動(dòng)力傳遞裝置制造方法
【專利摘要】在慣性能量存儲(chǔ)操作期間，控制在逆變器40處的電力變換使得由逆變器40將來自電力存儲(chǔ)裝置42的直流電力變換成交流電以便供應(yīng)到定子繞組20，使得在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)矩從定子16施加到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18以在從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18到驅(qū)動(dòng)軸37的動(dòng)力傳遞停止的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18。在慣性能量存儲(chǔ)操作之后的起動(dòng)操作期間，控制在逆變器41處的電力變換以便容許交流電施加到定子繞組30上，使得在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)矩從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18施加到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28上，由此旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36。
【專利說明】動(dòng)力傳遞裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般性地涉及一種動(dòng)力傳遞裝置，并且尤其涉及一種能夠利用轉(zhuǎn)子的電磁耦合將動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力傳遞裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]下面的專利文獻(xiàn)I公開了現(xiàn)有技術(shù)的這種類型的動(dòng)力傳遞裝置。根據(jù)專利文獻(xiàn)I 的動(dòng)力傳遞裝置包括:設(shè)置有繞組并且機(jī)械地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的第一轉(zhuǎn)子、設(shè)置有與第一轉(zhuǎn)子繞組形成電磁耦合的磁鐵并且機(jī)械地連接到驅(qū)動(dòng)軸的第二轉(zhuǎn)子、設(shè)置有與第二轉(zhuǎn)子磁鐵形成電磁耦合的繞組的定子、電連接到第一轉(zhuǎn)子繞組的滑環(huán)、電接觸滑環(huán)的電刷、可交換地控制在電池與定子繞組之間的電力的第一逆變器以及經(jīng)由滑環(huán)和電刷可交換地控制在電池與第一轉(zhuǎn)子之間的電力的第二逆變器。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到第一轉(zhuǎn)子的動(dòng)力經(jīng)由第一轉(zhuǎn)子繞組和第二轉(zhuǎn)子磁鐵的電磁耦合而傳遞到第二轉(zhuǎn)子，由此使得可以用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力來對(duì)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此外，因?yàn)槭沟秒娏?jīng)由第二逆變器在電池和第一轉(zhuǎn)子繞組之間是可交換的，所以能夠通過用第二逆變器控制第一轉(zhuǎn)子的電力來控制驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度。在那種情況下，當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度高于第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，由第一轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的電力經(jīng)由第二逆變器供應(yīng)到電池側(cè)，并且當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度低于第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，電池的電力經(jīng)由第二逆變器供應(yīng)到第一轉(zhuǎn)子繞組。此外，由于定子繞組與第二轉(zhuǎn)子磁鐵的電磁耦合，從電池側(cè)經(jīng)由第一逆變器供應(yīng)到定子繞組的電力可以被用于在第二轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生動(dòng)力以對(duì)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這繼而允許通過控制由第一逆變器供應(yīng)到定子繞組的電力來控制傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩。
[0003]引用列表
[0004]【專利文獻(xiàn)】
[0005]【專利文獻(xiàn)I】JP9-56OlOA
[0006]【專利文獻(xiàn)2】JP2OO6-975IA
[0007]【專利文獻(xiàn)3 】JP 2009-73472A
[0008]【專利文獻(xiàn)4】JP2009-274536A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題
[0010]根據(jù)專利文獻(xiàn)1，在于驅(qū)動(dòng)軸處于停止?fàn)顟B(tài)的狀態(tài)下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，來自電池的直流電力由第二逆變器變換成交流電以經(jīng)由滑環(huán)和電刷供應(yīng)到第一轉(zhuǎn)子繞組，使得可以通過作用在第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)矩來旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)第一轉(zhuǎn)子，因此使得可以利用從電池供應(yīng)到第一轉(zhuǎn)子繞組的電力來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，當(dāng)從電池可供應(yīng)的電力較低時(shí)，例如，當(dāng)電池溫度較低時(shí)或者當(dāng)電池的充電狀態(tài)不足時(shí)，使用從電池供應(yīng)到第一轉(zhuǎn)子繞組的電力難以在第一轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的功率，由此難以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0011]根據(jù)專利文獻(xiàn)2，在電池的充電狀態(tài)使得不能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)離合器分離并且輸出軸固定的狀態(tài)下使用電池的電力來旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)。接著，接合發(fā) 動(dòng)機(jī)離合器以利用由電動(dòng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣性來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，當(dāng)電動(dòng)發(fā)電 機(jī)的旋轉(zhuǎn)能量經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)離合器傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)產(chǎn)生由于發(fā)動(dòng)機(jī)離合器的滑動(dòng)而導(dǎo)致的 能量損失，尤其在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度時(shí)產(chǎn)生更大的損失。
[0012]本發(fā)明的目的在于即使當(dāng)從電力存儲(chǔ)裝置可供應(yīng)的電力量較小時(shí)也能高效地啟 動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0013]技術(shù)方案
[0014]根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力傳遞裝置采用了下述方案以實(shí)現(xiàn)上述目的。
[0015]概括而言，根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力傳遞裝置包括:第一轉(zhuǎn)子，動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到所述 第一轉(zhuǎn)子，并且所述第一轉(zhuǎn)子設(shè)置有能夠通過交流電的施加來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體；定 子，其設(shè)置有能夠通過交流電的施加來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的定子導(dǎo)體；第二轉(zhuǎn)子，其能夠關(guān)于所述 第一轉(zhuǎn)子而相對(duì)旋轉(zhuǎn)，其中轉(zhuǎn)矩根據(jù)在所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體處產(chǎn)生的所述旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的作用而作用在 所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子之間，并且轉(zhuǎn)矩根據(jù)在所述定子導(dǎo)體處產(chǎn)生的所述旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的 作用而作用在所述第二轉(zhuǎn)子與所述定子之間；第一電力變換器，其在電力存儲(chǔ)裝置和所述 定子導(dǎo)體之間進(jìn)行電力變換；第二電力變換器，其在所述電力存儲(chǔ)裝置和所述第一電力導(dǎo) 體中的至少一個(gè)與所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體之間進(jìn)行電力變換；動(dòng)力傳遞/中斷機(jī)構(gòu)，其或者容許或 者切斷從所述第二轉(zhuǎn)子到驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力傳遞；以及控制單元，其控制在所述第一電力變換 器處的所述電力變換以控制使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而施加到所述定子與所述第 二轉(zhuǎn)子之間的所述轉(zhuǎn)矩，并且所述控制單元控制在所述第二電力變換器處的所述電力變換 以控制使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而施加到所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子之間的所 述轉(zhuǎn)矩，其中在以所述驅(qū)動(dòng)軸處于停止的狀態(tài)啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，所述控制單元實(shí) 施以下操作:慣性能量存儲(chǔ)操作，其用于在從所述第二轉(zhuǎn)子到所述驅(qū)動(dòng)軸的所述動(dòng)力傳遞 被所述動(dòng)力傳遞/中斷機(jī)構(gòu)切斷的狀態(tài)下，通過使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而從所述 定子施加轉(zhuǎn)矩到所述第二轉(zhuǎn)子來旋轉(zhuǎn)所述第二轉(zhuǎn)子；以及起動(dòng)操作，其用于在所述慣性能 量存儲(chǔ)操作之后，通過使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩到所述 第一轉(zhuǎn)子而旋轉(zhuǎn)所述第一轉(zhuǎn)子來起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)方案中，優(yōu)選地，在所述起動(dòng)操作期間，所述控制單元使用所述轉(zhuǎn) 子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩到所述第一轉(zhuǎn)子，并且使用所述定子導(dǎo)體 的所述交流電而從所述定子施加轉(zhuǎn)矩到所述第二轉(zhuǎn)子。
[0017]在本發(fā)明的另一個(gè)方案中，優(yōu)選地，當(dāng)在所述起動(dòng)操作期間所述第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn) 速度高于所述第一轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，所述控制單元控制在所述第二電力變換器處的電力 變換以便從所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體回收電力并且使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn) 子施加轉(zhuǎn)矩到所述第一轉(zhuǎn)子，并且所述控制單元控制在所述第一電力變換器處的電力變換 以便將電力供應(yīng)到所述定子導(dǎo)體以使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而從所述定子施加轉(zhuǎn) 矩到所述第二轉(zhuǎn)子。
[0018]在本發(fā)明的又一個(gè)方案中，優(yōu)選地，當(dāng)在所述起動(dòng)操作期間所述第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn) 速度低于所述第一轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，所述控制單元控制在所述第一電力變換器處的所述 電力變換以便從所述定子導(dǎo)體回收電力并且使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而從所述定 子施加轉(zhuǎn)矩到所述第二轉(zhuǎn)子，并且所述控制單元控制在所述第二電力變換器處的所述電力變換以便將電力供應(yīng)到所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體并且使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二 轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩到所述第一轉(zhuǎn)子。
[0019]在本發(fā)明的另一個(gè)方案中，優(yōu)選地，在所述起動(dòng)操作期間所述控制單元對(duì)使用所 述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn)子施加到所述第一轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制以 及對(duì)使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而從所述定子施加到所述第二轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)矩進(jìn)行 控制，使得在所述第一電力變換器處變換的電力量與在所述第二電力變換器處變換的電力 量之間的差小于或等于設(shè)定量。
[0020]在本發(fā)明的再一個(gè)方案中，優(yōu)選地，當(dāng)所述控制單元判定從所述電力存儲(chǔ)裝置能 夠供應(yīng)的電力量小于當(dāng)在所述驅(qū)動(dòng)軸處在停止?fàn)顟B(tài)下啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)所要求的電力量 時(shí)，所述控制單元實(shí)施所述慣性能量存儲(chǔ)操作和所述起動(dòng)操作。
[0021]本發(fā)明的有益效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明，在于驅(qū)動(dòng)軸處于停止的狀態(tài)下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，通過在慣性能 量存儲(chǔ)操作期間事先在第二轉(zhuǎn)子中存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)能量以及在起動(dòng)操作期間釋放第二轉(zhuǎn)子的此 旋轉(zhuǎn)能量并且將其變換成第一轉(zhuǎn)子的動(dòng)力以用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，即使當(dāng)從電力存儲(chǔ)裝置可供 應(yīng)的電力量較小時(shí)也可以高效地啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1示出設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的動(dòng)力傳遞裝置的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元的示 意性配置。
[0024]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的動(dòng)力傳遞裝置的示意性配置。
[0025]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的動(dòng)力傳遞裝置的示意性配置。
[0026]圖4是輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28、輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18以及定子16的配置的示例的圖示。
[0027]圖5是在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)速度與發(fā)動(dòng)機(jī)36的負(fù)載和功率 損失之間的關(guān)系的圖示。
[0028]圖6是輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)來自電力存儲(chǔ)裝置42的供應(yīng)功率的時(shí)間變 化的圖示。
[0029]圖7是當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)所實(shí)施的慣性能量存儲(chǔ)操作的功率流的描述的圖示。
[0030]圖8是當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)所實(shí)施的起動(dòng)操作的功率流的描述的圖示。
[0031]圖9是當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)所實(shí)施的起動(dòng)操作的功率流的描述的圖示。
[0032]圖1OA是當(dāng)執(zhí)行慣性能量存儲(chǔ)操作和起動(dòng)操作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)操作示例的計(jì)算結(jié) 果的圖示。
[0033]圖1OB是當(dāng)執(zhí)行慣性能量存儲(chǔ)操作和起動(dòng)操作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)操作示例的計(jì)算結(jié) 果的圖示。
[0034]圖1OC是當(dāng)執(zhí)行慣性能量存儲(chǔ)操作和起動(dòng)操作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)操作示例的計(jì)算結(jié) 果的圖示。
[0035]附圖標(biāo)記
[0036]10?旋轉(zhuǎn)電機(jī)，16?定子，18?第二轉(zhuǎn)子(輸出側(cè)轉(zhuǎn)子)，20?定子繞組,28?第 一轉(zhuǎn)子(輸入側(cè)轉(zhuǎn)子)，30?轉(zhuǎn)子繞組，32、33?永久磁鐵，36?發(fā)動(dòng)機(jī)，37?驅(qū)動(dòng)軸，38? 車輪，40、41?逆變器，42?電力存儲(chǔ)裝置，44?變速器，48?離合器，50?電子控制單元，95?滑環(huán),96?電刷 【具體實(shí)施方式】
[0037]以下將參照附圖描述用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下稱作實(shí)施例)。
[0038]圖1至圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有動(dòng)力傳遞裝置的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元的示 意性配置的圖示，其中圖1示出示意性整體配置，并且圖2和圖3示出旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的示意 性配置。根據(jù)本發(fā)明的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元包括:設(shè)置為能夠產(chǎn)生動(dòng)力(機(jī)械動(dòng)力)的原動(dòng)機(jī) 的發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))36、設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)36與驅(qū)動(dòng)軸37 (車輪38)之間并且能夠改變變速傳 動(dòng)比的變速器(機(jī)械變速器)44，以及設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)36與變速器44之間且能夠產(chǎn)生動(dòng)力(機(jī) 械動(dòng)力)和電力的旋轉(zhuǎn)電機(jī)10。此外，根據(jù)本實(shí)施例的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元可以用作用于驅(qū) 動(dòng)例如車輛的動(dòng)力輸出裝置。
[0039]旋轉(zhuǎn)電機(jī)10包括:固定到定子箱的定子16 (未示出)、關(guān)于定子16可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的 第一轉(zhuǎn)子28以及在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線正交的徑向方向上有預(yù)定間隙地與定子16和第一轉(zhuǎn)子 28相對(duì)并且關(guān)于定子16和第一轉(zhuǎn)子28可相對(duì)旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)子18。定子16位于第一轉(zhuǎn)子 28的徑向外側(cè)并與第一轉(zhuǎn)子28之間有間隙，并且第二轉(zhuǎn)子18在徑向方向上上位于定子16 與第一轉(zhuǎn)子28之間。也即是說，第一轉(zhuǎn)子28位于第二轉(zhuǎn)子18的徑向內(nèi)側(cè)并且與第二轉(zhuǎn)子 18相對(duì)，并且定子16位于第二轉(zhuǎn)子18的徑向外側(cè)并且與第二轉(zhuǎn)子18相對(duì)。第一轉(zhuǎn)子28 機(jī)械地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)36使得來自發(fā)動(dòng)機(jī)36的動(dòng)力傳遞到第一轉(zhuǎn)子28。同時(shí)，第二轉(zhuǎn)子18 經(jīng)由變速器44機(jī)械地連接到驅(qū)動(dòng)軸37使得在由變速器44改變速度之后來自第二轉(zhuǎn)子18 的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)軸37 (車輪38)。在下面的描述中，第一轉(zhuǎn)子28將被稱作輸入側(cè)轉(zhuǎn)子并 且第二轉(zhuǎn)子18將被稱作輸出側(cè)轉(zhuǎn)子。
[0040]輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28包括轉(zhuǎn)子鐵心(第一轉(zhuǎn)子鐵心)52以及沿其周向置于轉(zhuǎn)子鐵心52 中的多相(例如，三相)轉(zhuǎn)子繞組30。當(dāng)多相(例如，三相)交流電施加到多相轉(zhuǎn)子繞組30上 時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組30能夠產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子的周向上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
[0041]定子16包括定子鐵心(定子鐵心)51以及沿其周向置于定子鐵心51中的多相(例 如，三相)定子繞組20。當(dāng)多相(例如，三相)交流電施加到多相定子繞組20上時(shí)，多相(例 如，三相)定子繞組20能夠產(chǎn)生在定子的周向上的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
[0042]輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18包括轉(zhuǎn)子鐵心(第二轉(zhuǎn)子鐵心)53以及沿其軸向布置于轉(zhuǎn)子鐵心53 中、產(chǎn)生場(chǎng)磁通的永久磁鐵32、33。永久磁鐵32布置于轉(zhuǎn)子鐵心53的外周部上以便與定 子16 (定子鐵心51)相對(duì)，并且永久磁鐵33布置于轉(zhuǎn)子鐵心53的內(nèi)周部上以便與輸入側(cè) 轉(zhuǎn)子28 (轉(zhuǎn)子鐵心52)相對(duì)。此處，永久磁鐵32、33可以一體形成。
[0043]圖4詳細(xì)示出輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28、輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18以及定子16的配置的示例。在圖4所 示的示例中，輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28、輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18以及定子16同心布置。定子16的定子鐵心51 具有向徑向內(nèi)側(cè)(朝向輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18)突出并且以固定間隔沿定子周向安置的多個(gè)齒51a。 相應(yīng)的定子繞組20圍繞齒51a纏繞以形成磁極。輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)子鐵心52具有向徑 向外側(cè)(朝向輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18)突出并且以固定間隔沿轉(zhuǎn)子周向安置的多個(gè)齒52a。相應(yīng)的轉(zhuǎn) 子繞組30圍繞齒52a纏繞以形成磁極。定子16的齒51a和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的永久磁鐵32 在與輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)軸線(與輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)軸線重合)正交的徑向方向上彼此 相對(duì)地布置。輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的齒52a和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的永久磁鐵33在徑向方向上彼此相對(duì)地布置。定子繞組20的纏繞軸線和轉(zhuǎn)子繞組30的纏繞軸與此徑向方向(在輸入側(cè)轉(zhuǎn) 子28與輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18彼此相對(duì)的方向上)重合。永久磁鐵32、33以固定間隔沿轉(zhuǎn)子周向 安置，并且此外，永久磁鐵32嵌入轉(zhuǎn)子鐵心53中以便形成V形。此處，永久磁鐵32、33可 以或者暴露在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的表面上(在外周面上或者在內(nèi)周面上)或者嵌入到輸出側(cè)轉(zhuǎn) 子18中(在轉(zhuǎn)子鐵心53中)。
[0044]離合器48布置于發(fā)動(dòng)機(jī)36和變速器44之間以便與旋轉(zhuǎn)電機(jī)10 (輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28 和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18)平行。輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28與輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的機(jī)械接合/分離可以由離合器 48的接合/分離來有選擇地實(shí)現(xiàn)。輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18通過接合離合器48以 相等的旋轉(zhuǎn)速度一體地旋轉(zhuǎn)，并且輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18因此機(jī)械地接合，。另一 方面，通過分離離合器48并且去除輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28與輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間的機(jī)械接合來允許 輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度差。此處，離合器48能夠使用例如混合動(dòng)力壓 力或者電磁力來進(jìn)行接合/分離之間的切換，并且此外，還能夠通過調(diào)節(jié)施加到離合器48 上的混合動(dòng)力壓力和電磁力來調(diào)節(jié)接合力。
[0045]設(shè)置為直流電源的可充電/可放電的電力存儲(chǔ)裝置42可以由例如蓄電池來配置， 以存儲(chǔ)電能。設(shè)置為用于在電力存儲(chǔ)裝置42與定子繞組20之間變換電力的第一電力變換 裝置的逆變器40可以由包括開關(guān)元件和關(guān)于開關(guān)元件反向并聯(lián)連接的二極管(整流裝置) 的公知的配置來實(shí)現(xiàn)，并且開關(guān)元件的開關(guān)操作允許將來自電力存儲(chǔ)裝置42的直流電力 變換成交流電(例如，三相交流電)以供應(yīng)到定子繞組20的相應(yīng)的相。此外，逆變器40還能 夠在將定子繞組20的相應(yīng)的相的交流電變換成直流電的方向上進(jìn)行電力變換以便由電力 存儲(chǔ)裝置42回收。以這種方式，逆變器40可以在電力存儲(chǔ)裝置42與定子繞組20之間實(shí) 現(xiàn)雙向電力變換。
[0046]滑環(huán)95機(jī)械地結(jié)合到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28，并且進(jìn)一步電連接到轉(zhuǎn)子繞組30的相應(yīng)的 相。旋轉(zhuǎn)地固定的電刷96緊壓滑環(huán)95以與其電接觸?；h(huán)95與輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28 —同旋 轉(zhuǎn)，同時(shí)緊貼電刷96滑動(dòng)(同時(shí)保持與電刷96的電接觸)。電刷96電連接到逆變器41。設(shè) 置為用于在電力存儲(chǔ)裝置42和逆變器40中的至少一個(gè)與轉(zhuǎn)子繞組30之間變換電力的第 二電力變換裝置的逆變器41可以由包括開關(guān)元件和關(guān)于開關(guān)元件反向并聯(lián)連接的二極管 (整流裝置)的公知的配置來實(shí)現(xiàn)，并且開關(guān)元件的開關(guān)操作允許將來自電力存儲(chǔ)裝置42的 直流電力變換成交流電(例如，三相交流電)以經(jīng)由電刷96和滑環(huán)95供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30的 相應(yīng)的相。此外，逆變器41還能夠在將轉(zhuǎn)子繞組30的相應(yīng)的相的交流電變換成直流電的 方向上進(jìn)行電力變換。此時(shí)，從滑環(huán)95和電刷96取出交流電力，并且由逆變器41將交流 電力變換成直流電。由逆變器41變換成直流電的電力可在供應(yīng)到定子繞組20的相應(yīng)的相 之前由逆變器40變換成交流電。也即是說，逆變器40能夠?qū)碜阅孀兤?1的直流電力和 來自電力存儲(chǔ)裝置42的直流電力中的至少之一變換成交流電并且將其供應(yīng)到定子繞組20 的相應(yīng)的相。而且，還可以由電力存儲(chǔ)裝置42回收由逆變器41變換成直流的電力。用這 種方式，逆變器41可以在電力存儲(chǔ)裝置42和逆變器40中的至少一個(gè)與轉(zhuǎn)子繞組30之間 實(shí)現(xiàn)雙向電力變換。
[0047]電子控制單元50控制逆變器40的開關(guān)元件的開關(guān)操作以控制逆變器40的電力 變換，由此控制在定子繞組20的相應(yīng)相中流動(dòng)的交流電。此外，電子控制單元50控制逆變 器41的開關(guān)元件的開關(guān)操作以控制逆變器41的電力變換，由此控制在轉(zhuǎn)子繞組30的相應(yīng)相中流動(dòng)的交流電。電子控制單元50還在離合器48的接合/分離之間進(jìn)行切換以控制其 在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28與輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間的機(jī)械接合/分離之間的切換。此外，電子控制單 元50控制發(fā)動(dòng)機(jī)36的運(yùn)行狀態(tài)并且改變變速器44的傳動(dòng)比。
[0048]逆變器40的開關(guān)操作使得多相(例如，三相)交流電施加到多相定子繞組20上，這 繼而使得定子繞組20產(chǎn)生在定子的周向上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)?？梢酝ㄟ^在定子繞組20處產(chǎn)生 的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)與在永久磁鐵32處產(chǎn)生的場(chǎng)磁通的電磁相互作用(吸引/排斥)而施加轉(zhuǎn)矩(磁鐵 轉(zhuǎn)矩)到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上，然后其旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18。也即是說，從電力存儲(chǔ)裝置 42經(jīng)由逆變器40施加到定子繞組20上的電力可以變換成輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上的動(dòng)力(機(jī)械 動(dòng)力)，這繼而允許定子16和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18作用為同步電動(dòng)機(jī)(PM電動(dòng)機(jī)部分)。此外，可 以經(jīng)由逆變器40將輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的動(dòng)力變換成定子繞組20的電力以由電力存儲(chǔ)裝置42 回收。以這種方式，因?yàn)槎ㄗ?6的定子繞組20和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的永久磁鐵32電磁耦合， 所以可以使得在定子繞組20處產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)作用在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上以便在定子16與輸 出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間形成轉(zhuǎn)矩(磁鐵轉(zhuǎn)矩)作用。此外，如圖4所示，例如，在磁物質(zhì)(鐵磁物質(zhì)) 布置于作為凸極并且與定子16 (齒51a)相對(duì)的永久磁鐵32之間的不例中，或者在永久磁 鐵32被嵌入輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18中(在轉(zhuǎn)子鐵心53內(nèi)側(cè))的示例中，除了響應(yīng)于在定子16處產(chǎn) 生的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)而作用在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上的磁鐵轉(zhuǎn)矩之外，磁阻轉(zhuǎn)矩也作用在定子16和輸出 側(cè)轉(zhuǎn)子18之間。通過例如由逆變器40的開關(guān)操作來控制供應(yīng)到定子繞組20上的交流電 的幅值和相角，電子控制單元50可以控制作用在定子16和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間的轉(zhuǎn)矩。
[0049]而且，隨著輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28關(guān)于輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18旋轉(zhuǎn)并且在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28 (轉(zhuǎn)子繞 組30)和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18 (永久磁鐵33)之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)速度差，在轉(zhuǎn)子繞組30中產(chǎn)生感應(yīng)電 動(dòng)勢(shì)，并且此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使得感應(yīng)電流(交流電流)在轉(zhuǎn)子繞組30中流動(dòng)，由此產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。 此外,在由轉(zhuǎn)子繞組30的感應(yīng)電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)和永久磁鐵33的磁通之間的電磁相互作 用還允許轉(zhuǎn)矩作用在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上，由此旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18。以這種方式，因?yàn)?輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)子繞組30和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的永久磁鐵33電磁耦合，所以響應(yīng)于在轉(zhuǎn) 子繞組30處產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的作用于輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18，轉(zhuǎn)矩(磁鐵轉(zhuǎn)矩)作用在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28 和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間。因此，能夠在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間傳遞動(dòng)力(機(jī)械 動(dòng)力)，由此使得輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18作用為感應(yīng)電磁耦合部。
[0050]當(dāng)由于轉(zhuǎn)子繞組30的感應(yīng)電流而在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間產(chǎn)生轉(zhuǎn) 矩(電磁耦合轉(zhuǎn)矩)時(shí)，電子控制單元50實(shí)現(xiàn)逆變器41的開關(guān)操作以便允許感應(yīng)電流在轉(zhuǎn) 子繞組30中流動(dòng)。那時(shí)，電子控制單元50可以通過借助逆變器41的開關(guān)操作控制在轉(zhuǎn)子 繞組30中流動(dòng)的交流電流來控制作用在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間的電磁耦合 轉(zhuǎn)矩。另一方面，當(dāng)電子控制單元50保持逆變器41的開關(guān)元件處于關(guān)斷狀態(tài)以停止開關(guān) 操作時(shí)，感應(yīng)電流將停止在轉(zhuǎn)子繞組30中流動(dòng)，這將接著停止轉(zhuǎn)矩作用在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和 輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間。
[0051 ] 現(xiàn)在將描述根據(jù)本實(shí)施例的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元的操作。
[0052]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)36產(chǎn)生動(dòng)力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)36的動(dòng)力被傳遞到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28，并且在發(fā)動(dòng) 機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28。在離合器48分離的狀態(tài)下，當(dāng)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28 的旋轉(zhuǎn)速度變得大于輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，在轉(zhuǎn)子繞組30中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電 子控制單元50實(shí)現(xiàn)逆變器41的開關(guān)操作以便允許感應(yīng)電流在轉(zhuǎn)子繞組30中流動(dòng)。其結(jié)果是，由于轉(zhuǎn)子繞組30的感應(yīng)電流與永久磁鐵33的磁通的電磁相互作用，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)旋 轉(zhuǎn)的方向上的電磁耦合轉(zhuǎn)矩從輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28作用到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上，由此在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 的方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18。以這種方式，從發(fā)動(dòng)機(jī)36傳遞到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的動(dòng) 力通過輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)子繞組30與輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的永久磁鐵33的電磁耦合而傳遞到 輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18。傳遞到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的動(dòng)力接著在變速器44處被改變速度之后被傳遞 到驅(qū)動(dòng)軸37 (車輪38)以用于負(fù)載的正常旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，諸如車輛的向前驅(qū)動(dòng)。因此，能夠使用 來自發(fā)動(dòng)機(jī)36的動(dòng)力在正常旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)車輪38，由此在前進(jìn)方向上驅(qū)動(dòng)車輛。 此外，即使當(dāng)車輪38的旋轉(zhuǎn)停止時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)36也不熄火，因?yàn)槟軌蛉菰S輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸 出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間的旋轉(zhuǎn)差。其結(jié)果是，旋轉(zhuǎn)電機(jī)10能夠作用為啟動(dòng)設(shè)備，其消除了單獨(dú)設(shè) 置諸如摩擦離合器和轉(zhuǎn)矩變換器等啟動(dòng)裝置的需要。
[0053]此外，在轉(zhuǎn)子繞組30中產(chǎn)生的交流電力經(jīng)由滑環(huán)95和電刷96被取出。取出的交 流電力由逆變器41變換成直流電。接著，在供應(yīng)到定子繞組20之前，逆變器40的開關(guān)操 作允許來自逆變器41的直流電力被逆變器40變換成交流電，使得交流電在定子繞組20中 流動(dòng)并且在定子16處形成旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。在此定子16處的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)與輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的永久磁鐵 32處的場(chǎng)磁通之間的電磁相互作用也允許在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)矩作用在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子 18上。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18處放大在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩放大功 能。而且，還可以由電力存儲(chǔ)裝置42回收來自逆變器41的直流電力。
[0054]此外，通過控制逆變器40的開關(guān)操作使得電力從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)到定子繞 組20，能夠使用發(fā)動(dòng)機(jī)36的動(dòng)力在正常旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)車輪38，并且另外，使用供 應(yīng)到定子繞組20的電力而產(chǎn)生的輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的動(dòng)力可以促進(jìn)在正常旋轉(zhuǎn)方向上的車輪 38的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。而且，在負(fù)載的減速驅(qū)動(dòng)期間，通過用電子控制單元50控制逆變器40的 開關(guān)操作以便由電力存儲(chǔ)裝置42回收來自定子繞組20的電力，負(fù)載的動(dòng)力能夠通過定子 繞組20與永久磁鐵32之間的電磁耦合變換成定子繞組20的電力以由電力存儲(chǔ)裝置42回 收。
[0055]而且，通過接合離合器48以機(jī)械地結(jié)合輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18，即使沒有 作用在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間的轉(zhuǎn)矩，來自發(fā)動(dòng)機(jī)36的動(dòng)力也由于轉(zhuǎn)子繞組 30中沒有交流電而能夠經(jīng)由離合器48傳遞到驅(qū)動(dòng)軸37(車輪38)。因此，可以限制伴隨在 輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18之間的滑動(dòng)而由轉(zhuǎn)子繞組30中流動(dòng)的感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦 耳損失。
[0056]而且，當(dāng)實(shí)現(xiàn)使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)10的動(dòng)力而不是使用發(fā)動(dòng)機(jī)36的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)負(fù)載(可旋 轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)車輛38)的EV (電動(dòng)車)驅(qū)動(dòng)時(shí)，電子控制單元50控制逆變器40的開關(guān)操作以 控制負(fù)載的驅(qū)動(dòng)。例如，通過由電子控制單元50控制逆變器40的開關(guān)操作以便將來自電 力存儲(chǔ)裝置42的直流電力變換成交流電以供應(yīng)到定子繞組20，供應(yīng)到定子繞組20的電力 通過定子繞組20和永久磁鐵32之間的電磁耦合變換成輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的動(dòng)力，由此旋轉(zhuǎn)地 驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸37 (車輪38)。以這種方式，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)36不產(chǎn)生動(dòng)力時(shí)也能夠由供應(yīng)到定 子繞組20的電力旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)車輪38。此外，當(dāng)實(shí)現(xiàn)EV驅(qū)動(dòng)時(shí)，控制離合器48處于接合狀 態(tài)。
[0057]而且，當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)，由電子控制單元50控制逆變器41的開關(guān)操作以便由 逆變器41將來自電力存儲(chǔ)裝置42的直流電力變換成交流電從而經(jīng)由滑環(huán)95和電刷96供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30，使得在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的轉(zhuǎn)矩借助轉(zhuǎn)子繞組30的交流電而從輸出側(cè) 轉(zhuǎn)子18作用到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28上。因此，使用從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30的電 力來在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)36的起動(dòng)。當(dāng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 36時(shí)，當(dāng)在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28處的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)與在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的永久磁鐵33處的場(chǎng)磁通之間的 電磁相互作用導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩作用在連接到發(fā)動(dòng)機(jī)36的輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28上的同時(shí)，輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18 也反過來受到反作用轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)于EV模式的同時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36，控制逆變器40的 開關(guān)操作使得電力從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)到定子繞組20，并且用于去除此反作用轉(zhuǎn)矩的 轉(zhuǎn)矩施加到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上，由此能夠使用所供應(yīng)的電力旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18。當(dāng)啟 動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)，控制離合器48處于分離狀態(tài)。
[0058]然而，當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)，在能夠從電力存儲(chǔ)裝置42輸出的電力量較小的情況 下，諸如，例如當(dāng)電力存儲(chǔ)裝置42的溫度較低時(shí)或者當(dāng)電力存儲(chǔ)裝置42的容量較小時(shí)，將 難以使用從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30的電力在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28處產(chǎn)生用于啟動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)36所需的動(dòng)力。在發(fā)動(dòng)機(jī)36的起動(dòng)中所涉及的負(fù)載包括恒定產(chǎn)生負(fù)載和取決于旋 轉(zhuǎn)速度的負(fù)載，并且用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36所必需的功率將是這些負(fù)載和旋轉(zhuǎn)速度的乘積加 上加速能量。圖5示出輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28 (發(fā)動(dòng)機(jī)36)的旋轉(zhuǎn)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)36負(fù)載以及在發(fā)動(dòng) 機(jī)36的起動(dòng)期間的功率損失之間的關(guān)系，并且圖6示出輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28 (發(fā)動(dòng)機(jī)36)的旋轉(zhuǎn) 速度關(guān)于供應(yīng)自電力存儲(chǔ)裝置42的功率隨時(shí)間的改變。如圖5所示，功率損失隨著起動(dòng)期 間發(fā)動(dòng)機(jī)36的旋轉(zhuǎn)速度的增加而增加。而且，如圖6所示，隨著供應(yīng)自電力存儲(chǔ)裝置42的 功率減少，發(fā)動(dòng)機(jī)36的可增加旋轉(zhuǎn)隨著來自電力存儲(chǔ)裝置42的所供應(yīng)功率的減少而減少， 使得難以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36。以下將描述在來自電力存儲(chǔ)裝置42的可供應(yīng)電力較低的情況下 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36的操作。
[0059]當(dāng)在車輛處于停止(驅(qū)動(dòng)軸37和車輪38的旋轉(zhuǎn)處于停止)的狀態(tài)下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36 時(shí)，在如圖7的箭頭A所示，由電子控制單元50控制逆變器40處的電力變換(開關(guān)操作)以 便在從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18到驅(qū)動(dòng)軸37 (車輪38)的動(dòng)力傳遞關(guān)閉的狀態(tài)下，將來自電力存儲(chǔ)裝 置42的直流電力在將其在逆變器40處變換成交流電之后供應(yīng)到定子繞組20。因此，將在 發(fā)動(dòng)機(jī)方向上的PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg從定子16通過定子繞組20的交流電施加到輸出側(cè)轉(zhuǎn) 子18上。因此，使用從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)到定子繞組20的電力Pmg來在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方 向上旋轉(zhuǎn)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18以便事先執(zhí)行用于在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18中存儲(chǔ)慣性能量的慣性能量存 儲(chǔ)操作。因?yàn)榕c發(fā)動(dòng)機(jī)36不同，輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18具有較小的旋轉(zhuǎn)負(fù)載而不產(chǎn)生抽氣損失，所 以即使供應(yīng)到定子繞組20的電力Pmg受限于預(yù)定量或者更少(電力量小于或等于從電力存 儲(chǔ)裝置42可供應(yīng)的量)，也可以加速輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18，并且輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg逐 漸增加。當(dāng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18關(guān)于輸出側(cè)轉(zhuǎn)子28旋轉(zhuǎn)時(shí)，在轉(zhuǎn)子繞組30中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
[0060]在變速器是分級(jí)變速器，諸如自動(dòng)變速器(AT)或者自動(dòng)-手動(dòng)變速器(AMT)的情 況下，通過分離用于選擇變速比的接合設(shè)備并且使變速器44置于空檔狀態(tài)，可以切斷從輸 出側(cè)轉(zhuǎn)子18到驅(qū)動(dòng)軸37的動(dòng)力傳遞。在那種情況下，變速器44作用為用于許可或者切斷 從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18到驅(qū)動(dòng)軸37的動(dòng)力傳遞的動(dòng)力傳遞/中斷機(jī)構(gòu)。如果變速器是連續(xù)可變 式變速器(CVT)，則通過在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18與變速器44的輸入軸之間或者在變速器的輸出軸 和驅(qū)動(dòng)軸37之間設(shè)置前進(jìn)/倒退切換裝置，并且分離離合器和前進(jìn)/倒退切換裝置的制動(dòng) 器，可以切斷從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18到驅(qū)動(dòng)軸37的動(dòng)力傳遞。在那種情況下，前進(jìn)/倒退切換裝置作用為用于許可或者切斷從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18到驅(qū)動(dòng)軸37的動(dòng)力傳遞的動(dòng)力傳遞/中斷機(jī) 構(gòu)。此外，可以在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18與變速器44的輸入軸之間或者在變速器44的輸出軸和驅(qū) 動(dòng)軸37之間設(shè)置離合器以通過離合器的分離來切斷從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18到驅(qū)動(dòng)軸37的動(dòng)力 傳遞。在那種情況下，離合器作用為用于許可或者切斷從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18到驅(qū)動(dòng)軸37的動(dòng) 力傳遞的動(dòng)力傳遞/中斷機(jī)構(gòu)。
[0061]在實(shí)現(xiàn)慣性能量存儲(chǔ)操作之后，由電子控制單元50控制逆變器41處的電力變換 (開關(guān)操作)以便在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18正在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下(在慣性能量存儲(chǔ)在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18中 的狀態(tài)下)許可交流電在轉(zhuǎn)子繞組30中流動(dòng)，使得使用在轉(zhuǎn)子繞組30中的交流電將在發(fā)動(dòng) 機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18作用到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28上。因此，使 用輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的慣性能量(旋轉(zhuǎn)能量)通過在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子 28實(shí)現(xiàn)了用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36的起動(dòng)操作。當(dāng)事先將存儲(chǔ)在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18中的旋轉(zhuǎn)能量變 換成輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28 (發(fā)動(dòng)機(jī)36)的旋轉(zhuǎn)能量時(shí)，可以將足夠大于從電力存儲(chǔ)裝置42可供應(yīng) 的電力量的功率從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18供應(yīng)到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28以用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36，即使當(dāng)從電 力存儲(chǔ)裝置42可供應(yīng)的電力量較小時(shí)，也可以在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28處產(chǎn)生啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36所需 的功率。當(dāng)將輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量變換成輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)能量時(shí)，輸入側(cè)轉(zhuǎn)子 28 (發(fā)動(dòng)機(jī)36)的旋轉(zhuǎn)速度Neng增大并且輸出側(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度Nmg減小。
[0062]在起動(dòng)操作中，當(dāng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg高于輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)速度 Neng時(shí)，控制逆變器41的開關(guān)操作使得經(jīng)由滑環(huán)95和電刷96回收來自轉(zhuǎn)子繞組30的電 力，如圖8中的箭頭B所示，并且轉(zhuǎn)子繞組30的感應(yīng)電流產(chǎn)生從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18到輸入側(cè)轉(zhuǎn) 子28的電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup。那時(shí)，輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量的一部分被變換成轉(zhuǎn)子繞組 30的發(fā)電電力Pcoup，并且將經(jīng)由滑環(huán)95和電刷96從轉(zhuǎn)子繞組30取出的交流電力Pcoup 在逆變器41處變換成直流電。接著，如圖8中箭頭A所示，通過控制逆變器40的開關(guān)操作 以便由逆變器40將由逆變器41變換的電力Pcoup (從轉(zhuǎn)子繞組30回收的電力)從直流電 變換成交流電并且將其供應(yīng)到定子繞組20，能夠使用定子繞組20的交流電將在發(fā)動(dòng)機(jī)旋 轉(zhuǎn)方向上的PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg從定子16施加到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上。因此，當(dāng)通過將輸出側(cè) 轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量變換成輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)能量來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)，可以將所產(chǎn)生的 電力Pcoup供應(yīng)到定子繞組20以重新使用，由此允許限制輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg (旋轉(zhuǎn)能量)的減小。
[0063]此外，當(dāng)進(jìn)行逆變器40的開關(guān)操作時(shí)，逆變器40不僅能夠?qū)碜阅孀兤?1 (轉(zhuǎn) 子繞組30)的電力Pcoup變換成交流電，還能夠?qū)碜噪娏Υ鎯?chǔ)裝置42的直流電力(Pb) 變換成交流電以供應(yīng)到定子繞組20。其結(jié)果是，除了從轉(zhuǎn)子繞組30供應(yīng)到定子繞組20的 電力之外，還可以使用從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)到定子繞組20的電力來限制輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18 的旋轉(zhuǎn)能量的減少。那時(shí)，控制電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup和PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg，使得由逆變器 40變換的電力量(供應(yīng)到定子繞組20的電力量)與由逆變器41變換的電力量(從轉(zhuǎn)子繞組 30回收的電力量)之間的差Pmg - Pcoup小于或等于預(yù)定值(小于或等于從電力存儲(chǔ)裝置 42可供應(yīng)的電力量)。由逆變器40變換的電力量Pmg對(duì)應(yīng)于PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg和輸出側(cè) 轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg的乘積TmgXNmg，并且由逆變器41變換的電力量Pcoup對(duì)應(yīng)于電 磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup與輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18和輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nmg — Neng的乘 積TcoupX (Nmg — Neng)o更具體而言,將電磁稱合轉(zhuǎn)矩Tcoup控制得大于或等于預(yù)定轉(zhuǎn)矩(大于或等于發(fā)動(dòng)機(jī)36的過載轉(zhuǎn)矩)，并且基于電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup和輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的 旋轉(zhuǎn)速度Neng,以及輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg來控制PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg,使得乘積 TmgXNmg 與乘積 TcoupX (Nmg — Neng)之間的差 TmgXNmg — TcoupX (Nmg — Neng)能 夠被從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)的電力Pb彌補(bǔ)。
[0064]同時(shí)，在起動(dòng)操作期間，作為輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg根據(jù)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的 旋轉(zhuǎn)速度Neng的增大而減小的結(jié)果，當(dāng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg變得低于輸入側(cè)轉(zhuǎn) 子28的旋轉(zhuǎn)速度Neng時(shí)，控制逆變器40的開關(guān)操作以便從定子繞組20回收電力，如圖9 中箭頭A所示，使得在與發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)相反的方向上的PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg借助于定子繞組20 的交流電而從定子16作用到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上。那時(shí)，輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量被變換成 定子繞組20的交流電力Pmg，并且從定子繞組20取出的交流電力Pmg由逆變器40變換成 直流電。而且，如圖9中箭頭B所示，控制逆變器41的開關(guān)操作使得由逆變器41將由逆變 器40變換的電力(從定子繞組20回收的電力)Pmg從直流電變換成交流電并且經(jīng)由電刷96 和滑環(huán)95供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30，并且由此在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup借助轉(zhuǎn) 子繞組30的交流電而從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18作用到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28上。其結(jié)果是，使用從定子繞 組20供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30的電力來在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28。
[0065]此外，在逆變器41的開關(guān)操作期間，由逆變器41不僅可以將來自逆變器40(定子 繞組20)的電力Pmg變換成交流電，而且還可以將來自電力存儲(chǔ)裝置42的直流電力Pb變 換成交流電以供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30。因此不僅能夠使用從定子繞組20供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30的 電力，還能夠使用從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30的電力來在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上旋 轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28。那時(shí)，控制電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup和PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg，使得由逆 變器41變換的電力量(供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30的電力量)與由逆變器40變換的電力量(從定子 繞組20回收的電力量)之間的差Pcoup - Pmg小于或等于預(yù)定量(小于或等于從電力存儲(chǔ) 裝置42可供應(yīng)的電力量)。更具體而言，將電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup控制得大于或等于預(yù)定轉(zhuǎn)矩 (大于或等于發(fā)動(dòng)機(jī)36的過載轉(zhuǎn)矩)，并且基于電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup、輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn) 速度Neng和輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg來控制PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg，使得乘積Tcoup X (Nmg — Neng)與乘積 TmgXNmg 之間的差 TcoupX (Nmg — Neng) — TmgXNmg 能夠被從電 力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)的電力Pb彌補(bǔ)。
[0066]在可用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36的輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量變得更大的同時(shí)，在起動(dòng)操 作開始時(shí)(在慣性能量存儲(chǔ)操作終止時(shí))的輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg更大，輸出側(cè)轉(zhuǎn) 子18的旋轉(zhuǎn)速度與輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的旋轉(zhuǎn)速度之間的差Nmg - Neng更大。因此，取決于逆 變器41的容量，可能必須限制轉(zhuǎn)子繞組30的電力(逆變器41的通過電力)，這導(dǎo)致能夠從 輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18在輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28處產(chǎn)生的電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup更小，并且因此減小發(fā)動(dòng)機(jī) 36的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，更可取的是，在起動(dòng)操作的開始時(shí)在由從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)的電 力能夠加速的旋轉(zhuǎn)速度的范圍內(nèi)并且在(逆變器41的電力容量)/ (在起動(dòng)操作的開始時(shí)輸 出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg)大于或等于預(yù)定轉(zhuǎn)矩的條件下，使輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度 Nmg最大化。
[0067]圖10A、圖10B、圖10C圖示出當(dāng)實(shí)施慣性能量存儲(chǔ)操作和起動(dòng)操作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 操作的示例的計(jì)算結(jié)果。圖10A示出發(fā)動(dòng)機(jī)36 (輸入側(cè)轉(zhuǎn)子)的旋轉(zhuǎn)速度Neng、輸出側(cè)轉(zhuǎn) 子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg以及旋轉(zhuǎn)速度差Neng — Nmg隨時(shí)間的改變(在所有情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒈灰暈檎?；圖1OB示出從定子16作用到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上的PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 Tmg以及從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18作用到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28上的電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup隨時(shí)間的改變 (在兩種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒈灰暈檎?;以及圖1OC示出電力存儲(chǔ)裝置42的電力 Pb (放電將被視為正向)、逆變器40的通過電力Pmg (到定子繞組20的電力供應(yīng)將被視為正向，并且來自定子繞組20的電力回收將被視為負(fù)向)、逆變器41的通過電力Pcoup (到轉(zhuǎn)子繞組30的電力供應(yīng)將被視為正向，并且來自轉(zhuǎn)子繞組30的電力回收將被視為負(fù)向)以及起動(dòng)功率Per (= TcoupXNeng)隨時(shí)間的改變。在計(jì)算期間，發(fā)動(dòng)機(jī)36的摩擦轉(zhuǎn)矩已被設(shè)定為15Nm，輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的摩擦轉(zhuǎn)矩被設(shè)定為INm，發(fā)動(dòng)機(jī)36的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量被設(shè)定為
0.1Kg ? m2，輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量被設(shè)定為0.04Kg ? m2，輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量被設(shè)定為0.06Kg ? m2，并且逆變器40、41的容量(能夠變換的最大電力)被限定為10kW，并且電力存儲(chǔ)裝置42的容量(可供應(yīng)的最大電力)被限定為lkW。
[0068]在圖1OA中，在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36之前，停止發(fā)動(dòng)機(jī)36、輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28、輸出側(cè)轉(zhuǎn)子 18和驅(qū)動(dòng)軸37的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)在時(shí)間t0處輸出啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36的指令時(shí)，開始慣性能量存儲(chǔ)操作的實(shí)施。在圖10A、圖1OB和圖1OC所示的示例中，在慣性能量存儲(chǔ)操作期間對(duì)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18進(jìn)行加速，同時(shí)將從電力存儲(chǔ)裝置42到定子繞組20的電力供應(yīng)(逆變器40的通過電力)限定為恒值(lkW)，并且PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角Tmg響應(yīng)于輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg的增大而減小。當(dāng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg上升到設(shè)定速度(在圖1OA所示的示例中為 1500rpm)時(shí)，終止慣性能量存儲(chǔ)操作的實(shí)施并且開始起動(dòng)操作的實(shí)施。在圖10A、圖1OB和圖1OC所示的示例 中，在時(shí)間tl之后，來自電力存儲(chǔ)裝置42的電力供應(yīng)Pb被限定為恒值 (IKw),同時(shí)將逆變器40、41的通過電力Pmg、Pcoup限定為預(yù)定值或更小(IKw或更小)。與此同時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup利用轉(zhuǎn)子繞組30的感應(yīng)電流從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18作用到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28上，并且電力從轉(zhuǎn)子繞組30經(jīng)由逆變器40、41供應(yīng)到定子繞組20以便使得在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg使用定子繞組20的交流電從定子16作用到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18上。此時(shí)，電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup大于PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg，發(fā)動(dòng)機(jī) 36的旋轉(zhuǎn)速度Neng增大，并且輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg減小。在時(shí)點(diǎn)t2之后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)36的旋轉(zhuǎn)速度Neng變得高于輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)速度Nmg時(shí)，定子繞組20的交流電被用于使得在與發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上的PM電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmg從定子16作用到輸出側(cè)轉(zhuǎn)子上。與此同時(shí)，電力從定子繞組20經(jīng)由逆變器40、41供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30以便使得使用轉(zhuǎn)子繞組30的交流電將在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向上的電磁耦合轉(zhuǎn)矩Tcoup從輸出側(cè)轉(zhuǎn)子 18作用到輸入側(cè)轉(zhuǎn)子28上。如圖10A、圖1OB和圖1OC所示，顯而易見地，發(fā)動(dòng)機(jī)36的旋轉(zhuǎn)速度Neng能夠上升到大約900rpm并且因此即使當(dāng)電力存儲(chǔ)裝置42的容量(所供應(yīng)的電力量)被限定在IkW時(shí)也可以通過實(shí)施慣性能量存儲(chǔ)操作和起動(dòng)操作來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36。
[0069]根據(jù)上述本實(shí)施例，在于驅(qū)動(dòng)軸37和車輪38的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36 的情況下，使用從電力存儲(chǔ)裝置42供應(yīng)到定子繞組20的電力Pm事先在輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18中存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)能量，并且釋放輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的此旋轉(zhuǎn)能量以用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36，這使得即使當(dāng)從電力存儲(chǔ)裝置42可供應(yīng)的電力量較小時(shí)也能夠?qū)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36所需的功率傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)36。此外，當(dāng)通過釋放輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36時(shí)，輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量的一部分被變換成轉(zhuǎn)子繞組30的發(fā)電電力；然而，轉(zhuǎn)子繞組30的發(fā)電電力可以經(jīng)由逆變器40、41供應(yīng)到定子繞組20以便旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18，由此可以回收利用能量。因此，能夠減少在將輸出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量變換成發(fā)動(dòng)機(jī)36的起動(dòng)功率時(shí)所產(chǎn)生 的損失；尤其是，能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)36的低旋轉(zhuǎn)速度Neng處產(chǎn)生的損失。因此，可以使用輸 出側(cè)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量來高效地啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36。
[0070]而且，如果從電力存儲(chǔ)裝置42可供應(yīng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36所需的功率，則能夠啟動(dòng)發(fā)動(dòng) 機(jī)36而不一定要執(zhí)行慣性能量存儲(chǔ)操作和起動(dòng)操作。因此，也可以如此啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36:當(dāng) 由電子控制單元50判定從電力存儲(chǔ)裝置42可供應(yīng)的電力量小于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36所需的電 力量時(shí)，通過實(shí)施慣性能量存儲(chǔ)操作和起動(dòng)操作來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36，并且當(dāng)由電子控制單元 50判定從電力存儲(chǔ)裝置42可供應(yīng)的電力量大于或等于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36所需的電力量時(shí)，通 過控制逆變器41的開關(guān)使得將來自電力存儲(chǔ)裝置42的直流電由逆變器41變換成交流電 以經(jīng)由滑環(huán)96和電刷96供應(yīng)到轉(zhuǎn)子繞組30來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36。那時(shí)，從電力存儲(chǔ)裝置42 可供應(yīng)的電力量取決于電力存儲(chǔ)裝置42的溫度而改變，并且尤其在低溫時(shí)，從電力存儲(chǔ)裝 置42可供應(yīng)的電力量減少。因此，可以根據(jù)電力存儲(chǔ)裝置42的溫度來估計(jì)從電力存儲(chǔ)裝 置42可供應(yīng)的電力量；即，當(dāng)電力存儲(chǔ)裝置42的溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，可以判定從電力存 儲(chǔ)裝置42可供應(yīng)的電力量小于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36所需的電力量。而且,在驅(qū)動(dòng)逆變器40 (或 者逆變器41)期間，可以基于電力存儲(chǔ)裝置42的電流和電壓來估計(jì)從電力存儲(chǔ)裝置42可 供應(yīng)的電力量。此外，在本實(shí)施例中，即使在電力存儲(chǔ)裝置42的容量被設(shè)定得低于啟動(dòng)發(fā) 動(dòng)機(jī)36所需的電力量時(shí)，也能夠啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36，并且在那種情況下，通過實(shí)施慣性能量存 儲(chǔ)操作和起動(dòng)操作來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)36。
[0071]已經(jīng)描述了用于實(shí)施本發(fā)明的方式；然而，無論如何，本發(fā)明不限于這樣的實(shí)施 例，并且顯而易見地，能夠以各種方式實(shí)施本發(fā)明而不偏離本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力傳遞裝置，包括:第一轉(zhuǎn)子，動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到所述第一轉(zhuǎn)子，并且所述第一轉(zhuǎn)子設(shè)置有能夠通過交流電的施加來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體；定子，其設(shè)置有能夠通過交流電的施加來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的定子導(dǎo)體；第二轉(zhuǎn)子，其能夠關(guān)于所述第一轉(zhuǎn)子而相對(duì)旋轉(zhuǎn)，其中轉(zhuǎn)矩根據(jù)在所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體處產(chǎn)生的所述旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的作用而作用在所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子之間，并且轉(zhuǎn)矩根據(jù)在所述定子導(dǎo)體處產(chǎn)生的所述旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的作用而作用在所述第二轉(zhuǎn)子與所述定子之間；第一電力變換器，其在電力存儲(chǔ)裝置和所述定子導(dǎo)體之間進(jìn)行電力變換；第二電力變換器，其在所述電力存儲(chǔ)裝置和所述第一電力導(dǎo)體中的至少一個(gè)與所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體之間進(jìn)行電力變換；動(dòng)力傳遞/中斷機(jī)構(gòu)，其或者容許或者切斷從所述第二轉(zhuǎn)子到驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力傳遞；以及控制單元，其控制在所述第一電力變換器處的所述電力變換以控制使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而施加到所述定子與所述第二轉(zhuǎn)子之間的所述轉(zhuǎn)矩，并且所述控制單元控制在所述第二電力變換器處的所述電力變換以控制使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而施加到所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子之間的所述轉(zhuǎn)矩，其中在以所述驅(qū)動(dòng)軸處于停止的狀態(tài)啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，所述控制單元實(shí)施以下操作:慣性能量存儲(chǔ)操作，其用于在從所述第二轉(zhuǎn)子到所述驅(qū)動(dòng)軸的所述動(dòng)力傳遞被所述動(dòng)力傳遞/中斷機(jī)構(gòu)切斷的狀態(tài)下，通過使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而從所述定子施加轉(zhuǎn)矩到所述第二轉(zhuǎn)子來旋轉(zhuǎn)所述第二轉(zhuǎn)子；以及起動(dòng)操作，其用于在所述慣性能量存儲(chǔ)操作之后，通過使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩到所述第一轉(zhuǎn)子而旋轉(zhuǎn)所述第一轉(zhuǎn)子來起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的動(dòng)力傳遞裝置，其中在所述起動(dòng)操作期間，所述控制單元使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩到所述第一轉(zhuǎn)子，并且使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而從所述定子施加轉(zhuǎn)矩到所述第二轉(zhuǎn)子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力傳遞裝置，其中當(dāng)在所述起動(dòng)操作期間所述第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度高于所述第一轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，所述控制單元控制在所述第二電力變換器處的所述電力變換以便從所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體回收電力并且使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩到所述第一轉(zhuǎn)子，并且所述控制單元控制在所述第一電力變換器處的所述電力變換以便將電力供應(yīng)到所述定子導(dǎo)體以使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電來從所述定子施加轉(zhuǎn)矩到所述第二轉(zhuǎn)子。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力傳遞裝置，其中當(dāng)在所述起動(dòng)操作期間所述第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度低于所述第一轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，所述控制單元控制在所述第一電力變換器處的所述電力變換以便從所述定子導(dǎo)體回收電力并且使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而從所述定子施加轉(zhuǎn)矩到所述第二轉(zhuǎn)子，并且所述控制單元控制在所述第二電力變換器處的所述電力變換以便將電力供應(yīng)到所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體并且使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn)子施加轉(zhuǎn)矩到所述第一轉(zhuǎn)子。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力傳遞裝置，其中在所述起動(dòng)操作期間所述控制單元控制使用所述轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的所述交流電而從所述第二轉(zhuǎn)子施加到所述第一轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)矩以及使用所述定子導(dǎo)體的所述交流電而從所述定子施加到所述第二轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)矩，使得在所述第一電力變換器處變換的電力量與在所述第二電力變換器處變換的電力量之間的差小于或等于設(shè)定量。
6.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的動(dòng)力傳遞裝置，其中當(dāng)所述控制單元判定從所述電力存儲(chǔ)裝置能夠供應(yīng)的電力量小于當(dāng)在所述驅(qū)動(dòng)軸處在停止?fàn)顟B(tài)下啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)所要求的電力量時(shí)，所述控制單元實(shí)施所述慣性能量存儲(chǔ)操作和所述起動(dòng)操作。
【文檔編號(hào)】B60K6/26GK103459179SQ201280015811
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】土屋英滋, 渡邊隆男, 淺海周, 宮野竜也, 村上新, 小川裕之, 遠(yuǎn)山智之 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社, 愛信精機(jī)株式會(huì)社