JP2011205741A - Drive controller of rotating-electric machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control a field of a rotating-electric machine without making the rotating-electric machine configuration complicated, the rotating-electric machine allowing a torque to act between a first rotor and a second rotor and between a stator and the second rotor, by a drive controller of the rotating-electric machine.SOLUTION: A field magnetic flux correction value operation unit 154 calculates a correction value ΔΦof field magnetic flux of a permanent magnet 33 flowing in an input-side rotor 28. A d-axis current command value correction unit 158 corrects a command value Idof a d-axis current of a stator winding wire 20 based on the correction value ΔΦof field magnetic flux calculated by the field magnetic flux correction value operation unit 154, and outputs the corrected command value Idof the d-axis current. A stator winding wire current control unit 160 controls a switching operation of an inverter 40 so that a d-axis current Idand a q-axis current Iqof the stator winding wire 20 coincide with the corrected command value Idof the d-axis current and a command value Iqof the q-axis current, respectively.

Description

本発明は、回転電機の駆動制御装置に関し、特に、第1回転子と第2回転子との間、及び固定子と第2回転子との間にトルクを作用させることが可能な回転電機の駆動制御装置に関する。   The present invention relates to a drive control device for a rotating electrical machine, and more particularly, to a rotating electrical machine capable of applying a torque between a first rotor and a second rotor and between a stator and a second rotor. The present invention relates to a drive control device.

この種の回転電機の駆動制御装置の関連技術が下記特許文献1に開示されている。特許文献1による回転電機の駆動制御装置は、巻線が配設されエンジンに機械的に連結された第1ロータと、第1ロータの巻線と電磁気的に結合する磁石が配設され駆動軸に機械的に連結された第2ロータと、第2ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されたステータと、第1ロータの巻線と電気的に接続されたスリップリングと、スリップリングと電気的に接触するブラシと、バッテリーとステータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第1インバータと、スリップリング及びブラシを介してバッテリーと第1ロータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第2インバータと、を備える。特許文献1においては、第1ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第1ロータの巻線と第2ロータの磁石との電磁気結合によって第2ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動軸を駆動することができる。さらに、第2インバータを介してバッテリーと第1ロータの巻線との間で電力の授受が可能になるため、第2インバータにより第1ロータの巻線の電力を制御することで、駆動軸の回転速度を制御することができる。その場合において、第1ロータの回転速度が第2ロータの回転速度よりも高いときは、第1ロータの巻線の発電電力が第2インバータを介してバッテリー側へ供給され、第1ロータの回転速度が第2ロータの回転速度よりも低いときは、バッテリーの電力が第2インバータを介して第1ロータの巻線に供給される。さらに、ステータの巻線と第2ロータの磁石との電磁気結合によって、バッテリー側から第1インバータを介してステータの巻線に供給された電力を用いて第2ロータに動力を発生させて駆動軸を駆動することができるため、第1インバータによりステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動軸に伝達されるトルクを制御することができる。   The related art of this type of rotating electrical machine drive control device is disclosed in Patent Document 1 below. A drive control device for a rotating electrical machine according to Patent Document 1 includes a first rotor in which windings are disposed and mechanically coupled to an engine, and a magnet that is electromagnetically coupled to the windings of the first rotor. A second rotor mechanically coupled to the stator, a stator provided with a winding electromagnetically coupled to the magnet of the second rotor, a slip ring electrically connected to the winding of the first rotor, A brush that is in electrical contact with the slip ring, a first inverter that is controlled so as to be able to transfer power between the winding of the battery and the stator, and a winding of the battery and the first rotor via the slip ring and the brush. And a second inverter that is controlled so as to be able to exchange power. In Patent Document 1, the power from the engine transmitted to the first rotor is transmitted to the second rotor by electromagnetic coupling between the windings of the first rotor and the magnets of the second rotor. The shaft can be driven. Furthermore, since power can be transferred between the battery and the winding of the first rotor via the second inverter, by controlling the power of the winding of the first rotor by the second inverter, The rotation speed can be controlled. In this case, when the rotation speed of the first rotor is higher than the rotation speed of the second rotor, the generated power of the winding of the first rotor is supplied to the battery side via the second inverter, and the rotation of the first rotor When the speed is lower than the rotational speed of the second rotor, the battery power is supplied to the windings of the first rotor via the second inverter. Further, the electromagnetic coupling between the stator winding and the magnet of the second rotor causes the second rotor to generate power using the electric power supplied from the battery side to the stator winding via the first inverter. Therefore, the torque transmitted to the drive shaft can be controlled by controlling the power supply to the stator winding by the first inverter.

特許第3543500号公報Japanese Patent No. 3543500 特開2009−73472号公報JP 2009-73472 A 特開2009−274536号公報JP 2009-274536 A

特許文献1において、第1ロータと第2ロータとの間に発生可能な最大トルクを増加させるためには、第2ロータの磁石により第1ロータに流れる界磁磁束を増加させることが望ましい。その一方で、第2ロータの回転時に第1ロータの巻線やステータの巻線に発生する逆起電圧を減少させるためには、第2ロータの磁石により第1ロータやステータに流れる界磁磁束を減少させることが望ましい。そこで、第2ロータの磁石により第1ロータやステータに流れる界磁磁束を制御できることが望ましい。ただし、界磁磁束を制御するための界磁巻線を第2ロータに別途追加すると、第2ロータの界磁巻線に電流を流すために、スリップリング及びブラシも別途追加する必要があり、構成の複雑化を招くことになる。   In Patent Document 1, in order to increase the maximum torque that can be generated between the first rotor and the second rotor, it is desirable to increase the field magnetic flux flowing through the first rotor by the magnet of the second rotor. On the other hand, in order to reduce the counter electromotive voltage generated in the first rotor winding and the stator winding during the rotation of the second rotor, the field magnetic flux that flows to the first rotor and the stator by the magnet of the second rotor. It is desirable to reduce Therefore, it is desirable that the field magnetic flux flowing through the first rotor and the stator can be controlled by the magnet of the second rotor. However, if a field winding for controlling the field magnetic flux is separately added to the second rotor, it is necessary to add a slip ring and a brush separately in order to pass a current through the field winding of the second rotor. This leads to a complicated configuration.

本発明は、第1回転子と第2回転子との間、及び固定子と第2回転子との間にトルクを作用させることが可能な回転電機の駆動制御装置において、構成の複雑化を招くことなく界磁制御を行うことを目的とする。   The present invention provides a drive controller for a rotating electrical machine capable of applying a torque between a first rotor and a second rotor, and between a stator and a second rotor. It aims at performing field control without inviting.

本発明に係る回転電機の駆動制御装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。   The drive control device for a rotating electrical machine according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.

本発明に係る回転電機の駆動制御装置は、回転子巻線が配設された第1回転子と、固定子巻線が配設された固定子と、第1回転子及び固定子と対向し、第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、第1回転子及び固定子に流れる界磁磁束を発生する磁石が配設された第2回転子と、を備え、回転子巻線に流れる交流電流と第1回転子に流れる磁石の界磁磁束との相互作用により、第1回転子と第2回転子との間にトルクが作用し、固定子巻線に流れる交流電流と固定子に流れる磁石の界磁磁束との相互作用により、固定子と第2回転子との間にトルクが作用する回転電機の駆動制御装置であって、回転子巻線に流れる交流電流を制御する回転子巻線電流制御部と、固定子巻線に流れる交流電流を制御する固定子巻線電流制御部と、を備え、第1回転子に流れる磁石の界磁磁束を制御する界磁制御を実行する場合には、固定子巻線電流制御部が固定子巻線のd軸電流を制御することで前記界磁制御を実行することを要旨とする。   A drive control device for a rotating electrical machine according to the present invention is configured to face a first rotor provided with a rotor winding, a stator provided with a stator winding, and the first rotor and the stator. A second rotor that is rotatable relative to the first rotor, wherein the second rotor is provided with a magnet that generates a field magnetic flux that flows through the first rotor and the stator. Torque acts between the first rotor and the second rotor due to the interaction between the alternating current flowing in the rotor winding and the field magnetic flux of the magnet flowing in the first rotor, and the alternating current flowing in the stator winding. A drive control device for a rotating electrical machine in which a torque acts between a stator and a second rotor due to an interaction between a current and a field magnetic flux of a magnet flowing in the stator, and an alternating current flowing in the rotor winding A rotor winding current control unit that controls the stator winding current control unit that controls an alternating current flowing in the stator winding, When performing field control for controlling the field magnetic flux of the magnet flowing through the first rotor, the stator winding current control unit executes the field control by controlling the d-axis current of the stator winding. This is the gist.

本発明の一態様では、固定子巻線電流制御部は、第1回転子と第2回転子との間にトルクが作用する状態で前記界磁制御を実行する場合には、回転子巻線に流れる交流電流が許容電流以下に制限される条件で第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクが目標トルクとなるように固定子巻線のd軸電流を制御することが好適である。   In one aspect of the present invention, the stator winding current control unit flows to the rotor winding when the field control is executed in a state where torque acts between the first rotor and the second rotor. It is preferable to control the d-axis current of the stator winding so that the torque acting between the first rotor and the second rotor becomes the target torque under the condition that the alternating current is limited to the allowable current or less. is there.

本発明の一態様では、固定子巻線電流制御部は、前記界磁制御を実行する場合には、回転子巻線に発生する逆起電圧が設定電圧以下になるように固定子巻線のd軸電流を制御することが好適である。   In one aspect of the present invention, the stator winding current control unit, when executing the field control, sets the d-axis of the stator winding so that the counter electromotive voltage generated in the rotor winding is equal to or lower than the set voltage. It is preferable to control the current.

本発明の一態様では、回転子巻線に発生した交流電力を整流することが可能な整流器と、整流器で整流された直流電力を電圧変換することが可能なDC−DCコンバータと、DC−DCコンバータで電圧変換された直流電力を交流に変換して固定子巻線へ供給することが可能なインバータと、を備え、回転子巻線電流制御部は、DC−DCコンバータでの電圧変換を制御することで回転子巻線に流れる交流電流を制御し、固定子巻線電流制御部は、インバータでの電力変換を制御することで固定子巻線に流れる交流電流を制御することが好適である。   In one aspect of the present invention, a rectifier capable of rectifying AC power generated in a rotor winding, a DC-DC converter capable of converting voltage of DC power rectified by the rectifier, and DC-DC An inverter capable of converting the DC power converted by the converter into AC and supplying the stator winding, and the rotor winding current control unit controls voltage conversion in the DC-DC converter. By controlling the alternating current flowing through the rotor winding, it is preferable that the stator winding current control unit controls the alternating current flowing through the stator winding by controlling power conversion in the inverter. .

また、本発明に係る回転電機の駆動制御装置は、回転子巻線が配設された第1回転子と、固定子巻線が配設された固定子と、第1回転子及び固定子と対向し、第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、第1回転子及び固定子に流れる界磁磁束を発生する磁石が配設された第2回転子と、を備え、回転子巻線に流れる交流電流と第1回転子に流れる磁石の界磁磁束との相互作用により、第1回転子と第2回転子との間にトルクが作用し、固定子巻線に流れる交流電流と固定子に流れる磁石の界磁磁束との相互作用により、固定子と第2回転子との間にトルクが作用する回転電機の駆動制御装置であって、回転子巻線に流れる交流電流を制御する回転子巻線電流制御部と、固定子巻線に流れる交流電流を制御する固定子巻線電流制御部と、を備え、固定子に流れる磁石の界磁磁束を制御する界磁制御を実行する場合には、回転子巻線電流制御部が回転子巻線のd軸電流を制御することで前記界磁制御を実行することを要旨とする。   A drive control device for a rotating electrical machine according to the present invention includes a first rotor provided with a rotor winding, a stator provided with a stator winding, a first rotor and a stator, A second rotor that is opposed to and is rotatable relative to the first rotor, and is provided with a magnet that generates a field magnetic flux that flows through the first rotor and the stator. Due to the interaction between the alternating current flowing through the rotor winding and the field magnetic flux of the magnet flowing through the first rotor, torque acts between the first rotor and the second rotor, and the stator winding A drive control device for a rotating electrical machine in which a torque acts between a stator and a second rotor by an interaction between a flowing AC current and a field magnetic flux of a magnet flowing in the stator, and flows in the rotor winding Rotor winding current control unit that controls AC current and stator winding current control that controls AC current that flows through the stator winding When the field control for controlling the magnetic field flux of the magnet flowing through the stator is executed, the rotor winding current control unit executes the field control by controlling the d-axis current of the rotor winding. The gist is to do.

本発明によれば、界磁磁束を制御するための界磁巻線を第2回転子に別途追加することなく磁石量を見かけ上変化させたのと同等の効果を得ることができ、回転電機の構成の複雑化を招くことなく界磁制御を行うことができる。   According to the present invention, it is possible to obtain the same effect as apparently changing the magnet amount without separately adding a field winding for controlling the field magnetic flux to the second rotor. Field control can be performed without complicating the configuration of the above.

本発明の実施形態に係る回転電機の駆動制御装置を備えるハイブリッド駆動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a hybrid drive device provided with the drive control apparatus of the rotary electric machine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る回転電機の駆動制御装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the drive control apparatus of the rotary electric machine which concerns on embodiment of this invention. 入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an input side rotor 28, an output side rotor 18, and a stator 16. 入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an input side rotor 28, an output side rotor 18, and a stator 16. 入力側ロータ28及び出力側ロータ18における磁束の流れを説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of magnetic flux in an input side rotor and an output side rotor. 出力側ロータ18及びステータ16における磁束の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the magnetic flux in the output side rotor 18 and the stator 16. FIG. ステータ巻線20に交流電流を流さずにロータ巻線30のみに交流電流を流した場合における磁束線の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of a magnetic flux line at the time of flowing an alternating current only into the rotor coil | winding 30, without flowing an alternating current through the stator winding 20. FIG. ロータ巻線30だけでなくステータ巻線20にも交流電流を同時に流した場合における磁束線の様子を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state of magnetic flux lines when an alternating current is passed through not only the rotor winding 30 but also the stator winding 20 simultaneously. 電子制御ユニット50の構成例を示す機能ブロック図である。3 is a functional block diagram illustrating a configuration example of an electronic control unit 50. FIG. 差動回転速度とロータ巻線30の電流及び電磁カップリングトルクとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the differential rotational speed, the electric current of the rotor coil | winding 30, and electromagnetic coupling torque. 差動回転速度と電磁カップリングトルクとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a differential rotational speed and electromagnetic coupling torque. 電磁カップリングトルクを発生させる場合に電子制御ユニット50が実行する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process which the electronic control unit 50 performs when generating an electromagnetic coupling torque. ステータ巻線20の電流位相を変化させた場合にロータ巻線30に発生する逆起電圧の変化を調べた結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated the change of the counter electromotive voltage which generate | occur | produces in the rotor coil | winding 30 when the current phase of the stator coil | winding 20 is changed. EV走行を行う場合に電子制御ユニット50が実行する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process which the electronic control unit 50 performs when performing EV driving | running | working. 本発明の実施形態に係る回転電機の駆動制御装置の他の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the other schematic structure of the drive control apparatus of the rotary electric machine which concerns on embodiment of this invention. 入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16の他の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating another configuration example of the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16. 入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16の他の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating another configuration example of the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16. 入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16の他の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating another configuration example of the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16.

以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1,2は、本発明の実施形態に係る回転電機の駆動制御装置を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図1は全体構成の概略を示し、図2は回転電機10の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力(機械的動力)を発生可能な原動機として設けられたエンジン(内燃機関)36と、エンジン36と車輪38との間に設けられた変速機44と、エンジン36と変速機44との間に設けられた回転電機10と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。   1 and 2 are diagrams showing an outline of a configuration of a hybrid drive device including a drive control device for a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 shows an overview of the overall configuration, and FIG. The outline of the structure of is shown. The hybrid drive device according to the present embodiment includes an engine (internal combustion engine) 36 provided as a prime mover capable of generating power (mechanical power), a transmission 44 provided between the engine 36 and wheels 38, And the rotating electrical machine 10 provided between the engine 36 and the transmission 44. In addition, about the hybrid drive device which concerns on this embodiment, it can be used as a power output device for driving a vehicle, for example.

回転電機10は、図示しないステータケースに固定されたステータ16と、ステータ16に対し相対回転可能な第1ロータ28と、ロータ回転軸と直交する径方向においてステータ16及び第1ロータ28と所定の空隙を空けて対向し、ステータ16及び第1ロータ28に対し相対回転可能な第2ロータ18と、を有する。ステータ16は、第1ロータ28より径方向外側の位置に第1ロータ28と間隔を空けて配置されており、第2ロータ18は、径方向においてステータ16と第1ロータ28との間の位置に配置されている。つまり、第1ロータ28は第2ロータ18より径方向内側の位置で第2ロータ18と対向配置されており、ステータ16は第2ロータ18より径方向外側の位置で第2ロータ18と対向配置されている。第1ロータ28は回転電機10の入力軸34と機械的に連結され、入力軸34はエンジン36と機械的に連結されていることで、入力軸34(第1ロータ28)にはエンジン36からの動力が伝達される。一方、第2ロータ18は回転電機10の出力軸24と機械的に連結されており、出力軸24は変速機44を介して車輪38に機械的に連結されていることで、車輪38には出力軸24(第2ロータ18)からの動力が変速機44で変速されてから伝達される。なお、以下の説明では、第1ロータ28を入力側ロータとし、第2ロータ18を出力側ロータとする。   The rotating electrical machine 10 includes a stator 16 fixed to a stator case (not shown), a first rotor 28 that can rotate relative to the stator 16, a stator 16 and a first rotor 28 in a radial direction perpendicular to the rotor rotation axis, and a predetermined amount. The second rotor 18 is opposed to the stator 16 and the first rotor 28 with a gap. The stator 16 is disposed at a position radially outward from the first rotor 28 and spaced from the first rotor 28, and the second rotor 18 is positioned between the stator 16 and the first rotor 28 in the radial direction. Is arranged. That is, the first rotor 28 is disposed opposite to the second rotor 18 at a position radially inward of the second rotor 18, and the stator 16 is disposed opposite to the second rotor 18 at a position radially outward from the second rotor 18. Has been. The first rotor 28 is mechanically connected to the input shaft 34 of the rotating electrical machine 10, and the input shaft 34 is mechanically connected to the engine 36, so that the input shaft 34 (first rotor 28) is connected to the engine 36. Power is transmitted. On the other hand, the second rotor 18 is mechanically connected to the output shaft 24 of the rotating electrical machine 10, and the output shaft 24 is mechanically connected to the wheel 38 via the transmission 44. The power from the output shaft 24 (second rotor 18) is transmitted after being shifted by the transmission 44. In the following description, the first rotor 28 is an input side rotor, and the second rotor 18 is an output side rotor.

ステータ16は、ステータコア(固定子鉄心)51と、ステータコア51にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のステータ巻線(固定子導体)20と、を含む。複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。   The stator 16 includes a stator core (stator core) 51 and a plurality of (for example, three-phase) stator windings (stator conductors) 20 disposed on the stator core 51 along the circumferential direction thereof. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of stator windings 20, the stator windings 20 can generate a rotating magnetic field that rotates in the stator circumferential direction.

入力側ロータ28は、ロータコア(第1回転子鉄心)52と、ロータコア52にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のロータ巻線(回転子導体)30と、を含む。複数相のロータ巻線30に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ロータ巻線30は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。   The input-side rotor 28 includes a rotor core (first rotor core) 52 and a plurality of (for example, three-phase) rotor windings (rotor conductors) 30 disposed on the rotor core 52 along the circumferential direction thereof. Including. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of rotor windings 30, the rotor windings 30 can generate a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the rotor.

出力側ロータ18は、ロータコア(第2回転子鉄心)53と、ロータコア53にその周方向に沿って配設され界磁磁束を発生する複数の永久磁石33と、を含む。各永久磁石33は、ロータコア53の内周部に入力側ロータ28(ロータコア52)と対向して配設されている。   The output-side rotor 18 includes a rotor core (second rotor core) 53 and a plurality of permanent magnets 33 that are disposed along the circumferential direction of the rotor core 53 and generate a field magnetic flux. Each permanent magnet 33 is disposed on the inner peripheral portion of the rotor core 53 so as to face the input-side rotor 28 (rotor core 52).

入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16のより詳細な構成例を図3,4に示す。図3では、周方向に関して入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16の構成の一部を図示している。ただし、図3において図示を省略している残りの部分の構成は、図示している部分と同様の構成である。図3,4に示す例では、入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16が同心円状に配置されている。ステータ16のステータコア51には、径方向内側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のステータティース51aがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線20がこれらのステータティース51aに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ28のロータコア52には、径方向外側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のロータティース52aがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線30がこれらのロータティース52aに巻回されていることで、磁極が構成される。   3 and 4 show more detailed configuration examples of the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16. FIG. FIG. 3 illustrates a part of the configuration of the input-side rotor 28, the output-side rotor 18, and the stator 16 with respect to the circumferential direction. However, the structure of the remaining part which is not illustrated in FIG. 3 is the same structure as the illustrated part. In the example shown in FIGS. 3 and 4, the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16 are arranged concentrically. A plurality of stator teeth 51a protruding radially inward (toward the output side rotor 18) are arranged on the stator core 51 of the stator 16 at intervals along the circumferential direction of the stator. The magnetic pole is comprised by being wound by these stator teeth 51a. In the rotor core 52 of the input side rotor 28, a plurality of rotor teeth 52a protruding radially outward (toward the output side rotor 18) are arranged at intervals along the rotor circumferential direction. 30 is wound around these rotor teeth 52a to form a magnetic pole.

出力側ロータ18においては、複数の永久磁石33が入力側ロータ28と対向する内周面に露出した状態で周方向に沿って配列されている。図3,4に示す例では、複数の永久磁石33は、周方向に間隔を空けずに配列されている。各永久磁石33の着磁方向は、ロータ回転軸に直交する径方向(出力側ロータ18が入力側ロータ28及びステータ16と対向する方向)に一致(あるいはほぼ一致)しており、永久磁石33の内周面33a及び外周面33bが磁極面として機能する。図3,4に示す例では、各永久磁石33は湾曲した形状であり、各磁極面33a,33bが曲面である。複数の永久磁石33は、周方向(ロータ回転方向)において磁極面33a,33bの磁極が交互する(「N極」と「S極」が交互に並ぶ)ように、つまり隣接する永久磁石33同士で着磁方向が反転するように配置されている。各永久磁石33の内周側の磁極面33aは出力側ロータ18の内周面に露出した状態でロータティース52aと対向配置されており、各永久磁石33の磁極面33aで発生する界磁磁束は、入力側ロータ28に作用する。ロータコア53の内周面53aは永久磁石33の外周側の磁極面33bと結合され、ロータコア53の外周面53bはステータティース51aと対向配置されている。つまり、ロータコア53は、出力側ロータ18が入力側ロータ28及びステータ16と対向する径方向に関して、永久磁石33との結合面からステータ16との対向面にかけて設けられている。そして、出力側ロータ18におけるステータ16と対向する外周部には、永久磁石は設けられておらず、ロータコア53が配置されている。各永久磁石33の磁極面33bで発生する界磁磁束は、ロータコア53を介してステータ16に作用する。このように、入力側ロータ28に流れる界磁磁束を発生する永久磁石と、ステータ16に流れる界磁磁束を発生する永久磁石とが共通化されている。ロータコア53については、例えば薄い珪素鋼板(電磁鋼板)をロータ回転軸方向に積層して形成することが可能である。   In the output side rotor 18, a plurality of permanent magnets 33 are arranged along the circumferential direction in a state where the permanent magnets 33 are exposed on the inner peripheral surface facing the input side rotor 28. In the example shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of permanent magnets 33 are arranged without any interval in the circumferential direction. The magnetization direction of each permanent magnet 33 coincides with (or substantially coincides with) the radial direction orthogonal to the rotor rotation axis (the direction in which the output-side rotor 18 faces the input-side rotor 28 and the stator 16). The inner peripheral surface 33a and the outer peripheral surface 33b function as magnetic pole surfaces. In the example shown in FIGS. 3 and 4, each permanent magnet 33 has a curved shape, and each magnetic pole surface 33a, 33b is a curved surface. The plurality of permanent magnets 33 are arranged so that the magnetic poles of the magnetic pole surfaces 33a and 33b alternate in the circumferential direction (rotor rotation direction) ("N pole" and "S pole" are alternately arranged), that is, adjacent permanent magnets 33 It is arranged so that the magnetization direction is reversed. The magnetic pole surface 33a on the inner peripheral side of each permanent magnet 33 is arranged to face the rotor teeth 52a in a state exposed on the inner peripheral surface of the output-side rotor 18, and the field magnetic flux generated on the magnetic pole surface 33a of each permanent magnet 33. Acts on the input-side rotor 28. The inner peripheral surface 53a of the rotor core 53 is coupled to the magnetic pole surface 33b on the outer peripheral side of the permanent magnet 33, and the outer peripheral surface 53b of the rotor core 53 is disposed to face the stator teeth 51a. That is, the rotor core 53 is provided from the coupling surface with the permanent magnet 33 to the surface facing the stator 16 in the radial direction in which the output side rotor 18 faces the input side rotor 28 and the stator 16. And the permanent magnet is not provided in the outer peripheral part facing the stator 16 in the output side rotor 18, but the rotor core 53 is arrange | positioned. The field magnetic flux generated at the magnetic pole surface 33 b of each permanent magnet 33 acts on the stator 16 via the rotor core 53. As described above, the permanent magnet that generates the field magnetic flux that flows in the input-side rotor 28 and the permanent magnet that generates the field magnetic flux that flows in the stator 16 are shared. The rotor core 53 can be formed, for example, by laminating thin silicon steel plates (electromagnetic steel plates) in the rotor rotation axis direction.

さらに、出力側ロータ18のロータコア53には、周方向に隣接する永久磁石33の磁極面33b間でロータコア53を通って回り込む漏れ磁束を抑制するための空隙54が複数形成されている。複数の空隙54は、永久磁石33よりもステータ16側(径方向外側)に配置されており、周方向に関して永久磁石33の幅と等しい(あるいはほぼ等しい)間隔をおいて配列されている。図4に示すように、ロータコア53の各空隙54は径方向に延びており、径方向内側の端部が永久磁石33の磁極面33b同士の隣接部分33c付近に位置し、径方向外側の端部がロータコア53の外周面53b付近に位置する。つまり、ロータコア53の各空隙54は、入力側ロータ28及びステータ16との対向方向である径方向に関して、永久磁石33の磁極面33b同士の隣接部分33c付近からステータ16と対向する外周面53b付近にかけて形成されている。出力側ロータ18においては、この空隙54により、ステータ16からの磁束が通る場合の磁気抵抗が回転方向に応じて変化し、空隙54の位置で磁気抵抗が高くなる。各空隙54の幅(周方向に関する長さ)については、ステータ16側(径方向外側端部)の長さaが永久磁石33側(径方向内側端部)の長さbよりも長く、永久磁石33側(径方向内側端部)からステータ16側(径方向外側端部)に向かうにつれて徐々に増大している。図4に示す例では、空隙54の径方向内側端部と永久磁石33の磁極面33b同士の隣接部分33cとの間に磁気的な橋絡部分53cが設けられ、空隙54の径方向外側端部と出力側ロータ18(ロータコア53)の外周面53bとの間に磁気的な橋絡部分53dが設けられている。ただし、磁気的な橋絡部分53cを省略して空隙54の径方向内側端部を永久磁石33の磁極面33b同士の隣接部分33cまで延ばすことも可能であるし、磁気的な橋絡部分53dを省略して空隙54の径方向外側端部をステータ16と対向する外周面53bまで延ばすことも可能である。また、周方向に隣接する永久磁石33の磁極面33b間でロータコア53を通って回り込む漏れ磁束を抑制するために、空隙54の代わりに非磁性体を出力側ロータ18に設けることも可能である。その場合は、上記の説明において、「空隙54」を「非磁性体」に置き換えたものを考えればよい。   Further, the rotor core 53 of the output-side rotor 18 is formed with a plurality of gaps 54 for suppressing leakage magnetic flux that passes through the rotor core 53 between the magnetic pole surfaces 33b of the permanent magnets 33 adjacent in the circumferential direction. The plurality of air gaps 54 are arranged on the stator 16 side (radially outward) with respect to the permanent magnet 33, and are arranged at intervals equal to (or substantially equal to) the width of the permanent magnet 33 in the circumferential direction. As shown in FIG. 4, each air gap 54 of the rotor core 53 extends in the radial direction, and the radially inner end is located in the vicinity of the adjacent portion 33 c between the magnetic pole surfaces 33 b of the permanent magnet 33. The portion is located near the outer peripheral surface 53 b of the rotor core 53. That is, each air gap 54 of the rotor core 53 is located near the outer peripheral surface 53b facing the stator 16 from the vicinity of the adjacent portion 33c between the magnetic pole surfaces 33b of the permanent magnet 33 with respect to the radial direction that is the facing direction of the input side rotor 28 and the stator 16. It is formed over. In the output side rotor 18, the magnetic resistance when the magnetic flux from the stator 16 passes is changed by the air gap 54 according to the rotation direction, and the magnetic resistance is increased at the position of the air gap 54. With respect to the width (length in the circumferential direction) of each gap 54, the length a on the stator 16 side (radially outer end) is longer than the length b on the permanent magnet 33 side (radially inner end). It gradually increases from the magnet 33 side (radially inner end) toward the stator 16 side (radially outer end). In the example shown in FIG. 4, a magnetic bridging portion 53 c is provided between the radially inner end portion of the gap 54 and the adjacent portion 33 c of the magnetic pole surfaces 33 b of the permanent magnet 33, and the radially outer end of the gap 54. A magnetic bridging portion 53d is provided between this portion and the outer peripheral surface 53b of the output side rotor 18 (rotor core 53). However, it is possible to omit the magnetic bridging portion 53c and extend the radially inner end of the gap 54 to the adjacent portion 33c between the magnetic pole surfaces 33b of the permanent magnet 33, or the magnetic bridging portion 53d. Can be omitted, and the radially outer end of the gap 54 can be extended to the outer peripheral surface 53 b facing the stator 16. Further, a nonmagnetic material can be provided in the output-side rotor 18 instead of the gap 54 in order to suppress leakage magnetic flux that passes through the rotor core 53 between the magnetic pole surfaces 33b of the permanent magnets 33 adjacent in the circumferential direction. . In that case, what is necessary is just to consider what replaced the “air gap 54” with “non-magnetic material” in the above description.

クラッチ48は、その係合/解放により、入力軸34(入力側ロータ28)と出力軸24(出力側ロータ18)との機械的係合及びその解除を選択的に行うことが可能である。クラッチ48を係合させて、入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に係合させることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18とが一体となって等しい回転速度で回転する。一方、クラッチ48を解放して、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合を解除することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が許容される。ここでのクラッチ48は、例えば油圧や電磁力を利用してその係合/解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチ48に供給する油圧力や電磁力を調整することで、クラッチ48の締結力を調整することもできる。   The clutch 48 can selectively perform mechanical engagement between the input shaft 34 (input-side rotor 28) and the output shaft 24 (output-side rotor 18) and release thereof by engagement / release. By engaging the clutch 48 and mechanically engaging the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 are integrally rotated at the same rotational speed. On the other hand, by releasing the clutch 48 and releasing the mechanical engagement between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, a difference in rotational speed between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 is allowed. Here, the clutch 48 can be switched between engagement and disengagement using, for example, hydraulic pressure or electromagnetic force. Further, by adjusting the hydraulic pressure or electromagnetic force supplied to the clutch 48, The fastening force can also be adjusted.

直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置42は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。インバータ40は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード(整流素子)とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置42からの直流電力を交流(例えば3相交流)に変換して、ステータ巻線20の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ40は、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置42に回収する方向の電力変換も可能である。このように、インバータ40は、蓄電装置42とステータ巻線20との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。   The chargeable / dischargeable power storage device 42 provided as a direct current power source can be constituted by a secondary battery, for example, and stores electrical energy. The inverter 40 can be realized by a known configuration including a switching element and a diode (rectifier element) connected in reverse parallel to the switching element. The inverter 40 converts the DC power from the power storage device 42 to AC ( For example, it can be converted into a three-phase alternating current) and supplied to each phase of the stator winding 20. Furthermore, the inverter 40 can also convert power in a direction in which alternating current flowing in each phase of the stator winding 20 is converted into direct current and electric energy is collected in the power storage device 42. Thus, the inverter 40 can perform bidirectional power conversion between the power storage device 42 and the stator winding 20.

スリップリング95は、入力側ロータ28と機械的に連結されており、さらに、ロータ巻線30の各相と電気的に接続されている。回転が固定されたブラシ96は、スリップリング95に押し付けられて電気的に接触する。スリップリング95は、ブラシ96に対し摺動しながら(ブラシ96との電気的接触を維持しながら)、入力側ロータ28とともに回転する。ブラシ96は、整流器93と電気的に接続されており、ブラシ96からの電力は整流器93へ供給される。このスリップリング95及びブラシ96により、入力側ロータ28のロータ巻線30の電力(交流電力)を取り出すための電力伝達部を構成することができ、取り出された交流電力は整流器93へ供給される。   The slip ring 95 is mechanically coupled to the input side rotor 28, and is electrically connected to each phase of the rotor winding 30. The brush 96 whose rotation is fixed is pressed against the slip ring 95 to be in electrical contact. The slip ring 95 rotates with the input-side rotor 28 while sliding with respect to the brush 96 (maintaining electrical contact with the brush 96). The brush 96 is electrically connected to the rectifier 93, and power from the brush 96 is supplied to the rectifier 93. The slip ring 95 and the brush 96 can constitute a power transmission unit for extracting the power (AC power) of the rotor winding 30 of the input side rotor 28, and the extracted AC power is supplied to the rectifier 93. .

整流器93は、スリップリング95及びブラシ96により取り出されたロータ巻線30からの交流電力をダイオード(整流素子)により整流して直流に変換する。昇圧コンバータ(DC−DCコンバータ)94は、スイッチング素子及びダイオード(整流素子)を備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により整流器93で整流された直流電力を昇圧(電圧変換)して出力する。昇圧コンバータ94で昇圧(電圧変換)された直流電力は、インバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20の各相へ供給可能である。つまり、インバータ40は、昇圧コンバータ94で昇圧された直流電力と蓄電装置42からの直流電力とのいずれか(少なくとも一方)を交流に変換してステータ巻線20の各相へ供給することが可能である。そのため、ロータ巻線30とステータ巻線20との間で電力変換を行うことが可能である。また、昇圧コンバータ94で昇圧された直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。ここでの整流器93は、スリップリング95側から昇圧コンバータ94側への一方向のみの電力変換を行い、昇圧コンバータ94は、整流器93側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への一方向のみの電力変換を行う。そのため、整流器93及び昇圧コンバータ94は、ロータ巻線30側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への一方向のみの電力変換を行う。なお、昇圧コンバータ94の代わりに、DC−DCコンバータとして降圧コンバータや昇降圧コンバータを設けることも可能である。   The rectifier 93 rectifies the AC power from the rotor winding 30 taken out by the slip ring 95 and the brush 96 with a diode (rectifier element) and converts it into DC. The step-up converter (DC-DC converter) 94 can be realized by a known configuration including a switching element and a diode (rectifier element), and boosts (voltage conversion) DC power rectified by the rectifier 93 by the switching operation of the switching element. And output. The DC power boosted (voltage converted) by the boost converter 94 can be supplied to each phase of the stator winding 20 after being converted to AC by the inverter 40. That is, inverter 40 can convert either (at least one) of the DC power boosted by boost converter 94 and the DC power from power storage device 42 to AC and supply it to each phase of stator winding 20. It is. Therefore, power conversion can be performed between the rotor winding 30 and the stator winding 20. Further, the DC power boosted by the boost converter 94 can be recovered by the power storage device 42. Here, rectifier 93 performs power conversion in only one direction from slip ring 95 side to boost converter 94 side, and boost converter 94 is unidirectional from rectifier 93 side to power storage device 42 side (or inverter 40 side). Only perform power conversion. Therefore, rectifier 93 and boost converter 94 perform power conversion in only one direction from rotor winding 30 side to power storage device 42 side (or inverter 40 side). Instead of the step-up converter 94, a step-down converter or a step-up / step-down converter can be provided as a DC-DC converter.

電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング素子のスイッチング動作を制御して、インバータ40での電力変換を制御することで、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94のスイッチング素子をスイッチング動作するときのデューティ比を制御して、昇圧コンバータ94での昇圧比(電圧変換比)を制御することで、ロータ巻線30の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット50は、クラッチ48の係合/解放を切り替えることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合/その解除を切り替える制御も行う。さらに、電子制御ユニット50は、エンジン36の運転状態の制御、及び変速機44の変速比の制御も行う。   The electronic control unit 50 controls the alternating current flowing in each phase of the stator winding 20 by controlling the switching operation of the switching element of the inverter 40 and controlling the power conversion in the inverter 40. The electronic control unit 50 controls the duty ratio when the switching element of the boost converter 94 is switched, and controls the boost ratio (voltage conversion ratio) in the boost converter 94, so that the rotor winding 30 The alternating current flowing in each phase is controlled. The electronic control unit 50 also performs control for switching mechanical engagement / release of the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by switching engagement / release of the clutch 48. Furthermore, the electronic control unit 50 also controls the operating state of the engine 36 and the speed ratio of the transmission 44.

入力側ロータ28が出力側ロータ18に対し相対回転して入力側ロータ28(ロータ巻線30)と出力側ロータ18(永久磁石33)との間に回転差が生じるのに伴ってロータ巻線30に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線30に誘導電流(交流電流)が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線30の誘導電流による回転磁界と永久磁石33から入力側ロータ28へ流れる界磁磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にトルクを作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線30で発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)が作用する。そのため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で動力(機械的動力)を伝達することができ、入力側ロータ28及び出力側ロータ18を誘導電磁カップリング部として機能させることができる。   As the input side rotor 28 rotates relative to the output side rotor 18, a rotational difference occurs between the input side rotor 28 (rotor winding 30) and the output side rotor 18 (permanent magnet 33). An induced electromotive force is generated at 30, and an induced current (alternating current) flows through the rotor winding 30 due to the induced electromotive force, thereby generating a rotating magnetic field. Further, torque can be applied to the output-side rotor 18 by electromagnetic interaction between the rotating magnetic field generated by the induced current of the rotor winding 30 and the field magnetic flux flowing from the permanent magnet 33 to the input-side rotor 28. 18 can be rotationally driven. As described above, the rotor winding 30 of the input-side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output-side rotor 18 are electromagnetically coupled, so that the rotating magnetic field generated in the rotor winding 30 acts on the output-side rotor 18. As a result, torque (magnet torque) acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Therefore, power (mechanical power) can be transmitted between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, and the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 can function as an induction electromagnetic coupling unit.

ロータ巻線30の誘導電流により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルク(以下、電磁カップリングトルクとする)を発生させる際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御する。これによって、昇圧コンバータ94から蓄電装置42とインバータ40間の配線へ電流が流れ、ロータ巻線30に誘導電流が流れるため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクが作用する。その際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94での昇圧比の制御によりロータ巻線30に流れる交流電流を制御することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクを制御することができる(特許文献2,3も参照されたい)。一方、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を行わない状態で昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも低くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に回転差が生じてもロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクは作用しなくなる。また、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子をオフ状態に維持して昇圧コンバータ94による昇圧(電圧変換)を停止させることによっても、ロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクは作用しなくなる。   When generating torque (hereinafter referred to as electromagnetic coupling torque) between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by the induced current of the rotor winding 30, the electronic control unit 50 outputs the output of the boost converter 94. The boost ratio in boost converter 94 is controlled so that the voltage is higher than the voltage of power storage device 42. As a result, a current flows from the boost converter 94 to the wiring between the power storage device 42 and the inverter 40, and an induced current flows through the rotor winding 30. Works. In that case, the electronic control unit 50 acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 by controlling the alternating current flowing through the rotor winding 30 by controlling the boost ratio in the boost converter 94. The electromagnetic coupling torque can be controlled (see also Patent Documents 2 and 3). On the other hand, the electronic control unit 50 controls the boost ratio in the boost converter 94 so that the output voltage of the boost converter 94 is lower than the voltage of the power storage device 42 in a state where the switching operation of the inverter 40 is not performed. Even if a rotational difference occurs between the side rotor 28 and the output side rotor 18, no induced current flows through the rotor winding 30, and no electromagnetic coupling torque acts between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. . Also, by stopping the boosting (voltage conversion) by the boost converter 94 while maintaining the switching element in the boost converter 94 in the off state, the induced current does not flow through the rotor winding 30, and the input side rotor 28 and the output side The electromagnetic coupling torque does not act between the rotor 18 and the rotor 18.

入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクを発生させる際には、図5に示すように、各永久磁石33の内周側磁極面33aが出力側ロータ18の内周面に露出した状態で入力側ロータ28と対向しているため、永久磁石33の内周側磁極面33aの磁束については、周方向に隣接する永久磁石33の内周側磁極面33a間を入力側ロータ28(ロータコア52)を介して流れることでトルク(磁石トルク)に寄与する有効磁束61が支配的となる。そのため、トルクに寄与する有効磁束61を増加させることができるとともに、トルクに寄与しない漏れ磁束を減少させることができる。したがって、ロータ巻線30に受動的に流れる誘導電流により発生する、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間の磁石トルクを増大させることができ、ロータ巻線30に電力供給することなく入力側ロータ28と出力側ロータ18との間のトルクを増大させることができる。その結果、蓄電装置42の蓄電量が少ない場合や極低温時等においても、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間のトルクを増大させることができる。さらに、ステータ巻線20の電力をロータ巻線30に供給することによる動力循環の発生も防ぐことができる。なお、本実施形態では、図5に示すように、周方向に隣接する永久磁石33の内周側磁極面33a間を入力側ロータ28を介さずに空隙を介して流れることでトルクに寄与しない漏れ磁束63も発生するが、この漏れ磁束63は僅かである。   When electromagnetic coupling torque is generated between the input side rotor 28 and the output side rotor 18, as shown in FIG. 5, the inner peripheral side magnetic pole surface 33 a of each permanent magnet 33 has an inner periphery of the output side rotor 18. Since it faces the input-side rotor 28 while being exposed to the surface, the magnetic flux on the inner peripheral side magnetic pole surface 33a of the permanent magnet 33 is input between the inner peripheral side magnetic pole surfaces 33a of the permanent magnets 33 adjacent in the circumferential direction. The effective magnetic flux 61 that contributes to the torque (magnet torque) is dominant by flowing through the side rotor 28 (rotor core 52). Therefore, the effective magnetic flux 61 that contributes to the torque can be increased, and the leakage magnetic flux that does not contribute to the torque can be reduced. Therefore, it is possible to increase the magnet torque between the input side rotor 28 and the output side rotor 18, which is generated by the induced current that flows passively in the rotor winding 30, and input power without supplying power to the rotor winding 30. The torque between the side rotor 28 and the output side rotor 18 can be increased. As a result, the torque between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 can be increased even when the power storage amount of the power storage device 42 is small or at an extremely low temperature. Furthermore, it is possible to prevent the occurrence of power circulation caused by supplying the power of the stator winding 20 to the rotor winding 30. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, it does not contribute to the torque by flowing between the inner peripheral side magnetic pole surfaces 33a of the permanent magnets 33 adjacent to each other in the circumferential direction via the gap without passing through the input side rotor 28. Leakage magnetic flux 63 is also generated, but this leakage magnetic flux 63 is slight.

また、インバータ40のスイッチング動作により複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線20の交流電流による回転磁界と永久磁石33からステータ16へ流れる界磁磁束との電磁気相互作用(吸引及び反発作用)により、出力側ロータ18にトルク(磁石トルク)を作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置42からステータ巻線20に供給された電力を出力側ロータ18の動力(機械的動力)に変換することができ、ステータ16及び出力側ロータ18を同期電動機(PMモータ部)として機能させることができる。さらに、インバータ40は、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置42に回収する方向の変換も可能である。その場合は、出力側ロータ18の動力がステータ巻線20の電力に変換されて蓄電装置42に回収される。このように、ステータ16のステータ巻線20と出力側ロータ18の永久磁石33とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線20で発生する回転磁界を出力側ロータ18に作用させて、ステータ16と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)を作用させることができる。さらに、出力側ロータ18においては、ステータ16からの磁束が通る場合の磁気抵抗が空隙54により回転方向に応じて変化するため、ステータ16の発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ16と出力側ロータ18との間に作用する。電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作により例えばステータ巻線20に流す交流電流の振幅や位相角を制御することで、ステータ16と出力側ロータ18との間に作用するトルク(以下、MGトルクとする)を制御することができる。   Further, when a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of stator windings 20 by the switching operation of the inverter 40, the stator windings 20 generate a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the stator. Then, torque (magnet torque) is applied to the output-side rotor 18 by electromagnetic interaction (attraction and repulsion) between the rotating magnetic field generated by the alternating current of the stator winding 20 and the field magnetic flux flowing from the permanent magnet 33 to the stator 16. The output side rotor 18 can be driven to rotate. That is, the electric power supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20 can be converted into the power (mechanical power) of the output-side rotor 18, and the stator 16 and the output-side rotor 18 are used as a synchronous motor (PM motor unit). Can function. Further, the inverter 40 can also convert the alternating current flowing in each phase of the stator winding 20 into a direct current and recover the electric energy in the power storage device 42. In that case, the motive power of the output-side rotor 18 is converted into the electric power of the stator winding 20 and recovered by the power storage device 42. As described above, the stator winding 20 of the stator 16 and the permanent magnet 33 of the output-side rotor 18 are electromagnetically coupled, so that the rotating magnetic field generated in the stator winding 20 acts on the output-side rotor 18. A torque (magnet torque) can be applied between the stator 16 and the output-side rotor 18. Further, in the output-side rotor 18, the magnetic resistance when the magnetic flux from the stator 16 passes changes according to the rotation direction due to the gap 54, so that the rotating magnetic field generated by the stator 16 acts on the output-side rotor 18. Accordingly, reluctance torque acts between the stator 16 and the output side rotor 18 in addition to the magnet torque. The electronic control unit 50 controls the torque (hereinafter referred to as MG) acting between the stator 16 and the output-side rotor 18 by controlling the amplitude and phase angle of the alternating current flowing through the stator winding 20 by the switching operation of the inverter 40, for example. Torque).

ステータ16と出力側ロータ18との間にMGトルクを発生させる際には、図6に示すように、永久磁石33の外周側磁極面33bの磁束74がロータコア53を介してステータ16(ステータコア51)に作用する。そのため、この磁束74が、周方向に隣接する永久磁石33の外周側磁極面33b間をステータ16(ステータコア51)を介して流れることでトルク(磁石トルク)に寄与する有効磁束として働く。さらに、周方向に隣接する永久磁石33の外周側磁極面33b間でステータ16を介さずにロータコア53を通って回り込む漏れ磁束75が空隙54により抑制されるので、磁石トルクに寄与する有効磁束74を増加させることができる。その際には、空隙54の永久磁石33側(径方向内側端部)の幅bを小さくし、空隙54のステータ16側(径方向外側端部)の幅aを大きくすることで、永久磁石33の外周側磁極面33bにおける有効磁束74の流れが空隙54により阻害されるのを防ぎつつ、トルクに寄与しない漏れ磁束75を減少させることができる。そして、空隙54の永久磁石33側の幅bを小さくすることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間のトルクに寄与する有効磁束61の減少を抑えることもできる。さらに、本実施形態では、ステータ巻線20に流れる電流により磁化したステータティース51a間をロータコア53を介して流れることでリラクタンストルクに寄与する有効磁束76も発生する。磁石トルクとともにリラクタンストルクも併用することで、ステータ16と出力側ロータ18との間のトルクを増大させることができる。空隙54の形状を変えることで、磁石トルクとリラクタンストルクとの配分等の磁気特性を変化させることも可能である。   When MG torque is generated between the stator 16 and the output side rotor 18, the magnetic flux 74 of the outer peripheral side magnetic pole surface 33 b of the permanent magnet 33 is transferred to the stator 16 (stator core 51 via the rotor core 53 as shown in FIG. 6. ). Therefore, this magnetic flux 74 works as an effective magnetic flux that contributes to torque (magnet torque) by flowing between the outer peripheral side magnetic pole surfaces 33b of the permanent magnets 33 adjacent in the circumferential direction via the stator 16 (stator core 51). Further, since the leakage magnetic flux 75 that passes through the rotor core 53 without passing through the stator 16 between the outer peripheral side magnetic pole surfaces 33b of the permanent magnets 33 adjacent in the circumferential direction is suppressed by the air gap 54, the effective magnetic flux 74 that contributes to the magnet torque is suppressed. Can be increased. At that time, the width b of the air gap 54 on the permanent magnet 33 side (radially inner end) is reduced, and the width a of the air gap 54 on the stator 16 side (radially outer end) is increased. It is possible to reduce the leakage magnetic flux 75 that does not contribute to torque while preventing the flow of the effective magnetic flux 74 on the outer peripheral side magnetic pole surface 33 b of the 33 from being obstructed by the air gap 54. And the reduction | decrease of the effective magnetic flux 61 which contributes to the torque between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 can also be suppressed by making the width | variety b by the side of the permanent magnet 33 of the space | gap 54 small. Further, in the present embodiment, the effective magnetic flux 76 that contributes to the reluctance torque is also generated by flowing between the stator teeth 51 a magnetized by the current flowing through the stator winding 20 via the rotor core 53. By using the reluctance torque together with the magnet torque, the torque between the stator 16 and the output-side rotor 18 can be increased. By changing the shape of the gap 54, it is also possible to change the magnetic characteristics such as the distribution of the magnet torque and the reluctance torque.

次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置において、車輪38を駆動する動作について説明する。   Next, the operation of driving the wheel 38 in the hybrid drive device according to the present embodiment will be described.

エンジン36が動力を発生している場合は、エンジン36の動力が入力側ロータ28に伝達され、入力側ロータ28がエンジン回転方向に回転駆動する。クラッチ48が解放されている状態で、入力側ロータ28の回転速度が出力側ロータ18の回転速度より高くなると、ロータ巻線30に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、スリップリング95及びブラシ96を介してロータ巻線30に誘導電流(交流電流)が流れ、この誘導電流と永久磁石33から入力側ロータ28へ流れる界磁磁束との電磁気相互作用により入力側ロータ28から出力側ロータ18にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクが作用して出力側ロータ18がエンジン回転方向に回転駆動する。このように、入力側ロータ28に伝達されたエンジン36からの動力は、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合によって、出力側ロータ18へ伝達される。出力側ロータ18に伝達された動力は、変速機44で変速されてから車輪38へ伝達されることで、車両の前進駆動等、負荷の正転駆動に用いられる。したがって、エンジン36の動力を用いて車輪38を正転方向に回転駆動することができ、車両を前進方向に駆動することができる。さらに、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転差を許容することができるため、車輪38の回転が停止してもエンジン36がストールすることはない。そのため、回転電機10を発進装置として機能させることができ、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。   When the engine 36 is generating power, the power of the engine 36 is transmitted to the input side rotor 28, and the input side rotor 28 is rotationally driven in the engine rotation direction. When the rotational speed of the input side rotor 28 becomes higher than the rotational speed of the output side rotor 18 in a state where the clutch 48 is released, an induced electromotive force is generated in the rotor winding 30. The electronic control unit 50 controls the boost ratio in the boost converter 94 so that the output voltage of the boost converter 94 is higher than the voltage of the power storage device 42, so that the rotor winding 30 is connected via the slip ring 95 and the brush 96. Inductive current (alternating current) flows through the electromagnetic field, and electromagnetic coupling between the induced current and the field magnetic flux flowing from the permanent magnet 33 to the input side rotor 28 causes electromagnetic coupling in the engine rotation direction from the input side rotor 28 to the output side rotor 18. Torque acts to drive the output side rotor 18 to rotate in the engine rotation direction. Thus, the power from the engine 36 transmitted to the input side rotor 28 is transmitted to the output side rotor 18 by electromagnetic coupling between the rotor winding 30 of the input side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output side rotor 18. The The power transmitted to the output-side rotor 18 is transmitted to the wheels 38 after being shifted by the transmission 44 and used for forward rotation driving of the load such as forward driving of the vehicle. Therefore, the wheel 38 can be rotationally driven in the forward direction using the power of the engine 36, and the vehicle can be driven in the forward direction. Further, since the rotation difference between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 can be allowed, the engine 36 does not stall even if the rotation of the wheels 38 is stopped. Therefore, the rotating electrical machine 10 can function as a starting device, and there is no need to separately provide a starting device such as a friction clutch or a torque converter.

さらに、ロータ巻線30に発生した交流電力は、スリップリング95及びブラシ96を介して取り出される。取り出された交流電力は整流器93で直流に整流され、整流された直流電力は昇圧コンバータ94で昇圧される。そして、昇圧コンバータ94からの直流電力がインバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20に供給されることで、ステータ16に回転磁界が形成される。このステータ16の回転磁界と出力側ロータ18の永久磁石33からステータ16へ流れる界磁磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にエンジン回転方向のMGトルクを作用させることができる。これによって、出力側ロータ18のエンジン回転方向のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、昇圧コンバータ94からの直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。   Further, AC power generated in the rotor winding 30 is taken out via the slip ring 95 and the brush 96. The extracted AC power is rectified to DC by a rectifier 93, and the rectified DC power is boosted by a boost converter 94. Then, the DC power from the boost converter 94 is converted into AC by the inverter 40 and then supplied to the stator winding 20, whereby a rotating magnetic field is formed in the stator 16. The MG torque in the engine rotation direction can be applied to the output side rotor 18 also by electromagnetic interaction between the rotating magnetic field of the stator 16 and the field magnetic flux flowing from the permanent magnet 33 of the output side rotor 18 to the stator 16. As a result, a torque amplification function for amplifying the torque of the output side rotor 18 in the engine rotation direction can be realized. It is also possible to collect DC power from boost converter 94 in power storage device 42.

さらに、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、エンジン36の動力を用いて車輪38を正転方向に回転駆動するとともに、ステータ巻線20への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ18の動力により車輪38の正転方向の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット50は、ステータ巻線20から蓄電装置42へ電力回収するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線20と永久磁石33との電磁気結合によってステータ巻線20の電力に変換して蓄電装置42に回収することができる。   Further, by controlling the switching operation of the inverter 40 so that electric power is supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20, the wheel 38 is rotated in the normal rotation direction using the power of the engine 36, and the stator winding 20. The rotational drive of the wheel 38 in the forward rotation direction can be assisted by the power of the output-side rotor 18 generated using the power supplied to the wheel. Further, at the time of load deceleration operation, the electronic control unit 50 controls the switching operation of the inverter 40 so that power is recovered from the stator winding 20 to the power storage device 42, so that the load power is transmitted to the stator winding 20 and the permanent magnet. The electric power of the stator winding 20 can be converted by the electromagnetic coupling with 33 and recovered in the power storage device 42.

また、エンジン36の動力を用いずに回転電機10の動力を用いて負荷を駆動する(車輪38を回転駆動する)EV(Electric Vehicle)走行を行う場合は、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット50は、蓄電装置42からの直流電力を交流に変換してステータ巻線20へ供給するように、インバータ40のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20への供給電力をステータ巻線20と永久磁石33との電磁気結合によって出力側ロータ18の動力に変換し、車輪38を回転駆動する。このように、エンジン36が動力を発生していなくても、ステータ巻線20への電力供給により車輪38を回転駆動することができる。なお、EV走行を行う場合は、クラッチ48を解放状態に制御する。   In addition, when EV (Electric Vehicle) traveling is performed by driving the load using the power of the rotating electrical machine 10 without using the power of the engine 36 (rotating the wheel 38), the electronic control unit 50 By controlling the switching operation, drive control of the load is performed. For example, the electronic control unit 50 controls the switching operation of the inverter 40 so that the DC power from the power storage device 42 is converted into AC and supplied to the stator winding 20, thereby supplying power to the stator winding 20. Is converted into power of the output-side rotor 18 by electromagnetic coupling between the stator winding 20 and the permanent magnet 33, and the wheel 38 is driven to rotate. Thus, even if the engine 36 is not generating power, the wheels 38 can be rotationally driven by supplying power to the stator winding 20. In addition, when performing EV traveling, the clutch 48 is controlled to a released state.

本実施形態において、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に発生可能な電磁カップリングトルク(最大トルク)を増加させるためには、出力側ロータ18の永久磁石33により入力側ロータ28に流れる界磁磁束量を増加させることが望ましい。その一方で、出力側ロータ18の回転時にロータ巻線30やステータ巻線20に発生する逆起電圧を減少させるためには、出力側ロータ18の永久磁石33により入力側ロータ28やステータ16に流れる界磁磁束量を減少させることが望ましい。そこで、本実施形態では、出力側ロータ18の永久磁石33により流れる界磁磁束量を制御できることが望ましい。   In this embodiment, in order to increase the electromagnetic coupling torque (maximum torque) that can be generated between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, the permanent magnet 33 of the output-side rotor 18 causes the input-side rotor 28 to It is desirable to increase the amount of flowing field magnetic flux. On the other hand, in order to reduce the counter electromotive voltage generated in the rotor winding 30 and the stator winding 20 when the output side rotor 18 rotates, the permanent magnet 33 of the output side rotor 18 causes the input side rotor 28 and the stator 16 to move. It is desirable to reduce the amount of flowing field magnetic flux. Therefore, in the present embodiment, it is desirable that the amount of field magnetic flux flowing by the permanent magnet 33 of the output side rotor 18 can be controlled.

本実施形態の回転電機10において、入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16に流れる磁束を計算した結果を図7,8に示す。図7は、ステータ巻線20に交流電流を流さずにロータ巻線30のみに交流電流を流した場合における磁束線の様子を示す。一方、図8は、ロータ巻線30だけでなくステータ巻線20にも交流電流を同時に流した場合における磁束線の様子を示す。図8では、ステータ巻線20の交流電流による磁束72の方向が永久磁石33による磁束71の方向と同方向(強め界磁方向)となるようにステータ巻線20に交流電流を流した場合における磁束線の様子を示している。本実施形態では、共通の永久磁石33による界磁磁束が、ステータ16(ステータティース51a)に流れてステータ巻線20の交流電流による磁束と電磁気的に相互作用するとともに、入力側ロータ28(ロータティース52a)に流れてロータ巻線30の交流電流による磁束と電磁気的に相互作用する。そのため、ステータ巻線20の交流電流による磁束の方向が永久磁石33による磁束の方向と同方向(強め界磁方向)となるようにステータ巻線20に交流電流(d軸電流)を流すことで、永久磁石33の外周側磁極面33bで発生しステータ巻線20に鎖交する界磁磁束量が増加するとともに、永久磁石33の内周側磁極面33aで発生しロータ巻線30に鎖交する界磁磁束量も増加する。一方、ステータ巻線20の交流電流による磁束の方向が永久磁石33による磁束の方向と逆方向(弱め界磁方向)となるようにステータ巻線20に交流電流(d軸電流)を流すことで、永久磁石33の外周側磁極面33bで発生しステータ巻線20に鎖交する界磁磁束量が減少するとともに、永久磁石33の内周側磁極面33aで発生しロータ巻線30に鎖交する界磁磁束量も減少する。そこで、本実施形態では、ステータ巻線20のd軸電流を制御することで、入力側ロータ28に流れる(ロータ巻線30に鎖交する)永久磁石33の界磁磁束量を制御する界磁制御を実行することができる。   In the rotating electrical machine 10 of the present embodiment, the results of calculating the magnetic flux flowing through the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16 are shown in FIGS. FIG. 7 shows the state of magnetic flux lines when an alternating current is passed only through the rotor winding 30 without passing an alternating current through the stator winding 20. On the other hand, FIG. 8 shows a state of magnetic flux lines when an alternating current is simultaneously supplied to not only the rotor winding 30 but also the stator winding 20. In FIG. 8, in the case where an alternating current is passed through the stator winding 20 so that the direction of the magnetic flux 72 due to the alternating current of the stator winding 20 is the same direction as the direction of the magnetic flux 71 by the permanent magnet 33 (strong field direction). The state of magnetic flux lines is shown. In the present embodiment, the field magnetic flux generated by the common permanent magnet 33 flows through the stator 16 (stator teeth 51a) and interacts electromagnetically with the magnetic flux generated by the alternating current of the stator winding 20, and the input side rotor 28 (rotor It flows through the teeth 52a) and interacts electromagnetically with the magnetic flux generated by the alternating current of the rotor winding 30. Therefore, by passing an alternating current (d-axis current) through the stator winding 20 so that the direction of the magnetic flux due to the alternating current of the stator winding 20 is the same direction as the direction of the magnetic flux by the permanent magnet 33 (strong field direction). The amount of field magnetic flux generated on the outer peripheral side magnetic pole surface 33b of the permanent magnet 33 and interlinked with the stator winding 20 increases, and generated on the inner peripheral side magnetic pole surface 33a of the permanent magnet 33 and connected to the rotor winding 30. The amount of field magnetic flux to be increased also increases. On the other hand, by passing an alternating current (d-axis current) through the stator winding 20 so that the direction of the magnetic flux by the alternating current of the stator winding 20 is opposite to the direction of the magnetic flux by the permanent magnet 33 (field weakening direction). The amount of field magnetic flux generated on the outer peripheral side magnetic pole surface 33b of the permanent magnet 33 and interlinked with the stator winding 20 is reduced, and generated on the inner peripheral side magnetic pole surface 33a of the permanent magnet 33 and connected to the rotor winding 30. The amount of field magnetic flux to be reduced also decreases. Therefore, in the present embodiment, the field control for controlling the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 that flows in the input side rotor 28 (linked to the rotor winding 30) by controlling the d-axis current of the stator winding 20 is performed. Can be executed.

ステータ巻線20に流れる交流電流及びロータ巻線30に流れる交流電流を制御するための電子制御ユニット50の機能ブロック図の一例を図9に示す。カップリングトルク指令値演算部151は、例えばアクセル開度A(車輪38の要求駆動力)と車速V(車輪38の回転速度)とに基づいて、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクの指令値Tcoup_refを演算する。ロータ巻線電流指令値演算部152は、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差ωin−ωoutと、カップリングトルク指令値演算部151で演算された電磁カップリングトルクの指令値Tcoup_refとに基づいて、ロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refを演算する。ロータ巻線電流制御部153は、ロータ巻線30の電流Icoupがロータ巻線電流指令値演算部152で演算された指令値Icoup_refに一致するように、昇圧コンバータ94での昇圧比(電圧変換比)を制御する。これによって、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクTcoupがカップリングトルク指令値演算部151で演算された指令値Tcoup_refに一致するように制御される。 An example of a functional block diagram of the electronic control unit 50 for controlling the alternating current flowing through the stator winding 20 and the alternating current flowing through the rotor winding 30 is shown in FIG. The coupling torque command value calculation unit 151 is provided between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 based on, for example, the accelerator opening A (required driving force of the wheel 38) and the vehicle speed V (rotational speed of the wheel 38). A command value T coup_ref of the electromagnetic coupling torque that acts on is calculated. The rotor winding current command value calculation unit 152 includes a rotational speed difference ω in −ω out between the input side rotor 28 and the output side rotor 18, and an electromagnetic coupling torque command calculated by the coupling torque command value calculation unit 151. Based on the value T coup_ref , a command value I coup_ref of the current of the rotor winding 30 is calculated. Rotor winding current control unit 153, so that the current I coup rotor winding 30 is coincident to the calculated command value I Coup_ref in rotor winding current command value calculating section 152, the step-up ratio (voltage step-up converter 94 The conversion ratio). As a result, the electromagnetic coupling torque T coup acting between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 is controlled to coincide with the command value T coup_ref calculated by the coupling torque command value calculation unit 151.

界磁磁束補正値演算部154は、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差ωin−ωoutと、ロータ巻線電流指令値演算部152で演算されたロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refとに基づいて、入力側ロータ28に流れる(ロータ巻線30に鎖交する)永久磁石33の界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refを演算する。MGトルク指令値演算部155は、例えばアクセル開度A(車輪38の要求駆動力)と、カップリングトルク指令値演算部151で演算された電磁カップリングトルクの指令値Tcoup_refとに基づいて、ステータ16と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクの指令値Tmg_refを演算する。d軸電流指令値演算部156は、出力側ロータ18の回転速度ωoutと、MGトルク指令値演算部155で演算されたMGトルクの指令値Tmg_refとに基づいて、ステータ巻線20のd軸電流の指令値Idmg_tempを演算する。q軸電流指令値演算部157は、MGトルク指令値演算部155で演算されたMGトルクの指令値Tmg_refに基づいて、ステータ巻線20のq軸電流の指令値Iqmg_tempを演算する。d軸電流指令値補正部158は、界磁磁束補正値演算部154で演算された界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいて、ステータ巻線20のd軸電流の指令値Idmg_tempを補正し、補正後のd軸電流の指令値Idmg_refを出力する。q軸電流指令値補正部159は、d軸電流指令値補正部158で補正されたd軸電流の指令値Idmg_refに基づいて、ステータ巻線20のq軸電流の指令値Iqmg_tempを補正し、補正後のq軸電流の指令値Iqmg_refを出力する。ステータ巻線電流制御部160は、ステータ巻線20のd軸電流Idmg及びq軸電流Iqmgがd軸電流指令値補正部158で補正されたd軸電流の指令値Idmg_ref及びq軸電流指令値補正部159で補正されたq軸電流の指令値Iqmg_refにそれぞれ一致するように、インバータ40のスイッチング動作(インバータ40での電力変換)を制御する。これによって、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクTmgがMGトルク指令値演算部155で演算された指令値Tmg_refに一致するように制御される。さらに、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束の補正量ΔΦcoupが界磁磁束補正値演算部154で演算された補正値ΔΦcoup_refに一致するように、ステータ巻線20のd軸電流Idmgが制御される。 The field magnetic flux correction value calculation unit 154 includes the rotational speed difference ω in −ω out between the input side rotor 28 and the output side rotor 18, and the current of the rotor winding 30 calculated by the rotor winding current command value calculation unit 152. Based on the command value I cup_ref , the field magnetic flux correction value ΔΦ coup_ref of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28 (linked to the rotor winding 30) is calculated. The MG torque command value calculation unit 155 is based on, for example, the accelerator opening A (required driving force of the wheel 38) and the electromagnetic coupling torque command value Tcoup_ref calculated by the coupling torque command value calculation unit 151. A command value T mg_ref for the MG torque acting between the stator 16 and the output side rotor 18 is calculated. The d-axis current command value calculation unit 156 is based on the rotational speed ω out of the output-side rotor 18 and the MG torque command value T mg_ref calculated by the MG torque command value calculation unit 155. A command value Id mg_temp of the shaft current is calculated. The q-axis current command value calculation unit 157 calculates a command value Iq mg_temp of the q-axis current of the stator winding 20 based on the MG torque command value T mg_ref calculated by the MG torque command value calculation unit 155. The d-axis current command value correction unit 158 corrects the command value Id mg_temp of the d-axis current of the stator winding 20 based on the field flux correction value ΔΦ coup_ref calculated by the field magnetic flux correction value calculation unit 154. The corrected d-axis current command value Id mg_ref is output. The q-axis current command value correction unit 159 corrects the command value Iq mg_temp of the q-axis current of the stator winding 20 based on the command value Id mg_ref of the d-axis current corrected by the d-axis current command value correction unit 158. The corrected q-axis current command value Iq mg_ref is output. The stator winding current control unit 160 includes a d-axis current command value Id mg_ref and a q-axis current obtained by correcting the d-axis current Id mg and the q-axis current Iq mg of the stator winding 20 by the d-axis current command value correction unit 158. The switching operation of the inverter 40 (power conversion in the inverter 40) is controlled so as to coincide with the command value Iq mg_ref of the q-axis current corrected by the command value correction unit 159. As a result, the MG torque T mg acting between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 is controlled to coincide with the command value T mg_ref calculated by the MG torque command value calculation unit 155. Further, the d axis of the stator winding 20 is set so that the correction amount ΔΦ coup of the field magnetic flux of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28 matches the correction value ΔΦ coup_ref calculated by the field magnetic flux correction value calculation unit 154. The current Id mg is controlled.

本実施形態では、入力側ロータ28と出力側ロータ18との差動回転速度ωin−ωoutに起因して、ロータ巻線30に逆起電圧が発生して電流Icoupが流れることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクTcoupが発生する。このとき、ロータ巻線30の外部回路の等価抵抗(昇圧コンバータ94での昇圧比)に変化が無ければ、ロータ巻線30の電流Icoupは差動回転速度ωin−ωoutと共に増加するが、電磁カップリングトルクTcoupは電流位相の変化に伴い、ある差動回転速度ωin−ωoutでピークとなる(図10参照)。電磁カップリングトルクTcoupの最大値は、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を増すことで増加させることが可能であるが、永久磁石33の磁石量(厚み)の増加は、回転電機10のコストの増加を招くだけでなく、ロータ巻線30やステータ巻線20に発生する逆起電圧の増加を招く。そこで、本実施形態では、界磁磁束補正値演算部154が、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を増加させるように界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refを演算し、ステータ巻線電流制御部160が、ステータ巻線20のd軸電流Idmgを、界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいて補正されたd軸電流の指令値Idmg_refに一致させるように制御することで、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を増加させる強め界磁制御を実行する。この強め界磁制御によって、永久磁石33の磁石量を一時的に増加させたのと実質的に同等の効果を得ることで、電磁カップリングトルクTcoupの最大値を増加させる。ステータ巻線20のd軸電流制御による強め界磁制御を行う場合と、強め界磁制御を行わない場合とにおける、差動回転速度ωin−ωoutと電磁カップリングトルクTcoupとの関係を図11に示す。図11に示すように、ステータ巻線20のd軸電流制御による強め界磁制御を行うことで、電磁カップリングトルクTcoupの最大値を増加させることが可能となる。 In the present embodiment, due to the differential rotational speed ω in −ω out between the input side rotor 28 and the output side rotor 18, a counter electromotive voltage is generated in the rotor winding 30 and the current I coup flows. An electromagnetic coupling torque T coup is generated between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. At this time, if there is no change in the equivalent resistance of the external circuit of the rotor winding 30 (step-up ratio in the step-up converter 94), the current I couple of the rotor winding 30 increases with the differential rotational speed ω in −ω out. The electromagnetic coupling torque T coup reaches a peak at a certain differential rotational speed ω in −ω out as the current phase changes (see FIG. 10). The maximum value of the electromagnetic coupling torque T coup can be increased by increasing the amount of field magnetic flux of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28. However, the increase in the magnet amount (thickness) of the permanent magnet 33 is In addition to increasing the cost of the rotating electrical machine 10, the counter electromotive voltage generated in the rotor winding 30 and the stator winding 20 is increased. Therefore, in the present embodiment, the field magnetic flux correction value calculation unit 154 calculates the field magnetic flux correction value ΔΦ coup_ref so as to increase the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28, and the stator winding The line current control unit 160 controls the d-axis current Id mg of the stator winding 20 to match the command value Id mg_ref of the d-axis current corrected based on the correction value ΔΦ coup_ref of the field magnetic flux. Then, the strong field control for increasing the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28 is executed. This strong field, to obtain a substantially equivalent effect as temporarily increasing the magnet volume of the permanent magnet 33, to increase the maximum value of the electromagnetic coupling torque T coup. FIG. 11 shows the relationship between the differential rotational speed ω in −ω out and the electromagnetic coupling torque T coup when the strong field control by the d-axis current control of the stator winding 20 is performed and when the strong field control is not performed. . As shown in FIG. 11, by performing the field-strengthening control by the d-axis current control of the stator winding 20, it is possible to increase the maximum value of the electromagnetic coupling torque T coup.

入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクTcoupを発生させる場合に電子制御ユニット50が実行する処理の一例を図12に示す。まずステップS101においては、電磁カップリングトルクの指令値Tcoup_refがカップリングトルク指令値演算部151で演算される。ステップS102においては、ステップS101で演算された電磁カップリングトルクの指令値Tcoup_refに基づいて、ロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refがロータ巻線電流指令値演算部152で演算される。ステップS103においては、ステップS102で演算されたロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refが許容電流値Icoup_lim以下であるか否かが界磁磁束補正値演算部154で判定される。ロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refが許容電流値Icoup_lim以下である場合(ステップS103の判定結果がYESの場合)は、Idmg_ref=Idmg_temp、Iqmg_ref=Iqmg_tempとし、ステップS108に進む。一方、ロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refが許容電流値Icoup_limより大きい場合(ステップS103の判定結果がNOの場合)は、ステップS104に進む。 An example of processing executed by the electronic control unit 50 when the electromagnetic coupling torque T coup is generated between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 is shown in FIG. First, in step S <b> 101, an electromagnetic coupling torque command value T coup_ref is calculated by the coupling torque command value calculation unit 151. In step S102, based on the electromagnetic coupling torque command value Tcoup_ref computed in step S101, the rotor winding current command value Icoup_ref is computed by the rotor winding current command value computing unit 152. In step S103, the field magnetic flux correction value calculation unit 154 determines whether or not the command value I coup_ref of the current of the rotor winding 30 calculated in step S102 is equal to or smaller than the allowable current value I coup_lim . When the command value I coup_ref of the current of the rotor winding 30 is equal to or smaller than the allowable current value I coup_lim (when the determination result of step S103 is YES), Id mg_ref = Id mg_temp , Iq mg_ref = Iq mg_temp, and the process proceeds to step S108. move on. On the other hand, when the command value I coup_ref of the current of the rotor winding 30 is larger than the allowable current value I coup_lim (when the determination result of step S103 is NO), the process proceeds to step S104.

ステップS104においては、ステータ巻線20のd軸電流Idmgによる磁束の方向が永久磁石33による磁束の方向と同方向となることで入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を増加させる(強め界磁制御を行う)ように、界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいてステータ巻線20のd軸電流の指令値Idmg_tempがd軸電流指令値補正部158で補正される。ステップS105においては、ステータ巻線20のd軸電流Idmgの補正によって入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクTmgが変化しないように、ステップS104で補正されたd軸電流の指令値Idmg_refに基づいて、ステータ巻線20のq軸電流の指令値Iqmg_tempがq軸電流指令値補正部159で補正される。ステップS106においては、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量の補正(強め界磁制御)によって電磁カップリングトルクTcoupが変化(増加)しないように、電磁カップリングトルクの指令値Tcoup_refと界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refとに基づいて、ロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refがロータ巻線電流指令値演算部152で再度演算される。ステップS107においては、ステップS106で再度演算されたロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refが許容電流値Icoup_lim以下であるか否かが界磁磁束補正値演算部154で判定される。ロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refが許容電流値Icoup_limより大きい場合(ステップS107の判定結果がNOの場合)は、ステップS104に戻り、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量をさらに増加させるように界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいてステータ巻線20のd軸電流の指令値Idmg_tempがd軸電流指令値補正部158で再度補正される。一方、ロータ巻線30の電流の指令値Icoup_refが許容電流値Icoup_lim以下である場合(ステップS107の判定結果がYESの場合)は、ステップS108に進む。 In step S104, the direction of the magnetic flux by the d-axis current Id mg of the stator winding 20 is the same as the direction of the magnetic flux by the permanent magnet 33, so that the amount of field magnetic flux of the permanent magnet 33 flowing to the input side rotor 28 is increased. The d-axis current command value correction unit 158 corrects the command value Id mg_temp of the d-axis current of the stator winding 20 based on the correction value ΔΦ coup_ref of the field magnetic flux so as to perform (strong field control). In step S105, the d corrected in step S104 is performed so that the MG torque T mg acting between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 does not change due to the correction of the d-axis current Id mg of the stator winding 20. The q-axis current command value correction unit 159 corrects the q-axis current command value Iq mg_temp of the stator winding 20 based on the shaft current command value Id mg_ref . In step S106, the correction of the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing through the input side rotor 28 (strong field) as the electromagnetic coupling torque T coup does not change (increase), the command value of the electromagnetic coupling torque T Coup_ref And the field winding magnetic flux correction value ΔΦ coup_ref , the rotor winding 30 current command value I coup_ref is calculated again by the rotor winding current command value calculation unit 152. In step S107, the field magnetic flux correction value calculation unit 154 determines whether or not the command value I coup_ref of the current of the rotor winding 30 calculated again in step S106 is equal to or smaller than the allowable current value I coup_lim . When the command value I coup_ref of the current of the rotor winding 30 is larger than the allowable current value I coup_lim (when the determination result of step S107 is NO), the process returns to step S104, and the field of the permanent magnet 33 flowing to the input side rotor 28 is returned. The d-axis current command value correction unit 158 corrects the d-axis current command value Id mg_temp of the stator winding 20 based on the field flux correction value ΔΦ coup_ref so as to further increase the magnetic flux amount. On the other hand, when the command value I coup_ref of the current of the rotor winding 30 is equal to or smaller than the allowable current value I coup_lim (when the determination result of step S107 is YES), the process proceeds to step S108.

ステップS108においては、ロータ巻線30の電流IcoupがステップS102(ステップS103の判定結果がYESの場合)またはステップS106(ステップS107の判定結果がYESの場合)で演算された指令値Icoup_refに一致するようにロータ巻線電流制御部153で制御される。これによって、電磁カップリングトルクTcoupがステップS101で演算された指令値Tcoup_refに一致するように制御される。ステップS109においては、ステータ巻線20のd軸電流Idmg及びq軸電流Iqmgがd軸電流の指令値Idmg_ref及びq軸電流の指令値Iqmg_refにそれぞれ一致するようにステータ巻線電流制御部160で制御される。これによって、MGトルクTmgが指令値Tmg_refに一致するように制御されるとともに、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量が補正量ΔΦcoup分増加する(強め界磁制御を行う)ようにステータ巻線20のd軸電流Idmgが制御される。 In step S108, the current I cup of the rotor winding 30 is set to the command value I cup — ref calculated in step S102 (when the determination result of step S103 is YES) or step S106 (when the determination result of step S107 is YES). The rotor winding current control unit 153 is controlled so as to match. As a result, the electromagnetic coupling torque T coup is controlled to coincide with the command value T coup_ref calculated in step S101. In step S109, the stator winding current control is performed so that the d-axis current Id mg and the q-axis current Iq mg of the stator winding 20 coincide with the d-axis current command value Id mg_ref and the q-axis current command value Iq mg_ref , respectively. Controlled by the unit 160. As a result, the MG torque T mg is controlled to coincide with the command value T mg_ref, and the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing to the input side rotor 28 is increased by the correction amount ΔΦ coup (strong field control is performed). Thus, the d-axis current Id mg of the stator winding 20 is controlled.

以上説明した図12のフローチャートの処理によれば、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクTcoupが作用する状態で、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を増加させる強め界磁制御を実行する場合には、ロータ巻線30の電流Icoupが許容電流値Icoup_lim以下に制限される条件で電磁カップリングトルクTcoupが指令値(目標トルク)Tcoup_refとなるように、ステータ巻線20のd軸電流Idmgがステータ巻線電流制御部160で制御される。このステータ巻線20のd軸電流制御による強め界磁制御を実行することで、永久磁石33の磁石量を見かけ上増加させたのと同等の効果を得ることができる。その結果、永久磁石33の磁石量を実際に増加させることなく、ロータ巻線30の電流Icoupを許容電流値Icoup_lim以下に抑制しつつ、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクTcoupの最大値を増加させることができる。 According to the processing of the flowchart of FIG. 12 described above, the field of the permanent magnet 33 that flows in the input-side rotor 28 in a state where the electromagnetic coupling torque T coup acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. When the strong field control for increasing the amount of magnetic flux is executed, the electromagnetic coupling torque T coup is set to the command value (target torque) T coup_ref under the condition that the current I coup of the rotor winding 30 is limited to the allowable current value I coup_lim or less. Thus, the d-axis current Id mg of the stator winding 20 is controlled by the stator winding current control unit 160. By executing the strong field control by the d-axis current control of the stator winding 20, it is possible to obtain an effect equivalent to the apparent increase in the magnet amount of the permanent magnet 33. As a result, the current I coup of the rotor winding 30 is suppressed to the allowable current value I coup — lim or less without actually increasing the magnet amount of the permanent magnet 33, and between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. The maximum value of the acting electromagnetic coupling torque T coup can be increased.

また、本実施形態では、界磁磁束補正値演算部154が、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を減少させるように界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refを演算し、ステータ巻線電流制御部160が、ステータ巻線20のd軸電流Idmgを、界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいて補正されたd軸電流の指令値Idmg_refに一致させるように制御することで、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を減少させる弱め界磁制御を実行することも可能である。この弱め界磁制御によって、永久磁石33の磁石量を一時的に減少させたのと実質的に同等の効果を得ることで、ロータ巻線30やステータ巻線20に発生する逆起電圧を低減することができる。ステータ巻線20のd軸電流Idmgを変化させてステータ巻線20の電流位相を変化させた場合にロータ巻線30に発生する逆起電圧の変化を調べた結果を図13に示す。図13に示すように、ステータ巻線20の電流位相を進角させることで、ロータ巻線30に発生する逆起電圧を低減することができる。 In the present embodiment, the field magnetic flux correction value calculation unit 154 calculates the field magnetic flux correction value ΔΦ coup_ref so as to reduce the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28, and the stator winding The line current control unit 160 controls the d-axis current Id mg of the stator winding 20 to match the command value Id mg_ref of the d-axis current corrected based on the correction value ΔΦ coup_ref of the field magnetic flux. It is also possible to execute field-weakening control that reduces the amount of field magnetic flux of the permanent magnet 33 that flows to the input-side rotor 28. By this field-weakening control, the back electromotive force generated in the rotor winding 30 and the stator winding 20 can be reduced by obtaining substantially the same effect as the amount of the permanent magnet 33 temporarily reduced. Can do. FIG. 13 shows the result of examining the change in the counter electromotive voltage generated in the rotor winding 30 when the d-axis current Id mg of the stator winding 20 is changed to change the current phase of the stator winding 20. As shown in FIG. 13, the counter electromotive voltage generated in the rotor winding 30 can be reduced by advancing the current phase of the stator winding 20.

ステータ16と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクTmgによりEV走行を行う場合に電子制御ユニット50が実行する処理の一例を図14に示す。まずステップS201においては、MGトルクの指令値Tmg_refがMGトルク指令値演算部155で演算される。ステップS202においては、ステップS201で演算されたMGトルクの指令値Tmg_refに基づいて、ステータ巻線20のd軸電流の指令値Idmg_temp及びq軸電流の指令値Iqmg_tempがd軸電流指令値演算部156及びq軸電流指令値演算部157でそれぞれ演算される。ステップS203においては、出力側ロータ18の回転速度ωoutに基づいて演算されたロータ巻線30の逆起電圧Vcoupが設定電圧値Vcoup_lim以下であるか否かが界磁磁束補正値演算部154で判定される。ここでの設定電圧値Vcoup_limは、例えば蓄電装置42の電圧に基づいて設定される。ロータ巻線30の逆起電圧Vcoupが設定電圧値Vcoup_lim以下である場合(ステップS203の判定結果がYESの場合)は、Idmg_ref=Idmg_temp、Iqmg_ref=Iqmg_tempとし、ステップS207に進む。一方、ロータ巻線30の逆起電圧Vcoupが設定電圧値Vcoup_limより大きい場合(ステップS203の判定結果がNOの場合)は、ステップS204に進む。 FIG. 14 shows an example of processing executed by the electronic control unit 50 when EV traveling is performed with the MG torque T mg acting between the stator 16 and the output-side rotor 18. First, in step S 201, the MG torque command value T mg_ref is calculated by the MG torque command value calculation unit 155. In step S202, based on the MG torque command value Tmg_ref calculated in step S201, the d-axis current command value Idmg_temp and the q-axis current command value Iqmg_temp of the stator winding 20 are converted into the d-axis current command value. Calculation is performed by the calculation unit 156 and the q-axis current command value calculation unit 157, respectively. In step S203, it is determined whether or not the back electromotive voltage V coup of the rotor winding 30 calculated based on the rotational speed ω out of the output side rotor 18 is equal to or lower than the set voltage value V coup_lim. Determined at 154. The set voltage value V cup — lim here is set based on the voltage of the power storage device 42, for example. When the back electromotive voltage V coup of the rotor winding 30 is equal to or lower than the set voltage value V coup_lim (when the determination result in step S203 is YES), Id mg_ref = Id mg_temp , Iq mg_ref = Iq mg_temp, and the process proceeds to step S207. . On the other hand, when the counter electromotive voltage V coup of the rotor winding 30 is larger than the set voltage value V coup_lim (when the determination result of step S203 is NO), the process proceeds to step S204.

ステップS204においては、ステータ巻線20のd軸電流Idmgによる磁束の方向が永久磁石33による磁束の方向と逆方向となることで入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を減少させる(弱め界磁制御を行う)ように界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいてステータ巻線20のd軸電流の指令値Idmg_tempがd軸電流指令値補正部158で補正される。ステップS205においては、ステータ巻線20のd軸電流Idmgの補正によって入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクTmgが変化しないように、ステップS204で補正されたd軸電流の指令値Idmg_refに基づいて、ステータ巻線20のq軸電流の指令値Iqmg_tempがq軸電流指令値補正部159で補正される。ステップS206においては、出力側ロータ18の回転速度ωoutと界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refとに基づいて演算されたロータ巻線30の逆起電圧Vcoupが設定電圧値Vcoup_lim以下であるか否かが界磁磁束補正値演算部154で判定される。ロータ巻線30の逆起電圧Vcoupが設定電圧値Vcoup_limより大きい場合(ステップS206の判定結果がNOの場合)は、ステップS204に戻り、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量をさらに減少させるように界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいてステータ巻線20のd軸電流の指令値Idmg_tempがd軸電流指令値補正部158で再度補正される。一方、ロータ巻線30の逆起電圧Vcoupが設定電圧値Vcoup_lim以下である場合(ステップS206の判定結果がYESの場合)は、ステップS207に進む。 In step S204, the direction of the magnetic flux by the d-axis current Id mg of the stator winding 20 is opposite to the direction of the magnetic flux by the permanent magnet 33, thereby reducing the amount of field magnetic flux of the permanent magnet 33 flowing to the input side rotor 28. The command value Id mg_temp of the d-axis current of the stator winding 20 is corrected by the d-axis current command value correction unit 158 based on the correction value ΔΦ coup_ref of the field magnetic flux so that the field weakening control is performed. In step S205, the d corrected in step S204 is performed so that the MG torque T mg acting between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 does not change due to the correction of the d-axis current Id mg of the stator winding 20. The q-axis current command value correction unit 159 corrects the q-axis current command value Iq mg_temp of the stator winding 20 based on the shaft current command value Id mg_ref . In step S206, whether the back electromotive voltage V coup of the rotor winding 30 calculated based on the rotation speed ω out of the output side rotor 18 and the field magnetic flux correction value ΔΦ coup_ref is equal to or lower than the set voltage value V coup_lim . It is determined by the field magnetic flux correction value calculation unit 154 whether or not. When the back electromotive voltage V coup of the rotor winding 30 is larger than the set voltage value V coup_lim (when the determination result of step S206 is NO), the process returns to step S204, and the field magnetic flux of the permanent magnet 33 flowing through the input side rotor 28 is returned. The d-axis current command value correcting unit 158 corrects the d-axis current command value Id mg_temp of the stator winding 20 again based on the field flux correction value ΔΦ coup_ref so as to further reduce the amount. On the other hand, when the counter electromotive voltage V coup of the rotor winding 30 is equal to or lower than the set voltage value V coup_lim (when the determination result in step S206 is YES), the process proceeds to step S207.

ステップS207においては、ステータ巻線20のd軸電流Idmg及びq軸電流Iqmgがd軸電流の指令値Idmg_ref及びq軸電流の指令値Iqmg_refにそれぞれ一致するようにステータ巻線電流制御部160で制御される。これによって、MGトルクTmgが指令値Tmg_refに一致するように制御されるとともに、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量が補正量ΔΦcoup分減少する(弱め界磁制御を行う)ようにステータ巻線20のd軸電流Idmgが制御される。 In step S207, the stator winding current control is performed so that the d-axis current Id mg and the q-axis current Iq mg of the stator winding 20 coincide with the d-axis current command value Id mg_ref and the q-axis current command value Iq mg_ref , respectively. Controlled by the unit 160. Thus, the MG torque T mg is controlled to coincide with the command value T mg_ref, and the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing to the input side rotor 28 is reduced by the correction amount ΔΦ coup (weakening field control is performed). Thus, the d-axis current Id mg of the stator winding 20 is controlled.

以上説明した図14のフローチャートの処理によれば、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を減少させる弱め界磁制御を実行する場合には、ロータ巻線30に発生する逆起電圧Vcoupが設定電圧値Vcoup_lim以下になるように、ステータ巻線20のd軸電流Idmgがステータ巻線電流制御部160で制御される。このステータ巻線20のd軸電流制御による弱め界磁制御を実行することで、永久磁石33の磁石量を見かけ上減少させたのと同等の効果を得ることができる。その結果、永久磁石33の磁石量を実際に減少させることなく、ロータ巻線30の逆起電圧Vcoupを設定電圧値Vcoup_lim以下(例えば蓄電装置42の電圧以下)に抑制し、EV走行時等における出力側ロータ18の最高回転速度(最高車速)を増加させることができる。 According to the processing of the flowchart of FIG. 14 described above, the counter electromotive voltage V generated in the rotor winding 30 is generated when the field weakening control for reducing the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28 is executed. The d-axis current Id mg of the stator winding 20 is controlled by the stator winding current control unit 160 so that the coup is equal to or less than the set voltage value V coup_lim . By performing field-weakening control by d-axis current control of the stator winding 20, it is possible to obtain the same effect as apparently reducing the magnet amount of the permanent magnet 33. As a result, the back electromotive voltage V coup of the rotor winding 30 is suppressed to a set voltage value V coup_lim or less (for example, the voltage of the power storage device 42 or less) without actually reducing the magnet amount of the permanent magnet 33, and during EV running Thus, the maximum rotational speed (maximum vehicle speed) of the output-side rotor 18 can be increased.

以上説明したように、本実施形態によれば、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を制御する界磁制御を実行する場合には、ステータ巻線20のd軸電流Idmgを制御することで界磁制御を実行する。このステータ巻線20のd軸電流制御による界磁制御を実行することで、永久磁石33の磁石量を見かけ上変化させたのと同等の効果を得ることができ、界磁磁束を制御するための界磁巻線を出力側ロータ18に別途追加する必要も無い。その結果、回転電機10の構成の複雑化を招くことなく、入力側ロータ28に流れる永久磁石33の界磁磁束量を制御する界磁制御を実行することができる。 As described above, according to the present embodiment, when the field control for controlling the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28 is executed, the d-axis current Id mg of the stator winding 20 is controlled. By doing so, the field control is executed. By executing the field control by the d-axis current control of the stator winding 20, it is possible to obtain the same effect as apparently changing the magnet amount of the permanent magnet 33, and a field for controlling the field magnetic flux. There is no need to add a magnetic winding to the output side rotor 18 separately. As a result, the field control for controlling the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing in the input side rotor 28 can be executed without complicating the configuration of the rotating electrical machine 10.

本実施形態では、例えば図15に示すように、インバータ41を設けることもできる。インバータ41は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード(整流素子)とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置42からの直流電力を交流(例えば3相交流)に変換して、ブラシ96及びスリップリング95を介してロータ巻線30の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ41は、ロータ巻線30の各相に流れる交流電流を直流に変換する方向の電力変換も可能である。その際には、ロータ巻線30の交流電力がスリップリング95及びブラシ96により取り出され、この取り出された交流電力がインバータ41で直流に変換される。インバータ41で直流に変換された電力は、インバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20の各相へ供給可能である。また、インバータ41で直流に変換された電力を蓄電装置42に回収することも可能である。このように、インバータ41は、蓄電装置42とロータ巻線30との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。電子制御ユニット50は、インバータ41のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線30の各相に流れる交流電流を制御することができ、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクを制御することができる。その際には、ロータ巻線電流制御部153が、ロータ巻線30のd軸電流Idcoup及びq軸電流Iqcoupがd軸電流の指令値Idcoup_ref及びq軸電流の指令値Iqcoup_refにそれぞれ一致するように、インバータ41のスイッチング動作(インバータ41での電力変換)を制御する。 In the present embodiment, for example, an inverter 41 can be provided as shown in FIG. The inverter 41 can be realized by a known configuration including a switching element and a diode (rectifier element) connected in reverse parallel to the switching element. The inverter 41 converts DC power from the power storage device 42 to AC ( For example, it can be converted into a three-phase alternating current) and supplied to each phase of the rotor winding 30 via the brush 96 and the slip ring 95. Furthermore, the inverter 41 can also perform power conversion in a direction in which an alternating current flowing in each phase of the rotor winding 30 is converted into a direct current. At that time, AC power of the rotor winding 30 is extracted by the slip ring 95 and the brush 96, and the extracted AC power is converted to DC by the inverter 41. The electric power converted into direct current by the inverter 41 can be supplied to each phase of the stator winding 20 after being converted into alternating current by the inverter 40. In addition, the power converted into direct current by the inverter 41 can be recovered by the power storage device 42. Thus, the inverter 41 can perform bidirectional power conversion between the power storage device 42 and the rotor winding 30. The electronic control unit 50 can control the alternating current flowing in each phase of the rotor winding 30 by controlling the switching operation of the switching element of the inverter 41, and can control between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. It is possible to control the electromagnetic coupling torque acting on the. At that time, the rotor winding current control unit 153 converts the d-axis current Id coup and the q-axis current Iq coup of the rotor winding 30 into the d-axis current command value Id coup_ref and the q-axis current command value Iq coup_ref , respectively. The switching operation of the inverter 41 (power conversion in the inverter 41) is controlled so as to match.

前述のように、本実施形態では、共通の永久磁石33による界磁磁束が、ステータ16に流れてステータ巻線20の交流電流による磁束と電磁気的に相互作用するとともに、入力側ロータ28に流れてロータ巻線30の交流電流による磁束と電磁気的に相互作用する。そのため、ロータ巻線30の交流電流による磁束の方向が永久磁石33による磁束の方向と同方向(強め界磁方向)となるようにロータ巻線30に交流電流(d軸電流)を流すことで、永久磁石33の内周側磁極面33aで発生しロータ巻線30に鎖交する界磁磁束量が増加するとともに、永久磁石33の外周側磁極面33bで発生しステータ巻線20に鎖交する界磁磁束量も増加する。一方、ロータ巻線30の交流電流による磁束の方向が永久磁石33による磁束の方向と逆方向(弱め界磁方向)となるようにロータ巻線30に交流電流(d軸電流)を流すことで、永久磁石33の内周側磁極面33aで発生しロータ巻線30に鎖交する界磁磁束量が減少するとともに、永久磁石33の外周側磁極面33bで発生しステータ巻線20に鎖交する界磁磁束量も減少する。そこで、本実施形態では、ロータ巻線電流制御部153がロータ巻線30のd軸電流Idcoupを制御することで、ステータ16に流れる(ステータ巻線20に鎖交する)永久磁石33の界磁磁束量を制御する界磁制御を実行することもできる。 As described above, in the present embodiment, the field magnetic flux generated by the common permanent magnet 33 flows to the stator 16 and electromagnetically interacts with the magnetic flux generated by the alternating current of the stator winding 20, and also flows to the input-side rotor 28. And electromagnetically interact with the magnetic flux generated by the alternating current of the rotor winding 30. Therefore, by passing an alternating current (d-axis current) through the rotor winding 30 so that the direction of the magnetic flux due to the alternating current of the rotor winding 30 is the same direction as the direction of the magnetic flux by the permanent magnet 33 (strong field direction). The amount of field magnetic flux generated on the inner peripheral side magnetic pole surface 33a of the permanent magnet 33 and interlinked with the rotor winding 30 is increased, and generated on the outer peripheral side magnetic pole surface 33b of the permanent magnet 33 and connected to the stator winding 20. The amount of field magnetic flux to be increased also increases. On the other hand, by passing an alternating current (d-axis current) through the rotor winding 30 so that the direction of the magnetic flux generated by the alternating current in the rotor winding 30 is opposite to the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet 33 (field weakening direction). The amount of field magnetic flux generated on the inner peripheral side magnetic pole surface 33a of the permanent magnet 33 and interlinked with the rotor winding 30 is reduced, and generated on the outer peripheral side magnetic pole surface 33b of the permanent magnet 33 and connected to the stator winding 20. The amount of field magnetic flux to be reduced also decreases. Therefore, in the present embodiment, the rotor winding current control unit 153 controls the d-axis current Id coup of the rotor winding 30 so that the field of the permanent magnet 33 that flows to the stator 16 (interlinks with the stator winding 20). It is also possible to execute field control for controlling the amount of magnetic flux.

ステータ16に流れる永久磁石33の界磁磁束量を増加させる強め界磁制御を実行する場合は、界磁磁束補正値演算部154は、ステータ16に流れる永久磁石33の界磁磁束量を増加させるように界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refを演算し、ロータ巻線30のd軸電流Idcoupによる磁束の方向が永久磁石33による磁束の方向と同方向となるように、界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいてロータ巻線30のd軸電流の指令値Idcoup_refが補正される。そして、ロータ巻線電流制御部153は、ロータ巻線30のd軸電流Idcoupを、界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいて補正されたd軸電流の指令値Idcoup_refに一致させるように制御することで強め界磁制御を実行する。例えば、ステータ16と出力側ロータ18との間にMGトルクTmgが作用する状態で強め界磁制御を実行する場合には、ステータ巻線20の電流Imgが許容電流値Img_lim以下に制限される条件でMGトルクTmgが指令値(目標トルク)Tmg_refとなるように、ロータ巻線30のd軸電流Idcoupを制御することができる。このロータ巻線30のd軸電流制御による強め界磁制御を実行することで、永久磁石33の磁石量を見かけ上増加させたのと同等の効果を得ることができる。その結果、永久磁石33の磁石量を実際に増加させることなく、ステータ巻線20の電流Imgを許容電流値Img_lim以下に抑制しつつ、ステータ16と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクTmgの最大値を増加させることができる。 When executing the strong field control for increasing the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing through the stator 16, the field magnetic flux correction value calculation unit 154 increases the field magnetic flux amount of the permanent magnet 33 flowing through the stator 16. calculating a correction value ΔΦ coup_ref the field magnetic flux, so that the direction of the magnetic flux by the d-axis current Id coup rotor winding 30 is the same direction as the direction of the magnetic flux by the permanent magnet 33, the magnetic field flux correction value ΔΦ coup_ref Based on this, the command value Id coup_ref of the d-axis current of the rotor winding 30 is corrected. Then, the rotor winding current control unit 153 matches the d-axis current Id coup of the rotor winding 30 with the command value Id coup_ref of the d-axis current corrected based on the field magnetic flux correction value ΔΦ coup_ref. Strong field control is executed by controlling. For example, when the strong field control is executed in a state where the MG torque T mg acts between the stator 16 and the output side rotor 18, the current I mg of the stator winding 20 is limited to the allowable current value I mg_lim or less. mG torque T mg is command value under a condition such that (target torque) T mg_ref, it is possible to control the d-axis current Id coup rotor windings 30. By executing the strong field control by the d-axis current control of the rotor winding 30, it is possible to obtain the same effect as when the amount of the permanent magnet 33 is apparently increased. As a result, the current I mg of the stator winding 20 acts between the stator 16 and the output-side rotor 18 while suppressing the current I mg of the stator winding 20 to the allowable current value I mg_lim or less without actually increasing the magnet amount of the permanent magnet 33. The maximum value of the MG torque T mg can be increased.

一方、ステータ16に流れる永久磁石33の界磁磁束量を減少させる弱め界磁制御を実行する場合は、界磁磁束補正値演算部154は、ステータ16に流れる永久磁石33の界磁磁束量を減少させるように界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refを演算し、ロータ巻線30のd軸電流Idcoupによる磁束の方向が永久磁石33による磁束の方向と逆方向となるように、界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいてロータ巻線30のd軸電流の指令値Idcoup_refが補正される。そして、ロータ巻線電流制御部153は、ロータ巻線30のd軸電流Idcoupを、界磁磁束の補正値ΔΦcoup_refに基づいて補正されたd軸電流の指令値Idcoup_refに一致させるように制御することで弱め界磁制御を実行する。例えば、ステータ巻線20に発生する逆起電圧Vmgが設定電圧値Vmg_lim以下になるように、ロータ巻線30のd軸電流Idcoupを制御することができる。このロータ巻線30のd軸電流制御による弱め界磁制御を実行することで、永久磁石33の磁石量を見かけ上減少させたのと同等の効果を得ることができる。その結果、永久磁石33の磁石量を実際に減少させることなく、ステータ巻線20の逆起電圧Vmgを設定電圧値Vmg_lim以下(例えば蓄電装置42の電圧以下)に抑制することができる。 On the other hand, when the field weakening control for reducing the field flux amount of the permanent magnet 33 flowing through the stator 16 is executed, the field flux correction value calculation unit 154 reduces the field flux amount of the permanent magnet 33 flowing through the stator 16. Thus, the field magnetic flux correction value ΔΦ coup_ref is calculated, and the magnetic field magnetic flux correction value is set so that the direction of the magnetic flux by the d-axis current Id coup of the rotor winding 30 is opposite to the direction of the magnetic flux by the permanent magnet 33. Based on ΔΦ coup_ref , the command value Id coup_ref for the d-axis current of the rotor winding 30 is corrected. Then, the rotor winding current control unit 153 matches the d-axis current Id coup of the rotor winding 30 with the command value Id coup_ref of the d-axis current corrected based on the field magnetic flux correction value ΔΦ coup_ref. The field weakening control is executed by controlling. For example, it is possible to counter electromotive voltage V mg generated in the stator winding 20 is to be equal to or less than the set voltage value V Mg_lim, controls the d-axis current Id coup rotor windings 30. By executing the field weakening control by the d-axis current control of the rotor winding 30, it is possible to obtain the same effect as apparently reducing the magnet amount of the permanent magnet 33. As a result, the counter electromotive voltage V mg of the stator winding 20 can be suppressed to the set voltage value V mg_lim or less (for example, the voltage of the power storage device 42 or less) without actually reducing the magnet amount of the permanent magnet 33.

次に、出力側ロータ18の他の構成例について説明する。   Next, another configuration example of the output side rotor 18 will be described.

図16に示す構成例では、図3,4に示す構成例と比較して、各永久磁石33がロータコア53の内周面(入力側ロータ28との対向面)に形成された溝内に装着されている。この場合は、ロータコア53が周方向に隣接する永久磁石33間にも位置する。この構成例によれば、入力側ロータ28への引付力及びロータ回転方向への力に対して、永久磁石33の貼り付け強度を向上させることができる。   In the configuration example shown in FIG. 16, each permanent magnet 33 is mounted in a groove formed on the inner peripheral surface of the rotor core 53 (the surface facing the input-side rotor 28) compared to the configuration examples shown in FIGS. Has been. In this case, the rotor core 53 is also located between the permanent magnets 33 adjacent in the circumferential direction. According to this configuration example, the affixing strength of the permanent magnet 33 can be improved with respect to the attracting force to the input side rotor 28 and the force in the rotor rotation direction.

また、図17に示す構成例では、図16に示す構成例と比較して、ロータコア53の内周面の溝内に装着された各永久磁石33が角型であり、内周側磁極面33a及び外周側磁極面33bが平面である。この構成例においても、入力側ロータ28への引付力及びロータ回転方向への力に対して、永久磁石33の貼り付け強度を向上させることができる。さらに、この構成例によれば、永久磁石33のコスト削減を図ることができる。   In the configuration example shown in FIG. 17, each permanent magnet 33 mounted in the groove on the inner peripheral surface of the rotor core 53 is square, compared to the configuration example shown in FIG. 16, and the inner peripheral magnetic pole surface 33 a. The outer peripheral magnetic pole surface 33b is a flat surface. Also in this configuration example, it is possible to improve the affixing strength of the permanent magnet 33 with respect to the attracting force to the input side rotor 28 and the force in the rotor rotation direction. Furthermore, according to this configuration example, the cost of the permanent magnet 33 can be reduced.

また、図18に示す構成例では、図3,4に示す構成例と比較して、複数の永久磁石33は、入力側ロータ28(ロータティース52a)と薄いロータコア(鉄心)の層53fを介して対向する状態で周方向に沿って配列されている。この構成例においても、入力側ロータ28への引付力及びロータ回転方向への力に対して、永久磁石33の貼り付け強度を向上させることができる。   In the configuration example shown in FIG. 18, compared to the configuration examples shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of permanent magnets 33 are interposed via the input-side rotor 28 (rotor teeth 52 a) and a thin rotor core (iron core) layer 53 f. Are arranged along the circumferential direction. Also in this configuration example, it is possible to improve the affixing strength of the permanent magnet 33 with respect to the attracting force to the input side rotor 28 and the force in the rotor rotation direction.

本実施形態では、回転電機10の入力軸34と出力軸24とを入れ替えることもでき、第2ロータ18を入力軸34に機械的に連結し、第1ロータ28を出力軸24に機械的に連結することもできる。すなわち、第2ロータ18がエンジン36に機械的に連結され、第1ロータ28が変速機44を介して車輪38に機械的に連結されていてもよい。この場合は、エンジン36からの動力が入力軸34に連結された第2ロータ18に伝達され、出力軸24に連結された第1ロータ28からの動力が変速機44で変速されて車輪38に伝達されるため、第2ロータ18が入力側ロータとなり、第1ロータ28が出力側ロータとなる。   In the present embodiment, the input shaft 34 and the output shaft 24 of the rotating electrical machine 10 can be interchanged, the second rotor 18 is mechanically connected to the input shaft 34, and the first rotor 28 is mechanically connected to the output shaft 24. It can also be linked. That is, the second rotor 18 may be mechanically connected to the engine 36 and the first rotor 28 may be mechanically connected to the wheels 38 via the transmission 44. In this case, the power from the engine 36 is transmitted to the second rotor 18 connected to the input shaft 34, and the power from the first rotor 28 connected to the output shaft 24 is shifted by the transmission 44 to the wheels 38. Therefore, the second rotor 18 becomes an input side rotor, and the first rotor 28 becomes an output side rotor.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

10 回転電機、16 ステータ、18 第2ロータ(出力側ロータ)、20 ステータ巻線、24 出力軸、28 第1ロータ(入力側ロータ)、30 ロータ巻線、33 永久磁石、34 入力軸、36 エンジン、38 車輪、40,41 インバータ、42 蓄電装置、44 変速機、48 クラッチ、50 電子制御ユニット、93 整流器、94 昇圧コンバータ(DC−DCコンバータ)、95 スリップリング、96 ブラシ、151 カップリングトルク指令値演算部、152 ロータ巻線電流指令値演算部、153 ロータ巻線電流制御部、154 界磁磁束補正値演算部、155 MGトルク指令値演算部、156 d軸電流指令値演算部、157 q軸電流指令値演算部、158 d軸電流指令値補正部、159 q軸電流指令値補正部、160 ステータ巻線電流制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine, 16 Stator, 18 2nd rotor (output side rotor), 20 Stator winding, 24 Output shaft, 28 1st rotor (input side rotor), 30 Rotor winding, 33 Permanent magnet, 34 Input shaft, 36 Engine, 38 wheels, 40, 41 inverter, 42 power storage device, 44 transmission, 48 clutch, 50 electronic control unit, 93 rectifier, 94 boost converter (DC-DC converter), 95 slip ring, 96 brush, 151 coupling torque Command value calculation unit, 152 Rotor winding current command value calculation unit, 153 Rotor winding current control unit, 154 Field magnetic flux correction value calculation unit, 155 MG torque command value calculation unit, 156 d-axis current command value calculation unit, 157 q-axis current command value calculation unit, 158 d-axis current command value correction unit, 159 q-axis current command value correction unit , 160 Stator winding current control unit.

Claims (5)

回転子巻線が配設された第1回転子と、
固定子巻線が配設された固定子と、
第1回転子及び固定子と対向し、第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、第1回転子及び固定子に流れる界磁磁束を発生する磁石が配設された第2回転子と、
を備え、
回転子巻線に流れる交流電流と第1回転子に流れる磁石の界磁磁束との相互作用により、第1回転子と第2回転子との間にトルクが作用し、
固定子巻線に流れる交流電流と固定子に流れる磁石の界磁磁束との相互作用により、固定子と第2回転子との間にトルクが作用する回転電機の駆動制御装置であって、
回転子巻線に流れる交流電流を制御する回転子巻線電流制御部と、
固定子巻線に流れる交流電流を制御する固定子巻線電流制御部と、
を備え、
第1回転子に流れる磁石の界磁磁束を制御する界磁制御を実行する場合には、固定子巻線電流制御部が固定子巻線のd軸電流を制御することで前記界磁制御を実行する、回転電機の駆動制御装置。
A first rotor provided with a rotor winding;
A stator provided with a stator winding;
A second rotor that is opposed to the first rotor and the stator and is rotatable relative to the first rotor is provided with a magnet that generates a field magnetic flux that flows through the first rotor and the stator. A second rotor,
With
Due to the interaction between the alternating current flowing through the rotor winding and the field magnetic flux of the magnet flowing through the first rotor, a torque acts between the first rotor and the second rotor,
A drive control device for a rotating electrical machine in which a torque acts between a stator and a second rotor by an interaction between an alternating current flowing in a stator winding and a field magnetic flux of a magnet flowing in the stator,
A rotor winding current control unit for controlling an alternating current flowing in the rotor winding;
A stator winding current control unit for controlling an alternating current flowing in the stator winding;
With
When performing field control for controlling the field magnetic flux of the magnet flowing in the first rotor, the stator winding current control unit executes the field control by controlling the d-axis current of the stator winding. Electric drive control device.
請求項1に記載の回転電機の駆動制御装置であって、
固定子巻線電流制御部は、第1回転子と第2回転子との間にトルクが作用する状態で前記界磁制御を実行する場合には、回転子巻線に流れる交流電流が許容電流以下に制限される条件で第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクが目標トルクとなるように固定子巻線のd軸電流を制御する、回転電機の駆動制御装置。
A drive control device for a rotating electrical machine according to claim 1,
When the stator winding current control unit executes the field control in a state where torque acts between the first rotor and the second rotor, the alternating current flowing through the rotor winding is less than the allowable current. A drive control device for a rotating electrical machine that controls a d-axis current of a stator winding so that a torque acting between a first rotor and a second rotor becomes a target torque under restricted conditions.
請求項1または2に記載の回転電機の駆動制御装置であって、
固定子巻線電流制御部は、前記界磁制御を実行する場合には、回転子巻線に発生する逆起電圧が設定電圧以下になるように固定子巻線のd軸電流を制御する、回転電機の駆動制御装置。
A drive control device for a rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The stator winding current control unit, when executing the field control, controls the d-axis current of the stator winding so that the counter electromotive voltage generated in the rotor winding is equal to or lower than a set voltage. Drive control device.
請求項1〜3のいずれか1に記載の回転電機の駆動制御装置であって、
回転子巻線に発生した交流電力を整流することが可能な整流器と、
整流器で整流された直流電力を電圧変換することが可能なDC−DCコンバータと、
DC−DCコンバータで電圧変換された直流電力を交流に変換して固定子巻線へ供給することが可能なインバータと、
を備え、
回転子巻線電流制御部は、DC−DCコンバータでの電圧変換を制御することで回転子巻線に流れる交流電流を制御し、
固定子巻線電流制御部は、インバータでの電力変換を制御することで固定子巻線に流れる交流電流を制御する、回転電機の駆動制御装置。
It is a drive control apparatus of the rotary electric machine of any one of Claims 1-3,
A rectifier capable of rectifying AC power generated in the rotor winding; and
A DC-DC converter capable of converting the DC power rectified by the rectifier into a voltage;
An inverter capable of converting the direct current power converted by the DC-DC converter into alternating current and supplying it to the stator winding;
With
The rotor winding current control unit controls the AC current flowing in the rotor winding by controlling the voltage conversion in the DC-DC converter,
The stator winding current control unit is a drive control device for a rotating electrical machine that controls an alternating current flowing in the stator winding by controlling power conversion in an inverter.
回転子巻線が配設された第1回転子と、
固定子巻線が配設された固定子と、
第1回転子及び固定子と対向し、第1回転子に対し相対回転可能な第2回転子であって、第1回転子及び固定子に流れる界磁磁束を発生する磁石が配設された第2回転子と、
を備え、
回転子巻線に流れる交流電流と第1回転子に流れる磁石の界磁磁束との相互作用により、第1回転子と第2回転子との間にトルクが作用し、
固定子巻線に流れる交流電流と固定子に流れる磁石の界磁磁束との相互作用により、固定子と第2回転子との間にトルクが作用する回転電機の駆動制御装置であって、
回転子巻線に流れる交流電流を制御する回転子巻線電流制御部と、
固定子巻線に流れる交流電流を制御する固定子巻線電流制御部と、
を備え、
固定子に流れる磁石の界磁磁束を制御する界磁制御を実行する場合には、回転子巻線電流制御部が回転子巻線のd軸電流を制御することで前記界磁制御を実行する、回転電機の駆動制御装置。
A first rotor provided with a rotor winding;
A stator provided with a stator winding;
A second rotor that is opposed to the first rotor and the stator and is rotatable relative to the first rotor is provided with a magnet that generates a field magnetic flux that flows through the first rotor and the stator. A second rotor,
With
Due to the interaction between the alternating current flowing through the rotor winding and the field magnetic flux of the magnet flowing through the first rotor, a torque acts between the first rotor and the second rotor,
A drive control device for a rotating electrical machine in which a torque acts between a stator and a second rotor by an interaction between an alternating current flowing in a stator winding and a field magnetic flux of a magnet flowing in the stator,
A rotor winding current control unit for controlling an alternating current flowing in the rotor winding;
A stator winding current control unit for controlling an alternating current flowing in the stator winding;
With
When performing field control for controlling the field magnetic flux of the magnet flowing through the stator, the rotor winding current control unit executes the field control by controlling the d-axis current of the rotor winding. Drive control device.
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