(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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、
を備え、
回転子導体は、第１回転子と第２回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、
第１回転子にエンジンからの動力が伝達され、第２回転子から負荷へ動力が伝達される動力伝達装置であって、
回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、
電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部と、
エンジンの回転速度及びトルクと、固定子と第２回転子との間に作用するトルクと、を制御する制御装置と、
を備え、
制御装置は、
第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合には、
負荷の要求動力に基づいてエンジンの回転速度及びトルクを制御し、
さらに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用する前記逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子に作用するトルクを制御し、且つエンジンの回転速度を所定値より低くなるように制御する、動力伝達装置。
【請求項２】
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、
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、
を備え、
回転子導体は、第１回転子と第２回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、
第１回転子にエンジンからの動力が伝達され、第２回転子から負荷へ動力が伝達される動力伝達装置であって、
回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、
電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部と、
エンジンの回転速度及びトルクと、固定子と第２回転子との間に作用するトルクと、を制御する制御装置と、
を備え、
制御装置は、
第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合には、
負荷の要求動力に基づいてエンジンの回転速度及びトルクを制御し、
さらに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用する前記逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子に作用するトルクを制御し、且つ第２回転子のトルクに対してエンジンのトルクが小さくなるように制御する、動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力伝達装置であって、
電力変換部は、
電力伝達部で取り出された交流電力を整流する整流器と、
整流器で整流された電力を電圧変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
ＤＣ−ＤＣコンバータで電圧変換された電力を交流に変換して固定子導体へ供給することが可能なインバータと、
を含み、
制御装置は、第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合には、負荷の要求動力に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける電圧変換比と、エンジンのスロットル開度または燃料噴射量と、を制御することで、エンジンの回転速度及びトルクを制御する、動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、
第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合に、蓄電装置の蓄電状態に基づいてエンジンの運転を行うと判定したときは、
負荷の要求動力に基づいてエンジンの回転速度及びトルクを制御し、
さらに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用する前記逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子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３に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、
第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合に、蓄電装置の蓄電状態に基づいてエンジンの運転を行うと判定したときは、
負荷の要求動力に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける電圧変換比と、エンジンのスロットル開度または燃料噴射量と、を制御することで、エンジンの回転速度及びトルクを制御し、
さらに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用する前記逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子に作用するトルクを制御する、動力伝達装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合に、蓄電装置の蓄電状態に基づいてエンジンの運転を行わないと判定したときは、固定子から第２回転子に前記逆方向のトルクを作用させる、動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
電力伝達部は、
電力変換部に接続されたブラシと、
第１回転子の回転子導体に接続され、ブラシに対し摺動しながら第１回転子とともに回転するスリップリングと、
を含む、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、エンジンからの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して負荷へ伝達することで負荷を駆動することが可能であり、さらに、固定子導体への電力供給によっても負荷を駆動する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、磁石が配設され駆動輪に機械的に連結された第１ロータと、第１ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されエンジン（原動機）に機械的に連結された第２ロータと、第１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２ロータの巻線に電気的に接続された巻線が配設され第２ロータに機械的に連結されたトランスロータと、トランスロータの巻線と電磁気的に結合する巻線が配設されたトランスステータと、を備える。特許文献１においては、第２ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第２ロータの巻線と第１ロータの磁石との電磁気結合によって第１ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動輪を正転方向に駆動して車両を前進方向に駆動することができる。さらに、バッテリーからインバータを介してトランスステータの巻線に供給された電力を、トランスステータの巻線とトランスロータの巻線との電磁気結合によってトランスロータの巻線及び第２ロータの巻線に供給することができるため、トランスステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動輪の回転速度を制御することができる。また、ステータの巻線と第１ロータの磁石との電磁気結合によって、バッテリーから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１ロータに動力を発生させて駆動輪を駆動することができるため、ステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動輪に伝達されるトルクを制御することができる。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０６７５９４号公報
【特許文献２】特開２００７−１１６８３７号公報
【特許文献３】特開平９−４６８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、エンジンと駆動輪との間に前後進切替装置が設けられていないので、車両を後進方向に駆動するためには、バッテリー（蓄電装置）からインバータを介してステータの巻線に電力を供給して第１ロータに逆転方向のトルクを発生させることで、駆動輪を逆転方向に駆動する必要がある。しかし、バッテリーに蓄えられている電気エネルギーが少ないときには、バッテリーからステータの巻線への電力供給により駆動輪（第１ロータ）を逆転方向に駆動することが困難となる。エンジンと駆動輪との間に前後進切替装置を設ければ、エンジンの動力を第２ロータの巻線と第１ロータの磁石との電磁気結合により駆動輪へ伝達することで、バッテリーに蓄えられている電気エネルギーが少なくてもエンジンの動力を用いて駆動輪を逆転方向に駆動することが可能となる。しかし、前後進切替装置を設ける分、構成の大型化及び高コスト化を招くことになる。
【０００５】
本発明は、エンジンからの動力を回転子同士の電磁気結合を利用して負荷へ伝達することで負荷を駆動することが可能であるとともに、固定子導体への電力供給によっても負荷を駆動することが可能な動力伝達装置において、エンジンと負荷との間に前後進切替装置を設けず且つ蓄電装置からの電力を用いずに、負荷の逆転駆動を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
本発明に係る動力伝達装置は、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、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、を備え、回転子導体は、第１回転子と第２回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、第１回転子にエンジンからの動力が伝達され、第２回転子から負荷へ動力が伝達される動力伝達装置であって、回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部と、エンジンの回転速度及びトルクと、固定子と第２回転子との間に作用するトルクと、を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合には、負荷の要求動力に基づいてエンジンの回転速度及びトルクを制御し、さらに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用する前記逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子に作用するトルクを制御し、且つエンジンの回転速度を所定値より低くなるように制御することを要旨とする。
【０００８】
また、本発明に係る動力伝達装置は、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、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、を備え、回転子導体は、第１回転子と第２回転子との間に回転差が発生するのに起因して誘導電流が流れることで回転磁界を発生し、第１回転子にエンジンからの動力が伝達され、第２回転子から負荷へ動力が伝達される動力伝達装置であって、回転子導体の交流電力を取り出すための電力伝達部と、電力伝達部で取り出された交流電力を電力変換して固定子導体へ供給することが可能な電力変換部と、エンジンの回転速度及びトルクと、固定子と第２回転子との間に作用するトルクと、を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合には、負荷の要求動力に基づいてエンジンの回転速度及びトルクを制御し、さらに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用する前記逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子に作用するトルクを制御し、且つ第２回転子のトルクに対してエンジンのトルクが小さくなるように制御することを要旨とする。本発明の一態様では、電力変換部は、電力伝達部で取り出された交流電力を整流する整流器と、整流器で整流された電力を電圧変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータで電圧変換された電力を交流に変換して固定子導体へ供給することが可能なインバータと、を含み、制御装置は、第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合には、負荷の要求動力に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける電圧変換比と、エンジンのスロットル開度または燃料噴射量と、を制御することで、エンジンの回転速度及びトルクを制御することが好適である。
【０００９】
本発明の一態様では、制御装置は、第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合に、蓄電装置の蓄電状態に基づいてエンジンの運転を行うと判定したときは、負荷の要求動力に基づいてエンジンの回転速度及びトルクを制御し、さらに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用する前記逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子に作用するトルクを制御することが好適である。また、本発明の一態様では、制御装置は、第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合に、蓄電装置の蓄電状態に基づいてエンジンの運転を行うと判定したときは、負荷の要求動力に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける電圧変換比と、エンジンのスロットル開度または燃料噴射量と、を制御することで、エンジンの回転速度及びトルクを制御し、さらに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用する前記逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子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、第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させる場合に、蓄電装置の蓄電状態に基づいてエンジンの運転を行わないと判定したときは、固定子から第２回転子に前記逆方向のトルクを作用させることが好適である。
【００１２】
本発明の一態様では、電力伝達部は、電力変換部に接続されたブラシと、第１回転子の回転子導体に接続され、ブラシに対し摺動しながら第１回転子とともに回転するスリップリングと、を含むことが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、負荷の要求動力に基づいてエンジンの回転速度及びトルクを制御するとともに、第１回転子から第２回転子に作用するエンジン回転方向のトルクよりも固定子から第２回転子に作用するエンジン回転方向と逆方向のトルクが大きくなるように、固定子から第２回転子に作用するトルクを制御することで、エンジンの動力を利用して発生させた電力を固定子導体へ供給して第２回転子をエンジン回転方向と逆方向に回転させるとともに、エンジンの動力で負荷の要求動力を賄うことができる。その結果、エンジンと負荷との間に前後進切替装置を設けず且つ蓄電装置からの電力を用いずに、負荷の逆転駆動が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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と車輪３８との間に設けられた無段変速機（ＣＶＴ）４４と、エンジン３６と無段変速機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。
【００１６】
回転電機１０は、図示しないケーシングに固定されたステータ１６と、ステータ１６の径方向内側に配置されステータ１６に対し相対回転可能な第１ロータ２８と、ステータ１６と第１ロータ２８との間に配置されステータ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。第１ロータ２８は回転電機１０の入力軸３４と機械的に連結され、入力軸３４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は回転電機１０の出力軸２４と機械的に連結されており、出力軸２４は無段変速機４４を介して車輪３８に機械的に連結されていることで、車輪３８には第２ロータ１８からの動力が無段変速機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。
【００１７】
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（固定子導体）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。
【００１８】
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（回転子導体）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
クラッチ４８は、その係合／解放により、入力軸３４（入力側ロータ２８）と出力軸２４（出力側ロータ１８）との機械的係合及びその解除を選択的に行うことが可能である。クラッチ４８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、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４８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、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その係合／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４８の締結力を調整することもできる。
【００２２】
図１に示す例では、無段変速機４４は、回転電機１０の出力軸２４に連結されエンジン３６からの動力が伝達されるプライマリプーリ（入力回転部材）１３０と、車輪３８に連結され車輪３８へ動力を伝達するセカンダリプーリ（出力回転部材）１３２と、プライマリプーリ１３０及びセカンダリプーリ１３２に巻き掛けられた無端ベルト１３４と、を備えるベルト式無段変速機である。ベルト式無段変速機４４は、プライマリプーリ１３０に伝達されたエンジン３６からの動力を変速してセカンダリプーリ１３２から車輪３８へ伝達する。そして、ベルト式無段変速機４４は、プライマリプーリ１３０及びセカンダリプーリ１３２への無端ベルト１３４の掛かり径を例えば油圧力により変化させることで変速比γ（＝プライマリプーリ１３０の回転速度／セカンダリプーリ１３２の回転速度）を変更する。ただし、ここでの無段変速機４４の種類は特に限定されるものではなく、例えばトロイダル式無段変速機であってもよい。
【００２３】
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（図示せず）を備えており、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。
【００２４】
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、ロータ巻線３０の各相及びブラシ９６とそれぞれ電気的に接続されている。スリップリング９５は、回転が固定されたブラシ９６に対し摺動しながら（ブラシ９６との電気的接続を維持しながら）、入力側ロータ２８とともに回転する。ブラシ９６は、整流器９３と電気的に接続されており、ブラシ９６からの電力は整流器９３へ供給される。このスリップリング９５及びブラシ９６により、入力側ロータ２８のロータ巻線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、取り出された交流電力は整流器９３へ供給される。
【００２５】
整流器９３は、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（ＤＣ−ＤＣコンバータ）９４は、スイッチング素子を備えており、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。このように、整流器９３、昇圧コンバータ９４、及びインバータ４０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交流電力と蓄電装置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。
【００２６】
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、昇圧コンバータ９４内のスイッチング素子をスイッチング動作するときのデューティ比を制御することで、昇圧コンバータ９４での昇圧比（電圧変換比）を制御する。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、及び無段変速機４４の変速比の制御も行う。さらに、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。
【００２７】
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。そして、インバータ４０は双方向の電力変換が可能であり、蓄電装置４２はステータ巻線２０に対して電力の送受が可能である。
【００２８】
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。さらに、永久磁石３３間に突極部として磁性体（強磁性体）が入力側ロータ２８（ティース５２ａ）と対向して配置されている例や、永久磁石３３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、入力側ロータ２８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入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する。
【００２９】
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との間にトルクを発生させる際には、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との間にトルクが作用する。一方、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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、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とで、ロータ巻線３０に誘導電流が流れ、こ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出力側ロータ１８にエンジン回転方向の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、無段変速機４４で変速されてから車輪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。
【００３２】
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整流器９３で直流に整流され、整流された直流電力は昇圧コンバータ９４で昇圧される。そして、昇圧コンバータ９４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、昇圧コンバータ９４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。
【００３３】
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。
【００３４】
また、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もできる。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できる。また、クラッチ４８を係合する場合は、クラッチ４８の締結力を調整することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間で伝達されるトルクを制限することができる。したがって、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間で衝撃トルクの伝達を抑制することができる。
【００３５】
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、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、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。
【００３６】
次に、車輪３８を逆転方向に回転駆動して車両を後進方向に駆動する、つまり負荷を逆転駆動する場合の動作について説明する。
【００３７】
本実施形態では、エンジン３６と車輪３８との間に前後進切替装置が設けられていないため、エンジン３６の動力を入力側ロータ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り車輪３８へ伝達することで、車両を後進方向に駆動する（車輪３８を逆転方向に回転駆動する）ことはできない。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に逆転方向の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、車輪３８を逆転方向に回転駆動することは可能である。つまり、ＥＶ走行により車両を後進方向に駆動することは可能である。しかし、蓄電装置４２に蓄えられている電気エネルギーが少ないときには、蓄電装置４２からステータ巻線２０への電力供給により（ＥＶ走行により）、車輪３８（出力側ロータ１８）を逆転方向に回転駆動することが困難となる。エンジン３６と車輪３８との間に前後進切替装置を設ければ、エンジン３６の動力を入力側ロータ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り車輪３８へ伝達することで、蓄電装置４２に蓄えられている電気エネルギーが少なくてもエンジン３６の動力を用いて車輪３８を逆転方向に回転駆動することが可能となる。しかし、前後進切替装置を設ける分、構成の大型化及び高コスト化を招くことになる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、車両を後進方向に駆動する（車輪３８を逆転方向に回転駆動する）場合には、エンジン３６の動力を用いて入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８による誘導電磁カップリング部を発電運転して入力側ロータ２８のロータ巻線３０に電力を発生させる。そして、このロータ巻線３０に発生した電力を、スリップリング９５及びブラシ９６により取り出し、整流器９３、昇圧コンバータ９４、及びインバータ４０により電力変換してからステータ巻線２０へ供給することで、ステータ１６及び出力側ロータ１８によるＰＭモータ部を力行運転して出力側ロータ１８を逆転方向（エンジン回転方向と逆方向）に回転駆動する。これによって、エンジン３６と車輪３８との間に前後進切替装置を設けず且つ蓄電装置４２からの電力を用いずに、車輪３８を逆転方向に回転駆動する。
【００３９】
ここで、エンジン３６のトルク（入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するトルク）をＴeng、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクをＴMG、出力軸２４（出力側ロータ１８）のトルクをＴoutとする。エンジン３６が動力を発生している状態で車輪３８を正転方向に回転駆動する場合には、図５に示すように、出力側ロータ１８の回転方向、及びステータ１６で発生させる回転磁界の方向は、いずれもエンジン回転方向と同方向であり、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するトルクＴengの方向、及びステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGの方向は、いずれもエンジン回転方向と同方向である。そのため、車輪３８を正転方向に回転駆動する場合には、出力軸２４（出力側ロータ１８）のトルクＴoutは以下の（１）式で表される。
【００４０】
Ｔout＝ＴMG＋Ｔeng      （１）
【００４１】
一方、エンジン３６が動力を発生している状態で車輪３８を逆転方向に回転駆動する場合には、図６に示すように、出力側ロータ１８の回転方向、及びステータ１６で発生させる回転磁界の方向は、いずれもエンジン回転方向と逆方向であり、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するトルクＴengの方向がエンジン回転方向と同方向であるのに対して、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGの方向がエンジン回転方向と逆方向となる。そのため、車輪３８を逆転方向に回転駆動する場合には、出力軸２４（出力側ロータ１８）のトルクＴoutは以下の（２）式で表される。（２）式において、出力軸２４のトルクＴout、及びステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGについては、エンジン回転方向と逆方向を正とし、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するトルク（エンジン３６のトルク）Ｔengについては、エンジン回転方向と同方向を正としている。（２）式から、エンジン３６が動力を発生している状態で車輪３８を逆転方向に回転駆動するためには、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用させるエンジン回転方向と逆方向のトルクＴMGを入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向と同方向のトルクＴengよりも大きくする必要がある。
【００４２】
Ｔout＝ＴMG−Ｔeng      （２）
【００４３】
エンジン３６が動力を発生している状態で車輪３８を逆転方向に回転駆動する場合のパワーフローを図７に示す。図７における電力変換部には、整流器９３、昇圧コンバータ９４、及びインバータ４０が含まれる。図７に示すパワーフローにおいては、エンジン３６の動力Ｗengが誘導電磁カップリング部（入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８）の発電運転により入力側ロータ２８のロータ巻線３０の発電電力ＷGに変換される。ロータ巻線３０の発電電力ＷGは電力変換部（整流器９３、昇圧コンバータ９４、及びインバータ４０）で電力変換されてからステータ１６のステータ巻線２０へ供給される。ステータ巻線２０に供給された電力は、ＰＭモータ部（ステータ１６及び出力側ロータ１８）の力行運転により出力側ロータ１８の動力ＷMGに変換される。その際には、出力側ロータ１８は入力側ロータ２８と逆方向に回転駆動し、出力側ロータ１８の動力ＷMGの一部が誘導電磁カップリング部の発電運転により入力側ロータ２８のロータ巻線３０の発電電力ＷGに変換されるため、出力側ロータ１８の動力ＷMGの一部が電力に変換されてステータ巻線２０へ供給される動力循環が発生する。そして、出力側ロータ１８の動力ＷMGの残りが出力軸２４から無段変速機４４を介して車輪３８へ伝達される。図７に示すパワーフローから、蓄電装置４２からの電力を用いずに車輪３８を逆転方向に回転駆動するためには、出力軸２４（車輪３８）に要求される動力をエンジン３６の動力で賄う必要があり、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の動力が車輪３８に要求される動力以上となるようにエンジン３６の運転状態（トルク及び回転速度）を制御する必要がある。
【００４４】
エンジン３６（入力側ロータ２８）の回転速度をＮeng、出力軸２４（出力側ロータ１８）の回転速度をＮoutとすると、エンジン３６の動力Ｗengは以下の（３）式で表され、ＰＭモータ部の力行運転による出力側ロータ１８の動力ＷMGは以下の（４）式で表され、出力軸２４から無段変速機４４を介して車輪３８へ伝達される動力Ｗoutは以下の（５）式で表される。
【００４５】
Ｗeng＝Ｔeng×Ｎeng      （３）
ＷMG＝ＴMG×Ｎout      （４）
Ｗout＝Ｔout×Ｎout      （５）
【００４６】
また、誘導電磁カップリング部（入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８）の発電効率をηG、ＰＭモータ部（ステータ１６及び出力側ロータ１８）のモータ効率をηMGとすると、ＰＭモータ部の力行運転による出力側ロータ１８の動力ＷMGに関して以下の（６）式が成立する。
【００４７】
ＷMG＝ηMG×ηG×Ｔeng×(Ｎeng＋Ｎout)      （６）
【００４８】
（２）〜（６）式から、エンジン３６の動力が車輪３８へ伝達されるまでの効率η（＝Ｗout／Ｗeng）は、以下の（７）式で表される。（７）式から、出力軸２４のトルクＴoutに対してエンジン３６のトルクＴengが小さいほど効率ηが高くなることがわかる。これは動力循環の量が出力軸２４のトルクＴoutとエンジン３６のトルクＴengとの比によって決まるためである。
【００４９】
【数１】
0005090248.tif 000002
【００５０】
ここで、ＰＭモータ部の最大トルク（ステータ１６から出力側ロータ１８に作用する最大トルク）を３００Ｎｍ、ＰＭモータ部の最大出力を４０ｋＷ、誘導電磁カップリング部の効率を０．８（一定）、ＰＭモータ部の効率を０．８（一定）とした場合に、車速に対する出力トルク（車輪３８のトルク）の特性を計算した例を図８に示す。図８に示すように、エンジン３６の回転速度をＮengを変化させることで、車速に対する出力トルクの特性を変化させることができる。また、エンジン３６のトルクＴengを変化させることによっても、車速に対する出力トルクの特性を変化させることができる。そこで、電子制御ユニット５０は、車両を後退方向に駆動する（出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動する）場合には、与えられた車両の要求動力に基づいてエンジン３６の回転速度Ｎeng及びトルクＴengを制御する。さらに、電子制御ユニット５０は、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向のトルクＴengよりもステータ１６から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向と逆方向のトルクＴMGが大きくなるように、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGを制御する。これによって、エンジン３６が動力を発生している状態で出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動するとともに、車両の要求動力をエンジン３６の動力により賄う。なお、車両の要求動力については、車輪３８の要求トルクと、図示しないセンサで検出された車輪３８の回転速度（車速）とから演算することができ、車輪３８の要求トルクについては、例えば図示しないセンサで検出されたアクセル開度から演算することができる。
【００５１】
ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGの制御については、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に流す電流の振幅や位相角を制御することで行うことができる。また、エンジン３６のトルクＴengの制御については、エンジン３６がガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関の場合は例えばスロットル開度を制御することで行うことができ、エンジン３６がディーゼルエンジン等の圧縮着火式内燃機関の場合は例えば燃料噴射量を制御することで行うことができる。スロットル開度によりエンジン３６のトルクＴengを制御する場合は、エンジン３６のスロットルを電子制御スロットルにより構成する。また、エンジン３６の回転速度Ｎengの制御については、昇圧コンバータ９４における昇圧比（電圧変換比）を制御することで行うことができる。以下、その理由について説明する。
【００５２】
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（以下、電磁カップリングトルクとする）は、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との相対回転速度に応じて変化し、一般に図９に示すような相対回転速度−トルク特性で表される。さらに、相対回転速度−トルク特性は負荷抵抗に応じて変化し、図１０に示すように、負荷抵抗の増加に対して電磁カップリングトルクのピーク値が相対回転速度の高い側へ推移する（比例推移）。そのため、負荷抵抗の調整により相対回転速度−トルク特性を制御することができ、負荷抵抗を大きい値に調整すると電磁カップリングトルクのピーク値が相対回転速度の高い側へ調整され、負荷抵抗を小さい値に調整すると電磁カップリングトルクのピーク値が相対回転速度の低い側へ調整される。ここでの負荷抵抗は、図１１に示すロータ巻線３０の外部回路９７における等価抵抗を表し、この外部回路９７には、スリップリング９５、ブラシ９６、整流器９３、昇圧コンバータ９４、インバータ４０、及びステータ巻線２０等が含まれる。これらの中で、昇圧コンバータ９４及びインバータ４０が等価抵抗（負荷抵抗）の可調整要素である。
【００５３】
外部回路９７のうち、昇圧コンバータ９４に着目した等価回路を図１２に示す。図１２における外部回路９８には、インバータ４０及びステータ巻線２０等が含まれる。昇圧コンバータ９４は、リアクトルＬとダイオードＤとスイッチング素子Ｓと平滑コンデンサＣとを含んで構成され、スイッチング素子Ｓをオンオフさせるスイッチング動作によりａ−ａ’端子間電圧Ｅ1とｂ−ｂ’端子間電圧Ｅ2との昇圧比Ｅ2／Ｅ1を制御する。スイッチング素子Ｓのオン期間をＴｏｎ、スイッチング素子Ｓのオフ期間をＴｏｆｆ、スイッチング素子Ｓのスイッチング周期をＴ＝Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆとし、スイッチング動作のデューティ比ｄを以下の（８）式のように定義すると、昇圧比Ｅ2／Ｅ1は以下の（９）式で表される。
【００５４】
ｄ＝Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）      （８）
Ｅ2／Ｅ1＝１／（１−ｄ）      （９）
【００５５】
スイッチング素子Ｓのオン状態での等価回路を図１３に、スイッチング素子Ｓのオフ状態での等価回路を図１４に示す。スイッチング素子Ｓのオン状態（短絡状態）では、ロータ巻線３０側から見た負荷抵抗は低くなり、スイッチング素子Ｓのオフ状態では、ロータ巻線３０側から見た負荷抵抗は（スイッチング素子Ｓのオン状態よりも）高くなる。そのため、スイッチング素子Ｓのオン状態の割合を高くする（デューティ比ｄを大きくして昇圧比を増加させる）と負荷側の等価抵抗は低い値となり、スイッチング素子Ｓのオフ状態の割合を高くする（デューティ比ｄを小さくして昇圧比を減少させる）と負荷側の等価抵抗は高い値となる。さらに、インバータ４０のスイッチング素子をオフ状態に維持することで、負荷側の等価抵抗をさらに高い値に制御することができる。したがって、昇圧コンバータ９４での昇圧比を増加させることで、ロータ巻線３０側から見た負荷抵抗を低くして、電磁カップリングトルクのピーク値を相対回転速度の低い側へ推移させることができる。一方、昇圧コンバータ９４での昇圧比を減少させることで、ロータ巻線３０側から見た負荷抵抗を高くして、電磁カップリングトルクのピーク値を相対回転速度の高い側へ推移させることができる。
【００５６】
また、電磁カップリングトルクをＴc、エンジン軸慣性をＪeとすると、エンジン３６の回転角速度ωeは以下の（１０）式で表される。（１０）式から、エンジン３６のトルクＴengに応じて電磁カップリングトルクＴcを制御することで、エンジン３６の回転角速度ωeを制御することができる。
【００５７】
【数２】
0005090248.tif 000003
【００５８】
ここで、エンジン３６のトルクＴengと出力軸２４（出力側ロータ１８）の回転角速度ωoutがともに一定であり、且つエンジン３６のトルクＴengと電磁カップリングトルクＴcがエンジン３６の回転角速度ωe0でほぼ釣り合った平衡状態を仮定する。この場合、図１５，１６から、回転角速度ωe0近傍において（１０）式で表されるエンジン３６の回転角速度ωeの振る舞いが安定となる条件は以下の（１１）式で表される。このためには、以下の（１２）式が満たされる範囲で本実施形態に係る動力伝達装置を動作させる必要がある。ここで、図１５はエンジン３６の回転角速度ωeの振る舞いが安定となる場合を示し、図１６はエンジン３６の回転角速度ωeの振る舞いが不安定となる場合を示す。したがって、エンジン３６の回転角速度ωeの振る舞いが安定となるためには、図１７に示すように、電磁カップリングトルクがピーク値となる相対回転速度（図１７中の破線で示す）よりも低い範囲で本実施形態に係る動力伝達装置を動作させる必要がある。
【００５９】
【数３】
0005090248.tif 000004
【００６０】
以上のことから、電子制御ユニット５０は、エンジン３６のトルクＴengに基づいて昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御することで、電磁カップリングトルクＴcを制御することができ、エンジン３６の回転速度Ｎengを制御することができる。例えば、昇圧コンバータ９４での昇圧比を増大させることで、電磁カップリングトルクのピーク値を相対回転速度の低い側へ推移させて電磁カップリングトルクＴcを増大させることができる。そして、電磁カップリングトルクＴcをエンジン３６のトルクＴengより増大させることで、エンジン３６の回転速度Ｎengを減少させることができる。一方、昇圧コンバータ９４での昇圧比を減少させることで、電磁カップリングトルクのピーク値を相対回転速度の高い側へ推移させて電磁カップリングトルクＴcを減少させることができる。そして、電磁カップリングトルクＴcをエンジン３６のトルクＴengより減少させることで、エンジン３６の回転速度Ｎengを増大させることができる。さらに、インバータ４０のスイッチング素子をオフ状態に維持することで、電磁カップリングトルクＴcをさらに減少させることができる。
【００６１】
次に、エンジン３６が動力を発生している状態で車輪３８を逆転方向に回転駆動する場合に、電子制御ユニット５０がエンジン３６の回転速度Ｎeng及びトルクＴengを制御するための処理について、図１８に示すフローチャートを用いて説明する。まずステップＳ１０１では、与えられた車両の要求動力Ｐｔｖ（車輪３８の回転速度及び要求トルク）に対してエンジン３６の目標トルクＴｔengが決定される。次にステップＳ１０２では、与えられた車両の要求動力Ｐｔｖに対してエンジン３６の目標回転速度Ｎｔengを決定するためにロータ巻線３０の外部回路９７における目標等価抵抗Ｒｔが決定される。
【００６２】
ステップＳ１０３では、電磁カップリングトルクＴcがエンジン３６の目標トルクＴｔengとバランスする（エンジン３６の回転速度が安定する）ためのエンジン３６の目標回転速度Ｎｔengを演算するトルクバランス処理が実行される。このトルクバランス処理においては、図１９のフローチャートに示す処理が実行される。まずステップＳ２０１では、電磁カップリングトルクＴcが演算される。前述のように、電磁カップリングトルクＴcは入力側ロータ２８（エンジン３６）と出力側ロータ１８との相対回転速度Δｒｐｍに応じて変化し、相対回転速度−電磁カップリングトルク特性は負荷抵抗に応じて変化する。そのため、エンジン３６の目標回転速度Ｎｔengと出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutとの差と、目標等価抵抗Ｒｔとに基づいて、電磁カップリングトルクＴcを演算することができる。
【００６３】
ステップＳ２０２では、エンジン３６の目標トルクＴｔengがステップＳ２０１で演算された電磁カップリングトルクＴcより大きいか否かが判定される。エンジン３６の目標トルクＴｔengが電磁カップリングトルクＴcより大きい場合（ステップＳ２０２の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ２０３において、電磁カップリングトルクＴcを増加させるために、エンジン３６の目標回転速度Ｎｔengを現在値から所定量ΔＮｔ１増加させて相対回転速度Δｒｐｍを増加させる。そして、ステップＳ２０１に戻る。一方、エンジン３６の目標トルクＴｔengが電磁カップリングトルクＴc以下の場合（ステップＳ２０２の判定結果がＮｏの場合）は、ステップＳ２０４において、エンジン３６の回転速度が安定するための目標回転速度Ｎｔengが現在値に決定される。そして、トルクバランス処理の実行を終了する。
【００６４】
トルクバランス処理の実行後は、ステップＳ１０４において、現在のエンジン３６の目標出力（目標トルクＴｔeng及び目標回転速度Ｎｔeng）が車両の要求動力Ｐｔｖを賄うのに十分であるか否かが判定される。ここでは、ＰＭモータ部の力行運転による出力側ロータ１８の動力ＷMGに関して前述の（６）式が成立することから、以下の（１３）式が成立するか否かを判定することで、現在のエンジン３６の目標トルクＴｔeng及び目標回転速度Ｎｔengで車両の要求動力Ｐｔｖを賄えるか否かを判定することができる。（１３）式が成立せず、現在のエンジン３６の目標出力が車両の要求動力Ｐｔｖを賄うのに十分でない場合（ステップＳ１０４の判定結果がＮｏの場合）は、ステップＳ１０５において、エンジン３６の目標回転速度Ｎｔengを現在値から増加させるために、目標等価抵抗Ｒｔを現在値から所定量ΔＲｔ１増加させる。あるいは、ステップＳ１０５において、エンジン３６の目標トルクＴｔengを現在値から所定量ΔＴｔ１増加させる。そして、ステップＳ１０３に戻る。一方、（１３）式が成立し、現在のエンジン３６の目標出力が車両の要求動力Ｐｔｖを賄うのに十分である場合（ステップＳ１０４の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ１０６に進む。
【００６５】
ηMG×ηG×Ｔｔeng×(Ｎｔeng＋Ｎout)−Ｔｔeng×Ｎout≧Ｐｔｖ      （１３）
【００６６】
ステップＳ１０６では、現在のエンジン３６の目標回転速度Ｎｔengが所定値Ｎｔ０よりも低いか否かが判定される。現在のエンジン３６の目標回転速度Ｎｔengが所定値Ｎｔ０以上である場合（ステップＳ１０６の判定結果がＮｏの場合）は、エンジン３６の目標出力（Ｔｔeng×Ｎｔeng）が変化しないように、目標等価抵抗Ｒｔを現在値から所定量ΔＲｔ２減少させてエンジン３６の目標回転速度Ｎｔengを現在値から減少させるとともに、エンジン３６の目標トルクＴｔengを現在値から所定量ΔＴｔ２増加させる。そして、ステップＳ１０３に戻る。一方、現在のエンジン３６の目標回転速度Ｎｔengが所定値Ｎｔ０よりも低い場合（ステップＳ１０６の判定結果がＹｅｓの場合）は、エンジン３６の目標トルクＴｔeng及び目標回転速度Ｎｔengが現在値に決定される。
【００６７】
以上の図１８，１９のフローチャートに示す処理によれば、エンジン３６の動力で車両の要求動力Ｐｔｖを賄うとともにエンジン３６の回転速度Ｎengを所定値Ｎｔ０より低減するためのエンジン３６の目標トルクＴｔeng及び目標回転速度Ｎｔengが演算される。そして、電子制御ユニット５０は、エンジン３６のトルクＴengが目標トルクＴｔengに一致するようにエンジン３６のスロットル開度（ガソリンエンジンの場合）または燃料噴射量（ディーゼルエンジンの場合）を制御するとともに、エンジン３６の回転速度Ｎengが目標回転速度Ｎｔengに一致するように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御する。さらに、電子制御ユニット５０は、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向のトルクＴengよりもステータ１６から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向と逆方向のトルクＴMGが大きくなるように、インバータ４０のスイッチング動作によりステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGを制御する。その際には、以下の（１４）式が成立するように、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGを制御する。（１４）式において、出力軸２４のトルクＴoutについては、例えばアクセル開度に基づいて演算可能である。
【００６８】
ＴMG＝Ｔeng＋Ｔout      （１４）
【００６９】
以上説明した本実施形態によれば、エンジン３６の動力を利用して発生させた電力をステータ巻線２０へ供給して出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動することができるとともに、エンジン３６の動力で車両の要求動力Ｐｔｖを賄うことができる。そのため、エンジン３６と車輪３８との間に前後進切替装置を設けず且つ蓄電装置４２からの電力を用いずに、車両を後進方向に駆動することができる。前後進切替装置を設ける必要がない分、構成の小型化及び低コスト化を実現することができる。そして、前後進切替装置のクラッチ部で発生していた引き摺り損失をなくすことができる。さらに、前後進切替装置が占めていたスペースを利用して、例えば回転電機１０のトルク伝達容量の増大や周辺部品の搭載性の改善が可能となり、また、無段変速機４４でのベルト幅増加やプーリ剛性増加も可能となる。また、蓄電装置４２からの電力を用いずに車両を後進方向に駆動することができるため、蓄電装置４２の蓄電量が少ない場合や極低温時等においても、車両を後進方向に駆動することができる。
【００７０】
さらに、本実施形態では、エンジン３６が動力を発生している状態で車輪３８を逆転方向に回転駆動する場合には、エンジン３６のトルクＴengを小さくすることで、動力循環の量を低減することができ、エンジン３６の動力が車輪３８へ伝達されるまでの効率ηを向上させることができる。また、エンジン３６の回転速度Ｎengを低く抑えることで、エンジン３６が発生する振動・騒音を低減することができる。
【００７１】
以上の実施形態の説明では、車両を後進方向に駆動する場合に、エンジン３６の動力を利用して発生させた電力をステータ巻線２０へ供給して出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動するものとした。ただし、本実施形態において、車両を後進方向に駆動する場合に蓄電装置４２に電気エネルギーが十分に蓄えられているときは、エンジン３６の運転を停止した状態で、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に逆転方向の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、車輪３８を逆転方向に回転駆動することも可能である。つまり、ＥＶ走行により車両を後進方向に駆動することも可能である。その場合のパワーフローを図２０に示す。図２０に示すパワーフローにおいては、蓄電装置４２からの直流電力が電力変換部（インバータ４０）で交流に変換されてステータ１６のステータ巻線２０に供給される。ステータ巻線２０に供給された電力は、ＰＭモータ部（ステータ１６及び出力側ロータ１８）の力行運転により出力側ロータ１８の動力に変換され、出力側ロータ１８の動力が出力軸２４から無段変速機４４を介して車輪３８へ伝達される。
【００７２】
電子制御ユニット５０は、車両を後進方向に駆動する（出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動する）場合に、エンジン３６の運転を行うか否かを蓄電装置４２の蓄電状態に基づいて判定することが好ましい。つまり、ＥＶ走行により車両を後進方向に駆動するか否かを蓄電装置４２の蓄電状態に基づいて判定することが好ましい。ここでの蓄電装置４２の蓄電状態としては、例えば二次電池の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）、すなわち二次電池の電池残存容量を用いることができ、図示しないセンサにより検出された二次電池の電流及び電圧に基づいて二次電池のＳＯＣ（電池残存容量）を推定することができる。
【００７３】
車両を後進方向に駆動する場合に蓄電装置４２の蓄電量（二次電池のＳＯＣ）が設定値以上であるときは、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転を行わないと判定し、エンジン３６の運転を停止する。電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転を行わないと判定したときは、インバータ４０のスイッチング動作により蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力を供給してステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向と逆方向のトルクを作用させることで、車輪３８を逆転方向に回転駆動する。つまり、ＥＶ走行により車両を後進方向に駆動する。その際には、車輪３８の要求トルクに基づいて、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用させるトルクを制御する。
【００７４】
一方、車両を後進方向に駆動する場合に蓄電装置４２の蓄電量（二次電池のＳＯＣ）が設定値より低いときは、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転を行うと判定する。電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転を行うと判定したときは、図１８，１９のフローチャートに従ってエンジン３６の目標トルクＴｔeng及び目標回転速度Ｎｔengを決定し、エンジン３６のトルクＴengが目標トルクＴｔengに一致するようにエンジン３６のスロットル開度（ガソリンエンジンの場合）または燃料噴射量（ディーゼルエンジンの場合）を制御するとともに、エンジン３６の回転速度Ｎengが目標回転速度Ｎｔengに一致するように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御する。さらに、電子制御ユニット５０は、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向のトルクＴengよりもステータ１６から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向と逆方向のトルクＴMGが大きくなるように、インバータ４０のスイッチング動作によりステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGを制御する。
【００７５】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【００７６】
図２１，２２に示す構成例では、入力側ロータ２８のロータ巻線３０の電力を取り出すための電力伝達部として、図１，２に示す構成例におけるスリップリング９５及びブラシ９６の代わりに、図示しないケーシングに固定された電力伝達用ステータ６６と、電力伝達用ステータ６６の径方向内側に配置され電力伝達用ステータ６６に対し相対回転可能な電力伝達用ロータ７８と、が設けられている。電力伝達用ステータ６６は、ステータコア１０１と、ステータコア１０１にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）の電力伝達用ステータ巻線（電力伝達用固定子導体）７０と、を含む。電力伝達用ステータ巻線７０は、整流器９３と電気的に接続されている。複数相の電力伝達用ステータ巻線７０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、電力伝達用ステータ巻線７０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。
【００７７】
電力伝達用ロータ７８は、ロータコア１０２と、ロータコア１０２にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）の電力伝達用ロータ巻線（電力伝達用回転子導体）８０とを含み、入力側ロータ２８と機械的に結合されている。複数相の電力伝達用ロータ巻線８０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、電力伝達用ロータ巻線８０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。電力伝達用ロータ巻線８０は、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と電気的に接続（直結）されている。ここでは、ロータ巻線３０及び電力伝達用ロータ巻線８０に交流電流が流れる場合に発生する回転磁界の回転方向がロータ巻線３０と電力伝達用ロータ巻線８０とで互いに逆方向になるように、ロータ巻線３０と電力伝達用ロータ巻線８０が逆相接続されている。例えばロータ巻線３０及び電力伝達用ロータ巻線８０がともにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相巻線により構成されている場合は、図２３に示すように、ロータ巻線３０のＵ相と電力伝達用ロータ巻線８０のＵ相とを接続し、ロータ巻線３０のＶ相と電力伝達用ロータ巻線８０のＷ相とを接続し、ロータ巻線３０のＷ相と電力伝達用ロータ巻線８０のＶ相とを接続する（３相のうち１つの相について同じ相の巻線同士を接続し、３相のうち２つの相について異なる相の巻線同士を接続する）ことで、ロータ巻線３０と電力伝達用ロータ巻線８０とで発生する磁界の回転方向が互いに逆方向となる。
【００７８】
電力伝達用ロータ７８及び電力伝達用ステータ６６のより詳細な構成例を図２４に示す。図２４に示す例では、電力伝達用ロータ７８及び電力伝達用ステータ６６が同心円状に配置されている。電力伝達用ステータ６６のステータコア１０１には、径方向内側（電力伝達用ロータ７８側）へ突出した複数のティース１０１ａ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、各電力伝達用ステータ巻線７０がこれらのティース１０１ａに巻回されていることで、磁極が構成される。電力伝達用ロータ７８のロータコア１０２には、径方向外側（電力伝達用ステータ６６側）へ突出した複数のティース１０２ａがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各電力伝達用ロータ巻線８０がこれらのティース１０２ａに巻回されていることで、磁極が構成される。電力伝達用ステータ６６のティース１０１ａと電力伝達用ロータ７８のティース１０２ａとが電力伝達用ロータ７８の回転中心軸に直交する径方向に対向配置されており、電力伝達用ステータ巻線７０の巻回軸及び電力伝達用ロータ巻線８０の巻回軸がこの径方向（電力伝達用ステータ６６と電力伝達用ロータ７８が対向する方向）に一致している。
【００７９】
図２１，２２に示す構成例では、ロータ巻線３０は電力伝達用ロータ巻線８０と電気的に接続されているため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との回転差に起因してロータ巻線３０に発生した誘導電流は電力伝達用ロータ巻線８０にも流れ、この電力伝達用ロータ巻線８０に流れる誘導電流により回転磁界が電力伝達用ロータ７８にも形成される。そして、電力伝達用ロータ巻線８０で発生した回転磁界が電力伝達用ステータ６６に作用するのに応じて、電力伝達用ステータ巻線７０に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因して電力伝達用ステータ巻線７０に誘導電流が流れる。電力伝達用ステータ巻線７０に発生した交流電力は、整流器９３へ供給されて直流に整流される。さらに、電力伝達用ロータ巻線８０で発生した回転磁界と電力伝達用ステータ巻線７０に流れる誘導電流との電磁気相互作用により、電力伝達用ステータ６６と電力伝達用ロータ７８との間にトルクが作用する。電力伝達用ステータ６６と電力伝達用ロータ７８との間に作用するトルクは、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と同方向となる。このように、電力伝達用ロータ巻線８０と電力伝達用ステータ巻線７０とが電磁気的に結合されていることで、電力伝達用ステータ６６及び電力伝達用ロータ７８をトランスとして機能させることができ、ロータ巻線３０に発生した交流電力を非接触で取り出すことが可能となる。さらに、電力伝達用ステータ６６及び電力伝達用ロータ７８を誘導機として機能させることができる。なお、本実施形態では、電力伝達用ステータ６６及び電力伝達用ロータ７８を誘導機として機能させずにトランスとしてのみ機能させるように構成することによっても、ロータ巻線３０に発生した交流電力を非接触で取り出すことが可能となる。
【００８０】
図２１，２２に示す構成例において、車輪３８を逆転方向に回転駆動する場合には、エンジン３６のトルクＴeng（エンジン回転方向を正とする）は以下の（１５）式で表され、出力軸２４のトルクＴout（エンジン回転方向と逆方向を正とする）は以下の（１６）式で表される。（１５）、（１６）式において、Ｔcupは入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用するトルク（入力側ロータ２８にエンジン回転方向と逆方向のトルクが作用する場合を正とする）であり、Ｔtransは電力伝達用ステータ６６と電力伝達用ロータ７８との間に作用するトルク（電力伝達用ロータ７８にエンジン回転方向と逆方向のトルクが作用する場合を正とする）である。
【００８１】
Ｔeng＝Ｔcup＋Ｔtrans      （１６）
Ｔout＝ＴMG−Ｔcup＝ＴMG−Ｔeng＋Ｔtrans      （１７）
【００８２】
誘導電磁カップリング部の発電効率（電力伝達用ステータ６６及び電力伝達用ロータ７８の効率も含む）をηG、ＰＭモータ部のモータ効率をηMGとすると、（３）〜（５）、（１６）、（１７）式から、ＰＭモータ部の力行運転による出力側ロータ１８の動力ＷMGに関して以下の（１８）式が成立する。
【００８３】
ＷMG＝ηMG×ηG×(Ｔcup×Ｎout＋Ｔeng×Ｎeng)
＝ηMG×ηG×(Ｔcup×(Ｎeng＋Ｎout)＋Ｔtrans×Ｎeng)      （１８）
【００８４】
（３）〜（５）、（１６）〜（１８）式から、エンジン３６の動力が車輪３８へ伝達されるまでの効率η（＝Ｗout／Ｗeng）は、以下の（１９）式で表される。（１９）式から、出力軸２４のトルクＴoutに対して入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用するトルクＴcupが小さいほど効率ηが高くなることがわかる。そのため、エンジン３６のトルクＴengに対して電力伝達用ステータ６６と電力伝達用ロータ７８との間に作用するトルクＴtransを大きくし入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用するトルクＴcupを小さくすることで、効率ηを向上させることが可能である。
【００８５】
【数４】
0005090248.tif 000005
【００８６】
図２１，２２に示す構成例においても、車両を後退方向に駆動する（出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動する）場合には、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の動力が車両の要求動力Ｐｔｖ以上となるようにエンジン３６の回転速度Ｎeng及びトルクＴengを制御する。その際には、ＰＭモータ部の力行運転による出力側ロータ１８の動力ＷMGに関して前述の（１８）式が成立することから、以下の（２０）式が成立するようにエンジン３６の回転速度Ｎeng及びトルクＴengを制御することが好ましい。（２０）式において、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Ｔcupについては、エンジン３６の回転速度Ｎengと出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutとの差と、ロータ巻線３０の外部回路９７における等価抵抗Ｒ（昇圧コンバータ９４での昇圧比）とに基づいて演算可能である。なお、図２１，２２に示す構成例においても、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との間に作用するトルクＴcupを制御することができ、エンジン３６の回転速度Ｎengを制御することができる。
【００８７】
ηMG×ηG×(Ｔcup×Ｎout＋Ｔeng×Ｎeng)−Ｔcup×Ｎout≧Ｐｔｖ      （２０）
【００８８】
さらに、電子制御ユニット５０は、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向のトルクＴcupよりもステータ１６から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向と逆方向のトルクＴMGが大きくなるように、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGを制御する。その際には、以下の（２１）式が成立するように、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGを制御することが好ましい。これによって、エンジン３６の動力を利用して発生させた電力をステータ巻線２０へ供給して出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動することができるとともに、エンジン３６の動力で車両の要求動力Ｐｔｖを賄うことができる。
【００８９】
ＴMG＝Ｔcup＋Ｔout      （２１）
【００９０】
なお、図２１，２２に示す構成例においても、電子制御ユニット５０は、車両を後進方向に駆動する場合に、エンジン３６の運転を行うか否かを蓄電装置４２の蓄電状態（二次電池のＳＯＣ）に基づいて判定することが好ましい。蓄電装置４２の蓄電量（二次電池のＳＯＣ）が設定値以上であるときは、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転を行わないと判定し、インバータ４０のスイッチング動作により蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力を供給してステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向と逆方向のトルクを作用させることで、車輪３８を逆転方向に回転駆動する。一方、蓄電装置４２の蓄電量（二次電池のＳＯＣ）が設定値より低いときは、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転を行うと判定し、エンジン３６の動力が車両の要求動力Ｐｔｖ以上となるようにエンジン３６の回転速度Ｎeng及びトルクＴengを制御するとともに、入力側ロータ２８から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向のトルクＴcupよりもステータ１６から出力側ロータ１８に作用するエンジン回転方向と逆方向のトルクＴMGが大きくなるように、ステータ１６から出力側ロータ１８に作用するトルクＴMGを制御する。
【００９１】
また、図２１，２２に示す構成例では、ロータ巻線３０及び電力伝達用ロータ巻線８０に交流電流が流れる場合に発生する回転磁界の回転方向がロータ巻線３０と電力伝達用ロータ巻線８０とで互いに同方向になるように、ロータ巻線３０と電力伝達用ロータ巻線８０とを同相接続することもできる。例えばロータ巻線３０及び電力伝達用ロータ巻線８０がともにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相巻線により構成されている場合は、図２５に示すように、ロータ巻線３０のＵ相と電力伝達用ロータ巻線８０のＵ相とを接続し、ロータ巻線３０のＶ相と電力伝達用ロータ巻線８０のＶ相とを接続し、ロータ巻線３０のＷ相と電力伝達用ロータ巻線８０のＷ相とを接続する（すべての相について同じ相の巻線同士を接続する）ことで、ロータ巻線３０と電力伝達用ロータ巻線８０とで発生する磁界の回転方向が互いに同方向となる。その場合は、電力伝達用ロータ７８の極数Ｐ２を入力側ロータ２８の極数Ｐ１以上（Ｐ２≧Ｐ１）に設定することで、電力伝達用ステータ６６と電力伝達用ロータ７８との間に作用するトルクは、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と同方向となる。
【００９２】
また、図２６に示す構成例では、図１，２に示す構成例と比較して、スタータ用インバータ４１が設けられている。スタータ用インバータ４１は、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。図２６に示す構成例において、エンジン３６を始動する場合は、蓄電装置４２からスリップリング９５を介してロータ巻線３０へ電力供給するようにスタータ用インバータ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。その際には、入力側ロータ２８に回転磁界を形成し、こ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。
【００９３】
以上の説明では、整流器９３で整流された電力を電圧変換して出力するＤＣ−ＤＣコンバータとして昇圧コンバータ９４を設けるものとしたが、本実施形態では、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。その場合でも、ＤＣ−ＤＣコンバータにおける電圧変換比（スイッチング素子をスイッチング動作させるときのデューティ比）を制御することで、ロータ巻線３０側から見た負荷抵抗を調整することができるため、電磁カップリングトルクＴcを制御することができ、エンジン３６の回転速度Ｎengを制御することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、入力側ロータ２８に、回転子導体としてロータ巻線３０の代わりにかご型導体を出力側ロータ１８（永久磁石３３）と対向させて設けることも可能である。
【００９５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【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】出力側ロータ１８をエンジン回転方向に回転駆動する場合におけるトルクの方向を説明する図である。
【図６】出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動する場合におけるトルクの方向を説明する図である。
【図７】エンジン３６が動力を発生している状態で出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動する場合におけるパワーフローを示す図である。
【図８】車速に対する出力トルクの特性を計算した例を示す図である。
【図９】入力側ロータ２８と出力側ロータ１８の相対回転速度−トルク特性の一例を示す図である。
【図１０】入力側ロータ２８と出力側ロータ１８の相対回転速度−トルク特性の一例を示す図である。
【図１１】ロータ巻線３０及びその外部回路９７の等価回路を示す図である。
【図１２】昇圧コンバータ９４の構成例を示す図である。
【図１３】スイッチング素子Ｓのオン状態での等価回路を示す図である。
【図１４】スイッチング素子Ｓのオフ状態での等価回路を示す図である。
【図１５】エンジン３６の回転角速度ωeの振る舞いが安定となる条件を説明する図である。
【図１６】エンジン３６の回転角速度ωeの振る舞いが不安定となる条件を説明する図である。
【図１７】エンジン３６の回転角速度ωeの振る舞いが安定となる条件を説明する図である。
【図１８】電子制御ユニット５０がエンジン３６の回転速度及びトルクを制御するための処理を説明するフローチャートである。
【図１９】電子制御ユニット５０がエンジン３６の回転速度及びトルクを制御するための処理を説明するフローチャートである。
【図２０】エンジン３６の運転を停止した状態で出力側ロータ１８をエンジン回転方向と逆方向に回転駆動する場合におけるパワーフローを示す図である。
【図２１】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。
【図２２】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。
【図２３】ロータ巻線３０と電力伝達用ロータ巻線８０との接続の一例を示す図である。
【図２４】電力伝達用ロータ７８及び電力伝達用ステータ６６の構成例を示す図である。
【図２５】ロータ巻線３０と電力伝達用ロータ巻線８０との接続の他の例を示す図である。
【図２６】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。
【符号の説明】
【００９７】
１０  回転電機、１６  ステータ、１８  出力側ロータ（第２ロータ）、２０  ステータ巻線、２４  出力軸、２８  入力側ロータ（第１ロータ）、３０  ロータ巻線、３２，３３  永久磁石、３４  入力軸、３６  エンジン、３８  車輪、４０  インバータ、４２  蓄電装置、４４  無段変速機、４８  クラッチ、５０  電子制御ユニット、６６  電力伝達用ステータ、７０  電力伝達用ステータ巻線、７８  電力伝達用ロータ、８０  電力伝達用ロータ巻線、９３  整流器、９４  昇圧コンバータ、９５  スリップリング、９６  ブラシ。
【図１】
0005090248.tif 000006
【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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