(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子巻線が配設された第１回転子と、
固定子巻線が配設された固定子と、
第１回転子に対し相対回転可能であり、磁石が配設された第２回転子と、
回転子巻線と固定子巻線との間で電力変換を行うことが可能な電力変換装置と、
を備え、
磁石の磁束と、第１回転子と第２回転子との回転速度差に起因して回転子巻線に流れる交流電流との相互作用により、第１回転子と第２回転子との間にトルクが作用し、
磁石の磁束と固定子巻線に流れる交流電流との相互作用により、固定子と第２回転子との間にトルクが作用し、
第１及び第２回転子の一方に原動機からの動力が伝達され、第１及び第２回転子の他方から駆動軸へ動力が伝達される動力伝達装置であって、
第１回転子と第２回転子との回転速度差に対する第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクの関係を表すトルク特性を駆動軸の回転速度に基づいて変化させるトルク特性可変手段を備え、
トルク特性可変手段は、前記トルク特性を、第１トルク特性と、回転速度差に対するトルクの変化率が第１トルク特性より大きい第２トルク特性のいずれかに選択的に切り替えることが可能であり、
前記第１及び第２回転子の一方の回転速度が前記第１及び第２回転子の他方の回転速度より高い場合は、第２トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度が、第１トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度より高い、動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、
前記第１及び第２回転子の他方の回転速度が前記第１及び第２回転子の一方の回転速度より高い場合は、第１トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度が、第２トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度より高い、動力伝達装置。
【請求項３】
回転子巻線が配設された第１回転子と、
固定子巻線が配設された固定子と、
第１回転子に対し相対回転可能であり、磁石が配設された第２回転子と、
回転子巻線と固定子巻線との間で電力変換を行うことが可能な電力変換装置と、
を備え、
磁石の磁束と、第１回転子と第２回転子との回転速度差に起因して回転子巻線に流れる交流電流との相互作用により、第１回転子と第２回転子との間にトルクが作用し、
磁石の磁束と固定子巻線に流れる交流電流との相互作用により、固定子と第２回転子との間にトルクが作用し、
第１及び第２回転子の一方に原動機からの動力が伝達され、第１及び第２回転子の他方から駆動軸へ動力が伝達される動力伝達装置であって、
第１回転子と第２回転子との回転速度差に対する第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクの関係を表すトルク特性を駆動軸の回転速度に基づいて変化させるトルク特性可変手段を備え、
トルク特性可変手段は、前記トルク特性を、第１トルク特性と、回転速度差に対するトルクの変化率が第１トルク特性より大きい第２トルク特性のいずれかに選択的に切り替えることが可能であり、
前記第１及び第２回転子の他方の回転速度が前記第１及び第２回転子の一方の回転速度より高い場合は、第１トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度が、第２トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度より高い、動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
トルク特性可変手段は、第１トルク特性の選択と第２トルク特性の選択を交互に切り替える場合の、第１トルク特性の選択期間と第２トルク特性の選択期間との配分を変化させることで、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
トルク特性可変手段は、前記第１及び第２回転子の一方の回転速度が前記第１及び第２回転子の他方の回転速度より高い場合は、駆動軸の回転速度の増加に対して、前記回転速度差に対する前記トルクの変化率が大きくなるように、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
トルク特性可変手段は、前記第１及び第２回転子の他方の回転速度が前記第１及び第２回転子の一方の回転速度より高い場合は、駆動軸の回転速度の増加に対して、前記回転速度差に対する前記トルクの変化率が小さくなるように、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
回転子巻線は複数相の巻線であり、
トルク特性可変手段は、複数相の回転子巻線間の結線を変更することで、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項８】
請求項７に記載の動力伝達装置であって、
回転子巻線は３相巻線であり、
トルク特性可変手段は、３相の回転子巻線間の結線をデルタ結線とスター結線のいずれかに選択的に切り替えることで、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項９】
請求項８に記載の動力伝達装置であって、
トルク特性可変手段においては、
３相の回転子巻線を、スリップリング及びブラシを介してデルタ結線させた状態で電力変換装置と導通させることが可能な第１スイッチと、
３相の回転子巻線を、スリップリング及びブラシを介してスター結線させた状態で電力変換装置と導通させることが可能な第２スイッチと、
がブラシ側に設けられ、
第１スイッチと第２スイッチのいずれかを選択的に導通させることで、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
第１回転子には、複数組の回転子巻線が配設され、
トルク特性可変手段は、複数組の回転子巻線の中から、電力変換装置と導通させる回転子巻線を選択的に切り替えることで、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の動力伝達装置であって、
複数組の回転子巻線は、ターン数と極数と太さのいずれか１つ以上が互いに異なる、動力伝達装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の動力伝達装置であって、
トルク特性可変手段は、電力変換装置と導通させる回転子巻線の直列接続数を選択的に切り替えることで、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の動力伝達装置であって、
トルク特性可変手段は、電力変換装置と導通させる回転子巻線の並列接続数を選択的に切り替えることで、前記トルク特性を変化させる、動力伝達装置。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
トルク特性可変手段においては、複数組の回転子巻線の中から、スリップリング及びブラシを介して電力変換装置と導通させる回転子巻線を選択的に切り替えるためのスイッチがブラシ側に設けられている、動力伝達装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
電力変換装置は、
蓄電装置と回転子巻線との間で双方向の電力変換を行うことが可能な第１インバータと、
蓄電装置と固定子巻線との間で双方向の電力変換を行うことが可能な第２インバータと、
を含む、動力伝達装置。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１に記載の動力伝達装置であって、
電力変換装置は、
回転子巻線に発生した交流電力を整流することが可能な整流器と、
整流器で整流された直流電力を電圧変換することが可能なＤＣ−ＤＣコンバータと、
ＤＣ−ＤＣコンバータで電圧変換された直流電力を交流に変換して固定子巻線へ供給することが可能なインバータと、
を含む、動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達装置に関し、特に、回転子同士の電磁気結合を利用して動力伝達を行うことが可能な動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達装置の関連技術が下記特許文献１に開示されている。特許文献１による動力伝達装置は、巻線が配設されエンジンに機械的に連結された第１ロータと、第１ロータの巻線と電磁気的に結合する磁石が配設され駆動軸に機械的に連結された第２ロータと、第２ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されたステータと、第１ロータの巻線と電気的に接続されたスリップリングと、スリップリングと電気的に接触するブラシと、バッテリーとステータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第１インバータと、スリップリング及びブラシを介してバッテリーと第１ロータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第２インバータと、を備える。特許文献１においては、第１ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第１ロータの巻線と第２ロータの磁石との電磁気結合により第２ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動軸を駆動することができる。さらに、ステータの巻線と第２ロータの磁石との電磁気結合により、ステータの巻線に供給された電力を用いて第２ロータに動力を発生させることによっても、駆動軸を駆動することができる。その際には、エンジンからの動力を利用して第１ロータの巻線に発生させた電力を、第１及び第２インバータを介してステータの巻線へ供給することができる。
【０００３】
このように、特許文献１においては、エンジンと駆動軸との間の動力伝達経路として、第１ロータと第２ロータを介した第１の動力伝達経路の他に、第１ロータの巻線と第１及び第２インバータとステータの巻線を介した第２の動力伝達経路が設けられる。第１の動力伝達経路においては、第１ロータと第２ロータとの間に作用するトルクによりエンジンからの動力を駆動軸へ伝達することが可能である。一方、第２の動力伝達経路においては、エンジンからの動力を利用して第１ロータの巻線に電力を発生させ、第１ロータの巻線から第１及び第２インバータを介してステータの巻線に供給された電力を利用して第２ロータに動力を発生させて駆動軸へ伝達することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５４３５００号公報
【特許文献２】特開平５−３６９４号公報
【特許文献３】特開２００９−７３４７２号公報
【特許文献４】特開２００９−２７４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、第１ロータと第２ロータとの差動回転速度に起因して、第１ロータの巻線に誘導起電力が発生して誘導電流が流れることで、第１ロータと第２ロータとの間にトルク（電磁カップリングトルクとする）が発生し、第１の動力伝達経路を介して動力を伝達することが可能となる。その際に、第１ロータと第２ロータとの差動回転速度が増加すると、第１ロータの巻線に発生する誘導起電力が増加して誘導電流も増加し、第１ロータと第２ロータとの間に発生する電磁カップリングトルクも増加する。そのため、差動回転速度に対する電磁カップリングトルクの関係を表すトルク特性は、差動回転速度の増加に対して電磁カップリングトルクが増加する特性を有する。
【０００６】
差動回転速度に対する電磁カップリングトルクの変化率が大きいトルク特性を有する場合は、小さい差動回転速度で大きい電磁カップリングトルクを発生させることが可能となるものの、差動回転速度を大きくすることが困難となり、変速比（第１ロータの回転速度／第２ロータの回転速度）の可変幅を広げることが困難となる。一方、差動回転速度に対する電磁カップリングトルクの変化率が小さいトルク特性を有する場合は、差動回転速度を大きくして変速比の可変幅を広げることが可能となるものの、差動回転速度が大きくなることで第１ロータの巻線に発生する電力が大きくなり、第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーも大きくなる。第２の動力伝達経路においては、第１及び第２インバータでの電力変換の際にパワーの損失が発生するため、第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーが大きくなると、動力伝達効率が低下する。特許文献１においては、トルク特性が、第１ロータの巻線の特性等により決まる所定の特性に固定されるため、変速比の可変幅の拡大及び動力伝達効率の向上を実現することが困難となる。
【０００７】
本発明は、変速比の可変幅の拡大及び動力伝達効率の向上を実現することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る動力伝達装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００９】
本発明に係る動力伝達装置は、回転子巻線が配設された第１回転子と、固定子巻線が配設された固定子と、第１回転子に対し相対回転可能であり、磁石が配設された第２回転子と、回転子巻線と固定子巻線との間で電力変換を行うことが可能な電力変換装置と、を備え、磁石の磁束と、第１回転子と第２回転子との回転速度差に起因して回転子巻線に流れる交流電流との相互作用により、第１回転子と第２回転子との間にトルクが作用し、磁石の磁束と固定子巻線に流れる交流電流との相互作用により、固定子と第２回転子との間にトルクが作用し、第１及び第２回転子の一方に原動機からの動力が伝達され、第１及び第２回転子の他方から駆動軸へ動力が伝達される動力伝達装置であって、第１回転子と第２回転子との回転速度差に対する第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクの関係を表すトルク特性を駆動軸の回転速度に基づいて変化させるトルク特性可変手段を備え、トルク特性可変手段は、前記トルク特性を、第１トルク特性と、回転速度差に対するトルクの変化率が第１トルク特性より大きい第２トルク特性のいずれかに選択的に切り替えることが可能である。そして、前記第１及び第２回転子の一方の回転速度が前記第１及び第２回転子の他方の回転速度より高い場合は、第２トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度が、第１トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度より高い。また、前記第１及び第２回転子の他方の回転速度が前記第１及び第２回転子の一方の回転速度より高い場合は、第１トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度が、第２トルク特性を選択するときの駆動軸の回転速度より高い。
【００１０】
本発明の一態様では、トルク特性可変手段は、前記トルク特性を、前記回転速度差に対する前記トルクの変化率が互いに異なる第１トルク特性と第２トルク特性のいずれかに選択的に切り替えることが可能であり、さらに、第１トルク特性の選択と第２トルク特性の選択を交互に切り替える場合の、第１トルク特性の選択期間と第２トルク特性の選択期間との配分を変化させることで、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００１２】
本発明の一態様では、トルク特性可変手段は、前記第１及び第２回転子の一方の回転速度が前記第１及び第２回転子の他方の回転速度より高い場合は、駆動軸の回転速度の増加に対して、前記回転速度差に対する前記トルクの変化率が大きくなるように、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００１３】
本発明の一態様では、トルク特性可変手段は、前記第１及び第２回転子の他方の回転速度が前記第１及び第２回転子の一方の回転速度より高い場合は、駆動軸の回転速度の増加に対して、前記回転速度差に対する前記トルクの変化率が小さくなるように、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００１６】
本発明の一態様では、回転子巻線は複数相の巻線であり、トルク特性可変手段は、複数相の回転子巻線間の結線を変更することで、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００１７】
本発明の一態様では、回転子巻線は３相巻線であり、トルク特性可変手段は、３相の回転子巻線間の結線をデルタ結線とスター結線のいずれかに選択的に切り替えることで、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００１８】
本発明の一態様では、トルク特性可変手段においては、３相の回転子巻線を、スリップリング及びブラシを介してデルタ結線させた状態で電力変換装置と導通させることが可能な第１スイッチと、３相の回転子巻線を、スリップリング及びブラシを介してスター結線させた状態で電力変換装置と導通させることが可能な第２スイッチと、がブラシ側に設けられ、第１スイッチと第２スイッチのいずれかを選択的に導通させることで、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００１９】
本発明の一態様では、第１回転子には、複数組の回転子巻線が配設され、トルク特性可変手段は、複数組の回転子巻線の中から、電力変換装置と導通させる回転子巻線を選択的に切り替えることで、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００２０】
本発明の一態様では、複数組の回転子巻線は、ターン数と極数と太さのいずれか１つ以上が互いに異なることが好適である。
【００２１】
本発明の一態様では、トルク特性可変手段は、電力変換装置と導通させる回転子巻線の直列接続数を選択的に切り替えることで、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００２２】
本発明の一態様では、トルク特性可変手段は、電力変換装置と導通させる回転子巻線の並列接続数を選択的に切り替えることで、前記トルク特性を変化させることが好適である。
【００２３】
本発明の一態様では、トルク特性可変手段においては、複数組の回転子巻線の中から、スリップリング及びブラシを介して電力変換装置と導通させる回転子巻線を選択的に切り替えるためのスイッチがブラシ側に設けられていることが好適である。
【００２４】
本発明の一態様では、電力変換装置は、蓄電装置と回転子巻線との間で双方向の電力変換を行うことが可能な第１インバータと、蓄電装置と固定子巻線との間で双方向の電力変換を行うことが可能な第２インバータと、を含むことが好適である。
【００２５】
本発明の一態様では、電力変換装置は、回転子巻線に発生した交流電力を整流することが可能な整流器と、整流器で整流された直流電力を電圧変換することが可能なＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータで電圧変換された直流電力を交流に変換して固定子巻線へ供給することが可能なインバータと、を含むことが好適である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、第１回転子と第２回転子との回転速度差に対する第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクの関係を表すトルク特性を変化させることで、第１回転子と第２回転子との間に作用するトルクにより伝達されるパワーと、電力変換装置を介して伝達されるパワーとの配分を変化させることができる。その結果、変速比の可変幅の拡大及び動力伝達効率の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。
【図３】入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の動作を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の動作を説明する図である。
【図７】入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との差動回転速度に対する入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用するトルクの関係を表すトルク特性の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の動作を説明する図である。
【図９】入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との差動回転速度に対する入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用するトルクの関係を表すトルク特性の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の他の概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の他の概略構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の他の概略構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の他の概略構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の他の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００２９】
図１，２は、本発明の実施形態に係る回転電機の駆動制御装置を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図１は全体構成の概略を示し、図２は回転電機１０の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力（機械的動力）を発生可能な原動機として設けられたエンジン（内燃機関）３６と、エンジン３６と車輪３８との間に設けられた回転電機１０と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。
【００３０】
回転電機１０は、図示しないステータケースに固定されたステータ１６と、ステータ１６に対し相対回転可能な第１ロータ２８と、ロータ回転軸と直交する径方向においてステータ１６及び第１ロータ２８と所定の空隙を空けて対向し、ステータ１６及び第１ロータ２８に対し相対回転可能な第２ロータ１８と、を有する。ステータ１６は、第１ロータ２８より径方向外側の位置に第１ロータ２８と間隔を空けて配置されており、第２ロータ１８は、径方向においてステータ１６と第１ロータ２８との間の位置に配置されている。つまり、第１ロータ２８は第２ロータ１８より径方向内側の位置で第２ロータ１８と対向配置されており、ステータ１６は第２ロータ１８より径方向外側の位置で第２ロータ１８と対向配置されている。第１ロータ２８は回転電機１０の入力軸３４と機械的に連結され、入力軸３４はエンジン３６と機械的に連結されていることで、第１ロータ２８（入力軸３４）にはエンジン３６からの動力が伝達される。一方、第２ロータ１８は回転電機１０の出力軸２４（駆動軸）と機械的に連結されており、出力軸２４は車輪３８に機械的に連結されていることで、車輪３８（出力軸２４）には第２ロータ１８からの動力が伝達される。なお、以下の説明では、第１ロータ２８を入力側ロータとし、第２ロータ１８を出力側ロータとする。
【００３１】
入力側ロータ２８は、ロータコア（第１回転子鉄心）５２と、ロータコア５２にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のロータ巻線３０と、を含む。複数相のロータ巻線３０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ロータ巻線３０は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。
【００３２】
ステータ１６は、ステータコア（固定子鉄心）５１と、ステータコア５１にその周方向に沿って配設された複数相（例えば３相）のステータ巻線２０と、を含む。複数相のステータ巻線２０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線２０は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。
【００３３】
出力側ロータ１８は、ロータコア（第２回転子鉄心）５３と、ロータコア５３にその周方向に沿って配設され界磁磁束を発生する永久磁石３２，３３と、を含む。永久磁石３２は、ロータコア５３の外周部にステータ１６（ステータコア５１）と対向して配設されており、永久磁石３３は、ロータコア５３の内周部に入力側ロータ２８（ロータコア５２）と対向して配設されている。ここでは、永久磁石３２，３３を一体化することも可能である。
【００３４】
入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６のより詳細な構成例を図３に示す。図３に示す例では、入力側ロータ２８、出力側ロータ１８、及びステータ１６が同心円状に配置されている。ステータ１６のステータコア５１には、径方向内側へ（出力側ロータ１８へ向けて）突出した複数のティース５１ａがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線２０がこれらのティース５１ａに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ２８のロータコア５２には、径方向外側へ（出力側ロータ１８へ向けて）突出した複数のティース５２ａがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線３０がこれらのティース５２ａに巻回されていることで、磁極が構成される。ステータ１６のティース５１ａと出力側ロータ１８の永久磁石３２とが出力側ロータ１８の回転中心軸（入力側ロータ２８の回転中心軸と一致する）に直交する径方向に対向配置されており、入力側ロータ２８のティース５２ａと出力側ロータ１８の永久磁石３３とがこの径方向に対向配置されている。ステータ巻線２０の巻回軸及びロータ巻線３０の巻回軸は、この径方向（入力側ロータ２８と出力側ロータ１８が対向する方向）に一致している。永久磁石３２，３３はロータ周方向に間隔をおいて配列されており、さらに、永久磁石３２はロータコア５３内にＶ字状に埋設されている。ただし、永久磁石３２，３３については、出力側ロータ１８の表面（外周面または内周面）に露出していてもよいし、出力側ロータ１８内（ロータコア５３内）に埋設されていてもよい。
【００３５】
直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置４２は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。インバータ４０は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード（整流素子）とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４２からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ステータ巻線２０の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４０は、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４２に回収する方向の電力変換も可能である。このように、インバータ４０は、蓄電装置４２とステータ巻線２０との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。
【００３６】
スリップリングモジュール９５は、入力側ロータ２８と機械的に連結されており、さらに、ロータ巻線３０の各相と電気的に接続されている。回転が固定されたブラシモジュール９６は、スリップリングモジュール９５に押し付けられて電気的に接触する。スリップリングモジュール９５は、ブラシモジュール９６に対し摺動しながら（ブラシモジュール９６との電気的接触を維持しながら）、入力側ロータ２８とともに回転する。インバータ４１は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード（整流素子）とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置４２からの直流電力を交流（例えば３相交流）に変換して、ブラシモジュール９６及びスリップリングモジュール９５を介してロータ巻線３０の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ４１は、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を直流に変換する方向の電力変換も可能である。その際には、ロータ巻線３０の交流電力がスリップリングモジュール９５及びブラシモジュール９６により取り出され、この取り出された交流電力がインバータ４１で直流に変換される。インバータ４１で直流に変換された電力は、インバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０の各相へ供給可能である。つまり、インバータ４０は、インバータ４１からの直流電力と蓄電装置４２からの直流電力とのいずれか（少なくとも一方）を交流に変換してステータ巻線２０の各相へ供給することが可能である。また、インバータ４１で直流に変換された電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。このように、インバータ４１は、蓄電装置４２とロータ巻線３０との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。そして、インバータ４０，４１を含んで、ロータ巻線３０とステータ巻線２０との間で電力変換を行うことが可能な電力変換装置を構成することができる。また、スリップリングモジュール９５及びブラシモジュール９６により、ロータ巻線３０の電力（交流電力）を取り出すための電力伝達部を構成することができる。
【００３７】
本実施形態では、複数相のロータ巻線３０間の結線を変更するためのスイッチモジュール９２がブラシモジュール９６側（固定側）に設けられている。このスイッチモジュール９２の導通状態を変更することで、スリップリングモジュール９５及びブラシモジュール９６を介した複数相のロータ巻線３０間の結線を変更することが可能である。
【００３８】
スイッチモジュール９２、スリップリングモジュール９５、及びブラシモジュール９６のより詳細な構成例を図４に示す。図４に示すように、ロータ巻線３０がｕ相ロータ巻線３０ｕとｖ相ロータ巻線３０ｖとｗ相ロータ巻線３０ｗとによる３相巻線である例では、スリップリングモジュール９５は、ｕ相ロータ巻線３０ｕの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｕと、ｖ相ロータ巻線３０ｖの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｖと、ｗ相ロータ巻線３０ｗの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｗと、ｕ相ロータ巻線３０ｕの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｕと、ｖ相ロータ巻線３０ｖの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｖと、ｗ相ロータ巻線３０ｗの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｗと、を含んで構成される。ブラシモジュール９６は、スリップリング９７−１ｕに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｕと、スリップリング９７−１ｖに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｖと、スリップリング９７−１ｗに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｗと、スリップリング９７−２ｕに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｕと、スリップリング９７−２ｖに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｖと、スリップリング９７−２ｗに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｗと、を含んで構成される。ブラシ９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗは、インバータ４１と電気的に接続されている。
【００３９】
スイッチモジュール９２においては、ブラシ９８−１ｕ及びインバータ４１とブラシ９８−２ｗとを電気的に導通させるためのスイッチ９９−１と、ブラシ９８−１ｖ及びインバータ４１とブラシ９８−２ｕとを電気的に導通させるためのスイッチ９９−２と、ブラシ９８−１ｗ及びインバータ４１とブラシ９８−２ｖとを電気的に導通させるためのスイッチ９９−３とがブラシ側（固定側）に設けられている。さらに、スイッチモジュール９２においては、一端がブラシ９８−２ｗ及びスイッチ９９−１と電気的に接続されたスイッチ９９−４と、一端がブラシ９８−２ｕ及びスイッチ９９−２と電気的に接続されたスイッチ９９−５と、一端がブラシ９８−２ｖ及びスイッチ９９−３と電気的に接続されたスイッチ９９−６とがブラシ側（固定側）に設けられており、各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６の他端同士が電気的に接続されている。
【００４０】
各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６をオフにする（非導通にする）とともに各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３をオンにする（導通させる）ことで、図５に示すように、ｕ相ロータ巻線３０ｕの一端とｗ相ロータ巻線３０ｗの他端がスリップリング９７−１ｕ，９７−２ｗ及びブラシ９８−１ｕ，９８−２ｗを介して電気的に接続され、ｖ相ロータ巻線３０ｖの一端とｕ相ロータ巻線３０ｕの他端がスリップリング９７−１ｖ，９７−２ｕ及びブラシ９８−１ｖ，９８−２ｕを介して電気的に接続され、ｗ相ロータ巻線３０ｗの一端とｖ相ロータ巻線３０ｖの他端がスリップリング９７−１ｗ，９７−２ｖ及びブラシ９８−１ｗ，９８−２ｖを介して電気的に接続される。これによって、３相のロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗを、スリップリング９７−１ｕ，９７−１ｖ，９７−１ｗ，９７−２ｕ，９７−２ｖ，９７−２ｗ及びブラシ９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗ，９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗを介してΔ（デルタ）結線させた状態でインバータ４１（電力変換装置）と電気的に導通させることができる。
【００４１】
一方、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３をオフにする（非導通にする）とともに各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６をオンにする（導通させる）ことで、図６に示すように、ロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの他端同士がスリップリング９７−２ｕ，９７−２ｖ，９７−２ｗ及びブラシ９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗを介して電気的に接続される。これによって、３相のロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗを、スリップリング９７−２ｕ，９７−２ｖ，９７−２ｗ及びブラシ９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗを介してＹ（スター）結線させた状態でインバータ４１（電力変換装置）と電気的に導通させることができる。このように、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３と各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のいずれか一方を選択的に導通させることで、３相のロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ間の結線をデルタ結線とスター結線のいずれか一方に選択的に切り替えることができる。
【００４２】
電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット５０は、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３と各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のいずれか一方を選択的に導通させることで、３相のロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ間の結線をデルタ結線とスター結線のいずれか一方に選択的に切り替える制御を行う。さらに、電子制御ユニット５０は、エンジン３６の運転状態の制御も行う。
【００４３】
インバータ４０のスイッチング動作により複数相のステータ巻線２０に複数相（例えば３相）の交流電流が流れることで、ステータ巻線２０は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線２０の交流電流による回転磁界とステータ１６に流れる永久磁石３２の界磁磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、出力側ロータ１８にトルク（磁石トルク）を作用させることができ、出力側ロータ１８を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置４２からステータ巻線２０に供給された電力を出力側ロータ１８の動力（機械的動力）に変換することができ、ステータ１６及び出力側ロータ１８を同期電動機（ＰＭモータ部）として機能させることができる。さらに、インバータ４０は、ステータ巻線２０の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置４２に回収する方向の変換も可能である。その場合は、出力側ロータ１８の動力がステータ巻線２０の電力に変換されて蓄電装置４２に回収される。このように、ステータ１６のステータ巻線２０と出力側ロータ１８の永久磁石３２とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線２０で発生する回転磁界を出力側ロータ１８に作用させて、ステータ１６と出力側ロータ１８との間にトルク（磁石トルク）を作用させることができる。さらに、例えば図３に示すように、永久磁石３２間に突極部として磁性体（強磁性体）がステータ１６（ティース５１ａ）と対向して配置されている例や、永久磁石３２が出力側ロータ１８内（ロータコア５３内）に埋設されている例では、ステータ１６の発生する回転磁界が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用する。電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作により例えばステータ巻線２０に流す交流電流の振幅や位相角を制御することで、ステータ１６と出力側ロータ１８との間に作用するトルクを制御することができる。
【００４４】
また、入力側ロータ２８が出力側ロータ１８に対し相対回転して入力側ロータ２８（ロータ巻線３０）と出力側ロータ１８（永久磁石３３）との間に回転速度差が生じるのに伴ってロータ巻線３０に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線３０に誘導電流（交流電流）が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線３０の誘導電流による回転磁界と入力側ロータ２８に流れる永久磁石３３の界磁磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ１８にトルクを作用させることができ、出力側ロータ１８を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と出力側ロータ１８の永久磁石３３とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線３０で発生する回転磁界が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（磁石トルク）が作用する。そのため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間で動力（機械的動力）を伝達することができ、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８を誘導電磁カップリング部として機能させることができる。
【００４５】
ロータ巻線３０の誘導電流により入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（電磁カップリングトルク）を発生させる際には、電子制御ユニット５０は、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３と各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のいずれか一方を選択的に導通させた状態で、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容するように、インバータ４１のスイッチング動作を行う。その際には、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング動作によりロータ巻線３０に流れる交流電流を制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクを制御することができる。一方、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング素子をオフ状態に維持してスイッチング動作を停止させることで、ロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。
【００４６】
次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置において、車輪３８を回転駆動する動作について説明する。
【００４７】
エンジン３６が動力を発生している場合は、エンジン３６の動力が入力側ロータ２８に伝達され、入力側ロータ２８がエンジン回転方向に回転駆動する。入力側ロータ２８の回転速度が出力側ロータ１８の回転速度より高くなると、ロータ巻線３０に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット５０は、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３と各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のいずれか一方を選択的に導通させた状態で、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容するように、インバータ４１のスイッチング動作を行う。これによって、ロータ巻線３０の誘導電流と永久磁石３３の界磁磁束との電磁気相互作用により入力側ロータ２８から出力側ロータ１８にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクが作用して出力側ロータ１８がエンジン回転方向に回転駆動する。このように、入力側ロータ２８に伝達されたエンジン３６からの動力は、入力側ロータ２８のロータ巻線３０と出力側ロータ１８の永久磁石３３との電磁気結合によって、出力側ロータ１８へ伝達される。出力側ロータ１８に伝達された動力は、出力軸２４（駆動軸）を介して車輪３８へ伝達されることで、車両の前進駆動等、負荷の正転駆動に用いられる。したがって、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を正転方向に回転駆動することができ、車両を前進方向に駆動することができる。さらに、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との回転差を許容することができるため、車輪３８の回転が停止してもエンジン３６がストールすることはない。そのため、回転電機１０を発進装置として機能させることができ、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。
【００４８】
さらに、ロータ巻線３０に発生した交流電力は、スリップリングモジュール９５及びブラシモジュール９６を介して取り出される。取り出された交流電力はインバータ４１で直流に変換される。そして、インバータ４０のスイッチング動作により、インバータ４１からの直流電力がインバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０に供給されることで、ステータ巻線２０に交流電流が流れ、ステータ１６に回転磁界が形成される。このステータ１６の回転磁界と出力側ロータ１８の永久磁石３２の界磁磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ１８にエンジン回転方向のトルクを作用させることができる。これによって、出力側ロータ１８のエンジン回転方向のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、インバータ４１からの直流電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。
【００４９】
このように、本実施形態では、エンジン３６（入力軸３４）と車輪３８（出力軸２４）との間の動力伝達経路として、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８を介した第１の動力伝達経路（機械パスによる伝達経路）の他に、ロータ巻線３０とインバータ４１，４０（電力変換装置）とステータ巻線２０を介した第２の動力伝達経路（電気パスによる伝達経路）が設けられる。第１の動力伝達経路においては、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクによりエンジン３６からの動力を車輪３８（出力軸２４）へ伝達することが可能である。一方、第２の動力伝達経路においては、エンジン３６からの動力を利用してロータ巻線３０に電力を発生させ、ロータ巻線３０からインバータ４１，４０を介してステータ巻線２０に供給された電力を利用して出力側ロータ１８に動力を発生させて車輪３８（出力軸２４）へ伝達することが可能である。
【００５０】
さらに、蓄電装置４２からステータ巻線２０へ電力供給するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、エンジン３６の動力を用いて車輪３８を正転方向に回転駆動するとともに、ステータ巻線２０への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ１８の動力により車輪３８の正転方向の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット５０は、ステータ巻線２０から蓄電装置４２へ電力回収するようにインバータ４０のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線２０と永久磁石３２との電磁気結合によってステータ巻線２０の電力に変換して蓄電装置４２に回収することができる。
【００５１】
また、エンジン３６の動力を用いずに回転電機１０の動力を用いて負荷を駆動する（車輪３８を回転駆動する）ＥＶ（Electric Vehicle）走行を行う場合は、電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット５０は、蓄電装置４２からの直流電力を交流に変換してステータ巻線２０へ供給するように、インバータ４０のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線２０への供給電力をステータ巻線２０と永久磁石３２との電磁気結合によって出力側ロータ１８の動力に変換し、出力軸２４（車輪３８）を回転駆動する。このように、エンジン３６が動力を発生していなくても、ステータ巻線２０への電力供給により車輪３８を回転駆動することができる。
【００５２】
本実施形態では、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との差動回転速度ΔＮに起因して、ロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗに誘導起電力が発生して誘導電流が流れることで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に電磁カップリングトルクＴcoupが発生する。その際に、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との差動回転速度ΔＮが増加すると、ロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗに発生する誘導起電力が増加して誘導電流も増加し、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に発生する電磁カップリングトルクＴcoupも増加する。そのため、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの関係を表すトルク特性は、差動回転速度ΔＮの増加に対して電磁カップリングトルクＴcoupが増加する特性を有する。さらに、３相のロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ間の結線がスター結線である場合は、デルタ結線である場合と比較して、ロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗの線間電圧が増加し、同じ差動回転速度ΔＮに対してロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗに発生する誘導起電力が増加して電磁カップリングトルクＴcoupが増加する。そのため、ロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ間の結線がデルタ結線である場合のトルク特性は、例えば図７に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが小さいトルク特性Ａになるのに対して、ロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ間の結線がスター結線である場合のトルク特性は、例えば図７に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮがトルク特性Ａより大きいトルク特性Ｂになる。そこで、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３と各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のいずれか一方を選択的に導通させて、３相のロータ巻線３０ｕ，３０ｖ，３０ｗ間の結線をデルタ結線とスター結線のいずれか一方に選択的に切り替えることで、トルク特性を、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが互いに異なるトルク特性Ａとトルク特性Ｂとのいずれか一方に選択的に切り替えることができる。
【００５３】
各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６をオフにするとともに各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３をオンにすることでデルタ結線（トルク特性Ａ）を選択した場合は、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３をオフにするとともに各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６をオンにすることでスター結線（トルク特性Ｂ）を選択した場合と比較して、図７に示すように、同じ電磁カップリングトルクＴcoupに対する差動回転速度ΔＮが大きくなる（スター結線ではΔＮ１、デルタ結線ではΔＮ２）。そのため、デルタ結線を選択した場合は、スター結線を選択した場合と比較して、同じ電磁カップリングトルクＴcoup（エンジントルク）に対して、ロータ巻線３０に発生する交流電力が大きくなるため、第２の動力伝達経路（電気パスによる伝達経路）を介して伝達されるパワーの配分が大きくなり、第１の動力伝達経路（機械パスによる伝達経路）を介して伝達されるパワーの配分が小さくなる。
【００５４】
さらに、例えば図８に示すように、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３のオンと各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のオンを交互に繰り返すことで、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択とスター結線（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替える場合は、ロータ巻線３０に流れる誘導電流が、デルタ結線を選択した場合より大きくなり、且つスター結線を選択した場合より小さくなる。そのため、デルタ結線の選択とスター結線の選択を交互に切り替える場合のトルク特性は、例えば図９に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮがトルク特性Ａ（デルタ結線を選択した場合）より大きく且つトルク特性Ｂ（スター結線を選択した場合）より小さいトルク特性Ｃになる。したがって、デルタ結線の選択とスター結線の選択を交互に切り替える場合は、デルタ結線を選択した場合と比較して、第１の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分が大きくなり（第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分が小さくなり）、且つスター結線を選択した場合と比較して、第１の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分が小さくなる（第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分が大きくなる）。なお、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択とスター結線（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替える場合は、その切り替え周期ｔ１＋ｔ２（図８参照）を、ロータ巻線３０に発生する誘導起電力の周期（差動回転速度ΔＮに応じて決まる）より十分短くなるように設定する。
【００５５】
さらに、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３のオン期間の割合ｔ１／(ｔ１＋ｔ２)を大きくし、各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のオン期間の割合ｔ２／(ｔ１＋ｔ２)を小さくすることで、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択期間の配分を大きくし、スター結線（トルク特性Ｂ）の選択期間の配分を小さくした場合は、ロータ巻線３０に流れる誘導電流が小さくなるため、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが小さくなる。これによって、第１の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分が小さくなる。一方、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３のオン期間の割合ｔ１／(ｔ１＋ｔ２)を小さくし、各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のオン期間の割合ｔ２／(ｔ１＋ｔ２)を大きくすることで、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択期間の配分を小さくし、スター結線（トルク特性Ｂ）の選択期間の配分を大きくした場合は、ロータ巻線３０に流れる誘導電流が大きくなるため、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが大きくなる。これによって、第１の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分が大きくなる。したがって、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択とスター結線（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替える場合の、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択期間ｔ１とスター結線（トルク特性Ｂ）の選択期間ｔ２との配分を連続的に変化させることで、トルク特性を、トルク特性Ａとトルク特性Ｂとの間で連続的に変化させることができる。
【００５６】
このように、本実施形態では、スイッチモジュール９２の導通状態を変更して、複数相のロータ巻線３０間の結線を変更することで、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの関係を表すトルク特性を変化させることができる。これによって、エンジン３６（入力軸３４）から車輪３８（出力軸２４）へ動力を伝達する場合に、第１の動力伝達経路を介して（電磁カップリングトルクＴcoupにより）伝達されるパワーと、第２の動力伝達経路（ロータ巻線３０とインバータ４１，４０とステータ巻線２０）を介して伝達されるパワーとの配分を変化させることができる。なお、図７，９に示すようなトルク特性は、入力側ロータ２８の回転速度Ｎinが出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutより高い場合に限らず、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが入力側ロータ２８の回転速度Ｎinより高い場合であっても成立する。
【００５７】
エンジン３６（入力軸３４）から車輪３８（出力軸２４）へ動力を伝達する場合に、トルク特性を変化させるときは、車輪３８（出力軸２４）の回転速度に基づいて、スイッチモジュール９２の導通状態（複数相のロータ巻線３０間の結線）を変更してトルク特性を変化させることが好ましい。例えば、入力側ロータ２８（エンジン３６）の回転速度Ｎinが出力側ロータ１８（出力軸２４）の回転速度Ｎoutより高い場合に、出力軸２４の回転速度Ｎoutが設定速度Ｎ１より低いときは、電子制御ユニット５０により各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３をオン、各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６をオフに制御して、デルタ結線（トルク特性Ａ）を選択する。これによって、回転電機１０での変速比（Ｎin／Ｎout）を大きくすることができ、ロータ巻線３０の電力を利用してステータ１６から出力側ロータ１８に作用させるトルクによりトルク増幅比を大きくすることができる。一方、入力側ロータ２８の回転速度Ｎinが出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutより高い場合に、出力軸２４の回転速度Ｎoutが設定速度Ｎ１以上であるときは、電子制御ユニット５０により各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３をオフ、各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６をオンに制御して、スター結線（トルク特性Ｂ）を選択する。これによって、第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分を小さくすることができ、インバータ４１，４０（電力変換装置）による電力変換の際に生じる損失を小さくすることができるので、動力伝達効率を向上させることができる。このように、入力側ロータ２８の回転速度が出力側ロータ１８の回転速度より高い場合は、スター結線（トルク特性Ｂ）を選択するときの出力軸２４の回転速度Ｎoutが、デルタ結線（トルク特性Ａ）を選択するときの出力軸２４の回転速度Ｎoutより高くなるように、スイッチモジュール９２の導通状態を変更してトルク特性（ロータ巻線３０の結線）を変化させることが好ましい。なお、入力側ロータ２８の回転速度Ｎinが出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutより高い場合は、インバータ４１は、スリップリングモジュール９５及びブラシモジュール９６により取り出されたロータ巻線３０の交流電力を直流に変換する方向の電力変換を行い、インバータ４１で直流に変換された電力がインバータ４０で再度交流に変換されてからステータ巻線２０へ供給される。つまり、電力変換装置は、ロータ巻線３０側からステータ巻線２０側への電力変換を行う。
【００５８】
さらに、入力側ロータ２８の回転速度Ｎinが出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutより高い場合は、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutの増加に対して、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３のオンと各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のオンを交互に繰り返すときの、各スイッチ９９−４，９９−５，９９−６のオン期間の割合ｔ２／(ｔ１＋ｔ２)を徐々に大きくする、すなわちデルタ結線（トルク特性Ａ）の選択とスター結線（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替えるときの、スター結線（トルク特性Ｂ）の選択期間の配分を徐々に大きくすることもできる。これによって、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが増加するにつれて、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが徐々に大きくなるように、トルク特性を変化させることができる。したがって、エンジン３６の効率が高くなる運転状態（トルク及び回転速度）を維持しながら、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが低くなるにつれて回転電機１０での変速比（Ｎin／Ｎout）を大きくしてトルク増幅比を大きくすることができるとともに、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが高くなるにつれて第２の動力伝達経路（インバータ４１，４０）を介して伝達されるパワーの配分を小さくして動力伝達効率を向上させることができる。
【００５９】
また、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが入力側ロータ２８の回転速度Ｎinより高い場合に、出力軸２４の回転速度Ｎoutが設定速度Ｎ２（Ｎ２＞Ｎ１）以下であるときは、スター結線（トルク特性Ｂ）を選択する。これによって、第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分を小さくして動力伝達効率を向上させることができる。一方、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが入力側ロータ２８の回転速度Ｎinより高い場合に、出力軸２４の回転速度Ｎoutが設定速度Ｎ２より高いときは、デルタ結線（トルク特性Ａ）を選択する。これによって、回転電機１０での変速比（Ｎin／Ｎout）を小さくすることができ、車輪３８（出力軸２４）をより高い回転速度で回転駆動することができる。このように、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが入力側ロータ２８の回転速度Ｎinより高い場合は、デルタ結線（トルク特性Ａ）を選択するときの出力軸２４の回転速度Ｎoutが、スター結線（トルク特性Ｂ）を選択するときの出力軸２４の回転速度Ｎoutより高くなるようにトルク特性（ロータ巻線３０の結線）を変化させることが好ましい。なお、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが入力側ロータ２８の回転速度Ｎinより高い場合は、インバータ４０は、ステータ巻線２０の交流電力を直流に変換する方向の電力変換を行い、インバータ４０で直流に変換された電力がインバータ４１で再度交流に変換されてからスリップリングモジュール９５及びブラシモジュール９６を介してロータ巻線３０へ供給される。つまり、電力変換装置は、ステータ巻線２０側からロータ巻線３０側への電力変換を行う。
【００６０】
さらに、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが入力側ロータ２８の回転速度Ｎinより高い場合は、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutの増加に対して、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択とスター結線（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替えるときの、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択期間の配分ｔ１／(ｔ１＋ｔ２)を徐々に大きくすることもできる。これによって、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが増加するにつれて、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが徐々に小さくなるように、トルク特性を変化させることができる。したがって、エンジン３６の効率が高くなる運転状態（トルク及び回転速度）を維持しながら、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが低くなるにつれて第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分を小さくして動力伝達効率を向上させることができるとともに、出力側ロータ１８の回転速度Ｎoutが高くなるにつれて回転電機１０での変速比（Ｎin／Ｎout）を小さくして車輪３８をより高い回転速度で回転駆動することができる。
【００６１】
以上説明した本実施形態によれば、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮ（トルク特性）を変化させることで、エンジン３６から車輪３８へ動力を伝達する場合に、第１の動力伝達経路を介して（電磁カップリングトルクＴcoupにより）伝達されるパワーと、第２の動力伝達経路（ロータ巻線３０とインバータ４１，４０とステータ巻線２０）を介して伝達されるパワーとの配分を変化させることができる。例えばトルク特性Ａ（デルタ結線）を選択して、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮを小さくすることで、同じ電磁カップリングトルクＴcoupに対して差動回転速度ΔＮを大きくすることができるので、変速機を別途設けることなく、回転電機１０での変速比（Ｎin／Ｎout）の可変幅を広げることができる。一方、トルク特性Ｂ（スター結線）を選択して、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮを大きくすることで、第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーの配分を小さくすることができるので、インバータ４１，４０での電力変換の際に生じるパワーの損失を小さくして動力伝達効率を向上させることができる。したがって、本実施形態によれば、回転電機１０での変速比（Ｎin／Ｎout）の可変幅の拡大、及び動力伝達効率の向上を実現することができる。
【００６２】
さらに、本実施形態によれば、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択とスター結線（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替える場合の、デルタ結線（トルク特性Ａ）の選択期間ｔ１とスター結線（トルク特性Ｂ）の選択期間ｔ２との配分を連続的に変化させることで、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮ（トルク特性）を連続的に変化させることができる。これによって、エンジン３６から車輪３８へ動力を伝達する場合に、第１の動力伝達経路を介して伝達されるパワーと第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーとの配分を連続的に変化させることができる。したがって、エンジン３６の効率が高くなる運転状態（トルク及び回転速度）を維持するように、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮ（トルク特性）を変化させながら、エンジン３６から車輪３８へ動力を伝達することができ、装置全体の効率をさらに向上させることができる。
【００６３】
なお、特許文献２には、一般的な同期電動機のステータ巻線の結線を低速域と高速域とでスター結線とデルタ結線とに切り替えることが示されている。ただし、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８とステータ１６とを備える回転電機１０において、入力側ロータ２８に配設されたロータ巻線３０の結線を変更して、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮ（トルク特性）を変化させることで、第１の動力伝達経路を介して伝達されるパワーと第２の動力伝達経路を介して伝達されるパワーとの配分を変化させることについては、特許文献２には何ら記載も示唆もされていない。したがって、本実施形態は、特許文献２と構成及び目的が異なる。
【００６４】
次に、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの関係を表すトルク特性を変化させるための他の構成例について説明する。
【００６５】
図１０に示す構成例では、入力側ロータ２８に複数組（図１０では２組）のロータ巻線３０−１，３０−２が配設されている。複数組のロータ巻線３０−１，３０−２は、ターン数（巻数）が互いに異なり、ロータ巻線３０−２のターン数がロータ巻線３０−１のターン数より多い。ロータ巻線３０−１は、ｕ相ロータ巻線３０−１ｕとｖ相ロータ巻線３０−１ｖとｗ相ロータ巻線３０−１ｗとによる３相巻線であり、スター結線されている。同様に、ロータ巻線３０−２も、ｕ相ロータ巻線３０−２ｕとｖ相ロータ巻線３０−２ｖとｗ相ロータ巻線３０−２ｗとによる３相巻線であり、スター結線されている。スリップリングモジュール９５は、ｕ相ロータ巻線３０−１ｕの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｕと、ｖ相ロータ巻線３０−１ｖの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｖと、ｗ相ロータ巻線３０−１ｗの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｗと、ｕ相ロータ巻線３０−２ｕの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｕと、ｖ相ロータ巻線３０−２ｖの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｖと、ｗ相ロータ巻線３０−２ｗの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｗと、を含んで構成される。ブラシモジュール９６は、スリップリング９７−１ｕに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｕと、スリップリング９７−１ｖに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｖと、スリップリング９７−１ｗに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｗと、スリップリング９７−２ｕに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｕと、スリップリング９７−２ｖに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｖと、スリップリング９７−２ｗに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｗと、を含んで構成される。
【００６６】
スイッチモジュール９２においては、インバータ４１をブラシ９８−１ｕとブラシ９８−２ｕのいずれか一方に電気的に導通させるためのスイッチ９９−１と、インバータ４１をブラシ９８−１ｖとブラシ９８−２ｖのいずれか一方に電気的に導通させるためのスイッチ９９−２と、インバータ４１をブラシ９８−１ｗとブラシ９８−２ｗのいずれか一方に電気的に導通させるためのスイッチ９９−３とがブラシ側（固定側）に設けられている。各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３によりインバータ４１をブラシ９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗに電気的に導通させることで、ロータ巻線３０−１ｕ，３０−１ｖ，３０−１ｗを、スリップリング９７−１ｕ，９７−１ｖ，９７−１ｗ及びブラシ９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗを介してインバータ４１と電気的に導通させることができる。一方、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３によりインバータ４１をブラシ９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗに電気的に導通させることで、ロータ巻線３０−２ｕ，３０−２ｖ，３０−２ｗを、スリップリング９７−２ｕ，９７−２ｖ，９７−２ｗ及びブラシ９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗを介してインバータ４１と電気的に導通させることができる。このように、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３により、複数組のロータ巻線３０−１，３０−２の中から、インバータ４１（電力変換装置）と電気的に導通させるロータ巻線を選択的に切り替えることができる。
【００６７】
ロータ巻線３０−２のターン数がロータ巻線３０−１のターン数より多い場合は、同じ差動回転速度ΔＮに対してロータ巻線３０−２に発生する誘導起電力がロータ巻線３０−１に発生する誘導起電力より高くなる。そのため、ロータ巻線３０−２をインバータ４１と電気的に導通させた場合は、ロータ巻線３０−１をインバータ４１と電気的に導通させた場合と比較して、同じ差動回転速度ΔＮに対して誘導電流が増加して電磁カップリングトルクＴcoupが増加する。したがって、ロータ巻線３０−１をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性は、例えば図７に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが小さいトルク特性Ａになるのに対して、ロータ巻線３０−２をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性は、例えば図７に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮがトルク特性Ａより大きいトルク特性Ｂになる。そこで、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３により、複数組のロータ巻線３０−１，３０−２の中から、インバータ４１（電力変換装置）と電気的に導通させるロータ巻線を選択的に切り替えることによっても、トルク特性を、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが互いに異なるトルク特性Ａとトルク特性Ｂとのいずれか一方に選択的に切り替えることができる。さらに、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３によりインバータ４１と電気的に導通させるロータ巻線を交互に切り替えることで、ロータ巻線３０−１（トルク特性Ａ）の選択とロータ巻線３０−２（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替える場合は、ロータ巻線３０−１（トルク特性Ａ）の選択期間ｔ１とロータ巻線３０−２（トルク特性Ｂ）の選択期間ｔ２との配分を連続的に変化させることで、トルク特性を、トルク特性Ａとトルク特性Ｂとの間で連続的に変化させることができる。
【００６８】
図１０に示す構成例では、複数組のロータ巻線３０−１，３０−２の極数を互いに異ならせることもできる。ロータ巻線３０−２の極数がロータ巻線３０−１の極数より大きい例では、ロータ巻線３０−２をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性は、ロータ巻線３０−１をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性と比較して、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが大きいトルク特性となる。また、複数組のロータ巻線３０−１，３０−２の太さ（断面積）を互いに異ならせることもできる。ロータ巻線３０−２の太さがロータ巻線３０−１の太さより太い例では、ロータ巻線３０−２をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性は、ロータ巻線３０−１をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性と比較して、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが大きいトルク特性となる。このように、複数組のロータ巻線３０−１，３０−２のターン数と極数と太さのいずれか１つ以上を互いに異ならせることができる。また、図１１に示すように、複数組のロータ巻線３０−１，３０−２をデルタ結線させることもできる。
【００６９】
また、図１２に示す構成例では、入力側ロータ２８に配設された複数組（図１２では２組）のロータ巻線３０−１，３０−２が直列接続されている。ロータ巻線３０−１は、ｕ相ロータ巻線３０−１ｕとｖ相ロータ巻線３０−１ｖとｗ相ロータ巻線３０−１ｗとによる３相巻線であり、ｕ相ロータ巻線３０−１ｕの一端とｖ相ロータ巻線３０−１ｖの一端とｗ相ロータ巻線３０−１ｗの一端が互いに電気的に接続されている、同様に、ロータ巻線３０−２も、ｕ相ロータ巻線３０−２ｕとｖ相ロータ巻線３０−２ｖとｗ相ロータ巻線３０−２ｗとによる３相巻線であり、ｕ相ロータ巻線３０−２ｕの一端がｕ相ロータ巻線３０−１ｕの他端に電気的に接続され、ｖ相ロータ巻線３０−２ｖの一端がｖ相ロータ巻線３０−１ｖの他端に電気的に接続され、ｗ相ロータ巻線３０−２ｗの一端がｗ相ロータ巻線３０−１ｗの他端に電気的に接続されている。スリップリングモジュール９５は、ｕ相ロータ巻線３０−１ｕの他端及びｕ相ロータ巻線３０−２ｕの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｕと、ｖ相ロータ巻線３０−１ｖの他端及びｖ相ロータ巻線３０−２ｖの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｖと、ｗ相ロータ巻線３０−１ｗの他端及びｗ相ロータ巻線３０−２ｗの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｗと、ｕ相ロータ巻線３０−２ｕの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｕと、ｖ相ロータ巻線３０−２ｖの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｖと、ｗ相ロータ巻線３０−２ｗの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｗと、を含んで構成される。ブラシモジュール９６及びスイッチモジュール９２の構成は、図１０に示す構成例と同様である。
【００７０】
図１２に示す構成例では、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３によりインバータ４１をブラシ９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗに電気的に導通させることで、１組のロータ巻線３０−１ｕ，３０−１ｖ，３０−１ｗを、スリップリング９７−１ｕ，９７−１ｖ，９７−１ｗ及びブラシ９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗを介してスター結線させた状態でインバータ４１と電気的に導通させることができる。一方、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３によりインバータ４１をブラシ９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗに電気的に導通させることで、互いに直列接続された２組のロータ巻線３０−１ｕ，３０−１ｖ，３０−１ｗ及びロータ巻線３０−２ｕ，３０−２ｖ，３０−２ｗの両方を、スリップリング９７−２ｕ，９７−２ｖ，９７−２ｗ及びブラシ９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗを介してスター結線させた状態でインバータ４１と電気的に導通させることができる。このように、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３により、インバータ４１（電力変換装置）と電気的に導通させるロータ巻線の直列接続数を選択的に切り替えることができる。
【００７１】
図１２に示す構成例において、互いに直列接続された２組のロータ巻線３０−１，３０−２をインバータ４１と電気的に導通させた場合は、１組のロータ巻線３０−１をインバータ４１と電気的に導通させた場合と比較して、同じ差動回転速度ΔＮに対して誘導起電力が増加して電磁カップリングトルクＴcoupが増加する。したがって、１組のロータ巻線３０−１をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性は、例えば図７に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが小さいトルク特性Ａになるのに対して、互いに直列接続された２組のロータ巻線３０−１，３０−２をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性は、例えば図７に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮがトルク特性Ａより大きいトルク特性Ｂになる。そこで、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３により、複数組のロータ巻線３０−１，３０−２の中から、インバータ４１（電力変換装置）と電気的に導通させるロータ巻線の直列接続数を選択的に切り替えることによっても、トルク特性を、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが互いに異なるトルク特性Ａとトルク特性Ｂとのいずれか一方に選択的に切り替えることができる。さらに、各スイッチ９９−１，９９−２，９９−３によりインバータ４１と電気的に導通させるロータ巻線の直列接続数を１と２の間で交互に切り替えることで、ロータ巻線３０−１（トルク特性Ａ）の選択とロータ巻線３０−１，３０−２（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替える場合は、ロータ巻線３０−１（トルク特性Ａ）の選択期間ｔ１とロータ巻線３０−１，３０−２（トルク特性Ｂ）の選択期間ｔ２との配分を連続的に変化させることで、トルク特性を、トルク特性Ａとトルク特性Ｂとの間で連続的に変化させることができる。
【００７２】
また、図１３に示す構成例では、ロータ巻線３０−１は、ｕ相ロータ巻線３０−１ｕとｖ相ロータ巻線３０−１ｖとｗ相ロータ巻線３０−１ｗとによる３相巻線であり、スター結線されている。同様に、ロータ巻線３０−２も、ｕ相ロータ巻線３０−２ｕとｖ相ロータ巻線３０−２ｖとｗ相ロータ巻線３０−２ｗとによる３相巻線であり、ｕ相ロータ巻線３０−２ｕの一端がｕ相ロータ巻線３０−１ｕの一端に電気的に接続され、ｖ相ロータ巻線３０−２ｖの一端がｖ相ロータ巻線３０−１ｖの一端に電気的に接続され、ｗ相ロータ巻線３０−２ｗの一端がｗ相ロータ巻線３０−１ｗの一端に電気的に接続されている。スリップリングモジュール９５は、ｕ相ロータ巻線３０−１ｕの一端及びｕ相ロータ巻線３０−２ｕの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｕと、ｖ相ロータ巻線３０−１ｖの一端及びｖ相ロータ巻線３０−２ｖの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｖと、ｗ相ロータ巻線３０−１ｗの一端及びｗ相ロータ巻線３０−２ｗの一端と電気的に接続されたスリップリング９７−１ｗと、ｕ相ロータ巻線３０−２ｕの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｕと、ｖ相ロータ巻線３０−２ｖの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｖと、ｗ相ロータ巻線３０−２ｗの他端と電気的に接続されたスリップリング９７−２ｗと、を含んで構成される。ブラシモジュール９６は、スリップリング９７−１ｕに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｕと、スリップリング９７−１ｖに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｖと、スリップリング９７−１ｗに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−１ｗと、スリップリング９７−２ｕに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｕと、スリップリング９７−２ｖに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｖと、スリップリング９７−２ｗに押し付けられて電気的に接触するブラシ９８−２ｗと、を含んで構成される。
【００７３】
スイッチモジュール９２においては、ブラシ９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗ同士を、ダイオードブリッジにより構成される整流器９１を介して互いに電気的に接続する（短絡する）ためのスイッチ９９がブラシ側（固定側）に設けられている。スイッチ９９をオフにする（非導通にする）ことで、２組のロータ巻線３０−１ｕ，３０−１ｖ，３０−１ｗ及びロータ巻線３０−２ｕ，３０−２ｖ，３０−２ｗのうち、１組のロータ巻線３０−１ｕ，３０−１ｖ，３０−１ｗを、スリップリング９７−１ｕ，９７−１ｖ，９７−１ｗ及びブラシ９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗを介してインバータ４１と電気的に導通させることができる。一方、スイッチ９９をオンにする（導通させる）ことで、ロータ巻線３０−２ｕ，３０−２ｖ，３０−２ｗがスリップリング９７−２ｕ，９７−２ｖ，９７−２ｗ及びブラシ９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗを介してスター結線されるとともにロータ巻線３０−１ｕ，３０−１ｖ，３０−１ｗと並列接続され、互いに並列接続された２組のロータ巻線３０−１ｕ，３０−１ｖ，３０−１ｗ及びロータ巻線３０−２ｕ，３０−２ｖ，３０−２ｗの両方を、スリップリング９７−１ｕ，９７−１ｖ，９７−１ｗ及びブラシ９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗを介してインバータ４１と電気的に導通させることができる。このように、スイッチ９９により、インバータ４１（電力変換装置）と電気的に導通させるロータ巻線の並列接続数を選択的に切り替えることができる。
【００７４】
図１３に示す構成例において、互いに並列接続された２組のロータ巻線３０−１，３０−２をインバータ４１と電気的に導通させた場合は、１組のロータ巻線３０−１をインバータ４１と電気的に導通させた場合と比較して、同じ差動回転速度ΔＮに対して誘導電流が減少して電磁カップリングトルクＴcoupが減少する。したがって、互いに並列接続された２組のロータ巻線３０−１，３０−２をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性は、例えば図７に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが小さいトルク特性Ａになるのに対して、１組のロータ巻線３０−１をインバータ４１と電気的に導通させた場合のトルク特性は、例えば図７に示すような、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮがトルク特性Ａより大きいトルク特性Ｂになる。そこで、スイッチ９９により、複数組（図１３では２組）のロータ巻線３０−１，３０−２の中から、インバータ４１（電力変換装置）と電気的に導通させるロータ巻線の並列接続数を選択的に切り替えることによっても、トルク特性を、差動回転速度ΔＮに対する電磁カップリングトルクＴcoupの変化率Ｔcoup／ΔＮが互いに異なるトルク特性Ａとトルク特性Ｂとのいずれか一方に選択的に切り替えることができる。さらに、スイッチ９９によりインバータ４１と電気的に導通させるロータ巻線の並列接続数を１と２の間で交互に切り替えることで、ロータ巻線３０−１，３０−２（トルク特性Ａ）の選択とロータ巻線３０−１（トルク特性Ｂ）の選択を交互に切り替える場合は、ロータ巻線３０−１，３０−２（トルク特性Ａ）の選択期間ｔ１とロータ巻線３０−１（トルク特性Ｂ）の選択期間ｔ２との配分を連続的に変化させることで、トルク特性を、トルク特性Ａとトルク特性Ｂとの間で連続的に変化させることができる。
【００７５】
本実施形態では、例えば図１４に示すように、整流器９３及び昇圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）９４を設けることもできる。整流器９３は、スリップリングモジュール９５及びブラシモジュール９６により取り出されたロータ巻線３０からの交流電力を整流して直流に変換する。昇圧コンバータ９４は、スイッチング素子及びダイオード（整流素子）を備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により整流器９３で整流された直流電力を昇圧（電圧変換）して出力する。昇圧コンバータ９４で昇圧（電圧変換）された直流電力は、インバータ４０で交流に変換されてからステータ巻線２０の各相へ供給可能である。つまり、インバータ４０は、昇圧コンバータ９４で昇圧された直流電力と蓄電装置４２からの直流電力とのいずれか（少なくとも一方）を交流に変換してステータ巻線２０の各相へ供給することが可能である。また、昇圧コンバータ９４で昇圧された直流電力を蓄電装置４２に回収することも可能である。図１３に示す構成例では、整流器９３と昇圧コンバータ９４とインバータ４０を含んで、ロータ巻線３０とステータ巻線２０との間で電力変換を行うことが可能な電力変換装置を構成することができる。ここでの整流器９３は、スリップリングモジュール９５側（ロータ巻線３０側）から昇圧コンバータ９４側への一方向のみの電力変換を行い、昇圧コンバータ９４は、整流器９３側から蓄電装置４２側（あるいはインバータ４０側）への一方向のみの電力変換を行う。なお、昇圧コンバータ９４の代わりに、ＤＣ−ＤＣコンバータとして降圧コンバータや昇降圧コンバータを設けることも可能である。
【００７６】
図１４に示す構成例において、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に回転差が生じているときに、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容して、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルク（電磁カップリングトルクＴcoup）を発生させるためには、電子制御ユニット５０は、昇圧コンバータ９４の出力電圧が蓄電装置４２の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御する。これによって、昇圧コンバータ９４から蓄電装置４２とインバータ４０間の配線へ電流が流れ、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に電磁カップリングトルクＴcoupが作用する。さらに、電子制御ユニット５０は、昇圧コンバータ９４における昇圧比（電圧変換比）を制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に作用する電磁カップリングトルクＴcoupを制御することができる（特許文献３，４も参照されたい）。一方、電子制御ユニット５０は、インバータ４０のスイッチング動作を行わない状態で昇圧コンバータ９４の出力電圧が蓄電装置４２の電圧よりも低くなるように昇圧コンバータ９４での昇圧比を制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間に回転差が生じてもロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。また、昇圧コンバータ９４内のスイッチング素子をオフ状態に維持して昇圧コンバータ９４による昇圧（電圧変換）を停止させることによっても、ロータ巻線３０に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８との間にトルクは作用しなくなる。
【００７７】
また、本実施形態では、回転電機１０の入力軸３４と出力軸２４とを入れ替えることもでき、第２ロータ１８を入力軸３４に機械的に連結し、第１ロータ２８を出力軸２４に機械的に連結することもできる。すなわち、第２ロータ１８がエンジン３６に機械的に連結され、第１ロータ２８が車輪３８に機械的に連結されていてもよい。この場合は、エンジン３６からの動力が入力軸３４に連結された第２ロータ１８に伝達され、出力軸２４に連結された第１ロータ２８からの動力が車輪３８に伝達されるため、第２ロータ１８が入力側ロータとなり、第１ロータ２８が出力側ロータとなる。
【００７８】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  回転電機、１６  ステータ、１８  第２ロータ（出力側ロータ）、２０  ステータ巻線、２４  出力軸、２８  第１ロータ（入力側ロータ）、３０，３０−１，３０−２  ロータ巻線、３２，３３  永久磁石、３４  入力軸、３６  エンジン、３８  車輪、４０，４１  インバータ、４２  蓄電装置、５０  電子制御ユニット、９１，９３  整流器、９２  スイッチモジュール、９４  昇圧コンバータ（ＤＣ−ＤＣコンバータ）、９５  スリップリングモジュール、９６  ブラシモジュール、９７−１ｕ，９７−１ｖ，９７−１ｗ，９７−２ｕ，９７−２ｖ，９７−２ｗ  スリップリング、９８−１ｕ，９８−１ｖ，９８−１ｗ，９８−２ｕ，９８−２ｖ，９８−２ｗ  ブラシ、９９，９９−１，９９−２，９９−３，９９−４，９９−５，９９−６  スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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