CN102066144A - 动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够实现小型化及制造成本的削减且能够提高设计的自由度的动力装置。动力装置(1)具备发动机(3)和第一及第二旋转机械(10、20)，并利用它们的动力来驱动前轮(4)。第一旋转机械(10)具备第一及第二转子(14、15)和定子(16)，定子(16)产生的电枢磁极的数目与第一转子(14)的磁极的数目与第二转子(15)的软磁性体磁心(15a)的数目的比设定为1∶m∶(1+m)/2(其中m≠1)。

Description

动力装置

技术领域

本发明涉及利用动力驱动被驱动部的动力装置，尤其是涉及具备热机及旋转机械作为动力源的动力装置。

背景技术

作为以往的动力装置，本申请人已经提出了专利文献1所记载的动力装置。该动力装置是驱动混合动力车辆的驱动轮的装置，在专利文献1的图2、3所示的例子中，具备发动机、第一旋转机械及第二旋转机械作为动力源。

该第一旋转机械具备圆筒状的箱、由箱支承为旋转自如的输入轴及输出轴；沿周向设置在箱的内壁上的定子、收容在箱内的第一转子、设置在第一转子与定子之间的第二转子等，所述定子、第一转子及第二转子相互同心配置。在该第一旋转机械中，其输入轴与发动机的输出轴机械连结，输出轴与第二旋转机械的旋转轴直接连结。而且，第一转子同心地固定在输出轴的前端部，在其外周面上，第一及第二永久磁铁列沿周向相互平行延伸。各个第一及第二永久磁铁列由多个永久磁铁构成，所述永久磁铁以相互等间隔且相邻的各两个为互不相同的极性配置。

此外，第二转子同心地固定在输入轴的前端部，在其外周面上，第一及第二软磁性体列沿周向相互平行延伸。第一及第二软磁性体列由沿周向以规定间隔排列的多个软磁性体磁心构成，并且第二软磁性体列的软磁性体磁心(以下称为“第二磁心”)相对于第一软磁性体列的软磁性体磁心(以下称为“第一磁心”)以每隔电气角π/2错开的方式配置。而且，定子具备以规定间隔配置的多个电枢，相邻的各三个电枢的线圈构成为在供给电力时作为表示U相、V相、W相并产生旋转磁场的3相线圈。

在如上所述构成的第一旋转机械中，向定子供给电力时，在定子中，第一旋转磁场及第二旋转磁场以沿定子的周向旋转的方式产生，伴随于此，通过第一及第二旋转磁场的磁极和第一及第二永久磁铁的磁极将第一及第二磁心磁化，在所述要素间产生磁力线。而且，通过产生的磁力线，驱动第一及第二转子，以此为起因，动力从输出轴或输入轴输出。

另一方面，第二旋转机械由DC无刷电动机构成，其旋转轴与驱动轮机械连结。在以上的动力装置中，根据混合动力车的运行状态，控制发动机、第一旋转机械及第二旋转机械的动作状态，其结果是，通过所述动力源产生的动力而驱动驱动轮。

专利文献1：国际公开第08/018539号小册子

根据上述现有的动力装置，在第一旋转机械中，两个软磁性体列不可或缺，因此，第一旋转机械大型化且制造成本增加，其结果是会导致动力装置自身的大型化及制造成本的增加。而且，以第一旋转机械的结构上的特性为起因，由于仅有第一转子与第二转子的旋转差和旋转磁场与第二转子的旋转差相等的速度关系成立，因此存在设计的自由度低的问题。

发明内容

本发明用于解决上述课题，其目的在于提供一种能够实现小型化及制造成本的削减且能够提高设计的自由度的动力装置。

为了实现上述目的，本发明的第一方面涉及一种动力装置1、1A～1D，通过动力驱动被驱动部(前轮4)，其特征在于，具备：热机(发动机3)；第一旋转机械10，其具有定子16和相对于定子16相对旋转自如的第一转子14及第二转子15，第一转子14及第二转子15的一方与热机(发动机3)机械连结，且第一转子14及第二转子15的另一方与被驱动部(前轮4)机械连结，其中，定子16具有电枢列(铁心16a，U相～W相线圈16c～16e)，该电枢列由沿圆周方向排列的多个电枢(铁心16a，U相～W相线圈16c～16e)构成，且在伴随电力的供给而多个电枢产生的电枢磁极的作用下，产生沿圆周方向旋转的旋转磁场，第一转子14具有与电枢列相对向配置的磁极列，磁极列由相互存在间隔沿圆周方向排列且相邻的各两个具有互不相同的极性的多个磁极(永久磁铁14a)构成，第二转子15具有配置在电枢列与磁极列之间的软磁性体列，软磁性体列由相互存在间隔沿圆周方向排列的多个软磁性体(软磁性体磁心15a)构成，电枢磁极的数目与磁极的数目与软磁性体的数目的比设定为1∶m∶(1+m)/2(其中m≠1)。

根据该动力装置，在第一旋转机械中，第一转子的磁极列与定子的电枢列相对向配置，第二转子的软磁性体列配置在所述电枢列与磁极列之间。该软磁性体列由相互存在间隔沿圆周方向排列的多个软磁性体构成，因此在伴随向电枢列供给电力而产生旋转磁场时，通过多个电枢产生的电枢磁极和第一转子的磁极将各软磁性体磁化。此时，由于多个软磁性体相互存在间隔，因此软磁性体与电枢磁极与磁极之间产生磁力线，以此为起因，向电枢的供给电力被变换成动力。由于第一转子及第二转子相对于定子旋转自如，而该动力从第一转子及/或第二转子输出，并且由于第一转子及第二转子的一方与热机机械连结且另一方与被驱动部机械连结，而通过动力驱动热机及/或非驱动部。

在此，将与向电枢的电力供给所产生的旋转磁场的电气角速度及供给电力等价的转距作为驱动用等价转距Te时，该驱动用等价转距Te与向第一转子传递的转距T1与向第二转子传递的转距T2的关系，第一及第二转子的电气角速度与旋转磁场的电气角速度的关系如下所述。

首先，本发明的第一旋转机械以使下述的条件(f1)、(f2)成立的方式构成时，与此种第一旋转机械相当的等价电路如图30所示。此外，在本说明书中，将一对N极及S极称为“极对”，将极对的数目称为“极对数”。

(f1)电枢具有U相、V相及W相的3相线圈。

(f2)电枢磁极为2个即电枢磁极的极对数为值1，磁极为4个即磁极的极对数为值2，并且软磁性体为第一～第三软磁性体总计3个。

为此种第一旋转机械时，通过第一软磁性体的磁极的磁通Ψk1由下式(1)表示。

Ψk1＝ψf·cos[2(θ2-θ1)]    ·····(1)

在该式(1)中，ψf表示磁极的磁通的最大值，θ1及θ2分别表示磁极相对于U相线圈的旋转角度位置及第一软磁性体相对于U相线圈的旋转角度位置。而且，在磁极的极对数与电枢磁极的极对数的比为值2的关系的基础上，磁极的磁通相对于旋转磁场以2倍的周期进行旋转(变化)，因此为了表示这种情况，在上式(1)中，将(θ2-θ1)乘以值2。

在此，经由第一软磁性体通过U相线圈的磁极的磁通Ψu1相当于将由式(1)表示的磁通Ψk1乘以cosθ2的值，因此得到下式(2)。

Ψu1＝ψf·cos[2(θ2-θ1)]cosθ2    ·····(2)

与上述相同地，通过第二软磁性体的磁极的磁通Ψk2由下式(3)表示。

$\mathrm{\Ψk}2=\mathrm{\ψf}\·\cos \left[2(\mathrm{\θ}2+\frac{2\mathrm{\π}}{3}-\mathrm{\θ}1)\right]---\left(3\right)$

这种情况下，第二软磁性体相对于电枢的旋转角度位置相对于第一软磁性体超前2π/3，因此在上式(3)中，为了表示这种情况，而将θ2加上2π/3。

另外，经由第二软磁性体而通过U相线圈的磁极的磁通Ψu2相当于将由式(3)表示的磁通Ψk2乘以cos(θ2+2π/3)的值，因此得到下式(4)。

$\mathrm{\Ψu}2=\mathrm{\ψf}\·\cos \left[2(\mathrm{\θ}2+\frac{2\mathrm{\π}}{3}-\mathrm{\θ}1)\right]\cos (\mathrm{\θ}2+\frac{2\mathrm{\π}}{3})---\left(4\right)$

通过与以上同样的方法，得到下式(5)作为经由第三软磁性体而通过U相线圈的磁极的磁通Ψu3的算出式。

$\mathrm{\Ψu}3=\mathrm{\ψf}\·\cos \left[2(\mathrm{\θ}2+\frac{4\mathrm{\π}}{3}-\mathrm{\θ}1)\right]\cos (\mathrm{\θ}2+\frac{4\mathrm{\π}}{3})---\left(5\right)$

在图30所示的第一旋转机械的情况下，经由三个软磁性体而通过U相线圈的磁极的磁通Ψu是由以上的式(2)、(4)、(5)表示的磁通Ψu1～Ψu3的和，由下式(6)表示。

$\mathrm{\Ψu}=\mathrm{\ψf}\·\cos \left[2(\mathrm{\θ}2-\mathrm{\θ}1)\right]\cos \mathrm{\θ}2+\mathrm{\ψf}\·\cos \left[2(\mathrm{\θ}2+\frac{2\mathrm{\π}}{3}-\mathrm{\θ}1\right)]\cos (\mathrm{\θ}2+\frac{2\mathrm{\π}}{3})$

$+\mathrm{\ψf}\·\cos \left[2(\mathrm{\θ}2+\frac{4\mathrm{\π}}{3}-\mathrm{\θ}1)\right]\cos (\mathrm{\θ}2+\frac{4\mathrm{\π}}{3})---\left(6\right)$

另外，将该式(6)通式化时，经由软磁性体而通过U相线圈的磁极的磁通Ψu由下式(7)表示。

$\mathrm{\Ψu}=\underset{i=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\ψf}\·\cos \left\{a\right[\mathrm{\θ}2+(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}-\mathrm{\θ}1\left]\right\}\cos \left\{c\right[\mathrm{\θ}2+(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\left]\right\}---\left(7\right)$

在该式(7)中，a、b及c分别表示磁极的极对数、软磁性体的数目及电枢磁极的极对数。

此外，将上式(7)基于三角函数的和与积的公式进行变形时，得到下式(8)。

$\mathrm{\Ψu}=\underset{i=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{2}\·\mathrm{\ψf}\left\{\cos \right[(a+c)\mathrm{\θ}2-a\·\mathrm{\θ}1+(a+c)(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}]$

$+\cos [(a-c)\mathrm{\θ}2-a\·\mathrm{\θ}1+(a-c)(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}]\}---\left(8\right)$

在该式(8)中，使用b＝a+c且cos(θ+2π)＝cosθ的关系进行整理时，得到下式(9)。

$\mathrm{\Ψu}=\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\cos [(a+c)\mathrm{\θ}2-a\·\mathrm{\θ}1]$

$+\underset{i=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{2}\·\mathrm{\ψf}\left\{\cos \right[(a-c)\mathrm{\θ}2-a\·\mathrm{\θ}1+(a-c)(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\left]\right\}---\left(9\right)$

使用三角函数的加法定理整理该式(9)时，得到下式(10)。

$\mathrm{\Ψu}=\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\cos [(a+c)\mathrm{\θ}2-a\·\mathrm{\θ}1]$

$+\frac{1}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\cos [(a-c)\mathrm{\θ}2-a\·\mathrm{\θ}1]\underset{i=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\cos \left[(a-c)(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]$

$-\frac{1}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\sin [(a-c)\mathrm{\θ}2-a\·\mathrm{\θ}1]\underset{i=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\sin \left[(a-c)(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]---\left(10\right)$

在该式(10)中，以a-c≠0为条件使用级数的总和的公式及欧拉的公式整理右边的第二项中的积分项时，得到下式(11)。即，式(10)的右边的第二项为值0。

$\underset{i=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\cos \left[(a-c)(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]=\underset{i=0}{\overset{b-1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{2}\{e^{j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}i\right]}+e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}i\right]}\}$

$=\frac{1}{2}\{\frac{e^{j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}b\right]}-1}{e^{j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}+\frac{e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}b\right]}-1}{e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}\}$

$=\frac{1}{2}\{\frac{e^{j\left[(a-c)2\mathrm{\π}\right]}-1}{e^{j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}+\frac{e^{-j\left[(a-c)2\mathrm{\π}\right]}-1}{e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}\}$

$=\frac{1}{2}\{\frac{0}{e^{j[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}}-1}+\frac{0}{e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}\}$

$=0---\left(11\right)$

另外，在上式(10)中，以a-c≠0为条件使用级数的总和的公式及欧拉的公式整理右边的第三项中的积分项时，得到下式(12)。即，式(10)的右边的第三项也为值0。

$\underset{i=1}{\overset{b}{\mathrm{\Σ}}}\sin \left[(a-c)(i-1)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]=\underset{i=0}{\overset{b-1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{2}\{e^{j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}i\right]}-e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}i\right]}\}$

$=\frac{1}{2}\{\frac{e^{j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}b\right]}-1}{e^{j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}-\frac{e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}b\right]}-1}{e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}\}$

$=\frac{1}{2}\{\frac{e^{j\left[(a-c)2\mathrm{\π}\right]}-1}{e^{j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}-\frac{e^{-j\left[(a-c)2\mathrm{\π}\right]}-1}{e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}\}$

$=\frac{1}{2}\{\frac{0}{e^{j[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}}-1}-\frac{0}{e^{-j\left[(a-c)\frac{2\mathrm{\π}}{b}\right]}-1}\}$

$=0---\left(12\right)$

以上，a-c≠0时，经由软磁性体而通过U相线圈的磁极的磁通Ψu由下式(13)表示。

$\mathrm{\Ψu}=\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\cos [(a+c)\mathrm{\θ}2-a\·\mathrm{\θ}1]---\left(13\right)$

在此，磁极的极对数a与电枢磁极的极对数c的比为“极对数比α”时，α＝a/c，因此若将其代入式(13)，则得到下式(14)。

$\mathrm{\Ψu}=\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\cos [(\mathrm{\α}+1)c\·\mathrm{\θ}2-\mathrm{\α}\·c\·\mathrm{\θ}1]---\left(14\right)$

此外，在该式(14)中，c·θ2＝θe2且c·θ1＝θe1时，能得到下式(15)。

$\mathrm{\Ψu}=\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\cos [(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\θe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\θe}1]---\left(15\right)$

在此，由于θe2是将软磁性体相对于U相线圈的旋转角度位置θ2乘以电枢磁极的极对数c的值，因此表示软磁性体相对于U相线圈的电气角度位置。而且，由于θe1是将磁极相对于U相线圈的旋转角度位置θ1乘以电枢磁极的极对数c的值，因此表示磁极相对于U相线圈的电气角度位置。

另外，由于经由软磁性体而通过V相线圈的磁极的磁通Ψv的V相线圈的电气角度位置相对于U相线圈超前电气角2π/3，因此由下式(16)表示。

$\mathrm{\Ψv}=\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\cos [(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\θe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\θe}1-\frac{2\mathrm{\π}}{3}]---\left(16\right)$

此外，由于经由软磁性体而通过W相线圈的磁极的磁通Ψw的W相线圈的电气角度位置相对于U相线圈落后电气角2π/3，因此由下式(17)表示。

$\mathrm{\Ψw}=\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\·\cos [(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\θe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\θe}1+\frac{2\mathrm{\π}}{3}]---\left(17\right)$

接下来，对上式(15)～(17)进行时间微分，分别得到下式(18)～(20)。

$\frac{\mathrm{d\Ψu}}{\mathrm{dt}}=-\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\left\{\right[(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\ωe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\ωe}1\left]\sin \right[(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\θe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\θ}1\left]\right\}---\left(18\right)$

$\frac{\mathrm{d\Ψv}}{\mathrm{dt}}=-\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\left\{\right[(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\ωe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\ωe}1\left]\sin \right[(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\θe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\θ}1-\frac{2\mathrm{\π}}{3}\left]\right\}---\left(19\right)$

$\frac{\mathrm{d\Ψw}}{\mathrm{dt}}=-\frac{b}{2}\·\mathrm{\ψf}\left\{\right[(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\ωe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\ωe}1\left]\sin \right[(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\θe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\θ}1+\frac{2\mathrm{\π}}{3}\left]\right\}---\left(20\right)$

在此，ωe1是θe1的时间微分值，即表示将第一转子相对于定子的角速度换算成电气角速度的值(以下称为“第一转子电气角速度”)，ωe2是θe2的时间微分值，即表示将第二转子相对于定子的角速度换算成电气角速度的值(以下称为“第二转子电气角速度”)。

这种情况下，不经由软磁性体而直接通过U相～W相线圈的磁极的磁通极小，可以忽视其影响，因此由式(18)～(20)表示的经由软磁性体分别通过U相～W相的线圈的磁极的磁通Ψu～Ψw的时间微分值dΨu/dt～dΨw/dt分别表示伴随磁极或软磁性体相对于电枢列的旋转而在U相～W相的线圈中产生的反向电动势(感应电动势)。

因此，分别流过U相、V相及W相的线圈的电流Iu、Iv、Iw由下式(21)、(22)、(23)表示。

Iu＝I·sin[(α+1)θe2-α·θe1]    ·····(21)

$\mathrm{Iv}=I\·\sin [(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\θe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\θe}1-\frac{2\mathrm{\π}}{3}]---\left(22\right)$

$\mathrm{Iw}=I\·\sin [(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\θe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\θe}1+\frac{2\mathrm{\π}}{3}]---\left(23\right)$

在此，I表示流过U相～W相的线圈的电流的振幅(最大值)。

另外，根据上式(21)～(23)，旋转磁场相对于U相线圈的矢量的电气角度位置θmf由下式(24)表示，并且旋转磁场相对于U相线圈的电气角速度(以下称为“磁场电气角速度”)ωmf由下式(25)表示。

θmf＝(α+1)θe2-α·θe1    ·····(24)

ωmf＝(α+1)ωe2-α·ωe1    ·····(25)

此外，通过使电流Iu～Iw分别流过U相～W相的线圈而向第一及第二转子输出的机械输出(动力)W除磁阻外，由下式(26)表示。

$W=\frac{\mathrm{d\Ψu}}{\mathrm{dt}}\·\mathrm{Iu}+\frac{\mathrm{d\Ψv}}{\mathrm{dt}}\·\mathrm{Iv}+\frac{\mathrm{d\Ψw}}{\mathrm{dt}}\·\mathrm{Iw}---\left(26\right)$

将所述式(18)～(23)代入该式(26)，进行整理，得到下式(27)。

$W=-\frac{3\·b}{4}\·\mathrm{\ψf}\·I[(\mathrm{\α}+1)\mathrm{\ωe}2-\mathrm{\α}\·\mathrm{\ωe}1]---\left(27\right)$

另一方面，机械输出W与所述的第一及第二转子传递转距T1、T2与第一及第二转子电气角速度ωe1、ωe2的关系由下式(28)表示。

W＝T1·ωe1+T2·ωe2    ·····(28)

参照上式(27)、(28)可知，第一及第二转子传递转距T1、T2分别由下式(29)及(30)表示。

$T1=\mathrm{\α}\·\frac{3\·b}{4}\·\mathrm{\ψf}\·I---\left(29\right)$

$T2=-(\mathrm{\α}+1)\·\frac{3\·b}{4}\·\mathrm{\ψf}\·I---\left(30\right)$

另外，向电枢列供给的电力和机械输出W在忽视损失时彼此相等，因此根据所述式(25)和式(27)的关系，所述驱动用等价转距Te由下式(31)表示。

$\mathrm{Te}=\frac{3\·b}{4}\·\mathrm{\ψf}\·I---\left(31\right)$

此外，根据上式(29)～(31)，得到下式(32)。

$\mathrm{Te}=\frac{T1}{\mathrm{\α}}=\frac{-T2}{(\mathrm{\α}+1)}---\left(32\right)$

这种情况下，由上式(32)表示的三个转距Te、T1、T2的关系及所述的由式(25)表示的三个电气角速度ωmf、ωe1、ωe2的关系与行星齿轮装置的恒星齿轮与冕状齿轮与行星轮架中的转距及旋转速度的关系相同。此外，如上所述，以b＝a+c及a-c≠0成立为条件，式(25)的电气角速度的关系及式(32)的转距的关系成立。在此，磁极的数目为p，电枢磁极的数目为q时，p＝2a，q＝2c成立，因此条件式b＝a+c可以改写成b＝(p+q)/2，即b/q＝(1+p/q)/2。此外，将极数比m定义为m＝p/q时，得到b/q＝(1+m)/2。

以上，b＝a+c的条件式成立相当于电枢磁极的数目与磁极的数目与软磁性体的数目的比q∶p∶b为1∶m∶(1+m)/2。而且，上述的a-c≠0的条件成立表示q≠p即极数比m为值1以外的正数。因此，根据本发明的第一旋转机械，由于电枢磁极的数目与磁极的数目与软磁性体的数目的比设定为1∶m∶(1+m)/2(其中m≠1)，因此式(25)所示的电气角速度的关系和式(32)所示的转距的关系成立，由此，能够使第一旋转机械以与行星齿轮装置的恒星齿轮、冕状齿轮及行星轮架(以下称为“行星齿轮装置的三要素”)同样的动作特性进行运行。这种情况下，极对数比α为α＝a/c＝(p/2)/(q/2)＝p/q，因此α＝m成立。

以上，根据本发明的动力装置，在第一旋转机械中仅设置一个软磁性体列即可，因此，能够使第一旋转机械小型化且能够减少制造成本。其结果是，能够使动力装置自身小型化，从而能够减少制造成本。而且，参照所述式(25)、(32)可知，根据极对数比α即极数比m的设定方法，能够自由设定三个电气角速度ωmf、ωe1、ωe2的关系，并且也能够自由设定三个转距Te、T1、T2的关系。在该点上，不仅在电力供给形成的旋转磁场的产生中，而且在发电形成的旋转磁场的产生中也同样适用。而且，从式(32)可知，极对数比α越大，相对于第一及第二转子传递转距T1、T2，而驱动用等价转距Te越小。这种情况在发电中也同样适用。因此，通过将极对数比α设定成更大的值，能够实现定子的小型化，甚至能够使动力装置进一步小型化。根据以上理由，能够提高第一旋转机械即动力装置的设计的自由度。

另外，基于式(25)，三个电气角速度ωmf、ωe1、ωe2的关系例如能够由图31表示。该图是所谓速度共线图，在该速度共线图中，与通过纵轴的值0的横线相交的纵线表示各参数的旋转速度，该纵线上表示的白圈与横线的间隔相当于各参数的旋转速度。

参照该图31可知，极对数比α越小，速度共线图中的表示磁场电气角速度ωmf的纵线与表示第二转子电气角速度ωe2的纵线之间的距离就越小，因此第二转子电气角速度ωe2与磁场电气角速度ωmf之差Δω2相对于第一转子电气角速度ωe1与第二转子电气角速度ωe2之差Δω1的比(Δω2/Δω1)就越小。因此，通过将极对数比α设定成更小的值，能够在第二转子电气角速度ωe2超过第一转子电气角速度ωe1的情况下，防止由于磁场电气角速度ωmf的过大化产生损失而驱动效率或发电效率下降的情况。此外，以上的作用效果在第一旋转机械中的多个电枢的线圈的相数为所述值3以外的情况下同样能得到。

本发明的第二方面以第一方面记载的动力装置1、1A、1B为基础，其特征在于，第一旋转机械10的第一转子14与被驱动部(前轮4)机械连结，第二转子15与热机(发动机3)机械连结。

根据该动力装置，能够实现以热机及第一旋转机械为动力源的动力装置。而且，如上所述，第一旋转机械中的三个电气角速度的关系及三个转距的关系与行星齿轮装置的三要素中的速度及转距的关系相同，因此能够将热机的动力依次传递给第二转子、第一转子及被驱动部，并且能够变更该传递状态。

本发明的第三方面以第二方面所记载的动力装置1B为基础，其特征在于，还具备用于对第二转子15的旋转进行制动的制动装置(电磁制动器55)。

根据该动力装置，如上所述，由于第一旋转机械中的三个电气角速度的关系及三个转距的关系与行星齿轮装置的三要素中的速度及转距的关系相同，因此例如热机停止时，通过制动装置对第二转子的旋转进行制动，并且将电力向第一旋转机械的定子供给，产生旋转磁场时，将向定子的供给电力变换成动力而向第一转子输入，驱动第一转子旋转。由此，能够驱动被驱动部。

本发明的第四方面以第二方面所记载的动力装置1为基础，其特征在于，还具备第二旋转机械20，该第二旋转机械20具有与被驱动部(前轮4)及第一转子14机械连结的旋转轴(输出轴13)。

根据该动力装置，由于还具备第二旋转机械，且该第二旋转机械具有与被驱动部及第一转子机械连结的旋转轴，因此通过使该第二旋转机械运行，除了热机及第一旋转机械的动力之外，还能够将第二旋转机械的动力向被驱动部传递，由此，能够通过比第二方面的动力装置大的驱动力来驱动被驱动部。

本发明的第五方面以第四方面所记载的动力装置1为基础，其特征在于，还具备进行第一旋转机械10的第一转子14及第二旋转机械20的旋转轴(输出轴13)与被驱动部(前轮4)之间的变速动作的变速装置50。

根据该动力装置，由于还具备进行第一旋转机械的第一转子及第二旋转机械的旋转轴与被驱动部之间的变速动作的变速装置，因此通过适当设定该变速装置的变速比，能够实现第一旋转机械及第二旋转机械的小型化或低旋转化。例如，通过较大地设定变速装置的减速比，能够较小地设定应该经由第一旋转机械及第二旋转机械传递给变速装置的转矩，由此，能够使第一旋转机械及第二旋转机械小型化。

本发明的第六方面以第四方面所记载的动力装置为基础，其特征在于，还具备进行第一旋转机械10的第二转子15与热机(发动机3)之间的变速动作的变速装置51。

根据该动力装置，由于还具备进行第一旋转机械的第二转子与热机之间的变速动作的变速装置，因此能够对热机的动力进行变速并向第一旋转机械传递。

本发明的第七方面以第四方面所记载的动力装置为基础，其特征在于，第二旋转机械20的旋转轴(输出轴13)经由变速装置52与第一旋转机械10的第一转子14及被驱动部(前轮4)机械连结，变速装置52进行第二旋转机械20的旋转轴(输出轴13)与第一旋转机械10的第一转子14及被驱动部(前轮4)之间的变速动作。

根据该动力装置，由于将第二旋转机械的旋转轴经由变速装置与第一旋转机械的第一转子及被驱动部机械连结，并通过该变速装置进行第二旋转机械的旋转轴与第一旋转机械的第一转子及被驱动部之间的变速动作，因此通过适当地设定该变速装置的变速比，能够实现第二旋转机械的小型化及低旋转化。例如，通过较大地设定变速装置的减速比，能够较小地设定应该从第二旋转机械向变速装置传递的转距，由此，能够使第二旋转机械小型化。

本发明的第八发明以第二发明所记载的动力装置1A为基础，其特征在于，还具备与被驱动部(前轮4)不同的第二被驱动部(后轮5)和与第二被驱动部(后轮5)机械连结的第二旋转机械20。

根据该动力装置，通过使第一旋转机械及第二旋转机械运行，能够分别驱动被驱动部及第二被驱动部。

本发明的第九方面以第八方面所记载的动力装置1A为基础，其特征在于，还具备进行第一旋转机械10的第二转子15与热机(发动机3)之间的变速动作的变速装置53。

根据该动力装置，由于还具备进行第一旋转机械的第二转子与热机之间的变速动作的变速装置，因此能够对热机的动力进行变速并向第一旋转机械传递。

本发明的第十方面以第八方面或第九方面所记载的动力装置1A为基础，其特征在于，还具备进行第二旋转机械20与第二被驱动部(后轮5)之间的变速动作的变速装置54。

根据该动力装置，由于还具备进行第二旋转机械与第二被驱动部之间的变速动作的变速装置，因此通过适当地设定该变速装置的变速比，能够实现第二旋转机械的小型化及低旋转化。例如，通过较大地设定变速装置的减速比，能够较小地设定应该从第二旋转机械向变速装置传递的转距，由此，能够使第二旋转机械小型化。

本发明的第十一方面以第一方面所记载的动力装置1C、1D为基础，其特征在于，第一旋转机械10的第一转子14与热机(发动机3)机械连结，第二转子15与被驱动部(前轮4)机械连结。

根据该动力装置，能够实现以热机及第一旋转机械为动力源的动力装置。而且，如上所述，由于第一旋转机械中的三个电气角速度的关系及三个转距的关系与行星齿轮装置的三要素中的速度及转距的关系相同，因此能够将热机的动力依次传递给第一转子、第二转子及被驱动部，并且能够变更该传递状态。

本发明的第十二方面以第十一方面所记载的动力装置1C为基础，其特征在于，还具备用于对第一转子14的旋转进行制动的制动装置(第二旋转机械20)。

根据该动力装置，如上所述，由于第一旋转机械中的三个电气角速度的关系及三个转距的关系与行星齿轮装置的三要素中的速度及转距的关系相同，因此例如热机停止时，通过制动装置对第一转子的旋转进行制动，并且将电力向第一旋转机械的定子供给，产生旋转磁场时，对向定子的供给电力进行动力变换而向第二转子输入，驱动第二转子旋转。由此，能够驱动被驱动部。

本发明的第十三方面以第十一方面所记载的动力装置1C为基础，其特征在于，还具备第二旋转机械20，该第二旋转机械20具有与热机(发动机3)及第一转子14机械连结的旋转轴(输入轴12)。

根据该动力装置，由于还具备第二旋转机械，且该第二旋转机械具有与热机及第一转子机械连结的旋转轴，因此通过使该第二旋转机械运行，除了热机及第一旋转机械的动力之外，还能够将第二旋转机械的动力向被驱动部传递，由此，能够通过比第十一方面的动力装置大的驱动力来驱动被驱动部。

本发明的第十四方面以第十三方面所记载的动力装置1C为基础，其特征在于，还具备将第一旋转机械10的第一转子14及第二旋转机械20的旋转轴(输入轴12)与热机(发动机3)之间机械性地连接、断开的离合器56。

根据该动力装置，由于还具备将第一旋转机械的第一转子及第二旋转机械的旋转轴与热机之间机械性地连接、断开的离合器，因此在热机停止时，将离合器向断开侧驱动，并且极力运行第一旋转机械及第二旋转机械的至少一方时，能够在热机停止的状态下将第一旋转机械及/或第二旋转机械的动力向被驱动部传递。由此，能够驱动被驱动部。

本发明的第十五方面以第十三方面所记载的动力装置1C为基础，其特征在于，还具备进行第一旋转机械10的第二转子15与被驱动部(前轮4)之间的变速动作的变速装置57。

根据该动力装置，由于还具备进行第一旋转机械的第二转子与被驱动部之间的变速动作的变速装置，因此通过适当地设定该变速装置的变速比，能够实现第一旋转机械及第二旋转机械的小型化或低旋转化。例如，通过较大地设定变速装置的减速比，能够较小地设定应该经由第一旋转机械及第二旋转机械向变速装置传递的转距，由此，能够使第一旋转机械及第二旋转机械小型化。

本发明的第十六方面以第十三方面所记载的动力装置1C为基础，其特征在于，还具备进行第二旋转机械20的旋转轴(输入轴12)与热机(发动机3)之间的变速动作的变速装置58。

根据该动力装置，由于还具备进行第二旋转机械的旋转轴与热机之间的变速动作的变速装置，因此能够对热机的动力进行变速并向第二旋转机械传递。

本发明的第十七方面以第十一方面所记载的动力装置1D为基础，其特征在于，还具备与被驱动部(前轮4)不同的第二被驱动部(后轮5)和与第二被驱动部(后轮5)机械连结的第二旋转机械20。

根据该动力装置，能够得到与第八方面同样的作用效果。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的动力装置及适用该动力装置的混合动力车辆的简要结构的图。

图2是示出第一实施方式的动力装置的简要结构的图。

图3是示意性地示出第一旋转机械及第二旋转机械的简要结构的剖视图。

图4是呈直线状地示意性地示出在图3的A-A线的位置沿周向剖开的圆环状的截面的图。

图5是示出磁场电气角速度ωMFR与第一转子电气角速度ωER1与第二转子电气角速度ωER2的关系的一例的速度共线图。

图6是用于说明在将第一旋转机械的第一转子保持成无法旋转的状态下向定子供给电力时的动作的图。

图7是用于说明图6的接下来的动作的图。

图8是用于说明图7的接下来的动作的图。

图9是用于说明从图5所示的状态开始，电枢磁极旋转了电气角2π时的电枢磁极或软磁性体磁心的位置关系的图。

图10是用于说明在将第一旋转机械的第二转子保持成无法旋转的状态下向定子供给电力时的动作的图。

图11是用于说明图10的接下来的动作的图。

图12是用于说明图11的接下来的动作的图。

图13是示出第一实施方式的动力装置的第一旋转机械中的极对数比α为任意值时的三个电气角速度及三个转距的关系的一例的速度共线图。

图14是示出第一实施方式的动力装置的第一旋转机械中的极对数比α设定为值1、值1.5、值2时的输出比RW与减速比R的关系的图。

图15是示出第一旋转机械及第二旋转机械的配置的变形例的图。

图16是示出第一旋转机械及第二旋转机械的配置的另一变形例的图。

图17是示出在第一实施方式的动力装置中设有变速装置时的一例的图。

图18是示出在第一实施方式的动力装置中设有变速装置时的另一例的图。

图19是示出在第一实施方式的动力装置中设有变速装置时的又一例的图。

图20是示出第二实施方式的动力装置的简要结构的图。

图21是示出在第二实施方式的动力装置中设有变速装置时的一例的图。

图22是示出第三实施方式的动力装置的简要结构的图。

图23是示出第四实施方式的动力装置的简要结构的图。

图24是示出第四实施方式的动力装置的第一旋转机械中的极对数比α为任意值时的三个电气角速度及三个转距的关系的一例的速度共线图。

图25是示出第四实施方式的动力装置的第一旋转机械中的极对数比α设定为值1、值1.5、值2时的输出比RW’与减速比R的关系的图。

图26是示出在第四实施方式的动力装置中设有离合器时的一例的图。

图27是示出在第四实施方式的动力装置中设有变速装置时的一例的图。

图28是示出在第四实施方式的动力装置中设有变速装置时的另一例的图。

图29是示出第五实施方式的动力装置的简要结构的图。

图30是示出与本发明的第一旋转机械相当的等价电路的图。

图31是示出本发明的第一旋转机械中的磁场电气角速度ωmf与第一转子电气角速度ωe1与第二转子电气角速度ωe2的关系的一例的速度共线图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的第一实施方式的动力装置。此外，在以下的说明中，将图1～图3的左侧及右侧分别称为“左”及“右”。如图1及图2所示，本实施方式的动力装置1是驱动混合动力车辆(以下称为“车辆”)2的左右的前轮4、4的装置，且具备发动机3、第一旋转机械10及第二旋转机械20作为动力源。

在该车辆2中，发动机3与第一旋转机械10连结，并且第一旋转机械10及第二旋转机械20经由齿轮机构6、差动齿轮机构7及左右的驱动轴8、8与左右的前轮4、4连结。由此，如下所述，发动机3的动力或第一旋转机械10及第二旋转机械20的动力向前轮4、4传递。而且，车辆2具备浮动轮即左右的后轮5、5。此外，在本实施方式中，发动机3相当于热机，前轮4相当于被驱动部。

发动机3是以汽油为燃料的多气筒内燃机，通过后述的ENG·ECU29，控制其运行状态。而且，两个旋转机械10、20及齿轮机构6都收容在发动机3的气缸体上固定的驱动系统壳体(都未图示)内。

齿轮机构6包括：与第一旋转机械10的后述的输出轴13平行的第一及第二齿轮轴6a、6b、设置在输出轴13及两个齿轮轴6a、6b上的四个齿轮6c～6f等。该齿轮6c同心地固定在输出轴13的右端部，与齿轮6d总是啮合。该齿轮6d同心且旋转自如地与第一齿轮轴6a嵌合，除上述齿轮6c之外，也与同心地固定在第二齿轮轴6b右端部的齿轮6e总是啮合。

另外，齿轮6f同心地固定在第二齿轮轴6b的左端部，并与差动齿轮机构7的齿轮7a总是啮合。根据以上的结构，输出轴13的旋转经由齿轮机构6向差动齿轮机构7传递。

接下来，参照图3及图4，说明第一旋转机械10及第二旋转机械20。图3是示意性地示出第一旋转机械10及第二旋转机械20的截面结构的图，图4是直线状地示意性地示出在图3的A-A线的位置沿周向剖开的圆环状的截面的图。此外，在两图中，为了容易理解而省略了剖面部分的剖面线，该点在后述的图6等中也同样。

首先，说明第一旋转机械10。如图3所示，第一旋转机械10具备：固定在所述驱动系统壳体上的箱11；左端部与发动机3的曲轴直接连结的输入轴12；与该输入轴12同心的输出轴13(旋转轴)；收容在箱11内，并与输出轴13一体旋转的第一转子14；收容在箱11内，并与输入轴12一体旋转的第二转子15；固定在箱11的周壁11c的内周面上的定子16等。所述第一转子14、第二转子15及定子16从径向的内侧朝外侧相互同心配置。

箱11包括左右的侧壁11a、11b和固定在所述侧壁11a、11b外周端部的圆筒状的周壁11c等。在左右的侧壁11a、11b的中心部分别安装有轴承11d、11e，输入轴12及输出轴13分别由所述轴承11d、11e支承为旋转自如。此外，两个轴12、13通过未图示的推力轴承等限制其轴线方向的移动。

第一转子14具备同心固定在输出轴13左端部的旋转盘部14b和固定在该旋转盘部14b外端部的圆筒状的环部14c等。该环部14c由软磁性体构成，在其外周面上，永久磁铁列沿周向与定子16的铁心16a相对向设置。如图4所示，该永久磁铁列由8个永久磁铁14a(磁极)构成。

所述永久磁铁14a的相邻的各2个具有互不相同的极性，等间隔地配置，并且各永久磁铁14a的轴线方向的长度设定成规定长度。此外，在图4及后述的图6等中，永久磁铁14a的N极及S极分别标记成(N)及(S)，并且为了便于理解，省略主要结构以外的部件(例如箱11等)的图示。

另一方面，定子16是产生旋转磁场的部件，具有铁心16a和卷绕在该铁心16a上的U相、V相及W相的线圈16c、16d、16e(参照图4)。该铁心16a是层叠有多个钢板的圆筒状的部件，固定于箱11，并且轴线方向的长度设定为与永久磁铁14a相同的长度。

另外，在铁心16a的内周面上形成有12个插槽16b，所述插槽16b沿轴线方向延伸，并且沿第一主轴4的周向(以下，简称为“周向”)等间隔排列。此外，在本实施方式中，铁心16a及U相～W相线圈16c～16e相当于电枢及电枢列。

此外，U相～W相的线圈16c～16e以分布绕组(波形绕组)卷绕于插槽16b，并且经由后述的1ST·PDU31与后述的蓄电池33电连接。

根据以上结构，在定子16中，从蓄电池33供给电力，电流流过U相～W相线圈16c～16e时，或如下所述进行发电时，在铁心16a的第一转子14侧的端部，4个磁极沿周向等间隔地产生(参照图6)，并且所述磁极产生的旋转磁场沿周向旋转。以下，将铁心16a产生的磁极称为“电枢磁极”。这种情况下，沿周向相邻的各两个电枢磁极的极性互不相同。此外，在后述的图6等中，电枢磁极的N极及S极与永久磁铁14a的N极及S极同样地分别标记为(N)及(S)。

另一方面，第二转子15具有：固定在输入轴12右端部的旋转盘部15b；从该旋转盘部15b的外端部向第二旋转机械20侧延伸的支承部15c；固定于该支承部15c，且配置在第一转子14的永久磁铁列与定子16的铁心16a之间的软磁性体磁心列。该软磁性体磁心列由软磁性体(例如钢板的层叠体)制的6个软磁性体磁心15a构成。

所述软磁性体磁心15a沿周向等间隔配置，并设置成相对于永久磁铁14a及铁心16a存在规定的间隔。而且，软磁性体磁心15a的轴线方向的长度设定为与永久磁铁14a及定子16的铁心16a相同的长度。

接下来，说明如上所述构成的第一旋转机械10的动作原理。如上所述，在本实施方式的第一旋转机械10的情况下，电枢磁极为4个，永久磁铁14a的磁极(以下称为“磁铁磁极”)为8个，软磁性体磁心15a为6个，因此电枢磁极的数目与磁铁磁极的数目与软磁性体磁心15a的数目的比(以下称为“要素数目比”)设定为4∶8∶6＝1∶2∶1.5＝1∶2∶(1+2)/2。该要素数目比相当于将所述的极数比m(＝极对数比α)设定为值2，因此根据所述式(18)～(20)可知，第一转子14及第二转子15相对于定子16旋转时，伴随于此，U相线圈16c产生的反向电动势(以下称为“U相反向电动势”)Vcu、V相线圈16d产生的反向电动势(以下称为“V相反向电动势”)Vcv、W相线圈16e产生的反向电动势(以下称为“W相反向电动势”)Vcw分别由下式(33)～(35)表示。

Vcu＝-3·ψF[(3·ωER2-2·ωER1)sin(3·θER2-2·θER1)]    ·····(33)

$\mathrm{Vcv}=-3\·\mathrm{\ψF}\left[(3\·\mathrm{\ωER}2-2\·\mathrm{\ωER}1)\sin (3\·\mathrm{\θER}2-2\·\mathrm{\θER}1-\frac{2\mathrm{\π}}{3})\right]---\left(34\right)$

$\mathrm{Vcw}=-3\·\mathrm{\ψF}\left[(3\·\mathrm{\ωER}2-2\·\mathrm{\ωER}1)\sin (3\·\mathrm{\θER}2-2\·\mathrm{\θER}1+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\right]---\left(35\right)$

在此，ψF表示磁铁磁极的磁通的最大值。而且，θER1是第一转子电气角，是将第一转子14的特定的永久磁铁14a相对于特定的U相线圈16c(以下称为“基准线圈”)的旋转角度位置换算成电气角度位置的值。即，第一转子电气角θER1是将该特定的永久磁铁14a的旋转角度位置乘以电枢磁极的极对数(值2)的值。此外，θER2是第二转子电气角，是将第二转子15的特定的软磁性体磁心15a相对于上述基准线圈的旋转角度位置换算成电气角度位置的值。即，第二转子电气角θER2是将该特定的软磁性体磁心15a的旋转角度位置乘以电枢磁极的极对数(值2)的值。

另外，上式(33)～(35)中的ωER1是第一转子电气角速度，是θER1的时间微分值，即，是将第一转子14相对于定子16的角速度换算成电气角速度的值。此外，ωER2是第二转子电气角速度，是θER2的时间微分值，即，是将第二转子15相对于定子16的角速度换算成电气角速度的值。

另外，在第一旋转机械10的情况下，由于如上所述设定要素数目比，因此根据所述式(21)～(23)可知，流过U相线圈16c的电流(以下称为“U相电流”)Iu、流过V相线圈16d的电流(以下称为“V相电流”)Iv、流过W相线圈16e的电流(以下称为“W相电流”)Iw分别由下式(36)～(38)表示。

Iu＝I·sin(3·θER2-2·θER1)    ·····(36)

$\mathrm{Iv}=I\·\sin (3\·\mathrm{\θER}2-2\·\mathrm{\θER}1-\frac{2\mathrm{\π}}{3})---\left(37\right)$

$\mathrm{Iw}=I\·\sin (3\·\mathrm{\θER}2-2\·\mathrm{\θER}1+\frac{2\mathrm{\π}}{3})---\left(38\right)$

在所述式(36)～(38)中，I表示流过U相～W相线圈16c～16e的电流的振幅(最大值)。

此外，在第一旋转机械10的情况下，由于要素数目比如上所述设定，因此根据所述式(24)及(25)可知，相对于基准线圈的定子16的旋转磁场的矢量的电气角度位置(以下称为“磁场电气角度位置”)θMFR由下式(39)表示，相对于定子16的旋转磁场的电气角速度(以下称为“磁场电气角速度”)ωMFR由下式(40)表示。

θMFR＝3·θER2-2·θER1    ·····(39)

ωMFR＝3·ωER2-2·ωER1    ·····(40)

以上，在第一旋转机械10的情况下，磁场电气角速度ωMFR、第一转子电气角速度ωER1、第二转子电气角速度ωER2的关系例如图5所示。

另外，将与向定子16供给的电力及磁场电气角速度ωMFR等价的转距作为驱动用等价转距TSE时，根据所述要素数目比及所述式(32)可知，该驱动用等价转距TSE、向第一转子14传递的转距(以下称为“第一转子传递转距”)TR1、向第二转子15传递的转距(以下称为“第二转子传递转距”)TR2的关系由下式(41)表示。

$\mathrm{TSE}=\frac{\mathrm{TR}1}{2}=\frac{-\mathrm{TR}2}{3}\·\·\·\·\·\left(41\right)$

如上所述，由式(40)表示的三个电气角速度ωMFR、ωER1、ωER2的关系和由式(41)表示的三个转距TSE、TR1、TR2的关系与恒星齿轮及冕状齿轮的齿轮比为1∶2的行星齿轮装置的恒星齿轮、冕状齿轮及行星轮架(以下称为“行星齿轮装置的三要素”)中的旋转速度及转距的关系相同。

接下来，在第一旋转机械10中，说明将向定子16供给的电力变换成动力而从第一转子14及第二转子15输出时的动作。首先，参照图6～图8，说明在将第一转子14保持成无法旋转的状态下向定子16供给电力时的动作。此外，在图6～图8中，为了容易理解，而仅对特定的电枢磁极和特定的软磁性体磁心15a施加了剖面线。

首先，如图6(a)所示，图中的左端的软磁性体磁心15a的中心与图中的左端的永久磁铁14a的中心沿周向彼此一致，并且从该软磁性体磁心15a右邻的第三个软磁性体磁心15a的中心与该永久磁铁14a右邻的第四个永久磁铁14a的中心沿周向彼此一致的状态开始，使旋转磁场以沿图中的左向旋转的方式产生。在该产生的开始时，使彼此相同极性的电枢磁极的位置和中心与软磁性体磁心15a一致的各永久磁铁14a的中心在周向上一致，并且使该电枢磁极的极性与该永久磁铁14a的磁铁磁极的极性不同。

在该状态下，定子16产生的旋转磁场在其与第一转子14之间产生时，由于具有软磁性体磁心15a的第二转子15配置在定子16与第一转子14之间，因此通过电枢磁极及磁铁磁极，将各软磁性体磁心15a磁化，伴随于此，通过将软磁性体磁心15a设置成存在间隔，而产生将电枢磁极、软磁性体磁心15a以及磁铁磁极连结的磁力线ML。

在图6(a)所示的状态下，磁力线ML以将周向的位置彼此一致的电枢磁极、软磁性体磁心15a及磁铁磁极连结，并且将所述电枢磁极、软磁性体磁心15a及磁铁磁极的各自的周向的左右相邻的电枢磁极、软磁性体磁心15a及磁铁磁极连结的方式产生。而且，在该状态下，通过使磁力线ML为直线状，而使软磁性体磁心15a沿周向旋转的磁力不起作用。

并且，伴随旋转磁场的旋转而电枢磁极从图6(a)所示的位置旋转到图6(b)所示的位置时，磁力线ML成为弯曲的状态，伴随于此，磁力以使磁力线ML成为直线状的方式作用于软磁性体磁心15a。这种情况下，在磁力起作用的软磁性体磁心15a中，磁力线ML相对于将电枢磁极及磁铁磁极连结的直线成为与旋转磁场的旋转方向(以下称为“磁场旋转方向”)反方向地弯曲成凸状的状态，因此磁力线ML产生的磁力以沿磁场旋转方向驱动软磁性体磁心15a的方式发挥作用。由此，软磁性体磁心15a被沿磁场旋转方向驱动，朝图6(c)所示的位置旋转，设有软磁性体磁心15a的第二转子15也沿磁场旋转方向旋转。此外，图6(b)及(c)中的虚线表示磁力线ML的磁通极小，而电枢磁极与软磁性体磁心15a与磁铁磁极之间的磁性的联系弱的情况。这在后述的其他附图中也同样。

另外，伴随旋转磁场进一步旋转，上述的一连串动作，即，“磁力线ML在软磁性体磁心15a中沿与磁场旋转方向反方向弯曲成凸状→磁力以使磁力线ML成为直线状的方式作用于软磁性体磁心15a→软磁性体磁心15a及第二转子15沿磁场旋转方向旋转”的动作如图7(a)～(d)及图8(a)、(b)所示反复进行。如上所述，在将第一转子14保持成无法旋转的状态下，向定子16供给电力时，在通过上述的磁力线ML产生的磁力的作用下，向定子16供给的电力被变换成动力，且该动力从第二转子15输出。

另外，图9示出电枢磁极从图6(a)所示的状态旋转了电气角2π的状态，比较两图可知，软磁性体磁心15a相对于电枢磁极沿同方向旋转1/3的旋转角度。其结果是，在所述式(40)中，ωER1＝0时，与ωER2＝ωMFR/3成立的情况一致。

接下来，参照图10～图12，说明在将第二转子15保持成无法旋转的状态下将电力向定子16供给时的动作。此外，在图10～图12中，为了便于理解，相对于特定的电枢磁极及永久磁铁14a添加了剖面线。

首先，如图10(a)所示，与所述图6(a)的情况同样地，在图中的左端的软磁性体磁心15a的中心与图中的左端的永久磁铁14a的中心在周向上彼此一致，且该软磁性体磁心15a右邻的第三个软磁性体磁心15a的中心与该永久磁铁14a右邻的第四个永久磁铁14a的中心在周向彼此一致的状态下，使旋转磁场以沿图中的左向旋转的方式产生。在该产生的开始时，设定为使彼此相同极性的电枢磁极的位置和中心与软磁性体磁心15a一致的各永久磁铁14a的中心在周向上一致，并且该电枢磁极的极性与该永久磁铁14a的磁铁磁极的极性不同。

在图10(a)所示的状态下，与图6(a)的情况同样地，磁力线ML以将周向的位置彼此一致的电枢磁极、软磁性体磁心15a及磁铁磁极连结，并且将所述电枢磁极、软磁性体磁心15a及磁铁磁极的各自的周向的左右相邻的电枢磁极、软磁性体磁心15a及磁铁磁极连结的方式产生。而且，在该状态下，通过使磁力线ML为直线状，而使软磁性体磁心15a沿周向旋转的磁力不起作用。

并且，伴随旋转磁场的旋转而电枢磁极从图10(a)所示的位置旋转到图10(b)所示的位置时，磁力线ML成为弯曲的状态，伴随于此，磁力以使磁力线ML成为直线状的方式作用于永久磁铁14a。这种情况下，由于该永久磁铁14a位于比通过磁力线ML相互连结的电枢磁极及软磁性体磁心15a的延长线上向磁场旋转方向前进的位置，因此磁力线ML产生的磁力以使永久磁铁14a位于该延长线上的方式发挥作用。即，以沿与磁场旋转方向反方向地驱动永久磁铁14a的方式发挥作用。由此，永久磁铁14a被沿与磁场旋转方向反方向驱动，朝图10(c)所示的位置旋转，设有永久磁铁14a的第一转子14也沿与磁场旋转方向反方向旋转。

另外，伴随旋转磁场的进一步旋转，上述的一连串动作如图11(a)～(d)及图12(a)、(b)所示反复进行。即，“磁力线ML弯曲，永久磁铁14a位于比通过磁力线ML相互连结的电枢磁极及软磁性体磁心15a的延长线上向磁场旋转方向前进的位置→磁力以使磁力线ML成为直线状的方式作用于永久磁铁14a→永久磁铁14a及第一转子14沿与磁场旋转方向反方向旋转”的动作反复进行。如上所述，在将第二转子15保持成无法旋转的状态下，将电力向定子16供给时，在通过如上所述的磁力线ML产生的磁力的作用下，向定子16供给的电力被变换成动力，且该动力从第一转子14输出。

另外，图12(b)示出电枢磁极从图10(a)所示的状态旋转了电气角2π的状态，比较两图可知，永久磁铁14a相对于电枢磁极沿反方向旋转1/2的旋转角度。其结果是，在所述式(40)中，ωER2＝0时，与-ωER1＝ωMFR/2成立的情况一致。

如上所述，在本实施方式的第一旋转机械10中，通过向定子16的电力供给而产生旋转磁场时，产生将所述磁铁磁极、软磁性体磁心15a及电枢磁极连结的磁力线ML，在该磁力线ML产生的磁力的作用下，向电枢供给的电力被变换成动力，该动力从第一转子14或第二转子15输出。这种情况下，在磁场电气角速度ωMFR、第一及第二转子电气角速度ωER1、ωER2之间，所述式(40)所示的关系成立，并且在驱动用等价转距TSE、第一及第二转子传递转距TR1、TR2之间，所述式(41)所示的关系成立。所述三个转距TSE、TR1、TR2的关系及电气角速度ωMFR、ωER1、ωER2的关系与行星齿轮装置的三要素中的转距及旋转速度的关系相同。

因此，在未向定子16供给电力的状态下，通过向第一转子14及/或第二转子15输入动力，而使第一转子14及/或第二转子15相对于定子16旋转时，在定子16中，进行发电，并且产生旋转磁场。此时，产生将磁铁磁极、软磁性体及电枢磁极连结的磁力线ML，并且在该磁力线ML产生的磁力的作用下，式(40)所示的电气角速度的关系和式(41)所示的转距的关系成立。即，与发电的电力及磁场电气角速度ωMFR等价的转距作为发电用等价转距TGE时，在该发电用等价转距TGE、第一及第二转子传递转距TR1、TR2之间，将式(41)的“TSE”置换成“TGE”的关系成立。

如上所述，在本实施方式的第一旋转机械10的情况下，三个转距的关系及三个电气角速度的关系与行星齿轮装置的三要素中的转距及旋转速度的关系相同，因此能够使第一旋转机械10以与行星齿轮装置相同的动作特性进行运行。

接下来，说明第二旋转机械20。该第二旋转机械20由DC无刷电动机构成，如图3所示，具备：固定在所述驱动系统壳体上的箱21；收容在箱21内，且同心地固定在输出轴13上的转子22；固定在箱21的周壁21c的内周面上的定子23等。

箱21包括左右的侧壁21a、21b和固定在所述侧壁21a、21b外周端部的圆筒状的周壁21c等。在左右的侧壁21a、21b的内端部分别安装有轴承21d、21e，输出轴13由所述轴承21d、21e支承为旋转自如。

转子22具备：同心地固定在输出轴13上的旋转盘部22a；固定在该旋转盘部22a外端部的圆筒状的环部22b等。该环部22b由软磁性体构成，在其外周面上沿周向设有永久磁铁列。该永久磁铁列由规定个数的永久磁铁22c构成，所述永久磁铁22c相互以相同的规定角度的间隔且相邻的各两个互不相同的极性配置。

定子23具有沿周向设置在箱21的周壁21c的内周面上的多个电枢23a。所述电枢23a产生旋转磁场，相互以相同的规定角度的间隔配置，并经由后述的2ND·PDU32与蓄电池33电连接。

另一方面，如图2所示，动力装置1具备：主要用于控制发动机3的ENG·ECU29；主要用于控制第一旋转机械10及第二旋转机械20的MOT·ECU30等。所述ECU29、30都由包括RAM、ROM、CPU及I/O接口等的微型计算机(都未图示)构成。

ENG·ECU29上连接有曲轴角传感器、驱动轴转速传感器、油门开度传感器及车速传感器等各种传感器(都未图示)。ENG·ECU29基于所述各种传感器的检测信号，算出发动机转速NE、驱动轴8的转速(以下称为“驱动轴转速”)ND、油门开度AP(未图示的油门踏板的操作量)及车速VP等，并且根据所述参数，通过驱动燃料喷射阀或点火火花塞等，控制发动机3的运行。此外，ENG·ECU29与MOT·ECU30电连接，在其与MOT·ECU30之间，发送接收发动机转速NE及驱动轴转速ND等各种数据。

另一方面，在MOT·ECU30上连接有1ST·PDU31、2ND·PDU32、第一旋转角传感器35及第二旋转角传感器36。1ST·PDU31由包含逆变器等的电气回路构成，并与第一旋转机械10及蓄电池33连接。而且，2ND·PDU32与1ST·PDU31同样地由包含逆变器等的电气回路构成，并与第二旋转机械20及蓄电池33连接。

此外，第一旋转角传感器35检测第一转子14相对于定子16的旋转角度，并将表示该旋转角度的检测信号向MOT·ECU30输出。而且，第二旋转角传感器36检测第二转子15相对于定子16的旋转角度，并将表示该旋转角度的检测信号向MOT·ECU30输出。MOT·ECU30根据所述传感器的检测信号和来自所述ENG·ECU29的各种数据等，如下所述，控制两个旋转机械10、20的运行状态。

接下来，说明车辆运行中的MOT·ECU30进行的第一旋转机械10及第二旋转机械20的控制方法。首先，说明停车中的发动机起动控制。在该控制中，MOT·ECU30在发动机停止中且停车中的情况下，当规定的发动机起动条件成立时(例如，未图示的点火开关从OFF状态被切换成ON状态时)，将蓄电池33的电力经由1ST·PDU31向第一旋转机械10供给，使定子16产生旋转磁场。这种情况下，在第一旋转机械10中，第一转子14与前轮4机械连结，第二转子15与发动机3的曲轴机械连结，因此在停车中且发动机停止状态的情况下，第一转子14成为比第二转子15的旋转阻力大很多的状态，以此为起因，在第一转子14停止的状态下，第二转子15被沿旋转磁场的旋转方向驱动。其结果是，伴随旋转磁场的旋转，第二转子15被驱动，由此，能够使发动机3起动。

另外，在发动机运行中且停车中的情况下，当规定的出发条件成立时(例如，未图示的制动器踏板未被操作，而油门开度AP为规定值以上时)，执行出发控制。首先，在停车中，由于输出轴13即第一转子14成为旋转停止状态，因此发动机3产生的动力全部经由磁力线向第一旋转机械10的定子16传递，使其产生旋转磁场，从而产生感应电动势(即反向电动势)。MOT·ECU30通过控制向定子16的供给电流，而使定子16产生的感应电动势再生，并将该再生电力全部经由1ST·PDU31及2ND·PDU32向第二旋转机械20供给。其结果是，通过第二旋转机械20的转子22驱动输出轴13，并通过驱动前轮4、4而使车辆2出发。在车辆2出发后，伴随车速的上升，MOT·ECU30以使第一旋转机械10中的再生电力渐减的方式进行控制，同时以将该再生电力向第二旋转机械20供给的方式进行控制。

此外，在发动机运行中且行驶中时，执行变速控制。在该变速控制中，根据发动机3的运行状态(例如，发动机转速NE及油门开度AP等)及/或车辆2的行驶状态(例如车速VP等)，以变更发动机3的动力中的经由第一转子14向前轮4传递的动力与通过第一旋转机械10作为电力再生的动力的比例的方式控制第一旋转机械10，并且通过将该再生电力向第二旋转机械20供给，来控制第二旋转机械20。这种情况下，如上所述，由于第一旋转机械10能够以与行星齿轮装置同样的动作特性进行运行，因此如上所述，在控制第一旋转机械10并通过将第一旋转机械10中的再生电力向第二旋转机械20供给而控制第二旋转机械20时，若忽视电损失，则能够经由第一旋转机械10及第二旋转机械20将发动机3的动力全部向前轮4传递且能够任意变更第二转子15的转速与输出轴13的转速的比，换言之能够任意变更发动机转速NE与驱动轴转速ND的比。即，通过控制两个旋转机械10、20，能够实现作为自动变速装置的功能。

另外，在该变速控制中，规定的动力传递条件成立时(例如，发动机转速NE及油门开度AP处于规定区域时)，通过中止第一旋转机械10中的电力再生，并将锁定电流向定子16供给或执行第一旋转机械10中的相间短路控制等，而将定子16的旋转磁场的旋转速度控制成值0。在如此控制时，只要在能够进行磁传递的范围内，就能够将发动机3的动力全部通过磁向前轮4传递，因此与控制成将第一旋转机械10中的再生电力经由2ND·PDU32向第二旋转机械20供给的情况相比，能够提高动力传递效率。

另一方面，在发动机运行中且行驶中(也包含减速燃油切断运行中)的情况下，当蓄电池33的充电剩余量SOC为规定值SOC_REF(例如50％)以下时，控制第一旋转机械10及/或第二旋转机械20中的再生电力，执行向蓄电池33的充电控制。由此，在蓄电池33中能够确保充分的充电剩余量SOC。

另外，在发动机运行中规定的辅助条件成立时(例如，坡道出发时，爬坡行驶中时，或加速行驶中时)，执行辅助控制。具体来说，通过将蓄电池33内的电力向第一旋转机械10及/或第二旋转机械20供给，而控制第一旋转机械10及/或第二旋转机械20，而将第一旋转机械10及/或第二旋转机械20的动力和发动机3的动力向前轮4传递。由此，除了发动机3之外，还能够以第一旋转机械10及/或第二旋转机械20为动力源，进行辅助行驶或辅助出发。

此外，在发动机3停止中且车辆2停止中的情况下，规定的旋转机械出发条件成立时(例如，蓄电池33的充电剩余量SOC超过规定值SOC_REF，在未操作制动器踏板的状态下，油门开度AP为规定值以上时)，执行旋转机械出发控制。具体来说，在发动机3停止的状态下，蓄电池33的电力同时向第一旋转机械10及第二旋转机械20供给，两个旋转机械10、20同时被驱动。此时，第二旋转机械20开始旋转，同时，输出轴13开始旋转，但在第一旋转机械10中，与停止的发动机3连结的第二转子15侧的旋转阻力比第一转子14侧大很多。其结果是，通过使定子16产生旋转磁场，能够驱动第一转子14，通过第一旋转机械10及第二旋转机械20的动力能够使车辆2出发。此外在发动机3的旋转阻力不足时，也可以锁定发动机3或设置使旋转阻力增加的装置。

如上所述，根据本实施方式的动力装置1，能够以发动机3、第一旋转机械10及第二旋转机械20为动力源来驱动车辆2。而且，由于只要仅具备一个软磁性体列构成第一旋转机械10即可，因此，能够使第一旋转机械10小型化，并且能够减少制造成本。其结果是，能够使动力装置1自身小型化，能够减少制造成本，并且能够提高设计的自由度。而且，参照所述式(40)、(41)可知，根据第一旋转机械10中的极对数比α即极数比m的设定方法，能够自由设定三个电气角速度ωMFR、ωER1、ωER2的关系，并且也能够自由设定三个转距TSE、TR1、TR2的关系。其结果是，能够进一步提高设计的自由度。

接下来，在第一实施方式的动力装置1中，对变更第一旋转机械10的极对数比α(＝极数比m)时的转距变化等进行说明。具体来说，说明在发动机运行中的车辆行驶中，通过第一旋转机械10对发动机3的动力的一部分进行电力再生，通过将该再生电力向第二旋转机械20供给，而极力控制第二旋转机械20时的例子。

首先，在动力装置1中，假定将第一旋转机械10的极对数比α设定为值1以外的任意值，且将驱动轮与输出轴13直接连结。这种情况下，输入轴12即第二转子15的电气角速度为ωENG，定子16的旋转磁场的电气角速度为ωMG1，输出轴13即第一转子14的电气角速度为ωOUT时，所述电气角速度的关系例如图13所示，且下式(42)成立。

ωMG1＝(1+α)ωENG-α·ω0UT    ·····(42)

此外，从发动机3向输入轴12输入的转距为发动机转距TENG，与定子16的再生电力及旋转磁场的电气角速度ωMG1等价的转距为第一旋转机械转距TMG1，与向第二旋转机械20的供给电力及电气角速度ωMG2等价的转距为第二旋转机械转距TMG2，以向驱动轮的传递转距为起因而驱动轮从路面受到的反作用力的转距为驱动转距TOUT时，下式(43)、(44)成立，且所述转距的关系如图13所示。此外，在下式(43)、(44)中，图13的向上的转距表示正值。

$\mathrm{TMG}1=-\frac{1}{1+\mathrm{\α}}\mathrm{TENG}---\left(43\right)$

$\mathrm{TMG}2=-\frac{\mathrm{\α}}{1+\mathrm{\α}}\mathrm{TENG}-\mathrm{TOUT}---\left(44\right)$

在此，第一规定值α1及第二规定值α2为使α1＜α2成立的极对数比α的规定值时，α＝α1时的第一及第二旋转机械转距TMG1(α1)、TMG2(α1)分别由下式(45)、(46)表示。

$\mathrm{TMG}1\left(\mathrm{\α}1\right)=-\frac{1}{1+\mathrm{\α}1}\mathrm{TENG}---\left(45\right)$

$\mathrm{TMG}2\left(\mathrm{\α}1\right)=-\frac{\mathrm{\α}}{1+\mathrm{\α}1}\mathrm{TENG}-\mathrm{TOUT}---\left(46\right)$

另外，α＝α2时的第一及第二旋转机械转距TMG1(α2)、TMG2(α2)分别由下式(47)、(48)表示。

$\mathrm{TMG}1\left(\mathrm{\α}2\right)=-\frac{1}{1+\mathrm{\α}2}\mathrm{TENG}---\left(47\right)$

$\mathrm{TMG}2\left(\mathrm{\α}2\right)=-\frac{\mathrm{\α}2}{1+\mathrm{\α}2}\mathrm{TENG}-\mathrm{TOUT}---\left(48\right)$

根据以上的式(45)、(47)，将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2时的第一旋转机械转距TMG1的变化量ΔTMG1由下式(49)表示。

$\mathrm{\ΔTMG}1=\mathrm{TMG}1\left(\mathrm{\α}2\right)-\mathrm{TMG}1\left(\mathrm{\α}1\right)$

$=-\frac{\mathrm{\α}1-\mathrm{\α}2}{(1+\mathrm{\α}1)(1+\mathrm{\α}2)}\mathrm{TENG}---\left(49\right)$

另外，根据式(46)、(48)，将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2时的第二旋转机械转距TMG2的变化量ΔTMG2由下式(50)表示。

$\mathrm{\ΔTMG}2=\mathrm{TMG}2\left(\mathrm{\α}2\right)-\mathrm{TMG}2\left(\mathrm{\α}1\right)$

$=-\frac{\mathrm{\α}1-\mathrm{\α}2}{(1+\mathrm{\α}1)(1+\mathrm{\α}2)}\mathrm{TENG}---\left(50\right)$

在此，由于TENG＞0，TMG1＜0，TMG2＞0，α1＜α2，因此参照上式(49)、(50)可知，通过将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2，而第一及第二旋转机械转距TMG1、TMG2的绝对值减少。即，可知通过将极对数比α设定为更大值，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20小型化。

另外，在两个旋转机械10、20与蓄电池33之间未输入输出电力时，第一旋转机械10的再生电力原封不动地向第二旋转机械20供给，因此下式(51)成立。

$\mathrm{TMG}2=-\frac{\mathrm{\ωMG}1}{\mathrm{\ωOUT}}\mathrm{TMG}1---\left(51\right)$

在此，从第一旋转机械10向第二旋转机械20供给的电力为传递电力WMG，传递电力WMG相对于发动机输出WENG的比为输出比RW时，该输出比RW由下式(52)算出。

$\mathrm{RW}=\frac{\mathrm{WMG}}{\mathrm{WENG}}$

$=\frac{-\mathrm{TMG}1\·\mathrm{\ωMG}1}{\mathrm{TENG}\·\mathrm{\ωENG}}(=\frac{\mathrm{TMG}2\·\mathrm{\ωOUT}}{\mathrm{TENG}\·\mathrm{\ωENG}})---\left(52\right)$

所述式(42)、(43)的关系适用于上式(52)时，得到下式(53)。

$\mathrm{RW}=1-\frac{\mathrm{\α}}{1+\mathrm{\α}}\·\frac{\mathrm{\ωOUT}}{\mathrm{\ωENG}}---\left(53\right)$

在此，如下式(54)所示定义减速比R，将其适用于上式(53)时，得到下式(55)。

$R=\frac{\mathrm{\ωENG}}{\mathrm{\ωOUT}}---\left(54\right)$

$\mathrm{RW}=1-\frac{\mathrm{\α}}{1+\mathrm{\α}}\·\frac{1}{R}---\left(55\right)$

根据上式(55)，将极对数比α设定为第一规定值α1及第二规定值α2时的输出比RW(α1)、RW(α2)分别由下式(56)、(57)算出。

$\mathrm{RW}\left(\mathrm{\α}1\right)=1-\frac{\mathrm{\α}1}{1+\mathrm{\α}1}\·\frac{1}{R}---\left(56\right)$

$\mathrm{RW}\left(\mathrm{\α}2\right)=1-\frac{\mathrm{\α}2}{1+\mathrm{\α}2}\·\frac{1}{R}---\left(57\right)$

根据上式(56)、(57)，将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2时的输出比的变化量ΔRW由下式(58)表示。

$\mathrm{\ΔRW}=\mathrm{RW}\left(\mathrm{\α}2\right)-\mathrm{RW}\left(\mathrm{\α}1\right)$

$=-\frac{\mathrm{\α}2-\mathrm{\α}1}{(1+\mathrm{\α}1)(1+\mathrm{\α}2)}\·\frac{1}{R}---\left(58\right)$

在此，由于α1＜α2，因此参照上式(58)可知，通过将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2，能够减少输出比RW，从而能够减少传递电力WMG。而且，在所述式(55)中，将极对数比α设定为值1、值1.5、值2时的输出比RW与减速比R的关系如图14所示。参照该图14可知，通过将极对数比α设定为更大值，在减速比R的大致整个区域中，能够减少传递电力WMG。通常，从效率的观点出发，，与通过旋转机械将电力变换为动力时相比，对动力进行机械传递或磁传递时更为优良，因此如上所述，通过减少传递电力WMG，能够提高传递效率。即，在本发明的动力装置的情况下，通过更大地设定极对数比α(＝极数比m)，能够提高传递效率。

此外，第一实施方式是将本发明的动力装置1适用于具备前轮4作为被驱动部的车辆2的例子，但本发明的动力装置并不局限于此，例如，能够适用于船舶及飞机等各种工业设备。在此，将本发明的动力装置适用于船舶时，螺旋桨等的产生推进力的部分相当于被驱动部，动力装置适用于飞机时，螺旋桨或转子等产生推进力的部分相当于被驱动部。

另外，第一实施方式是使用以汽油为燃料的内燃机作为热机的例子，但本发明的热机并不局限于此，只要是将热能量持续变为机械能量的装置即可。例如，作为热机，也可以使用以轻油或天然气为燃料的内燃机或斯特林发动机等外燃机。

此外，第一实施方式是在第一旋转机械10中将电枢磁极的数目设定为“4”，将磁极的数目设定为“8”，将作为软磁性体的软磁性体磁心15a的数目设定为“6”的例子，但本发明的第一旋转机械中的电枢磁极的数目、磁极的数目及软磁性体的数目并不局限于所述值，在极数比m为值1以外的正数的情况下，以使电枢磁极的数目与磁极的数目与软磁性体的数目的比即要素数目比成为1∶m∶(1+m)/2的方式设定电枢磁极的数目、磁极的数目、软磁性体的数目即可。而且，第一实施方式的第一旋转机械10是在要素数目比中设定为m＝2的例子，但极数比m并不局限于此，只要是值1以外的正数即可。

另外，第一实施方式是使用永久磁铁14a的磁极作为第一转子14的磁极的例子，但也可以在第一转子14设置电枢列，取代永久磁铁的磁极而使用该电枢列产生的磁极。

另一方面，第一实施方式是使用MOT·ECU30、1ST·PDU31及2ND·PDU32作为控制第一旋转机械10及第二旋转机械20的运行的控制机构的例子，但控制第一旋转机械10及第二旋转机械20的控制机构并不局限于此，只要能够控制所述旋转机械10、20的运行即可。例如，作为控制两个旋转机械10、20的控制机构，也可以使用搭载有微型计算机的电气回路等。

另外，第一实施方式是将第一旋转机械10及第二旋转机械20沿轴线方向排列而配置在输出轴13上的例子，但第一旋转机械10及第二旋转机械20的配置并不局限于此。例如，如图15所示，也可以使第一旋转机械10位于第二旋转机械20的外侧，将两者沿径向排列配置。如此，能够使两个旋转机械10、20的轴线方向的尺寸小型化，从而能够提高动力装置1的设计的自由度。

此外，如图16所示，也可以将第一旋转机械10的第一转子14和第二旋转机械20的转子22配置在不同的轴上。此外，在该图中，为了容易理解而省略了剖面部分的剖面线。如该图所示，在该第二旋转机械20中，转子22不在所述输出轴13上，而在第一齿轮轴6a上。如此，在两个旋转机械10、20的配置中，能够提高动力装置1的设计的自由度。

另一方面，在第一实施方式的动力装置1中，如图17所示，也可以取代齿轮机构6而设置变速装置(图中表示为“T/M”)50。该变速装置50是对输出轴13与前轮4之间的减速比进行有级或无级地变更的装置，通过MOT·ECU30控制变速动作。此外，作为变速装置50，具体来说，适合使用带转距转换器的有级自动变速装置、带式无级变速装置、环式无级变速装置及自动MT(通过促动器执行离合器的连接/断开动作及变速动作的有级自动变速装置)等中的任一个。

如此构成时，例如，通过较大地设定变速装置50中的低旋转·高负载域用的减速比，能够较小地设定应该经由第一旋转机械10及第二旋转机械20向变速装置50传递的转距，由此，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20小型化。另一方面，通过较小地设定变速装置50中的高车速·高负载域用的减速比，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20的转速下降。由此，在第一旋转机械10的情况下，能够减少其励磁转速，能够减少能量损失，从而能够提高传递效率并能够延长寿命。而且，在第二旋转机械20的情况下，能够提高其运行效率，并且能够延长寿命。

另外，在第一实施方式的动力装置1中，如图18所示，也可以将变速装置51设置在发动机3与第二转子15之间延伸的输入轴12的中途。该变速装置51对发动机3与第二转子15之间的增速比进行有级或无级地变更的装置，通过MOT·ECU30控制变速动作。此外，作为变速装置51，与上述变速装置50同样地，适合使用带转距转换器的有级自动变速装置、带式无级变速装置、环式无级变速装置及自动MT等中的任一个。

如此构成时，例如，通过较大地设定变速装置51中的低旋转·高负载域用的增速比及终减速装置(即差动齿轮机构7)的终减速比，能够较小地设定应该经由第一旋转机械10及第二旋转机械20向终减速装置侧传递的转距，由此，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20小型化。另一方面，通过较小地(或1∶1地)设定变速装置51中的高车速·高负载域用的增速比，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20的转速下降。由此，如上所述，在第一旋转机械10的情况下，能够减少其励磁转速，能够减少能量损失，从而能够提高传递效率并能够延长寿命。而且，在第二旋转机械20的情况下，能够提高其运行效率，并且能够延长寿命。

此外，在第一实施方式的动力装置1中，如图19所示，也可以将齿轮机构6的位置变更为输出轴13的第一转子14与转子22之间，并在输出轴13的齿轮机构6与转子22之间设置变速装置52。该变速装置52是对转子22与齿轮6c之间的减速比进行有级或无级地变更的装置，通过MOT·ECU30控制变速动作。此外，作为变速装置52，与所述变速装置50同样地，适合使用带转距转换器的有级自动变速装置、带式无级变速装置、环式无级变速装置及自动MT等中的任一个。

如此构成时，例如，通过较大地设定变速装置52中的低旋转·高负载域用的减速比，能够较小地设定应该从第二旋转机械20向前轮4传递的转距，由此，能够使第二旋转机械20小型化。另一方面，通过较小地设定变速装置52中的高车速·高负载域用的减速比，能够使第二旋转机械20的转速下降，由此，如上所述，能够提高运行效率并能够延长寿命。

接下来，参照图20，说明本发明的第二实施方式的动力装置1A。如该图所示，该动力装置1A与第一实施方式的动力装置1相比，在使用第二旋转机械20作为后轮驱动用的动力源的方面存在差异，除此之外与第一实施方式的动力装置1大致同样构成，因此下面以与第一实施方式的动力装置1的不同点为中心进行说明，并对相同结构附加同一符号，省略其说明。

在该动力装置1A中，第一齿轮轴6a上的齿轮6d与差动齿轮机构7的齿轮7a总是啮合，由此，输出轴13的旋转经由齿轮6c、6d及差动齿轮机构7向前轮4、4传递。

另外，第二旋转机械20经由差动齿轮机构25及左右的驱动轴26、26等与左右的后轮5、5连结，由此，如后所述，第二旋转机械20的动力向后轮5、5(第二被驱动部)传递。

第二旋转机械20的转子22同心地固定在齿轮轴24的左端部，在该齿轮轴24的右端部，齿轮24a同心地固定在齿轮轴24上。该齿轮24a与差动齿轮机构25的齿轮25a总是啮合。通过以上结构，第二旋转机械20的动力经由齿轮24a及差动齿轮机构25向后轮5、5传递。

根据如上所述构成的本实施方式的动力装置1A，能够得到与第一实施方式的动力装置1同样的作用效果。而且，在车辆2出发时，通过将由第一旋转机械10再生的电力向第二旋转机械20供给，能够以全轮驱动状态进行出发，其结果是，能够提高雪路等的低μ路上的出发性。而且，即使在行驶中，也能以全轮驱动状态进行行驶，因此能够提高低μ路上的行驶稳定性。

另外，在第二实施方式的动力装置1A中，如图21所示，也可以将变速装置53设置在发动机3与第二转子15之间延伸的输入轴12的中途，并且将变速装置54设置在齿轮轴24的齿轮24a与转子22之间。该变速装置53是对发动机3与第二转子15之间的增速比进行有级或无级地变更的装置，通过MOT·ECU30控制变速动作。此外，变速装置54是对第二旋转机械20与后轮5之间的减速比进行有级或无级地变更的装置，通过MOT·ECU30控制变速动作。此外，作为变速装置53、54，与所述变速装置50同样地，适合使用带转距转换器的有级自动变速装置、带式无级变速装置、环式无级变速装置及自动MT等中的任一种。

如此构成时，例如，通过较大地设定变速装置53中的低旋转·高负载域用的增速比及终减速装置(即差动齿轮机构7)的终减速比，能够较小地设定应该经由第一旋转机械10传递到终减速装置侧的转距，由此，能够使第一旋转机械10小型化。另一方面，通过较小地(或1∶1)地设定变速装置53中的高车速·高负载域用的增速比，能够降低第一旋转机械10的转速。由此，如上所述，在第一旋转机械10中，能够减少其励磁转速，能够减少能量损失，从而能够提高传递效率并能够延长寿命。

此外，例如，通过较大地设定变速装置54中的低旋转·高负载域用的减速比，能够较小地设定第二旋转机械20的产生转距，由此，能够使第二旋转机械20小型化。另一方面，通过较小地设定变速装置54中的高车速·高负载域用的减速比，能够降低第二旋转机械20的转速。由此，在第二旋转机械20中，能够提高其运行效率并能够延长寿命。

此外，在图21所示的例子中，在动力装置1A上设有两个变速装置53、54，但也可以省略所述变速装置53、54的一方。

接下来，参照图22，说明本发明的第三实施方式的动力装置1B。如该图所示，该动力装置1B与第一实施方式的动力装置1相比，在省略了第二旋转机械20及2ND·PDU32等并添加了电磁制动器55的方面存在差异，除此之外与第一实施方式的动力装置1大致同样地构成，因此下面以与第一实施方式的动力装置1不同的点为中心进行说明，并对同一结构附加同一符号，省略其说明。

在该动力装置1B中，与所述第二实施方式的动力装置1A同样地，第一齿轮轴6a上的齿轮6d与差动齿轮机构7的齿轮7a总是啮合，由此，输出轴13的旋转经由齿轮6c、6d及差动齿轮机构7向前轮4、4传递。

另外，电磁制动器55(制动装置)设置在输入轴12的第一旋转机械10与发动机3之间，并与MOT·ECU30电连接。该电磁制动器55通过MOT·ECU30切换ON/OFF状态，并且在OFF状态时，容许输入轴12的旋转，在ON状态时，对输入轴12的旋转进行制动。

接下来，说明车辆运行中的MOT·ECU30进行的第一旋转机械10及电磁制动器55的控制。此外，电磁制动器55仅在后述的旋转机械出发控制时被控制成ON状态，并且在该旋转机械出发控制以外的各种控制中保持为OFF状态。

首先，说明发动机起动控制。该发动机起动控制是在发动机停止中且停车中的情况下，当所述规定的发动机起动条件成立时，通过第一旋转机械10的动力使发动机3起动的控制。具体来说，当规定的起动条件成立时，蓄电池33的电力经由1ST·PDU31向第一旋转机械10供给。由此，如上所述，在第一转子14停止的状态下，驱动第二转子15，其结果是，发动机3起动。

另外，在发动机运行中且停车中的情况下，当所述规定的出发条件成立时，执行出发控制。在该出发控制中，规定的出发条件成立时，首先，在第一旋转机械10中，将发动机3的动力作为电力进行再生(即进行发电)。然后，在电力再生开始后，控制第一旋转机械10，以使该再生电力减少。由此，能够避免发动机熄火并通过发动机3的动力使车辆2出发。

此外，在发动机运行中且行驶中，执行发动机动力的分配控制。在该分配控制中，根据发动机3的运行状态(发动机转速NE及油门开度AP等)及/或车辆2的行驶状态(车速VP等)，控制第一旋转机械10，以变更发动机3的动力中的经由第一转子14向前轮4传递的动力与通过第一旋转机械10作为电力而再生的动力的比例。由此，根据发动机3的运行状态及/或车辆2的行驶状态，能够适当控制再生电力并使车辆2行驶。

另外，该分配控制中，在所述规定的动力传递条件成立时，控制第一旋转机械10，以使定子16的旋转磁场的旋转速度成为值0。由此，只要使发动机3的动力在能够进行磁传递的范围内，就能够经由第二转子15及第一转子14向前轮4进行全部的磁传递。

另一方面，在发动机运行中且行驶中(也包含减速燃油切断运行中)，发动机3的动力被进行电力再生的情况下，蓄电池33的充电剩余量SOC为所述规定值SOC_REF以下时，再生电力向蓄电池33供给，执行蓄电池33的充电控制。此外，即使在所述出发控制中执行电力再生时，只要蓄电池33的充电剩余量SOC为规定值SOC_REF以下，就执行蓄电池33的充电控制。由此，在蓄电池33中能够确保足够的充电剩余量SOC。

另外，在发动机运行中且行驶中的情况下，当所述规定的辅助条件成立时，执行辅助控制。具体来说，控制第一旋转机械10，以将蓄电池33内的电力向第一旋转机械10供给，并通过发动机3及第一旋转机械10的动力来驱动前轮4。由此，除发动机3之外，还能够将第一旋转机械10作为动力源，进行辅助行驶。

此外，在发动机停止中且停车中的情况下，在所述规定的旋转机械起出发条件成立时，电磁制动器55为ON，对第二转子15的旋转进行制动，并且通过将蓄电池33的电力向第一旋转机械10供给，而极力控制第一旋转机械10。由此，在发动机3停止的状态下，通过第一旋转机械10驱动前轮4，能够使车辆2出发。其结果是，能够提高燃料利用率。

接下来，参照图23，说明本发明的第四实施方式的动力装置1C。如该图所示，该动力装置1C与第一实施方式的动力装置1相比，第一旋转机械10及第二旋转机械20的配置不同，除此之外与第一实施方式的动力装置1大致同样地构成，因此下面以与第一实施方式的动力装置1的不同点为中心进行说明，并且对相同结构附加同一符号，省略其说明。

在该动力装置1C中，第二旋转机械20配置在发动机3与第一旋转机械10之间，该转子22同心固定在输入轴12(旋转轴)的规定部位。此外，在第一旋转机械10中，第一转子14同心固定在比转子22靠下游侧的输入轴12的右端部，第二转子15同心固定在输出轴13的左端部。由此，在第一旋转机械10运行的情况下，当第二转子15旋转时，其动力向前轮4、4传递。

接下来，说明车辆运行中的MOT·ECU30进行的控制第一旋转机械10及第二旋转机械20这双方时的控制方法。首先，说明停车中的发动机起动控制。在该控制中，在发动机停止中且停车中的情况下，所述规定的起动条件成立时，极力控制第一旋转机械10及/或第二旋转机械20，以使所述蓄电池33的电力向第一旋转机械10及/或第二旋转机械20供给，并使第一旋转机械10及/或第二旋转机械20的动力经由输入轴12向发动机3传递。由此，通过第一旋转机械10及/或第二旋转机械20的动力，能够使发动机3起动。

另外，在发动机运行中且停车中的情况下，当所述规定的出发条件成立时，执行出发控制。具体来说，在停车中，发动机3的动力向输入轴12传递，驱动第一旋转机械10的第一转子14。在该状态下，通过控制第一旋转机械10，利用第一旋转机械10执行电力再生并将该再生电力向第二旋转机械20供给时，通过第二旋转机械20的转子22驱动第一转子14，产生能量循环。在该状态下，将第一旋转机械10中的再生电力向减少侧控制时，第一旋转机械10的第二转子15进行旋转，输出轴13被驱动，驱动前轮4、4被驱动，从而车辆2出发。在车辆2的出发以后，将第一旋转机械10中的再生电力进一步向减少侧控制，并且使第一旋转机械10的定子16的磁场旋转方向从反转转变成正转后，通过对第二旋转机械20进行再生控制并极力控制第一旋转机械10，而使车速上升。

此外，在发动机运行中且行驶中时，执行变速控制。在该变速控制中，根据发动机3的运行状态(发动机转速NE及油门开度AP等)及/或车辆2的行驶状态(车速VP等)，控制第二旋转机械20，以变更发动机3的动力中的经由输入轴12向第一转子14传递的动力与通过第二旋转机械20作为电力而再生的动力的比例，并且通过将该再生电力向第一旋转机械10供给，而控制第一旋转机械10。这种情况下，如上所述，第一旋转机械10由于能够以表示与行星齿轮装置同样的动作特性的方式进行运行，因此如上所述控制第二旋转机械20，并且通过将第二旋转机械20中的再生电力向第一旋转机械10供给，而控制第一旋转机械10时，若忽视电损失，则发动机3的动力全部经由第一旋转机械10及第二旋转机械20向前轮4传递，且能够任意变更输入轴12的转速与输出轴13的转速的比，换言之能够任意变更发动机转速NE与驱动轴转速ND的比。即，通过控制两个旋转机械10、20，能够实现作为自动变速装置的功能。

另外，在该变速控制中，当所述规定的动力传递条件成立时，通过中止第一旋转机械10中的电力再生，并将锁定电流向定子16供给或执行第一旋转机械10中的相间短路控制等，而将定子16的旋转磁场的旋转速度控制成值0。如此控制时，只要在能够进行磁传递的范围内，就能够将发动机3的动力全部通过磁向前轮4传递，因此与进行控制以将第一旋转机械10中的再生电力经由2ND·PDU32向第二旋转机械20供给的情况相比，能够提高动力传递效率。

另一方面，在发动机运行中且行驶中(也包含减速燃油切断运行中)的情况下，在蓄电池33的充电剩余量SOC为所述规定值SOC_REF以下时，控制第一旋转机械10及/或第二旋转机械20中的再生电力，执行向蓄电池33的充电控制。由此，在蓄电池33中能够确保充分的充电剩余量SOC。此外，在所述出发控制或变速控制的执行中，也可以在蓄电池33的充电剩余量SOC为规定值SOC_REF以下时，执行向蓄电池33的充电控制。

另外，在发动机运行中且所述规定的辅助条件成立时，执行辅助控制。具体来说，控制第一旋转机械10及/或第二旋转机械20，以通过将蓄电池33内的电力向第一旋转机械10及/或第二旋转机械20供给，而将第一旋转机械10及/或第二旋转机械20的动力和发动机3的动力向前轮4传递。由此，除了发动机3之外，还能够将第一旋转机械10及/或第二旋转机械20作为动力源，进行辅助行驶或辅助出发。

此外，在发动机停止中且停车中的情况下，在所述规定的旋转机械出发条件成立时，执行旋转机械出发控制。具体来说，在发动机3停止的状态下，将蓄电池33的电力经由2ND·PDU32向第二旋转机械20供给，通过控制第二旋转机械20(制动装置)以将转子22保持为旋转停止状态，而对第一转子14的旋转进行制动，并且将蓄电池33的电力经由1ST·PDU31向第一旋转机械10供给，执行第一旋转机械10的极力控制。其结果是，第一旋转机械10的电力通过磁，作为动力向输出轴13侧传递，由此，能够使车辆2出发。

接下来，说明在车辆2的运行中，停止MOT·ECU30进行的第二旋转机械20的控制，通过MOT·ECU30仅控制第一旋转机械10时的控制方法。首先，在发动机运行中且停车中的情况下，当所述规定的出发条件成立时，执行出发控制。在该出发控制中，上述规定的出发条件成立时，首先，在第一旋转机械10中，将发动机3的动力作为电力进行再生，在电力再生的开始后，控制第一旋转机械10，以减少该再生电力。由此，能够避免发动机熄火，并通过发动机3的动力使车辆2出发。

此外，在发动机运行中且行驶中，执行发动机动力的分配控制。在该分配控制中，根据发动机3的运行状态(发动机转速NE及油门开度AP等)及/或车辆2的行驶状态(车速VP等)，控制第一旋转机械10，以变更发动机3的动力中的经由第二转子15向前轮4传递的动力与通过第一旋转机械10作为电力而再生的动力的比例。由此，能够根据发动机3的运行状态及/或车辆2的行驶状态，适当地控制再生电力，并使车辆2行驶。

另外，在该分配控制中，当所述规定的动力传递条件成立时，控制第一旋转机械10，以使定子16的旋转磁场的旋转速度成为值0。由此，只要使发动机3的动力在能够进行磁传递的范围内，就能够经由第一转子14及第二转子15全部向前轮4进行磁传递。

另一方面，在发动机运行中且行驶中(也包含减速燃油切断运行中)，在发动机3的动力被电力再生的情况下，当蓄电池33的充电剩余量SOC成为规定值SOC_REF以下时，将再生电力向蓄电池33供给，执行蓄电池33的充电控制。此外，在所述出发控制中执行电力再生时，若蓄电池33的充电剩余量SOC为规定值SOC_REF以下，则执行蓄电池33的充电控制。由此，在蓄电池33中能够确保充分的充电剩余量SOC。

另外，在发动机运行中且行驶中的情况下，当所述规定的辅助条件成立时，执行辅助控制。具体来说，控制第一旋转机械10，以将蓄电池33内的电力向第一旋转机械10供给，并通过发动机3及第一旋转机械10的动力来驱动前轮4。由此，除了发动机3之外，能够以第一旋转机械10为动力源进行辅助行驶。以上，通过仅控制第一旋转机械10，就能够使车辆2运行。

如上所述，根据本实施方式的动力装置1C，能够将发动机3、第一旋转机械10及第二旋转机械20作为动力源而驱动车辆2。而且，以仅具备一个软磁性体列的方式构成第一旋转机械10即可，因此，能够使第一旋转机械10小型化并减少制造成本。其结果是，能够使动力装置1C自身小型化，能够减少制造成本，并且能够提高设计的自由度。此外，如上所述，根据第一旋转机械10的极对数比α即极数比m的设定方法，能够自由设定第一旋转机械10中的三个电气角速度及三个转距的关系，由此，能够进一步提高设计的自由度。

接下来，在第四实施方式的动力装置1C中，说明变更第一旋转机械10的极对数比α(＝极数比m)时的转距变化等。具体来说，在发动机运行中的车辆行驶中，以如下情况为例进行说明，即，通过第二旋转机械20对发动机3的动力的一部分进行电力再生，通过将该再生电力向第一旋转机械10供给，而极力控制第一旋转机械10。

首先，在动力装置1C中，假定将第一旋转机械10的极对数比α设定为值1以外的任意值，并将驱动轮与输出轴13直接连结。这种情况下，输入轴12即第一转子14的电气角速度为ωENG，定子16的旋转磁场的电气角速度为ωMG1，输出轴13即第二转子15的电气角速度为ωOUT时，所述电气角速度的关系例如图24所示，且下式(59)成立。

ωMG1＝(1+α)ωOUT-α·ωENG    ·····(59)

此外，从发动机3向输入轴12输入的转距为发动机转距TENG，与向第一旋转机械10的供给电力及与电气角速度ωMG1等价的转距为第一旋转机械转距TMG1，与第二旋转机械20的再生电力及电气角速度ωMG2等价的转距为第二旋转机械转距TMG2，以向驱动轮的传递转距为起因而驱动轮从路面受到的反作用力的转距为驱动转距TOUT时，下式(60)、(61)成立，并且所述转距的关系如图24所示。此外，在下式(60)、(61)中，图24的向上的转距表示正值。

$\mathrm{TMG}1=-\frac{1}{1+\mathrm{\α}}\mathrm{TOUT}---\left(60\right)$

$\mathrm{TMG}2=-\mathrm{TENG}-\frac{\mathrm{\α}}{1+\mathrm{\α}}\mathrm{TOUT}---\left(61\right)$

在此，将极对数比α设定为所述第一规定值α1时的第一及第二旋转机械转距TMG1(α1)、TMG2(α1)分别由下式(62)、(63)表示。

$\mathrm{TMG}1\left(\mathrm{\α}1\right)=-\frac{1}{1+\mathrm{\α}1}\mathrm{TOUT}---\left(62\right)$

$\mathrm{TMG}2\left(\mathrm{\α}1\right)=-\mathrm{TENG}-\frac{\mathrm{\α}1}{1+\mathrm{\α}1}\mathrm{TOUT}---\left(63\right)$

此外，将极对数比α设定为所述第二规定值α2时的第一及第二旋转机械转距TMG1(α2)、TMG2(α2)分别由下式(64)、(65)表示。

$\mathrm{TMG}1\left(\mathrm{\α}2\right)=-\frac{1}{1+\mathrm{\α}2}\mathrm{TOUT}---\left(64\right)$

$\mathrm{TMG}2\left(\mathrm{\α}2\right)=-\mathrm{TENG}-\frac{\mathrm{\α}2}{1+\mathrm{\α}2}\mathrm{TOUT}---\left(65\right)$

根据上式(62)、(64)，将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2时的第一旋转机械转距TMG1的变化量ΔTMG1由下式(66)表示。

$\mathrm{\ΔTMG}1=\mathrm{TMG}1\left(\mathrm{\α}2\right)-\mathrm{TMG}1\left(\mathrm{\α}1\right)$

$=-\frac{\mathrm{\α}1-\mathrm{\α}2}{(1+\mathrm{\α}1)(1+\mathrm{\α}2)}\mathrm{TOUT}---\left(66\right)$

另外，根据式(63)、(65)，将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2时的第二旋转机械转距TMG2的变化量ΔTMG2由下式(67)表示。

$\mathrm{\ΔTMG}2=\mathrm{TMG}2\left(\mathrm{\α}2\right)-\mathrm{TMG}2\left(\mathrm{\α}1\right)$

$=-\frac{\mathrm{\α}2-\mathrm{\α}1}{(1+\mathrm{\α}1)(1+\mathrm{\α}2)}\mathrm{TOUT}---\left(67\right)$

在此，TOUT＜0，TMG1＞0，TMG2＜0，α1＜α2，因此参照上式(66)、(67)可知，通过将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2，而第一及第二旋转机械转距TMG1、TMG2的绝对值减少。即，通过将极对数比α设定为更大的值，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20小型化。

另外，若未在两个旋转机械10、20与蓄电池33之间输入输出电力，则第二旋转机械20的再生电力原封不动地向第一旋转机械10供给，因此下式(68)成立。

$\mathrm{TMG}1=-\frac{\mathrm{\ωENG}}{\mathrm{\ωMG}1}\mathrm{TMG}2---\left(68\right)$

此外，若忽视机械损失及电损失，则下式(69)成立。

TENG·ωENG＝-TOUT·ωOUT    ·····(69)

在此，从第二旋转机械20向第一旋转机械10供给的电力为传递电力WMG’，传递电力WMG’相对于发动机输出WENG的比为输出比RW’时，该输出比RW’由下式(70)算出。

$R{W}^{,}=\frac{{\mathrm{WMG}}^{,}}{\mathrm{WENG}}$

$=\frac{-\mathrm{TMG}2\·\mathrm{\ωENG}}{\mathrm{TENG}\·\mathrm{\ωENG}}$

$=-\frac{\mathrm{TMG}1\·\mathrm{\ωMG}1}{\mathrm{TOUT}\·\mathrm{\ωOUT}}---\left(70\right)$

将所述式(59)、(60)的关系适用于上式(70)时，得到下式(71)。

${\mathrm{RW}}^{,}=1-\frac{\mathrm{\α}}{1+\mathrm{\α}}\·\frac{\mathrm{\ωENG}}{\mathrm{\ωOUT}}---\left(71\right)$

在此，如下式(72)所示定义减速比R，将其适用于上式(71)时，得到下式(73)。

$R=\frac{\mathrm{\ωENG}}{\mathrm{\ωOUT}}---\left(72\right)$

${\mathrm{RW}}^{,}=1-\frac{\mathrm{\α}}{1+\mathrm{\α}}\·R---\left(73\right)$

根据上式(73)，将极对数比α设定为第一规定值α1及第二规定值α2时的输出比RW(α1)’、RW(α2)’分别由下式(74)、(75)算出。

$\mathrm{RW}{\left(\mathrm{\α}1\right)}^{,}=1-\frac{\mathrm{\α}1}{1+\mathrm{\α}1}\·R---\left(74\right)$

$\mathrm{RW}{\left(\mathrm{\α}2\right)}^{,}=1-\frac{\mathrm{\α}2}{1+\mathrm{\α}2}\·R---\left(75\right)$

根据上式(74)、(75)，将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2时的输出比的变化量ΔRW’由下式(76)表示。

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{RW}}^{,}=\mathrm{RW}{\left(\mathrm{\α}2\right)}^{,}-\mathrm{RW}{\left(\mathrm{\α}1\right)}^{,}$

$=-\frac{\mathrm{\α}2-\mathrm{\α}1}{(1+\mathrm{\α}1)(1+\mathrm{\α}2)}\·R---\left(76\right)$

在此，由于α1＜α2，因此参照上式(76)可知，通过将极对数比α从第一规定值α1变更为第二规定值α2，能够减少输出比RW’，从而能够减少传递电力WMG’。而且，在所述式(73)中，将极对数比α设定为值1、值1.5、值2时的输出比RW’与减速比R的关系如图25所示。参照该图25可知，通过将极对数比α设定为更大的值，而能够在减速比R的大致整个区域上减少传递电力WMG’。通常，从效率的观点出发，对动力进行机械传递或磁传递时比通过旋转机械将电力变换成动力时更加优良，如上所述，通过减少传递电力WMG’，而能够提高传递效率。即，在本发明的动力装置的情况下，通过较大地设定极对数比α(＝极数比m)，而能够提高传递效率。

此外，第四实施方式是在发动机3停止的状态下使车辆2出发时，将第二旋转机械20控制为制动状态，极力控制第一旋转机械10的例子，但也可以将其取代，如图26所示，在动力装置1C中，在发动机3与第二旋转机械20之间设置离合器56。如此构成时，在使发动机3停止的状态下使车辆2出发时，通过MOT·ECU30，将离合器56保持成断开状态，并且在该状态下，极力控制两个旋转机械10、20的至少一方。由此，通过两个旋转机械10、20的至少一方的动力，在发动机3停止的状态下，能够使车辆2出发。这种情况下，作为离合器56，只要是电磁离合器或由油压促动器驱动的油压式离合器等的传递、断开动力的机构，并能够由MOT·ECU30控制的离合器即可。

另一方面，在第四实施方式的动力装置1C中，如图27所示，也可以取代齿轮机构6而设置变速装置57。该变速装置57是对输出轴13与前轮4之间的减速比进行有级或无级变更的装置，通过MOT·ECU30控制变速动作。此外，作为变速装置57，与所述变速装置50同样地，适合使用带转距转换器的有级自动变速装置、带式无级变速装置、环式无级变速装置及自动MT等中的任一个。

如此构成时，例如，通过较大地设定变速装置57中的低旋转·高负载域用的减速比，能够较小地设定应该经由第一旋转机械10及第二旋转机械20向变速装置57传递的转距，由此，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20小型化。另一方面，通过较小地设定变速装置57中的高车速·高负载域用的减速比，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20的转速下降。由此，在第一旋转机械10的情况下，能够减少其励磁转速，能够减少能量损失，从而能够提高传递效率并能够延长寿命。而且，在第二旋转机械20的情况下，能够提高其运行效率，并且能够延长寿命。

另外，在第四实施方式的动力装置1C中，如图28所示，也可以将变速装置58设置在发动机3与转子22之间延伸的输入轴12的中途。该变速装置58是对发动机3与转子22之间的增速比进行有级或无级变更的装置，通过MOT·ECU30控制变速动作。此外，作为变速装置58，与所述变速装置50同样地，适合使用带转距转换器的有级自动变速装置、带式无级变速装置、环式无级变速装置及自动MT等中的任一个。

如此构成时，例如，通过较大地设定变速装置58中的低旋转·高负载域用的增速比及终减速装置(即差动齿轮机构7)的终减速比，能够较小地设定应该经由第一旋转机械10及第二旋转机械20向终减速装置侧传递的转距，由此，能够使第一旋转机械10及第二旋转机械20小型化。另一方面，通过较小地(或1∶1地)设定变速装置58中的高车速·高负载域用的增速比，能够降低第一旋转机械10及第二旋转机械20的转速。由此，如上所述，在第一旋转机械10的情况下，能够减少该励磁转速，能够减少能量损失，从而能够提高传递效率并能够延长寿命。而且，在第二旋转机械20的情况下，能够提高其运行效率，并且能够延长寿命。

接下来，参照图29，说明本发明的第五实施方式的动力装置1D。与所述第二实施方式的动力装置1A同样地，该动力装置1D将上述第四实施方式的动力装置1C中的第二旋转机械20的位置从发动机3与第一旋转机械10之间的位置向后轮5侧变更，并且通过该第二旋转机械20驱动后轮5。根据该动力装置1D，与所述第二实施方式的动力装置1A同样地，在车辆2出发时，能够以全轮驱动状态出发，由此，能够提高雪路等低μ路的出发性。而且，在行驶中也能够以全轮驱动状态进行行驶，从而能够提高低μ路的行驶稳定性。

工业实用性

如上所述，本发明的动力装置在具备热机及旋转机械的动力装置中，在实现小型化及削减制造成本以及提高设计的自由度方面有用。

符号说明：

1动力装置

1A～1D动力装置

3发动机(热机)

4前轮(被驱动部)

5后轮(第二被驱动部)

10第一旋转机械

12输入轴(旋转轴)

13输出轴(旋转轴)

14第一转子

14a永久磁铁(磁极)

15第二转子

15a软磁性体磁心(软磁性体)

16定子

16a铁心(电枢、电枢列)

16c U相线圈(电枢、电枢列)

16d V相线圈(电枢、电枢列)

16e W相线圈(电枢、电枢列)

20第二旋转机械(制动装置)

50～54变速装置

55电磁制动器(制动装置)

56离合器

57、58变速装置

Claims (17)

1.一种动力装置，通过动力驱动被驱动部，其特征在于，具备：

热机；

第一旋转机械，其具有定子和相对于该定子相对旋转自如的第一转子及第二转子，该第一转子及该第二转子的一方与所述热机机械连结，且该第一转子及该第二转子的另一方与所述被驱动部机械连结，

所述定子具有电枢列，该电枢列由沿圆周方向排列的多个电枢构成，且在伴随电力的供给而该多个电枢产生的电枢磁极的作用下，产生沿所述圆周方向旋转的旋转磁场，

所述第一转子具有与所述电枢列相对向配置的磁极列，该磁极列由相互存在间隔沿所述圆周方向排列且相邻的各两个具有互不相同的极性的多个磁极构成，

所述第二转子具有配置在所述电枢列与所述磁极列之间的软磁性体列，该软磁性体列由相互存在间隔沿所述圆周方向排列的多个软磁性体构成，

所述电枢磁极的数目与所述磁极的数目与所述软磁性体的数目的比设定为1∶m∶(1+m)/2(其中m≠1)。

2.根据权利要求1所述的动力装置，其特征在于，

所述第一旋转机械的所述第一转子与所述被驱动部机械连结，所述第二转子与所述热机机械连结。

3.根据权利要求2所述的动力装置，其特征在于，

还具备用于对所述第二转子的旋转进行制动的制动装置。

4.根据权利要求2所述的动力装置，其特征在于，

还具备第二旋转机械，该第二旋转机械具有与所述被驱动部及所述第一转子机械连结的旋转轴。

5.根据权利要求4所述的动力装置，其特征在于，

还具备进行所述第一旋转机械的所述第一转子及所述第二旋转机械的所述旋转轴与所述被驱动部之间的变速动作的变速装置。

6.根据权利要求4所述的动力装置，其特征在于，

还具备进行所述第一旋转机械的所述第二转子与所述热机之间的变速动作的变速装置。

7.根据权利要求4所述的动力装置，其特征在于，

所述第二旋转机械的所述旋转轴经由变速装置与所述第一旋转机械的所述第一转子及所述被驱动部机械连结，

该变速装置进行所述第二旋转机械的所述旋转轴与所述第一旋转机械的所述第一转子及所述被驱动部之间的变速动作。

8.根据权利要求2所述的动力装置，其特征在于，

还具备：

与所述被驱动部不同的第二被驱动部；

与该第二被驱动部机械连结的第二旋转机械。

9.根据权利要求8所述的动力装置，其特征在于，

还具备进行所述第一旋转机械的所述第二转子与所述热机之间的变速动作的变速装置。

10.根据权利要求8或9所述的动力装置，其特征在于，

还具备进行所述第二旋转机械与所述第二被驱动部之间的变速动作的变速装置。

11.根据权利要求1所述的动力装置，其特征在于，

所述第一旋转机械的所述第一转子与所述热机机械连结，所述第二转子与所述被驱动部机械连结。

12.根据权利要求11所述的动力装置，其特征在于，

还具备用于对所述第一转子的旋转进行制动的制动装置。

13.根据权利要求11所述的动力装置，其特征在于，

还具备第二旋转机械，该第二旋转机械具有与所述热机及所述第一转子机械连结的旋转轴。

14.根据权利要求13所述的动力装置，其特征在于，

还具备将所述第一旋转机械的所述第一转子及所述第二旋转机械的所述旋转轴与所述热机之间机械性地连接、断开的离合器。

15.根据权利要求13所述的动力装置，其特征在于，

还具备进行所述第一旋转机械的所述第二转子与所述被驱动部之间的变速动作的变速装置。

16.根据权利要求13所述的动力装置，其特征在于，

还具备进行所述第二旋转机械的所述旋转轴与所述热机之间的变速动作的变速装置。

17.根据权利要求11所述的动力装置，其特征在于，

还具备：

与所述被驱动部不同的第二被驱动部；

与该第二被驱动部机械连结的第二旋转机械。

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