JP6614986B2 - 回転電機付き動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のオルタネータ及びスタータモータの持つ発電機能及びエンジン始動機能を統合する回転電機付き動力伝達装置に関する。

従来、車両用の発電装置として、図１９に示すように、内燃機関１０１のクランク軸端１０２に設けられたプーリ１０３にＶベルト１０４を介して接続されたオルタネータ１０５が知られている。

また、オルタネータ１０５に駆動の機能を付加し、温間時（暖機後）の内燃機関始動を可能にした（特許文献１〜３のＩＳＧ参照。）、更に車両走行時に駆動力の補助を行なう装置等が知られている。

特許第４７８２３４８号 特許第４７８７２４２号 特表２００９−５０８４６４号

しかしながら、前記による内燃機関始動方法では、冷間時の始動が出来なくなる事がある。これは、冷間時では、内燃機関の潤滑油の温度が低下する事で潤滑油の粘度が上昇し、始動時の撹拌抵抗が大きくなるとともに、Ｖベルト１０４とプーリ１０３との間での摩擦係数が低下して、Ｖベルト１０４とプーリ１０３との間で滑りが発生し、オルタネータ１０５の回転駆動力が内燃機関１０１に伝達できない等が要因として挙げられている。

このような問題から、前記のような装置を備えた車両においては、冷間時の内燃機関始動にも対応可能とする為に、オルタネータ１０５とは別に、スタータモータ１０６を必ず備えている。なお、図１９において、１０７はリングギヤ、１０８はトルクコンバータなどの発進装置、１０９は変速機である。

従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、Ｖベルトとプーリとを使うことなく、内燃機関と回転電機とを連結して冷間時の始動を確実に可能とする、回転電機付き動力伝達装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の１つの態様によれば、車両の内燃機関の出力軸から変速機までの動力伝達経路に配置された動力伝達装置において、
前記内燃機関の前記出力軸と同期回転する同期回転部材に連結され、かつ、前記内燃機関の前記出力軸の中心軸を回転軸とする回転子と、
前記同期回転部材に対して非回転側の固定部材に固定されかつ前記回転子と第１隙間を空けて対向する固定子とを有する回転電機を備えるとともに、
内燃機関始動時と発電時とで前記回転子の磁化力が異なるように調整する磁化力調整装置をさらに備え、
前記磁化力調整装置は、
前記回転子に磁化力を付与して前記回転子を励磁する界磁コイルと、
前記界磁コイルに供給する電気エネルギーを制御して前記界磁コイルで発生する前記磁化力を調整する磁化力調整制御部とを備えるとともに、
一方、前記動力伝達装置は、
前記固定子に電気的に接続されたインバータと、
内燃機関始動時と発電時とを区別して前記インバータと前記磁化力調整制御部とのそれぞれの駆動を制御する動力伝達装置制御部とをさらに備え、
前記磁化力調整装置は、
前記界磁コイルが前記回転電機の前記回転子に備えられ、
前記固定部材に配置された固定側の永久磁石と、
前記同期回転部材に連結されて前記回転子と同一回転をする回転側のコイルと、
前記磁化力調整制御部に電気的に接続されて、前記回転側のコイルに対する前記固定側の永久磁石の前記回転子の前記回転軸の軸方向沿いの相対的な位置関係を調整する永久磁石位置調整装置をさらに備えて、
前記動力伝達装置制御部により、前記磁化力調整制御部を介して前記永久磁石位置調整装置で、内燃機関始動時と発電時とで前記回転側のコイルに対する前記固定側の永久磁石の前記回転子の前記回転軸の軸方向沿いの相対的な位置関係を異ならせ、前記回転側のコイルから前記界磁コイルに供給する電気エネルギーを制御して前記界磁コイルで発生する前記磁化力を内燃機関始動時と発電時とで異ならせ、内燃機関始動時と発電時とで前記固定子に発生する誘起電圧を異ならせ、
前記回転側のコイルと前記界磁コイルとの間に介在されて、前記回転側のコイルから前記界磁コイルに供給される電流を整流及び平滑化する整流・平滑回路をさらに備え、
前記磁化力調整制御部から前記界磁コイルに供給する前記電気エネルギーは、前記固定側の永久磁石と前記回転側のコイルと前記整流・平滑回路とを介して前記界磁コイルに供給される、回転電機付き動力伝達装置を提供する。

本発明の前記態様によれば、前記回転電機の前記回転子を前記内燃機関の前記出力軸と同期回転する同期回転部材に連結するとともに、前記内燃機関の前記出力軸の中心軸を前記回転子の回転軸となるように前記回転電機を配置しているので、冷間時でも、前記回転電機の回転駆動力を内燃機関に確実に伝達でき、冷間時に内燃機関を確実に始動させることができる。

本発明の第１実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の一例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 図１Ａの動力伝達装置の一例における図１ＡのＩＢ−ＩＢ線断面の一部を示す断面図である。 図１Ａの回転電機の回転子の展開図である。 第１実施形態にかかる動力伝達装置の回転電機の誘起電圧と回転速度との特性の一例を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の変形例にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の別の例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す部分説明図である。 図４の回転電機の回転子の展開図である。 図４の回転電機の誘起電圧と回転速度との特性の一例を示すグラフである。 本発明の第１実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の別の例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 本発明の第１実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置のさらに別の例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 本発明の第１実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の概略図である。 本発明の第２実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の一例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 固定部材を省略した状態での、図１０Ａの動力伝達装置における図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線断面の一部を示す断面図である。 固定部材を省略した状態での、図１０Ａの動力伝達装置の回転側の誘導コイルにおける図１０ＡのＸＣ−ＸＣ線断面の一部を示す断面図である。 固定部材を省略した状態での、図１０Ａの動力伝達装置の固定側の誘導コイルにおける図１０ＡのＸＤ−ＸＤ線断面の一部を示す断面図である。 本発明の第２実施形態の動力伝達装置の別の例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 位置調整のずれ量が最も小さいときの本発明の第３実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の一例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 図１２Ａの動力伝達装置における図１２ＡのＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線断面の一部を示す断面図である。 図１２Ａの動力伝達装置における永久磁石位置調整装置の配置例を示す説明図である。 図１２Ａの動力伝達装置における永久磁石位置調整装置の別の配置例を示す説明図である。 図１２Ａの動力伝達装置における永久磁石位置調整装置での位置調整の一例を説明するためのグラフである。 位置調整のずれ量が少し大きいときの本発明の第３実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の一例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 位置調整のずれ量が大きいときの本発明の第３実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の一例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 位置調整のずれ量が最も大きいときの本発明の第３実施形態にかかる、回転電機を備えた動力伝達装置の一例において、回転軸に対する半断面として回転電機等の構成部分を示す説明図である。 回転子側の永久磁石により固定子コイルに発生する誘起電圧のグラフと補助コイルで発生させる誘起電圧のグラフである。 回転子側の永久磁石と、補助コイルで発生させる誘起電圧を界磁コイルに印加することにより固定子コイルに発生させる誘起電圧のグラフである。 誘起電圧と回転数との関係の一例のグラフである。 従来の内燃機関とスタータモータとオルタネータとの関係を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。

本発明の実施形態では、クラッチ又はトルクコンバータ又はフルードカップリング等の動力伝達装置において、内燃機関の出力軸の中心軸が回転電機の回転子の回転軸となるように回転電機を配置して、冷間時でも、回転電機の回転駆動力を内燃機関に確実に伝達でき、冷間時に内燃機関を確実に始動させることができるようにしている。

さらに、本発明の実施形態では、動力伝達装置に回転電機を組合せて配置するとき、１つの回転電機でオルタネータ及びスタータモータの持つ発電機能及び内燃機関始動機能の両方を発揮できるように統合し、コスト削減及びスペース削減を図るように構成している。

一般に、内燃機関始動機能と発電機能とで必要な特性は両極にあり、内燃機関始動時は高トルクかつ低回転が必要であるのに対して、発電時は低トルクかつ高回転が必要である。従って、発電機能及び内燃機関始動機能を一つの回転電機に統合するには、発電機能と内燃機関始動機能との両方を発揮させる為に回転電機で幅広いＮ−Ｔ特性を実現することが必要となり、回転子の磁化力を調整可能とする磁化力調整装置を設けている。

また、配置するにあたり、ブラシがあると有限寿命となり、かつ、トルクコンバータハウジング等の内部にブラシを配置することは、使用環境的にも問題となるため、ブラシレス化を図った上で回転電機及び発電機として組み込むように構成している。

なお、各実施形態の説明において、同じ部品又は部分は同じ参照符号を付することにより、重複した説明を省略している。

＜第１実施形態＞
本発明の第１の実施形態にかかる回転電機を備えた動力伝達装置５は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、車両１の内燃機関、例えば、エンジン２の出力軸３から変速機４までの動力伝達経路に配置され、回転電機１１を備えている。なお、以後の図では、図１Ａに示す動力伝達装置制御部１６などのブロックは、他の図では、理解しやすくするため省略している場合もある。本実施形態及びそれらの変形例等では、それぞれ、制御部１６などの同様なブロックを備えている。

回転電機１１は、商用車などで使用されるブラシレスオルタネータと類似する構造を持ち、クローポール型回転子７と、環状の固定子１０とを有している。

回転子７は、エンジン２の出力軸３と同期回転する同期回転部材６に連結され、かつ、エンジン２の出力軸３の中心軸を回転軸８としている。よって、エンジン２の出力軸３と回転電機１１の回転子７の回転軸８とは同一中心軸を持つことになる。

固定子１０は、回転子７の外側に、同期回転部材６に対して非回転側の固定部材９に固定され、かつ、回転子７と第１隙間１２を空けて対向している。固定子１０は、例えば、図１Ｂに示すように固定子巻線が巻回されており、回転子７の外周を囲繞するように配置されている。

第１実施形態は、一例として、同期回転部材６がトルクコンバータ６ａのエンジン側に連結されるドライブプレート６ｂである場合について説明する。ドライブプレート６ｂは、エンジン２の出力軸３と連結されて同期回転する。

より詳しくは、回転子７は、出力軸３と同一軸（回転軸８）周りに回転し、上流側（エンジン側）の端部が、ドライブプレート６ｂの下流側（エンジンとは反対側）端部の外面に固定された、断面Ｌ字状の円筒状の部材である。回転子７の上流側の端部から回転軸８の軸方向と直交する方向すなわち径方向外向きに延びたのち、直角に屈曲して、回転軸８の軸方向に円筒壁部７ｄとして延在している。この円筒壁部には、第１爪極（爪形磁極）７ａと非磁性体部７ｂと第２爪極（爪形磁極）７ｃとが一体的に配置されて、爪形回転子を構成している。すなわち、図２に示すように、回転子７の周方向（図２の上下方向）沿いには、鉄などの磁性体でそれぞれ形成された第１爪極７ａと第２爪極７ｃが、交互に爪形に突き出て波線を形成するように配置され、第１爪極７ａと第２爪極７ｃとの間には、アルミニウムなどの帯状非磁性体部７ｂが波線状に蛇行して配置されている。なお、図１Ａは図２のＩＡ−ＩＡ線で切断したときの断面図である。図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線で切断したときの断面図である。

一方、回転子７の外側に配置されている固定子１０は、回転子７の径方向外側に第１隙間１２を空けて円筒状に配置されている。すなわち、動力伝達装置５のハウジング（図示しない）に固定された固定部材９がトルクコンバータ６ａの外周に配置されている。固定部材９は、内側円筒部９ｂと外側円筒部９ａとの二重円筒形状でかつ内側円筒部９ｂの下流側端部と外側円筒部９ａの下流側端部との間が円環板部９ｃで覆われた構成となっている。内側円筒部９ｂと外側円筒部９ａとの間の空間に、上流側端部から回転子７の円筒壁部７ｄが挿入されている。なお、固定部材９は、動力伝達装置５のハウジングの一部であってもよい。

この固定部材９の外側円筒部９ａの内面には、固定子１０が固定されている。この固定子１０に第１隙間１２を介して回転子７が対向して配置されている。固定子１０と回転子７とは対向する面の回転軸方向の長さは、互いに同じである。よって、固定子１０から見ると、同じ位置で、回転子７の回転に伴い、第１爪極７ａと第２爪極７ｃとが交互に対向することになり、例えば、第１爪極７ａと第２爪極７ｃとがそれぞれＮ極とＳ極とに励磁されると、Ｎ極とＳ極とＮ極とＳ極とが交互に対向することになり、起電力が発生することになる。一般的なモータでは、永久磁石が配置されているが、この第１実施形態では、永久磁石は配置されていないので、界磁コイル１４を励磁して界磁コイル１４の磁化力を制御し、永久磁石のように機能させることで、発電機能を発揮させている。

固定部材９の内側円筒部９ｂの外面には、円筒状の界磁コイル１４が固定配置されて、回転子７に第２隙間２１を介して界磁コイル１４が対向して配置されている。界磁コイル１４には、界磁コイル１４に供給される電気エネルギーの一例としての直流電流を供給制御する磁化力調整制御部の一例としての電流制御部１５が接続されている。詳しくは後述するが、界磁コイル１４と電流制御部１５とにより、内燃機関始動時と発電時とで回転子７の磁化力が異なるように調整する磁化力調整装置１３の一例を構成している。よって、内燃機関始動時と発電時とで回転子７の磁化力を異ならせて、固定子１０に発生する誘起電圧を異ならせている。

このように、回転子７は、固定子１０と界磁コイル１４との間で回転することになる。

ここで、爪形回転子７の動作について説明する。まず、界磁コイル１４に電流制御部１５によって電流を流すと、第１爪極７ａと第２爪極７ｃとが励磁され、第１爪極７ａは例えばＮ極側に励磁され、第２爪極７ｃはＳ極側に励磁される。従って、爪形回転子７の周方向に配置される第１爪極７ａと第２爪極７ｃとは交互にＮ極とＳ極とに励磁され、この爪形回転子７が回転軸８を中心にして回転することにより、爪形回転子７の外側の固定子１０には、誘起電圧を有する起電力が発生することになる。よって、内燃機関始動時と発電時とで界磁コイル１４に流す電流を電流制御部１５で異ならせるように制御すれば、回転子７の磁化力を異ならせることができ、結果として、固定子１０に発生する誘起電圧を異ならせることができる。

動力伝達装置５は、さらに、固定子１０に電気的に接続されたインバータ１８と、インバータ１８の駆動を制御する動力伝達装置制御部１６とを備えている。

インバータ１８は、固定子１０に接続されて、発電モードでは固定子１０に発生した交流を直流に変換する。インバータ１８は、さらにバッテリ１９に接続されて、発電モードで前記変換した直流を充電する一方、始動モードでは、バッテリ１９からの直流を交流に変換して、固定子１０に供給して磁化するようにしている。

動力伝達装置制御部１６は、動作指令と、電圧と、回転速度との情報が入力されて、入力された情報に基づいて、インバータ１８と電流制御部１５との動作をそれぞれ制御する。一例として、動力伝達装置制御部１６には、動作指令入力部２０からの指令・情報と、インバータ１８で検出された電圧と、回転角度取得部１７で回転角度を取得しインバータ１８で演算して取得した回転速度などの情報が入力される。このように入力された情報に基づき、動力伝達装置制御部１６は、インバータ１８と電流制御部１５との動作をそれぞれ制御する。動作指令入力部２０は、例えばイグニッションスイッチなどで構成され、動力伝達装置制御部１６は、動作指令入力部２０からエンジン２の始動指令を受け取る。回転角度取得部１７は、一例として、出力軸３などからエンジン２の回転角度を検出するレゾルバで構成する。レゾルバで回転角度を検出して、検出した回転角度をインバータ１８に入力し、回転角度からインバータ１８において、演算により回転子７の回転速度を取得し、取得した回転子７の回転速度をインバータ１８から動力伝達装置制御部１６が受け取る。又は、回転角度取得部１７の情報を動力伝達装置制御部１６で直接演算して回転速度情報を得るか、若しくは、動作指令入力部２０などから動力伝達装置制御部１６に回転速度情報が入力されて回転速度情報を取得する等でもよい。

動力伝達装置制御部１６は、動作指令入力部２０からの情報と回転角度取得部１７を介してのインバータ１８からの情報とに基づき、少なくとも始動モードと発電モードを含む複数のモードのうちのいずれのモードかを判定する。動力伝達装置制御部１６は、判定したモードに応じて、インバータ１８を駆動又は駆動停止制御するとともに、電流制御部１５に対して制御指令等を出力して、動力伝達装置５を制御する。

前記した構成にかかる回転電機付き動力伝達装置は、例えば、以下のように動作する。

まず、動作指令入力部２０からエンジン２の始動指令を動力伝達装置制御部１６が受け取って、エンジン始動モードと判定して、回転電機１１をスタータとして始動機能を発揮させる場合について説明する。エンジン２の始動指令に基づき、動力伝達装置制御部１６は、インバータ１８を駆動して固定子１０に三相交流電流を流して固定子１０を磁化するとともに、電流制御部１５を駆動制御して界磁コイル１４に電流を流す。界磁コイル１４に電流を流して、回転子７の第１爪極７ａと第２爪極７ｃとを励磁する。この結果、回転子７が固定子１０に対して回転を開始するとともに、固定子１０において誘起電圧を有する起電力が発生する。この一連動作は一例であり、逆の順でも動作させることができる。

その後、図３に示すように、誘起電圧は回転子７の回転速度に応じて増加し、回転速度がエンジン２のアイドリングに対応するアイドリング回転速度Ｎｉｄｌｅより低い初爆の回転速度Ｎｍｉｎに到達したと動力伝達装置制御部１６で判定すると、動力伝達装置制御部１６において、インバータ１８の駆動を停止し、以後、所定の誘起電圧（要求電圧）Ｖｉを保持するように、自動的に発電モード、すなわち、回転電機１１を発電機として発電機能を発揮させる場合に移行する。所定の誘起電圧（要求電圧）Ｖｉとは、例えば、自動車における１４Ｖ前後の任意の電圧値である。

この発電モードでは、動力伝達装置制御部１６により、電流制御部１５を介して界磁コイル１４を励磁し続けるとき、誘起電圧が所定の誘起電圧Ｖｉで一定になるように、励磁電流を電流制御部１５で調整する。励磁電流を電流制御部１５で調整するとき、まず、界磁コイル１４の磁化力が一定となるように励磁電流を調整する。これは、界磁コイル１４が、あたかも永久磁石として機能することを意味している。このように、あたかも永久磁石が配置されたかのような状態で、回転子７が回転すると、回転電機１１は発電機として機能することになる。

界磁コイル１４の磁化力が一定であるとき、誘起電圧は、固定子１０に対する回転子７の回転が増加するのに伴って増加するが、電流制御部１５で電流を減少させるように制御すれば、誘起電圧を減少させることができて、結果として、誘起電圧を一定に制御することができる。

ここで、誘起電圧が一定となるようにするときのより具体的な例としては、以下のように制御することができる。すなわち、動力伝達装置制御部１６内の記憶部１６ａに予め記憶された以下の式などにより界磁コイル１４の電流と誘起電圧と回転速度との関係が予めわかっているため、この記憶部１６ａに予め記憶された情報を用いて、回転速度と界磁コイル１４の電流との情報を基に、誘起電圧を動力伝達装置制御部１６内の演算部１６ｂで算出する。次いで、演算部１６ｂで算出した誘起電圧が、誘起電圧一定とみなす誘起電圧の許容範囲内から逸脱したと動力伝達装置制御部１６内の判定部１６ｃで判定すると、その逸脱分に基づき、削減すべき電流量を演算部１６ｂで算出し、演算部１６ｂでの算出した結果を基に、指示部１６ｄから電流制御部１５に電流制御指示を出力して、電流制御部１５で電流を増減するように制御すればよい。このようにして、誘起電圧が一定となるように制御することができる。

誘起電圧Ｅ［Ｖ］＝磁束密度Ｂ［Ｔ］×長さＬ［ｍ］×速さＶ［ｍ／ｓ］
磁束密度Ｂ［Ｔ］＝透磁率μ×コイル巻き数Ｎ［回］×電流Ｉ［Ａ］／（２×コイル半径ｒ［ｍ］）
なお、始動モードと発電モードとの間の中間的なモードとして車両駆動アシストモードを動力伝達装置制御部１６に設定することもできる。このように、車両駆動アシストモードを設定して、例えば燃費向上の目的で動力伝達装置制御部１６により発電モードから車両駆動アシストモードに自動的に移行して車両駆動アシスト装置として作用させる場合は、インバータ１８を駆動しつつ、電流制御部１５で界磁コイル１４の磁化力を回転速度に応じて適宜調整すれば、車両駆動をアシストすることができる。例えば、電流制御部１５で磁化力を所定値よりも低くするように制御すれば、所定値の磁化力に対応する所定の回転速度よりも回転速度を高くすることができる。一例として、電流制御部１５での界磁コイル１４の磁化力の調整は、回転速度が低いときに磁化力を高く、逆に回転速度が高いときに磁化力を低くすることができる。なお、電流制御部１５で界磁コイル１４の磁化力を回転速度に応じて適宜調整することは、例えば燃費が向上するように予め設定されて動力伝達装置制御部１６に記憶されたプログラムに基づいて、動力伝達装置制御部１６により電流制御部１５を制御すればよい。

磁化力が固定の場合には、始動モードと発電モードとにおいて決められた特性である、高トルク低回転、又は、低トルク高回転のいずれかに固定されるが、これらの始動モードと発電モードとに限定されずに、前記したように磁化力を変動させれば回転速度も変動させることができる。例えば、トルクを下げつつ同じ出力でもって回転速度を高くすることもでき、エンジン２を始動させて発進させるときの発進アシストとしても有効である。

なお、ユーザがこの車両駆動アシストモードを適用してもよいとの指示を動力伝達装置制御部１６に入力したときのみ、発電モードから車両駆動アシストモードに自動的に移行するようにしてもよい。

なお、インバータ１８には、図示しないインバータ用駆動回路を有しており、インバータ１８の駆動を停止して発電機能を発揮し始めたとき、インバータ用駆動回路のダイオードの配列は整流器と同じであるため、整流器として機能させることができる。よって、発電機用の整流器を別に設ける必要はなく、コスト削減及び配置スペース削減を図ることができる。

第１実施形態の変形例として、図４に示すように、エンジン２の出力軸３と連結されて同期回転するトルクコンバータ６ａの外殻に回転子７を直接固定するとともに、非磁性体部７ｂの代わりに永久磁石７ｅを回転子７に配置して、界磁コイル１４による回転子７の磁化力を助けるようにしてもよい。図２の非磁性体部７ｂに相当する位置に、弱い磁力を持つ永久磁石７ｅを配置する。この永久磁石７ｅの磁力は、発電モード、エンジン始動モード、及び、車両駆動アシストモードなどのどのようなモードでも、最低限必要な磁力とし、永久磁石７ｅの磁力をそのような最低限必要な磁力として利用するものである。一方、変動させたい分の磁力は、界磁コイルでの磁化力とする。すなわち、図３では、界磁コイル１４による誘起電圧しか発生していなかったが、図６では、界磁コイル１４による誘起電圧に永久磁石７ｅにより発生する誘起電圧を加えた合計の誘起電圧が、固定子１０に発生する誘起電圧となる。このため、界磁コイル１４による誘起電圧を少なくすることができ、磁化力を小さく、すなわち、界磁コイル１４に流す電流を少なくすることができる。なお、最大回転速度Ｎｍａｘにおいて永久磁石７ｅにより発生する誘起電圧が、一定となるように制御をするときの誘起電圧（要求電圧）Ｖｉを越えないようにする。

なお、この変形例では、トルクコンバータ６ａの外殻に回転子７を直接固定しているが、これに限られるものではなく、回転子７は、図１、図７、又は図８のように他の同期回転部材６に連結されていてもよい。

図７は、第１実施形態の動力伝達装置の別の例として、同期回転部材６がフルードカップリング６ｆの外殻６ｇである場合について説明する。外殻６ｇは、エンジン２の出力軸３と連結されて同期回転する。なお、同期回転部材６としては、フルードカップリング６ｆの外殻６ｇの代わりに、フルードカップリング６ｆの内燃機関側に連結されるドライブプレートであってもよい。

図８は、第１実施形態の動力伝達装置のさらに別の例として、同期回転部材６が摩擦式クラッチ６ｃのクラッチカバー６ｄである場合について説明する。クラッチカバー６ｄは、フライホイールを介してエンジン２の出力軸３と連結されて同期回転する。なお、同期回転部材６としては、摩擦式クラッチ６ｃの外殻、例えば、クラッチカバー６ｄの代わりに、摩擦式クラッチ６ｃの内燃機関側に連結されるフライホイールであってもよい。

前記第１実施形態によれば、図９に示すように、回転電機１１の回転子７をエンジン２の出力軸３と同期回転する同期回転部材６に連結するとともに、エンジン２の出力軸３の中心軸を回転子７の回転軸８となるように回転電機１１を配置しているので、冷間時でも、回転電機１１の回転駆動力をエンジン２に確実に伝達でき、冷間時にエンジン２を確実に始動させることができる。

従って、従来の車両に対して、図１９に示す、オルタネータ１０５とスタータモータ１０６との発電及び始動機能を第１実施形態の構成に統合することで、スタータモータ１０６と、リングギヤ１０７と、Ｖベルト１０４と、プーリ１０３とを廃止することができ、コスト低減が図れる。また、前記これらの部品の廃止により、これらの部品が占有していたスペースが不要になり、小型軽量化を図ることができる。更に、磁化力調整の為の磁化力調整装置１３では、その構成にブラシ等の回転接点を含まない為、長寿命化とメインテナンスフリー化とを図ることができる。また、スタータが無いので、スタータの飛び込み音（キュルキュル音）を無くすことができて、静粛性を確保することができる。また、回転電機を動力伝達装置に配置するにあたり、従来のオルタネータと比較して交換が容易ではないこと、高温、振動、及び粉塵に曝されるのでブラシの接触不良への配慮が必要であることから、ブラシレス化を図った上で回転電機及び発電機として組み込むように構成している。このため、ブラシが無いことから、前記した懸念点を全て排除することができて有限寿命では無くなり、かつ、トルクコンバータ等の動力伝達装置のハウジング内にブラシを配置する必要がないので、使用環境的な問題も解消できる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態の磁化力調整装置１３とは異なる構成の磁化力調整装置１３Ｂを備えるものである。具体的には、図１０Ａ〜図１０Ｄ及び図１１に示すように、磁化力調整装置１３Ｂは、回転電機１１Ｂの回転子３７に界磁コイル３９と永久磁石４０とを備えるとともに、例えば電流などの電気エネルギーを界磁コイル３９に供給する為の誘導コイル３８と、整流回路３３（図１０Ａ参照）又は整流及び平滑回路３４（図１１参照）と、磁化力調整制御部の別の例として機能しかつ第１実施形態の電流制御部１５に相当する電流制御部１５Ｂとを備えている。磁化力調整装置１３Ｂとしては、少なくとも整流回路３３が必要であり、より好ましくは、整流回路３３の代わりに整流及び平滑回路３４を備えてもよい。例えば、周波数が非常に高い場合には、交流から直流に整流回路で整流した後の波形の山を無視することができるので、このような場合には、整流回路３３のみでもよい。

整流回路３３では、一例として、単相全波整流が行われる。整流及び平滑回路３４では、さらに平滑回路により交流を滑らかな直流に変換することもできる。

回転子３７は、第１実施形態の変形例と同様に、エンジン２の出力軸３と連結されて同期回転するトルクコンバータ６ａの外殻に直接固定しているが、図１、図７、又は図８のように他の同期回転部材６に連結されていてもよい。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、回転子３７には、界磁コイル３９が配置されるとともに、界磁コイル３９の外周部には、回転軸８と直交する断面において板状の永久磁石４０が間欠的に配置されている。このように、永久磁石４０は界磁コイル３９の鉄芯に配置されて、界磁コイル１４の磁化力を助けるようにしている。言い換えれば、界磁コイル３９の鉄芯に相当する位置に、弱い磁力を持つ永久磁石４０を配置している。この永久磁石４０の磁力は、発電モード、エンジン始動モード、及び、車両駆動アシストモードなどのどのようなモードでも、最低限必要な磁力とし、永久磁石４０の磁力を、そのような最低限必要な磁力として利用するものである。一方、変動させたい分の磁力は、界磁コイル３９での磁化力とする。すなわち、図６のグラフのように、界磁コイル３９による誘起電圧に、永久磁石４０により発生する誘起電圧を加えた合計の誘起電圧が、固定子１０に発生する誘起電圧となる。このため、界磁コイル３９による誘起電圧を少なくすることができ、磁化力を小さく、すなわち、界磁コイル３９に流す電流（従って、電流制御部１５Ｂから供給される固定側の誘導コイル（１次コイル）３８ａの電流）を少なくすることができる。なお、最大回転速度Ｎｍａｘにおいて永久磁石４０により発生する誘起電圧が、一定となるように制御をするときの誘起電圧（要求電圧）Ｖｉを越えないようにする。

整流回路３３で整流された電流が界磁コイル３９に供給されると、界磁コイル３９が励磁されて、回転子３７が回転し、固定子１０に誘起電圧を発生させる。

ここで、界磁コイル３９と固定子１０との間で発生する誘起電圧、言い換えれば、誘起電力は以下のような特性がある。すなわち、誘起電力は、一様な磁束密度Ｂ［Ｗｂ／ｍ^２］≡［Ｔ］の磁界の中で、長さＬ（ｍ）の電線を、磁界方向と直角に速さｖ（ｍ／ｓ）で動かせば、電線である導線の両端に誘起電力Ｅ（Ｖ）が起こり、電流が流れる現象である。

このとき、誘起電力は、誘起電力Ｅ＝Ｂ＊Ｌ＊ｖ［Ｖ］ と表される。

一般に、回転速度ｖが上昇すると誘起電力Ｅが大きくなり、回転速度ｖが下降すると誘起電力Ｅが小さくなる。よって、回転速度ｖの変動と共に誘起電力Ｅが変動するとき、磁束密度Ｂを変化させれば、誘起電力Ｅの変動を制御することができる。そこで、この第２実施形態では、誘導コイル３８から界磁コイル３９に供給する電流を制御して、界磁コイル３９と固定子１０との間で発生する誘起電圧を制御している。

一方、図１０Ａ及び図１０Ｃ及び図１０Ｄに示すように、誘導コイル３８は、１次コイル（固定側の円環状の誘導コイル）３８ａと、２次コイル（回転側の円環状の誘導コイル）３８ｂとで構成されている。

第２実施形態の固定部材９Ｂは、第１実施形態の固定部材９と比較して、内側円筒部９ｂが無く、外側円筒部９ａと円環板部９ｃとで構成され、円環板部９ｃの内面中心側の端縁に、１次コイル３８ａが固定されている。円環板部９ｃ及び１次コイル３８ａと、トルクコンバータ６ａの外殻との間には隙間が設けられている。固定側の１次コイル３８ａには、電流制御部１５Ｂから例えば交流などの電気エネルギーが供給される。

２次コイル３８ｂは、固定側の１次コイル３８ａに隙間を空けて対向しつつ、回転子３７の下流側に、トルクコンバータ６ａの外殻に直接固定されて回転子３７と一体的に回転軸８回りに回転する。２次コイル３８ｂは、回転子３７の界磁コイル３９に整流回路３３を介して電気的に接続されている。よって、固定側の１次コイル３８ａと回転側の２次コイル３８ｂとの間での相互誘導作用により回転側の２次コイル３８ｂに交流を発生させ、発生した交流を整流回路３３で整流したのち、界磁コイル３９に供給する。

このように、誘導コイル３８は、固定側の１次コイル３８ａと回転側の２次コイル３８ｂとの間で生じる相互誘導作用により、回転側の２次コイル３８ｂから界磁コイル３９に電流を供給するものである。

従って、始動モードでは、一例として、第１実施形態と同様に、エンジン２の始動指令に基づき、動力伝達装置制御部１６は、インバータ１８を駆動して固定子１０に電流を流して固定子１０を磁化する。これと同時的に、動力伝達装置制御部１６の制御の下に、電流制御部１５Ｂから電流を１次コイル３８ａに供給するとともに、電流制御部１５Ｂにより１次コイル３８ａに供給する電流を変化させると、１次コイル３８ａでの磁場が変化し、その影響で２次コイル３８ｂに電磁誘導が起こり、回転側の２次コイル３８ｂに電流が発生する。回転側の２次コイル３８ｂで発生した電流を整流回路３３で整流したのち、界磁コイル３９に供給する。界磁コイル３９に電流が供給されると、界磁コイル３９が励磁されて、回転子３７が回転し、固定子１０に誘起電圧を発生させる。

第２実施形態においては、前記した構成により、電流制御部１５Ｂから、誘導コイル３８の相互誘導の原理を利用して非接触で回転電機１１Ｂの回転子３７に電気エネルギーを供給し、整流回路３３又は整流・平滑回路３４を通して回転子３７に設けた界磁コイル３９の磁化力を調整する。発電モード、エンジン始動モード、及び、車両駆動アシストモードのそれぞれにおける、電流制御部１５Ｂに基づく界磁コイル３９の磁化力の調整は、第１実施形態と同様に行なう。

なお、永久磁石４０を界磁コイル３９内に配置して界磁コイル３９の磁化力を助ける必要がない場合には、永久磁石４０を省略してもよい。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様な作用効果を奏することができる上に、第１実施形態では、回転子７の外側と内側とに第１隙間１２と第２隙間２１とをそれぞれ維持しながら組み立てる必要があるのに対して、第２実施形態では、回転子３７の外側に１つの隙間１２のみを維持しながら組み立てればよいので、第１実施形態と比べれば、第２実施形態では組立を容易に行うことができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第２実施形態の磁化力調整装置１３Ｂとは少し異なる構成の磁化力調整装置１３Ｃを備えるものである。具体的には、図１２Ａ〜図１２Ｄに示すように、磁化力調整装置１３Ｃは、第２実施形態と同様に回転電機１１Ｂの回転子３７に界磁コイル３９と回転子側の永久磁石４０とを備える一方、誘導コイル３８の代わりに、固定側の複数個の板形状の永久磁石４６ａと、例えば電流などの電気エネルギーを界磁コイル３９に供給する為の補助コイル４５とを備えている。磁化力調整装置１３Ｃは、さらに、整流回路３３又は整流及び平滑回路３４と、補助コイル４５の固定側の永久磁石４６ａの位置を調整する永久磁石位置調整装置４４と、磁化力調整制御部のさらに別の例として機能しかつ第１実施形態の電流制御部１５に相当する電流制御部１５Ｃとも備えている。

第３実施形態の固定部材９Ｃは、第２実施形態の固定部材９Ｂと比較して、回転軸８の軸方向に長い外側円筒部９ａと円環板部９ｃとで構成され、円環板部９ｃの内面の中心側の端縁に、永久磁石位置調整装置４４が回転軸８の軸方向沿いに固定されている。永久磁石位置調整装置４４は、進退移動可能な駆動軸４４ａを有して、その駆動軸４４ａの上流側先端に、固定側の永久磁石４６ａを内部に備えた可動部４６が固定されている。固定側の永久磁石４６ａの形状及び配置としては、一例として、回転軸８の軸方向と直交する縦断面形状において、円弧形状の永久磁石４６ａを複数個、円周方向に間隔をあけて配置する例、又は、平板形状の永久磁石４６ａを複数個、円周方向に間隔をあけて配置する例などが考えられる。永久磁石位置調整装置４４は、油圧等の液圧、空圧等の気圧、又は遠心力により駆動軸４４ａを軸方向に進退させる移動機構、又は、駆動軸４４ａを軸方向に進退させる電動アクチュエータ等の機構で構成されている。駆動軸４４ａを軸方向に進退させる量、言い換えれば永久磁石４６ａの移動量は、電流制御部１５Ｃから永久磁石位置調整装置４４に、例えば電流などの電気エネルギーが供給されて制御される。

永久磁石位置調整装置４４の配置個数は、１個でも、複数個でもよい。永久磁石位置調整装置４４の配置構成の一例としては、図１２Ｃに示すように、１個の永久磁石位置調整装置４４が円筒状の駆動軸４４ａを進退可能に有し、円筒状の駆動軸４４ａの先端に、複数個の永久磁石４６ａを円周方向沿いに配置された１個の円環リングを固定して、複数個の永久磁石４６ａを一体的に駆動軸４４ａの軸方向に進退できるようにしてもよい。また、永久磁石位置調整装置４４の配置構成の別の例としては、図１２Ｄに示すように、３個の永久磁石位置調整装置４４が円周沿いに配置されて、各永久磁石位置調整装置４４は円柱状の駆動軸４４ａ−１を進退可能に有し、円柱状の駆動軸４４ａの先端に、複数個の永久磁石４６ａを円周方向沿いに配置された１個の円環リングを固定している。この結果、３個の永久磁石位置調整装置４４を同期駆動すれば、３個の円柱状の駆動軸４４ａ−１を一体的に進退可能とすることができ、複数個の永久磁石４６ａを一体的に駆動軸４４ａ−１の軸方向に進退するようにしてもよい。

位置ずれ量と誘起電圧との関係の一例を表すグラフを図１２Ｅに示す。ここでは、回転速度と電流等との条件が同じである場合、誘起電圧は、永久磁石４６ａによる電機子鎖交磁束のみで決まる。永久磁石４６ａによる電機子鎖交磁束が軸方向に一様であると仮定すると、位置ずれ量と磁束とは、図１２Ｅに示すように比例関係と考えることができる。よって、この比例関係を基に、永久磁石位置調整装置４４で永久磁石４６ａの位置を調整すればよい。

固定側の永久磁石４６ａに対して、コイル４３が、隙間を空けて対向しつつ、回転子３７の下流側に、トルクコンバータ６ａの外殻に直接固定されている。よって、コイル４３は、回転子３７と一体的に回転軸８回りに回転する。コイル４３は、回転子３７の界磁コイル３９に整流回路３３又は整流及び平滑回路３４を介して電気的に接続されている。

よって、電流制御部１５Ｃから永久磁石位置調整装置４４に供給される電流に基づき、永久磁石位置調整装置４４により、固定側の永久磁石４６ａのコイル４３に対する固定側の永久磁石４６ａの位置を回転軸８の軸方向沿いに変化させると、回転側のコイル４３に対する固定側の永久磁石４６ａによる磁束密度が変化し、その影響でコイル４３に発生する交流電流が変化する。コイル４３で発生した交流電流を整流回路３３又は整流及び平滑回路３４で整流したのち、界磁コイル３９に供給する。界磁コイル３９に電流が供給されると、界磁コイル３９が励磁されて、回転子３７が回転し、固定子１０に誘起電圧を発生させる。このように、補助コイル４５は、固定側の永久磁石４６ａにより回転側のコイル４３で誘起電力を発生させ、誘起電力に基づく電流を回転側のコイル４３から界磁コイル３９に供給するものである。

なお、図１２Ａ、図１３、図１４、図１５は、それぞれ、永久磁石位置調整装置４４での位置調整において、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が最も小さい状態（１）、少し大きい状態（２）、大きい状態（３）、最も大きい状態（４）を示している。

永久磁石位置調整装置４４で支持された固定側の永久磁石４６ａは、コイル４３と隙間を空けて対向して、コイル４３に対する回転軸８の軸方向沿いの位置を調整することにより、回転子３７の回転速度上昇に伴う誘起電圧の上昇を、固定側の永久磁石４６ａにより回転側のコイル４３に発生する誘起電圧を整流し界磁コイル３９に供給して界磁コイル３９を磁化することで低減するようにしている。ここで、磁化される界磁コイル３９の磁力の向きが回転子３７の永久磁石４０の磁力を弱める方向に作用させることで、固定子１０のコイルに発生する誘起電圧が低減される。すなわち、永久磁石位置調整装置４４によりコイル４３と固定側の永久磁石４６ａの相対的な位置関係を調整して、コイル４３から界磁コイル３９に供給される電流を調整して、界磁コイル３９の磁化力を調整するように構成している。

これについて、図１６及び図１７を用いて具体的に説明する。図１６には、回転子側の永久磁石４０で発生する誘起電圧のグラフＩと補助コイル４５で発生させる誘起電圧のグラフＩＩとを示している。なお、図１６では、回転子側の永久磁石４０で発生する誘起電圧（グラフＩ参照）と、補助コイル４５で発生させる誘起電圧（グラフＩＩ）とは、互いに符号が逆になるため、誘起電圧がゼロのときの（４）の横軸を境に、正側と負側とにそれぞれ図示している。図１７には、回転子側の永久磁石４０と補助コイル４５で発生させる誘起電圧を界磁コイル３９に印加することにより固定子１０のコイルに発生させる誘起電圧のグラフＩＩＩを示している。図１６及び図１７において、グラフＩＩ及びグラフＩＩＩの（１）、（２）、（３）、（４）は、それぞれ、図１２Ａ、図１３、図１４、図１５の永久磁石位置調整装置４４での位置調整において、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が最も小さい状態（１）、少し大きい状態（２）、大きい状態（３）、最も大きい状態（４）でのグラフを示している。図１６の回転子側の永久磁石４０で発生する誘起電圧のグラフＩに対して、図１７のグラフＩＩＩの方が誘起電圧が小さくなっていることを意味している。

これらの図より、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が最も小さい状態（１）では、固定子側に発生する誘起電圧が最も小さいことを意味している。ここで、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が最も小さいとは、一例として、図１２Ａに示すように、固定側の永久磁石４６ａの中心線４６ｃとコイル４３の中心線４３ｃとが一致している状態とする。

また、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が少し大きい状態（２）では、固定子側に発生する誘起電圧が少し大きいことを意味している。ここで、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が少し大きい状態とは、一例として、図１３に示すように、固定側の永久磁石４６ａの中心線４６ｃとコイル４３の中心線４３ｃとが一致せずに少しずれている状態とする。

さらに、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が大きい状態（３）では、固定子側に発生する誘起電圧がより大きいことを意味している。ここで、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が大きい状態とは、一例として、図１４に示すように、固定側の永久磁石４６ａの中心線４６ｃとコイル４３の中心線４３ｃとが一致せずに大きくずれている状態とする。

固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が最も大きい状態（４）では、固定子側に発生する誘起電圧は最も大きいことを意味している。ここで、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量が最も大きい状態とは、一例として、図１５に示すように、固定側の永久磁石４６ａの中心線４６ｃとコイル４３の中心線４３ｃとが一致せずに最も大きくずれている状態とする。

よって、このように、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との軸方向のズレ量の調整により、誘起電圧を制御できることになる。

以下、各モードでの動作について、一例として、説明する。

（ａ）エンジン始動モード
エンジン２の始動指令に基づき、動力伝達装置制御部１６の制御の下に、電流制御部１５Ｃで永久磁石位置調整装置４４により固定側の永久磁石４６ａの位置調整を行い、図１５の（４）の状態とする。その後、動力伝達装置制御部１６は、インバータ１８を駆動して固定子１０に電流を流して固定子１０を磁化すると、回転子側の永久磁石４０を有する回転子７が、固定子１０に対して回転を開始する。なお、固定側の永久磁石４６ａの位置調整と回転子７の回転とは、同時に行うようにしてもよい。

固定側の永久磁石４６ａの位置調整と、固定側の永久磁石４６ａとコイル４３との間の距離との関係において、図１５の（４）の状態、すなわち、固定側の永久磁石４６ａと、その相手側のコイル４３の重なりがない状態が、発電量が最も多くなる。このような発電量の多い（４）の状態で、エンジン始動モードを開始する。エンジン始動モード開始時から回転速度が上がってきて、初爆の回転速度Ｎｍｉｎに到達すると、以後は、発電モードとなる。

（ｂ）発電モード
初爆の回転速度Ｎｍｉｎ以上の回転速度では誘起電圧が一定になるように、コイル４３に対する固定側の永久磁石４６ａの位置を動力伝達装置制御部１６の制御の下に永久磁石位置調整装置４４で調整する。

具体的には、動力伝達装置制御部１６の制御の下に、回転速度の上昇の過程で、永久磁石位置調整装置４４により、固定側の永久磁石４６ａの位置を（４）の状態から（３）の状態へ、（３）の状態から（２）の状態へ、（２）の状態から（１）の状態へ（すなわち、図１５の状態から図１４の状態へ、図１４の状態から図１３の状態へ、図１３の状態から図１２Ａの状態へ）と、コイル４３に対する固定側の永久磁石４６ａの位置を連続的に移動させるように、電流制御部１５Ｃで永久磁石位置調整装置４４を制御する。このように、固定側の永久磁石４６ａの位置調整を行うことにより、誘起電圧が一定になるように、回転速度に応じて発電量を徐々に減らして発電量を調整する。これらの（４）の状態から（１）の状態への移行は、図１８の実線５０で示すように、（４）の状態から（３）の状態及び（２）の状態を経て（１）の状態へと横にスライドさせて行くことを意味している。この図１８の実線５０において、例えば、実線５０の左の第１屈曲点４９での回転速度では、（４）の状態が電圧が最も高く、次に（３）の状態、次に（２）の状態、次に（１）の状態の順に誘起電圧が高い。誘起電圧が一定状態となるように、実線５０で示すような位置調整を行うとき、もし回転数が増加しても位置調整をしなければ、第１屈曲点４９以降で実線５０から外れて（４）の状態の点線のグラフに沿って誘起電圧が増加してしまう。そこで、第１屈曲点４９以降でも誘起電圧が一定状態となるように、位置調整を行うことにより、回転数が増加しても、（４）の状態のグラフに沿って誘起電圧が増加するのではなく、実線５０に沿って２つ目の点５１に移行し、次いで、３つ目の点５２に移行するように制御している。さらに、点５２以降でも誘起電圧が一定状態となるように、位置調整を行うことにより、回転数が増加しても、（４）又は（３）又は（２）の状態のグラフに沿って誘起電圧が増加するのではなく、実線５０に沿って４つ目の点５３に移行するように制御している。

このように、発電モード及び始動モードでは、それぞれ、誘起電圧を一定に維持しながら回転速度を検出して、回転速度に基づき、実線５０上を自動的にスライドさせるように、位置調整すればよい。

（ｃ）車両駆動アシストモード
このモードでは、誘起電圧は制限する必要が無いので、誘起電圧とは無関係に、回転速度に応じて（４）の状態と（３）の状態との間、又は、（３）の状態と（２）の状態との間、又は、（２）の状態と（１）の状態との間を、それぞれ、例えば燃費が向上するように予め設定されて動力伝達装置制御部１６に記憶されたプログラムに基づいて移行させるように位置調整して制御する。

第３実施形態によれば、第１実施形態と同様な作用効果を奏することができる上に、第１実施形態では、回転子７の外側と内側とに第１隙間１２と第２隙間２１とをそれぞれ維持しながら組み立てる必要があるのに対して、第３実施形態では、回転子３７の外側に１つの隙間１２のみを維持しながら組み立てればよいので、第１実施形態と比べれば、第３実施形態では組立を容易に行うことができる。

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。

本発明にかかる回転電機付き動力伝達装置は、冷間時でも、前記回転電機の回転駆動力を内燃機関に確実に伝達でき、冷間時に内燃機関を確実に始動させることができ、自動車などの動力伝達装置等として有用である。

１ 車両
２ エンジン
３ 出力軸
４ 変速機
５ 動力伝達装置
６ 同期回転部材
６ａ トルクコンバータ
６ｂ ドライブプレート
６ｃ 摩擦式クラッチ
６ｄ クラッチカバー
６ｆ フルードカップリング
６ｇ 外殻
７ 回転子
７ａ 第１爪極
７ｂ 非磁性体部
７ｃ 第２爪極
７ｄ 円筒壁部
８ 回転軸
９ 固定部材
９ａ 外側円筒部
９ｂ 内側円筒部
９ｃ 円環板部
１０ 固定子
１１，１１Ｂ 回転電機
１２ 第１隙間
１３，１３Ｂ，１３Ｃ 磁化力調整装置
１４ 界磁コイル
１５，１５Ｂ，１５Ｃ 電流制御部
１６ 動力伝達装置制御部
１６ａ 記憶部
１６ｂ 演算部
１６ｃ 判定部
１６ｄ 指示部
１７ 回転角度取得部
１８ インバータ
１９ バッテリ
２０ 動作指令入力部
２１ 第２隙間
３３ 整流回路
３４ 整流・平滑回路
３７ 回転子
３８ 誘導コイル装置
３８ａ １次コイル
３８ｂ ２次コイル
３９ 界磁コイル
４０ 永久磁石
４３ コイル
４３ｃ コイルの中心軸
４４ 永久磁石位置調整装置
４５ 補助コイル
４６ 可動部
４６ａ 永久磁石
４６ｃ 永久磁石の中心軸
４９ 第１屈曲点
５０ 実線
５１ 第２屈曲点
５２ 点
５３ 点

Claims (7)

1. 車両の内燃機関の出力軸から変速機までの動力伝達経路に配置された動力伝達装置において、
   前記内燃機関の前記出力軸と同期回転する同期回転部材に連結され、かつ、前記内燃機関の前記出力軸の中心軸を回転軸とする回転子と、
   前記同期回転部材に対して非回転側の固定部材に固定されかつ前記回転子と第１隙間を空けて対向する固定子とを有する回転電機を備えるとともに、
   内燃機関始動時と発電時とで前記回転子の磁化力が異なるように調整する磁化力調整装置をさらに備え、
   前記磁化力調整装置は、
   前記回転子に磁化力を付与して前記回転子を励磁する界磁コイルと、
   前記界磁コイルに供給する電気エネルギーを制御して前記界磁コイルで発生する前記磁化力を調整する磁化力調整制御部とを備えるとともに、
   一方、前記動力伝達装置は、
   前記固定子に電気的に接続されたインバータと、
   内燃機関始動時と発電時とを区別して前記インバータと前記磁化力調整制御部とのそれぞれの駆動を制御する動力伝達装置制御部とをさらに備え、
   前記磁化力調整装置は、
   前記界磁コイルが前記回転電機の前記回転子に備えられ、
   前記固定部材に配置された固定側の永久磁石と、
   前記同期回転部材に連結されて前記回転子と同一回転をする回転側のコイルと、
   前記磁化力調整制御部に電気的に接続されて、前記回転側のコイルに対する前記固定側の永久磁石の前記回転子の前記回転軸の軸方向沿いの相対的な位置関係を調整する永久磁石位置調整装置をさらに備えて、
   前記動力伝達装置制御部により、前記磁化力調整制御部を介して前記永久磁石位置調整装置で、内燃機関始動時と発電時とで前記回転側のコイルに対する前記固定側の永久磁石の前記回転子の前記回転軸の軸方向沿いの相対的な位置関係を異ならせ、前記回転側のコイルから前記界磁コイルに供給する電気エネルギーを制御して前記界磁コイルで発生する前記磁化力を内燃機関始動時と発電時とで異ならせ、内燃機関始動時と発電時とで前記固定子に発生する誘起電圧を異ならせ、
   前記回転側のコイルと前記界磁コイルとの間に介在されて、前記回転側のコイルから前記界磁コイルに供給される電流を整流及び平滑化する整流・平滑回路をさらに備え、
   前記磁化力調整制御部から前記界磁コイルに供給する前記電気エネルギーは、前記固定側の永久磁石と前記回転側のコイルと前記整流・平滑回路とを介して前記界磁コイルに供給される、
   回転電機付き動力伝達装置。
2. 前記同期回転部材は、摩擦式クラッチの外殻であるか、又は、前記摩擦式クラッチの内燃機関側に連結されるフライホイールである、
   請求項１に記載の回転電機付き動力伝達装置。
3. 前記同期回転部材は、トルクコンバータの外殻であるか、又は、前記トルクコンバータの内燃機関側に連結されるドライブプレートである、
   請求項１に記載の回転電機付き動力伝達装置。
4. 前記同期回転部材は、フルードカップリングの外殻であるか、又は、前記フルードカップリングの内燃機関側に連結されるドライブプレートである、
   請求項１に記載の回転電機付き動力伝達装置。
5. 前記回転電機の前記回転子は、円筒状であって、前記回転子の前記回転軸の軸方向沿いの縦断面において非磁性体を間に挟む形で第１爪極と第２爪極とが対向し、かつ、前記回転子の周方向沿いには、磁性体でそれぞれ形成された第１爪極と第２爪極とが波線状に交互に突き出るように配置され、
   前記固定子は、前記回転子の径方向外側に前記第１隙間を空けて円筒状に配置される一方、
   前記磁化力調整装置の前記界磁コイルは、前記回転子の径方向内側に、第２隙間を空けて前記非回転側の固定部材に固定され、非接触で配置された前記回転子に磁化力を付与して、前記回転子の磁性体である前記第１爪極と前記第２爪極とを励磁する、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機付き動力伝達装置。
6. 前記回転電機の前記回転子に、前記非磁性体の代わりに、永久磁石を備える、
   請求項５に記載の回転電機付き動力伝達装置。
7. 前記回転電機の前記回転子に、前記界磁コイルの芯に永久磁石を備える、
   請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転電機付き動力伝達装置。

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