JP2003033085A

JP2003033085A - 回転電機の制御装置

Info

Publication number: JP2003033085A
Application number: JP2001207638A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Minagawa; 裕介皆川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-07-09
Filing date: 2001-07-09
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の回転電機を単一の電流制御装置で制御
する場合にあっても回転電機の損失や電流制御装置の発
熱を改善する。【解決手段】ロータの回転位相に応じた制御電流を供
給することで回転を制御することが可能な複数の回転電
機（１、５）に対し、単一の電流制御装置（８）から電
流を供給するようにした回転電機の制御装置において、
全ての回転電機（１、５）及び電流制御装置（８）の総
合効率が最大となるようにまたは大きくなるように各回
転電機（１、５）の運転点を設定し、設定した運転点に
基づいて各回転電機（１、５）の制御電流を決定し、決
定した各回転電機（１、５）の制御電流を複合して得ら
れる複合電流を全ての回転電機（１、５）に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は回転電機の制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の同期モータの回転を単一のインバ
ータで独立に制御するため、それぞれのロータの回転位
相に応じた制御電流を複合して得られる複合電流をイン
バータから同期モータヘ供給する技術を既に提案してい
る（特開平１１−２７５８２６号公報、特願平１１−２
７３３０３号、同１１−２７４８７４号、同１１−３５
１６１３号等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、複数の回転
電機が発電機と電動機からなりこのうち電動機により車
両を駆動するとともに、エンジンに発電機を連結しこの
発電機により電動機への電流の供給やバッテリへの充電
を行う場合に、図９に示したように電動機トルクＴｍ
（アクセル開度ＡＰＳと車速ＶＳＰに基づいて演算され
る）と電動機回転角速度ωｍを乗算した値が電動機の駆
動出力Ｐｏ（実質要求出力）なので、電動機、発電機が
専用のインバータを備えてそれぞれ単独の制御電流によ
り駆動される場合にはインバータ損失を含んだ電動機効
率ηｍ´、インバータ損失を含んだ発電機効率ηｇ´を
予め求めることができる。従ってこの場合には、Ｐｏ１＝Ｐｏ／ηｍ´ の式により電動機目標出力Ｐｏ１を算出し、さらにＰｏ＊＝Ｐｏ１／ηｇ´＝Ｐｏ／ηｍ´・ηｇ´ の式により発電機目標出力Ｐｏ＊を求めればよい。そし
て、この発電機目標出力Ｐｏ＊が得られるように発電機
の運転点（目標トルクＴｇ＊と目標回転角速度ωｇ＊）
を決定してやればよい。

【０００４】しかしながら、上記従来例のように２つの
回転電機に対してインバータが１つだけであり、各回転
電機の制御電流を複合して得られる複合電流が１つのイ
ンバータを流れる場合には、インバータ損失を含んだ各
効率ηｍ´、ηｇ´をそれぞれ独立に求めることができ
ない。そのためインバータ損失を含んだ効率ηｍ´、η
ｇ´を最適に設定することができず、回転電機の損失や
インバータの発熱を改善する余地が残っていた。

【０００５】そこで本発明は、全ての回転電機及び電流
制御装置（インバータなど）の総合効率が最大となるよ
うにまたは大きくなるように各回転電機の運転点（トル
ク、回転速度）を設定し、設定した運転点に基づいて各
回転電機の制御電流を決定し、決定した各回転電機の制
御電流を複合して得られる複合電流を全ての回転電機に
供給することにより、複数の回転電機を単一の電流制御
装置で制御する場合であっても回転電機の損失や電流制
御装置の発熱を改善することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、ロータの
回転位相に応じた制御電流を供給することで回転を制御
することが可能な複数の回転電機に対し、単一の電流制
御装置（例えばインバータ）から電流を供給するように
した回転電機の制御装置において、全ての回転電機及び
電流制御装置の総合効率が最大となるようにまたは大き
くなるように各回転電機の運転点（トルク、回転速度）
を設定し、設定した運転点に基づいて各回転電機の制御
電流を決定し、決定した各回転電機の制御電流を複合し
て得られる複合電流を全ての回転電機に供給する。

【０００７】第２の発明では、第１の発明において複数
の回転電機が発電機と電動機からなりこのうち発電機を
エンジンと連結させ、電動機を駆動系と連結させる場合
に発電機目標出力Ｐｏ＊が得られるように電動機の運転
点（トルク、回転速度）を決定した後に発電機、電動機
及び電流制御装置の総合効率が最大となるようにまたは
大きくなるように発電機の運転点（トルク、回転速度）
を設定する。

【０００８】第３の発明では、第２の発明において発電
機、電動機及び電流制御装置の総合効率が、発電機、電
動機両方の運転点から演算される電流制御装置の効率
と、発電機、電動機個々の運転点から演算される発電機
効率、電動機効率との積である。

【０００９】第４の発明では、第１の発明において発電
機、電動機及び電流制御装置の総合効率が最大となるよ
うにまたは大きくなるように発電機の運転点（トルク、
回転速度）を設定する手段が、電動機の運転点と発電機
の運転点をパラメータとする４次元マップであり、この
４次元マップを予め作成しておく。

【００１０】第５の発明では、第４の発明において前記
電流制御装置がインバータである場合に４次元マップを
予め作成する手段が、発電機目標出力を最小出力から最
大出力まで刻み分ずつ分割して多点とし、各点毎に複合
電流の電流平均値が最小となる発電機、電動機の各運転
点（ωｇ＊、Ｔｇ＊、ωｍ、Ｔｍ＊）をサンプリングす
るとともにそのときの複合電流の制御電流（Ｉｄｍ、Ｉ
ｑｍ、Ｉｄｇ、Ｉｑｇ）から演算されるインバータの効
率を最大のインバータ効率（ηｉｎｖ）としてサンプリ
ングする手段と、このサンプリングした電動機、発電機
の各運転点でのインバータ損失を含まない電動機、発電
機の各効率（ηｍ、ηｇ）を演算する手段と、これら電
動機、発電機の各効率を前記サンプリングした最大のイ
ンバータ効率に乗算した値を最大の総合効率（ηｔｏｔ
ａｌ）として算出する手段と、この総合効率と前記サン
プリングした電動機、発電機の各運転点とを一組のデー
タとしてストアする手段と、この各点毎にストアした複
数組のデータを用いて電動機、発電機の各運転点を変数
とする最大の総合効率の４次元マップを作成する手段と
からなる。

【００１１】第６の発明では、第４の発明において４次
元マップに代えて、電動機の運転点をパラメータとする
第１の２次元マップと、発電機の運転点をパラメータと
する第１の２次元マップとの組合わせとし、４次元マッ
プの検索が、電動機の運転点より第１の２次元マップを
検索して電動機の運転点を定め、次にその運転点で発電
機の運転点より今度は第２の２次元マップを検索して発
電機の運転点を定め、その定めた発電機の運転点に入っ
ている総合効率を取り出すことである。

【００１２】第７の発明では、第１の発明において前記
制御電流が、複合電流の電流平均値が最小となるよう各
回転電機の制御電流を決定する。

【００１３】

【発明の効果】第１、第２、第４、第５、第７の発明に
よれば、全ての回転電機及び電流制御装置の総合効率が
最大となるようにまたは大きくなるように各回転電機の
運転点（トルク、回転速度）を設定するようにしたの
で、複数の回転電機を単一の電流制御装置で制御する場
合であっても回転電機の損失や電流制御装置の発熱を改
善することができる。

【００１４】第３の発明によれば、電流制御装置の効率
を単独で設定できることから、複数の回転電機を単一の
電流制御装置で制御する場合であっても総合効率を最適
に設定することができる。

【００１５】第６の発明によれば、２次元マップ検索を
２回行うことで４次元マップの検索が容易になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１、図２（図２は図１の一部詳
細図）において、１は永久磁石埋め込み式（ＩＰＭ）の
４極対ロータとステータからなり三相交流により駆動さ
れる回転電機で、減速機２、差動機（デファレンシャル
ギア）３を介して駆動輪４に連結され、主に電動機とし
て動作する。５も永久磁石埋め込み式（ＩＰＭ）の３極
対ロータとステータからなる回転電機でありこちらはエ
ンジン６に連結される。こちらの回転電機５は電動機と
しても動作するが、主には発電機として動作しこのとき
四相交流を発生する。説明の便宜上以下では回転電機１
を電動機、回転電機５を発電機ということがある。

【００１７】回転電機１、５をそれぞれ流れる三相交流
と四相交流を複合した電流を２つの回転電機１、５のス
テータコイル（１２個のコイル）に供給するためモータ
コントローラ７を備える。モータコントローラ７では次
の制御を行う。すなわちモータコントローラ７では周知
のベクトル制御によって回転電機毎にｄ軸電流とｑ軸電
流の指令値を決定する。一方、電流センサ２３、２４、
２５、２６の検出信号を電流分離して得られる実電流と
回転電機毎の回転角を検出するセンサ２１、２２の信号
とから実際のｄ軸電流とｑ軸電流とを算出し、この実ｄ
軸電流と実ｑ軸電流を指令値に一致させるための補正値
を演算し、この補正値に対して座標変換を行うことで回
転電機毎の交流の電圧指令値を生成する。これら回転電
機毎の電圧指令値を複合して複合電圧指令値を生成し、
この複合電圧指令値とキャリア信号とからＰＷＭ信号を
生成し、このＰＷＭ信号をインバータ８（電流制御装
置）に送る。

【００１８】なお、上記の実電流の検出について若干説
明しておくと、電流センサは最小限の数である４個と
し、この４つの電流センサのみで総ての実電流の検出を
可能としている。すなわち三相交流の電流成分をＩｕ、
Ｉｖ、Ｉｗ、四相交流の電流成分をＩａ、Ｉｂ、Ｉｃ、
Ｉｄとおくとインバータ８出口での１２個の複合電流Ｉ
１〜Ｉ１２は次のように表される。ただし（２）、
（３）、（６）、（７）、（１０）、（１１）式におい
ては電気角で１８０°離れた位置で電流の向きが逆でな
いと回転できないので、Ｉｃ＝−Ｉａ、Ｉｄ＝−Ｉｂと
なることを利用している。

【００１９】Ｉ１＝Ｉｕ＋Ｉｂ …（１）Ｉ２＝Ｉｖ−Ｉａ …（２）Ｉ３＝Ｉｗ−Ｉｂ …（３）Ｉ４＝Ｉｕ＋Ｉａ …（４）Ｉ５＝Ｉｖ＋Ｉｂ …（５）Ｉ６＝Ｉｗ−Ｉａ …（６）Ｉ７＝Ｉｕ−Ｉｂ …（７）Ｉ８＝Ｉｖ＋Ｉａ …（８）Ｉ９＝Ｉｗ＋Ｉｂ …（９）Ｉ１０＝Ｉｕ−Ｉａ…（１０）Ｉ１１＝Ｉｖ−Ｉｂ…（１１）Ｉ１２＝Ｉｗ＋Ｉａ…（１２）ここで、これらの式のうち、（１）式＋（７）式、
（２）式＋（８）式、（１）式−（７）式、（２）式−
（８）式を計算することにより電流成分Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉ
ｂ、Ｉａを次式により求めることができる。

【００２０】Ｉｕ＝（Ｉ１＋Ｉ７）／２ …（１３）Ｉｖ＝（Ｉ２＋Ｉ８）／２ …（１４）Ｉｂ＝（Ｉ１−Ｉ７）／２＝−Ｉｄ…（１５）Ｉａ＝（Ｉ２−Ｉ８）／２＝−Ｉｃ…（１６）残りはＩｗであるがこれは次式により求めればよい。

【００２１】Ｉｗ＝−（Ｉｕ＋Ｉｖ） …（１７）このようにして１２個の複合電流のうちの４つ（Ｉ１、
Ｉ７、Ｉ２、Ｉ８）だけを検出すれば（１３）式〜（１
７）式により電流分離を行うことができ実電流（Ｉｕ、
Ｉｖ、Ｉｗ、Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄ）が求められるこ
とがわかる。

【００２２】なお、上記の電流ベクトル制御によって回
転電機毎に求められた電流ベクトルの大きさが後述する
回転電機毎の制御電流の電流ピークの大きさを表す。

【００２３】一方、エンジンコントローラでは１１では
エンジンの回転速度とトルクが目標回転速度Ｎｅ＊と目
標エンジントルクＴｅ＊に一致するよう吸入空気量や燃
料噴射量、点火時期を制御する。

【００２４】回転電機毎の上記ｄ軸電流とｑ軸電流の指
令値を演算するため総合コントローラ１２を備える。総
合コントローラ１２では車速センサ２７の出力信号から
得た車速ＶＳＰとアクセル開度センサ２８の出力信号か
ら得たアクセル開度ＡＰＳとに基づき電動機１の運転点
（電動機回転角速度ωｍおよび目標トルクＴｍ＊）、発
電機５の運転点（発電機目標回転角速度ωｇ＊および目
標トルクＴｇ＊）並びにエンジンの運転点（目標回転速
度Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）を決定する。

【００２５】総合コントローラ１２で行われるこの制御
を図３のブロック図に基づいてさらに説明する。

【００２６】演算部３１では車速ＶＳＰとアクセル開度
ＡＰＳから所定のマップを検索することにより駆動輪取
り付け軸の目標トルクＴｏを算出する。除算器３２では
この目標トルクＴｏを減速機２と差動機３の総減速比ｇ
ｒで割って電動機トルクＴｍを算出する。演算部３３で
はωｍ＝ＶＳＰ×ｇｒ／Ｒｔｉｒｅ／３．６（ただしＲ
ｔｉｒｅは駆動輪の半径）の式により電動機１の回転角
速度ωｍを演算する。

【００２７】これら電動機トルクＴｍと電動機回転角速
度ωｍを乗算した値が電動機１の駆動出力Ｐｏ（実質要
求出力）なので、電動機１、発電機５が専用のインバー
タを備えてそれぞれ単独の制御電流により駆動される場
合には、インバータ損失を含んだ電動機効率ηｍ´、イ
ンバータ損失を含んだ発電機効率ηｇ´を予め求めるこ
とができる。従ってこの場合には、図９に示したようにＰｏ１＝Ｐｏ／ηｍ´ …（１８）の式により電動機目標出力Ｐｏ１を算出し、さらにＰｏ＊＝Ｐｏ１／ηｇ´＝Ｐｏ／ηｍ´・ηｇ´ …（１９）の式により発電機目標出力Ｐｏ＊を求め、この発電機目
標出力Ｐｏ＊が得られるように発電機５の運転点（目標
トルクＴｇ＊と目標回転角速度ωｇ＊）を決定してやれ
ばよい。例えば発電機目標出力Ｐｏ＊が同一でも最良の
燃費が得られる運転点を最良燃費運転点として決定し、
この最良燃費運転点でインバータ８を流れる複合電流の
電流平均値が最小となるよう各回転電機の制御電流を決
定する（特願２０００−３１５７３５号参照）。

【００２８】しかしながら、２つの回転電機１、５に対
してインバータ８が１つだけであり、各回転電機１、５
の制御電流を複合して得られる複合電流が１つのインバ
ータ８を流れる場合には、インバータ損失を含んだ効率
ηｍ´、ηｇ´をそれぞれ独立に求めることができな
い。

【００２９】このため本実施形態ではインバータ損失を
含まない電動機、またインバータ損失を含まない発電機
それぞれ単独での効率をηｍ、ηｇとし、これに対して
インバータ８のみの効率を改めてηｉｎｖとして導入す
れば、これら３つの効率の積で２つの回転電機１、５お
よびインバータ８の総合効率（以下単に「総合効率」と
いう。）ηｔｏｔａｌを定義できる。このように総合効
率ηｔｏｔａｌを定義したとき電動機で消費する出力
（ｇｒ・Ｔｍ・ωｍ／ηｔｏｔａｌ）を全て発電機の出
力（Ｔｇ＊・ωｇ＊）で賄うものとして次式が成立す
る。

【００３０】ｇｒ・Ｔｍ・ωｍ／ηｔｏｔａｌ＝Ｐｏ＊＝Ｔｇ＊・ωｇ＊ …（２１）この場合、電動機１の運転点（Ｔｍとωｍ）はアクセル
開度と車速から定まり総減速比ｇｒは変速比より定まる
ので、図３の運転点設定部３４では発電機目標出力Ｐｏ
＊が与えられたとき（２１）式が成立する運転点のうち
で総合効率ηｔｏｔａｌが最大となるように発電機の運
転点（Ｔｇ＊、ωｇ＊）を設定する。また、そのときの
電動機の効率ηｍ（インバータ損失を含まない）を演算
し、電動機トルクＴｍをこの電動機効率ηｍで除算する
ことにより電動機の目標トルクＴｍ＊を算出する。

【００３１】このような発電機５の運転点の設定方法を
さらに図４のフローチャートにより説明する。ステップ
１では電動機１の運転点（トルクＴｍと回転角速度ω
ｍ）を読み込む。

【００３２】ステップ２では発電機トルクの変数ｔＴｇ
と発電機回転角速度の変数ｔωｇをゼロにリセットする
とともに、メモリηｔｏｔａｌｓ、ηｍｓ、Ｔｇｓ、ω
ｇｓをすべてゼロにリセットする（初期化）。このうち
変数ｔＴｇ、ｔωｇは発電機の採りうる回転角速度範囲
に設けた運転点（刻み分ΔＴｇ毎に設けている）を最小
から最大まで振るために導入したもので、ステップ２で
これら変数ｔＴｇ、ｔωｇをゼロしたのは各最小値Ｔｇ
ＭＩＮ、ωｇＭＩＮを入れたものである。

【００３３】ステップ３では電動機の運転点（Ｔｍ、ω
ｍ）と発電機の運転点（ｔＴｇ、ｔωｇ）から総合効率
マップを参照することにより電動機１の運転点がＴｍ、
ωｍでかつ発電機５の運転点が変数ｔＴｇ、ｔωｇの値
であるときの最大の総合効率を演算し、その値を総合効
率の変数ηｔｏｔａｌ１に移す。

【００３４】ここで総合効率マップは４つの値（電動機
のトルクと回転角速度および発電機のトルクと回転角速
度）をパラメータとするものとなる。この４つの値をパ
ラメータとする総合効率マップの検索は現在の技術では
容易である。パラメータが２つの場合にマップは２次元
の平面で表現されるとすると、パラメータが４つの場合
にマップは４次元となる。しかしがならこの４次元空間
を図示することはできないので、イメージとしてつかみ
やすい例を図５を用いて説明する。パラメータを４つと
する総合効率マップの検索はこれに限られるものでな
い。

【００３５】図５の上側に示すのは電動機１の運転点
（ωｍとＴｍ）をパラメータとするマップで、図中の黒
丸は格子点である。例えば格子点（ω１、Ｔ２）は回転
角速度がω１、トルクがＴ２の格子点である。そして黒
丸で示した各格子点毎に発電機５の運転点をパラメータ
とするマップが作成されている。図５の下側に取り出し
て示すのは電動機１の運転点が格子点（ω１、Ｔ２）に
あるときの、発電機５の運転点をパラメータとするマッ
プで、このマップ上に最大の総合効率がプロットされて
いる。従って電動機の運転点（Ｔｍとωｍ）が図５の上
側に示したマップ上のどの格子点にあるのかを選択し、
その選択した格子点に対応して用意されている発電機の
運転点をパラメータとするマップ（図５の下側のマップ
参照）を発電機の運転点（ｔＴｇとｔωｇ）で検索すれ
ばこれら電動機１、発電機５の各運転点での最大の総合
効率を求めることができる。

【００３６】このようにＴｍ、ωｍより電動機１の運転
点をパラメータとする２次元マップを検索して電動機１
の運転点を定め、次にその運転点でＴｇ＊、ωｇ＊より
今度は発電機５の運転点をパラメータとする２次元マッ
プを検索して発電機５の運転点を定め、その定めた発電
機５の運転点に入っている値（総合効率）を取り出すこ
とで、４次元マップ検索が容易になる。

【００３７】なお、電動機１の運転点（Ｔｍとωｍ）が
格子点にない場合には周知の補間計算を行わせればよ
い。例えば図５の上側に示したマップ上において電動機
１の運転点が×印で示すＵ（ωｍ、Ｔｍ）の位置にある
ときにはその周囲の４つの格子点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各格
子点毎に発電機５の運転点（ｔＴｇとｔωｇ）から図５
の下側に示すマップと同様のマップを検索して総合効率
ηＡ、ηＢ、ηＣ、ηＤを求め、これら４つの値から内
挿補間計算により運転点Ｕでの総合効率を算出する。

【００３８】図４に戻りステップ４では電動機の運転点
（Ｔｍ、ωｍ）から所定のマップを検索することにより
電動機効率ηｍを演算し、これを電動機効率の変数ηｍ
１に入れる。ここでηｍはインバータ損失を含まない電
動機単独での効率である。所定のマップについては後述
する（図６のステップ２３参照）。

【００３９】ステップ５は発電機の運転点（ｔＴｇ、ｔ
ωｇ）が最大の総合効率ηｔｏｔａｌ１が得られる運転
点であるかどうかを判定する部分である。発電機の運転
点が最大の総合効率が得られるときには前述の（２１）
式を参照してｇｒ・Ｔｍ・ωｍ／ηｔｏｔａｌ１＝ｔＴｇ・ｔωｇの式が成立することになる。実際の演算上では余裕をみ
てこの式の右辺と左辺の両者がほぼ等しければよく、ま
た演算時間を要する割り算を避けるためｇｒ・Ｔｍ・ωｍ≒ηｔｏｔａｌ１・ｔＴｇ・ｔωｇ …（２２）であればよい。すなわち、ステップ５ではｇｒ・Ｔｍ・
ωｍとηｔｏｔａｌ１・ｔＴｇ・ｔωｇを比較する。比
較の結果（２２）式が成り立つときにはステップ６に進
み、そのときの総合効率の変数ηｔｏｔａｌ１とメモリ
ηｔｏｔａｌｓの値を比較する。ηｔｏｔａｌ１＞ηｔ
ｏｔａｌｓであればステップ７に進んでそのときの変数
ηｍ１の値をメモリηｍｓに、またそのときの発電機の
運転点（ｔＴｇ、ｔωｇ）の値をメモリＴｇｓ、ωｇｓ
に移す。

【００４０】（２２）式が成立しないときあるいは（２
２）式が成立しても変数ηｔｏｔａｌ１がメモリηｔｏ
ｔａｌｓの値以下のときにはステップ７を飛ばす。

【００４１】ステップ８では変数ｔＴｇと発電機トルク
最大値ＴｇＭＡＸを比較する。初回（ｔＴｇ＝０のと
き）はｔＴｇ＜ＴｇＭＡＸであるためステップ９に進
み、変数ｔＴｇをトルクの刻み分ΔＴｇの分だけ大きく
した後ステップ３に戻り、ステップ３〜９の処理を実行
する。ステップ９での変数ｔＴｇのインクリメントは変
数ｔＴｇが最大値ＴｇＭＡＸとなるまで続くので、変数
ｔＴｇが最大値ＴｇＭＡＸに達するまでステップ３〜９
の処理の繰り返すと、この繰り返しにより発電機回転角
速度がゼロ（変数ｔωｇ＝０）の条件において（２２）
式が成立する運転点のうちで総合効率が最大となるとき
の発電機の運転点（トルク、回転角速度）とそのときの
電動機効率とがステップ７のメモリＴｇｓ、ωｇｓ、η
ｍｓにサンプリングされる。

【００４２】変数ｔＴｇが最大値ＴｇＭＡＸに達したと
きにはステップ１０に進み、今度は回転角速度の変数ｔ
ωｇと発電機回転角速度最大値ωｇＭＡＸを比較する。
このタイミングではｔωｇ＝０であることよりｔωｇ＜
ωｇＭＡＸが成立し従ってステップ１１に進みトルクの
変数ｔＴｇを最小値のゼロに戻し、回転角速度の変数ｔ
ωｇを回転角速度の刻み分Δωｇだけ大きくしてステッ
プ３に戻り、トルクの変数ｔＴｇが最大値ＴｇＭＡＸと
なるまでステップ３〜９の処理を繰り返す。この繰り返
しにより回転角速度の変数ｔωｇが０またはΔωｇの条
件において（２２）式が成立する運転点のうち総合効率
が最大となるときの発電機５の運転点と電動機効率とが
ステップ７のメモリＴｇｓ、ωｇｓ、ηｍｓにサンプリ
ングされる。

【００４３】トルクの変数ｔＴｇが最大値ＴｇＭＡＸに
達したときにはステップ１０に進み、回転角速度の変数
ｔωｇと最大値ωｇＭＡＸを比較する。このタイミング
ではｔωｇ＝Δωｇであることよりｔωｇ＜ωｇＭＡＸ
が成立し従ってステップ１１に進みトルクの変数ｔＴｇ
を最小値のゼロに戻し、回転角速度の変数ｔωｇを回転
角速度の刻み分Δωｇだけ大きくしてステップ３に戻
り、トルクの変数ｔＴｇが最大値ＴｇＭＡＸとなるまで
ステップ３〜９の処理を繰り返す。この繰り返しにより
回転角速度の変数ｔωｇが０、Δωｇまたは２・Δωｇ
の条件において（２２）式が成立する運転点のうち総合
効率が最大となるときの発電機５の運転点と電動機効率
とがステップ７のメモリＴｇｓ、ωｇｓ、ηｍｓにサン
プリングされる。

【００４４】後は同様であり、回転角速度の変数ｔωｇ
が３・Δωｇ、４・Δωｇ、…と増えてゆき、やがて回
転角速度の変数ｔωｇが最大値ωｇＭＡＸに達する。こ
のときには発電機５の回転角速度とトルクの全運転範囲
（回転角速度について０〜ωｇＭＡＸ、トルクについて
０〜ＴｇＭＡＸ）において（２２）式が成立する運転点
のうち総合効率が最大となるときの発電機５の運転点と
そのときの電動機効率とがステップ７のメモリＴｇｓ、
ωｇｓ、ηｍｓにサンプリングされるためステップ１２
に進みメモリηｍｓの値を電動機効率ηｍ、メモリＴｇ
ｓの値を発電機目標トルクＴｇ＊、メモリωｇｓの値を
発電機目標回転角速度ωｇ＊としてそれぞれ設定する。
またステップ１２では電動機トルクＴｍを電動機効率η
ｍで除算した値を電動機１の目標トルクＴｍ＊として設
定する。

【００４５】ステップ１３はエンジンの目標トルクＴｅ
＊と目標回転速度Ｎｅ＊を設定する部分である。すなわ
ちＴｇ＊の値をエンジンの目標トルクＴｅ＊に移し、ま
たＮｅ＊＝ωｇ＊×（６０／２π）の式により目標回転
速度Ｎｅ＊［ｒｐｍ］を算出する。なお、発電機５で発
電を行う場合に損失が生じるためその損失分だけエンジ
ン出力を増加させる必要があるが、ここでは発電損失分
は後述する発電機効率（図６のステップ２４参照）に含
ませている。

【００４６】ステップ１４、１５ではこのようにして求
めた発電機５の運転点（ωｇ＊、Ｔｇ＊）、電動機１の
運転点（ωｍ、Ｔｍ＊）を図３のｄ・ｑ軸電流指令値演
算部３５に、またエンジンの目標トルクＴｅ＊および目
標回転速度Ｎｅ＊をエンジンコントローラ１１（図１参
照）に出力する。

【００４７】図５に示した総合効率マップは予め作成し
ておく。この総合効率マップの作成方法（生成方法）を
図６のフローチャートに基づいて説明する。

【００４８】図６においてステップ２１では発電機目標
出力の変数ｔＰｏに最小値ＰｏＭＩＮを入れる。ステッ
プ２２では発電機目標出力が最小値ＰｏＭＩＮである条
件において総合効率が最大となるときの発電機５、電動
機１の各運転点（Ｔｇ＊、ωｇ＊、Ｔｍ＊、ωｍ）を演
算する。この運転点の演算については図７のサブルーチ
ンにより説明する。

【００４９】図７においてステップ３１で電動機回転角
速度の変数ωｍｎに電動機回転角速度最小値ωｍＭＩＮ
を入れる。

【００５０】ステップ３２では変数ｔＰｏに入っている
値から図８に示されるスロットル全開での出力特性を参
照することによりスロットル全開でＰｏＭＩＮの発電機
目標出力が得られるときの発電機５の回転角速度ωｗｏ
ｐを演算し、これを発電機回転角速度の変数ωｇｎに入
れる。

【００５１】ステップ３３、３４では変数ｔＰｏの値を
電動機回転角速度の変数ωｍｎで割った値を電動機トル
クの変数Ｔｍｎに、また変数ｔＰｏを発電機回転角速度
の変数ωｇｎで割った値を発電機トルクの変数Ｔｇｎに
入れる。

【００５２】ステップ３５では発電機の運転点（ωｇ
ｎ、Ｔｇｎ）と電動機の運転点（ωｍｎ、Ｔｍｎ）とに
基づき、次の（２３）式〜（３０）式のすべてを満足す
る電動機１のｄ軸電流およびｑ軸電流並びに発電機５の
ｄ軸電流およびｑ軸電流を決定しこれらから（３１）式
の評価関数Ｊを算出しその算出した値を評価関数の変数
Ｊｎに移す。これによって変数Ｊｎには発電機５の運転
点をωｇｎとＴｇｎかつ電動機の運転点をωｍｎとＴｍ
ｎとしたときの評価関数が入る。

【００５３】Ｖｄｍ＝Ｒｍ×Ｉｄｍ−ｐｍ×ωｍ×Ｌｑｍ×Ｉｑｍ …（２３）Ｖｑｍ＝ｐｍ×ωｍ×Ｌｄｍ×Ｉｄｍ−Ｒｍ×Ｉｑｍ＋ｐｍ×ωｍ×φｍｍ …（２４）Ｖｄｇ＝Ｒｇ×Ｉｄｇ−ｐｇ×ωｇ×Ｌｑｍ×Ｉｑｇ …（２５）Ｖｑｇ＝ｐｇ×ωｇ×Ｌｄｍ×Ｉｐｇ−Ｒｇ×Ｉｑｇ＋ｐｇ×ωｇ×φｍｇ …（２６）Ｔｍ＝ｐｍ×｛φｍｍ×Ｉｑｍ−（Ｌｑｍ−Ｌｄｍ）｝ ×Ｉｄｍ×Ｉｑｍ …（２７）Ｔｇ＝ｐｇ×｛φｍｇ×Ｉｑｇ−（Ｌｑｇ−Ｌｄｇ）｝ ×Ｉｄｇ×Ｉｑｇ …（２８）Ｖｄｃ²≧Ｖｄｍ²＋Ｖｑｍ²＋Ｖｄｇ²＋Ｖｑｇ²…（２９）Ｉｏ²≧ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²＋Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²…（３０）Ｊ＝ｋ×｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2＋（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝ …（３１）ｋ＝ｆ（（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2／（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2） …（３２）ただし、Ｖｄｍ：電動機のｄ軸電圧、Ｖｑｍ：電動機のｑ軸電圧、Ｖｄｇ：発電機のｄ軸電圧、Ｖｑｇ：発電機のｑ軸電圧、Ｉｄｍ：電動機のｄ軸電流、Ｉｑｍ：電動機のｑ軸電流、Ｉｄｇ：発電機のｄ軸電流、Ｉｑｇ：発電機のｑ軸電流、Ｔｍ：電動機のトルク（＝Ｔｍｎ）、Ｔｇ：発電機のトルク（＝Ｔｇｎ）、 ωｍ：電動機の回転角速度（＝ωｇｎ）、 ωｇ：発電機の回転角速度（＝ωｇｎ）、Ｒｍ：電動機の抵抗値、Ｒｇ：発電機の抵抗値、Ｌｄｍ：電動機のｄ軸インダクタンス、Ｌｑｍ：電動機のｑ軸インダクタンス、Ｌｄｇ：発電機のｄ軸インダクタンス、Ｌｑｇ：発電機のｑ軸インダクタンス、 φｍｍ：電動機の磁石磁束、 φｍｇ：発電機の磁石磁束、ｐｍ：電動機の極対数、ｐｇ：発電機の極対数、Ｖｄｃ：ＤＣ電圧（バッテリ電圧）、Ｉｏ：電流ベクトル和、Ｊ：評価関数（複合電流の電流平均値Ｉａｃと一対
一に対応）、ｋ：複合化による電流平均値低減効果を考慮するた
めの係数、ここで、上記（３１）式の評価関数Ｊは次のようにして
導いたものである。

【００５４】Ｉ＝Ｉｐ×sin（ωｔ） …（３３）ただし、Ｉｐ：電流ピーク値、 ω ：角速度、ｔ：時間、の式で表される三相交流の制御電流Ｉ（三相交流の制御
電流は回転電機毎に位相の異なる３つの式で表されるの
であるが、ここでは一相のみの制御電流で代表させてい
る）の電流平均値Ｉａｖｅは、Ｉａｖｅ＝２×Ｉｐ／π …（３４）となる。ｄ・ｑ軸平面上では電流ベクトルの長さが電流
ピーク値の大きさを表すので、（３４）式は、Ｉａｖｅ＝２×（Ｉｄ²＋Ｉｑ²）^1/2／π …（３５）となる。よって、制御電流Ｉの電流平均値Ｉａｖｅを最
小とするには、この式の右辺のＩｄ²＋Ｉｑ²を最小化す
れば良い。

【００５５】ただし、１の回転電機の制御電流Ｉｍと他
の回転電機の制御電流Ｉｇとを複合した場合、複合電流
Ｉｃｏｍ（＝Ｉｍ＋Ｉｇ）の電流平均値Ｉｃｏｍａｖｅ
は複合前の各電流Ｉｍ、Ｉｇの電流平均値の和Ｉａｖｅ
ｍ＋Ｉａｖｅｇよりも小さくなることが分かっており、
その低下率は複合前の各電流Ｉｍ、Ｉｇの電流ピーク値
の大きさの比Ｉｐｍ／Ｉｐｇに応じて定まる（比が１に
近くなるほど低下率が大きくなる）。すなわち、ｋ＝Ｉｃｏｍａｖｅ／（Ｉａｖｅｍ＋Ｉａｖｅｇ） …（３６）なる係数ｋを定義すると、この係数ｋは、ｋ＝ｆ（Ｉｐｍ／Ｉｐｇ）＝ｆ（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2／（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2 …（３７）で表すことができ、この係数ｋを使って複合電流Ｉｃｏ
ｍの電流平均値Ｉｃｏｍａｖｅは、Ｉｃｏｍａｖｅ＝２×ｋ×｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2 ＋（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝／π …（３８）と表すことができる。この式の右辺より定数部分を除い
た変数を評価関数Ｊとすれば上記の（３１）式が得られ
る。

【００５６】次に図７のステップ３６では評価関数の変
数ＪｎとメモリＪｋ（初期値は最大値）の値を比較す
る。Ｊｎ＜Ｊｋであればステップ３７に進みそのときの
発電機５の運転点（ωｇｎ、Ｔｇｎ）と電動機１の運転
点（ωｍｎ、Ｔｍｎ）の値をメモリωｇｋ、Ｔｇｋ、ω
ｍｋ、Ｔｍｋに移す。Ｊｎ≧Ｊｋであるときにはステッ
プ３７を飛ばす。

【００５７】ステップ３７に進むときにはさらに評価関
数Ｊの算出に使った制御電流（Ｉｄｍ、Ｉｑｍ、Ｉｄ
ｇ、Ｉｑｇ）を用いてインバータ効率ηｉｎｖを次式に
より算出する。

【００５８】 ηｉｎｖ＝Ｋ・｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2＋（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝／｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²＋Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝＝Ｋ・（１／Ｊｎ） ×｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2＋（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝ …（４１）ここで、（４１）式は評価関数Ｊが最小となるときイン
バータ効率が最大となる。

【００５９】（４１）式は次のようにして導出したもの
である。

【００６０】１／η∝｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²＋Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）｝^1/2｝／｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2＋（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝ …（４２）の式より複合電流の電流平均値の減少率がすなわちイン
バータ損失の減少率である。なお、（４２）式右辺の分
母は２つの回転電機１、５を独立に単独電流で駆動する
場合のスカラ値の和であるので、（４２）式右辺は複合
電流で駆動した場合の電流平均値の減少率を表す。

【００６１】（４２）式のηを改めてインバータ効率η
ｉｎｖとし比例定数を１／Ｋとすれば、（４２）式は１／ηｉｎｖ＝（１／Ｋ） ×｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²＋Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝／｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2＋（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝ …（４３）となる。（４３）式をηｉｎｖについて整理すれば（４
１）式が得られる。

【００６２】ステップ３８では回転角速度の変数ωｇｎ
と最大値ωｇＭＡＸを比較する。ωｇｎ＜ωｇＭＡＸで
あればステップ３９に進んで回転角速度の変数ωｇｎに
回転角速度の刻み分Δωｇを加算した後ステップ３４に
戻りステップ３４〜３９の処理を実行する。回転角速度
の変数ωｇｎが最大値ωｇＭＡＸに達するまでステップ
３４〜３９の処理を繰り返すと、Ｊｎ＜Ｊｋが成立する
ときだけステップ３７の処理が実行されるため、この繰
り返しにより発電機目標出力が最小値ＰｏＭＩＮかつ電
動機回転角速度の変数ωｍｎが最小値ωｍＭＩＮの条件
でインバータ効率が最大となるときの発電機５の運転点
（回転角速度、トルク）とインバータ効率がメモリωｇ
ｋ、Ｔｇｋ、ηｉｎｖｋにサンプリングされる。

【００６３】ωｇｎ＞ωｇＭＡＸとなったときはステッ
プ３８よりステップ４０に進んで今度は電動機回転角速
度の変数ωｍｎと最大値ωｍＭＡＸを比較する。このタ
イミングではωｍｎ＝ωｍＭＩＮよりωｍｎ＜ωｍＭＡ
Ｘであるためステップ４１に進み電動機回転角速度の変
数ωｍｎに回転角速度の刻み分Δωｍを加算した後ステ
ップ３３に戻り、電動機回転角速度の変数ωｍｎがωｍ
ＭＩＮ＋Δωｍとなったときの電動機トルクの変数Ｔｍ
ｎを算出する。そして、ステップ３４〜３９の処理を発
電機回転角速度の変数ωｇｎが最大値ωｇＭＡＸとなる
まで繰り返す。この繰り返しにより発電機目標出力が最
小値ＰｏＭＩＮでかつ電動機回転角速度の変数ωｍｎが
ωｍＭＩＮまたはωｍＭＩＮ＋Δωｍである条件でイン
バータ効率が最大となるときの発電機５の運転点とイン
バータ効率がステップ３７のメモリωｇｋ、Ｔｇｋ、η
ｉｎｖｋにサンプリングされる。

【００６４】ステップ３８で再び発電機回転角速度の変
数ωｇｎが最大値ωｇＭＡＸに達したときにはステップ
４０に進み電動機回転角速度の変数ωｍｎと最大値ωｍ
ＭＡＸを比較する。このタイミングではωｍｎ＝ωｍＭ
ＩＮ＋Δωｍであるからωｍｎ＜ωｍＭＡＸであり、ス
テップ４１に進み電動機回転角速度の変数ωｍｎに回転
角速度の刻み分Δωｍを加算した後ステップ３３に戻
り、電動機回転角速度の変数ωｍｎがωｍＭＩＮ＋２・
Δωｍとなったときの電動機トルクの変数Ｔｍｎを算出
する。そして、ステップ３４〜３９の処理を発電機回転
角速度の変数ωｇｎが最大値ωｇＭＡＸとなるまで繰り
返す。この繰り返しにより発電機目標出力が最小値Ｐｏ
ＭＡＸでかつ電動機回転角速度の変数ωｍｎがωｍＭＩ
Ｎ、ωｍＭＩＮ＋ΔωｍまたはωｍＭＩＮ＋２・Δωｍ
の条件でインバータ効率が最大となるときの発電機の運
転点とインバータ効率がステップ３７のメモリωｇｋ、
Ｔｇｋ、ηｉｎｖｋにサンプリングされる。

【００６５】以下同様にして電動機回転角速度の変数ω
ｍｎが最大値ωｍＭＡＸとなるまで上記の処理を繰り返
すと、ステップ３７のメモリωｇｋ、Ｔｇｋ、ωｍｋ、
Ｔｍｋ、ηｉｎｖｋには目標出力が最小値ＰｏＭＩＮか
つ発電機５、電動機１の全回転角速度範囲（発電機５に
ついてωｗｏｐ〜ωｇＭＡＸ、電動機１についてωｍＭ
ＩＮ〜ωｍＭＡＸ）の条件でインバータ効率が最大とな
るときの発電機５、電動機１の運転点とインバータ効率
がサンプリングされる。

【００６６】電動機回転角速度の変数ωｍｎが最大値ω
ｍＭＡＸを超えたときにはステップ４２に進み、メモリ
ωｇｋの値を発電機目標回転角速度ωｇ＊、メモリＴｇ
ｋの値を発電機目標トルクＴｇ＊、メモリωｍｋの値を
電動機回転角速度ωｍ、メモリＴｍｋの値を電動機目標
トルクＴｍ＊、メモリηｉｎｖｋの値をインバータ効率
ηｉｎｖとして設定する。

【００６７】これで発電機目標出力が最小値ＰｏＭＩＮ
である条件でインバータ効率が最大となるときの発電機
５、電動機１の運転点の設定を終了する。

【００６８】図６に戻りステップ２３、２４では電動機
１の運転点（ωｍとＴｍ＊）から所定のマップを、また
発電機５の運転点（ωｇ＊とＴｇ＊）から所定のマップ
を検索することによりインバータ損失を含まない単独の
電動機効率ηｍ、またインバータ損失を含まない単独の
発電機効率ηｇを演算する。これらのマップ作成につい
ては次のようにすればよい。回転電機１、５の損失（鉄
損）を求める一般的な近似計算式が存在するものの回転
電機固有の形状により大きく影響されるため、正確には
磁場解析や実機実験により各運転点での損失を求め、こ
れと逆数の関係にある効率を算出する。そして各運転点
毎に効率を書き込んだマップ作成する。この場合、発電
機５の効率にはエンジンの効率を含ませる。

【００６９】ステップ２５では上記３つの効率ηｉｎ
ｖ、ηｍ、ηｇを乗算したものを総合効率ηｔｏｔａｌ
として算出し、このようにして得た総合効率ηｔｏｔａ
ｌとインバータ効率が最大となるときの発電機５、電動
機１の運転点（Ｔｇ＊、ωｇ＊、Ｔｍ＊、ωｍ）とを一
組のデータとしてステップ２６においてメモリにストア
（格納）する。このデータは正確にはインバータ効率が
最大となるときの運転点と総合効率のデータであるが、
総合効率が最大となるときの運転点と総合効率のデータ
として扱う。

【００７０】ステップ２７では発電機目標出力の変数ｔ
Ｐｏと最大値ＰｏＭＡＸを比較する。当初はｔＰｏ＜Ｐ
ｏＭＡＸであるのでステップ２８に進み発電機目標出力
の変数ｔＰｏに発電機出力の刻み分ΔＰｏを加算した後
ステップ２２に戻り、ステップ２２の処理を実行する。
ステップ２２では図７に示したところにより今度は発電
機目標出力が最小値ＰｏＭＩＮ＋ΔＰｏである条件でイ
ンバータ効率が最大となるときの発電機、電動機の各運
転点とインバータ効率が設定される。そしてステップ２
３〜２６の処理を実行すると発電機目標出力がＰｏＭＩ
Ｎ＋ΔＰｏである条件での一組のデータ（ηｔｏｔａ
ｌ、Ｔｇ＊、ωｇ＊、Ｔｍ＊、ωｍ）が得られる。この
データは発電機目標出力がＰｏＭＩＮ＋ΔＰｏである条
件で総合効率が最大となるときの運転点と総合効率のデ
ータであり、２つ目のデータとしてストアされる。

【００７１】ステップ２７では発電機目標出力の変数ｔ
Ｐｏと最大値ＰｏＭＡＸを比較する。このときもｔＰｏ
＜ＰｏＭＡＸであるのでステップ２８に進み発電機目標
出力の変数ｔＰｏに発電機出力の刻み分ΔＰｏを加算し
た後ステップ２２に戻り、ステップ２２〜２６の処理を
実行すると発電機目標出力がＰｏＭＩＮ＋２・ΔＰｏで
ある条件での一組のデータが得られる。このデータは発
電機目標出力がＰｏＭＩＮ＋２・ΔＰｏである条件で総
合効率が最大となるときの運転点と総合効率のデータで
あり、３つ目のデータとしてストアされる。

【００７２】このように発電機目標出力の変数がきざみ
分ΔＰｏ加算される毎にデータが増えていくので、発電
機目標出力の変数ｔＰｏが最大値ＰｏＭＡＸとなるまで
ステップ２２〜２８の処理を繰り返すと、発電機目標出
力の全範囲（ＰｏＭＩＮ〜ＰｏＭＡＸ）での多数組のデ
ータが得られる。これらデータは総合効率が最大となる
ときの発電機５、電動機１の各運転点と最大の総合効率
のデータの集合であり、従ってこれらデータの集合から
発電機５、電動機１の各運転点をパラメータとして最大
の効率を格納した総合効率マップを作成すればよい。

【００７３】図３に戻りｄ・ｑ軸電流指令値演算部３５
では運転点設定部３４からの総合効率が最大となるとき
の発電機５、電動機１の運転点（ωｇ＊、Ｔｇ＊、ω
ｍ、Ｔｍ＊）から、各回転電機５、１の制御電流を複合
した複合電流の電流平均値が最小となるよう各回転電機
５、１の制御電流を決定する。具体的には上記の（２
３）式〜（３０）式のすべてを拘束条件として、（３
１）式の評価関数が最小となるよう電動機のｄ軸電流お
よびｑ軸電流並びに発電機のｄ軸電流およびｑ軸電流を
決定し、決定した４つの値を改めてｄ、ｑ軸電流の指令
値Ｉｄｍ＊、Ｉｑｍ＊、Ｉｄｇ＊、Ｉｑｇ＊とおく。す
る。なお、上記の（２３）式〜（３１）式においてω
ｇ、Ｔｇ、Ｔｍに代えてωｇ＊、Ｔｇ＊、Ｔｍ＊を用い
ることはいうまでもない。

【００７４】ここで本実施形態の作用を説明する。

【００７５】本実施形態によれば、電動機１及び発電機
５（全ての回転電機）並びにインバータ８（電流制御装
置）の総合効率が最大となるように各回転電機１、５の
運転点（トルク、回転速度）を設定するようにしたの
で、ロータの回転位相に応じた制御電流を供給すること
で回転を制御することが可能な複数の回転電機に対し、
単一のインバータ８から電流を供給するようにした回転
電機であっても個々の回転電機１、５の損失やインバー
タ８の発熱を改善することができる。

【００７６】また総合効率を、発電機５、電動機１両方
の運転点から演算されるインバータ効率と、発電機５、
電動機１個々の運転点から演算されるインバータ損失を
含まない発電機効率、電動機効率との積としたので、イ
ンバータ効率を単独で設定することが可能となり、これ
により複数の回転電機１、５を単一のインバータ８で制
御する場合であっても総合効率を最適に設定することが
できる。

【００７７】また総合効率マップを作成するに際して
は、４次元マップに代えて、電動機１の運転点をパラメ
ータとする２次元マップ（第１の２次元マップ）と、発
電機５の運転点をパラメータとする２次元マップ（第２
の２次元マップ）との組合わせとし、４次元マップの検
索が、電動機１の運転点より第１の２次元マップを検索
して電動機１の運転点を定め、次にその運転点で発電機
５の運転点より今度は第２の２次元マップを検索して発
電機５の運転点を定め、その定めた発電機の運転点に入
っている総合効率を取り出すことである。すなわち２次
元マップ検索を２回行うことであるので、４次元マップ
の検索が容易になる。

【００７８】実施形態では全ての回転電機１、５及びイ
ンバータ８の総合効率が最大となるように各回転電機
１、５の運転点（トルク、回転速度）を設定する場合で
説明したが、最大である場合に限定するものでなく、全
ての回転電機１、５及びインバータ８の総合効率が大き
くなるように各回転電機１、５の運転点（トルク、回転
速度）を設定することもできる。

【００７９】実施形態では評価関数が上記（３１）式の
場合で説明したが、これに限らず次のような評価関数で
もかまわない。なお、ＡＶＥ、ＰＥＡＫの記号はそれぞ
れその記号より右に位置するかっこ内の値の平均値、最
大値を演算することを意味する。

【００８０】Ｊ＝ＡＶＥ｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2＋（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝ …（４４）Ｊ＝ＰＥＡＫ｛（Ｉｄｍ²＋Ｉｑｍ²）^1/2＋（Ｉｄｇ²＋Ｉｑｇ²）^1/2｝ …（４５）実施形態では２つの回転電機１、５が１つのステータを
共用しない場合で説明したが、２つの回転電機１、２の
各ロータが同軸に収まり１つのステータを共用する場合
にも本発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御システム図。

【図２】２つの回転電機が１つのステータを共用しない
場合の各ステータコイルとインバータとの接続方法を示
す結線図。

【図３】モータコントローラの制御ブロック図。

【図４】総合効率が最大となるときの発電機、電動機の
各運転点の設定を説明するためのフローチャート。

【図５】総合効率マップの特性図。

【図６】総合効率マップの作成を説明するためのフロー
チャート。

【図７】図６のステップ２の処理を説明するためのフロ
ーチャート。

【図８】スロットル全開での出力特性図。

【図９】従来例を用いるときのモータコントローラの制
御ブロック図。１回転電機（電動機）５回転電機（発電機）７モータコントローラ８インバータ１２総合コントローラ

フロントページの続きＦターム(参考） 5H115 PA08 PA11 PA15 PG04 PI16 PU10 PU26 PV09 PV23 QN02 QN03 QN09 RB22 RB26 SE03 SE04 TD00 TO12 5H572 AA02 BB02 CC04 DD02 DD05 EE04 GG04 HA08 HB08 HB09 HC08 JJ03 JJ06 JJ25 KK05 LL22 LL32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータの回転位相に応じた制御電流を供給
することで回転を制御することが可能な複数の回転電機
に対し、単一の電流制御装置から電流を供給するように
した回転電機の制御装置において、全ての回転電機及び電流制御装置の総合効率が最大とな
るようにまたは大きくなるように各回転電機の運転点を
設定し、設定した運転点に基づいて各回転電機の制御電
流を決定し、決定した各回転電機の制御電流を複合して
得られる複合電流を全ての回転電機に供給することを特
徴とする回転電機の制御装置。
【請求項２】複数の回転電機が発電機と電動機からなり
このうち発電機をエンジンと連結させ、電動機を駆動系
と連結させる場合に発電機目標出力が得られるように電
動機の運転点を決定した後に発電機、電動機及び電流制
御装置の総合効率が最大となるようにまたは大きくなる
ように発電機の運転点を設定することを特徴とする請求
項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】発電機、電動機及び電流制御装置の総合効
率は、発電機、電動機両方の運転点から演算される電流
制御装置の効率と、発電機、電動機個々の運転点から演
算される発電機効率、電動機効率との積であることを特
徴とする請求項２に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】発電機、電動機及び電流制御装置の総合効
率が最大となるようにまたは大きくなるように発電機の
運転点を設定する手段は、電動機の運転点と発電機の運
転点をパラメータとする４次元マップであり、この４次
元マップを予め作成しておくことを特徴とする請求項１
に記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】前記電流制御装置がインバータである場合
に４次元マップを予め作成する手段は、発電機目標出力
を最小出力から最大出力まで刻み分ずつ分割して多点と
し、各点毎に複合電流の電流平均値が最小となる発電
機、電動機の各運転点をサンプリングするとともにその
ときの複合電流の制御電流から演算されるインバータの
効率を最大のインバータ効率としてサンプリングする手
段と、このサンプリングした電動機、発電機の各運転点
でのインバータ損失を含まない電動機、発電機の各効率
を演算する手段と、これら電動機、発電機の各効率を前
記サンプリングした最大のインバータ効率に乗算した値
を最大の総合効率として算出する手段と、この総合効率
と前記サンプリングした電動機、発電機の各運転点とを
一組のデータとしてストアする手段と、この各点毎にス
トアした複数組のデータを用いて電動機、発電機の各運
転点を変数とする最大の総合効率の４次元マップを作成
する手段とからなることを特徴とする請求項４に記載の
回転電機の制御装置。
【請求項６】４次元マップに代えて、電動機の運転点を
パラメータとする第１の２次元マップと、発電機の運転
点をパラメータとする第１の２次元マップとの組合わせ
とし、４次元マップの検索は、電動機の運転点より第１
の２次元マップを検索して電動機の運転点を定め、次に
その運転点で発電機の運転点より今度は第２の２次元マ
ップを検索して発電機の運転点を定め、その定めた発電
機の運転点に入っている総合効率を取り出すことである
ことを特徴とする請求項４に記載の回転電機の制御装
置。
【請求項７】前記制御電流は、複合電流の電流平均値が
最小となるよう各回転電機の制御電流を決定することを
特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。