动力传递设备

摘要

在第一及第二转子(28，78)与第三转子(18)之间产生转动差，该转动差致使感应电流在第一转子绕组(30)中流动。这会促使扭矩作用在第一转子(28)与第三转子(18)之间。由流经第二转子绕组(80)的感应电流所产生的旋转磁场与第二定子(66)相互作用，该第二定子又在第二定子绕组(70)中产生感应电动势。该感应电动势经由相位调节电路(43)供给至第一定子绕组(20)，该第一定子绕组产生旋转磁场并致使扭矩作用在第一定子(16)和第三转子(18)之间。由第二转子绕组(80)产生的旋转磁场以及在第二定子绕组(70)中流动的感应电流致使扭矩作用在第二定子(66)与第二转子(78)之间。

权利要求

1.一种动力传递设备，包括：

第一旋转元件(28)，其具有能够产生旋转磁场的第一旋转元件导体(30)；

第二旋转元件(78)，其与所述第一旋转元件(28)联接且具有第二旋转元件导体(80)，所述第二旋转元件导体连接至所述第一旋转元件导体(30)并能够产生旋转磁场；

第一固定元件(16)，其具有能够产生旋转磁场的第一固定元件导体(20)；

第三旋转元件(18)，其能够相对于所述第一及第二旋转元件旋转，其中，根据由所述第一旋转元件导体(30)产生的旋转磁场在所述第一旋转元件(28)与所述第三旋转元件(18)之间作用有扭矩，而且根据由所述第一固定元件导体(20)产生的旋转磁场在所述第一固定元件(16)与所述第三旋转元件(18)之间作用有扭矩；以及第二固定元件(66)，其具有第二固定元件导体(70)，根据由所述第二旋转元件导体(80)产生的旋转磁场，感应电流流经所述第二固定元件导体，而且，所述感应电流与由所述第二旋转元件导体(80)产生的旋转磁场之间的相互作用能够产生作用在所述第二旋转元件(78)与所述第二固定元件(66)之间的扭矩，其中，

原动机的动力传递至所述第一及第二旋转元件与所述第三旋转元件中的一个，而所述第一及第二旋转元件与所述第三旋转元件中的另一个的动力传递至负载，当根据所述第一旋转元件与所述第三旋转元件之间产生的旋转差而有感应电流流动时，所述第一及第二旋转元件导体能够产生所述旋转磁场，所述第一旋转元件导体(30)和所述第二旋转元件导体(80)连接成使得在感应电流流经所述第一旋转元件导体和所述第二旋转元件导体的状态下，由所述第一旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向与由所述第二旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向相同，所述第二旋转元件(78)的磁极数目等于所述第一旋转元件(28)的磁极数目，电力能够从所述第二固定元件导体(70)供给至所述第一固定元件导体(20)，而且在所述第二固定元件导体(70)与所述第一固定元件导体(20)之间设置有相位调节电路(43)。

2.一种动力传递设备，包括：

第一旋转元件(28)，其具有能够产生旋转磁场的第一旋转元件导体(30)；

第二旋转元件(78)，其与所述第一旋转元件(28)联接且具有第二旋转元件导体(80)，所述第二旋转元件导体连接至所述第一旋转元件导体(30)并能够产生旋转磁场；

第一固定元件(16)，其具有能够产生旋转磁场的第一固定元件导体(20)；

第三旋转元件(18)，其能够相对于所述第一及第二旋转元件旋转，其中，根据由所述第一旋转元件导体产生的旋转磁场在所述第一旋转元件(28)与所述第三旋转元件(18)之间作用有扭矩，而且根据由所述第一固定元件导体(20)产生的旋转磁场在所述第一固定元件(16)与所述第三旋转元件(18)之间作用有扭矩；以及第二固定元件(66)，其具有第二固定元件导体(70)，根据由所述第二旋转元件导体(80)产生的旋转磁场，感应电流流经所述第二固定元件导体，而且，所述感应电流与由所述第二旋转元件导体(80)产生的旋转磁场之间的相互作用能够产生作用在所述第二旋转元件(78)与所述第二固定元件(66)之间的扭矩，其中，

原动机的动力传递至所述第一及第二旋转元件与所述第三旋转元件中的一个，而所述第一及第二旋转元件与所述第三旋转元件中的另一个的动力传递至负载，当根据所述第一旋转元件与所述第三旋转元件之间产生的旋转差而有感应电流流动时，所述第一及第二旋转元件导体能够产生所述旋转磁场，设置整流器(93)以对由所述第二固定元件导体产生的交流电力进行整流，所述整流器整流过的电力由逆变器(40)转换成交流电力并能够被供给至所述第一固定元件导体(20)。

3.一种动力传递设备，包括：

第一旋转元件(28)，其具有能够产生旋转磁场的第一旋转元件导体(30)；

第二旋转元件(78)，其与所述第一旋转元件(28)联接且具有第二旋转元件导体(80)，所述第二旋转元件导体连接至所述第一旋转元件导体(30)并能够产生旋转磁场；

第一固定元件(16)，其具有能够产生旋转磁场的第一固定元件导体(20)；

第三旋转元件(18)，其能够相对于所述第一及第二旋转元件旋转，其中，根据由所述第一旋转元件导体产生的旋转磁场在所述第一旋转元件与所述第三旋转元件之间作用有扭矩，而且根据由所述第一固定元件导体(20)产生的旋转磁场在所述第一固定元件(16)与所述第三旋转元件(18)之间作用有扭矩；以及第二固定元件(66)，其具有第二固定元件导体(70)，根据由所述第二旋转元件导体(80)产生的旋转磁场，感应电流流经所述第二固定元件导体，而且，所述感应电流与由所述第二旋转元件导体(80)产生的旋转磁场之间的相互作用能够产生作用在所述第二旋转元件(78)与所述第二固定元件(66)之间的扭矩，其中，

原动机的动力传递至所述第一及第二旋转元件与所述第三旋转元件中的一个，而所述第一及第二旋转元件与所述第三旋转元件中的另一个的动力传递至负载，当根据所述第一旋转元件与所述第三旋转元件之间产生的旋转差而有感应电流流动时，所述第一及第二旋转元件导体能够产生所述旋转磁场，电力能够从所述第二固定元件导体供给至所述第一固定元件导体，

来自直流电源的直流电力由逆变器(41)转换成交流电力并能够被供给至所述第二固定元件导体(70)。

4.如权利要求2或权利要求3所述的动力传递设备，其中，

所述第一旋转元件导体(30)和所述第二旋转元件导体(80)连接成使得在感应电流流经所述第一旋转元件导体和所述第二旋转元件导体的状态下，由所述第一旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向与由所述第二旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向相同，并且所述第二旋转元件(78)的磁极数目等于或大于所述第一旋转元件(28)的磁极数目。

5.如权利要求2或权利要求3所述的动力传递设备，其中，

所述第一旋转元件导体(30)和所述第二旋转元件导体(80)连接成使得在感应电流流经所述第一及第二旋转元件导体的状态下，由所述第一旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向与由所述第二旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向相反。

6.一种动力传递设备，包括：

第一旋转元件(228)，其具有能够产生旋转磁场的旋转元件导体(230)；

固定元件(216)，其具有能够产生旋转磁场的固定元件导体(220)；以及

第二旋转元件(218)，其能够相对于所述第一旋转元件(228)旋转，

其中，根据由所述旋转元件导体产生的旋转磁场在所述第一旋转元件(228)与所述第二旋转元件(218)之间有扭矩作用，而且根据由所述固定元件导体产生的旋转磁场在所述固定元件与所述第二旋转元件之间有扭矩作用，其中，当根据所述第一旋转元件(228)与所述第二旋转元件(218)之间产生的旋转差而有感应电流流动时，所述旋转元件导体(230)能够产生所述旋转磁场，其中，原动机的动力传递至所述第一旋转元件(228)和所述第二旋转元件(218)中的一个，而所述第一旋转元件和所述第二旋转元件中的另一个的动力传递至负载，其中，所述动力传递设备进一步包括：变速器，其构造成在改变速度的同时将来自所述第一旋转元件(228)和所述第二旋转元件(218)中的所述另一个的动力传递至所述负载，电力传递单元，其构造成从所述旋转元件导体(230)获取交流电力，以及电力转换单元，其构造成对所述电力传递单元获取的交流电力进行转换并将所转换的电力供给至所述固定元件导体(220)，并且其中，当所述原动机的动力用于驱动所述负载时，改变所述变速器的变速比使得所述第一旋转元件(228)和所述第二旋转元件(218)中的、所述动力从所述原动机传递至其上的一个的转速变为高于所述第一旋转元件(228)和所述第二旋转元件(218)中的、将所述动力传递至所述负载的另一个的转速。

7.如权利要求6所述的动力传递设备，其中，所述电力转换单元包括：

整流器(93)，其构造成对所述电力传递单元获取的交流电力进行整流，以及直流-直流转换器(94)，其构造成将所述整流器整流过的电力的电压转换成待输出的电压，其中，其电压被所述直流-直流转换器转换成所述待输出的电压的电力由逆变器(40)转换成待供给至所述固定元件导体(220)的交流电力。

8.如权利要求6所述的动力传递设备，其中，所述电力传递单元包括：

电力传递用旋转元件(278)，其与所述第一旋转元件(228)联接，其中，所述电力传递用旋转元件连接至所述第一旋转元件(228)的所述旋转元件导体(230)，并且所述电力传递用旋转元件具有能够产生旋转磁场的电力传递用旋转元件导体(280)，以及电力传递用固定元件(266)，其具有电力传递用固定元件导体(270)，根据由所述电力传递用旋转元件导体(280)产生的所述旋转磁场，感应电流流经所述电力传递用固定元件导体，其中，所述电力转换单元构造成对由所述电力传递用固定元件导体(270)产生的交流电力进行转换。

9.如权利要求6所述的动力传递设备，其中，所述电力传递单元包括：

电刷(96)，其连接至所述电力转换单元，以及

滑环(95)，其连接至所述第一旋转元件(228)的所述旋转元件导体(230)并且在相对于所述电刷滑动的同时与所述第一旋转元件一起旋转。

10.如权利要求6所述的动力传递设备，进一步包括接合设备，所述接合设备能够机械地将所述第一旋转元件(228)与所述第二旋转元件(218)相接合。

11.如权利要求7所述的动力传递设备，其中，如果所述第一旋转元件(228)和所述第二旋转元件(218)中的一个的转速高于另一个的转速，则减小所述直流-直流转换器(94)的电压转换比。

说明书

动力传递设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种动力传递设备，更具体地，涉及这样一种动力传递设备：其能够通过将原动机的动力经旋转元件之间的电磁耦合传递至负载的方式来驱动负载，并能够以供给至固定元件导体的电力来驱动负载。

背景技术

[0002] 以下的专利文献1公开了这种动力传递设备。在专利文献1中公开的动力传递设备包括：第一转子，其具有磁体并以机械方式连接至驱动轮；第二转子，其具有以电磁方式与第一转子的磁体耦合并以机械方式与发动机(原动机)连接的绕组；定子，其具有以电磁方式与第一转子的磁体耦合的绕组；变压转子，其具有与第二转子的绕组电连接并以机械方式连接至第二转子的绕组；以及变压定子，其具有以电磁方式与变压转子的绕组耦合的绕组。在专利文献1中，从发动机传递至第二转子的动力经第二转子的绕组与第一转子的磁体之间的电磁耦合传递至第一转子。因此，驱动轮能够由发动机的动力驱动。此外，从电池经由逆变器供给至变压定子的绕组的电力能够经变压定子的绕组与变压转子的绕组之间的电磁耦合供给至变压转子的绕组和第二转子的绕组。因此，能够通过控制待供给至变压定子的绕组的电力来控制驱动轮的转速。而且，通过定子的绕组与第一转子的磁体之间的电磁耦合，第一转子能够使用从电池经由逆变器供给至定子的绕组的电力来产生动力并能够驱动驱动轮。因此，通过控制待供给至定子的绕组的电力能够控制待传递至驱动轮的扭矩。

[0003] 在专利文献1中，变压转子的绕组的卷绕轴线和变压定子的绕组的卷绕轴线都平行于转子的转动轴线，并且垂直于这样的径向方向：变压转子和变压定子沿该径向方向彼此相对。因此，变压转子和变压定子仅能够用作为变压器。在变压转子与变压定子之间不产生任何扭矩。相应地，变压转子和变压定子不能承载由发动机产生的扭矩。由发动机产生的扭矩仅被承载作为在第一转子与第二转子之间产生的扭矩。因而，扭矩传递能力下降。 [0004] 在专利文献1中，当使用发动机的动力以驱动驱动轮时，如果连接至驱动轮的第一转子的转速超过连接至发动机的第二转子的转速，则感应电流根据第一转子与第二转子之间的转速差流经第二转子的绕组，而且扭矩(制动扭矩)作用在第一转子(驱动轮)上以降低第一转子的转速。在这种情况下，如果通过将电力从电池经由逆变器供给至变压定子的绕组来将电力供给至第二转子的绕组，则能够防止制动扭矩作用在第一转子上。但是，需要将逆变器设置在电池与变压定子的绕组之间以执行双向电力转换，即，用于将电池的直流电力转换成待供给至变压定子的绕组(第二转子的绕组)的交流电力的电力转换、以及用于将变压定子的绕组的交流电力转换成将由电池回收的直流电力的电力转换。因而，不仅需要执行电池与定子绕组之间的双向电力转换的逆变器还需要执行电池与变压定子绕组之间的双向电力转换的逆变器。如果设置两个逆变器，则设备的构造变得复杂且设备的成本增加。

[0005] 专利文献1：JP 3067594B

[0006] 专利文献2：JP 2007-116837A

[0007] 专利文献3：JP 9-46815A

发明内容

[0008] 本发明具有提高动力传递设备的扭矩传递能力的优点，所述动力传递设备能够通过将原动机的动力经旋转元件之间的电磁耦合传递至负载的方式来驱动负载，并能够以供给至固定元件导体的电力来驱动负载。本发明具有另一优点，在所述动力传递设备中，在未将电力从蓄电设备供给至旋转元件导体的情况下，能够在将原动机的动力用于驱动负载时防止制动扭矩作用在该负载上。

[0009] 根据本发明的动力传递设备包括：第一旋转元件，其具有能够产生旋转磁场的第一旋转元件导体；第二旋转元件，其与第一旋转元件联接且具有第二旋转元件导体，第二旋转元件导体连接至第一旋转元件导体并能够产生旋转磁场；第一固定元件，其具有能够产生旋转磁场的第一固定元件导体；第三旋转元件，其能够相对于第一及第二旋转元件旋转，其中，根据由第一旋转元件导体产生的旋转磁场在第一旋转元件与第三旋转元件之间作用有扭矩，而且根据由第一固定元件导体产生的旋转磁场在第一固 定元件与第三旋转元件之间作用有扭矩；以及第二固定元件，其具有第二固定元件导体，根据由第二旋转元件导体产生的旋转磁场，感应电流流经第二固定元件导体，而且，感应电流与由第二旋转元件导体产生的旋转磁场之间的相互作用能够产生作用在第二旋转元件与第二固定元件之间的扭矩，其中，原动机的动力传递至第一及第二旋转元件与第三旋转元件中的一个，而第一及第二旋转元件与第三旋转元件中的另一个的动力传递至负载，当根据第一旋转元件与第三旋转元件之间产生的旋转差而有感应电流流动时，第一及第二旋转元件导体能够产生旋转磁场，第一旋转元件导体和第二旋转元件导体连接成使得在感应电流流经第一旋转元件导体和第二旋转元件导体的状态下，由第一旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向与由第二旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向相同，第二旋转元件的磁极数目等于第一旋转元件的磁极数目，电力能够从第二固定元件导体供给至第一固定元件导体，而且在第二固定元件导体与第一固定元件导体之间设置有相位调节电路。

[0010] 根据本发明的动力传递设备包括：第一旋转元件，其具有能够产生旋转磁场的第一旋转元件导体；第二旋转元件，其与第一旋转元件联接且具有第二旋转元件导体，第二旋转元件导体连接至第一旋转元件导体并能够产生旋转磁场；第一固定元件，其具有能够产生旋转磁场的第一固定元件导体；第三旋转元件，其能够相对于第一及第二旋转元件旋转，其中，根据由第一旋转元件导体产生的旋转磁场在第一旋转元件与第三旋转元件之间作用有扭矩，而且根据由第一固定元件导体产生的旋转磁场在第一固定元件与第三旋转元件之间作用有扭矩；以及第二固定元件，其具有第二固定元件导体，根据由第二旋转元件导体产生的旋转磁场，感应电流流经第二固定元件导体，而且，感应电流与由第二旋转元件导体产生的旋转磁场之间的相互作用能够产生作用在第二旋转元件与第二固定元件之间的扭矩，其中，原动机的动力传递至第一及第二旋转元件与第三旋转元件中的一个，而第一及第二旋转元件与第三旋转元件中的另一个的动力传递至负载，当根据第一旋转元件与第三旋转元件之间产生的旋转差而有感应电流流动时，第一及第二旋转元件导体能够产生旋转磁场，设置整流器以对由第二固定元件导体产生的交流电力进行整流，整流器整流过的电力由逆变器转换成交流电力并能够被供给至第一固定元件导体。

[0011] 根据本发明的动力传递设备包括：第一旋转元件，其具有能够产生旋 转磁场的第一旋转元件导体；第二旋转元件，其与第一旋转元件联接且具有第二旋转元件导体，第二旋转元件导体连接至第一旋转元件导体并能够产生旋转磁场；第一固定元件，其具有能够产生旋转磁场的第一固定元件导体；第三旋转元件，其能够相对于第一及第二旋转元件旋转，其中，根据由第一旋转元件导体产生的旋转磁场在第一旋转元件与第三旋转元件之间作用有扭矩，而且根据由第一固定元件导体产生的旋转磁场在第一固定元件与第三旋转元件之间作用有扭矩；以及第二固定元件，其具有第二固定元件导体，根据由第二旋转元件导体产生的旋转磁场，感应电流流经第二固定元件导体，而且，感应电流与由第二旋转元件导体产生的旋转磁场之间的相互作用能够产生作用在第二旋转元件与第二固定元件之间的扭矩，其中，原动机的动力传递至第一及第二旋转元件与第三旋转元件中的一个，而第一及第二旋转元件与第三旋转元件中的另一个的动力传递至负载，当根据第一旋转元件与第三旋转元件之间产生的旋转差而有感应电流流动时，第一及第二旋转元件导体能够产生旋转磁场，电力能够从第二固定元件导体供给至第一固定元件导体，来自直流电源的直流电力由逆变器转换成交流电力并能够被供给至第二固定元件导体。

[0012] 在本发明的一方面中，优选地，第一旋转元件导体和第二旋转元件导体连接成使得在感应电流流经第一旋转元件导体和第二旋转元件导体的状态下，由第一旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向与由第二旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向相同，并且第二旋转元件的磁极数目等于或大于第一旋转元件的磁极数目。

[0013] 在本发明的一方面中，优选地，第一旋转元件导体和第二旋转元件导体连接成使得在感应电流流经第一及第二旋转元件导体的状态下，由第一旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向与由第二旋转元件导体产生的旋转磁场的旋转方向相反。 [0014] 在本发明的一方面中，优选地，在第一旋转元件中设置用作为第一旋转元件导体的第一旋转元件绕组，并在第二旋转元件中设置用作为第二旋转元件导体的第二旋转元件绕组。根据该方面，优选在第二固定元件中设置用作为第二固定元件导体的固定元件绕组，且该固定元件绕组的卷绕轴线同以下方向一致：第二旋转元件与第二固定元件沿该方向彼此相对。

[0015] 在本发明的一方面中，优选地，在第一旋转元件中设置用作为第一旋转元件导体的第一笼型导体，并在第二旋转元件中设置用作为第二旋转元件导体的第二笼型导体。 [0016] 在本发明的一方面中，优选地，在第三旋转元件中设置产生场通量的磁体，使得扭矩因该场通量与由第一旋转元件导体产生的旋转磁场之间的相互作用而作用在第一旋转元件与第三旋转元件之间。在本发明的一方面中，优选地，在第三旋转元件中设置产生场通量的磁体，使得扭矩因该场通量与由第一固定元件导体产生的旋转磁场之间的相互作用而作用在第一固定元件与第三旋转元件之间。

[0017] 在本发明的一方面中，优选地，具有能够以机械方式将所述第一及第二旋转元件与所述第三旋转元件相接合的接合用设备。

[0018] 根据本发明的动力传递设备包括：第一旋转元件，其具有能够产生旋转磁场的旋转元件导体；固定元件，其具有能够产生旋转磁场的固定元件导体；以及第二旋转元件，其能够相对于所述第一旋转元件旋转，其中，根据由所述旋转元件导体产生的旋转磁场在所述第一旋转元件与所述第二旋转元件之间有扭矩作用，而且根据由所述固定元件导体产生的旋转磁场在所述固定元件与所述第二旋转元件之间有扭矩作用，其中，当根据所述第一旋转元件与所述第二旋转元件之间产生的旋转差而有感应电流流动时，所述旋转元件导体能够产生所述旋转磁场，其中，原动机的动力传递至所述第一旋转元件和所述第二旋转元件中的一个，而所述第一旋转元件和所述第二旋转元件中的另一个的动力传递至负载，其中，所述动力传递设备进一步包括：变速器，其构造成在改变速度的同时将来自所述第一旋转元件和所述第二旋转元件中的所述另一个的动力传递至所述负载，电力传递单元，其构造成从所述旋转元件导体获取交流电力，以及电力转换单元，其构造成对所述电力传递单元获取的交流电力进行转换并将所转换的电力供给至所述固定元件导体，并且其中，当所述原动机的动力用于驱动所述负载时，改变所述变速器的变速比使得所述第一旋转元件和所述第二旋转元件中的、所述动力从所述原动机传递至其上的一个的转速变为高于所述第一旋转元件和所述第二旋转元件中的、将所述动力传递至所述负载的另一个的转速。 [0019] 在本发明的一方面中，优选地，电力转换单元包括：整流器，其构造成对电力传递单元获取的交流电力进行整流，以及直流-直流转换器，其构造成将所述整流器整流过的电力的电压转换成待输出的电压，其中，其电压被所述直流-直流转换器转换成所述待输出的电压的电力由逆变器转换成待供给至所述固定元件导体的交流电力。 [0020] 在本发明的一方面中，优选地，电力传递单元包括：电力传递用旋转元件，其与第一旋转元件联接，其中，电力传递用旋转元件连接至第一旋转元件的旋转元件导体，并且电力传递用旋转元件具有能够产生旋转磁场的电力传递用旋转元件导体，以及电力传递用固定元件，其具有电力传递用固定元件导体，根据由电力传递用旋转元件导体产生的旋转磁场，感应电流流经电力传递用固定元件导体，其中，电力转换单元构造成对由电力传递用固定元件导体产生的交流电力进行转换。

[0021] 在本发明的一方面中，优选地，电力传递单元包括：电刷，其连接至电力转换单元，以及滑环，其连接至第一旋转元件的旋转元件导体并且在相对于电刷滑动的同时与第一旋转元件一起旋转。

[0022] 在本发明的一方面中，优选地，设有接合设备，接合设备能够机械地将第一旋转元件与第二旋转元件相接合。

[0023] 在本发明的一方面中，优选地，改变变速器的变速比使得第一旋转元件和第二旋转元件中的一个的转速变为高于另一个的转速。

[0024] 在本发明的一方面中，优选地，如果第一旋转元件和第二旋转元件中的一个的转速高于另一个的转速，则减小直流-直流转换器的电压转换比。

[0025] 因为扭矩作用在第一旋转元件与第三旋转元件之间、扭矩作用在第一固定元件与第三旋转元件之间、且扭矩作用在第二固定元件与第二旋转元件之间，所以本发明能够提高扭矩传递能力。

[0026] 而且，根据本发明，当原动机的动力用于驱动负载时，原动机侧的旋转元件(第一旋转元件和第二旋转元件中的一个)的转速能够被保持为高于负载侧的旋转元件(第一旋转元件和第二旋转元件中的另一个)的转速。因此，本发明能够在未将电力从蓄电设备经由电力传递单元供给至第一旋转元件的旋转元件导体的情况下，防止制动扭矩作用在负载侧的旋转元件上。因而，本发明不需要任何逆变器以为第一旋转元件的旋转元件导体执行双向电力转换。相应地，本发明能够在不使动力传递设备的构造复杂化且不增加设备成本的情况下，在将原动机的动力用于驱动负载的状态下，防止制动扭矩作用在负载上。 附图说明

[0027] 图1图示出包括根据本发明第一实施方式的动力传递设备的混合驱动设备的示意性构造。

[0028] 图2图示出根据本发明第一实施方式的动力传递设备的示意性构造。 [0029] 图3图示出根据本发明第一实施方式的动力传递设备的示意性构造。 [0030] 图4图示出根据本发明第一实施方式的动力传递设备的示意性构造。 [0031] 图5图示出第一转子绕组30与第二转子绕组80之间的连接的示例。 [0032] 图6图示出第一转子28、第三转子18以及第一定子16的示例构造。 [0033] 图7图示出第二转子78和第二定子66的示例构造。

[0034] 图8图示出根据本发明第一实施方式的动力传递设备的另一示意性构造。 [0035] 图9图示出根据本发明第一实施方式的动力传递设备的另一示意性构造。 [0036] 图10图示出根据本发明第一实施方式的动力传递设备的另一示意性构造。 [0037] 图11图示出第一转子绕组30与第二转子绕组80之间的连接的另一示例。 [0038] 图12图示出根据本发明第一实施方式的动力传递设备的另一示意性构造。 [0039] 图13图示出包括根据本发明第一实施方式的动力传递设备的混合驱动设备的另一示意性构造。

[0040] 图14图示出包括根据本发明第一实施方式的动力传递设备的混合驱动设备的另一示意性构造。

[0041] 图15图示出包括根据本发明第二实施方式的动力传递设备的混合驱动设备的示意性构造。

[0042] 图16图示出根据本发明第二实施方式的动力传递设备的示意性构造。 [0043] 图17图示出输入侧转子228与输出侧转子218之间的相对转速-扭矩特性的示例。

[0044] 图18图示出输入侧转子228与输出侧转子218之间的相对转速-扭矩特性的示例。

[0045] 图19图示出转子绕组230的等效电路及其外部电路97。

[0046] 图20图示出升压用转换器94的示例构造。

[0047] 图21图示出在切换元件S处于“接通”状态的情况下的等效电路。 [0048] 图22图示出在切换元件S处于“关断”状态的情况下的等效电路。 [0049] 图23图示出发动机36的转速ωe的特性得以稳定化的状态。

[0050] 图24图示出发动机36的转速ωe的特性变得不稳定的状态。

[0051] 图25图示出用于使发动机36的转速ωe的特性稳定化的条件。

[0052] 图26图示出根据本发明第二实施方式的动力传递设备的另一示意性构造。 [0053] 图27图示出根据本发明第二实施方式的动力传递设备的另一示意性构造。 具体实施方式

[0054] 以下参考附图描述本发明的优选实施方式。

[0055] 〖第一实施方式〗

[0056] 图1至图4图示出了包括根据本发明第一实施方式的动力传递设备的混合驱动设备的示意性构造。图1图示出混合驱动设备的总体构造。图2至图4图示出转动电机10的构造。根据本实施方式的混合驱动设备包括：作为原动机的发动机(内燃发动机)36，其能够产生动力(机械动力)；变速器44，其设置在发动机36与车轮38之间；以及转动电机10，其设置在发动机36与变速器44之间。根据本实施方式的混合驱动设备能够用作为例如能够驱动机动车的动力输出设备。

[0057] 转动电机10包括：第一定子(第一固定元件)16，其固定至壳体(未图示)；第一转子(第一旋转元件)28，其设置在第一定子16的径向内侧并能够相对于第一定子16转动；第二定子(第二固定元件)66，其固定至壳体(未图示)；第二转子(第二旋转元件)78，其设置在第二定子66的径向内侧并能够相对于第二定子66转动；以及第三转子(第三旋转元件)18，其设置在第一定子16与第一转子28之间并能够相对于第一定子16和第一转子28转动。第二转子78经由转动轴49以机械方式与第一转子28耦合。第一转子28和第二转子78以机械方式连接至转动电机10的输入轴34。输入轴34以机械方式连接至发动机36。因此，发动机36的动力能够传递至第一转子28和第二转子78。另一方面，第三转子18以机械方式连接至转动电机10的输出轴24。输出轴24经由变速器44以机械方式 连接至车轮38。因此，第三转子18的动力能够被传递至车轮38。

[0058] 第一定子16包括定子铁心(第一固定元件铁心)51以及具有沿定子铁心51的周向方向设置的多个相位(例如，三个相位)的第一定子绕组(第一固定元件导体)20。当多相(例如，三相)AC(交流)电流流经多相第一定子绕组20时，第一定子绕组20能够产生沿第一定子的周向方向转动的旋转磁场。类似地，第二定子66包括定子铁心(第二固定元件铁心)101以及具有沿定子铁心101的周向方向设置的多个相位(例如，三个相位)的第二定子绕组(第一固定元件导体)70。当多相(例如，三相)交流电流流经多相第二定子绕组70时，第二定子绕组70能够产生沿第二定子的周向方向转动的旋转磁场。 [0059] 第一转子28包括转子铁心(第一旋转元件铁心)52以及具有沿转子铁心52的周向方向设置的多个相位(例如，三个相位)的第一转子绕组(第一旋转元件导体)30。当多相(例如，三相)交流电流流经多相第一转子绕组30时，第一转子绕组30能够产生沿第一转子的周向方向转动的旋转磁场。类似地，第二转子78包括转子铁心(第二旋转元件铁心)102以及具有沿转子铁心102的周向方向设置的多个相位(例如，三个相位)的第二转子绕组(第二旋转元件导体)80。当多相(例如，三相)交流电流流经多相第二转子绕组80时，第二转子绕组80能够产生沿第二转子的周向方向转动的旋转磁场。 [0060] 第二转子绕组80电连接(直接连接)至第一转子绕组30。在本实施方式中，第一转子绕组30和第二转子绕组80按照这样的方式连接成具有相同的相位，即使得在交流电流流经第一转子绕组30和第二转子绕组80的状态下，由第一转子绕组30产生的旋转磁场的转动方向与由第二转子绕组80产生的旋转磁场的转动方向相同。例如，第一转子绕组
30和第二转子绕组80两者都能够由具有U相、V相以及W相的三相绕组构成。在这种情况下，如图5所示，第一转子绕组30的U相被连接至第二转子绕组80的U相，第一转子绕组
30的V相被连接至第二转子绕组80的V相，而且第一转子绕组30的W相被连接至第二转子绕组80的W相。即，当对于所有相位都是将相同相位绕组彼此连接时，由第一转子绕组
30产生的磁场的转动方向变成与由第二转子绕组80产生的磁场的转动方向相同。 [0061] 第三转子18包括转子铁心(第三旋转元件铁心)53以及沿转子铁心53的周向方向设置并能够产生场通量的永磁体32和33。永磁体32在转子 铁心53的外周部分上设置成与第一定子16(定子铁心51)呈相对关系。永磁体33在转子铁心53的内周部分上设置成与第一转子28(转子铁心52)呈相对关系。在本实施方式中，永磁体32和33可以一体形成。

[0062] 图6图示了第一转子28、第三转子18以及第一定子16的详细的示例构造。图7图示了第二转子78和第二定子66的详细的示例构造。根据图6中图示的示例，第一转子28、第三转子18以及第一定子16为共轴设置。第一定子16的定子铁心51具有朝向径向内侧(第三转子18侧)凸出并且沿第一定子的周向方向以预定的间隔设置的多个齿51a。
每个第一定子绕组20都围绕齿51a卷绕以构成磁极。第一转子28的转子铁心52具有朝向径向外侧(第三转子18侧)凸出并且沿第一转子的周向方向以预定的间隔设置的多个齿52a。每个第一转子绕组30都围绕齿52a卷绕以构成磁极。第一定子16的齿51a和第三转子18的永磁体32设置为在径向方向上呈相对关系，所述径向方向垂直于第三转子18的转动轴线(其与第一转子28的转动轴线一致)。第一转子28的齿52a和第三转子18的永磁体33设置为在径向方向上呈相对关系。第一定子绕组20的卷绕轴线和第一转子绕组
30的卷绕轴线与上述径向方向(第一转子28和第三转子18彼此相对所沿方向)一致。永磁体32和33在第三转子的周向方向上以预定的间隔设置。永磁体32嵌入转子铁心53中以形成V形。可替代地，永磁体32和33可设置在第三转子18的暴露表面(外周表面或内周表面)上，或者可嵌入第三转子18中(在转子铁心53中)。

[0063] 根据图7所示的示例，第二转子78和第二定子66以共轴方式设置。第二定子66的定子铁心101具有朝向径向内侧(第二转子78侧)凸出并且沿第二定子的周向方向以预定的间隔设置的多个齿101a。每个第二定子绕组70都围绕齿101a卷绕以构成磁极。第二转子78的转子铁心102具有朝向径向外侧(第二定子66侧)凸出并且沿第二转子的周向方向以预定的间隔设置的多个齿102a。每个第二转子绕组80都围绕齿102a卷绕以构成磁极。第二转子78的磁极的数目等于第一转子28的磁极的数目。第二定子66的齿101a和第二转子78的齿102a设置为在垂直于第二转子78的转动轴线的径向方向上呈相对关系。第二定子绕组70的卷绕轴线和第二转子绕组80的卷绕轴线与上述径向方向(第二定子66和第二转子78彼此相对所沿方向)一致。

[0064] 设置作为直流电源并可由例如二次电池构成的可充/放电的蓄电设备 42能够储存电能。逆变器40包括切换元件(未图示)，该切换元件执行切换操作以将蓄电设备42的DC(直流)电力转换成交流(例如，三相交流电)电力。逆变器40能够将转换后的动力供给至第一定子绕组20和第二定子绕组70的各相。相位调节电路43设置在第二定子绕组70与第一定子绕组20之间。更具体地，相位调节电路43设置在对第二定子绕组70、第一定子绕组20以及逆变器40进行电连接的电力线路上。

[0065] 当多相(例如，三相)交流电流流经多相第一定子绕组20时，第一定子绕组20能够产生沿第一定子的周向方向转动的旋转磁场。由第一定子绕组20产生的旋转磁场与由永磁体32产生的场通量之间的电磁相互作用(吸引和排斥作用)产生扭矩(磁扭矩)，该扭矩作用在第三转子18上以转动/驱动第三转子18。换言之，能够将从蓄电设备42供给至第一定子绕组20的电力转换成第三转子18的动力(机械动力)。此外，逆变器40能够将流经第一定子绕组20的各相的交流电流转换成直流电流以将所回收的电能储存在蓄电设备42中。在这种情况下，第三转子18的动力可被转换成第一定子绕组20的电力并被回收于蓄电设备42中。如上所述，当由第一定子绕组20产生的旋转磁场经第一定子16的第一定子绕组20与第三转子18的永磁体32之间的电磁耦合而与第三转子18相互作用时，能够产生扭矩(磁扭矩)以作用在第一定子16与第三转子18之间。而且，例如，如图6所示，在将磁性材料(铁磁材料)设置成与第一定子16(齿51a)呈相对关系以作为位于永磁体32之间的凸极部分的情况下，或者在将永磁体32嵌入第三转子18中(转子铁心53中)的情况下，不仅磁扭矩根据由第一定子16产生的旋转磁场与第三转子18之间的相互作用而作用在第一定子16与第三转子18之间，而且磁阻扭矩也根据由第一定子16产生的旋转磁场与第三转子18之间的相互作用而作用在第一定子16与第三转子18之间。逆变器40能够执行双向电力转换。蓄电设备42能够将电力供给至第一定子绕组20或者接收来自第一定子绕组20的电力。

[0066] 如果第一转子28和第二转子78相对于第三转子18转动，则根据在第一转子28(第一转子绕组30)与第三转子18(永磁体33)之间产生的转动差，感应电动势呈现为穿过第一转子绕组30。因而，感应电流流经第一转子绕组30并产生旋转磁场。此外，由流经第一转子绕组30的感应电流产生的旋转磁场与永磁体33的场通量之间的电磁相互作用能够产生作用在第三转子18上的扭矩且能够转动/驱动第三转子18。如上所述，当第一 转子28的第一转子绕组30以电磁方式与第三转子18的永磁体33耦合时，根据由第一转子绕组30产生的旋转磁场与第三转子18之间的相互作用的扭矩(磁扭矩)作用在第一转子28与第三转子18之间。因此，能够在第一转子28与第三转子18之间传递动力(机械动力)。因而能够实现电磁耦合作用。此外，在将磁性材料(铁磁材料)设置成与第一转子28(齿52a)呈相对关系以作为位于永磁体33之间的凸极部分的情况下，或者在将永磁体33嵌入第三转子18中(转子铁心53中)的情况下，不仅磁扭矩根据由第一转子28产生的旋转磁场与第三转子18之间的相互作用而作用在第一转子28与第三转子18之间，而且磁阻扭矩也根据由第一转子28产生的旋转磁场与第三转子18之间的相互作用而作用在第一转子28与第三转子18之间。

[0067] 此外，由于第一转子绕组30电连接至第二转子绕组80，根据第一转子28与第三转子18之间的转动差而在第一转子绕组30中产生的感应电流流经第二转子绕组80。由此，第二转子78通过流经第二转子绕组80的感应电流而形成旋转磁场。根据由第二转子绕组80产生的旋转磁场与第二定子66之间的相互作用，感应电动势呈现为穿过第二定子绕组
70，而且感应电流流经第二定子绕组70。相位调节电路43对由第二定子绕组70产生的感应电动势(交流电压)的相位进行调节，并将调节后的交流电压供给至第一定子绕组20。
第一定子16能够通过从第二定子绕组70供给至第一定子绕组20的交流电力来产生旋转磁场以转动/驱动第三转子18。而且，由第二转子绕组80产生的旋转磁场与流经第二定子绕组70的感应电流之间的电磁相互作用致使扭矩作用在第二定子66与第二转子78之间。以此方式，第二转子78的第二转子绕组80与第二定子66的第二定子绕组70之间的电磁耦合能够实现无接触动力供给作用，以在没有任何接触的情况下将由第二转子绕组80产生的交流电动势传递至第二定子绕组70。而且，第二转子78和第二定子66能够作用为感应电机。

[0068] 离合器48能够选择性地执行接合操作和释放操作，以机械地将输入轴34(第一转子28和第二转子78)与输出轴24(第三转子18)接合或者将输入轴34(第一转子28和第二转子78)从输出轴24(第三转子18)脱离。如果离合器48执行接合操作以机械地将第一转子28和第二转子78与第三转子18接合，则第一转子28和第二转子78与第三转子18形成整体并随第三转子18以相同转速转动。另一方面，如果离合器48执行释放操作以 机械地将第一转子28和第二转子78与第三转子18脱离，则在第一转子28和第二转子78与第三转子18之间允许转速差。离合器48能够使用液压压力或电磁力来切换其接合/释放状态。通过控制施加至离合器48的液压压力或电磁力能够调节离合器48的紧固力。 [0069] 电子控制单元50控制逆变器40的切换元件的切换操作，以便控制流经第一定子绕组20的各相的交流电流。电子控制单元50进一步控制发动机36的驱动状态，而且还控制变速器44的变速比。电子控制单元50进一步切换离合器48的接合/释放状态以执行用于机械地将第一转子28和第二转子78与第三转子18接合或机械地将第一转子28和第二转子78从第三转子18脱离的控制。

[0070] 以下描述根据本发明的混合驱动设备的操作。

[0071] 当产生发动机36的动力时，该动力能够被传递至第一转子28和第二转子78以转动/驱动第一转子28和第二转子78。如果第一转子28和第二转子78的转速超过第三转子18的转速，则产生流经第一转子绕组30的感应电流。该感应电流与永磁体33的场通量之间的电磁相互作用致使扭矩作用在第三转子18上以转动/驱动第三转子18。如上所述，从发动机36传递至第一转子28和第二转子78的动力可通过第一转子28的第一转子绕组30与第三转子18的永磁体33之间的电磁耦合而传递至第三转子18。传递至第三转子18的动力可经由变速器44在改变速度的同时进一步传递至车轮38以驱动机动车(负载)。
因此，发动机36的动力可用于转动/驱动车轮38。因为能够允许第一/第二转子28、78与第三转子18之间的转动差，所以发动机36即使在车轮38停止转动时也不会停机。 [0072] 此外，由第一转子绕组30产生的感应电流还流经第二转子绕组80。因此，第二转子78形成旋转磁场而且感应电流流经第二定子绕组70。因此，扭矩作用在第二定子66与第二转子78之间。由第二定子绕组70产生的感应电流还流经第一定子绕组20。因此，第一定子16形成旋转磁场。该旋转磁场与永磁体32的场通量之间的电磁相互作用致使扭矩作用在第三转子18上。因而，能够增大第三转子18的扭矩。

[0073] 现在假设P1表示第一转子28的磁极数目，P2表示第二转子78的磁极数目，Ne[rpm(转/分)]表示输入轴34(第一转子28和第二转子78)的转速，且Nout[rpm]表示输出轴24(第三转子18)的转速。以下公式(1) 限定第一/第二转子28、78与第三转子18之间的转差率“s”。当s＝1(停机状态)且s＞0时，能够执行第一/第二转子28、78与第三转子18之间的动力传递。

[0074] s＝(Ne-Nout)/Ne (1)

[0075] 以下公式(2)限定输出轴24(第三转子18)的转速Nout，公式(2)可由公式(1)推出。

[0076] Nout＝(1-s)×Ne (2)

[0077] 因为s×Ne表示第一/第二转子28、78与第三转子18之间的相对转速，所以第一转子绕组30产生频率为f1[Hz(赫兹)]的交流电动势，频率f1由以下公式(3)表示。 [0078] f1＝P1×s×Ne/120 (3)

[0079] 因为Ne表示第一转子28和第二转子78的转速，所以在如图5所示连接第一转子绕组30与第二转子绕组80的状态下(当磁场的转动方向相同时)，第二定子66(第二定子绕组70)能够回收频率为f2Hz]的交流电力，频率f2由以下公式(4)表示。 [0080] f2＝P2/120×(1-P1/P2×s)×Ne (4)

[0081] 在第一转子28的磁极数目P1等于第二转子78的磁极数目P2(P1＝P2)的情况下，由第二定子66回收的交流电力的频率f2可由以下公式(5)表示，其与第三转子18的转速Nout的同步驱动频率一致。

[0082] f2＝P1/120×(1-s)×Ne (5)

[0083] 相应地，在本实施方式中，如果满足条件P1＝P2，则由第二定子绕组70所回收的交流电力能够在不转换频率的情况下被供给至第一定子绕组20，而且能够同步驱动第三转子18。而且，能够增大第三转子18的扭矩。在这种情况下，相位调节电路43对从第二定子绕组70供给至第一定子绕组20的交流电力的相位进行调节。因此，能够调节作用在第一定子16与第三转子18之间的扭矩。

[0084] 如同从公式(4)可以理解的一样，在第二转子78的磁极数目P2等于或大于第一转子28的磁极数目P1(P2≥P1)的情况下，作用在第二定子66与第二转子78之间的扭矩的方向与作用在第一转子28与第三转子18之间的扭矩的方向相同。简言之，输入轴34的扭矩等于作用在第二转子 78上的扭矩与作用在第一转子28上的扭矩的总和。 [0085] 当控制逆变器40的切换操作使得将电力从蓄电设备42供给至第一定子绕组20时，车轮38可被发动机36的动力来转动/驱动。此外，可通过第三转子18的动力来辅助车轮38的转动/驱动，能够以供给至第一定子绕组20的电力来产生第三转子18的动力。在这种情况下，将传递至车轮38的动力变为大于发动机36的动力。另一方面，如果控制逆变器40的切换操作使得将电力从第二定子绕组70回收至蓄电设备42，则不仅发动机36的动力能够被用于转动/驱动车轮38，而且发动机36的部分动力能够被转换成第二定子绕组
70的电力并被回收在蓄电设备42中。在这种情况下，将传递至车轮38的动力变为小于发动机36的动力。

[0086] 在不使用发动机36的动力的情况下以转动电机10的动力来驱动负载(转动/驱动车轮38)的EV(电动车)行驶模式中，电子控制单元50控制逆变器40的切换操作以执行用于驱动负载的控制。例如，电子控制单元50控制逆变器40的切换操作使得将电力从蓄电设备42供给至第一定子绕组20。供给至第一定子绕组20的电力能够通过第一定子绕组20与永磁体32之间的电磁耦合而被转换成第三转子18的动力，并能够被用于转动/驱动车轮38。以此方式，在发动机36未产生任何动力的状态下，能够以供给至第一定子绕组20的电力来转动/驱动车轮38。电子控制单元50进一步控制逆变器40的切换操作，以在负载的减速操作中将电力从第一定子绕组20回收至蓄电设备42。由此，负载的动力可通过第一定子绕组20与永磁体32之间的电磁耦合而被转换成第一定子绕组20的电力，并被回收于蓄电设备42中。

[0087] 如果车辆行驶速度(车轮38的转速)变为等于或大于预定的速度且满足条件Nout＞Ne，则离合器48以机械方式将第一/第二转子28、78与第三转子18接合，以根据第一/第二转子28、78与第三转子18之间的转差率来减小可能由流经第一转子绕组30和第二转子绕组80的感应电流所引起的焦耳热损失(Joule loss)。在离合器48的接合操作中，通过调节离合器48的紧固力能够限制将在第一/第二转子28、78与第三转子18之间传递的扭矩。相应地，能够抑制第一/第二转子28、78与第三转子18之间的冲击扭矩的传递。

[0088] 电子控制单元50进一步控制逆变器40的切换操作以将电力从蓄电设备42供给至第二定子绕组70。因此，第二定子66能够形成旋转磁场。第 二定子66的旋转磁场与第二转子78之间的相互作用产生流经第二转子绕组80的感应电流。第二定子66的旋转磁场与第二转子绕组80的感应电流之间的电磁相互作用致使扭矩作用在第二定子66与第二转子78之间。由此，第二转子78转动/驱动以使发动机36能够执行转动曲轴的操作。以此方式，供给至第二定子绕组70的电力可用于使发动机36能够执行起动操作。当第三转子18正在转动时(当机动车正在行驶时)，而且当第三转子18停止时(当机动车停止时)，能够执行发动机36的起动操作。

[0089] 在上述的本实施方式中，感应电流根据第一/第二转子28、78与第三转子18之间的转动差而流经第一转子绕组30和第二转子绕组80，并且产生旋转磁场。由第一转子绕组30产生的旋转磁场与第三转子18之间的相互作用致使扭矩作用在第一转子28与第三转子18之间。由此，能够将连接至第一转子28和第二转子78的发动机36的动力传递至连接于第三转子18的车轮38。此外，第二定子绕组70根据由第二转子绕组80产生的旋转磁场与第二定子66之间的相互作用而产生感应电动势。当该感应电动势被供给至第一定子绕组20时，产生旋转磁场。第一定子绕组20的旋转磁场与第三转子18之间的相互作用致使扭矩作用在第一定子16与第三转子18之间。由此，流经第一转子绕组30和第二转子绕组80的感应电流能够用于增大第三转子18的扭矩。此外，第二定子66和第二转子78能够用作为感应电机。由第二转子绕组80产生的旋转磁场与流经第二定子绕组70的感应电流之间的相互作用致使扭矩作用在第二定子66与第二转子78之间。因此，由发动机36产生的扭矩不仅可被承载作为将在第一转子28与第三转子18之间产生的扭矩，而且可被承载作为将在第二定子66与第二转子78之间产生的扭矩。如上所述，本实施方式能够致使扭矩作用在第一转子28与第三转子18之间，致使扭矩作用在第一定子16与第三转子18之间，并致使扭矩作用在第二定子66与第二转子78之间。因此，本实施方式能够提高扭矩传递能力(扭矩传递密度)。

[0090] 在扭矩从发动机36传递至车轮38的状态下，可允许第一/第二转子28、78与第三转子18之间的转动差。转动电机10能够用作为起动设备(move-off apparatus)。因此，不必设置专用的起动设备(例如，摩擦式离合器或扭矩转换器)。而且，能够在不控制逆变器40的切换操作(不从蓄电设备42向第一定子绕组20供给电力)的情况下执行第一/第二转子28、78与第三转子18之间的动力传递。因此，即使在蓄电设备42中储存 的电量小的状态下，或者在极低温情形下，也能够将发动机36的动力传递至车轮38。 [0091] 根据上述专利文献1，能够由变压转子和变压定子回收的交流电力的频率和第一转子的转速与第二转子的转速之间的差值成比例，而且不与第一转子的转速同步。因此，分别需要将电力供给至定子绕组的逆变器和将电力供给至变压定子绕组的逆变器。另一方面，在本实施方式中，通过使第一转子28的磁极数目P1与第二转子78的磁极数目P2相等，能够使由第二定子66回收的交流电力的频率f2与第三转子18的转速Nout的同步驱动频率对准。因此，能够在不转换频率的情况下将由第二定子绕组70回收的交流电力供给至第一定子绕组20从而同步驱动第三转子18。因而，能够以通常的方式使用逆变器。能够简化设备的结构。此外，由第二定子绕组70回收的交流电力能够在不使用逆变器的情况下被供给至第一定子绕组20，并且能够用于转动/驱动第三转子18。因此，不需要逆变器具有大容量。由此能够提高效率。相位调节电路43能够对从第二定子绕组70供给至第一定子绕组20的交流电力的相位进行调节，以调节作用在第一定子16与第三转子18之间的扭矩。 [0092] 根据上述专利文献1，在变压转子与变压定子之间未产生扭矩。因此，在发动机起动操作中，有必要产生从定子经由第一转子而作用至第二转子的扭矩，以使得发动机能够执行摇转操作。因此，难以独立于驱动轮而起动发动机，而且发动机起动操作中的效率下降。另一方面，在本实施方式中，从蓄电设备42供给至第二定子绕组70的电力可用于产生作用在第二定子66与第二转子78之间以使得发动机36能够执行摇转操作的扭矩。因而，发动机36能够独立于车轮38而有效地执行起动操作。

[0093] 以下描述根据本实施方式的另一示例构造。

[0094] 在本实施方式中，第一转子28的磁极数目P1可以不同于第二转子78的磁极数目P2。但是，在P1≠P2的情况下，由第二定子66回收的交流电力的频率f2未与第三转子18的转速Nout的同步驱动频率对准。在这种情况下，如图8所示，设置整流器93以对由第二定子绕组70回收的交流电力进行整流。逆变器40将由整流器93整流的电力转换成交流电力并将该交流电力供给至第一定子绕组20以致使扭矩作用在第一转子28与第三转子18之间。由此，能够增大第三转子18的扭矩。相应地，不论磁极数目P1和P2如何，由第二定子绕组70回收的电力都能够用于转动/驱动第三 转子18。此外，蓄电设备42能够回收由整流器93整流的电力。而且，如图8所示，设置另一逆变器41以将蓄电设备42的直流电力转换成交流(例如，三相交流)电力。逆变器41能够将所转换的动力供给至第二定子绕组70的各相。通过控制逆变器41的切换操作以将电力从蓄电设备42供给至第二定子绕组70，能够以供给至第二定子绕组70的电力来执行发动机36的起动操作。此外，如图9所示，可另外设置升压用转换器(直流-直流转换器)94以对由整流器93整流的电力进行升压(电压转换)并输出升压后的电力。根据图9中图示的示例，升压用转换器94的输出电力可被供给至逆变器40或者蓄电设备42。将从整流器93供给至逆变器40(或蓄电设备42)的电力可通过升压用转换器94的控制来调节。如果逆变器41能够将流经第二定子绕组70的各相的交流电转换成直流电以将电能回收于蓄电设备42中，则能够如图10所示去除整流器93。

[0095] 如根据上述公式(4)所理解，在如图5所示连接第一转子绕组30和第二转子绕组80的情况下(当磁场的转动方向相同时)，如果第二转子78的磁极数目P2设定成等于或大于第一转子28的磁极数目P1(P2≥P1)，则作用在第二定子66与第二转子78之间的扭矩和作用在第一转子28与第三转子18之间的扭矩具有相同的方向。相应地，可由发动机
36承载的负载扭矩等于作用在第二转子78上的扭矩和作用在第一转子28上的扭矩的总和。因而，能够增大由发动机36承载的负载扭矩。

[0096] 在本实施方式中，第一转子绕组30和第二转子绕组80可被连接成具有相反的相位，使得可能在交流电流经第一转子绕组30和第二转子绕组80的情况下所产生的第一转子绕组30的旋转磁场和第二转子绕组80的旋转磁场的转动方向变为互相相反。例如，如图11所示，在第一转子绕组30和第二转子绕组80是由具有U相、V相以及W相的三相绕组构成的情况下，如果第一转子绕组30的U相连接至第二转子绕组80的U相，第一转子绕组30的V相连接至第二转子绕组80的W相，而且第一转子绕组30的W相连接至第二转子绕组80的V相(如果对于三个相位中的一个，是相同相位的绕组彼此连接，而对于三个相位中的两个，是连接不同相位的绕组)，则由第一转子绕组30和第二转子绕组80产生的磁场的转动方向变为相反。

[0097] 当如图11所示连接第一转子绕组30和第二转子绕组80时(当磁场的转动方向相反时)，第二定子66(第二定子绕组70)能够回收频率为f2[Hz] 的交流电力，频率f2由以下公式(6)表示。

[0098] f2＝P2/120×(1+P1/P2×s)×Ne (6)

[0099] 在这种情况下，如根据公式(6)所理解，无论第一转子28的磁极数目P1和第二转子78的磁极数目P2如何，作用在第二定子66与第二转子78之间的扭矩以及作用在第一转子28与第三转子18之间的扭矩具有相同的方向。因此，可由发动机36承载的负载扭矩等于作用在第二转子78上的扭矩与作用在第一转子28上的扭矩的总和。由此，能够增大发动机36承载的负载扭矩。

[0100] 但是，在这种情况下，无论第一转子28的磁极数目P1和第二转子78的磁极数目P2如何，由第二定子66所回收的交流电力的频率f2未与第三转子18的转速Nout的同步驱动频率对准。因此，如图8所示，能够设置整流器93和逆变器41。整流器93对由第二定子绕组70回收的交流电力进行整流，而逆变器40将由整流器93整流的电力转换成交流电力并将该交流电力供给至第一定子绕组20。因此，能够增大第三转子18的扭矩。相应地，无论第一转子绕组30与第二转子绕组80之间的连接状态如何，由第二定子绕组70回收的电力都可用于转动/驱动第三转子18。当发动机36执行起动操作时，可控制逆变器41的切换操作从而将电力从蓄电设备42供给至第二定子绕组70，以使得发动机36能够以供给至第二定子绕组70的电力来执行摇转。如图9所示，可另外设置升压用转换器94。 [0101] 而且，在本实施方式中，例如，如图12所示，第一转子28可具有设置成与第三转子18(永磁体33)呈相对关系的第一笼形导体130，且第二转子78可具有设置成与第二定子
66(第二定子绕组70围绕其卷绕的齿)呈相对关系的第二笼形导体180。第一笼形导体
130与第二笼形导体180电连接。根据该示例，如果第三转子18的永磁体33的磁极数目P1设定成与第二定子66的磁极数目P2相同(P1＝P2)，则由第二定子66回收的交流电力的频率f2与第三转子18的转速Nout的同步驱动频率对准。因此，由第二定子绕组70回收的交流电力可在未转换频率的情况下被供给至第一定子绕组20以同步地驱动第三转子
18。在这种情况下，相位调节电路43对从第二定子绕组70供给至第一定子绕组20的交流电力的相位进行调节。因此，能够调节作用在第一定子16与第三转子18之间的扭矩。 [0102] 另一方面，在P1≠P2的情况下，由第二定子66回收的交流电力的频 率f2未与第三转子18的转速Nout的同步驱动频率对准。因此，代替使用相位调节电路43，可设置整流器93和逆变器41(参考图8)。另外，可设置升压用转换器94(参考图9)。 [0103] 如果第二定子66的磁极数目P2设定成等于或大于第三转子18的永磁体33的磁极数目P1(P2≥P1)，则作用在第二定子66与第二转子78之间的扭矩及作用在第一转子
28与第三转子18之间的扭矩具有相同的方向。因此，可由发动机36承载的负载扭矩等于作用在第二转子78上的扭矩与作用在第一转子28上的扭矩的总和。

[0104] 此外，在本实施方式中，例如，如图13和图14所示，可在转动电机10与车轮38之间设置无级变速器(CVT)144。根据图13中所图示的示例，前进-倒退切换设备46设置于转动电机10与无级变速器144之间。根据图14中所图示的示例，前进-倒退切换设备46设置于发动机36与转动电机10之间。在接合离合器C1并释放制动器B1的状态下，前进-倒退切换设备46输出一输入扭矩(根据图13中所图示的示例的第三转子18的扭矩，或者根据图14中所图示的示例的发动机36的扭矩)而不反转其方向。在接合制动器B1并释放离合器C1的状态下，前进-倒退切换设备46输出一输入扭矩，而且反转其方向。如果离合器C1和制动器B1都处于释放状态，则在前进-倒退切换设备46的输入轴/输出轴之间不能执行任何扭矩传递。根据图14中所图示的示例，当执行电动车行驶操作时，前进-倒退切换设备46使离合器C1和制动器B1都处于释放状态以防止发动机36由在第一转子28与第三转子18之间产生的扭矩所驱动。因此，能够减少当发动机36被驱动时可能引起的发动机36的损失。

[0105] 在本实施方式中，能够切换转动电机10的输入轴34和输出轴24。更具体地，第三转子18可以机械方式连接至发动机36。第一转子28和第二转子78可经由变速器44以机械方式连接至车轮38。在这种情况下，发动机36的动力可传递至第三转子18，而第一转子28和第二转子78的动力可传递至车轮38。在这种情况下，输出轴24的扭矩可被承载作为在第一转子28与第三转子18之间产生的扭矩，以及在第二定子66与第二转子78之间产生的扭矩。从蓄电设备42供给至第二定子绕组70的电力引起作用在第二定子66与第二转子78之间的扭矩以使车辆能够执行电动车行驶操作。

[0106] 〖第二实施方式〗

[0107] 图15和图16图示了包括根据本发明第二实施方式的动力传递设备的混合驱动设备的示意性构造。图15图示了该混合驱动设备的总体构造。图16图示了转动电机10的构造。在以下的第二实施方式的描述中，与第一实施方式中所描述的部件相似或对应的部件由相同的参考数字表示，而且不再重复其描述。

[0108] 在本实施方式中，转动电机10包括：定子216，其固定至壳体(未图示)；第一转子228，其设置在定子216的径向内侧并能够相对于定子216转动；以及第二转子218，其设置在定子216与第一转子228之间并能够相对于定子216和第一转子228转动。因为第一转子228以机械方式连接至转动电机10的输入轴34，所以第一转子228能够承载发动机36的动力。另一方面，因为第二转子218以机械方式连接至转动电机10的输出轴24，所以车轮在改变速度时能够经由变速器44承载第二转子218的动力。在以下的描述中，第一转子
228称作为输入侧转子，而第二转子218称作为输出侧转子。

[0109] 定子216具有与在第一实施方式中所描述第一定子16的构造相似的构造。定子216包括定子铁心251以及具有沿定子铁心251的周向方向设置的多个相位(例如，三个相位)的定子绕组(固定元件导体)220。当多相(例如，三相)交流电流经多相定子绕组
220时，定子绕组220能够产生沿定子的周向方向转动的旋转磁场。定子铁心251具有与在第一实施方式中所描述的定子铁心51的构造相似的构造。定子绕组220具有与在第一实施方式中所描述的定子绕组20的构造相似的构造。

[0110] 输入侧转子228具有与在第一实施方式中所描述的第一转子28的构造相似的构造。输入侧转子228包括转子铁心252以及具有沿转子铁心252的周向方向设置的多个相位(例如，三个相位)的转子绕组(旋转元件导体)230。当多相(例如，三相)交流电流经多相转子绕组230时，转子绕组230能够产生沿转子的周向方向转动的旋转磁场。转子铁心252具有与在第一实施方式中所描述的转子铁心52的构造相似的构造。转子绕组230具有与在第一实施方式中所描述的第一转子绕组30的构造相似的构造。 [0111] 输出侧转子218具有与在第一实施方式中所描述的第三转子18的构造相似的构造。输出侧转子218包括转子铁心253以及沿转子铁心253的周向方向设置的永磁体232和233。永磁体232和233产生场通量。永磁体232在转子铁心253的外周部分上设置成与定子216(定子铁心251)呈相 对关系。永磁体233在转子铁心253的内周部分上设置成与输入侧转子228(转子铁心252)呈相对关系。转子铁心253具有与在第一实施方式中所描述的转子铁心53的构造相似的构造。永磁体232和233具有与在第一实施方式中所描述的永磁体32和33的构造相似的构造。离合器48能够选择性地执行接合操作和释放操作以机械地将输入轴34(输入侧转子228)与输出轴24(输出侧转子218)接合或脱离。 [0112] 滑环95以机械方式连接至输入侧转子228并电连接至转子绕组230的各相以及电刷96。滑环95与输入侧转子228一起转动，而且引起相对于以固定方式安装的电刷96的转差率(而且维持与电刷96的电连接)。电刷96电连接至整流器93，使得能够将电力从电刷96供给至整流器93。滑环95和电刷96能够构成电力传递单元，所述电力传递单元能够从输入侧转子228的转子绕组230获取电力(交流电力)并能够将所获取的交流电力供给至整流器93。

[0113] 整流器93对由滑环95和电刷96获取的转子绕组230的交流电力进行整流并转换成直流电流。升压用转换器(直流-直流转换器)94包括切换元件，该切换元件执行切换操作以对由整流器93整流的直流电力进行升压(电压转换)并输出升压后的电力。由升压用转换器94升压(电压转换)的直流电力可由逆变器40转换成交流电力并能够被供给至定子绕组220的各相。此外，由升压用转换器94升压的直流电力可被回收于蓄电设备42中。以此方式，整流器93和升压用转换器94能够构成电力转换单元，该电力转换单元能够转换从滑环95和电刷96获取的交流电力，并能够将转换后的动力供给至定子绕组220的各相。整流器93沿从滑环95侧至升压用转换器94侧的方向执行单向电力转换。升压用转换器94沿从整流器93侧至蓄电设备42侧(或逆变器40侧)的方向执行单向电力转换。因此，包括整流器93和升压用转换器94的电力转换单元沿从滑环95侧至蓄电设备42侧(或逆变器40侧)的方向执行单向电力转换。

[0114] 当多相(例如，三相)交流电流经多相定子绕组220时，定子绕组220产生沿定子的周向转动的旋转磁场。由定子绕组220产生的旋转磁场与永磁体232产生的场通量之间的电磁相互作用(吸引和排斥作用)能够产生扭矩(磁扭矩)，该扭矩作用在输出侧转子218上以转动/驱动输出侧转子218。如上所述，当由定子绕组220产生的旋转磁场通过定子216的定子绕组220与输出侧转子218的永磁体232之间的电磁耦合而与输出侧转子
218 互相作用时，能够产生扭矩(磁扭矩)以作用在定子216与输出侧转子218之间。 [0115] 如果输入侧转子228相对于输出侧转子218转动，则根据在输入侧转子228(转子绕组230)与输出侧转子218(永磁体233)之间产生的转动差而呈现穿过转子绕组230感应电动势。由此，与该感应电动势相对应的感应电流流经转子绕组230并产生旋转磁场。此外，由流经转子绕组230的感应电流所产生的旋转磁场与永磁体233的场通量之间的电磁相互作用能够产生作用在输出侧转子218上并能够转动/驱动输出侧转子218的扭矩。如上所述，当输入侧转子228的转子绕组230以电磁方式与输出侧转子218的永磁体233耦合时，根据由转子绕组230产生的旋转磁场与输出侧转子218之间的相互作用的扭矩(磁扭矩)作用在输入侧转子228与输出侧转子218之间。因此，能够在输入侧转子228与输出侧转子218之间传递动力(机械动力)。由此能够实现电磁耦合作用。

[0116] 为了在输入侧转子228与输出侧转子218之间通过转子绕组230的感应电流产生扭矩，电子控制单元50控制升压用转换器94的切换元件(未图示)的切换操作中的占空比(在切换期间中，“接通”持续时间的比率)以控制升压用转换器94的升压比(电压转换比)。在这种情况下，电子控制单元50控制升压用转换器94的升压比使得升压用转换器94的输出电压变为高于蓄电设备42的电压。相应地，电流从升压用转换器94流至连接蓄电设备42和逆变器40的线路，而且感应电流流经转子绕组230。扭矩作用在输入侧转子
228与输出侧转子218之间。另一方面，电子控制单元50能够控制升压用转换器94的升压比使得升压用转换器94的输出电压变为低于在未执行逆变器40的切换操作的状态下的蓄电设备42的电压。在这种情况下，即使在输入侧转子228与输出侧转子218之间引起转动差，也没有感应电流流经转子绕组230，而且没有扭矩作用在输入侧转子228与输出侧转子
218之间。如果升压用转换器94中的切换元件保持于“关断”状态以停止升压用转换器94的升压(电压转换)操作，则没有感应电流流经转子绕组230，而且没有扭矩作用在输入侧转子228与输出侧转子218之间。

[0117] 在根据本实施方式的混合驱动设备中，当产生发动机36的动力时，该动力能够传递至输入侧转子228以转动/驱动输入侧转子228。如果输入侧转子228的转速超过输出侧转子218的转速，则呈现穿过转子绕组230感 应电动势。电子控制单元50控制升压用转换器94的升压比使得升压用转换器94的输出电压变为高于蓄电设备42的电压。感应电流流经转子绕组230。感应电流与永磁体233的场通量之间的电磁相互作用致使扭矩作用在输出侧转子218上以转动/驱动输出侧转子218。如上所述，从发动机36传递至输入侧转子228的动力可通过输入侧转子228的转子绕组230与输出侧转子218的永磁体233之间的电磁耦合而传递至输出侧转子218。传递至输出侧转子218的动力可经由变速器44在改变速度的同时进一步传递至车轮38以驱动机动车(负载)。以下公式(7)表示在发动机36(输入侧转子228)以转速ωe转动并通过扭矩Te驱动负载的情况下的发动机输出动力Poωeng。以下公式(8)表示可通过输入侧转子228与输出侧转子218之间的电磁耦合获得的传递动力Poωcoup。以下公式(9)表示转子绕组230的生成动力Poωele。在公式(8)和公式(9)中，“s”表示输入侧转子228与输出侧转子218之间的转差率，其可由以下公式(10)表示。在公式(10)中，“ωout”表示输出侧转子218的转速。

[0118] Poωeng＝Te×ωe (7)

[0119] Poωcoup＝(1-s)×Te×ωe (8)

[0120] Poωele＝s×Te×ωe (9)

[0121] s＝(ωe-ωout)/ωe (10)

[0122] 此外，由转子绕组230产生的交流电力是经由滑环95和电刷96获取的。所获取的交流电力由整流器93整流。整流后的直流电力由升压用转换器94升压。升压用转换器94的直流电力由逆变器40转换成交流电力并被供给至定子绕组220。由此，定子216形成旋转磁场。定子216的旋转磁场与输出侧转子218的永磁体232的场通量之间的电磁相互作用产生作用在输出侧转子218上的扭矩。相应地，能够实现用于增大输出侧转子218的扭矩的扭矩增大作用。而且，升压用转换器94的直流电力可被回收于蓄电设备42中。 [0123] 此外，如果蓄电设备42的直流电力由逆变器40转换成交流电力并被供给至定子绕组220，则不仅发动机36的动力可用于转动/驱动车轮38，而且通过供给至定子绕组220的电力所产生的输出侧转子218的动力也可用于辅助车轮38的转动/驱动。在负载减速操作中，电子控制单元50控制逆变器40的切换操作以将电力从定子绕组220回收至蓄电设备42。由此， 负载的动力可通过定子绕组220与永磁体232之间的电磁耦合而转换成定子绕组220的电力，并可被回收于蓄电设备42中。

[0124] 当发动机36的动力用于转动/驱动车轮38时，电子控制单元50控制升压用转换器94的升压比(电压转换比)以控制作用在输入侧转子228与输出侧转子218之间的扭矩。相应地，电子控制单元50能够控制发动机36的扭矩Te。其原因如下。 [0125] 作用在输入侧转子228与输出侧转子218之间的扭矩(以下称作为电磁耦合扭矩)根据输入侧转子228与输出侧转子218之间的相对转速而改变，而且通常，能够使用图17中图示的相对转速-到-扭矩特性来表示。此外，该相对转速-到-扭矩特性能够依据负载电阻而变化。如图18所示，如果负载电阻增大(比例转变)，则电磁耦合扭矩的峰值转换至相对转速的较高侧。因此，可通过调节负载电阻来控制相对转速-到-扭矩特性。如果将负载电阻调节成大值，则电磁耦合扭矩的峰值可被转换至相对转速的较高侧。如果将负载电阻调节成小值，则电磁耦合扭矩的峰值可被转换至相对转速的较低侧。在本实施方式中，负载电阻可由图19中图示的转子绕组230的外部电路97的等效电阻来表示。外部电路97包括滑环95、电刷96、整流器93、升压用转换器94、逆变器40以及定子绕组220。
在这些元件中，升压用转换器94和逆变器40是等效电阻(负载电阻)的可调节元件。 [0126] 图20是图示包括在外部电路97中的升压用转换器94的详细元件的等效电路。在图20中，外部电路97包括逆变器40和定子绕组220。升压用转换器94包括电抗器L、二极管D、切换元件S以及滤波电容C。升压用转换器94能够执行用于接通和关断切换元件S的切换操作以控制升压比(E2/E1)，其中，E1表示a-a′端电压，而E2表示b-b′端电压。如果Ton表示切换元件S的“接通”持续时间，Toff表示切换元件S的“关断”持续时间，则T(＝Ton+Toff)表示切换元件S的切换期间，且以下的公式(11)限定切换操作的占空比“d”，升压比E2/E1可由以下公式(12)表示。

[0127] d＝Ton/(Ton+Toff) (11)

[0128] E2/E1＝1/(1-d) (12)

[0129] 图21图示了在切换元件S处于接通状态的情况下的等效电路。图22图示了在切换元件S处于关断状态的情况下的等效电路。当切换元件S处于接通状态(短路状态)时，从转子绕组230侧所见负载电阻变得较低。 当切换元件S处于关断状态时，从转子绕组230侧所见负载电阻变得较高(相比切换元件S处于接通状态的情况)。因此，如果切换元件S的接通状态的比例增大(当增大升压比以增大占空比“d”时)，负载侧的等效电阻变为低值。如果切换元件S的关断状态的比例增大(当减小升压比以减小占空比“d”时)，负载侧的等效电阻变为较高的值。此外，通过将逆变器40的切换元件维持呈关断状态，能够进一步将负载侧的等效电阻增大至更高的值。相应地，如果增大升压用转换器94的升压比以减小从转子绕组230侧所见负载电阻，则可将电磁耦合扭矩的峰值转换至相对转速的较低侧。另一方面，如果减小升压用转换器94的升压比以增大从转子绕组230侧所见负载电阻，则可将电磁耦合扭矩的峰值转换至相对转速的较高侧。

[0130] 以下的公式(13)表示发动机36的转速ωe，其中，Te表示发动机36的扭矩，Tc表示电磁耦合扭矩，而且Je表示发动机轴向惯性。

[0131] 〖数值表达式1〗

[0132]

[0133] 现在假设发动机36的扭矩Te和输出轴24(输出侧转子218)的转速ωout是恒定的且处于平衡状态，在所述平衡状态下，发动机36的扭矩Te与电磁耦合扭矩Tc在发动机36的转速ωe0处基本相等。在这种情况下，参考图23和图24，用于使由以下公式(13)表示的发动机36的转速ωe在转速ωe0附近的特性稳定化的条件可由以下公式(14)表示。因此，有必要促使根据本实施方式的动力传递设备在能够满足以下公式(15)的范围内工作。图23图示了发动机36的转速ωe的特性得以稳定化的情况。图24图示了发动机36的转速ωe的特性变为不稳定的情况。相应地，为了使发动机36的转速ωe的特性稳定化，如图25所示，有必要促使根据本实施方式的动力传递设备在低于峰值点的相对转速范围内工作，电磁耦合扭矩在所述峰值点处得以最大化(图25中的虚线)。

[0134] 〖数值表达式2〗

[0135]

[0136]

[0137] 根据前述，电子控制单元50能够通过控制升压用转换器94的升压 比来控制电磁耦合扭矩Tc，而且能够控制发动机36的扭矩Te。例如，如果增大升压用转换器94的升压比，则能够将电磁耦合扭矩的峰值转换至相对转速的较低侧，并能够增大电磁耦合扭矩Tc(发动机36的扭矩Te)。另一方面，如果减小升压用转换器94的升压比，则能够将电磁耦合扭矩的峰值转换至相对转速的较高侧。因而，能够减小电磁耦合扭矩Tc(发动机36的扭矩Te)。如果将逆变器40的切换元件保持呈关断状态，则能够进一步减小电磁耦合扭矩Tc。 [0138] 当发动机36的动力用于转动/驱动车轮38时，如果车轮38的转速(车辆行驶速度)变得较高，则输出侧转子218的转速变得较高。如果感应电流在输出侧转子218的转速高于输入侧转子228的转速的状态下流经转子绕组230，则扭矩(制动扭矩)作用以降低输出侧转子218的转速，而且制动力作用在车轮38(机动车)上。在这种情况下，从蓄电设备42经由滑环95供给至转子绕组230的电力能够防止制动扭矩作用在输出侧转子218上。
但是，为了将电力从蓄电设备42经由滑环95供给至转子绕组230，需要在蓄电设备42与滑环95(转子绕组230)之间设置不同于逆变器40的另外的逆变器，以实现双向电力转换，即，用于将蓄电设备42的直流电力转换成将供给至滑环95(转子绕组230)的交流电力的电力转换以及用于将转子绕组230的交流电力转换成将供给至蓄电设备42(或逆变器40)的直流电力的电力转换。

[0139] 另一方面，本实施方式将变速器44的变速比改变至较小侧，使得在将发动机36的动力用于转动/驱动车轮38的状态下，输入侧转子228的转速能够被保持成高于输出侧转子218的转速，即使车轮38的转速(车辆行驶速度)变得较高也如此。在这种状态下，转子绕组230的感应电流流动以产生能够增大输出侧转子218的转速的扭矩。因此，本实施方式能够在未将电力从蓄电设备42经由滑环95供给至转子绕组230的情况下防止制动扭矩作用在输出侧转子218(车轮38)上。因此，本实施方式仅将用于将转子绕组230的交流电力转换成将供给至蓄电设备42(或逆变器40)的直流电力的电力转换执行作为将在蓄电设备42与滑环95(转子绕组230)之间执行的电力转换，而不必执行用于将蓄电设备42的直流电力转换成将供给至滑环95(转子绕组230)的交流电力的电力转换。因而，仅需要在蓄电设备42与滑环95之间设置整流器93和升压用转换器(直流-直流转换器)94以执行单向电力转换(从滑环95侧至蓄电设备42侧)。由此， 本实施方式不需要任何逆变器以执行双向电力转换。相应地，本实施方式能够在将发动机36的动力用于转动/驱动车轮38的状态下防止制动扭矩作用在车轮38上，而不使动力传递设备的构造复杂化且不增加设备的成本。

[0140] 此外，在本实施方式中，如果在将发动机36的动力用于转动/驱动车轮38时输出侧转子218的转速变为高于输入侧转子228的转速，则电子控制单元50将升压用转换器94的升压比(或者，直流-直流转换器的电压转换比)控制为较小值(或停止由升压用转换器94执行的升压操作)，使得升压用转换器94的输出电压变为小于蓄电设备42的电压。因此，本实施方式能够防止感应电流流经转子绕组230。相应地，本实施方式能够防止制动扭矩作用在输出侧转子218(车轮38)上，即使输出侧转子218的转速变为高于输入侧转子
228的转速也如此。但是，在本实施方式中，在将发动机36的动力用于转动/驱动车轮38的状态下，优选电子控制单元50控制变速器44的变速比使得输出侧转子218的转速变为低于输入侧转子228的转速。

[0141] 以下描述根据本实施方式的另一示例构造。

[0142] 代替使用图15和图16中图示的滑环95和电刷96，作为能够从输入侧转子228的转子绕组230获取电力的电力传递单元，图26中图示的示例构造包括：电力传递用定子266，其固定至壳体(未图示)；以及电力传递用转子278，其设置在电力传递用定子266的径向内侧并能够相对于电力传递用定子266转动。电力传递用定子266具有与第一实施方式中所描述的第二定子66的构造相似的构造。电力传递用定子266包括定子铁心301和电力传递用定子绕组(电力传递用固定元件导体)270，电力传递用定子绕组270具有沿定子铁心301的周向方向设置的多个相位(例如，三个相位)。电力传递用定子绕组270电连接至整流器93。当多相(例如，三相)交流电流经多相电力传递用定子绕组270时，电力传递用定子绕组270能够产生沿定子的周向方向转动的旋转磁场。定子铁心301具有与第一实施方式中所描述的定子铁心101的构造相似的构造。电力传递用定子绕组270具有与第一实施方式中所描述的第二定子绕组70的构造相似的构造。

[0143] 电力传递用转子278具有与第一实施方式中所描述的第二转子78的构造相似的构造。电力传递用转子278包括转子铁心302和电力传递用转子绕组(电力传递用旋转元件导体)280，电力传递用转子绕组280具有沿 转子铁心302的周向方向设置的多个相位(例如，三个相位)。电力传递用转子278以机械方式与输入侧转子228耦合。当多相(例如，三相)交流电流经多相电力传递用转子绕组280时，电力传递用转子绕组280能够产生沿转子的周向方向转动的旋转磁场。电力传递用转子绕组280电连接(直接连接)至输入侧转子228的转子绕组230。在本实施方式中，将转子绕组230和电力传递用转子绕组280连接成具有相反的相位，使得在交流电流经转子绕组230和电力传递用转子绕组280的情况下可能产生的转子绕组230的旋转磁场和电力传递用转子绕组280的旋转磁场的转动方向变为互相相反。转子铁心302具有与第一实施方式中所描述的转子铁心102的构造相似的构造。电力传递用转子绕组280具有与第一实施方式中所描述的第二转子绕组80的构造相似的构造。图26中图示的示例构造与图9中图示的示例构造相似，但是省略了逆变器41。

[0144] 在图26中图示的示例构造中，转子绕组230电连接至电力传递用转子绕组280。因此，根据输入侧转子228与输出侧转子218之间的转动差而产生的转子绕组230的感应电流能够流经电力传递用转子绕组280。流经电力传递用转子绕组280的感应电流促使电力传递用转子278形成旋转磁场。当由电力传递用转子绕组280产生的旋转磁场与电力传递用定子266互相作用时，电力传递用定子绕组270产生感应电动势。由此，与该感应电动势相对应的感应电流流经电力传递用定子绕组270。由电力传递用定子绕组270产生的交流电力的电力转换由将交流电力整流成为直流电力的整流器93以及对整流后的交流电力进行升压的升压用转换器94来执行。而且，由电力传递用转子绕组280产生的旋转磁场与流经电力传递用定子绕组270的感应电流之间的电磁相互作用产生作用在电力传递用定子266与电力传递用转子278之间的扭矩。作用在电力传递用定子266与电力传递用转子
278之间的扭矩的方向与作用在输入侧转子228与输出侧转子218之间扭矩的方向相同。
如上所述，当电力传递用转子绕组280与电力传递用定子绕组270以电磁方式耦合时，电力传递用定子266和电力传递用转子278能够用作为变压器。能够在没有任何接触的情况下获取由转子绕组230产生的交流电力。此外，电力传递用定子266和电力传递用转子278能够用作为感应电机。但是，在本实施方式中，即使当电力传递用定子266和电力传递用转子278被构造成用作为变压器而不用作为感应电机时，也能够在没有任何接触的情况下获取由转子绕组230产生的交流电力。

[0145] 甚至在图26中图示的示例构造中，当将发动机36的动力用于转动/驱动车轮38时，通过改变变速器44的变速比，能够维持输入侧转子228的转速高于输出侧转子218的转速的这样一种状态。因此，本实施方式能够在未将电力从蓄电设备42经由电力传递用定子绕组270供给至转子绕组230的情况下防止制动扭矩作用在输出侧转子218(车轮38)上。

[0146] 此外，根据图26中图示的示例构造，当将发动机36的动力用于转动/驱动车轮38时，扭矩作用在电力传递用定子266与电力传递用转子278之间。以下公式(16)表示当扭矩Ttr作用在电力传递用定子266与电力传递用转子278之间时的发动机输出动力Poωeng。以下公式(17)表示能够通过输入侧转子228与输出侧转子218之间的电磁耦合获得的传递动力Poωcoup。以下公式(18)表示转子绕组230的生成动力Poωele。 [0147] Poωeng＝Te×ωe (16)

[0148] Poωcoup＝(1-s)×(Te-Ttr)×ωe (17)

[0149] Poωele＝s×Te×ωe+(1-s)×Ttr×ωe (18)

[0150] 参考公式(9)和公式(18)，相比图15和图16中图示的示例构造，图26中图示的示例构造能够根据作用在电力传递用定子266与电力传递用转子278之间的扭矩Ttr来减小能够通过的电磁耦合获得的传递动力Poω coup并能够增大转子绕组230的生成动力Poωele。为了以转子绕组230的生成动力Poωele来转动/驱动输出侧转子218，有必要将转子绕组230的电力经由整流器93、升压用转换器94以及逆变器40供给至定子绕组220，而且还有必要将供给至定子绕组220的电力转换成输出侧转子218的动力。当转子绕组230的电力经由整流器93、升压用转换器94以及逆变器40供给至定子绕组220时，以及当供给至定子绕组220的电力被转换成输出侧转子218的动力时，可能发生动力损失。因此，为了提高动力传递设备的传递效率，优选增大能够通过电磁耦合获得的传递动力Poωcoup的比率并减小转子绕组230的生成动力Poωele的比率。因此，相比图26中图示的示例构造，图15和图16中图示的示例构造能够提高动力传递设备的传递效率。

[0151] 在图26中图示的示例构造中，转子绕组230和电力传递用转子绕组280能够连接成具有相同的相位，使得当交流电流经转子绕组230和电力传递用转子绕组280时可能产生的转子绕组230的旋转磁场和电力传递用 转子绕组280的旋转磁场具有相同的转动方向。在这种情况下，如果将电力传递用转子278的磁极数目P2设定成等于或大于输入侧转子228的磁极数目P1(P2≥P1)，则作用在电力传递用定子266与电力传递用转子278之间的扭矩以及作用在输入侧转子228与输出侧转子218之间的扭矩具有相同的方向。 [0152] 图27中图示的示例构造与图15和图16中图示的示例构造的不同在于，另外设置了起动逆变器41。起动逆变器41能够将蓄电设备42的直流电力转换成交流(例如，三相交流电力)电力并能够将交流电力经由电刷96和滑环95供给至转子绕组230的各相。在图27中图示的示例构造中，为了起动发动机36，可控制起动逆变器41以执行切换操作，以便将蓄电设备42的电力经由滑环95供给至转子绕组230。发动机36能够以供给至转子绕组230的电力来执行摇转操作。在这种情况下，输入侧转子228形成旋转磁场。该旋转磁场与输出侧转子218的永磁体233的场通量之间的电磁相互作用产生作用在连接至发动机36的输入侧转子228上的扭矩。而且，输出侧转子218承载它的反作用扭矩。因此，在电动车行驶操作期间起动发动机36的情况下，优选控制逆变器40的切换操作以将蓄电设备42的电力供给至定子绕组220，以产生能够消除上述反作用扭矩的作用在输出侧转子218上的扭矩。通过该控制，供给至定子绕组220的电力可用于转动/驱动输出侧转子218。 [0153] 在上述描述中，升压用转换器94设置作为能够对由整流器93整流的电力执行电压转换并能够输出转换后的电压的直流-直流转换器。但是，在本实施方式中，可使用降压转换器或升压/降压转换器作为直流-直流转换器。

[0154] 在本实施方式中，能够切换转动电机10的输入轴34和输出轴24。更具体地，第二转子218能够以机械方式连接至发动机36，并且第一转子228能够经由变速器44以机械方式连接至车轮38。在这种情况下，能够将发动机36的动力传递至第二转子218。能够将第一转子228的动力经由变速器44在改变速度的同时传递至车轮38。第二转子218用作为输入侧转子，而第一转子228用作为输出侧转子。在这种情况下，当发动机36的动力用于转动/驱动车轮38时，能够改变变速器44的变速比以保持输入侧转子(第二转子218)的转速高于输出侧转子(第一转子228)的转速的状态。因此，可在未将电力从蓄电设备42经由滑环95(或电力传递用定子绕组 270)供给至转子绕组230的情况下，防止制动扭矩作用在输出侧转子(车轮38)上。

[0155] 尽管已对本发明的一些实施方式进行了描述，但是毋庸置疑，本发明并不局限于上述实施方式，而且在本发明的要旨范围内可以各种方式对本发明进行修改。