。こ
のとき、モータＭＧ１では回転の方向と逆向きにトルク
を作用させるから、モータＭＧ１は発電機として動作す
ることになり、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わ
される電気エネルギＰｍ１をサンギヤ軸１２５から回生
する。モータＭＧ２では、回転の方向とトルクの方向と
が同じであるから、モータＭＧ２は電動機として動作
し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気
エネルギＰｍ２を動力としてリングギヤ軸１２６に出力
する。

【０１０２】ここで、電気エネルギＰｍ１と電気エネル
ギＰｍ２とを等しくすれば、モータＭＧ２で消費する電
力のすべてをモータＭＧ１により回生して賄うことがで
きる。このためには、入力されたエネルギのすべてを出
力するものとすればよいから、エンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅとリングギヤ軸１２６に出力される
エネルギＰｒとを等しくすればよい。すなわち、トルク
Ｔｅと回転数Ｎｅとの積で表わされるエネルギＰｅと、
トルクＴｒと回転数Ｎｒとの積で表わされるエネルギＰ
ｒとを等しくするのである。図１５に照らせば、運転ポ
イントＰ１で運転されているエンジン１５０から出力さ
れるトルクＴｅと回転数Ｎｅとで表わされる動力を、ト
ルク変換して、エネルギが同一でトルクＴｒと回転数Ｎ
ｒとで表わされる動力としてリングギヤ軸１２６に出力
するのである。前述したように、リングギヤ軸１２６に
出力された動力は、動力取出ギヤ１２８および動力伝達
ギヤ１１１により駆動軸１１２に伝達され、ディファレ
ンシャルギヤ１１４を介して駆動輪１１６，１１８に伝
達される。したがって、リングギヤ軸１２６に出力され
る動力と駆動輪１１６，１１８に伝達される動力とには
リニアな関係が成立するから、駆動輪１１６，１１８に
伝達される動力を、リングギヤ軸１２６に出力される動
力を制御することにより制御することができる。

【０１０３】図１６に示す共線図ではサンギヤ軸１２５
の回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転数
Ｎｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによっては、
図１７に示す共線図のように負となる場合もある。この
ときには、モータＭＧ１では、回転の方向とトルクの作
用する方向とが同じになるから、モータＭＧ１は電動機
として動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わ
される電気エネルギＰｍ１を消費する。一方、モータＭ
Ｇ２では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆に
なるから、モータＭＧ２は発電機として動作し、トルク
Ｔｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギＰ
ｍ２をリングギヤ軸１２６から回生することになる。こ
の場合、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１と
モータＭＧ２で回生する電気エネルギＰｍ２とを等しく
すれば、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１を
モータＭＧ２で丁度賄うことができる。

【０１０４】以上第２実施例の動力出力装置１１０にお
ける基本的なトルク変換について説明したが、第２実施
例の動力出力装置１１０は、こうしたエンジン１５０か
ら出力される動力のすべてをトルク変換してリングギヤ
軸１２６に出力する動作の他に、エンジン１５０から出
力される動力（トルクＴｅと回転数Ｎｅとの積）と、モ
ータＭＧ１により回生または消費される電気エネルギＰ
ｍ１と、モータＭＧ２により消費または回生される電気
エネルギＰｍ２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１９４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１９４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。

【０１０５】なお、第２実施例の動力出力装置１１０の
動作原理の説明では、プラネタリギヤ１２０やモータＭ
Ｇ１，モータＭＧ２，トランジスタＴｒ１ないしＴｒ１
６などによる動力の変換効率を値１（１００％）とし
た。実際には、値１未満であるから、エンジン１５０か
ら出力されるエネルギＰｅをリングギヤ軸１２６に出力
するエネルギＰｒより若干大きな値とするか、逆にリン
グギヤ軸１２６に出力するエネルギＰｒをエンジン１５
０から出力されるエネルギＰｅより若干小さな値とする
必要がある。例えば、エンジン１５０から出力されるエ
ネルギＰｅを、リングギヤ軸１２６に出力されるエネル
ギＰｒに変換効率の逆数を乗じて算出される値とすれば
よい。また、モータＭＧ２のトルクＴｍ２を、図１６の
共線図の状態ではモータＭＧ１により回生される電力に
両モータの効率を乗じたものから算出される値とし、図
１７の共線図の状態ではモータＭＧ１により消費される
電力を両モータの効率で割ったものから算出すればよ
い。なお、プラネタリギヤ１２０では機械摩擦などによ
り熱としてエネルギを損失するが、その損失量は全体量
からみれば極めて少なく、モータＭＧ１，ＭＧ２に用い
た同期電動機の効率は値１に極めて近い。また、トラン
ジスタＴｒ１ないしＴｒ１６のオン抵抗もＧＴＯなど極
めて小さいものが知られている。したがって、動力の変
換効率は値１に近いものとなるから、以下の説明でも、
説明の容易のため、明示しない限り値１（１００％）と
して取り扱う。

【０１０６】次に第２実施例の動力出力装置１１０が実
行する具体的なトルク変換の基本について図１８に例示
するトルク制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチン
は、エンジン１５０が始動されてから所定時間毎（例え
ば８ｍｓｅｃ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１８０の制御ＣＰＵ１９０は、
まず、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとサンギヤ軸１
２５の回転数Ｎｓとを読み込む処理を行なう（ステップ
Ｓ２００）。リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒはレゾル
バ１４９から読み込んだリングギヤ軸１２６の回転角度
θｒから、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓはレゾルバ１
３９から読み込んだサンギヤ軸１２５の回転角度θｓか
ら求めることができる。

【０１０７】続いて、アクセルペダルポジションセンサ
１６５により検出されるアクセルペダル１６４の踏込量
であるアクセルペダルポジションＡＰを読み込み（ステ
ップＳ２０２）、読み込まれたアクセルペダルポジショ
ンＡＰに応じた出力トルクの目標値（リングギヤ軸１２
６に出力すべきトルクの目標値（以下、「トルク指令
値」ともいう））Ｔｒ＊を導出する処理を行なう（ステ
ップＳ２０４）。次に、導き出された出力トルク指令値
Ｔｒ＊と読み込まれたリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒ
とから、リングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒ
を計算（Ｐｒ＝Ｔｒ＊×Ｎｒ）により求める処理を行な
う（ステップＳ２０６）。そして、この求めた出力エネ
ルギＰｒに基づいて、エンジン１５０の目標トルクＴｅ
＊と目標回転数Ｎｅ＊を設定する処理を行なう（ステッ
プＳ２０８）。なお、アクセルペダルポジションＡＰに
応じたトルク指令値Ｔｒ＊の導出の仕方およびエンジン
１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の設
定手法については、第１実施例と同様である。

【０１０８】次に、前述の式（１０）の回転数Ｎｅにエ
ンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊を代入してサンギヤ軸
１２５の目標回転数Ｎｓ＊を算出すると共に（ステップ
Ｓ２１０）、第１実施例と同様に、アクセルペダルポジ
ションＡＰと前回このトルク制御ルーチンが実行された
ときに読み込まれた前回のアクセルペダルポジションＡ
Ｐとを用いて上式（１）によりアクセルペダル１６４の
踏込速度ＶAPを算出する（ステップＳ２１２）。

【０１０９】そして、エンジン１５０から出力すべきエ
ネルギＰｅ（リングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギ
Ｐｒ）が急増していないかを判定する処理（ステップＳ
２１４ないしＳ２２４）を実行する。この判定処理は、
図４のトルク制御ルーチンのステップＳ１１２ないしＳ
１２２の処理と同様の処理である。なお、ステップＳ２
１６のリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒと閾値Ｎｒｒｅ
ｆとの比較は図４のステップＳ１１４の駆動軸２２の回
転数Ｎｄと閾値Ｎｄｒｅｆとの比較に相当し、ステップ
Ｓ２１８およびＳ２２０の回転偏差△Ｎｓの演算および
回転偏差△Ｎｓと閾値Ｎｓｒｅｆとの比較は図４のステ
ップＳ１１６およびＳ１１８の回転偏差△Ｎｅの演算お
よび回転偏差△Ｎｅと閾値Ｎｅｒｅｆとの比較に相当す
る。この相違は、第２実施例におけるリングギヤ軸１２
６の回転数Ｎｒが車両の速度Ｖを反映する点で第１実施
例の駆動軸２２の回転数Ｎｄに相当するからであり、第
２実施例のサンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓが共線図にお
ける動作共線の関係からエンジン１５０の回転数Ｎｅを
反映するためサンギヤ軸１２５の目標回転数Ｎｓ＊と回
転数Ｎｓとの回転偏差△Ｎｓが第１実施例のエンジン５
０の目標回転数Ｎｅ＊と回転数Ｎｅとの回転偏差△Ｎｅ
に相当するからである。

【０１１０】こうして、急増処理判定フラグＦを設定す
ると、設定した急増処理判定フラグＦとエンジン１５０
の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊とに基づい
てモータＭＧ１、モータＭＧ２およびエンジン１５０の
各制御を行なって（ステップＳ２２６）、本ルーチンを
終了する。第２実施例でも、図示の都合上、モータＭＧ
１，モータＭＧ２およびエンジン１５０の各制御を、本
ルーチンの一ステップとして記載したが、実際には、こ
れらの制御は本ルーチンとは独立にかつ総合的に行なわ
れる。例えば、制御ＣＰＵ１９０が割り込み処理を利用
して、モータＭＧ１とモータＭＧ２の制御を本ルーチン
とは別のタイミングで平行して同時に実行すると共に、
通信によりＥＦＩＥＣＵ１７０に指示を送信して、ＥＦ
ＩＥＣＵ１７０によりエンジン１５０の制御を平行して
行なわせるのである。なお、第２実施例におけるエンジ
ン１５０の制御は、第１実施例におけるエンジン５０の
制御と同一であるから、その説明は省略する。

【０１１１】モータＭＧ１の制御（図１８のステップＳ
２２６）は、図１９および図２０に例示するモータＭＧ
１の制御ルーチンによりなされる。このルーチンが実行
されると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、ま
ず、急増処理判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ２
３０）。急増処理判定フラグＦが値０のときには、エン
ジン１５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理は不
要と判断して、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓをレゾル
バ１３９から読み込んで（ステップＳ２３２）、サンギ
ヤ軸１２５の目標回転数Ｎｓ＊から読み込んだ回転数Ｎ
ｓを減じて回転偏差△Ｎｓを算出し（ステップＳ２３
４）、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を次式（１
３）により算出して設定する（ステップＳ２３６）。こ
こで、式（１３）中の右辺第２項は回転偏差△Ｎｓを打
ち消す比例項であり、右辺第３項は定常偏差をなくす積
分項である。したがって、モータＭＧ１のトルク指令値
Ｔｍ１＊は、定常状態（回転偏差△Ｎｓが略０のとき）
では、エンジン１５０の目標トルクＴｅ＊がサンギヤ軸
１２５に分離されるトルクに等しく設定されることにな
る。

【０１１２】

【数９】

【０１１３】一方、急増処理判定フラグＦが値１のとき
には、エンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅの急
増処理が必要と判断して、モータＭＧ１のトルク指令値
Ｔｍ１＊に負の所定値Ｔｓ２を設定する（ステップＳ２
３８）。第２実施例では、モータＭＧ１のトルクＴｍ１
の符号として、図１６および図１７に示したトルクＴｍ
１の向きを正とした。したがって、モータＭＧ１のトル
ク指令値Ｔｍ１＊に負のトルクを設定するということ
は、図１６および図１７の動作共線においてサンギヤ軸
１２５の回転数Ｎｓを持ち上げる方向に作用させること
になる。したがって、こうしたトルクをモータＭＧ１か
ら出力することにより、エンジン１５０の回転数Ｎｅは
加速される。なお、上述のトルクをモータＭＧ１から出
力すると、その反力として計算（Ｔｓ２／ρ）により算
出されるトルクがリングギヤ軸１２６に作用する。

【０１１４】こうしてモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊を設定すると、サンギヤ軸１２５の回転角度θｓを
レゾルバ１３９から入力すると共に（ステップＳ２４
０）、モータＭＧ１の各相電流を電流検出器１９５，１
９６を用いて検出する（ステップＳ２４２）。その後、
第１実施例の図５および図６のクラッチモータ制御ルー
チンにおけるステップＳ１４８ないしＳ１５２と同様の
処理である座標変換（ステップＳ２４４）および電圧指
令値Ｖｄ１，Ｖｑ１の演算（ステップＳ２４６）、電圧
指令値の逆座標変換（ステップＳ２４８）を行なって、
モータＭＧ１の第１の駆動回路１９１のトランジスタＴ
ｒ１ないしＴｒ６のオンオフ制御時間を求め、ＰＷＭ制
御を行なう（ステップＳ２５０）。

【０１１５】ここで、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊に同じ正の値が設定されても、図１６の共線図の状
態のようにトルクＴｍ１の作用する向きとサンギヤ軸１
２５の回転の向きとが異なるときには回生制御がなさ
れ、図１７の共線図の状態のように同じ向きのときには
力行制御がなされる。しかし、モータＭＧ１の力行制御
と回生制御は、トルクＴｍ１が正であれば、ロータ１３
２の外周面に取り付けられた永久磁石１３５と三相コイ
ル１３４に流れる電流により生じる回転磁界とにより正
のトルクがサンギヤ軸１２５に作用するよう第１の駆動
回路１９１のトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６を制御す
るものであるから、同一のスイッチング制御となる。ま
た、トルク指令値Ｔｍ１＊に負の値が設定されたときに
は、ステップＳ２４０で読み込むサンギヤ軸１２５の回
転角度θｓの変化の方向が逆になるだけであるから、こ
のときの制御も図１９および図２０のモータＭＧ１の制
御処理により行なうことができる。この場合でもサンギ
ヤ軸１２５の回転数Ｎｓの符号によって回生制御か力行
制御がなされるが、両制御は、トルク指令値Ｔｍ１＊に
正の値が設定されたときと同様に、同一のスイッチング
制御となる。なお、ステップＳ２３０で急増処理判定フ
ラグＦが値１と判断され、モータＭＧ１のトルク指令値
Ｔｍ１＊に負の値の所定値Ｔｓ２が設定されるときは、
リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとエンジン１５０の回
転数Ｎｅが比較的小さく、エンジン１５０の目標回転数
Ｎｅ＊が大きい場合であるから、動作共線は左下がりの
状態であっても、すぐに左上がりの状態となり、モータ
ＭＧ１は力行制御されることになる。

【０１１６】次に、モータＭＧ２の制御処理（図１８の
ステップＳ２２６）について図２１に例示するモータＭ
Ｇ２の制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチンが実
行されると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、ま
ず、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を次式（１
４）により算出して設定する（ステップＳ２６０）。こ
の式（１４）は、図１６および図１７の共線図における
動作共線の釣り合いから求めることができる。

【０１１７】

【数１０】

【０１１８】次に、リングギヤ軸１２６の回転角度θｒ
をレゾルバ１４９から入力すると共に（ステップＳ２６
２）、モータＭＧ２の各相電流を電流検出器１９７，１
９８を用いて検出する（ステップＳ２６８）。その後、
モータＭＧ１の制御ルーチンにおけるステップＳ２４４
ないしＳ２４８と同様の処理である座標変換（ステップ
Ｓ２６６）および電圧指令値Ｖｄ２，Ｖｑ２の演算（ス
テップＳ２６８）、電圧指令値の逆座標変換（ステップ
Ｓ２７０）を行なって、モータＭＧ２の第２の駆動回路
１９２のトランジスタＴｒ１１ないしＴｒ１６のオンオ
フ制御時間を求め、ＰＷＭ制御を行なう（ステップＳ２
７２）。

【０１１９】ここで、モータＭＧ２もトルク指令値Ｔｍ
２＊の向きとリングギヤ軸１２６の回転の向きとにより
力行制御されたり回生制御されたりするが、モータＭＧ
１と同様に、力行制御も回生制御も共に図２１のモータ
ＭＧ２の制御処理で行なうことができる。なお、モータ
ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊の符号は、図１６および
図１７の共線図におけるトルクＴｍ２の向きを正とし
た。

【０１２０】以上説明した制御により、運転者がアクセ
ルペダル１６４を勢いよく踏み込んだときに、エンジン
１５０をアクセルペダル１６４の踏込量に対応した目標
トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントにおけ
る運転状態に素早くすることができる。こうした動作の
一例として、エンジン５０の運転状態がアイドリング状
態のときにアクセルペダル６４が勢いよく踏み込まれた
際の動作を図２２に示す。時刻ｔ１にアクセルペダル１
６４が踏み込まれると、アクセルペダル１６４の踏込量
であるアクセルペダルポジションＡＰに応じてエンジン
１５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊が設
定され（ステップＳ２０８）、エンジン１５０から出力
すべきエネルギＰｅの急増処理が必要であると判定され
て急増処理判定フラグＦに値１が設定される（ステップ
Ｓ２１４ないしＳ２２２）。このため、モータＭＧ１の
トルク指令値Ｔｍ１＊に負の値の所定値Ｔｓ２が設定さ
れ（ステップＳ２３８）、サンギヤ軸１２５はモータＭ
Ｇ１により正の回転方向に加速される。リングギヤ軸１
２６は、動力取出ギヤ１２８，動力伝達ギヤ１１１およ
びディファレンシャルギヤ１１４を介して駆動輪１１
６，１１８に接続されているから、急にその回転数Ｎｒ
を増加させることができないから、動作共線が左上がり
の状態となり、エンジン１５０の回転数Ｎｅは、スロッ
トルバルブ１６６の開度制御による増加とモータＭＧ１
から出力するトルクＴｍ１に伴うトルクによる加速とに
より、短時間（時刻ｔ２）で目標回転数Ｎｅ＊に達す
る。

【０１２１】一方、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ２
＊には、動作共線の釣り合いの関係から算出されるトル
クが設定されるから、リングギヤ軸１２６には、モータ
ＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２とモータＭＧ１から
出力されるトルクＴｍ１（値Ｔｓ２）に伴うトルク（値
Ｔｓ２／ρ）との和で表わされるトルクが出力される。
したがって、アクセルペダル１６４が踏み込まれた時刻
ｔ１からエンジン１５０が目標回転数Ｎｅ＊で運転され
る時刻ｔ２までの間は、リングギヤ軸１２６には出力ト
ルク指令値Ｔｒ＊より小さいトルクが出力され、時刻ｔ
２以降は、出力トルク指令値Ｔｒ＊が出力される。

【０１２２】図２２中、一点鎖線は、比較例として、エ
ンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理の
際にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に値０を設定
したものの動作を表わすものである。この動作では、エ
ンジン１５０の回転数Ｎｅは、モータＭＧ１から出力さ
れるトルクに伴う加速はなく、スロットルバルブ１６６
の開度制御による増加のみとなる。したがって、エンジ
ン１５０の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に達するまで
に、上述の第２実施例に比して長時間必要となる。リン
グギヤ軸１２６には、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊に値０が設定されることによりモータＭＧ２から出
力されるトルク指令値Ｔｍ２＊に相当するトルクのみが
出力される。したがって、スロットルバルブ１６６を踏
み込んだ直後は、第２実施例に比して、大きなトルクを
リングギヤ軸１２６に出力することができる。しかし、
比較例は、エンジン１５０を目標とする運転状態にする
のに長時間必要であるから、時刻ｔ２以降は、リングギ
ヤ軸１２６に出力するトルクは実施例より小さくなり、
全体として、駆動軸２２に出力することができるトルク
は第２実施例の方が大きくなる。

【０１２３】以上説明した第２実施例の動力出力装置１
１０によれば、エンジン１５０から出力すべきエネルギ
Ｐｅが急増したときには、モータＭＧ１によりエンジン
１５０の回転数Ｎｅを加速するから、エンジン１５０を
速やかに目標とする運転状態で運転することができる。
したがって、速やかにエンジン１５０から出力される動
力を増大することができ、リングギヤ軸１２６に出力す
る動力を増大することができる。

【０１２４】もとより、エンジン１５０から出力される
動力を所望の動力にトルク変換してリングギヤ軸１２６
に出力することができる。また、モータＭＧ１のトルク
指令値Ｔｍ１＊をサンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓが目標
回転数Ｎｓ＊となるようＰＩ制御するから、エンジン１
５０を目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊で表わ
される運転ポイントで安定して運転することができる。

【０１２５】第２実施例の動力出力装置１１０では、エ
ンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理の
際には、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に負の値
の所定値Ｔｓ２を設定したが、モータＭＧ１から出力で
きる負の値の最大値を設定するものとしてもよい。こう
すれば、エンジン１５０の回転数Ｎｅをより早く目標回
転数Ｎｅ＊とすることができる。また、所定値Ｔｓ２で
はなく、アクセルペダルポジションＡＰや踏込速度ＶA
P，リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒまたは目標回転数
Ｎｓ＊と回転数Ｎｓとの回転偏差△Ｎｓに応じて変化す
る値をモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊に設定する
ものとしてもよい。

【０１２６】第２実施例の動力出力装置１１０では、エ
ンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅの急増処理の
如何に関わらず、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊
に上式（１４）で算出される値を設定したが、リングギ
ヤ軸１２６に出力トルク指令値Ｔｒ＊が出力されるよう
モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を設定したり、モ
ータＭＧ２から出力されるトルクに最大値の制限がある
ときには、モータＭＧ２から最大トルクを出力するもの
としてもよい。こうすれば、リングギヤ軸１２６に出力
するトルクをできる限り出力トルク指令値Ｔｒ＊に近づ
けることができ、運転者の指示に沿うものとすることが
できる。

【０１２７】また、第２実施例の動力出力装置１１０で
は、エンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅが急増
した際の処理を行なうか否かの判定を、アクセルペダル
ポジションＡＰと踏込速度ＶAPとリングギヤ軸１２６の
回転数Ｎｒと回転偏差△Ｎｓとのすべてを用いて行なっ
たが、これらのすべてを用いて行なう必要はなく、これ
らの一部を組み合わせて判定するものとしても差し支え
ない。

【０１２８】第２実施例の動力出力装置１１０では、エ
ンジン１５０から出力されるエネルギＰｅのすべてをト
ルク変換してリングギヤ軸１２６に出力するものとして
いるから、エンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅ
をアクセルペダルポジションＡＰに応じて定まるリング
ギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒに等しく設定し
たが、エンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅをリ
ングギヤ軸１２６に出力すべきエネルギＰｒに等しく設
定しないもの、すなわち、アクセルペダルポジションＡ
Ｐのみに応じて設定しないものとしてもよい。たとえ
ば、バッテリ１９４の残容量を所定範囲内にするため
に、エンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅをアク
セルペダルポジションＡＰに加えてバッテリ１９４の残
容量とに応じて設定するものとしてもよい。こうすれ
ば、バッテリ９４の残容量を所定範囲内にすることがで
きる。

【０１２９】第２実施例の動力出力装置１１０では、リ
ングギヤ軸１２６に出力された動力をリングギヤ１２２
に結合された動力取出ギヤ１２８を介してモータＭＧ１
とモータＭＧ２との間から取り出したが、図２３の変形
例の動力出力装置１１０Ａに示すように、リングギヤ軸
１２６を延出してケース１１３から取り出すものとして
もよい。また、図２４の変形例の動力出力装置１１０Ｂ
に示すように、エンジン１５０側からプラネタリギヤ１
２０，モータＭＧ２，モータＭＧ１の順になるよう配置
してもよい。この場合、サンギヤ軸１２５Ｂは中空でな
くてもよく、リングギヤ軸１２６Ｂは中空軸とする必要
がある。こうすれば、リングギヤ軸１２６Ｂに出力され
た動力をエンジン１５０とモータＭＧ２との間から取り
出すことができる。

【０１３０】第２実施例の動力出力装置１１０では、Ｆ
Ｒ型あるいはＦＦ型の２輪駆動の車両に適用するものと
したが、図２５の変形例の動力出力装置１１０Ｃに示す
ように、４輪駆動の車両に適用するものとしてもよい。
この構成では、リングギヤ軸１２６に結合していたモー
タＭＧ２をリングギヤ軸１２６より分離して、車両の後
輪部に独立して配置し、このモータＭＧ２によって後輪
部の駆動輪１１７，１１９を駆動する。一方、リングギ
ヤ軸１２６は動力取出ギヤ１２８および動力伝達ギヤ１
１１を介してディファレンシャルギヤ１１４に結合され
て前輪部の駆動輪１１６，１１８を駆動する。このよう
な構成の下においても、前述した第２実施例を実現する
ことは可能である。

【０１３１】第２実施例の動力出力装置１１０では、３
軸式動力入出力手段としてプラネタリギヤ１２０を用い
たが、一方はサンギヤと他方はリングギヤとギヤ結合す
ると共に互いにギヤ結合しサンギヤの外周を自転しなが
ら公転する２つ１組の複数組みのプラネタリピニオンギ
ヤを備えるダブルピニオンプラネタリギヤを用いるもの
としてもよい。また、３軸のうちいずれか２軸に入出力
される動力を決定すれば、この決定した動力に基づいて
残余の１軸に入出力される動力が決定されるものであれ
ば如何なる装置、ギヤユニット等、例えば、ディファレ
ンシャルギヤ等を用いることもできる。

【０１３２】以上説明した第１実施例の動力出力装置２
０および第２実施例の動力出力装置１１０では、エンジ
ン５０およびエンジン１５０としてガソリンエンジンを
用いたが、その他に、ディーゼルエンジンや、タービン
エンジンや、ジェットエンジンなど各種の内燃機関を用
いることもできる。

【０１３３】また、第１実施例の動力出力装置２０およ
び第２実施例の動力出力装置１１０では、クラッチモー
タ３０，アシストモータ４０，モータＭＧ１およびモー
タＭＧ２にＰＭ形（永久磁石形；Permanent Magnet typ
e）同期電動機を用いたが、回生動作および力行動作の
双方が可能なものであれば、その他にも、ＶＲ形（可変
リラクタンス形；Variable Reluctance type）同期電動
機や、バーニアモータや、直流電動機や、誘導電動機
や、超電導モータや、ステップモータなどを用いること
もできる。

【０１３４】あるいは、第１実施例の動力出力装置２０
および第２実施例の動力出力装置１１０では、第１の駆
動回路９１，１９１および第２の駆動回路９２，１９２
としてトランジスタインバータを用いたが、その他に、
ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタ；
Insulated Gate Bipolar mode Transistor）インバータ
や、サイリスタインバータや、電圧ＰＷＭ（パルス幅変
調；Pulse 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。

【０１３５】また、バッテリ９４，１９４としては、Ｐ
ｂバッテリ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを用
いることができるが、バッテリ１９４に代えてキャパシ
タを用いることもできる。

【０１３６】次に、本発明の第３の実施例としての内燃
機関の制御装置２１０について説明する。図２６は、第
３実施例の内燃機関の制御装置２１０を組み込んだ車両
の概略構成を示す構成図である。図示するように、実施
例の内燃機関の制御装置２１０は、エンジンＥＧと、エ
ンジンＥＧのクランクシャフトＣＳに結合されエンジン
ＥＧから出力される動力により発電すると共にモータと
しても動作するジェネレータＭＧ３と、ジェネレータＭ
Ｇ３により発電される電力の充電とジェネレータＭＧ３
をモータとして動作させる際に必要な電力の供給とを行
なうバッテリＢＴと、ジェネレータＭＧ３を駆動制御す
る車両コントローラＣＣとを備える。こうした内燃機関
の制御装置２１０を備える車両は、バッテリＢＴに蓄え
られた電力の供給を受けてドライブシャフトＤＳを回転
駆動するモータＭＧ４を備える。ドライブシャフトＤＳ
は、ディファレンシャルギヤＤＧを介して駆動輪ＡＨに
接続されている。なお、モータＭＧ４は、信号ラインに
より車両コントローラＣＣに接続されており、車両コン
トローラＣＣにより駆動制御される。なお、図２６には
図示しないが、ジェネレータＭＧ３にはクランクシャフ
トＣＳの回転角度を検出するレゾルバが、モータＭＧ４
にはドライブシャフトＤＳの回転角度を検出するレゾル
バが、車両にはアクセルペダルの開度であるアクセルペ
ダルポジションＡＰを検出するアクセルペダルポジショ
ンセンサなどの各種センサが取り付けられている。

【０１３７】次に、こうして構成された第３実施例の内
燃機関の制御装置２１０の動作、すなわち、ジェネレー
タＭＧ３の動作について図２７に例示するジェネレータ
ＭＧ３の制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチンが
実行されると、車両コントローラＣＣは、まず、エンジ
ンＥＧの出力指令値Ｐｅ＊を入力する処理を実行する
（ステップＳ３００）。エンジンＥＧの出力指令値Ｐｅ
＊は、バッテリＢＴの残容量やアクセルペダルの踏込量
などによって設定される。続いて、エンジンＥＧの出力
指令値Ｐｅ＊に基づいてエンジンＥＧの目標トルクＴｅ
＊および目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ３０
２）。このエンジンＥＧの目標トルクＴｅ＊および目標
回転数Ｎｅ＊の設定の手法は第１実施例と同一である。

【０１３８】次に、ジェネレータＭＧ３が備える図示し
ないレゾルバにより検出されるクランクシャフトＣＳの
回転角度に基づいて求められるエンジンＥＧの回転数Ｎ
ｅを入力する（ステップＳ３０４）。そして、エンジン
ＥＧの目標回転数Ｎｅ＊から入力した回転数Ｎｅを減じ
て回転偏差△Ｎｅを演算し（ステップＳ３０６）、回転
偏差△Ｎｅを閾値Ｎｅｒｅｆと比較する（ステップＳ３
０８）。回転偏差△Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ未満のときに
は、エンジンＥＧから出力すべきエネルギＰｅに大きな
変化はないと判断し、ジェネレータＭＧ３のトルク指令
値Ｔｍ３＊に次式（１５）により計算される値を設定す
る（ステップＳ３１０）。ここで、式（１５）は、第１
実施例で説明した式（２）と同一の式である。

【０１３９】

【数１１】

【０１４０】一方、回転偏差△Ｎｅが閾値Ｎｅｒｅｆ以
上のときには、エンジンＥＧから出力すべきエネルギＰ
ｅが急増したと判断し、ジェネレータＭＧ３のトルク指
令値Ｔｍ３＊に負の値の所定値Ｔｓ３を設定する（ステ
ップＳ３１２）。ここで、第３実施例では、ジェネレー
タＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊の符号は、エンジンＥ
Ｇから出力される動力により発電する際のトルクの向き
を正とする。したがって、トルク指令値Ｔｍ３＊に負の
値を設定するということは、ジェネレータＭＧ３を電動
機として動作させることになる。

【０１４１】こうしてジェネレータＭＧ３のトルク指令
値Ｔｍ３＊を設定すると、図２７には図示しないが、図
８のアシストモータ制御ルーチンのステップＳ１７２な
いしＳ１８２の処理と同様な処理を行なう。

【０１４２】モータＭＧ４の制御は、図２８に例示する
モータＭＧ４制御ルーチンによりなされる。本ルーチン
が実行されると、車両コントローラＣＣは、まず、図示
しないアクセルペダルポジションセンサにより検出され
るアクセルペダルの踏込量であるアクセルペダルポジシ
ョンＡＰを入力する（ステップＳ３２０）。続いて、モ
ータＭＧ４のトルク指令値Ｔｍ４＊を、入力したアクセ
ルペダルポジションＡＰに基づいて導出して設定する
（ステップＳ３２２）。このアクセルペダルポジション
ＡＰに基づくトルク指令値Ｔｍ４＊の導出は、第１実施
例におけるアクセルペダルポジションＡＰに基づく出力
トルク指令値Ｔｄ＊の導出と同様である。モータＭＧ４
のトルク指令値Ｔｍ４＊を設定すると、図２８には図示
しないが、ジェネレータＭＧ３の制御ルーチンと同様
に、図８のアシストモータ制御ルーチンのステップＳ１
７２ないしＳ１８２の処理と同様な処理を行なう。

【０１４３】以上説明した制御により、エンジンＥＧの
出力指令値Ｐｅ＊が急増したときに、エンジンＥＧを素
早く目標の運転ポイントにすることができる。こうした
動作の一例として、エンジンＥＧがアイドリング状態に
あるときに大きな値の出力指令値Ｐｅ＊が出力されたと
きの動作を図２９に示す。時刻ｔ１にエンジンＥＧの出
力指令値Ｐｅ＊が急増すると、この出力指令値Ｐｅ＊に
基づいてエンジンＥＧの目標トルクＴｅ＊および目標回
転数Ｎｅ＊が設定され（ステップＳ３０２）、エンジン
ＥＧから出力すべきエネルギＰｅが急増したと判断し
（ステップＳ３０８）、ジェネレータＭＧ３のトルク指
令値Ｔｍ３＊に負の値の所定値Ｔｓ３を設定する（ステ
ップＳ３１２）。この結果、ジェネレータＭＧ３はモー
タとして動作するから、クランクシャフトＣＳはジェネ
レータＭＧ３により正の方向に加速され、エンジンＥＧ
の回転数Ｎｅは短時間（時刻ｔ２）に目標回転数Ｎｅ＊
に達する。こうしたジェネレータＭＧ３の動作の最中で
も、モータＭＧ４のトルク指令値Ｔｍ４＊にはアクセル
ペダルポジションＡＰに応じた値が設定されるから、ド
ライブシャフトＤＳには、運転者が所望するトルクが出
力される。

【０１４４】図２９中、一点鎖線は、比較例として、エ
ンジンＥＧから出力すべきエネルギＰｅの急増処理の際
にジェネレータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊に値０を
設定したものの動作を表わすものである。この動作で
は、エンジンＥＧの回転数Ｎｅは、ジェネレータＭＧ３
から出力されるトルクに伴う加速はなく、スロットルバ
ルブの開度制御による増加のみとなる。したがって、エ
ンジンＥＧの回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に達するま
でに、上述の第３実施例に比して長時間必要となる。

【０１４５】以上説明した第３実施例の内燃機関の制御
装置２１０によれば、エンジンＥＧから出力すべきエネ
ルギＰｅが急増したときには、ジェネレータＭＧ３によ
りエンジンＥＧの回転数Ｎｅを加速するから、エンジン
ＥＧを速やかに目標とする運転状態で運転することがで
きる。したがって、速やかにエンジンＥＧから出力され
る動力を増大することができ、バッテリＢＴを充電する
電力を増大することができる。

【０１４６】以上説明した第１実施例の動力出力装置２
０や第２実施例の動力出力装置１１０，第３実施例の内
燃機関の制御装置２１０では、エンジン５０，１５０，
ＥＧ（以下、「エンジン５０等」という）から出力すべ
きエネルギＰｅが急増したときの処理について説明した
が、こうした処理をエンジン５０等から出力すべきエネ
ルギＰｅが急減したときに適用するものとしてもよい。
この場合、クラッチモータ３０やモータＭＧ１，ジェネ
レータＭＧ３のトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔｍ１＊，Ｔｍ３
＊にエンジン５０等の回転に対して制動する方向のトル
クを設定すればよい。こうすれば、エンジン５０等から
出力すべきエネルギＰｅが急減したときにも、エンジン
５０等を素早く目標とする運転状態にすることができ
る。もとより、こうした急減処理の際に、クラッチモー
タ３０やモータＭＧ１，ジェネレータＭＧ３のトルク指
令値Ｔｃ＊，Ｔｍ１＊，Ｔｍ３＊に設定する値として
は、予め定めた所定値としてもよく、あるいはアクセル
ペダルポジションＡＰ，踏込速度ＶAP，駆動軸２２やリ
ングギヤ軸１２６，回転偏差△Ｎｅや回転偏差△Ｎｓ等
に応じてそれぞれ変化する値としてもよい。こうすれ
ば、より早くエンジン５０等を目標とする運転状態にす
ることができる。

【０１４７】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、例えば、第１実施例の動力出力装置２０や
第２実施例の動力出力装置１１０あるいは第３実施例の
内燃機関の制御装置２１０を船舶や航空機などの交通手
段に組み込んだ形態や、その他各種産業機械などに組み
込んだ形態など、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての動力出力装置２
０の概略構成を示す構成図である。

【図２】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。

【図３】実施例の動力出力装置２０の動作原理を説明す
るためのグラフである。

【図４】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５】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の前半部分を例示するフ
ローチャートである。

【図６】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の後半部分を例示するフ
ローチャートである。

【図７】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の前半部分を例示するフ
ローチャートである。

【図８】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の後半部分を例示するフ
ローチャートである。

【図９】エンジン５０がアイドリング状態にあるときに
アクセルペダル６４が勢いよく踏み込まれた際の動作を
説明する説明図である。

【図１０】変形例である動力出力装置２０Ａの概略構成
を示す構成図である。

【図１１】実施例の動力出力装置２０を４輪駆動車に適
用した変形例としての動力出力装置２０Ｂの概略構成を
示す構成図である。

【図１２】本発明の第２の実施例としての動力出力装置
１１０の概略構成を示す構成図である。

【図１３】第２実施例の動力出力装置１１０の部分拡大
図である。

【図１４】第２実施例の動力出力装置１１０を組み込ん
だ車両の概略構成を示す構成図である。

【図１５】第２実施例の動力出力装置１１０の動作原理
を説明するためのグラフである。

【図１６】第２実施例の動力出力装置１１０が備えるプ
ラネタリギヤ１２０に結合された３軸の回転数とトルク
の関係を示す共線図である。

【図１７】第２実施例の動力出力装置１１０が備えるプ
ラネタリギヤ１２０に結合された３軸の回転数とトルク
の関係を示す共線図である。

【図１８】第２実施例の制御装置１８０により実行され
るトルク制御ルーチンを例示するフローチャートであ
る。

【図１９】第２実施例の制御装置１８０により実行され
るモータＭＧ１の制御ルーチンの前半部分を例示するフ
ローチャートである。

【図２０】第２実施例の制御装置１８０により実行され
るモータＭＧ１の制御ルーチンの後半部分を例示するフ
ローチャートである。

【図２１】第２実施例の制御装置１８０により実行され
るモータＭＧ１の制御ルーチンを例示するフローチャー
トである。

【図２２】エンジン１５０がアイドリング状態にあると
きにアクセルペダル１６４が勢いよく踏み込まれた際の
動作を説明する説明図である。

【図２３】第２実施例の変形例である動力出力装置１１
０Ａの概略構成を示す構成図である。

【図２４】第２実施例の変形例である動力出力装置１１
０Ｂの概略構成を示す構成図である。

【図２５】第２実施例の動力出力装置１１０を４輪駆動
車に適用した変形例としての動力出力装置１１０Ｃの概
略構成を示す構成図である。

【図２６】本発明の第３の実施例としての内燃機関の制
御装置２１０を組み込んだ車両の概略構成を示す構成図
である。

【図２７】第３実施例の車両コントローラＣＣにより実
行されるジェネレータＭＧ３の制御ルーチンを例示する
フローチャートである。

【図２８】第３実施例の車両コントローラＣＣにより実
行されるモータＭＧ４の制御ルーチンを例示するフロー
チャートである。

【図２９】エンジンＥＧがアイドリング状態にあるとき
にエンジンＥＧの出力指令値Ｐｅ＊が急増した際の動作
を説明する説明図である。

【符号の説明】

２０…動力出力装置２０Ａ，２０Ｂ…動力出力装置２２…駆動軸２３…ギヤ２４…ディファレンシャルギヤ２６，２８…駆動輪２７，２９…駆動輪３０，４０…モータ３０…クラッチモータ３２…アウタロータ３４…インナロータ３５…永久磁石３６…三相コイル３８…スリップリング３８ａ…回転リング３８ｂ…ブラシ３９…レゾルバ４０…アシストモータ４２…ロータ４３…ステータ４４…三相コイル４５…ケース４６…永久磁石４８…レゾルバ４９…ベアリング５０…エンジン５１…燃料噴射弁５２…燃焼室５４…ピストン５６…クランクシャフト５８…イグナイタ６０…ディストリビュータ６２…点火プラグ６４…アクセルペダル６５…アクセルペダルポジションセンサ６６…スロットルバルブ６７…スロットルバルブポジションセンサ６８…アクチュエータ７０…ＥＦＩＥＣＵ７２…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ＣＰＵ９０ａ…ＲＡＭ９０ｂ…ＲＯＭ９１…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１１０…動力出力装置１１０Ａ〜１１０Ｃ…動力出力装置１１１…動力伝達ギヤ１１２…駆動軸１１３…ケース１１４…ディファレンシャルギヤ１１６，１１８…駆動輪１１７，１１９…駆動輪１２０…プラネタリギヤ１２１…サンギヤ１２２…リングギヤ１２３…プラネタリピニオンギヤ１２４…プラネタリキャリア１２５…サンギヤ軸１２６…リングギヤ軸１２８…動力取出ギヤ１２９…チェーンベルト１３２…ロータ１３３…ステータ１３４…三相コイル１３５…永久磁石１３９…レゾルバ１４２…ロータ１４３…ステータ１４４…三相コイル１４５…永久磁石１４９…レゾルバ１５０…エンジン１５６…クランクシャフト１６４…アクセルペダル１６５…アクセルペダルポジションセンサ１６６…スロットルバルブ１７０…ＥＦＩＥＣＵ１８０…制御装置１８４…シフトポジションセンサ１９０…制御ＣＰＵ１９０ａ…ＲＡＭ１９０ｂ…ＲＯＭ１９１…第１の駆動回路１９２…第２の駆動回路１９４…バッテリ１９５，１９６…電流検出器１９７，１９８…電流検出器１９９…残容量検出器２１０…制御装置ＡＨ…駆動輪ＢＴ…バッテリＣＣ…コントローラＣＳ…クランクシャフトＤＧ…ディファレンシャルギヤＤＳ…ドライブシャフトＥＧ…エンジンＬ１，Ｌ２…電源ラインＭＧ１…モータＭＧ２…モータＭＧ３…ジェネレータＭＧ４…モータＴｒ１〜Ｔｒ６…トランジスタＴｒ１１〜Ｔｒ１６…トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸を有し吸入空気量に応じて燃料噴
射量を制御する内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の吸気管の開口面積を調整する開口面積調
整手段と、前記内燃機関の回転軸にトルクを出力可能なトルク出力
手段と、前記内燃機関から出力される動力の目標値が変更された
とき、前記吸気管の開口面積が該目標値に基づく開口面
積となるよう前記開口面積調整手段を制御すると共に、
該内燃機関の回転軸の回転数が該目標値に基づく回転数
となるよう前記トルク出力手段を制御する制御手段と、を備える内燃機関の制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記目標値の変更が動
力の増加を伴うとき、前記内燃機関の回転軸の回転方向
に作用するトルクを出力するよう前記トルク出力手段を
制御する手段である請求項１記載の内燃機関の制御装
置。
【請求項３】前記トルク出力手段は、発電が可能な電
動機である請求項１または２記載の内燃機関の制御装
置。
【請求項４】前記トルク出力手段は、前記内燃機関の
回転軸に結合された第１のロータと、動力の出力軸であ
る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
な結合を介して該内燃機関の回転軸と該駆動軸との間で
動力のやり取りをする電動機である請求項１または２記
載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】請求項１または請求項２記載の内燃機関
の制御装置であって、前記内燃機関の回転軸と、動力の出力軸である駆動軸
と、前記トルク出力手段とに各々結合される３軸を有
し、該３軸のうちいずれか２軸へ入出力される動力を決
定したとき、該決定された動力に基づいて残余の１軸へ
入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段を
備え、前記トルク出力手段は、発電が可能な電動機である内燃
機関の制御装置。
【請求項６】駆動軸に動力を出力する動力出力装置で
あって、出力軸と吸気管の開口面積を調整する開口面積調整手段
とを有し、吸入空気量に応じて燃料噴射量を制御する内
燃機関と、前記内燃機関の出力軸に結合される第１の回転軸と前記
駆動軸に結合される第２の回転軸とを有し、前記第１の
回転軸に入出力される動力と前記第２の回転軸に入出力
される動力とのエネルギ偏差を対応する電気エネルギの
入出力により調整するエネルギ調整手段と、前記駆動軸と動力のやり取りをする電動機と、前記エネルギ調整手段における入出力される電気エネル
ギを畜放電可能で、前記電動機へ電力を供給可能な蓄電
手段と、前記駆動軸に出力する動力の目標値が変更されたとき、
前記内燃機関の吸気管の開口面積が該目標値に基づく開
口面積となるよう該内燃機関の開口面積調整手段を制御
し、該内燃機関の出力軸の回転数が該目標値に基づく回
転数となるよう前記エネルギ調整手段を制御すると共
に、前記駆動軸に前記目標値の動力に近い動力が出力さ
れるよう前記電動機を駆動制御する制御手段とを備える
動力出力装置。
【請求項７】前記エネルギ調整手段は、前記第１の回
転軸に結合された第１のロータと、前記第２の回転軸に
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
して該両回転軸間の動力のやり取りをすると共に、該両
ロータ間の電磁的な結合と該両ロータ間の回転数差とに
基づいて電気エネルギを入出力する対ロータ電動機であ
る請求項６記載の動力出力装置。
【請求項８】前記電動機は、前記対ロータ電動機の第
２のロータと、該第２のロータを回転可能なステータと
からなる請求項７記載の動力出力装置。
【請求項９】前記エネルギ調整手段は、前記第１の回
転軸および前記第２の回転軸と異なる第３の回転軸を有
し、前記３つの回転軸のうちいずれか２つの回転軸へ入
出力される動力を決定したとき、該決定された動力に基
づいて残余の回転軸へ入出力される動力が決定される３
軸式動力入出力手段と、前記第３の回転軸と動力のやり
取りをする回転軸電動機とからなる請求項６記載の動力
出力装置。