| 【発明の名称】 |
動力出力装置およびその制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】永松 茂隆
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| 【要約】 |
【課題】原動機から出力される動力を効率よく駆動軸に出力する装置を提供する。
【解決手段】エンジンの出力軸と駆動軸と第１のモータの回転軸をプラネタリギヤにより結合する。さらに、第２のモータを用意し、その回転軸をエンジンの出力軸に結合可能とする第１のクラッチと、駆動軸に結合可能とする第２のクラッチを備える。これらの各要素の運転を制御する制御装置は、駆動軸の回転数がエンジンの出力軸の回転数よりも大きいときは第１クラッチをオン／第２クラッチをオフとし、逆の場合には第１クラッチをオフ／第２クラッチをオンとする。こうすることにより、エンジンから出力された動力を第１および第２のモータ間で循環させることなく駆動軸から出力可能となり、装置の運転効率を向上することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接続手段とを備える動力出力装置。
【請求項２】 前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、共にクラッチにより構成されてなる請求項１記載の動力出力装置。
【請求項３】 前記駆動軸と前記出力軸とを同軸上に配置してなる請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項４】 前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸および前記出力軸と同軸上に配置してなる請求項３記載の動力出力装置。
【請求項５】 前記原動機から前記第２の電動機，前記第１の電動機の順に配置してなる請求項４記載の動力出力装置。
【請求項６】 前記第２の電動機と前記第１の電動機との間に前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を配置してなる請求項５記載の動力出力装置。
【請求項７】 前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸および前記出力軸とは異なる軸上に配置してなる請求項３記載の動力出力装置。
【請求項８】 前記出力軸と前記駆動軸とを異なる軸上に配置してなる請求項１または２記載の動力出力装置。
【請求項９】 前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸と同軸上に配置してなる請求項８記載の動力出力装置。
【請求項１０】 前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸と同軸上に配置してなる請求項８記載の動力出力装置。
【請求項１１】 前記第１の接続手段は、前記第２の電動機の回転軸の回転数を変速して前記出力軸に伝達する変速手段を備える請求項１記載の動力出力装置。
【請求項１２】 前記第２の接続手段は、前記第２の電動機の回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に伝達する変速機を備える請求項１または１１記載の動力出力装置。
【請求項１３】 前記原動機，前記第１の電動機，前記第２の電動機および前記駆動軸の運転状態または所定の指示に基づいて前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御する接続制御手段を備える請求項１ないし１２いずれか記載の動力出力装置。
【請求項１４】 請求項１３記載の動力出力装置であって、前記接続制御手段は、前記運転状態として前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より大きい状態にあるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御し、前記運転状態として前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より小さい状態にあるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御する手段である動力出力装置。
【請求項１５】 前記接続制御手段は、前記第２の電動機の回転軸と前記駆動軸とが接続されると共に該回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御する手段である請求項１３記載の動力出力装置。
【請求項１６】 前記運転状態は、前記駆動軸の回転数を前記原動機の出力軸の回転数としたとき、該原動機を効率よく運転できる所定範囲内の状態である請求項１５記載の動力出力装置。
【請求項１７】 前記接続制御手段は、前記第２の電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に該回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御する手段である請求項１３記載の動力出力装置。
【請求項１８】 前記運転状態は、駆動軸に出力すべきトルクを前記第２の電動機によるトルクの増減を伴わずに出力可能な状態に、前記原動機から出力されるトルクを設定したとき、該原動機を効率よく運転できる所定範囲内の状態である請求項１７記載の動力出力装置。
【請求項１９】 前記運転状態は、前記第２の電動機の異常を検出した状態である請求項１７記載の動力出力装置。
【請求項２０】 前記接続制御手段により、前記第２の電動機の回転軸が前記出力軸または前記駆動軸のいずれか一方に接続されているとき、前記原動機から出力される動力をトルク変換して前記駆動軸に出力するよう前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆動制御手段を備える請求項１３記載の動力出力装置。
【請求項２１】 請求項１３ないし２０いずれか記載の動力出力装置であって、前記第１の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電と、前記第２の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電とが可能な蓄電手段と、操作者の指示に基づいて前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、前記目標動力設定手段により設定された目標動力が、前記原動機から出力される動力と前記蓄電手段によって充放電される電力とからなるエネルギにより前記駆動軸に出力されるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆動制御手段とを備える動力出力装置。
【請求項２２】 請求項２１記載の動力出力装置であって、前記蓄電手段の状態を検出する蓄電状態検出手段を備え、前記駆動制御手段は、前記蓄電状態検出手段により検出された前記蓄電手段の状態が所定範囲内の状態となるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する手段である動力出力装置。
【請求項２３】 請求項２１記載の動力出力装置であって、前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段は、前記蓄電手段から放電される電力を用いて前記第２の電動機を駆動制御する手段である動力出力装置。
【請求項２４】 請求項２１記載の動力出力装置であって、前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段は、前記蓄電手段から放電される電力を用いて、前記第１の電動機から駆動軸に動力を出力するよう該第１の電動機を制御すると共に、該動力の出力に伴って前記原動機の出力軸に作用するトルクを打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手段である動力出力装置。
【請求項２５】 請求項２１記載の動力出力装置であって、前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機への燃料供給および点火の制御を停止すると共に、前記蓄電手段から放電される電力を用いて前記原動機をモータリングしながら前記駆動軸に動力を出力するよう前記第２の電動機を制御する手段である動力出力装置。
【請求項２６】 所定の始動指示がなされたとき、前記原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備える請求項２５記載の動力出力装置。
【請求項２７】 前記駆動制御手段は、前記原動機始動制御手段による前記原動機の始動に伴って該原動機から出力される動力を打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手段である請求項２６記載の動力出力装置。
【請求項２８】 前記目標動力設定手段は、前記駆動軸を前記原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転させる動力を目標動力として設定する手段である請求項２１ないし２６いずれか記載の動力出力装置。
【請求項２９】 請求項１３記載の動力出力装置であって、所定の逆転指示がなされたとき、前記接続制御手段を介して前記第２に電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第１および前記第２の接続手段を制御すると共に、前記第２の電動機から前記駆動軸に前記原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転する動力を出力するよう該第２の電動機を制御する逆転制御手段を備える動力出力装置。
【請求項３０】 請求項１３記載の動力出力装置であって、所定の逆転指示がなされたとき、前記接続制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続され該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第１および前記第２の接続手段を制御すると共に、前記第１の電動機から前記駆動軸に前記原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転する動力を出力するよう該第１の電動機を制御し、該駆動軸に出力される動力の反力として前記出力軸に作用するトルクを打ち消すよう前記第２の電動機を制御する逆転制御手段を備える動力出力装置。
【請求項３１】 請求項１３記載の動力出力装置であって、所定の始動指示がなされたとき、前記接続制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続され該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第１および第２の接続手段を制御すると共に、前記原動機をモータリングするよう前記第２の電動機を制御し、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備える動力出力装置。
【請求項３２】 請求項１３記載の動力出力装置であって、所定の始動指示がなされたとき、前記接続制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第１および第２の接続手段を制御すると共に、該回転軸が回転しないよう該第２の電動機を制御し、前記原動機をモータリングするよう前記第１の電動機を制御し、更に、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備える動力出力装置。
【請求項３３】 請求項１３記載の動力出力装置であって、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続された状態で前記第２の電動機から前記駆動軸に動力を出力している際に所定の始動指示がなされたとき、前記原動機をモータリングするよう前記第１の電動機を制御すると共に、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備える動力出力装置。
【請求項３４】 前記原動機始動手段は、前記原動機のモータリングに要するトルクの反力として前記第１の電動機から前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手段である請求項３３記載の動力出力装置。
【請求項３５】 請求項１３記載の動力出力装置であって、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続され該回転軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記第２の電動機により前記出力軸を固定すると共に前記第１の電動機から前記駆動軸に動力を出力している際に所定の始動指示がなされたとき、前記原動機をモータリングするよう前記第２の電動機を制御し、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備える動力出力装置。
【請求項３６】 前記原動機始動手段は、前記原動機のモータリングに要するトルクの反力として前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消すよう前記第１の電動機を制御する手段である請求項３５記載の動力出力装置。
【請求項３７】 出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より大きいとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御し、前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より小さいとき、前記回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御する動力出力装置の制御方法。
【請求項３８】 出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、前記駆動軸の回転数を前記原動機の出力軸の回転数とすると該原動機が効率よく運転できる所定範囲内の状態となるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記駆動軸とが接続されると共に該回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御する動力出力装置の制御方法。
【請求項３９】 請求項３７または３８記載の動力出力装置の制御方法であって、前記動力出力装置は、前記第１の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電と、前記第２の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電とが可能な蓄電手段を備え、前記動力出力装置の制御方法は、さらに、操作者の指示に基づいて前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定する目標動力設定ステップと、該設定された目標動力が、前記原動機から出力される動力と前記蓄電手段によって充放電される電力とからなるエネルギにより前記駆動軸に出力されるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆動制御ステップとを備える動力出力装置に制御方法。
【請求項４０】 前記駆動制御ステップは、前記蓄電手段の状態を検出し、該蓄電手段の状態が所定範囲内の状態となるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御するステップである請求項３９記載の動力出力装置の制御方法。
【請求項４１】 出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、前記第１の接続手段による接続か前記第２の接続手段による接続かのいずれか一方を行なうよう該第１の接続手段および該第２の接続手段を制御し、前記原動機から出力される動力をトルク変換して前記駆動軸に出力するよう前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する動力出力装置の制御方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およびその制御方法に関し、詳しくは、原動機から出力される動力を効率的に駆動軸に出力する動力出力装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の動力出力装置としては、車両に搭載される装置であって、原動機の出力軸と電動機のロータに結合された駆動軸とを電磁継手により電磁的に結合して原動機の動力を駆動軸に出力するものが提案されている（例えば、特開昭５３−１３３８１４号公報等）。この動力出力装置では、電動機により車両の走行を開始し、電動機の回転数が所定の回転数になったら、電磁継手へ励磁電流を与えて原動機をクランキングすると共に原動機への燃料供給や火花点火を行なって原動機を始動する。原動機が始動した後は、原動機からの動力を電磁継手の電磁的な結合により駆動軸に出力して車両を走行させる。電動機は、電磁継手により駆動軸に出力される動力では駆動軸に必要な動力が不足する場合に駆動され、この不足分を補う。電磁継手は、駆動軸に動力を出力している際、その電磁的な結合の滑りに応じた電力を回生する。この回生された電力は、走行の開始の際に用いられる電力としてバッテリに蓄えられたり、駆動軸の動力の不足分を補う電動機の動力として用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の動力出力装置は、駆動軸の回転数が大きくなると、装置全体の効率が低下する場合を生じるという問題があった。上述の動力出力装置では、駆動軸の回転数が大きくなったときでも電磁継手により駆動軸に動力を出力しようとすると、原動機の回転数を駆動軸の回転数以上にしなければならない。原動機の効率のよい運転ポイントの領域は、その回転数と負荷トルクとにより範囲が定まっているのが通常であるから、その範囲を超える回転数で駆動軸が回転しているときには、原動機は効率のよい運転ポイントの範囲外で運転しなければならず、この結果、装置全体の効率が低下することとなる。
【０００４】本出願人は、こうした問題に対する解決策の１つとして、特開平９−３０８０１２号において、電磁継手に代えて発電機および該発電機の回転軸、原動機の出力軸、電動機を有する駆動軸に結合されるプラネタリギヤを用いた装置を提案している。これは、原動機から出力される動力をプラネタリギヤで２つに分配し、一部を発電機により電力に変換した上で、この電力を用いて駆動軸に備えられた電動機を力行して要求された動力を駆動軸から出力するものである。駆動軸の回転数が大きくなったときには、逆に発電機をモータとして力行運転し、プラネタリギヤの特性を活かして駆動軸の回転数を増速し、駆動軸の回転数より小さな回転数で原動機を運転可能とする。このとき発電機を力行するために必要な電力は電動機を発電機として機能させることにより賄われる。
【０００５】しかし、この提案の装置では、駆動軸の回転数が原動機の回転数より大きくなったとき、従来の装置ほどではないにしても運転効率が低くなってしまうという課題があった。上述した通り、駆動軸の回転数が原動機の回転数より大きくなったときには、駆同軸に結合された電動機により回生された電力を用いて発電機を力行する。発電機から駆同軸に出力された動力の一部は再び電動機により電力として回生される。つまり、一部の動力は発電機と電動機の間で循環する。一般に機械的な動力と電力との変換には、装置の変換効率によるロスが生じる。従って、上述した循環する動力の存在は、装置の運転効率を低下させることになるのである。
【０００６】本発明の動力出力装置およびその制御方法は、こうした問題点を解決し、原動機から出力される動力をより効率よく駆動軸に出力する装置およびこうした装置の制御方法を提案することを目的の一つとする。また、本発明の動力出力装置およびその制御方法は、駆動軸の回転数が原動機の回転数より大きくなったときでも駆動軸に効率よく動力を出力する装置およびその装置の制御方法を提案することを目的の一つとする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本発明の動力出力装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために次の手段を講じた。
【０００８】本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接続手段とを備えることを要旨とする。
【０００９】本発明の動力出力装置は、第２の電動機の回転軸を原動機の出力軸に接続したり解除したりすることができ、また駆動軸に接続したり解除したりすることができる。この結果、上述した動力の循環が生じることを回避することが可能となり、装置全体の効率を向上させることができる。本発明の動力出力装置は、第２の電動機を原動機の出力軸に結合した場合において、第１の電動機で回生した電力を第２の電動機に供給する運転モードと、第２の電動機で回生した電力を第１の電動機に供給する運転モードとを採ることができる。また、第２の電動機を駆同軸に結合した場合においても同様に２つの運転モードを採ることができる。このように本発明の動力出力装置は、合計４つの運転モードを採ることができる。従って、これらの運転モードの中から動力の循環が生じない運転モードを選択することにより動力の循環を回避して装置全体の効率を向上させることが可能となるのである。
【００１０】こうした本発明の動力出力装置において、前記第１の接続手段および前記第２の接続手段は、共にクラッチにより構成されてなるものとすることもできる。こうすれば、簡易な構成で各接続手段を実現することができる。
【００１１】また、本発明の動力出力装置において、前記駆動軸と前記出力軸とを同軸上に配置してなるものすることもでき、この場合、さらに、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸および前記出力軸と同軸上に配置してなるものとすることもできる。こうすれば、動力出力装置を直線上に形成されたスペースに設置するのに有利な配置とすることができる。
【００１２】また、駆動軸と出力軸と第２の電動機の回転軸とを同軸上に配置してなる動力出力装置において、前記原動機から前記第２の電動機，前記第１の電動機の順に配置してなるものとすることもでき、この場合、さらに、前記第２の電動機と前記第１の電動機との間に前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を配置してなるものとすることもできる。
【００１３】第２の電動機を駆動軸に接続した状態において、原動機の運転を停止し、第２の電動機による動力のみを用いて駆動するために、一般に第２の電動機は第１の電動機より大きなトルク出力が可能なものが必要となる。電動機のトルク出力は、ロータの軸方向の長さに比例し直径の２乗に比例するから、第２の電動機の大きさは第１の電動機より大きくなる。一方、原動機に内燃機関を用いた場合には、同じエネルギを出力するのに必要な大きさは、原動機の方が電動機より大きくなる。したがって、原動機と第１の電動機と第２の電動機とを大きさの順に並べると、原動機，第２の電動機，第１の電動機の順になる。このような大きさの順に並べることにより、動力出力装置をまとまりのあるものとすることができ、車両や船等に搭載する際の取り扱いや設置スペースを有利にすることができる。
【００１４】また、第１の接続手段や第２の接続手段は、前述のようにクラッチ等により構成可能なので、第１の電動機や第２の電動機に比してその大きさが小さい。したがって、第１の接続手段と第２の接続手段とをこれらの大きな機器の間に形成されるデッドスペースに配置することも可能となり、装置全体をよりコンパクトなものとすることもできる。
【００１５】なお、原動機，第２の電動機，第１の電動機の順に配置してなる動力出力装置において、第１の接続手段と第２の接続手段は種々の配置が可能である。第１の接続手段と第２の接続手段とをまとめて配置する手法として、上述の第２の電動機と第１の電動機との間に配置してもよいし、原動機と第２の電動機との間に配置してもよい。第１の接続手段と第２の接続手段とを別々に配置する手法として、第１の接続手段を原動機と第２の電動機との間に配置すると共に第２の電動機と第１の電動機との間に配置するものとしてもよい。
【００１６】また、駆動軸と出力軸と回転軸とを同軸上に配置してなる動力出力装置において、前記原動機から前記第１の電動機，前記第２の電動機の順に配置してなるものとすることもできる。この場合の第１の接続手段と第２の接続手段の配置の手法としても、前述したように、種々のものが挙げられる。このように、原動機と第１の電動機と第２の電動機の配置や第１の接続手段と第２の接続手段の配置は、動力出力装置の規模や設置するスペースなどにより定めることができ、種々の配置とすることができる。
【００１７】また、本発明の動力出力装置において、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸および前記出力軸とは異なる軸上に配置してなるものとすることもできる。こうすれば、各軸をすべて同軸上とするものに比して、装置の軸方向の長さを小さくすることができる。
【００１８】さらに、本発明の動力出力装置において、前記出力軸と前記駆動軸とを異なる軸上に配置してなるものとすることもできる。この場合、さらに、前記第２の電動機の回転軸を前記出力軸と同軸上に配置してなるものとしたり、前記第２の電動機の回転軸を前記駆動軸と同軸上に配置してなるものとすることもできる。これらの動力出力装置も、各軸をすべて同軸上とするものに比して、装置の軸方向の長さを小さくすることができる。
【００１９】また、本発明の動力出力装置において、前記第１の接続手段は前記第２の電動機の回転軸の回転数を変速して前記出力軸に伝達する変速手段を備えるものとすることもでき、前記第２の接続手段は前記第２の電動機の回転軸の回転数を変速して前記駆動軸に伝達する変速機を備えるものとすることもできる。こうすれば、回転軸の回転数を調整することができる。この結果、第２の電動機をより効率のよいポイントで運転することができ、装置の効率を向上させることができる。
【００２０】これらの変形例を含め、本発明の動力出力装置は、前記原動機，前記第１の電動機，前記第２の電動機および前記駆動軸の運転状態または所定の指示に基づいて前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御する接続制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１の接続手段および第２の接続手段による接続並びにその解除を原動機，第１の電動機，第２の電動機および駆動軸の状態または所定の指示に基づいて行なうことができる。
【００２１】こうした接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段は、前記運転状態として前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より大きい状態にあるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御し、前記運転状態として前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より小さい状態にあるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であるものとすることもできる。
【００２２】動力の循環は、第２の電動機を駆動軸に接続した場合において、駆動軸の回転速度が原動機の出力軸の回転速度よりも大きいときに生じやすい。上記発明では、駆動軸の回転速度と出力軸の回転速度に応じて第２の電動機の接続状態を制御することができるため、動力の循環を低減し、装置全体の効率を向上させることができる。
【００２３】また、接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段は、前記回転軸と前記駆動軸とが接続されると共に該回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、原動機の出力軸と駆動軸とを一体的に回転させることができ、原動機から出力される動力をそのままの回転数で直接駆動軸に出力することができる。
【００２４】こうした態様の動力出力装置において、前記運転状態は、前記駆動軸の回転数を前記原動機の出力軸の回転数としたとき、該原動機を効率よく運転できる所定範囲内の状態であるものとすることもできる。こうすれば、効率よく運転される原動機から出力された動力をそのままの回転数で直接駆動軸に出力することができる。
【００２５】さらに、接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段は、前記第２の電動機の回転軸と前記駆動軸との接続が解除されると共に該回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸に動力を出力する系の外側に第２の電動機を置くことができる。
【００２６】こうした態様の動力出力装置において、前記運転状態は、駆動軸に出力すべきトルクを前記第２の電動機によるトルクの増減を伴わずに出力可能な状態に、前記原動機から出力されるトルクを設定したとき、該原動機を効率よく運転できる所定範囲内の状態であるものとすることもできる。こうすれば、効率よく運転される原動機から出力された動力を直接駆動軸に出力することができる。また、前記運転状態は、前記第２の電動機の異常を検出した状態であるものとすることもできる。こうすれば、第２の電動機の異常を検出したときに第２の電動機の回転を停止することができる。
【００２７】あるいは、接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段により、前記回転軸が前記出力軸または前記駆動軸のいずれか一方に接続されているとき、前記原動機から出力される動力をトルク変換して前記駆動軸に出力するよう前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆動制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、原動機から出力された動力を所望の動力にトルク変換して駆動軸に出力することができる。この結果、同じエネルギを出力する運転ポイントであれば原動機をより効率のよい運転ポイントで運転することができ、装置全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００２８】また、接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、前記第１の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電と、前記第２の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電とが可能な蓄電手段と、操作者の指示に基づいて前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定する目標動力設定手段と、前記目標動力設定手段により設定された目標動力が、前記原動機から出力される動力と前記蓄電手段によって充放電される電力とからなるエネルギにより前記駆動軸に出力されるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆動制御手段とを備えるものとすることもできる。
【００２９】この態様の動力出力装置は、蓄電手段が、必要に応じて、第１の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電と、第２の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電とを行ない、駆動制御手段が、目標動力設定手段により、操作者の指示に基づいて駆動軸に出力すべき動力として設定された目標動力が、原動機から出力される動力と蓄電手段によって充放電される電力とからなるエネルギにより駆動軸に出力されるよう原動機，第１の電動機および第２の電動機を駆動制御する。こうした態様の動力出力装置とすれば、原動機から出力される動力と蓄電手段によって充放電される電力とからなるエネルギを所望の動力にトルク変換して駆動軸に出力することができるから、原動機から出力可能な最大の動力より大きな目標動力が設定されても、この目標動力を駆動軸に出力することができる。このため、原動機として設定可能な最大の目標動力より小さな動力しか出力することができないものでも用いることができる。この結果、装置全体を小型化することができる。
【００３０】こうした蓄電手段と駆動制御手段とを備える本発明の動力出力装置において、前記蓄電手段の状態を検出する蓄電状態検出手段を備え、前記駆動制御手段は、前記蓄電状態検出手段により検出された前記蓄電手段の状態が所定範囲内の状態となるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、常に蓄電手段を所定範囲内の状態にすることができる。
【００３１】また、蓄電手段と駆動制御手段とを備える本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段は、前記蓄電手段から放電される電力を用いて前記第２の電動機を駆動制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の電動機から出力される動力のみで駆動軸を回転駆動することができる。
【００３２】あるいは、蓄電手段と駆動制御手段とを備える本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段は、前記蓄電手段から放電される電力を用いて、前記第１の電動機から駆動軸に動力を出力するよう該第１の電動機を制御すると共に、該動力の出力に伴って前記原動機の出力軸に作用するトルクを打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１の電動機から出力される動力で駆動軸を回転駆動することができる。
【００３３】さらに、蓄電手段と駆動制御手段とを備える本発明の動力出力装置において、前記接続制御手段は、操作者の所定の指示があったとき又は前記目標動力設定手段により設定された目標動力が所定範囲の動力であるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に、該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御する手段であり、前記駆動制御手段は、前記原動機への燃料供給および点火の制御を停止すると共に、前記蓄電手段から放電される電力を用いて前記原動機をモータリングしながら前記駆動軸に動力を出力するよう前記第２の電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、原動機を強制的に回転させながら第２の電動機により駆動軸に動力を出力することができる。
【００３４】この原動機をモータリングする態様の本発明の動力出力装置において、所定の始動指示がなされたとき、前記原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、原動機を始動することができ、原動機と第２の電動機とから駆動軸に動力を出力する態様に容易に移行することができる。
【００３５】そして、この態様の動力出力装置において、前記駆動制御手段は、前記原動機始動制御手段による前記原動機の始動に伴って該原動機から出力される動力を打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、原動機の始動の際に生じる駆動軸へ出力するトルクの変動を小さくしたり、なくしたりすることができる。
【００３６】また、蓄電手段と駆動制御手段とを備える本発明の動力出力装置において、前記目標動力設定手段は、前記駆動軸を前記原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転させる動力を目標動力として設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸を原動機の出力軸の回転方向とは逆向に回転させることができる。
【００３７】また、接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、所定の逆転指示がなされたとき、前記接続制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除され前記回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第１および前記第２の接続手段を制御すると共に、前記第２の電動機から前記駆動軸に前記原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転する動力を出力するよう該第２の電動機を制御する逆転制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第２の電動機により駆動軸を原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転させることができる。
【００３８】接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、所定の逆転指示がなされたとき、前記接続制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続され該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第１および前記第２の接続手段を制御すると共に、前記第１の電動機から前記駆動軸に前記原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転する動力を出力するよう該第２の電動機を制御し、該駆動軸に出力される動力の反力として前記出力軸に作用するトルクを打ち消すよう前記第２の電動機を制御する逆転制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１の電動機により駆動軸を原動機の出力軸の回転方向とは逆向きに回転させることができる。
【００３９】接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、所定の始動指示がなされたとき、前記接続制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続され該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第１および第２の接続手段を制御すると共に、前記原動機をモータリングするよう前記第２の電動機を制御し、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、原動機を始動するための電動機を別個に設けることなく、第２の電動機により原動機を始動することができる。
【００４０】接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、所定の始動指示がなされたとき、前記接続制御手段を介して前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第１および第２の接続手段を制御すると共に、前記回転軸が回転しないよう該第２の電動機を制御し、前記原動機をモータリングするよう前記第１の電動機を制御し、更に、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、原動機を始動するための電動機を別個に設けることなく、第１の電動機および第２の電動機により原動機を始動することができる。
【００４１】接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除され該回転軸と前記駆動軸とが接続された状態で前記第２の電動機から前記駆動軸に動力を出力している際に所定の始動指示がなされたとき、前記原動機をモータリングするよう前記第１の電動機を制御すると共に、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第２の電動機により駆動軸を駆動している最中でも原動機を始動することができる。もとより、原動機を始動するための電動機を別個に設ける必要がない。
【００４２】この態様の動力出力装置において、前記原動機始動手段は、前記原動機のモータリングに要するトルクの反力として前記第１の電動機から前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消すよう前記第２の電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸に生じるトルク変動をより小さくすることができる。
【００４３】接続制御手段を備える本発明の動力出力装置において、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸とが接続され前記回転軸と前記駆動軸との接続が解除された状態で前記第２の電動機により前記出力軸を固定すると共に前記第１の電動機から前記駆動軸に動力を出力している際に所定の始動指示がなされたとき、前記原動機をモータリングするよう前記第２の電動機を制御し、該原動機のモータリングに伴って該原動機への燃料供給および点火を制御する原動機始動制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、第１の電動機により駆動軸を駆動している最中でも原動機を始動することができる。もとより、原動機を始動するための電動機を別個に設ける必要がない。
【００４４】この態様の動力出力装置において、前記原動機始動手段は、前記原動機のモータリングに要するトルクの反力として前記駆動軸に出力されるトルクを打ち消すよう前記第１の電動機を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動軸に生じるトルク変動をより小さくすることができる。
【００４５】本発明の第１の動力出力装置の制御方法は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より大きいとき、前記第２の電動機の回転軸と前記出力軸との接続が解除されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸とが接続されるよう前記第２の接続手段を制御し、前記出力軸の回転速度が前記駆動軸の回転速度より小さいとき、前記回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段を制御すると共に該回転軸と前記駆動軸との接続が解除されるよう前記第２の接続手段を制御することを要旨とする。
【００４６】本発明の第２の動力出力装置の制御方法は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、前記駆動軸の回転数を前記原動機の出力軸の回転数とすると該原動機が効率よく運転できる所定範囲内の状態となるとき、前記第２の電動機の回転軸と前記駆動軸とが接続されると共に該回転軸と前記出力軸とが接続されるよう前記第１の接続手段および前記第２の接続手段を制御することを要旨とする。
【００４７】こうした第１または第２の動力出力装置の制御方法において、前記動力出力装置は、前記第１の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電と、前記第２の電動機による動力のやり取りの際に消費または回生される電力の充放電とが可能な蓄電手段を備え、前記動力出力装置の制御方法は、さらに、操作者の指示に基づいて前記駆動軸に出力すべき目標動力を設定する目標動力設定ステップと、該設定された目標動力が、前記原動機から出力される動力と前記蓄電手段によって充放電される電力とからなるエネルギにより前記駆動軸に出力されるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御する駆動制御ステップとを備えるものとすることもできる。
【００４８】この態様の制御方法によれば、原動機から出力される動力と蓄電手段によって充放電される電力とからなるエネルギを所望の動力にトルク変換して駆動軸に出力することができるから、原動機から出力可能な最大の動力より大きな目標動力が設定されても、この目標動力を駆動軸に出力することができる。このため、原動機として設定可能な最大の目標動力より小さな動力しか出力することができないものでも用いることができる。こうした制御方法において、さらに、前記駆動制御ステップは、前記蓄電手段の状態を検出し、該蓄電手段の状態が所定範囲内の状態となるよう前記原動機，前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御するステップであるものとすることもできる。こうすれば、常に蓄電手段を所定範囲内の状態にすることができる。
【００４９】本発明の第３の動力出力装置の制御方法は、出力軸を有する原動機と、前記出力軸に結合された第１の軸と、前記駆動軸に結合された第２の軸と、該第１の軸および第２の軸とは異なる第３の軸を有し、これらのうち２つの軸に入出力される動力が決定されると残余の一つの軸に入出力される動力が決定される動力伝達手段と、前記第３の軸に結合された第１の電動機と、前記出力軸および前記駆動軸とは異なる回転軸を有し、該回転軸を介して動力のやり取りをする第２の電動機と、前記回転軸と前記出力軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第１の接続手段と、前記回転軸と前記駆動軸との機械的な接続と該接続の解除とを行なう第２の接続手段とを備え、前記駆動軸に動力を出力する動力出力装置の制御方法であって、前記第１の接続手段による接続か前記第２の接続手段による接続かのいずれか一方を行なうよう該第１の接続手段および該第２の接続手段を制御し、前記原動機から出力される動力をトルク変換して前記駆動軸に出力するよう前記第１の電動機および前記第２の電動機を駆動制御することを要旨とする。
【００５０】
【発明の実施の形態】Ａ．構成以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施例としての動力出力装置２０の概略構成を示す構成図である。図示するように、この車両には、動力源であるエンジン５０としてガソリンにより運転されるガソリンエンジンが備えられている。このエンジン５０は、吸気系から吸入した空気と燃料噴射弁５１から噴射されたガソリンとの混合気を燃焼室５２に吸入し、この混合気の爆発により押し下げられるピストン５４の運動をクランクシャフト５６の回転運動に変換する。点火プラグ６２は、イグナイタ５８からディストリビュータ６０を介して導かれた高電圧によって電気火花を形成し、混合気はその電気火花によって点火されて爆発燃焼する。
【００５１】このエンジン５０の運転は、電子制御ユニット（以下、ＥＦＩＥＣＵと呼ぶ）７０により制御されている。ＥＦＩＥＣＵ７０には、エンジン５０の運転状態を示す種々のセンサが接続されている。例えば、スロットルバルブの開度（ポジション）を検出するスロットルバルブポジションセンサ、エンジン５０の負荷を検出する吸気管負圧センサ、エンジン５０の水温を検出する水温センサ、ディストリビュータ６０に設けられクランクシャフト５６の回転数と回転角度を検出する回転数センサ７６および回転角度センサ７８などである。なお、ＥＦＩＥＣＵ７０には、この他、例えばイグニッションキーの状態ＳＴを検出するスタータスイッチ７９なども接続されているが、その他のセンサ，スイッチなどの図示は省略した。
【００５２】エンジン５０のクランクシャフト５６には、後述するモータＭＧ１，ＭＧ２およびプラネタリギヤ２２０等を介して駆動軸２２が結合されている。駆動軸２２は、ディファレンシャルギヤ２４に結合されており、動力出力装置２０からのトルクは最終的に左右の駆動輪２６，２８に伝達される。このモータＭＧ１，ＭＧ２は、制御装置８０により制御されている。制御装置８０の構成は後で詳述するが、内部には制御ＣＰＵが備えられており、シフトレバー８２に設けられたシフトポジションセンサ８４やアクセルペダル６４に設けられたアクセルペダルポジションセンサ６４ａ，ブレーキペダル６５に設けられたブレーキペダルポジションセンサ６５ａなども接続されている。また、制御装置８０は、上述したＥＦＩＥＣＵ７０と通信により、種々の情報をやり取りしている。これらの情報のやり取りを含む制御については、後述する。
【００５３】動力出力装置２０は、エンジン５０と、モータＭＧ１と、両者および駆動軸２２に結合されたプラネタリギヤ２００と、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とによりクランクシャフト５６または駆動軸２２に機械的にロータ４１が接続されるモータＭＧ２と、これらの運転を制御する制御装置８０とから構成されている。
【００５４】プラネタリギヤ２００は、中心で回転するサンギヤ２２１、サンギヤ２２１と同心円状に配置されサンギヤ２２１の周囲で回転するリングギヤ２２２、サンギヤ２２１とリングギヤ２２２との間で自転しながら公転するプラネタリピニオニギヤ２２３を備えるプラネタリキャリア２２３とから構成される。サンギヤ２２１に結合されたサンギヤ軸２２５はモータＭＧ１のロータ３１と結合されている。リングギヤ軸２２７は動力抽出ギヤ２２８および動力伝達ベルト２２９を介して駆動軸２２に結合されるとともに、第２クラッチ４６によりモータＭＧ２のロータと結合可能となっている。プラネタリキャリア軸２２６はクランクシャフト４５に結合されるとともに第１クラッチ４５によりモータＭＧ２のロータと結合可能となっている。
【００５５】モータＭＧ１は、図１に示すように、ロータ３１の外周面に８個の永久磁石を備え、ステータ３３に形成された１２個のスロットに三相のコイルを巻回する同期電動機として構成されている。ステータ３３およびロータ３１の本体はそれぞれ無方向性電磁鋼板の薄板を積層することで構成されている。ロータ３１に貼付された永久磁石はＮ極、Ｓ極が交互に外周面に現れるように配置されている。ステータ３３のコイルに三相交流を流すと回転磁界を生じる。この回転磁界とロータ３１に貼付された永久磁石が形成する次回との相互作用によりモータＭＧ１は回転する。また、モータＭＧ１はロータ３１の回転によりステータ３３のコイルに生じる起電力を利用して発電を行う発電機としても機能する。
【００５６】モータＭＧ２もモータＭＧ１と同様の構成を有するステータ４３とロータ４２とから構成されている。モータＭＧ２もまた、ステータ４３のコイルによって生じる回転磁界とロータ４１に貼付された永久磁石が形成する磁界との相互作用によって回転する他、発電機としても機能する。モータＭＧ２のロータ４１の回転軸は、プラネタリギヤ２００とモータＭＧ１との間に配置された第１クラッチ４５によりクランクシャフト５６に機械的に接続されたりその接続が解除されるようになっている。また、第２クラッチ４６によりプラネタリギヤ２００のリングギヤ軸２２７に機械的に接続されたりその接続が解除されるようになっている。なお、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６は、図示しない油圧回路により動作するようになっている。
【００５７】なお、図１では図示しないが、駆動軸２２，ロータ回転軸３８およびクランクシャフト５６には、その回転角度θｄ，θｒ，θｅを検出するレゾルバが設けられている。クランクシャフト５６の回転角度θｅを検出するレゾルバは、ディストリビュータ６０に設けられた回転角度センサ７８と兼用することも可能である。
【００５８】モータＭＧ１，ＭＧ２の配置は後述するようにエンジン５０側からモータＭＧ２，モータＭＧ１とする配置も可能であるが、実施例の動力出力装置２０のようにモータＭＧ１をエンジン５０とモータＭＧ２の中間に配置したのは、後述するようにモータＭＧ２のみで車両を駆動する必要からモータＭＧ１に比してモータＭＧ２が大きくなるため、大きなモータＭＧ２をより大きなエンジン５０に隣接させることにより動力出力装置２０をまとまりのあるものとするためである。また、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６の配置も後述するように種々の配置が可能であるが、実施例の動力出力装置２０のようにモータＭＧ１とモータＭＧ２との間に配置したのは、これら両クラッチ４５，４６は比較的小さいため、モータＭＧ１とモータＭＧ２との間に生じる隙間に入れて動力出力装置２０をよりコンパクトなものとするためである。
【００５９】次に、制御装置８０について説明する。制御装置８０は、モータＭＧ１を駆動する第１の駆動回路９１と、モータＭＧ２を駆動する第２の駆動回路９２と、両駆動回路９１，９２を制御すると共に第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を駆動制御する制御ＣＰＵ９０と、二次電池であるバッテリ９４とから構成されている。制御ＣＰＵ９０は、１チップマイクロプロセッサであり、図示しないが内部に、ワーク用のＲＡＭ、処理プログラムを記憶したＲＯＭ、入出力ポートおよびＥＦＩＥＣＵ７０と通信を行なうシリアル通信ポートを備える。この制御ＣＰＵ９０には、駆動軸２２の回転角度θｄ、モータＭＧ２のロータ４１の回転角度θｒ、エンジン５０の回転角度θｅがそれぞれのレゾルバから入力されている。また、アクセルペダルポジションセンサ６４ａからのアクセルペダルポジション（アクセルペダルの踏込量）ＡＰ、ブレーキペダルポジションセンサ６５ａからのブレーキペダルポジション（ブレーキペダル６５の踏込量）ＢＰ、シフトポジションセンサ８４からのシフトポジションＳＰ、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６からの両クラッチのオン・オフ信号、第１の駆動回路９１に流れる電流の値Ｉｕｃ，Ｉｖｃ、第２の駆動回路に流れる電流の値Ｉｕａ，Ｉｖａ、およびバッテリ９４の残容量を検出する残容量検出器９９からの残容量ＢRMなどが入力ポートを介して入力されている。なお、残容量検出器９９は、バッテリ９４の電解液の比重またはバッテリ９４の全体の重量を測定して残容量を検出するものや、充電・放電の電流値と時間を演算して残容量を検出するものや、バッテリの端子間を瞬間的にショートさせて電流を流し内部抵抗を測ることにより残容量を検出するものなどが知られている。
【００６０】また、制御ＣＰＵ９０からは、第１の駆動回路９１に設けられたスイッチング素子である６個のトランジスタを駆動する制御信号、第２の駆動回路９２に設けられたスイッチング素子としての６個を駆動する制御信号、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を駆動する駆動信号などが出力されている。第１の駆動回路９１内の６個のトランジスタはトランジスタインバータを構成しており、それぞれ一対の電源ラインに対してソース側とシンク側となるよう２個ずつペアで配置されるとともに、その接続点にモータＭＧ１の三相コイル（ＵＶＷ）の各々が接続されている。電源ラインは、バッテリ９４のプラス側とマイナス側にそれぞれ接続されている。制御ＣＰＵ９０により対をなすトランジスタのオン時間の割合を順次制御し、各コイルに流れる電流をＰＷＭ制御によって擬似的な正弦波にすると、三相コイルにより回転磁界が形成される。第２の駆動回路９２の６個のトランジスタも、トランジスタインバータを構成しており、同様にして回転磁界を形成することができる。
【００６１】Ｂ．動作原理以上構成を説明した実施例の動力出力装置２０の動作について説明する。なお、以下の説明では装置における動力の伝達効率は１００％であるものと仮定して説明する。最初にプラネタリギヤ２００の基本的な動作について説明する。機構学上周知のことであるが、プラネタリギヤ２００はサンギヤ軸２２５，リングギヤ軸２２７，プラネタリキャリア軸２２６の３つの回転軸のうち２つの回転軸の動力が決定されると残余の１つの回転軸の動力が決定される性質を有している。それぞれの回転軸の回転数およびトルクの関係は次式（１）で示される。
【００６２】
Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ；
Ｎｃ＝（Ｎｒ＋ρＮｓ）／（１＋ρ）；
Ｎｓ＝（Ｎｃ−Ｎｒ）／ρ＋Ｎｃ；
Ｔｓ＝ρ／（１＋ρ）×Ｔｃ；
Ｔｒ＝１／（１＋ρ）×Ｔｃ …（１）
【００６３】ここで、Ｎｓ，Ｔｓはサンギヤ軸２２５の回転数およびトルクであり、Ｎｒ，Ｔｒはリングギヤ軸２２７の回転数およびトルクであり、Ｎｃ，Ｔｃはプラネタリキャリア軸２２６の回転数およびトルクである。また、ρは次式で表される通り、サンギヤ２２１とリングギヤ２２２のギヤ比である。ρ＝サンギヤ２２１の歯数／リングギヤ２２２の歯数【００６４】第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとした場合（以下、アンダードライブ結合と呼ぶ）と、逆に第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフとした場合（以下、オーバードライブ結合と呼ぶ）を考える。前者は、図２の模式図に示すように、モータＭＧ２をリングギヤ２２２、つまりは駆動軸２２に取り付けた構成に相当する。後者は、図３の模式図に示すように、モータＭＧ２をクランクシャフト５６に取り付けた構成に相当する。
【００６５】まず、前者（第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとした場合）の動作について説明する。この場合の動作原理、特にトルク変換の原理は以下の通りである。図４にトルク変換の様子を示す。エンジン５０が図４中のＰ０に相当するポイント、即ち回転数Ｎｅ、トルクＴｅで運転され、駆動軸２２からは図４中のＰ１に相当するポイント、即ち回転数Ｎｄ１、トルクＴｄ１なる動力が出力されているものとする。Ｎｄ１＜ＮｅかつＴｄ１＞Ｔｅとする。また、動力の大きさは両者で等しいものとする。つまり、Ｎｄ１×Ｔｄ１＝Ｎｅ×Ｔｅとする。
【００６６】駆動軸２２に結合されたリングギヤ軸２２７が回転数Ｎｄ１で回転している場合において、エンジン５０から上述した動力が出力されているとき、上式（１）で求められる回転数ＮｓおよびトルクＴｓでサンギヤ軸２２５は回転する。また、同じく上式（１）で求められるトルクＴｒがリングギヤ軸２２７から出力されることになる。当然、トルクＴｒはエンジン５０から出力されるトルクＴｅよりも小さい。
【００６７】サンギヤ軸２２５の回転によりモータＭＧ１のロータ３１が回転しているから、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０が制御信号を出力して駆動回路９１のトランジスタをスイッチングすると、モータＭＧ１は発電機として機能する。モータＭＧ１ではＮｓ×Ｔｓに相当する電力が回生される。一方、電力を供給してモータＭＧ２を力行すればリングギヤ軸２２７にトルクを付加することができる。モータＭＧ２に供給される電力量を制御すれば、エンジン５０からリングギヤ軸２２７に出力されるトルクＴｒと駆動軸２２から出力すべきトルクＴｄ１との差分に相当するトルクをモータＭＧ２で付加することができる。この際、モータＭＧ２に供給されるべき電力は、上式（１）およびＮｄ１×Ｔｄ１＝Ｎｅ×Ｔｅなる関係に基づいて容易に算出することができる。その値は、モータＭＧ１で回生される電力Ｎｓ×Ｔｓに等しくなる。
【００６８】つまり、モータＭＧ１で回生された電力をモータＭＧ２に供給することにより、エンジン５０から出力された動力を、その大きさを変えずに回転数およびトルクを変換して駆動軸２２から出力することができる。
【００６９】次に、エンジン５０を上述の運転ポイントＰ０で運転し、駆動軸２２から図４中のポイントＰ２に相当する動力、即ち回転数Ｎｅより大きな回転数Ｎｄ２、おおびトルクＴｅよりも小さなトルクＴｄ２からなる動力が出力されている場合を考える。このとき、リングギヤ軸２２７をエンジン５０よりも高い回転数で回転させるためには、モータＭＧ１に電力を供給しモータＭＧ１を力行して増速することになる。一方、運転ポイントＰ２ではエンジン５０から出力されるトルクＴｅよりも低いトルクを出力すれば十分である。モータＭＧ１を力行してリングギヤ軸２２７の回転を増速した結果、リングギヤ軸２２７からは要求トルクＴｄ２よりも高いトルクが出力される。従って、モータＭＧ２で発電を行い余剰のトルクを電力として回生する。この電力はモータＭＧ１の力行に用いられる。駆動軸２２からポイントＰ１に相当する動力を出力する場合と同様、上式（１）等を考慮すれば、モータＭＧ２で回生される電力とモータＭＧ１に供給される電力とは等しい。モータＭＧ１の力行により出力された動力の一部は再びモータＭＧ２で回生されるから、このときは動力の循環が生じることになる。
【００７０】以上の動作をまとめると、アンダードライブ結合では、動力出力装置２０は、第１の運転モードとしてモータＭＧ１を回生運転し、モータＭＧ２を力行運転することによりエンジン５０から出力される動力を、回転数が低くトルクの高い状態に変換して駆動軸２２から出力することができる。また、第２の運転モードとしてモータＭＧ１を力行運転し、モータＭＧ２を回生運転することによりエンジン５０から出力される動力を、回転数が高くトルクの低い状態に変換して駆動軸２２から出力することができる。第１の運転モードでは動力の循環は生じず、第２の運転モードでは動力の循環が生じる。
【００７１】一方、オーバードライブ結合（図３の模式図）における動作原理（トルク変換の原理）は以下の通りである。いま、エンジン５０が回転数Ｎｅ，トルクＴｅの運転ポイントＰ０で運転されており、駆動軸２２がポイントＰ１に相当する状態で回転しているとする。クランクシャフト５６に取り付けられたモータＭＧ２からクランクシャフト５６にトルクを出力すれば、プラネタリキャリア軸２２６のトルクはエンジン５０からの出力トルクＴｅよりも大きなトルクとなる。この付加トルクの大きさを制御すれば、上式（１）に基づいてリングギヤ軸２２７から出力されるトルクの大きさが要求トルクＴｄ１となるように制御することができる。一方、このときプラネタリキャリア軸２２６から入力される動力の一部はプラネタリギヤ２００で分配されてサンギヤ軸２２５に伝達されるから、この動力をモータＭＧ１により電力として回生することができる。この電力はモータＭＧ２の力行に用いられる。アンダードライブ結合の場合と同様、両者の電力は等しくなる。モータＭＧ２の力行により出力された動力の一部はモータＭＧ１で電力として回生されるため、このとき動力の循環が生じていることになる。
【００７２】次に、エンジン５０を運転ポイントＰ０で運転し、駆動軸２２からポイントＰ２に相当する動力を出力する場合を考える。このとき、要求動力はエンジン５０から出力される動力Ｔｅに比べて小さい。従って、モータＭＧ２を回生運転し、プラネタリキャリア軸２２６に負荷を与えることによりリングギヤ軸２２７から要求動力Ｔｄ２を出力することができる。一方、リングギヤ軸２２７の回転数を増すためにモータＭＧ１は力行する必要がある。モータＭＧ１の力行にはモータＭＧ２で回生された電力が用いられる。アンダードライブ結合の場合と同様、両者の電力は等しくなる。
【００７３】以上の動作をまとめると、オーバードライブ結合では、第１の運転モードとして動力出力装置２０は、モータＭＧ１を回生運転し、モータＭＧ２を力行運転することによりエンジン５０から出力される動力を、回転数が高くトルクの低い状態に変換して駆動軸２２から出力することができる。また、第２の運転モードとしてモータＭＧ１を力行運転し、モータＭＧ２を回生運転することによりエンジン５０から出力される動力を、回転数が低くトルクの高い状態に変換して駆動軸２２から出力することができる。第１の運転モードでは動力の循環が生じ、第２の運転モードでは動力の循環が生じない。
【００７４】なお、動力出力装置２０は、以上で説明したエンジン５０から出力される動力のすべてをトルク変換して駆動軸２２に出力する動作の他に、エンジン５０から出力される動力（トルクＴｅと回転数Ｎｅとの積）と、モータＭＧ１、ＭＧ２により回生または消費される電気エネルギとを調節することにより、余剰の電力をバッテリ９４を充電したり、不足する電力をバッテリ９４から供給する動作など種々の動作をすることもできる。
【００７５】Ｃ．運転制御（１）運転モードの設定次に、こうして構成された動力出力装置２０の運転制御について図５に例示する運転制御ルーチンに基づき説明する。運転制御ルーチンは、車両の走行を開始する指示がなされてから所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。運転制御ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず駆動軸２２の回転数Ｎｄを入力する処理を行なう（ステップＳ１００）。駆動軸２２の回転数Ｎｄは、レゾルバから読み込んだ駆動軸２２の回転角度θｄから求めることができる。次に、アクセルペダルポジションセンサ６４ａにより検出されるアクセルペダルポジションＡＰを読み込む（ステップＳ１０２）。アクセルペダル６４は運転者が出力トルクが足りないと感じたときに踏み込まれるから、アクセルペダルポジションＡＰは運転者の欲している出力トルク（すなわち、駆動軸２２に出力すべきトルク）に対応するものとなる。
【００７６】続いて、読み込まれたアクセルペダルポジションＡＰと駆動軸２２の回転数Ｎｄとに基づいて駆動軸２２に出力すべきトルクの目標値であるトルク指令値Ｔｄ＊を導出する処理を行なう（ステップＳ１０４）。実施例では、トルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２２の回転数ＮｄとアクセルペダルポジションＡＰとの関係を示すマップを予め制御ＣＰＵ９０内のＲＯＭに記憶しておき、アクセルペダルポジションＡＰが読み込まれると、マップと読み込まれたアクセルペダルポジションＡＰと駆動軸２２の回転数Ｎｄとにより対応するトルク指令値Ｔｄ＊の値を導出するものとした。このマップの一例を図６に示す。
【００７７】次に、導き出されたトルク指令値Ｔｄ＊と読み込まれた駆動軸２２の回転数Ｎｄとから駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄを計算（Ｐｄ＝Ｔｄ＊×Ｎｄ）により求める（ステップＳ１０６）。続いて、残容量検出器９９により検出されるバッテリ９４の残容量ＢRMを読み込む処理を行なって、運転モードの判定処理を行なう（ステップＳ１１０）。この運転モードの判定処理は、図７に例示する運転モード判定処理ルーチンにより処理される。運転モード判定処理ルーチンでは、運転制御ルーチンのステップＳ１００ないしＳ１０８で読み込んだデータや計算したデータなどを用いて、そのときの動力出力装置２０のより適切な運転モードを判定する。ここで、一旦図５の運転制御ルーチンの説明を中断し、先に図７の運転モード判定処理ルーチンに基づき運転モードの判定処理について説明する。
【００７８】運転モード判定処理ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わされる範囲内にあるかを判定し（ステップＳ１３０）、この範囲内にないときには、バッテリ９４の充放電が必要であると判断して、動力出力装置２０の運転モードとして充放電モードを設定する（ステップＳ１３２）。ここで、閾値ＢＬと閾値ＢＨは、バッテリ９４の残容量ＢRMの下限値と上限値を示すものであり、実施例では、閾値ＢＬは、後述のモータ駆動モードによるモータＭＧ２のみによる駆動やパワーアシストモードによるバッテリ９４からの放電電力による動力の付加などを所定時間継続して行なうのに必要な電力量以上の値として設定される。また、閾値ＢＨは、バッテリ９４の満充電時の残容量ＢRMから通常走行状態にある車両を停止する際にモータＭＧ１やモータＭＧ２により回生される電力量を減じた値以下に設定されている。
【００７９】ステップＳ１３０でバッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わされる範囲内にあるときには、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄがエンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅｍａｘを越えているか否かを判定する（ステップＳ１３４）。エネルギＰｄが最大エネルギＰｅｍａｘを越えているときには、エンジン５０から出力される最大エネルギＰｅｍａｘでは不足するエネルギをバッテリ９４に蓄えられたエネルギで賄う必要があると判断し、動力出力装置２０の運転モードとしてパワーアシストモードを設定する（ステップＳ１３６）。
【００８０】一方、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄがエンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅｍａｘ以下のときには、トルク指令値Ｔｄ＊と回転数Ｎｄとが所定の範囲内にあるかを判定し（ステップＳ１３８）、所定の範囲内のときには、動力出力装置２０の運転モードとして第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を共にオンとした状態の直接出力モードを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、所定の範囲とは、両クラッチ４５，４６をオンにした状態でエンジン５０を効率よく運転できる範囲である。具体的には、エンジン５０の運転ポイントのうち直接出力モードとして制御するのに適正な範囲をマップとして予めＲＯＭに記憶しておき、トルク指令値Ｔｄ＊と回転数Ｎｄで表わされる運転ポイントがこの適正な範囲にあるかを判定することになる。エンジン５０の直接出力モードとして制御する際の適正範囲の一例を図８に示す。図中、領域ＰＥはエンジン５０の運転が可能な領域であり、領域ＰＡは直接出力モードとして制御する際の適正範囲である。なお、この適正範囲ＰＡは、エンジン５０の効率やエミッション等により定められるものであり、予め実験などにより設定できる。
【００８１】ステップＳ１３８でトルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとが所定の範囲内にないときには、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄが所定エネルギＰＭＬより小さく、かつ、駆動軸２２の回転数Ｎｄが所定回転数ＮＭＬより小さいか否かを判定し（ステップＳ１４２）、共に小さいときには、動力出力装置２０の運転モードとしてモータＭＧ２のみによる駆動のモータ駆動モードを設定する（ステップＳ１４４）。所定エネルギＰＭＬや所定回転数ＮＭＬは、エンジン５０が低回転数で低トルクでは効率が低下することに基づきその範囲を設定するものであり、エンジン５０の運転領域として所定の効率未満の領域となるエネルギＰｄおよび回転数Ｎｄとして設定される。なお、具体的な値は、エンジン５０の特性などにより定められる。ステップＳ１４２で、エネルギＰｄが所定エネルギＰＭＬ以上であったり回転数Ｎｄが所定回転数ＮＭＬ以上のときには、通常の運転を行なうものと判断し、動力出力装置２０の運転モードとして通常運転モードを設定する（ステップＳ１４６）。
【００８２】図５の運転制御ルーチンのステップＳ１１０に戻って、運転モード判定処理ルーチンの結果に基づき、運転モードとして通常運転モードが設定されたときには通常運転トルク制御処理（ステップＳ１１２）を、充放電モードが設定されたときには充放電トルク制御処理（ステップＳ１１４）を、パワーアシストモードが設定されたときにはパワーアシストトルク制御処理（ステップＳ１１６）を、直接出力モードが設定されたときには直接出力トルク制御処理（ステップＳ１１８）を、モータ駆動モードが設定されたときにはモータ駆動トルク制御処理（ステップＳ１２０）をそれぞれ実行する。なお、実施例では、図示の都合上、これらの各トルク制御処理を運転制御ルーチンのステップとして記載したが、各トルク制御処理は、運転モード判定処理ルーチンにより運転モードが設定されると、設定された運転モードのトルク制御ルーチンが運転制御ルーチンとは別個独立に運転制御ルーチンとは異なるタイミングで所定時間毎（例えば４ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。以下、各トルク制御処理について説明する。
【００８３】（２）通常運転トルク制御処理通常運転トルク制御処理（図５のステップＳ１１２）は、図９および図１０に例示する通常運転トルク制御ルーチンによりなされる。本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず駆動軸２２の回転数Ｎｄとエンジン５０の回転数Ｎｅとを読み込む処理を実行する（ステップＳ１５０，Ｓ１５２）。エンジン５０の回転数Ｎｅはクランクシャフト５６に設けられたレゾルバにより検出されるクランクシャフト５６の回転角度θｅから求めることもできるし、ディストリビュータ６０に設けられた回転数センサ７６によっても直接検出することもできる。回転数センサ７６を用いる場合には、回転数センサ７６に接続されたＥＦＩＥＣＵ７０から通信により回転数Ｎｅの情報を受け取ることになる。そして、こうして読み込んだ駆動軸２２の回転数Ｎｄとエンジン５０の回転数Ｎｅとから、両軸の回転数差Ｎｃを計算（Ｎｃ＝Ｎｅ−Ｎｄ）により求める（ステップＳ１５４）。
【００８４】続いて図５の運転制御ルーチンのステップＳ１０６で計算したエネルギＰｄを前回このルーチンが起動されたときに用いられたエネルギＰｄ（前回のエネルギＰｄという）と比較する（ステップＳ１５６）。ここで、前回とは、図５の運転制御ルーチンで連続してステップＳ１１２の通常運転トルク制御処理が実行されたときの直前に実行されたときのことをいう。エネルギＰｄと前回のエネルギＰｄとが異なるときには、図１０に示すステップＳ１７０ないしＳ１８８の処理によりエンジン５０の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊およびモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定し、エネルギＰｄが前回のエネルギＰｄとが同じときには、図１０に示すステップＳ１５８およびＳ１６０の処理によりモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定する。まず、エネルギＰｄと前回のエネルギＰｄとが異なるときの処理について説明し、その後、同じときの処理について説明する。
【００８５】エネルギＰｄと前回のエネルギＰｄとが異なるときには、まず、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄに基づいてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定する処理を行なう（ステップＳ１７０）。ここで、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄのすべてをエンジン５０によって供給するものとすると、エンジン５０から出力されるエネルギはエンジン５０のトルクＴｅと回転数Ｎｅとの積に等しいため、出力エネルギＰｄとエンジン５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊との関係はＰｄ＝Ｔｅ＊×Ｎｅ＊となる。しかし、かかる関係を満足するエンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との組合せは無数に存在する。そこで、実施例では、各エネルギＰｄに対してエンジン５０ができる限り効率の高い状態で運転され、かつエネルギＰｄの変化に対してエンジン５０の運転状態が滑らかに変化する目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との組み合わせを実験等により求め、これを予めＲＯＭにマップとして記憶しておき、エネルギＰｄに対応する目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊との組み合わせをこのマップから導出するものとした。このマップについて、更に説明する。
【００８６】図１１は、エンジン５０の運転ポイントとエンジン５０の効率との関係を示すグラフである。図中曲線Ｂはエンジン５０の運転可能な領域の境界を示す。エンジン５０の運転可能な領域には、その特性に応じて効率が同一の運転ポイントを示す曲線α１ないしα６のような等効率線を描くことができる。また、エンジン５０の運転可能な領域には、トルクＴｅと回転数Ｎｅとの積で表わされるエネルギが一定の曲線、例えば曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３を描くことができる。こうして描いたエネルギＰｅが一定の曲線Ｃ１−Ｃ１ないしＣ３−Ｃ３に沿って各運転ポイントの効率をエンジン５０の回転数Ｎｅを横軸として表わすと図１２のグラフのようになる。
【００８７】図示するように、エンジン５０から出力されるエネルギＰｅが同じでも、どの運転ポイントで運転するかによってエンジン５０の効率は大きく異なる。例えばエネルギが一定の曲線Ｃ１−Ｃ１上では、エンジン５０を運転ポイントＡ１（トルクＴｅ１，回転数Ｎｅ１）で運転することにより、その効率を最も高くすることができる。このような効率が最も高い運転ポイントは、出力されるエネルギＰｅが一定の曲線Ｃ２−Ｃ２およびＣ３−Ｃ３ではそれぞれ運転ポイントＡ２およびＡ３が相当するように、エネルギＰｅが一定の各曲線上に存在する。図１１中の曲線Ａは、これらに基づきエンジン５０から出力される各エネルギＰｅに対してエンジン５０の効率ができる限り高くなる運転ポイントを連続する線で結んだものである。実施例では、この曲線Ａ上の各運転ポイント（トルクＴｅ，回転数Ｎｅ）とエネルギＰｅとの関係をマップとしたものを用いてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊を設定した。
【００８８】ここで、曲線Ａを連続する曲線で結ぶのは、エネルギＰｅの変化に対して不連続な曲線によりエンジン５０の運転ポイントを定めると、エネルギＰｅが不連続な運転ポイントを跨いで変化するときにエンジン５０の運転状態が急変することになり、その変化の程度によっては、目標の運転状態にスムーズに移行できずノッキングを生じたり停止してしまう場合があるからである。したがって、このように曲線Ａを連続する曲線で結ぶと、曲線Ａ上の各運転ポイントがエネルギＰｅが一定の曲線上で最も効率が高い運転ポイントとならない場合もある。
【００８９】エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定すると、制御ＣＰＵ９０は、設定した目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとを比較する（ステップＳ１７２）。そして、目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには、第１クラッチ４５がオフで第２クラッチ４６がオン（図２の模式図の構成）となるよう第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作して（ステップＳ１７４ないしＳ１７７）、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊にエンジン５０の目標トルクＴｅ＊に基づいて上式（１）で算出されたトルクを設定する（ステップＳ１７８）。第１クラッチ４５および第２クラッチ４６の操作は、まず、両クラッチ４５，４６の状態を検出し、設定しようとしている状態になっているか否かを調べ（ステップＳ１７４）、設定しようとしている状態になっていないときには、両クラッチ４５，４６を共にオフとし（ステップＳ１７６）、その後第２クラッチ４６をオンとする（ステップＳ１７７）。このように両クラッチ４５，４６を一旦共にオフとするのは、クラッチ接続時のモータＭＧ２等の制御の容易のためである。なお、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊は、エンジン５０を目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とで表わされる運転ポイントで安定して運転するために必要な負荷トルクに設定されていることになる。
【００９０】ステップＳ１７０でエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さいときには、第１クラッチ４５がオンで第２クラッチ４６がオフ（図３の模式図の構成）となるよう第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作して（ステップＳ１８４ないしＳ１８７）、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊に駆動軸２２に出力すべきトルク指令値Ｔｄ＊に代入した上で、上式（１）に基づいて設定されるトルクを設定する（ステップＳ１８８）。第１クラッチ４５および第２クラッチ４６の操作は、目標回転数Ｎｅ＊が回転数Ｎｄより大きいときと同様に、まず、両クラッチ４５，４６の状態を検出し、設定しようとしている状態になっているか否かを調べ（ステップＳ１８４）、設定しようとしている状態になっていないときには、両クラッチ４５，４６を共にオフとし（ステップＳ１８６）、その後第１クラッチ４５をオンとする（ステップＳ１８７）。
【００９１】ここで、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには、実施例の動力出力装置２０がアンダードライブ結合（図２参照）となるよう両クラッチ４５，４６を操作し、目標回転数Ｎｅ＊が回転数Ｎｄより小さいときにはオーバードライブ結合（図３参照）となるよう両クラッチ４５，４６を操作する理由は次の通りである。既に説明した通り、アンダードライブ結合では、エンジン５０から出力される動力をより回転数の低い動力に変換して出力する第１の運転モードにおいて動力の循環が生じない。逆にオーバードライブ結合では、エンジン５０から出力される動力をより回転数の高い動力に変換して出力する第２の運転モードにおいて動力の循環が生じない。従って、駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊よりも低いアンダードライブの場合には、アンダードライブ結合が実現されるようにクラッチ４５，４６を操作し、逆の場合にはオーバードライブ結合が実現されるように操作すれば動力出力装置２０の運転効率を高くすることができる。上述したクラッチの操作はかかる理由に基づくものである。
【００９２】一方、ステップＳ１５６でエネルギＰｄが前回のエネルギＰｄと同じときには、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊から回転数Ｎｅを減じて回転数偏差△Ｎｅを算出する（ステップＳ１５８）。そして、算出した回転数偏差△Ｎｅを用いて次式（２）によりＴｃ＊を算出し、算出した値をモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊として設定する（ステップＳ１６０）。ここで、式（２）中の右辺第２項は回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊からの偏差を打ち消す比例項であり、右辺第３項は定常偏差をなくすための積分項である。したがって、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊は、定常状態（回転数Ｎｅの目標回転数Ｎｅ＊からの回転偏差△Ｎｅが値０のとき）では、前回のトルク指令値Ｔｃ＊が設定されることになる。なお、式（２）中のＫｃ１およびＫｃ２は、比例定数である。このようにモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定することにより、エンジン５０を目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで安定させることができる。
【００９３】
【数１】
【００９４】次に、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊に応じて駆動軸２２から出力されるトルクを上式（１）に基づいて算出する。そして、駆動軸から要求トルクが出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を設定する（ステップＳ１６４）。
【００９５】こうしてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１およびモータＭＧ２のトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設定すると、設定した各設定値でモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０が動作するように、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の制御を行なう（ステップＳ１６６ないしＳ１６９）。実施例では、図示の都合上、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を本ルーチンの別々のステップとして記載したが、実際には、これらの制御は本ルーチンとは別個独立にかつ総合的に行なわれる。例えば、制御ＣＰＵ９０が割り込み処理を利用して、モータＭＧ１とモータＭＧ２の制御を本ルーチンとは異なるタイミングで平行して実行すると共に、通信によりＥＦＩＥＣＵ７０に指示を送信して、ＥＦＩＥＣＵ７０によりエンジン５０の制御も平行して行なわせるのである。
【００９６】モータＭＧ１の制御（図９のステップＳ１６２）は、図１３に例示するクラッチモータ制御ルーチンによりなされる。本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、ロータ３１の回転軸の回転角度θｄをレゾルバから入力する処理を行ない（ステップＳ１９０）、モータＭＧ１の電気角θｃを両軸の回転角度θｄから求める処理を行なう（ステップＳ１９４）。実施例では、モータＭＧ１として４極対の同期電動機を用いているから、θｃ＝４θｄを演算することになる。
【００９７】次に、電流検出器９５，９６により、モータＭＧ１の三相コイルのＵ相とＶ相に流れている電流Ｉｕｃ，Ｉｖｃを検出する処理を行なう（ステップＳ１９６）。電流はＵ，Ｖ，Ｗの三相に流れているが、その総和はゼロなので、二つの相に流れる電流を測定すれば足りる。こうして得られた三相の電流を用いて座標変換（３相／２相変換）を行なう（ステップＳ１９８）。座標変換は、永久磁石型の同期電動機のｄ軸，ｑ軸の電流値に変換することであり、次式（３）を演算することにより行なわれる。ここで座標変換を行なうのは、永久磁石型の同期電動機においては、ｄ軸及びｑ軸の電流が、トルクを制御する上で本質的な量だからである。もとより、三相のまま制御することも可能である。
【００９８】
【数２】
【００９９】次に、２軸の電流値に変換した後、モータＭＧ１におけるトルク指令値Ｔｃ＊から求められる各軸の電流指令値Ｉｄｃ＊，Ｉｑｃ＊と実際各軸に流れた電流Ｉｄｃ，Ｉｑｃと偏差を求め、各軸の電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを求める処理を行なう（ステップＳ２００）。即ち、まず以下の式（４）の演算を行ない、次に次式（５）の演算を行なうのである。ここで、Ｋｐ１，２及びＫｉ１，２は、各々係数である。これらの係数は、適用するモータの特性に適合するよう調整される。なお、電圧指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃは、電流指令値Ｉ＊との偏差△Ｉに比例する部分（式（５）右辺第１項）と偏差△Ｉのｉ回分の過去の累積分（右辺第２項）とから求められる。
【０１００】
【数３】
【０１０１】
【数４】
【０１０２】その後、こうして求めた電圧指令値をステップＳ１９８で行なった変換の逆変換に相当する座標変換（２相／３相変換）を行ない（ステップＳ２０２）、実際に三相コイルに印加する電圧Ｖｕｃ，Ｖｖｃ，Ｖｗｃを求める処理を行なう。各電圧は、次式（６）により求める。
【０１０３】
【数５】
【０１０４】実際の電圧制御は、第１の駆動回路９１のトランジスタのオンオフ時間によりなされるから、式（６）によって求めた各電圧指令値となるよう各トランジスタのオン時間をＰＷＭ制御する（ステップＳ２０４）。モータＭＧ２の制御（図９のステップＳ１６８）も同様の処理である。
【０１０５】次に、エンジン５０の制御（図９のステップＳ１６９）について説明する。エンジン５０は、図１０のステップＳ１７０において設定された目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで定常運転状態となるようトルクＴｅおよび回転数Ｎｅが制御される。具体的には、エンジン５０が目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで運転されるよう、制御ＣＰＵ９０から通信により目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを受信したＥＦＩＥＣＵ７０によってスロットルバルブの開度制御，燃料噴射弁５１からの燃料噴射制御および点火プラグ６２による点火制御を行なうと共に、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０によりエンジン５０の負荷トルクとしてのモータＭＧ１のトルクＴｃを制御するのである。エンジン５０は、その負荷トルクにより出力トルクＴｅと回転数Ｎｅとが変化するから、ＥＦＩＥＣＵ７０による制御だけでは目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントで運転することはできず、負荷トルクを与えるモータＭＧ１のトルクＴｃの制御も必要となるからである。なお、モータＭＧ１のトルクＴｃの制御は、前述したモータＭＧ１の制御で説明した。
【０１０６】以上説明した通常運転トルク制御処理によれば、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには、アンダードライブ結合（図２の模式図の構成）とすることにより動力の循環を低減して、動力出力装置２０全体としてエネルギ効率を高くすることができる。また、エンジン５０の回転数Ｎｅが駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さいときには、オーバードライブ結合（図３の模式図の構成）とすることにより、やはり動力の循環を低減して、動力出力装置２０全体としてエネルギ効率を高くすることができる。したがって、図２や図３の模式図の構成に固定した場合に比して、エネルギ効率を高くすることができる。
【０１０７】また、通常運転トルク制御処理によれば、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを、エンジン５０から出力されるエネルギＰｅが同じであればエンジン５０ができる限り高い効率となるよう設定されるから、動力出力装置２０全体としてのエネルギ効率をより高くすることができる。また、モータＭＧ１やモータＭＧ２の効率Ｋｓｃ，Ｋｓａを値１と考えれば、エンジン５０から出力される目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とにより表わされる動力をモータＭＧ１およびモータＭＧ２によりトルク指令値Ｔｄ＊と回転数Ｎｄとにより表わされる動力にトルク変換して駆動軸２２に出力することができる。しかも、駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）は、運転者によるアクセルペダル６４の踏込量に応じたものであり、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊はこのトルク指令値Ｔｄ＊に基づいて定められるから、運転者の所望の動力を駆動軸２２に出力することができる。
【０１０８】（３）充放電トルク制御処理次に、充放電トルク制御処理（図５のステップＳ１１４）について図１４および図１５の充放電トルク制御ルーチンに基づき説明する。前述したように、本ルーチンは図７のステップＳ１３０およびＳ１３２でバッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬと閾値ＢＨとにより表わされる範囲外にあり、バッテリ９４の充放電が必要であると判断されたときに充放電モードが設定されて実行されるものである。
【０１０９】本ルーチンが実行されると、制御ＣＰＵ９０は、まず、バッテリ９４の残容量ＢRMを閾値ＢＬおよび閾値ＢＨと比較する（ステップＳ２２０）。閾値ＢＬおよび閾値ＢＨについては図７のステップＳ１３０で説明した。バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬ未満のときには、バッテリ９４の充電が必要であると判断し、バッテリ９４を充電するのに必要なエネルギ（充電エネルギＰｂｉ）を考慮したエネルギＰｄを設定する処理（ステップＳ２２２ないしＳ２２８）を行ない、バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＨより大きいときには、バッテリ９４の放電が必要であると判断し、バッテリ９４から放電されるエネルギ（充電エネルギＰｂｏ）を考慮したエネルギＰｄを設定する処理（ステップＳ２３２ないしＳ２３８）を行なう。
【０１１０】バッテリ９４を充電するのに必要な充電エネルギＰｂｉを考慮したエネルギＰｄを設定する処理（ステップＳ２２２ないし２２８）では、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、バッテリ９４の残容量ＢRMに基づいて充電エネルギＰｂｉを設定する処理を行なう（ステップＳ２２２）。このように、バッテリ９４の残容量ＢRMに基づいて充電エネルギＰｂｉを設定するのは、バッテリ９４の充電可能な電力（エネルギ）は残容量ＢRMによって変化し、適正な充電電圧や充電電流も残容量ＢRMによって変わるからである。図１６にバッテリ９４の残容量ＢRMと充電可能な電力との関係の一例を示す。なお、実施例では、バッテリ９４の各残容量ＢRMに対して実験等により最適な充電エネルギＰｂｉを求め、それを予めＲＯＭにマップとして記憶しておき、バッテリ９４の残容量ＢRMに対応する充電エネルギＰｂｉを導出するものとした。続いて、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄに導出した充電エネルギＰｂｉを加えてエネルギＰｄを再設定する（ステップＳ２２４）。そして、再設定されたエネルギＰｄがエンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅｍａｘを越えているか否かを調べ（ステップＳ２２６）、越えている場合には、エネルギＰｄを最大エネルギＰｅｍａｘに制限する処理として、エネルギＰｄに最大エネルギＰｅｍａｘを設定する（ステップＳ２２８）。
【０１１１】バッテリ９４を放電するのに必要なエネルギ（充電エネルギＰｂｏ）を考慮したエネルギＰｄを設定する処理（ステップＳ２３２ないしＳ２３８）では、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、バッテリ９４の残容量ＢRMに基づいて放電エネルギＰｂｏを設定する処理を行なう（ステップＳ２３２）。このように、バッテリ９４の残容量ＢRMに基づいて放電エネルギＰｂｏを設定するのは、バッテリ９４の放電可能な電力（エネルギ）が残容量ＢRMによって異なる場合があるからである。実施例では、用いたバッテリ９４の各残容量ＢRMに対して実験等により最適な放電エネルギＰｂｏを求め、それを予めＲＯＭにマップ（図示せず）として記憶しておき、バッテリ９４の残容量ＢRMに対応する放電エネルギＰｂｏを導出するものとした。続いて、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄから導出した放電エネルギＰｂｏを減じてエネルギＰｄを再設定する（ステップＳ２３４）。そして、再設定されたエネルギＰｄがエンジン５０から出力可能な最小エネルギＰｅｍｉｎ未満でないかを調べ（ステップＳ２３６）、最小エネルギＰｅｍｉｎ未満の場合には、エネルギＰｄを最小エネルギＰｅｍｉｎに制限する処理としてエネルギＰｄに最小エネルギＰｅｍｉｎを設定する（ステップＳ２１８）。
【０１１２】このように充電エネルギＰｂｉまたは放電エネルギＰｂｏを考慮して駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄを再設定すると、この再設定されたエネルギＰｄに基づいてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ２４０）。この目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊の設定処理は、図１０のステップＳ１７０の処理と同一である。
【０１１３】次に、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込む処理を行ない（ステップＳ２４２）、設定したエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と読み込んだ駆動軸２２の回転数Ｎｄとを比較する（ステップＳ２４４）。そして、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには、第１クラッチ４５がオフで第２クラッチ４６がオン（図２の模式図の構成）となるよう第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する（ステップＳ２５０ないしＳ２５４）。実施例の動力出力装置２０を図２の模式図の構成となるように第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する処理（ステップＳ２５０ないしＳ２５４の処理）は、両クラッチ４５，４６が設定しようとしている状態にないときに両クラッチ４５，４６を一旦共にオフとする理由を含めて図９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおけるステップＳ１７４ないしＳ１７７の処理と同一である。
【０１１４】一方、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さいときには、第１クラッチ４５がオンで第２クラッチ４６がオフ（図３の模式図の構成）となるよう第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する（ステップＳ２６０ないしＳ２６４）。なお、実施例の動力出力装置２０を図３の模式図の構成となるように第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する処理（ステップＳ２５０ないしＳ２５４の処理）は、両クラッチ４５，４６が設定しようとしている状態にないときに両クラッチ４５，４６を一旦共にオフとする理由を含めて図９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおけるステップＳ１８４ないしＳ１８７の処理と同一である。
【０１１５】クラッチの接続を行った後、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊が実現されるようにモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定し（ステップＳ２６６）、駆動軸２２に出力すべきトルク指令値Ｔｄ＊が達成されるようにモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を設定する（ステップＳ２６８）。これらの値は上式（１）に基づいて算出される。
【０１１６】このようにエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄに応じて両クラッチ４５，４６を操作すると共にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊とを設定すると、これらの設定した設定値を用いてモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を行なう（ステップＳ２７０ないしＳ２７４）。これらの各制御は、図９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおけるステップＳ１６６ないしＳ１６９の各制御と同一であるから、ここでの説明は省略する。なお、こうしたモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御は他のトルク制御処理の各ルーチンにおいても行なわれるが、特に記載しない限り、図９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおけるステップＳ１６６ないしＳ１６９の各制御と同一であるから、その説明は省略する。
【０１１７】次に、こうした充放電トルク制御処理によりバッテリ９４が充電される様子およびバッテリ９４から放電される様子について説明する。ステップＳ２２０でバッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬより小さいときには、エネルギＰｄに充電エネルギＰｂｉを加えてエネルギＰｄが再設定され、この再設定されたエネルギＰｄに基づいてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊が設定される。一方、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊は、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとに拘わらず駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊が出力されるように設定される。このため、エンジン５０から出力されるエネルギＰｅは駆動軸２２に出力されるエネルギＰｄより大きくなる。この結果、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さい図２の模式図の構成のときには、モータＭＧ１により回生される電力がモータＭＧ２により消費される電力より大きくなり、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きな図３の模式図の構成のときには、モータＭＧ２により回生される電力がモータＭＧ１により消費される電力より大きくなって、いずれの模式図の構成のときでも余剰電力が生じることになる。実施例では、この余剰電力によりバッテリ９４が充電される。
【０１１８】一方、ステップＳ２２０でバッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬより大きなときには、エネルギＰｄから放電エネルギＰｂｏを減じてエネルギＰｄが再設定され、この再設定されたエネルギＰｄに基づいてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊が設定される。一方、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊は、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとに拘わらず駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊が出力されるように設定される。このため、エンジン５０から出力されるエネルギＰｅは駆動軸２２に出力されるエネルギＰｄより小さくなる。この結果、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さい図２の模式図の構成のときには、モータＭＧ１により回生される電力がモータＭＧ２により消費される電力より小さくなり、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きな図３の模式図の構成のときには、モータＭＧ２により回生される電力がモータＭＧ１により消費される電力より小さくなって、いずれの模式図の構成のときでも電力が不足することになる。実施例では、この不足する電力をバッテリ９４からの放電で賄うのである。
【０１１９】以上説明した充放電トルク制御処理によれば、バッテリ９４の残容量ＢRMを所望の範囲にすることができる。この結果、バッテリ９４の過放電や過充電を回避することができる。しかも、エンジン５０から出力されるエネルギＰｅとバッテリ９４により充放電される電力とをエネルギ変換して所望の動力として駆動軸２２に出力することができる。もとより、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄとに基づいて第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作して図２の模式図の構成や図３の模式図の構成とすることにより、モータＭＧ１とモータＭＧ２とによるエネルギ損失を小さくし、装置全体としてエネルギ効率を高くすることができる。また、エンジン５０の運転ポイントは、設定されたエネルギＰｄを出力する運転ポイントであれば如何なる運転ポイントとしてもよいから、エンジン５０をより効率の良い運転ポイントで運転することができる。この結果、装置全体のエネルギ効率をより高くすることができる。
【０１２０】なお、実施例の動力出力装置２０では、バッテリ９４の残容量ＢRMに基づいて充電エネルギＰｂｉや放電エネルギＰｂｏを設定したが、充電エネルギＰｂｉや放電エネルギＰｂｏを予め定めた所定値としてもよい。
【０１２１】（４）パワーアシストトルク制御処理次に、パワーアシストトルク制御処理（図５のステップＳ１１６）について図１７のパワーアシストトルク制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチンは、図７のステップＳ１３４およびＳ１３６で駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄがエンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅｍａｘを越えている場合に実行される。
【０１２２】本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、エンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅｍａｘに基づいてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とを設定する処理を行なう（ステップＳ２８０）。このようにエンジン５０から出力されるエネルギＰｅを最大エネルギＰｅｍａｘとするのは、図７の運転モード判定処理ルーチンのステップＳ１３４で駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄが最大エネルギＰｅｍａｘより大きな値となっているから、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄのうちのできる限り多くのエネルギをエンジン５０から出力されるエネルギで賄うためである。
【０１２３】続いて、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄからエンジン５０から出力可能な最大エネルギＰｅｍａｘを減じて、エンジン５０から出力されるエネルギＰｅでは不足するエネルギをアシストパワーＰａｓとして算出する（ステップＳ２８２）。続いて、バッテリ９４の残容量ＢRMに基づいてバッテリ９４から放電可能なエネルギの最大値である最大放電エネルギＰｂｍａｘを導出し（ステップＳ２８４）、算出したアシストパワーＰａｓが導出した最大放電エネルギＰｂｍａｘより大きいか否かを判定する（ステップＳ２８６）。ここで、最大放電エネルギＰｂｍａｘをバッテリ９４の残容量ＢRMに基づいて設定するのは、バッテリ９４の放電可能な電力（エネルギ）が残容量ＢRMによって異なる場合があるからである。実施例では、用いたバッテリ９４の各残容量ＢRMに対して実験等により最大放電エネルギＰｂｍａｘを求め、それを予めＲＯＭにマップ（図示せず）として記憶しておき、バッテリ９４の残容量ＢRMに対応する最大放電エネルギＰｂｍａｘを導出するものとした。アシストパワーＰａｓが最大放電エネルギＰｂｍａｘより大きいときには、アシストパワーＰａｓに最大放電エネルギＰｂｍａｘを設定して（ステップＳ２８８）、アシストパワーＰａｓが最大放電エネルギＰｂｍａｘより大きくならないようにする。
【０１２４】次に、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込む処理を行ない（ステップＳ２９０）エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとを比較する（ステップＳ２９２）。そして、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより大きいときには、第１クラッチ４５がオフで第２クラッチ４６がオン（図２の模式図の構成）となるよう第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する（ステップＳ２９４ないしＳ２９８）。この処理は既に説明した図９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおける第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する処理（ステップＳ１７４ないしＳ１７７の処理およびステップＳ１８４ないしＳ１８７の処理）と同一である。
【０１２５】エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊が駆動軸２２の回転数Ｎｄより小さいときには、第１クラッチ４５がオンで第２クラッチ４６がオフ（図３の模式図の構成）となるよう第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する（ステップＳ３０４ないしＳ３０８）。図９および図１０の通常運転トルク制御ルーチンにおける第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作する処理（ステップＳ１７４ないしＳ１７７の処理およびステップＳ１８４ないしＳ１８７の処理）と同一である。
【０１２６】クラッチの接続を行った後、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊が実現されるようにモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定し（ステップＳ２６６）、駆動軸２２に出力すべきトルク指令値Ｔｄ＊が達成されるようにモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を設定する（ステップＳ２６８）。これらの値は上式（１）に基づいて算出される。
【０１２７】こうしてエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄに応じて両クラッチ４５，４６を操作すると共にモータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊とを設定すると、これらの設定した設定値を用いてモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を行なう（ステップＳ３１４ないしＳ３１８）。
【０１２８】以上説明したパワーアシストトルク制御処理によれば、エンジン５０の最大エネルギＰｅｍａｘ以上のエネルギを駆動軸２２に出力することができる。この結果、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄより小さなエネルギを最大エネルギとする定格能力の低いエンジンでも動力出力装置２０に採用することができ、装置全体の小型化および省エネルギ化を図ることができる。もとより、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄとに基づいて第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作して図２の模式図の構成や図３の模式図の構成とすることにより、モータＭＧ１とモータＭＧ２とによるエネルギ損失を小さくし、装置全体としてエネルギ効率を高くすることができる。また、エンジン５０の運転ポイントは、設定されたエネルギＰｄを出力する運転ポイントであれば如何なる運転ポイントとしてもよいから、エンジン５０をより効率の良い運転ポイントで運転することができる。この結果、装置全体のエネルギ効率をより高くすることができる。
【０１２９】（５）直接出力トルク制御処理次に、直接出力トルク制御処理（図５のステップＳ１１８）について図１９の直接出力トルク制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチンは、エンジン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）で運転したときにモータＭＧ２によるトルクの増減なしに出力可能な範囲に、図７のステップＳ１３８におけるトルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄがあるときに実行される。本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込む処理を行なう（ステップＳ３２０）。次にエンジン５０の目標トルクＴｅ＊および目標回転数Ｎｅ＊をそれぞれ設定する（ステップＳ３２２）。目標回転数Ｎｅ＊としては駆動軸２２の回転数Ｎｄを設定する。また、目標トルクＴｅ＊としては、駆動軸２２のトルク指令値Ｔｄ＊を設定する。
【０１３０】続いて、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６が共にオンとなっているかを調べ（ステップＳ３２４）、両クラッチ４５，４６が共にオンとなっていないときには、両クラッチ４５，４６を共にオンとする（ステップＳ３２６）。このように第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作することにより、動力出力装置２０は、クランクシャフト５６と駆動軸２２とを直接結合した構成となる。この結果、プラネタリギヤ２００は動力の分配機能を奏しなくなる。
【０１３１】次に、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊とに共に値０を設定し（ステップＳ３２８およびＳ３３０）、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を行なう（ステップＳ３３２ないしＳ３３６）。ここで、トルク指令値Ｔａ＊に値０が設定されたときのモータＭＧ１およびＭＧ２の制御としては、図１３のモータ制御ルーチンにより行なうことができるが、実施例では、モータＭＧ１およびＭＧ２の各相の電流をすべて値０とすればよいから、駆動回路９１，９２の全てのトランジスタをオフとしている。
【０１３２】以上説明した直接出力トルク制御処理によれば、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とを共にオンとすることにより、エンジン５０から出力される動力をトルク変換することなく直接駆動軸２２に出力することができる。したがって、モータＭＧ１およびモータＭＧ２によるエネルギ損失を零とすることができる。しかも、この直接出力トルク制御処理は駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）と駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０を効率よく運転できる範囲内にあるときに行なわれるから、駆動軸２２に動力をより効率よく出力することができる。
【０１３３】なお、実施例の動力出力装置２０では、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊とモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊とに共に値０を設定し、モータＭＧ１もモータＭＧ２もない構成と同様の動作としたが、バッテリ９４から放電される電気エネルギを用いてモータＭＧ２から駆動軸２２に動力を出力したり、モータＭＧ２により駆動軸２２から電力を回生してバッテリ９４を充電するものとしてもよい。こうすれば、直接出力トルク制御処理を駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）と駆動軸２２の回転数Ｎｄとがエンジン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）にあるときに限られずに、駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０を効率よく運転できる範囲にあれば実行することができる。以下、こうした直接出力トルク制御処理について図２０の直接出力トルク制御ルーチンに基づき簡単に説明する。
【０１３４】図２０の直接出力トルク制御ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込み（ステップＳ３４０）、読み込んだ駆動軸２２の回転数Ｎｄをエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊に設定する（ステップＳ３４２）、そして、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６が共にオンであるかを調べ（ステップＳ３４４）、両クラッチ４５，４６が共にオンでないときには、両クラッチ４５，４６を共にオンとする（ステップＳ３４６）。次に、駆動軸２２の回転数Ｎｄにおけるエンジン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）内の最小トルクＴ１および最大トルクＴ２を読み込む処理を行なって（ステップＳ３４８）、トルク指令値Ｔｄ＊を読み込んだ最小トルクＴ１および最大トルクＴ２と比較する（ステップＳ３５０）。なお、実施例では、最小トルクＴ１および最大トルクＴ２の読み込みは、駆動軸２２の各回転数Ｎｄに対するエンジン５０を効率よく運転できる範囲の最小トルクＴ１と最大トルクＴ２とを実験等により求めて予めＲＯＭに記憶しておき、駆動軸２２の回転数Ｎｄが読み込まれると、この回転数Ｎｄとマップとから最小トルクＴ１および最大トルクＴ２を導出するものとした。
【０１３５】トルク指令値Ｔｄ＊が最小トルクＴ１以上で最大トルクＴ２以下であれば、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定し（ステップＳ３５４）、トルク指令値Ｔｄ＊が最小トルクＴ１未満のときには目標トルクＴｅ＊に最小トルクＴ１を設定し（ステップＳ３５２）、トルク指令値Ｔｄ＊が最大トルクＴ２より大きいときには目標トルクＴｅ＊に最大トルクＴ２を設定する（ステップＳ３５６）。このように設定することにより、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊の運転ポイントは前述したエンジン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）内となる。
【０１３６】続いて、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ３５８）、トルク指令値Ｔｄ＊からエンジン５０の目標トルクＴｅ＊を減じたものをモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊に設定する（ステップＳ３６０）。こうしてエンジン５０の目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊，モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊およびモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を設定すると、これらの設定値を用いてモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御（ステップＳ３６２ないしＳ３６６）を行なう。
【０１３７】図２１は、こうした図２０の直接出力トルク制御ルーチンを実行した際の駆動軸２２に動力が出力される様子を例示する説明図である。いま、駆動軸２２が回転数Ｎｄ１で回転しておりアクセルペダル６４の踏込量に応じて定まるトルク指令値Ｔｄ＊が値Ｔｄ１であるとき、すなわち駆動軸２２を運転ポイントＰｄ１で運転したいときを考える。回転数Ｎｄ１はエンジン５０を効率よく運転できる範囲ＰＡ内にあるが、トルク指令値Ｔｄ＊はこの範囲ＰＡの上限を大きく上回る状態である。このとき、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊には回転数Ｎｄ１における範囲ＰＡの上限値のトルク（値Ｔｅ１）が最大トルクＴ２として設定され（ステップＳ３５６）、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊には回転数Ｎｄ１がそのまま設定されるから（ステップＳ３４２）、エンジン５０は、トルクＴｅ１と回転数Ｎｄ１とにより表わされる運転ポイントＰｅ１で運転されることになる。モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊は、トルク指令値Ｔｄ＊（値Ｔｄ１）からエンジン５０の目標トルクＴｅ＊（値Ｔｅ１）を減じたトルク（値Ｔａ１）として求められるから（ステップＳ３６０）、駆動軸２２に与えられるエネルギは、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とが共にオンとされることによりエンジン５０から直接駆動軸２２に出力されるエネルギ（Ｔｅ１×Ｎｄ１）にモータＭＧ２から直接駆動軸２２に出力されるエネルギ（Ｔａ１×Ｎｄ１）を加えたエネルギ（Ｔｄ１×Ｎｄ１）となる。なお、モータＭＧ２から駆動軸２２に出力されるエネルギは、バッテリ９４からの放電される電力により賄われる。
【０１３８】次に、駆動軸２２が回転数Ｎｄ２で回転しており出力トルク指令値Ｔｄ＊が値Ｔｄ２であるとき、すなわち駆動軸２２を図２１中の運転ポイントＰｄ２で運転したいときを考える。回転数Ｎｄ２はエンジン５０を効率よく運転できる範囲ＰＡ内にあるが、トルク指令値Ｔｄ＊はこの範囲ＰＡの下限を下回る状態である。このとき、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊には回転数Ｎｄ２における範囲ＰＡの下限値のトルク（値Ｔｅ２）が最小トルクＴ１として設定され（ステップＳ３５２）。エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊には回転数Ｎｄ２がそのまま設定されるから（ステップＳ３４２）、エンジン５０は、トルクＴｅ２と回転数Ｎｄ２とで表わされる運転ポイントＰｅ２で運転することになる。モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊は、トルク指令値Ｔｄ＊からエンジン５０の目標トルクＴｅ＊を減じたトルク（負の値Ｔａ２）として求められるから（ステップＳ３６０）、駆動軸２２に与えられるエネルギは、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とが共にオンとされることによりエンジン５０から直接駆動軸２２に出力されるエネルギ（Ｔｅ２×Ｎｄ２）からモータＭＧ２により回生される電力に相当するエネルギ（Ｔａ２×Ｎｄ２）を減じたエネルギ（Ｔｄ２×Ｎｄ２）となる。なお、モータＭＧ２により回生される電力は、バッテリ９４の充電に用いられる。
【０１３９】以上説明したように、実施例の動力出力装置２０で図２０に示す変形例の直接出力トルク制御ルーチンを実行すれば、駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）がエンジン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）内になくても駆動軸２２の回転数Ｎｄがこの範囲内にあれば直接出力トルク制御処理を行なうことができる。しかも、バッテリ９４の充放電によりエンジン５０の目標トルクＴｅ＊とトルク指令値Ｔｄ＊との偏差のトルクでモータＭＧ２を駆動するから、駆動軸２２には、所望のトルクを作用させることができる。
【０１４０】（６）モータ駆動トルク制御処理次に、モータ駆動トルク制御処理（図５のステップＳ１２０）について図２２のモータ駆動トルク制御ルーチンに基づき説明する。本ルーチンは、図７のステップＳ１４２およびＳ１４４で駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄが所定エネルギＰＭＬより小さく、かつ、駆動軸２２の回転数Ｎｄが所定回転数ＮＭＬより小さいと判断されたときに実行される。
【０１４１】本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、エンジン５０の運転の停止命令が出力されているか否かを調べ（ステップＳ３７０）、エンジン５０の運転の停止命令が出力されているときにはエンジン５０の運転を停止する信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信し（ステップＳ３７２）、エンジン５０の運転の停止命令が出力されていないときにはエンジン５０をアイドル運転状態とする信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信する（ステップＳ３７４）。ここで、エンジン５０の運転の停止命令は、エンジン５０の運転状態やエンジン５０の排気管に設けられた図示しない触媒装置等の状態等に応じてＥＦＩＥＣＵ７０から出力される場合や、運転者が図示しないエンジン５０の停止を指示するスイッチをオンとすることに出力される場合などがある。なお、図示の都合上、図２２では、エンジン５０の制御をステップＳ３９０として表わしたが、前述したように、エンジン５０の制御はこうしたトルク制御ルーチンとは別個独立に行なわれるため、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０がＥＦＩＥＣＵ７０に対してエンジン５０の運転を停止する信号やエンジン５０をアイドル運転状態とする信号を送信すると、ＥＦＩＥＣＵ７０は、直ちにエンジン５０を停止あるいはアイドル運転状態となるようエンジン５０の制御を開始する。エンジン５０の制御は、エンジン５０の運転の停止命令が出力されているときには燃料噴射弁５１からの燃料噴射を停止すると共に点火プラグ６２への電圧の印加を停止する制御となり、エンジン５０をアイドル運転状態とするときには、スロットルバルブを全閉とした上でエンジン５０がアイドル回転数で運転されるようスロットルバルブを迂回する図示しないアイドル制御用の連通管に設けられた図示しないアイドルスピードコントロールバルブの開度の制御と燃料噴射量の制御とになる。
【０１４２】次に、第１クラッチ４５がオフで第２クラッチ４６がオン（図２の模式図の構成）となっているかを調べ（ステップＳ３７６）、両クラッチ４５，４６が設定しようとする状態にないときには、両クラッチ４５，４６を一旦共にオフとして（ステップＳ３７８）、その後第２クラッチ４６をオンとする（ステップＳ３８０）。そして、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊に駆動軸２２に出力すべきトルクであるトルク指令値Ｔｄ＊を設定し（ステップＳ３８２）、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊にその反力トルクに相当する値を設定して（ステップＳ３８４）、モータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を行なう（ステップＳ３８６ないしＳ３９０）。
【０１４３】以上説明したモータ駆動トルク制御処理によれば、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成とし、さらにモータＭＧ１でモータＭＧ２の反力トルクを支持することにより、モータＭＧ２から出力される動力のみで車両を駆動することができる。しかも、こうしたモータ駆動トルク制御処理は、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄがエンジン５０の効率の低い運転ポイントとなるときに行ない、エンジン５０の運転を停止するかエンジン５０をアイドル運転状態とするから、エンジン５０を効率の低い運転ポイントで運転することによるエネルギ効率の低下を回避することができる。
【０１４４】実施例のモータ駆動トルク制御処理では、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成とし、モータＭＧ２から駆動軸２２に動力を出力するものとしたが、第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフとして動力出力装置２０を図３の模式図の構成とし、モータＭＧ１とモータＭＧ２とにより駆動軸２２に動力を出力するものとしてもよい。こうしたモータ駆動トルク制御処理は、例えば、図２３に例示する変形例のモータ駆動トルク制御ルーチンによりなされる。以下、この変形例のモータ駆動トルク制御処理について簡単に説明する。
【０１４５】この変形例のルーチンでは、エンジン５０の運転を停止する信号かエンジン５０をアイドル運転状態とする信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信した後に（ステップＳ４００ないしＳ４０４）、第１クラッチ４５がオンで第２クラッチ４６がオフ（図３の模式図の構成）となっているかを調べ（ステップＳ４０６）、両クラッチ４５，４６が設定しようとする状態にないときには、両クラッチ４５，４６を一旦共にオフとして（ステップＳ４０８）、その後第１クラッチ４５をオンとする（ステップＳ４１０）。そして、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊（ステップＳ４１２）、およびモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を設定する。両者の値は、駆動軸２２から所望のトルクが出力されるように上式（１）に基づいて設定される。こうして設定されたトルク指令値に応じてモータＭＧ１，モータＭＧ２およびエンジン５０の各制御を行なう（ステップＳ４１６ないしＳ４１９）。このようにトルク指令値Ｔｃ＊，Ｔａ＊を設定することにより、モータＭＧ１から駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊に相当するトルクを出力することができる。なお、エンジン５０が運転停止の状態のときには、モータＭＧ２をロックアップするものとしてもよい。また、エンジン５０をアイドル運転状態とするときには、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊をクランクシャフト５６の回転数Ｎｅがアイドル回転数となるようフィードバック制御するものとしてもよい。
【０１４６】また、実施例のモータ駆動トルク制御処理では、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成とし、モータＭＧ２から駆動軸２２に動力を出力するものとしたが、両クラッチ４５，４６を共にオンとして、モータＭＧ２により駆動軸２２を駆動するものとしてもよい。こうしたモータ駆動トルク制御処理は、例えば、図２４に例示する変形例のモータ駆動トルク制御ルーチンによりなされる。以下、この変形例のモータ駆動トルク制御処理について簡単に説明する。
【０１４７】この変形例のルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、エンジン５０の運転を停止する信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信する（ステップＳ４２０）。このエンジン５０の運転を停止する信号を受信したＥＦＩＥＣＵ７０は、エンジン５０への燃料噴射や点火を停止してエンジン５０の運転を停止する。続いて、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とが共にオンとなっているかを調べ（ステップＳ４２１）、両クラッチ４５，４６が共にオンの状態にないときには、両クラッチ４５，４６を共にオフとする（ステップＳ４２２）。そして、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊に値０を設定する（ステップＳ４２３）。次に、エンジン５０のクランクシャフト５６の回転数Ｎｅを読み込み（ステップＳ４２４）、読み込んだ回転数Ｎｅに基づいてエンジン５０のフリクショントルクＴｅｆを導出する（ステップＳ４２５）。ここで、フリクショントルクＴｅｆは、運転の停止しているエンジン５０を回転数Ｎｅで回転させるのに必要なトルクであり、実施例では、実験などによりエンジン５０の回転数ＮｅとフリクショントルクＴｅｆとの関係を予め求めてマップとしてＲＯＭに記憶しておき、回転数Ｎｅが読み込まれると、このマップを用いて読み込んだ回転数Ｎｅに対応するフリクショントルクＴｅｆを導出するものとした。そして、導出したフリクショントルクＴｅｆと駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値）Ｔｄ＊と加えた値をモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊として設定し（ステップＳ４２６）、設定した値でモータＭＧ１とモータＭＧ２とが動作するようモータＭＧ１とモータＭＧ２の制御を行なう（ステップＳ４２７およびＳ４２８）。
【０１４８】このように変形例のモータ駆動トルク制御処理とすれば、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にフリクショントルクＴｅｆとトルク指令値Ｔｄ＊と加えた値を設定することにより、両クラッチ４５，４６を共にオンとした状態でエンジン５０をモータリングしながら駆動軸２２にアクセルペダル６４踏込量に応じたトルク（値Ｔｄ＊）を出力することができる。なお、この変形例では、エンジン５０のフリクショントルクＴｅｆの導出をエンジン５０の回転数Ｎｅに基づいて行なったが、両クラッチ４５，４６が共にオンとされてクランクシャフト５６と駆動軸２２とが機械的に結合しているから、駆動軸２２の回転数Ｎｄに基づいて導出するものとしてもよいことは勿論である。
【０１４９】以上説明した運転制御によれば、運転者の所望する動力を駆動軸２２に出力することができる。しかも、運転者の所望する動力（エネルギＰｄ）やバッテリ９４の残容量ＢRM，駆動軸２２の回転数Ｎｄに応じてより効率のよい運転モードを選択するから、装置全体のエネルギ効率をより高くすることができる。さらに、各運転モードでエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとに応じて第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を操作することにより、エンジン５０から出力された動力をトルク変換する際のモータＭＧ１とモータＭＧ２のエネルギ損失を小さくすることができる。この結果、装置全体のエネルギ効率をより高くすることができる。
【０１５０】実施例の運転制御では、運転者の所望する動力（エネルギＰｄ）やバッテリ９４の残容量ＢRM，駆動軸２２の回転数Ｎｄに応じて通常運転トルク制御処理や充放電トルク制御処理，パワーアシストトルク制御処理，直接出力トルク制御処理，モータ駆動トルク制御処理を選択して実行するものとしたが、これらの処理のうちの一部の処理を行なわないものとしても差し支えない。
【０１５１】また、実施例の運転制御では、駆動軸２２に出力すべきトルクであるトルク指令値Ｔｄ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとがエンジン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）にあるときに直接出力トルク制御処理を行なったが、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとが所定の範囲内にあるとき又はエンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄの偏差である回転数差Ｎｃが所定範囲内にあるときに直接出力トルク制御処理を行なうものとしてもよい。通常、モータは定格値近くの運転状態のときにもっとも効率が高くなり、その運転状態から著しく離れた運転状態のときには効率も低くなる。モータＭＧ１の回転数は、エンジン５０の回転数Ｎｅと駆動軸２２の回転数Ｎｄとの偏差である回転数差Ｎｃであり、定常状態におけるエンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄとの偏差となるから、この偏差が小さいときにはモータＭＧ１は小さな回転数で運転されることになり、その効率も低くなる。したがって、上述のように、モータＭＧ１の回転数が小さなときに直接出力トルク制御処理を行なえば、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とを共にオンとしてクランクシャフト５６と駆動軸２２とを機械的に接続することにより、モータＭＧ１の効率の低下による装置全体のエネルギ効率の低下を防止することができる。なお、エンジン５０の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸２２の回転数Ｎｄの偏差が小さいときには、エンジン５０の目標トルクＴｅ＊と駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）との偏差も小さくなるから、通常は、エンジン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）にあるときに該当する。
【０１５２】実施例の運転制御では、駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）と駆動軸２２の回転数Ｎｄとがエンジン５０を効率よく運転できる範囲（図８の領域ＰＡ）内にあるときや、トルク指令値Ｔｄ＊がエンジン５０を効率よく運転できる範囲内になくても駆動軸２２の回転数Ｎｄがこの範囲内にあるときに直接出力トルク制御処理（図１９または図２０）を行なった。かかる場合に限らず、例えば、モータＭＧ１に何らかの異常が生じたときに、第１クラッチ４５および第２クラッチ４６を共にオンとして、エンジン５０とモータＭＧ２とから駆動軸２２に動力を出力するものとしてもよい。この場合、車両を発進させるときや、車速が小さく駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０の運転可能な最小回転数以下の回転数となるときには、エンジン５０をモータリングした状態でモータＭＧ２により駆動軸２２に動力を出力して車両を駆動すればよい。そして、駆動軸２２の回転数Ｎｄがエンジン５０の運転可能な最小回転数以上になったときにエンジン５０を始動して、エンジン５０から出力される動力とモータＭＧ２から出力される動力とを駆動軸２２に出力して車両を駆動するものとすればよい。こうすれば、モータＭＧ１に異常が生じたときでも駆動軸２２に動力を出力して車両を駆動することができる。
【０１５３】実施例の運転制御では、駆動軸２２に出力すべきエネルギＰｄが所定エネルギＰＭＬより小さく、かつ、駆動軸２２の回転数Ｎｄが所定回転数ＮＭＬより小さいと判断されたときモータ駆動トルク制御処理を行なうものとしたが、こうした駆動軸２２へ出力すべきエネルギＰｄや駆動軸２２の回転数Ｎｄに拘わらずモータ駆動トルク制御処理を実行するものとしてもよい。例えば、図示しないモータ駆動モード設定スイッチを運転者がオンとしたときにモータ駆動トルク制御処理を実行するものとしてもよい。
【０１５４】Ｄ．エンジンの始動制御次に、実施例の動力出力装置２０におけるエンジン５０の始動制御処理について説明する。実施例の動力出力装置２０では、車両が停止状態にあるときにエンジン５０を始動する場合のほか、エンジン５０を停止した状態で前述のモータ駆動トルク制御処理により車両の走行を開始し、その後他のトルク制御に切り換える際にエンジン５０を始動する場合、すなわち車両が走行状態にあるときにエンジン５０を始動する場合がある。まず、車両が停止状態にあるときのエンジン５０の始動処理を図２５のエンジン始動処理ルーチンに基づいて説明し、その後、車両が走行状態にあるときのエンジン５０の始動処理を説明する。
【０１５５】図２５のエンジン始動処理ルーチンは、例えば、運転者によりスタータスイッチ７９をオンされたときに実行される。本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、第１クラッチ４５をオンとすると共に（ステップＳ４３０）、第２クラッチ４６をオフとして（ステップＳ４３２）、動力出力装置２０を図３の模式図の構成とする。続いて、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にスタータトルクＴSTを設定し（ステップＳ４３４）、モータＭＧ２の制御を行なう（ステップＳ４３６）。このとき、プラネタリギヤ２００を介して動力が駆動軸２２に出力されないように、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊を設定し（ステップＳ４３５）、モータＭＧ１の制御を行なう（ステップＳ４３６）。このように両クラッチ４５，４６を操作してモータＭＧ２を制御することにより、エンジン５０のクランクシャフト５６はモータリングされる。ここで、スタータトルクＴSTは、エンジン５０のフリクショントルクに打ち勝ってエンジン５０を所定回転数ＮST以上の回転数で回転させることができるトルクとして設定されるものである。
【０１５６】次に、エンジン５０の回転数Ｎｅを読み込み（ステップＳ４３７）、読み込んだ回転数Ｎｅを所定回転数ＮSTと比較する（ステップＳ４３８）。ここで、所定回転数ＮSTは、エンジン５０を安定して連続運転できる最低の回転数以上の回転数として設定されるものである。エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮSTより小さいときには、ステップＳ４３６に戻ってステップＳ４３６ないしＳ４４０の処理を繰り返し、エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上となるのを待つ。エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上になると、ＥＦＩＥＣＵ７０による燃料噴射制御や点火制御を開始する信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信して（ステップＳ４３９）、本ルーチンを終了する。なお、燃料噴射制御や点火制御を開始する信号を受信したＥＦＩＥＣＵ７０は、エンジン５０がアイドル回転数で運転されるよう燃料噴射弁５１からの燃料噴射制御や点火プラグ６２における点火制御を開始すると共に、前述した図示しないアイドルスピードコントロールバルブの開度の制御を行なう。
【０１５７】以上説明したエンジン始動処理によれば、車両が停止している状態でエンジン５０を始動することができる。しかも第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフとしてクランクシャフト５６にモータＭＧ２のロータ４１が接続された状態とし、モータＭＧ２によりエンジン５０を回転させるから、エンジン５０の始動用のモータを別に設ける必要がない。この結果、装置全体をコンパクトにすることができる。
【０１５８】実施例のエンジン始動処理では、第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフとしてモータＭＧ２によりエンジン５０をモータリングしたが、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとした状態でモータＭＧ１によりエンジン５０をモータリングするものとしてもよい。この場合、図２６に例示するエンジン始動処理ルーチンを実行すればよい。以下、この処理について簡単に説明する。
【０１５９】図２６のエンジン始動処理ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成とする（ステップＳ４４０およびＳ４４１）。そして、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊にスタータトルクＴSTを設定すると共に（ステップＳ４４２）、モータＭＧ２の三相コイル４４の各相に流す電流Ｉａ（Ｉｕａ，Ｉｖａ，Ｉｗａ）に所定電流ＩST（ＩｕST，ＩｖST，ＩｗST）を設定し（ステップＳ４４３）、モータＭＧ１およびモータＭＧ２の制御を行なう（ステップＳ４４５およびＳ４４６）。ここで、所定電流ＩSTは、スタータトルクＴSTをクランクシャフト５６に作用させても駆動軸２２が回転しないトルクをモータＭＧ２に発生させる電流値として設定されるものである。このようにモータＭＧ１およびモータＭＧ２を制御することにより、駆動軸２２はモータＭＧ２によりその回転が制限されて固定され、エンジン５０のクランクシャフト５６は、スタータトルクＴSTを出力するモータＭＧ１によりモータリングされる。そして、図２５のエンジン始動処理ルーチンと同様に、エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上となるのを待って（ステップＳ４４７およびＳ４４８）、ＥＦＩＥＣＵ７０による燃料噴射制御や点火制御を開始する信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信する（ステップＳ４４９）。
【０１６０】このように第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとした図２の模式図の構成でも車両が停止している状態でモータＭＧ１およびモータＭＧ２によりエンジン５０を始動することができる。したがって、この場合としてもエンジン５０の始動用のモータを別に設ける必要がなく、装置全体をコンパクトにすることができる。
【０１６１】次に、車両が走行状態にあるときのエンジン５０の始動処理について説明する。車両が走行状態にあるときのエンジン５０の始動処理は、図２７に例示するモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンにより行なわれる。このルーチンは、エンジン５０を停止した状態でモータ駆動トルク制御処理がなされているときに、運転者がエンジン５０を始動する図示しないスイッチをオンとしたときや、バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬより小さくなったときなどのように図７の運転モード判定処理ルーチンでモータ駆動モードとは異なる運転モードが設定されたときに実行される。なお、モータ駆動トルク制御処理は、図２２に例示するモータ駆動トルク制御ルーチンによる処理、すなわち、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成とし、この状態でモータＭＧ２から駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊を出力する処理により行なわれている。
【０１６２】本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、モータＭＧ１のトルク指令値Ｔｃ＊にスタータトルクＴSTを設定すると共に（ステップＳ４５０）、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊にスタータトルクＴSTを加えた値を設定する（ステップＳ４５２）。そして、モータＭＧ１およびモータＭＧ２の各制御を行なう（ステップＳ４５４およびＳ４５６）。本ルーチンは、前述したように動力出力装置２０を図２の模式図の構成としたときに行なわれる。この構成でモータＭＧ１からクランクシャフト５６にスタータトルクＴSTを出力すると、エンジン５０はこのトルクによりモータリングされる。このとき、プラネタリギヤ２００の作用により、スタータトルクＴSTに応じたトルクが反力として駆動軸２２に出力される。このため、図２２のモータ駆動トルク制御ルーチンのステップＳ３８４と同様にモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定するものとすれば、モータＭＧ１から駆動軸２２に出力される反トルクの分だけ運転者が欲するトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）より小さなトルクが駆動軸２２に出力されることになり、エンジン５０の始動に伴ってトルクショックが生じることになる。実施例では、ステップＳ４５２に示すように、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊にスタータトルクＴSTを加えた値を設定することにより、こうしたトルクショックを打ち消している。
【０１６３】このようにエンジン５０のモータＭＧ１によるモータリングが行なわれると、図２５のエンジン始動処理ルーチンのステップＳ４３７およびＳ４３８の処理と同様に、エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上となるのを待って（ステップＳ４５８およびＳ４６０）、ＥＦＩＥＣＵ７０による燃料噴射制御や点火制御を開始する信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信する（ステップＳ４６２）。
【０１６４】以上説明した実施例のモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンによれば、車両がモータＭＧ２から出力される動力のみによって走行している最中にエンジン５０を始動することができる。このエンジン５０の始動はモータＭＧ１によりなされるから、エンジン５０の始動用にモータを別に設ける必要がない。しかも、エンジン５０のモータリングの際にモータＭＧ１から駆動軸２２に出力されるトルクを打ち消すようモータＭＧ２から駆動軸２２に出力するトルクを制御するから、エンジン５０を始動する際に生じるトルクショックを小さくしたり、或いはなくすことができる。
【０１６５】実施例のモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンは、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成とした状態でモータＭＧ２から駆動軸２２に所望のトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）を出力する図２２のモータ駆動トルク制御ルーチンが行なわれているときにエンジン５０を始動する処理であるが、第１クラッチ４５をオンとし第２クラッチ４６をオフとして動力出力装置２０を図３の模式図の構成とした状態でモータＭＧ２によりクランクシャフト５６を固定すると共にモータＭＧ１から駆動軸２２にトルク指令値Ｔｄ＊を出力する図２３のモータ駆動トルク制御ルーチンが行なわれているときも、図２７に例示するモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンと同様の制御ルーチンによりエンジン５０の始動がなされる。
【０１６６】このルーチンによれば、モータＭＧ１からモータＭＧ２により反力を得て出力される動力により走行している最中にエンジン５０を始動することができる。このエンジン５０の始動はモータＭＧ２によりなされるから、エンジン５０の始動用にモータを別に設ける必要がない。しかも、エンジン５０のモータリングの際でもモータＭＧ１から駆動軸２２に出力されるトルクに変動はないから、エンジン５０を始動する際でもトルクショックはない。
【０１６７】実施例のモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンは、第１クラッチ４５をオフとし第２クラッチ４６をオンとして動力出力装置２０を図２の模式図の構成とした状態でモータＭＧ２から駆動軸２２に所望のトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）を出力する図２２のモータ駆動トルク制御ルーチンが行なわれているときにエンジン５０を始動する処理であるが、第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とを共にオンとした状態でモータＭＧ２によりエンジン５０をモータリングしながら駆動軸２２に所望のトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）を出力する図２４のモータ駆動トルク制御ルーチンが行なわれているときには、図２８に例示するモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンによりエンジン５０の始動がなされる。
【０１６８】この図２８に例示するモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、図２４のモータ駆動トルク制御ルーチンのステップＳ４２４ないしＳ４２７と同一の処理、すなわちエンジン５０の回転数Ｎｅの読み込んで（ステップＳ４９０）、読み込んだ回転数Ｎｅに基づいてエンジン５０のフリクショントルクＴｅｆを導出し（ステップＳ４９１）、導出したフリクショントルクＴｅｆにトルク指令値Ｔｄ＊を加えてモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊を設定して（ステップＳ４９２）、モータＭＧ２の制御を行なう（ステップＳ４９３）。
【０１６９】次に、読み込んだ回転数Ｎｅを所定回転数ＮSTと比較し（ステップＳ４３８）、回転数Ｎｅが所定回転数ＮSTより小さいときには、エンジン５０を安定して運転することができる回転数にないと判断し、ステップＳ４９０に戻って回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上となるまでステップＳ４９０ないしＳ４９４の処理を繰り返す。このように図２４のモータ駆動トルク制御ルーチンのステップＳ４２４ないしＳ４２７と同一の処理を繰り返すのは、この始動処理ルーチンがモータＭＧ２によって駆動しているときに実行されるからである。すなわち、クランクシャフト５６と駆動軸２２とが第１クラッチ４５と第２クラッチ４６とにより結合されているため、エンジン５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎｄに優先して制御することができないからである。
【０１７０】エンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮST以上のときには、エンジン５０を無負荷で回転数Ｎｅで運転するときの燃料噴射量を算出し（ステップＳ４９５）、算出した燃料噴射量を燃料噴射弁５１から噴射する燃料噴射制御と点火制御とを実施するようＥＦＩＥＣＵ７０に向けて信号を送信する（ステップＳ４９６）。ここで、無負荷で回転数Ｎｅのときの燃料噴射量は、実施例では、無負荷状態のエンジン５０の回転数Ｎｅとそのときの燃料噴射量とを実験などにより予め求めてマップとしてＲＯＭに記憶しておき、回転数Ｎｅが与えられると、このマップから回転数Ｎｅに対応する燃料噴射量を導出することにより求めた。そして、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定し（ステップＳ４９７）、モータＭＧ２の制御を行なって（ステップＳ４９８）、本ルーチンを終了する。このようにモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊の設定の計算からエンジン５０のフリクショントルクＴｅｆを除くのは、エンジン５０は無負荷で回転数Ｎｅで運転されるからである。
【０１７１】以上説明した変形例のモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンによれば、モータＭＧ２によりエンジン５０を回転しながら駆動軸２２に動力を出力している最中にエンジン５０を始動することができる。しかも、エンジン５０を無負荷で回転数Ｎｅで運転されるよう燃料噴射量を調整すると共にモータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊を設定するから、エンジン５０を始動する際のトルクショックを小さくすることができる。なお、変形例のモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンでは、エンジン５０を無負荷で回転数Ｎｅで運転するものとしたが、負荷トルクＴｅで回転数Ｎｅで運転するものとしてもよい。この場合、エンジン５０の始動の際のトルクショックを小さくするためには、モータＭＧ２のトルク指令値Ｔａ＊にトルク指令値Ｔｄ＊から負荷トルクＴｅを減じたものを設定すればよい。また、変形例のモータ駆動時エンジン始動処理ルーチンでは、エンジン５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎｄに優先して制御することができないために、ステップＳ４９４でエンジン５０の回転数Ｎｅが所定回転数ＮSTより小さいときにはステップＳ４９０ないしＳ４９４の処理を繰り返すものとしたが、動力出力装置２０を駆動軸２２の回転数Ｎｄを比較てき自由に変更できるもの、例えば船舶や航空機に搭載したときなどには、エンジン５０の回転数Ｎｅを駆動軸２２の回転数Ｎｄに優先して制御するものとしてもよい。
【０１７２】Ｅ．後進制御次に実施例の動力出力装置２０によって車両を後進させる際の制御について説明する。車両の後進制御は、図２９に例示する後進時トルク制御ルーチンによりなされる。本ルーチンは、運転者によりシフトレバー８２がリバースの位置にセットされたのをシフトポジションセンサ８４により検出されたときに所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【０１７３】本ルーチンが実行されると、制御装置８０の制御ＣＰＵ９０は、まず、第１クラッチ４５がオフで第２クラッチ４６がオンの状態（図２の模式図の構成の状態）にあるかを調べ（ステップＳ５００）、この状態にないときには、両クラッチ４５，４６を一旦共にオフとした後に（ステップＳ５０２）、第２クラッチ４６をオンとする（ステップＳ５０４）。両クラッチ４５，４６が設定すべき状態にないときに両クラッチ４５，４６を一旦共にオフとする理由については説明した。次に、駆動軸２２の回転数Ｎｄを読み込むと共に（ステップＳ５０６）、アクセルペダルポジションセンサ６４ａにより検出されるアクセルペダルポジションＡＰを読み込み（ステップＳ５０８）、読み込んだ駆動軸２２の回転数ＮｄとアクセルペダルポジションＡＰとに基づいて駆動軸２２に出力すべきトルク（トルク指令値Ｔｄ＊）を導出する。こうしたトルク指令値Ｔｄ＊の導出の手法は図５の運転制御ルーチンのステップＳ１０４の処理で説明した手法と同様であるが、シフトレバー８２がリバースに設定されていることから、ここではトルク指令値Ｔｄ＊として負の値が導出される。
【０１７４】トルク指令値Ｔｄ＊を導出すると、バッテリ９４の残容量ＢRMを読み込み（ステップＳ５１２）、読み込んだバッテリ９４の残容量ＢRMを閾値ＢＬと比較する（ステップＳ５１４）。バッテリ９４の残容量ＢRMが閾値ＢＬ以上のときには、バッテリ９４の残容量ＢRMはモータＭＧ２を駆動するのに十分な状態にあると判断し、エンジン５０が運転されているか否かを調べ（ステップＳ５１６）、エンジン５０が運転されているときには、エンジン５０をアイドル運転状態とする信号をＥＦＩＥＣＵ７０に送信する | |