(57)【要約】【課題】エンジンの燃料カットを実行する場合や有段変速機の変速段を変更する場合において、エンジンの回転速度の制御性を向上させる。【解決手段】ステップＳ１０１で駆動軸３７の回転速度ωdが所定の高回転速度ωh以上であり、ステップＳ１０３で駆動軸３７の要求トルクＴreqが０である場合は、ステップＳ１０４でエンジン３６のフューエルカットが実行される。そして、ステップＳ１０７では、エンジン３６の回転速度ωinが出力側ロータ１８の回転速度ωoutより低く且つフューエルカットからの復帰時にエンジントルクを発生可能な所定の低回転速度ω１に制御されるように、インバータ４１のスイッチング動作により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクが制御される。【選択図】図５
2011131759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第１回転子と、
交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、
第１回転子に対し相対回転可能であり、駆動軸へ動力を伝達する第２回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第２回転子と、
固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第２回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、
を備える動力伝達装置であって、
制御装置は、駆動軸が回転している状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が燃料カットからの復帰時にエンジントルクを発生可能な所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する、動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、駆動軸の回転速度が所定の高回転速度以上である状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が第２回転子の回転速度より低い前記所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する、動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、駆動軸の回転速度が所定の低回転速度以下である状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が第２回転子の回転速度より高い前記所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する、動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、駆動軸が回転している状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が前記所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御しつつ、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクと、駆動軸の回転速度とのいずれかに基づいて、固定子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する、動力伝達装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
第１回転子と第２回転子とを機械的に係合させることが可能な回転子係合機構をさらに備え、
制御装置は、駆動軸が回転している状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、回転子係合機構による第１回転子と第２回転子との機械的な係合を解除した状態で、エンジンの回転速度が前記所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する、動力伝達装置。
【請求項６】
エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第１回転子と、
交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、
第１回転子に対し相対回転可能な第２回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第２回転子と、
第２回転子からの動力を変速段に応じた変速比で変速して駆動軸へ伝達する有段変速機であって、現変速段に対応する係合装置を解放して次変速段に対応する係合装置を係合させることで変速段を現変速段から次変速段に変更することが可能な有段変速機と、
固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第２回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、
を備える動力伝達装置であって、
制御装置は、有段変速機の変速段を現変速段から次変速段に変更する場合に、次変速段に対応する係合装置を係合させたら、エンジンの回転速度が第２回転子の回転速度に近づくように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する、動力伝達装置。
【請求項７】
請求項６に記載の動力伝達装置であって、
第１回転子と第２回転子とを機械的に係合させることが可能な回転子係合機構をさらに備え、
制御装置は、有段変速機の変速段を現変速段から次変速段に変更する場合に、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御して第１回転子の回転速度と第２回転子の回転速度との差が所定値以下になったら、回転子係合機構により第１回転子と第２回転子とを機械的に係合させる、動力伝達装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、有段変速機の変速段を現変速段から次変速段に変更する場合に、現変速段に対応する係合装置を解放したら、有段変速機の入力軸回転速度が次変速段に対応する目標入力軸回転速度に近づくように、固定子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する、動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関し、特に、回転子同士の電磁気結合を利用して動力伝達を行うことが可能な動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達装置の関連技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１による動力伝達装置は、巻線が配設されエンジンに機械的に連結された第１ロータと、第１ロータの巻線と電磁気的に結合する磁石が配設され駆動軸に機械的に連結された第２ロータと、第２ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されたステータと、第１ロータの巻線と電気的に接続されたスリップリングと、スリップリングと電気的に接触するブラシと、バッテリーとステータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第１インバータと、スリップリング及びブラシを介してバッテリーと第１ロータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第２インバータと、を備える。特許文献１においては、第１ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第１ロータの巻線と第２ロータの磁石との電磁気結合によって第２ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動軸を駆動することができる。さらに、第２インバータを介してバッテリーと第１ロータの巻線との間で電力の授受が可能になるため、第２インバータにより第１ロータの巻線の電力を制御することで、駆動軸の回転速度を制御することができる。その場合において、第１ロータの回転速度が第２ロータの回転速度よりも高いときは、第１ロータの巻線の発電電力が第２インバータを介してバッテリー側へ供給され、第１ロータの回転速度が第２ロータの回転速度よりも低いときは、バッテリーの電力が第２インバータを介して第１ロータの巻線に供給される。さらに、ステータの巻線と第２ロータの磁石との電磁気結合によって、バッテリー側から第１インバータを介してステータの巻線に供給された電力を用いて第２ロータに動力を発生させて駆動軸を駆動することができるため、第１インバータによりステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動軸に伝達されるトルクを制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５４３５００号公報
【特許文献２】特開２００９−７３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、エンジンの動力により駆動軸を駆動する場合に、駆動軸にトルクが要求されていないときは、エンジンのフューエルカット（燃料カット）を実行することで、エンジンの燃費を向上させることが可能となる。ただし、エンジンのフューエルカットを実行する場合に、エンジン摩擦やスリップリング摩擦等によりエンジンの回転速度が低下し、エンジンの回転速度がアイドリング回転速度より低くなると、フューエルカットからの復帰時にエンジントルクを発生させることが困難となる。そこで、エンジンのフューエルカットを実行する場合に、エンジンの回転速度の制御性を向上できることが望ましい。
【０００５】
また、特許文献１においては、第２ロータと駆動軸との間に有段変速機を設けることで、エンジンの動力により駆動軸を駆動する場合に、駆動軸の回転速度が高くなっても、有段変速機の変速段を変速比が小さくなる方向に変更することで、エンジンの回転速度の上昇を抑えることが可能となる。有段変速機の変速段を現変速段から次変速段に変更する変速動作を行う際には、エンジンの回転速度を有段変速機の次変速段の入力軸回転速度へ制御する必要があるが、エンジンの回転速度を摩擦クラッチにより制御すると、摩擦クラッチの滑りにより回転エネルギーが熱となって消費されることで損失が生じる。さらに、摩擦クラッチでは、伝達トルクの推定予測が困難であり、変速動作時の制御性が低下して変速ショックが生じやすくなる。そこで、有段変速機の変速段を変更する場合に、エンジンの回転速度の制御性を向上できることが望ましい。
【０００６】
本発明は、エンジンの燃料カットを実行する場合や有段変速機の変速段を変更する場合において、エンジンの回転速度の制御性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る動力伝達装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明に係る動力伝達装置は、エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第１回転子と、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、第１回転子に対し相対回転可能であり、駆動軸へ動力を伝達する第２回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第２回転子と、固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第２回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、を備える動力伝達装置であって、制御装置は、駆動軸が回転している状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が燃料カットからの復帰時にエンジントルクを発生可能な所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することを要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、駆動軸が回転している状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が燃料カットからの復帰時にエンジントルクを発生可能な所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することで、エンジンの回転速度の制御性を向上させることができる。その結果、燃料カット領域を拡大させて燃費を向上させることができるとともに、燃料カットからの復帰時にエンジントルクを速やかに発生させて駆動軸の要求トルクの急激な変化に即応することができる。
【００１０】
本発明の一態様では、制御装置は、駆動軸の回転速度が所定の高回転速度以上である状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が第２回転子の回転速度より低い前記所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することが好適である。
【００１１】
本発明の一態様では、制御装置は、駆動軸の回転速度が所定の低回転速度以下である状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が第２回転子の回転速度より高い前記所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することが好適である。
【００１２】
本発明の一態様では、制御装置は、駆動軸が回転している状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、エンジンの回転速度が前記所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御しつつ、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクと、駆動軸の回転速度とのいずれかに基づいて、固定子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することが好適である。
【００１３】
本発明の一態様では、第１回転子と第２回転子とを機械的に係合させることが可能な回転子係合機構をさらに備え、制御装置は、駆動軸が回転している状態でエンジンの燃料カットを実行する場合に、回転子係合機構による第１回転子と第２回転子との機械的な係合を解除した状態で、エンジンの回転速度が前記所定回転速度に制御されるように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することが好適である。
【００１４】
また、本発明に係る動力伝達装置は、エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第１回転子と、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、第１回転子に対し相対回転可能な第２回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第１回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第２回転子と、第２回転子からの動力を変速段に応じた変速比で変速して駆動軸へ伝達する有段変速機であって、現変速段に対応する係合装置を解放して次変速段に対応する係合装置を係合させることで変速段を現変速段から次変速段に変更することが可能な有段変速機と、固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第２回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、を備える動力伝達装置であって、制御装置は、有段変速機の変速段を現変速段から次変速段に変更する場合に、次変速段に対応する係合装置を係合させたら、エンジンの回転速度が第２回転子の回転速度に近づくように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することを要旨とする。
【００１５】
本発明によれば、有段変速機の変速段を現変速段から次変速段に変更する場合に、次変速段に対応する係合装置を係合させたら、エンジンの回転速度が第２回転子の回転速度に近づくように、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することで、エンジンの回転速度の制御性を向上させることができる。その結果、変速動作時の損失が減り燃費を向上させることができるとともに、変速ショックが緩和される。
【００１６】
本発明の一態様では、第１回転子と第２回転子とを機械的に係合させることが可能な回転子係合機構をさらに備え、制御装置は、有段変速機の変速段を現変速段から次変速段に変更する場合に、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクを制御して第１回転子の回転速度と第２回転子の回転速度との差が所定値以下になったら、回転子係合機構により第１回転子と第２回転子とを機械的に係合させることが好適である。
【００１７】
本発明の一態様では、制御装置は、有段変速機の変速段を現変速段から次変速段に変更する場合に、現変速段に対応する係合装置を解放したら、有段変速機の入力軸回転速度が次変速段に対応する目標入力軸回転速度に近づくように、固定子と第２回転子との間に作用するトルクを制御することが好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エンジンの燃料カットを実行する場合や有段変速機の変速段を変更する場合において、エンジンの回転速度の制御性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。
【図４】入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６の構成例を示す図である。
【図５】エンジンのフューエルカットを実行する場合に電子制御ユニットにより実行される処理の一例を説明するフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートの処理を実行する場合におけるパワーフローを示す図である。
【図７】エンジンのフューエルカットを実行する場合に電子制御ユニットにより実行される処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートの処理を実行する場合におけるパワーフローを示す図である。
【図９】変速機の変速段を変更する場合に電子制御ユニットにより実行される処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートの処理を実行する場合におけるアップシフト時の動作を説明する図である。
【図１１】図９のフローチャートの処理を実行する場合におけるダウンシフト時の動作を説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の他の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２１】
図１〜３は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図１は全体構成の概略を示し、図２，３は回転電機１０の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力（機械的動力）を発生可能な原動機として設けられたエンジン（内燃機関）３６と、エンジン３６と駆動軸３７（車輪３８）との間に設けられ、変速比の変更が可能な変速機（機械式変速機）４４と、エンジン３６と変速機４４との間に設けられた回転電機１０と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。
【００２２】
回転電機１０は、図示しないステータケースに固定されたステータ１６と、ステータ１６に対し相対回転可能な第１ロータ２８と、ロータ回転軸と直交する径方向においてステータ１６及び第１ロータ２８と所定の空隙を空けて対向し、ステータ１６及び第１ロータ２８に対し相対回転可能な第２ロータ１８と、を有する。ステータ１６は、第１ロータ２８より径方向外側の位置に第１ロータ２８と間隔を空けて配置されており、第２ロータ１８は、径方向においてステータ１６と第１ロータ２８との間の位置に配置されている。つまり、第１ロータ２８は第２ロータ１８より径方向内側の位置で第２ロータ１８と対向配置されており、ステータ１６は第２ロータ１８より径方向外側の位置で第２ロータ１８と対向配置されている。第１ロータ２８はエンジン３６と機械的に連結されていることで、第１ロータ２８にはエンジン３６からの動力が伝達される。一方、第２ロータ１８は変速機４４を介して駆動軸３７に機械的に連結されていることで、駆動軸３７（車輪３８）には第２ロータ１８からの動力が変速機４４で変速されてから伝達される。なお、以下の説明では、第１ロータ２８を入力側ロータとし、第２ロータ１８を出力側ロータとする。
【００２３】
入力側ロータ２８は、ロータコア（第１回転子鉄心）５２と、ロータコア５２にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のロータ巻線３０と、を含む。複数相のロータ巻線３０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ロータ巻線３０は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。
【００２４】
ステータ１６は、ステータコア（固定子鉄心）５１と、ステータコア５１にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のステータ巻線２０と、を含む。複数相のステータ巻線２０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線２０は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。
【００２５】
出力側ロータ１８は、ロータコア（第２回転子鉄心）５３と、ロータコア５３にその周方向に沿って配設され界磁束を発生する永久磁石３２，３３と、を含む。永久磁石３２は、ロータコア５３の外周部にステータ１６（ステータコア５１）と対向して配設されており、永久磁石３３は、ロータコア５３の内周部に入力側ロータ２８（ロータコア５２）と対向して配設されている。ここでは、永久磁石３２，３３を一体化することも可能である。
【００２６】
入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６のより詳細な構成例を図４に示す。図４に示す例では、入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６が同心円状に配置されている。ステータ１６のステータコア５１には、径方向内側へ（出力側ロータ１８へ向けて）突出した複数のティース５１ａがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線２０がこれらのティース５１ａに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ２８のロータコア５２には、径方向外側へ（出力側ロータ１８へ向けて）突出した複数のティース５２ａがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線３０がこれらのティース５２ａに巻回されていることで、磁極が構成される。ステータ１６のティース５１ａと出力側ロータ１８の永久磁石３２とが出力側ロータ１８の回転中心軸（入力側ロータ２８の回転中心軸と一致する）に直交する径方向に対向配置されており、入力側ロータ２８のティース５２ａと出力側ロータ１８の永久磁石３３とがこの径方向に対向配置されている。ステータ巻線２０の巻回軸及びロータ巻線３０の巻回軸は、この径方向（入力側ロータ２８と出力側ロータ１８が対向する方向）に一致している。永久磁石３２，３３はロータ周方向に間隔をおいて配列されており、さらに、永久磁石３２はロータコア５３内にＶ字状に埋設されている。ただし、永久磁石３２，３３については、出力側ロータ１８の表面（外周面または内周面）に露出していてもよいし、出力側ロータ１８内（ロータコア５３内）に埋設されていてもよい。
【００２７】
回転子係合機構としてのクラッチ４８は、エンジン３６と変速機４４との間に、回転電機１０（入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８）に対し並列に設けられている。クラッチ４８は、エンジン３６（入力側ロータ２８）に機械的に連結されたクラッチ板４８ａと変速機４４（出力側ロータ１８）に機械的に連結されたクラッチ板４８ｂとの係合／解放により、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合／その解除を選択的に行うことが可能であり、動力伝達の許容／遮断を選択的に行うことが可能である。クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとを係合させて、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とを機械的に係合させることで、クラッチ４８を介したエンジン３６と変速機４４（駆動軸３７）との間の動力伝達が許容される。クラッチ４８の係合時は、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とが一体となって等しい回転速度で回転する。一方、クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとを解放して、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合を解除することで、クラッチ４８を介したエンジン３６と変速機４４（駆動軸３７）との間の動力伝達が遮断される。クラッチ４８の解放時は、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との回転速度差が許容される。ここでのクラッチ４８は、例えば油圧や電磁力を利用してクラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとの係合／解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチ４８に供給する油圧力や電磁力を調整することで、クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとの締結力を調整することもできる。クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとの締結力を調整することで、クラッチ板４８ａとクラッチ板４８ｂとの回転速度差を許容しながら、クラッチ４８を介したエンジン３６と変速機４４（駆動軸３７）との間の動力伝達を許容することが可能となる。
【００２８】
直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置４２は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。インバータ４０は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード（整流素子）とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４２からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ステータ巻線２０の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４０は、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４２に回収する方向の電力変換も可能である。このように、インバータ４０は、蓄電装置４２とステータ巻線２０との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。
【００２９】
スリップリング９５は、入力側ロータ２８と機械的に連結されており、さらに、ロータ巻線３０の各相と電気的に接続されている。回転が固定されたブラシ９６は、スリップリング９５に押し付けられて電気的に接触する。スリップリング９５は、ブラシ９６に対し摺動しながら（ブラシ９６との電気的接触を維持しながら）、入力側ロータ２８とともに回転する。ブラシ９６は、インバータ４１と電気的に接続されている。インバータ４１は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード（整流素子）とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４２からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ブラシ９６及びスリップリング９５を介してロータ巻線３０の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４１は、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を直流に変換する方向の電力変換も可能である。その際には、ロータ巻線３０の交流電力がスリップリング９５及びブラシ９６により取り出され、この取り出された交流電力がインバータ４１で直流に変換される。インバータ４１で直流に変換された電力は、インバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０の各相へ供給可能である。つまり、インバータ４０は、インバータ４１からの直流電力と蓄電装置４２からの直流電力とのいずれか（少なくとも一方）を交流に変換してステータ巻線２０の各相へ供給することが可能である。また、インバータ４１で直流に変換された電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。このように、インバータ４１は、蓄電装置４２とロータ巻線３０との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。そして、インバータ４０，４１を含んで、スリップリング９５及びブラシ９６により取り出されたロータ巻線３０からの交流電力を電力変換してステータ巻線２０の各相へ供給することが可能な電力変換部を構成することができる。また、スリップリング９５及びブラシ９６により、ロータ巻線３０の電力（交流電力）を取り出すための電力伝達部を構成することができる。
【００３０】
電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット５０は、クラッチ４８の係合／解放を切り替えることで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合／その解除を切り替える制御も行う。さらに、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転状態の制御、及び変速機４４の変速比の制御も行う。
【００３１】
インバータ４０のスイッチング動作により複数相のステータ巻線２０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線２０は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線２０で発生した回転磁界と永久磁石３２で発生した界磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、出力側ロータ１８にトルク（磁石トルク）を作用させることができ、出力側ロータ１８を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置４２からステータ巻線２０に供給された電力を出力側ロータ１８の動力（機械的動力）に変換することができ、ステータ１６及び出力側ロータ１８を同期電動機（ＰＭモータ部）として機能させることができる。さらに、インバータ４０は、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４２に回収する方向の変換も可能である。その場合は、出力側ロータ１８の動力がステータ巻線２０の電力に変換されて蓄電装置４２に回収される。このように、ステータ１６のステータ巻線２０と出力側ロータ１８の永久磁石３２とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線２０で発生する回転磁界を出力側ロータ１８に作用させて、ステータ１６と出力側ロータ１８との間にトルク（磁石トルク）を作用させることができる。さらに、例えば図４に示すように、永久磁石３２間に突極部として磁性体（強磁性体）がステータ１６（ティース５１ａ）と対向して配置されている例や、永久磁石３２が出力側ロータ１８内（ロータコア５３内）に埋設されている例では、ステータ１６の発生する回転磁界が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用する。電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作により例えばステータ巻線２０に流す交流電流の振幅や位相角を制御することで、ステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するトルクを制御することができる。
【００３２】
また、入力側ロータ２８が出力側ロータ１８に対し相対回転して入力側ロータ２８（ロータ巻線３０）と出力側ロータ１８（永久磁石３３）との間に回転差が生じるのに伴ってロータ巻線３０に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線３０に誘導電流（交流電流）が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線３０の誘導電流により生じる回転磁界と永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ１８にトルクを作用させることができ、出力側ロータ１８を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と出力側ロータ１８の永久磁石３３とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線３０で発生する回転磁界が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（磁石トルク）が作用する。そのため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間で動力（機械的動力）を伝達することができ、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８を誘導電磁カップリング部として機能させることができる。
【００３３】
ロータ巻線３０の誘導電流により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（電磁カップリングトルク）を発生させる際には、電子制御ユニット５０は、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容するように、インバータ４１のスイッチング動作を行う。その際には、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング動作によりロータ巻線３０に流れる交流電流を制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクを制御することができる。一方、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング素子をオフ状態に維持してスイッチング動作を停止させることで、ロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。
【００３４】
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の動作について説明する。
【００３５】
エンジン３６が動力を発生している場合は、エンジン３６の動力が入力側ロータ２８に伝達され、入力側ロータ２８がエンジン回転方向に回転駆動する。クラッチ４８が解放されている状態で、入力側ロータ２８の回転速度が出力側ロータ１８の回転速度より高くなると、ロータ巻線３０に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット５０は、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容するように、インバータ４１のスイッチング動作を行う。これによって、ロータ巻線３０の誘導電流と永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用により入力側ロータ２８から出力側ロータ１８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクが作用して出力側ロータ１８がエンジン回転方向に回転駆動する。このように、入力側ロータ２８に伝達されたエンジン３６からの動力は、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と出力側ロータ１８の永久磁石３３との電磁気結合によって、出力側ロータ１８へ伝達される。出力側ロータ１８に伝達された動力は、変速機４４で変速されてから駆動軸３７（車輪３８）へ伝達されることで、車両の前進駆動等、負荷の正転駆動に用いられる。したがって、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を正転方向に回転駆動することができ、車両を前進方向に駆動することができる。さらに、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との回転差を許容することができるため、車輪３８の回転が停止してもエンジン３６がストールすることはない。そのため、回転電機１０を発進装置として機能させることができ、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。
【００３６】
さらに、ロータ巻線３０に発生した交流電力は、スリップリング９５及びブラシ９６を介して取り出される。取り出された交流電力はインバータ４１で直流に変換される。そして、インバータ４０のスイッチング動作により、インバータ４１からの直流電力がインバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０に供給されることで、ステータ巻線２０に交流電流が流れ、ステータ１６に回転磁界が形成される。このステータ１６の回転磁界と出力側ロータ１８の永久磁石３２の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ１８にエンジン回転方向のトルクを作用させることができる。これによって、出力側ロータ１８のエンジン回転方向のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、インバータ４１からの直流電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。
【００３７】
さらに、蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力供給するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を正転方向に回転駆動するとともに、ステータ巻線２０への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ１８の動力により車輪３８の正転方向の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット５０は、ステータ巻線２０から蓄電装置４２へ電力回収するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線２０と永久磁石３２との電磁気結合によってステータ巻線２０の電力に変換して蓄電装置４２に回収することができる。
【００３８】
また、エンジン３６の動力を用いずに回転電機１０の動力を用いて負荷を駆動する（車輪３８を回転駆動する）ＥＶ（Electric Vehicle）走行を行う場合は、電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット５０は、蓄電装置４２からの直流電力を交流に変換してステータ巻線２０へ供給するように、インバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０への供給電力をステータ巻線２０と永久磁石３２との電磁気結合によって出力側ロータ１８の動力に変換し、駆動軸３７（車輪３８）を回転駆動する。このように、エンジン３６が動力を発生していなくても、ステータ巻線２０への電力供給により車輪３８を回転駆動することができる。なお、ＥＶ走行を行う場合は、クラッチ４８を解放状態に制御する。
【００３９】
また、エンジン３６を始動する場合は、電子制御ユニット５０は、蓄電装置４２からの直流電力をインバータ４１で交流に変換してスリップリング９５及びブラシ９６を介してロータ巻線３０へ供給するように、インバータ４１のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線３０への供給電力を用いてエンジン３６のクランキングを行うことができる。このように、ロータ巻線３０には、エンジン３６を始動するための交流電力が供給される。エンジン３６のクランキングの際には、入力側ロータ２８の回転磁界と出力側ロータ１８の永久磁石３３の界磁束との電磁気相互作用によりエンジン３６に繋がる入力側ロータ２８にトルクを作用させるが、出力側ロータ１８もその反力トルクを受けることになる。そのため、ＥＶ走行時にエンジン３６を始動する場合は、蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力供給して出力側ロータ１８にこの反力トルクを打ち消すトルクを作用させるようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０への供給電力を用いて出力側ロータ１８を回転駆動することができる。なお、エンジン３６を始動する場合は、クラッチ４８を解放状態に制御する。
【００４０】
また、エンジン３６の動力を用いて車両を前進方向に駆動する場合には、クラッチ４８を係合して入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とを機械的に連結することで、ロータ巻線３０に交流電流が流れず入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクが作用しなくても、エンジン３６からの動力をクラッチ４８を介して駆動軸３７（車輪３８）へ伝達することができる。これによって、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間のすべりに伴ってロータ巻線３０に誘導電流が流れることで生じるジュール損失を抑えることが可能となる。このように、本実施形態では、回転電機１０の入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用するトルクによりエンジン３６からの動力を駆動軸３７へ伝達することが可能な第１の動力伝達経路の他に、エンジン３６からの動力を回転電機１０に対し並列に設けられたクラッチ４８を介して駆動軸３７へ伝達することが可能な第２の動力伝達経路が設けられている。そして、変速機４４は、第１の動力伝達経路と第２の動力伝達経路のいずれかからの動力を変速して駆動軸３７へ伝達することが可能である。
【００４１】
また、駆動軸３７が回転している（車両が走行している）状態で、駆動軸３７にトルク（車両の駆動力）が要求されていないときは、電子制御ユニット５０は、エンジン３６のフューエルカット（燃料カット）を実行することで、エンジン３６の燃費を向上させることが可能となる。以下、駆動軸３７が回転している状態でエンジン３６のフューエルカットを実行する場合に、電子制御ユニット５０が実行する処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５のフローチャートは、所定時間おきに繰り返して実行される。
【００４２】
まずステップＳ１０１では、駆動軸３７の回転速度ωdが所定の高回転速度ωh以上であるか否か（車速Ｖが所定の高車速Ｖh以上であるか否か）が判定される。ωd＜ωh（Ｖ＜Ｖh）の場合、すなわちステップＳ１０１の判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ１０２において、エンジン３６の燃料噴射を実行する。つまり、エンジン３６のフューエルカットを行わない。一方、ωd≧ωh（Ｖ≧Ｖh）の場合、すなわちステップＳ１０１の判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ１０３に進む。
【００４３】
ステップＳ１０３では、駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）が０であるか否かが判定される。駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）については、例えばアクセル開度から設定することが可能である。駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）が０でない場合、すなわちステップＳ１０３の判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ１０２において、エンジン３６の燃料噴射を実行する（エンジン３６のフューエルカットを行わない）。一方、駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）が０である場合、すなわちステップＳ１０３の判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ１０４において、エンジン３６のフューエルカットを実行し、ステップＳ１０５に進む。
【００４４】
ステップＳ１０５では、クラッチ４８が係合状態にあるか否かが判定される。クラッチ４８が係合状態にある場合（ステップＳ１０５の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０６において、クラッチ４８を解放することで入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的な係合を解除してから、ステップＳ１０７に進む。一方、クラッチ４８が解放状態にある場合（ステップＳ１０５の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１０７に進む。
【００４５】
ステップＳ１０７では、エンジン３６の回転速度（入力側ロータ２８の回転速度）ωinが出力側ロータ１８の回転速度ωoutより低い所定の低回転速度ω１に制御されるように、インバータ４１のスイッチング動作により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクが制御される。ここでの所定の低回転速度ω１は、フューエルカットからの復帰時にエンジントルクを発生可能な低回転速度に設定され、例えばエンジン３６のアイドリング回転速度より若干高い回転速度（例えば１０００ｒｐｍ程度）に設定される。なお、駆動軸３７の回転速度ωdが所定の高回転速度ωh以上であり、駆動軸３７の要求トルクＴreqが０である場合は、変速機４４の変速比は最小変速比γminに制御されており、ω１＜ωh×γminが成立する。
【００４６】
エンジン３６の回転速度ωinは、その時間微分をｄωin／ｄｔ、エンジン３６及び入力側ロータ２８を含む入力軸側の回転慣性をＪin、出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に作用する電磁カップリングトルクをＴcoup、エンジン摩擦、スリップリング摩擦等による入力軸側の摩擦トルクをＴfricとすると、以下の（１）式で表される。（１）式において、摩擦トルクＴfricの値は、エンジン３６の回転速度ωinに応じて変化する。エンジン３６の回転速度ωinを所定の低回転速度ω１に制御するためには、センサにより検出したエンジン３６の回転速度ωinをフィードバックして電磁カップリングトルクＴcoupを補正する制御系を組めばよい。このように、出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に作用する電磁カップリングトルクＴcoupを制御することで、エンジン３６の回転速度ωinを制御することが可能である。
【００４７】
Ｊin×ｄωin／ｄｔ＝Ｔcoup−Ｔfric      （１）
【００４８】
ステップＳ１０８では、インバータ４０のスイッチング動作によりステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するトルク（ＭＧトルク）が制御される。出力側ロータ１８の回転速度ωoutの時間微分をｄωout／ｄｔ、出力側ロータ１８を含む出力軸側の回転慣性をＪout、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するＭＧトルクをＴmg、出力軸側の走行負荷トルクをＴRLとすると、以下の（２）式が成立する。（２）式から、ＭＧトルクＴmgは、走行負荷トルクＴRLの他に電磁カップリングトルクＴcoupを反力として受け持つことがわかる。
【００４９】
Ｊout×ｄωout／ｄｔ＝Ｔmg−Ｔcoup−ＴRL      （２）
【００５０】
エンジン３６の回転速度ωinを所定の低回転速度ω１に制御するために、出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクＴcoupを作用させることの反作用として、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８にエンジン回転方向と逆方向の電磁カップリングトルクＴcoupが作用し、駆動軸３７には、その回転方向と逆方向である減速方向のトルクが作用する。駆動軸３７に作用する減速方向のトルクを補償するためには、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８にエンジン回転方向と逆方向（減速方向）の電磁カップリングトルクＴcoupが作用する分、ステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のＭＧトルクＴmgを発生させるように、電磁カップリングトルクＴcoupに基づいてＭＧトルクＴmgを制御すればよい。また、駆動軸３７の回転速度ωdが一定速度になるように、センサにより検出した駆動軸３７の回転速度ωdをフィードバックしてステータ１６から出力側ロータ１８に作用するＭＧトルクＴmgを制御することも可能である。
【００５１】
ここで、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８の回転速度変動の無い定常状態を仮定すると、入力軸側では、（１）式からＴcoup＝Ｔfricとなる。よって、Ｔcoup×ωin＝Ｔfric×ωinであり、入力軸側では、電磁カップリングトルクＴcoupによる伝達パワーＴcoup×ωinにより摩擦損失パワーＰｏｗfric＝Ｔfric×ωinが賄われる。また、ロータ巻線３０では、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８の差動回転から電力が生じ、発電パワーＰｏｗgeneは、
Ｐｏｗgene＝Ｔcoup×（ωout−ωin）＞０
となり、インバータ４１での電力変換により、電力がロータ巻線３０側からインバータ４１を介してインバータ４０側（蓄電装置４２側）に流れ込む。
【００５２】
一方、出力軸側では、（２）式からＴmg＝Ｔcoup＋ＴRLであり、ＭＧトルクＴmgによる伝達パワーＰｏｗmgoutは、
Ｐｏｗmgout＝Ｔmg×ωout＝Ｔcoup×ωout＋ＴRL×ωout
で表され、電磁カップリングトルクＴcoupによる伝達パワーＰｏｗcoup＝Ｔcoup×ωoutと走行負荷トルクＴRLによるパワーＰｏｗRL＝ＴRL×ωoutを賄う。ＭＧトルクＴmgによる伝達パワーＰｏｗmgoutは、ロータ巻線３０の発電パワーＰｏｗgeneと蓄電装置４２のパワーＰｏｗBTにより供給され、インバータ４０等における損失を無視すると、
Ｐｏｗmgout＝Ｐｏｗgene＋ＰｏｗBT
で表され、
ＰｏｗBT＝Ｔcoup×ωin＋ＴRL×ωout
が導かれる。
【００５３】
以上のことから、図５のフローチャートの処理を実行する場合におけるパワーフローを図示すると、図６に示すようになる。図６において、Ｃは、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８における電磁カップリングトルクＴcoupが作用する部分（誘導電磁カップリング部）を表し、ＭＧは、ステータ１６及び出力側ロータ１８におけるＭＧトルクＴmgが作用する部分（ＰＭモータ部）を表す。
【００５４】
クラッチ４８を係合させた状態でエンジン３６のフューエルカットを実行する場合は、車速Ｖ（駆動軸３７の回転速度ωd）が高くなるほどエンジン３６の回転速度ωinが増加し、エンジン３６の回転速度ωinが高くなるほどエンジン３６の摩擦損失が増加する。一方、クラッチ４８を解放し且つ入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に電磁カップリングトルクＴcoupを作用させない状態でエンジン３６のフューエルカットを実行する場合は、エンジン摩擦やスリップリング摩擦等によりエンジン３６の回転速度ωinが低下し、エンジン３６の回転速度ωinがアイドリング回転速度より低くなると、フューエルカットからの復帰時にエンジントルクを発生させることが困難となる。これに対して図５のフローチャートの処理によれば、駆動軸３７の回転速度ωdが所定の高回転速度ωh以上である状態でエンジン３６のフューエルカットを実行する場合に、クラッチ４８による入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的な係合を解除した状態で、ロータ巻線３０側からインバータ４０側（蓄電装置４２側）へ電力回収するようインバータ４１での電力変換を制御して、出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に作用するエンジン回転方向の電磁カップリングトルクＴcoupを制御することで、エンジン３６の回転速度ωinを出力側ロータ１８の回転速度ωoutより低い所定の低回転速度ω１に制御する。これによって、エンジン３６の回転速度ωinの制御性を向上させることができ、フューエルカット実行時におけるエンジン３６の摩擦損失を低減することができるとともに、フューエルカットからの復帰時にエンジントルクを速やかに発生させることができる。その結果、燃費を向上させることができるとともに、駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）の急激な変化に即応することができる。さらに、図５のフローチャートの処理によれば、ステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のＭＧトルクＴmgを作用させることで、電磁カップリングトルクＴcoupにより駆動軸３７に作用する減速方向のトルクを補償することができ、駆動軸３７の回転速度ωdの低下を抑えることができる。
【００５５】
次に、駆動軸３７が回転している状態でエンジン３６のフューエルカットを実行する場合に、電子制御ユニット５０が実行する他の処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。図７のフローチャートは、所定時間おきに繰り返して実行される。
【００５６】
まずステップＳ２０１では、駆動軸３７の回転速度ωdが所定の低回転速度ωl以下であるか否か（車速Ｖが所定の低車速Ｖl以下であるか否か）が判定される。ωd＞ωl（Ｖ＞Ｖl）の場合、すなわちステップＳ２０１の判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ２０２において、エンジン３６の燃料噴射を実行する。つまり、エンジン３６のフューエルカットを行わない。一方、ωd≦ωl（Ｖ≦Ｖl）の場合、すなわちステップＳ２０１の判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ２０３に進む。
【００５７】
ステップＳ２０３では、駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）が０であるか否かが判定される。駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）が０でない場合、すなわちステップＳ２０３の判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ２０２において、エンジン３６の燃料噴射を実行する（エンジン３６のフューエルカットを行わない）。一方、駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）が０である場合、すなわちステップＳ２０３の判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ２０４において、エンジン３６のフューエルカットを実行し、ステップＳ２０５に進む。
【００５８】
ステップＳ２０５では、クラッチ４８が係合状態にあるか否かが判定される。クラッチ４８が係合状態にある場合（ステップＳ２０５の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ２０６において、クラッチ４８を解放することで入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的な係合を解除してから、ステップＳ２０７に進む。一方、クラッチ４８が解放状態にある場合（ステップＳ２０５の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ２０７に進む。
【００５９】
ステップＳ２０７では、エンジン３６の回転速度（入力側ロータ２８の回転速度）ωinが出力側ロータ１８の回転速度ωoutより高い所定の回転速度ω２に制御されるように、インバータ４１のスイッチング動作により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクＴcoupが制御される。ここでの所定の回転速度ω２は、フューエルカットからの復帰時にエンジントルクを発生可能な回転速度に設定され、例えばエンジン３６のアイドリング回転速度より若干高い回転速度（例えば１０００ｒｐｍ程度）に設定される。エンジン３６の回転速度ωinを所定の回転速度ω２に制御するためには、センサにより検出したエンジン３６の回転速度ωinをフィードバックして電磁カップリングトルクＴcoupを補正する制御系を組めばよい。なお、駆動軸３７の回転速度ωdが所定の低回転速度ωl以下であり、駆動軸３７の要求トルクＴreqが０である場合は、変速機４４の変速比は最大変速比γmaxに制御されており、ω２＞ωl×γmaxが成立する。
【００６０】
ステップＳ２０８では、インバータ４０のスイッチング動作によりステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するＭＧトルクＴmgが制御される。エンジン３６の回転速度ωinを所定の回転速度ω２に制御するために、出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクＴcoupを作用させる分、駆動軸３７には、その回転方向と逆方向である減速方向のトルクが作用する。駆動軸３７に作用する減速方向のトルクを補償するためには、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に減速方向（エンジン回転方向と逆方向）の電磁カップリングトルクＴcoupが作用する分、ステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のＭＧトルクＴmgを発生させるように、電磁カップリングトルクＴcoupに基づいてＭＧトルクＴmgを制御すればよい。また、駆動軸３７の回転速度ωdが一定速度になるように、センサにより検出した駆動軸３７の回転速度ωdをフィードバックしてステータ１６から出力側ロータ１８に作用するＭＧトルクＴmgを制御することも可能である。
【００６１】
ここで、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８の回転速度変動の無い定常状態を仮定すると、入力軸側では、電磁カップリングトルクＴcoupによる伝達パワーＴcoup×ωinにより摩擦損失パワーＰｏｗfric＝Ｔfric×ωinが賄われる。また、ロータ巻線３０の電力Ｐｏｗgeneは、
Ｐｏｗgene＝Ｔcoup×（ωout−ωin）＜０
となり、インバータ４１での電力変換により、電力が蓄電装置４２側からインバータ４１を介してロータ巻線３０に流れ込む。一方、出力軸側では、ＭＧトルクＴmgによる伝達パワーＰｏｗmgoutが、電磁カップリングトルクＴcoupによる伝達パワーＰｏｗcoup＝Ｔcoup×ωoutと走行負荷トルクＴRLによるパワーＰｏｗRL＝ＴRL×ωoutを賄う。そして、蓄電装置４２のパワーＰｏｗBTが、ＭＧトルクＴmgによる伝達パワーＰｏｗmgoutとロータ巻線３０の電力Ｐｏｗgeneを賄う。以上のことから、図７のフローチャートの処理を実行する場合におけるパワーフローを図示すると、図８に示すようになる。
【００６２】
以上説明した図７のフローチャートの処理によれば、駆動軸３７の回転速度ωdが所定の低回転速度ωl以下である状態でエンジン３６のフューエルカットを実行する場合に、クラッチ４８による入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的な係合を解除した状態で、蓄電装置４２側からロータ巻線３０側へ電力供給するようインバータ４１での電力変換を制御して、出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に作用するエンジン回転方向の電磁カップリングトルクＴcoupを制御することで、エンジン３６の回転速度ωinを出力側ロータ１８の回転速度ωoutより高い所定の回転速度ω２に制御する。これによって、エンジン３６の回転速度ωinの制御性を向上させることができ、より低い駆動軸３７の回転速度ωd（車速Ｖ）までフューエルカット状態を持続させることができるとともに、フューエルカットからの復帰時にエンジントルクを速やかに発生させることができる。その結果、フューエルカット領域を拡大させて燃費を向上させることができるとともに、駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）の急激な変化に即応することができる。さらに、図７のフローチャートの処理によれば、ステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のＭＧトルクＴmgを作用させることで、電磁カップリングトルクＴcoupにより駆動軸３７に作用する減速方向のトルクを補償することができ、駆動軸３７の回転速度ωdの低下を抑えることができる。
【００６３】
次に、変速機４４の変速段を現変速段から次変速段に変更する変速動作を行う場合に、電子制御ユニット５０が実行する処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。ここでの変速機４４は、複数の変速段の中から変速段を選択可能な有段変速機であり、複数自由度の回転自由度を有する遊星歯車機構と、遊星歯車機構の回転自由度を制限するための複数の摩擦係合装置と、各摩擦係合装置への供給油圧をそれぞれ制御することで各摩擦係合装置の係合／解放をそれぞれ制御する油圧制御装置とを含む公知の構成により実現することが可能である。各摩擦係合装置については、例えばクラッチまたはブレーキにより構成することが可能である。有段変速機４４では、遊星歯車機構の回転自由度が１自由度になるように、油圧制御装置での油圧を利用して変速段に対応する摩擦係合装置を選択的に係合させることで、出力側ロータ１８からの動力を変速段に応じた変速比で変速して駆動軸３７へ伝達することが可能である。さらに、有段変速機４４では、現変速段に対応する係合状態の摩擦係合装置を解放して次変速段に対応する解放状態の摩擦係合装置を係合させることで、変速段を現変速段から次変速段に変更することが可能である。なお、有段変速機４４では、変速段を選択、変更するための係合装置として、クラッチやブレーキ等の摩擦係合装置以外に、例えばドグクラッチ等の噛み合い式の係合装置を用いることも可能である。
【００６４】
まずステップＳ３０１では、現変速段から次変速段への変速指令が出力される。ステップＳ３０２では、エンジントルク、及びステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するＭＧトルクＴmgが０に制御されることで、有段変速機４４への入力トルクが０に制御される。ステップＳ３０３では、クラッチ４８が解放状態に制御されることで、クラッチ４８による入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との機械的係合が解除される。ステップＳ３０４では、有段変速機４４の現変速段に対応する係合状態の係合装置が解放される。
【００６５】
ステップＳ３０５では、有段変速機４４の入力軸回転速度ωmg（＝出力側ロータ１８の回転速度ωout）が次変速段に対応する目標入力軸回転速度ωrefに近づくように、インバータ４０のスイッチング動作によりステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するＭＧトルクＴmgが制御される。次変速段に対応する目標入力軸回転速度ωrefは、駆動軸３７の回転速度ωd（車速Ｖ）と次変速段の変速比から算出される。Ｎ速（Ｎは１以上の整数）の現変速段から（Ｎ＋１）速の次変速段へのアップシフトを行う場合は、図１０に示すように、有段変速機４４の入力軸回転速度ωmg（出力側ロータ１８の回転速度ωout）が次変速段に対応する目標入力軸回転速度ωrefへ向けて低下するようステータ１６から出力側ロータ１８に減速方向（エンジン回転方向と逆方向）のＭＧトルクＴmgを作用させる。その際には、ステータ巻線２０側から蓄電装置４２側へ電力回収するようインバータ４０での電力変換が制御される。一方、（Ｎ＋１）速の現変速段からＮ速の次変速段へのダウンシフトを行う場合は、図１１に示すように、有段変速機４４の入力軸回転速度ωmg（出力側ロータ１８の回転速度ωout）が次変速段に対応する目標入力軸回転速度ωrefへ向けて増加するようステータ１６から出力側ロータ１８に増速方向（エンジン回転方向）のＭＧトルクＴmgを作用させる。その際には、蓄電装置４２側からステータ巻線２０側へ電力供給するようインバータ４０での電力変換が制御される。
【００６６】
ステップＳ３０６では、有段変速機４４の入力軸回転速度ωmgと次変速段に対応する目標入力軸回転速度ωrefとの差の絶対値｜ωmg−ωref｜が設定値δω１以下であるか否かが判定される。回転速度差｜ωmg−ωref｜が設定値δω１より大きい場合（ステップＳ３０６の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ３０５に戻る。一方、回転速度差｜ωmg−ωref｜が設定値δω１以下の場合（ステップＳ３０６の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ３０７において、有段変速機４４の次変速段に対応する解放状態の係合装置を係合させ、ステップＳ３０８において、エンジントルク及びＭＧトルクＴmgを発生させる。
【００６７】
ステップＳ３０９では、エンジン３６の回転速度ωeng（＝入力側ロータ２８の回転速度ωin）が出力側ロータ１８の回転速度ωout（＝有段変速機４４の入力軸回転速度ωmg）に近づくように、インバータ４１のスイッチング動作により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクＴcoupが制御される。さらに、ここでは、駆動軸３７の要求トルクＴreq（車両の要求駆動力）と電磁カップリングトルクＴcoupとに基づいて、インバータ４０のスイッチング動作によりステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するＭＧトルクＴmgを制御することもできる。Ｎ速の現変速段から（Ｎ＋１）速の次変速段へのアップシフトを行う場合は、図１０に示すように、エンジン３６の回転速度ωengが有段変速機４４の入力軸回転速度ωmgへ向けて低下するよう出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に減速方向（エンジン回転方向と逆方向）の電磁カップリングトルクＴcoupを作用させる。その際には、ロータ巻線３０側から蓄電装置４２側へ電力回収するようインバータ４１での電力変換が制御される。一方、（Ｎ＋１）速の現変速段からＮ速の次変速段へのダウンシフトを行う場合は、図１１に示すように、エンジン３６の回転速度ωengが有段変速機４４の入力軸回転速度ωmgへ向けて増加するよう出力側ロータ１８から入力側ロータ２８に増速方向（エンジン回転方向）の電磁カップリングトルクＴcoupを作用させる。その際には、蓄電装置４２側からロータ巻線３０側へ電力供給するようインバータ４１での電力変換が制御される。
【００６８】
ステップＳ３１０では、エンジン３６の回転速度ωeng（入力側ロータ２８の回転速度ωin）と有段変速機４４の入力軸回転速度ωmg（出力側ロータ１８の回転速度ωout）との差の絶対値｜ωeng−ωmg｜が所定値δω２以下であるか否かが判定される。回転速度差｜ωeng−ωmg｜が所定値δω２より大きい場合（ステップＳ３１０の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ３０９に戻る。一方、回転速度差｜ωeng−ωmg｜が所定値δω２以下の場合（ステップＳ３１０の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ３１１において、クラッチ４８が係合状態に制御されることで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とを機械的に係合させる。以上の処理によって、有段変速機４４の変速段が現変速段から次変速段に変更される。
【００６９】
なお、図１０，１１に示す例では、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４による処理が、時刻ｔ１にてほぼ同タイミングで実行される。そして、ステップＳ３０５による処理が、時刻ｔ１からステップＳ３０６の判定結果がＹＥＳになる時刻ｔ２まで実行され、ステップＳ３０７による処理が、時刻ｔ２にて実行される。そして、ステップＳ３０８，Ｓ３０９による処理が、時刻ｔ２からステップＳ３１０の判定結果がＹＥＳになる時刻ｔ３まで実行され、ステップＳ３１１による処理が、時刻ｔ３にて実行される。
【００７０】
従来の有段変速機においては、変速段を変更する変速動作時の回転速度制御は摩擦クラッチにより行われ、摩擦クラッチの滑りにより回転エネルギーが熱となって消費されることで損失が生じ、さらに、変速動作に要する時間が長くなる。これに対して図９のフローチャートの処理によれば、変速動作時に電磁カップリングトルクＴcoup制御により動力伝達させながらエンジン３６の回転速度ωengを滑らかに有段変速機４４の次変速段の入力軸回転速度ωmgに制御することで、エンジン３６の回転速度ωengの制御性を向上させることができ、変速動作時の損失が減り燃費を向上させることができるとともに、変速動作に要する時間を短縮することができる。さらに、摩擦クラッチでは、伝達トルクの推定予測が困難であり、変速動作時の制御性が低下して変速ショックが生じやすくなるのに対して、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８による誘導電磁カップリング部では、ロータ巻線３０の電流等から伝達トルク（電磁カップリングトルクＴcoup）の推定予測が容易であり、変速動作時の制御性が向上して変速ショックが緩和される。さらに、変速動作時にＭＧトルクＴmg制御により有段変速機４４の入力軸回転速度ωmgを滑らかに次変速段の目標入力軸回転速度ωrefに制御することで、変速動作に要する時間をさらに短縮することができる。
【００７１】
本実施形態では、例えば図１２に示すように、整流器９３及び昇圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）９４を設けることもできる。整流器９３は、ブラシ９６と電気的に接続されており、スリップリング９５及びブラシ９６により取り出されたロータ巻線３０からの交流電力を整流して直流に変換する。昇圧コンバータ９４は、スイッチング素子及びダイオード（整流素子）を備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により整流器９３で整流された直流電力を昇圧（電圧変換）して出力する。昇圧コンバータ９４で昇圧（電圧変換）された直流電力は、インバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０の各相へ供給可能である。つまり、インバータ４０は、昇圧コンバータ９４で昇圧された直流電力と蓄電装置４２からの直流電力とのいずれか（少なくとも一方）を交流に変換してステータ巻線２０の各相へ供給することが可能である。また、昇圧コンバータ９４で昇圧された直流電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。ここでの整流器９３は、スリップリング９５側から昇圧コンバータ９４側への一方向のみの電力変換を行い、昇圧コンバータ９４は、整流器９３側から蓄電装置４２側（あるいはインバータ４０側）への一方向のみの電力変換を行う。なお、昇圧コンバータ９４の代わりに、ＤＣ−ＤＣコンバータとして降圧コンバータや昇降圧コンバータを設けることも可能である。
【００７２】
図１２に示す構成例において、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に回転差が生じているときに、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容して、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（電磁カップリングトルクＴcoup）を発生させるためには、電子制御ユニット５０は、昇圧コンバータ９４の出力電圧が蓄電装置４２の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御する。これによって、昇圧コンバータ９４から蓄電装置４２とインバータ４０間の配線へ電流が流れ、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に電磁カップリングトルクＴcoupが作用する。さらに、電子制御ユニット５０は、昇圧コンバータ９４における昇圧比（電圧変換比）を制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクＴcoupを制御することができる。一方、電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作を行わない状態で昇圧コンバータ９４の出力電圧が蓄電装置４２の電圧よりも低くなるように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に回転差が生じてもロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。また、昇圧コンバータ９４内のスイッチング素子をオフ状態に維持して昇圧コンバータ９４による昇圧（電圧変換）を停止させることによっても、ロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。
【００７３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  回転電機、１６  ステータ、１８  第２ロータ（出力側ロータ）、２０  ステータ巻線、２８  第１ロータ（入力側ロータ）、３０  ロータ巻線、３２，３３  永久磁石、３６  エンジン、３７  駆動軸、３８  車輪、４０，４１  インバータ、４２  蓄電装置、４４  変速機（有段変速機）、４８  クラッチ、５０  電子制御ユニット、９３  整流器、９４  昇圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）、９５  スリップリング、９６  ブラシ。
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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