(57)【要約】【課題】  差動歯車を使用した動力分割型動力伝達装置の入力軸（４a)へフライホイール（３）を連動させた動力伝達系において、その動力伝達系の出力軸（６）に駆動トルクT2を与える場合、その差動歯車の反力軸へ生じさせる発電トルクTrdとその駆動トルクT2との関係を求める。【解決手段】  動力分割型動力伝達装置の差動歯車（４１）において、反力軸（４１）に第１のモータ・ジェネレータ（４０）、入力軸（４a)にフライホイール（３）、および出力軸（６）に第２のモータ・ジェネレータをそれぞれ連動させ、出力軸へ駆動トルクT2を出力させる場合、その反力軸に生じさせる発電トルクTrdの値を上記T2の関数となっている一定の関係式（１４式）から求める。【選択図】  図２
2006290329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反力軸（４１f）、入力軸（４a)および出口軸（４b)を有した差動歯車（４１）において、前記反力軸には第１のモータ・ジェネレータ（４０）が連動し、フライホイール（３）と、間歇的に作動するエンジン（１）とが前記入力軸に連動し、前記出口軸（４b)は出力軸（６）を介して車両における駆動輪に連動し、第２のモータ・ジェネレータ（５）は前記車両における前記駆動輪あるいは他の駆動輪のいずれかに連動し、前記第１のモータ・ジェネレータが発電した電力の全てを前記第２のモータ・ジェネレータへ供給することを基本制御とする動力伝達系であって、前記第２のモータ・ジェネレータが前記出力軸（６)に連動している場合に相当したその出力軸(6)に駆動トルクT2の値を指示して車両の速度制御をする制御において、
制御装置は、前記反力軸のトルクをTrdとし、前記入力軸から前記差動歯車を介して前記反力軸へ至る動力伝達の効率をηmrとし、前記入力軸から前記差動歯車を介して前記出力軸へ至る動力伝達の効率をηmoとし、前記反力軸から前記第１のモータ・ジェネレータおよび前記第２のモータ・ジェネレータを介して前記出力軸に至る動力伝達経路とした場合の動力伝達の効率をηeとし、前記差動歯車の基準速度比をecとし、前記出力軸の回転速度をN2とし、前記フライホイールの回転速度をNfとして、
Trd = (ec-1)×T2×ηmr/［｛ηmo-(ηmr×ηe）｝＋{(ec×Nf/N2)×ηmr×ηe}〕
の関係式によってトルクTrdを求め、前記第１のモータ・ジェネレータの発電が前記反力軸へその求めたトルクTrdを発生させる制御を行うフライホイール・エネルギ蓄積駆動の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関あるいは外燃機関等の熱機関をエンジンとして、エンジンの出力動力を間歇的にフライホイールへ回転エネルギとして蓄積しておき、その蓄積したエネルギのうち、必要なエネルギ分のみを動力分割型変速機の出力軸へ取り出すフライホイール・エネルギ蓄積駆動の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種フライホイール・エネルギ蓄積駆動の方式として図１に示す特開２００３−０２０９７０号がある。
図１において、内燃機関であるエンジン１の出力軸１aは、増速機１A 、駆動軸１bおよびクラッチ２を介してフライホイール３の駆動軸３aに連動している。
この場合において、増速機１Aは必ずしも必要ではなく、出力軸１aと駆動軸１bは直結であってもよい。
【０００３】
入力軸４aを介してフライホイール３に連動しているアウターロータ４Aとインナーロータ４Bとは第１のモータ・ジェネレータ４を形成し、インナーロータ４Bは出口軸４bを介して出力軸６へ連動している。
【０００４】
第２のモータ・ジェネレータ５は、駆動軸５a、歯車５bおよび５cを介して出力軸６へ連動している。
なお、モータ・ジェネレータ５は歯車５bおよび５cを介さないで、直接、出力軸６と一体に設けてもよい。
又、出力軸６は車両の駆動輪へ連動している。
【０００５】
上記図１の機構において、エンジン１が作動状態にあり且つクラッチ２が係合状態にあるとき、エンジン１の出力トルクTeは、増速機１Aにおける増速比iの存在によって、駆動軸１b、クラッチ２および駆動軸３aにおいてTe / iのトルクに変換している。
すなわち、エンジン１が作動しているときは、駆動軸３aにおけるトルクTe / iがフライホイール３の回転を駆動加速し、且つモータ・ジェネレータ４に発電作用をさせる。
又、エンジン１が作動していないときは、フライホイール３の回転エネルギのみによってモータ・ジェネレータ４に発電作用をさせるものとなっている。
【０００６】
このように、エンジン１が作動しているときも作動していないときも、モータ・ジェネレータ４の発電作用においては、その発電によって入力軸４aにトルクT1iが生じ、出口軸４bには入力軸４aにおけるトルクと同じ大きさの反力トルクT1iが生じる。
その出口軸４bに生じたトルクT1iは機械的に、そのまま、出力軸６を駆動する。
又、モータ・ジェネレータ４によって発電した電力は原則として全てモータ・ジェネレータ５に供給し、その電力によってモータ・ジェネレータ５はモータ作用し、そのモータ作用による機械的動力が歯車５bおよび５cを介して出力軸６を駆動する。
なお、このモータ・ジェネレータ４によって発電した電力を“全て”モータ・ジェネレータ５に供給する制御を以後、「基本制御」と呼ぶ。
【０００７】
ここで、図１における機構のうち、入力軸４aから出力軸６までの間の動力伝達系の部分は、公知の動力分割型動力伝達装置となっている。
【０００８】
このような図１のフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置において、エンジン１が作動して駆動軸３aにトルクTe / iを生じさせ、フライホイール３を回転加速させるためには、フライホイール３の加速トルクをTfとし、
Tf  ＝（ Te / i ）−  T1i  ＞０                          （a)
の関係が必要である。
【０００９】
又、（ a )式におけ入力軸４aのトルクT1iは、
T1i  ＝ T2 /〔１＋{（Nｆ/N２）−１}×ηe〕              （b）
の関係式から求め、上記基本制御を行うことになっている。
但し、上記（b)式において、T2は出力軸６へ指示するトルク、Nfはフライホイール３の回転速度、およびN2は出力軸６の回転速度である。又、ηeは、モータ・ジェネレータ４を発電させる機械入力動力がモータ・ジェネレータ４において一旦、電力に変換して後、再びモータ・ジェネレータ５において機械動力となり、その動力が出力軸６に伝達するまでの動力伝達効率である。
【００１０】
すなわち、効率ηeを実験的に求めておき、車両の走行中においてフライホイール３の回転速度Nfと出力軸６の回転速度N2を検出しておき、アクセルペダル(Accelerator Pedal)によって出力軸６におけるトルクT2を指示すると、（b)式からモータ・ジェネレータ４に発電させる入力軸４aの入力トルクT1iが求まり、そのトルクT1iを（a)式に代入し、（a)式の条件を充たすようにエンジン１を作動させればよいものとなっている。
なお、エンジン１を作動させていないときは、Te = 0となるから、（a)式においてフライホイール・トルクTfはTf＜０となり、その場合、フライホイール３の回転速度Nfは減速状態にある。
【００１１】
このように、運転者がその車両の速度制御をする場合、エンジン１を作動させているときも作動させていないときも、運転者が出力軸６のトルクT2を指令すればよいことになり、そのトルクT2の指令によって、制御機構は、（b)式にしたがって、モータ・ジェネレータ４の発電トルクをT1iに設定する。
【００１２】
又、上記基本制御において、エンジン１を作動させずフライホイール３の回転エネルギのみによって出力軸６を駆動していることによって、フライホイール３の回転エネルギ蓄積量が不十分となった状態においては、上記出力軸６への駆動を続けながら、クラッチ２を結合し、上記（a)式に従って、エンジン１からフライホイール３への回転エネルギ蓄積作用を行っている。
【特許文献１】特開２００３-０２０９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図１における従来の方法は、入力軸４aと出口軸４bとの相対回転によって発電をするものであるが、その相対回転は、モータ・ジェネレータ４におけるアウターロータ４Aもインナーロータ４Bも共に回転しながら発電作用を行うものである。
したがって、アウターロータ４A側から、あるいはインナーロータ４B側からその発電した電力を固定した外部の制御装置へ取り出すために、その回転部分と外部の固定部分との間に電力やり取り用のスリップ・リング（Slip Ring)を介在させる必要がある。
しかし、このスリップ・リングは、未だ高速回転において効率良く電力をやり取りすることにおいて、問題点が多い。
【００１４】
これに対して、入力軸４aと出口軸４bとの相対回転によって発電をする方法として、入力軸４aと出口軸４bとの間に差動歯車を設け、その差動歯車における反力軸に固定子を持った通常型の発電機を連動すれば、同様に、入力軸４aと出口軸４bとの相対回転による発電が可能であり、且つその発電機との電力のやり取りはその固定子と行うことが出来るので、スリップ・リングを必要としない。
しかし、この差動歯車を使用する方式に対して、上記（b)式に相当する関係式が未だ解明されていない。
【００１５】
本発明の目的は、図１のモータ・ジェネレータ４を差動歯車使用のモータ・ジェネレータに置き換えた場合において、上記（b）式に相当する基本制御が可能となる関係式を解明したフライホイール・エネルギ蓄積駆動の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の制御に使用するフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置は、反力軸（４１）、入力軸（４a)および出口軸（４b)を有した差動歯車（４１）において、前記反力軸には第１のモータ・ジェネレータ（４０）が連動し、前記入力軸にはフライホイール（３）と、間歇的に作動するエンジン（１）が連動し、前記出口軸（４b)は出力軸（６）を介して車両における駆動輪に連動し、第２のモータ・ジェネレータ（５）は前記車両における前記駆動輪あるいは他の駆動輪のいずれかに連動し、前記第１のモータ・ジェネレータが発電した電力の全てを前記第２のモータ・ジェネレータへ供給することを基本制御としている。
そのようなフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置であって、本発明は、前記第２のモータ・ジェネレータが前記出力軸（６)に連動している場合に相当したその出力軸(6)に駆動トルクT2の値を指示して車両の速度制御をする。
【００１７】
本発明におけるその基本制御において、制御装置は、第１のモータ・ジェネレータ４０に下記の関係の発電制御を行わせることによって、出力軸６へ指示通りの出力トルクT2を設定する。
すなわち、
前記反力軸４１fのトルクをTrdとし、前記入力軸４aから前記差動歯車４１を介して前記反力軸４１fへ至る動力伝達の効率をηmrとし、前記入力軸４aから前記差動歯車４１を介して前記出力軸６へ至る動力伝達の効率をηmoとし、前記反力軸４１fから前記第１のモータ・ジェネレータ４０および前記第２のモータ・ジェネレータ５を介して前記出力軸６に至る動力伝達経路とした場合の動力伝達の効率をηeとし、前記差動歯車４１の基準速度比をecとし、前記出力軸６の回転速度をN2とし、前記フライホイールの回転速度をNfとして、制御装置は、
Trd = (ec-1)×T2×ηmr/［｛ηmo-(ηmr×ηe）｝＋{(ec×Nf/N2)×ηmr×ηe}〕
の関係式によってトルクTrdを求め、前記第１のモータ・ジェネレータの発電が前記反力軸へその求めたトルクTrdを発生させる制御をする。
【発明の効果】
【００１８】
エンジン１が作動中、非作動中であることに関係なく、制御装置７Aは、（１４）式を使用して第１のモータ・ジェネレータ４０に発電負荷トルクTrdを発生させ、そのことによって、第１のモータ・ジェネレータ４０が発電した電力の全てを第２のモータ・ジェネレータ５に供給する上記基本制御が可能になり、且つ、出力軸６へ指示した通りのトルクT2を出力する制御が可能になる。
そのことは、従来における図１のスリップ・リングを必要としたフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置に対して、図２のスリップ・リングを必要としない本発明の差動歯車型フライホイール・エネルギ蓄積駆動装置の使用が可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に使用している動力伝達系は下記の機構となっている。
反力軸（４１）、入力軸（４a)および出口軸（４b)を有した差動歯車（４１）において、前記反力軸には第１のモータ・ジェネレータ（４０）が連動し、フライホイール（３）と、間歇的に作動するエンジン（１）とが前記入力軸に連動し、前記出口軸は出力軸（６）を介して車両における駆動輪に連動し、第２のモータ・ジェネレータ（５）は前記車両における前記駆動輪あるいは他の駆動輪のいずれかに連動している動力伝達系となっている。
【００２０】
その動力伝達系における基本制御は、前記第１のモータ・ジェネレータが発電した電力の全てを前記第２のモータ・ジェネレータへ供給し、前記第２のモータ・ジェネレータが前記出力軸（６)に連動している場合に相当したその出力軸(6)に駆動トルクT2の値を指示して車両の速度制御をするものとなっている。
【００２１】
その制御において、制御装置は、前記反力軸のトルクをTrdとし、前記入力軸から前記差動歯車を介して前記反力軸へ至る動力伝達の効率をηmrとし、前記入力軸から前記差動歯車を介して前記出力軸へ至る動力伝達の効率をηmoとし、前記反力軸から前記第１のモータ・ジェネレータおよび前記第２のモータ・ジェネレータを介して前記出力軸に至る動力伝達経路とした場合の動力伝達の効率をηeとし、前記差動歯車の基準速度比をecとし、前記出力軸の回転速度をN2とし、前記フライホイールの回転速度をNfとして、
Trd = (ec-1)×T2×ηmr/［｛ηmo-(ηmr×ηe）｝＋{(ec×Nf/N2)×ηmr×ηe}〕
の関係式によってトルクTrdを求め、前記第１のモータ・ジェネレータの発電が前記反力軸へその求めたトルクTrdを発生させる制御をする。
【実施例】
【００２２】
本発明の制御に使用する図２のフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置を説明する前に、予備的に図３の説明をする。
図３において図１と符号が同一の部材は同じ部材を示しており、図３における差動歯車４１と第１のモータ・ジェネレータ４０の両者が、図１におけるモータ・ジェネレータ４に相当するモータ・ジェネレータになっている。
【００２３】
図３において、差動歯車４１は、リング歯車４１d、遊星歯車４１bおよび太陽歯車４１aからなっており、遊星歯車４１bはキャリヤ４１cに軸支している。
駆動軸３aから延長した入力軸４aがキャリヤ４１cに連動し、遊星歯車４１bは太陽歯車４１aおよびリング歯車４１dと歯車係合し、太陽歯車４１aは反力軸４１fを介してモータ・ジェネレータ４０におけるローター４０Bに連動しており、４０Aはモータ・ジェネレータ４０における固定子である。
【００２４】
この場合、差動歯車４１の各歯車の組み合わせは一例であって、一般的には、太陽歯車４１a、キャリヤ４１cあるいはリング歯車４１dの３部材のうち、いずれかの部材を入力軸４aに連動し、そのうちの残るいずれかの部材が出口軸４bに連動し、そのうちの残る最後の部材が反力軸４１fに連動するものである。
したがって、一般的には、図３における差動歯車４１の仮想線（２点破線）によって示した中身がブラック・ボックスであって、上記３部材のうち仮想線から外部に出ている各部材を反力軸４１f、入力軸４aおよび出口軸４bとして図２のように表現できる。
なお、図２においては、図１における増速機１Aを割愛している。
【００２５】
すなわち、図２における４１が差動歯車の一般表現をしたものであり、図２における差動歯車４１が図３における２点破線部分の差動歯車４１に相当する。
図２における各符号は、図３および図１におけるものと同一符号同一材を示している。
又、７Aは制御装置であり、７a 、7b 、７cおよび７dのそれぞれは配線（複数の電線あるいは信号線を単一の配線によって表現している）であり、７は二次電池あるいはキャパシタ等の電源である。
【００２６】
図２における一般表現の差動歯車４１の場合、その差動歯車４１のみの特性は以下のようになる。
差動歯車４１について、入力軸４aの回転速度をn1とし、出口軸４bの回転速度をn2とし、反力軸４１fの回転速度をnrとし、
速度比e = n2 / n1 ,
反力軸速度比er = nr / n1 
とし、反力軸４１fの回転を拘束した状態における速度比eをec（以下、基準速度比ecと呼ぶ）とすると、反力軸速度比er の特性が図４における実線Laあるいは破線Lbによって示すようになる。
すなわち、実線Laあるいは破線Lbの特性のように、反力軸速度比erの特性は図４のように、必ず（e =1.0 , er =1.0）点を通る直線特性になることは公知である。
【００２７】
なお、図４において、実線特性Laのer = 0における基準速度比 ec の値は、その実線特性Laに相当する差動歯車４１の差動歯車内における歯車の組み合わせによって決まる値であって、ec ＞1.0の場合を示し、破線特性Lbのer = 0における 基準速度比ec の値は、同じくその破線特性Lbに相当する差動歯車４１の差動歯車内における歯車の組み合わせによって決まる値であって、ec ＜1.0の場合を示しているものである。
言い換えれば、差動歯車４１の差動歯車内における歯車の組み合わせを任意に選択することによって、基準速度比 ec の値を自由に選択できる（但し、ec =1.0を除く）。
【００２８】
すなわち、
図４における反力軸速度比er の一般特性式は、図４から理解出来るように、
er = (e - ec) / (1 - ec)                                      （１）
の関係になる。
又、入力軸４a、出口軸４bおよび反力軸４１fとの間には一定のトルク比関係がある。
それは、差動歯車４１内が歯車の連動関係にあるため、それら連動している歯車の歯車比によって入力軸４a、出口軸４bおよび反力軸４１fとの間に一定のトルク比関係が決まってしまうからである。
【００２９】
差動歯車４１における各軸間のトルク比：
ここで図２において、差動歯車４１のみを考えた場合（入力軸４a 、反力軸４１f 、出口軸４bおよび差動歯車４１のみの機構を考えた場合）、入力軸４aのトルクをT1d、出口軸４bのトルクをT2dおよび反力軸４１fのトルクをTrdとし、入力軸４aの回転角速度をω１および出口軸４bの回転角速度をω２とする。
【００３０】
今、反力軸４１fの回転を拘束した状態を考え、入力軸４aの動力が差動歯車４１を介して出口軸４bへ伝達するまでの動力伝達効率をηmoとすると、差動歯車４１は一定歯車比の変速機（減速機あるいは増速機）となり、その場合の入力軸４aの動力（T1d×ω１）と出口軸４bの動力（T2d×ω２）との関係は、
（T1d×ω1）×ηmo = T２d × ω2
あるいは
T２d = T1d× (ω1 /ω2)×ηmo
となる。
【００３１】
ここで、(ω1 /ω2)＝（n1 / n2）であるから、上式は、
T２d = T1d× (n1 / n2)×ηmo
あるいは、上述のように n1 / n2 = 1 / eであるから、
T２d = T1d× ( 1 / e )×ηmo                              （２）
となる。
【００３２】
又、（２）式における速度比eは、反力軸４１fの回転を拘束した状態 、すなわち（１）式において er =0と置いた状態の速度比eに相当している。
そのer = 0と置いた場合の（２）式における速度比eは、e = ecとなって、（２）式は、
T２d = T1d ×（１/ ec）×ηmo                            （３）
となる。
すなわち、反力軸４１fの回転を拘束した状態を考えた差動歯車４１は、一定歯車比１/ ecの変速機となる。
【００３３】
（３）式は、反力軸４１fの回転を拘束した状態を考えて導いた式であるが、差動歯車４１は、入力軸４a、出口軸４bおよび反力軸４１fの連動関係が一定のトルク比となる歯車比による関係にあるから、入力軸４a、出口軸４bおよび反力軸４１fのいずれもが回転していても（３）式は成立する。
【００３４】
同様に、出口軸４bの回転を拘束した状態を考え、入力軸４aの動力が差動歯車４１を介して反力軸４１fへ伝達するまでの動力伝達効率をηmrとすると、差動歯車４１は一定歯車比の変速機（減速機あるいは増速機）となり、その場合の入力軸４aの動力（T1d×ω１）と反力軸４１fの動力（Trd×ωr）との関係は、
T1d×ω1×ηmr = Trd × ωr
あるいは
Trd = T1d× (ω1 / ωr) ×ηｍｒ
となる。なお、ωrは反力軸４１fの回転角速度である。
ここで、（ω１/ωr) = (n1 / nr )であり且つ上述のようにn1 / nr = 1 / erであるから、上式は、
Trd = T1d × ( 1 / er ) ×ηｍｒ                            （４)
となる。
【００３５】
（４)式における反力軸速度比 erは、（１）式において出口軸４bの回転を拘束した状態（e = 0）を考えているから、（１）式においてe = 0を代入して求めたerの値を使用して、1 / er = (ec - 1) / ecとなるから、上式は
Trd = T1d ×｛（ec -１）/ ec ｝×ηｍｒ                      （５）
となる。
すなわち、出口軸４bの回転を拘束した状態を考えた差動歯車４１は、一定歯車比（ec -１）/ ecの変速機となる。
【００３６】
（５）式の場合も出口軸４bの回転を拘束した状態を考えて導いた式であるが、(３)式同様、差動歯車４１は、入力軸４a、出口軸４bおよび反力軸４１fの連動関係が一定のトルク比となる歯車比による関係にあるから、入力軸４a、出口軸４bおよび反力軸４１fのいずれもが回転している場合であっても、（５）式は成立する。
以上が差動歯車４１における各軸間のトルク比の説明である。
【００３７】
図２における動力伝達のメカニズムとその制御：
以上の差動歯車４１の一般関係式（１）、（３）および（５）式を使用して、図２のフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置における動力伝達のメカニズム（mechanism)を以下に説明する。
クラッチ２を係合しエンジン１を作動させている場合、上述した図１の説明におけるように、駆動軸３aにはエンジン１からのトルクTeが生じている。
【００３８】
駆動軸３aにおけるエンジン１からのトルクTeは、フライホイール３を加速回転させるフライホイール・トルクTfと入力軸４aを駆動するトルクT1dとの和、
Te = Tf +T1d
であり、表現を変えると
Tf = Te− T1d                                            （６）
の関係にある。
【００３９】
（６）式は、駆動軸３aに生じているエンジン・トルクTeから入力軸４aに生じているトルクT1dを差し引いた値のトルクTfが、フライホイール３を回転加速させる成分となることを示している。
すなわち、（６）式において、エンジン１が非作動中はTe＝０となってフライホイール・トルクTfは負となり、そのとき入力軸４aの負荷トルクT1dによってフライホイール回転速度Nfは減速してゆく。
又、エンジン１が作動中であっても、（６）式においてTe＜T1dの状態となると、フライホイール回転速度Nfは減速すなわち失速してしまう。
【００４０】
（６）式におけるトルクT1dは、モータ・ジェネレータ４０に発電を行わせることによって生ずるものである。
すなわち、モータ・ジェネレータ４０に発電を行わせて反力軸４１fに負荷トルクTrdを生じさせると、上記差動歯車４１の説明におけるように、入力軸４aにトルクT1dおよび出口軸４bにトルクT2dが発生する。
【００４１】
出口軸４bに生じたトルクT２dは、そのまま出力軸６へ伝達する。
その場合において、出口軸４bに生ずる動力Emdは、入力軸４aにおける動力の一部が差動歯車４１内の歯車のみを介して純機械的に出口軸４bへ出力しているものである。
【００４２】
出口軸４bに生ずる機械動力Emdは、
Emd =（T２d×ω２）                                  （７）
であり、（７）式と（３）式から
Emd = T1ｄ×ω２×ηmo / ec                           （８）
を得る。
【００４３】
又、入力軸４aにおける動力のうち、出口軸４bへ出力した動力Emd分を差し引いた残りの動力Eedは、モータ・ジェネレータ４０を発電させる入力動力であって、
Eed = Trd × ωｒ
である。なお、ωｒは反力軸４１fの回転角速度である。
この発電をさせる入力機械動力Eedは、モータ・ジェネレータ４０における発電によって電力に変換し、原則としてその電力の全てを第２のモータ・ジェネレータ５に与え、モータ・ジェネレータ５のモータ作用によってその与えた電力を機械動力に変換し、モータ・ジェエネレータ５の出力動力Eemは駆動軸５a、歯車５bおよび５cを介して出力軸６へ伝達する。
【００４４】
ここで、モータ・ジェネレータ４０への入力機械動力Eedがモータ・ジェネレータ５の出力動力となって、駆動軸５a、歯車５bおよび５cを介して出力軸６へ伝達するまでの動力伝達効率をηeとし、モータ・ジェネレータ５から歯車５ｂを介して歯車５ｃが出力軸６を駆動するトルクをTmとすると、
Eed ×ηe = Eem 
すなわち、Eed = Trd×ωrであり且つEem = Tm×ω２であるから、
Trd ×ωｒ×ηe = Tm × ω２
あるいは、上記式の両辺を入力軸４aの回転角速度ω１によって除し、ωr /ω１= erおよびω２/ω１= eとして整理すると、
Tm = Trd ×（er / e）×ηe                                （９）
となる。
【００４５】
更に、（１）式、（５）式および（９）式より、
Tm = ―T1ｄ×{（e - ec）/(e×ec)}×ηe×ηmr              （１０）
となる。
出口軸４bにおけるトルクT2dとモータ・ジェネレータ５からのトルクTmとの和が出力軸６におけるトルクT2であるから、
T2 = T2d + Tm                                            （１１）
である。
【００４６】
（１１）式へ（３）式のT2dおよび（１０）式のTmを代入して整理すると、
T2 = (T1d / ec)×〔｛ηmo -（ηmr×ηe）｝＋ {(ec / e)×ηmr×ηe}〕 （１２）
となる。
（５）式および（１２）式から
Trd = (ec-1)×T2×ηmr/［｛ηmo-(ηmr×ηe）｝＋{(ec/e)×ηmr×ηe}〕 （１３）
を得る。
【００４７】
ここで、速度比eは、入力軸４aの回転速度n1すなわちフライホイール回転速度Nfと、出口軸４bの回転速度n2すなわち出力軸６の回転速度N2との比
e = n2 / n1 = N2 / Nf
であるから、これを(１３)式へ代入すると、
Trd = (ec-1)×T2×ηmr/［｛ηmo-(ηmr×ηe）｝＋{(ec×Nf/N2)×ηmr×ηe}〕 （１４）
となる。
【００４８】
又、入力軸４aから出口軸４bに至る差動歯車４１内の歯車経路と、入力軸４aから反力軸４１fに至る差動歯車４１内の歯車経路とは、動力伝達効率の値を考えた場合、一般的に近似している場合が多い。すなわち、近似的にηmo = ηmr = ηmと置くと、（１４）式は、
Trd = (ec - 1)×T2 / 〔（１-ηe）＋ {(ec×Nf / N2)×ηe}〕    （１４a）
となる。
【００４９】
（１４）式は、現時点における出力軸６の回転速度がN2であって且つフライホイール回転速度がNfであるとき、運転者が出力軸６へ指示トルクT2を指令し、そのことによって制御装置７Aがモータ・ジェネレータ４０に発電トルクTrdを設定すると、図１における場合と同様に基本制御が可能になることを意味している。
ここで、モータ・ジェネレータ４０が発電することによって、反力軸４１fに発電トルクTrdを設定させると言うことは、モータ・ジェネレータ４０がその発電作用によって反力軸４１fに負荷をかけて反力軸４１fにトルクTrdを発生させることである。
その発電作用とトルクTrdとの関係は、例えば、モータ・ジェネレータ４０として直流発電機を使用する場合、その直流発電機からの出力電流を制御することでトルクTrdを制御出来るものであり、そのような発電機によるその駆動軸のトルク制御は公知である。
【００５０】
又、（１２）式および e = N2 / Nfより、
T1d =(ec×T2)/［｛ηmo-(ηmr×ηe)｝+｛ec×（Nf/N2）×ηmr×ηe｝］ (１５）
となる。
又、上記同様に、（１５）式において、近似的にηmo = ηmr = ηmと置くと、
T1d =（ec×T2 ) /［ηm×〔（１-ηe）＋{(ec×Nf / N2)×ηe}〕］  （１５a）
を得る。
（１５）式は、現時点における出力軸６の回転速度がN2であって且つフライホイール回転速度がNfであるとき、運転者が出力軸６へ指示トルクT2を指令し、そのことによって制御装置７Aが上記基本制御を行っている場合、入力軸４aにトルクT1dが生ずることを意味している。
【００５１】
なお、（１４）式および（１５）式における各動力伝達効率ηmo 、ηmr及びηeの値は、各状態ごとに実験的に求めて置き、（１４）式及び（１５）式の演算を行う制御装置７Aにそれら実験によって求めた値ηmo 、ηmr及びηeを記憶させて置けばよい。
【００５２】
更に、ここで上記（１４）式において、ηmr , ηmo および ηeの値は簡易的に一定値としても良い。
それは、ηmr およびηmo の値は一般的に1.0に近い値であり、ηeの値は0.7〜0.9の範囲に入る値である。
従って、（１４）式において例えばηmr , ηmo = 1.0とし、ηeは平均的に0.8とすると、（１４）式は
Trd = (ec-1)×T2 /［0.2＋{(ec×Nf/N2)×0.8}〕                      （１４b）
となる。
【００５３】
ここで、出力軸６及びフライホイール３は慣性力を有しているから、（１４b）式における制御演算の微小時間の間において、出力軸６及びフライホイール３における回転速度N2及びNfは殆ど変化せず、且つ基準速度比ecの値は、上述したように、差動歯車４１の機構によって決まる一定値である。
それに対して、運転者が出力軸６に指示する出力軸トルクT2は瞬時に大きく変化することもある。
【００５４】
すなわち、（１４b）式におけるNfおよびN2の殆ど変化しない制御演算の微小時間の間において、運転者が出力軸トルクT2の増減変化を指示すると、（１４b）式において、反力軸トルクTrdはそのT2の増減に比例して変化する関係になっている。
【００５５】
ここで、（１４b）式は、（１４）式に対してηmr , ηmoおよび ηeの値を簡易的に一定値として精度を欠いている関係式になっていることは確かである。
しかし、（１４b）式は、上記のように制御装置７Aがモータ・ジェネレータ４０の発電によって反力軸４１fにトルクTrdを生じさせれば、そのTrd値に比例して出力軸トルクT2の値も増減することを示している。
それは、制御装置７Aが（１４b)式の関係から反力軸４１fにトルクTrdを生じさせた結果、出力軸６に（１４）式を使用した場合に比し精度は落ちているT2のトルクを生じさせることになる。
【００５６】
ここで重要なことは、運転者は出力軸６へ具体的な値のトルクT2を指示しているのではなく、運転者がアクセルペダルを操作していることは、出力軸６へトルクを増やすか、減らすかの指示を行っていると言うことである。
すなわち、（１４b）式はその関係を充たしているのである。
【００５７】
そのことを詳述すると下記のようになる。
運転者が与えた“指示トルクT2”によって、制御装置７Aが（１４b）式を使用してモータ・ジェネレータ４０の発電によって反力軸４１fにトルクTrdを生じさせ、そのTrdが生ずると、現実の出力軸６には（１４b）式から求めたTrdを（１４）式に代入して求められる「実際のトルクT2」が生ずることになる。
すなわち、（１４ｂ）式を使用した場合、その「実際のトルクT2」は“指示トルクT2”と幾分、異なったトルク値となっている。
しかし、「実際のトルクT2」が“指示トルクT2”と幾分、異なったトルク値となっていても、上記理由から実用上は問題ない。それは、運転者がアクセルペダルの踏込み量を必要と感ずる分、増減させることによって、出力軸６における実際のトルクT2もその必要な分、増減して運転者の意志を充たしているからである。すなわち、アクセルペダルを踏込んだ結果、運転者がその車両の加速度に不足を感じたとき、運転者は更にアクセルペダルを踏込んで出力軸６における加速トルクT2を更に増大させるからである。
そのような理由によって、上記（１４）式においては、ηmr , ηmo および ηeの値を簡易的に一定値としてもよいことになる。
【００５８】
以上のように、図１におけるモータ・ジェネレータ４を図２における差動歯車４１とモータ・ジェネレータ４０との機構に置き換えても、フライホイール・エネルギ蓄積駆動の本発明としての基本制御が可能になる。
又、図２における入力軸４aから出力軸６に至る動力伝達系は、差動歯車方式の動力分割型動力伝達装置になっている。
以上が本発明を説明した実施例であるが、本発明を理解するために以下を補足説明しておく。
【００５９】
図２における入力軸４aから出力軸６迄の制御：
「指示トルクT2の設定方法」
このように、図２におけるフライホイール・エネルギ蓄積駆動の基本制御は、上記（１４）式及び（１５）式を使用して下記のような制御を行う。
時々刻々における制御において、制御装置７Aは、先ず、運転者のアクセルペダル踏込み量Accを検出する。
その場合において、アクセルペダル踏込み量Accが所定の大きさにあるときアクセルペダル踏込み量AccをAcc=１.０とし、アクセルペダルから足を離している状態をAcc=0とし、その中間におけるアクセルペダル踏み込み状態はAccの値が０＜Acc＜１.０の値になる。
なお、アクセルペダル踏込み量Accが「所定の大きさAcc = 1.0」である状態は、後述するように、エンジン１が経済燃費特性線Fec（第６図）上の最大動力Pemを出力している状態に相当している。
【００６０】
その検出したアクセルペダル踏込み量Accの値から図５の特性を使用して出力軸６へ設定すべき出力トルクT2の値を演算する。
図５におけるT2m（後に詳細説明する）のグラフは、アクセルペダル踏込み量AccがAcc=1.0の時におけるいわゆる車両牽引力特性を示している。
すなわち、図５において、縦軸は出力軸６におけるトルクT2であり、横軸は出力軸６における回転速度N2を示しており、回転速度N2が０≦N2＜N2cの範囲において最大登坂能力から決定されるトルクT2＝T2c一定となっており、N2≧N2cにあってはほぼ一定馬力特性となっている。
【００６１】
運転者がアクセルペダルを上記所定の大きさ以下の任意の値に踏み込んでいる場合において、制御装置７Aは下記の演算を行っている。
出力軸６における回転速度N2の現時点における回転速度N2iを検出し、先ず、その検出した回転速度N2iにおける図５の実線T2m上の値T2aを求める。
同時に、運転者が現時点において踏み込んでいるアクセルペダル踏込み量Accを検出し、その検出したアクセルペダル踏込み量Accと図５から求めたT2m上の値T2aとの積Acc×T2aを求める。
その積の値T2=Acc×T2aが、現時点における出力軸６への指示出力トルクT2の値となる。
以上が指示トルクT2の設定方法である。
【００６２】
アクセルペダル踏込み量Accが０≦Acc＜１.０における上記出力トルクT2を演算すると、制御装置７Aは、その指示出力トルクT2を（１４）式に代入して反力軸４１fに発生させるべきトルクTrdを演算し、且つその演算したトルクTrdが発生するレベルにモータ・ジェネレータ４０に発電作用をさせる。
なお、（１４）式における出力軸６の回転速度N2とフライホイール回転速度Nfの値は、そのアクセルペダル踏み込み時における検出値であり、基準速度比ecの値は図２に使用している差動歯車４１の歯車組み合わせによって決まる値であり、動力伝達効率ηmo ,ηｍｒおよびηeの値は、実験的に求めて制御装置７Aに記憶させている値である。
【００６３】
このように、制御装置７Aが（１４）式によって決定する反力軸４１ｆのトルクTrdを設定すると、（１４）式の関係から、その時点のアクセルペダル踏込み量Accに対応した出力軸６の指示トルクT2が設定され、運転者の指示通りに、出力軸６へ駆動トルクT2を設定出来ることになる。
この場合、差動歯車４１の反力軸４１f 、入力軸４a および出口軸４bの各軸間における上記したトルク比関係から、反力軸４１へトルクTrdを発生させると、必然的に入力軸４aに（１５）式に示すトルクT１dが発生する。
なお、その入力軸トルクT１dは、（６）式の関係によってエンジン・トルクTeとフライホイール・トルクTfと平衡した関係になる。その場合、エンジン１が非作動中は（１６）式においてTe = 0となる。
【００６４】
上記した図２の入力軸４aから出力軸６迄の（１４）式及び（１５）式を使用した制御において、出力軸６への指示トルクＴ２の演算、その指示トルクＴ２から反力軸４１fへトルクTrdを発生させるモータ・ジェネレータ４０の制御、およびそのモータ・ジェネレータ４０の制御によって出力軸６へ実のトルクT2を設定する制御は、エンジン１が作動しているか否かに拘わらず行う制御である。
以上が図２における入力軸４aから出力軸６迄の制御である。
【００６５】
エンジン１から入力軸４a迄の制御：
フライホイール３の回転速度Nfが減速状態にあって、やがてその回転速度Nfが所定の下限回転速度Nfcにまで達すると、制御装置７Aは、エンジン１へ燃料を供給し、クラッチ２を係合状態にして、駆動軸３aにエンジン・トルクTeを発生させる。
この場合において、エンジン１のトルクTeは下記の制御によって生ずる。
【００６６】
図６は、ガソリン・エンジンの公知である一般的な特性であって、縦軸がエンジン出力トルクTeを示し、横軸がエンジン回転速度Neを示しており、経済燃費特性線Fecは実測によって求めることが出来る。
又、図６において、一点破線表示のFecは、エンジン１の各出力動力において最良の燃料消費率となる経済燃費特性線を示し、θmは、燃料供給量が最大となっている状態におけるエンジン１の最大出力トルク特性を示している。
又、図６において、２点破線表示の特性Pem , Pec , Pei , PelおよびPexのそれぞれはエンジン１の出力動力一定の特性を示し、その出力動力の大きさは最大出力動力Pemから順次、Pec , Pei , PelおよびPexの側に向かって出力動力が小さくなる。
又、点線表示の燃費率（単位出力動力、単位時間当たりの使用燃料重量）一定の特性feo , fel , fexは、feoから外側に遠ざかるに従って燃費率が悪くなる特性を示している。
【００６７】
ここで、図２のクラッチ２が係合している状態において、駆動軸３aの回転速度はエンジン１の回転速度Neと同じであり且つフライホイール３の回転速度Nfとも同じになっており、エンジン１の回転速度Neあるいはフライホイール３の回転速度Nfは、各制御演算時点において検出可能である。
現時点において、エンジン回転速度Neは、Ne＝Nei（図６）であるとする。
この状態において制御装置７Aは、常に、現時点におけるエンジン回転速度Ne=Neiと経済燃費特性線Fecとの交点Piにおいてエンジン・トルクTeがTe = Teiとなるように、エンジン１への燃料供給制御を行っている。
【００６８】
このことを更に具体的に説明すると、下記のようになる。
フライホイール３の慣性モーメントをIfとし、フライホイール３の回転角速度をωfとすると、（６）式におけるフライホイール・トルクTfは、
Tf = If ×（dωf /ｄｔ）
の関係にある。
なお、上式において（dωf /ｄｔ）は、フライホイール３の回転角加速度である。
ここで、上述のように、エンジン１がフライホイール３を駆動している状態においては、エンジン１の回転角速度をωeとすると、ωf = ωeであるから、上式は、
Tf = If ×（dωe /ｄｔ）
あるいは
（dωe /ｄｔ）＝ Tf / If                                        （１６）
の関係にある。
【００６９】
（１６）式と（６）式によって、
（dωe /ｄｔ）＝（Te - T1d) / If                                 (１７）
を得る。
又、エンジン１の回転角速度ωeはエンジン１の回転速度Neに比例しているから、比例定数をKと置き、（１７）式は、
（dNe /ｄｔ）＝ K ×（Te - T1d) / If                           （１８）
となる。
【００７０】
（１８）式において、上述のように、アクセルペダル踏込み量に応じて制御装置７Aが（１４）式を使用してモータ・ジェネレータ４０の発電トルクTrdを設定すると、差動歯車４１の各軸（反力軸４１ｆ、入力軸４aおよび出口軸４b）におけるトルク比の関係から、必然的に入力軸４aにおけるトルクT1dの値が（１５）式の値に設定されるのであって、慣性モーメントIfはフライホイール３の形状と材質によって決まった値である。
このように、（１８）式におけるエンジン１の回転速度Neの時間的変化（dNe /ｄｔ）は、その時点における入力軸４aのトルクT1dが与えられているとき、エンジン１が与えるエンジン・トルクTeの値によって決まる。
又、エンジン・トルクTeは、周知のようにエンジン１への燃料供給量によって決まる。
【００７１】
又、エンジン１がフライホイール３を駆動中はNf = Neであるから、（１８）式において、（ｄNe / dt )は（ｄNe / dt )＝（ｄNf / dt )である。
しかも、上記のように、エンジン１が再始動してフライホイール３を駆動することは、フライホイール３への回転エネルギを補給させるための作用である。
ところが、エンジン１が作動中であっても、（１８）式においてTe＜T1dの状態になると（ｄNe / dt )＝（ｄNf / dt )が負の値になって、エンジン１がフライホイール３へ回転エネルギを補給出来ない状態が有り得る。
【００７２】
そのようなことから、制御装置７Aは、一方において、（ｄNe / dt )＝（ｄNf / dt )＞０とするために、（１８）式における右辺の（Te - T1d)の値が（Te - T1d)＞０となる制御を行っている。
それは、フライホイール３の回転速度Nfが所定の下限回転速度Nfcに低下したことによって、エンジン１に燃料を供給してエンジン１がフライホイール３を回転加速し始める時点において、制御装置７Aが、上記（Te - T1d)＞０の状態を保持できる経済燃費特性線Fec上の動力レベルからエンジン１の作動を開始させていることである。
【００７３】
更に、エンジン１のその作動開始後において、制御装置７Aはエンジン１が経済燃費特性線Fec上を増速しながら作動し続けるように制御するために、制御装置７Aはエンジン１への燃料供給量を時間経過と共に増大させてゆく。
その燃料供給量増大によってエンジン１の回転速度Neを増大させてゆく制御は、その燃料供給量の増大によって増速してゆくエンジン１の回転速度が、常に、経済燃費特性線Fec上の作動に一致した回転速度となる関係の制御となっている。
なお、上記フライホイール下限回転速度Nfcとエンジン１が再始動する時点の関係については後述する。
上記がエンジン１から入力軸４a迄の制御である。
【００７４】
クラッチ必要性の可否：
以上の図２の説明において、クラッチ２は必ずしも必要ではない。
それは、エンジン１がフライホイール３を駆動しているときは、勿論、クラッチ２を必要とせず、駆動軸１aと駆動軸３aは直結のままでよい。
更に、エンジン１へ燃料供給を停止し且つフライホイール３の回転エネルギから出力軸６への動力取り出しを行っている場合、駆動軸１aと駆動軸３aは直結のままであっても、エンジン１は駆動軸３aの側から駆動されるだけであって、上記した基本制御は可能である。
唯、エンジン１へ燃料供給を停止し且つフライホイール３の回転エネルギから出力軸６への動力取り出しを行っている場合、クラッチ２を省略すると、駆動軸３a側からエンジン１を連れ回すので、その連れ回しによるエンジン１のトルク損失が生ずる。
【００７５】
モータ・ジェネレータ５の駆動輪への連動の問題：
又、図２において、出力軸６は車両の前輪あるいは後輪のいずれかに連動しているものであり、且つ第２のモータ・ジェネレータ５が出力軸６へ連動していることは、第２のモータ・ジェネレータ５も出力軸６を介して駆動輪を駆動しているものである。
したがって、第２のモータ・ジェネレータ５は出力軸６が駆動している駆動輪ではなく、他の側の駆動輪に連動しても、実質上、図２の機構と同じになる。
【００７６】
そのように図２における第２のモータ・ジェネレータ５を出力軸６が連動している以外の駆動輪に連動させる場合、（１４）式および（１５）式においてアクセルペダル踏込み量Accによって指示する出力トルクT2の値は、第２のモータ・ジェネレータ５が出力軸６に連動していると想定した場合の下記の値を使用すればよい。
【００７７】
ここで、第２のモータ・ジェネレータ５が出力軸６に連動している場合であって、出力軸６へ連動の駆動輪における駆動トルクをTtとし、駆動輪の回転角速度をωtとし、出力軸６から駆動輪に至る動力伝達の効率をηmeとすると、図２の場合、出力軸６における動力（T2×ω２）と駆動輪における動力（Tt×ωt）との関係は、
（T2×ω２）×ηme ＝ (Tt×ωt）
あるいは
T2 = Tt ×（ωt /ω２）/ ηme
であり、（ω２ /ωt）は、出力軸６と駆動輪との間に存在する最終減速機の歯車比idであるから上式は、
T2 = Tt  / ( id×ηme ）                                        （１９）
の一定な関係にある。
したがって、上記のように第２のモータ・ジェネレータ５を出力軸６が連動している以外の駆動輪に連動させる場合、（１９）式の関係を使用して全駆動輪の総合駆動トルクTtから出力軸トルクT2を求め、そのT2を（１４）あるいは（１５）式の出力トルクT2としても良い。
【００７８】
すなわち、上記のように、モータ・ジェネレータ５を出力軸６の連動している駆動輪以外の駆動輪へ連動させる場合は、モータ・ジェネレータ５を連動させていない出力軸６が駆動する側の駆動輪の駆動トルクTt1と、モータ・ジェネレータ５が駆動している側の駆動輪の駆動トルクTt2との和（Tt1+Tt2)を（１９）式における総合駆動トルクTtとして、（１９）式から指示トルクT2を求めればよい。
このことは、モータ・ジェネレータ５を出力軸６の連動している駆動輪以外の駆動輪へ連動させる場合、上記Tt =（Tt1+Tt2)の計算から求めたTtによって（１９）式から仮想指示トルクT2を求め、且つモータ・ジェネレータ５を出力軸６へ連動させていると想定（仮想）して（１４）式あるいは（１５）式にその仮想指示トルクT2 を代入すればよいことになる。
【００７９】
図５のT2mの求め方：
以上の（１４）式あるいは（１５）式における出力トルクT2の使用において、アクセルペダル踏込み量AccがAcc=1.0におけるT2m（図５）の値は、どのように設定しておくことが必要か、と言う問題がある。
図５におけるT2mは上述したように出力軸６におけるその車両のエンジン動力のみによる最大牽引力特性に相当している。
【００８０】
ここで、上述したようにT2 = Acc×T2mの演算によって出力軸６へトルクT2を指示していることは、その時点における出力軸６の回転角速度ω２とその指示トルクT2との積（T2×ω２）の動力を出力軸６すなわち駆動輪へ出力させる指示を出していることになる。
ここで、その動力（T2×ω２）の指示をする場合、その車両を「定常的に」駆動維持できる動力源はエンジン１になる。
【００８１】
すなわち、上記“「定常的」に駆動維持できる動力源”と言っている「定常的」とは、エンジン１の出力動力のみによって出力軸６の駆動を続行し続けることが出来ることを意味している。
それは、上記基本制御においてモータ・ジェネレータ５へ他の蓄電池等からも補助的な電気動力を追加してやれば、その動力（T2×ω２）は、定常的でなく“一時的に”「エンジン１の動力+補助的電気動力」の大きな動力を与えることも出来るからである。
【００８２】
又、アクセルペダル踏込み量Accが上記所定の値Acc = 1.0においてエンジン１の最大出力動力のみが全て出力軸６へ出力する状態とし、アクセルペダル踏込み量Accが所定の値以上の範囲（例えば１.0＜Acc≦１.2）における駆動輪への動力伝達は、上記のように、エンジン１からの動力のみならず、他の蓄電池等からの補助的な電気動力がモータ・ジェネレータ５を介して駆動輪へ追加するものであってもよい。
【００８３】
そのように、上記“定常的に駆動維持できる動力源”であるエンジン１の出力のうち、最大となる出力動力は、上述したように、エンジン１に必要とする燃料を最大限効率良く使用できる範囲においての最大動力値とすることが望ましい。
したがって、アクセルペダル踏込み量AccがAcc=１.０である場合は、エンジン１の出力が図６における経済燃費特性線Fec上の最大出力動力Pｍ点となるように設定する必要がある。
すなわち、アクセルペダル踏込み量AccがAcc=１.０となったとき、エンジン１において、回転速度NeをNe=Nemおよび負荷トルクTeをTe=Tem（図６）となるように相当して、エンジン１への燃料供給と駆動軸３aにおける負荷トルクTeを与える制御を行えばよい。
【００８４】
そのエンジン１をNe=NemおよびTe=Temに制御するためには、（６）式においてTf = 0とおいて、エンジン・トルクTeと入力軸４aにおけるトルクT1dとの関係がT1d＝Te＝Temとなる関係に制御すればよい。
なお、（６）式においてTf =0と置くことは、駆動軸３aのトルクTeと入力軸４aのトルクT1dを等しくし、フライホイール３は回転加速させず且つ減速もさせない状態（すなわち、Ne = Nem一定）としていることを意味している。
このT1d = TemとさせてT2m特性を求める具体的方法を更に詳細に説明すると、下記のようになる。
【００８５】
「計算によってT2mを求める場合」
図２において、エンジン１が最大動力出力となる時のエンジン１は、そのトルクTeがTe = Temであってその回転速度NeがNe = Nemとなっている。
この場合、エンジン１が駆動軸３aを駆動している状態であるので、エンジン１の回転速度Neとフライホイール３の回転速度Nfは共に等しく、Nf ＝Ne =Nemとなっている。
【００８６】
そこで、入力軸４aのトルクT1dを求める（１５）式において、上記条件を満たしたT1d = TemおよびNf =Nemとし、且つこの場合における出力トルクT2はT2 = T2mであるから、その場合の（１５）式を整理すると、
T2m =（Tem/ec)×［｛ηmo-(ηmr×ηe)｝+｛ec×（Nem/N2）×ηmr×ηe｝］
（２０）
となる。
ここで、近似的にηmo = ηmr = ηmと置くと、（２０）式は、
T2m =（Tem/ec)×ηm×［（１-ηe) +｛ec×（Nem/N2）×ηe｝］     （２０a）
を得る。
（２０）式において、ηmo 、ηmr 、ηeの各効率は、実験装置によって求めておけば良い。
【００８７】
それは、入力軸４aにおける回転速度とトルクをNemおよびTemに設定し、その状態における出力軸６の各回転速度N2ごとに、それらηmo 、ηmr 、ηeの各値を実験装置によって計測しておくことが出来るからである。
そのように求めたそれら各効率ηmo 、ηmr 、ηeを使用し、出力軸６の各回転速度N2ごとに（２０）式における最大出力トルクT2mを求めれば、図５における特性T2mとなる。
以上が図２のフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置のT2mを計算によって求める方法である。
【００８８】
「実験的にT2mを求める方法」
上記したように、図２のフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置において、（２０）式を使用してT2m特性を計算式によって求めることを説明した。しかし、それは実験的にも求めることが出来る。
それは、図２のフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置について、実験機によって、エンジン１を図６の最大動力作動点Pmに作動させたまま、出力軸６の回転速度N2がN2c≦N2≦N2maxの範囲において、各回転速度N2ごとに出力軸６におけるトルクT2の計測値を図５におけるT2mのようにプロットして求めればよい。
なお、上記N2maxはその車両における最高車速に相当した出力軸６の回転速度である。
又、上述したように、出力軸６における回転速度N2が０≦N2＜N2cにおける出力トルクT2 = T2cの値は、その車両の最大登坂能力に相当したT2＝T2cの値に設定すればよい。
上記が実験的にT2mを求める方法である。
【００８９】
すなわち、アクセルペダル踏込み量AccがAcc = 1.０であって且つ出力軸６の回転速度N2がN2c≦N2≦N2maxの範囲における出力トルクT2mを求めることは、（２０）式を使用した計算による場合も、上記実験による場合も、共に下記のように求めていることになる。
エンジン１を最大動力作動点Pmに設定し、フライホイール・トルクTfをTf = 0（すなわち、エンジン回転速度Ne = Nem一定となってフライホイール３を増速しない状態）にして、その最大出力動力Pemをエンジン１から出力軸６へ伝達してゆく場合、入力軸４aから出力軸６に至る間の動力伝達における動力損失分を差し引いて、出力軸６における各回転速度N2ごとの出力トルクT2 = T2mを求め、その出力トルクT2mをアクセルペダル踏込み量AccがAcc = 1.０における出力トルクT2mとしている。
ここで、図５の特性のうち、N2c≦N2≦N2maxの範囲における特性曲線は、上記説明から理解出来るように、エンジン１からの最大「一定動力」が、途中の動力伝達系における幾分の動力損失を伴ってから出力軸６へ生ずる特性であるから、その図５におけるN2c≦N2≦N2maxの特性曲線は、そのエンジン１からの最大「一定動力」に近似した“ほぼ動力一定”の特性曲線になっている。
【００９０】
上記アクセルペダル踏込み量AccがAcc = 1.０における場合は、エンジン１が作動し続けながら、エンジン１はフライホイール３を回転加速すること無く（すなわち、フライホイール・トルクTfをTf = 0として）、エンジン１の最大出力動力Pemをそのまま出力軸６へ出力することにしている。
以上が計算式あるいは実験によってAcc =１.０におけるT2mを求める具体的方法である。
【００９１】
上記Acc = 1.0の場合に対して、アクセルペダル踏込み量Accが０≦Acc ＜ 1.０においては、下記のように、エンジン１を間歇的に作動させている。
エンジン１が間歇的に作動・非作動を繰り返すうち、エンジン１を作動させていないときは、フライホイール３自身の有している回転エネルギが出力軸６を駆動する状態になる。
又、その状態において出力軸６に要求している動力は、上記説明のように、アクセルペダル踏込み量Accの値を使用した出力軸６へ指示するトルクT2 = Acc×T2mと、出力軸６のその時点における回転角速度ω２との積T2×ω２である。
【００９２】
したがって、エンジン１を作動させていないとき、その時々刻々においてフライホイール３が保有している回転エネルギは、常に、その時点における出力軸６の上記要求動力T2×ω２を満たすことが出来るものでなければならない。
【００９３】
更に、そのようにエンジン１を作動させずフライホイール３の有する回転エネルギのみによって出力軸６を駆動している場合は、フライホイール３の有する回転エネルギが出力軸６の駆動のために消費されているため、その回転エネルギは減少し続ける。
そこで、その回転エネルギが減少し続けているフライホイール３に対して、いずれかの時点において回転エネルギの補給をしなければならない。
【００９４】
フライホイール下限回転速度Nfcの求め方：
そのフライホイール３に回転エネルギの補給をし始める時点は、下記のように求める。
エンジン１がフライホイール３にエネルギ補給をし始める時点におけるフライホイール３の回転速度Nfをフライホイール下限回転速度Nfcと呼ぶ。
エンジン１がフライホイール３を駆動し始めるとき、図２において、エンジン１とフライホイール３とは直結であるから、その時点におけるエンジン１の回転速度Neは、Ne = Nfc（フライホイール下限回転速度）になっていなければならない。
言い換えれば、エンジン１がフライホイール３を回転加速し始める時点においては、エンジン１の回転速度Neを上記フライホイール下限回転速度Nfcに一致させた時点（以後、同期時点と呼ぶ）においてクラッチ２を係合し、エンジン１がフライホイール３を駆動し始めるように制御することになる。
【００９５】
又、エンジン１がフライホイール３を駆動し始める上記同期時点におけるエンジン１の作動は、上述のように、図６における経済燃費特性線Fec上に存在しなければならず、且つその時点におけるエンジン１の出力動力の値は、出力軸６へ要求している動力T2×ω２とフライホイール３を回転駆動する余裕動力を有した値でなければならない。
【００９６】
ここで説明の便宜上、上記同期時点においてエンジン１が始動する場合、そのエンジン１がフライホイール３を回転加速する余裕動力を零として、エンジン１の出力動力と出力軸６への要求動力とが等しくなる状態であると仮定する。
又、その仮定した同期時点において、フライホイール３の回転速度NfはNf = Nfoであると仮定し、その仮定した同期時点を以後、「最低極限同期時点」と呼び、その最低極限同期時点について検討を進める。
なお、その最低極限同期時点において、エンジン１の回転速度Neがフライホイール３の上記回転速度Nf = Nfoと同期するときは、Ne = Nfoとなる状態である。
【００９７】
最低極限同期時点におけるエンジン１の出力動力Te×ωeと出力軸６への要求動力T2×ω２との関係は、上記のように、エンジン１の動力を全て出力軸６へ出力する関係にあるから、
Te×ωe ＝ T2×ω２                                      （２２）
である。
【００９８】
ここで、（２２）式における出力トルクT2は、上述のように、アクセルペダル踏込み量Accと最大出力トルクT2m（図５）との積T2 = Acc×T2mであるから、（２２）式は
Te×ωe = Acc×（T2m×ω2)                                （２３）
となる。
（２３）式における（T2m×ω2)  は、上述のAcc = 1.0において、エンジン１が図６における最大出力動力Pemを全て出力軸６へ出力している場合の出力軸６に生じている動力に相当している。
【００９９】
すなわち、（２３）式においてAccの値を任意の値（０≦Acc≦1.0）として与えた場合は、エンジン１がその最大出力動力PemのAcc倍の動力（Te×ωe）を出力すれば、エンジン１の最大動力出力時に出力軸６へ動力（T2m×ω２）が出力している値のAcc倍の値の動力を出力軸６に出力出来ることになる。
【０１００】
又、アクセルペダル踏込み量Accの任意の値における上記最低極限同期時点においては、エンジン１の最大動力出力をPemとして、図６の経済燃費特性線Fec上を作動しているエンジン１の作動点Piにおける出力動力Peiが、
Pei = Acc×Pem                                              （２４）
とする関係になっていれば良いことになる。
【０１０１】
更に、その場合、アクセルペダル踏込み量Accが任意の値であるときのエンジン１の上記出力動力Peiにおいて、エンジン１の回転速度NeはNe = Nei（図６）となっている。
ここで、図６の経済燃費特性線Fec上におけるエンジン１の出力動力Peiは、エンジン１の回転速度Neの関数になっている。それは、図６におけるように、エンジン１の出力動力Peが任意の動力値Pe = Peiなるとき、エンジン１の回転速度NeがNe = Neiとなる関係にあるからである。
【０１０２】
したがって、上記最低極限同期時点において、エンジン１の出力動力PeがPe = Peiなるときにおけるエンジン１の回転速度Ne = Neiと、そのエンジン１の出力動力PeがPe = Peiなるときの（２４）式におけるAccとの関係を示すと、図７の２点破線の特性L1になる。
なお、図７において、Ne = Nemの値は、エンジン１が最大動力Pem（図６）を出力しているときのエンジン１の回転速度である。
【０１０３】
このように、フライホイール３が減速してゆく場合、アクセルペダル踏込み量Accの任意の値Acciごとに、図７における２点破線の特性L1からその任意のAcciの値に対応してNe = Neiを求めておき、減速してゆくフライホイール３の回転速度NfがそのNeiの値に一致したとき、その一致時点がそのアクセルペダル踏込み量Accにおける上記最低極限同期時点となる。
【０１０４】
ここで、上記最低極限同期時点においては、上述のように、アクセルペダル踏込み量Accの任意のAcc＝Acciにおいて、エンジン１が出力軸６へそのAcciに対応した動力のみを出力可能であって、エンジン１が更にフライホイール３を回転加速する余裕動力を有しているものではない。
【０１０５】
したがって、アクセルペダル踏込み量Accの任意のAcc＝Acciにおいて、エンジン１が、出力軸６へそのAcciに対応した動力を出力可能であって更にフライホイール３をも回転加速する余裕動力を有するためには、エンジン１の出力動力が上記最低極限同期時点における値より僅かに高い動力を出力する時点を上述における真の同期時点とすれば良いことになる。
【０１０６】
図７における上記２点破線の特性L1に対して、上記エンジン１の出力動力が上記最低極限同期時点における値より僅かに高い値となる関係は、図７においてその２点破線の特性L1にdNeの値を付加した実線の特性L3になる。
【０１０７】
図７の２点破線特性L1と実線特性L3との対応において、上記dNeの値は、Acc = Accoにおいて最大の値となりAcc = 1.0においてdNe = 0となったAccの関数になっている。
しかし、そのdNeの値は一定値であってもよい。
その場合は下記のようにすればよい。
【０１０８】
図７における上記２点破線の特性L1は、上述したように、図６の経済燃費特性線Fec上を作動するエンジン１の出力動力（Te×ωe）が（２４）式の（Acc×Peｍ）と等しいとした関係から、それぞれのAccごとにおけるエンジン１のその出力動力時の回転速度Ne（図６）とそのAccとの関係を求めている。
その場合、Acc = 1.0におけるエンジン１の作動点を図６のPm点にしていた。
【０１０９】
それに対して、上記最低極限同期時点を求める場合であって、上記dNeを一定値とする場合は、上記Acc = 1.0におけるエンジン１の作動点を経済燃費特性線Fec上の図６におけるPm点（真の最大動力出力点）からPmi点（仮想の最大動力出力点）に下げて、上記２点破線L1を求めた手順に従って図７における３点破線の特性L2を求めればよい。
【０１１０】
それは、図６において、Pm点がエンジン１の回転速度Nemにおける作動点であることに対して、Pmi点が経済燃費特性線Fec上をその回転速度Nemから回転速度ｄNe（例えば1００rpm程度）分下げた作動点に設けられていることである。
そのことは図７のAcc = 1.0において、２点破線L1の場合はNe = Nemとなっていることに対して３点破線L2の場合はNe = (Nem- dNe)となる関係に設定していることである。
すなわち、図７における３点破線L2と２点破線L1との差異は、Acc = 1.0における最大動力出力を経済燃費特性線Fec上において回転速度dNe分ずらせているのみである。
【０１１１】
このことは、上記最低極限同期時点を求める場合において、図７における３点破線L2を使用しても、エンジン１の最大出力動力が２点破線L1の場合に比し幾分低下するのみであって、その最低極限同期時点の条件は全て満たすことになる。
すなわち、図７における３点破線L2へ一定値のdNeを付加した特性は実線の特性L3（真の同期時点特性）となり、且つ、その実線特性L3は、エンジン１の回転速度NeがAcc = 1.0においてNe = Nemとなる経済燃費特性線Fec上のPm点の作動になる。
上記がdNeの値を一定値とした場合における真の同期時点の求め方である。
【０１１２】
更に、上記２点破線L1あるいは３点破線L2の特性にdNeの値を付加した実線の特性L3は、念のため、下記のことを意味していることを付記しておく。
図７における２点破線L1あるいは３点破線L2の特性は、任意のアクセルペダル踏込み量Accにおける最低極限同期時点を求める場合、その最低極限同期時点におけるエンジン１の作動点Piがエンジン１の回転速度Ne = Nei（図６）となっている関係を示しているものである。
又、エンジン１の作動点Piは、上記のように常に経済燃費特性線Fec上に存在させているものである。
【０１１３】
それに対して、上記２点破線L1あるいは３点破線L2の特性にdNeの値を付加すると言うことは、図６において経済燃費特性線Fec上において、エンジン１の作動点がPi点からPc点へ移行させると言うことになる。
そのエンジン１の作動点がPi点からPc点へ移行すると言うことは、エンジン１の出力動力が作動点Piの動力PeiよりもdPe分、増大していることを意味している。
【０１１４】
このように、図７における実線の特性L3の使い方は、上記真の同期時点を求める場合において、アクセルペダル踏込み量Accの任意の値Acciごとに、任意のAcciの値に対応してNe = Necを求めておき、「減速してゆくフライホイール３の回転速度NfがそのNecの値に一致したとき」、その一致時点を真の同期時点とするのである。
以上が「真の同期時点」を求める図７における実線特性L3の説明である。
【０１１５】
図８におけるNfcの特性は、上記「減速してゆくフライホイール３の回転速度NfがそのNec（図７）の値に一致したとき」におけるそのNecを上述のフライホイール下限回転速度Nfc（＝Nec)として、図７における実線の特性L3を書き換えたものである。
なお、図８は、横軸がアクセルペダル踏込み量Accであって、縦軸が上記真の同期時点におけるフライホイール３のフライホイール下限回転速度Nf = Nfcを示している。
又、図８の特性Nfcは、図２の制御装置７Aに記憶させて置けばよい。
【０１１６】
すなわち、フライホイール３の回転エネルギのみによって出力軸６へその時点のアクセルペダル踏込み量Accに対応した動力を出力している場合であって、上記真の同期時点を求める場合は、下記のようになる。
フライホイール３の回転速度Nfが減速してゆく過程において、フライホイール３の回転速度Nfがアクセルペダル踏込み量Accに対応したNfc値に達したとき、経済燃費特性線Fec上においてエンジン１の回転速度Neをそのフライホイール下限回転速度Nfcに同期させ、クラッチ２を係合してエンジン１の再始動を行うことになる。
【０１１７】
更に、上記図８において、アクセルペダル踏込み量Accが一定の低位アクセルペダル踏込み量Acco以下になっているときは、上記フライホイール下限回転速度NfcをNfcoとした一定の値にしている。
このNfcoの値は、上記真の同期時点において、エンジン１が経済燃費特性線Fec上のPl点から再始動することを意味し、エンジン１がそのPl点から再始動するときのエンジン１の回転速度NeがNe = Nel＝Nfcoに相当している。
【０１１８】
そのように、アクセルペダル踏込み量Accが一定の低位アクセルペダル踏込み量Acco以下になっているときは、上記フライホイール下限回転速度NfcをNfcoの一定値としていることは下記のことを意味している。
図６における経済燃費特性線Fec上において、エンジン１の出力動力PeがPe＜Pelになると、エンジン１のアイドリング回転速度Niに向かってエンジン１の効率が急速に悪化する。
その理由から、エンジン１の出力動力Peの使用範囲は経済燃費特性線Fec上の燃費効率の良いPem≧Pe≧Pelの範囲に限定し、そのPem≧Pe≧Pelの範囲のうち、最低動力値Pelにおけるエンジン１の回転速度NeがNe = Nel＝Nfcoになると言うことである。
なお、上記最低動力値Pelにおけるエンジン１の回転速度Nel（＝Nfco)の定量的な値は、エンジンの設計が異なるごとに異なる値であって、全ての種類のエンジンに対して一義的に定義出来るものではない。
【０１１９】
以上のように、上記真の同期時点における作用を整理すると下記のようになる。
フライホイール３の回転エネルギのみによってその時点のアクセルペダル踏込み量Accに対応した動力を出力軸６に出力し、そのことによってフライホイール３の回転速度Nfが減速し続けている場合において、図２における制御装置７Aは、エンジン１の経済燃費特性線Fec上の最大動力出力をPem（上記Pmi点の仮想の最大動力出力を含む）として、その時点におけるアクセルペダル踏込み量Accごとに、Acc×Pem＝Peiの値を求める。
【０１２０】
続いて、制御装置７Aは、エンジン１のその動力値Peiにおける回転速度Neiを経済燃費特性線Fec上から求め、その Nei値に所定のdNe値を付加した値であるフライホイール下限回転速度Nfcを計算し、その減速しているフライホイール３の回転速度NfがそのNfc値に達したとき、エンジン１の回転速度Neを経済燃費特性線Fec上のNe = Nfcに設定してフライホイール３を駆動し始め、且つエンジン１をその経済燃費特性線Fec上に増速させてゆく。
【０１２１】
更に、上記制御において、アクセルペダル踏込み量Accが一定の低位アクセルペダル踏込み量Acco以下になっているときは、上記フライホイール下限回転速度Nfcを一定のNfcoの値に固定させる。
【０１２２】
フライホイール上限回転速度Nfm：
以上のフライホイール下限回転速度Nfcからエンジン１がフライホイール３を駆動し始めて後、エンジン１はフライホイール３を如何なる最大回転速度（以後、フライホイール上限回転速度Nfmと呼ぶ）まで駆動し続けるか、と言う問題がある。
この場合、エンジン１の作動中は、燃費を良好に作動させる必要から、常にエンジン１が経済燃費特性線Fec上を作動していなければならない。
【０１２３】
そのため、上記のように、フライホイール下限回転速度Nfcからエンジン１がフライホイール３を駆動し始めて後、エンジン１の許容する最大回転速度は必然的に経済燃費特性線Fec上の最大動力作動時における回転速度Nemになる。
なお、このエンジン１がフライホイール３を直結状態で駆動しているときは、フライホイール３の回転速度Nfがエンジン１の回転速度NeとNf ＝ Neの関係になっている。
したがって、アクセルペダル踏込み量Accの全ての範囲において、上記フライホイール上限回転速度NfmはNfm = Nemとすることが出来る。
【０１２４】
しかし、実際問題としては、運転者がアクセルペダル踏込み量を小さくして駆動輪への出力動力を低くしている場合に、エンジン１の回転速度が最大回転速度Nem迄の作動をすることは、アクセルペダル踏込み量が小さいときも、エンジン１の回転音が高くなり、恰も、出力軸６へエンジン１からの大きな動力が伝達しているかのような違和感を運転者に与えることになる。
そのようなことから、上記フライホイール上限回転速度Nfmは、Nfm = Nemの一定値ではなく、アクセルペダル踏込み量Accの低下に応じて低下する図８の特性Nfmとすることが望ましいことになる。
【０１２５】
なお、図８においては、特性Nfmが０＜Acc＜Accoにおいても、Accの低下と共に低下している。
しかし、図８の特性Nfcが０＜Acc＜Accoにおいて一定値になっていることに対応して、図８の特性Nfmも０＜Acc＜AccoにおいてNfm = Nfmoの一定値としてもよい。
ここまでの説明が、アクセルペダル踏込み量Accが０≦Acc≦１.０におけるエンジン１の間歇駆動制御の説明である。
【０１２６】
以上の基本制御において、上記フライホイール下限回転速度Nfcと上記フライホイール上限回転速度Nfmとを図８の特性とした場合、図２のフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置について、フライホイール回転速度Nfのシミュレーション結果は図９のようになる。
【０１２７】
図９において、横軸tは経過時間を示し、縦軸Nfはフライホイール３の回転速度を示し、シミュレーション結果aはアクセルペダル踏込み量AccがAcc = 0.8の場合を示し、シミュレーション結果bはアクセルペダル踏込み量AccがAcc = 0.4の場合を示している。
【０１２８】
又、図９におけるシミュレーション結果aおよびbにおいて、時間経過tと共にフライホイール回転速度Nfが増大してゆく作用部分は、エンジン１が出力軸６を駆動すると共にフライホイール３の回転をも駆動している状態を示し、時間経過tと共にフライホイール回転速度Nfが減少してゆく作用部分は、エンジン１の作動を停止させ、フライホイール３の回転エネルギのみによって出力軸６を駆動している状態を示している。
【０１２９】
以上の実施例において、エンジン１はガソリン・エンジンを例に説明したが、エンジン１はディーゼル・エンジンやガス・タービン等の熱機関に全て適用出来る。
それは、熱機関のその広い作動回転範囲において必ず燃費の良くなる経済燃費特性線が存在するから、上述の説明のように、熱機関がフライホイール３と入力軸４aへ回転エネルギを供給する際、制御装置は熱機関がその経済燃費特性線上の好ましい範囲で間歇的に作動するように制御出来るからである。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明のフライホイール・エネルギ蓄積駆動の制御方法は、上述の説明における自動車への適用のみならず、作業機械、農業機械、鉄道の動力車あるいは船舶等の負荷動力が変動して作動する動力伝達系に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】従来におけるフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置のシステム図である。
【図２】本発明におけるフライホイール・エネルギ蓄積駆動の制御方法に使用するフライホイール・エネルギ蓄積駆動装置であって、差動歯車を使用した形式のスケルトン図である。
【図３】図２における差動歯車の詳細説明をするための差動歯車４１部分のスケルトン図である。
【図４】図２における差動歯車４１の一般特性を示したものである。
【図５】運転者がアクセルペダル踏込み量Accを所定の大きさAcc =１.０にした場合における出力軸６に生じさせるトルクT2mを出力軸回転速度N2の関数として示したものである。
【図６】図１および図２におけるエンジン１の特性図である。
【図７】フライホイール３の回転エネルギのみによって出力軸６を駆動している状態からエンジン１を再始動させる際、フライホイール３の回転速度Nfとエンジン１の回転速度Neとを同期させる時点におけるエンジン１の回転速度Neとアクセルペダル踏込み量Accとの関係を示した特性図である。
【図８】フライホイール下限回転速度Nfcおよびフライホイール上限回転速度Nfmと、アクセルペダル踏込み量Accとの関係を示した特性図である。
【図９】アクセルペダル踏込み量AccがAcc = 0.8（図中のa）およびAcc = 0.4（図中のb）における経過時間tに対するフライホイール回転速度Nfのシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【０１３２】
1  エンジン、  ２  クラッチ、  ３  フライホイール、  ３a  駆動軸、  ４a  入力軸、４b  出口軸、  ４、４０  第１のモータ・ジェネレータ、  ４１  差動歯車、  ４１f  反力軸、  ５  第２のモータ・ジェネレータ、  ６  出力軸、  ７  電源、  ７A  制御装置（モータ・ジェネレータ５および４０のドライバを含む）。
【図１】
2006290329.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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