CN102099988A

CN102099988A - 旋转电机装置

Info

Publication number: CN102099988A
Application number: CN2009801237276A
Authority: CN
Inventors: 北畠弘达; 江渕弘章; 驹田英明; 铃木岐宣; 大野智仁; 畑建正
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: DE112009005302B4; DE112009005302T5; US20110175473A1; CN102099988B; JPWO2011042985A1; WO2011042985A1; US8324774B2; JP4998622B2

Abstract

本发明提供一种旋转电机装置，该旋转电机装置具备具有设置有多个线圈组的定子(11)和转子(12)的电动发电机(10)、和控制提供给定子(11)的各线圈组的电流的控制单元(30)。该旋转电机装置中，在定子(11)上设置有定子摩擦部(21)且在转子(12)上设置有转子摩擦部(19)，转子(12)被设置成：能够在定子摩擦部(21)和转子摩擦部(19)接触而使转子(12)和定子(11)接触的连接位置、和定子摩擦部(21)和转子摩擦部(19)分开的分离位置之间移动，并且在多个线圈组中的至少两个线圈组同时被励磁的情况下向连接位置移动，控制单元(30)控制提供给各线圈组的电流，以便在规定的连接条件成立的情况下多个线圈组中的至少任两个线圈组同时被励磁。

Description

旋转电机装置

技术领域

本发明涉及具备多相旋转电机的旋转电机装置，该旋转电机具有设置有多个线圈组的定子以及转子。

背景技术

已知有定子和转子在旋转轴线方向上排列配置的轴向间隙型(axial gap)的马达。已知在这种马达中，转子和定子被设置成能够相对移动，并具备利用转子的转矩来改变转子和定子之间的距离的凸轮机构(参照专利文献1)。除此之外，作为与本发明相关的在先技术文献，存在专利文献2、3。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-244027号公报

专利文献2：日本特开平9-156387号公报

专利文献3：日本特开2008-259289号公报

在转子和定子被设置成能够相对移动的马达中，通过使转子和定子接触而能够锁定转子。但是，在专利文献1的马达中，转子和定子之间的距离是相应于转子的转矩而变化的。因此，在转子的转矩未达到改变转子和定子之间的距离所需的转矩的情况下，无法改变其距离而不能锁定转子。在使用致动器替代凸轮机构来改变转子和定子之间的距离的情况下，由于需要设置该致动器，因此存在装置变得大型化的担忧。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种以比较简单的结构来锁定转子且有利于小型化的旋转电机装置。

本发明的旋转电机装置具备：具有设置有多个线圈组的定子和与上述定子同轴设置的转子的多相旋转电机；控制提供给上述定子的各线圈组的电流的控制单元，在旋转电机装置中，在上述定子中与上述转子相对置的部分设置有定子摩擦部，并且在上述转子中与上述定子相对置的部分设置有转子摩擦部，上述转子被设置成：能够在上述定子摩擦部和上述转子摩擦部接触而上述转子和上述定子连接的连接位置与上述定子摩擦部和上述转子摩擦部分离的分离位置之间移动，并且在上述多个线圈组中至少任意两个线圈组同时被励磁的情况下，上述转子移动到上述连接位置，上述控制单元具备转子位置控制单元，该转子位置控制单元控制提供给各线圈组的电流，以便在规定的连接条件成立的情况下上述多个线圈组中的至少任意两个线圈组同时被励磁。

根据本发明的旋转电机装置，使转子移动至连接位置而使定子摩擦部和转子摩擦部接触，由此能够利用这些摩擦部之间产生的摩擦力来锁定转子。因此，不需要重新设置用于锁定转子的机构。另外，由于通过对多个线圈组中的至少两个线圈组进行励磁来将转子移动到连接位置，因此不需要重新设置用于移动转子的机构。因此，根据本发明的旋转电机装置，能够以比较简单的结构来锁定转子。另外，能够将装置进行小型化。

在本发明的旋转电机装置的一种方式中，还可以具备弹簧单元，该弹簧单元将上述转子向离开上述定子的方向按压，以便上述转子移动到上述分离位置。在此情况下，能够容易分离转子和定子。

在本发明的旋转电机装置的一种方式中，上述弹簧单元以如下的弹力将上述转子向离开上述定子方向按压，该弹力强于上述多个线圈组中的任一线圈组被励磁时所产生的磁力且弱于上述多个线圈组中的三个线圈组被励磁时所产生的磁力。通过这样设定弹簧单元的弹力，能够更可靠地防止在使旋转电机作为电动机发挥作用的情况下转子移动到连接位置的情况。因此，通过控制提供给多个线圈组的电流，能够使旋转电机作为电动机发挥作用，或者能够使旋转电机起到离合器作用。

在本发明的旋转电机装置的一种方式中，上述多相旋转电机可以为上述定子和上述转子排列配置在上述转子的旋转轴线方向上的轴向间隙型旋转电机。在此情况下，通过使转子能够向旋转轴线方向移动，能够容易改变定子和转子之间的距离。

在本发明的旋转电机装置的一种方式中，上述转子具备连接辅助单元，该连接辅助单元利用上述转子从上述分离位置移动到上述连接位置之后上述转子上所产生的规定方向的转矩，产生将上述转子摩擦部向上述定子摩擦部按压的方向的力。

在此情况下，转子移动到连接位置之后，还可以利用连接辅助单元的力来能够将转子的位置维持在连接位置上。因此，在转子移动到连接位置之后，能够减小提供给定子的各线圈组的电流。由此，能够抑制无用的能量消耗。

在本发明的旋转电机装置的一种方式中，上述多相旋转电机被设置在用于将上述内燃机的动力传递至车辆的上述驱动轮上的驱动装置上，以便能够产生将上述内燃机的动力传递至驱动轮所需的反作用力，上述转子位置控制单元在上述反作用力为上述多相旋转电机的输出的上限值以上的情况下，可以判断为上述规定的连接条件成立。通过这样切换转子的位置，能够由多相旋转电机来承受多相旋转电机的输出上限值以上的反作用力。

本发明的旋转电机可以组装到各种混合动力车辆的驱动装置中。因此，上述车辆可以为作为行驶用动力源而搭载上述内燃机和电动机，且能够通过这些动力源的每一个驱动上述驱动轮的并行方式的混合动力车辆。另外，上述车辆可以为如下动力分配方式的混合动力车辆，即：作为动力源搭载有上述内燃机和电动机，且具备能够将上述内燃机的动力分配给上述多相旋转电机以及上述驱动轮的动力分配机构，能够通过由上述动力分配机构分配的动力以及上述电动机的动力的每一个来驱动上述驱动轮。

附图说明

图1是表示本发明的一种实施方式涉及的旋转电机装置的图。

图2是表示第二离合器板的位置为连接位置的情况下的旋转电机装置的图。

图3是表示从轴线方向看到的第一离合器板的图。

图4是表示从半径方向看到的各离合器板的状态的图，是表示各离合器板的相位一致的状态的图。

图5是表示从半径方向看到的各离合器板的状态的图，是表示各离合器板的相位错开的状态的图。

图6是表示从图2的箭头VI方向看到的定子的图。

图7是表示将MG的动作模式从MG模式切换到锁定模式时的各配线的电流值的时间变化的图。

图8是表示控制装置所执行的MG控制程序的流程图。

图9是表示将MG的动作模式从锁定模式切换到锁定辅助模式时的各配线的电流值的时间变化的图。

图10是表示MG控制程序的变形例的流程图。

图11是表示组装有本发明的旋转电机装置的混合动力车辆的驱动装置的第一实施方式的图。

图12是表示图11的控制装置执行的第一MG控制程序的流程图。

图13是表示组装有本发明的旋转电机装置的混合动力车辆的驱动装置的第二实施方式的图。

图14是表示组装有本发明的旋转电机装置的混合动力车辆的驱动装置的第三施方式的图。

图15是表示组装有本发明的旋转电机装置的混合动力车辆的驱动装置的第四实施方式的图。

具体实施方式

图1及图2是表示本发明的一种实施方式涉及的旋转电机装置。该旋转电机装置1具备作为电动机以及发电机发挥作用的旋转电机即电动发电机(以下，有时称为MG)10和蓄电池2。MG10构成为三相感应电动发电机，且具备定子11以及转子12。如图1所示，定子11和转子12排列地配置在轴线Ax方向上。因此，MG10为轴向间隙型的电动发电机。定子11不能旋转地被固定在收纳有MG10的壳体10a上。

如图1所示，转子12具备第一离合器板13、第二离合器板14和介于这些离合器板13、14之间的球状的凸轮球(cam ball)15。第一离合器板13和第二离合器板14相互对置地配置在同一轴上。另外，各离合器板13、14构成为圆板状，各离合器板13、14的相对置面上形成有保持凸轮球15的V字型槽16、17。第一离合器板13以与旋转轴18一体旋转的方式被设置在该旋转轴18的一端上。此外，虽然省略了图示，但旋转轴18的另一端连接在动作状态被MG10控制的控制对象上。第二离合器板14以在如图2所示的与定子11接触的连接位置和如图1所示的离开定子11的分离位置之间能够向轴线Ax方向移动的方式被设置在旋转轴18上。另外，该第二离合器板14以能够相对于旋转轴18旋转的方式被旋转轴18支撑。该第二离合器板14由磁性材料构成。第二离合器板14中与定子11相对置的部分上设置有转子摩擦部19。

图3是表示从轴线方向看到的第一离合器板13的状态，图4以及图5是从半径方向看到各离合器板13、14的状态。图4是表示各离合器板13、14的相位一致的状态，图5表示各离合器板13、14的相位错开的状态。从图3可知：在第一离合器板13上设置有多个(在图3中为六个)的V字型槽16。这些V字型槽16以等间隔排列在圆周方向上。在第二离合器板14上设置有与第一离合器板13的V字型槽16相同数量的V字型槽17。这些V字型槽17也同样地以等间隔排列在圆周方向上。在以包含第一离合器板13的中心线的截面来切断各V字型槽16、17的情况下，其截面形成为半圆形(参照图1以及图2)。另外，如图3所示，当从第一离合器板15的轴线方向看时，各V字型槽16、17弯曲成第一离合器板13的靠中心侧的内侧边缘部和偏离中心的外侧边缘部形成同心圆弧。再有，如图4以及图5所示，当从第一离合器板13的半径方向看时，各V字型槽16、17形成为V字形状，旋转方向(图的上或下方向)上的深度逐渐变浅。

图6是从图1的箭头VI方向看到定子11的图。如该图所示，定子11上设置有多个(在图6中为12个)线圈20。这些多个线圈20以等间隔排列在相同圆周上。多个线圈20中的三分之一上连接有第一配线U。另外，多个线圈20中的另外的三分之一上连接有第二配线V。而且，多个线圈20中的剩余的三分之一上连接有第三配线W。以下，有时将连接有第一配线U的四个线圈称为第一线圈20u。另外，有时将这些四个第一线圈20u统称为第一线圈组。同样，有时将连接有第二配线V的四个线圈称为第二线圈20v，且将连接有第三配线W的四个线圈称为第三线圈20w。而且，有时将四个第二线圈20v统称为第二线圈组，且将四个第三线圈20w统称为第三线圈组。如该图所示，多个线圈20被配置成以第一线圈20u、第二线圈20v、第三线圈20w的顺序排列。如图2所示，各线圈20的转子12侧的端部上分别设置有定子摩擦部21。

如图1所示，在转子12的第二离合器板14和定子11之间设置有作为弹簧单元的复位弹簧22，该弹簧将第二离合器板14向离开定子11方向按压。复位弹簧22以以下的弹力按压第二离合器板14，即强于定子11的第一至第三线圈组中的任一个被励磁时所产生的磁力且弱于定子11的第一至第三线圈组中的任两个被励磁时所产生的磁力。复位弹簧22的一端被固定在第二离合器板14上。如该图所示，在定子11上设置有能够绕轴线Ax旋转的轴承23。复位弹簧22的另一端安装在该轴承23上。因此，在第二离合器板14位于分离位置的情况下，第二离合器板14能够相对于定子11进行相对旋转。

如图1所示，MG10经由逆变装置3连接在蓄电池2上。蓄电池2为能够向MG10供给电力或者存储由MG10发电的电力的公知蓄电池。逆变装置3是能够将蓄电池2的直流电流转换为三相交流电流的电力变换装置。另外，该逆变装置3构成为能够分别控制所转换的三相交流的各相交流电流。如图6所示，MG和逆变装置3通过第一至第三配线U、V、W连接。这些各配线U、V、W以三相交流的相互不同相位的电流流过的方式连接在逆变装置3上。

MG10的动作被作为控制单元的控制装置30所控制。该控制装置30控制逆变装置3而控制提供给各配线U、V、W的电流，由此控制MG10的动作。控制装置30构成为包括微型处理器以及其动作所需的RAM、ROM等周边机器的计算机单元。控制装置30根据控制对象的动作状态来控制MG10的动作。在控制装置30上连接有用于获取控制对象的动作状态的各种传感器。例如，连接有负荷传感器31，该负荷传感器31输出对应于与从控制对象赋予给旋转轴18的负荷相关的物理量的信号。

控制装置30根据控制对象的动作状态来将MG10的动作模式切换为MG模式或锁定模式，其中，该MG模式为使转子12处于能够旋转状态而使MG10作为电动机或者发电机发挥作用的模式，该锁定模式为将转子12锁定成不能旋转的模式。参照图1、图2以及图7，说明这些各动作模式。图7是表示将MG10的动作模式从MG模式切换到锁定模式时的各配线U、V、W的电流值的时间变化。此外，图7的线Cu表示第一配线U的电流，线Cv表示第二配线V的电流，线Cw表示第三配线W的电流。

首先，说明MG模式。此外，在此说明在MG模式中使MG10作为电动机发挥作用的情况。在图7中，期间Pmg表示MG模式中的各配线U、V、W的电流值的时间变化。如该图所示，在MG模式中，从逆变装置3向MG1供给电流值在最大值+I至最小值-I之间变化的、三相交流电流，由此第一至第三线圈组在规定的周期内以规定的顺序被励磁。在此情况下，由于在定子11中只产生相当于一个线圈组的量的磁力，因此，在定子11中产生的磁力弱于复位弹簧22的弹力。因此，如图1所示，第二离合器板14的位置成为分离位置。在此状态下，转子12能够相对于定子11旋转。另外，由于复位弹簧22将第二离合器板14按压在第一离合器板上，因此第一离合器板13和第二离合器板14一起旋转。因此，通过各线圈组依次被励磁而转子12被旋转驱动。由此，MG10作为电动机发挥作用。此外，此时转子12的转速以及旋转方向分别被控制，但由于该控制方法也可以为在逆变器中控制三相感应电机的转速以及转速的公知方法，因此省略详细说明。

接着，说明锁定模式。在图7中，期间PI表示锁定模式中的各配线U、V、W的电流值的时间变化。如该图所示，在锁定模式中，从逆变装置3向各配线U、V、W供给相同大小的电流。此时，如该图所示，首先对各配线U、V、W分别供给供给三相交流电流时的最大值+I的电流。由此，定子11的三个线圈组的各线圈20，即定子11的所有线圈20被分别励磁。因此，如图2所示，第二离合器板14克服复位弹簧22而移动到连接位置，从而转子摩擦部19和定子摩擦部12接触。在这种状态下，如果转矩作用于第一离合器板13，则如图5所示，各离合器板13、14的相位错开，由此凸轮球14移动到V字型槽16、17的浅位置，从而产生将第二离合器板14按压到定子11的力。因此，即使减弱各线圈组中产生的磁力，也能够使第二离合器板14的位置维持在连接位置上。因此，在锁定模式中，在自模式切换经过了规定时间T的时间点上，将各配线U、V、W的电流值分别降低到维持电流值Ik。对于该维持电流Ik，可以设定为通过由各线圈组产生的磁力能够将第二离合器板14的位置维持在连接位置上的、适当的电流值。在这种锁定模式下，由于转子12维持在连接位置上，因此通过转子摩擦部19和定子摩擦部21之间的摩擦来能够锁定转子12。此外，通过这样产生按压力，能够使第一离合器板13、第二离合器板14以及凸轮球15作为本发明的卡合辅助单元来发挥作用。

图8是表示控制装置30为了根据控制对象的动作状态切换MG10的动作模式以规定周期反复执行的MG控制程序。通过执行该控制程序，控制单元30作为本发明的转子位置控制单元发挥作用。在该控制程序中，控制装置30首先在步骤S11中获取控制对象的动作状态。作为动作状态，例如获取从控制对象施加于旋转轴18的负荷。在接着的步骤S12中，控制装置30判断用于将MG10的动作模式切换为锁定模式的规定的锁定条件是否成立。如果施加于旋转轴18的负荷过于大，则存在以使MG10作为电动机发挥作用时的输出转矩无法对应于此负荷的担忧。因此，例如在施加于旋转轴18的负荷大于事先设定的规定值的情况下判断为锁定条件成立。除此之外，例如，也可以在使构成控制对象的部件中的、被旋转轴18驱动的旋转部件维持在停止状态的情况下，判断为锁定条件成立。

在判断为锁定条件成立的情况下，进入步骤S13，控制装置30将MG10的动作模式切换为锁定模式。此外，在已经被切换成锁定模式的情况下维持该模式。之后，结束这次控制程序。另一方面，在判断为锁定条件不成立的情况下，进入到步骤S14，控制装置30将MG10的动作模式切换成MG模式。此外，在已经被切换成MG模式的情况下维持该模式。之后，结束这次控制程序。

如上所说明，在本发明的MG10中，使转子12与定子11接触，从而通过转子摩擦部19和定子摩擦部21之间的摩擦来能够锁定转子12。在此情况下，由于不需要重新设置用于锁定转子12使其不能旋转的部件，因此通过比较简洁的结构能够锁定转子12。另外，在MG10中，通过定子11的线圈20的励磁来进行第二离合器板14的位置切换。在此情况下，由于不需要重新设置用于驱动第二离合器板14的动力源，因此能够将MG10进行小型化。

由于在该MG10中，在定子11和转子12之间设置有复位弹簧22，因此能够使第二离合器板14容易返回到分离位置。该复位弹簧22的弹力强于一个线圈组被励磁时的磁力且弱于两个线圈组被励磁时的磁力。因此，即使向MG10供给三相交流电流，第二离合器板14也不移动到连接位置。因此，能够使MG10作为电动机发挥作用。另一方面，在向MG10供给电流以使定子11的所有线圈20被励磁的情况下，由于第二离合器板14移动到连接位置，因此能够锁定转子12。在这种MG10中，通过控制提供给MG10的电流，能够分开使用电动机和锁定机构。

如图1所示，MG10是定子11和转子12排列在轴线Ax方向上的轴向间隙型的电动发电机。因此，通过使转子12能够在周线Ax方向上移动来容易改变定子11和转子12之间的距离。

在该MG10中，如图5所示，通过错开各离合器板13、14的相位，能够产生将第二离合器板14按压在定子11上的力。由此，使第二离合器板14移动到连接位置上后，能够减小提供给MG10的电流值，因此，能够减少锁定模式中消耗的能量。

在上述方式中，在锁定模式中将转子12锁定以使其不能旋转，但在该模式中也可以使转子12与定子11接触且使MG10作为电动机发挥作用。例如，在施加于旋转轴18的负荷大于转子摩擦部19和定子摩擦部21之间产生的摩擦力的情况下，存在仅靠该摩擦力无法使转子12维持在停止状态的担忧。因此，在这种情况下，使转子12维持在连接位置上的同时，使MG10作为电动机发挥作用。由此，除了摩擦部19、21之间的摩擦力之外，还能够利用从MG10输出的动力来承受施加于旋转轴18的负荷。另外，如果大于摩擦部19、21之间摩擦力的负荷施加于旋转轴18，则存在第一离合器板13向各离合器板13、14的相位一致的方向被旋转驱动的情况。在此情况下，凸轮球15和V字型槽16、17之间产生间隙，离合器板13、14之间产生的将第二离合器板14按压到定子11上的力变弱。因此，能够使MG10作为电动机发挥作用而使第二离合器板14旋转，以此消除该间隙。

参照图9说明使转子12维持在连接位置上且使MG10作为电动机发挥作用的情况下的MG10的控制方法。此外，在下面有时将使转子12维持在连接位置上且使MG10作为电动机发挥作用的动作模式称为锁定辅助模式。图9表示将MG10的动作模式从锁定模式切换到锁定辅助模式时的各配线U、V、W的电流值的时间变化的图。在该图中，与图7相同地，线Cu表示第一配线U的电流，线Cv表示第二配线V的电流，线Cw表示第三配线W的电流。在该图9中，时刻Tc以后的期间PIa表示在锁定辅助模式中的各配线U、V、W的电流值的时间变化。如该图所示，在锁定辅助模式中，从逆变装置3向MG10供给三相交流电流。其中，在锁定辅助模式时所供给的三相交流电流的各三相交流电流被偏置成加上各相电流时的电流值成为Ik。即，如该图所示，各交流电流的基准分别被改变成电流值Ik。由此，能够使各线圈组以规定顺序励磁，并且由定子11产生能够将第二离合器板14维持在连接位置上的磁力。因此，能够使第二离合器板14维持在连接位置上，并且使MG10作为电动机发挥作用。

图10是表示MG控制程序的变形例。在该变形例中，与图8的MG控制程序相比不同点在于追加了步骤S21以及S22。除此之外的部分与图8相同，因此，对相同处理标记相同的附图标记并省略说明。在图10的控制程序中，到步骤S12为止，控制装置30进行与图8的控制程序相同的处理。在步骤S12中判断为锁定条件成立的情况下，进入到步骤S21，控制装置30判断使转子12维持在连接位置上的同时使MG10作为电动机发挥作用的、规定的马达条件是否成立。如上所述，例如在施加于旋转轴18的负荷大于摩擦部19、21之间的摩擦力的情况下或者在凸轮球15和V字型槽16、17之间产生了间隙的情况下，判断为马达条件成立。

在判断为马达条件成立的情况下，进入到步骤S21，控制装置30将MG10的动作模式切换为锁定辅助模式。此外，在动作模式已经被切换为锁定辅助模式的情况下，维持该模式。之后。结束这次控制程序。另一方面，在判断为马达条件不成立的情况下，进入到步骤S12，控制装置30将MG10的动作模式切换为锁定模式。之后，结束这次控制程序。

如上所说明，在对旋转轴18施加大于摩擦部19、21之间的摩擦力的负荷的情况下，通过将动作模式切换为锁定辅助模式来由MG10承受该负荷。因此，能够提高能够由MG10承受的负荷上限。

在上述方式中，在MG模式以及锁定辅助模式中使MG10作为电动机发挥作用，但在从控制对象向旋转轴18输入动力的情况下，在这些模式中也可以使MG10作为发电机发挥作用。由此，在MG10中进行发电，并能够进行蓄电池2的充电。

接着，参照图11至图15说明组装有本发明的旋转电机装置的混合动力车辆的驱动装置。此外，在这些图中对于与图1至图6的共同部分标记相同的附图标记并省略说明。图11是概略表示第一实施方式涉及的驱动装置100A。该驱动装置100A是搭载在混合动力车辆上的装置，并具备内燃机101、作为旋转电机的第一电动发电机(MG)10、第二电动发电机(MG)102、动力分配机构103以及变速机构104。第一MG10、第二MG102、动力分配机构103以及变速机构104收纳在壳体105中。第二MG102具备不能旋转地被固定在壳体105上的定子102a、和在该定子102a的内周侧同轴地被配置的转子102b。该第二MG102为搭载在混合动力车辆上并作为电动机以及发电机发挥作用的周知的装置，因此省略详细说明。另外，由于内燃机101也是搭载在混合动力车辆上的周知的装置，因此省略详细说明。

内燃机101以及第一MG10与动力分配机构103连接。动力分配机构103具备行星齿轮机构106。行星齿轮机构106具备作为外齿齿轮的太阳齿轮S1、作为内齿齿轮的齿圈R1、多个小齿轮P1和行星齿轮架C1。太阳齿轮S1和齿圈R1，以齿相互对置的方式被配置在同轴上。多个小齿轮P1被设置成分别与太阳齿轮S1以及齿圈R1啮合。行星齿轮架C1以能够自转且能够在太阳齿轮S1的周围公转的方式保持多个小齿轮P1。如该图所示，太阳齿轮S1通过旋转轴18与第一MG10的转子12一体旋转地被连结。另外，行星齿轮架C1与内燃机101的输出轴101a一体旋转地被连结。而且，输出轴107与齿圈R1一体旋转地连结。第二MG102的转子102b以及输出轴107分别与变速机构104连接。变速机构104对第二MG102的转子102b的旋转进行变速并传递至输出轴107。输出轴107经由未图示的差速机构传递至驱动轮上。因此，在该驱动装置100A中，能够通过来自动力分配机构103的动力以及第二MG102的动力的各个来驱动驱动轮。此外，该变速机构104可以为搭载在混合动力车辆上的周知的变速机构，因此省略详细说明。

在该驱动装置100A中，通过改变动力分配机构103的太阳齿轮S1的旋转方向以及转速，来能够将从内燃机101输出的动力分配给第一MG10和输出轴107。因此，搭载有该驱动装置100A的车辆为动力分配方式(分割方式)的混合动力车辆。在此情况下，在第一MG10中通过所分配的动力来旋转驱动转子12，由此进行再生发电。另外，通过将太阳齿轮S1锁定而使其不能旋转，能够将内燃机102的动力直接传递至输出轴107。如上所述，太阳齿轮S1与转子12连结，因此，通过切换第一MG10的动作模式来能够切换太阳齿轮S1的动作状态。

控制装置30根据车辆的行驶状态来切换第一MG10的动作模式，由此切换太阳齿轮S1的动作状态。另外，该控制装置30根据车辆的行驶状态来控制第二MG102的动作。该第二MG102的控制方法可以为适用于搭载在混合动力车辆上的电动发动机上的公知的控制方法，因此省略详细说明。此外，在将本发明的旋转电机装置适用于混合动力车辆的驱动装置100A的情况下，控制装置30可以兼用作控制驱动装置100A的变速器控制单元等其他计算机单元，也可以专门为了第一MG10以及第二MG102的控制而设置。在控制装置30上连接有车速传感器32以及油门开度传感器33等，该车速传感器32为了检测车辆的行驶状态而输出相应于车辆速度的信号，该油门开度传感器33输出相应于与驱动装置100A的负荷(驱动力)相关的油门开度的信号。

图12是表示控制装置30为了根据车辆的行驶状态来切换第一MG10的动作模式而在车辆的行驶中以规定周期反复执行的第一MG控制程序。此外，在该控制程序中，对与图8相同的处理标记相同的附图标记并省略说明。

在图12的控制程序中，控制装置30首先在步骤S31中获取车速以及油门开度作为代表车辆行驶状态的参数。在接着的步骤S32中，控制装置30判断应该将第一MG10的动作模式切换为锁定模式的规定的锁定条件是否成立。锁定条件是否成立是根据车辆的行驶状态来判断的。例如，事先设定在车辆行驶状态中的应该锁定太阳齿轮S1的运转区域即锁定区域。然后，在车辆的行驶状态在该锁定区域内的情况下，判断为锁定条件成立即可。

在判断为锁定条件成立的情况下，进入到步骤S13，控制装置30将MG10的动作模式切换到锁定模式。之后，结束这次控制程序。另一方面，在判断为锁定条件不成立的情况下，进入到步骤S14，控制装置30将MG10的动作模式切换到MG模式。此外，在该MG模式中，控制装置30控制逆变装置3以使第一MG10作为发电机发挥作用。之后，结束这次的控制程序。

在该驱动装置100A中，将第一MG10的动作模式从MG模式切换为锁定模式时的各配线U、V、W电流的时间变化也与图7相同。但是，在该驱动装置100A中，在MG模式中使第一MG10作为发电机发挥作用。因此，在该图的期间Pmg中的电流的时间变化表示从第一MG10输送至逆变装置3的电流的时间变化。

该驱动装置100A具备本发明的旋转电机装置，因此，不需要重新设置用于锁定第一MG10的机构。因此，能够使驱动装置100A的结构简单化，并且能够使驱动装置100A小型化。

接着，参照图13说明第二方式涉及的驱动装置100B。此外，在该图中对于与图11相同的部分标记相同的附图标记并省略说明。在该驱动装置100B中，作为变速机构104设置有行星齿轮机构108。行星齿轮机构108具备作为外齿齿轮的太阳齿轮S2、齿分别设置在外周面以及内周面上的齿轮即齿圈R2、多个小齿轮P2和行星齿轮架C2。太阳齿轮S2和齿圈R2以齿圈R的内周面的齿和太阳齿轮S2的齿相互对置地被配置在同轴上。多个小齿轮P2被设置成分别与太阳齿轮S2以及齿圈R2啮合。行星齿轮架C2以能够自转且能够在太阳齿轮S2的周围公转的方式保持多个小齿轮P1。

如该图所示，该行星齿轮机构108的太阳齿轮S2与第二MG102的转子102b一体旋转地连结。行星齿轮架C2不能旋转地被固定在壳体105上。齿圈R2与动力分配机构103的齿圈R1一体旋转地连结。

另外，驱动装置100B具备与行星齿轮机构108的齿圈R2的外周面的齿啮合的分配轴齿轮109和与分配轴齿轮109一体旋转的传动齿轮110。传动齿轮110与差速机构111啮合，差速机构111经由传动齿轮112与未图示的驱动轮连接。因此，从齿圈R2输出的动力经由分配轴齿轮109、传动齿轮110、差速机构111以及传动轴112传递到驱动轮。由此，驱动轮被旋转驱动。

在该驱动装置100B中，通过改变动力分配机构103的太阳齿轮S1的旋转方向以及转速，能够将从内燃机101输出的动力分配给第一MG10和行星齿轮机构108的齿圈R2。因此，搭载有该驱动装置100B的车辆也是动力分配方式(分割方式)的混合动力车辆。

在该驱动装置100B中，根据车辆的行驶状态来切换第一MG10的动作模式。此外，在该控制方法可以与上述的第一方式的驱动装置100A相同，因此省略说明。

如上所说明，在该第二方式的驱动装置100B中，由于具备本发明的旋转电机装置，因此不需要重新设置用于锁定第一MG10的机构。因此，能够使驱动装置100B的结构简单化，并且能够使驱动装置100B小型化。

图14是概略表示第三方式涉及的驱动装置100C。此外，在该图中，对于与图11共同的部分标记相同的附图标记并省略说明。如该图所示，在该方式的驱动装置100C中，使第一MG10的转子12与内燃机101的输出轴101a一体旋转地设置在该输出轴101a上。输出轴101a的旋转经由变速器113以及差速机构(未图示)传递至驱动轮。因此，在驱动装置100C中，能够由内燃机101以及第一MG10的两者来驱动输出轴101a。因此，搭载该驱动装置100C的车辆为并行方式的混合动力车辆。

在该驱动装置100C中，例如在想使车辆维持停止状态的情况等将输出轴101锁定成不能旋转的情况下，第一MG10的动作模式切换成锁定模式。而且，在此以外的情况下，第一MG10的动作模式被切换成MG模式。另外，在该MG模式中，第一MG10根据车辆的行驶状态被切换为电动机或者发电机。

在该第三方式涉及的驱动装置100C中，由于具备本发明的旋转电机装置，因此不需要重新设置用于锁定输出轴101a的机构。因此，能够使驱动装置100C的结构简单化，并且能够使驱动装置100C小型化。

图15概略表示第四方式涉及的驱动装置100D。此外，在该图中，对于与图14共同部分标记相同的附图标记并省略说明。如该图所示，在该方式的驱动装置100D中，使第一MG10的定子11与内燃机101的输出轴101a一体旋转地设置在该输出轴101a上。另一方面，转子12与输出轴107一体旋转地设置在该输出轴107上。

在该驱动装置100D中，也根据车辆的行驶状态来切换第一MG10的动作模式。在该驱动装置100D中，在由内燃机101驱动车辆的情况下，将第一MG10的动作模式切换为锁定模式。由此，能够连结内燃机101的输出轴101a和输出轴107，因此能够由内燃机101驱动车辆。另一方面，在由第一MG10驱动车辆的情况下，将第一MG10的动作模式切换为MG模式。然后，使第一MG10作为电动机发挥作用。由此，能够由第一MG10驱动车辆。这样在该驱动装置100D中，也能够由内燃机101以及第一MG10的两者驱动车辆。因此，搭载该驱动装置100D的车辆为并行方式的混合动力车辆。

在该第四方式涉及的驱动装置100D中，通过切换第一MG10的动作模式来能够连结内燃机101的输出轴101a和输出轴107、或者解除该连结。因此，不需要设置离合器机构。因此，能够使驱动装置100D的结构简单化，并且能够使驱动装置100D小型化。

本发明不限定于上述方式，能够以各种方式实施。例如，旋转电机不限定于轴向间隙型。也可以为在定子的内周配置转子的径向间隙型的旋转电机。在此情况下，转子被设置成其至少一部分能够在半径方向上移动。

向旋转电机供给的交流不限定于三相交流。可以为二相交流，也可以为四相以上的交流。被设置在定子上的线圈的个数也不限定于12个。线圈个数可以根据旋转电机的直径、提供给旋转电机的交流的相的个数等适当改变。

复位弹簧的弹力不限定于上述方式中所示的强度。例如，复位弹簧的弹力可以为强于线圈组一个的磁力且弱于线圈组三个的磁力。通过这样设定复位弹簧的弹力，在使旋转电机作为电动机发挥作用时，能够可靠地分离转子和定子。

Claims

1.一种旋转电机装置，具备：具有设置有多个线圈组的定子和与上述定子同轴设置的转子的多相旋转电机；控制提供给上述定子的各线圈组的电流的控制单元，该旋转电机装置的特征在于，

在上述定子中与上述转子相对置的部分设置有定子摩擦部，并且在上述转子中与上述定子相对置的部分设置有转子摩擦部，

上述转子被设置成：能够在上述定子摩擦部和上述转子摩擦部接触而上述转子和上述定子连接的连接位置与上述定子摩擦部和上述转子摩擦部分离的分离位置之间移动，并且在上述多个线圈组中至少任意两个线圈组同时被励磁的情况下，上述转子移动到上述连接位置，

上述控制单元具备转子位置控制单元，该转子位置控制单元控制提供给各线圈组的电流，以便在规定的连接条件成立的情况下上述多个线圈组中的至少任意两个线圈组同时被励磁。

2.根据权利要求1所述的旋转电机装置，其特征在于，还具备弹簧单元，该弹簧单元将上述转子向离开上述定子的方向按压，以便上述转子移动到上述分离位置。

3.根据权利要求2所述的旋转电机装置，其特征在于，上述弹簧单元以如下的弹力将上述转子向离开上述定子的方向按压，该弹力强于上述多个线圈组中的任意一个线圈组被励磁时所产生的磁力且弱于上述多个线圈组中的三个线圈组被励磁时所产生的磁力。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的旋转电机装置，其特征在于，上述多相旋转电机为上述定子和上述转子排列配置在上述转子的旋转轴线方向上的轴向间隙型旋转电机。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的旋转电机装置，其特征在于，上述转子具备连接辅助单元，该连接辅助单元利用上述转子从上述分离位置移动到上述连接位置之后上述转子上所产生的规定方向的转矩，产生将上述转子摩擦部向上述定子摩擦部按压的方向的力。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的旋转电机装置，其特征在于，

上述多相旋转电机被设置在用于将内燃机的动力传递至车辆的驱动轮上的驱动装置上，以便能够产生将上述内燃机的动力传递至上述驱动轮上所需的反作用力，

上述转子位置控制单元在上述反作用力为上述多相旋转电机的输出的上限值以上的情况下，判断为上述规定的连接条件成立。

7.根据权利要求6所述的旋转电机装置，其特征在于，上述车辆为如下并联式的混合动力车，即：作为行驶用动力源搭载有上述内燃机和电动机且能够通过这些动力源的每一个来驱动上述驱动轮。

8.根据权利要求6所述的旋转电机装置，其特征在于，上述车辆为如下动力分配方式的混合动力车，即：作为动力源搭载有上述内燃机和电动机，且具备能够将上述内燃机的动力分配给上述多相旋转电机以及上述驱动轮的动力分配机构，能够通过由上述动力分配机构分配的动力以及上述电动机的动力的每一个来驱动上述驱动轮。