(57)【要約】【課題】小型化および製造コストの削減を達成できるとともに、設計の自由度を高めることができる動力装置を提供する。【解決手段】動力装置１では、第１回転機１１が、所定の複数の磁極１４ａを有する第１ロータ１４と、所定の複数の電機子磁極を発生させることにより、回転磁界を発生させるステータ１３と、所定の複数の軟磁性体１５ａを有する第２ロータ１５とを有し、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性体の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定され、両ロータ１４，１５の一方は熱機関３の出力部３ａに、両ロータ１４，１５の他方および第２回転機２１のロータ２３は被駆動部ＤＷ，ＤＷに、それぞれ機械的に連結されている。また、熱機関３を始動する際、出力部３ａへの駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機１１，２１の少なくとも一方の動作が制御される（ステップ３、１３、１５、２２）。【選択図】図１
2011084113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動部を駆動するための動力装置であって、
動力を出力するための出力部を有する熱機関と、
第１回転機と、
供給された電力を動力に変換し、ロータから出力するとともに、当該ロータに入力された動力を電力に変換可能な第２回転機と、
前記熱機関、前記第１および第２回転機の動作を制御するための制御装置と、を備え、
前記第１回転機は、周方向に並んだ所定の複数の磁極で構成され、かつ隣り合う各２つの前記磁極が互いに異なる極性を有するように配置された磁極列を有する、前記周方向に回転自在の第１ロータと、前記磁極列に対向するように配置されるとともに、所定の複数の電機子磁極を発生させることにより、前記周方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させるための電機子列を有する、不動のステータと、互いに間隔を隔てて前記周方向に並んだ所定の複数の軟磁性体で構成され、かつ前記磁極列と前記電機子列の間に配置された軟磁性体列を有する、前記周方向に回転自在の第２ロータと、を有し、
前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されており、
前記第１および第２ロータの一方は、前記出力部に機械的に連結され、前記第１および第２ロータの他方は、前記被駆動部に機械的に連結されるとともに、前記ロータは、前記被駆動部に機械的に連結されており、
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように、前記第１および第２回転機の少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする動力装置。
【請求項２】
前記熱機関を始動するために前記出力部を駆動するスタータをさらに備え、
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記スタータを作動させるとともに、当該スタータから前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように、前記第１および第２回転機の前記少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする、請求項１に記載の動力装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記出力部を駆動するように前記第１回転機の動作を制御するとともに、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように、前記第２回転機の動作を制御することを特徴とする、請求項１に記載の動力装置。
【請求項４】
前記出力部には、補機が機械的に連結されており、
前記熱機関を始動する際、前記出力部を駆動するための駆動力の前記補機への伝達を制限する動力伝達制限手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の動力装置。
【請求項５】
被駆動部を駆動するための動力装置であって、
動力を出力するための出力部を有する熱機関と、
第１回転機と、
第２回転機と、
前記熱機関、前記第１および第２回転機の動作を制御するための制御装置と、を備え、
前記第１回転機は、第１周方向に並んだ所定の複数の第１磁極で構成され、かつ隣り合う各２つの前記第１磁極が互いに異なる極性を有するように配置された第１磁極列を有する、前記第１周方向に回転自在の第１ロータと、前記第１磁極列に対向するように配置されるとともに、所定の複数の第１電機子磁極を発生させることにより、前記第１周方向に回転する第１回転磁界を前記第１磁極列との間に発生させるための第１電機子列を有する、不動の第１ステータと、互いに間隔を隔てて前記第１周方向に並んだ所定の複数の第１軟磁性体で構成され、かつ前記第１磁極列と前記第１電機子列の間に配置された第１軟磁性体列を有する、前記第１周方向に回転自在の第２ロータと、を有し、
前記第１電機子磁極の数と前記第１磁極の数と前記第１軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されており、
前記第２回転機は、第２周方向に並んだ所定の複数の第２磁極で構成され、かつ隣り合う各２つの前記第２磁極が互いに異なる極性を有するように配置された第２磁極列を有する、前記第２周方向に回転自在の第３ロータと、前記第２磁極列に対向するように配置されるとともに、所定の複数の第２電機子磁極を発生させることにより、前記第２周方向に回転する第２回転磁界を前記第２磁極列との間に発生させるための第２電機子列を有する、不動の第２ステータと、互いに間隔を隔てて前記第２周方向に並んだ所定の複数の第２軟磁性体で構成され、かつ前記第２磁極列と前記第２電機子列の間に配置された第２軟磁性体列を有する、前記第２周方向に回転自在の第４ロータと、を有し、
前記第２電機子磁極の数と前記第２磁極の数と前記第２軟磁性体の数との比は、１：ｎ：（１＋ｎ）／２（ｎ≠１．０）に設定されており、
前記第２および第３ロータは、前記出力部に機械的に連結されるとともに、前記第１および第４ロータは、前記被駆動部に機械的に連結されており、
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように、前記第１および第２回転機の少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする動力装置。
【請求項６】
前記熱機関を始動するために前記出力部を駆動するスタータをさらに備え、
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記スタータを作動させるとともに、当該スタータから前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように、前記第１および第２回転機の前記少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする、請求項５に記載の動力装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように前記第１および第２回転機の一方の動作を制御するとともに、前記出力部を駆動するように前記第１および第２回転機の他方の動作を制御することを特徴とする、請求項５に記載の動力装置。
【請求項８】
前記出力部には、補機が機械的に連結されており、
前記熱機関を始動する際、前記出力部を駆動するための駆動力の前記補機への伝達を制限する動力伝達制限手段をさらに備えることを特徴とする、請求項５ないし７のいずれかに記載の動力装置。
【請求項９】
被駆動部を駆動するための動力装置であって、
動力を出力するための出力部を有する熱機関と、
第１回転機と、
供給された電力を動力に変換し、ロータから出力するとともに、当該ロータに入力された動力を電力に変換可能な第２回転機と、
互いの間で動力を伝達可能で、当該動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、当該回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶように構成された第１要素、第２要素および第３要素を有する動力伝達機構と、
前記熱機関、前記第１および第２回転機の動作を制御するための制御装置と、を備え、
前記第１回転機は、周方向に並んだ所定の複数の磁極で構成され、かつ隣り合う各２つの前記磁極が互いに異なる極性を有するように配置された磁極列を有する、前記周方向に回転自在の第１ロータと、前記磁極列に対向するように配置されるとともに、所定の複数の電機子磁極を発生させることにより、前記周方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させるための電機子列を有する、不動のステータと、互いに間隔を隔てて前記周方向に並んだ所定の複数の軟磁性体で構成され、かつ前記磁極列と前記電機子列の間に配置された軟磁性体列を有する、前記周方向に回転自在の第２ロータと、を有し、
前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されており、
前記第１ロータおよび前記第２要素ならびに前記第２ロータおよび前記第１要素の一方が、前記出力部に機械的に連結され、前記第１ロータおよび前記第２要素ならびに前記第２ロータおよび前記第１要素の他方が、前記被駆動部に機械的に連結されるとともに、前記第３要素が前記ロータに機械的に連結されており、
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように、前記第１および第２回転機の少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする動力装置。
【請求項１０】
前記熱機関を始動するために前記出力部を駆動するスタータをさらに備え、
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記スタータを作動させるとともに、当該スタータから前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように、前記第１および第２回転機の前記少なくとも一方の動作を制御することを特徴とする、請求項９に記載の動力装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記熱機関を始動する際、前記出力部への駆動力の伝達に起因する前記被駆動部の速度変化を抑制するように前記第１および第２回転機の一方の動作を制御するとともに、前記出力部を駆動するように前記第１および第２回転機の他方の動作を制御することを特徴とする、請求項９に記載の動力装置。
【請求項１２】
前記出力部には、補機が機械的に連結されており、
前記熱機関を始動する際、前記出力部に伝達された駆動力の前記補機への伝達を制限する動力伝達制限手段をさらに備えることを特徴とする、請求項９ないし１１のいずれかに記載の動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱機関や回転機などの互いに異なる２つ以上の動力源を備える動力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この動力装置は、車両の駆動輪を駆動するためのものであり、動力源としての内燃機関、第１回転機および第２回転機を備えている。この第２回転機は、一般的な１ロータタイプのものである。
【０００３】
また、上記の第１回転機は、２ロータタイプのものであり、ステータ、第１ロータおよび第２ロータを有している。これらの第１ロータ、第２ロータおよびステータは、径方向に内側からこの順で並んでいる。第１ロータは、周方向に延び、かつ、互いに軸線方向に並んだ第１永久磁石列および第２永久磁石列を有している。また、ステータは、第１回転磁界および第２回転磁界を発生可能に構成されており、これらの第１および第２回転磁界はそれぞれ、第１および第２磁極列との間を周方向に回転する。さらに、第２ロータは、周方向に延び、かつ、互いに軸線方向に並んだ第１軟磁性体列および第２軟磁性体列を有しており、第１および第２軟磁性体列は、第１および第２磁極列にそれぞれ対向している。また、第１および第２軟磁性体列は、軟磁性体から成り、かつ、周方向に並んだ複数の第１および第２コアでそれぞれ構成されており、第１および第２コアの周方向の位置は、互いに電気角π／２、ずれている。
【０００４】
以上の構成の第１回転機では、ステータに電力が供給されることにより第１および第２回転磁界が発生すると、第１および第２回転磁界の磁極と第１および第２永久磁石の磁極により、第１および第２コアが磁化されることによって、これらの要素の間に磁力線が発生する。そして、この磁力線の磁力による作用により、ステータに供給された電力が動力に変換され、この動力が第１および第２ロータから出力される。あるいは、第１ロータや第２ロータに入力された動力が、電力に変換され、ステータから出力される。また、第１ロータおよび第２回転機は、駆動輪に連結されており、第２ロータは、内燃機関のクランク軸に連結されている。
【０００５】
以上の構成の動力装置では、内燃機関、第１および第２回転機の動作が制御され、それにより、動力が駆動輪に伝達される結果、駆動輪が駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第０８／０１８５３９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来の動力装置では、第１回転機において、ステータに供給した電力を動力に変換して第１および第２ロータから出力すべく、上記の磁力線による磁力を適切に作用させるためには、複数の第１コアから成る第１軟磁性体列だけでなく、複数の第２コアから成る第２軟磁性体列が必要不可欠である。それにより、第１回転機の大型化および製造コストの増大を招くことは避けられず、ひいては、動力装置の大型化および製造コストの増大を招いてしまう。また、第１回転機は、その構成上、第１および第２回転磁界の回転数と第２ロータの回転数との差と、第２ロータの回転数と第１ロータの回転数との差が同じになるような速度関係でしか成立しないので、その設計の自由度が低く、ひいては、動力装置の設計の自由度が低くなってしまう。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、小型化および製造コストの削減を達成できるとともに、設計の自由度を高めることができる動力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ，ＤＷ）を駆動するための動力装置１、１Ａであって、動力を出力するための出力部（クランク軸３ａ）を有する熱機関（エンジン３）と、第１回転機１１と、供給された電力を動力に変換し、ロータ２３から出力するとともに、ロータ２３に入力された動力を電力に変換可能な第２回転機２１と、熱機関、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御するための制御装置（ＥＣＵ２、第１ＰＤＵ４１、第２ＰＤＵ４２、ＶＣＵ４３）と、を備え、第１回転機１１は、周方向に並んだ所定の複数の磁極（永久磁石１４ａ）で構成され、かつ隣り合う各２つの磁極が互いに異なる極性を有するように配置された磁極列を有する、周方向に回転自在の第１ロータ１４と、磁極列に対向するように配置されるとともに、所定の複数の電機子磁極を発生させることにより、周方向に回転する回転磁界を磁極列との間に発生させるための電機子列（鉄芯１３ａ、Ｕ〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅ）を有する、不動のステータ（第１ステータ１３）と、互いに間隔を隔てて周方向に並んだ所定の複数の軟磁性体（コア１５ａ）で構成され、かつ磁極列と電機子列の間に配置された軟磁性体列を有する、周方向に回転自在の第２ロータ１５と、を有し、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されており、第１および第２ロータ１４，１５の一方は、出力部に機械的に連結され、第１および第２ロータ１４，１５の他方は、被駆動部に機械的に連結されるとともに、ロータ２３は、被駆動部に機械的に連結されており、制御装置は、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機１１，２１の少なくとも一方の動作を制御する（図１８のステップ３、図２０のステップ１３、図２２のステップ１５、図２５のステップ２２）ことを特徴とする。
【００１０】
この動力装置の第１回転機によれば、周方向に回転自在の第１ロータの磁極列と、不動のステータの電機子列が互いに対向しており、これらの磁極列と電機子列の間に、周方向に回転自在の第２ロータの軟磁性体列が配置されている。また、これらの磁極列および軟磁性体列をそれぞれ構成する複数の磁極および軟磁性体は、周方向に並んでいる。さらに、ステータの電機子列は、所定の複数の電機子磁極を発生させることによって、周方向に回転する回転磁界を磁極列との間に発生させることが、可能である。また、隣り合う各２つの磁極が互いに異なる極性を有しており、隣り合う各２つの軟磁性体間には、間隔が空いている。上記のように、磁極列と電機子列の間において、複数の電機子磁極による回転磁界が発生するとともに軟磁性体列が配置されていることから、各軟磁性体は、電機子磁極と磁極によって磁化される。このことと、上記のように隣り合う各２つの軟磁性体間に間隔が空いていることによって、磁極と軟磁性体と電機子磁極を結ぶような磁力線が発生する。このため、ステータへの電力の供給により回転磁界を発生させると、この磁力線による磁力の作用によって、ステータに供給された電力は動力に変換され、その動力が、第１ロータや第２ロータから出力される。
【００１１】
ここで、ステータに供給された電力および回転磁界の電気角速度ωｍｆと等価のトルクを「駆動用等価トルクＴｅ」という。以下、この駆動用等価トルクＴｅと、第１および第２ロータに伝達されるトルク（以下、それぞれ「第１ロータ伝達トルクＴ１」「第２ロータ伝達トルクＴ２」という）の関係と、回転磁界、第１および第２ロータの電気角速度の間の関係について説明する。
【００１２】
本発明の第１回転機を次の条件（Ａ）および（Ｂ）の下に構成した場合には、第１回転機に相当する等価回路は、図４４のように示される。
（Ａ）ステータがＵ相、Ｖ相およびＷ相から成る３相コイルを有する
（Ｂ）電機子磁極が２個、磁極が４個、すなわち、電機子磁極のＮ極およびＳ極を１組とする極対数が値１、磁極のＮ極およびＳ極を１組とする極対数が値２であり、軟磁性体が第１コア、第２コアおよび第３コアから成る３つの軟磁性体で構成されている
なお、このように、本明細書で用いる「極対」は、Ｎ極およびＳ極の１組をいう。
【００１３】
この場合、軟磁性体のうちの第１コアを通過する磁極の磁束Ψｋ１は、次式（１）で表される。
【数１】
2011084113.tif 000003
ここで、ψｆは磁極の磁束の最大値、θ１およびθ２はそれぞれ、Ｕ相コイルに対する磁極の回転角度位置および第１コアの回転角度位置である。また、この場合、電機子磁極の極対数に対する磁極の極対数の比が値２．０であるため、磁極の磁束が回転磁界に対して２倍の周期で回転（変化）するので、上記の式（１）では、そのことを表すために、（θ２−θ１）に値２．０が乗算されている。
【００１４】
したがって、第１コアを介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕ１は、式（１）にｃｏｓθ２を乗算することで得られた次式（２）で表される。
【数２】
2011084113.tif 000004
【００１５】
同様に、軟磁性体のうちの第２コアを通過する磁極の磁束Ψｋ２は、次式（３）で表される。
【数３】
2011084113.tif 000005
ステータに対する第２コアの回転角度位置が、第１コアに対して２π／３だけ進んでいるため、上記の式（３）では、そのことを表すために、θ２に２π／３が加算されている。
【００１６】
したがって、第２コアを介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕ２は、式（３）にｃｏｓ（θ２＋２π／３）を乗算することで得られた次式（４）で表される。
【数４】
2011084113.tif 000006
【００１７】
同様に、軟磁性体のうちの第３コアを介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕ３は、次式（５）で表される。
【数５】
2011084113.tif 000007
【００１８】
図４４に示すような第１回転機では、軟磁性体を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕは、上記の式（２）、（４）および（５）で表される磁束Ψｕ１〜Ψｕ３を足し合わせたものになるので、次式（６）で表される。
【数６】
2011084113.tif 000008
【００１９】
また、この式（６）を一般化すると、軟磁性体を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕは、次式（７）で表される。
【数７】
2011084113.tif 000009
ここで、ａ、ｂおよびｃはそれぞれ、磁極の極対数、軟磁性体の数および電機子磁極の極対数である。また、この式（７）を、三角関数の和と積の公式に基づいて変形すると、次式（８）が得られる。
【数８】
2011084113.tif 000010
【００２０】
この式（８）において、ｂ＝ａ＋ｃとするとともに、ｃｏｓ（θ＋２π）＝ｃｏｓθに基づいて整理すると、次式（９）が得られる。
【数９】
2011084113.tif 000011
この式（９）を三角関数の加法定理に基づいて整理すると、次式（１０）が得られる。
【数１０】
2011084113.tif 000012
【００２１】
この式（１０）の右辺の第２項は、ａ−ｃ≠０を条件として、級数の総和やオイラーの公式に基づいて整理すると、次式（１１）から明らかなように値０になる。
【数１１】
2011084113.tif 000013
【００２２】
また、上記の式（１０）の右辺の第３項も、ａ−ｃ≠０を条件として、級数の総和やオイラーの公式に基づいて整理すると、次式（１２）から明らかなように値０になる。
【数１２】
2011084113.tif 000014
【００２３】
以上により、ａ−ｃ≠０のときには、軟磁性体を介してＵ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｕは、次式（１３）で表される。
【数１３】
2011084113.tif 000015
また、この式（１３）において、ａ／ｃ＝αとすると、次式（１４）が得られる。
【数１４】
2011084113.tif 000016
【００２４】
さらに、この式（１４）において、ｃ・θ２＝θｅ２とするとともに、ｃ・θ１＝θｅ１とすると、次式（１５）が得られる。
【数１５】
2011084113.tif 000017
ここで、θｅ２は、Ｕ相コイルに対する第１コアの回転角度位置θ２に電機子磁極の極対数ｃを乗算していることから明らかなように、Ｕ相コイルに対する第１コアの電気角度位置を表す。また、θｅ１は、Ｕ相コイルに対する磁極の回転角度位置θ１に電機子磁極の極対数ｃを乗算していることから明らかなように、Ｕ相コイルに対する磁極の電気角度位置を表す。
【００２５】
同様に、軟磁性体を介してＶ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｖは、Ｖ相コイルの電気角度位置がＵ相コイルに対して電気角２π／３だけ遅れていることから、次式（１６）で表される。また、軟磁性体を介してＷ相コイルを通過する磁極の磁束Ψｗは、Ｗ相コイルの電気角度位置がＵ相コイルに対して電気角２π／３だけ進んでいることから、次式（１７）で表される。
【数１６】
2011084113.tif 000018
【数１７】
2011084113.tif 000019
【００２６】
また、上記の式（１５）〜（１７）でそれぞれ表される磁束Ψｕ〜Ψｗを時間微分すると、次式（１８）〜（２０）がそれぞれ得られる。
【数１８】
2011084113.tif 000020
【数１９】
2011084113.tif 000021
【数２０】
2011084113.tif 000022
ここで、ωｅ１は、θｅ１の時間微分値、すなわち、ステータに対する第１ロータの角速度を電気角速度に換算した値（以下「第１ロータ電気角速度」という）であり、ωｅ２は、θｅ２の時間微分値、すなわち、ステータに対する第２ロータの角速度を電気角速度に換算した値（以下「第２ロータ電気角速度」という）である。
【００２７】
さらに、軟磁性体を介さずにＵ相〜Ｗ相コイルを直接、通過する磁極の磁束は、極めて小さく、その影響は無視できる。このため、軟磁性体を介してＵ相〜Ｗ相コイルをそれぞれ通過する磁極の磁束Ψｕ〜Ψｗの時間微分値ｄΨｕ／ｄｔ〜ｄΨｗ／ｄｔ（式（１８）〜（２０））は、ステータに対して磁極や軟磁性体が回転するのに伴ってＵ相〜Ｗ相コイルに発生する逆起電圧（誘導起電圧）をそれぞれ表す。
【００２８】
このことから、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相コイルにそれぞれ流す電流Ｉｕ、ＩｖおよびＩｗは、次式（２１）、（２２）および（２３）で表される。
【数２１】
2011084113.tif 000023
【数２２】
2011084113.tif 000024
【数２３】
2011084113.tif 000025
ここで、Ｉは、Ｕ相〜Ｗ相コイルに流す電流の振幅（最大値）である。
【００２９】
また、これらの式（２１）〜（２３）より、Ｕ相コイルに対する回転磁界のベクトルの電気角度位置θｍｆは、次式（２４）で表されるとともに、Ｕ相コイルに対する回転磁界の電気角速度（以下「磁界電気角速度」という）ωｍｆは、次式（２５）で表される。
【数２４】
2011084113.tif 000026
【数２５】
2011084113.tif 000027
【００３０】
さらに、Ｕ相〜Ｗ相コイルに電流Ｉｕ〜Ｉｗがそれぞれ流れることで第１および第２ロータに出力される機械的出力（動力）Ｗは、リラクタンス分を除くと、次式（２６）で表される。
【数２６】
2011084113.tif 000028
この式（２６）に上記の式（１８）〜（２３）を代入し、整理すると、次式（２７）が得られる。
【数２７】
2011084113.tif 000029
【００３１】
さらに、この機械的出力Ｗと、前述した第１および第２ロータ伝達トルクＴ１，Ｔ２と、第１および第２ロータ電気角速度ωｅ１，ωｅ２との関係は、次式（２８）で表される。
【数２８】
2011084113.tif 000030
これらの式（２７）および（２８）から明らかなように、第１および第２ロータ伝達トルクＴ１，Ｔ２は、次式（２９）および（３０）でそれぞれ表される。
【数２９】
2011084113.tif 000031
【数３０】
2011084113.tif 000032
【００３２】
また、ステータに供給された電力と機械的出力Ｗが互いに等しい（ただし、損失は無視）ことと、前記式（２５）および（２７）から、前述した駆動用等価トルクＴｅは、次式（３１）で表される。
【数３１】
2011084113.tif 000033
さらに、これらの式（２９）〜（３１）より、次式（３２）が得られる。
【数３２】
2011084113.tif 000034
この式（３２）で表されるトルクの関係、および式（２５）で表される電気角速度の関係は、遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤとキャリアにおけるトルクおよび回転速度の関係とまったく同じである。
【００３３】
さらに、前述したように、ｂ＝ａ＋ｃおよびａ−ｃ≠０を条件として、式（２５）の電気角速度の関係および式（３２）のトルクの関係が成立する。この条件ｂ＝ａ＋ｃは、磁極の数をｐ、電機子磁極の数をｑとすると、ｂ＝（ｐ＋ｑ）／２、すなわち、ｂ／ｑ＝（１＋ｐ／ｑ）／２で表される。ここで、ｐ／ｑ＝ｍとすると、ｂ／ｑ＝（１＋ｍ）／２が得られることから明らかなように、上記のｂ＝ａ＋ｃという条件が成立していることは、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性体の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２であることを表す。また、上記のａ−ｃ≠０という条件が成立していることは、ｍ≠１．０であることを表す。本発明の第１回転機によれば、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性体の数との比が、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されているので、式（２５）に示す電気角速度の関係と式（３２）に示すトルクの関係が成立し、第１回転機が適正に作動することが分かる。
【００３４】
以上のように、第１回転機では、ステータへの電力の供給により回転磁界を発生させると、前述した磁極と軟磁性体と電機子磁極を結ぶような磁力線が発生し、この磁力線による磁力の作用によって、ステータに供給された電力は動力に変換され、その動力が、第１ロータや第２ロータから出力されるとともに、上述したような電気角速度やトルクの関係が成立する。このため、ステータに電力を供給していない状態で、第１および第２ロータの少なくとも一方に動力を入力することにより、この少なくとも一方のロータをステータに対して回転させると、ステータにおいて、発電が行われるとともに、回転磁界が発生し、この場合にも、磁極と軟磁性体と電機子磁極を結ぶような磁力線が発生するとともに、この磁力線による磁力の作用によって、上述した式（２５）に示す電気角速度の関係と式（３２）に示すトルクの関係が成立する。
【００３５】
すなわち、発電した電力および磁界電気角速度ωｍｆと等価のトルクを「発電用等価トルク」とすると、この発電用等価トルクと、第１および第２ロータ伝達トルクＴ１，Ｔ２の間にも、式（３２）に示すような関係が成立する。以上から明らかなように、本発明の第１回転機は、遊星歯車装置と一般的な１ロータタイプの回転機を組み合わせた装置と同じ機能を有する。
【００３６】
また、前述した従来の場合と異なり、単一の軟磁性体列だけで第１回転機を作動させることができるので、第１回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、ひいては、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。さらに、式（２５）および（３２）から明らかなように、α＝ａ／ｃ、すなわち、電機子磁極の極対数に対する磁極の極対数の比を設定することによって、磁界電気角速度ωｍｆ、第１および第２ロータ電気角速度ωｅ１，ωｅ２の間の関係と、駆動用等価トルクＴｅ（発電用等価トルク）、第１および第２ロータ伝達トルクＴ１，Ｔ２の間の関係を自由に設定でき、したがって、第１回転機の設計の自由度を高めることができ、ひいては、動力装置の設計の自由度を高めることができる。この効果は、ステータのコイルの相数が前述した値３以外の場合にも同様に得られる。
【００３７】
また、前述した構成によれば、上記の第１回転機の第１および第２ロータの一方が、熱機関の出力部に、他方が被駆動部に、それぞれ連結されており、第２回転機のロータが被駆動部に連結されている。さらに、熱機関、第１および第２回転機の動作が、制御装置によって制御される。以上により、熱機関や、第１回転機、第２回転機によって被駆動部を駆動したり、第１回転機によって出力部を駆動したりすることができる。
【００３８】
また、前述したように、第１回転機では、第１および第２ロータが互いに磁気的に連結された状態にある。このため、熱機関を始動すべく、出力部を駆動するために、駆動力が出力部に伝達されると、それに伴い、上述した各種の構成要素の間の連結関係から、駆動力が被駆動部にも作用し、その結果、被駆動部の速度が変動する場合がある。
【００３９】
前述した構成によれば、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作が制御される。この場合、第１回転機の第１および第２ロータの他方が被駆動部に連結されていることと、上述した第１回転機の機能から明らかなように、熱機関を始動する際、第１回転機の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度が変動するのを抑制することができ、したがって、商品性を向上させることができる。また、第２回転機は、前述したその構成から明らかなように、ロータから動力または制動力を出力することが可能である。そのような第２回転機のロータが被駆動部に連結されていることから、熱機関を始動する際、第２回転機の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度変動を抑制でき、商品性を向上させることができる。さらに、第１および第２回転機の双方の動作を上記のように制御することによって、同様の効果を得ることができる。
【００４０】
なお、本明細書および特許請求の範囲における「機械的な連結」には、シャフトや、ギヤ、プーリ、チェーンなどを介して各種の要素を連結することに加え、ギヤなどの変速機構を介さずに各要素をシャフトなどで直接的に連結（直結）することも含まれる。
【００４１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の動力装置１、１Ａにおいて、熱機関を始動するために出力部を駆動するスタータ３１をさらに備え、制御装置は、熱機関を始動する際、スタータ３１を作動させる（図２０のステップ１２、図２２のステップ１２）とともに、スタータ３１から出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機１１，２１の少なくとも一方の動作を制御する（図２０のステップ１３、図２２のステップ１５）ことを特徴とする。
【００４２】
この構成によれば、熱機関を始動する際、スタータを作動させることにより出力部を駆動するので、熱機関の始動のために出力部を適切に駆動でき、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。また、この場合、スタータから出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作が制御される。請求項１の説明で述べたように、熱機関を始動する際、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度変動を抑制することができる。
【００４３】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の動力装置１、１Ａにおいて、制御装置は、熱機関を始動する際、出力部を駆動するように第１回転機１１の動作を制御する（図１８のステップ２、図２５のステップ２１）とともに、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第２回転機２１の動作を制御する（図１８のステップ３、図２５のステップ２２）ことを特徴とする。
【００４４】
この構成によれば、熱機関を始動する際、第１回転機の動作が、出力部を駆動するように制御される。前述したように第１回転機の第１および第２ロータの一方が出力部に連結されていることと、第１回転機の機能から明らかなように、熱機関を始動する際、第１回転機の動作を上記のように制御することによって、出力部を適切に駆動することができ、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。また、この場合、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化が発生しないように、第２回転機の動作が制御されるので、請求項１の説明で述べたように、被駆動部の速度変動を抑制することができる。
【００４５】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の動力装置１、１Ａにおいて、出力部には、補機（コンプレッサ５１）が機械的に連結されており、熱機関を始動する際、出力部を駆動するための駆動力の補機への伝達を制限する動力伝達制限手段（クラッチＣＬ、ＥＣＵ２、図１８のステップ１、図２０のステップ１１、図２２のステップ１１）をさらに備えることを特徴とする。
【００４６】
この構成によれば、補機が出力部に連結されているため、熱機関を始動するために駆動力が出力部に伝達されると、それに伴い、補機にも駆動力が伝達される。その結果、出力部に実際に伝達される駆動力が小さくなるため、熱機関を始動するには、その分、より大きな駆動力が必要になる。上述した構成によれば、熱機関を始動する際、出力部を駆動するための駆動力の補機への伝達が、動力伝達制限手段によって制限される。したがって、熱機関を始動する際、出力部に実際に伝達される駆動力が上記のように小さくなるのを抑制することができるので、出力部を適切に駆動でき、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。
【００４７】
前記目的を達成するために、請求項５に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ，ＤＷ）を駆動するための動力装置１Ｂであって、動力を出力するための出力部（クランク軸３ａ）を有する熱機関（エンジン３）と、第１回転機１１と、第２回転機７１と、熱機関、第１および第２回転機１１，７１の動作を制御するための制御装置（ＥＣＵ２、第１ＰＤＵ４１、第２ＰＤＵ４２、ＶＣＵ４３）と、を備え、第１回転機１１は、第１周方向に並んだ所定の複数の第１磁極（永久磁石１４ａ）で構成され、かつ隣り合う各２つの第１磁極が互いに異なる極性を有するように配置された第１磁極列を有する、第１周方向に回転自在の第１ロータ１４と、第１磁極列に対向するように配置されるとともに、所定の複数の第１電機子磁極を発生させることにより、第１周方向に回転する第１回転磁界を第１磁極列との間に発生させるための第１電機子列（鉄芯１３ａ、Ｕ〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅ）を有する、不動の第１ステータ１３と、互いに間隔を隔てて第１周方向に並んだ所定の複数の第１軟磁性体（コア１５ａ）で構成され、かつ第１磁極列と第１電機子列の間に配置された第１軟磁性体列を有する、第１周方向に回転自在の第２ロータ１５と、を有し、第１電機子磁極の数と第１磁極の数と第１軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されており、第２回転機７１は、第２周方向に並んだ所定の複数の第２磁極（永久磁石７４ａ）で構成され、かつ隣り合う各２つの第２磁極が互いに異なる極性を有するように配置された第２磁極列を有する、第２周方向に回転自在の第３ロータ７４と、第２磁極列に対向するように配置されるとともに、所定の複数の第２電機子磁極を発生させることにより、第２周方向に回転する第２回転磁界を第２磁極列との間に発生させるための第２電機子列（鉄芯７３ａ、Ｕ相〜Ｗ相コイル７３ｂ）を有する、不動の第２ステータ７３と、互いに間隔を隔てて第２周方向に並んだ所定の複数の第２軟磁性体（コア７５ａ）で構成され、かつ第２磁極列と第２電機子列の間に配置された第２軟磁性体列を有する、第２周方向に回転自在の第４ロータ７５と、を有し、第２電機子磁極の数と第２磁極の数と第２軟磁性体の数との比は、１：ｎ：（１＋ｎ）／２（ｎ≠１．０）に設定されており、第２および第３ロータ１５，７４は、出力部に機械的に連結されるとともに、第１および第４ロータ１４，７５は、被駆動部に機械的に連結されており、制御装置は、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機１１，７１の少なくとも一方の動作を制御する（図３４のステップ３１、図３６のステップ４１）ことを特徴とする。
【００４８】
この構成によれば、第１および第２回転機はいずれも、請求項１の第１回転機と同様に構成されているので、請求項１の第１回転機と同じ機能を有している。したがって、請求項１の動力装置と同様、第１および第２回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、ひいては、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。さらに、第１および第２回転機の設計の自由度を高めることができ、ひいては、動力装置の設計の自由度を高めることができる。
【００４９】
また、上述した構成によれば、第１回転機の第２ロータおよび第２回転機の第３ロータが、熱機関の出力部に連結されるとともに、第１回転機の第１ロータおよび第２回転機の第４ロータが、被駆動部に連結されている。以上により、熱機関や、第１回転機、第２回転機によって被駆動部を駆動したり、第１回転機や第２回転機によって出力部を駆動したりすることができる。
【００５０】
また、請求項１の第１回転機と同様、第１回転機では、第１および第２ロータは互いに磁気的に連結された状態にあり、第２回転機では、第３および第４ロータは互いに磁気的に連結された状態にある。このため、熱機関を始動するために、駆動力が出力部に伝達されると、それに伴い、上述した各種の構成要素の間の連結関係から、駆動力が被駆動部にも作用し、その結果、被駆動部の速度が変動する場合がある。
【００５１】
前述した構成によれば、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作が制御される。この場合、第１回転機の第１ロータが被駆動部に連結されていることと、第１回転機の機能から明らかなように、熱機関を始動する際、第１回転機の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度が変動するのを抑制することができ、したがって、商品性を向上させることができる。また、第２回転機の第４ロータが被駆動部に連結されていることと、第２回転機の機能から明らかなように、熱機関を始動する際、第２回転機の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度が変動するのを抑制することができ、したがって、商品性を向上させることができる。この場合、前述した第２回転機の機能から明らかなように、第２回転磁界、第３および第４ロータは、回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、この共線関係を表す共線図において、第２回転磁界および第４ロータの回転数を表す直線が互いに隣り合っているため、上記の第２回転機の動作の制御を適切かつ容易に行うことができる。さらに、第１および第２回転機の双方の動作を上記のように制御することによって、上述した効果を同様に得ることができる。
【００５２】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の動力装置１Ｂにおいて、熱機関を始動するために出力部を駆動するスタータ３１をさらに備え、制御装置は、熱機関を始動する際、スタータ３１を作動させる（図３６のステップ１２）とともに、スタータ３１から出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機１１，７１の少なくとも一方の動作を制御する（図３６のステップ４１）ことを特徴とする。
【００５３】
この構成によれば、熱機関を始動する際、スタータを作動させることにより出力部を駆動するので、熱機関の始動のために出力部を適切に駆動でき、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。また、この場合、スタータから出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作が制御される。請求項５の説明で述べたように、熱機関を始動する際、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度変動を抑制することができる。
【００５４】
請求項７に係る発明は、請求項５に記載の動力装置１Ｂにおいて、制御装置は、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように第１および第２回転機１１，７１の一方の動作を制御する（図３４のステップ３１）とともに、出力部を駆動するように第１および第２回転機１１，７１の他方の動作を制御する（図３４のステップ２）ことを特徴とする。
【００５５】
この構成によれば、熱機関を始動する際、出力部を駆動するように第１および第２回転機の他方の動作が制御される。前述したように第１回転機の第２ロータが出力部に連結されていることと、第１回転機の機能から明らかなように、熱機関を始動する際、第１回転機の動作を上記のように制御することによって、出力部を適切に駆動することができ、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。また、前述したように第２回転機の第３ロータが出力部に連結されていることと、第２回転機の機能から明らかなように、熱機関を始動する際、第２回転機の動作を上記のように制御することによって、出力部を適切に駆動することができ、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。さらに、この場合、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機の一方の動作が制御されるので、請求項５の説明で述べたように、被駆動部の速度変動を抑制することができる。
【００５６】
請求項８に係る発明は、請求項５ないし７のいずれかに記載の動力装置１Ｂにおいて、出力部には、補機（コンプレッサ５１）が機械的に連結されており、熱機関を始動する際、出力部を駆動するための駆動力の補機への伝達を制限する動力伝達制限手段（クラッチＣＬ、ＥＣＵ２、図３４のステップ１、図３６のステップ１１）をさらに備えることを特徴とする。
【００５７】
この構成によれば、請求項４の動力装置と同様、補機が出力部に連結されているため、熱機関を始動するために駆動力が出力部に伝達されると、それに伴い、補機にも駆動力が伝達される。その結果、出力部に実際に伝達される駆動力が小さくなるため、熱機関を始動するには、その分、より大きな駆動力が必要になる。上述した構成によれば、熱機関を始動する際、出力部を駆動するための駆動力の補機への伝達が、動力伝達制限手段によって制限される。したがって、熱機関を始動する際、出力部に実際に伝達される駆動力が上記のように小さくなるのを抑制することができるので、出力部を適切に駆動でき、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。
【００５８】
前記目的を達成するために、請求項９に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ，ＤＷ）を駆動するための動力装置１Ｃであって、動力を出力するための出力部（クランク軸３ａ）を有する熱機関（エンジン３）と、第１回転機１１と、供給された電力を動力に変換し、ロータ２３から出力するとともに、ロータ２３に入力された動力を電力に変換可能な第２回転機２１と、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶように構成された第１要素、第２要素および第３要素を有する動力伝達機構（遊星歯車装置ＰＧ）と、熱機関、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御するための制御装置（ＥＣＵ２、第１ＰＤＵ４１、第２ＰＤＵ４２、ＶＣＵ４３）と、を備え、第１回転機１１は、周方向に並んだ所定の複数の磁極（永久磁石１４ａ）で構成され、かつ隣り合う各２つの磁極が互いに異なる極性を有するように配置された磁極列を有する、周方向に回転自在の第１ロータ１４と、磁極列に対向するように配置されるとともに、所定の複数の電機子磁極を発生させることにより、周方向に回転する回転磁界を磁極列との間に発生させるための電機子列（鉄芯１３ａ、Ｕ〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅ）を有する、不動のステータ（第１ステータ１３）と、互いに間隔を隔てて周方向に並んだ所定の複数の軟磁性体（コア１５ａ）で構成され、かつ磁極列と電機子列の間に配置された軟磁性体列を有する、周方向に回転自在の第２ロータ１５と、を有し、電機子磁極の数と磁極の数と軟磁性体の数との比は、１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）に設定されており、第１ロータ１４および第２要素ならびに第２ロータ１５および第１要素の一方が、出力部に機械的に連結され、第１ロータ１４および第２要素ならびに第２ロータ１５および第１要素の他方が、被駆動部に機械的に連結されるとともに、第３要素がロータ２３に機械的に連結されており、制御装置は、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機１１，２１の少なくとも一方の動作を制御する（図４０のステップ５１、図４２のステップ６１）ことを特徴とする。
【００５９】
この構成によれば、第１回転機は、請求項１の第１回転機と同様に構成されているので、請求項１の第１回転機と同じ機能を有している。したがって、請求項１の動力装置と同様、第１回転機の小型化および製造コストの削減を図ることができ、ひいては、動力装置の小型化および製造コストの削減を図ることができる。さらに、第１回転機の設計の自由度を高めることができ、ひいては、動力装置の設計の自由度を高めることができる。
【００６０】
また、上述した構成によれば、動力伝達機構では、第１〜第３要素が、互いの間での動力の伝達中、互いの間に回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶように構成されている。さらに、第１回転機の第１ロータおよび第２要素ならびに第１回転機の第２ロータおよび第１要素の一方が、熱機関の出力部に連結され、第１ロータおよび第２要素ならびに第２ロータおよび第１要素の他方が、被駆動部に連結されるとともに、第３要素が第２回転機のロータに連結されている。また、熱機関、第１および第２回転機の動作が、制御装置によって制御される。以上により、熱機関や、第１回転機、第２回転機によって被駆動部を駆動したり、第１回転機や第２回転機によって出力部を駆動したりすることができる。
【００６１】
また、請求項１の第１回転機と同様、第１回転機では、第１および第２ロータは互いに磁気的に連結された状態にあり、第１〜第３要素は互いに動力を伝達可能に構成されている。このため、熱機関を始動するために、駆動力が出力部に伝達されると、それに伴い、上述した各種の構成要素の間の連結関係から、駆動力が被駆動部にも作用し、その結果、被駆動部の速度が変動する場合がある。
【００６２】
前述した構成によれば、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作が制御される。第１回転機の第１および第２ロータの一方が被駆動部に連結されていることと、第１回転機の機能から明らかなように、熱機関を始動する際、第１回転機の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度が変動するのを抑制することができ、したがって、商品性を向上させることができる。この場合、前述した第１回転機の機能から明らかなように、回転磁界、第１および第２ロータは、回転数に関する共線関係を保ちながら回転し、この共線関係を表す共線図において、回転磁界および第２ロータの回転数を表す直線が互いに隣り合っている。このため、第２ロータが被駆動部に連結されているときには、上記の第１回転機の動作の制御を適切かつ容易に行うことができる。
【００６３】
また、第２回転機は、前述した構成から明らかなように、ロータから動力または制動力を出力することが可能である。また、互いに動力を伝達可能な第１〜第３要素のうちの第３要素が第２回転機のロータに連結されるとともに、第１および第２要素の一方が被駆動部に連結されていることから、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように第２回転機の動作を制御することによって、被駆動部の速度が変動するのを抑制することができ、したがって、商品性を向上させることができる。この場合、前述したように第２および第３要素の回転数を表す直線が、それらの回転数の関係を表す共線図において、互いに隣り合っているため、第２要素が被駆動部に連結されているときには、上記の第２回転機の動作の制御を適切かつ容易に行うことができる。さらに、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機の双方の動作を制御することによって、上述した効果を同様に得ることができる。
【００６４】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の動力装置１Ｃにおいて、熱機関を始動するために出力部を駆動するスタータ３１をさらに備え、制御装置は、熱機関を始動する際、スタータ３１を作動させる（図４２のステップ１２）とともに、スタータ３１から出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機１１，２１の少なくとも一方の動作を制御する（図４２のステップ６１）ことを特徴とする。
【００６５】
この構成によれば、熱機関を始動する際、スタータを作動させることにより出力部を駆動するので、熱機関の始動のために出力部を適切に駆動でき、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。また、この場合、スタータから出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作が制御される。請求項９の説明で述べたように、熱機関を始動する際、第１および第２回転機の少なくとも一方の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度変動を抑制することができる。
【００６６】
請求項１１に係る発明は、請求項９に記載の動力装置１Ｃにおいて、制御装置は、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように第１および第２回転機１１，２１の一方の動作を制御する（図４０のステップ５１）とともに、出力部を駆動するように第１および第２回転機１１，２１の他方の動作を制御する（図４０のステップ２）ことを特徴とする。
【００６７】
この構成によれば、熱機関を始動する際、出力部への駆動力の伝達に起因する被駆動部の速度変化を抑制するように第１および第２回転機の一方の動作が制御されるとともに、出力部を駆動するように第１および第２回転機の他方の動作が制御される。この場合、第１回転機の第１および第２ロータの一方が出力部に連結されていることと、前述した第１回転機の機能から明らかなように、第１回転機の動作を上記のように制御することによって、出力部を適切に駆動することができ、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。
【００６８】
また、互いの間で動力を伝達可能な第１〜第３要素のうちの第１および第２要素の一方が出力部に連結されるとともに、第３要素が第２回転機のロータに連結されているので、第２回転機の動作を上記のように制御することによって、出力部を適切に駆動することができ、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。さらに、請求項９の説明で述べたように、熱機関を始動する際、第１および第２回転機の一方の動作を上記のように制御することによって、被駆動部の速度変動を抑制することができる。
【００６９】
請求項１２に係る発明は、請求項９ないし１１のいずれかに記載の動力装置１Ｃにおいて、出力部には、補機（コンプレッサ５１）が機械的に連結されており、熱機関を始動する際、出力部に伝達された駆動力の補機への伝達を制限する動力伝達制限手段（クラッチＣＬ、ＥＣＵ２、図４０のステップ１、図４２のステップ１１）をさらに備えることを特徴とする。
【００７０】
この構成によれば、請求項４の動力装置と同様、補機が出力部に連結されているため、熱機関を始動するために駆動力が出力部に伝達されると、補機にも駆動力が伝達される。その結果、出力部に実際に伝達される駆動力が小さくなるため、熱機関を始動するには、その分、より大きな駆動力が必要になる。上述した構成によれば、熱機関を始動する際、出力部を駆動するための駆動力の補機への伝達が、動力伝達制限手段によって制限される。したがって、熱機関を始動する際、出力部に伝達される駆動力が上記のように小さくなるのを抑制することができ、それにより、出力部を適切に駆動でき、ひいては、熱機関を適切に始動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施形態による動力装置を、これを適用した駆動輪とともに概略的に示す図である。
【図２】図１に示す動力装置が備えるＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３】図１に示す動力装置が備える第１ステータや、ステータ、メインバッテリなどの接続関係を示すブロック図である。
【図４】図１に示す第１回転機の拡大断面図である。
【図５】図１に示す第１回転機の第１ステータ、第１および第２ロータを周方向に展開し、概略的に示す図である。
【図６】図１に示す第１回転機における第１磁界電気角速度、第１および第２ロータ電気角速度の間の関係の一例を示す速度共線図である。
【図７】図１に示す第１回転機の第１ロータを回転不能に保持した状態で、第１ステータに電力を供給した場合における動作を説明するための図である。
【図８】図７の続きの動作を説明するための図である。
【図９】図８の続きの動作を説明するための図である。
【図１０】図７に示す状態から、第１電機子磁極が電気角２πだけ回転したときにおける第１電機子磁極やコアの位置関係を説明するための図である。
【図１１】図１に示す第１回転機の第２ロータを回転不能に保持した状態で、第１ステータに電力を供給した場合における動作を説明するための図である。
【図１２】図１１の続きの動作を説明するための図である。
【図１３】図１２の続きの動作を説明するための図である。
【図１４】図１に示す第１回転機のＵ相〜Ｗ相逆起電圧の推移の一例を、第１電機子磁極、コアおよび第１磁極の数を、１６、１８および２０にそれぞれ設定するとともに、第１ロータを回転不能に保持した場合について示す図である。
【図１５】図１に示す第１回転機の第１駆動用等価トルク、第１および第２ロータ伝達トルクの推移の一例を、第１電機子磁極、コアおよび第１磁石磁極の数を、１６、１８および２０にそれぞれ設定するとともに、第１ロータを回転不能に保持した場合について示す図である。
【図１６】図１に示す第１回転機のＵ相〜Ｗ相逆起電圧の推移の一例を、第１電機子磁極、コアおよび第１磁石磁極の数を、１６、１８および２０にそれぞれ設定するとともに、第２ロータを回転不能に保持した場合について示す図である。
【図１７】図１に示す第１回転機の第１駆動用等価トルク、第１および第２ロータ伝達トルクの推移の一例を、第１電機子磁極、コアおよび第１磁石磁極の数を、１６、１８および２０にそれぞれ設定するとともに、第２ロータを回転不能に保持した場合について示す図である。
【図１８】図１に示す動力装置において実行される処理を示すフローチャートである。
【図１９】図１に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図１８に示す処理の実行中について示す速度共線図である。
【図２０】図１に示す動力装置において実行される、図１８とは異なる処理を示すフローチャートである。
【図２１】図１に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図２０に示す処理の実行中について示す速度共線図である。
【図２２】図１に示す動力装置において実行される、図１８および図２０とは異なる処理を示すフローチャートである。
【図２３】図１に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図２２に示す処理の実行中について示す速度共線図である。
【図２４】本発明の第２実施形態による動力装置を、これを適用した駆動輪とともに概略的に示す図である。
【図２５】図２４に示す動力装置において実行される処理を示すフローチャートである。
【図２６】図２４に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図２５に示す処理の実行中について示す速度共線図である。
【図２７】図２４に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図２５とは異なる処理の実行中について示す速度共線図である。
【図２８】図２４に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図２５および図２７とは異なる処理の実行中について示す速度共線図である。
【図２９】本発明の第３実施形態による動力装置を、これを適用した駆動輪とともに概略的に示す図である。
【図３０】図２９に示す動力装置が備えるＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３１】図２９に示す動力装置が備える第１ステータや、第２ステータ、メインバッテリなどの接続関係を示すブロック図である。
【図３２】図２９に示す第１回転機の拡大断面図である。
【図３３】図２９に示す第２回転機の拡大断面図である。
【図３４】図２９に示す動力装置において実行される処理を示すフローチャートである。
【図３５】図２９に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図３４に示す処理の実行中について示す速度共線図である。
【図３６】図２９に示す動力装置において実行される、図３４とは異なる処理を示すフローチャートである。
【図３７】図２９に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図３６に示す処理の実行中について示す速度共線図である。
【図３８】本発明の第４実施形態による動力装置を、これを適用した駆動輪とともに概略的に示す図である。
【図３９】図３８に示す動力装置が備えるＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図４０】図３８に示す動力装置において実行される処理を示すフローチャートである。
【図４１】図３８に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図４０に示す処理の実行中について示す速度共線図である。
【図４２】図３８に示す動力装置において実行される、図４０とは異なる処理を示すフローチャートである。
【図４３】図３８に示す動力装置における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの関係の一例を、図４２に示す処理の実行中について示す速度共線図である。
【図４４】本発明の第１回転機の等価回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１および図２に示す本発明の第１実施形態による動力装置１は、車両（図示せず）の駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動するためのものであり、動力源としての内燃機関３、第１回転機１１および第２回転機２１と、動力を伝達するための差動装置ＤＧと、これらの内燃機関３、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御するためのＥＣＵ２を備えている。なお、図１および後述する他の図面では、断面を示す部分のハッチングを適宜、省略するものとする。また、以下の説明では、ギヤなどの変速機構を介さずに各要素をシャフトなどで直接的に連結することを適宜、「直結」という。
【００７３】
内燃機関（以下「エンジン」という）３は、ガソリンエンジンであり、動力を出力するためのクランク軸３ａや、燃料噴射弁３ｂ、点火プラグ３ｃを有している。燃料噴射弁３ｂの開弁時間および開弁時期と、点火プラグ３ｃの点火動作は、ＥＣＵ２によって制御される。
【００７４】
また、クランク軸３ａには、エンジン３の始動用のスタータ３１が、ワンウェイクラッチ（図示せず）を介して機械的に連結されている。このワンウェイクラッチは、クランク軸３ａとスタータ３１の間を、スタータ３１からクランク軸３ａに動力が伝達されるようなときには接続する一方、クランク軸３ａからスタータ３１に動力が伝達されるようなときには遮断する。また、図３に示すように、スタータ３１には、リレー３２を介して補助バッテリ３３が電気的に接続されている。このリレー３２は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２によるリレー３２の制御により、補助バッテリ３３からスタータ３１への電力の供給が制御されることによって、スタータ３１の動作が制御される。さらに、クランク軸３ａには、第１回転軸４が、フライホイール（図示せず）を介して同軸状に直結されており、この第１回転軸４は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。
【００７５】
また、図１および図４に示すように、第１回転機１１は、２ロータタイプのものであり、不動の第１ステータ１３と、第１ステータ１３に対向するように設けられた第１ロータ１４と、両者１３，１４の間に設けられた第２ロータ１５を有している。第１ロータ１４、第２ロータ１５および第１ステータ１３は、上記の第１回転軸４と同軸状に配置されており、第１回転軸４の径方向に、内側からこの順で並んでいる。
【００７６】
第１ステータ１３は、第１回転磁界を発生させるものであり、図４および図５に示すように、鉄芯１３ａと、この鉄芯１３ａに設けられたＵ相、Ｖ相およびＷ相コイル１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを有している。なお、図４では、便宜上、Ｕ相コイル１３ｃのみを示している。鉄芯１３ａは、複数の鋼板を積層した円筒状のものであり、第１回転軸４の軸線方向（以下、単に「軸線方向」という）に延びており、移動不能のケースＣＡに固定されている。また、鉄芯１３ａの内周面には、１２個のスロット１３ｂが形成されており、これらのスロット１３ｂは、軸線方向に延びるとともに、第１回転軸４の周方向（以下、単に「周方向」という）に等間隔で並んでいる。上記のＵ相〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅは、スロット１３ｂに分布巻き（波巻き）で巻回されている。
【００７７】
また、図３に示すように、Ｕ相〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅを含む第１ステータ１３は、第１パワードライブユニット（以下「第１ＰＤＵ」という）４１とボルテージコントロールユニット（以下「ＶＣＵ」という）４３を介して、充電・放電可能なメインバッテリ４４に電気的に接続されている。この第１ＰＤＵ４１は、インバータなどの電気回路で構成されており、メインバッテリ４４から供給された直流電力を３相交流電力に変換した状態で、第１ステータ１３に出力する。また、上記のＶＣＵ４３は、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの電気回路で構成されており、メインバッテリ４４からの電力を昇圧した状態で、第１ＰＤＵ４１に出力するとともに、第１ＰＤＵ４１からの電力を降圧した状態で、メインバッテリ４４に出力する。さらに、第１ＰＤＵ４１およびＶＣＵ４３はそれぞれ、ＥＣＵ２に電気的に接続されている（図２参照）。
【００７８】
以上の構成の第１ステータ１３では、メインバッテリ４４からＶＣＵ４３および第１ＰＤＵ４１を介して電力が供給されたときに、または、後述するように発電したときに、鉄芯１３ａの第１ロータ１４側の端部に、４個の磁極が周方向に等間隔で発生する（図７参照）とともに、これらの磁極による第１回転磁界が周方向に回転する。以下、鉄芯１３ａに発生する磁極を「第１電機子磁極」という。また、周方向に隣り合う各２つの第１電機子磁極の極性は、互いに異なっている。なお、図７や後述する他の図面では、第１電機子磁極を、鉄芯１３ａやＵ相〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅの上に、（Ｎ）および（Ｓ）で表記している。
【００７９】
図５に示すように、第１ロータ１４は、８個の永久磁石１４ａから成る第１磁極列を有している。これらの永久磁石１４ａは、周方向に等間隔で並んでおり、この第１磁極列は、第１ステータ１３の鉄芯１３ａに対向している。各永久磁石１４ａは、軸線方向に延びており、その軸線方向の長さが、第１ステータ１３の鉄芯１３ａのそれと同じに設定されている。
【００８０】
また、永久磁石１４ａは、リング状の取付部１４ｂの外周面に取り付けられている。この取付部１４ｂは、軟磁性体、例えば鉄または複数の鋼板を積層したもので構成されており、その内周面が、円板状のフランジ１４ｃの外周面に取り付けられている。このフランジ１４ｃは、軸受け（図示せず）に回転自在に支持された第２回転軸５に一体に設けられており、それにより、永久磁石１４ａを含む第１ロータ１４は、第２回転軸５に同軸状に直結されている。また、第２回転軸５は、クランク軸３ａおよび第１回転軸４と同軸状に配置されている。さらに、上記のように軟磁性体で構成された取付部１４ｂの外周面に永久磁石１４ａが取り付けられているので、各永久磁石１４ａには、第１ステータ１３側の端部に、（Ｎ）または（Ｓ）の１つの磁極が現れる。なお、図５や後述する他の図面では、永久磁石１４ａの磁極を（Ｎ）および（Ｓ）で表記している。また、周方向に隣り合う各２つの永久磁石１４ａの極性は、互いに異なっている。
【００８１】
第２ロータ１５は、６個のコア１５ａから成る単一の第１軟磁性体列を有している。これらのコア１５ａは、周方向に等間隔で並んでおり、この第１軟磁性体列は、第１ステータ１３の鉄芯１３ａと第１ロータ１４の磁極列との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて配置されている。各コア１５ａは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したものであり、軸線方向に延びている。また、コア１５ａの軸線方向の長さは、永久磁石１４ａと同様、第１ステータ１３の鉄芯１３ａのそれと同じに設定されている。さらに、コア１５ａは、円板状のフランジ１５ｂの外端部に、軸線方向に若干延びる筒状の連結部１５ｃを介して取り付けられており、このフランジ１５ｂは、前述した第１回転軸４に一体に設けられている。以上により、コア１５ａを含む第２ロータ１５は、第１回転軸４およびフライホイールを介して、クランク軸３ａに同軸状に直結されている。また、第１回転軸４には、軸受けと第２ロータ１５の間に、第１プーリＰＵ１が一体に設けられている。なお、図５や図７では、便宜上、連結部１５ｃおよびフランジ１５ｂを省略している。
【００８２】
次に、以上の構成の第１回転機１１の動作について説明する。前述したように、第１回転機１１では、第１電機子磁極が４個、永久磁石１４ａの磁極（以下「第１磁石磁極」という）が８個、コア１５ａが６個である。すなわち、第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数とコア１５ａの数との比は、１：２．０：（１＋２．０）／２に設定されており、第１電機子磁極の極対数に対する第１磁石磁極の極対数の比（以下「第１極対数比α」という）は、値２．０に設定されている。このことと、前述した式（１８）〜（２０）から明らかなように、第１ステータ１３に対して第１ロータ１４や第２ロータ１５が回転するのに伴ってＵ相〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅにそれぞれ発生する逆起電圧（以下、それぞれ「Ｕ相逆起電圧Ｖｃｕ」「Ｖ相逆起電圧Ｖｃｖ」「Ｗ相逆起電圧Ｖｃｗ」という）は、次式（３３）、（３４）および（３５）で表される。
【数３３】
2011084113.tif 000035
【数３４】
2011084113.tif 000036
【数３５】
2011084113.tif 000037
【００８３】
ここで、ψＦは、第１磁石磁極の磁束の最大値である。また、θＥＲ１は、第１ロータ電気角であり、特定のＵ相コイル１３ｃ（以下「基準コイル」という）に対する第１ロータ１４の特定の永久磁石１４ａの回転角度位置を、電気角度位置に換算した値である。すなわち、第１ロータ電気角θＥＲ１は、この特定の永久磁石１４ａの回転角度位置に、第１電機子磁極の極対数、すなわち値２を乗算した値である。さらに、θＥＲ２は、第２ロータ電気角であり、上記の基準コイルに対する第２ロータ１５の特定のコア１５ａの回転角度位置を、電気角度位置に換算した値である。すなわち、第２ロータ電気角θＥＲ２は、この特定のコア１５ａの回転角度位置に、第１電機子磁極の極対数（値２）を乗算した値である。
【００８４】
また、上記の式（３３）〜（３５）におけるωＥＲ１は、第１ロータ電気角速度であり、第１ロータ電気角θＥＲ１の時間微分値、すなわち、第１ステータ１３に対する第１ロータ１４の角速度を電気角速度に換算した値である。さらに、ωＥＲ２は、第２ロータ電気角速度であり、第２ロータ電気角θＥＲ２の時間微分値、すなわち、第１ステータ１３に対する第２ロータ１５の角速度を電気角速度に換算した値である。
【００８５】
また、前述した第１極対数比αと前記式（２１）〜（２３）から明らかなように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相コイル１３ｃ，１３ｄ，１３ｅをそれぞれ流れる電流（以下、それぞれ「Ｕ相電流Ｉｕ」「Ｖ相電流Ｉｖ」「Ｗ相電流Ｉｗ」という）は、次式（３６）、（３７）および（３８）で表される。
【数３６】
2011084113.tif 000038
【数３７】
2011084113.tif 000039
【数３８】
2011084113.tif 000040
【００８６】
ここで、Ｉは、Ｕ相〜Ｗ相電流Ｉｕ〜Ｉｗの振幅（最大値）である。さらに、第１極対数比α（＝２．０）と前記式（２４）および（２５）から明らかなように、基準コイルに対する第１ステータ１３の第１回転磁界のベクトルの電気角度位置θＭＦＲは、次式（３９）で表され、第１ステータ１３に対する第１回転磁界の電気角速度（以下「第１磁界電気角速度ωＭＦＲ」という）は、次式（４０）で表される。
【数３９】
2011084113.tif 000041
【数４０】
2011084113.tif 000042
【００８７】
このため、第１磁界電気角速度ωＭＦＲと第１ロータ電気角速度ωＥＲ１と第２ロータ電気角速度ωＥＲ２の関係をいわゆる速度共線図で表すと、例えば図６のように示される。図６および後述する他の速度共線図において、値０を示す横線に交わる縦線は、各回転要素の回転数を表すためのものであり、この横線から縦線上の白丸までの距離が、縦線の上下端に表記された回転要素の角速度（回転数）に相当する。
【００８８】
また、第１ステータ１３に供給された電力および第１磁界電気角速度ωＭＦＲと等価のトルクを第１駆動用等価トルクＴＳＥ１とすると、この第１駆動用等価トルクＴＳＥ１と、第１ロータ１４に伝達されるトルク（以下「第１ロータ伝達トルクＴＲ１」という）と、第２ロータ１５に伝達されるトルク（以下「第２ロータ伝達トルクＴＲ２」という）との関係は、第１極対数比α（＝２．０）と前記式（３２）から明らかなように、次式（４１）で表される。
【数４１】
2011084113.tif 000043
【００８９】
上記の式（４０）および（４１）でそれぞれ表される電気角速度およびトルクの関係は、サンギヤおよびリングギヤのギヤ比が１：２である遊星歯車装置のサンギヤ、リングギヤおよびキャリアにおける回転速度およびトルクの関係とまったく同じである。
【００９０】
次に、第１ステータ１３に供給された電力が、具体的にどのようにして動力に変換され、第１ロータ１４や第２ロータ１５から出力されるかについて説明する。まず、図７〜図９を参照しながら、第１ロータ１４を回転不能に保持した状態で第１ステータ１３に電力を供給した場合について説明する。なお、図７〜図９では、便宜上、複数の構成要素の符号を省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。また、理解の容易化のために、図７〜図９に示される同じ１つの第１電機子磁極およびコア１５ａに、ハッチングを付している。
【００９１】
まず、図７（ａ）に示すように、ある１つのコア１５ａの中心と、ある１つの永久磁石１４ａの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア１５ａから３つ目のコア１５ａの中心と、その永久磁石１４ａから４つ目の永久磁石１４ａの中心が、周方向に互いに一致した状態から、第１回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する１つおきの第１電機子磁極の位置を、中心がコア１５ａと一致している各永久磁石１４ａの中心と周方向に一致させるとともに、この第１電機子磁極の極性をこの永久磁石１４ａの第１磁石磁極の極性と異ならせる。
【００９２】
前述したように第１ステータ１３による第１回転磁界が第１ロータ１４との間に発生することと、コア１５ａを有する第２ロータ１５が第１ステータ１３と第１ロータ１４の間に配置されていることから、第１電機子磁極および第１磁石磁極により、各コア１５ａは磁化される。このことと、隣り合う各コア１５ａの間に間隔が空いていることから、第１電機子磁極とコア１５ａと第１磁石磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生する。なお、図７〜図９では、便宜上、鉄芯１３ａや取付部１４ｂにおける磁力線ＭＬを省略している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
【００９３】
図７（ａ）に示す状態では、磁力線ＭＬは、周方向の位置が互いに一致している第１電機子磁極、コア１５ａおよび第１磁石磁極を結び、かつ、これらの第１電機子磁極、コア１５ａおよび第１磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う第１電機子磁極、コア１５ａおよび第１磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線ＭＬが直線状であることにより、コア１５ａには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
【００９４】
そして、第１回転磁界の回転に伴って第１電機子磁極が図７（ａ）に示す位置から図７（ｂ）に示す位置に回転すると、磁力線ＭＬが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線ＭＬが直線状になるように、コア１５ａに磁力が作用する。この場合、磁力線ＭＬで互いに結ばれた第１電機子磁極および第１磁石磁極を結ぶ直線に対して、磁力線ＭＬが、このコア１５ａにおいて第１回転磁界の回転方向（以下「磁界回転方向」という）と逆方向に凸に曲がった状態になるため、上記の磁力は、コア１５ａを磁界回転方向に駆動するように作用する。このような磁力線ＭＬによる磁力の作用により、コア１５ａは、磁界回転方向に駆動され、図７（ｃ）に示す位置に回転し、コア１５ａが設けられた第２ロータ１５も、磁界回転方向に回転する。なお、図７（ｂ）および（ｃ）における破線は、磁力線ＭＬの磁束量が極めて小さく、第１電機子磁極とコア１５ａと第１磁石磁極の間の磁気的なつながりが弱いことを表している。このことは、後述する他の図面においても同様である。
【００９５】
また、第１回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線ＭＬがコア１５ａにおいて磁界回転方向と逆方向に凸に曲がる→磁力線ＭＬが直線状になるようにコア１５ａに磁力が作用する→コア１５ａおよび第２ロータ１５が、磁界回転方向に回転する」という動作が、図８（ａ）〜（ｄ）、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、繰り返し行われる。以上のように、第１ロータ１４を回転不能に保持した状態で、第１ステータ１３に電力を供給した場合には、上述したような磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、第１ステータ１３に供給された電力は動力に変換され、その動力が第２ロータ１５から出力される。
【００９６】
また、図１０は、図７（ａ）の状態から第１電機子磁極が電気角２πだけ回転した状態を示しており、図１０と図７（ａ）の比較から明らかなように、コア１５ａは、第１電機子磁極に対して１／３の回転角度だけ、同方向に回転していることが分かる。この結果は、前記式（４０）において、ωＥＲ１＝０とすることによって、ωＥＲ２＝ωＭＦＲ／３が得られることと合致する。
【００９７】
次に、図１１〜図１３を参照しながら、第２ロータ１５を回転不能に保持した状態で、第１ステータ１３に電力を供給した場合の動作について説明する。なお、図１１〜図１３では、図７〜図９と同様、理解の容易化のために、同じ１つの第１電機子磁極および永久磁石１４ａに、ハッチングを付している。まず、図１１（ａ）に示すように、前述した図７（ａ）の場合と同様、ある１つのコア１５ａの中心と、ある１つの永久磁石１４ａの中心が、周方向に互いに一致するとともに、そのコア１５ａから３つ目のコア１５ａの中心と、その永久磁石１４ａから４つ目の永久磁石１４ａの中心が、周方向に互いに一致した状態から、第１回転磁界を、同図の左方に回転するように発生させる。その発生の開始時においては、互いに同じ極性を有する１つおきの第１電機子磁極の位置を、中心がコア１５ａと一致している各永久磁石１４ａの中心と周方向に一致させるとともに、この第１電機子磁極の極性をこの永久磁石１４ａの第１磁石磁極の極性と異ならせる。
【００９８】
図１１（ａ）に示す状態では、図７（ａ）の場合と同様、磁力線ＭＬは、周方向の位置が互いに一致している第１電機子磁極、コア１５ａおよび第１磁石磁極を結び、かつ、これらの第１電機子磁極、コア１５ａおよび第１磁石磁極のそれぞれの周方向の各両側に隣り合う第１電機子磁極、コア１５ａおよび第１磁石磁極を結ぶように発生する。また、この状態では、磁力線ＭＬが直線状であることにより、永久磁石１４ａには、周方向に回転させるような磁力は作用しない。
【００９９】
そして、第１回転磁界の回転に伴って第１電機子磁極が図１１（ａ）に示す位置から図１１（ｂ）に示す位置に回転すると、磁力線ＭＬが曲がった状態になり、それに伴い、磁力線ＭＬが直線状になるように、永久磁石１４ａに磁力が作用する。この場合、この永久磁石１４ａが、磁力線ＭＬで互いに結ばれた第１電機子磁極およびコア１５ａの延長線上よりも磁界回転方向に進んだ位置にあるため、上記の磁力は、この延長線上に永久磁石１４ａを位置させるように、すなわち、永久磁石１４ａを磁界回転方向と逆方向に駆動するように作用する。このような磁力線ＭＬによる磁力の作用により、永久磁石１４ａは、磁界回転方向と逆方向に駆動され、図１１（ｃ）に示す位置に回転し、永久磁石１４ａが設けられた第１ロータ１４も、磁界回転方向と逆方向に回転する。
【０１００】
また、第１回転磁界がさらに回転するのに伴い、上述した一連の動作、すなわち、「磁力線ＭＬが曲がり、磁力線ＭＬで互いに結ばれた第１電機子磁極およびコア１５ａの延長線上よりも、永久磁石１４ａが磁界回転方向に進んだ位置に位置する→磁力線ＭＬが直線状になるように永久磁石１４ａに磁力が作用する→永久磁石１４ａおよび第１ロータ１４が、磁界回転方向と逆方向に回転する」という動作が、図１２（ａ）〜（ｄ）、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、繰り返し行われる。以上のように、第２ロータ１５を回転不能に保持した状態で、第１ステータ１３に電力を供給した場合には、上述したような磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、第１ステータ１３に供給された電力は動力に変換され、その動力が第１ロータ１４から出力される。
【０１０１】
また、図１３（ｂ）は、図１１（ａ）の状態から第１電機子磁極が電気角２πだけ回転した状態を示しており、図１３（ｂ）と図１１（ａ）の比較から明らかなように、永久磁石１４ａは、第１電機子磁極に対して１／２の回転角度だけ、逆方向に回転していることが分かる。この結果は、前記式（４０）において、ωＥＲ２＝０とすることによって、−ωＥＲ１＝ωＭＦＲ／２が得られることと合致する。
【０１０２】
また、図１４および図１５は、第１電機子磁極、コア１５ａおよび永久磁石１４ａの数を、値１６、値１８および値２０にそれぞれ設定し、第１ロータ１４を回転不能に保持するとともに、第１ステータ１３への電力の供給により第２ロータ１５から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図１４は、第２ロータ電気角θＥＲ２が値０〜２πまで変化する間におけるＵ相〜Ｗ相逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの推移の一例を示している。
【０１０３】
この場合、第１ロータ１４が回転不能に保持されていることと、第１電機子磁極および第１磁石磁極の極対数がそれぞれ値８および値１０であることと、前記式（２５）から、第１磁界電気角速度ωＭＦＲ、第１および第２ロータ電気角速度ωＥＲ１，ωＥＲ２の間の関係は、ωＭＦＲ＝２．２５・ωＥＲ２で表される。図１４に示すように、第２ロータ電気角θＥＲ２が値０〜２πまで変化する間に、Ｕ相〜Ｗ相逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗは、ほぼ２．２５周期分、発生している。また、図１４は、第２ロータ１５から見たＵ相〜Ｗ相逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第２ロータ電気角θＥＲ２を横軸として、Ｗ相逆起電圧Ｖｃｗ、Ｖ相逆起電圧ＶｃｖおよびＵ相逆起電圧Ｖｃｕの順に並んでおり、このことは、第２ロータ１５が磁界回転方向に回転していることを表す。以上のような図１４に示すシミュレーション結果は、上述した式（２５）に基づくωＭＦＲ＝２．２５・ωＥＲ２の関係と合致する。
【０１０４】
さらに、図１５は、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の推移の一例を示している。この場合、第１電機子磁極および第１磁石磁極の極対数がそれぞれ値８および値１０であることと、前記式（３２）から、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間の関係は、ＴＳＥ１＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５で表される。図１５に示すように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、ほぼ−ＴＲＥＦに、第１ロータ伝達トルクＴＲ１は、ほぼ１．２５・（−ＴＲＥＦ）に、第２ロータ伝達トルクＴＲ２は、ほぼ２．２５・ＴＲＥＦになっている。このＴＲＥＦは所定のトルク値（例えば２００Ｎｍ）である。このような図１５に示すシミュレーション結果は、上述した式（３２）に基づくＴＳＥ１＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５の関係と合致する。
【０１０５】
また、図１６および図１７は、第１電機子磁極、コア１５ａおよび永久磁石１４ａの数を図１４および図１５の場合と同様に設定し、第１ロータ１４に代えて第２ロータ１５を回転不能に保持するとともに、第１ステータ１３への電力の供給により第１ロータ１４から動力を出力した場合におけるシミュレーション結果を示している。図１６は、第１ロータ電気角θＥＲ１が値０〜２πまで変化する間におけるＵ相〜Ｗ相逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの推移の一例を示している。
【０１０６】
この場合、第２ロータ１５が回転不能に保持されていることと、第１電機子磁極および第１磁石磁極の極対数がそれぞれ値８および値１０であることと、前記式（２５）から、第１磁界電気角速度ωＭＦＲ、第１および第２ロータ電気角速度ωＥＲ１，ωＥＲ２の間の関係は、ωＭＦＲ＝−１．２５・ωＥＲ１で表される。図１６に示すように、第１ロータ電気角θＥＲ１が値０〜２πまで変化する間に、Ｕ相〜Ｗ相逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗは、ほぼ１．２５周期分、発生している。また、図１６は、第１ロータ１４から見たＵ相〜Ｗ相逆起電圧Ｖｃｕ〜Ｖｃｗの変化状態を示しており、同図に示すように、これらの逆起電圧は、第１ロータ電気角θＥＲ１を横軸として、Ｕ相逆起電圧Ｖｃｕ、Ｖ相逆起電圧ＶｃｖおよびＷ相逆起電圧Ｖｃｗの順に並んでおり、このことは、第１ロータ１４が磁界回転方向と逆方向に回転していることを表す。以上のような図１６に示すシミュレーション結果は、上述した式（２５）に基づくωＭＦＲ＝−１．２５・ωＥＲ１の関係と合致する。
【０１０７】
さらに、図１７は、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の推移の一例を示している。この場合にも、図１５の場合と同様、式（３２）から、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間の関係は、ＴＳＥ１＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５で表される。図１７に示すように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、ほぼＴＲＥＦに、第１ロータ伝達トルクＴＲ１は、ほぼ１．２５・ＴＲＥＦに、第２ロータ伝達トルクＴＲ２は、ほぼ−２．２５・ＴＲＥＦになっている。このような図１７に示すシミュレーション結果は、上述した式（３２）に基づくＴＳＥ１＝ＴＲ１／１．２５＝−ＴＲ２／２．２５の関係と合致する。
【０１０８】
以上のように、第１回転機１１では、第１ステータ１３への電力供給により第１回転磁界を発生させると、前述した第１磁石磁極とコア１５ａと第１電機子磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生し、この磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、第１ステータ１３に供給された電力は動力に変換され、その動力が、第１ロータ１４や第２ロータ１５から出力される。この場合、第１磁界電気角速度ωＭＦＲ、第１および第２ロータ電気角速度ωＥＲ１，ωＥＲ２の間に、前記式（４０）に示す関係が成立するとともに、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間に、前記式（４１）に示す関係が成立する。
【０１０９】
このため、第１ステータ１３に電力を供給していない状態で、第１および第２ロータ１４，１５の少なくとも一方に動力を入力することにより、この少なくとも一方を第１ステータ１３に対して回転させると、第１ステータ１３において、発電が行われるとともに、第１回転磁界が発生し、この場合にも、第１磁石磁極とコア１５ａと第１電機子磁極を結ぶような磁力線ＭＬが発生するとともに、この磁力線ＭＬによる磁力の作用によって、式（４０）に示す電気角速度の関係と式（４１）に示すトルクの関係が成立する。
【０１１０】
すなわち、発電した電力および第１磁界電気角速度ωＭＦＲと等価のトルクを第１発電用等価トルクＴＧＥ１とすると、この第１発電用等価トルクＴＧＥ１、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間にも、式（４１）に示す関係が成立する。以上から明らかなように、第１回転機１１は、遊星歯車装置と一般的な１ロータタイプの回転機とを組み合わせた装置と同じ機能を有する。
【０１１１】
また、ＥＣＵ２は、第１ＰＤＵ４１およびＶＣＵ４３を制御することによって、第１ステータ１３に供給される電流、第１ステータ１３で発電される電流、および第１回転磁界の回転数（以下「第１磁界回転数」という）ＮＭＦ１を制御する。
【０１１２】
また、図１に示すように、前述した第２回転機２１は、一般的なブラシレスＤＣモータであり、不動のステータ２２と、回転自在のロータ２３を有している。ステータ２２は、３相コイルなどで構成されており、ケースＣＡに固定されている。また、図３に示すように、ステータ２２は、第２パワードライブユニット（以下「第２ＰＤＵ」という）４２および前述したＶＣＵ４３を介して、メインバッテリ４４に電気的に接続されている。さらに、ロータ２３は、複数の磁石などで構成されており、ステータ２２に対向するように配置されている。
【０１１３】
上記の第２ＰＤＵ４２は、前述した第１ＰＤＵ４１と同様、インバータなどの電気回路で構成されており、メインバッテリ４４から供給された直流電力を３相交流電力に変換した状態で、ステータ２２に出力する。また、第２ＰＤＵ４２は、第１ＰＤＵ４１に電気的に接続されており、それにより、第１回転機１１の第１ステータ１３および第２回転機２１のステータ２２は、第１および第２ＰＤＵ４１，４２を介して、互いに電気的に接続されている。さらに、第２ＰＤＵ４２は、ＥＣＵ２に電気的に接続されている（図２参照）。また、ＶＣＵ４３は、メインバッテリ４４からの電力を昇圧した状態で、第２ＰＤＵ４２に出力するとともに、第２ＰＤＵ４２からの電力を降圧した状態で、メインバッテリ４４に出力する。
【０１１４】
以上の構成の第２回転機２１では、メインバッテリ４４からＶＣＵ４３および第２ＰＤＵ４２を介してステータ２２に電力が供給されると、供給された電力は動力に変換され、ロータ２３から出力される。また、ステータ２２への電力の非供給時、ロータ２３に動力が入力されることによりロータ２３がステータ２２に対して回転すると、ロータ２３に入力された動力が、ステータ２２において電力に変換され（発電）、ステータ２２から出力される。ＥＣＵ２は、第２ＰＤＵ４２およびＶＣＵ４３を制御することによって、ステータ２２に供給される電流、ステータ２２で発電される電流、およびロータ２３の回転数（以下「第２回転機回転数」という）ＮＭ２を制御する。
【０１１５】
また、ロータ２３は、前述した第２回転軸５に一体に設けられており、それにより、ロータ２３は、第１回転機１１の第１ロータ１４に同軸状に直結されている。さらに、第２回転軸５には、ギヤＧ１が一体に設けられている。
【０１１６】
また、前述した差動装置ＤＧは、動力を左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷに分配するためのものであり、歯数が互いに等しい左右のサイドギヤＤＳ，ＤＳと、両ギヤＤＳ，ＤＳに噛み合う複数のピニオンギヤＤＰと、これらのピニオンギヤＤＰを回転自在に支持するデフケースＤＣを有している。左右のサイドギヤＤＳ，ＤＳはそれぞれ、左右の車軸６，６を介して、左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。
【０１１７】
以上の構成の差動装置ＤＳでは、デフケースＤＣに伝達された動力は、ピニオンギヤＤＰを介して、左右のサイドギヤＤＳ，ＤＳに分配され、さらに、左右の車軸６，６を介して、左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷに分配される。また、デフケースＤＣには、ギヤＧ２が一体に設けられており、このギヤＧ２は、中間ギヤＧ３を介して、上述したギヤＧ１に噛み合っている。
【０１１８】
また、車両には、エアコンディショナの冷媒を圧縮するためのコンプレッサ５１が搭載されている。このコンプレッサ５１は、入力軸５２を有しており、入力軸５２に動力が伝達されることによって、駆動される。また、入力軸５２には、クラッチＣＬを介して、第２プーリＰＵ２が直結されており、この第２プーリＰＵ２と、前述した第１回転軸４に設けられた第１プーリＰＵ１には、ベルトＢＥが巻き掛けられている。このクラッチＣＬは、電磁クラッチであり、ＥＣＵ２の制御により、締結・解放されることによって、入力軸５２と第２プーリＰＵ２の間を接続・遮断する。
【０１１９】
以上のように、動力装置１では、第１回転機１１の第２ロータ１５が、クランク軸３ａに機械的に連結されている。また、コンプレッサ５１が、クラッチＣＬを介して、クランク軸３ａに機械的に連結されている。さらに、第１回転機１１の第１ロータ１４および第２回転機２１のロータ２３が、互いに機械的に連結されるとともに、ギヤＧ１、ギヤＧ３、差動装置ＤＧ、および車軸６，６を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。
【０１２０】
また、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ６１および第１回転角センサ６２が電気的に接続されている。このクランク角センサ６１は、クランク軸３ａの回転角度位置を検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出されたクランク軸３ａの回転角度位置に基づいて、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＥＣＵ２は、前述したように第２ロータ１５がクランク軸３ａに直結されているため、検出されたクランク軸３ａの回転角度位置に基づいて、第１ステータ１３に対する第２ロータ１５の回転角度位置を算出するとともに、第２ロータ１５の回転数（以下「第２ロータ回転数」という）ＮＲ２を算出する。
【０１２１】
また、上記の第１回転角センサ６２は、第１ステータ１３に対する第１ロータ１４の回転角度位置を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出された第１ロータ１４の回転角度位置に基づいて、第１ロータ１４の回転数（以下「第１ロータ回転数」という）ＮＲ１を算出する。また、ＥＣＵ２は、前述したように第１ロータ１４およびロータ２３が互いに直結されているため、検出された第１ロータ１４の回転角度位置に基づいて、ステータ２２に対するロータ２３の回転角度位置を算出するとともに、第２回転機回転数ＮＭ２（ロータ２３の回転数）を算出する。
【０１２２】
さらに、ＥＣＵ２には、回転数センサ６３から駆動輪ＤＷ，ＤＷの回転数（以下「駆動輪回転数」という）ＮＤＷを表す検出信号が、電流電圧センサ６４から、メインバッテリ４４に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、それぞれ出力される。ＥＣＵ２は、この電流電圧センサ６４からの検出信号に基づいて、メインバッテリ４４の充電状態を算出する。また、車両には、イグニッション・スイッチ（以下「ＩＧ・ＳＷ」という）６５が設けられており、ＩＧ・ＳＷ６５は、イグニッションキー（図示せず）の操作に応じ、そのＯＮ／ＯＦＦ状態を表す信号をＥＣＵ２に出力する。
【０１２３】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサおよびスイッチ６１〜６５からの検出信号に応じ、上記のＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、クラッチＣＬ、エンジン３、スタータ３１、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御する。これにより、車両が各種の運転モードによって運転される。
【０１２４】
これらの運転モードには、停車中ＥＮＧ始動モードが含まれる。この停車中ＥＮＧ始動モードは、車両の停止中にエンジン３を始動する運転モードであり、第１始動モードおよび第２始動モードを含む。以下、これらの第１および第２始動モードについて、順に説明する。
【０１２５】
［第１始動モード］
図１８は、第１始動モードによる制御を行うための処理（以下「第１始動モード制御処理」という）を示している。本処理は、車両の停止中、前述したＩＧ・ＳＷ６５からＯＮ信号が出力された場合において、算出されたメインバッテリ４４の充電状態が所定の範囲内にあるときに、実行される。この所定の範囲は、第１所定値と第２所定値で規定されており、この第１所定値は、停止状態のクランク軸３ａを駆動可能な、最低の充電状態であり、例えば２０％に設定されている。また、第２所定値は、エンジン３を用いずに第２回転機２１を用いて駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動した場合にメインバッテリ４４の電力が不足するような、所定の充電状態であり、第１所定値よりも大きな所定値、例えば３０％に設定されている。
【０１２６】
まず、図１８のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、クラッチＣＬを解放し、それにより、コンプレッサ５１の入力軸５２と第２プーリＰＵ２の間を遮断する。次いで、第１回転機１１の動作を次のように制御する（ステップ２）。すなわち、メインバッテリ４４から第１ステータ１３に電力を供給し、第１回転磁界を正転させるとともに、第１ステータ１３に供給される電流を制御する。
【０１２７】
具体的には、まず、算出されたエンジン回転数ＮＥが所定の始動時用回転数ＮＥＳＴになるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、第２ロータ伝達トルクＴＲ２の目標値ＴＲ２ＯＢＪを算出する。この始動時用回転数ＮＥＳＴは、エンジン３を始動可能な所定の回転数であり、例えば５００〜７００ｒｐｍの範囲内における所定の回転数に設定されている。次いで、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が算出された目標値ＴＲ２ＯＢＪになるように、第１ステータ１３に供給される電流を制御する。以上により、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１が発生するとともに、発生した第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２ロータ１５およびクランク軸３ａを正転させるように作用し、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が目標値ＴＲ２ＯＢＪになるように制御される。
【０１２８】
また、上記ステップ２に続くステップ３では、第２回転機２１の動作を次のように制御する。すなわち、まず、第２回転機２１の出力トルクの目標値ＴＭ２ＯＢＪを、次式（４２）によって算出する。次いで、メインバッテリ４４からステータ２２に電力を供給するとともに、目標値ＴＭ２ＯＢＪに相当するトルクがロータ２３に対して正転方向に作用するように、ステータ２２に供給される電流を制御する。
ＴＭ２ＯＢＪ＝α・ＴＲ２ＯＢＪ／（１＋α）      ……（４２）
【０１２９】
また、上記ステップ３に続くステップ４では、エンジン３の燃料噴射弁３ｂおよび点火プラグ３ｃの点火動作を制御することによって、停止状態のエンジン３を始動し、本処理を終了する。
【０１３０】
次に、図１９を参照しながら、上述した第１始動モード制御処理の動作例について説明する。まず、この図１９について説明する。動力装置１における前述した各種の回転要素の間の連結関係から明らかなように、エンジン回転数ＮＥおよび第２ロータ回転数ＮＲ２は、互いに等しく、第１ロータ回転数ＮＲ１および第２回転機回転数ＮＭ２は、互いに等しい。また、ギヤＧ１や差動装置ＤＧによる変速を無視すれば、第１ロータ回転数ＮＲ１および第２回転機回転数ＮＭ２は、駆動輪回転数ＮＤＷと等しい。さらに、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２は、前記式（４０）で表されるような所定の共線関係にある。
【０１３１】
以上から、第１磁界回転数ＮＭＦ１、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷおよび第２回転機回転数ＮＭ２の間の関係は、図１９に示すような速度共線図で表される。なお、図１９および後述する他の速度共線図では、前述した図６の速度共線図と同様、値０を示す横線から縦線上の白丸までの距離が、縦線の上下端に表記された回転要素の回転数に相当し、便宜上、この白丸の付近に、各回転要素の回転数を表す符号を表記している。また、図１９において、ＴＥＦは、クランク軸３ａに作用するエンジン３のフリクション（以下「エンジンフリクション」という）であり、ＴＭ２は、ステータ２２への電力の供給に伴ってロータ２３に作用する第２回転機２１の出力トルク（以下「第２力行トルク」という）である。
【０１３２】
図１９から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２力行トルクＴＭ２を反力として、第２ロータ１５およびクランク軸３ａに伝達され、それにより、両者１５，３ａが駆動され、正転する。この場合、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が目標値ＴＲ２ＯＢＪになるように、第１ステータ１３に供給される電流が制御されることによって、エンジン回転数ＮＥが、始動時用回転数ＮＥＳＴになるようにフィードバック制御される。また、その状態で、エンジン３が始動される。
【０１３３】
また、図１９から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、エンジンフリクションＴＥＦを反力として、第１ロータ１４、ロータ２３および駆動輪ＤＷ，ＤＷを逆転させるように作用する。そのように第１ロータ１４などを逆転させるように作用するトルク（以下「第１ロータ逆転トルク」という）は、前記式（４１）から明らかなように、第２ロータ伝達トルクＴＲ２および第１極対数比αを用いて、−α・ＴＲ２／（１＋α）で表される。
【０１３４】
これに対して、前述した第２回転機２１の動作の制御によって、目標値ＴＭ２ＯＢＪに相当するトルクがロータ２３に対して正転方向に作用するように、ステータ２２に供給される電流が制御されるとともに、この目標値ＴＭ２ＯＢＪが、前記式（４２）、すなわち、ＴＭ２ＯＢＪ＝α・ＴＲ２ＯＢＪ／（１＋α）により算出される。このことと、上記のように第１ロータ逆転トルクが−α・ＴＲ２／（１＋α）で表されることから明らかなように、第１ロータ逆転トルクが第２力行トルクＴＭ２により相殺され、ひいては、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０１３５】
［第２始動モード］
図２０は、第２始動モードによる制御を行うための処理（以下「第２始動モード制御処理」という）を示している。本処理は、車両の停止中、ＩＧ・ＳＷ６５からＯＮ信号が出力された場合において、メインバッテリ４４の充電状態が前述した所定の範囲を下回っているときに、実行される。これにより、第２始動モードは、メインバッテリ４４から第１回転機１１への電力供給によりクランク軸３ａを適切に駆動できないときに、選択される。
【０１３６】
まず、図２０のステップ１１では、前記ステップ１と同様、クラッチＣＬを解放し、それにより、コンプレッサ５１の入力軸５２と第２プーリＰＵ２の間を遮断する。次いで、補助バッテリ３３からスタータ３１に電力を供給することによって、スタータ３１を作動させる（ステップ１２）。これにより、クランク軸３ａが駆動され、正転する。
【０１３７】
次に、第２回転機２１の動作を次のように制御する（ステップ１３）。すなわち、まず、算出された駆動輪回転数ＮＤＷが値０になるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、第２力行トルクＴＭ２の目標値ＴＭ２ＯＢＪを算出する。次いで、メインバッテリ４４からステータ２２に電力を供給するとともに、目標値ＴＭ２ＯＢＪに相当するトルクがロータ２３に作用するように、ステータ２２に供給される電流を制御する。なお、この場合、メインバッテリ４４からステータ２２に供給される電力は、クランク軸３ａを駆動するのに必要な電力よりも小さいため、上述したようにメインバッテリ４４の充電状態が所定の範囲を下回っていても、上述したステップ１３による第２回転機２１の動作の制御を支障なく行うことができる。
【０１３８】
また、上記ステップ１３に続くステップ１４では、燃料噴射弁３ｂおよび点火プラグ３ｃの点火動作を制御することによって、停止状態のエンジン３を始動し、本処理を終了する。なお、本処理では、第１回転機１１の動作は制御されない。
【０１３９】
次に、図２１を参照しながら、上述した第２始動モード制御処理の動作例について説明する。同図において、ＴＳＴは、スタータ３１の出力トルクである。図２１に示すように、クランク軸３ａが、スタータ３１で駆動されることによって正転し、エンジン回転数ＮＥが前述した始動時用回転数ＮＥＳＴを上回る。その状態で、ステップ１４が実行されることによって、エンジン３が始動される。
【０１４０】
この場合、上記のようにクランク軸３ａが回転し、それにより第２ロータ１５が回転するのに伴い、第１ステータ１３において、電力供給および発電が行われていなくても、第１回転磁界が発生する。その結果、この第１回転磁界による回転抵抗を反力として、スタータ３１のトルクＴＳＴの一部が、第２および第１ロータ１５，１４を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷを正転させるように作用する。図２１において、ＤＭＦ１は、上記の第１回転磁界による回転抵抗（以下「第１磁界回転抵抗」という）である。
【０１４１】
これに対して、第２力行トルクＴＭ２は、前述した第２回転機２１の動作の制御によって、駆動輪回転数ＮＤＷが値０になるように、制御される。これにより、第２力行トルクＴＭ２は、上述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１に起因して駆動輪ＤＷ，ＤＷに作用するトルクを相殺するように作用し、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０１４２】
また、図２２は、上述した図２０に示す第２始動モード制御処理の変形例を示している。本処理は、図２０の処理と比較して、前記ステップ１３に代えて、ステップ１５を実行する点のみが異なっており、具体的には、第２回転機２１に代えて第１回転機１１の動作を制御する点のみが異なっている。このため、以下、この相違点を中心として説明し、同じ実行内容のステップについては、同じステップ番号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１４３】
前記ステップ１２に続く図２２のステップ１５では、第１回転機１１の動作を次のように制御する。すなわち、メインバッテリ４４から第１ステータ１３に電力を供給し、第１回転磁界を正転させるとともに、第１ステータ１３に供給される電流を、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１が前述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１と等しくなるように、制御する。次いで、ステップ１４以降を実行する。なお、この場合、メインバッテリ４４から第１ステータ１３に供給される電力は、クランク軸３ａを駆動するのに必要な電力よりも小さいため、前述したようにメインバッテリ４４の充電状態が所定の範囲を下回っていても、上述したステップ１５による第１回転機１１の動作の制御を支障なく行うことができる。また、本処理では、第２回転機２１の動作は制御されない。
【０１４４】
次に、図２３を参照しながら、上述した第２始動モード制御処理の変形例の動作例について説明する。同図に示すように、前述した図２１の場合と同様、クランク軸３ａは、スタータ３１で駆動されることによって正転し、エンジン回転数ＮＥが始動時用回転数ＮＥＳＴを上回る。また、その状態で、エンジン３が始動される。
【０１４５】
この場合、上述した第１回転機１１の動作の制御により、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１が、前述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１と等しくなるように制御され、それにより、第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１が相殺される。これにより、スタータ３１のトルクＴＳＴの一部が第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１を反力として駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されることはなく、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０１４６】
なお、補助バッテリ３３の充電状態は、エンジン３の動力などを用いた発電機（図示せず）による充電によって、比較的大きな値に常に保持されており、それにより、第２始動モード制御処理（変形例を含む）によるスタータ３１を用いたエンジン３の始動を確実に行うことができる。
【０１４７】
また、これまでに述べた第１実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項１〜４に係る発明に対応するものであり、第１実施形態における各種の要素と、請求項１〜４に係る発明（以下、総称する場合「第１発明」という）における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第１実施形態における駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびエンジン３が、第１発明における被駆動部および熱機関にそれぞれ相当するとともに、第１実施形態におけるＥＣＵ２、ＶＣＵ４３、第１および第２ＰＤＵ４１，４２が、第１発明における制御装置に相当する。また、第１実施形態におけるクランク軸３ａが、第１発明における出力部に相当するとともに、第１実施形態における永久磁石１４ａおよびコア１５ａが、第１発明における磁極および軟磁性体にそれぞれ相当する。さらに、第１実施形態における第１ステータ１３が、第１発明におけるステータに相当するとともに、第１実施形態における鉄芯１３ａおよびＵ相〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅが、第１発明における電機子列に相当する。
【０１４８】
また、第１実施形態におけるコンプレッサ５１が、請求項４に係る発明における補機に相当するとともに、第１実施形態におけるクラッチＣＬおよびＥＣＵ２が、請求項４に係る発明における動力伝達制限手段に相当する。
【０１４９】
以上のように、第１実施形態によれば、単一の第１軟磁性体列だけで第１回転機１１を作動させることができるので、第１回転機１１の小型化および製造コストの削減を図ることができ、ひいては、動力装置１の小型化および製造コストの削減を図ることができる。また、第１極対数比αを設定することによって、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２の間の関係と、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１（第１発電用等価トルクＴＧＥ１）、第１および第２ロータ伝達トルクＴＲ１，ＴＲ２の間の関係を自由に設定でき、したがって、第１回転機１１の設計の自由度を高めることができ、ひいては、動力装置１の設計の自由度を高めることができる。
【０１５０】
さらに、エンジン３を始動する際、第１始動モード制御処理によって、第１回転機１１の動作を制御することによりクランク軸３ａを駆動するので、エンジン３を適切に始動することができる。この場合、第２回転機２１の動作を制御することにより駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態に保持されるので、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪ＤＷ，ＤＷの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。
【０１５１】
また、エンジン３を始動する際、第２始動モード制御処理（変形例を含む）によって、スタータ３１を作動させることによりクランク軸３ａを駆動するので、エンジン３を適切に始動することができる。この場合、第２始動モード制御処理では、第２回転機２１の動作を制御することにより駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態に保持されるので、駆動輪ＤＷ，ＤＷの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。また、第２始動モード制御処理の変形例においても、第１回転機２１の動作を制御することにより駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態に保持されるので、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪ＤＷ，ＤＷの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。さらに、エンジン３を始動する際、メインバッテリ４４の充電状態が所定の範囲を下回っているときに、上述したようにスタータ３１を用いてクランク軸３ａが駆動されるとともに、スタータ３１の電源である補助バッテリ３３の充電状態が、比較的大きな値に常に保持される。以上により、メインバッテリ４４から第１回転機１１への電力供給によりクランク軸３ａを適切に駆動できない場合でも、エンジン３を適切に始動することができる。
【０１５２】
また、エンジン３を始動する際、クラッチＣＬを解放することによって、コンプレッサ５１の入力軸５２とクランク軸３ａの間が遮断されるので、コンプレッサ５１への駆動力の伝達によりクランク軸３ａに実際に伝達される駆動力が小さくなるのを防止することができる。したがって、クランク軸３ａを適切に駆動でき、ひいては、エンジン３を適切に始動することができる。同じ理由により、メインバッテリ４４および補助バッテリ３３の充電状態がそれぞれ比較的小さい場合でも、第１回転機１１やスタータ３１によりクランク軸３ａを適切に駆動することができる。
【０１５３】
さらに、第２始動モード制御処理の実行中には、前述した図２１に示すトルクの関係から明らかなように、スタータ３１には、エンジンフリクションＴＥＦに加え、第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１に基づく反力が作用する。このため、その分、エンジン３の始動に必要なスタータ３１のトルクＴＳＴが大きくなり、ひいては、スタータ３１の大型化を招くおそれがある。これに対して、第２始動モード制御処理の変形例の実行中には、第１回転機１１の動作を制御することにより第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１が相殺されるので、スタータ３１には、エンジンフリクションＴＥＦのみが作用する。したがって、上述したスタータ３１の大型化を回避することができる。
【０１５４】
なお、第１実施形態では、第２ロータ１５をクランク軸３ａに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。また、第１実施形態では、第１ロータ１４およびロータ２３は、互いに直結されているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。さらに、第１実施形態では、第１ロータ１４およびロータ２３を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、差動装置ＤＧなどを介して連結しているが、機械的に直結してもよい。
【０１５５】
また、動力装置１は、前述した連結関係から明らかなように、エンジン３を停止し、エンジン３の出力を発生させない状態で、第２回転機２１のみを動力源として、駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動し、車両を走行させることができる。以下、このような車両の走行を「ＥＶ走行」という。さらに、このＥＶ走行中においても、スタータ３１や、第１回転機１１、第２回転機２１の動作を制御することによって、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、クランク軸３ａを駆動でき、エンジン３を始動することができる。以下、この場合において、第１回転機１１を用いてクランク軸３ａを駆動する際の第１および第２回転機１１，２１の動作の制御について、簡単に説明する。
【０１５６】
すなわち、メインバッテリ４４の電力をステータ２２に供給し、ロータ２３を正転させることによって、第２力行トルクＴＭ２が駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが正転し、上記のＥＶ走行が行われる。また、ＥＶ走行中、第１回転機１１の動作を制御することによりクランク軸３ａを駆動するには、ロータ２３から第１ロータ１４に伝達される動力の一部を用いて、第１ステータ１３で発電を行うとともに、発電した電力をステータ２２に供給する。これにより、第１ロータ１４に伝達された動力の一部が、第２ロータ１５を介してクランク軸３ａに伝達され、クランク軸３ａが正転する。
【０１５７】
この場合、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が前述した目標値ＴＲ２ＯＢＪになるように、第１ステータ１３で発電される電流を制御する。また、第２力行トルクＴＭ２が前述した目標値ＴＭ２ＯＢＪに要求トルクを加算した値になるように、ステータ２２に供給される電流を制御する。この要求トルクは、運転者から駆動輪ＤＷ，ＤＷに要求されるトルクであり、車両のアクセルペダル（図示せず）の操作量に応じて算出される。以上により、要求トルクと等しいトルクを駆動輪ＤＷ，ＤＷに適切に伝達しながら、クランク軸３ａを適切に駆動することができ、したがって、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、エンジン３を始動することができる。
【０１５８】
また、ＥＶ走行中におけるエンジン３の始動において、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動する場合に、第２回転機２１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するには、第２回転機２１の動作は、次のように制御される。すなわち、駆動輪回転数ＮＤＷが変化しないように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値ＴＭ２ＯＢＪを算出するとともに、第２力行トルクＴＭ２が目標値ＴＭ２ＯＢＪになるように、ステータ２２に供給される電流を制御する。以上により、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、スタータ３１によりクランク軸３ａを適切に駆動でき、エンジン３を始動することができる。
【０１５９】
さらに、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動する場合に、第１回転機１１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するには、第１回転機１１の動作は、前記ステップ１５で説明した手法によって制御される。これにより、この場合にも、上記の効果を同様に得ることができる。
【０１６０】
次に、図２４〜図２８を参照しながら、本発明の第２実施形態による動力装置１Ａについて説明する。この動力装置１Ａは、第１実施形態と比較して、エンジン３および駆動輪ＤＷ，ＤＷに対する第１および第２ロータ１４，１５の連結関係が逆になっている点が主に異なっている。図２４において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて示している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１６１】
図２４に示すように、動力装置１Ａでは、第１実施形態と異なり、第１ロータ１４は、前述した第２回転軸５ではなく、第１回転軸４に一体に設けられている。これにより、第１ロータ１４は、クランク軸３ａに機械的に直結されている。また、第２ロータ１５は、第１実施形態と異なり、第１回転軸４ではなく、第２回転軸５に一体に設けられている。これにより、第２ロータ１５は、ロータ２３に機械的に直結されるとともに、差動装置ＤＧなどを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。
【０１６２】
また、前述した第１回転角センサ６２は、第１実施形態と異なり、第１ロータ１４の回転角度位置ではなく、第２ロータ１５の回転角度位置を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出された第２ロータ１５の回転角度位置に基づいて、第２ロータ回転数ＮＲ２を算出する。また、ＥＣＵ２は、上述したように第２ロータ１５およびロータ２３が互いに直結されているので、検出された第２ロータ１５の回転角度位置に基づいて、ロータ２３の回転角度位置を算出するとともに、第２回転機回転数ＮＭ２を算出する。さらに、ＥＣＵ２は、上述したように第１ロータ１４がクランク軸３ａに直結されているので、前述したクランク角センサ６１により検出されたクランク軸３ａの回転角度位置に基づいて、第１ロータ１４の回転角度位置を算出するとともに、第１ロータ回転数ＮＲ１を算出する。
【０１６３】
また、ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサおよびスイッチ６１〜６６からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、クラッチＣＬ、エンジン３、スタータ３１、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御する。これにより、第１実施形態と同様、車両が、停車中ＥＮＧ始動モードのうちの第１および第２始動モードを含む各種の運転モードによって運転される。以下、これらの第１および第２始動モードについて、順に説明する。
【０１６４】
［第１始動モード］
第１始動モード制御処理は、図２５に示すフローチャートに従って実行される。なお、本処理の実行条件は、第１実施形態と同様である。また、本処理は、前述した図１８に示す第１実施形態の第１始動モード制御処理と比較して、前記ステップ２および３に代えて、ステップ２１および２２を実行する点のみが異なっており、具体的には、第１および第２回転機１１，２１の動作の制御のみが異なっている。このため、以下、この相違点を中心として説明し、図１８と同じ実行内容のステップについては、同じステップ番号を付し、その説明を省略するものとする。
【０１６５】
前記ステップ１に続く図２５のステップ２１では、第１回転機１１の動作を次のように制御する。すなわち、メインバッテリ４４から第１ステータ１３に電力を供給し、第１回転磁界を逆転させるとともに、第１ステータ１３に供給される電流を制御する。
【０１６６】
具体的には、まず、エンジン回転数ＮＥが前述した始動時用回転数ＮＥＳＴになるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、第１ロータ伝達トルクＴＲ１の目標値ＴＲ１ＯＢＪを算出する。次いで、第１ロータ伝達トルクＴＲ１が算出された目標値ＴＲ１ＯＢＪになるように、第１ステータ１３に供給される電流を制御する。以上により、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１が発生するとともに、発生した第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第１ロータ１４およびクランク軸３ａを正転させるように作用し、第１ロータ伝達トルクＴＲ１が目標値ＴＲ１ＯＢＪになるように制御される。
【０１６７】
また、上記ステップ２１に続くステップ２２では、第２回転機２１の動作を制御し、前記ステップ４以降を実行する。この場合、第２回転機２１の動作は、次のように制御される。すなわち、まず、第２回転機２１の出力トルクの目標値ＴＭ２ＯＢＪを、次式（４３）によって算出する。次いで、メインバッテリ４４からステータ２２に電力を供給するとともに、目標値ＴＭ２ＯＢＪに相当するトルクがロータ２３に対して正転方向に作用するように、ステータ２２に供給される電流を制御する。
ＴＭ２ＯＢＪ＝（α＋１）ＴＲ１ＯＢＪ／α        ……（４３）
【０１６８】
次に、図２６を参照しながら、上述した第１始動モード制御処理の動作例について説明する。まず、この図２６について説明する。動力装置１Ａにおける前述した各種の回転要素の間の連結関係から明らかなように、エンジン回転数ＮＥおよび第１ロータ回転数ＮＲ１は、互いに等しく、第２ロータ回転数ＮＲ２および第２回転機回転数ＮＭ２は、互いに等しい。また、ギヤＧ１や差動装置ＤＧによる変速を無視すれば、第２ロータ回転数ＮＲ２および第２回転機回転数ＮＭ２は、駆動輪回転数ＮＤＷと等しい。さらに、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２は、前記式（４０）で表されるような所定の共線関係にある。以上から、第１磁界回転数ＮＭＦ１、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷおよび第２回転機回転数ＮＭ２の間の関係は、図２６に示すような速度共線図で表される。
【０１６９】
図２６から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２力行トルクＴＭ２を反力として、第１ロータ１４およびクランク軸３ａに伝達され、それにより、両者１４，３ａが駆動され、正転する。この場合、第１ロータ伝達トルクＴＲ１が目標値ＴＲ１ＯＢＪになるように、第１ステータ１３に供給される電流が制御されることによって、エンジン回転数ＮＥが、始動時用回転数ＮＥＳＴになるようにフィードバック制御される。また、その状態でエンジン３が始動される。
【０１７０】
また、図２６から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、エンジンフリクションＴＥＦを反力として、第２ロータ１５、ロータ２３および駆動輪ＤＷ，ＤＷを逆転させるように作用する。そのように第２ロータ１５などを逆転させるように作用するトルク（以下「第２ロータ逆転トルク」という）は、前記式（４１）から明らかなように、第１ロータ伝達トルクＴＲ１および第１極対数比αを用いて、−（α＋１）ＴＲ１／αで表される。
【０１７１】
これに対して、前述した第２回転機２１の動作の制御によって、目標値ＴＭ２ＯＢＪに相当するトルクがロータ２３に対して正転方向に作用するように、ステータ２２に供給される電流が制御されるとともに、この目標値ＴＭ２ＯＢＪが、前記式（４３）、すなわち、ＴＭ２ＯＢＪ＝（α＋１）ＴＲ１ＯＢＪ／αにより算出される。このことと、上記のように第２ロータ逆転トルクが−（α＋１）ＴＲ１／αで表されることから明らかなように、第２ロータ逆転トルクが第２力行トルクＴＭ２によって相殺され、ひいては、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０１７２】
[第２始動モード]
第２始動モード制御処理は、第１実施形態と同様、図２０に示すフローチャートに従って実行される。この場合、前述した第１実施形態との構成の相違から、第２始動モードにおける動作が、第１実施形態と異なっているので、以下、この点について、図２７を参照しながら説明する。
【０１７３】
図２７に示すように、第１実施形態と同様、クランク軸３ａが、スタータ３１で駆動されることによって正転し、エンジン回転数ＮＥが始動時用回転数ＮＥＳＴを上回る。その状態で、エンジン３が始動される。この場合、図２７から明らかなように、前述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１を反力として、スタータ３１のトルクＴＳＴの一部が、第１および第２ロータ１４，１５を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷを正転させるように作用する。
【０１７４】
これに対して、第１実施形態と同様、第２力行トルクＴＭ２が、駆動輪回転数ＮＤＷが値０になるように、制御される。これにより、上述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１に起因して駆動輪ＤＷ，ＤＷに作用するトルクは、第２力行トルクＴＭ２により相殺され、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０１７５】
また、第２始動モード制御処理の変形例は、第１実施形態と同様、図２２に示すフローチャートに従って実行される。以下、図２８を参照しながら、この処理の動作例について説明する。同図に示すように、前述した図２３の場合と同様、クランク軸３ａは、スタータ３１で駆動されることによって正転し、エンジン回転数ＮＥが始動時用回転数ＮＥＳＴを上回る。また、その状態で、エンジン３が始動される。
【０１７６】
さらに、第１実施形態と同様、第１回転機１１の動作が制御されることによって、第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１が、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１により相殺される。これにより、スタータ３１のトルクＴＳＴの一部が第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１を反力として駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されることはなく、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０１７７】
また、これまでに述べた第２実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項１〜４に係る発明に対応するものであり、第２実施形態における各種の要素と、請求項１〜４に係る発明における各種の要素との対応関係は、第１実施形態と同様である。
【０１７８】
以上のように、第２実施形態によれば、動力装置１Ａの小型化および製造コストの削減を図ることができるなど、第１実施形態による前述した効果を同様に得ることができる。
【０１７９】
なお、第２実施形態では、第１ロータ１４をクランク軸３ａに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。また、第２実施形態では、第２ロータ１５およびロータ２３は、互いに直結されているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。さらに、第２実施形態では、第２ロータ１５およびロータ２３を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、差動装置ＤＧなどを介して連結しているが、機械的に直結してもよい。
【０１８０】
また、動力装置１Ａは、第１実施形態と同様、車両をＥＶ走行させることができる。さらに、ＥＶ走行中においても、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御することによって、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、エンジン３を始動することができる。以下、この場合において、第１回転機１１を用いてクランク軸３ａを駆動する際の第１および第２回転機１１，２１の動作の制御について、簡単に説明する。
【０１８１】
すなわち、第１実施形態で述べたように第２回転機２１の動作を制御することによって、ＥＶ走行が行われる。また、ＥＶ走行中、第１回転機１１の動作の制御によりクランク軸３ａを駆動するには、ロータ２３から第２ロータ１５に伝達される動力の一部を用いて、第１ステータ１３で発電を行うとともに、発電した電力をステータ２２に供給する。これにより、第２ロータ１５に伝達された動力の一部が、第１ロータ１４を介してクランク軸３ａに伝達され、クランク軸３ａが正転する。この場合、第１ロータ伝達トルクＴＲ１が前述した目標値ＴＲ１ＯＢＪになるように、第１ステータ１３で発電される電流を制御する。また、第２力行トルクＴＭ２が前述した目標値ＴＭ２ＯＢＪに要求トルクを加算した値になるように、ステータ２２に供給される電流を制御する。
【０１８２】
以上により、要求トルクと等しいトルクを駆動輪ＤＷ，ＤＷに適切に伝達しながら、クランク軸３ａを適切に駆動することができ、したがって、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、エンジン３を始動することができる。
【０１８３】
また、ＥＶ走行中におけるエンジン３の始動において、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動する場合に、第２回転機２１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するには、第２回転機２１の動作は、次のように制御される。すなわち、駆動輪回転数ＮＤＷが変化しないように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値ＴＭ２ＯＢＪを算出するとともに、第２力行トルクＴＭ２が目標値ＴＭ２ＯＢＪになるように、ステータ２２に供給される電流を制御する。以上により、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、スタータ３１によりクランク軸３ａを適切に駆動でき、エンジン３を始動することができる。
【０１８４】
さらに、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動する場合に、第１回転機１１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するには、第１回転機１１の動作は、前記ステップ１５で説明した手法によって制御される。これにより、この場合にも、上記の効果を同様に得ることができる。
【０１８５】
また、第１および第２実施形態では、第２始動モード制御処理（変形例を含む）において、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するように、第１および第２回転機１１，２１の一方の動作を制御しているが、第１および第２回転機１１，２１の双方の動作を制御してもよい。
【０１８６】
次に、図２９〜図３７を参照しながら、本発明の第３実施形態による動力装置１Ｂについて説明する。この動力装置１Ｂは、第１実施形態と比較して、第２回転機２１に代えて、第１回転機１１と同様に構成された第２回転機７１を備える点が主に異なっている。図２９〜図３２において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて示している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１８７】
図２９に示すように、クランク軸３ａには、第１回転軸７が、フライホイール（図示せず）を介して同軸状に直結されており、この第１回転軸７は、軸受けＢ１，Ｂ２に回転自在に支持されている。また、図３２に示すように、前述した第１回転機１１の第２ロータ１５は、そのフランジ１５ｂが第１回転軸７に一体に設けられており、それにより、クランク軸３ａに同軸状に直結されている。また、第１回転機１１の第１ロータ１４の取付部１４ｂは、ドーナツ板状のフランジ１４ｄを介して、中空の第２回転軸８に一体に設けられている。この第２回転軸８は、軸受けＢ３に回転自在に支持されるとともに、第１回転軸７と同軸状に配置されており、その内側には、第１回転軸７が回転自在に嵌合している。
【０１８８】
上記の第２回転機７１は、第１回転機１１と同様に構成されているので、その構成および動作について簡単に説明する。図２９および図３３に示すように、第２回転機７１は、エンジン３と第１回転機１１の間に配置されており、第２ステータ７３と、第２ステータ７３に対向するように設けられた第３ロータ７４と、両者７３，７４の間に設けられた第４ロータ７５を有している。これらの第３ロータ７４、第４ロータ７５および第２ステータ７３は、上述した第１回転軸７と同軸状に配置されており、第１回転軸７の径方向に、内側からこの順で並んでいる。
【０１８９】
上記の第２ステータ７３は、第２回転磁界を発生させるものであり、鉄芯７３ａと、この鉄芯７３ａに設けられたＵ相、Ｖ相およびＷ相コイル７３ｂを有している。鉄芯７３ａは、複数の鋼板を積層した円筒状のものであり、第１回転軸７の軸線方向に延びており、ケースＣＡに固定されている。また、鉄芯７３ａの内周面には、１２個のスロット（図示せず）が形成されており、これらのスロットは、第１回転軸７の軸線方向に延びるとともに、第１回転軸７の周方向に等間隔で並んでいる。上記のＵ相〜Ｗ相コイル７３ｂは、スロットに分布巻き（波巻き）で巻回されている。図３１に示すように、Ｕ相〜Ｗ相コイル７３ｂを含む第２ステータ７３は、前述した第２ＰＤＵ４２およびＶＣＵ４３を介して、メインバッテリ４４に電気的に接続されている。すなわち、第１および第２ステータ１３，７３は、第１および第２ＰＤＵ４１，４２を介して、互いに電気的に接続されている。
【０１９０】
以上の構成の第２ステータ７３では、メインバッテリ４４からＶＣＵ４３および第２ＰＤＵ４２を介してＵ相〜Ｗ相コイル７３ｂに電力が供給されたときに、または、後述するように発電が行われたときに、鉄芯７３ａの第３ロータ７４側の端部に、４個の磁極が第１回転軸７の周方向に等間隔で発生するとともに、これらの磁極による第２回転磁界が周方向に回転する。以下、鉄芯７３ａに発生する磁極を「第２電機子磁極」という。また、周方向に隣り合う各２つの第２電機子磁極の極性は、互いに異なっている。
【０１９１】
第３ロータ７４は、８個の永久磁石７４ａ（２つのみ図示）から成る第２磁極列を有している。これらの永久磁石７４ａは、第１回転軸７の周方向に等間隔で並んでおり、この第２磁極列は、第２ステータ７３の鉄芯７３ａに対向している。各永久磁石７４ａは、第１回転軸７の軸線方向に延びており、その軸線方向の長さが、第２ステータ７３の鉄芯７３ａのそれと同じに設定されている。
【０１９２】
また、永久磁石７４ａは、リング状の取付部７４ｂの外周面に取り付けられている。この取付部７４ｂは、軟磁性体、例えば鉄または複数の鋼板を積層したもので構成されており、その内周面が、円板状のフランジ７４ｃの外周面に取り付けられている。このフランジ７４ｃは、前述した第１回転軸７に一体に設けられている。以上により、永久磁石７４ａを含む第３ロータ７４は、第２ロータ１５およびクランク軸３ａに同軸状に直結されている。
【０１９３】
さらに、上記のように軟磁性体で構成された取付部７４ｂの外周面に永久磁石７４ａが取り付けられているので、各永久磁石７４ａには、第２ステータ７３側の端部に、（Ｎ）または（Ｓ）の１つの磁極が現れる。また、第１回転軸７の周方向に隣り合う各２つの永久磁石７４ａの極性は、互いに異なっている。
【０１９４】
第４ロータ７５は、６個のコア７５ａ（２つのみ図示）から成る第２軟磁性体列を有している。これらのコア７５ａは、第１回転軸７の周方向に等間隔で並んでおり、この第２軟磁性体列は、第２ステータ７３の鉄芯７３ａと第３ロータ７４の第１磁極列との間に、それぞれ所定の間隔を隔てて配置されている。各コア７５ａは、軟磁性体、例えば複数の鋼板を積層したものであり、第１回転軸７の軸線方向に延びている。また、コア７５ａの軸線方向の長さは、永久磁石７４ａと同様、第２ステータ７３の鉄芯７３ａのそれと同じに設定されている。
【０１９５】
さらに、コア７５ａの第１回転機１１側の端部は、ドーナツ板状のフランジ７５ｂの外端部に、第１回転軸７の軸線方向に若干延びる筒状の連結部７５ｃを介して取り付けられている。このフランジ７５ｂは、前述した第２回転軸８に一体に設けられている。以上により、コア７５ａを含む第４ロータ７５は、第１ロータ１４に同軸状に直結されている。また、コア７５ａのエンジン３側の端部は、ドーナツ板状のフランジ７５ｄの外端部に、第１回転軸７の軸線方向に若干延びる筒状の連結部７５ｅを介して取り付けられている。このフランジ７５ｄには、中空の第１スプロケットＳＰ１が同軸状に一体に設けられている。
【０１９６】
以上のように、第２回転機７１では、第２電機子磁極が４個、永久磁石７４ａの磁極（以下「第２磁石磁極」という）が８個、コア７５ａが６個である。すなわち、第２電機子磁極の数と第２磁石磁極の数とコア７５ａの数との比は、第１回転機１１の第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数とコア１５ａの数との比と同様、１：２．０：（１＋２．０）／２に設定されている。また、第２電機子磁極の極対数に対する第２磁石磁極の極対数の比βは、第１回転機１１の第１極対数比αと同様、値２．０に設定されている。以上のように、第２回転機７１は、第１回転機１１と同様に構成されているので、第１回転機１１と同じ機能を有している。
【０１９７】
すなわち、第２ステータ７３に供給された電力を動力に変換し、第３ロータ７４や第４ロータ７５から出力するとともに、第３ロータ７４や第４ロータ７５に入力された動力を電力に変換し、第２ステータ７３から出力する。また、そのような電力および動力の入出力中、第２回転磁界、第３および第４ロータ７４，７５が、前述した第１回転機１１に関する式（４０）に示すような回転数に関する共線関係を保ちながら回転する。すなわち、この場合、第２回転磁界の回転数（以下「第２磁界回転数ＮＭＦ２」という）、第３および第４ロータ７４，７５の回転数（以下、それぞれ「第３ロータ回転数ＮＲ３」「第４ロータ回転数ＮＲ４」という）の間には、次式（４４）が成立する。
ＮＭＦ２＝（β＋１）ＮＲ４−β・ＮＲ３
＝３・ＮＲ４−２・ＮＲ３                  ……（４４）
【０１９８】
また、第２ステータ７３に供給された電力および第２磁界回転数ＮＭＦ２と等価のトルクを第２駆動用等価トルクＴＳＥ２とすると、第２駆動用等価トルクＴＳＥ２、第３および第４ロータ７４，７５に伝達されるトルク（以下、それぞれ「第３ロータ伝達トルクＴＲ３」「第４ロータ伝達トルクＴＲ４」という）の間には、次式（４５）が成立する。
ＴＳＥ２＝ＴＲ３／β＝−ＴＲ４／（β＋１）
＝ＴＲ３／２＝−ＴＲ４／３                ……（４５）
【０１９９】
さらに、第２ステータ７３で発電した電力および第２磁界回転数ＮＭＦ２と等価のトルクを第２発電用等価トルクＴＧＥ２とすると、第２発電用等価トルクＴＧＥ２、第３および第４ロータ伝達トルクＴＲ３，ＴＲ４の間には、次式（４６）が成立する。以上のように、第２回転機７１は、第１回転機１１と同様、遊星歯車装置と一般的な１ロータタイプの回転機とを組み合わせた装置と同じ機能を有する。
ＴＧＥ２＝ＴＲ３／β＝−ＴＲ４／（１＋β）
＝ＴＲ３／２＝−ＴＲ４／３                ……（４６）
【０２００】
また、ＥＣＵ２は、第２ＰＤＵ４２およびＶＣＵ４３を制御することによって、第２ステータ７３に供給される電流、第２ステータ７３で発電される電流、および第２回転磁界の第２磁界回転数ＮＭＦ２を制御する。
【０２０１】
さらに、前述した差動装置ＤＧのデフケースＤＣには、遊星歯車装置ＰＧＳが設けられている。この遊星歯車装置ＰＧＳは、一般的なシングルピニオンタイプのものであり、サンギヤＰＳと、サンギヤＰＳの外周に設けられたリングギヤＰＲと、両ギヤＰＳ，ＰＲに噛み合う複数のプラネタリギヤＰＰと、これらのプラネタリギヤＰＰを回転自在に支持するキャリアＰＣを有している。このキャリアＰＣは、デフケースＤＣに一体に設けられており、リングギヤＰＲは、ケースＣＡに固定されている。また、サンギヤＰＳは、中空の第３回転軸９に一体に設けられており、この第３回転軸９の内側には、右側の車軸７が回転自在に嵌合している。さらに、第３回転軸９には、第２スプロケットＳＰ２が一体に設けられており、第２スプロケットＳＰ２と、前述した第１スプロケットＳＰ１には、チェーンＣＨが巻き掛けられている。以上の構成により、第２スプロケットＳＰ２に伝達された動力は、遊星歯車装置ＰＧＳによって減速された状態で、差動装置ＤＧに伝達される。
【０２０２】
以上のように、動力装置１Ｂでは、第１回転機１１の第２ロータ１５および第２回転機７１の第３ロータ７４が、クランク軸３ａに機械的に連結されている。また、第１回転機１１の第１ロータ１４および第２回転機７１の第４ロータ７５が、第１スプロケットＳＰ１、チェーンＣＨ、第２スプロケットＳＰ２、遊星歯車装置ＰＧＳ、差動装置ＤＧ、および車軸６，６を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。さらに、コンプレッサ５１が、クラッチＣＬを介して、クランク軸３ａに機械的に連結されている。
【０２０３】
また、図３０に示すように、ＥＣＵ２には、第２回転角センサ６６が電気的に接続されており、第２回転角センサ６６は、第１ステータ１３に対する第２ロータ１５の回転角度位置を検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出された第２ロータ１５の回転角度位置に基づき、第２ロータ回転数ＮＲ２を算出する。また、ＥＣＵ２は、第３ロータ７４が第２ロータ１５に直結されているため、検出された第２ロータ１５の回転角度位置に基づいて、第２ステータ７３に対する第３ロータ７４の回転角度位置を算出するとともに、第３ロータ回転数ＮＲ３を算出する。さらに、ＥＣＵ２は、第１および第４ロータ１４，７５が互いに直結されているため、前述した第１回転角センサ６２により検出された第１ロータ１４の回転角度位置に基づいて、第２ステータ７３に対する第４ロータ７５の回転角度位置を算出するとともに、第４ロータ回転数ＮＲ４を算出する。
【０２０４】
さらに、ＥＣＵ２は、各種のセンサおよびスイッチ６１〜６６からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、クラッチＣＬ、エンジン３、スタータ３１、第１および第２回転機１１，７１の動作を制御する。これにより、第１実施形態と同様、車両が、停車中ＥＮＧ始動モードのうちの第１および第２始動モードを含む各種の運転モードによって運転される。この場合、第１実施形態との上述した構成の相違から、これらの運転モードにおける動作が第１実施形態と異なっているので、以下、この点について説明する。
【０２０５】
［第１始動モード］
第１始動モード制御処理は、図３４に示すフローチャートに従って実行される。なお、本処理の実行条件は、第１実施形態と同様である。また、動力装置１Ｂは、第１実施形態と比較して、第２回転機２１に代えて、第２回転機７１が設けられている点のみが異なっていることから、本処理は、前述した図１８に示す第１実施形態の第１始動モード制御処理と比較して、第２回転機７１の動作の制御のみが異なっており、前記ステップ３に代えて、ステップ３１を実行する点のみが異なっている。このため、以下、この相違点を中心として説明し、図３４において、図１８と同じ実行内容のステップについては、同じステップ番号を付し、その説明を省略するものとする。
【０２０６】
前記ステップ２に続く図３４のステップ３１では、第２回転機７１の動作を次のように制御し、前記ステップ４以降を実行する。すなわち、まず、第４ロータ伝達トルクＴＲ４の目標値ＴＲ４ＯＢＪを、次式（４７）によって算出する。次いで、第２ステータ７３で発電を行うとともに、目標値ＴＲ４ＯＢＪに相当するトルクが第４ロータ７５に対して正転方向に作用するように、第２ステータ７３で発電される電流を制御する。
ＴＲ４ＯＢＪ＝α・ＴＲ２ＯＢＪ／（１＋α）      ……（４７）
【０２０７】
次に、図３５を参照しながら、上述した第１始動モード制御処理の動作例について説明する。まず、この図３５について説明する。動力装置１Ｂにおける前述した各種の回転要素の間の連結関係から明らかなように、エンジン回転数ＮＥ、第２および第３ロータ回転数ＮＲ２，ＮＲ３は、互いに等しく、第１および第４ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ４は、互いに等しい。また、遊星歯車装置ＰＧＳなどによる変速を無視すれば、第１および第４ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ４は、駆動輪回転数ＮＤＷと等しい。さらに、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２は、前記式（４０）で表されるような所定の共線関係にあり、第２磁界回転数ＮＭＦ２、第３および第４ロータ回転数ＮＲ３，ＮＲ４は、前記式（４４）で表される所定の共線関係にある。以上から、第１磁界回転数ＮＭＦ１、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷおよび第２磁界回転数ＮＭＦ２の間の関係は、図３５に示すような速度共線図で表される。
【０２０８】
図３５から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２発電用等価トルクＴＧＥ２を反力として、第２ロータ１５を介してクランク軸３ａに伝達され、それにより、両者１５，３ａが駆動され、正転する。この場合、第１実施形態と同様、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が目標値ＴＲ２ＯＢＪになるように、第１ステータ１３に供給される電流が制御されることによって、エンジン回転数ＮＥが、始動時用回転数ＮＥＳＴになるようにフィードバック制御される。また、その状態で、エンジン３が始動される。
【０２０９】
また、図３５から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、エンジンフリクションＴＥＦを反力として、第１ロータ１４、第４ロータ７５および駆動輪ＤＷ，ＤＷを逆転させるように作用する。そのように第１ロータ１４などを逆転させるように作用するトルク（第１ロータ逆転トルク）は、前記式（４１）から明らかなように、第２ロータ伝達トルクＴＲ２および第１極対数比αを用いて、−α・ＴＲ２／（１＋α）で表される。
【０２１０】
これに対して、前述した第２回転機７１の動作の制御によって、目標値ＴＲ４ＯＢＪに相当するトルクが第４ロータ７５に対して正転方向に作用するように、第２ステータ７３で発電される電流が制御されるとともに、この目標値ＴＲ４ＯＢＪが、前記式（４７）、すなわち、ＴＲ４ＯＢＪ＝α・ＴＲ２ＯＢＪ／（１＋α）により算出される。このことと、上記のように第１ロータ逆転トルクが−α・ＴＲ２／（１＋α）で表されることから明らかなように、第２発電用等価トルクＴＧＥ２により第４ロータ７５に作用するトルクによって、第１ロータ逆転トルクが相殺され、ひいては、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０２１１】
［第２始動モード］
第２始動モード制御処理は、図３６に示すフローチャートに従って実行される。なお、本処理の実行条件は、第１実施形態と同様である。また、本処理は、上述した第１始動モード制御処理と同様、前述した図２０に示す第１実施形態の第２始動モード制御処理と比較して、第２回転機７１の動作の制御のみが異なっており、前記ステップ１３に代えて、ステップ４１を実行する点のみが異なっている。このため、以下、この相違点を中心として説明し、図３６において、図２０と同じ実行内容のステップについては、同じステップ番号を付し、その説明を省略するものとする。
【０２１２】
前記ステップ１２に続く図３６のステップ４１では、第２回転機７１の動作を次のように制御し、前記ステップ１４以降を実行する。すなわち、まず、駆動輪回転数ＮＤＷが値０になるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、第４ロータ伝達トルクＴＲ４の目標値ＴＲ４ＯＢＪを算出する。次いで、メインバッテリ４４から第２ステータ７３に電力を供給するとともに、目標値ＴＲ４ＯＢＪに相当するトルクが第４ロータ７５に作用するように、第２ステータ７３に供給される電流を制御する。
【０２１３】
次に、図３７を参照しながら、上述した第２始動モード制御処理の動作例について説明する。図３７に示すように、第１実施形態と同様、クランク軸３ａが、スタータ３１で駆動されることによって正転し、エンジン回転数ＮＥが始動時用回転数ＮＥＳＴを上回る。また、その状態で、エンジン３が始動される。この場合、図３７から明らかなように、前述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１を反力として、スタータ３１のトルクＴＳＴが、第２および第１ロータ１５，１４を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷを正転させるように作用する。
【０２１４】
これに対して、前述した第２回転機７１の動作の制御によって、第４ロータ伝達トルクＴＲ４が、駆動輪回転数ＮＤＷが値０になるように、制御される。これにより、上述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１に起因して駆動輪ＤＷ，ＤＷに作用するトルクは、第２駆動用等価トルクＴＳＥ２により第４ロータ７５に作用するトルクによって相殺され、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０２１５】
また、これまでに述べた第３実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項５〜８に係る発明に対応するものであり、第３実施形態における各種の要素と、請求項５〜８に係る発明（以下、総称する場合「第２発明」という）における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第３実施形態における駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびエンジン３が、第２発明における被駆動部および熱機関にそれぞれ相当し、第３実施形態におけるＥＣＵ２、ＶＣＵ４３、第１および第２ＰＤＵ４１，４２が、第２発明における制御装置に相当するとともに、第３実施形態におけるクランク軸３ａが、第２発明における出力部に相当する。
【０２１６】
また、第３実施形態における永久磁石１４ａ、コア１５ａ、永久磁石７４ａおよびコア７５ａが、第２発明における第１磁極、第１軟磁性体、第２磁極および第２軟磁性体にそれぞれ相当する。さらに、第３実施形態における鉄芯１３ａおよびＵ相〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅが、第２発明における第１電機子列に相当するとともに、第３実施形態における鉄芯７３ａおよびＵ相〜Ｗ相コイル７３ｂが、第２発明における第２電機子列に相当する。
【０２１７】
また、第３実施形態におけるコンプレッサ５１が、請求項８に係る発明における補機に相当するとともに、第３実施形態におけるクラッチＣＬおよびＥＣＵ２が、請求項８に係る発明における動力伝達制限手段に相当する。
【０２１８】
以上のように、第３実施形態によれば、第１および第２回転機１１，７１が用いられるので、第１実施形態と同様、動力装置１Ｂの小型化および製造コストの削減を図ることができるとともに、動力装置１Ｂの設計の自由度を高めることができる。また、第１実施形態と同様、エンジン３を始動する際、第１始動モード制御処理によって、第１回転機１１の動作を制御することによりクランク軸３ａを駆動するので、エンジン３を適切に始動することができる。この場合、第２回転機７１の動作を制御することにより駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態に保持されるので、駆動輪ＤＷ，ＤＷの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。この場合、第４ロータ７５が駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されていることと、第２磁界回転数ＮＭＦ２および第４ロータ回転数ＮＲ４をそれぞれ表す直線が、速度共線図において互いに隣り合っていることから、上記の第２回転機７１の動作の制御を適切かつ容易に行うことができる。
【０２１９】
また、第１実施形態と同様、エンジン３を始動する際、第２始動モード制御処理によって、スタータ３１を作動させることによりクランク軸３ａを駆動するので、エンジン３を適切に始動することができる。この場合、第２回転機７１の動作を制御することにより駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態に保持されるので、駆動輪ＤＷ，ＤＷの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。さらに、第１実施形態と同様、エンジン３を始動する際、メインバッテリ４４の充電状態が所定の範囲を下回っていて、メインバッテリ４４から第１回転機１１への電力供給によりクランク軸３ａを適切に駆動できない場合でも、スタータ３１を用いてエンジン３を適切に始動することができる。
【０２２０】
また、第１実施形態と同様、エンジン３を始動する際、クラッチＣＬによりコンプレッサ５１の入力軸５２とクランク軸３ａの間が遮断されるので、コンプレッサ５１への駆動力の伝達によりクランク軸３ａに実際に伝達される駆動力が小さくなるのを防止することができる。したがって、クランク軸３ａを適切に駆動でき、ひいては、エンジン３を適切に始動することができる。同じ理由により、メインバッテリ４４および補助バッテリ３３の充電状態がそれぞれ比較的小さい場合でも、第１回転機１１やスタータ３１によりクランク軸３ａを適切に駆動することができる。
【０２２１】
なお、第３実施形態では、第２および第３ロータ１５，７４は、互いに直結されているが、クランク軸３ａに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよく、また、第１および第４ロータ１４，７５は、互いに直結されているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。また、第３実施形態では、第２および第３ロータ１５，７４をクランク軸３ａに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。さらに、第３実施形態では、第１および第４ロータ１４，７５を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、チェーンＣＨや差動装置ＤＧを介して連結しているが、機械的に直結してもよい。また、第３実施形態では、第１および第２回転機１１，７１を、互いに同軸状に配置しているが、これに代えて、それらの軸線が互いに直交するように、あるいは、平行になるように、配置してもよい。
【０２２２】
さらに、動力装置１Ｂは、エンジン３を停止し、エンジン３の出力を発生させない状態で、第２回転機７１を動力源として、車両をＥＶ走行させることができる。さらに、このＥＶ走行中においても、スタータ３１や、第１回転機１１、第２回転機７１の動作を制御することによって、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、クランク軸３ａを駆動でき、エンジン３を始動することができる。以下、この場合において、第１回転機１１を用いてクランク軸３ａを駆動する際の第１および第２回転機１１，７１の動作の制御について、簡単に説明する。
【０２２３】
すなわち、メインバッテリ４４から第２ステータ７３に電力を供給し、第２回転磁界を正転させるとともに、駆動輪回転数ＮＤＷおよびエンジン回転数ＮＥによって定まる第１回転磁界の回転方向が逆転方向の場合には、第１ステータ１３で発電を行う。これにより、前述した図３５に示すトルクの関係から明らかなように、第２駆動用等価トルクＴＳＥ２が、第１発電用等価トルクＴＧＥ１を反力として、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが正転し、上記のＥＶ走行が行われる。この場合、第２駆動用等価トルクＴＳＥ２は、駆動輪ＤＷ，ＤＷだけでなく、クランク軸３ａにも伝達され、また、第１ステータ１３で発電される電流を制御することによって、そのようにクランク軸３ａに伝達される動力を制御することができる。
【０２２４】
より具体的には、第１ステータ１３で発電される電流を、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が前述した目標値ＴＲ２ＯＢＪになるように制御する。また、前述した目標値ＴＲ４ＯＢＪに要求トルクを加算した値に相当するトルクが第４ロータ７５に対して作用するように、第２ステータ７３に供給される電流を制御する。以上により、要求トルクと等しいトルクを駆動輪ＤＷ，ＤＷに適切に伝達しながら、クランク軸３ａを駆動することができ、したがって、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、エンジン３を始動することができる。
【０２２５】
また、ＥＶ走行中におけるエンジン３の始動において、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動する場合に、第２回転機７１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するには、第２回転機７１の動作は、次のように制御される。すなわち、駆動輪回転数ＮＤＷが変化しないように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値ＴＲ４ＯＢＪを算出するとともに、目標値ＴＲ４ＯＢＪに相当するトルクが第４ロータ７５に作用するように、第２ステータ７３に供給される電流を制御する。以上により、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、スタータ３１によりクランク軸３ａを適切に駆動でき、エンジン３を始動することができる。
【０２２６】
さらに、前述した図３５などに示すように、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷ、第１および第２磁界回転数ＮＭＦ１，ＮＭＦ２が互いに共線関係にあることから明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１および第１発電用等価トルクＴＧＥ１はいずれも、クランク軸３ａだけでなく、駆動輪ＤＷ，ＤＷにも作用し、第２駆動用等価トルクＴＳＥ２および第２発電用等価トルクＴＧＥ２はいずれも、駆動輪ＤＷ，ＤＷだけでなく、クランク軸３ａにも作用する。また、第３実施形態では、第１回転機１１の動作の制御によりクランク軸３ａを駆動するとともに、第２回転機７１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するという手法を採用しているが、第１および第２駆動用等価トルクＴＳＥ１，ＴＳＥ２ならびに第１および第２発電用等価トルクＴＧＥ１，ＴＧＥ２が上記のように作用することから、上記の手法とは逆に、第２回転機７１の動作の制御によりクランク軸３ａを駆動するとともに、第１回転機１１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制することが可能である。この場合、車両の走行中には、第３実施形態で述べた第１回転機１１の動作の制御が第２回転機７１に対して、第３実施形態で述べた第２回転機７１の動作の制御が第１回転機１１に対して、それぞれ行われる。また、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動するような場合に、第１および第２回転機１１，７１の双方の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制することが可能である。
【０２２７】
次に、図３８〜図４３を参照しながら、本発明の第４実施形態による動力装置１Ｃについて説明する。この動力装置１Ｃは、上述した第３実施形態と比較して、第２回転機７１に代えて、前述した第２回転機２１と遊星歯車装置ＰＧを備える点が主に異なっている。図３８および図３９において、第１および第３実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて示している。以下、第１および第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０２２８】
図３８に示すように、遊星歯車装置ＰＧは、前述した遊星歯車装置ＰＧＳと同様、一般的なシングルピニオンタイプのものであり、サンギヤＳと、リングギヤＲと、両ギヤＳ，Ｒに噛み合う複数のプラネタリギヤＰと、これらのプラネタリギヤＰを回転自在に支持するキャリアＣを有している。周知のように、これらのサンギヤＳ、キャリアＣおよびリングギヤＲは、互いの間で動力を伝達可能で、動力の伝達中、回転数に関する共線関係を保ちながら回転するとともに、それらの回転数の関係を示す共線図において、それぞれの回転数を表す直線が順に並ぶように、構成されている。また、サンギヤＳ、キャリアＣおよびリングギヤＲは、前述した第１回転軸７と同軸状に配置されている。
【０２２９】
さらに、サンギヤＳは、第１回転軸７に一体に設けられている。また、キャリアＣは、前述した第２回転軸８に一体に設けられており、キャリアＣには、第１スプロケットＳＰ１が取り付けられている。また、リングギヤＲには、第２回転機２１のロータ２３が同軸状に取り付けられている。
【０２３０】
以上のように、動力装置１Ｃでは、第２ロータ１５およびサンギヤＳは、互いに機械的に直結されるとともに、クランク軸３ａに機械的に直結されている。また、第１ロータ１４およびキャリアＣは、互いに機械的に直結されるとともに、第１スプロケットＳＰ１や、チェーンＣＨ、第２スプロケットＳＰ２、遊星歯車装置ＰＧＳ、差動装置ＤＧなどを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されている。さらに、リングギヤＲは、ロータ２３に機械的に直結されている。
【０２３１】
また、図３９に示すように、ＥＣＵ２には、第３回転角センサ６７が電気的に接続されており、この第３回転角センサ６７は、ステータ２２に対するロータ２３の回転角度位置を検出するとともに、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出されたロータ２３の回転角度位置に基づいて、第２回転機回転数ＮＭ２を算出する。
【０２３２】
さらに、ＥＣＵ２は、各種のセンサおよびスイッチ６１〜６７からの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、クラッチＣＬ、エンジン３、スタータ３１、第１および第２回転機１１，２１の動作を制御する。これにより、第３実施形態と同様、車両が、停車中ＥＮＧ始動モードのうちの第１および第２始動モードを含む各種の運転モードによって運転される。以下、第１および第２始動モードについて、順に説明する。
【０２３３】
［第１始動モード］
第１始動モード制御処理は、図４０に示すフローチャートに従って実行される。なお、本処理の実行条件は、第１実施形態と同様である。また、動力装置１Ｃは、第３実施形態と比較して、第２回転機７１に代えて、第２回転機２１および遊星歯車装置ＰＧが設けられている点のみが異なっていることから、本処理は、前述した図３４に示す第３実施形態の第１始動モード制御処理と比較して、第２回転機２１の動作の制御のみが異なっており、前記ステップ３１に代えて、ステップ５１を実行する点のみが異なっている。このため、以下、この相違点を中心として説明し、図４０において、図３４と同じ実行内容のステップについては、同じステップ番号を付し、その説明を省略するものとする。
【０２３４】
前記ステップ２に続く図４０のステップ５１では、第２回転機２１の動作を次のように制御し、前記ステップ４以降を実行する。すなわち、まず、キャリアＣに作用させるトルクの目標値ＴＣＯＢＪを、次式（４８）によって算出する。次いで、ステータ２２で発電を行うとともに、目標値ＴＣＯＢＪに相当するトルクがキャリアＣに対して正転方向に作用するように、ステータ２２で発電される電流を制御する。
ＴＣＯＢＪ＝α・ＴＲ２ＯＢＪ／（１＋α）      ……（４８）
【０２３５】
次に、図４１を参照しながら、上述した第１始動モード制御処理の動作例について説明する。まず、この図４１について説明する。動力装置１Ｃにおける前述した各種の回転要素の間の連結関係から明らかなように、エンジン回転数ＮＥ、第２ロータ回転数ＮＲ２およびサンギヤＳの回転数は、互いに等しく、第２回転機回転数ＮＭ２およびリングギヤＲの回転数は、互いに等しい。また、第１ロータ回転数ＮＲ１およびキャリアＣの回転数は、互いに等しく、遊星歯車装置ＰＧＳなどによる変速を無視すれば、駆動輪回転数ＮＤＷと等しい。さらに、第１磁界回転数ＮＭＦ１、第１および第２ロータ回転数ＮＲ１，ＮＲ２は、前記式（４０）で表されるような所定の共線関係にあり、サンギヤＳ、キャリアＣおよびリングギヤＲの回転数は、サンギヤＳの歯数およびリングギヤＲの歯数で定まる所定の共線関係にある。
【０２３６】
以上から、第１磁界回転数ＮＭＦ１、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷおよび第２回転機回転数ＮＭ２の間の関係は、図４１に示すような速度共線図で表される。なお、同図において、ＴＧ２は、ステータ２２での発電に伴ってロータ２３に作用する第２回転機２１の制動トルク（以下「第２発電トルク」という）である。また、Ｘは、リングギヤＲの歯数に対するサンギヤＳの歯数の比である。さらに、サンギヤＳ、キャリアＣおよびリングギヤＲを、遊星歯車装置ＰＧＳのサンギヤＰＳ、キャリアＰＣおよびリングギヤＰＲとそれぞれ識別するために、三者Ｓ，Ｃ，Ｒの符号をカッコ書きで表記している。
【０２３７】
図４１から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、第２発電トルクＴＧ２を反力として、第２ロータ１５を介してクランク軸３ａに伝達され、それにより、両者１５，３ａが駆動され、正転する。この場合、第３実施形態と同様、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が目標値ＴＲ２ＯＢＪになるように、第１ステータ１３に供給される電流が制御されることによって、エンジン回転数ＮＥが、始動時用回転数ＮＥＳＴになるようにフィードバック制御される。また、その状態で、エンジン３が始動される。
【０２３８】
また、図４１から明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１は、エンジンフリクションＴＥＦを反力として、第１ロータ１４、キャリアＣおよび駆動輪ＤＷ，ＤＷを逆転させるように作用する。そのように第１ロータ１４などを逆転させるように作用するトルク（第１ロータ逆転トルク）は、前記式（４１）から明らかなように、第２ロータ伝達トルクＴＲ２および第１極対数比αを用いて、−α・ＴＲ２／（１＋α）で表される。
【０２３９】
これに対して、前述した第２回転機２１の動作の制御によって、目標値ＴＣＯＢＪに相当するトルクがキャリアＣに対して正転方向に作用するように、ステータ２２で発電される電流が制御されるとともに、この目標値ＴＣＯＢＪが、前記式（４８）、すなわち、ＴＣＯＢＪ＝α・ＴＲ２ＯＢＪ／（１＋α）により算出される。このことと、上記のように第１ロータ逆転トルクが−α・ＴＲ２／（１＋α）で表されることから明らかなように、第２発電トルクＴＧ２によりキャリアＣに作用するトルクによって、第１ロータ逆転トルクが相殺され、ひいては、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０２４０】
［第２始動モード］
第２始動モード制御処理は、図４２に示すフローチャートに従って実行される。なお、本処理の実行条件は、第１実施形態と同様である。また、本処理は、上述した第１始動モード制御処理と同様、前述した図３６に示す第３実施形態の第２始動モード制御処理と比較して、第２回転機２１の動作の制御のみが異なっており、前記ステップ４１に代えて、ステップ６１を実行する点のみが異なっている。このため、以下、この相違点を中心として説明し、図４２において、図３６と同じ実行内容のステップについては、同じステップ番号を付し、その説明を省略するものとする。
【０２４１】
前記ステップ１２に続く図４２のステップ６１では、第２回転機２１の動作を次のように制御し、前記ステップ１４以降を実行する。すなわち、まず、駆動輪回転数ＮＤＷが値０になるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値ＴＣＯＢＪを算出する。次いで、メインバッテリ４４からステータ２２に電力を供給するとともに、目標値ＴＣＯＢＪに相当するトルクがキャリアＣに作用するように、ステータ２２に供給される電流を制御する。
【０２４２】
次に、図４３を参照しながら、上述した第２始動モード制御処理の動作例について説明する。図４３に示すように、第１実施形態と同様、クランク軸３ａが、スタータ３１で駆動されることによって正転し、エンジン回転数ＮＥが始動時用回転数ＮＥＳＴを上回る。また、その状態で、エンジン３が始動される。この場合、図４３から明らかなように、前述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１を反力として、スタータ３１のトルクＴＳＴが、第２および第１ロータ１５，１４を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷを正転させるように作用する。
【０２４３】
これに対して、前述した第２回転機２１の動作の制御によって、キャリアＣに作用するトルクが、駆動輪回転数ＮＤＷが値０になるように、制御される。これにより、上述した第１磁界回転抵抗ＤＭＦ１に起因して駆動輪ＤＷ，ＤＷに作用するトルクは、第２力行トルクＴＭ２によりキャリアＣに作用するトルクによって相殺され、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態（ＮＤＷ＝０）に保持される。
【０２４４】
また、これまでに述べた第４実施形態は、特許請求の範囲に記載された請求項９〜１２に係る発明に対応するものであり、第４実施形態における各種の要素と、請求項９〜１２に係る発明（以下、総称する場合「第３発明」という）における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、第４実施形態における駆動輪ＤＷ，ＤＷ、エンジン３および遊星歯車装置ＰＧが、第３発明における被駆動部、熱機関および動力伝達機構にそれぞれ相当するとともに、第４実施形態におけるＥＣＵ２、ＶＣＵ４３、第１および第２ＰＤＵ４１，４２が、第３発明における制御装置に相当する。また、第４実施形態におけるクランク軸３ａが、第３発明における出力部に相当し、第４実施形態におけるサンギヤＳ、キャリアＣおよびリングギヤＲが、第３発明における第１要素、第２要素および第３要素にそれぞれ相当するとともに、第４実施形態における永久磁石１４ａおよびコア１５ａが、第３発明における磁極および軟磁性体にそれぞれ相当する。さらに、第４実施形態における第１ステータ１３が、第３発明におけるステータに相当するとともに、第４実施形態における鉄芯１３ａおよびＵ相〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅが、第３発明における電機子列に相当する。
【０２４５】
また、第４実施形態におけるコンプレッサ５１が、請求項１２に係る発明における補機に相当するとともに、第４実施形態におけるクラッチＣＬおよびＥＣＵ２が、請求項１２に係る発明における動力伝達制限手段に相当する。
【０２４６】
以上のように、第４実施形態によれば、第１回転機１１が用いられるので、第１実施形態と同様、動力装置１Ｃの小型化および製造コストの削減を図ることができるとともに、動力装置１Ｃの設計の自由度を高めることができる。また、第１実施形態と同様、エンジン３を始動する際、第１始動モード制御処理によって、第１回転機１１の動作を制御することによりクランク軸３ａを駆動するので、エンジン３を適切に始動することができる。この場合、第２回転機２１の動作を制御することにより駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態に保持されるので、駆動輪ＤＷ，ＤＷの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。この場合、前述したようにキャリアＣおよびリングギヤＲの回転数を表す直線が、それらの回転数の関係を表す共線図において、互いに隣り合っているため、上記の第２回転機２１の動作の制御を適切かつ容易に行うことができる。
【０２４７】
また、第１実施形態と同様、エンジン３を始動する際、第２始動モード制御処理によって、スタータ３１を作動させることによりクランク軸３ａを駆動するので、エンジン３を適切に始動することができる。この場合、第２回転機２１の動作を制御することにより駆動輪ＤＷ，ＤＷが静止状態に保持されるので、駆動輪ＤＷ，ＤＷの速度変動を防止でき、商品性を向上させることができる。さらに、第１実施形態と同様、エンジン３を始動する際、メインバッテリ４４の充電状態が所定の範囲を下回っていて、メインバッテリ４４から第１回転機１１への電力供給によりクランク軸３ａを適切に駆動できない場合でも、スタータ３１を用いてエンジン３を適切に始動することができる。
【０２４８】
また、第１実施形態と同様、エンジン３を始動する際、クラッチＣＬによりコンプレッサ５１の入力軸５２とクランク軸３ａの間が遮断されるので、コンプレッサ５１への駆動力の伝達によりクランク軸３ａに実際に伝達される駆動力が小さくなるのを防止することができる。したがって、クランク軸３ａを適切に駆動でき、ひいては、エンジン３を適切に始動することができる。同じ理由により、メインバッテリ４４および補助バッテリ３３の充電状態がそれぞれ比較的小さい場合でも、第１回転機１１やスタータ３１によりクランク軸３ａを適切に駆動することができる。
【０２４９】
なお、第４実施形態では、第３発明における動力伝達機構として、シングルピニオンタイプの遊星歯車装置ＰＧを用いているが、互いの間で回転数に関する共線関係を保ちながら動力を伝達可能な第１〜第３要素を有する機構であれば、他の機構、例えばダブルピニオンタイプの遊星歯車装置、または差動装置ＤＧを用いてもよい。あるいは、遊星歯車装置のギヤに代えて、表面間の摩擦によって動力を伝達する複数のローラを有し、遊星歯車装置と同等の機能を有するような機構を用いてもよい。また、詳細な説明は省略するが、特開２００８−３９０４５に開示されるような複数の磁石や軟磁性体の組み合わせで構成された機構を用いてもよい。
【０２５０】
また、第４実施形態では、第２ロータ１５およびサンギヤＳは、互いに直結されているが、クランク軸３ａに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよく、また、第１ロータ１４およびキャリアＣは、互いに直結されているが、駆動輪ＤＷ，ＤＷに機械的に連結されていれば、互いに直結されていなくてもよい。さらに、第４実施形態では、第２ロータ１５およびサンギヤＳをクランク軸３ａに直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。
【０２５１】
また、第４実施形態では、第１ロータ１４およびキャリアＣを駆動輪ＤＷ，ＤＷに、チェーンＣＨや差動装置ＤＧを介して連結しているが、機械的に直結してもよい。さらに、第４実施形態では、リングギヤＲをロータ２３に直結しているが、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを介して機械的に連結してもよい。
【０２５２】
また、第４実施形態では、リングギヤＲをロータ２３に、サンギヤＳをクランク軸３ａに、それぞれ連結しているが、これらの連結関係を逆に、すなわち、リングギヤＲをクランク軸３ａに、サンギヤＳをロータ２３に、それぞれ機械的に連結してもよい。この場合において、当然のことながら、リングギヤＲとクランク軸３ａの間、および、サンギヤＳとロータ２３の間をそれぞれ、機械的に直結してもよく、あるいは、ギヤや、プーリ、チェーン、変速装置などを用いて機械的に連結してもよい。
【０２５３】
さらに、動力装置１Ｃは、エンジン３を停止し、エンジン３の出力を発生させない状態で、第２回転機２１を動力源として、車両をＥＶ走行させることができる。さらに、このＥＶ走行中においても、スタータ３１や、第１回転機１１、第２回転機２１の動作を制御することによって、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、クランク軸３ａを駆動でき、エンジン３を始動することができる。以下、この場合において、第１回転機１１を用いてクランク軸３ａを駆動する際の第１および第２回転機１１，２１の動作の制御について、簡単に説明する。
【０２５４】
すなわち、メインバッテリ４４からステータ２２に電力を供給し、ロータ２３を正転させるとともに、駆動輪回転数ＮＤＷおよびエンジン回転数ＮＥによって定まる第１回転磁界の回転方向が逆転方向の場合には、第１ステータ１３で発電を行う。これにより、前述した図４１に示す速度共線図から明らかなように、第２力行トルクＴＭ２が、第１発電用等価トルクＴＧＥ１を反力として、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷが正転し、上記のＥＶ走行が行われる。この場合、第２力行トルクＴＭ２は、駆動輪ＤＷ，ＤＷだけでなく、クランク軸３ａにも伝達され、また、第１ステータ１３で発電される電流を制御することによって、そのようにクランク軸３ａに伝達される動力を制御することができる。
【０２５５】
より具体的には、第３実施形態と同様、第１ステータ１３で発電される電流を、第２ロータ伝達トルクＴＲ２が前述した目標値ＴＲ２ＯＢＪになるように制御する。また、前述した目標値ＴＣＯＢＪに要求トルクを加算した値に相当するトルクがキャリアＣに対して作用するように、ステータ２２に供給される電流を制御する。以上により、要求トルクと等しいトルクを駆動輪ＤＷ，ＤＷに適切に伝達しながら、クランク軸３ａを駆動することができ、したがって、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、エンジン３を始動することができる。
【０２５６】
また、ＥＶ走行中におけるエンジン３の始動において、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動する場合に、第２回転機２１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するには、第２回転機２１の動作は、次のように制御される。すなわち、駆動輪回転数ＮＤＷが変化しないように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって、目標値ＴＣＯＢＪを算出するとともに、目標値ＴＣＯＢＪに相当するトルクがキャリアＣに作用するように、ステータ２２に供給される電流を制御する。以上により、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制した状態で、スタータ３１によりクランク軸３ａを適切に駆動でき、エンジン３を始動することができる。
【０２５７】
さらに、前述した図４１などに示すように、エンジン回転数ＮＥ、駆動輪回転数ＮＤＷ、第１磁界回転数ＮＭＦ１および第２回転機回転数ＮＭ２が互いに共線関係にあることから明らかなように、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１および第１発電用等価トルクＴＧＥ１はいずれも、クランク軸３ａだけでなく、駆動輪ＤＷ，ＤＷにも作用し、第２力行トルクＴＭ２および第２発電トルクＴＧ２はいずれも、駆動輪ＤＷ，ＤＷだけでなく、クランク軸３ａにも作用する。また、第４実施形態では、第１回転機１１の動作の制御によりクランク軸３ａを駆動するとともに、第２回転機２１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するという手法を採用しているが、第１駆動用等価トルクＴＳＥ１、第１発電用等価トルクＴＧＥ１、第２力行トルクＴＭ２および第２発電トルクＴＧ２が上記のように作用することから、上記の手法とは逆に、第２回転機２１の動作の制御によりクランク軸３ａを駆動するとともに、第１回転機１１の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制することが可能である。この場合、車両の走行中には、第４実施形態で述べた第１回転機１１の動作の制御が第２回転機２１に対して、第４実施形態で述べた第２回転機２１の動作の制御が第１回転機１１に対して、それぞれ行われる。また、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動するような場合に、第１および第２回転機１１，２１の双方の動作の制御により駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制することが可能である。
【０２５８】
また、第４実施形態において、第１回転機１１に代えて、第２回転機２１および遊星歯車装置ＰＧを設けるとともに、第２回転機２１および遊星歯車装置ＰＧに代えて、第２回転機７１を設けてもよい。この場合、キャリアＣおよび第１ロータ１４がクランク軸３ａに、サンギヤＳ（またはリングギヤＲ）および第２ロータ１５が駆動輪ＤＷ，ＤＷに、それぞれ機械的に連結される。また、そのように構成された動力装置は、請求項１１〜１５に係る発明に対応する。さらに、この場合、第１始動モード制御処理において、クランク軸３ａを駆動するように第２回転機２１の動作が制御されるとともに、第１および第２始動モード制御処理において、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するように、第２回転機７１の動作が制御される。この場合にも、当然のことながら、第４実施形態による効果を同様に得ることができる。なお、上述したように各種の回転要素を連結した場合において、クランク軸３ａを駆動するように第２回転機７１の動作を制御するとともに、クランク軸３ａへの駆動力の伝達に起因する駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するように、第２回転機２１の動作を制御することが可能である。それに加え、スタータ３１を用いてクランク軸３ａを駆動するような場合に、駆動輪回転数ＮＤＷの変動を抑制するように第２回転機７１および第２回転機２１の動作を制御することが可能である。
【０２５９】
さらに、第１、第２および第４実施形態では、第２回転機２１は、同期型のブラシレスＤＣモータであるが、供給された電力を動力に変換し、出力するとともに、入力された動力を電力に変換可能な装置であれば、他の装置、例えば、同期型または誘導機型のＡＣモータなどでもよい。
【０２６０】
また、第１〜第４実施形態（以下、総称して「実施形態」という）は、第１回転機１１における第１電機子磁極が４個、第１磁石磁極が８個、コア１５ａが６個であり、すなわち、第１電機子磁極の数と第１磁石磁極の数とコア１５ａの数との比が、１：２：１．５の例であるが、これらの数の比が１：ｍ：（１＋ｍ）／２（ｍ≠１．０）を満たすものであれば、第１電機子磁極、第１磁石磁極およびコア１５ａの数として、任意の数を採用可能である。さらに、実施形態では、コア１５ａを鋼板で構成しているが、他の軟磁性体で構成してもよい。また、実施形態では、第１ステータ１３および第１ロータ１４を、径方向の外側および内側にそれぞれ配置しているが、これとは逆に、径方向の内側および外側にそれぞれ配置してもよい。
【０２６１】
さらに、実施形態では、第１ステータ１３、第１および第２ロータ１４，１５を径方向に並ぶように配置し、いわゆるラジアルタイプとして第１回転機１１を構成しているが、第１ステータ１３、第１および第２ロータ１４，１５を軸線方向に並ぶように配置し、いわゆるアキシャルタイプとして第１回転機１１を構成してもよい。また、実施形態では、１つの第１磁石磁極を、単一の永久磁石１４ａの磁極で構成しているが、複数の永久磁石の磁極で構成してもよい。例えば、２つの永久磁石の磁極が第１ステータ１３側で近づき合うように、これらの２つの永久磁石を逆Ｖ字状に並べることにより、１つの第１磁石磁極を構成することによって、前述した磁力線ＭＬの指向性を高めることができる。さらに、実施形態において、永久磁石１４ａに代えて、電磁石を用いてもよい。
【０２６２】
また、実施形態では、コイル１３ｃ〜１３ｅを、Ｕ相〜Ｗ相の３相コイルで構成しているが、第１回転磁界を発生できれば、このコイルの相数はこれに限らず、任意である。さらに、実施形態において、スロット１３ｂの数として、実施形態で示した以外の任意の数を採用してもよいことはもちろんである。また、実施形態では、Ｕ相〜Ｗ相コイル１３ｃ〜１３ｅをスロット１３ｂに分布巻きで巻回しているが、これに限らず、集中巻きでもよい。さらに、実施形態では、スロット１３ｂや、永久磁石１４ａ、コア１５ａを、等間隔に配置しているが、不等間隔に配置してもよい。以上の第１回転機１１に関する変形例は、第３実施形態における第２回転機７１についても、同様に当てはまる。
【０２６３】
また、実施形態では、エンジン３、第１および第２回転機１１，２１，７１の動作を制御するための制御装置を、ＥＣＵ２、ＶＣＵ４３、第１および第２ＰＤＵ４１，４２で構成しているが、マイクロコンピュータと電気回路の組み合わせで構成してもよい。さらに、実施形態では、第１および第２回転機１１，２１，７１用の電源として、メインバッテリ４４を用いているが、充電・放電可能な蓄電装置であれば、他の装置、例えばキャパシタでもよい。
【０２６４】
また、実施形態では、本発明における補機は、コンプレッサ３１であるが、他の任意の補機、例えば、車両に搭載された各種の機構に潤滑油や作動油を供給するためのオイルポンプなどでもよい。さらに、実施形態では、本発明における動力伝達制限手段による補機への駆動力の伝達の制限を、クランク軸３ａとコンプレッサ５１の間の動力伝達経路をクラッチＣＬで遮断することにより行っているが、コンプレッサ５１を停止させることにより行ってもよい。また、上述したようにオイルポンプなどのポンプ類を補機として用いた場合には、当該ポンプの吐出口を閉じることにより、ポンプで消費されるエネルギを抑制することによって、動力伝達制限手段による制限を行ってもよい。さらに、クラッチＣＬとして、電磁クラッチではなく、摩擦クラッチを用いてもよい。
【０２６５】
また、実施形態では、本発明の熱機関としてのエンジン３は、ガソリンエンジンであるが、動力を出力可能な出力部を有する任意の熱機関でもよい。例えば、ディーゼルエンジンや、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む様々な産業用の内燃機関でもよく、あるいは、外燃機関、例えばスターリングエンジンでもよい。さらに、実施形態における各種の回転要素の間を連結する手段は、本発明における条件を満たす限り、任意に採用でき、例えば実施形態で述べたギヤに代えて、プーリなどを用いてもよい。また、実施形態は、本発明による動力装置を車両に適用した例あるが、例えば船舶や航空機に適用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成や制御手法を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【０２６６】
１  動力装置
１Ａ  動力装置
１Ｂ  動力装置
１Ｃ  動力装置
ＤＷ，ＤＷ  駆動輪（被駆動部）
２  ＥＣＵ（制御装置、動力伝達制限手段）
３  エンジン（熱機関）
３ａ  クランク軸（出力部）
１１  第１回転機
１３  第１ステータ（ステータ）
１３ａ  鉄芯（電機子列、第１電機子列）
１３ｃ  Ｕ相コイル（電機子列、第１電機子列）
１３ｄ  Ｖ相コイル（電機子列、第１電機子列）
１３ｅ  Ｗ相コイル（電機子列、第１電機子列）
１４  第１ロータ
１４ａ  永久磁石（磁極、第１磁極）
１５  第２ロータ
１５ａ  コア（軟磁性体、第１軟磁性体）
２１  第２回転機
２３  ロータ
３１  スタータ
４１  第１ＰＤＵ（制御装置）
４２  第２ＰＤＵ（制御装置）
４３  ＶＣＵ（制御装置）
５１  コンプレッサ（補機）
ＣＬ  クラッチ（動力伝達制限手段）
７１  第２回転機
７３  第２ステータ
７３ａ  鉄芯（第２電機子列）
７３ｂ  Ｕ相、Ｖ相およびＷ相コイル（第２電機子列）
７４  第３ロータ
７４ａ  永久磁石（第２磁極）
７５  第４ロータ
７５ａ  コア（第２軟磁性体）
ＰＧ  遊星歯車装置（動力伝達機構）
Ｓ  サンギヤ（第１要素）
Ｃ  キャリア（第２要素）
Ｒ  リングギヤ（第３要素）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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