CN107005185B - 变速装置、控制装置和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够扩大转矩的调整范围同时抑制发动机的燃料效率的降低的变速装置等。该变速装置包括：发电机，其根据从发动机传递阀旋转功率输出电力者，且具有：转子、定子和供给电流调整单元，该供给电流调整单元改变从绕组观察的通过定子芯的磁回路的磁阻，由此改变绕组的电感，从而调整发电机输出的电流；马达，其通过从发电机输出的电力驱动，且将旋转功率输出到旋转机构；以及控制装置，其根据对变速装置的从变速装置输出到旋转机构的转矩的转矩要求而控制供给电流调整单元，并且使供给电流调整单元通过改变绕组的电感而调整电流。

Description

变速装置、控制装置和车辆
技术领域
本发明涉及变速装置、控制装置和车辆。
背景技术
先前已知如下变速装置。在该变速装置中，通过发电机将发动机的旋转输出(旋转功率)转换成电力。通过马达将转换的电力转换成旋转功率。将转换的旋转功率供给旋转机构。
例如，专利文献1(PTL1)中示出车辆。专利文献1中的车辆为混合动力车辆。该车辆包括发动机、加速踏板、第一旋转电机、第二旋转电机和驱动轮。第一旋转电机联接到发动机的输出轴。第一旋转电机主要作为发电机而发挥功能。第二旋转电机电连接到第一旋转电机。第二旋转电机主要作为马达而发挥功能。将第一旋转电机和第二旋转电机的组合用作变速机。通过使电流在第一旋转电机和第二旋转电机中流动而执行功率运行/消耗。将第二旋转电机联接到车辆的驱动轮。
在专利文献1中所示的车辆中，驾驶员踩踏加速踏板表示要求车辆加速。专利文献1中所示的车辆如果设置有电子控制节流阀装置则能够可选择地调节发动机的吸入空气量。因此，例如能以如下方式控制车辆。根据驾驶员对加速踏板的踩踏量和车速而决定第二旋转电机(马达)的目标输出。根据第二旋转电机的目标输出而决定第一旋转电机(发电机)的目标发电电力。根据该目标发电电力而决定发动机的目标输出。控制发动机的吸入空气量和燃料喷射量以实现目标输出。在该控制中，控制第一旋转电机的发电电力，以及控制第二旋转电机的输出。在专利文献1所示的车辆被构造为加速踏板和发动机节流阀机械地联接的情形中，根据发动机的实际输出控制第一旋转电机的发电电力和第二旋转电机的输出。在专利文献1中，如上所述，控制旋转电机的电力(输出)以允许应用到具有各种不同特性的各种类型的车型。
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]PTL1：日本专利特开2002-345109号公报
发明内容
[技术问题]
专利文献1中所示的车辆控制发动机的吸入空气量和燃料喷射量以控制驱动轮的转矩。专利文献中1所示的车辆使发动机的吸入空气量和燃料喷射量增大以增大驱动轮的转矩。例如，在使车辆加速使发生使驱动轮的转矩增大的情况。当使发动机的吸入空气量和燃料喷射量增大时，发动机的旋转速度增大。即，发动机输出的旋转功率增大。因此，从作为发电机发挥功能的第一旋转电机输出的电流增大，使得供给第二旋转电机的电流增大。供给第二旋转电机的电流的增大导致从第二旋转电机输出到驱动轮的转矩增大。此处，存在与发电机的旋转速度的增大相比从发电机输出的电流较难增大的问题。
因此，在专利文献1中所示的车辆中，为了增大从第二旋转电机输出的转矩而试图增大产生的电流，要求过度增大发动机的输出功率。这可能降低燃料效率。电压响应于发动机的输出功率增大而增大，也可能降低燃料效率。
本发明的目的在于提供变速装置、控制装置和车辆，其能够扩大转矩的调整范围并且由此抑制发动机的燃料效率的降低。
[解决问题的技术方案]
本发明为解决上述问题而采用以下配置。
(1)一种变速装置，其被构造为改变从发动机输出的旋转转矩和旋转速度并且将改变的所述旋转转矩和所述旋转速度供给到旋转机构，所述变速装置包括：
发电机，其根据从所述发动机传递的旋转功率输出电力，所述发电机包括转子、定子和供给电流调整单元，所述转子包括永磁体并且通过从所述发动机传递的旋转功率旋转，所述定子与所述转子相对布置并且包括绕组和定子芯，所述绕组缠绕在所述定子芯上，所述供给电流调整单元被构造为通过改变用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流；
马达，其由从所述发电机输出的电力驱动并且将旋转功率输出到所述旋转机构；和
控制装置，其根据所述变速装置的转矩要求控制所述供给电流调整单元，以使所述供给电流调整单元改变所述绕组的电感而调整从所述发电机输出的电流，所述转矩要求对从所述变速装置输出到所述旋转机构的转矩进行要求。
在(1)的变速装置中，发电机的转子通过从发动机传递的旋转功率而旋转。此时，转子所具备的永磁体的磁通量作用在绕组上。这产生感应电压。感应电压引起输出电力。发电机根据从发动机传递的旋转功率输出电力。马达由从发电机输出的电力所驱动而输出旋转功率。
在(1)的变速装置中，控制装置根据变速装置的转矩要求来控制供给电流调整单元，该转矩要求对输出到旋转机构的转矩进行要求。供给电流调整单元通过改变绕组的电感而调整从发电机输出的电流。因此，调整从马达输出到旋转机构的旋转转矩。
在发电机中，改变用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻使得改变电感。当改变用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻时获得的电流改变与电压改变到比率与改变发动机的输出获得的该比率不同。
控制装置通过根据对输出到旋转机构的转矩进行要求的转矩要求控制供给电流调整单元而控制发电机的电流。这可以抑制发动机的旋转功率的过度增大。控制装置还能够调整输出到旋转机构的转矩同时确保发电机所产生的电力和电压的平衡。因此，根据(1)的变速装置能够扩大转矩的调整范围并且因此抑制发动机的燃料效率的降低。
(2)(1)的变速装置，还包括马达电力控制单元，其设置在所述发电机与所述马达之间的电力供给路径中并且被构造为对供给到所述马达的电力进行控制，其中
所述控制装置控制所述马达电力控制单元和所述供给电流调整单元两者。
在(2)的配置中，控制装置能够独立于发电机的输出控制而控制供给到马达的电力。例如，即便发动机和发电机正在操作，马达电力控制单元仍然可以通过停止对马达的电力供给而使马达处于停止状态。因此，(2)的配置提供对从马达输出的旋转的控制的更大自由度。
(3)(1)的变速装置，其中，所述发动机包括对从所述发动机输出的旋转功率进行调整的输出调整单元，以及
所述控制装置与所述输出调整单元协作以使所述供给电流调整单元通过改变所述绕组的电感而调整从所述发电机输出的电流。
在(3)的配置中，控制装置与输出调整单元协作以调整从发电机输出的电流。因此，可以调整从发电机供给到马达的电流并且由此抑制发动机的旋转功率的过度增大。因此，(3)的配置能够调整转矩并且由此抑制发动机的燃料效率的降低。
(4)(1)至(3)中任一者的变速装置，其中，用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路包括至少一个非磁性体间隙，以及
所述供给电流调整单元通过改变所述至少一个非磁性体间隙中的位于所述绕组与所述转子之间的非磁性体间隙的磁阻而改变所述绕组的电感从而调整从所述发电机输出的电流。
在(4)的配置中，供给电流调整单元通过改变位于绕组与转子之间的非磁性体间隙的磁阻而改变绕组的电感。在绕组与转子之间，永磁体移动与转子的旋转一起产生交替磁场。例如，使位于绕组与转子之间的非磁性体间隙的磁阻减少导致与交替磁场损耗的减少。这可以相对于供给到转子的旋转功率而增大电流。因此，可以更大程度地增大调整从发电机输出的电流。
(5)(1)至(4)中任一者的变速装置，其中，用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路包括所述至少一个非磁性体间隙，以及
所述供给电流调整单元通过改变所述至少一个非磁性体间隙中的将所述绕组的电感设定为最大可设定值时具有最大磁阻的所述非磁性体间隙的磁阻，从而改变所述绕组的电感以调整从所述发电机输出的电流。
(5)的配置改变绕组的电感设定为最大可设定值时具有最大磁阻的非磁性体间隙的磁阻。这使绕组的电感的变化的量易于增大。因此，可以更大程度调整电流。
(6)(1)至(5)中任一者的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过改变用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路的磁阻以改变所述绕组的电感而使得与所述绕组交链的磁通量的变化率小于所述绕组的电感的变化率，从而调整从所述发电机输出的电流。
在(6)的配置中，供给电流调整单元改变绕组的电感使得与绕组交链的磁通量的变化率比绕组的电感的变化率小。与绕组交链的磁通量对电压及电流造成影响。绕组的电感主要对电流造成影响。因此，供给电流调整单元能够调整供给电流并且电压的变化率小于电流的变化率。即，供给电流调整单元能够调整电流同时受到电压的限制较小。因此，(6)的配置能够扩大转矩的调整范围并且由此进一步抑制发动机的燃料效率的降低。
(7)(1)至(6)中任一者的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过使所述定子芯的至少一部分相对于所述绕组的位置移动以改变用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
在(7)的配置中，供给电流调整单元通过使定子芯的至少一部分相对于绕组的位置移动以改变用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻。可以容易地改变绕组的电感。即，供给到马达的电流是可容易地调整的。因此，从马达输出的转矩是可容易地调整的。
(8)(7)的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过使所述定子芯相对于所述绕组的位置移动同时保持所述定子芯相对于所述转子的位置以改变用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
(8)的配置使定子芯相对于绕组的位置移动同时保持定子芯相对于转子的位置。这可以抑制从转子的永磁体流动到定子芯的磁通量的变化。即，抑制由永磁体产生并与绕组交链的磁通量的变化。因此，抑制可能另外由定子芯相对于绕组的位置移动导致的电压的变化。因此，(8)的配置能够扩大转矩的调整范围同时进一步抑制发动机的燃料效率的降低。
(9)(1)至(7)中任一者的变速装置，其中，所述供给电流调整单元使所述绕组移动以改变用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
(9)的配置使绕组相对于定子芯的位置移动同时保持定子芯相对于转子的位置。这可以抑制从转子的永磁体流动到定子芯的磁通量的变化。即，抑制由永磁体产生并与绕组交链的磁通量的变化。因此，抑制可能另外由定子芯相对于绕组的位置移动导致的电压的变化。因此，(9)的配置能够扩大转矩的调整范围同时进一步抑制发动机的燃料效率的降低。
(10)(1)至(4)中任一者的变速装置，其中，所述发电机包括供给电压调整单元，所述供给电压调整单元通过改变从所述转子的所述永磁体流动并与所述绕组交链的交链磁通量而改变所述绕组的感应电压，从而调整从所述发电机输出的电压。
(10)的配置能够通过发动机输出调整单元进行的旋转功率的调整以外的方法调整从发电机输出的电压。这提供转动控制的更大自由度并且抑制发动机的燃料效率的降低。
(11)(10)的变速装置，其中，所述供给电压调整单元通过使所述永磁体相对于所述绕组的位置移动以改变从所述转子的永磁体产生并与所述绕组交链的所述交链磁通量而改变所述绕组的感应电压，从而调整从所述发电机输出的电压。
(11)的配置使得易于调整从发电机输出的电压。因此，容易提供旋转控制的更大自由度。
(12)(1)至(4)中任一者的变速装置，其中，所述定子芯包括多个第一定子芯部和第二定子芯部，所述多个第一定子芯部中的每一者具有与所述转子相对的相向部，所述转子与所述相向部之间具有所述非磁性体间隙，以及第二定子芯部不具有所述相向部；以及
所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以改变用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路的磁阻。
在(12)的配置中，供给电流调整单元使定子芯中包括的多个第一定子芯部和第二定子芯部的一者相对于另一者移动。与例如使定子芯与定子芯以外的元件中的一者相对于另一者移动的情形相比，这种配置提供用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻的更大变化。因此，可以根据转矩要求在更大范围上调整供给到马达的电流。因此，(12)的配置能够扩大转矩的调整范围同时进一步抑制发动机的燃料效率的降低。
(13)(12)的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以从第一状态转换到第二状态，以改变用于所述绕组的通过所述定子芯的磁回路的磁阻，
所述第一状态是所述多个第一定子芯部的每一者与所述第二定子芯部之间的所述非磁性体间隙的长度比所述多个第一定子芯部中相邻的第一定子芯部之间的所述非磁性体间隙的长度短的状态，
所述第二状态是所述多个第一定子芯部的每一者与所述第二定子芯部之间的所述非磁性体间隙的长度比所述多个第一定子芯部中相邻的所述第一定子芯部之间的所述非磁性体间隙的长度长的状态。
在(13)的配置中，在第一状态下，多个第一定子芯部的每一者与第二定子芯部之间的非磁性体间隙的长度比多个第一定子芯部中相邻的第一定子芯部之间的非磁性体间隙的长度短。在第二状态下，多个第一定子芯部的每一者与第二定子芯部之间的非磁性体间隙的长度比多个第一定子芯部中相邻的第一定子芯部之间的非磁性体间隙的长度长。
因此，在第一状态下，由绕组的电流产生的磁通量的通过相邻的第一定子部之间的非磁性体间隙的一部分磁通量主要通过第一定子部与第二定子芯部之间的非磁性体间隙。即，由绕组的电流产生的磁通量主要通过第一定子部和第二定子芯部两者。在第二状态下，通过第一定子芯部的磁回路的磁阻较大。获得用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻的更大改变。因此，(13)的配置能够扩大转矩的调整范围同时进一步抑制发动机的燃料效率的降低。
(14)在(1)至(13)中任一者的变速装置中使用的控制装置，所述控制装置包括：
转矩要求接收单元，其被构造为接收用于所述变速装置的转矩要求，所述转矩要求对从所述变速装置输出到所述旋转机构的转矩进行要求；和
调整控制单元，其控制所述供给电流调整单元，所述供给电流调整单元被构造为根据所述转矩要求接收单元接收的转矩要求通过改变所述绕组的电感来调整电流。
(15)一种车辆，其包括：
根据权利要求1至13中任一项所述的变速装置；
发动机，其将旋转功率供给到所述变速装置；和
作为旋转机构的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构被供给有驱动所述车辆的具有由变速装置改变的转矩和旋转速度的旋转功率。
在(15)的车辆中，从变速装置输出的转矩的要求根据车辆的行驶状态改变。如果要求增大转矩，则变速装置能够响应于增加转矩的要求并且由此抑制发动机的燃料效率的降低。因此，(15))的车辆能够扩大转矩的调整范围同时进一步抑制发动机的燃料效率的降低。
[发明的有益效果]
本发明能够扩大转矩的调整范围并且因此抑制发动机的燃料效率的降低。
附图说明
[图1]是一种设备的概略配置的方块图，该设备上安装有根据本发明第一实施例的变速装置。
[图2]是图1所示的变速装置的概略配置的系统配置图。
[图3](A)是说明图2所示发电机中包括的供给电流调整单元进行调整的示意图；以及，图(B)是示出将绕组的电感设定为低于图(A)的电感的状态的示意图。
[图4]是示意性地示出图3所示发电机包括的绕组的等效电路的电路。
[图5]是变速装置的操作的流程图。
[图6](A)是说明根据第二实施例的变速装置的发电机中包括的供给电流调整单元进行调整的示意图；以及，图(B))是示出将绕组的电感设定为低于图(A)的电感的状态的示意图。
[图7]是示出根据第三实施例的变速装置的发电机的示意图。
[图8](A)是示出图7所示定子的第一状态的示意图；以及，图(B)是表示图7所示的定子的第二状态的示意图。
[图9]是示出输出电流特性随着图7所示的发电机中包括的转子的旋转速度变化的曲线图。
具体实施方式
将描述本发明人进行的与变速装置有关的研究，该变速装置改变发动机的旋转转矩和旋转速度并且将改变的旋转转矩和转速供给旋转机构。
例如，当专利文献1所示的车辆高速地行驶时，作为马达的第二旋转电机需要高速地旋转。这要求将较高电压供给第二旋转电机。为此，车辆使发动机的吸入空气量和燃料喷射量增大。以该方式，车辆使从作为发电机的第一旋转电机供给第二旋转电机的电压增大。
例如，当专利文献1所示的车辆爬坡行驶时，作为马达的第二旋转电机输出较大的转矩。这要求将较大的电流供给第二旋转电机。为此，车辆使发动机的吸入空气量和燃料喷射量增大。以该方式，车辆使从发电机输出的电压增大。发电电压的增大引起发电机的发电电流增大。
发电电流在绕组中流动。通过绕组的阻抗阻碍发电电流。阻抗可以表示为发电机的绕组的电感和旋转的角速度的积ωL。当发动机的旋转速度增大时，阻碍发电电流的绕组的阻抗增大。
因此，在专利文献1所示的车辆中，为了增大马达的输出转矩而试图增加发电机的发电电流导致，与发电电流的增大相比，发动机的旋转功率更大地增加。这可能增大损耗。
此外，在专利文献1所示的车辆中，为了增大马达的输出转矩而试图增加发电机的发电电流导致，与发电电流的增大相比，发电机的电压更大地增大。需要使所连接的电部件具有高击穿电压。例如，通过接通/断开布置在发电机和马达之间的开关元件精确地控制发电机的输出电流。具有高击穿电压以承受增大的电压的该开关元件具有较大的接通电阻。这导致由于开关组件的热损耗造成的效率降低。
因此，专利文献1所示的车辆引起燃料效率降低。
本发明人针对上述问题进进行了研究。作为结果，本发明人发现：在专利文献1所示的车辆中产生上述问题的原因是因为控制发电机的输出时没有考虑电流和电压的区别使得电流和电压相互作用。
为了解决上述问题，本发明人进行了深入研究。
认为从发电机输出的电流的增大主要由电压的增大导致，这并不限于专利文献1所示的车辆。例如由旋转速度的增大、磁力的增大、或绕组的匝数的增大而使电压增大。由于电枢反应，电流随着旋转速度的增大而饱和。磁力的增大或绕组的圏数的增大导致尺寸增加。
使从发电机输出的电流增大的一种能够想到的方式是降低由电感导致的电枢反应。然而，认为减少绕组的电感导致交链磁通量减少，这使得难以增大电流。
本发明人聚焦于磁回路。影响电感的磁回路是用于绕组的磁回路。用于绕组的磁回路与从转子的磁体延伸并且通过绕组的磁回路不同。本发明人进行的研究基于用于绕组的磁回路和从转子的磁体延伸并且通过绕组的磁回路之间的明显区别。本发明人由此发现可以通过改变用于绕组的磁回路的磁阻而实施电感的较大改变。
作为结果，本发明人获得了如下发现：在变速装置中，通过改变发电机的绕组的电感而调整电流可以减小电流和电压之间的相互作用。
基于以上发现完成本发明的变速装置。在本发明的变速装置中，控制装置控制供给电流调整单元。供给电流调整单元根据输出到旋转机构的转矩的转矩要求而改变用于绕组的磁回路(其通过定子芯)的磁阻。以该方式，供给电流调整单元改变绕组的电感以调整被供给电负载装置的电流。当改变用于绕组的磁回路(其通过定子芯)的磁阻时获得的电流改变和电压改变的比率比当改变发动机旋转速度时获得的上述比率大。因此，与例如不改变电感时相比，本发明的变速装置能够调整供给马达的电流并且同时使电压变化与电流变化的相互作用较小。即，上述变速装置能够调整变速装置的输出转矩并且使电压变化和电流变化的相互作用较小。因此，上述变速装置能够增大输出转矩并且不引起发动机的旋转功率的过度增大。上述变速装置还能够增大变速装置的输出转矩而不引起发电电压的过度增大。这提高发动机的燃料效率。此外，抑制电压的过度增大。这允许采用具有较低击穿电压的开关组件。具有较低击穿电压的开关组件在接通时具有较低的电阻。抑制热损耗，所以能够获得较高的效率。因此，提高发动机的燃料效率。
如上所述，本发明的变速装置能够扩大转矩的调整范围并且由此抑制发动机的燃料效率的降低。此外，本发明的变速装置兼容于旋转速度的范围较广的发动机和旋转速度的范围较窄的发动机两者。
以下，本发明将基于优选实施例并且参照附图进行描述。
[第一实施例]
图1是一种设备的概略配置的方块图，该设备上安装有根据本发明第一实施例的变速装置。
图1示出车辆V，其作为安装有变速装置T的设备的示例。车辆V包括变速装置T和车体D。车辆V的车体D包括发动机14、车轮Wa、Wb、Wc、Wd、要求指示单元A和发动机控制单元EC。
将变速装置T连接到车轮Wa到Wd中的驱动轮Wc、Wd。将驱动轮Wc、Wd经由传动机构G连接到变速装置T。发动机14和变速装置T驱动驱动轮Wc、Wd进行旋转使得车辆V行驶。
驱动轮Wc、Wd表示根据本发明的车辆的旋转驱动机构的一个示例。上述旋转驱动机构表示本发明的旋转机构的一个示例。
发动机14是内燃机。发动机14使燃料燃烧。因此，发动机14输出机械功率。发动机14具有输出轴C。输出轴C例如为曲柄轴。
关于从发动机14到驱动轮Wc、Wd的动力传递，发动机14与驱动轮Wc、Wd并未经由机械部件进行连接。
发动机14不通过发动机14的旋转功率直接地驱动驱动轮Wc、Wd。因此，发动机14的旋转功率的控制较少地受到驱动轮Wc、Wd的操作特性中固有约束的影响。这为发动机14的旋转功率的控制提供更大的自由度。
发动机14具有发动机输出调整单元141。发动机输出调整单元141调整发动机14的旋转功率。发动机输出调整单元141具有节流阀调整机构和燃料喷射装置(未示出)。节流阀调整机构调整发动机14的吸入空气量。燃料喷射装置向发动机14供给燃料。发动机输出调整单元141对发动机14的吸入空气量和燃料喷射量进行控制。以该方式，发动机输出调整单元141调整发动机14输出的旋转功率。例如，发动机输出调整单元141使发动机14的吸入空气量和燃料喷射量增大。这引起发动机14的旋转功率增大。当发动机14的旋转功率增大时，输出轴C的旋转速度增大。输出轴C的旋转速度表示发动机14的旋转速度。
发动机控制单元EC控制发动机输出调整单元141。发动机输出调整单元141在发动机控制单元EC的控制下而对发动机14的旋转功率进行调整。
变速装置T是将从发动机14输出的旋转功率传递到作为旋转机构驱动轮Wc、Wd的机构。变速装置T接收旋转功率的供给，并且输出旋转功率。
变速装置T经由发动机14的输出轴C而机械地连接到发动机14，使得旋转功率从发动机14传递到变速装置14。变速装置T经由传动机构G而机械地连接到驱动轮Wc、Wd，使得旋转功率传递到驱动轮Wc、Wd。变速装置T包括发电机10、控制装置15、转换器16、逆变器17和马达18。变速装置T改变从发动机14输出的旋转转矩和旋转速度并且供给驱动轮Wc、Wd。关于变速装置T的详细情况见下文。
要求指示单元A输出转矩要求。要求指示单元A具有加速器操作器。
更具体地，要求指示单元A由车辆V的驾驶员操作。要求指示单元A根据操作和车辆V的行驶状况而输出车辆V的加速要求。车辆V的加速要求与从变速装置T输出的转矩要求对应。车辆V的输出与马达18的输出对应。车辆V的加速要求与马达18的输出转矩的要求对应。马达18的输出转矩与供给马达18的电流对应。因此，马达18的输出转矩与从发电机10输出的电流对应。
要求指示单元A输出作为加速要求的转矩要求，该转矩要求对从变速装置T输出的转矩进行要求。
对从变速装置T输出的转矩进行要求的转矩要求与对从发电机10供给马达18的电流进行要求的电流要求对应。
在该实施例中，要求指示单元A输出转矩要求及速度要求。例如，在主要要求车辆加速的情况下，要求增大输出到驱动轮Wc、Wd的转矩。例如，在主要要求增大车辆的行驶速度的情况下，要求增大输出到驱动轮Wc、Wd的旋转速度。
要求指示单元A连接到发动机控制单元EC和变速装置T。具体地，要求指示单元A向发动机控制单元EC和变速装置T输出表示要求的信号。发动机控制单元EC和变速装置T彼此协作地操作。
此处，要求指示单元A还可以经由发动机控制单元EC连接到变速装置T。在这种配置中，变速装置T经由发动机控制单元EC接收转矩要求。
[变速装置]
图2是示出图1所示的变速装置T的概略配置的系统配置图。
变速装置T包括发电机10、控制装置15、转换器16、逆变器17和马达18。
发电机10从发动机14接收旋转功率，并且将电流供给马达18。
关于从发动机14到发电机10的动力传递，发电机10机械地连接到发动机14。发电机10连接到发动机14的输出轴C。发电机10直接地连接到输出轴C。例如，发电机10可以安装到发动机14的曲轴箱(未示出)。替换地，例如，可以将发电机10布置在远离曲轴箱(未示出)的位置。
发电机10包括转子11、定子12和供给电流调整单元131。
发电机10为三相无刷型发电机。转子11和定子12构成三相无刷型发电机。
转子11包括永磁体。更具体地，转子11具有多个磁极部111和背轭部112。磁极部111由永磁体制造。背轭部112由例如铁磁材料制造。将磁极部111布置在背轭部112和定子12之间。将磁极部111安装到背轭部112。将多个磁极部111布置为绕着转子11的旋转轴线在周向方向Z上排列，即，在转子11的旋转方向上排成。将多个磁极部111布置为使得以N极及S极在周向方向Z上交替。发电机10是永磁体式三相无刷型发电机。未在转子11上设置用于供给电流的绕组。
将定子12布置为与转子11相对。定子12具有多个绕组121和定子芯122。定子芯122由例如铁磁材料制造。定子芯122构成定子12的磁回路。多个绕组121缠绕在定子芯122上。定子芯122具有芯主体122a(参照图3)和多个齿部122b。芯主体122a作为磁轭而发挥功能。多个齿部122b从芯主体122a朝向转子11延伸。多个齿部122b从芯主体122a朝向转子11突伸。朝向转子11延伸的齿部122b具有与转子11的磁极部111相对的远端面，并且磁极部和远端面之间具有气隙。定子芯122的齿部122b与转子11的磁极部111直接地彼此相向。在周向方向Z上间隔布置的多个齿部122b在周向方向Z上排列。多个绕组121中的每一个缠绕在多个齿部122b的每一个上。缠绕每一个绕组121以通过多个齿部122b之间的槽。每一个绕组121与三相的任一相(即，U相、V相和W相)对应。在周向方向Z上依次布置与U相、V相和W相对应的绕组121。
转子11连接到发动机14的输出轴C。转子11与旋转的输出轴C一起旋转。转子11使磁极部111以与定子芯122的齿部122b相对的状态旋转。当转子11旋转时，与绕组121交链的磁通量变化。因此，在绕组121中产生感应电压。这就是发电机10发电的方式。发电机10将产生的电流供给马达18。将发电机10输出的电流供给到马达18。具体地，将发电机10输出的电流经由转换器16和逆变器17供给马达18。当发电机10输出的电流增大时，从转换器16供给到逆变器17的电流增大，使得供给马达18的电流增大。将发电机10输出的电压经由转换器16和逆变器17而供给马达18。
在本实施例中，转子11和定子12具有轴向间隙结构。转子11和定子12在转子11的旋转轴线方向(轴向)X上彼此相对。定子12所具有的多个齿部122b从芯主体122a向轴向X突伸。在该实施例中，轴向X是转子11与定子12彼此相对的方向。
供给电流调整单元131对从发电机10供给到马达18的电流进行调整。为了调整供给马达18的电流，供给电流调整单元131改变绕组121的电感。供给电流调整单元131改变用于绕组121的磁回路的磁阻。用于绕组121的磁回路是通过定子芯122的磁回路。以该方式，供给电流调整单元131改变绕组121的电感。供给电流调整单元131是电流调整机构。用于绕组121的磁回路例如是闭环回路。用于绕组121的磁回路为如下回路，即，通过绕组121的内部路径然后从绕组121的内部路径的一个端部(靠近转子的端部)出来然后进入相邻绕组121的内部路径的一个端部(靠近转子的端部)并且然后通过上述相邻绕组121的内部路径从相邻绕组121的内部路径的另一个端部(远离转子的端部)出来并且然后进入上述绕组121的内部路径的另一个端部(远离转子的端部)。绕组121的内部路径是设置在绕组121内的路径以在转子11与定子12的相对方向上延伸。用于绕组121的磁回路部分地具有非磁性体间隙，例如气隙。用于绕组的磁回路例如包括定子芯122和非磁性体间隙。
关于通过供给电流调整单元131调整电感的细节将在下文进行说明。
在发电机10与马达18之间的电力供给路径上设置转换器16和逆变器17。转换器16连接到发电机10。逆变器17连接到转换器16和马达18。将从发电机10输出的电力通过转换器16和逆变器17供给马达18。
转换器16对从发电机10输出的电流进行整流。转换器16将从发电机10输出的三相交流电转换成直流电。转换器16输出直流电。例如，转换器16具有逆变器电路。例如，转换器16具有三相桥接逆变器电路。上述三相桥接逆变器电路包括与三相的各相对应的开关元件Sa。基于来自位置传感器(未示出)的信号控制开关元件Sa的接通和断开操作，该位置传感器对转子11的旋转位置进行检测。
通过控制装置15控制转换器16的操作。例如，转换器16使开关元件Sa的接通和断开的定时相对于三相交流电的预定相位角而变化。以该方式，转换器16可以调整供给马达18的电流。这就是转换器16调整供给马达18的电力的方式。
由转换器16进行的调整主要用于限制发电机10产生的电流。由转换器16进行的调整不同于由改变发电机10的电感而实施的电流的控制。在由转换器16进行的电流限制为最小的假设下进行以下说明。
转换器16还可以包括桥接电路，该桥接电路包括二极管。即，可以将转换器16构造为整流器。在该情形下，转换器16仅仅执行整流而不执行电流的控制。
通过从发电机10供给的电力操作马达18。马达18驱动驱动轮Wc、Wd以驱动。因此，马达18使车辆V行驶。关于动力传递，马达18未机械地连接到发电机10。
例如，马达18是三相无刷型马达。马达18包括转子181和定子182。本实施形例的马达18的转子181和定子182的构结构与发电机10的转子11和定子12的结构相同。
在本实施例的变速装置T中，发电机10电连接到马达18。因此，不需要在发电机10和马达18之间布置机械动力传动装置。这为发电机10和马达18的布置提供更大的自由度。例如，发电机10可以设置在发动机14中而将马达18布置在作为旋转机构的驱动轮Wc、Wd附近。
马达18的转子和定子可以构造为不同于发电机10的转子和定子。例如，马达18的磁极的数量或齿部的数量可以不同于发电机10的这些部件的数量。例如，可以采用感应马达或步进马达作为马达18。例如，可以采用具有电刷的直流电马达作为马达18。
马达18可以机械地连接到驱动轮Wc、Wd使得旋转功率被传递到驱动轮Wc、Wd。马达18经由传动机构G机械地连接到驱动轮Wc、Wd。更具体地，马达18的转子181连接到传动机构G。转子181的连接到传动机构G的一部分作为变速装置T的旋转输出单元而发挥功能。
马达18的输出是变速装置T的输出。对变速装置T的输出的要求(即，对马达18的输出的要求)根据车辆V的行驶状态而变化。例如，当车辆V以恒定速度在平坦地面行驶时，假设存在对缓慢增加行驶速度的要求的情形。在该情形中，加速度较小，因此对马达18要求的输出转矩的增大量相对较小。当马达18以恒定速度旋转时，马达18中产生与旋转速度有关的感应电压。产生感应电压以阻碍为了驱动马达18而供给马达18的电流。因此，供给马达18的电流相对较小。为了响应于缓慢增加行驶速度的要求，要求增大供给马达18的电压。
另一方面，假设要求车辆V急剧加速或爬坡行驶。这要求马达18输出转矩的增大量相对较大。在该情形下，供给马达18的电流的增大量较大。
逆变器17将用于驱动马达18的电流供给马达18。将来自转换器16的直流电供给逆变器17。逆变器17将从转换器16输出的直流电转换成相位相互错开120度的三相电流。上述三相电流的相对应于三相无刷型马达的三相。例如，逆变器17具有逆变器电路。例如，逆变器17具有三相桥接逆变器电路。上述三相桥接逆变器电路包括与三相的各相对应的开关元件Sb。基于来自位置传感器(未示出)的信号控制开关元件Sb，该位置传感器检测转子181的旋转位置。
逆变器17调整开关元件Sb的接通和断开操作以控制供给马达18的电压。例如，逆变器17基于脉宽调制信号接通开关元件Sb。控制装置15调整接通/断开的占空比。因此，控制装置15将供给马达18的电压控制为任意值。这就是逆变器17调整供给马达18的电力方式。
逆变器17和转换器16的每一者表示本发明的马达电力控制单元的一个示例。
控制装置15控制逆变器17。因此，控制装置15能够独立于发电机10的输出的控制而对供给马达18的电压进行控制。例如，即使电动机14和发电机10正在操作，控制装置15仍然能够通过停止向马达18的电压供给而使马达18处于停止状态。这在控制变速装置T的输出方面提供更大的自由度。
由逆变器17进行的调整与由改变发电机10的电感而进行电流的控制不同。实施由逆变器17进行的调整以限制从发电机10供给的电压。在以下说明中，假设使由逆变器17进行的电流限制保持为最小。
逆变器17可以包含在马达18中。在采用直流电马达作为马达18的情形中，省略逆变器17。
控制装置15根据关于输出到驱动轮Wc、Wd的转矩的转矩要求而控制从变速装置T输出的转矩。在本实施例中，控制装置15和发动机控制单元EC(参照图1)两者接收转矩要求。控制装置15与发动机控制单元EC协作。更具体地，控制装置15和发动机控制单元EC两者从要求指示单元A接收表示转矩要求的信号。控制装置15和发动机控制单元EC相互通信。
控制装置15控制从马达18输出的转矩。具体而言，控制装置15控制从发电机10供给马达18的电流。当要求增大转矩时，控制装置15执行控制以增大供给马达18的电流。
控制装置15连接到发电机10的供给电流调整单元131。控制装置15根据从要求指示单元A输出的转矩要求而控制供给电流调整单元131。
控制装置15还控制转换器16和逆变器17。
控制装置15包括转矩要求接收单元151和调整控制单元152。
控制装置15包括微控制器。控制装置15包括中央处理装置(未示出)和储存装置(未示出)。上述中央处理装置基于控制程序而执行运算处理。上述储存装置储存与程序和运算相关的数据。通过中央处理装置执行程序而执行转矩要求接收单元151和调整控制单元152。
转矩要求接收单元151接收转矩要求。转矩要求接收单元151从需指示单元A接收转矩要求。
调整控制单元152控制供给电流调整单元131。因此，供给电流调整单元131控制供给马达18的电流。
如果转矩要求接收单元151接收的转矩要求是要求增大从变速装置T输出到驱动轮Wc、Wd的转矩，则调整控制单元152执行控制以增大供给马达18的电流。即，调整控制单元152执行控制以增大供给马达18的电流。
[供给电流调整单元]
图3(A)和图3(B)是说明设置在图2所示发电机10中的供给电流调整单元131进行调整的示意图。图3(A)示出将绕组121的电感设定为最大值时的状态。图3(B)示出绕组121的电感设定为小于图3(A)的值时的状态。
图3(A)示出设置在发电机10中的转子11的一部分和定子12的一部分。本实施例的发电机10包括SPM(Surface Permanent Magnet，表面永磁体)发电机。转子11和定子12彼此相对。更具体地，转子11的磁极部111和定子12的定子芯122的齿部122b彼此相对并且之间具有气隙。磁极部111暴露于定子12。
供给电流调整单元131改变用于绕组121的通过定子芯122的磁回路F2的磁阻。以该方式，供给电流调整单元131改变绕组121的电感以调整供给马达18的电流。具体而言，供给电流调整单元131相对于绕组121移动定子芯122的位置。这就是供给电流调整单元131改变用于绕组121的通过定子芯122的磁回路的磁阻的方式。
绕组121固定到发电机10的壳体(未示出)。将定子芯122支撑在壳体上使得相对于绕组121在轴向X上可自由地移动。绕组121未固定到齿部122b。确保在筒状的绕组121和齿部122b之间设置有间隙。上述间隙是使得齿部122b相对于绕组121可自由地移动的程度。
供给电流调整单元131使定子芯122移动以使齿部122b在移动出入筒状地缠绕绕组121的方向上移动。在本实施例中，供给电流调整单元131使定子芯122在轴向X上移动。控制装置15根据转矩要求而使供给电流调整单元131操作。
在图3中，为了以容易理解的方式描述定子芯122的移动，以齿轮与齿条机构和马达的形式示意性地表示供给电流调整单元131。此处，可以采用除了图示机构之外的其他机构作为使定子芯122移动的供给电流调整单元131。例如，可以采用具有筒状元件的构件，该筒状元件与定子芯同心地布置且与定子芯螺纹配合。这种机构能够通过例如使筒状元件相对于定子芯旋转而使定子芯于在轴向X上移动。
供给电流调整单元131使定子芯122相对于绕组121的位置移动同时保持定子芯122相对于转子11的位置。在图3中，虚线Q表示转子11和定子芯122一起在轴向X上移动。用于保持转子11与定子芯122的相对位置的结构例如通过可旋转地支持转子11的轴承部113而形成。轴承部113相对于定子芯122的位置固定。
图3(A)和图3(B)中示出由磁极部111而产生的主要磁通量F1。每一个磁通量F1的线表示由磁极部111产生的磁通量F1流动通过的主要磁回路。将磁通量F1流动通过的磁回路称为磁回路F1。
由磁极部111产生的主要磁通量F1流动通过磁极部111、磁极部111与齿部122b之间的气隙、齿部122b、芯主体122a和背轭部112。即，由磁极部111、磁极部111与齿部122b之间的气隙、齿部122b、芯主体122a和背轭部112构成磁回路F1。
此处，图3(A)和图3(B)示出在周向方向上排列的多个齿部122b中的3个齿部122b。为了提供磁回路F1的简单图示，图3(A)和图3(B)示出磁极部111与3个齿部122b中的中间齿部122b相对的状态。
当转子11旋转时，由磁极部111产生的且与绕组121交链的磁通量的量变化。与绕组121交链的磁通量的量的变化导致在绕组121中产生感应电压。即，进行发电。
在绕组121中产生的感应电压依赖于与绕组121交链的磁通量的量。磁回路F1的磁阻越大，与绕组121交链的磁通的量越小。磁回路F1的磁阻主要依赖于齿部122b与磁极部111之间的气隙的磁阻。齿部122b与磁极部111之间的气隙的磁阻依赖于齿部122b与磁极部111之间的气隙的气隙长度L1。
因此，在绕组121中产生的感应电压依赖于齿部122b与磁极部111之间的气隙的气隙长度L1。
图3(A)和图3(B)示出由绕组121中的电流流动而产生的主要磁通量F2。当进行发电时，感应电压引起的电流在绕组121中流动。在进行发电时由绕组121中的电流流动产生磁通量F2。每一个磁通量F2的线表示由在绕组121中流动的电流产生的磁通量F2通过的主要磁回路。将磁通量F2通过的磁回路称为磁回路F2。磁回路F2是用于绕组121的磁回路。用于绕组121的磁回路F2由以下路径构成，该路径通过绕组121的内部且提供整体磁回路F2的最小磁阻。
磁回路F2通过定子芯122。磁回路F2通过相邻的齿部122b。在图中，示出在周向方向上排列的多个齿部122b中的3个齿部122b。作为典型示例，示出用于缠绕在3个齿部122b中的中间齿部122b上的绕组121的磁回路F2。用于某绕组121的磁回路F2通过其上缠绕有该绕组121的齿部122b和与该齿部122b相邻的两个齿部122b。
由绕组121中的电流产生的主要磁通量F2流动通过齿部122b、芯主体122a和相邻的两个齿部122b之间的气隙。即，磁回路F2由齿部122b、芯主体122a和相邻的两个齿部122b之间的气隙构成。通过定子芯122的磁回路F2包含一个气隙。磁回路F2中的包括气隙的部分使用粗线表示。将磁回路F2中的包括气隙的粗线部分简称为气隙F2a。气隙F2a位于绕组121与转子11之间。磁回路F2中包括的气隙F2a位于绕组121与转子11之间且相邻的齿部122b之间。气隙F2a是非磁性体间隙。设置磁回路F2的与气隙F2a相对应的部分以连接将相邻的两个齿部122b的与转子11相对的相应部分。
用于绕组121的磁回路F2包含相邻的两个齿部122b之间的气隙F2a。磁回路F2大致上不包含转子11的背轭部112。基于以下理由，由绕组121中的电流产生的磁通量F2的绝大部分通过相邻的两个齿部122b之间的气隙而不通过转子11的背轭部112。
对于由绕组121中的电流产生的磁通量F2，将磁极部111简单地认为是磁通量路径。在本实施例中，磁极部111由磁导率低至空气的永磁体构成。因此，可以将磁极部111认为是等同于用于磁回路F2的空气。由于磁极部111等同于空气，因此定子12与转子11之间的大致气隙长度等于从齿部122b到背轭部112的距离L11。从齿部122b到背轭部112的距离L11包括轴向X上的磁极部111的厚度。因此，距离L11比齿部122b到磁极部111的距离L1长。
此外，在本实施例中，由绕组121中的电流产生的磁通量F2的量小于由磁极部111的永磁体产生的磁通量的量。由绕组121中的电流产生的磁通量F2的绝大部分难以穿过气隙长度L11到达背轭部112。由绕组121中的电流产生的磁通量F2中流动通过背轭部112的磁通量较少。
因此，由绕组121中的电流产生的磁通量F2的绝大部分流动通过齿部122b之间的气隙F2a而非通过转子11的背轭部112。在图3(A)所示的状态下，将绕组121的电感设定为最大可设定值。在图3(A)所示的状态下，磁回路F2中包括的气隙F2a具有磁回路F2的部分中的最大磁阻。气隙F2a具有比磁回路F2中除气隙F2a以外的剩余部分F2b的磁阻更大的磁阻。
因此，磁通量F2的流动通过齿部122b与齿部122b之间的气隙的磁通量成分与流动通过转子11的背轭部112的磁通成分的比率大于由磁极部111产生的磁通量F1中的比率。
绕组121的电感依赖于用于绕组121的磁阻。绕组121的电感与用于绕组121的磁阻成反比。
此处，用于绕组121的磁阻是由绕组121中流动的电流产生的磁通量F2流动通过的磁回路F2的磁阻。定子芯122的磁阻(即，用于绕组121的磁阻)包含相邻的两个齿部122b之间的气隙F2a的磁阻。严格意义上，由绕组121中的电流产生的磁通量F2流动通过定子12和转子11两者。然而，如上所述，由绕组121中的电流产生的磁通量的绝大部分流动通过相邻的两个齿部122b之间的气隙而不到达转子11的背轭部112。因此，绕组121的磁阻与通过转子11的磁回路F1的磁阻相比更大地依赖于通过定子12的磁回路F2的磁阻。即，绕组121的电感与从绕组121侧观察时通过转子11的磁回路F1的磁阻相比，更大程度地依赖于从绕组121侧观察时通过定子芯122的磁回路F2的磁阻。因此，大致上，绕组121的电感依赖于从绕组121侧观察时通过定子芯122的磁回路F2的磁阻。
供给电流调整单元131使定子芯122相对于绕组121的位置移动。以该方式，供给电流调整单元131改变用于绕组121的通过定子芯122的磁回路F2的磁阻。这就是供给电流调整单元131改变绕组121的电感方式。例如，在供给电流调整单元131使定子芯122在箭头X1方向上移动的情形下，定子芯122的齿部122b在筒状地缠绕的绕组121的脱离方向上移动。
图3(B)示出具有的电感比图3(A)所示状态的电感小的状态。
由于定子芯122的齿部122b从绕组121脱离，所以绕组121中存在的定子芯122的量减少。因此，绕组121中的磁通量扩大。从用于绕组121的磁回路F2的观点而言，构成磁回路F2的气隙F2a的长度变长。这使位于绕组121与转子11之间的气隙F2a的磁阻增大。即，磁阻最大的气隙F2a的磁阻增大。因此，用于绕组121的通过定子芯122的磁回路F2的磁阻增大。因此，绕组121的电感减少。
供给电流调整单元131改变磁阻最大的气隙F2a的磁阻。以该方式，供给电流调整单元131改变通过相邻的齿部122b的磁回路F2的磁阻。，例如与改变除气隙F2a以外的部分的磁阻相比，这可以引起绕组121的电感发生较大的变化。
此外，供给电流调整单元131改变绕组121的电感使得绕组121的电感的变化率大于与绕组121交链的磁通量的变化率。这就是供给电流调整单元131调整电流的方式。根据本实施例的发电机10的供给电流调整单元131移动定子芯122相对于绕组121的位置并且同时维持定子芯122相对于转子11的位置。
当供给电流调整单元131使定子芯122在箭头X1的方向上移动时，因此转子11在箭头X1的方向上移动。因此，保持定子芯122相对于转子11的位置。这可以于抑制齿部122b与磁极部111之间的气隙长度L1的变化，该变化可能由定子芯122的移动导致。因此，抑制从磁极部111向定子芯122流动的磁通量F1的变化。即，抑制与绕组121交链的磁通量F1的变化。
图4是示意性地示出图3(A)中所示的发电机10的绕组121的等效电路的电路图。
简化在图4中绘制的电路以概述由发电机10产生的电压和电流的变化。此外，基于假设省略转换器16和逆变器17的状态是固定而加以的描述。
如图4所示，绕组121电性地包含交流电电压源121A、电感器121B和电阻121C。
交流电电压源121A输出感应电压E，该感应电压E主要依赖于与绕组121交链的磁通量Φ。更具体地，感应电压E依赖于磁通量F1与转子11的旋转速度ω的积。电感器121B的电感L主要依赖于用于绕组121的定子芯122的磁阻。电阻121C的电阻值R是绕组电阻。绕组121的阻抗Zg概略性地表示为：((ωL)2+R2)1/2。
供给电流调整单元131根据电流要求而使定子芯122相对于绕组121的位置移动。因此，供给电流调整单元131改变用于绕组121的通过定子芯122的磁回路F2的磁阻。因此，供给电流调整单元131改变绕组121的电感L。电感L的改变导致阻抗Zg的改变。因此，调整发电机10供给的电流I。
供给电流调整单元131改变绕组121的电感使得与绕组121交链的磁通Φ的变化率小于绕组121的电感L的变化率。这就是供给电流调整单元131调整电流I的方式。因此，调整电流并且感应电压E的变化较小。
除了由供给电流调整单元131进行调整以外，还可以想到改变发动机14的输出(旋转功率)以作为用于对从发电机10输出的电流进行调整的方法。发动机输出调整单元141改变发动机14的旋转速度以改变转子11的旋转速度ω，从而调整供给马达18的电压。
发动机14的输出(旋转功率)主要改变输出轴C的旋转速度，即，转子11的旋转速度ω。转子11的旋转速度ω影响绕组121的感应电压E和阻抗((ωL)2+R2)1/2两者。因此，仅采用改变发动机14的输出轴C的旋转速度的方法不能避免供给电压和供给电流的较高的相互作用。
在这方面，发电机10根据与电流要求对应的转矩要求使定子芯122相对于绕组121的位置移动，从而改变用于绕组121的通过定子芯122的磁回路F2的磁阻。因此，改变绕组121的电感。因此，当改变用于绕组121的磁回路F2的磁阻时获得的电流改变和电压改变的比率不同于当改变转子11的旋转速度ω时的该比率。因此，例如与仅由发动机输出调整单元141改变发动机14的输出轴C的旋转速度时相比，本实施例的发电机10能够调整供给马达18的电流并且电压变化与电流变化的相互作用较小。
于本实施例中，定子芯122相对于绕组121的位置的移动导致改变用于绕组121的通过定子芯122的磁回路F2的磁阻。因此，改变绕组121的电感L，从而调整电流。本实施例能够慢慢地改变电感L，这是因为通过改变用于绕组121的定子芯122的磁阻的改变指向电感L的改变。
除了改变用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻之外，还可以想到改变绕组的大致匝数以作为改变电感的方法。例如，可以想到将设置在绕组端部的端子与设置在绕组中间的端子互换使用以作为电流输出端子。还可以想到使设置在绕组中间的端子与其他端子短路。这改变影响电流的大致匝数。因此，改变电感。
此处，在改变绕组的大致匝数的情形下，导致这种大致圏数的瞬间并且明显的改变。因此，在绕组中产生过大的电压。此外，过大的电流可能在短时间内流动。在改变大致圏数的情形下，要求设置用于切换电流的开关元件。此外，开关组件需要具有较高的击穿电压以承受过大的电压。绕组需要使用较粗的线材制造以应对过大的电流的变化。为此，改变绕组的大致匝数效率降低。此外，涉及发电机的尺寸增加。
在本实施例中，改变定子芯122的磁阻以改变绕组121的电感L。因此，可以慢慢地改变绕组121的电感L。这可以抑制在绕组121中产生的电压快速增加。因此，能够将具有较低击穿电压的部件连接到发电机10。这提供较高的效率。这还消除提供用于切换电流的开关元件的要求。这还允许使用相对较细的线材以用于绕组。抑制发电机10的尺寸增加。
[转矩-速度的控制]
图5是变速装置T的操作的流程图。
从变速装置T输出到驱动轮Wc、Wd的旋转功率受到发动机14和变速装置两者控制。旋转功率由控制装置15和发动机控制单元EC控制。在本实施例中，控制装置15和发动机控制单元EC彼此协作。因此，在下文中，将描述与发动机14的操作与变速装置T的操作。
变速装置T的控制装置15控制供给马达18的电流和电压。控制装置15重复图5所示的控制过程。
控制装置15的转矩要求接收单元151和发动机控制单元EC接收旋转功率的要求(S11)。转矩要求接收单元151接收转矩要求。上述转矩要求表示对从变速装置T输出的转矩的要求。转矩要求接收单元151接收要求指示单元A的操作量。转矩要求接收单元151基于要求指示单元A的操作量获得转矩要求。更具体地，转矩要求接收单元151基于要求指示单元A的操作量、车辆V的行驶状态、目标燃料效率的设定和对操作的遵循性的设定来获得转矩要求。转矩要求接收单元151获得关于转矩的要求和旋转速度的要求两者。
其次，控制装置15的调整控制单元152和发动机控制单元EC基于所接收的要求而控制旋转功率(S12)。调整控制单元152和发动机控制单元EC根据所接收的要求，分别控制供给电流调整单元131和发动机输出调整单元141(S12)。调整控制单元152基于由转矩要求接收单元151所接收的要求而控制从变速装置T输出的转矩。调整控制单元152在要求增大转矩时，控制从变速装置T输出的转矩。更具体地，调整控制单元152在要求增大转矩时，执行控制以增大从变速装置T输出的转矩。调整控制单元152控制从变速装置T输出的转矩和旋转速度。
调整控制部15单元与发动机控制单元EC协作以控制从变速装置T输出的转矩和旋转速度。调整控制单元152和发动机控制单元EC控制供给电流调整单元131作出的调整量和发动机输出调整单元141作出的调整量。调整控制单元152和发动机控制单元EC对利用供给电流调整单元131作出的调整量和利用发动机输出调整单元141作出的调整量之间的分配进行控制。
调整控制单元152对从变速装置T输出的转矩的增大量与旋转速度的增大量之间的分配进行控制。关于利用调整控制单元152和发动机控制单元EC的控制，将描述对转矩的增大量较大的控制的典型示例和旋转速度的增大量较大的控制的典型示例。将转矩的增大量较大的控制的典型示例称为转矩控制。将旋转速度的增大量较大的控制的典型示例称为速度控制。调整控制单元152和发动机控制单元EC根据所接收的要求而进行转矩控制、速度控制和使转矩控制与速度控制组合的控制中的任一种控制。
(速度控制)
在速度控制中，发动机控制单元EC使发动机14的旋转功率增大。具体地，发动机控制单元EC使发动机输出调整单元141增大发动机14的吸入空气量和燃料喷射量。发动机14的功率增大导致发动机14的旋转速度(意味着发电机10的转子11的旋转速度ω)增大。
在速度控制中，控制装置15不使供给电流调整单元131执行减少绕组121的电感L的调整。如图3所示，供给电流调整单元131保持定子芯122的齿部122b完全由筒状的绕组121容纳的状态。
当旋转速度ω增大时，图4所示的交流电电压源121A的感应电压E增大。感应电压E大致上与旋转速度ω成正比。这导致从变速装置T输出的电压增大。即，供给马达18的电压增大。因此，马达18的旋转速度增大。
(转矩控制)
在转矩控制中，控制装置15使电流调整单元131调整定子芯122的位置以减小绕组121的电感L。供给电流调整单元131调整定子芯122的位置以增加用于绕组121的定子芯122的磁阻。在本实施例中，供给电流调整单元131使定子芯122在定子芯122的齿部122b从图3所示的筒状的绕组121中脱离的方向上移动。因此，绕组121的电感L减少。
在变速装置T中，控制装置15根据转矩要求而使供给电流调整单元131调整用于绕组121的磁回路F2的磁阻。控制装置15根据与转矩要求对应的电流要求而使供给电流调整单元131调整用于绕组121的磁回路F2的磁阻。以该方式，供给电流调整单元131改变绕组121的电感。这就是可对供给作为电负载装置的马达18的电流进行控制的方式。
例如，在变速装置T中，控制装置15根据增大转矩的要求而使供给电流调整单元131增大用于绕组121的磁回路F2的磁阻。在变速装置T中，控制装置15根据与增大转矩的要求对应的增大电流的要求而使供给电流调整单元131增大用于绕组121的磁回路F2的磁阻。因此，供给电流调整单元131减少绕组121的电感。这可以增大供给作为电负载装置的马达18的电流。
供给电流调整单元131通过改变位于绕组121与转子11之间的气隙F2a的磁阻而改变绕组121的电感。伴随转子11的旋转而移动的磁极部111导致在绕组121与转子11之间产生交替磁场。例如，使位于绕组121与转子11之间的气隙F2a的磁阻减少导致交替磁场的损耗减少。准确地讲，通过气隙F2a的磁回路F2上的铁耗减少。损耗减少使得能够输出更大的电流。因此，可增大供给作为电负载装置的马达18的电流的调整量。
此外，在转矩控制中，发动机控制单元EC使发动机输出调整单元141(图2)增大发动机14的旋转功率。具体地，发动机控制单元EC使发动机输出调整单元141增大发动机14的吸入空气量和燃料喷射量。发动机14的旋转功率的增大导致发动机14的旋转速度(意味着发电机10的转子11的旋转速度ω)增加。
当旋转速度ω增加时，交流电电压源121A的感应电压E增大。感应电压E大致上与旋转速度ω成正比。感应电压E增大导致从发电机ω输出的电流增大。即，供给马达18的电流增大。因此，马达18的转矩增大。
控制装置15和发动机控制部EC通过使用例如映射图而进行控制，在该映射图中存储有彼此关联的电感、转子11的旋转速度和输出电流。例如基于以下关系(i)及(ii)而获得映射图。上述关系(i)为发动机14的旋转速度和马达18的输入电流的关系。上述关系(ii)为马达18的转矩与旋转速度的关系。例如基于对电感L的多个条件预先进行的发电机的测量或模拟而规定或设定上述关系(i)。上述关系(i)包含例如如图9所示的发电机10的旋转速度与输出电流的关系。上述关系(i)包含转换器16和逆变器17的操作的影响。例如基于预先进行的马达的测量或模拟的结果而规定或设定上述关系(ii)。
例如，控制装置15将与变速装置T所要求的转矩对应的马达18的输入电流确定为目标。例如，控制装置15控制供给电流调整单元131以获得电感L，该电感L允许在发电机10的最低旋转速度处供给目标电流。
发动机控制单元EC使发动机14在以下旋转速度下操作，该旋转速度允许由控制装置15所获得的电感L的条件下供给目标电流。在由转换器16和逆变器17限制电流和电压的情形下，基于限制的影响调整旋转速度。
此处，控制装置15和发动机控制单元EC不使用映射图而控制供给电流调整单元131也是可接受的。例如，由控制装置15和发动机控制单元EC执行的控制可以基于对表达式进行运算的结果。
将控制装置15和发动机控制单元EC构造为彼此协作以分别控制供给电流调整单元131和发动机输出调整单元141。例如，控制装置15发送发动机控制单元EC所需的旋转速度的信息。
优选地，供给电流调整单元131使绕组121的电感减少的整个时间段与发动机输出调整单元141使发动机14的旋转功率增大的整个时间段重迭。优选地，供给电流调整单元131使绕组121的电感减少的时间段与发动机输出调整单元141使发动机14的旋转功率增大的时间段重迭。
在本实施例中，当要求增大转矩时，发动机14通过发动机输出调整单元141作出的调整而增大其输出轴C的旋转功率。因此，发电机10的转子11的旋转速度ω增加。另一方面，变速装置T通过供给电流调整单元131作出的调整而减少绕组121的电感L。因此，抑制依赖于旋转速度ω与电感L的积的绕组121的阻抗Zg的增大。例如与未减少绕组121的电感L时相比，这提供从发电机10输出的电流的更大增大。因此，例如与未减少绕组121的电感L时相比，获得了从变速装置T输出的转矩的更大增大。
因此，即便发动机14的旋转功率的条件恒定，从变速装置T输出的转矩根据在变速装置T中执行的调整变化。此外，在变速装置T中，通过实施转矩控制而扩大从变速装置T输出的转矩的转矩调整范围。
例如，为了响应于增大转矩的要求，可以想到不使绕组121的电感L减少而使发动机14的旋转功率增大。
在该情形下，随着旋转功率增大，转子的旋转速度ω增加。因此，感应电压增大。旋转速度ω的增加还使绕组的阻抗Zg增大。因此，与旋转功率的增大相比，供给马达的电流的增大较小。因此，转矩的增大较小。
为使电流增大，不使绕组121的电感L减少而使发动机14的旋转功率增大导致与发电电流的增大相比，发动机14的旋转功率过度增加。旋转功率过度增加使发动机14的燃料效率减小。
此外，旋转功率的过度增加导致感应电压E的过度增大。例如，在马达18的旋转速度增大之后变成大致恒定的速度的情形下，供给马达18的电流减少。这使绕组121的阻抗Zg的影响降低。因此，从发电机10输出与过度增大的感应电压E对应的电压。此外，将转换器16布置在发电机10与马达18之间。向转换器16的开关组件施加与感应电压E对应的较高的电压。一般地，具有较高击穿电压的开关元件具有较大的接通电阻。因此，开关元件引起较大的损耗。
在这方面，将本实施例的发电机10构造为使得供给电流调整电源131响应于增大转矩的要求而使绕组121的电感L减少。因此，抑制绕组121的阻抗Zg的增大。例如与未减少电感L的情形相比，这允许从发动机14的旋转功率的增大而获得的变速装置T的输出转矩的更大增大。以该方式，抑制响应于增大转矩的要求的发动机14的旋转功率的过度增大。这提高发动机的燃料效率。还抑制输出电压的过度增大。这允许采用具有较小击穿电压并且具有较小接通电阻的开关元件。因此，获得较高的效率。
与例如不经由变速装置T而将发动机14的输出供给驱动轮Wc、Wd的情形相比，本实施例的变速装置T能够提高输出转矩的调整与旋转速度的调整的独立性，因此，变速装置T能够更好地响应于转矩要求与速度要求而作出调整。
此外，本实施例的变速装置T通过控制装置15对转换器16及逆变器17进行控制。因此，变速装置T能够独立于发电机10上的调整而对供给马达18的电流和电压进行控制，因此，变速装置T能够独立于发电机10上的调整而对从变速装置T的马达18输出的转矩和旋转速度进行控制。这提高变速装置T的输出的控制的自由度。
例如，变速装置T使转换器16和逆变器17停止向马达18的电力供给。以该方式，变速装置T能够在发动机14和发电机10操作使马达18处于停止状态。
[第二实施例]
接下来，对本发明的第二实施例进行说明。在以下第二实施例的描述说明中，将主要描述与上述第一实施例的不同点。
图6(A)和图6(B)是用于说明根据第二实施例在变速装置的发电机20中设置的供给电流调整单元作出调整的示意图。图6(A)示出将绕组121的电感设定为最大可设定值的状态。图6(B)示出将绕组121的电感设定为比图6(A)的值更小的值的状态。
图6(A)中示出的绕组221、定子芯222和转子21的位置关系与参照图3(A)描述的第一实施例的位置关系相同。
磁回路F21是由磁极部211产生的磁通量所通过阀磁回路。磁回路F22是用于绕组221的磁回路。用于绕组221的磁回路F22由通过绕组221的内部且提供整个磁回路F22的最小磁阻的路径构成。磁回路F2通过定子芯222。磁回路F2通过相邻的两个齿部222b。
通过定子芯222的磁回路F22包含气隙F22a。气隙F22a位于绕组221与转子21之间。在磁回路F22中包括的气隙F22a位于绕组221与转子21之间且相邻的两个齿部222b之间。在磁回路F2中设置气隙F22a以连接相邻的两个齿部222b的分别与转子21相对的部分。
用于绕组221的磁回路F22不通过转子21的背轭部212。用于绕组221的磁回路F22具有相邻的两个齿部122b之间阀气隙F22a。
在图6(A)所示的状态下，磁回路F22中包括的气隙F22a的磁阻在磁回路F22的部分中的磁阻中最大。气隙F22a具有比磁回路F22中除气隙F22a以外的剩余部分F22b更大的磁阻。
在图6所示的发电机20中，供给电流调整单元231使绕组221移动。因此，供给电流调整单元231改变用于绕组221的通过定子芯222的磁回路F22的磁阻。因此，供给电流调整单元231改变绕组221的电感以调整供给马达18(参照图1)的电流。
供给电流调整单元231不使定子22的定子芯222移动而使绕组221移动。
更具体地，定子芯222固定到壳体(未示出)。在壳体上可旋转地支持转子21。转子21相对于轴向X而固定。在壳体上支撑绕组221使得绕组221相对于壳体在轴向X上可自由地移动。
供给电流调整单元231在使得齿部222b移动出入筒状的绕组221中的方向上使绕组221移动。在本实施例中，供给电流调整单元231使绕组221在轴向X上移动。例如，供给电流调整单元231使绕组221在箭头X2的方向上移动。在设置发电机20中的齿部222b上缠绕的绕组221一体地移动。控制装置15根据转矩要求而使供给电流调整单元231操作。
图6(B)示出具有比图6(A)示出的状态的电感更小的电感的状态。图6(B)所示的状态是绕组221在箭头X2的方向上移动之后的状态。
在本实施例中，供给电流调整单元231根据转矩要求而仅使绕组221移动。以该方式，供给电流调整单元231使定子芯222相对于绕组221的位置移动。因此，供给电流调整单元231改变用于绕组221的通过定子芯222的磁回路F22的磁阻。
例如，当绕组221在箭头X2的方向上(即，朝向转子21)移动时，定子芯222的齿部222b从绕组221脱离。齿部222b从绕组221脱离减少绕组221内存在的定子芯222的体积。因此，用于绕组221的磁回路F22中包括的气隙F22a的长度变长。这增大绕组221和转子21之间的气隙F22a的磁阻。即，具有最大磁阻的气隙F22a的磁阻增大。因此，用于绕组221的磁回路F2的磁阻增大。因此，绕组221的电感减小。
供给电流调整单元231改变磁阻最大的气隙F22a的磁阻。因此，供给电流调整单元231改变通过相邻的齿部222b的磁回路F22的磁阻。因此，例如与改变除气隙F22a以外的部分F22b的磁阻的情形相比，绕组221的电感易于发生更大的变化。
以此方式，供给电流调整单元231改变用于绕组221的通过定子芯222的磁回路F22的磁阻。因此，供给电流调整单元231改变绕组221的电感。
例如，供给电流调整单元231根据增大转矩的要求，使用于绕组221的磁回路F22的磁阻增大。因此，供给电流调整单元231根据增大电流的要求而使用于绕组221的磁回路F22的磁阻增大。因此，供给电流调整单元231使绕组221的电感减少。因此，可以增大供给马达18(参照图1)的电流。
供给电流调整单元231通过改变位于绕组221与转子21之间的气隙F22a的磁阻而改变绕组221的电感。这导致交替磁场的损耗减少。因此，可以增大供给马达18的电流的调整。
[第三实施例]
接下来，将描述本发明的第三实施例。在以下第三实施例的描述中，将主要描述上述第一实施例的不同点。
图7是示出根据第三实施例的变速装置中的发电机30的示意图。
图7所示的发电机30中设置的定子芯322包括多个第一定子芯部323和第二定子芯部324。
多个第一定子芯部323中的每一个具有与转子31相向的相向部323a，并且转子和相向部之间具有气隙。间隔地圆环状地布置多个第一定子芯部323。即，多个第一定子芯部323在周向方向Z上排列。多个第一定子芯部323在定子32中作为主要的齿部而发挥功能。在本说明书中，还可以将第一定子芯部323称为第一齿部323。第一定子芯部323的相向部323a在周向方向Z上的长度比第一定子芯部323的除相向部323a以外的部分的周向方向Z上的长度长。绕组321缠绕在每一个第一定子芯部323上。
将第二定子芯部324布置为隔着第一定子芯部323与转子31相对。第二定子芯部324不具有与转子31相向的相向部323a。第二定子芯部324具有圆环状的定子轭部324a和多个第二齿部324b。第二齿部324b从定子磁轭部324并且朝向第一定子芯部323突出。第二齿部324b的数量与第一定子芯部323的数量相同。可以将定子轭部324a与第二齿部324b构造为使得流动通过第二齿部324b的大致所有磁通量均流动通过定子轭部324a。即，第二齿部324b可以与定子轭部324a—体地成形。或者，第二齿部324b可以与定子轭部324a分开地形成使得它们能够安装在定子轭部324a。布置第二齿部324b以在周向方向Z上排列。将多个第二齿部324b彼此间隔地环状地布置为与多个第一定子芯部323的间隔相等。
本实施例的发电机30的供给电流调整单元331使定子芯322的一部分相对于绕组321的位置移动。供给电流调整单元331使多个第一定子芯部323和第二定子芯部324中的一者相对于另一者移动。以该方式，供给电流调整单元331改变用于绕组321的磁回路F32的磁阻。这就是供给电流调整单元331调整供给马达18的电流方式。
更具体地，第一定子芯部323固定到壳体(未示出)。支撑第二定子芯部324以在周向方向Z上可旋转。供给电流调整单元331使第二定子芯部324以转子31旋转轴线为中心在周向方向Z上旋转。以该方式，供给电流调整单元331使第二定子芯部324从第一状态(参照图8(A))移动到第二状态(参照图8(B))。
图8(A)是示出图7所示的定子32在第一状态的示意图。图8(B)是示出图7所示的定子32在第二状态的示意图。
在图8(A)所示的状态中，将绕组321的电感于设定为最大S可设定值。在图8(B)所示的状态中，将绕组321的电感设定为比图8(A)的值更小的值。
在图8(A)所示的第一状态下，在周向方向Z上定位多个第二齿部324b的每一者以与多个第一定子芯部323的每一者相向。在第一状态下，多个第一定子芯部323的每一者与第二定子芯部324之间的气隙长度L32比多个第一定子芯部323中相邻的第一定子芯部之间的气隙长度L33短。准确地讲，气隙长度L33是第一定子芯部323的各个部分彼此间的气隙长度，其中每一个该部分在转子31与定子32彼此相对的方向上布置在绕组321与转子31之间。
在图8(B)所示的第二状态下，在周向方向Z上，多个第二齿部324b的每一者定位在彼此相邻的第一定子芯部323之间。在第二状态下，多个第一定子芯部323的每一者与第二定子芯部324之间的气隙长度L34比多个第一定子芯部323中相邻的第一定子芯部323之间的气隙长度L33长。
将描述根据第三实施例的发电机30中的供给电流调整单元331作出的调整。
图8(A)和图8(B)示出由磁极部311产生的磁通量所流动通过的磁回路F31和由绕组321中的电流产生的主要磁通量F32。用于绕组321的磁回路F32由通过绕组321的内部且提供整个磁回路F32的磁阻最小的路径构成。磁回路F32通过定子芯322。磁回路F32通过相邻的第一定子芯部323(第一齿部323)。
磁回路F32包含3个气隙。将磁回路F32中的与相邻的两个第一定子芯部323(第一齿部323)之间的气隙相对应的部分称为气隙F32a。将磁回路F32中的与相邻的两个第一定子芯部323(第一齿部323)的每一者与第二定子芯部324之间的气隙相对应的部分称为气隙F32c。相邻的两个第一定子芯部323(第一齿部323)之间的气隙F32a位于绕组321与转子31之间。磁回路F32中包括的气隙F32a位于绕组321与转子31之间且在相邻的两个第一定子芯部323(第一齿部323)之间。设置气隙F32a以连接相邻的两个第一定子芯部323(第一齿部323)各自的相互相对的端面。
在图8(A)所示的第一状态下，多个第一定子芯部323(第一齿部323))的每一者与第二定子芯部324之间的气隙长度L32比个第一定子芯部中相邻的第一定子芯部323(第一齿部323)之间的气隙长度L33短。气隙长度L33是磁回路F32中最长的气隙。因此，在第一状态下，在用于绕组321的磁回路F32的部分中，相邻的第一定子芯部323之间的气隙F32a的磁阻最大。气隙F32a的磁阻比磁回路F32中除气隙F32a以外的剩余部分F32b、F32c、F32d中任一者的磁阻大。气隙F32a的磁阻比第一定子芯部323与第二定子芯部324之间的气隙F32c的磁阻大。
如图8(A)所示，由绕组321中的电流产生的磁通量F32流动通过相邻的第一定子芯部323和第二定子芯部324。用于绕组321的通过定子芯322的磁回路F32的磁阻依赖于相邻的第一定子芯部323之间的气隙长度L33。
由磁极部311产生的磁通量F31流动通过相邻的两个第一定子芯部323。磁通量F31流动通过一个磁极部311、磁极部311与第一定子芯部323之间的间隙、第一定子芯部323、第二定子芯部324、相邻的第一定子芯部323、磁极部311与第一定子芯部323之间的间隙、相邻的磁极部311和背轭部312。在图8(A)所示的第一状态下，磁极部311的磁通量F31流动通过相邻的两个第一定子芯部323和第二定子芯部324。
在图8(B)所示的第二状态下，多个第一定子芯部323的每一者与第二定子芯部324之间的气隙长度L34比多个第一定子芯部323中相邻阀第一定子芯部323之间的气隙长度L33长。因此，用于绕组321的通过定子芯322的磁回路F32的磁阻强烈地受到第一定子芯部323与第二定子芯部324之间的气隙长度L34的影响。因此，在第二状态下，用于绕组321的通过定子芯322的磁回路F32的磁阻大于第一状态下的磁阻。
由磁极部311产生的磁通量F31流动通过一个磁极部311、磁极部311与第一定子芯部323之间的间隙和第一定子芯部323。磁通量F31从第一定子芯部323直接地流动通过到相邻的第一定子芯部323。由磁极部311产生的磁通量F31流动通过相邻的两个第一定子芯部323之间的间隙。在第二状态下，以上述方式切换由磁极部311产生的磁通量F31的路径。在第二状态下，即便不切换磁通F31的路径，由磁极部311产生的磁通量F31的至少一部分仍然增加，该部分流动通过相邻的两个第一定子芯部323之间的间隙。流动通过相邻的两个第一定子芯部323之间的间隙的磁通量F31增大导致气隙F32a的磁阻大致地增大。即，在磁的意义上，等效于相邻的两个第一定子芯部323之间的气隙长度L33的增大。因此，进一步增大包含气隙F32a阀磁回路F32阀磁阻。绕组321的电感的变化率比利用磁极部311产生且与绕组321交链的磁通量的变化率大。
如上所述，绕组321的电感具有与用于绕组321的磁阻成反比的倾向。因此，在第二状态下的绕组321的电感小于在第一状态下的绕组321的电感。
供给电流调整单元331使多个第一定子芯部323和第二定子芯部324中阀一者相对于另一者从第一状态(参照图8(A))改变到第二状态(参照图8(B))。以该方式，供给电流调整单元331改变用于绕组321的磁回路F32的磁阻。因此，供给电流调整单元331改变绕组321的电感。这就是供给电流调整单元331调整供给马达18(参照图1)的电流的方式。
供给电流调整单元331改变气隙F32a的磁阻。供给电流调整单元331不改变作为相邻的齿部的第一定子芯部323之间的气隙长度L33而改变气隙F32a的磁阻。因此，供给电流调整单元331改变通过作为相邻的齿部的第一定子芯部323的磁回路F32的磁阻。在第一状态下，气隙F32a具有在磁回路F32的部分中的最大磁阻。因此，例如与改变除气隙F32a以外的部分的磁阻时获得的电感的改变相比，绕组321的电感的变化更大。
供给电流调整单元331通过改变位于绕组321与转子31之间的气隙F32a的磁阻而改变绕组321的电感。这导致交替磁场的损耗减少。因此，可以更大程度地调整供给作为电负载装置的马达18的电流。
图9是示出图7所示的发电机30的转子31的旋转速度相对于输出电流特性的曲线图。
在图9的曲线图中，虚线H1表示图8(A)所示的第一状态下的输出电流特性。在发电机30具有虚线H1所示的输出电流特性的情形下，发电机30以在图9的曲线图中输出电流与旋转速度的组合位于虚线H1处或以下区域的方式操作。实线H2表示图8(B)所示的第二状态下的输出电流特性。在发电机30具有实线H2所示的输出电流特性的情形下，发电机30以输出电流与旋转速度的组合位于实线H2处或以下区域的方式操作。此处，图9的曲线图示出为了以容易理解的方式描述电流控制而不操作供给电压调整单元344(参照图7)时获得的特性。
将参照图9的曲线图描述发电机30作出的调整。
聚焦由虚线H1表示的在第一状态下获得的输出电流，输出电流随着旋转速度增大而增大。因此，转子31的旋转速度也可以用于调整发电机30的输出电流。转子31的旋转速度与发动机14的输出轴C(参照图2)的旋转速度相对应。
在第一状态下，在转子31的旋转速度相对较小的区域中输出电流根据旋转速度的增加而急剧增加。在第一状态下，在旋转速度相对较高的区域中输出电流根据旋转速度的增加而慢慢地增加。即，在旋转速度相对较高的区域，输出电流相对于旋转速度的变化的变化率较小。
例如，如果发电机30固定在第一状态下，则要求转子31的旋转速度大幅地增加以在输出电流相对于旋转速度的变化的变化率较小的区域中增大输出电流。
例如，在车辆V(参照图1)行驶期间开始爬坡行驶时或赶超其他车辆行驶时，在高速行驶的车辆要求进一步增大变速装置T输出的转矩。在该情形下，发出用于增大转矩的要求。
如果在供给电流调整单元331的状态固定时，发出用于实现进一步加速的增加转矩的要求，则要求增大转子31的旋转速度(即，发动机14的旋转速度)。即，为了增大输出转矩而要求过度地增大发动机14的旋转功率。
例如，假定存在如下情形，即，在旋转速度为N1且输出电流为I1时，发出用于增大转矩的要求使得要求将电流增大到I2。在该情形下，如果发电机30固定在与曲线图的H1对应的第一状态，则转子31的旋转速度会过度地增大。换言之，发动机14的旋转速度过度增大。这使发动机14自身的燃料效率降低。
绕组321的感应电压与转子31的旋转速度大致成正比。大幅地增大旋转速度引起感应电压的大幅增大。为承受电压的大幅增大，电部件需要具有较高的击穿电压。这导致由电部件的增大的击穿电压导致的效率降低。
在转矩控制中，控制装置15根据转矩要求控制供给电流调整单元331。转矩要求与电流要求对应。控制装置15根据转矩要求而改变用于绕组321的通过定子芯322的磁回路F32的磁阻。因此，控制装置15改变绕组321的电感。这就是调整供给马达18的电流的方式。更具体地，供给电流调整单元331使第二定子芯部324从第一状态(参照图8(A))移动到第二状态(参照图8(B))。因此，输出电流特性从图9所示的虚线H1表示的特性变化为如实线H2表示的特性。
例如，控制装置15使供给电流调整单元331(参照图7)将第二定子芯部324移动到第二状态(参照图8(B))。因此，控制装置15使电感降低。发动机控制单元EC使发动机14的旋转数增加到N2。因此，输出电流增大到12。从变速装置T输出的转矩根据输出电流的增大而增大。
控制装置15以上述方式执行控制。这与例如与仅增加发动机14的旋转数时相比，扩大转矩的调整范围。
在转矩控制中，发动机控制单元EC和控制装置15彼此协作。控制装置15使电流调整单元331调整绕组的电感，同时发动机控制单元EC使发动机输出调整单元141调整发动机的旋转功率。控制装置15在发动机14的旋转功率增大的过程结束前，开始使供给电流调整单元331减少绕组121的电感的过程。即，控制装置15执行控制使得，供给电流调整单元331使绕组121的电感减少的时间段与发动机输出调整单元141使发动机14的旋转功率增大的时间段重迭。
这提供从发电机供给马达18的电流的平稳增大。因此，转矩平稳地增大。此外，在发动机14的旋转功率的调整的过程中，抑制如下情形，在从发电机30输出的电流达到要求的转矩的电流值之前，发动机的旋转功率过度增大。
接下来，将描述旋转速度控制。当要求增大旋转速度时，控制装置15不使电感L减少。发动机控制单元EC使发动机输出调整单元141(参照图2)增大发动机14的旋转功率。
在本实施例中，控制装置15使发动机输出调整单元141增大发动机14的旋转功率，同时使供给电流调整单元331(参照图7)保持为与图9的曲线图的虚线H1对应的第一状态(参照图8(A))。
由发电机30产生的感应电压E(参照图4)与旋转速度ω大致成正比。具体地，一般在马达18自身的阻抗Zm较大时产生要求增大电压的情形。在该状态下，绕组321的阻抗Zg对发电机的输出电压所造成的影响较小。因此，从发电机输出与感应电压E对应的电压。
变速装置T能够响应于增大速度的要求而不使供给电流调整单元331减少绕组321的电感L。
对于本实施例变速装置T，为了使不能改变电感的普通发电机能够提供图9的实线H2表示的输出电流的特性，需要使绕组的厚度或磁体的量增大。绕组的厚度或磁体的量的增大导致变速装置自身的尺寸增加。因此，变速装置T的向车辆的可安装性和可运输性降低。如果将不能改变电感的普通发电机构造为提供实线H2表示的输出电流特性，则发电机无法提供虚线H1表示的输出电流特性。
例如，作为一种用于对供给马达18的电流进行调整的方法，例如可以想到利用DC-DC(Direct Current-Direct Current，直流-直流)转换器。然而，被构造为输入和输出能够驱动车辆V的电力的DC-DC转换器无法避免响应于要求的电力增加而使其部件(例如，内置的变压器)的尺寸增大。
在本实施例的变速装置T中，控制装置15控制供给电流调整单元331以根据电流要求而改变用于绕组321的通过定子芯322的磁回路F32的磁阻。因此，控制装置15改变绕组321的电感。这能够使变速装置T根据转矩要求而调整电流并且不增加绕组的厚度或磁体的量。
再次参照图7，将描述发电机30的供给电压调整单元344。
发电机30包括除供给电流调整单元331以外的供给电压调整单元344。供给电压调整单元344由控制装置15控制。
供给电压调整单元344改变从转子31的磁极部311流动并与绕组321交链的交链磁通量。以该方式，供给电压调整单元344改变绕组321的感应电压。这就是供给电压调整单元344调整供给马达18的电压方式。更具体地，供给电压调整单元344使转子31在轴向X上移动。因此，供给电压调整单元344改变转子31与定子32之间的气隙长度L31。例如，可以通过供给电压调整单元344而实现该转子31在轴向X上的移动，将供给电压调整单元344构造为使转子31轴承部313在轴向方向X上移动，以及轴承部313可旋转地支持转子31。转子31与定子32之间的气隙长度L31的改变导致转子31与定子32之间的磁阻的改变。因此，由磁极部311产生并与绕组321交链的磁通量的量改变。因此，改变发电机30所产生的电压。在变速装置T中控制发电机30所产生的电压提供从变速装置T输出的旋转功率的控制的更大自由度。
因此，本实施例的变速装置T能够通过发动机输出调整单元141对发动机14的旋转功率进行调整以外的方法，调整供给马达18的电压。这提供控制的更大自由度并且导致抑制燃料效率的降低。
供给电压调整单元344能够以如下方式进一步减小由供给电流调整单元331的操作而引起的与绕组321交链的交链磁通量的变化。
从转子31的磁极部311流动并与绕组321交链的交链磁通量流动过定子芯322。具体地，从磁极部311流动并与绕组321交链的交链磁通流动通过第一定子芯部323和第二定子芯部324。
响应于供给电流调整单元331使第二定子芯部324从第一状态(参照图8(A))移动到第二状态(参照图8(B))，改变第一定子芯部323与第二定子芯部324之间的气隙长度L32、L34。因此，从改变转子31的磁极部311流动并与绕组321交链的交链磁通量的量。
供给电压调整单元344改变改变转子31与定子32之间的气隙长度L31以补偿由供给电流调整单元331的操作而导致的与绕组321交链的交链磁通量的变化。这可以减少由供给电流调整单元331的操作而引起的与绕组321交链的交链磁通量的变化。
供给电流调整单元331结合由供给电压调整单元344作出的补偿能够整电流同时受到电压限制的影响较小。
在上述第三实施例中，发电机30包括供给电流调整单元331和供给电压调整单元344两者。然而，本发明的变速装置也可以不包括供给电压调整单元。
在上述第三实施例中，参照图9的电流特性的曲线图，可以调整供给至马达18阀电流同时控制电感。此处，应当注意在第一实施例和第二实施例中，可以调整供给至马达18阀电流同时控制电感。
作为在上述第三实施例中的第一定子芯部的示例进行描述的第一定子芯部323在与转子相对的端部具有具有突出部，该突出部在周向方向Z上(即，第一定子芯部并列布置的方向)突出。然而，本发明的第一定子芯部也可以不具有突出部。
于上述实施例中，作为示例描述对具有轴向间隙结构的转子和定子。本发明的变速装置也可适用于转子和定子彼此相对时的径向间隙，并且具有在转子和定子之间的在径向上的气隙。本实施例的轴向间隙结构中轴向X(图3)是本发明中的转子与定子彼此相对方向的一个示例。在径向间隙结构中，转子与定子在径向上彼此相对。
在上述实施例中，描述了包括SPM发电机的发电机。或者，本发明的发电机可以是由IPM(Interior Permanent Magnet，内部永磁体))发电机。
在上述实施形例的气隙是非磁性体间隙的一个示例。非磁性体间隙包含单一类型的或多种类型的非磁性体间隙。对非磁性材料没有特别的限定。非磁性材料的示例包括空气、铝和树脂。优选地，非磁性体间隙至少包含气隙。
在上述实施例中，作为转子11连接到发动机14的配置的具体示例，描述对转子11直接地连接到发动机14的输出轴C。此处，发动机14的输出轴C与发电机10的转子11也可经由例如皮带、齿轮、或驱动轴等传动机构而连接。
在上述实施例中，作为控制装置的示例，描述被配置为从要求指示单元A接收转矩要求和速度要求的控制装置15和发动机控制单元EC。然而，本发明不限于此。例如，控制装置还可以配置成从输出转矩要求的装置接收转矩要求，且从输出速度要求的其他装置接收速度要求。
本发明的控制装置不必总是与发动机控制单元通信。例如，控制装置与发动机控制单元具有共享的控制映射图，且从共用的要求指示单元接收相同的转矩要求。由于基于相同的转矩要求进行控制，所以控制装置与发动机控制单元协作进行控制。
此外，控制装置还可以集成到发动机控制单元。例如，控制装置可以构造在与发动机控制单元共享的基板或电子装置上。
在说明书中，描述了被配置为执行转矩控制、速度控制、或转矩控制与速度控制的组合的控制装置15和发动机控制单元EC。然而，控制装置和发动机控制部可以仅进行速度控制和转矩控制。或者，控制装置可以仅执行转矩控制。
在上述实施例中，作为要求指示单元A的示例，描述加速器操作器。此处，向本发明的变速装置发出的转矩要求可能不总是要求指示单元的输出。以下描述要求指示单元和向变速装置发出的转矩要求的一些示例：
由车辆的自动速度控制装置(巡航控制)发出的加速要求的信号；或
由驾驶员所操作的与加速器操作器不同的开关和音量的输出。
上述实施例描述的示例中，设置有配置为接收信号的控制装置。此处，向变速装置发出的转矩要求并不限于电信号。本发明的控制装置例如由连接到操作杆的金属丝操作也是可接受的。在该情形下，供给电流调整单元可以通过使用由金属丝传递的力而使定子芯移动。
在上述实施例中，作为马达18的示例，描述三相无刷马达。本发明的马达可以是包括供给电流调整单元的结构且具有与本实施例中描述的发电机的结构相同的结构的马达。例如，马达18可以与发电机30同样地具有多个第一定子芯部和第二定子芯部，且被构造为使第一定子芯部和第二定子芯部中的一者相对于另一者移动。
在上述实施例中，作为应用变速装置的装置的示例，描述具有四个车轮的车辆V。然而，本发明中的变速装置的应用并不限于此，可应用于具有三个或更少车轮的车辆、具有五个或更多车轮的车辆和不具有车轮的车辆。
例如，本发明中的变速装置可应用于具有车轮的车辆。本发明中的变速装置例如可应用于机车、三轮机车、公共汽车、卡车、高尔夫球车、手推车、ATV(All TerrainVehicle，全地形车辆)、ROV(Recreational Off-highway Vehicle，休闲越野车)和轨道式车辆。
例如，本发明中的变速装置可应用于驱动与车轮不同的驱动机构的车辆。例如，本发明中的变速装置可应用于工业车辆(例如铲车)、扫雪机、农用车辆、军用车辆、雪上摩托车、工程机械、小型滑行艇(水上车辆)、船舶、舷外机、舷内机、飞机和直升机。
旋转驱动机构包含驱动构件。旋转驱动机构例如可以是螺旋桨、叶轮、履带、或轨道皮带。旋转机构并不限于驱动车辆的机构。旋转机构可以是对车辆所具有的功能部分进行驱动的机构。
本发明中的变速装置例如可应用于发动机风扇、扫雪机、割草机、农机具、燃气发动机热泵和通用机械。
在上述实施例中，作为控制装置的示例，描述包含微控制器的控制装置15。但本发明并不限于此。控制装置例如可以包含布线逻辑。
本发明的发电机可以不安装于发动机的曲轴箱。本发明的变速装置可以布置在远离发动机的位置。例如，变速装置可以配置能够相对于车辆的车体装卸的车辆驱动变速单元。这种车辆驱动变速单元是相对于车体装卸的单个物理主体的装置。车辆驱动变速单元可以构造为使得车辆驱动变速单元所包含的所有部件(例如发电机、马达等)能够作为单个主体而相对于车体装卸。
转矩要求是用于增加、减少或保持从变速装置输出到旋转机构的转矩的要求。因此，用于使从变速装置输出到旋转机构的转矩从零增加的要求符合转矩要求。用于使从变速装置输出到旋转机构的转矩成为零的要求符合转矩要求。用于使从变速装置输出到旋转机构的转矩保持为零的要求大致上不等同于用于从变速装置向旋转机构输出转矩的要求。因此，用于使从变速装置输出到旋转机构的转矩保持于零要求不符合转矩要求。换言之，从变速装置输出到旋转机构的转矩保持于零时，不输入转矩要求。在本发明中，当转矩要求输入变速装置时，控制装置使供给电流调整单元改变用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻。当从变速装置向旋转机构输出转矩时，控制装置于根据输入到变速装置的转矩要求，使供给电流调整单元改变用于绕组观察的通过定子芯的磁回路的磁阻。
通过改变用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻而进行绕组的电感的改变。用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻的改变既可以分为多个阶段地进行，或可在单个阶段中进行，或可以连续地进行。换言之，发电机的输出电流特性可以分为多个阶段进行改变，或可以在单个阶段中改变，或可以连续地改变。
图9所示的虚线H1表示用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻较小时获得的示例性输出电流特性。图9所示的实线H2表示用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻较大时获得的示例性输出电流特性。即，图9所示的发电机的输出电流特性并不表示将本实施例中用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻的变化限制为两个阶段。发电机的输出电流特性可分以在多个阶段进行改变，或可以在单个阶段进行改变，或可以连续地改变。在多个阶段、单个阶段或连续地进行改变的输出电流特性中包括图9所示的虚线H1和实线H2表示的输出电流特性。在本发明中，用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻的改变可以在两个阶段中进行。
将描述供给电流调整单元将发电机的状态从高电阻状态和低电阻状态中的一种状态改变为另一种状态的情形。在低电阻状态下的用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻小于在高电阻状态下的用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻。例如，在改变发电机的状态以增大用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻的情形下，改变前的发电机的状态为低电阻状态，改变后的发电机的状态为高电阻状态。在改变发电机的状态以减少用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻的情形下，改变前的发电机的状态为高电阻状态，改变后的发电机的状态为低电阻状态。因此，在高电阻状态和低电阻状态的每一者下，对用于绕组的通过定子芯的磁回路的绝对磁阻并无特别限定。高电阻状态和低电阻状态是相对意义上的界定。高电阻状态下的绕组的电感小于低电阻状态下的绕组的电感。
在以下描述的示例中，高电阻状态下的发电机的输出电流特性的示例性输出电流特性与图9所示的虚线H1相对应，低电阻状态下的发电机的示例性输出电流特性与图9所示的实线H2相对应。在对应于虚线H1和实线H2的交点M的旋转速度(M)下，高电阻状态下的发电机与低电阻状态下的发电机在相同旋转速度(M)下输出相同大小的电流。即，在用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻的改变前后获得的发电机的输出电流特性曲线(H1、H2)具有在它们之间的交点，存在与该交点相对应的旋转速度(M)。此处，输出电流特性曲线表示相对于转子的旋转速度的发电机的输出电流的曲线。
如图9所示，将本发明的发电机构造为使得，在由供给电流调整单元将发电机的状态从低电阻状态改变为高电阻状态的情形下，高电阻状态下的发电机(H2)在以比旋转速度(M)更大的旋转速度(M+)旋转时，能够输出电流(I2)，电流(I2)比低电阻状态下的发电机(参照H1)在以旋转速度(M+)旋转时所能输出的最大电流更大。在本发明的发电机中，改变发电机的状态以使用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻增大，因此使发电机能够输出在改变之前在旋转速度相对较高时不能输出的大电流。
如图9所示，将本发明的发电机构造为使得，即，在供给电流调整单元将发电机的状态从高电阻状态改变为低电阻状态的情形下，低电阻状态下的发电机(H1)在以比旋转速度(M)小的旋转速度(M-)旋转时，能够输出比高电阻状态下的发电机(H2)在以旋转速度(M-)旋转时所能输出的最大电流大的电流。在本发明的发电机中，改变发电机的状态以使用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻变低，因此使发电机能够输出在改变前在旋转速度相对较低时无法输出的较大电流。
如上所述，将本发明的发电机构造为使得，在供给电流调整单元改变用于绕组的通过定子芯的磁回路的磁阻后，发电机能够在比旋转速度(M)大或小的旋转速度(M-或M+)下输出比改变前的发电机在上述旋转速度下能够输出的最大电流更大的电流。
本发明的变速装置能够将与从发动机输出的旋转转矩不同的旋转转矩和与从发动机输出的旋转速度不同的旋转速度供给到旋转机构(例如，旋转驱动机构)。
控制装置15根据转矩要求对供给电流调整单元131和作为马达电力控制单元的转换器16和/或逆变器17两者进行控制。在该情形下，可以在供给电流调整单元根据转矩要求执行使电感改变的控制的相同时刻或不同时刻，控制装置根据转矩要求执行使马达电力控制单元的操作模式改变的控制。此处，使马达电力控制单元的操作模式改变的控制是使转换器和/或逆变器的接通/断开的模式从一种预定模式到另一种预定模式的控制。此处，记载的模式可以是接通/断开循环固定的模式，或可以是接通/断开的循环随时间变化的模式。使马达电力控制部单元的操作模式改变的控制与马达电力控制单元的操作自身的控制不同。马达电力控制单元的操作自身的控制是指用以基于预定的接通/断开的模式使马达电力控制单元操作的控制。
应当理解，上述实施例中所使用的用于说明而并非意图以限定方式解释的术语和表述，并不排除此处示出且提到的特征的任何等同内容，并且允许落入本发明的要求保护范围内的各种变化。本发明可以具体化为多个不同的形式。本公开应当被理解为提供本发明原理的实施例。本文中描述多个示意性实施例，应当理解这些示例并非意图将本发明限定为本文描述和/或阐释的优选实施例。本文描述的实施并非为了限定。本发明包括基于本公开而本领域技术人员能够认识到的包含等同元件、修改、删除、组合、更改及/或替换的所有实施例。权利要求中的限制应当基于权利要求中采用的语言进行广义地解释而非限制于本说明书中描述或本申请审查期间的示例。本发明应当基于权利要求采用的语言进行广义地解释。
附图标记列表
T 变速装置
V 车辆
10，20，30 发动机
11，21，31 转子
12，22，32 定子
14 发动机
15 控制装置
16 转换器
17 逆变器
18 马达
131，231，331 供给电流调整单元
141 发动机输出调整单元
151 转矩要求接收单元
152 调整控制单元
323 第一定子芯部
324 第二定子芯部
344 供给电压调整单元

Claims (26)

1.一种变速装置，其被构造为改变从发动机输出的旋转转矩和旋转速度并且将改变的所述旋转转矩和所述旋转速度供给到旋转机构，所述变速装置包括：
发电机，其根据从所述发动机传递的旋转功率输出电力，所述发电机包括转子、定子和供给电流调整单元，所述转子包括永磁体并且通过从所述发动机传递的旋转功率旋转，所述定子与所述转子相对布置并且包括绕组和定子芯，所述绕组缠绕在所述定子芯上，所述供给电流调整单元被构造为通过改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流；
马达，其由从所述发电机输出的电力驱动并且将旋转功率输出到所述旋转机构；和
控制装置，其根据所述变速装置的转矩要求控制所述供给电流调整单元，以使所述供给电流调整单元改变所述绕组的电感而调整从所述发电机输出的电流，所述转矩要求对从所述变速装置输出到所述旋转机构的转矩进行要求。
2.根据权利要求1所述的变速装置，还包括马达电力控制单元，其设置在所述发电机与所述马达之间的电力供给路径中并且被构造为对供给到所述马达的电力进行控制，其中
所述控制装置控制所述马达电力控制单元和所述供给电流调整单元两者。
3.根据权利要求1所述的变速装置，其中，所述发动机包括对从所述发动机输出的旋转功率进行调整的输出调整单元，并且
所述控制装置与所述输出调整单元协作以使所述供给电流调整单元通过改变所述绕组的电感而调整从所述发电机输出的电流。
4.根据权利要求1所述的变速装置，其中，所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路包括至少一个非磁性体间隙，以及
所述供给电流调整单元通过改变所述至少一个非磁性体间隙中的位于所述绕组与所述转子之间的非磁性体间隙的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
5.根据权利要求2所述的变速装置，其中，所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路包括至少一个非磁性体间隙，以及
所述供给电流调整单元通过改变所述至少一个非磁性体间隙中的位于所述绕组与所述转子之间的非磁性体间隙的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
6.根据权利要求3所述的变速装置，其中，所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路包括至少一个非磁性体间隙，以及
所述供给电流调整单元通过改变所述至少一个非磁性体间隙中的位于所述绕组与所述转子之间的非磁性体间隙的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的变速装置，其中，所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路包括至少一个非磁性体间隙，以及
所述供给电流调整单元通过改变所述至少一个非磁性体间隙中的将所述绕组的电感设定为最大可设定值时具有最大磁阻的非磁性体间隙的磁阻，从而改变所述绕组的电感以调整从所述发电机输出的电流。
8.根据权利要求4至6中任一项所述的变速装置，其中，
所述供给电流调整单元通过改变所述至少一个非磁性体间隙中的将所述绕组的电感设定为最大可设定值时具有最大磁阻的非磁性体间隙的磁阻，从而改变所述绕组的电感以调整从所述发电机输出的电流。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻以改变所述绕组的电感，使得与所述绕组交链的磁通量的变化率小于所述绕组的电感的变化率，从而调整从所述发电机输出的电流。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过使所述定子芯的至少一部分相对于所述绕组的位置移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
11.根据权利要求7所述的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过使所述定子芯的至少一部分相对于所述绕组的位置移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
12.根据权利要求8所述的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过使所述定子芯的至少一部分相对于所述绕组的位置移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
13.根据权利要求10所述的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过使所述定子芯相对于所述绕组的位置移动同时保持所述定子芯相对于所述转子的位置以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的变速装置，其中，所述绕组缠绕在所述定子芯上但不固定在所述定子芯，并且所述供给电流调整单元使所述绕组移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻而改变所述绕组的电感，从而调整从所述发电机输出的电流。
15.根据权利要求1至6中任一项所述的变速装置，其中，所述发电机包括供给电压调整单元，所述供给电压调整单元通过改变从所述转子的所述永磁体流动并与所述绕组交链的交链磁通量而改变所述绕组的感应电压，从而调整从所述发电机输出的电压。
16.根据权利要求15所述的变速装置，其中，所述供给电压调整单元通过使所述永磁体相对于所述绕组的位置移动以改变从所述转子的永磁体产生并与所述绕组交链的所述交链磁通量而改变所述绕组的感应电压，从而调整从所述发电机输出的电压。
17.根据权利要求1至6中任一项所述的变速装置，其中，所述定子芯包括多个第一定子芯部和一个第二定子芯部，所述多个第一定子芯部中的每一者具有与所述转子相对的相向部，所述转子与所述相向部之间具有非磁性体间隙，以及所述一个第二定子芯部不具有所述相向部；以及
所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述一个第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻。
18.根据权利要求7所述的变速装置，其中，所述定子芯包括多个第一定子芯部和一个第二定子芯部，所述多个第一定子芯部中的每一者具有与所述转子相对的相向部，所述转子与所述相向部之间具有非磁性体间隙，以及所述一个第二定子芯部不具有所述相向部；以及
所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述一个第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻。
19.根据权利要求8所述的变速装置，其中，所述定子芯包括多个第一定子芯部和一个第二定子芯部，所述多个第一定子芯部中的每一者具有与所述转子相对的相向部，所述转子与所述相向部之间具有非磁性体间隙，以及所述一个第二定子芯部不具有所述相向部；以及
所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述一个第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻。
20.根据权利要求9所述的变速装置，其中，所述定子芯包括多个第一定子芯部和一个第二定子芯部，所述多个第一定子芯部中的每一者具有与所述转子相对的相向部，所述转子与所述相向部之间具有非磁性体间隙，以及所述一个第二定子芯部不具有所述相向部；以及
所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述一个第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻。
21.根据权利要求10所述的变速装置，其中，所述定子芯包括多个第一定子芯部和一个第二定子芯部，所述多个第一定子芯部中的每一者具有与所述转子相对的相向部，所述转子与所述相向部之间具有非磁性体间隙，以及所述一个第二定子芯部不具有所述相向部；以及
所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述一个第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻。
22.根据权利要求11所述的变速装置，其中，所述定子芯包括多个第一定子芯部和一个第二定子芯部，所述多个第一定子芯部中的每一者具有与所述转子相对的相向部，所述转子与所述相向部之间具有非磁性体间隙，以及所述一个第二定子芯部不具有所述相向部；以及
所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述一个第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻。
23.根据权利要求17所述的变速装置，其中，所述供给电流调整单元通过使所述多个第一定子芯部和所述一个第二定子芯部中的一者相对于另一者移动以从第一状态转换到第二状态，以改变所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻，
所述第一状态是所述多个第一定子芯部的每一者与所述一个第二定子芯部之间的所述非磁性体间隙的长度比所述多个第一定子芯部中相邻的第一定子芯部之间的所述非磁性体间隙的长度短的状态，
所述第二状态是所述多个第一定子芯部的每一者与所述一个第二定子芯部之间的所述非磁性体间隙的长度比所述多个第一定子芯部中相邻的所述第一定子芯部之间的所述非磁性体间隙的长度长的状态。
24.根据权利要求1至6中任一项所述的变速装置，其中
所述供给电流调整单元配置成将所述发电机的状态从高电阻状态和低电阻状态中的一者改变到另一者，其中，在所述低电阻状态下，所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻低于所述高电阻状态下所述绕组中的电流产生的磁通流动通过的磁回路的磁阻，
其中，在相等的转速下，在所述高电阻状态下的所述发电机和在所述低电阻状态下的所述发电机输出相同大小的电流，
其中，为了在电负载装置以较高转速旋转的同时进一步增大驱动源的输出，所述供给电流调整单元配置成将所述发电机的状态从所述低电阻状态改变到所述高电阻状态，所述发电机当以高于所述相等的转速的第一转速旋转时在所述高电阻状态下输出第一电流，所述第一电流大于所述发电机在所述低电阻状态下以所述第一转速旋转时输出的最大电流，并且
其中，在较低转速下，所述供给电流调整单元配置成将所述发电机的状态从所述高电阻状态改变到所述低电阻状态，所述发电机当以低于所述相等的转速的第二转速旋转时在所述低电阻状态下输出第二电流，所述第二电流大于所述发电机在所述高电阻状态下以所述第二转速旋转时输出的最大电流。
25.一种在根据权利要求1至23中任一项所述的变速装置中使用的控制装置，所述控制装置包括：
转矩要求接收单元，其被构造为接收用于所述变速装置的转矩要求，所述转矩要求对从所述变速装置输出到所述旋转机构的转矩进行要求；和
调整控制单元，其控制所述供给电流调整单元，所述供给电流调整单元被构造为根据所述转矩要求接收单元接收的转矩要求通过改变所述绕组的电感来调整电流。
26.一种车辆，其包括：
根据权利要求1至23中任一项所述的变速装置；
发动机，其将旋转功率供给到所述变速装置；和
作为所述旋转机构的旋转驱动机构，所述旋转驱动机构被供给有驱动所述车辆的具有由所述变速装置改变的转矩和旋转速度的旋转功率。
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