JP3219006B2 - 動力出力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置に関
し、詳しくは、駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と電
動機とを備える動力出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、
車両に搭載される動力出力装置であって、車両の駆動輪
にディファレンシャルギヤを介して結合された駆動軸を
直接回転駆動する電動機と、駆動軸とプラネタリギヤを
介して接続された内燃機関とを備え、電動機により駆動
軸を回転駆動している最中に、電動機から出力されるト
ルクにより内燃機関をクランキングして内燃機関を始動
する装置が提案されている（例えば、特開平６−１７７
２７号公報など）。この装置では、プラネタリギヤのリ
ングギヤには駆動軸が結合されており、プラネタリギヤ
のキャリアには内燃機関の出力軸が結合されている。プ
ラネタリギヤのサンギヤには、サンギヤの回転軸を回転
不能に車体に固定するブレーキと、キャリアと一体とな
って回転できるようキャリアに固定するクラッチが設け
られている。このため、ブレーキによりサンギヤの回転
軸を車体に固定すると共にクラッチを解放した状態で内
燃機関からトルクを出力すれば、内燃機関から出力され
る動力がプラネタリギヤを介して駆動軸に出力され、駆
動軸を回転駆動することができる。また、ブレーキとク
ラッチとを共に解放した状態とすれば、内燃機関を停止
した状態で電動機により駆動軸を回転駆動することがで
きる。この装置では、こうした内燃機関を停止した状態
で電動機により駆動軸を回転駆動している最中に内燃機
関を始動するときには、クラッチを係合させて電動機か
ら出力されるトルクにより内燃機関をクランキングす
る。こうしたクランキングに伴って駆動軸に出力される
トルクが落ち込むが、この装置では、この落ち込みを少
なくするために電動機のトルク指令値を所定値だけ高く
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た動力出力装置では、内燃機関の始動時に駆動軸にトル
クショックが生じるという問題があった。内燃機関の始
動時に内燃機関から出力されるトルクは、クランキング
時には負の値であり、イグニッションオン直後では急変
動する正の値となるから、単に電動機のトルク指令値を
所定値だけ高くするだけでは駆動軸に生じるトルクショ
ックは押さえきれない。

【０００４】また、上述の装置では、内燃機関を始動し
た後、駆動軸に要求される動力のうち内燃機関で受け持
つ動力を内燃機関から出力するまでの間に駆動軸に出力
されるトルクに操作者の予期しない変動が生じるといっ
た問題があった。上述の公報には、内燃機関の始動時の
トルク制御についてのみ記載しているだけで、始動した
後、内燃機関で受け持つ動力を出力するまでの間のトル
ク制御については記載されていない。始動直後の内燃機
関から出力されるトルクの変動は急激だから、適切なト
ルク制御を行わないと、内燃機関から出力されるトルク
と電動機から出力されるトルクとの和が要求トルクを大
きく越えたり下回ったりして駆動軸に出力されるトルク
に操作者の予期しない変動が生じてしまう。

【０００５】本発明の動力出力装置は、上述の問題に鑑
み、内燃機関の始動に伴って駆動軸に生じ得るトルクシ
ョックを小さくすることを目的の一つとする。また、本
発明の動力出力装置は、内燃機関を始動した後、駆動軸
に要求される動力のうち内燃機関で受け持つ動力を内燃
機関から出力するまでの間に駆動軸に出力されるトルク
の予期しない変動を小さくすることを目的の一つとす
る。

【０００６】この他、本発明の動力出力装置は、内燃機
関の停止に伴って駆動軸に生じ得るトルクショックを小
さくすることを目的の一つとする。また、本発明の動力
出力装置は、内燃機関の停止の指令が出された後、停止
に至るまでの間に駆動軸に出力されるトルクの予期しな
い変動を小さくすることを目的の一つとする。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の第１および第２の動力出力装置は、上述の目的の
少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

【０００８】本発明の第１の動力出力装置は、駆動軸に
動力を出力可能な内燃機関と電動機とを備える動力出力
装置であって、前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定
する要求動力設定手段と、該設定された要求動力に基づ
いて前記内燃機関から出力する目標動力を設定する目標
動力設定手段と、前記内燃機関が停止しているときに前
記目標動力設定手段がゼロでない値の目標動力を設定し
たとき、該目標動力の設定値に応じて定められた制御回
転速度で該内燃機関を回転させつつ、前記駆動軸にトル
クを出力できる状態で該出力されるトルクが小さくなる
よう該内燃機関を始動すると共に、該内燃機関を前記制
御回転速度に保ったまま該内燃機関から出力される動力
が徐々に該目標動力になるよう該内燃機関の運転を制御
する内燃機関運転制御手段と、前記内燃機関運転制御手
段による前記内燃機関の始動に伴って前記駆動軸に出力
されるトルクの変動を打ち消すよう前記電動機を駆動制
御すると共に、前記内燃機関運転制御手段による前記内
燃機関の運転制御によって前記内燃機関から出力される
動力と前記要求動力との偏差の動力が前記電動機から出
力されるよう該電動機を駆動制御する電動機駆動制御手
段とを備えることを要旨とする。

【０００９】この本発明の動力出力装置は、目標動力設
定手段が、要求動力設定手段によって設定された駆動軸
に出力すべき要求動力に基づいて内燃機関から出力する
目標動力を設定する。内燃機関運転制御手段は、内燃機
関が停止しているときに目標動力設定手段がゼロでない
値の目標動力を設定したときには、該目標動力の設定値
に応じて定められた制御回転速度で該内燃機関を回転さ
せつつ、駆動軸にトルクを出力できる状態でこの出力さ
れるトルクが小さくなるよう内燃機関を始動すると共
に、前記制御回転速度を略一定に保ったまま内燃機関か
ら出力される動力が徐々に目標動力になるよう内燃機関
の運転を制御する。そして、電動機駆動制御手段は、内
燃機関運転制御手段による内燃機関の始動に伴って駆動
軸に出力されるトルクの変動を打ち消すよう電動機を駆
動制御すると共に、内燃機関運転制御手段による内燃機
関の運転制御によって内燃機関から出力される動力と要
求動力との偏差の動力が電動機から出力されるよう電動
機を駆動制御する。

【００１０】ここで、「駆動軸にトルクを出力できる状
態でこの出力されるトルクが小さくなるよう内燃機関を
始動する」とは、内燃機関を始動したときの運転状態
が、駆動軸にトルクを出力できる状態であり、かつ内燃
機関から駆動軸に出力されるトルクが値０かあるいは小
さな値となるよう内燃機関を始動することを意味し、例
えば、内燃機関への吸入空気量を調節するスロットルバ
ルブの開度を内燃機関から出力されるトルクが小さくな
る所定の開度としたり、内燃機関の点火時期を可燃範囲
内の遅角側の所定の点火時期としたり、あるいは、内燃
機関の吸気バルブの開閉時期を内燃機関の運転可能範囲
内の遅角側の所定の開閉時期としたり、内燃機関の空燃
比を可燃範囲内のリーン側の所定の比としたりすること
等によって行うことができる。なお、これらの手法は、
単独に行っても２以上の手法を複合させて行ってもよ
い。

【００１１】また、「内燃機関から出力される動力が徐
々に目標動力になるよう内燃機関の運転を制御」する手
法としては、内燃機関への吸入空気量を調節するスロッ
トルバルブの開度を前述の所定の開度から徐々に目標動
力に対応する開度となるよう制御したり、内燃機関の点
火時期を前述の遅角側の所定の点火時期から徐々に最適
な点火時期となるよう進角させたり、あるいは、内燃機
関の吸気バルブの開閉時期を前述の遅角側の所定の開閉
時期から徐々に最適な開閉時期となるよう進角させた
り、内燃機関の空燃比を前述のリーン側の所定の比から
徐々に最適な空燃比となるよう燃料噴射量を制御したり
する等がある。もとより、これらの手法は単独に行って
も２以上の手法を複合させて行ってもよい。

【００１２】こうした本発明の動力出力装置によれば、
内燃機関の回転速度を目標動力に応じて定まる所定の制
御回転速度に保ったまま、駆動軸にトルクを出力できる
状態でかつ出力されるトルクが小さくなるよう内燃機関
を始動すると共に、内燃機関の始動に伴って駆動軸に出
力されるトルクの変動を打ち消すよう電動機を駆動制御
するから、内燃機関の始動時に駆動軸に生じるトルクシ
ョックをより小さくすることができる。また、内燃機関
の始動後は、内燃機関から出力される動力が徐々に目標
動力になるよう内燃機関の運転を制御すると共に、内燃
機関から出力される動力と要求動力との偏差の動力が電
動機から出力されるよう電動機を駆動制御するから、駆
動軸に要求される動力のうち内燃機関で受け持つ動力を
内燃機関から出力するまでの間に駆動軸に生じるトルク
ショックをより小さくすることができる。

【００１３】本発明の第２の動力出力装置は、駆動軸に
動力を出力可能な内燃機関と電動機とを備える動力出力
装置であって、前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定
する要求動力設定手段と、該設定された要求動力に基づ
いて前記内燃機関から出力する目標動力を設定する目標
動力設定手段と、前記内燃機関が運転されているときに
前記目標動力設定手段が値０の目標動力を設定したと
き、該内燃機関の回転速度を保ったまま、前記駆動軸に
トルクを出力できる状態で該出力されるトルクが徐々に
小さくなるよう該内燃機関の運転を制御すると共に、該
内燃機関の運転状態が出力されるトルクが小さな値とな
る所定の状態となったとき該内燃機関の運転を停止する
内燃機関運転制御手段と、前記内燃機関運転制御手段に
よる前記内燃機関の運転制御によって該内燃機関から出
力される動力と前記要求動力との偏差の動力が前記電動
機から出力されるよう該電動機を駆動制御すると共に、
該内燃機関の停止に伴って前記駆動軸に出力されるトル
クの変動を打ち消すよう前記電動機を駆動制御する電動
機駆動制御手段とを備えることを要旨とする。

【００１４】この本発明の第２の動力出力装置は、目標
動力設定手段が、要求動力設定手段によって設定された
駆動軸に出力すべき要求動力に基づいて内燃機関から出
力する目標動力を設定する。内燃機関運転制御手段は、
内燃機関が運転されているときに目標動力設定手段が値
０の目標動力を設定したときには、該内燃機関の回転速
度を保ったまま、駆動軸にトルクを出力できる状態で出
力されるトルクが徐々に小さくなるよう内燃機関の運転
を制御すると共に、内燃機関の運転状態が出力されるト
ルクが小さな値となる所定の状態となったとき内燃機関
の運転を停止する。そして、電動機駆動制御手段は、内
燃機関運転制御手段による内燃機関の運転制御によって
内燃機関から出力される動力と要求動力との偏差の動力
が電動機から出力されるよう電動機を駆動制御すると共
に、内燃機関の停止に伴って駆動軸に出力されるトルク
の変動を打ち消すよう電動機を駆動制御する。

【００１５】ここで、「駆動軸にトルクを出力できる状
態で出力されるトルクが徐々に小さくなるよう内燃機関
の運転を制御」する手法としては、内燃機関への吸入空
気量を調節するスロットルバルブの開度を目標動力の設
定される直前の開度から徐々に内燃機関から出力される
トルクが小さくなる所定の開度となるよう制御したり、
内燃機関の点火時期を最適な点火時期から徐々に可燃範
囲内の遅角側の所定の点火時期となるよう遅角させた
り、あるいは、内燃機関の吸気バルブの開閉時期を最適
な開閉時期から徐々に運転可能範囲内の遅角側の所定の
開閉時期に遅角させたり、内燃機関の空燃比を最適な空
燃比から徐々に可燃範囲内のリーン側の所定の比となる
よう燃料噴射量を制御したりする等がある。これらの手
法は、単独に行っても２以上の手法を複合させて行って
もよい。

【００１６】また、「内燃機関の運転状態が出力される
トルクが小さな値となる所定の状態となったとき」と
は、内燃機関への吸入空気量を調節するスロットルバル
ブの開度が前述の所定の開度となったときや、内燃機関
の点火時期が前述の遅角側の所定の点火時期となったと
き、あるいは、内燃機関の吸気バルブの開閉時期が前述
の遅角側の所定の開閉時期になったときや、内燃機関の
空燃比が前述のリーン側の所定の比となったとき等の状
態をいう。これらの状態は、単独に成立するものとして
もよく、２以上の成立を要求するものとしてもよい。

【００１７】こうした本発明の第２の動力出力装置によ
れば、内燃機関の回転速度を保ったまま、駆動軸にトル
クを出力できる状態で出力されるトルクが徐々に小さく
なるよう内燃機関の運転を制御すると共に、内燃機関か
ら出力される動力と要求動力との偏差の動力が電動機か
ら出力されるよう電動機を駆動制御するから、内燃機関
の停止の指令が出された後、停止に至るまでの間に駆動
軸に出力されるトルクの予期しない変動を小さくするこ
とができる。また、内燃機関の運転状態が出力されるト
ルクが小さな値となる所定の状態となったときに、内燃
機関の運転を停止すると共に、内燃機関の停止に伴って
駆動軸に出力されるトルクの変動を打ち消すよう電動機
を駆動制御するから、内燃機関の停止の際に駆動軸に生
じるトルクショックを小さくすることができる。

【００１８】こうした本発明の第１または第２の動力出
力装置において、前記内燃機関の出力軸に結合された第
１のロータと、前記駆動軸に結合され該第１のロータに
対して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該両
ロータ間の電磁的な結合を介して前記内燃機関の出力軸
と該駆動軸との間で動力のやり取りをすると共に該両ロ
ータ間の回転差に基づいて電力を回生または消費する対
ロータ電動機を備え、前記内燃機関運転制御手段は、前
記内燃機関が前記駆動軸にトルクを出力できる回転状態
となるよう前記対ロータ電動機を駆動制御する対ロータ
電動機駆動制御手段を備えるものとすることもできる。

【００１９】また、本発明の第１または第２の動力出力
装置において、回転軸を有し、該回転軸と動力のやり取
りを行なう第２の電動機と、前記駆動軸と前記内燃機関
の出力軸と前記回転軸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軸へ動力が入出力されたとき、
該入出力された動力に基づいて定まる動力を残余の１軸
へ入出力する３軸式動力入出力手段とを備え、前記内燃
機関運転制御手段は、前記内燃機関が前記駆動軸にトル
クを出力できる回転状態となるよう前記第２の電動機を
駆動制御する第２電動機駆動制御手段を備えるものとす
ることもできる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例として
の動力出力装置１１０の概略構成を示す構成図、図２は
実施例の動力出力装置１１０の部分拡大図、図３は実施
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。説明の都合上、まず図３を用いて、
車両全体の構成から説明する。

【００２１】図３に示すように、この車両は、ガソリン
を燃料として動力を出力するエンジン１５０を備える。
このエンジン１５０は、吸気系からスロットルバルブ１
６６を介して吸入した空気と燃料噴射弁１５１から噴射
されたガソリンとの混合気を吸気弁１５２を介して燃焼
室１５４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１５５の運動をクランクシャフト１５６の
回転運動に変換する。ここで、スロットルバルブ１６６
はアクチュエータ１６８により開閉駆動される。点火プ
ラグ１６２は、イグナイタ１５８からディストリビュー
タ１６０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。

【００２２】このエンジン１５０は、吸気弁１５２の開
閉タイミングＶＴを変更する開閉タイミング変更機構１
５３を備える。この開閉タイミング変更機構１５３は、
吸気弁１５２を開閉駆動する図示しない吸気カムシャフ
トのクランク角に対する位相を進角または遅角すること
により吸気弁１５２の開閉タイミングを調整する。な
お、吸気カムシャフトの位相の進角および遅角は、吸気
カムシャフトのポジションを検出するカムシャフトポジ
ションセンサ１７３により検出される信号に基づいて、
後述する電子制御ユニット１７０により目標の位相とな
るようフィードバック制御がなされる。

【００２３】このエンジン１５０の運転は、電子制御ユ
ニット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）１７０により制御
されている。ＥＦＩＥＣＵ１７０には、エンジン１５０
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１６６の開度（ポジション）ＳＶ
Ｐを検出するスロットルバルブポジションセンサ１６
７、エンジン１５０の負荷を検出する吸気管負圧センサ
１７２、吸気カムシャフトのポジションを検出するカム
シャフトポジションセンサ１７３、エンジン１５０の水
温を検出する水温センサ１７４、ディストリビュータ１
６０に設けられクランクシャフト１５６の回転数と回転
角度を検出する回転数センサ１７６及び回転角度センサ
１７８などである。なお、ＥＦＩＥＣＵ１７０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１７９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１５０のクランクシャフト１５６
は、後述するプラネタリギヤ１２０やモータＭＧ１，モ
ータＭＧ２を介して駆動軸１１２を回転軸とする動力伝
達ギヤ１１１に機械的に結合されており、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。モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、制御
装置１８０に電気的に接続されており、この制御装置１
８０によって駆動制御される。制御装置１８０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１８２に設けられたシフトポジション
センサ１８４やアクセルペダル１６４に設けられたアク
セルペダルポジションセンサ１６４ａ，ブレーキペダル
１６５に設けられたブレーキペダルポジションセンサ１
６５ａなども接続されている。また、制御装置１８０
は、上述したＥＦＩＥＣＵ１７０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
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ＭＧ
１、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。

【００２６】プラネタリギヤ１２０およびモータＭＧ
１，ＭＧ２の構成について、図２により説明する。プラ
ネタリギヤ１２０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１２３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１２２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１２
６およびクランクシャフト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。

【００２７】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。

【００２８】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１１５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。

【００２９】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１１５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。

【００３０】次に、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御す
る制御装置１８０について説明する。図１に示すよう
に、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Ｃ
ＰＵ１９０、二次電池であるバッテリ１９４から構成さ
れている。制御ＣＰＵ１９０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Ｃ
ＰＵ１９０には、レゾルバ１３９からのサンギヤ軸１２
５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θｒ、アクセルペダルポジションセン
サ１６４ａからのアクセルペダルポジション（アクセル
ペダルの踏込量）ＡＰ、ブレーキペダルポジションセン
サ１６５ａからのブレーキペダルポジション（ブレーキ
ペダルの踏込量）ＢＰ、シフトポジションセンサ１８４
からのシフトポジションＳＰ、第１の駆動回路１９１に
設けられた２つの電流検出器１９５，１９６からの電流
値Ｉｕ１，Ｉｖ１、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Ｉｕ２，
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。なお、残容量検出器１９９は、バッテ
リ１９４の電解液の比重またはバッテリ１９４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。

【００３１】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。
第１の駆動回路１９１内の６個のトランジスタＴｒ１な
いしＴｒ６は、トランジスタインバータを構成してお
り、それぞれ、一対の電源ラインＬ１，Ｌ２に対してソ
ース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置され、
その接続点に、モータＭＧ１の三相コイル（ＵＶＷ）１
３４の各々が接続されている。電源ラインＬ１，Ｌ２
は、バッテリ１９４のプラス側とマイナス側に、それぞ
れ接続されているから、制御ＣＰＵ１９０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、三相コイル１３４の
各コイルに流れる電流を、ＰＷＭ制御によって擬似的な
正弦波にすると、三相コイル１３４により、回転磁界が
形成される。

【００３２】他方、第２の駆動回路１９２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１９
１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、モータＭＧ２の三相コイル１４４の各々に接続
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１４４により、回転磁界が形成される。

【００３３】以上構成を説明した実施例の動力出力装置
１１０の動作について説明する。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１２６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１
５０とリングギヤ軸１２６の回転数およびトルクの関係
を図４に示す。

【００３４】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（クランクシャフト１５６））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５
および図６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。本
実施例では説明の容易のため共線図を用いて説明する。

【００３５】図５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（１）で
表わされる。

【００３６】

【数１】

【００３７】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
（２））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１２
２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。

【００３８】

【数２】

【００３９】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、平行な２つの異な
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（３）および式（４）によって表わされる。

【００４０】

【数３】

【００４１】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Ｔｒと同じ大きさで向
きが反対のトルクとトルク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。

【００４２】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４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、同一のエネルギでトルクＴｒと回転数Ｎｒ
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
達される動力は、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。

【００４３】図５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Ｎ
ｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによっては、図
６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ＭＧ２
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Ｔｍ
２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギＰｍ２
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。

【００４４】以上、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、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１２
６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Ｍ
Ｇ１により回生または消費される電気エネルギＰｍ１
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とすることもできる。また、モー
タＭＧ１のトルクＴｍ１を値０とすると共にエンジン１
５０の運転を停止した状態でバッテリ１９４から放電さ
れる電力を用いてモータＭＧ２から出力されるトルクＴ
ｍ２だけで駆動する動作とすることもできる。

【００４５】なお、以上の動作原理では、プラネタリギ
ヤ１２０やモータＭＧ１，モータＭＧ２，トランジスタ
Ｔｒ１ないしＴｒ１６などによる動力の変換効率を値１
（１００％）として説明した。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１５０から出力されるエネルギＰ
ｅ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５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６の共線図の状態ではモータＭ
Ｇ１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Ｍ
Ｇ１，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、以下の説明でも、説明の容易のため、明示し
ない限り理想状態として効率を値１（１００％）として
取り扱う。

【００４６】次に、動力出力装置１１０がバッテリ１９
４から放電される電力を用いてモータＭＧ２から出力さ
れるトルクＴｍ２だけで駆動する動作状態にあるとき
に、エンジン１５０を始動すると共に、始動したエンジ
ン１５０から出力されるエネルギＰｅとバッテリ１９４
から出力される放電エネルギＰｂｏとをエネルギ変換し
て駆動する動作に移行する際の制御について図７に例示
する出力エネルギ演算ルーチンおよび図８，図９に例示
するエンジン始動制御ルーチンに基づき説明する。な
お、出力エネルギ演算ルーチンは、こうした移行時の制
御としてだけ行なわれるものではなく、動力出力装置１
１０が上述の基本的なトルク変換の動作状態にあるとき
やバッテリ１９４の充放電を伴う動作状態にあるとき、
あるいは、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２だ
けで駆動する動作状態にあるときなど、種々の動作状態
にあるときも、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に
繰り返し実行されるものである。

【００４７】図７に例示する出力エネルギ演算ルーチン
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を読み込む
処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、リング
ギヤ軸１２６の回転数Ｎｒは、レゾルバ１４９により検
出される回転角度θｒから求めることができる。続い
て、アクセルペダルポジションセンサ１６４ａによって
検出されるアクセルペダルポジションＡＰを入力する処
理を行なう（ステップＳ１０２）。アクセルペダル１６
４は運転者が出力トルクが足りないと感じたときに踏み
込まれるものであるから、アクセルペダルポジションＡ
Ｐは運転者の欲している出力トルク（すなわち、駆動輪
１１６，１１８に出力すべきトルク）に対応するものと
なる。アクセルペダルポジションＡＰを読み込むと、読
み込んだアクセルペダルポジションＡＰとリングギヤ軸
１２６の回転数Ｎｒとに基づいてリングギヤ軸１２６に
出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値Ｔｒ＊を
導出する処理を行なう（ステップＳ１０４）。ここで、
駆動輪１１６，１１８に出力すべきトルクを導出せず
に、リングギヤ軸１２６に出力すべきトルクを導出する
のは、リングギヤ軸１２６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１１６，１１８に機械的に結合されている
から、リングギヤ軸１２６に出力すべきトルクを導出す
れば、駆動輪１１６，１１８に出力すべきトルクを導出
する結果となるからである。なお、実施例では、リング
ギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとアクセルペダルポジション
ＡＰとトルク指令値Ｔｒ＊との関係を示すマップを予め
ＲＯＭ１９０ｂ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、読み込まれたアクセルペダ
ルポジションＡＰとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒと
ＲＯＭ１９０ｂに記憶したマップとに基づいてトルク指
令値Ｔｒ＊の値を導出するものとした。次に、導出した
トルク指令値Ｔｒ＊とリングギヤ軸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＝Ｎｒ×Ｔｒ＊）により求めて（ステップ
Ｓ１０６）、本ルーチンを終了する。

【００４８】こうしてリングギヤ軸１２６に出力すべき
トルクの指令値Ｔｒ＊やエネルギＰｒが求められると、
この値を用いてエンジン１５０の運転やバッテリ１９４
からの充放電エネルギ，モータＭＧ１のトルク指令値Ｔ
ｍ１＊およびモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊が設
定され、エンジン１５０，モータＭＧ１およびモータＭ
Ｇ２の制御が行なわれる。いま、動力出力装置１１０の
動作状態として、モータＭＧ２から出力されるトルクＴ
ｍ２だけで駆動する動作状態を考えているから、エンジ
ン１５０の運転は停止され、モータＭＧ１のトルク指令
値Ｔｍ１＊には値０、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ
２＊にはトルク指令値Ｔｒ＊が設定されてその運転が制
御されている。こうした動力出力装置１１０がモータＭ
Ｇ２から出力されるトルクＴｍ２だけで駆動する動作状
態にあるときの共線図を図１０に例示する。モータＭＧ
１のトルクＴｍ１を値０とすると共にエンジン１５０の
運転を停止すると、動作共線は、座標軸Ｒ上ではリング
ギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとなるが、座標軸Ｃ、Ｓ上で
は、エンジン１５０を空回りさせるのに必要なエネルギ
とモータＭＧ１を空回りさせるのに必要なエネルギの和
の最も小さい状態に落ち着く。実施例の動力出力装置１
１０ではエンジン１５０として４サイクルのガソリンエ
ンジンを用いているから、エンジン１５０を空回りさせ
るのに必要なエネルギ、すなわち、エンジン１５０のピ
ストンの摩擦や圧縮等に要するエネルギは、モータＭＧ
１のロータ１３２を空回りさせるのに必要なエネルギよ
りも大きくなる。したがって、動作共線は、図１０に示
すように、エンジン１５０が停止し、モータＭＧ１が空
回りする状態となる。

【００４９】こうした状態のときにエンジン１５０を始
動する信号が出力されると、図８および図９に例示する
エンジン始動制御ルーチンが実行される。本ルーチンが
実行されると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、
まず、残容量検出器１９９により検出されるバッテリ１
９４の残容量ＢRMを読み込む処理を実行する（ステップ
Ｓ１１０）。そして、図７の出力エネルギ演算ルーチン
により設定されたエネルギＰｒとバッテリ１９４の残容
量ＢRMとに基づいてエンジン１５０から出力すべきエネ
ルギＰｅを設定する（ステップＳ１１２）。実施例で
は、エネルギＰｒとバッテリ１９４の残容量ＢRMとがそ
れぞれ所定の範囲内にあるときには、リングギヤ軸１２
６に出力すべきエネルギＰｒのすべてをエンジン１５０
から出力されるエネルギＰｅで賄うものとし、エネルギ
Ｐｒかバッテリ１９４の残容量ＢRMのいずれかが所定の
範囲を上回るときには、エネルギＰｒの一部をエンジン
１５０から出力されるエネルギＰｅで賄うと共に残余を
バッテリ１９４から放電される電気エネルギにより賄
い、逆にエネルギＰｒかバッテリ１９４の残容量ＢRMの
いずれかが所定の範囲を下回るときには、エンジン１５
０から出力されるエネルギＰｅの一部をリングギヤ軸１
２６に出力すべきエネルギＰｒとして出力すると共に残
余のエネルギによりバッテリ１９４を充電するものと
し、これらの所定の範囲およびこの範囲に基づいて定め
られるエンジン１５０から出力すべきエネルギＰｅは、
ＲＯＭ１９０ｂに予め記憶された図示しないマップによ
り設定されるものとした。なお、エネルギＰｅの設定の
手法は、その他様々な手法があるが、本発明ではこれ以
上の説明は不要であるからその説明は省略する。もとよ
り、他の手法によりエネルギＰｅを設定するものとして
もよい。

【００５０】こうしてエネルギＰｅを設定すると、設定
したエネルギＰｅに基づいてエンジン１５０の目標回転
数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する処理を行なう
（ステップＳ１１４）。ここで、エンジン１５０から出
力するエネルギＰｅはその回転数ＮｅとトルクＴｅとの
積に等しいから、エネルギＰｅとエンジン１５０の目標
回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊との関係はＰｅ＝
Ｎｅ＊×Ｔｅ＊となる。この関係を満足するエンジン１
５０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との組み合
せは無数に存在する。そこで、実施例では、実験などに
より各エネルギＰｅに対してエンジン１５０ができる限
り効率の高い状態で運転され、かつエネルギＰｅの変化
に対してエンジン１５０の運転状態が滑らかに変化する
運転ポイントを目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と
の組み合わせとして求め、これを予めＲＯＭ１９０ｂに
マップとして記憶しておき、エネルギＰｅに対応する目
標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との組み合わせをこ
のマップから導出するものとした。

【００５１】次に、制御ＣＰＵ１９０は、上述した式
（２）にエンジン１５０の回転数Ｎｅに代えてエンジン
１５０の目標回転数Ｎｅ＊を代入することにより、サン
ギヤ軸１２５の目標回転数Ｎｓ＊を計算し（ステップＳ
１１６）、エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊に基づい
てスロットルバルブ１６６の初期開度ＳＶＰ１を設定す
ると共に目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づ
いてスロットルバルブ１６６の目標開度ＳＶＰ＊を設定
する処理を実行する（ステップＳ１１８）。ここで、目
標開度ＳＶＰ＊は、エンジン１５０を目標回転数Ｎｅ＊
および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで運転するとき
のスロットルバルブ１６６の開度として設定されるもの
であり、初期開度ＳＶＰ１は、エンジン１５０をトルク
の出力なしに目標回転数Ｎｅ＊で運転するときのスロッ
トルバルブ１６６の開度として設定されるものである。
実施例では、エンジン１５０の各運転ポイントとスロッ
トルバルブ１６６の開度ＳＶＰとを実験などにより求め
て予めＲＯＭ１９０ｂにマップとして記憶しておき、目
標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とが与えられると、
その運転ポイントに対応する目標開度ＳＶＰ＊と初期開
度ＳＶＰ１とを導出するものとした。

【００５２】目標開度ＳＶＰ＊と初期開度ＳＶＰ１とを
導出すると、導出した初期開度ＳＶＰ１をスロットルバ
ルブ１６６の開度ＳＶＰに設定すると共に（ステップＳ
１２０）、点火プラグ１６２の点火時期としての点火進
角ＦＴを可燃範囲の最遅角ＦＴ１に（ステップＳ１２
２）、吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴをエンジン１
５０の運転可能範囲内の最遅角ＶＴ１に（ステップＳ１
２４）、エンジン１５０の目標空燃比をリーン側に設定
する（ステップＳ１２６）。このように設定するのは、
エンジン１５０のクランクシャフト１５６を目標回転数
Ｎｅ＊でモータリングするのに必要なトルクをより小さ
くしたり、始動直後のエンジン１５０から出力されるト
ルクＴｅをできる限り小さくするためである。以下に各
設定について簡単に説明する。

【００５３】エンジン１５０が定速回転しているときの
スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰとエンジン１５０
から出力されるトルクＴｅは、図１１に例示するグラフ
のような関係を示す。したがって、スロットルバルブ１
６６の開度ＳＶＰに初期開度ＳＶＰ１を設定することに
より始動直後のエンジン１５０をトルクの出力なしに目
標回転数Ｎｅ＊で運転することができる。また、点火進
角ＦＴとエンジン１５０から出力されるトルクＴｅは、
図１２に例示するグラフのような関係を示す。このた
め、点火進角ＦＴを可燃範囲の最遅角ＦＴ１に設定する
ことにより、エンジン１５０から出力されるトルクＴｅ
をより小さくすることができる。なお、図１２のグラフ
中ＦＴ＊は、最も大きな値のトルクＴｅとなる最適進角
である。

【００５４】吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴを遅角
側（破線）に移行させると、図１３の開閉タイミングＶ
Ｔとバルブリフトとの関係を例示するチャートに示すよ
うに、エンジンサイクルの圧縮行程に入っても吸気弁１
５２はまだ開いているため、燃焼室１５４に吸入された
空気あるいはガソリンとの混合気の一部は吸気マニホー
ルド側に戻され、エンジン１５０における圧縮仕事が小
さくなる。したがって、吸気弁１５２の開閉タイミング
ＶＴを最遅角ＶＴ１に設定することにより、エンジン１
５０をモータリングするのに必要なトルクをより小さく
することができる。なお、吸気弁１５２の開閉タイミン
グＶＴと燃焼室１５４への吸入空気量との関係の一例を
図１４に示す。図１４中のＶＴ＊は、吸入空気量が最大
となる最適開閉タイミングである。また、目標空燃比を
リーン側に設定すると、エンジン１５０から出力される
トルクＴｅが小さくなるから、このように設定すること
により始動直後のエンジン１５０から出力されるトルク
Ｔｅを小さくすることができる。

【００５５】次に、エンジン１５０の目標回転数Ｎｅ＊
に基づいて求められる値をモータＭＧ１のトルク指令値
Ｔｍ１＊に設定すると共に（ステップＳ１２８）、次式
（５）によりモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を設
定する（ステップＳ１３０）。ここで、エンジン１５０
の目標回転数Ｎｅ＊に基づいて求められる値とは、ステ
ップＳ１２０ないしＳ１２６のように運転条件が設定さ
れたエンジン１５０を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるの
に必要なトルクの値であり、実施例では、各回転数Ｎｅ
に対応するトルクの値を実験により求めてマップとして
ＲＯＭ１９０ｂに予め記憶しておき、目標回転数Ｎｅ＊
が与えられるとこのマップを用いて対応するトルクの値
を導出するものとした。こうして導出されるトルクは、
座標軸Ｓ上で下から上向きに作用するものであるから、
図５の共線図の向きを正とすれば負の値となる。また、
式（５）の右辺第２項は、モータＭＧ１からトルク指令
値Ｔｍ１＊に相当するトルクを出力することによりプラ
ネタリギヤ１２０を介してリングギヤ軸１２６に作用す
るトルクである。なお、モータＭＧ１とモータＭＧ２
は、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊が設定されると、
それぞれ所定時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）に割込処理
として繰り返し実行される図１５に例示するモータＭＧ
１の制御ルーチンと図１６に例示するモータＭＧ２の制
御ルーチンとによって駆動制御される。エンジン始動制
御ルーチンの説明の途中であるが、動力出力装置１１０
全体の動作の説明の必要上、以下にモータＭＧ１の制御
とモータＭＧ２の制御について上述の制御ルーチンに基
づき簡単に説明する。

【００５６】

【数４】

【００５７】図１５のモータＭＧ１の制御ルーチンが実
行されると、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、ま
ず、サンギヤ軸１２５の回転角度θｓをレゾルバ１３９
から入力する処理を行ない（ステップＳ１６０）、入力
したサンギヤ軸１２５の回転角度θｓからモータＭＧ１
の電気角θ１を算出する（ステップＳ１６１）。実施例
の動力出力装置１１０で用いたモータＭＧ１は、４極対
（Ｎ極が４個でＳ極が４個）の同期電動機であるから、
θ１＝４θｓを計算することになる。続いて、電流検出
器１９５，１９６により、モータＭＧ１の三相コイル１
３４のＵ相とＶ相に流れている電流Ｉｕ１，Ｉｖ１を検
出する処理を行なう（ステップＳ１６２）。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Ｓ１６４）。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（６）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軸および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。

【００５８】

【数５】

【００５９】次に、２軸の電流値に変換した後、モータ
ＭＧ１におけるトルク指令値Ｔｍ１＊から求められる各
軸の電流指令値Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊と実際各軸に流れた
電流Ｉｄ１，Ｉｑ１と偏差を求め、各軸の電圧指令値Ｖ
ｄ１，Ｖｑ１を求める処理を行なう（ステップＳ１６
６）。すなわち、まず以下の式（７）の演算を行ない、
次に次式（８）の演算を行なうのである。ここで、Ｋｐ
１，Ｋｐ２，Ｋｉ１，Ｋｉ２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Ｖｄ１，Ｖｑ１は、電流指令
値Ｉ＊との偏差△Ｉに比例する部分（式（８）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。

【００６０】

【数６】

【００６１】その後、こうして求めた電圧指令値をステ
ップＳ１６４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Ｓ１６８）、
実際に三相コイル１３４に印加する電圧Ｖｕ１，Ｖｖ
１，Ｖｗ１を求める処理を行なう。各電圧は、次式
（９）により求める。

【００６２】

【数７】

【００６３】実際の電圧制御は、第１の駆動回路１９１
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（９）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Ｓ１６９）。

【００６４】ここで、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ
１＊は、同じ正の値のトルク指令値Ｔｍ１＊が設定され
ても、図５の共線図の状態のようにトルク指令値Ｔｍ１
＊の作用する向きとサンギヤ軸１２５の回転の向きとが
異なるときには回生制御がなされ、図６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、トルク指令
値Ｔｍ１＊が正であれば、ロータ１３２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。すなわち、トルク
指令値Ｔｍ１＊の符号が同じであれば、モータＭＧ１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１５のモータＭＧ
１の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Ｔｍ１＊が負のと
きには、ステップＳ１６０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１５のモータＭＧ１の制御ルー
チンにより行なうことができる。いま、動力出力装置１
１０の動作状態は図１０の共線図の状態であり、エンジ
ン１５０をモータリングするトルクがトルク指令値Ｔｍ
１＊に設定されるから、サンギヤ軸１２５の回転の向き
とトルクの向きとが逆向きになるから、モータＭＧ１は
発電機として動作することになる。

【００６５】図１６のモータＭＧ２の制御ルーチンは、
トルク指令値Ｔｍ１＊，サンギヤ軸１２５の回転角度θ
ｓおよび電気角θ１に代えてトルク指令値Ｔｍ２＊，リ
ングギヤ軸１２６の回転角度θｒおよび電気角θ２を用
いる点を除き、図１５のモータＭＧ１の制御ルーチンと
全く同一である。すなわち、リングギヤ軸１２６の回転
角度θｒをレゾルバ１４９を用いて検出し（ステップＳ
１７０）、これを用いてモータＭＧ２の電気角θ２を計
算し（ステップＳ１７１）、続いてモータＭＧ２の各相
電流を電流検出器１９７，１９８を用いて検出し（ステ
ップＳ１７２）、その後、座標変換（ステップＳ１７
４）および電圧指令値Ｖｄ２，Ｖｑ２の演算を行ない
（ステップＳ１７６）、更に電圧指令値の逆座標変換
（ステップＳ１７８）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Ｔｒ１
６のオンオフ制御時間を求め、ＰＷＭ制御を行なうので
ある（ステップＳ１７９）。

【００６６】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１６のモータ
ＭＧ２の制御ルーチンで行なうことができる。なお、実
施例では、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊の符号
は、図５の共線図の状態のときのトルクＴｍ２の向きを
正とした。

【００６７】このようにモータＭＧ１のトルク指令値Ｔ
ｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊とを設定
し、モータＭＧ１とモータＭＧ２とをそれぞれ駆動制御
することにより、エンジン１５０を目標回転数Ｎｅ＊ま
でモータリングすると共に、エンジン１５０のモータリ
ングに拘わらずリングギヤ軸１２６にトルク指令値Ｔｒ
＊に相当するトルクを安定して出力することができる。

【００６８】図８のエンジン始動制御ルーチンの説明に
戻る。両モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ１
＊，Ｔｍ２＊を設定すると、次に、サンギヤ軸１２５の
回転数Ｎｓを読み込む（ステップＳ１３２）。そして、
読み込んだ回転数Ｎｓをサンギヤ軸１２５の目標回転数
Ｎｓ＊と比較し（ステップＳ１３４）、回転数Ｎｓと目
標回転数Ｎｓ＊との偏差が偏差△Ｎｓ以上のときには、
ステップＳ１３０のモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２
＊の設定処理に戻ってステップＳ１３０ないしＳ１３４
の処理を繰り返す。ここで、偏差△Ｎｓは、エンジン始
動制御ルーチンの処理を迅速に進めるために用いられる
ものであり、例えば目標回転数Ｎｓ＊の５％に相当する
値あるいはそれ以下の小さな値など自由に設定し得るも
のである。このように、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓ
が目標回転数Ｎｓ＊に近づくまでモータＭＧ２のトルク
指令値Ｔｍ２＊を設定し直すから、その途中でアクセル
ペダル１６４の踏込量に変化が生じ、リングギヤ軸１２
６へ出力すべきトルクの要求値であるトルク指令値Ｔｒ
＊が変更されても、リングギヤ軸１２６には変更された
トルク指令値Ｔｒ＊が出力されることになる。

【００６９】サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓが目標回転
数Ｎｓ＊に近づきその偏差が偏差△Ｎｓ未満になると、
燃料噴射弁１５１から噴射する燃料噴射量の制御や点火
プラグ１６２から火花点火する点火制御などを開始する
（ステップＳ１３６）。ここでの燃料噴射制御や点火制
御などのエンジン１５０の運転制御は、ステップＳ１２
０ないしＳ１２６によって設定されたスロットルバルブ
１６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴ，吸気弁１５２の開
閉タイミングＶＴおよび目標空燃比に基づいて行なわれ
るから、エンジン１５０は、トルクの出力なしに目標回
転数Ｎｅ＊で回転するよう制御されることになる。

【００７０】燃料噴射制御や点火制御などを開始する
と、エンジン１５０が始動するのを待って（ステップＳ
１３８）、目標空燃比をストイキな理論空燃比に設定す
る（ステップＳ１４０）。そして、スロットルバルブ１
６６の開度ＳＶＰを次式（１０）により設定すると共に
（ステップＳ１４２）、点火進角ＦＴと吸気弁１５２の
開閉タイミングＶＴをそれぞれ所定量△ＦＴおよび△Ｖ
Ｔだけ進角する（ステップＳ１４４，Ｓ１４６）。ここ
で、式（１０）中のＣｓｅｔは、ステップＳ１４２ない
しＳ１５６の処理を繰り返す回数として設定されるもの
であり、この繰り返しの一巡に要する時間やエンジン１
５０の特性などによって定められる。したがって、スロ
ットルバルブ１６６の開度ＳＶＰは、ステップＳ１４２
ないしＳ１５６を繰り返す毎に目標開度ＳＶＰ＊と初期
開度ＳＶＰ１との偏差を繰り返し回数Ｃｓｅｔで割った
値だけ増加され、この繰り返し処理が終了するときに
は、目標開度ＳＶＰ＊に設定される。また、所定量△Ｆ
Ｔは最適進角ＦＴ＊と最遅角ＦＴ１との偏差を繰り返し
回数Ｃｓｅｔで割って得られる値であり、所定量△ＶＴ
は最適開閉タイミングＶＴ＊と最遅角ＶＴ１との偏差を
繰り返し回数Ｃｓｅｔで割って得られる値である。した
がって、点火進角ＦＴも吸気弁１５２の開閉タイミング
ＶＴも、ステップＳ１４２ないしＳ１５６の処理を繰り
返す毎に所定量△ＦＴ，△ＶＴだけ増加され、この繰り
返し処理が終了するときには、最適進角ＦＴ＊および最
適開閉タイミングＶＴ＊に設定される。このように、ス
ロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰや点火進角ＦＴ，吸
気弁１５２の開閉タイミングＶＴを徐々に最適値にする
ことによって、エンジン１５０から出力されるトルクＴ
ｅを徐々に増加することができる。

【００７１】

【数８】

【００７２】スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰや点
火進角ＦＴ，吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴを設定
すると、サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓを読み込み（ス
テップＳ１４８）、読み込んだ回転数Ｎｓと目標回転数
Ｎｓ＊とに基づいて次式（１１）によりモータＭＧ１の
トルク指令値Ｔｍ１＊を設定すると共に（ステップＳ１
５０）、上述した式（５）によりモータＭＧ２のトルク
指令値Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１５２）。ここ
で、式（１１）中の右辺第１項はサンギヤ軸１２５の回
転数Ｎｓと目標回転数Ｎｓ＊との偏差に基づく補正項、
右辺第２項はサンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓの目標回転
数Ｎｓ＊に対する定常偏差を解消するための積分項であ
り、Ｋ１とＫ２は定数である。このようにモータＭＧ１
のトルク指令値Ｔｍ１＊を設定することにより、サンギ
ヤ軸１２５を目標回転数Ｎｓ＊で回転させることがで
き、エンジン１５０を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるこ
とができる。また、式（５）の右辺第２項は、エンジン
１５０からプラネタリギヤ１２０を介してリングギヤ軸
１２６に出力されるトルクであるから、モータＭＧ２の
トルク指令値Ｔｍ２＊を式（５）により設定することに
より、リングギヤ軸１２６にトルク指令値Ｔｒ＊に相当
するトルクを出力することができる。なお、モータＭＧ
１のトルク指令値Ｔｍ１＊やモータＭＧ２のトルク指令
値Ｔｍ２＊が設定されると、設定された値に基づいて所
定時間毎に繰り返し実行される図１５のモータＭＧ１の
制御ルーチンや図１６のモータＭＧ２の制御ルーチンに
よりモータＭＧ１やモータＭＧ２が制御されることは前
述した。

【００７３】

【数９】

【００７４】次に、カウンタＣをインクリメントし（ス
テップＳ１５４）、カウンタＣを繰り返し回数Ｃｓｅｔ
と比較して（ステップＳ１５６）、カウンタＣが繰り返
し回数Ｃｓｅｔ以上となるまでステップＳ１４２ないし
Ｓ１５６の処理を繰り返して本ルーチンを終了する。こ
こで、カウンタＣは、本ルーチンが実行される直前に、
図示しない初期化ルーチンが実行されて値０に設定され
る。

【００７５】こうしたエンジン始動制御ルーチンを実行
したときの空燃比やスロットルバルブ１６６の開度ＳＶ
Ｐ，点火進角ＦＴ，吸気弁１５２の開閉タイミングＶ
Ｔ，エンジン１５０の運転状態，モータＭＧ１およびモ
ータＭＧ２の駆動状態，リングギヤ軸１２６に出力され
るトルクの状態を例示するタイミングチャートを図１７
に例示する。図示するように、時間ｔ１にエンジン始動
制御ルーチンの実行が開始されると、目標空燃比をリー
ン側に、スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰに初期開
度ＳＶＰ１を、点火進角ＦＴに最遅角ＦＴ１を，吸気弁
１５２の開閉タイミングＶＴに最遅角ＶＴ１をそれぞれ
設定し、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊にエンジ
ン１５０をモータリングするためのトルクを設定すると
共にモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊にこのモータ
リングに伴ってプラネタリギヤ１２０を介してリングギ
ヤ軸１２６に出力されるトルクを打ち消すトルクをトル
ク指令値Ｔｒ＊に加えて設定する。この結果、エンジン
１５０はモータリングされてその回転数が目標回転数Ｎ
ｅ＊に近づくが、こうしたモータリングによってもリン
グギヤ軸１２６には安定してトルク指令値Ｔｒ＊に相当
するトルクが出力され、トルクショックは生じない。

【００７６】サンギヤ軸１２５の回転数Ｎｓと目標回転
数Ｎｓ＊との偏差が偏差△Ｎｓ未満となると（時間ｔ
２）、燃料噴射制御や点火制御などが開始され、エンジ
ン１５０の運転が開始される。このとき、エンジン１５
０は、目標空燃比がリーン側に、スロットルバルブ１６
６の開度ＳＶＰが初期開度ＳＶＰ１に、点火進角ＦＴが
最遅角ＦＴ１に，吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴが
最遅角ＶＴ１にそれぞれ設定されているから、トルクの
出力なしに目標回転数Ｎｅ＊で回転するよう運転される
ことになる。なお、エンジン１５０から出力されるトル
クはエンジン１５０の温度や燃料の性状，吸気系のデポ
ジットなどによって変化するから、上述のように制御さ
れても若干の正のトルクあるいは負のトルクが出力され
ることになるが、その値は小さいからリングギヤ軸１２
６へのトルクショックとしては小さなものとなる。

【００７７】エンジン１５０が始動すると、目標空燃比
にストイキな理論空燃比が設定され、スロットルバルブ
１６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁１５２
の開閉タイミングＶＴがそれぞれ目標開度ＳＶＰ＊，最
適進角ＦＴ＊および最適開閉タイミングＶＴ＊に向けて
徐々に増加される。こうした増加により、エンジン１５
０から出力されるトルクは目標トルクＴｅ＊に向けて徐
々に増加する。このとき、モータＭＧ１はサンギヤ軸１
２５が目標回転数Ｎｓ＊で安定して回転するように制御
され、モータＭＧ２から出力されるトルクはエンジン１
５０からプラネタリギヤ１２０を介して出力されるトル
クとトルク指令値Ｔｒ＊との偏差となるよう制御される
から、リングギヤ軸１２６には安定してトルク指令値Ｔ
ｒ＊に相当するトルクが出力される。

【００７８】そして、スロットルバルブ１６６の開度Ｓ
ＶＰが目標開度ＳＶＰ＊に，点火進角ＦＴが最適進角Ｆ
Ｔ＊に、吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴが最適開閉
タイミングＶＴ＊になったときには（時間ｔ３）、エン
ジン１５０は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と
で表わされる運転ポイントで運転され、エンジン１５０
から出力されるエネルギＰｅとバッテリ１９４から充放
電される電気エネルギとがエネルギ変換されて、リング
ギヤ軸１２６にトルク指令値Ｔｒ＊に相当するトルクが
出力される。

【００７９】以上説明した実施例の動力出力装置１１０
におけるエンジン始動制御によれば、エンジン１５０を
モータリングするときにスロットルバルブ１６６の開度
ＳＶＰを目標とする回転数でトルクの出力なしにエンジ
ン１５０を運転できる初期開度ＳＶＰ１とすると共に吸
気弁１５２の開閉タイミングＶＴを吸入空気量が少なく
なる最遅角ＶＴ１とするから、モータリングに必要なト
ルクを小さくすることができる。この結果、エンジン１
５０のモータリングの際にリングギヤ軸１２６に生じる
トルクショックを小さくすることができる。実施例で
は、このモータリングに伴ってプラネタリギヤ１２０を
介してリングギヤ軸１２６に出力されるトルクを打ち消
すようモータＭＧ２のトルクを制御するから、モータリ
ングの際にリングギヤ軸１２６に生じるトルクショック
を更に小さくすることができる。

【００８０】また、スロットルバルブ１６６の開度ＳＶ
Ｐや吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴの設定に加えて
目標空燃比がリーン側に設定されると共に点火進角ＦＴ
も可燃範囲の最遅角ＦＴ１に設定して、トルクの出力な
しに目標回転数Ｎｅ＊で回転するようエンジン１５０を
始動するから、始動直後のエンジン１５０から出力され
るトルクは極めて小さな値となり、始動に伴ってリング
ギヤ軸１２６に生じるトルクショックを小さくすること
ができる。

【００８１】更に、エンジン１５０が始動してから、目
標空燃比をストイキな理論空燃比に設定すると共に、ス
ロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよ
び吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴをそれぞれ目標開
度ＳＶＰ＊，最適進角ＦＴ＊および最適開閉タイミング
ＶＴ＊に向けて徐々に増加することにより、エンジン１
５０から出力されるトルクを目標トルクＴｅ＊に向けて
徐々に増加することができる。しかも、この増加の最中
にサンギヤ軸１２５が目標回転数Ｎｓ＊で安定して回転
するようモータＭＧ１を制御すると共に、エンジン１５
０からプラネタリギヤ１２０を介して出力されるトルク
とトルク指令値Ｔｒ＊との偏差のトルクがモータＭＧ２
から出力されるようモータＭＧ２を制御するから、トル
ク指令値Ｔｒ＊に相当するトルクを安定してリングギヤ
軸１２６に出力することができる。この結果、リングギ
ヤ軸１２６延いては駆動軸１１２に生じるトルク変動を
より小さくすることができる。

【００８２】実施例のエンジン始動制御では、エンジン
１５０を始動する際に目標空燃比をリーン側に設定する
と共に、スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰに初期開
度ＳＶＰ１を、点火進角ＦＴに最遅角ＦＴ１を，吸気弁
１５２の開閉タイミングＶＴに最遅角ＶＴ１をそれぞれ
設定したが、これらの各設定のすべてを行なわず一つあ
るいは２以上の設定を行なってエンジン１５０を始動す
るものとしてもよい。

【００８３】また、実施例のエンジン始動制御では、エ
ンジン１５０が始動した後は、目標空燃比にストイキな
理論空燃比を設定すると共に、スロットルバルブ１６６
の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁１５２の開閉
タイミングＶＴをそれぞれ目標開度ＳＶＰ＊，最適進角
ＦＴ＊および最適開閉タイミングＶＴ＊に向けて比例的
に徐々に増加させることにより、エンジン１５０から出
力されるトルクを目標トルクＴｅ＊に向けて徐々に増加
したが、比例的に増加させず２次あるいは３次関数的に
増加させるものとしてもよい。また、エンジン１５０か
ら出力されるトルクが比例的に増加するようスロットル
バルブ１６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁
１５２の開閉タイミングＶＴを増加させるものとしても
よい。この場合、その増加量は実験などにより求めるこ
とができる。

【００８４】実施例のエンジン始動制御では、エンジン
１５０が始動した後は、目標空燃比にストイキな理論空
燃比を設定すると共に、スロットルバルブ１６６の開度
ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁１５２の開閉タイミ
ングＶＴをそれぞれ目標開度ＳＶＰ＊，最適進角ＦＴ＊
および最適開閉タイミングＶＴ＊に向けて同じ割合で同
時に目標値に到達するよう徐々に増加させたが、異なる
割合で異なる時に目標値に到達するよう増加させるもの
としてもよい。

【００８５】実施例のエンジン始動制御では、エンジン
１５０を始動し目標トルクＴｅ＊のトルクを出力するま
で設定されたエンジン１５０の目標とする運転ポイント
（目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊）には変更がな
いものとしたが、アクセルペダル１６４の踏込量の変更
に応じてエンジン１５０の目標とする運転ポイントを変
更するものとしてもよい。この場合、スロットルバルブ
１６６の目標開度ＳＶＰ＊を変更された目標回転数Ｎｅ
＊と目標トルクＴｅ＊とにより再設定するものとし、サ
ンギヤ軸１２５の目標回転数Ｎｓ＊を変更された目標回
転数Ｎｅ＊により再設定すればよい。

【００８６】実施例の動力出力装置１１０では、エンジ
ン１５０を始動する信号が出力されたときに図８および
図９のエンジン始動制御ルーチンを実行し、エンジン１
５０の目標とする運転ポイントを設定した後にエンジン
１５０を始動するものとしたが、エンジン１５０の目標
とする運転ポイントが設定されたときに、エンジン１５
０の運転停止状態を検出してエンジン１５０を始動する
ものとしてもよい。

【００８７】次に、実施例の動力出力装置１１０がバッ
テリ１９４からの充放電を伴わずエンジン１５０から出
力されるエネルギＰｅのすべてをエネルギ変換してリン
グギヤ軸１２６に出力している最中や、バッテリ１９４
から充放電される電気エネルギとエンジン１５０から出
力されるエネルギＰｅとをエネルギ変換してリングギヤ
軸１２６に出力している最中に、エンジン１５０の運転
停止の信号が出力されたときのエンジン１５０の運転停
止の制御について図１８に例示するエンジン停止制御ル
ーチンに基づき説明する。なお、このエンジン停止制御
ルーチンが行なわれている最中でも、前述の図７に例示
した出力エネルギ演算ルーチンは所定時間毎に繰り返し
実行されている。

【００８８】エンジン停止制御ルーチンが実行される
と、制御装置１８０の制御ＣＰＵ１９０は、まず、スロ
ットルバルブポジションセンサ１６７により検出される
スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰを読み込み（ステ
ップＳ１８０）、読み込んだスロットルバルブ１６６の
開度ＳＶＰを停止開始開度ＳＶＰＳに設定する処理を行
なう（ステップＳ１８２）。そして、目標回転数Ｎｅ＊
に基づいてエンジン１５０をトルクの出力なしに目標回
転数Ｎｅ＊で運転するときのスロットルバルブ１６６の
開度を最終開度ＳＶＰ２として導出する（ステップＳ１
８４）。なお、実施例では、最終開度ＳＶＰ２を、図８
のエンジン始動制御ルーチンのステップＳ１１８におけ
る初期開度ＳＶＰ１を導出する際に用いたマップと同じ
マップを用いて導出した。

【００８９】最終開度ＳＶＰ２を導出すると、目標空燃
比をリーン側に設定すると共に（ステップＳ１８６）、
スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰを次式（１２）に
より設定すると共に（ステップＳ１８８）、点火進角Ｆ
Ｔと吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴをそれぞれ所定
量△ＦＴおよび△ＶＴだけ遅角する（ステップＳ１９
０，Ｓ１９２）。ここで、式（１２）中のＣｓｅｔは、
ステップＳ１８８ないしＳ２０２の処理を繰り返す回数
として設定されるものであり、図８および図９のエンジ
ン始動制御ルーチンで用いられた繰り返し回数Ｃｓｅｔ
と同じものである。したがって、スロットルバルブ１６
６の開度ＳＶＰは、ステップＳ１８８ないしＳ２０２の
処理を繰り返す毎に停止開始開度ＳＶＰＳと最終開度Ｓ
ＶＰ２との偏差を繰り返し回数Ｃｓｅｔで割った値だけ
減少され、この繰り返し処理が終了するときには、最終
開度ＳＶＰ２に設定される。また、所定量△ＦＴおよび
所定量△ＶＴは、図８および図９のエンジン始動制御ル
ーチンにおける所定量△ＦＴおよび所定量△ＶＴと同じ
である。したがって、点火進角ＦＴも吸気弁１５２の開
閉タイミングＶＴも、ステップＳ１８８ないしＳ２０２
の処理を繰り返す毎に所定量△ＦＴ，△ＶＴだけ減少さ
れ、この繰り返し処理が終了するときには、可燃範囲の
最遅角ＦＴ１および最遅角ＶＴ１に設定される。このよ
うに、スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰや点火進角
ＦＴ，吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴを徐々に減少
させることによって、エンジン１５０から出力されるト
ルクＴｅを徐々に減少させることができる。

【００９０】

【数１０】

【００９１】スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰや点
火進角ＦＴ，吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴを設定
すると、制御ＣＰＵ１９０は、サンギヤ軸１２５の回転
数Ｎｓを読み込み（ステップＳ１９４）、読み込んだ回
転数Ｎｓと目標回転数Ｎｓ＊とに基づいて上述の式（１
１）によりモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊を設定
すると共に（ステップＳ１９６）、上述した式（５）に
よりモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊を設定する
（ステップＳ１９８）。このエンジン停止制御ルーチン
でも、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｍ１＊やモータＭ
Ｇ２のトルク指令値Ｔｍ２＊が設定されると、図８およ
び図９のエンジン始動制御ルーチンと同様に、設定され
た値に基づいて所定時間毎に繰り返し実行される図１５
のモータＭＧ１の制御ルーチンや図１６のモータＭＧ２
の制御ルーチンによりモータＭＧ１やモータＭＧ２が制
御される。

【００９２】次に、カウンタＣをインクリメントし（ス
テップＳ２００）、カウンタＣを繰り返し回数Ｃｓｅｔ
と比較して（ステップＳ２０２）、カウンタＣが繰り返
し回数Ｃｓｅｔ以上となるまでステップＳ１８８ないし
Ｓ２０２の処理を繰り返す。なお、カウンタＣは、本ル
ーチンが実行される直前に、図示しない初期化ルーチン
が実行されて値０に設定される。カウンタＣが繰り返し
回数Ｃｓｅｔ以上となると、モータＭＧ１のトルク指令
値Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ２０
４）、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔｍ２＊にトルク指
令値Ｔｒ＊を設定し（ステップＳ２０６）、燃料噴射弁
１５１からの燃料噴射や点火プラグ１６２からの火花点
火などを停止して（ステップＳ２０８）、本ルーチンを
終了する。

【００９３】こうしたエンジン停止制御ルーチンを実行
したときの空燃比やスロットルバルブ１６６の開度ＳＶ
Ｐ，点火進角ＦＴ，吸気弁１５２の開閉タイミングＶ
Ｔ，エンジン１５０の運転状態，モータＭＧ１およびモ
ータＭＧ２の駆動状態，リングギヤ軸１２６に出力され
るトルクの状態を例示するタイミングチャートを図１９
に例示する。図示するように、時間ｔ４にエンジン停止
制御ルーチンの実行が開始されると、目標空燃比がリー
ン側に設定されると共に、スロットルバルブ１６６の開
度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁１５２の開閉タイ
ミングＶＴがそれぞれ最終開度ＳＶＰ２，最遅角ＦＴ１
および最遅角ＶＴ１に向けて徐々に減少される。こうし
た減少により、エンジン１５０から出力されるトルクは
値０に向けて徐々に減少する。このとき、モータＭＧ１
はサンギヤ軸１２５が目標回転数Ｎｓ＊で安定して回転
するように制御され、モータＭＧ２から出力されるトル
クはエンジン１５０からプラネタリギヤ１２０を介して
出力されるトルクとトルク指令値Ｔｒ＊との偏差となる
よう制御されるから、リングギヤ軸１２６には安定して
トルク指令値Ｔｒ＊に相当するトルクが出力される。

【００９４】ステップＳ１８８ないしステップＳ２０２
のエンジン１５０から出力されるトルクＴｅを徐々に減
少させる処理が終了するときには（時間ｔ５）、エンジ
ン１５０はトルクの出力なしに目標回転数Ｎｅ＊で回転
するよう制御されているから、モータＭＧ２からはトル
ク指令値Ｔｒ＊に相当するトルクが出力されることにな
る。したがって、この状態のときにモータＭＧ１からの
出力を停止すると共にエンジン１５０の運転を停止すれ
ば、リングギヤ軸１２６にトルクショックを生じること
なく、エンジン１５０の回転エネルギが熱として消費さ
れて、時間Ｔ６で図１０の共線図に示すように、エンジ
ン１５０が停止し、モータＭＧ１が空回りする状態に落
ち着く。なお、このときモータＭＧ２のトルク指令値Ｔ
ｍ２＊にはトルク指令値Ｔｒ＊が設定されるから、リン
グギヤ軸１２６にはトルク指令値Ｔｒ＊に相当するトル
クが安定して出力される。

【００９５】以上説明した実施例の動力出力装置１１０
におけるエンジン停止制御によれば、目標空燃比をリー
ン側に設定すると共に、スロットルバルブ１６６の開度
ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁１５２の開閉タイミ
ングＶＴをそれぞれ最終開度ＳＶＰ２，最遅角ＦＴ１お
よび最遅角ＶＴ１に向けて徐々に減少させることによ
り、エンジン１５０から出力されるトルクを値０に向け
て徐々に減少させることができる。しかも、この減少の
最中にサンギヤ軸１２５が目標回転数Ｎｓ＊で安定して
回転するようモータＭＧ１を制御すると共に、エンジン
１５０からプラネタリギヤ１２０を介して出力されるト
ルクとトルク指令値Ｔｒ＊との偏差のトルクがモータＭ
Ｇ２から出力されるようモータＭＧ２を制御するから、
トルク指令値Ｔｒ＊に相当するトルクを安定してリング
ギヤ軸１２６に出力することができる。この結果、リン
グギヤ軸１２６延いては駆動軸１１２に生じるトルク変
動をより小さくすることができる。

【００９６】また、エンジン１５０の運転を停止すると
きには、目標空燃比をリーン側に設定すると共に、スロ
ットルバルブ１６６の開度ＳＶＰを目標とする回転数で
トルクの出力なしにエンジン１５０を運転できる最終開
度ＳＶＰ２とし、点火進角ＦＴも吸気弁１５２の開閉タ
イミングＶＴもエンジン１５０から出力されるトルクが
小さくなる最遅角ＦＴ１や最遅角ＶＴ１としているか
ら、運転停止直前のエンジン１５０から出力されるトル
クは極めて小さな値となり、運転停止に伴ってリングギ
ヤ軸１２６に生じるトルクショックを小さくすることが
できる。

【００９７】実施例のエンジン停止制御では、トルクの
出力なしに目標回転数Ｎｅ＊の回転数でエンジン１５０
が運転されるようにするために、目標空燃比をリーン側
に設定すると共に、スロットルバルブ１６６の開度ＳＶ
Ｐ，点火進角ＦＴおよび吸気弁１５２の開閉タイミング
ＶＴをそれぞれ最終開度ＳＶＰ２，最遅角ＦＴ１および
最遅角ＶＴ１に向けて徐々に減少させたが、これらのす
べてを行なわず一つあるいは２以上の処理を組み合わせ
ることにより、トルクの出力なしに目標回転数Ｎｅ＊の
回転数でエンジン１５０が運転されるようにするものと
してもよい。

【００９８】また、実施例のエンジン停止制御では、エ
ンジン１５０の運転を停止する際に、まず、エンジン１
５０をトルクの出力なしに目標回転数Ｎｅ＊で運転する
状態とするために、目標空燃比をリーン側に設定すると
共に、スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰ，点火進角
ＦＴおよび吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴをそれぞ
れ最終開度ＳＶＰ２，最遅角ＦＴ１および最遅角ＶＴ１
に向けて比例的に徐々に減少させたが、比例的に減少さ
せず２次あるいは３次関数的に減少させるものとしても
よい。また、エンジン１５０から出力されるトルクが比
例的に減少するようスロットルバルブ１６６の開度ＳＶ
Ｐ，点火進角ＦＴおよび吸気弁１５２の開閉タイミング
ＶＴを減少させるものとしてもよい。この場合、その減
少量は実験などにより求めることができる。

【００９９】更に、実施例のエンジン停止制御では、目
標空燃比をリーン側に設定すると共に、スロットルバル
ブ１６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁１５
２の開閉タイミングＶＴをそれぞれ最終開度ＳＶＰ２，
最遅角ＦＴ１および最遅角ＶＴ１に向けて同じ割合で同
時に目標値に到達するよう徐々に減少させたが、異なる
割合で異なる時に目標値に到達するよう減少させるもの
としてもよい。

【０１００】実施例の動力出力装置１１０では、エンジ
ン１５０の運転を停止する信号が出力されたときに図１
８のエンジン停止制御ルーチンを実行してエンジン１５
０の運転を停止するものとしたが、エンジン１５０の目
標とする運転ポイントとして目標トルクＴｅ＊に値０が
設定されたときにエンジン１５０の運転を停止するもの
と判断し、エンジン停止制御ルーチンを実行してエンジ
ン１５０の運転を停止するものとしてもよい。

【０１０１】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、リングギヤ軸１２
６を延出してケース１１５から取り出すものとしてもよ
い。また、エンジン１５０側からプラネタリギヤ１２
０，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１２５は中空でなくて
もよく、リングギヤ軸１２６は中空軸とする必要があ
る。こうすれば、リングギヤ軸１２６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。

【０１０２】実施例の動力出力装置１１０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２０の変形例の動力出力装置１１０Ｂ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Ｍ
Ｇ２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１１１
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、前述した図７の出力エネルギ演算ル
ーチン，図８および図９のエンジン始動制御ルーチンお
よび図１８のエンジン停止制御ルーチンを実行すること
は可能である。

【０１０３】また、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。この他、３軸式動力入出力手段として
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
れる動力を決定されるものであれば如何なる装置やギヤ
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。

【０１０４】次に、本発明の第２の実施例としての動力
出力装置２２０について説明する。図２１は第２実施例
の動力出力装置２２０の概略構成を示す構成図、図２２
は第２実施例の動力出力装置２２０を組み込んだ車両の
概略構成を示す構成図である。第２実施例の動力出力装
置２２０が組み込まれた車両は、図２２に示すように、
クランクシャフト２５６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代わ
りにクラッチモータ２３０とアシストモータ２４０とが
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１１０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２２０
の構成のうち第１実施例の動力出力装置１１０と同一の
構成については、１００番台の符号を２００番台の符号
とし、その説明は省略する。なお、第２実施例の動力出
力装置２２０の説明でも、明示しない限り第１実施例の
動力出力装置１１０の説明の際に用いた符号はそのまま
同じ意味で用いる。

【０１０５】図２１に示すように、実施例の動力出力装
置２２０は、大きくは、エンジン２５０と、エンジン２
５０のクランクシャフト２５６にアウタロータ２３２が
結合されると共に駆動軸２２２にインナロータ２３４が
結合されたクラッチモータ２３０と、駆動軸２２２に結
合されたロータ２４２を有するアシストモータ２４０
と、クラッチモータ２３０およびアシストモータ２４０
を駆動制御する制御装置２８０とから構成されている。

【０１０６】クラッチモータ２３０は、図２１に示すよ
うに、アウタロータ２３２の内周面に永久磁石２３５を
備え、インナロータ２３４に形成されたスロットに三相
のコイル２３６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２３６への電力は、スリップリン
グ２３８を介して供給される。インナロータ２３４にお
いて三相コイル２３６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２５６に
は、その回転角度θｅを検出するレゾルバ２３９が設け
られているが、このレゾルバ２３９は、ディストリビュ
ータ２６０に設けられた回転角度センサ２７８と兼用す
ることも可能である。

【０１０７】他方、アシストモータ２４０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２４４は、ケース２４５に固定されたステータ２４３
に巻回されている。このステータ２４３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
２４２の外周面には、複数個の永久磁石２４６が設けら
れている。アシストモータ２４０では、この永久磁石２
４６により磁界と三相コイル２４４が形成する磁界との
相互作用により、ロータ２４２が回転する。ロータ２４
２が機械的に結合された軸は、動力出力装置２２０のト
ルクの出力軸である駆動軸２２２であり、駆動軸２２２
には、その回転角度θｄを検出するレゾルバ２４８が設
けられている。また、駆動軸２２２は、ケース２４５に
設けられたベアリング２４９により軸支されている。

【０１０８】係るクラッチモータ２３０とアシストモー
タ２４０とは、クラッチモータ２３０のインナロータ２
３４がアシストモータ２４０のロータ２４２、延いては
駆動軸２２２に機械的に結合されている。したがって、
エンジン２５０と両モータ２３０，２４０との関係を簡
略に言えば、エンジン２５０からクランクシャフト２５
６に出力された軸トルクがクラッチモータ２３０のアウ
タロータ２３２およびインナロータ２３４を介して駆動
軸２２２に出力され、アシストモータ２４０からのトル
クがこれに加減算されるということになる。

【０１０９】アシストモータ２４０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２３０は、永久磁石２３５を有するアウタロータ２
３２も三相コイル２３６を備えたインナロータ２３４
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２３０の構成の詳細について、さらに説明す
る。クラッチモータ２３０のアウタロータ２３２はクラ
ンクシャフト２５６に、インナロータ２３４は駆動軸２
２２に結合されており、アウタロータ２３２に永久磁石
２３５が設けられていることは既に説明した。この永久
磁石２３５は、実施例では８個（Ｎ極，Ｓ極が各４個）
設けられており、アウタロータ２３２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２３０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２３５と僅かなギャップに
より対向するインナロータ２３４の三相コイル２３６
は、インナロータ２３４に設けられた計１２個のスロッ
ト（図示せず）に巻回されており、各コイルに通電する
と、スロットを隔てるティースを通る磁束を形成する。
各コイルに三相交流を流すと、この磁界は回転する。三
相コイル２３６の各々は、スリップリング２３８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２３８は、駆動軸２２２に固定された回転リング２
３８ａとブラシ２３８ｂ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２３８には三相分の回転リング２３８ａと
ブラシ２３８ｂとが用意されている。

【０１１０】隣接する一組の永久磁石２３５が形成する
磁界と、インナロータ２３４に設けられた三相コイル２
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２３２とインナロータ２３４とは種々の振る舞いを
示す。通常は、三相コイル２３６に流す三相交流の周波
数は、クランクシャフト２５６に直結されたアウタロー
タ２３２の回転数とインナロータ２３４の回転数との偏
差の４倍の周波数としている。

【０１１１】図２１に示すように、第２実施例の動力出
力装置２２０が備える制御装置２８０は、第１実施例の
動力出力装置１１０が備える制御装置１８０と同様に構
成されている。すなわち、制御装置２８０は、クラッチ
モータ２３０を駆動する第１の駆動回路２９１、アシス
トモータ２４０を駆動する第２の駆動回路２９２、両駆
動回路２９１，２９２を制御する制御ＣＰＵ２９０と、
二次電池であるバッテリ２９４とから構成されており、
制御ＣＰＵ２９０は、内部に、ワーク用のＲＡＭ２９０
ａ、処理プログラムを記憶したＲＯＭ２９０ｂ、入出力
ポート（図示せず）およびＥＦＩＥＣＵ２７０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ＣＰＵ２９０には、レゾルバ２３９からのエンジン
２５０の回転角度θｅ、レゾルバ２４８からの駆動軸２
２２の回転角度θｄ、アクセルペダルポジションセンサ
２６４ａからのアクセルペダルポジションＡＰ、ブレー
キポジションセンサ２６５ａからのブレーキペダルポジ
ションＢＰ、シフトポジションセンサ２８４からのシフ
トポジションＳＰ、第１の駆動回路２９１に設けられた
２つの電流検出器２９５，２９６からのクラッチ電流値
Ｉｕｃ，Ｉｖｃ、第２の駆動回路２９２に設けられた２
つの電流検出器２９７，２９８からのアシスト電流値Ｉ
ｕａ，Ｉｖａ、バッテリ２９４の残容量を検出する残容
量検出器２９９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。

【０１１２】また、制御ＣＰＵ２９０からは、第１の駆
動回路２９１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２９２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２９１および第２の駆動回路２９２
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２９１ではクラッチモータ２３０の三相コイル（Ｕ
ＶＷ）２３６の各々がスリップリング２３８を介して、
第２の駆動回路２９２ではアシストモータ２４０の三相
コイル２４４の各々が接続されている。電源ラインＬ
１，Ｌ２は、バッテリ２９４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ＣＰＵ２９
０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
２３６，２４４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２３６，２４４によ
り、回転磁界が形成される。

【０１１３】次に第２実施例の動力出力装置２２０の動
作について説明する。第２実施例の動力出力装置２２０
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２５０がＥＦＩＥＣＵ２７０により運転さ
れ、エンジン２５０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２８０がスリ
ップリング２３８を介してクラッチモータ２３０の三相
コイル２３６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２９１のトランジスタＴｒ１，３，
５をオフとしトランジスタＴｒ２，４，６をオンとした
状態であれば、三相コイル２３６には何等の電流も流れ
ないから、クラッチモータ２３０のアウタロータ２３２
とインナロータ２３４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２５０のクランクシャフト２５
６は空回りしている状態となる。この状態では、三相コ
イル２３６からの回生も行なわれない。すなわち、エン
ジン２５０はアイドル回転をしていることになる。

【０１１４】制御装置２８０の制御ＣＰＵ２９０が制御
信号ＳＷ１を出力してトランジスタＴｒ１ないしＴｒ６
をオンオフ制御すると、エンジン２５０のクランクシャ
フト２５６の回転数Ｎｅと駆動軸２２２の回転数Ｎｄと
の偏差（言い換えれば、クラッチモータ２３０における
アウタロータ２３２とインナロータ２３４の回転数差Ｎ
ｃ（Ｎｅ−Ｎｄ））に応じて、クラッチモータ２３０の
三相コイル２３６に一定の電流が流れ、クラッチモータ
２３０は発電機として機能し、電流が第１の駆動回路２
９１を介して回生され、バッテリ２９４が充電される。
このとき、アウタロータ２３２とインナロータ２３４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
２３４は、エンジン２５０の回転数Ｎｅ（クランクシャ
フト２５６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２４０で消費されるように、制御
ＣＰＵ２９０により第２の駆動回路２９２を制御する
と、アシストモータ２４０の三相コイル２４４に電流が
流れ、アシストモータ２４０においてトルクが発生す
る。

【０１１５】図２３に照らせば、エンジン２５０が回転
数Ｎ１，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２３０でトルクＴ１を駆動軸２
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２４０に供給すること
により、駆動軸２２２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。

【０１１６】次に、エンジン２５０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２２２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２３０のインナロータ２３４は、アウタロータ２３
２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２２２の回転方向に回転するから、
クラッチモータ２３０は、通常のモータとして機能し、
バッテリ２９４から放電される電気エネルギにより駆動
軸２２２に回転エネルギを与える。一方、制御ＣＰＵ２
９０によりアシストモータ２４０により電力を回生する
よう第２の駆動回路２９２を制御すると、アシストモー
タ２４０のロータ２４２とステータ２４３との間の滑り
により三相コイル２４４に回生電流が流れる。ここで、
アシストモータ２４０により回生される電力がクラッチ
モータ２３０により消費されるよう制御ＣＰＵ２９０に
より第１および第２の駆動回路２９１，２９２を制御す
れば、クラッチモータ２３０を、バッテリ２９４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。

【０１１７】図２３に照らせば、クランクシャフト２５
６が回転数Ｎ２，トルクＴ２で運転しているときに、領
域Ｇ１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２３０に供給して駆動軸２２２にトルクＴ
２を出力すると共に、クラッチモータ２３０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２４０から回生して賄う
ことにより、駆動軸２２２を回転数Ｎ１，トルクＴ１の
運転ポイントＰ２で回転させることができるのである。

【０１１８】なお、実施例の動力出力装置２２０では、
こうしたエンジン２５０から出力される動力のすべてを
トルク変換して駆動軸２２２に出力する動作の他に、エ
ンジン２５０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２３０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２４０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２
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２９４に蓄えられた電力により補う動作とする
こともできる。また、クラッチモータ２３０のトルクＴ
ｃを値０とすると共にエンジン２５０の運転を停止した
状態でバッテリ２９４から放電される電力を用いてアシ
ストモータ２４０から出力されるトルクＴａだけで駆動
する動作とすることもできる。

【０１１９】次に、動力出力装置２２０がバッテリ２９
４から放電される電力を用いてアシストモータ２４０か
ら出力されるトルクＴａだけで駆動軸２２２を駆動する
動作状態にあるときに、エンジン２５０を始動すると共
に、始動したエンジン２５０から出力されるエネルギＰ
ｅとバッテリ２９４から出力される放電エネルギＰｂｏ
とをエネルギ変換して駆動する動作に移行する際の制御
について図２４に例示する出力エネルギ演算ルーチンお
よび図２５，図２６に例示するエンジン始動制御ルーチ
ンに基づき説明する。なお、出力エネルギ演算ルーチン
は、第１実施例で説明した図７の出力エネルギ演算ルー
チンと同様に、こうした移行時の制御として行なわれる
ものではなく、動力出力装置２２０が上述の基本的なト
ルク変換の動作状態にあるときやバッテリ２９４の充放
電を伴う動作状態にあるとき、あるいは、アシストモー
タ２４０から出力されるトルクＴａだけで駆動する動作
状態にあるときなど、種々の動作状態にあるときに所定
時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される
ものである。

【０１２０】図２４の出力エネルギ演算ルーチンや図２
５および図２６のエンジン始動制御ルーチンは、リング
ギヤ軸１２６へ出力すべきトルクの指令値Ｔｒ＊やエネ
ルギＰｒに代えて駆動軸２２２へ出力すべきトルクの指
令値Ｔｄ＊やエネルギＰｄを用いたこと、プラネタリギ
ヤ１２０やモータＭＧ１，モータＭＧ２に代えてクラッ
チモータ２３０やアシストモータ２４０を用いたことに
伴ってトルクの計算手法が異なることを除いて第１実施
例の図７の出力エネルギ演算ルーチンや図８および図９
のエンジン始動制御ルーチンと同様である。したがっ
て、これらのルーチンについては、第１実施例のルーチ
ンと異なる点を中心に簡単に説明するまでに止める。

【０１２１】図２４に例示する出力エネルギ演算ルーチ
ンが実行されると、制御装置２８０の制御ＣＰＵ２９０
は、まず、駆動軸２２２の回転数Ｎｄを読み込む処理を
実行する（ステップＳ３００）。ここで、駆動軸２２２
の回転数Ｎｄは、レゾルバ２４８により検出される駆動
軸２２２の回転角度θｄから求めることができる。続い
て、アクセルペダルポジションセンサ２６４ａによって
検出されるアクセルペダルポジションＡＰを入力し（ス
テップＳ３０２）、読み込んだアクセルペダルポジショ
ンＡＰと駆動軸２２２の回転数Ｎｄとに基づいて駆動軸
２２２に出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値
Ｔｄ＊を導出する処理を行なう（ステップＳ３０４）。
トルク指令値Ｔｄ＊の導出は、第１実施例と同様の手法
による。次に、導出したトルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２
２２の回転数Ｎｄとから、駆動軸２２２に出力すべきエ
ネルギＰｄを計算（Ｐｄ＝Ｎｄ×Ｔｄ＊）により求めて
（ステップＳ３０６）、本ルーチンを終了する。

【０１２２】こうして駆動軸２２２に出力すべきトルク
の指令値Ｔｄ＊やエネルギＰｄが求められると、この値
を用いてエンジン２５０の運転やバッテリ２９４からの
充放電エネルギ，クラッチモータ２３０のトルク指令値
Ｔｃ＊およびアシストモータ２４０のトルク指令値Ｔａ
＊が設定され、エンジン２５０，クラッチモータ２３０
およびアシストモータ２４０の制御が行なわれる。い
ま、動力出力装置２２０の動作状態として、アシストモ
ータ２４０から出力されるトルクＴａだけで駆動する動
作状態を考えているから、エンジン２５０の運転は停止
され、クラッチモータ２３０のトルク指令値Ｔｃ＊には
値０、アシストモータ２４０のトルク指令値Ｔａ＊には
トルク指令値Ｔｄ＊が設定されてその運転が制御される
ことになる。

【０１２３】こうした状態のときにエンジン２５０を始
動する信号が出力されると、図２５および図２６に例示
するエンジン始動制御ルーチンが実行される。本ルーチ
ンが実行されると、制御装置２８０の制御ＣＰＵ２９０
は、まず、残容量検出器２９９により検出されるバッテ
リ２９４の残容量ＢRMを読み込み（ステップＳ３１
０）、図２４の出力エネルギ演算ルーチンにより設定さ
れたエネルギＰｄとバッテリ２９４の残容量ＢRMとに基
づいてエンジン２５０から出力すべきエネルギＰｅを設
定する（ステップＳ３１２）。第２実施例でも、第１実
施例と同様に、エネルギＰｄとバッテリ２９４の残容量
ＢRMとがそれぞれ所定の範囲内にあか否かによって、エ
ネルギＰｄのすべてをエンジン２５０から出力されるエ
ネルギＰｅで賄ったり、その一部をエンジン２５０から
出力されるエネルギＰｅで賄うと共に残余をバッテリ２
９４から放電される電気エネルギにより賄ったり、ある
いはエンジン２５０から出力されるエネルギＰｅの一部
をエネルギＰｄとして出力すると共に残余のエネルギに
よりバッテリ２９４を充電するものとしてエネルギＰｅ
を設定するものとした。

【０１２４】次に、設定したエネルギＰｅに基づいてエ
ンジン２５０の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と
を設定し（ステップＳ３１４）、図８および図９のエン
ジン始動制御ルーチンのステップＳ１１８ないしＳ１２
６の処理と同一のステップＳ３１８ないしＳ３２６の処
理、すなわち、スロットルバルブ２６６の初期開度ＳＶ
Ｐ１や目標開度ＳＶＰ＊の設定，スロットルバルブ２６
６の開度ＳＶＰの初期開度ＳＶＰ１への設定，点火進角
ＦＴの最遅角ＦＴ１への設定，吸気弁１５２の開閉タイ
ミングＶＴの最遅角ＶＴ１への設定，目標空燃比のリー
ン側への設定の処理を行なう。そして、エンジン２５０
の目標回転数Ｎｅ＊に基づいてクラッチモータ２３０の
トルク指令値Ｔｃ＊に設定すると共に（ステップＳ３２
８）、トルク指令値Ｔｄ＊からトルク指令値Ｔｃ＊を減
じた値をアシストモータ２４０のトルク指令値Ｔａ＊に
設定する（ステップＳ３３０）。ここで、クラッチモー
タ２３０のトルク指令値Ｔｃ＊に設定される値は、ステ
ップＳ３２０ないしＳ３２６の運転条件が設定されたエ
ンジン２５０を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるのに必要
なトルクの値であり、トルクの符号をクランクシャフト
２５６の回転方向のトルクが駆動軸２２２に作用すると
きを正とすれば、負の値のトルクとなる。

【０１２５】第２実施例でもクラッチモータ２３０のト
ルク指令値Ｔｃ＊とアシストモータ２４０のトルク指令
値Ｔａ＊とが設定されると、クラッチモータ２３０とア
シストモータ２４０は、それぞれ所定時間毎（例えば４
ｍｓｅｃ毎）に割込処理として繰り返し実行される図２
７に例示するクラッチモータ制御ルーチンと図２８に例
示するアシストモータ制御ルーチンとによって駆動制御
される。各制御ルーチンは、クラッチモータ２３０の電
気角θｃをクランクシャフト２５６の回転角度θｅと駆
動軸２２２の回転角度θｄとの偏差によって計算する点
を除いて第１実施例で説明した図１５のモータＭＧ１の
制御ルーチンや図１６のモータＭＧ２の制御ルーチンと
同様であるから、これらの説明は省略する。

【０１２６】なお、クラッチモータ２３０の制御は、ト
ルク指令値Ｔｃ＊の符号を上述したようにクランクシャ
フト２５６の回転方向のトルクが駆動軸２２２に作用す
るときを正とすれば、正の値のトルク指令値Ｔｃ＊が設
定されても、エンジン２５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２
２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Ｎ
ｅ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
２５６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２２２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２３０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２３２に取り付けられた永久磁石２３５と、イ
ンナロータ２３４の三相コイル２３６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
２に作用するよう第１の駆動回路２９１のトランジスタ
Ｔｒ１ないしＴｒ６を制御するものであるから、同一の
スイッチング制御となる。即ち、トルク指令値Ｔｃ＊の
符号が同じであれば、クラッチモータ２３０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２７のクラッチモータ制御
ルーチンで回生制御と力行制御のいずれも行なうことが
できる。また、トルク指令値Ｔｃ＊が負の値のとき、即
ち駆動軸２２２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Ｓ３６２の電気角θｃの変化の方
向が逆になるから、この際の制御も図２７のクラッチモ
ータ制御処理により行なうことができる。

【０１２７】このようにクラッチモータ２３０のトルク
指令値Ｔｃ＊とアシストモータ２４０のトルク指令値Ｔ
ａ＊とを設定し、クラッチモータ２３０とアシストモー
タ２４０とをそれぞれ駆動制御することにより、エンジ
ン２５０を目標回転数Ｎｅ＊までモータリングすると共
に、エンジン２５０のモータリングに拘わらず駆動軸２
２２にトルク指令値Ｔｄ＊に相当するトルクを安定して
出力することができる。

【０１２８】次に、エンジン２５０の回転数Ｎｅを読み
込み（ステップＳ３３２）、読み込んだ回転数Ｎｅをエ
ンジン２５０の目標回転数Ｎｅ＊と比較する（ステップ
Ｓ３３４）、回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅ＊との偏差が
偏差△Ｎｅ以上のときには、ステップＳ３３０のアシス
トモータ２４０のトルク指令値Ｔａ＊の設定処理に戻っ
てステップＳ３３０ないしＳ３３４の処理を繰り返す。
ここで、偏差△Ｎｅは、第１実施例の偏差△Ｎｓに相当
するものであり、エンジン始動制御ルーチンの処理を迅
速に進めるために用いられるものである。このように、
エンジン２５０の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊に近づ
くまでアシストモータ２４０のトルク指令値Ｔａ＊を設
定し直すことにより、その途中でアクセルペダル２６４
の踏込量に変化が生じ、駆動軸２２２へ出力すべきトル
クの要求値であるトルク指令値Ｔｄ＊が変更されても、
駆動軸２２２に変更されたトルク指令値Ｔｄ＊に相当す
るトルクを出力することができる。

【０１２９】エンジン２５０の回転数Ｎｅが目標回転数
Ｎｅ＊に近づいてその偏差が偏差△Ｎｅ未満になると、
燃料噴射弁２５１から噴射する燃料噴射量の制御や点火
プラグ２６２から火花点火する点火制御などを開始し
（ステップＳ３３６）、エンジン２５０が始動するのを
確認する（ステップＳ３３８）。ここでの燃料噴射制御
や点火制御などのエンジン２５０の運転制御は、ステッ
プＳ３２０ないしＳ３２６によって設定されたスロット
ルバルブ２６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴ，吸気弁２
５２の開閉タイミングＶＴおよび目標空燃比に基づいて
行なわれるから、エンジン２５０の運転は、トルクの出
力なしに目標回転数Ｎｅ＊で回転するよう制御されるこ
とになる。

【０１３０】エンジン２５０の始動を確認すると、図８
および図９のエンジン始動制御ルーチンのステップＳ１
４０ないしＳ１４６の処理と同一のステップＳ３４０な
いしＳ３４６の処理、すなわち目標空燃比の理論空燃比
への設定，スロットルバルブ２６６の開度ＳＶＰの増
加、点火進角ＦＴの進角，開閉タイミングＶＴの進角の
処理を行なう。そして、エンジン２５０の回転数Ｎｅを
読み込み（ステップＳ３４８）、読み込んだ回転数Ｎｅ
と目標回転数Ｎｅ＊とに基づいて次式（１３）によりク
ラッチモータ２３０のトルク指令値Ｔｃ＊を設定すると
共に（ステップＳ３５０）、トルク指令値Ｔｄ＊からト
ルク指令値Ｔｃ＊を減じた値をアシストモータ２４０の
トルク指令値Ｔａ＊に設定する（ステップＳ３５２）。
ここで、式（１３）中の右辺第１項はエンジン２５０の
回転数Ｎｅと目標回転数Ｎｅ＊との偏差に基づく補正
項、右辺第２項はエンジン２５０の回転数Ｎｅの目標回
転数Ｎｅ＊に対する定常偏差を解消するための積分項で
あり、Ｋ３とＫ４は定数である。このようにクラッチモ
ータ２３０のトルク指令値Ｔｃ＊を設定することによ
り、エンジン２５０を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるこ
とができる。また、トルク指令値Ｔｄ＊からトルク指令
値Ｔｃ＊を減じた値をアシストモータ２４０のトルク指
令値Ｔａ＊に設定することにより、駆動軸２２２にトル
ク指令値Ｔｒ＊に相当するトルクを出力することができ
る。

【０１３１】

【数１１】

【０１３２】そして、カウンタＣをインクリメントし
（ステップＳ３５４）、カウンタＣを繰り返し回数Ｃｓ
ｅｔと比較して（ステップＳ３５６）、カウンタＣが繰
り返し回数Ｃｓｅｔ以上となるまでステップＳ３４２な
いしＳ３５６の処理を繰り返して本ルーチンを終了す
る。

【０１３３】こうしたエンジン始動制御ルーチンを実行
したときのタイミングチャートを図２９に例示する。図
示するように、時間ｔ１にエンジン始動制御ルーチンの
実行が開始されると、目標空燃比をリーン側に、スロッ
トルバルブ２６６の開度ＳＶＰに初期開度ＳＶＰ１を、
点火進角ＦＴに最遅角ＦＴ１を，吸気弁２５２の開閉タ
イミングＶＴに最遅角ＶＴ１をそれぞれ設定し、クラッ
チモータ２３０のトルク指令値Ｔｃ＊にエンジン２５０
をモータリングするためのトルクを設定すると共にアシ
ストモータ２４０のトルク指令値Ｔａ＊にこのモータリ
ングに伴ってクラッチモータ２３０から駆動軸２２２に
出力されるトルクを打ち消すトルクをトルク指令値Ｔｄ
＊に加えて設定する。この結果、エンジン２５０はモー
タリングされてその回転数が目標回転数Ｎｅ＊に近づく
が、こうしたモータリングによっても駆動軸２２２には
安定してトルク指令値Ｔｄ＊に相当するトルクが出力さ
れ、トルクショックは生じない。

【０１３４】エンジン２５０の回転数Ｎｅと目標回転数
Ｎｅ＊との偏差が偏差△Ｎｅ未満となると（時間ｔ
２）、燃料噴射制御や点火制御などが開始され、エンジ
ン２５０の運転が開始される。このとき、エンジン２５
０は、目標空燃比がリーン側に、スロットルバルブ２６
６の開度ＳＶＰが初期開度ＳＶＰ１に、点火進角ＦＴが
最遅角ＦＴ１に，吸気弁２５２の開閉タイミングＶＴが
最遅角ＶＴ１にそれぞれ設定されているから、トルクの
出力なしに目標回転数Ｎｅ＊で回転するよう運転される
ことになる。なお、エンジン２５０から出力されるトル
クはエンジン２５０の温度や燃料の性状，吸気系のデポ
ジットなどによって変化するから、上述のように制御さ
れても若干の正のトルクあるいは負のトルクが出力され
ることになるが、その値は小さいから駆動軸２２２に生
じるトルクショックとしては小さなものとなる。

【０１３５】エンジン２５０が始動すると、目標空燃比
にストイキな理論空燃比が設定され、スロットルバルブ
２６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁２５２
の開閉タイミングＶＴがそれぞれ目標開度ＳＶＰ＊，最
適進角ＦＴ＊および最適開閉タイミングＶＴ＊に向けて
徐々に増加される。こうした増加により、エンジン２５
０から出力されるトルクは目標トルクＴｅ＊に向けて徐
々に増加する。このとき、クラッチモータ２３０はエン
ジン２５０が目標回転数Ｎｅ＊で安定して回転するよう
に制御され、アシストモータ２４０はクラッチモータ２
３０から駆動軸２２２に出力されるトルクを打ち消すよ
う制御されるから、駆動軸２２２には安定してトルク指
令値Ｔｄ＊に相当するトルクが出力される。

【０１３６】そして、スロットルバルブ２６６の開度Ｓ
ＶＰが目標開度ＳＶＰ＊に，点火進角ＦＴが最適進角Ｆ
Ｔ＊に、吸気弁２５２の開閉タイミングＶＴが最適開閉
タイミングＶＴ＊になったときには（時間ｔ３）、エン
ジン２５０は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と
で表わされる運転ポイントで運転され、エンジン２５０
から出力されるエネルギＰｅとバッテリ２９４から充放
電される電気エネルギとがエネルギ変換されて、駆動軸
２２２にトルク指令値Ｔｄ＊に相当するトルクが出力さ
れる。

【０１３７】次に、第２実施例の動力出力装置２２０が
バッテリ２９４からの充放電なしにエンジン２５０から
出力されるエネルギＰｅをエネルギ変換して駆動軸２２
２に出力している最中や、バッテリ２９４から充放電さ
れる電気エネルギとエンジン２５０から出力されるエネ
ルギＰｅとをエネルギ変換して駆動軸２２２に出力して
いる最中に、エンジン２５０の運転停止の信号が出力さ
れたときのエンジン２５０の運転停止制御について説明
する。この制御は、図３０に例示するエンジン停止制御
ルーチンによって行なわれる。図示するように、このエ
ンジン停止制御ルーチンは、サンギヤ軸１２５が目標回
転数Ｎｓ＊で回転するようモータＭＧ１のトルク指令値
Ｔｍ１＊を設定する処理（ステップＳ１９４およびＳ１
９６）に代えてエンジン２５０が目標回転数Ｎｅ＊で回
転するようクラッチモータ２３０のトルク指令値Ｔｃ＊
を設定する処理（ステップＳ３９４およびＳ３９６）を
行なう点と、式（５）によりモータＭＧ２のトルク指令
値Ｔｍ２＊を設定する処理（ステップＳ１９８）に代え
てトルク指令値Ｔｄ＊からクラッチモータ２３０のトル
ク指令値Ｔｃ＊を減じた値をアシストモータ２４０のト
ルク指令値Ｔａ＊に設定する処理（ステップＳ３９８）
を行なう点とが相違するだけで図１８のエンジン停止制
御ルーチンと同一である。これらの相違は、プラネタリ
ギヤ１２０，モータＭＧ１およびモータＭＧ２に代えて
クラッチモータ２３０およびアシストモータ２４０を備
える構成の相違に基づくものである。したがって、エン
ジン２５０を停止する制御についてのこれ以上の説明は
省略する。なお、こうしたエンジン停止制御ルーチンを
実行したときのタイミングチャートは図３１のようにな
る。

【０１３８】以上説明した第２実施例の動力出力装置２
２０によれば、第１実施例の動力出力装置１１０が実行
する図８および図９のエンジン始動制御ルーチンや図１
８のエンジン停止制御ルーチンと同様の図２５および図
２６のエンジン始動制御ルーチンや図３０のエンジン停
止制御ルーチンを実行することにより、第１実施例の動
力出力装置１１０が奏する効果と同様の効果を奏するこ
とができる。すなわち、エンジン２５０の始動時には、
エンジン２５０をモータリングするときにスロットル
バルブ２６６の開度ＳＶＰを目標とする回転数でトルク
の出力なしにエンジン２５０を運転できる初期開度ＳＶ
Ｐ１とすると共に吸気弁２５２の開閉タイミングＶＴを
吸入空気量が少なくなる最遅角ＶＴ１とすることによ
り、モータリングに必要なトルクを小さくしてエンジン
２５０のモータリングの際に駆動軸２２２に生じるトル
クショックを小さくすることができる効果や、このモ
ータリングに伴って駆動軸２２２に出力されるトルクを
打ち消すようアシストモータ２４０のトルクを制御する
ことにより、モータリングの際に駆動軸２２２に生じる
トルクショックを更に小さくすることができる効果、あ
るいは、エンジン２５０が始動してから目標空燃比を
ストイキな理論空燃比に設定すると共にスロットルバル
ブ２６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁２５
２の開閉タイミングＶＴをそれぞれ目標開度ＳＶＰ＊，
最適進角ＦＴ＊および最適開閉タイミングＶＴ＊に向け
て徐々に増加することにより、エンジン２５０から出力
されるトルクを目標トルクＴｅ＊に向けて徐々に増加す
ることができる効果、この増加の最中にエンジン２５
０が目標回転数Ｎｅ＊で安定して回転するようクラッチ
モータ２３０を制御すると共にクラッチモータ２３０か
ら駆動軸２２２に出力されるトルクを打ち消すようアシ
ストモータ２４０を制御することにより、トルク指令値
Ｔｄ＊に相当するトルクを安定して駆動軸２２２に出力
することができる効果などを奏することができる。

【０１３９】また、エンジン２５０の運転停止時には、
目標空燃比をリーン側に設定すると共にスロットルバ
ルブ２６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび吸気弁２
５２の開閉タイミングＶＴをそれぞれ最終開度ＳＶＰ
２，最遅角ＦＴ１および最遅角ＶＴ１に向けて徐々に減
少させることにより、エンジン２５０から出力されるト
ルクを値０に向けて徐々に減少させることができる効果
や、この減少の最中にエンジン２５０が目標回転数Ｎ
ｅ＊で安定して回転するようクラッチモータ２３０を制
御すると共にクラッチモータ２３０から駆動軸２２２に
出力されるトルクを打ち消すようアシストモータ２４０
を制御することにより、トルク指令値Ｔｄ＊に相当する
トルクを安定して駆動軸２２２に出力することができる
効果、あるいは、エンジン２５０の運転を停止すると
きに目標空燃比をリーン側に設定すると共にスロットル
バルブ２６６の開度ＳＶＰを目標とする回転数でトルク
の出力なしにエンジン２５０を運転できる最終開度ＳＶ
Ｐ２とし、点火進角ＦＴや吸気弁２５２の開閉タイミン
グＶＴもエンジン２５０から出力されるトルクが小さく
なる最遅角ＦＴ１や最遅角ＶＴ１とすることにより、運
転停止直前のエンジン２５０から出力されるトルクを極
めて小さな値として、運転停止に伴って駆動軸２２２に
生じるトルクショックを小さくすることができる効果な
どを奏することができる。

【０１４０】なお、第２実施例の動力出力装置２２０で
も、第１実施例の動力出力装置１１０の変形例、例え
ば、目標空燃比のリーン側への設定やスロットルバル
ブ１６６の開度ＳＶＰの初期開度ＳＶＰ１への設定、点
火進角ＦＴの最遅角ＦＴ１への設定，吸気弁１５２の開
閉タイミングＶＴの最遅角ＶＴ１への設定の一つあるい
は２以上を行なってエンジン１５０を始動する変形例
や、目標空燃比に理論空燃比を設定すると共に、スロ
ットルバルブ１６６の開度ＳＶＰ，点火進角ＦＴおよび
吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴをそれぞれ目標開度
ＳＶＰ＊，最適進角ＦＴ＊および最適開閉タイミングＶ
Ｔ＊に向けて異なる割合で異なる時に目標値に到達する
よう増加させる変形例、目標空燃比をリーン側に設定
すると共にスロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰ，点火
進角ＦＴおよび吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴをそ
れぞれ最終開度ＳＶＰ２，最遅角ＦＴ１および最遅角Ｖ
Ｔ１に向けて異なる割合で異なる時に目標値に到達する
よう減少させる変形例などのハード構成に依存しない種
々の変形例とした際に適用した事項についても同様に行
なうことができる。

【０１４１】このほか、第２実施例の動力出力装置２２
０では、クラッチモータ２３０とアシストモータ２４０
とをそれぞれ別個に駆動軸２２２に取り付けたが、図３
２に例示する変形例の動力出力装置２２０Ａ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。この変形例の動力出力装置２２０Ａの構
成について以下に簡単に説明する。図示するように、変
形例の動力出力装置２２０Ａのクラッチモータ２３０Ａ
は、クランクシャフト２５６に結合したインナロータ２
３４Ａと、駆動軸２２２に結合したアウタロータ２３２
Ａとから構成され、インナロータ２３４Ａには三相コイ
ル２３６Ａが取り付けられており、アウタロータ２３２
Ａには永久磁石２３５Ａ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２３５Ａ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２４０Ａは、こ
のクラッチモータ２３０Ａのアウタロータ２３２Ａと、
三相コイル２４４が取り付けられたステータ２４３とか
ら構成される。すなわち、クラッチモータ２３０Ａのア
ウタロータ２３２Ａがアシストモータ２４０Ａのロータ
を兼ねる構成となっている。なお、クランクシャフト２
５６に結合したインナロータ２３４Ａに三相コイル２３
６Ａが取り付けられているから、クラッチモータ２３０
Ａの三相コイル２３６Ａに電力を供給するスリップリン
グ２３８は、クランクシャフト２５６に取り付けられて
いる。

【０１４２】この変形例の動力出力装置２２０Ａでは、
アウタロータ２３２Ａに嵌め込まれた永久磁石２３５Ａ
の内周面側の磁極に対してインナロータ２３４Ａの三相
コイル２３６Ａに印加する電圧を制御することにより、
第２実施例の動力出力装置２２０のクラッチモータ２３
０と同様に動作する。また、アウタロータ２３２Ａに嵌
め込まれた永久磁石２３５Ａの外周面側の磁極に対して
ステータ２４３の三相コイル２４４に印加する電圧を制
御することにより第２実施例の動力出力装置２２０のア
シストモータ２４０と同様に動作する。したがって、変
形例の動力出力装置２２０Ａは、上述した第２実施例の
動力出力装置２２０が行なうすべての動作について同様
に動作する。

【０１４３】こうした変形例の動力出力装置２２０Ａに
よれば、アウタロータ２３２Ａがクラッチモータ２３０
Ａのロータの一方とアシストモータ２４０Ａ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。

【０１４４】第２実施例の動力出力装置２２０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３３の変形例の動力出力装置２２０Ｂ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。
この場合、駆動軸２２２に機械的に結合していたアシス
トモータ２４０を駆動軸２２２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２４０によ
って後輪部の駆動輪２２７，２２９を駆動する。一方、
駆動軸２２２の先端はギヤ２２３を介してディファレン
シャルギヤ２２４に結合されており、この駆動軸２２２
によって前輪部の駆動輪２２６，２２８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。

【０１４５】また、第２実施例の動力出力装置２２０で
は、クラッチモータ２３０に対する電力の伝達手段とし
て回転リング２３８ａとブラシ２３８ｂとからなるスリ
ップリング２３８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。

【０１４６】ところで、上述した第１実施例の動力出力
装置１１０や第２実施例の動力出力装置２２０では、エ
ンジン１５０，２５０としてガソリンにより運転される
ガソリンエンジンを用いたが、その他に、ディーゼルエ
ンジンや、タービンエンジンや、ジェットエンジンなど
各種の内燃或いは外燃機関を用いることもできる。

【０１４７】また、第１実施例の動力出力装置１１０や
第２実施例の動力出力装置２２０では、モータＭＧ１や
モータＭＧ２，クラッチモータ２３０やアシストモータ
２４０としてＰＭ形（永久磁石形；Permanent Magnet t
ype）同期電動機を用いていたが、回生動作及び力行動
作を行なわせるのであれば、その他にも、ＶＲ形（可変
リラクタンス形；Variable Reluctance type）同期電動
機や、バーニアモータや、直流電動機や、誘導電動機
や、超電導モータや、ステップモータなどを用いること
もできる。

【０１４８】さらに、第１実施例の動力出力装置１１０
や第２実施例の動力出力装置２２０では、第１および第
２の駆動回路１９１，１９２，２９１，２９２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；Insulate
d 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；Puls
e 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。

【０１４９】また、バッテリ１９４，２９４としては、
Ｐｂバッテリ，ＮｉＭＨバッテリ，Ｌｉバッテリなどを
用いることができるが、バッテリ１９４，２９４に代え
てキャパシタを用いることもできる。

【０１５０】上述したように、本発明の原動機の運転を
停止した状態で電動機のみか駆動軸に動力を出力してい
るときに原動機を始動する制御や原動機と電動機とから
駆動軸に動力を出力しているときに原動機の運転を停止
する制御は、原動機と電動機とから同時に駆動軸に動力
を出力できる動力出力装置であれば如何なるものであっ
てもよいから、例えば、図３４に例示する動力出力装置
３１０のような構成にも適用できる。変形例の動力出力
装置３１０は、クラッチＣＬを介してクランクシャフト
ＣＳが駆動軸ＤＳと結合されたエンジンＥＧと、駆動軸
ＤＳに取り付けられた発電可能なモータＭＧ３と、モー
タＭＧ３に電力を供給可能なバッテリＢＴと、エンジン
ＥＧの運転やモータＭＧ３の駆動，クラッチＣＬの係合
状態を制御する車両コントローラＣＣとを備える。な
お、駆動軸ＤＳは、デ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。

【０１５１】こうした変形例の動力出力装置３１０でも
図２４の出力エネルギ演算ルーチンと共に図３５および
図３６に例示するエンジン始動制御ルーチンを実行する
ことにより、モータＭＧ３から出力される動力のみで駆
動している状態でエンジンＥＧを始動し、エンジンＥＧ
から出力されるエネルギＰｅとバッテリＢＴから充放電
される電気エネルギによる駆動とすることができる。以
下にこの変形例の動力出力装置３１０におけるエンジン
始動制御やエンジン停止制御について簡単に説明する。
なお、第１実施例や第２実施例の説明に用いた符号は、
特に明示しない限り、そのまま同じ意味で用いる。

【０１５２】図３５および図３６のエンジン始動制御ル
ーチンが実行されると、駆動軸ＤＳの回転数Ｎｄとバッ
テリＢＴの残容量ＢRMを入力し（ステップＳ５１０およ
びＳ５１２）、入力した残容量ＢRMとエネルギＰｄとに
基づいてエンジンＥＧから出力すべきエネルギＰｅを設
定する（ステップＳ５１４）。そして、駆動軸ＤＳの回
転数ＮｄをエンジンＥＧの目標回転数Ｎｅ＊に、エネル
ギＰｅを回転数Ｎｄで割った値を目標トルクＴｅ＊に設
定する（ステップＳ５１６）。駆動軸ＤＳの回転数Ｎｄ
をエンジンＥＧの目標回転数Ｎｅ＊に設定するのは、ク
ランクシャフトＣＳと駆動軸ＤＳとを同じ回転数にする
ことによりクラッチＣＬを係合状態（ＯＮ）にする際の
ショックをなくすためである。そして、図８および図９
のエンジン始動制御ルーチンのステップＳ１１８ないし
Ｓ１２６の処理と同一のステップＳ５１８ないしＳ５２
６の処理、すなわち、スロットルバルブの初期開度ＳＶ
Ｐ１や目標開度ＳＶＰ＊の設定，スロットルバルブの開
度ＳＶＰの初期開度ＳＶＰ１への設定，点火進角ＦＴの
最遅角ＦＴ１への設定，吸気弁の開閉タイミングＶＴの
最遅角ＶＴ１への設定，目標空燃比のリーン側への設定
の処理を行なう。

【０１５３】続いて、トルク指令値Ｔｄ＊にエンジンＥ
Ｇをモータリングするトルクを加えた値をモータＭＧ３
のトルク指令値Ｔｍ３＊に設定する（ステップＳ５２
８）。ここで、エンジンＥＧをモータリングするトルク
は、ステップＳ５２０ないしＳ５２６によって設定され
た運転条件で、クラッチＣＬを半クラッチの係合状態と
したときにエンジンＥＧを目標回転数Ｎｅ＊で回転でき
るトルクとして定められるものである。そして、クラッ
チＣＬを半クラッチの係合状態として（ステップＳ５３
０）、エンジンＥＧのモータリングを開始する。

【０１５４】次に、エンジンＥＧの回転数Ｎｅと目標回
転数Ｎｅ＊との偏差が偏差△Ｎｅ未満になるのを待って
（ステップＳ５３２およびＳ５３４）、クラッチＣＬを
滑りのない係合状態（ＯＮ）とし（ステップＳ５３
５）、燃料噴射量の制御や点火制御などを開始し（ステ
ップＳ５３６）、エンジンＥＧが始動するのを確認する
（ステップＳ５３８）。続いて、図８および図９のエン
ジン始動制御ルーチンのステップＳ１４０ないしＳ１４
６の処理と同一のステップＳ５４０ないしＳ５４６の処
理、すなわち目標空燃比の理論空燃比への設定，スロッ
トルバルブの開度ＳＶＰの増加，点火進角ＦＴの進角，
開閉タイミングＶＴの進角の処理を行なう。そして、カ
ウンタＣの値と目標回転数Ｎｅ＊とに基づいてエンジン
ＥＧから出力されると見込まれるトルクをトルク指令値
Ｔｄ＊から減じてモータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３＊
算出し（ステップＳ５５０）、カウンタＣをインクリメ
ントして（ステップＳ５５４）、カウンタＣが繰り返し
回数Ｃｓｅｔ以上となるまでステップＳ５４２に戻る
（ステップＳ５５６）。ここで、この変形例では、各カ
ウンタＣの値に応じて各回転数におけるエンジンＥＧか
ら出力されるトルクＴｅを実験により求めて車両コント
ローラＣＣの図示しないＲＯＭにマップとして記憶して
おき、カウンタＣと目標回転数Ｎｅ＊とが与えられると
記憶したマップから対応するトルクの値をエンジンＥＧ
から出力されると見込まれるトルクとして導出するもの
とした。このように導出できるのは、スロットルバルブ
の開度ＳＶＰの増加や点火進角ＦＴの進角および開閉タ
イミングＶＴの進角が、ステップＳ５４２ないしＳ５５
０をカウンタＣがインクリメントされる毎に所定量ずつ
行なわれることに基づく。すなわち、カウンタＣの値と
目標回転数Ｎｅ＊とが与えられれば、エンジンＥＧの運
転状態は定まるのである。ある回転数で回転していると
きのカウンタＣとエンジンＥＧから出力されるトルクＴ
ｅとの関係の一例を図３７に示す。こうした変形例の動
力出力装置３１０によるエンジンＥＧの始動時のタイミ
ングチャートを図３８に例示する。

【０１５５】図３９のエンジン停止制御ルーチンは、エ
ンジン２５０が目標回転数Ｎｅ＊で回転するようクラッ
チモータ２３０のトルク指令値Ｔｃ＊を設定する処理
（ステップＳ３９４およびＳ３９６）およびクラッチモ
ータ２３０から駆動軸２２２に出力されるトルクを打ち
消すようアシストモータ２４０のトルク指令値Ｔａ＊を
設定する処理（ステップＳ３９８）に代えてカウンタＣ
の値と目標回転数Ｎｅ＊とに基づいて求められるエンジ
ンＥＧから出力されると見込まれるトルクをトルク指令
値Ｔｄ＊から減じてモータＭＧ３のトルク指令値Ｔｍ３
＊を算出する処理（ステップＳ５９８）を実行する点
と、ステップＳ５８８ないしＳ６０２の処理を繰り返し
回数Ｃｓｅｔだけ繰り返した後にクラッチＣＬを非係合
状態（ＯＦＦ）とする処理（ステップＳ６０６）を実行
する点とを除いて第２実施例の動力出力装置２２０が実
行する図３０のエンジン停止制御ルーチンと同一であ
る。したがって、図３９のエンジン停止制御ルーチンの
これ以上の説明は要しない。なお、こうした変形例のエ
ンジンＥＧの運転停止時のタイミングチャートを図４０
に例示する。

【０１５６】以上説明したように、変形例の動力出力装
置３１０でも第１実施例の動力出力装置１１０や第２実
施例の動力出力装置２２０と同様のエンジン始動制御
（図３５および図３６）やエンジン停止制御（図３９）
を行なうことができる。したがって、変形例の動力出力
装置３１０によっても、第１実施例の動力出力装置１１
０や第２実施例の動力出力装置２２０が奏する効果と同
様の効果を奏することができる。

【０１５７】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、動力出力装置を車両に搭載するの
ではなく、船舶，航空機などの交通手段やその他各種産
業機械などに搭載する構成など、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】本発明の一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２】実施例の動力出力装置１１０の部分拡大図であ
る。

【図３】実施例の動力出力装置１１０を組み込んだ車両
の概略の構成を例示する構成図である。

【図４】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５】実施例におけるプラネタリギヤ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６】実施例におけるプラネタリギヤ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７】実施例の制御装置１８０により実行される出力
エネルギ演算ルーチンを例示するフローチャートであ
る。

【図８】実施例の制御装置１８０により実行されるエン
ジン始動制御ルーチンの前半部を例示するフローチャー
トである。

【図９】実施例の制御装置１８０により実行されるエン
ジン始動制御ルーチンの後半部を例示するフローチャー
トである。

【図１０】実施例の動力出力装置１１０がモータＭＧ２
から出力されるトルクＴｍ２だけで駆動する動作状態に
あるときの共線図である。

【図１１】スロットルバルブ１６６の開度ＳＶＰとエン
ジン１５０から出力されるトルクＴｅとの関係を例示す
るグラフである。

【図１２】点火進角ＦＴとエンジン１５０から出力され
るトルクＴｅとの関係を例示するグラフである。

【図１３】エンジン１５０のサイクルと燃焼室１５４の
バルブリフトとの関係を例示する説明図である。

【図１４】吸気弁１５２の開閉タイミングＶＴと吸入空
気量との関係を例示するグラフである。

【図１５】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１６】実施例の制御装置１８０により実行されるモ
ータＭＧ２の制御ルーチンを例示するフローチャートで
ある。

【図１７】エンジン１５０の始動時の状態を説明するタ
イミングチャートである。

【図１８】実施例の制御装置１８０により実行されるエ
ンジン停止制御ルーチンを例示するフローチャートであ
る。

【図１９】エンジン１５０の運転停止時の状態を説明す
るタイミングチャートである。

【図２０】実施例の動力出力装置１１０を４輪駆動車に
適用したときの具体例である動力出力装置１１０Ｂを組
み込んだ車両の概略構成を示す構成図である。

【図２１】本発明の第２実施例としての動力出力装置２
２０の概略構成を示す構成図である。

【図２２】第２実施例の動力出力装置２２０を組み込ん
だ車両の概略の構成を例示する構成図である。

【図２３】第２実施例の動力出力装置２２０の動作原理
を説明するためのグラフである。

【図２４】第２実施例の制御装置２８０により実行され
る出力エネルギ演算ルーチンを例示するフローチャート
である。

【図２５】第２実施例の制御装置２８０により実行され
るエンジン始動制御ルーチンの前半部を例示するフロー
チャートである。

【図２６】第２実施例の制御装置２８０により実行され
るエンジン始動制御ルーチンの後半部を例示するフロー
チャートである。

【図２７】第２実施例の制御装置２８０により実行され
るクラッチモータ制御ルーチンを例示するフローチャー
トである。

【図２８】第２実施例の制御装置２８０により実行され
るアシストモータ制御ルーチンを例示するフローチャー
トである。

【図２９】第２実施例におけるエンジン２５０の始動時
の状態を説明するタイミングチャートである。

【図３０】第２実施例の制御装置２８０により実行され
るエンジン停止制御ルーチンを例示するフローチャート
である。

【図３１】第２実施例におけるエンジン２５０の運転停
止時の状態を説明するタイミングチャートである。

【図３２】第２実施例の変形例の動力出力装置２２０Ａ
の概略構成を示す構成図である。

【図３３】第２実施例の動力出力装置２２０を４輪駆動
車に適用したときの具体例である動力出力装置２２０Ｂ
を組み込んだ車両の概略構成を示す構成図である。

【図３４】変形例の動力出力装置３１０の概略構成を示
す構成図である。

【図３５】変形例の動力出力装置３１０により実行され
るエンジン始動制御ルーチンの前半部を例示するフロー
チャートである。

【図３６】変形例の動力出力装置３１０により実行され
るエンジン始動制御ルーチンの後半部を例示するフロー
チャートである。

【図３７】カウンタＣとエンジンＥＧから出力されるト
ルクＴｅとの関係の一例を示すグラフである。

【図３８】変形例の動力出力装置３１０におけるエンジ
ンＥＧの始動時の状態を説明するタイミングチャートで
ある。

【図３９】変形例の動力出力装置３１０により実行され
るエンジン停止制御ルーチンを例示するフローチャート
である。

【図４０】変形例の動力出力装置３１０におけるエンジ
ンＥＧの運転停止時の状態を説明するタイミングチャー
トである。

【符号の説明】

１１０…動力出力装置 １１１…動力伝達ギヤ １１２…駆動軸 １１４…ディファレンシャルギヤ １１５…ケース 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 １５１…燃料噴射弁 １５２…吸気弁 １５３…開閉タイミング変更機構 １５４…燃焼室 １５５…ピストン １５６…クランクシャフト １５８…イグナイタ １６０…ディストリビュータ １６２…点火プラグ １６４…アクセルペダル １６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ １６５…ブレーキペダル １６５ａ…ブレーキペダルポジションセンサ １６６…スロットルバルブ １６７…スロットルバルブポジションセンサ １６８…アクチュエータ １７０…ＥＦＩＥＣＵ １７２…吸気管負圧センサ １７３…カムシャフトポジションセンサ １７４…水温センサ １７６…回転数センサ １７８…回転角度センサ １７９…スタータスイッチ １８０…制御装置 １８２…シフトレバー １８４…シフトポジションセンサ １９０…制御ＣＰＵ １９０ａ…ＲＡＭ １９０ｂ…ＲＯＭ １９１…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 ２２０…動力出力装置 ２２２…駆動軸 ２２３…ギヤ ２２４…ディファレンシャルギヤ ２２６，２２８…駆動輪 ２２７，２２９…駆動輪 ２３０…クラッチモータ ２３２…アウタロータ ２３４…インナロータ ２３５…永久磁石 ２３６…三相コイル ２３８…スリップリング ２３８ａ…回転リング ２３８ｂ…ブラシ ２３９…レゾルバ ２４０…アシストモータ ２４２…ロータ ２４３…ステータ ２４４…三相コイル ２４５…ケース ２４６…永久磁石 ２４８…レゾルバ ２４９…ベアリング ２５０…エンジン ２５１…燃料噴射弁 ２５２…吸気弁 ２５６…クランクシャフト ２６０…ディストリビュータ ２６２…点火プラグ ２６４…アクセルペダル ２６５…ブレーキペダル ２６４ａ…アクセルペダルポジションセンサ ２６５ａ…ブレーキポジションセンサ ２６６…スロットルバルブ ２７０…ＥＦＩＥＣＵ ２７８…回転角度センサ ２８０…制御装置 ２８４…シフトポジションセンサ ２９０…制御ＣＰＵ ２９０ａ…ＲＡＭ ２９０ｂ…ＲＯＭ ２９１…第１の駆動回路 ２９２…第２の駆動回路 ２９４…バッテリ ２９５，２９６…電流検出器 ２９７，２９８…電流検出器 ２９９…残容量検出器 ３１０…動力出力装置 ＡＨ…駆動輪 ＢＴ…バッテリ ＣＣ…車両コントローラ ＣＬ…クラッチ ＣＳ…クランクシャフト ＤＧ…デファレンシャルギヤ ＤＳ…駆動軸 ＥＧ…エンジン Ｌ１，Ｌ２…電源ライン ＭＧ１…モータ ＭＧ２…モータ ＭＧ３…モータ Ｔｒ１〜Ｔｒ６…トランジスタ Ｔｒ１１〜Ｔｒ１６…トランジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長瀬 健一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (56)参考文献 特開 平８−193531（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−232817（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−28313（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−135546（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−131858（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/00 - 29/06 B60K 6/02 B60L 11/00 - 11/14 F02N 11/04 F02N 11/08

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と電
   動機とを備える動力出力装置であって、 前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設
   定手段と、 該設定された要求動力に基づいて前記内燃機関から出力
   する目標動力を設定する目標動力設定手段と、 前記内燃機関が停止しているときに前記目標動力設定手
   段がゼロでない値の目標動力を設定したとき、該目標動
   力の設定値に応じて定められた制御回転速度で該内燃機
   関を回転させつつ、前記駆動軸にトルクを出力できる状
   態で該出力されるトルクが小さくなるよう該内燃機関を
   始動すると共に、該内燃機関を前記制御回転速度に保っ
   たまま該内燃機関から出力される動力が徐々に該目標動
   力になるよう該内燃機関の運転を制御する内燃機関運転
   制御手段と、 前記内燃機関運転制御手段による前記内燃機関の始動に
   伴って前記駆動軸に出力されるトルクの変動を打ち消す
   よう前記電動機を駆動制御すると共に、前記内燃機関運
   転制御手段による前記内燃機関の運転制御によって前記
   内燃機関から出力される動力と前記要求動力との偏差の
   動力が前記電動機から出力されるよう該電動機を駆動制
   御する電動機駆動制御手段とを備える動力出力装置。
2. 【請求項２】 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃
   機関への吸入空気量を調節するスロットルバルブの開度
   を、該内燃機関の始動時には該内燃機関から出力される
   トルクが小さくなる所定の開度とし、該内燃機関の始動
   後は徐々に前記目標動力に対応する開度となるよう制御
   する手段である請求項１記載の動力出力装置。
3. 【請求項３】 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃
   機関の点火時期を、前記内燃機関の始動時には可燃範囲
   内の遅角側の所定の点火時期とし、該内燃機関の始動後
   は徐々に最適な点火時期となるよう進角させる手段であ
   る請求項１または２記載の動力出力装置。
4. 【請求項４】 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃
   機関の吸気バルブの開閉時期を、該内燃機関の始動時に
   は運転可能範囲内の遅角側の所定の開閉時期とし、該内
   燃機関の始動後は徐々に最適な開閉時期となるよう進角
   させる手段である請求項１ないし３いずれか記載の動力
   出力装置。
5. 【請求項５】 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃
   機関の空燃比を、該内燃機関の始動時には可燃範囲内の
   リーン側の所定の比とし、該内燃機関の始動後は徐々に
   最適な空燃比となるよう燃料噴射量を制御する手段であ
   る請求項１ないし４いずれか記載の動力出力装置。
6. 【請求項６】 駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と電
   動機とを備える動力出力装置であって、 前記駆動軸に出力すべき要求動力を設定する要求動力設
   定手段と、 該設定された要求動力に基づいて前記内燃機関から出力
   する目標動力を設定する目標動力設定手段と、 前記内燃機関が運転されているときに前記目標動力設定
   手段が値０の目標動力を設定したとき、該内燃機関の回
   転速度を略一定に保ったまま、前記駆動軸にトルクを出
   力できる状態で該出力されるトルクが徐々に小さくなる
   よう該内燃機関の運転を制御すると共に、該内燃機関の
   運転状態が出力されるトルクが小さな値となる所定の状
   態となったとき該内燃機関の運転を停止する内燃機関運
   転制御手段と、 前記内燃機関運転制御手段による前記内燃機関の運転制
   御によって該内燃機関から出力される動力と前記要求動
   力との偏差の動力が前記電動機から出力されるよう該電
   動機を駆動制御すると共に、該内燃機関の停止に伴って
   前記駆動軸に出力されるトルクの変動を打ち消すよう前
   記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段とを備える
   動力出力装置。
7. 【請求項７】 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃
   機関への吸入空気量を調節するスロットルバルブの開度
   を、前記目標動力の設定される直前の開度から徐々に該
   内燃機関から出力されるトルクが小さくなる所定の開度
   となるよう制御する手段である請求項６記載の動力出力
   装置。
8. 【請求項８】 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃
   機関の点火時期を、最適な点火時期から徐々に可燃範囲
   内の遅角側の所定の点火時期となるよう遅角させる手段
   である請求項６または７記載の動力出力装置。
9. 【請求項９】 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃
   機関の吸気バルブの開閉時期を、最適な開閉時期から徐
   々に運転可能範囲内の遅角側の所定の開閉時期に遅角さ
   せる手段である請求項６ないし８いずれか記載の動力出
   力装置。
10. 【請求項１０】 前記内燃機関運転制御手段は、前記内
    燃機関の空燃比を、最適な空燃比から徐々に可燃範囲内
    のリーン側の所定の比となるよう燃料噴射量を制御する
    手段である請求項６ないし９いずれか記載の動力出力装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０いずれか記載の動
    力出力装置であって、 前記内燃機関の出力軸に結合された第１のロータと、前
    記駆動軸に結合され該第１のロータに対して相対的に回
    転可能な第２のロータとを有し、該両ロータ間の電磁的
    な結合を介して前記内燃機関の出力軸と該駆動軸との間
    で動力のやり取りをすると共に該両ロータ間の回転差に
    基づいて電力を回生または消費する対ロータ電動機を備
    え、 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関が前記駆動
    軸にトルクを出力できる回転状態となるよう前記対ロー
    タ電動機を駆動制御する対ロータ電動機駆動制御手段を
    備える動力出力装置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１０いずれか記載の動
    力出力装置であって、 回転軸を有し、該回転軸と動力のやり取りを行なう第２
    の電動機と、 前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記回転軸とに各
    々結合される３軸を有し、該３軸のうちいずれか２軸へ
    動力が入出力されたとき、該入出力された動力に基づい
    て定まる動力を残余の１軸へ入出力する３軸式動力入出
    力手段とを備え、 前記内燃機関運転制御手段は、前記内燃機関が前記駆動
    軸にトルクを出力できる回転状態となるよう前記第２の
    電動機を駆動制御する第２電動機駆動制御手段を備える
    動力出力装置。