WO2015056705A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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torque
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motor
electrical machine
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康二 吉原
久保　秀人
林　裕人
清 上辻
祥平 松本
修士 湯本
弘文 藤原
渡辺　隆男
浅海　周
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Toyota Industries Corp
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Toyota Industries Corp
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to a vehicle control device for a vehicle driven using an internal combustion engine and a rotating electric machine.
  • a double rotor type rotating electrical machine having two rotors that are doubled inside and outside.
  • the rotating electrical machine described in Patent Document 1 is connected to an input shaft to which the driving force of the engine is transmitted and is disposed on the innermost side, and is disposed on the radially outer side of the input side rotor and the output shaft is coupled.
  • the input-side rotor has a rotor core provided with a rotor winding along its circumferential direction
  • the stator also has a stator core provided with a stator winding along its circumferential direction
  • the output-side rotor includes a rotor core, a permanent magnet disposed on the inner peripheral portion of the rotor core so as to face the rotor core of the input-side rotor, and a permanent magnet disposed on the outer peripheral portion of the rotor core so as to face the stator core.
  • the inverter supplies power from the power storage device to the stator winding of the stator to generate a rotating magnetic field, and this rotating magnetic field and the output-side rotor are made permanent.
  • the output side rotor is driven to rotate together with the output shaft by the rotational torque generated by the action of the magnet, and the vehicle travels.
  • the input side rotor is rotationally driven by the engine and the rotational speed of the input side rotor has a difference from the rotational speed of the output side rotor, induction is induced in the rotor winding of the input side rotor.
  • Rotational driving force is applied to the output side rotor and the output shaft by the rotational torque generated by the action of the rotating magnetic field generated by the generated electromotive force and the permanent magnet of the output side rotor.
  • the induced electromotive force generated in the rotor winding of the input side rotor is taken out via a slip ring mechanism provided on the input shaft and stored in the power storage device.
  • the number of rotations of the inner-side motor at the time of starting the engine that is, the rotation obtained by subtracting the number of rotations of the input-side rotor from that of the output-side rotor
  • An output obtained by multiplying the number difference by an engine starting torque for starting the engine is required. Therefore, when the vehicle is traveling at high speed, the output side rotor is rotating at a high speed, the difference between the output side rotor speed and the input side rotor speed is large, and the inner motor speed is high.
  • the inner motor is required to have a high output.
  • the outer motor becomes a resistance when the input side rotor of the inner motor is rotationally driven, and may generate a braking torque for the inner motor.
  • the outer motor needs to generate a torque obtained by adding the engine starting torque to the running torque for running the vehicle, and a high output is required.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that reduces the output of a rotating electrical machine required to start an engine (internal combustion engine).
  • a vehicle control device is provided with an internal combustion engine, a rotatable first rotor, and a second rotor that is relatively rotatable on the outer side in the rotational radial direction with respect to the first rotor.
  • the first rotor and the second rotation are provided with a rotating electric machine including a rotor and a stator fixedly disposed on the outer side in the radial direction of rotation of the second rotor, and a control unit that controls supply and demand of electric power to the rotating electric machine.
  • One of the rotors is mechanically coupled to the internal combustion engine, and the other of the first rotor and the second rotor is mechanically coupled to the vehicle drive mechanism.
  • a first rotating electrical machine portion configured by two adjacent ones of the rotor, the second rotor, and the stator, and capable of rotating the rotor connected to the internal combustion engine by being supplied with electric power; Another neighbor of one rotor, second rotor and stator And a second rotating electrical machine unit capable of rotating the rotor connected to the vehicle drive mechanism by supplying electric power, and the control unit supplies power to the first rotating electrical machine unit.
  • the internal combustion engine is started by supplying and operating the first rotating electrical machine part, and the control unit responds to the rotational speeds of the first rotating electrical machine part and the second rotating electrical machine part when starting the internal combustion engine.
  • the engine is started by the first rotating electrical machine part.
  • the operation of the first rotating electrical machine unit is controlled so as to reduce the starting torque.
  • the vehicle control device of the present invention it is possible to reduce the output of the rotating electrical machine required to start the internal combustion machine.
  • FIG. 2 It is a schematic diagram which shows the structure of the vehicle control apparatus which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows the relationship between the motor rotation speed and motor generation torque in an inner side motor and an outer side motor. It is a figure which shows the state of the inner side motor and outer side motor in FIG. 2 in a pattern (A1). It is a figure which shows the state of the inner side motor and outer side motor in FIG. 2 in a pattern (B1). It is a figure which shows the state of the inner side motor and outer side motor in FIG. 2 in a pattern (C1). It is a figure which shows the state of the inner side motor and outer side motor in FIG. 2 in a pattern (D1). It is a figure which shows the state of the inner side motor and outer side motor in FIG.
  • a vehicle control apparatus 101 includes an engine 10 that is an internal combustion engine and a rotating electrical machine 30 that is a double rotor type motor that operates by three-phase AC power as a power source of a hybrid vehicle.
  • the rotating electrical machine 30 includes a first rotor 31, a second rotor 32, a stator 33, and a casing 34 that accommodates them.
  • the first rotor 31 constitutes a first rotor
  • the second rotor 32 constitutes a second rotor
  • the stator 33 constitutes a stator.
  • the first rotor 31 is disposed on the most central side among the first rotor 31, the second rotor 32, and the stator 33, and is mechanically connected to the engine 10 by the input shaft 40.
  • the mechanical connection means that the first rotor 31 is directly connected to the engine 10 via the input shaft 40 and that the first rotor 31 is added to the input shaft 40 and the speed increaser. And a case where it is indirectly connected to the engine 10 via a speed change mechanism such as a speed reducer, a mechanical power transmission mechanism, or the like.
  • the first rotor 31 includes a first core 31a that is connected to the input shaft 40 and has a cylindrical shape, and a first winding 31b that is provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the first core 31a along the circumferential direction. Yes.
  • the first core 31a is made of a magnetic material such as iron. Further, the first rotor 31 can rotate integrally with the input shaft 40 around the input shaft 40.
  • the second rotor 32 is provided on the outer side in the radial direction so as to surround the outer periphery of the first rotor 31, and in the vicinity of the inner peripheral surface of the cylindrical second core 32a and the second core 32a facing the first core 31a. It has the 1st permanent magnet 32b embedded along the circumferential direction, and the 2nd permanent magnet 32c embedded along the circumferential direction near the outer peripheral surface on the opposite side to the internal peripheral surface in the 2nd core 32a. . That is, the first permanent magnet 32b faces the first winding 31b.
  • the second core 32a is made of a magnetic material such as iron. Further, the second rotor 32 can rotate relative to the first rotor 31 along the outer periphery of the first rotor 31.
  • an inner motor 30a that is one motor including the first rotor 31 and the second rotor 32 is formed by the first winding 31b and the first permanent magnet 32b.
  • the inner side motor 30a comprises the 1st rotary electric machine part.
  • the stator 33 is provided on the outer side in the radial direction so as to surround the outer periphery of the second rotor 32 and has a cylindrical stator core 33a, and is provided in the vicinity of the inner peripheral surface of the stator core 33a facing the second core 32a along the circumferential direction.
  • Second winding 33b That is, the second winding 33b faces the second permanent magnet 32c.
  • the stator core 33a is made of a magnetic material such as iron. Further, the stator core 33 a is fixed to the casing 34. Therefore, in the rotating electrical machine 30, the second permanent magnet 32c and the second winding 33b form an outer motor 30b that is one motor including the second rotor 32 and the stator 33.
  • FIG. 1 cross sections of the first rotor 31, the second rotor 32, and the stator 33 are schematically shown.
  • the output shaft 50 is mechanically coupled to the second core 32a of the second rotor 32 so as to rotate integrally with the second core 32a, and a pinion gear 61 is attached to the end of the output shaft 50. Yes.
  • the pinion gear 61 is in gear engagement with the driven gear 62.
  • the driven gear 62 is attached so as to rotate integrally with a drive shaft 72 connected to the wheel 71 via a differential gear (not shown). Therefore, the wheel 71 is rotationally driven by the rotation of the second rotor 32.
  • the second rotor 32 is mechanically connected to the drive shaft 72 through a mechanical power transmission mechanism such as a transmission in addition to the output shaft 50, the pinion gear 61, the driven gear 62, and the differential gear. May be.
  • the output shaft 50, the pinion gear 61, the driven gear 62, and the drive shaft 72 constitute a vehicle drive mechanism
  • the outer motor 30b constitutes a second rotating electrical machine portion.
  • the vehicle control device 101 includes a battery 23 that can charge and discharge DC power, and a first inverter 21 and a second inverter 22 that are electrically connected to the battery 23.
  • the first inverter 21 and the second inverter 22 can convert the DC power supplied from the battery 23 into three-phase AC power, and can also convert the three-phase AC power into DC power and supply it to the battery 23.
  • the operations of the first inverter 21 and the second inverter 22 are controlled by a control unit 80 described later.
  • the control unit 80, the first inverter 21 and the second inverter 22 constitute a control unit.
  • the first inverter 21 is electrically connected to the second winding 33b of the stator 33. Thereby, the three-phase AC power output from the first inverter 21 is supplied to the second winding 33b.
  • the induced current is supplied to the first inverter 21, converted into a direct current by the first inverter 21, and supplied to the battery 23.
  • the second inverter 22 is electrically connected to a slip ring mechanism 24 attached around the input shaft 40 via a brush (not shown).
  • the three-phase AC power output from the second inverter 22 is transmitted to a conductor provided along the input shaft 40 via the slip ring mechanism 24, and passes through this conductor to the first winding of the first rotor 31. Supplied to line 31b.
  • this induced current is supplied to the second inverter 22 via the conductor and the slip ring mechanism 24, and is converted into a direct current by the second inverter 22. And supplied to the battery 23.
  • the control unit 80 controls power supply to the second winding 33 b of the stator 33 and the first winding 31 b of the first rotor 31 by controlling the first inverter 21 and the second inverter 22. Further, the control unit 80 controls the operation of the engine 10.
  • the control unit 80 detects the rotation speed (rotation speed) of the first rotor 31 by detecting the rotation speed (rotation speed) of the input shaft 40 by the first rotation detection sensor 41, and the second rotation detection sensor 51.
  • the rotational speed (rotational speed) of the second rotor 32 is detected by detecting the rotational speed (rotational speed) of the output shaft 50.
  • the control unit 80 is configured to receive the engine speed from the engine speed detection sensor 11 that detects the speed of the engine 10. In addition, when the rotation speed of the engine 10 and the rotation speed of the input shaft 40 are the same, either the engine rotation detection sensor 11 or the first rotation detection sensor 41 may be omitted.
  • the control unit 80 controls the first inverter 21 to change the DC power of the battery 23 to three-phase alternating current. It is converted into electric power and supplied to the second winding 33 b of the stator 33 of the rotating electrical machine 30. At this time, the three-phase AC power of the second winding 33b generates a rotating magnetic field, and this rotating magnetic field acts on the second permanent magnet 32c to rotate the second rotor 32. That is, the outer motor 30b of the rotating electrical machine 30 is driven.
  • the output shaft 50 is rotationally driven together with the second rotor 32, and the rotational driving force of the output shaft 50 is transmitted to the wheels 71 via the pinion gear 61, the driven gear 62 and the drive shaft 72, and the vehicle travels.
  • the first rotor 31 is stopped when the engine 10 is stopped.
  • control unit 80 detects the rotation speed of the second rotor 32, that is, the outer motor 30 b from the rotation speed information received from the second rotation detection sensor 51. Further, the control unit 80 also detects the rotation speed of the inner motor 30a by subtracting the rotation speed of the first rotor 31 received from the first rotation detection sensor 41 from the rotation speed of the second rotor 32 received from the second rotation detection sensor 51. is doing.
  • the control unit 80 executes control to start the engine 10 and cause the inner motor 30a of the rotating electrical machine 30 to generate power. To do.
  • the control unit 80 controls the second inverter 22 to convert the DC power of the battery 23 into three-phase AC power and supplies it to the first winding 31 b of the first rotor 31.
  • the three-phase AC power of the first winding 31b generates a rotating magnetic field and acts on the first permanent magnet 32b of the second rotor 32, so that the relative rotational torque between the first rotor 31 and the second rotor 32 is increased. Is generated.
  • the first rotor 31 is rotationally driven, the input shaft 40 and the engine 10 are forcibly rotationally driven, and the engine 10 is started.
  • the torque generated by the inner motor 30a with respect to the first rotor 31 through the process until the engine 10 starts that is, the process from when the engine 10 starts to be forcibly rotated until the operation with combustion is started,
  • the engine 10 can be started if the engine starting torque is greater than the engine starting torque that can be rotationally driven to start the engine 10, and the engine 10 cannot be started if the engine 10 is less than the engine starting torque.
  • the first rotor 31 is rotationally driven, and the first rotor 31 rotates relative to the second rotor 32, whereby the magnetic field generated by the first permanent magnet 32b is The first winding 31b of the first rotor 31 relatively moves at a high speed, thereby generating a large induced current in the first winding 31b.
  • the generated induced current flows to the second inverter 22 via the slip ring mechanism 24 and is converted into a direct current, and then stored in the battery 23. That is, when the engine 10 is operated, the inner motor 30a functions as a generator.
  • the engine starting torque Teg required in the process of starting the engine 10 is configured as shown in the following (Equation 1).
  • Teg Tf + I ⁇ ⁇ (Formula 1)
  • Tf is a torque due to friction of the engine 10, the mechanical coupling portion, the sliding portion, etc., and depends on the number of revolutions of the engine 10 in the process of starting the engine 10, The higher the rotation speed, the larger the rotation.
  • I is the inertia of the rotating parts in the engine 10, the first rotor 31, the input shaft 40, and the like.
  • the control unit 80 calculates and determines the value of the friction torque “Tf” from the rotational speed of the engine 10 in the process of starting the engine 10, the temperature of the engine 10, and the like, and at the same time, the engine 10 in the process of starting the engine 10.
  • the value of the angular acceleration “ ⁇ ” is set from the rotational speed of the motor, the rotational speed of the outer motor 30b, that is, the vehicle speed and the rotational speed of the inner motor 30a.
  • control unit 80 applies the determined and set values of the friction torque “Tf” and the angular acceleration “ ⁇ ” and the preset value of the inertia “I” to the above (formula 1), and The starting torque “Teg” is calculated, and electric power is supplied to the first rotor 31 of the inner motor 30a so that the calculated engine starting torque “Teg” can be output.
  • the control unit 80 is characterized by the characteristics of the inner motor 30a in the rotating electrical machine 30 as shown in the graph 2a of FIG. Is stored in advance as a map, table, or mathematical expression. In the graph 2a of FIG.
  • the horizontal axis represents the motor speed of the inner motor 30a
  • the vertical axis represents the motor generated torque of the inner motor 30a.
  • the relationship between the motor generation torque and the motor rotation speed on the curve M1 means the motor generation torque and the motor rotation speed that the inner motor 30a takes at the maximum output when the maximum power that can be supplied to the first rotor 31 is supplied. ing. That is, the motor generation torque and the motor rotation speed on the curve M1 indicate the maximum output state of the inner motor 30a.
  • the curve M1 shows the relationship between each motor rotation speed and the maximum motor generation torque that can be generated by the inner motor 30a at each motor rotation speed.
  • the control unit 80 stores in advance a curve M2 indicating the characteristics of the outer motor 30b in the rotating electrical machine 30 as shown in the graph 2b of FIG. 2 as a map, a table, or a mathematical expression.
  • the horizontal axis represents the motor speed of the outer motor 30b
  • the vertical axis represents the motor generated torque of the outer motor 30b.
  • the relationship between the motor generation torque and the motor rotation speed on the curve M2 means the motor generation torque and the motor rotation speed that the outer motor 30b takes at the maximum output when the maximum power that can be supplied to the stator 33 is supplied. . That is, the motor generated torque and the motor rotation speed on the curve M2 indicate the maximum output state of the outer motor 30b.
  • the curve M2 shows the relationship between each motor rotation speed and the maximum motor generation torque that can be generated by the outer motor 30b at each motor rotation speed.
  • the control unit 80 calculates the engine starting torque “Teg” by the above (Equation 1) when rotating the engine 10 whose rotation is stopped. At this time, as described above, the engine speed (in this case, 0), the value of the friction torque “Tf” is calculated and set, and the angular acceleration stored in advance corresponding to the engine speed, the rotational speed of the outer motor 30b, and the rotational speed of the inner motor 30a is stored. Based on the angular acceleration “ ⁇ ” is set. That is, when the engine 10 is in the rotation stop state, the control unit 80 calculates Tf0 as the friction torque “Tf” and calculates the angular acceleration ⁇ 0 as the angular acceleration “ ⁇ ”. Further, the control unit 80 calculates the engine starting torque Teg0 using the friction torque Tf0 and the angular acceleration ⁇ 0. As a result, the inner motor 30a needs to generate the torque Teg0 in order to start the rotation of the engine 10.
  • the outer motor 30b can generate the torque Tout0 when the rotational speed of the outer motor 30b is equal to or less than Rout0 as shown in the graph 2b. Further, the rotational speed of the inner motor 30a and the rotational speed of the outer motor 30b at the time when the engine 10 that has stopped rotating starts to rotate are the same.
  • the control unit 80 starts the rotational drive of the engine 10 according to the following control patterns (A1) to (D1).
  • A1 When the rotation speed Ra of the inner motor 30a is equal to or less than Rin0 and the rotation speed Ra of the outer motor 30b is equal to or less than Rout0 when the engine 10 starts to rotate.
  • the inner motor 30a and the outer motor 30b can generate torque Teg0 or more and torque Tout0 or more, respectively.
  • the control unit 80 controls the power supply to the first rotor 31 and the stator 33 so that the torque Teg0 is generated in the inner motor 30a and the torque Tout0 is generated in the outer motor 30b.
  • the engine 10 can start rotational driving suitable for starting.
  • the rotational speed of the inner motor 30a becomes smaller than the rotational speed of the outer motor 30b.
  • the torque to be generated by the inner motor 30a may be generated beyond the torque Teg0 if it can be generated instead of the torque Teg0.
  • the angular acceleration in the above (Equation 1) is increased, so that the time required for starting the engine 10 can be shortened and the discomfort of the occupant can be reduced.
  • the control unit 80 controls the engine starting torque that should be generated by the inner motor 30a to be reduced to the torque Teg0b ′ that is equal to or less than the torque Teg0, so that the torque that should be generated by the outer motor 30b is the torque that is equal to or less than the torque Tout0b.
  • the control unit 80 reduces the engine starting torque to be generated by the inner motor 30a to the torque Teg0b ′ by reducing the angular acceleration ⁇ 0 to the angular acceleration ⁇ 0b with respect to the inner motor 30a.
  • the control unit 80 supplies the electric power to generate the torque Teg0b ′ in the inner motor 30a having the rotation speed Rb, and to generate the torque Tout0b ′ in the outer motor 30b having the rotation speed Rb.
  • the first rotor 31 of the inner motor 30a connected to the engine 10 is driven with the angular acceleration ⁇ 0b.
  • the engine 10 can start rotational driving suitable for starting.
  • the control unit 80 is driven so as to increase the rotational speed at an angular acceleration ⁇ 0b that is lower than the angular acceleration ⁇ 0. Therefore, the start time of the engine 10 is longer than the pattern (A1). Will be required.
  • the rotational speed of the inner motor 30a becomes smaller than the rotational speed of the outer motor 30b.
  • the control unit 80 controls the engine starting torque to be generated by the inner motor 30a to be reduced to a torque Teg0c ′ that is equal to or less than the torque Teg0c.
  • the control unit 80 reduces the engine starting torque to the torque Teg0c ′ by reducing the angular acceleration ⁇ 0 to the angular acceleration ⁇ 0c with respect to the inner motor 30a.
  • the control unit 80 by supplying power, the control unit 80 generates the torque Teg0c ′ for the inner motor 30a having the rotational speed Rc and generates the torque Tout0c ′ for the outer motor 30b having the rotational speed Rc.
  • the first rotor 31 connected to the engine 10 is driven at the angular acceleration ⁇ 0c.
  • the control unit 80 is driven to increase the rotational speed at an angular acceleration ⁇ 0c that is lower than the angular acceleration ⁇ 0. Therefore, the start time of the engine 10 is longer than the pattern (A1). Will be required.
  • the rotational speed of the inner motor 30a becomes smaller than the rotational speed of the outer motor 30b.
  • the control unit 80 reduces the engine starting torque to Teg0d ′ by reducing the angular acceleration ⁇ 0 to the angular acceleration ⁇ 0d with respect to the inner motor 30a.
  • the control unit 80 by supplying power, the control unit 80 generates torque Teg0d ′ for the inner motor 30a having the rotation speed Rd, and generates torque Tout0d ′ for the outer motor 30b having the rotation speed Rd.
  • the first rotor 31 connected to the engine 10 is driven at an angular acceleration ⁇ 0d.
  • the engine 10 can start rotational driving suitable for starting. Since the control unit 80 drives the first rotor 31 to increase the rotational speed at an angular acceleration ⁇ 0d that is lower than the angular acceleration ⁇ 0, the start time of the engine 10 is set longer than the pattern (A1). It will take. Incidentally, when the engine 10 starts rotating, the rotational speed of the inner motor 30a becomes smaller than the rotational speed of the outer motor 30b.
  • the control unit 80 performs the above-described (formula 1) when further rotating the engine 10 that has started rotating.
  • the engine starting torque “Teg” is calculated by calculating the value of the friction torque “Tf” based on the current engine speed, and the current angular acceleration applied to the engine 10 is determined as the angular acceleration. Set to “ ⁇ ”. That is, the control unit 80 sets the calculated Tfp as the friction torque “Tf” and sets the current angular acceleration ⁇ p as the angular acceleration “ ⁇ ”. Further, the control unit 80 calculates the engine starting torque Tegp using the friction torque Tfp and the angular acceleration ⁇ p. As a result, the inner motor 30a needs to generate a torque Tegp in order to give the engine 10 rotational drive suitable for starting.
  • the control unit 80 performs rotational driving suitable for starting the engine 10 according to the following control patterns (A2) to (D2).
  • A2 In the process of starting the engine 10, the rotation speed of the inner motor 30a is Rinpa equal to or less than Rinp, and the rotation speed of the outer motor 30b is Routpa equal to or less than Routp.
  • FIG. 1, FIG. 2 and FIG. Referring to, the inner motor 30a and the outer motor 30b can generate a torque Tegpa that is greater than or equal to the torque Tgp and a torque Toutpa that is greater than or equal to the torque Toutp, respectively.
  • the control unit 80 controls power supply to the first rotor 31 and the stator 33 so that the torque Tegp is generated in the inner motor 30a and the torque Toutp is generated in the outer motor 30b.
  • the engine 10 can perform rotational driving suitable for starting.
  • the torque generated by the inner motor 30a may be generated beyond the torque Tegp as long as it can be generated instead of the torque Tegp.
  • the angular acceleration in the above (Equation 1) is increased, so that the time required for starting the engine 10 can be shortened and the discomfort of the occupant can be reduced.
  • the rotation speed of the inner motor 30a is Rinpb equal to or less than Rinp, but the rotation speed of the outer motor 30b is Routpb exceeding Routp.
  • FIG. 1, FIG. 2 and FIG. the inner motor 30a can generate a torque Tegpb that is greater than or equal to the torque Tegp, but the outer motor 30b can generate a torque Toutpb that is smaller than the torque Toutp.
  • the state where the rotational speed Rinpb and the torque Tegpb are set is located on the curve M1, and the state where the rotational speed Routpb and the torque Toutpb are set is located on the curve M2.
  • the control unit 80 supplies the electric power to generate the torque Tegpb ′ in the inner motor 30a at the rotational speed Rinpb, and to generate the torque Toutpb ′ in the outer motor 30b at the rotational speed Routpb,
  • the first rotor 31 connected to the engine 10 is driven with an angular acceleration ⁇ pb.
  • the engine 10 can perform rotational driving suitable for starting.
  • the control unit 80 is driven to increase the rotational speed at an angular acceleration ⁇ pb that is lower than the angular acceleration ⁇ p. Therefore, the start time of the engine 10 is longer than the pattern (A2). Will be required.
  • the control unit 80 controls the engine start torque to be generated by the inner motor 30a to be reduced to a torque Tegpc ′ equal to or less than the torque Tegpc.
  • the control unit 80 reduces the engine starting torque to the torque Tegpc ′ by reducing the angular acceleration ⁇ p to the angular acceleration ⁇ pc with respect to the inner motor 30a.
  • the control unit 80 by supplying power, the control unit 80 generates a torque Tegpc ′ for the inner motor 30a having the rotational speed Rinpc, and generates a torque Toutpc ′ for the outer motor 30b having the rotational speed Routpc.
  • the first rotor 31 connected to the engine 10 is driven at an angular acceleration ⁇ pc.
  • the engine 10 can perform rotational driving suitable for starting.
  • the control unit 80 is driven so as to increase the rotational speed at an angular acceleration ⁇ pc that is lower than the angular acceleration ⁇ p. Therefore, the start time of the engine 10 is longer than the pattern (A2). Will be required.
  • the control unit 80 reduces the engine starting torque to Tegpd ′ by reducing the angular acceleration ⁇ p to the angular acceleration ⁇ pd with respect to the inner motor 30a.
  • the control unit 80 by supplying power, the control unit 80 generates a torque Tegpd ′ for the inner motor 30a having the rotation speed Rinpd, generates a torque Toutpd ′ for the outer motor 30b having the rotation speed Routpd, At this time, the first rotor 31 connected to the engine 10 is driven at the angular acceleration ⁇ pd. Thereby, the engine 10 can perform rotational driving suitable for starting. Note that, when the first rotor 31 is driven, the control unit 80 rotates the engine 10 so that the rotational speed is increased at an angular acceleration ⁇ pd that is lower than the angular acceleration ⁇ p. It will take.
  • control unit 80 repeats the control of the above-described patterns (A2) to (D2) until the start of the engine 10 is completed, and maintains the driving state of the engine 10 in a state suitable for starting.
  • the control unit 80 determines the angular acceleration of the first rotor 31 of the inner motor 30a connected to the engine 10 in accordance with the rotational speeds of the inner motor 30a and the outer motor 30b in the process of starting the engine 10. By controlling, the torque which the inner motor 30a should generate
  • the engine 10 can be started while preventing braking torque from being generated with respect to the motor 30a. At this time, the outer motor 30b also does not receive the braking torque from the inner motor 30a, and therefore does not receive the braking torque when the engine is started.
  • the vehicle control apparatus 101 is provided so as to be rotatable relative to the engine 10, the rotatable first rotor 31, and the first rotor 31 on the outer side in the rotational radius direction.
  • the rotating electrical machine 30 including the rotor 32 and the stator 33 fixedly arranged on the outer side in the rotational radius direction of the second rotor 32, the control unit 80 that is a control unit that controls supply and demand of electric power to the rotating electrical machine 30, and the first inverter 21 And a second inverter 22.
  • the rotating electrical machine 30 is constituted by two adjacent ones of the first rotor 31, the second rotor 32, and the stator 33, and rotates the first rotor 31 connected to the engine 10 by being supplied with electric power.
  • an outer motor 30b capable of rotating the rotor 32.
  • the control unit 80 supplies power to the inner motor 30a and operates the inner motor 30a to start the engine 10.
  • the control unit 80 starts the engine 10
  • at least one of the torques that can be generated corresponding to the rotational speeds of the inner motor 30 a and the outer motor 30 b is used to start the engine 10.
  • the operation of the inner motor 30a is controlled to lower the starting torque for starting the engine 10 by the inner motor 30a.
  • any of the torques that can be generated corresponding to the rotational speeds of the inner motor 30a and the outer motor 30b starts the engine 10 for the inner motor 30a and the outer motor 30b.
  • the inner motor 30a that is, the engine 10 is operated so as to reduce the starting torque of the engine 10 by the inner motor 30a.
  • the torque which can be generated will become low if the rotation speed becomes high, when the torque which can be generated is insufficient, the rotation speed will be too high.
  • the engine 10 can be started by the inner motor 30a and the outer motor 30b without increasing the capacity of the inner motor 30a and the outer motor 30b, that is, the rated output, even in the high rotation speed range. Therefore, the vehicle control device 101 can reduce the output of the rotating electrical machine 30 required to start the engine 10.
  • the control unit 80 when the control unit 80 operates the inner motor 30 a so that the starting torque is low, the angular acceleration of the first rotor 31 is reduced and the first rotor 31 connected to the engine 10 is reduced.
  • the starting torque of the engine 10 is composed of elements that depend on the rotational speed, such as friction, and elements that depend on angular acceleration, such as inertia. For this reason, the starting torque of the engine 10 can be reduced by lowering the angular acceleration of the first rotor 31 and lowering the angular acceleration of the engine 10.
  • the control unit 80 operates the inner motor 30a so that the starting torque is lowered so that the inner motor 30a and the outer motor 30b do not brake each other's operation.
  • the control unit 80 controls the inner motor 30a to be able to generate the starting torque of the engine 10
  • the control unit 80 applies torque to the outer motor 30b (starting torque of the engine 10 + for vehicle travel). Torque) can be generated.
  • the outer motor 30b which receives the reaction of the torque generated by the inner motor 30a via the second rotor 32 does not disturb the operation of the inner motor 30a.
  • the inner motor 30a does not interfere with the operation of the outer motor 30b.
  • the control unit 80 starts the engine 10 so as to maintain the difference between the torque that should be generated by the inner motor 30a with respect to the torque that should be generated by the outer motor 30b in the travel request torque.
  • the angular acceleration of the first rotor 31 of the inner motor 30a when controlling is controlled, it is not limited to this.
  • the control unit 80 controls the angular acceleration of the first rotor 31 so that the engine 10 can be started with a torque that can be generated by the inner motor 30a based on the rotational speed of only the inner motor 30a.
  • the engine starting torque may be adjusted.
  • the vehicle control apparatus 101 can reduce the output of the rotary electric machine 30 (inner motor 30a) required for starting the engine 10.
  • first permanent magnets 32b embedded in the vicinity of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the second core 32a of the second rotor 32, respectively.
  • the second permanent magnet 32c may be integrated and embedded in a row in the circumferential direction in the second core 32a.
  • the rotating electrical machine 30 includes the first winding 31b, the first permanent magnet 32b, and the second from the inside in the radial direction as shown in the embodiment (FIG. 1).
  • the structure is not limited to the structure in which the permanent magnet 32c and the second winding 33b are provided in this order.
  • FIGS. 11A a structure as shown in FIGS. In FIG. 11A, the first permanent magnet 231b, the first winding 232b, the second permanent magnet 232c, and the second winding 33b are provided in this order from the radially inner side.
  • FIG. 11A the first permanent magnet 231b, the first winding 232b, the second permanent magnet 232c, and the second winding 33b are provided in this order from the radially inner side.
  • the first permanent magnet 231b, the first winding 332b, the second winding 332c, and the second permanent magnet 333b are provided in this order from the radially inner side.
  • the first winding 31b, the first permanent magnet 432b, the second winding 432c, and the second permanent magnet 333b are provided in this order from the radially inner side.
  • the control unit 80 performs control based on the characteristics of the motor rotation speed and the motor generated torque in the inner motor 30a and the outer motor 30b of the rotating electrical machine 30 shown in FIG. It was.
  • the second winding 33b of the stator 33 generates a rotating magnetic field. Therefore, when three-phase AC power is applied to the first winding 31b of the first rotor 31 to start the engine 10, the magnetic flux of the rotating magnetic field generated from the first winding 31b and the second winding of the stator 33 are used. Magnetic flux interference that interferes with the magnetic flux of the rotating magnetic field generated from 33b occurs.
  • This magnetic flux interference rises by changing the strength of the rotating magnetic field from the second winding 33b that rotationally drives the second rotor 32 and the strength of the rotating magnetic field from the first winding 31b that rotationally drives the first rotor 31. Or it may be reduced. Therefore, there may be a case where the operation of the outer motor 30b and the inner motor 30a cannot be controlled to a desired rotational speed and torque. Therefore, the control unit 80 determines the influence of magnetic flux interference calculated from the rotational speed and applied power of the outer motor 30b and the rotational speed and applied power of the inner motor 30a, and the relationship between the motor rotational speed and the motor generated torque in FIG. In consideration of the above, the above-described control at the start of the engine 10 may be performed. In FIG. 2, the motor generation torque for the same motor speed increases or decreases according to the calculated state of magnetic flux interference.
  • the input shaft 40 is connected to the first rotor 31 and the output shaft 50 is connected to the second rotor 32.
  • the shaft 50 may be connected, and the input shaft 40 may be connected to the second rotor 32.
  • the 1st permanent magnet 32b, 231b, 432b and the 2nd permanent magnet 32c, 232c, 333b were used as a field magnet, it is limited to this. Instead, an electromagnet may be used.
  • the first inverter 21 and the second inverter 22 may be controlled by separate control units.
  • the vehicle control apparatus 101 according to the embodiment and the modification is not limited to being mounted on a vehicle, but is powered by an internal combustion engine such as a construction machine, a diesel locomotive, and a diesel engine, and a rotating electrical machine. It may be mounted on a machine.

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Abstract

　車両制御装置１０１は、エンジン１０、回転電機３０及びコントロールユニット８０を備える。回転電機３０では、第一ロータ３１がエンジン１０に機械的に連結され、第二ロータ３２が出力軸５０に連結されている。回転電機３０は、第一ロータ３１を回転駆動可能な内側モータ３０ａと、第二ロータ３２を回転駆動可能な外側モータ３０ｂとを含む。コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに電力を供給し動作させることでエンジン１０を始動させ、エンジン１０を始動させる際、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂそれぞれでの回転数に対応した発生可能なトルクの少なくとも一方が、エンジン１０の始動のために内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂに要するトルクに対して不足する場合、エンジン１０の始動トルクが低くなるように内側モータ３０ａを動作させてエンジン１０を始動する。

Description

車両制御装置
　この発明は、車両制御装置に係り、特に、内燃機関及び回転電機を用いて駆動される車両の車両制御装置に関する。
　内燃機関であるエンジン及び回転電機であるモータを動力源として備えるハイブリッド自動車では、例えば特許文献１に示されるように、内外に二重に配置された２つのロータを有する二重ロータ型の回転電機を使用したものがある。
　特許文献１に記載の回転電機は、エンジンの駆動力が伝達される入力軸に連結され且つ最も内側に配置される入力側ロータと、入力側ロータの径方向外側に配置され且つ出力軸が連結された出力側ロータと、出力側ロータの径方向外側に配置されてケーシング等に固定されたステータとを有している。入力側ロータは、その周方向に沿ってロータ巻線が設けられたロータコアを有し、ステータも、その周方向に沿ってステータ巻線が設けられたステータコアを有している。出力側ロータは、ロータコアと、ロータコアの内周部に入力側ロータのロータコアと対向して配置された永久磁石と、ロータコアの外周部にステータコアと対向して配置された永久磁石とを有している。
　上記の回転電機を搭載したハイブリッド自動車では、エンジンを停止させている場合、インバータによって蓄電装置からステータのステータ巻線に電力を供給して回転磁界を発生させ、この回転磁界と出力側ロータの永久磁石との作用により発生する回転トルクによって出力側ロータを出力軸と共に回転駆動させ、車両の走行が行われる。また、エンジンを稼働させた場合、エンジンによって入力側ロータが回転駆動され、入力側ロータの回転速度が出力側ロータの回転速度と差異を有するようになると、入力側ロータのロータ巻線に誘導起電力が発生し、誘導起電力が発生する回転磁界と出力側ロータの永久磁石との作用により発生する回転トルクによって、出力側ロータ及び出力軸に回転駆動力が付与される。また、入力側ロータのロータ巻線に発生した誘導起電力は、入力軸に設けられたスリップリング機構を介して取り出され、蓄電装置に蓄電される。
特開２００９－２７４５３６号公報
　特許文献１の回転電機では、エンジンを始動させる際、蓄電装置から入力側ロータに電力を供給してそのロータ巻線に回転磁界を発生させ、この回転磁界と出力側ロータの永久磁石との作用により発生する回転トルクによって入力側ロータ及び入力軸を回転駆動させてエンジンを始動させる。このとき、回転電機における入力側ロータ及び出力側ロータによって構成される内側モータには、エンジン始動時の内側モータの回転数、すなわち出力側ロータの回転数から入力側ロータの回転数を減じた回転数差に、エンジンを始動させるためのエンジン始動トルクを乗じた出力が要求される。このため、車両の高速走行時において、出力側ロータが高速回転しており、出力側ロータの回転数と入力側ロータの回転数との差が大きく、内側モータの回転数が高い状態にあるときにエンジンを始動させる場合、内側モータには高出力が要求される。
　また、入力側ロータを回転駆動させてエンジンを始動させる際、出力側ロータにエンジン始動トルクの反力が作用し、出力側ロータ及びステータによって構成される外側モータに反力が作用することになる。このとき、外側モータが、内側モータの入力側ロータを回転駆動させる際の抵抗となり、内側モータに対して制動トルクを発生させる場合がある。このような制動トルクの発生を防ぐには、外側モータは、車両を走行させるための走行用トルクにエンジン始動トルクを加えたトルクを発生する必要があり、高い出力が要求される。特に、高速走行時にエンジンを始動させる場合には、内側モータに対して高出力が要求されると共に、外側モータに対して内側モータの高い出力及び車両の高速走行に対応した高出力が要求されることとなり、内側モータ及び外側モータの高出力化が必要になり回転電機が大型化するという問題が生じる。
　この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、エンジン（内燃機関）を始動させるのに要する回転電機の出力の低減を図る車両制御装置を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、この発明に係る車両制御装置は、内燃機関と、回転可能な第一回転子、第一回転子に対して回転半径方向外側で相対回転可能に設けられる第二回転子、及び第二回転子の回転半径方向外側で固定配設される固定子を含む回転電機と、回転電機に対する電力の需給を制御する制御部とを備え、第一回転子及び第二回転子のうちの一方が、内燃機関に機械的に連結されると共に、第一回転子及び第二回転子のうちの他方が、車両駆動機構に機械的に連結され、回転電機は、第一回転子、第二回転子及び固定子のうちの隣り合う２つによって構成されると共に、電力が供給されることによって内燃機関に連結された回転子を回転駆動可能な第一回転電機部と、第一回転子、第二回転子及び固定子のうちの別の隣り合う２つによって構成されると共に、電力が供給されることによって車両駆動機構に連結された回転子を回転駆動可能な第二回転電機部とを含み、制御部は、第一回転電機部に電力を供給して、第一回転電機部を動作させることによって、内燃機関を始動させ、制御部は、内燃機関を始動させる際、第一回転電機部及び第二回転電機部それぞれでの回転数に対応した発生可能なトルクの少なくとも一方が、内燃機関を始動するために第一回転電機部及び第二回転電機部に要するトルクに対して不足する場合、第一回転電機部による内燃機関を始動させるための始動トルクを低くするように第一回転電機部の動作を制御する。
　この発明に係る車両制御装置によれば、内燃機械を始動させるのに要する回転電機の出力を低減することが可能になる。
この発明の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す模式図である。 内側モータ及び外側モータにおけるモータ回転数とモータ発生トルクとの関係を示す図である。 パターン（Ａ１）での図２における内側モータ及び外側モータの状態を示す図である。 パターン（Ｂ１）での図２における内側モータ及び外側モータの状態を示す図である。 パターン（Ｃ１）での図２における内側モータ及び外側モータの状態を示す図である。 パターン（Ｄ１）での図２における内側モータ及び外側モータの状態を示す図である。 パターン（Ａ２）での図２における内側モータ及び外側モータの状態を示す図である。 パターン（Ｂ２）での図２における内側モータ及び外側モータの状態を示す図である。 パターン（Ｃ２）での図２における内側モータ及び外側モータの状態を示す図である。 パターン（Ｄ２）での図２における内側モータ及び外側モータの状態を示す図である。 二重ロータ型モータの変形例を示す模式図である。
実施の形態
　以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
　まず、この発明の実施の形態に係る車両制御装置１０１の構成を説明する。なお、本実施の形態では、車両制御装置１０１は、ハイブリッド自動車に搭載されるものとして説明する。
　図１を参照すると、車両制御装置１０１は、内燃機関であるエンジン１０と、三相交流電力によって動作する二重ロータ型モータである回転電機３０とをハイブリッド自動車の動力源として備えている。回転電機３０は、第一ロータ３１、第二ロータ３２及びステータ３３と、これらを収容するケーシング３４とを備えている。
　ここで、第一ロータ３１は第一回転子を構成し、第二ロータ３２は第二回転子を構成し、ステータ３３は固定子を構成している。
　第一ロータ３１は、第一ロータ３１、第二ロータ３２及びステータ３３の中で最も中心側に配置され、エンジン１０に入力軸４０によって機械的に連結されている。なお、この機械的に連結されるとは、第一ロータ３１が入力軸４０を介してエンジン１０に直接的に連結される場合、並びに、第一ロータ３１が入力軸４０に加えて増速機、減速機のような変速機構、機械式の動力伝達機構等を介してエンジン１０に間接的に連結される場合を含む。
　第一ロータ３１は、入力軸４０に連結され且つ円柱状をした第一コア３１ａと、第一コア３１ａの外周面近傍に周方向に沿って設けられた第一巻線３１ｂとを有している。第一コア３１ａは、鉄等の磁性体から形成されている。さらに、第一ロータ３１は、入力軸４０を中心として入力軸４０と一体に回転することができる。
　第二ロータ３２は、第一ロータ３１の外周を囲むように径方向外側に設けられ且つ円筒状をした第二コア３２ａと、第一コア３１ａに対向する第二コア３２ａの内周面近傍に周方向に沿って埋め込まれた第一永久磁石３２ｂと、第二コア３２ａにおける内周面と反対側の外周面近傍に周方向に沿って埋め込まれた第二永久磁石３２ｃとを有している。つまり、第一永久磁石３２ｂは、第一巻線３１ｂと対向している。第二コア３２ａは、鉄等の磁性体から形成されている。さらに、第二ロータ３２は、第一ロータ３１の外周に沿って、第一ロータ３１に対して相対的に回転することができる。
　よって、回転電機３０では、第一巻線３１ｂと第一永久磁石３２ｂとにより、第一ロータ３１及び第二ロータ３２からなる１つのモータである内側モータ３０ａが形成される。
　ここで、内側モータ３０ａは、第一回転電機部を構成している。
　ステータ３３は、第二ロータ３２の外周を囲むように径方向外側に設けられ且つ円筒状をしたステータコア３３ａと、ステータコア３３ａにおける第二コア３２ａと対向する内周面近傍に周方向に沿って設けられた第二巻線３３ｂとを有している。つまり、第二巻線３３ｂは、第二永久磁石３２ｃと対向している。ステータコア３３ａは、鉄等の磁性体から形成されている。さらに、ステータコア３３ａは、ケーシング３４に固定されている。
　よって、回転電機３０では、第二永久磁石３２ｃと第二巻線３３ｂとにより、第二ロータ３２及びステータ３３からなる１つのモータである外側モータ３０ｂが形成される。
　なお、図１では、第一ロータ３１、第二ロータ３２及びステータ３３の断面が模式的に示されている。
　また、第二ロータ３２の第二コア３２ａには、出力軸５０が、第二コア３２ａと一体に回転するように機械的に連結され、出力軸５０の端部にはピニオンギヤ６１が取り付けられている。ピニオンギヤ６１は、ドリブンギヤ６２とギヤ係合している。さらに、ドリブンギヤ６２は、車輪７１に図示しないデファレンシャルギヤを介して接続された駆動軸７２に一体に回転するように取り付けられている。よって、第二ロータ３２が回転することによって、車輪７１が回転駆動される。なお、第二ロータ３２は、駆動軸７２に対して、出力軸５０、ピニオンギヤ６１、ドリブンギヤ６２及びデファレンシャルギヤに加えて、変速機等の機械式の動力伝達機構を介して機械的に連結されていてもよい。
　ここで、出力軸５０、ピニオンギヤ６１、ドリブンギヤ６２及び駆動軸７２は、車両駆動機構を構成し、外側モータ３０ｂは、第二回転電機部を構成している。
　また、車両制御装置１０１は、直流電力を充放電可能なバッテリ２３と、バッテリ２３に電気的に接続された第一インバータ２１及び第二インバータ２２とを備えている。第一インバータ２１及び第二インバータ２２は、バッテリ２３から供給された直流電力を三相交流電力に変換することができるほか、三相交流電力を直流電力に変換しバッテリ２３に供給することができる。第一インバータ２１及び第二インバータ２２は、後述するコントロールユニット８０によって動作が制御される。
　ここで、コントロールユニット８０、第一インバータ２１及び第二インバータ２２は、制御部を構成している。
　第一インバータ２１は、ステータ３３の第二巻線３３ｂに電気的に接続されている。これにより、第一インバータ２１から出力される三相交流電力は、第二巻線３３ｂに供給される。一方、第二巻線３３ｂで交流電流である誘導電流が発生すると、この誘導電流は、第一インバータ２１に供給され、第一インバータ２１で直流電流に変換されてバッテリ２３に供給される。
　第二インバータ２２は、入力軸４０の周りに取り付けられたスリップリング機構２４に図示しないブラシを介して電気的に接続されている。第二インバータ２２から出力される三相交流電力は、スリップリング機構２４を介して入力軸４０に沿って設けられた導電体に伝達され、この導電体を通って第一ロータ３１の第一巻線３１ｂに供給される。一方、第一巻線３１ｂで交流電流である誘導電流が発生すると、この誘導電流は、導電体及びスリップリング機構２４を介して第二インバータ２２に供給され、第二インバータ２２で直流電流に変換されてバッテリ２３に供給される。
　コントロールユニット８０は、第一インバータ２１及び第二インバータ２２を制御することによって回転電機３０のステータ３３の第二巻線３３ｂ及び第一ロータ３１の第一巻線３１ｂへの電力供給を制御する。さらに、コントロールユニット８０は、エンジン１０の運転も制御する。また、コントロールユニット８０は、第一回転検出センサ４１によって入力軸４０の回転数（回転速度）を検出することで第一ロータ３１の回転速度（回転数）を検出し、第二回転検出センサ５１によって出力軸５０の回転数（回転速度）を検出することで第二ロータ３２の回転速度（回転数）を検出する。
　さらに、コントロールユニット８０は、エンジン１０の回転数を検出するエンジン回転検出センサ１１からエンジン回転数を受け取るように構成されている。なお、エンジン１０の回転数と入力軸４０の回転数とが同一である場合、エンジン回転検出センサ１１又は第一回転検出センサ４１のいずれかを省略してもよい。
　次に、この発明の実施の形態に係る車両制御装置１０１の動作を説明する。なお、エンジン１０及び回転電機３０の第一ロータ３１が停止した状態でエンジン１０を始動させる際の車両制御装置１０１の動作について主に説明する。
　図１を参照すると、エンジン１０を停止して回転電機３０のみによって車両を走行させるＥＶモード走行の際、コントロールユニット８０は、第一インバータ２１を制御することによってバッテリ２３の直流電力を三相交流電力に変換して回転電機３０のステータ３３の第二巻線３３ｂに供給する。このとき、第二巻線３３ｂの三相交流電力が回転磁界を発生し、この回転磁界が第二永久磁石３２ｃに作用して第二ロータ３２を回転させる。つまり、回転電機３０の外側モータ３０ｂが駆動される。これにより、第二ロータ３２と共に出力軸５０が回転駆動され、出力軸５０の回転駆動力は、ピニオンギヤ６１、ドリブンギヤ６２及び駆動軸７２を介して車輪７１に伝達して、車両が走行する。なお、本実施の形態では、エンジン１０が停止状態のとき、第一ロータ３１は停止しているものとして説明する。
　また、コントロールユニット８０は、第二回転検出センサ５１から受け取る回転数情報から第二ロータ３２つまり外側モータ３０ｂの回転数を検出している。さらに、コントロールユニット８０は、第二回転検出センサ５１から受け取る第二ロータ３２の回転数から第一回転検出センサ４１から受け取る第一ロータ３１の回転数を減じることで内側モータ３０ａの回転数も検出している。
　そして、ＥＶモード走行中にバッテリ２３の充電率（ＳＯＣ）が第一の所定値を下回ると、コントロールユニット８０は、エンジン１０を始動させて回転電機３０の内側モータ３０ａに発電をさせる制御を実行する。
　エンジン１０を始動させる際、コントロールユニット８０は、第二インバータ２２を制御して、バッテリ２３の直流電力を三相交流電力に変換して第一ロータ３１の第一巻線３１ｂに供給する。第一巻線３１ｂの三相交流電力は、回転磁界を発生して第二ロータ３２の第一永久磁石３２ｂに作用させ、第一ロータ３１と第二ロータ３２との間に相対的な回転トルクを発生させる。これにより、第一ロータ３１が回転駆動されて入力軸４０及びエンジン１０が強制的に回転駆動され、エンジン１０が始動する。このとき、エンジン１０が始動するまでの過程、すなわちエンジン１０が強制回転され始めてから燃焼を伴った運転を開始するまでの過程を通じて、内側モータ３０ａが第一ロータ３１に対して発生するトルクが、エンジン１０を始動させるように回転駆動させることが可能なエンジン始動トルク以上であればエンジン１０は始動することができ、エンジン始動トルク未満になればエンジン１０は始動できない。
　そして、エンジン１０が運転することによって、第一ロータ３１が回転駆動され、第一ロータ３１が第二ロータ３２に対して相対回転することによって、第一永久磁石３２ｂによって発生する磁界の中を、第一ロータ３１の第一巻線３１ｂが高い速度で相対移動し、それにより第一巻線３１ｂに大きな誘導電流が発生する。発生した誘導電流は、スリップリング機構２４を介して第二インバータ２２に流れて直流電流に変換された後、バッテリ２３に蓄電される。つまり、エンジン１０が運転することによって、内側モータ３０ａは発電機として機能する。
　ここで、エンジン１０を始動する過程で要するエンジン始動トルクＴｅｇは、以下の（式１）のように構成される。
Ｔｅｇ＝Ｔｆ＋Ｉ×α　　　　　　　　　　　　（式１）
　なお、上記（式１）において、「Ｔｆ」は、エンジン１０、機械的連結部、摺動部等のフリクションによるトルクであり、エンジン１０を始動する過程でのエンジン１０の回転数に依存し、この回転数が高くなる程大きくなる。「Ｉ」は、エンジン１０、第一ロータ３１、入力軸４０などにおける回転部品の慣性である。「α」は、エンジン１０を始動する際のエンジン１０の回転部品を回転させる角加速度であり、α＝ｄω／ｄｔで示されるように、角速度の時間変化率である。
　そして、コントロールユニット８０は、エンジン１０を始動する過程におけるエンジン１０の回転数及びエンジン１０の温度等からフリクショントルク「Ｔｆ」の値を算出して決定すると共に、エンジン１０を始動する過程におけるエンジン１０の回転数、外側モータ３０ｂの回転数つまり車速及び内側モータ３０ａの回転数等から角加速度「α」の値を設定する。そして、コントロールユニット８０は、決定及び設定したフリクショントルク「Ｔｆ」及び角加速度「α」の値と、予め設定されている慣性「Ｉ」の値とを上記（式１）に適用して、エンジン始動トルク「Ｔｅｇ」を算出し、算出したエンジン始動トルク「Ｔｅｇ」を出力できるように、内側モータ３０ａの第一ロータ３１に電力を供給する。
　エンジン１０を始動する過程では、エンジン１０の始動が可能なように、回転を停止しているエンジン１０を回転駆動させ、さらに、回転を開始したエンジン１０の回転駆動を継続する必要がある。このため、エンジン１０を始動する過程における回転を停止しているエンジン１０を回転駆動させる場合と、エンジン１０を始動する過程における回転を開始したエンジン１０をさらに回転駆動させる場合との動作について、説明する。
（１）回転を停止しているエンジン１０を回転駆動させる場合
　図１及び図２をあわせて参照すると、コントロールユニット８０は、図２のグラフ２ａに示すような回転電機３０における内側モータ３０ａの特性を示す曲線Ｍ１を、マップ、テーブル又は数式として予め記憶している。なお、図２のグラフ２ａでは、横軸に内側モータ３０ａのモータ回転数をとり、縦軸に内側モータ３０ａのモータ発生トルクをとっている。そして、曲線Ｍ１上におけるモータ発生トルクとモータ回転数との関係は、第一ロータ３１に供給可能な最大電力が供給される最大出力時に内側モータ３０ａがとるモータ発生トルク及びモータ回転数を意味している。つまり、曲線Ｍ１上のモータ発生トルク及びモータ回転数は、内側モータ３０ａの最大出力状態を示している。言い換えれば、曲線Ｍ１は、各モータ回転数と、各モータ回転数で内側モータ３０ａが発生することができる最大のモータ発生トルクとの関係を示している。
　また、コントロールユニット８０は、図２のグラフ２ｂに示すような回転電機３０における外側モータ３０ｂの特性を示す曲線Ｍ２を、マップ、テーブル又は数式として予め記憶している。なお、図２のグラフ２ｂでは、横軸に外側モータ３０ｂのモータ回転数をとり、縦軸に外側モータ３０ｂのモータ発生トルクをとっている。そして、曲線Ｍ２上におけるモータ発生トルクとモータ回転数との関係は、ステータ３３に供給可能な最大電力が供給される最大出力時に外側モータ３０ｂがとるモータ発生トルク及びモータ回転数を意味している。つまり、曲線Ｍ２上のモータ発生トルク及びモータ回転数は、外側モータ３０ｂの最大出力状態を示している。言い換えれば、曲線Ｍ２は、各モータ回転数と、各モータ回転数で外側モータ３０ｂが発生することができる最大のモータ発生トルクとの関係を示している。
　コントロールユニット８０は、回転停止しているエンジン１０を回転駆動するにあたり、上記（式１）によってエンジン始動トルク「Ｔｅｇ」を算出するが、この際、上述したように、エンジン回転数（この場合、０）に基づきフリクショントルク「Ｔｆ」の値を算出して設定すると共に、エンジン回転数、外側モータ３０ｂの回転数及び内側モータ３０ａの回転数に対応して予め設定して記憶している角加速度に基づき角加速度「α」を設定する。
　つまり、コントロールユニット８０は、エンジン１０が回転停止状態にある場合、フリクショントルク「Ｔｆ」としてＴｆ０を算出すると共に、角加速度「α」として角加速度α０を算出する。さらに、コントロールユニット８０は、フリクショントルクＴｆ０及び角加速度α０を用いて、エンジン始動トルクＴｅｇ０を算出する。これにより、内側モータ３０ａには、エンジン１０の回転を開始するためにトルクＴｅｇ０を発生することが必要になる。
　グラフ２ａに示すように、内側モータ３０ａがトルクＴｅｇ０を発生することができるのは、内側モータ３０ａの回転数がＲｉｎ０以下の場合である。
　さらに、内側モータ３０ａがトルクＴｅｇ０を発生するとき、内側モータ３０ａによって回転駆動される第一ロータ３１の回転を妨げる制動トルクを外側モータ３０ｂが発生しないように、外側モータ３０ｂの第二ロータ３２に対して、車両を走行させるための走行要求トルクＴｒｕｎ０に内側モータ３０ａの発生トルクＴｅｇ０を加えたトルクＴｏｕｔ０（Ｔｏｕｔ０＝Ｔｒｕｎ０＋Ｔｅｇ０）を発生させる制御が実施される。そして、外側モータ３０ｂがトルクＴｏｕｔ０を発生することができるのは、グラフ２ｂに示されるように外側モータ３０ｂの回転数がＲｏｕｔ０以下の場合である。
　また、回転停止しているエンジン１０に回転を開始させる時点での内側モータ３０ａの回転数と外側モータ３０ｂの回転数とは、同一となっている。
　このため、コントロールユニット８０は、以下のような制御パターン（Ａ１）～（Ｄ１）に従って、エンジン１０の回転駆動の開始を実施する。
（Ａ１）エンジン１０に回転を開始させる時点で、内側モータ３０ａの回転数ＲａがＲｉｎ０以下であり且つ外側モータ３０ｂの回転数ＲａがＲｏｕｔ０以下である場合
　図１～図３をあわせて参照すると、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂはそれぞれ、トルクＴｅｇ０以上及びトルクＴｏｕｔ０以上を発生可能である。このため、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａにトルクＴｅｇ０を発生させ、外側モータ３０ｂにトルクＴｏｕｔ０を発生させるように、第一ロータ３１及びステータ３３への電力供給を制御する。これにより、エンジン１０は始動に適した回転駆動を開始することができる。
　なお、エンジン１０が回転を開始すると、内側モータ３０ａの回転数が外側モータ３０ｂの回転数よりも小さくなる。
　また、上述の制御では、内側モータ３０ａに発生させるトルクを、トルクＴｅｇ０ではなく、発生可能であればトルクＴｅｇ０を超えて発生させてもよい。これにより、上記（式１）における角加速度を増加させることになるため、エンジン１０の始動に要する時間が短縮され乗員の不快感を低減することができる。
（Ｂ１）エンジン１０に回転を開始させる時点で、内側モータ３０ａの回転数ＲｂがＲｉｎ０以下であるが外側モータ３０ｂの回転数ＲｂがＲｏｕｔ０を超える場合
　図１、図２及び図４をあわせて参照すると、内側モータ３０ａはトルクＴｅｇ０以上のトルクＴｅｇ０ｂを発生可能であるが、外側モータ３０ｂはトルクＴｏｕｔ０よりも小さいトルクＴｏｕｔ０ｂ以下を発生可能である。なお、回転数Ｒｂ及びトルクＴｅｇ０ｂとなる状態は、曲線Ｍ１上に位置し、回転数Ｒｂ及びトルクＴｏｕｔ０ｂとなる状態は、曲線Ｍ２上に位置する。
　このため、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａの発生すべきエンジン始動トルクをトルクＴｅｇ０以下のトルクＴｅｇ０ｂ’に低下させるように制御することで、外側モータ３０ｂが発生すべきトルクをトルクＴｏｕｔ０ｂ以下のトルクＴｏｕｔ０ｂ’（Ｔｏｕｔ０ｂ’＝Ｔｒｕｎ０＋Ｔｅｇ０ｂ’）に低下させる。このとき、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに対して、角加速度α０を角加速度α０ｂに低下させることで内側モータ３０ａの発生すべきエンジン始動トルクをトルクＴｅｇ０ｂ’に低下させる。
　これにより、コントロールユニット８０は、電力を供給することによって、回転数Ｒｂの内側モータ３０ａにトルクＴｅｇ０ｂ’を発生させると共に、回転数Ｒｂの外側モータ３０ｂにトルクＴｏｕｔ０ｂ’を発生させて稼動させ、さらにこの際、エンジン１０に連結された内側モータ３０ａの第一ロータ３１を角加速度α０ｂで駆動する。それにより、エンジン１０が始動に適した回転駆動を開始することができる。なお、コントロールユニット８０は、第一ロータ３１を駆動する際、角加速度α０よりも低くなった角加速度α０ｂで回転速度を上昇させるように駆動するため、パターン（Ａ１）よりもエンジン１０の始動時間を要することになる。
　ちなみに、エンジン１０が回転を開始すると、内側モータ３０ａの回転数が外側モータ３０ｂの回転数よりも小さくなる。
（Ｃ１）エンジン１０に回転を開始させる時点で、内側モータ３０ａの回転数ＲｃがＲｉｎ０を超えるが外側モータ３０ｂの回転数ＲｃがＲｏｕｔ０以下である場合
　図１、図２及び図５をあわせて参照すると、内側モータ３０ａはトルクＴｅｇ０よりも小さいトルクＴｅｇ０ｃ以下を発生可能であるが、外側モータ３０ｂはトルクＴｏｕｔ０以上のトルクＴｏｕｔ０ｃを発生可能である。なお、回転数Ｒｃ及びトルクＴｅｇ０ｃとなる状態は、曲線Ｍ１上に位置し、回転数Ｒｃ及びトルクＴｏｕｔ０ｃとなる状態は、曲線Ｍ２上に位置する。
　このため、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａの発生すべきエンジン始動トルクをトルクＴｅｇ０ｃ以下のトルクＴｅｇ０ｃ’に低下させるように制御する。このとき、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに対して、角加速度α０を角加速度α０ｃまで低下させることでエンジン始動トルクをトルクＴｅｇ０ｃ’に低下させる。これにより、外側モータ３０ｂの稼動に要するトルクは、トルクＴｏｕｔ０ｃ以下のトルクＴｏｕｔ０ｃ’（Ｔｏｕｔ０ｃ’＝Ｔｒｕｎ０＋Ｔｅｇ０ｃ’）に低下する。
　よって、コントロールユニット８０は、電力を供給することによって、回転数Ｒｃの内側モータ３０ａにトルクＴｅｇ０ｃ’を発生させると共に、回転数Ｒｃの外側モータ３０ｂにトルクＴｏｕｔ０ｃ’を発生させて稼動させ、さらにこの際、エンジン１０に連結された第一ロータ３１を角加速度α０ｃで駆動する。それにより、エンジン１０が始動に適した回転駆動を開始することができる。なお、コントロールユニット８０は、第一ロータ３１を駆動する際、角加速度α０よりも低くなった角加速度α０ｃで回転速度を上昇させるように駆動するため、パターン（Ａ１）よりもエンジン１０の始動時間を要することになる。
　ちなみに、エンジン１０が回転を開始すると、内側モータ３０ａの回転数が外側モータ３０ｂの回転数よりも小さくなる。
（Ｄ１）エンジン１０に回転を開始させる時点で、内側モータ３０ａの回転数ＲｄがＲｉｎ０を超え且つ外側モータ３０ｂの回転数ＲｄがＲｏｕｔ０を超える場合
　図１、図２及び図６をあわせて参照すると、このとき、内側モータ３０ａはトルクＴｅｇ０よりも小さいトルクＴｅｇ０ｄ以下を発生可能であり、外側モータ３０ｂはトルクＴｏｕｔ０よりも小さいトルクＴｏｕｔ０ｄ以下を発生可能である。
　このため、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａの発生すべきエンジン始動トルクをトルクＴｅｇ０ｄ以下のトルクＴｅｇ０ｄ’に低下させるように制御する。これにより、外側モータ３０ｂが発生すべきトルクはトルクＴｏｕｔ０ｄ以下のトルクＴｏｕｔ０ｄ’（Ｔｏｕｔ０ｄ’＝Ｔｒｕｎ０＋Ｔｅｇ０ｄ’）まで低下する。このとき、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに対して、角加速度α０を角加速度α０ｄまで低下させることでエンジン始動トルクをＴｅｇ０ｄ’に低下させる。
　よって、コントロールユニット８０は、電力を供給することによって、回転数Ｒｄの内側モータ３０ａにトルクＴｅｇ０ｄ’を発生させると共に、回転数Ｒｄの外側モータ３０ｂにトルクＴｏｕｔ０ｄ’を発生させて稼動させ、さらにこの際、エンジン１０に連結された第一ロータ３１を角加速度α０ｄで駆動する。それにより、エンジン１０が始動に適した回転駆動を開始することができる。なお、コントロールユニット８０は、第一ロータ３１を駆動する際、角加速度α０よりも低くした角加速度α０ｄで回転速度を上昇させるように駆動するため、パターン（Ａ１）よりもエンジン１０の始動時間を要することになる。
　ちなみに、エンジン１０が回転を開始すると、内側モータ３０ａの回転数が外側モータ３０ｂの回転数よりも小さくなる。
（２）回転を開始したエンジン１０を回転駆動させる場合
　図１及び図２をあわせて参照すると、コントロールユニット８０は、回転を開始しているエンジン１０をさらに回転駆動するあたり、上記（式１）によってエンジン始動トルク「Ｔｅｇ」を算出するが、この際、現状のエンジン回転数に基づきフリクショントルク「Ｔｆ」の値を算出して設定すると共に、エンジン１０に与えている現状の角加速度を角加速度「α」に設定する。つまり、コントロールユニット８０は、フリクショントルク「Ｔｆ」として、算出したＴｆｐを設定すると共に、角加速度「α」として現状の角加速度αｐを設定する。さらに、コントロールユニット８０は、フリクショントルクＴｆｐ及び角加速度αｐを用いて、エンジン始動トルクＴｅｇｐを算出する。これにより、内側モータ３０ａには、エンジン１０に始動に適した回転駆動を与えるためにトルクＴｅｇｐを発生することが必要になる。
　そして、グラフ２ａに示されるように内側モータ３０ａがトルクＴｅｇｐを発生することができるのは、内側モータ３０ａの回転数がＲｉｎｐ以下の場合である。
　さらに、トルクＴｅｇｐを発生する内側モータ３０ａによって回転駆動される第一ロータ３１の回転を妨げる制動トルクを外側モータ３０ｂが発生しないように、外側モータ３０ｂの第二ロータ３２に対して、現状の走行要求トルクＴｒｕｎｐに内側モータ３０ａの発生トルクＴｅｇｐを加えたトルクＴｏｕｔｐ（Ｔｏｕｔｐ＝Ｔｒｕｎｐ＋Ｔｅｇｐ）を発生させる制御が実施される。そして、外側モータ３０ｂがトルクＴｏｕｔｐを発生することができるのは、グラフ２ｂに示されるように外側モータ３０ｂの回転数がＲｏｕｔｐ以下の場合である。
　このため、コントロールユニット８０は、エンジン１０を始動する過程において、以下のような制御パターン（Ａ２）～（Ｄ２）に従って、エンジン１０の始動に適した回転駆動を実施する。
（Ａ２）エンジン１０を始動する過程で、内側モータ３０ａの回転数がＲｉｎｐ以下のＲｉｎｐａであり且つ外側モータ３０ｂの回転数がＲｏｕｔｐ以下のＲｏｕｔｐａである場合
　図１、図２及び図７をあわせて参照すると、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂはそれぞれ、トルクＴｅｇｐ以上のトルクＴｅｇｐａ及びトルクＴｏｕｔｐ以上のトルクＴｏｕｔｐａを発生可能である。このため、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａにトルクＴｅｇｐを発生させ、外側モータ３０ｂにトルクＴｏｕｔｐを発生させるように、第一ロータ３１及びステータ３３への電力供給を制御する。これにより、エンジン１０は始動に適した回転駆動を行うことができる。
　なお、上述の制御では、内側モータ３０ａに発生させるトルクを、トルクＴｅｇｐではなく、発生可能であればトルクＴｅｇｐを超えて発生させてもよい。これにより、上記（式１）における角加速度を増加させることになるため、エンジン１０の始動に要する時間が短縮され乗員の不快感を低減することができる。
（Ｂ２）エンジン１０を始動する過程で、内側モータ３０ａの回転数がＲｉｎｐ以下のＲｉｎｐｂであるが外側モータ３０ｂの回転数がＲｏｕｔｐを超えるＲｏｕｔｐｂである場合
　図１、図２及び図８をあわせて参照すると、内側モータ３０ａはトルクＴｅｇｐ以上のトルクＴｅｇｐｂを発生可能であるが、外側モータ３０ｂはトルクＴｏｕｔｐよりも小さいトルクＴｏｕｔｐｂ以下を発生可能である。なお、回転数Ｒｉｎｐｂ及びトルクＴｅｇｐｂとなる状態は、曲線Ｍ１上に位置し、回転数Ｒｏｕｔｐｂ及びトルクＴｏｕｔｐｂとなる状態は、曲線Ｍ２上に位置する。
　このため、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａの発生すべきエンジン始動トルクをトルクＴｅｇｐｂ以下のトルクＴｅｇｐｂ’に低下させるように制御することで、外側モータ３０ｂが発生すべきトルクをトルクＴｏｕｔｐｂ以下のトルクＴｏｕｔｐｂ’（Ｔｏｕｔｐｂ’＝Ｔｒｕｎｐ＋Ｔｅｇｐｂ’）に低下させる。このとき、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに対して、角加速度αｐを角加速度αｐｂに低下させることで、エンジン始動トルクをトルクＴｅｇｐｂ’に低下させる。
　これにより、コントロールユニット８０は、電力を供給することによって、回転数Ｒｉｎｐｂの内側モータ３０ａにトルクＴｅｇｐｂ’を発生させると共に、回転数Ｒｏｕｔｐｂの外側モータ３０ｂにトルクＴｏｕｔｐｂ’を発生させて稼動させ、さらにこの際、エンジン１０に連結された第一ロータ３１を角加速度αｐｂで駆動する。それにより、エンジン１０が始動に適した回転駆動を行うことができる。なお、コントロールユニット８０は、第一ロータ３１を駆動する際、角加速度αｐよりも低くなった角加速度αｐｂで回転速度を上昇させるように駆動するため、パターン（Ａ２）よりもエンジン１０の始動時間を要することになる。
（Ｃ２）エンジン１０を始動する過程で、内側モータ３０ａの回転数がＲｉｎｐを超えるＲｉｎｐｃであるが外側モータ３０ｂの回転数がＲｏｕｔｐ以下のＲｏｕｔｐｃである場合
　図１、図２及び図９をあわせて参照すると、内側モータ３０ａはトルクＴｅｇｐよりも小さいトルクＴｅｇｐｃ以下を発生可能であるが、外側モータ３０ｂはトルクＴｏｕｔｐ以上のトルクＴｏｕｔｐｃを発生可能である。なお、回転数Ｒｉｎｐｃ及びトルクＴｅｇｐｃとなる状態は、曲線Ｍ１上に位置し、回転数Ｒｏｕｔｐｃ及びトルクＴｏｕｔｐｃとなる状態は、曲線Ｍ１上に位置する。
　このため、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａの発生すべきエンジン始動トルクをトルクＴｅｇｐｃ以下のトルクＴｅｇｐｃ’に低下させるように制御する。このとき、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに対して、角加速度αｐを角加速度αｐｃまで低下させることでエンジン始動トルクをトルクＴｅｇｐｃ’に低下させる。これにより、外側モータ３０ｂの稼動に要するトルクは、トルクＴｏｕｔｐｃ以下のトルクＴｏｕｔｐｃ’（Ｔｏｕｔｐｃ’＝Ｔｒｕｎｐ＋Ｔｅｇｐｃ’）に低下する。
　よって、コントロールユニット８０は、電力を供給することによって、回転数Ｒｉｎｐｃの内側モータ３０ａにトルクＴｅｇｐｃ’を発生させると共に、回転数Ｒｏｕｔｐｃの外側モータ３０ｂにトルクＴｏｕｔｐｃ’を発生させて稼動させ、さらにこの際、エンジン１０に連結された第一ロータ３１を角加速度αｐｃで駆動する。それにより、エンジン１０が始動に適した回転駆動を行うことができる。なお、コントロールユニット８０は、第一ロータ３１を駆動する際、角加速度αｐよりも低くなった角加速度αｐｃで回転速度を上昇させるように駆動するため、パターン（Ａ２）よりもエンジン１０の始動時間を要することになる。
（Ｄ２）エンジン１０を始動する過程で、内側モータ３０ａの回転数がＲｉｎｐを超えるＲｉｎｐｄであり且つ外側モータ３０ｂの回転数がＲｏｕｔｐを超えるＲｏｕｔｐｄである場合
　図１、図２及び図１０をあわせて参照すると、内側モータ３０ａはトルクＴｅｇｐよりも小さいトルクＴｅｇｐｄ以下を発生可能であり、外側モータ３０ｂはトルクＴｏｕｔｐよりも小さいトルクＴｏｕｔｐｄ以下を発生可能である。
　このため、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａの発生すべきエンジン始動トルクをトルクＴｅｇｐｄ以下のトルクＴｅｇｐｄ’に低下させるように制御する。これにより、外側モータ３０ｂが発生すべきトルクはトルクＴｏｕｔｐｄ以下のトルクＴｏｕｔｐｄ’（Ｔｏｕｔｐｄ’＝Ｔｒｕｎｐ＋Ｔｅｇｐｄ’）まで低下する。このとき、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに対して、角加速度αｐを角加速度αｐｄまで低下させることでエンジン始動トルクをＴｅｇｐｄ’に低下させる。
　よって、コントロールユニット８０は、電力を供給することによって、回転数Ｒｉｎｐｄの内側モータ３０ａにトルクＴｅｇｐｄ’を発生させると共に、回転数Ｒｏｕｔｐｄの外側モータ３０ｂにトルクＴｏｕｔｐｄ’を発生させて稼動させ、さらにこの際、エンジン１０に連結された第一ロータ３１を角加速度αｐｄで駆動する。それにより、エンジン１０が始動に適した回転駆動を行うことができる。なお、コントロールユニット８０は、第一ロータ３１を駆動する際、角加速度αｐよりも低くした角加速度αｐｄで回転速度を上昇させるように回転させるため、パターン（Ａ２）よりもエンジン１０の始動時間を要することになる。
　さらに、コントロールユニット８０は、エンジン１０の始動が完了するまで上述のパターン（Ａ２）～（Ｄ２）の制御を繰り返し、エンジン１０の駆動状態を始動に適した状態に維持する。
　上述のように、コントロールユニット８０は、エンジン１０を始動させる過程における内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂの回転数に対応して、エンジン１０に連結された内側モータ３０ａの第一ロータ３１の角加速度を制御することによって、内側モータ３０ａがエンジン１０に対して発生すべきトルクを制御している。このとき、コントロールユニット８０は、外側モータ３０ｂが発生すべきトルクに対する内側モータ３０ａが発生すべきトルクの差分を、車両の走行要求トルクとなるように維持する制御を行うため、外側モータ３０ｂが内側モータ３０ａに対して制動トルクを発生させないようにしつつ、エンジン１０を始動させることができる。このとき、外側モータ３０ｂも、内側モータ３０ａから制動トルクの反力を受けないため、エンジン始動時に制動トルクを受けない。
　このように、この発明の実施の形態に係る車両制御装置１０１は、エンジン１０と、回転可能な第一ロータ３１、第一ロータ３１に対して回転半径方向外側で相対回転可能に設けられる第二ロータ３２、及び第二ロータ３２の回転半径方向外側で固定配設されるステータ３３を含む回転電機３０と、回転電機３０に対する電力の需給を制御する制御部であるコントロールユニット８０、第一インバータ２１及び第二インバータ２２とを備える。第一ロータ３１及び第二ロータ３２のうちの一方が、エンジン１０に機械的に連結されると共に、第一ロータ３１及び第二ロータ３２のうちの他方が、出力軸５０、ピニオンギヤ６１、ドリブンギヤ６２及び駆動軸７２に機械的に連結されている。回転電機３０は、第一ロータ３１、第二ロータ３２及びステータ３３のうちの隣り合う２つによって構成されると共に、電力が供給されることによってエンジン１０に連結された第一ロータ３１を回転駆動可能な内側モータ３０ａと、第一ロータ３１、第二ロータ３２及びステータ３３のうちの別の隣り合う２つによって構成されると共に、電力が供給されることによって出力軸５０に連結された第二ロータ３２を回転駆動可能な外側モータ３０ｂとを含む。コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに電力を供給して、内側モータ３０ａを動作させることによって、エンジン１０を始動させる。そして、コントロールユニット８０は、エンジン１０を始動させる際、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂそれぞれでの回転数に対応した発生可能なトルクの少なくとも一方が、エンジン１０を始動するために内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂに要するトルクに対して不足する場合、内側モータ３０ａによるエンジン１０を始動させるための始動トルクを低くするように内側モータ３０ａの動作を制御する。
　このとき、コントロールユニット８０は、エンジン１０を始動させる場合、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂそれぞれの回転数に対応した発生可能なトルクのいずれかが、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂについてエンジン１０を始動するのに要するトルクに対して不足する場合、内側モータ３０ａによるエンジン１０の始動トルクを低くするように内側モータ３０ａつまりエンジン１０を動作させる。なお、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂでは、回転数が高くなると発生可能なトルクが低くなるため、発生可能なトルクが不足する場合、回転数が高過ぎることになる。このため、始動トルクを低くするようにエンジン１０を動作させることで、内側モータ３０ａに要求されるトルク、及び、内側モータ３０ａのトルクの反力を受ける外側モータ３０ｂに要求されるトルクが低減される。よって、高回転数域でも、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂの能力つまり定格出力を増加させることなく、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂによって、エンジン１０を始動することができる。従って、車両制御装置１０１は、エンジン１０を始動させるのに要する回転電機３０の出力を低減することができる。
　また、車両制御装置１０１において、コントロールユニット８０は、始動トルクが低くなるように内側モータ３０ａを動作させる場合、第一ロータ３１の角加速度を低くして、エンジン１０に連結された第一ロータ３１を動作させる。エンジン１０の始動トルクは、フリクション等の回転数に依存する要素と、慣性等の角加速度に依存する要素とによって構成されている。このため、第一ロータ３１の角加速度を低くしてエンジン１０の角加速度を低くすることによって、エンジン１０の始動トルクを低減することができる。
　また、車両制御装置１０１において、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂが互いの動作に制動をかけないようにして、始動トルクが低くなるように内側モータ３０ａを動作させる。このとき、コントロールユニット８０は、内側モータ３０ａに対してエンジン１０の始動トルクを発生することができるように制御する際、外側モータ３０ｂに対してトルク（エンジン１０の始動トルク＋車両走行のためのトルク）を発生することができるように制御する。これにより、第二ロータ３２を介して内側モータ３０ａの発生トルクの反作用を受ける外側モータ３０ｂは、内側モータ３０ａの動作を妨げない。同時に、内側モータ３０ａも、外側モータ３０ｂの動作を妨げない。
　また、実施の形態の車両制御装置１０１において、コントロールユニット８０は、外側モータ３０ｂが発生すべきトルクに対する内側モータ３０ａが発生すべきトルクの差分を走行要求トルクに維持するように、エンジン１０を始動させる際の内側モータ３０ａの第一ロータ３１の角加速度を制御していたが、これに限定されるものでない。コントロールユニット８０は、エンジン１０を始動させる際、内側モータ３０ａのみの回転数に基づいた内側モータ３０ａの発生可能なトルクでエンジン１０を始動できるように、第一ロータ３１の角加速度を制御してエンジン始動トルクを調節してもよい。これによっても、車両制御装置１０１は、エンジン１０を始動させるのに要する回転電機３０（内側モータ３０ａ）の出力を低減することができる。
　また、実施の形態の車両制御装置１０１において、回転電機３０では、第二ロータ３２の第二コア３２ａの内周面近傍及び外周面近傍のそれぞれに埋め込まれていた二列の第一永久磁石３２ｂ及び第二永久磁石３２ｃを一体化し、第二コア３２ａ内の周方向に一列に埋め込むようにしてもよい。
　また、実施の形態の車両制御装置１０１において、回転電機３０は、上記実施の形態（図１）において示されたような、径方向内側から第一巻線３１ｂ、第一永久磁石３２ｂ、第二永久磁石３２ｃ、第二巻線３３ｂの順に設けられる構造に限定されるものではなく、例えば図１１の（ａ）～（ｃ）に示されるような構造とすることもできる。図１１（ａ）では、径方向内側から第一永久磁石２３１ｂ、第一巻線２３２ｂ、第二永久磁石２３２ｃ、第二巻線３３ｂの順に設けられている。図１１（ｂ）では、径方向内側から第一永久磁石２３１ｂ、第一巻線３３２ｂ、第二巻線３３２ｃ、第二永久磁石３３３ｂの順に設けられている。図１１（ｃ）では、径方向内側から第一巻線３１ｂ、第一永久磁石４３２ｂ、第二巻線４３２ｃ、第二永久磁石３３３ｂの順に設けられている。
　また、実施の形態の車両制御装置１０１において、コントロールユニット８０は、図２に示す回転電機３０の内側モータ３０ａ及び外側モータ３０ｂにおけるモータ回転数とモータ発生トルクとの特性に基づいた制御を行っていた。しかしながら、外側モータ３０ｂが稼動している場合、ステータ３３の第二巻線３３ｂは回転磁界を発生している。このため、エンジン１０を始動するために第一ロータ３１の第一巻線３１ｂに三相交流電力を印加する場合、第一巻線３１ｂから発生する回転磁界の磁束とステータ３３の第二巻線３３ｂから発生する回転磁界の磁束とが干渉する磁束干渉が生じる。この磁束干渉は、第二ロータ３２を回転駆動する第二巻線３３ｂからの回転磁界の強度、及び第一ロータ３１を回転駆動する第一巻線３１ｂからの回転磁界の強度を変動させて上昇又は低下させることがある。よって、外側モータ３０ｂ及び内側モータ３０ａの稼動を所望の回転数及びトルクに制御できない場合が生じる。従って、コントロールユニット８０は、外側モータ３０ｂの回転数及び印加電力と内側モータ３０ａの回転数及び印加予定電力とから算出する磁束干渉による影響を、図２のモータ回転数とモータ発生トルクとの関係に加味して上述のエンジン１０の始動時の制御を行ってもよい。なお、図２では、算出した磁束干渉の状態に応じて、同一のモータ回転数に対するモータ発生トルクが上昇又は低下することになる。
　また、実施の形態の車両制御装置１０１において、回転電機３０では、第一ロータ３１に入力軸４０が連結され、第二ロータ３２に出力軸５０が連結されていたが、第一ロータ３１に出力軸５０が連結され、第二ロータ３２に入力軸４０が連結されてもよい。
　また、実施の形態及び変形例の車両制御装置１０１では、界磁として第一永久磁石３２ｂ，２３１ｂ，４３２ｂ及び第二永久磁石３２ｃ，２３２ｃ，３３３ｂを使用していたが、これに限定されるものでなく、電磁石であってもよい。
　また、第一インバータ２１及び第二インバータ２２は、それぞれ別個のコントロールユニットによって制御されてもよい。
　実施の形態及び変形例の車両制御装置１０１は、車両への搭載に限定されるものでなく、建設機械、ディーゼル機関車等のガソリンエンジン及びディーゼルエンジンなどの内燃機関と回転電機とを動力とする機械に搭載してもよい。
　１０　エンジン（内燃機関）、２１　第一インバータ（制御部）、２２　第二インバータ（制御部）、３０　回転電機、３０ａ　内側モータ（第一回転電機部）、３０ｂ　外側モータ（第二回転電機部）、３１　第一ロータ（第一回転子）、３２　第二ロータ（第二回転子）、３３　ステータ（固定子）、４０　入力軸、５０　出力軸（車両駆動機構）、６１　ピニオンギヤ（車両駆動機構）、６２　ドリブンギヤ（車両駆動機構）、７２　駆動軸（車両駆動機構）、８０　コントロールユニット（制御部）、１０１　車両制御装置。

Claims (4)

  1. 　車両制御装置において、
    　内燃機関と、
    　回転可能な第一回転子、前記第一回転子に対して回転半径方向外側で相対回転可能に設けられる第二回転子、及び前記第二回転子の回転半径方向外側で固定配設される固定子を含む回転電機と、
    　前記回転電機に対する電力の需給を制御する制御部と
    を備え、
    　前記第一回転子及び前記第二回転子のうちの一方が、前記内燃機関に機械的に連結されると共に、前記第一回転子及び前記第二回転子のうちの他方が、車両駆動機構に機械的に連結され、
    　前記回転電機は、前記第一回転子、前記第二回転子及び前記固定子のうちの隣り合う２つによって構成されると共に、電力が供給されることによって前記内燃機関に連結された回転子を回転駆動可能な第一回転電機部と、前記第一回転子、前記第二回転子及び前記固定子のうちの別の隣り合う２つによって構成されると共に、電力が供給されることによって前記車両駆動機構に連結された回転子を回転駆動可能な第二回転電機部とを含み、
    　前記制御部は、
    　前記第一回転電機部に電力を供給して、前記第一回転電機部を動作させることによって、前記内燃機関を始動させ、
    　前記制御部は、
    　前記内燃機関を始動させる際、前記第一回転電機部及び前記第二回転電機部それぞれでの回転数に対応した発生可能なトルクの少なくとも一方が、前記内燃機関を始動するために前記第一回転電機部及び前記第二回転電機部に要するトルクに対して不足する場合、前記第一回転電機部による前記内燃機関を始動させるための始動トルクを低くするように前記第一回転電機部の動作を制御する車両制御装置。
  2. 　前記制御部は、前記始動トルクが低くなるように前記第一回転電機部を動作させる場合、前記内燃機関に連結された回転子の角加速度を低くして、前記内燃機関に連結された回転子を動作させる請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 　前記制御部は、前記第一回転電機部及び前記第二回転電機部が互いの動作に制動をかけないようにして、前記始動トルクが低くなるように前記第一回転電機部を動作させる請求項１または２に記載の車両制御装置。
  4. 　前記第一回転電機部における前記内燃機関を始動するのに要するトルクとは、前記始動トルクであり、
    　前記第二回転電機部における前記内燃機関を始動するのに要するトルクとは、前記始動トルクに車両を走行させるための車両走行要求トルクを加えたトルクである請求項１～３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
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