JP2012239339A - 回転電機装置、車両用駆動装置、回転電機の制御方法、および車両用駆動装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１回転子に生じる電磁トルクＴｑ１と第２回転子に生じる電磁トルクＴｑ２とが同じ向きとなる駆動状態を実現可能な回転電機装置を提供する。
【解決手段】回転電機は、固定子巻線への通電電流の電流位相を変更することで、力行及び回生に用いることのできる第１駆動状態に加えて、エンジン再始動モードに必要な第２駆動状態を実現する。第１駆動状態とは、第１回転子のトルクＴｑ１と第２回転子のトルクＴｑ２が互いに逆向きで、且つ、第１回転子のトルクＴｑ１と固定子のトルクとの和が、第２回転子のトルクＴｑ２と釣り合う駆動状態のことである。第２駆動状態とは、第１回転子のトルクＴｑ１と第２回転子のトルクＴｑ２が互いに同じ向きで、且つ、第１回転子のトルクＴｑ１と第２回転子のトルクＴｑ２との和が、固定子のトルクと釣り合う駆動状態のことである。
【選択図】図５

Description

本発明は、第１回転子と第２回転子との間でトルク伝達を行うことが可能な回転電機装置に関する。

従来より、回転電機として、相対的に回転可能で、且つ同軸上に配された入力軸および出力軸と、入力軸に連結された第１回転子と、出力軸に連結されるとともに、第１回転子の外周に同心的に配される第２回転子と、第２回転子の外周に同心的に配される固定子とを備える構造が周知である。

そして、特許文献１には、固定子巻線への通電によって第１回転子に生じる電磁トルクと第２回転子に生じる電磁トルクとを逆向きにすることで、第２回転子に作用するトルクを増幅する技術が開示されている。
特許文献１の回転電機を、ハイブリッド車両の駆動装置に用いるとする。つまり、例えば、入力軸にエンジン軸を接続し、出力軸にトランスミッション軸を接続する。これによれば、エンジン駆動を回転電機によってアシストしてトランスミッション軸を回すことができる。

特開２０１０−９３９９８号公報

ところで、ハイブリッド車両の駆動装置に用いられる回転電機は、エンジンが停止した状態から回転電機によってエンジンを始動させるモード（エンジン再始動モードと呼ぶ）、中でも、エンジンが停止し回転電機だけで車両を駆動するＥＶ走行状態からエンジンを始動させるモードを可能とする駆動状態を実現できることが好ましい。
このエンジン再始動モードがない場合には、別にエンジン始動用のモータを設ける必要が生じたり、エンジン、回転電機、トランスミッション間の係合状態を切替可能な係合手段（クラッチ）が必要になる等、装置や制御が複雑になるからである。

エンジン再始動モードでは、エンジンが停止した状態から第２回転子の回転によって第１回転子を回転させてエンジンを連れ回して始動する必要がある。つまり、エンジン再始動モードを可能とする回転電機の駆動状態とは、第１回転子に生じる電磁トルクと第２回転子に生じる電磁トルクとが同じ向きとなる駆動状態である。

しかしながら、特許文献１の回転電機は、第１回転子に生じる電磁トルクと第２回転子に生じる電磁トルクとが逆向きとなる駆動状態にしかならないため、ハイブリッド車両の駆動装置に適用しても、エンジン再始動モードを実現することができない。
なお、特許文献１には、第１回転子に生じる電磁トルクと第２回転子に生じる電磁トルクとが同じ向きとなる駆動状態を実現するための手段について一切記載されていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、第１回転子に生じる電磁トルクと第２回転子に生じる電磁トルクとが同じ向きとなる駆動状態を実現可能な回転電機装置、および、この回転電機装置を利用してエンジン再始動モードを実現可能な車両用駆動装置を提供することを目的とする。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転電機装置は、同軸上に配された第１回転子、第２回転子、および固定子を有し、径方向または軸方向において第２回転子が第１回転子と固定子との間に配される回転電機と、回転電機の駆動を制御する制御装置とを備える。

第２回転子は、第１回転子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第１巻線と、固定子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第２巻線とを有し、第１回転子の極対数をＰ_１、固定子の極対数をＰ_２とすると、第１巻線の極対数はＰ_１、第２巻線の極対数はＰ_２である。

そして、第１巻線と第２巻線とは、直列、かつ互いに正相順もしくは逆相順に接続されている。
固定子は、多相コイルで構成される固定子巻線を有している。

制御装置は、第１回転子の回転角度を検出する第１回転子角度検出手段と、固定子巻線に多相交流電力を供給するインバータと、インバータに対する駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段と、第１回転子および第２回転子の駆動状態として第１駆動状態と第２駆動状態とのいずれか一方を選択する駆動状態選択手段とを備える。
なお、第１駆動状態とは、第１回転子と第２回転子とのトルクが互いに逆向きとなる駆動状態のことである。
第２駆動状態とは、第１回転子と第２回転子とのトルクが互いに同じ向きとなる駆動状態のことである。
また、駆動指令値演算手段が、駆動状態選択手段において選択された駆動状態、および第１回転子の回転角度に基づき、インバータが回転電機に出力する電流の位相指令値を演算する電流位相演算手段を有する。

これによれば、固定子巻線への通電電流の電流位相を変えることで、エンジン再始動モードに必要な第２駆動状態を実現することが可能となる。
なお、通常、第１回転子のトルクの向きは、第２回転子の電流状態によって決まるため、本来は第２回転子の電流状態を把握する必要があったが、本手段では、第２回転子の電流状態を検知するセンサを使用することなく、固定子巻線の電流位相を変えるだけで第１駆動状態と第２駆動状態の２種類の駆動状態を実現できる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転電機装置によれば、制御装置は、第１回転子の回転角度に基づき第１回転子の回転速度を演算する第１回転子速度演算手段と、第２回転子の回転速度を検出する第２回転子速度検出手段とを備え、駆動指令値演算手段は、固定子巻線に印加する電圧の基本周波数ｆｓを演算する電圧基本周波数演算手段を有し、電圧基本周波数演算手段は、第１回転子の回転速度と第２回転子の回転速度とに基づいて、基本周波数ｆｓを演算する。これによれば、基本周波数ｆｓが第１回転子および第２回転子の回転数から容易に演算できるので、良好な制御性が得られる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の回転電機装置では、極対数Ｐ_１が、極対数Ｐ_２よりも大きい。
これによれば、外部からの電力供給なしで第１回転子及び第２回転子にトルクを作用させることのできる範囲が高速域まで広がる。
例えば、第１回転子に入力軸を接続し、第２回転子に出力軸を接続し、第１回転子のトルクを第２回転子に伝達させて第２回転子のトルクを増幅させる場合において、外部からの電力供給なしでトルク増幅できる範囲が高速域まで広がる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の回転電機装置では、固定子が第２回転子の内周に配され、第１回転子が第２回転子の外周に配される。
これによれば、第１回転子と第２回転子の対向面積が大きいため、第１回転子と第２回転子との間で伝達できるトルクの容量が大きくなる。

〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の車両用駆動装置は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機装置と、インバータに電力を供給する蓄電池と、該蓄電池の充電状態を検出する充電状態検出手段とを備え、第１回転子または第２回転子のいずれか一方がエンジン軸に接続され、第１回転子または第２回転子のいずれか他方がトランスミッション軸に接続されている。
そして、駆動状態選択手段は、充電状態検出手段からの充電状態に基づいて、第１駆動状態および第２駆動状態のいずれか一方を選択する。
すなわち、本手段では、請求項１〜４の回転電機装置を用いてハイブリッド車両の車両用駆動装置を構成している。
これにより、エンジンが停止しており、エンジン始動が必要な場合には、回転電機を第２駆動状態とすることで、エンジン軸につながる回転子が停止した状態から、トランスミッション軸につながる回転子を回転させて、エンジンを連れ回すことができる。つまり、回転電機の駆動状態を変えるだけで、エンジン再始動モードを実現できる。
このため、始動用モータを別で設ける必要がなくなる。

〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の車両用駆動装置は、加速要求度を算出する加速要求度演算手段を備え、駆動状態選択手段は、蓄電池の充電状態が所定レベル以上であるという第１条件と、加速要求度が所定レベル未満であるという第２条件との少なくともいずれか１つを満たしていない場合で、且つエンジンが停止状態である場合に、第２駆動状態を選択する。
これによれば、加速要求度の大小を反映させて、第１、第２駆動状態を選択することができる。

〔請求項７の手段〕
本手段は、以下のような構成の回転電機の制御方法に関する。
回転電機は、同軸上に配された第１回転子、第２回転子、及び固定子を備え、第２回転子は、径方向または軸方向において第１回転子と固定子との間に配されており、第１回転子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第１巻線と、固定子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第２巻線とを有し、第１回転子の極対数をＰ_１、固定子の極対数をＰ_２とすると、第１巻線の極対数はＰ_１、第２巻線の極対数はＰ_２であり、第１巻線と第２巻線とは、直列、かつ互いに正相順もしくは逆相順に接続されている。固定子は、多相コイルで構成される固定子巻線を有している。

本制御方法は、第１回転子および第２回転子の駆動状態として、第１駆動状態と第２駆動状態のいずれか一方を選択する駆動状態選択ステップと、固定子巻線に多相交流電力を供給するインバータへの駆動指令値を演算する駆動指令値演算ステップとを備える。
そして、駆動指令値演算ステップは、駆動状態選択ステップにおいて選択された駆動状態、および第１回転子の回転角度に基づいて、インバータが回転電機に出力する電流の位相指令値を演算する。
これによれば、請求項１と同様の作用効果を奏する。

〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の回転電機の制御方法によれば、駆動指令値演算ステップにおいて、第１回転子の回転速度と第２回転子の回転速度とに基づいて、固定子巻線に印加する電圧の基本周波数ｆｓを演算することを特徴とする。
これによれば、請求項２と同様の作用効果を奏する。

〔請求項９の手段〕
本手段は、以下のような構成の車両用駆動装置の制御方法に関する。
車両用駆動装置は、同軸上に配された第１回転子、第２回転子、および固定子を備え、第２回転子は、径方向または軸方向において第１回転子と固定子との間に配されており、第１回転子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第１巻線と、固定子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第２巻線とを有し、第１回転子の極対数をＰ_１、固定子の極対数をＰ_２とすると、第１巻線の極対数はＰ_１、第２巻線の極対数はＰ_２であり、第１巻線と第２巻線とは、直列、かつ互いに正相順もしくは逆相順に接続され、固定子が多相コイルで構成される固定子巻線を有している回転電機を具備する。
加えて、固定子巻線に多相交流電力を供給するインバータ、および、インバータに電力を供給する蓄電池を具備する。
そして、第１回転子または第２回転子のいずれか一方がエンジン軸に接続され、第１回転子または第２回転子のいずれか他方がトランスミッション軸に接続されている。

本手段の制御方法は、蓄電池の充電状態に基づいて、第１回転子および第２回転子の駆動状態として、第１回転子と第２回転子とのトルクが互いに逆向きの第１駆動状態と、第１回転子と第２回転子とのトルクが互いに同じ向きの第２駆動状態とのいずれか一方を選択する駆動状態選択ステップと、インバータへの駆動指令値を演算する駆動指令値演算ステップとを備える。
そして、駆動指令値演算ステップは、駆動状態選択ステップにおいて選択された駆動状態、および第１回転子の回転角度に基づいて、インバータが回転電機に出力する電流の位相指令値を演算する。

〔請求項１０〕
請求項１０に記載の車両用駆動装置の制御方法では、駆動状態選択ステップにおいて、蓄電池の充電状態が所定レベル以上であるという第１条件と、加速要求度が所定レベル未満であるという第２条件との少なくともいずれか１つを満たしていない場合で、且つエンジンが停止状態である場合に、第２駆動状態を選択する。

回転電機の全体構成図である（実施例１）。 回転電機の主要部を表す１／４モデル図である（実施例１）。 回転電機装置の全体構成を説明する模式図である（実施例１）。 回転電機の制御装置の構成を示すブロック図である（実施例１）。 固定子巻線に通電する電流位相と第１、第２回転子の電磁トルクとの関係を示す図である（実施例１）。 （ａ）はＡ状態（第１駆動状態）における各回転子のトルクを説明する説明図であり、（ｂ）はＢ状態（第２駆動状態）における各回転子のトルクを説明する説明図である（実施例１）。 Ａ状態における回転電機の磁力線を用いた磁束分布図である（実施例１）。 Ｂ状態における回転電機の磁力線を用いた磁束分布図である（実施例１）。 Ｃ状態（第１駆動状態）における回転電機の磁力線を用いた磁束分布図である（実施例１）。 回転電機の駆動状態をまとめた図表である（実施例１）。 基本周波数ｆｓと第２回転子の回転数Ｎ_２との関係を示す図である（実施例１、２）。 車両用駆動装置の全体構成図である（実施例１）。 ＭＧ−ＥＣＵが実行する処理の流れを説明するフローチャートである。 回転電機装置の全体構成を説明する模式図である（実施例３）。 車両用駆動装置の概略構成図である（実施例４）。 回転電機の駆動状態をまとめた図表である（実施例４）。 車両用駆動装置の概略構成図である（実施例５）。 回転電機の制御装置の構成を示すブロック図である（変形例）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
実施例１を図１〜図１３を用いて説明する。
本実施例の車両用駆動装置１は、図１２に示すように、車両のエンジンＥとトランスミッションＴとの間で動力伝達可能な回転電機装置２を備えている。

まず、図１〜図１１を用いて、回転電機装置２の構成について説明する。
回転電機装置２は、相対的に回転可能で、且つ同軸上に配された入力軸３および出力軸４と、入力軸３および出力軸４に対して同軸上に配された第１回転子７、第２回転子８、および固定子９を有する回転電機２Ａと、回転電機２Ａの駆動を制御する制御装置２Ｂとを備える。
本実施例の回転電機２Ａは、第１回転子７の外周に第２回転子８が配され、第２回転子８の外周に固定子９が配されて、第１回転子７と第２回転子８との間、および第２回転子８と固定子９との間に径方向のエアギャップを有するインナーロータ型となっている。

第１回転子７は、表面磁石型回転子である。
すなわち、図２に示すように、円筒状の回転子鉄心１０の外周面に、外側がＳ極の永久磁石１１と、外側がＮ極の永久磁石１２とが周方向に交互に配置されている。そして、第１回転子７は、外部からの動力が入力される入力軸３と一体的に回転可能に連結されている。
なお、第１回転子７は、同期モータに用いられるタイプの回転子であればよく、特に限定されず、例えば、埋め込み磁石型であってもよい。回転子鉄心１０は、例えば、複数枚の薄板鉄板を積層して形成されている。

第２回転子８は、図２に示すように、円筒状の回転子鉄心１５と、この回転子鉄心１５の内周側、つまり第１回転子７と対向する側に巻装される第１巻線１６と、回転子鉄心１５の外周側、つまり固定子９と対向する側に巻装される第２巻線１７とを有する。
そして、第２回転子８は、動力が外部へ出力される出力軸４と一体的に回転可能に連結されている。

回転子鉄心１５は、例えば、複数枚の薄板鉄板を積層して形成され、その内周側には、第１回転子７の極対数Ｐ_１に対応したスロット２０が形成されており、外周側には、固定子９の極対数Ｐ_２に対応したスロット２１が形成されている。本実施例では、第１回転子７の極対数Ｐ_１は４であり、固定子９の極対数Ｐ_２は８である。
このため、図２に示すように、回転子鉄心１５の内周側には、極対数４に対して、一相一極当たり１スロットとなる計２４個のスロット２０が設けられている。なお、図２では、１／４円部分のみを示している。また、回転子鉄心１５の外周側には、極対数８に対して、一相一極当たり１スロットとなる計４８個のスロット２１が設けられている。

第１巻線１６は、三相のコイルをスター結線して構成され、回転子鉄心１５の内周側に設けられた２４個のスロット２０に挿入されている。
第２巻線１７は、第１巻線１６と同じく三相のコイルをスター結線して構成され、回転子鉄心１５の外周側に設けられた４８個のスロット２１に挿入されている。
また、第１巻線１６と第２巻線１７とは、互いに、直列かつ逆相順に接続されている。すなわち、図３に示す様に、例えば、第２回転子８の回転方向を基準として見た場合に、三相のうち二相（図３ではＶ相とＷ相）のコイルを入れ替えて、逆相関係になるように接続されている。

固定子９は、例えば、複数枚の薄板鉄板を積層して形成される固定子鉄心２４と、この固定子鉄心２４に巻装される固定子巻線２５とを有する。
本実施例では、固定子９の極対数Ｐ_２は８であり、固定子鉄心２４には、一相一極当たり１スロットとなる計４８個のスロット２６が形成され、スロット２６に固定子巻線２５が挿入されている。固定子巻線２５は、例えば、スター結線された三相コイルであり、三相コイルの各端子はインバータ２９に接続されている。
インバータ２９は、固定子巻線２５への電力供給源である蓄電池３０と固定子巻線２５との間で電力変換を行う装置である。

制御装置２Ｂは、図４に示すように、第１回転子７の回転角度を検出する第１回転子角度検出手段３１と、第１回転子７の回転角度に基づき第１回転子７の回転速度を演算する第１回転子速度演算手段３２と、第２回転子８の回転速度を検出する第２回転子速度検出手段３３と、インバータ２９と、インバータ２９に対する駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段３４と、第１回転子７および第２回転子８の駆動状態を選択する駆動状態選択手段３５とを備える。

第１回転子角度検出手段３１は、第１回転子７の回転角度を検出する回転角センサである。
第２回転子速度検出手段３３は、例えば、第２回転子８の回転角度を検出する回転角センサと、この回転角センサの出力に基づいて第２回転子８の回転速度を演算する演算部とからなっている。

第１回転子速度演算手段３２、第２回転子速度検出手段３３の演算部、駆動指令値演算手段３４、駆動状態選択手段３５は、例えば、回転電機２Ａに接続されるＥＣＵ（電子制御ユニット）内に設けられている。つまり、回転電機２Ａに接続されるＥＣＵが、第１回転子速度演算手段３２、第２回転子速度検出手段３３の演算部、駆動指令値演算手段３４、駆動状態選択手段３５として機能する。

駆動指令値演算手段３４は、インバータ２９が回転電機２Ａに出力する電流（インバータ出力電流）の位相指令値を演算する電流位相演算手段３４ａと、固定子巻線２５に印加する電圧の基本周波数（以下、電圧基本周波数ｆｓと呼ぶ）を演算する電圧基本周波数演算手段３４ｂと、インバータ出力電流の振幅を演算する電流振幅演算手段３４ｃとを有している。

そして、電流位相演算手段３４ａは、駆動状態選択手段３５において選択された駆動状態、および、第１回転子角度検出手段３１から出力される第１回転子７の回転角度に基づいて、インバータ出力電流の位相指令値を演算する。
また、電圧基本周波数演算手段３４ｂは、第１回転子速度演算手段３２から出力される第１回転子７の回転速度と、第２回転子速度検出手段３３から出力される第２回転子８の回転速度とに基づいて、電圧基本周波数ｆｓを演算する。
また、電流振幅演算手段３４ｃは、例えば、要求される出力トルクの大きさに応じて振幅を演算する。
駆動状態選択手段３５、電流位相演算手段３４ａ、電圧基本周波数演算手段３４ｂについては、後にさらに詳しく説明する。

ここで、電流位相の制御による駆動状態の変移について説明する。
図５は、入力軸３が０ｒｐｍ、出力軸４が１０００ｒｐｍである条件下において、固定子巻線２５に通電する電流（インバータ電流）の位相を変えたときの、第１回転子７に生じる電磁トルクＴｑ１と、第２回転子８に生じる電磁トルクＴｑ２の変化を示す図である。なお、入力軸３及び出力軸４の回転方向（正転方向）は反時計回りであり、反時計回りを正側とする。
図５に示すように、電流位相を変えることで、回転電機２Ａの駆動状態がＡ〜Ｃの３つの状態となることが分かる。

Ａ状態とは、第１回転子７のトルクＴｑ１が負で、第２回転子８のトルクＴｑ２が正となる状態のことである。すなわち、図６（ａ）に示すように、第１回転子７のトルクＴｑ１が時計周りに生じ、第２回転子８のトルクＴｑ２が反時計回りに生じ、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２とが互いに逆向きとなる状態のことである。

図７は、Ａ状態における回転電機２Ａの磁束分布を磁力線を用いて示したものである。この磁束分布からも、第１回転子７のトルクＴｑ１が時計周りに生じ、第２回転子８のトルクＴｑ２が反時計回りに生じている様子がわかる。

Ｂ状態とは、第１回転子７のトルクＴｑ１および第２回転子８のトルクＴｑ２がともに正となる状態のことである。すなわち、図６（ｂ）に示すように、第１回転子７のトルクＴｑ１および第２回転子８のトルクＴｑ２がともに反時計回りに生じ、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２とが互いに同じ向きとなる状態のことである。

図８は、Ｂ状態における回転電機２Ａの磁束分布を磁力線を用いて示したものである。この磁束分布からも、第１回転子７のトルクＴｑ１および第２回転子８のトルクＴｑ２がともに反時計回りに生じている様子がわかる。

Ｃ状態とは、第１回転子７のトルクＴｑ１が正で、第２回転子８のトルクＴｑ２が負となる状態のことである。すなわち、第１回転子７のトルクＴｑ１が反時計周りに生じ、第２回転子８のトルクＴｑ２が時計回りに生じ、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２とが互いに逆向きとなる状態のことである。

図９は、Ｃ状態における回転電機２Ａの磁束分布を磁力線を用いて示したものである。この磁束分布からも、第１回転子７のトルクＴｑ１が反時計周りに生じ、第２回転子８のトルクＴｑ２が時計回りに生じている様子がわかる。

ここで、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２とが互いに逆向きとなる駆動状態を第１駆動状態とし、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２とが互いに同じ向きとなる駆動状態を第２駆動状態と呼ぶ。

図１０に、各状態でのトルクの釣り合い関係を示す。
まず、第１駆動状態（Ａ状態、Ｃ状態）では、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８とのトルクＴｑ２とが互いに逆向きで、且つ、入力軸３と連結する第１回転子７のトルクＴｑ１と固定子９のトルクＴｑ３との和が、出力軸４と連結する第２回転子８のトルクＴｑ２と釣り合っている。
また、Ｃ状態では、Ａ状態とは逆側にトルクが作用する。

そして、第２駆動状態（Ｂ状態）では、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８とのトルクＴｑ２が互いに同じ向きで、且つ、入力軸３と連結する第１回転子７のトルクＴｑ１と、出力軸４と連結する第２回転子８のトルクＴｑ２との和が、固定子９のトルクＴｑ３と釣り合っている。

駆動状態選択手段３５は、回転電機２Ａの駆動状態を上述した第１駆動状態および第２駆動状態のいずれか一方に選択するものである。つまり、駆動状態選択手段３５は、第１回転子７および第２回転子８の駆動状態を、第１駆動状態もしくは第２駆動状態のいずれにするのかを選択して指令する部分である。

そして、電流位相演算手段３４ａは、駆動状態選択手段３５において選択された駆動状態、および、第１回転子角度検出手段３１からの出力（第１回転子７の回転角度）に応じて、インバータ出力電流の位相指令値を演算する。
例えば、駆動状態選択手段３５において第１駆動状態が選択された場合、電流位相演算手段３４ａにおいて、第１駆動状態となるようなインバータ出力電流の位相指令値が演算され、この位相指令値がインバータ２９へ送信される。なお、第１回転子角度検出手段３１からの出力は、位相指令値を演算するに際して、第１回転子７の位置を把握するために用いられる。

次に、固定子巻線２５の電圧基本周波数ｆｓの制御について、図４、図１１を用いて説明する。
電圧基本周波数演算手段３４ｂは、第１回転子速度演算手段３２から出力される第１回転子７の回転速度と、第２回転子速度検出手段３３から出力される第２回転子８の回転速度とに基づいて、電圧基本周波数ｆｓを演算する。
以下に、電圧基本周波数ｆｓの演算方法について詳述する。

電圧基本周波数ｆｓは、
ｆｓ＝（Ｐ_１＋Ｐ_２）ｎ_２−Ｐ_１ｎ_１・・・式（１）
の関係式によって制御される。ここで、ｎ_１は第１回転子７の回転速度と比例関係にある回転数（ｒ／ｓｅｃ）であり、ｎ_２は第２回転子８の回転速度と比例関係にある回転数（ｒ／ｓｅｃ）である。

なお、この式（１）は、以下のように導き出せる。
まず、第１回転子７と第２回転子８との間の周波数、つまり、第１巻線１６に生じる電流の周波数ｆ１は、
ｆ１＝Ｐ_１ｎ_１−Ｐ_１ｎ_２・・・式（２）
で表わされる。
次に、第２回転子８と固定子９との間の周波数、つまり、第２巻線１７に生じる電流の周波数ｆ２は、
ｆ２＝ｆｓ−Ｐ_２ｎ_２・・・式（３）
で表わされる。

そして、第１巻線１６と第２巻線１７とが逆相順に接続されているため、
ｆ１＝−ｆ２・・・式（４）
とすると、
Ｐ_１ｎ_１−Ｐ_１ｎ_２＝−（ｆｓ−Ｐ_２ｎ_２）・・・式（４ａ）
となり、ｆｓを左辺にまとめると、式（１）が導出される。

なお、ｎ_１およびｎ_２を回転数（ｒｐｍ）に単位変換したものをそれぞれＮ１、Ｎ２とすると、式（１）は、
ｆｓ＝（Ｐ_１＋Ｐ_２）（Ｎ_２／６０）−Ｐ_１（Ｎ_１／６０）・・・式（１ａ）
と等価である。

ここで、第１回転子７の回転数Ｎ_１を１０００ｒｐｍ、Ｐ_１を４、Ｐ_２を８とすると、式（１ａ）は、
ｆｓ＝Ｎ_２／５−６６．６７・・・式（１ｂ）
となる。
つまり、図１１の実線の相関線に示すように、電圧基本周波数ｆｓは第２回転子８の回転数Ｎ_２の１次関数となる。

なお、ｆｓ＝０となる回転数Ｎ０は、式（１ｂ）により、Ｎ０＝３３３ｒｐｍとなり、Ｎ_２＜Ｎ０の領域では、電圧基本周波数ｆｓが負の周波数となる。負の周波数とは、相順が逆になることを意味している。そして、電圧基本周波数ｆｓが負となる領域は、固定子巻線２５に第１、第２回転子７、８の電磁相互作用により回転エネルギーが回生される領域となる。
このため、電圧基本周波数ｆｓが負となる領域では、外部からの電力供給が不要である。一方、Ｎ_２≧Ｎ０の領域で電圧基本周波数ｆｓは正だが、式（１ｂ）に示すように第２項（−６６．６７）だけ周波数を低くでき、外部電力を減らせる。
本実施例の回転電機２Ａは、Ａ状態において、第１回転子７のトルクを第２回転子８に伝達させて第２回転子のトルクを増幅させることができるが、このトルク増幅に必要な外部電力を少なくすることができる。

〔車両用駆動装置１の詳細説明〕
次に、以上で説明した回転電機装置２を用いた車両用駆動装置１について詳細に説明する。
図１２に示すように、回転電機２Ａは、車両のエンジンＥとトランスミッションＴとの間に配置されており、入力軸３にはエンジンＥのクランク軸が接続し、出力軸４には車両の駆動輪に動力を伝達するトランスミッションＴのトランスミッション軸が接続している。

エンジンＥは、エンジンＥＣＵ４０からの指令値に基づいて制御されており、具体的には、インジェクタや点火プラグや吸気バルブなどのエンジンアクチュエータ（図示せず）が、エンジンＥＣＵ４０からの指令値に基づいて所定の燃料噴射量や点火時期や吸気量となるように制御されることで、エンジンＥが制御される。

回転電機２Ａは、ＭＧ−ＥＣＵ４１からの指令値に基づきインバータ２９を介して制御されている。
ＭＧ−ＥＣＵ４１は、制御装置２Ｂの第１回転子速度演算手段３２、第２回転子速度検出手段３３の演算部、駆動指令値演算手段３４、駆動状態選択手段３５として機能する。なお、エンジンＥＣＵ４０およびＭＧ−ＥＣＵ４１は、車載ＬＡＮ４２（例えばＣＡＮプロトコルによるネットワーク）に接続されており、信号や演算値などの情報は共有可能となっている。
また、第１回転子角度検出手段３１として、第１回転子７の回転軸近傍に回転角センサ４４が設けられている。そして、第２回転子８の回転軸近傍には第２回転子８の回転角度を検出する回転角センサ４５が設けられている。

図４に示すように、制御装置２Ｂでは、駆動状態選択手段３５が、車両の状態に基づいて第１回転子７および第２回転子８の駆動状態を第１駆動状態もしくは第２駆動状態のいずれにするのかを選択して、駆動指令値演算手段３４の電流位相演算手段３４ａに指令値（選択された駆動状態に応じた指令値）を送信する。
そして、電流位相演算手段３４ａは、駆動状態選択手段３５と第１回転子角度検出手段３１からの出力に基づいて、電流の位相指令値を演算する。

また、上述のように、電圧基本周波数演算手段３４ｂは、第１回転子速度演算手段３２から出力される第１回転子７の回転速度と、第２回転子速度検出手段３３から出力される第２回転子８の回転速度とに基づいて、電圧基本周波数ｆｓを演算する。そして、電流振幅演算手段３４ｃは、要求される出力トルクの大きさに応じて電流振幅を演算する。
そして、駆動指令値演算手段３４（電流位相演算手段３４ａ、電圧基本周波数演算手段３４ｂ、電流振幅演算手段３４ｃ）で演算された指令値（電流位相、電圧基本周波数ｆｓ、電流振幅）がインバータ２９に送信され、インバータ２９を介して固定子巻線２５に通電がなされることにより、回転電機２Ａが所望の駆動状態に制御される。

また、車両用駆動装置１は、インバータ２９に電力供給する蓄電池３０の充電状態を検出する充電状態検出手段と、車両の加速要求度を算出する加速要求度算出手段とを備える。
充電状態検出手段は、蓄電池３０の充電状態の指標であるＳＯＣを検出するものであり、例えば、インバータ２９やＭＧ−ＥＣＵ４１内に設けられる。
加速要求度算出手段は、例えば、アクセル開度を加速要求度として算出するものであり、エンジンＥＣＵ４０内に設けられる。

以下、具体的に、ＭＧ−ＥＣＵ４１における制御処理を、図１３に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施例では、駆動状態選択手段３５は、車速、ＳＯＣ、および加速要求度から把握される車両状態に基づいて回転電機２Ａの駆動状態を選択する。
まず、Ｓ１〜Ｓ３において、車速、ＳＯＣ、加速要求度の３条件の判定を行う。

車速は、車速センサ（図示せず）からの信号に基づいて演算された演算値（車速）を、ＭＧ−ＥＣＵ４１で参照している。
ＳＯＣは、蓄電池３０に接続されたインバータ２９を介して、ＭＧ−ＥＣＵ４１で参照している。
本実施例では、アクセル開度が加速要求度に対応している。すなわち、エンジンＥＣＵ４０内の加速要求度算出手段において、アクセル開度センサ（図示せず）からの信号に基づいて演算値（アクセル開度）が演算される。そして、この演算値を車載ＬＡＮ４２を介してＭＧ−ＥＣＵ４１で参照している。

Ｓ１では、車速（演算値）を判定基準値Ｖｂ（例えば、３０ｋｍ／ｈ）と比較する。そして、車速がＶｂ未満である場合にはＳ２へ、車速がＶｂ以上である場合にはＳ４へ進む。
Ｓ２では、ＳＯＣを判定基準レベルＶｓと比較する。そして、ＳＯＣがＶｓ以上である場合にはＳ３へ、ＳＯＣがＶｓ未満である場合にはＳ４へ進む。
Ｓ３では、アクセル開度（ＡＣＲ）を判定基準値Ｖａと比較する。そして、アクセル開度がＶａ未満である場合にはＳ１０へ、アクセル開度がＶａ以上である場合にはＳ４へ進む。

Ｓ１０では、回転電機２Ａのみによって車両を駆動するＥＶモード制御を実行する。ＥＶモード制御では、駆動状態選択手段３５が回転電機２Ａを第１駆動状態とする選択をし、この選択に応じて駆動指令値演算手段３４において固定子巻線２５へ通電される電流の位相指令値が演算されるとともに、電圧基本周波数ｆｓおよび電流振幅が演算される。そして、駆動指令値演算手段３４で演算された指令値（電流位相、電圧基本周波数ｆｓ、電流振幅）がインバータ２９に送信され、インバータ２９を介して固定子巻線２５に通電がなされることにより、回転電機２Ａが第１駆動状態に制御される。

回転電機２Ａが第１駆動状態にされると、図１０に示すＡ状態またはＣ状態となる。Ａ状態では、出力軸４と連結する第２回転子８のトルクＴｑ２が反時計回り（回転方向側）に作用するため、Ａ状態の領域は、主に、回転電機２Ａを電動機として作動させて、第２回転子８から機械的動力を出力して駆動輪を駆動する力行に用いることができる。また、Ｃ状態の領域は、回転電機２Ａを発電機として作動させて、駆動輪から第２回転子８に入力された機械的動力を電力に変換して回収する回生に用いることができる。なお、第２回転子８の回転により固定子巻線２５に生じる交流電流はインバータ２９により整流して蓄電池３０に充電することができる。
つまり、ＥＶモード時の回転電機２Ａの駆動状態は、入力軸停止時（エンジン停止時）の第１駆動状態であり、回転電機２Ａは力行・回生に用いられ、車両は回転電機２Ａのみによって駆動される。

次に、Ｓ４では、エンジンＥＣＵ４０内で演算されたエンジン回転数Ｎｅを、車載ＬＡＮ４２を介して、ＭＧ−ＥＣＵ４１で参照し、判定基準値Ｎｅ０と比較する。そして、エンジン回転数ＮｅがＮｅ０以上である場合にはＳ２０へ、エンジン回転数ＮｅがＮｅ０未満である場合にはＳ５へ進む。
ここで、判定基準値Ｎｅ０とは、判定基準値Ｎｅ０以上であれば、エンジンＥが既に完爆し、回転トルクを発生していると推定される回転数である。このため、Ｓ４でＮＯ判定となった場合は、エンジンＥがほぼ停止状態にあると推定される。

Ｓ２０では、エンジンＥおよび回転電機２Ａによって車両を駆動するＨＶモード制御を実行する。ＨＶモード制御では、駆動状態選択手段３５が回転電機２Ａを第１駆動状態とする選択をし、この選択に応じて駆動指令値演算手段３４において固定子巻線２５へ通電される電流の位相指令値が演算されるとともに、電圧基本周波数ｆｓおよび電流振幅が演算される。そして、駆動指令値演算手段３４で演算された指令値（電流位相、電圧基本周波数ｆｓ、電流振幅）がインバータ２９に送信され、インバータ２９を介して固定子巻線２５に通電がなされることにより、回転電機２Ａが第１駆動状態に制御される。
なお、ＨＶモード時の回転電機２Ａの駆動状態は、入力軸３からの入力トルク発生状態（エンジンＥの回転トルク発生状態）での第１駆動状態であり、回転電機２Ａは力行・回生に用いられ、車両はエンジンＥと回転電機２Ａにより駆動される。

すなわち、車速が基準判定値Ｖｂ未満であるという第１条件、ＳＯＣが判定基準レベルＶｓ以上であるという第２条件、アクセル開度が判定基準値Ｖａ未満であるという第３条件の３つの条件の少なくともいずれか１つを満たしていない場合であって、エンジンＥが回転トルクを発生していると判断される場合には、回転電機２Ａが第１駆動状態に制御される。

Ｓ５では、エンジンＥの再始動を要求するフラグＳＴＲのＯＮ／ＯＦＦ判定がされる。Ｓ４で、ＮＯ判定であったにも関わらず、フラグＳＴＲがＯＦＦの場合は、Ｓ６に進んでフラグＳＴＲがＯＮにされる。
一方、フラグＳＴＲがＯＮの場合にはＳ７に進み、第１回転子７の回転数Ｎ_１と第２回転子８の回転数Ｎ_２の回転数差｜Ｎ_１−Ｎ_２｜が所定許容値ΔＮｃ未満の状態が所定時間ΔＴｃ継続したかを判定する。なお、回転数差｜Ｎ_１−Ｎ_２｜は、回転角センサ４４および回転角センサ４５からの信号がＭＧ−ＥＣＵ４１に入力され、ＭＧ−ＥＣＵ４１内で算出される。

Ｓ７での判定結果が、ＮＯ（未継続）であれば、Ｓ３０に進み、エンジン再始動モード制御を回転数が安定するまで継続して実行する。
Ｓ７での判定結果が、ＹＥＳであれば、Ｓ８に進みフラグＳＴＲをＯＦＦした後、Ｓ２０へ進み、ＨＶモード制御に復帰する。

つまり、Ｓ４でＮＯ判定であった場合には、ＳＴＲフラグがＯＦＦとなるまで、エンジン再始動モード制御が実行される。ＳＴＲフラグをＯＦＦとする条件、つまり、エンジン再始動モード制御の終了条件は、第１回転子７の回転数Ｎ_１と第２回転子８の回転数Ｎ_２の差｜Ｎ_１−Ｎ_２｜が所定許容値ΔＮｃ未満の状態が所定時間ΔＴｃ継続したことという条件である。

エンジン再始動モード制御では、駆動状態選択手段３５が回転電機２Ａを第２駆動状態とする選択をし、この選択に応じて駆動指令値演算手段３４において固定子巻線２５へ通電される電流の位相指令値が演算されるとともに、電圧基本周波数ｆｓおよび電流振幅が演算される。そして、駆動指令値演算手段３４で演算された指令値（電流位相、電圧基本周波数ｆｓ、電流振幅）がインバータ２９に送信され、インバータ２９を介して固定子巻線２５に通電がなされることにより、回転電機２Ａが第２駆動状態に制御される。

回転電機２Ａが第２駆動状態にされると、図１０に示すＢ状態となる。Ｂ状態では、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２が互いに同じ向きであるため、エンジン停止状態からエンジンＥ（入力軸３）を第２回転子８（出力軸４側の回転子）によって連れ回させて始動することができる。

すなわち、第１〜第３条件の少なくともいずれか１つを満たしていない場合で、且つ、エンジンＥが停止状態である場合には、回転電機２Ａが第２駆動状態に制御される。
エンジン再始動モード制御では、回転電機２Ａが第２駆動状態とされることで、回転電機２ＡによってエンジンＥ（入力軸３）を連れ回して、エンジンＥを再始動する。

なお、図１３で説明した各判定基準には、ハンチング防止用に、ヒステリシスやディレイ時間等を設けてもよい。

〔実施例１の作用効果〕
本実施例に記載の回転電機装置２によれば、固定子巻線２５への通電電流の電流位相を変更することで、力行及び回生に用いることのできる第１駆動状態に加えて、出力軸４から入力軸３を連れ回すのに必要な第２駆動状態を実現することが可能となる。
なお、第１回転子７のトルクの向きは、第２回転子８の電流状態によって決まるため、本来は第２回転子８の電流状態を把握する必要があったが、本実施例では、第２回転子８の電流状態を検知するセンサを使用することなく、固定子巻線２５の電流位相を変えるだけで第１駆動状態と第２駆動状態の２種類の駆動状態を実現できる。

このため、本実施例の回転電機装置２を備える車両用駆動装置１では、エンジンＥを連れ回して始動させるエンジン再始動モードを実現することができる。
つまり、回転電機２Ａの第２駆動状態を利用して、入力軸３（エンジン側）につながる第１回転子７が停止した状態から、出力軸４（トランスミッション側）につながる第２回転子８を回転させて、エンジンＥを連れ回すことができる。このため、始動用モータを別で設ける必要がなくなる。

また、本実施例では、式（１ａ）を用いて、固定子巻線２５に印加される電圧基本周波数ｆｓの制御をしている。これによれば、回転数と極対数と電圧基本周波数ｆｓが線形関係であるので、回転数を容易に制御できる。

また、本実施例では、駆動状態選択手段３５は、車速、ＳＯＣ、加速要求度の３条件の判定と、エンジンが停止状態であるか否かの判定とによって、第１、第２駆動状態を選択している。これによれば、加速要求度の大小を反映させて、第１、第２駆動状態を選択することができる。

〔実施例２〕
実施例２を実施例１とは異なる点を中心に図１１を用いて説明する。
実施例１では、極対数Ｐ_１＝４、極対数Ｐ_２＝８であって、極対数Ｐ_１が極対数Ｐ_２よりも小さかったが、本実施例では、極対数Ｐ_１は、極対数Ｐ_２よりも大きい。
例えば、極対数Ｐ_１＝８、極対数Ｐ_２＝４である。
式（１ａ）において、第１回転子７の回転数Ｎ_１を１０００ｒｐｍ、極対数Ｐ_１を８、極対数Ｐ_２を４とした場合の電圧基本周波数ｆｓと第２回転子８の回転数Ｎ_２との関係を、図１１の二点鎖線の相関線で示す。

図１１において、極対数Ｐ_１＝４、極対数Ｐ_２＝８の場合（実施例１）と、極対数Ｐ_１＝８、極対数Ｐ_２＝４の場合（実施例２）とを比較すると、ｆｓ＝０となる回転数Ｎ０が、実施例２の方が大きい。
すなわち、実施例１では、Ｎ０＝３３３ｒｐｍであったが、実施例２では、Ｎ０＝６６７ｒｐｍとなる。つまり、電圧基本周波数ｆｓが負となる領域が実施例１の場合よりも高速域（速度比大）にまで広がることになる。

これによれば、外部からの電力供給なしで第１回転子７及び第２回転子８にトルクを作用させることのできる範囲が高速域まで広がる。
つまり、Ａ状態において、第１回転子７のトルクを第２回転子８に伝達させて第２回転子８のトルクを増幅させるのに必要な外部電力を少なくできる範囲が高速域まで広がる。

〔実施例３〕
実施例３を実施例１とは異なる点を中心に図１４を用いて説明する。
本実施例では、第１巻線１６と第２巻線１７とが、図１４に示す様に、同相同士が直列に結線されている。つまり、第１巻線１６と第２巻線１７とが直列で且つ互いに正相順に接続されている。
本実施例でも、実施例１と同様に、固定子巻線２５の電流位相を変えることで、第１駆動状態と第２駆動状態とを実現することができる。

なお、第１巻線１６と第２巻線１７とが直列で且つ互いに正相順に接続されている場合においては、電圧基本周波数ｆｓは、
ｆｓ＝Ｐ_１ｎ_１−（Ｐ_１−Ｐ_２）ｎ_２・・・式（７）
の関係式によって制御される。
これは、式（２）で表されるｆ１と式（３）で表されるｆ２との関係が、
ｆ１＝ｆ２・・・式（８）
となるためである。

〔実施例４〕
〔実施例４の構成〕
実施例４を実施例１とは異なる点を中心に図１５、図１６を用いて説明する。
本実施例では、第１回転子７が出力軸４に連結され、第２回転子８が入力軸３に連結されている。
つまり、本実施例の車両用駆動装置１は、第２回転子８にエンジンＥのクランク軸が接続され、第１回転子７にトランスミッションＴのトランスミッション軸が接続されている。

本実施例でも、実施例１と同様に、固定子巻線２５の電流位相を変えることで、第１駆動状態と第２駆動状態とを実現することができる。
図１６に、本実施例における各状態でのトルクの釣り合い関係を示す。
まず、第１駆動状態（Ａ状態、Ｃ状態）では、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２とが互いに逆向きで、且つ、入力軸３と連結する第２回転子８のトルクＴｑ２と固定子９のトルクＴｑ３との和が、出力軸４と連結する第１回転子７のトルクＴｑ１と釣り合っている。
特に、Ａ状態では、出力軸４に接続する第１回転子７のトルクＴｑ１が反時計回り（回転方向側）に作用するため、Ａ状態の領域は、主に、回転電機２Ａを電動機として作動させて、第１回転子７から機械的動力を出力する力行に用いることができる。

また、Ｃ状態では、Ａ状態とは逆側にトルクが作用する。そこで、Ｃ状態の領域は、回転電機２Ａを発電機として作動させて、駆動輪から第１回転子７に入力された機械的動力を電力に変換して回収する回生に用いることができる。なお、第１回転子７の回転により固定子巻線２５に生じる交流電流はインバータ２９により整流して蓄電池３０に充電することができる。

そして、第２駆動状態（Ｂ状態）では、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２が互いに同じ向きで、且つ、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２との和が、固定子９のトルクＴｑ３と釣り合っている。
これによれば、第１回転子７のトルクＴｑ１と第２回転子８のトルクＴｑ２が互いに同じ向きであるため、エンジン停止状態からエンジン（入力軸３）を連れ回させて始動することができる。

〔実施例４の作用効果〕
本実施例では、固定子９に近い側の回転子（第２回転子８）に入力軸３が連結されている。
固定子９に近い側の回転子は、固定子巻線２５への通電によってきめこまかいトルク制御をしやすい。したがって、第２回転子８を入力軸側とすることで、エンジン軸側のトルク制御がしやすくなり、振動抑制制御も可能となる。この結果、エンジンＥの振動が低減する。

〔実施例５〕
実施例５を実施例１とは異なる点を中心に図１７を用いて説明する。
本実施例では、固定子９が第２回転子８の内周に配され、第１回転子７が第２回転子８の外周に配される。つまり、固定子９の外周に第２回転子８が配され、第２回転子８の外周に第１回転子７が配されるアウターロータ型となっている。
これによれば、第１回転子７と第２回転子８の対向面積が大きいため、第１回転子７と第２回転子８との間で伝達できるトルクの容量が大きくなる。

〔変形例〕
実施例の回転電機２Ａは、第１回転子７と第２回転子８との間、および第２回転子８と固定子９との間に径方向のエアギャップを有していたが、第１回転子７と第２回転子８との間、および第２回転子８と固定子９との間に軸方向のエアギャップを有するアキシャルギャップ型であってもよい。

また、実施例では、制御装置２Ｂが第１回転子角度検出手段３１、第１回転子速度演算手段３２、第２回転子速度検出手段３３、インバータ２９、駆動指令値演算手段３４、および駆動状態選択手段３５を備え、駆動指令値演算手段３４は、電流位相演算手段３４ａと、電圧基本周波数演算手段３４ｂと、電流振幅演算手段３４ｃとを有していたが、図１８に示すように、制御装置２Ｂが、第１回転子角度検出手段３１、インバータ２９、駆動指令値演算手段３４、および駆動状態選択手段３５を備え、駆動指令値演算手段３４は、電流位相演算手段３４ａを有している構成であってもよい。つまり、駆動指令値演算手段３４にて電流の位相指令値のみを演算する構成であってもよい。

また、実施例では、駆動状態の選択にあたり、車速、ＳＯＣ、加速要求度の３条件の判定を行っていたが、ＳＯＣ、加速要求度の２条件の判定であってもよい。すなわち、駆動状態選択手段３５は、蓄電池３０の充電状態が所定レベル以上であるという第１条件と、加速要求度が所定レベル未満であるという第２条件とのいずれか１つを満たしていない場合で、且つエンジンＥが停止状態である場合に、第２駆動状態を選択してもよい。

また、実施例では、第１回転子角度検出手段３１は、第１回転子７の回転角度を検出する回転角センサであったが、第１回転子角度検出手段３１は、第１回転子７の回転角度を直接検出するものではなく、回転電機の電気的な状態情報（インバータ２９側で得られる電圧や電流の情報）に基づいて第１回転子７の回転角度を推定するものであってもよい。

１ 車両用駆動装置
２ 回転電機装置
２Ａ 回転電機
２Ｂ 制御装置
３ 入力軸
４ 出力軸
７ 第１回転子
８ 第２回転子
９ 固定子
１６ 第１巻線
１７ 第２巻線
２５ 固定子巻線
２９ インバータ
３０ 蓄電池
３１ 第１回転子角度検出手段
３２ 第１回転子速度演算手段
３３ 第２回転子速度検出手段
３４ 駆動指令値演算手段
３４ａ 電流位相演算手段
３４ｂ 電圧基本周波数演算手段
３４ｃ 電流振幅演算手段
３５ 駆動状態選択手段
Ｅ エンジン
Ｔ トランスミッション

Claims (10)

1. 同軸上に配された第１回転子、第２回転子、および固定子を有し、径方向または軸方向において前記第２回転子が前記第１回転子と前記固定子との間に配される回転電機と、
   前記回転電機の駆動を制御する制御装置とを備える回転電機装置であって、
   前記第２回転子は、前記第１回転子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第１巻線と、前記固定子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第２巻線とを有し、
   前記第１回転子の極対数をＰ_１、前記固定子の極対数をＰ_２とすると、前記第１巻線の極対数はＰ_１、前記第２巻線の極対数はＰ_２であり、
   前記第１巻線と前記第２巻線とは、直列、かつ互いに正相順もしくは逆相順に接続されており、
   前記固定子は、多相コイルで構成される固定子巻線を有しており、
   前記制御装置は、
   前記第１回転子の回転角度を検出する第１回転子角度検出手段と、
   前記固定子巻線に多相交流電力を供給するインバータと、
   前記インバータに対する駆動指令値を演算する駆動指令値演算手段と、
   前記第１回転子および前記第２回転子の駆動状態として、前記第１回転子と前記第２回転子とのトルクが互いに逆向きの第１駆動状態と、前記第１回転子と前記第２回転子とのトルクが互いに同じ向きの第２駆動状態とのいずれか一方を選択する駆動状態選択手段とを備え、
   前記駆動指令値演算手段が、前記駆動状態選択手段において選択された駆動状態、および前記第１回転子の回転角度に基づき、前記インバータが前記回転電機に出力する電流の位相指令値を演算する電流位相演算手段を有することを特徴とする回転電機装置。
2. 請求項１に記載の回転電機装置において、
   前記制御装置は、前記第１回転子の回転角度に基づき前記第１回転子の回転速度を演算する第１回転子速度演算手段と、前記第２回転子の回転速度を検出する第２回転子速度検出手段とを備え、
   前記駆動指令値演算手段が、前記第１回転子の回転速度と前記第２回転子の回転速度とに基づいて、前記固定子巻線に印加する電圧の基本周波数ｆｓを演算する電圧基本周波数演算手段を有することを特徴とする回転電機装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の回転電機装置において、
   極対数Ｐ_１は、極対数Ｐ_２よりも大きいことを特徴とする回転電機装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機装置において、
   前記固定子が前記第２回転子の内周に配され、前記第１回転子が前記第２回転子の外周に配されることを特徴とする回転電機装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機装置を有する車両用駆動装置であって、
   前記インバータに電力を供給する蓄電池と、該蓄電池の充電状態を検出する充電状態検出手段とを備え、
   前記第１回転子または前記第２回転子のいずれか一方がエンジン軸に接続され、前記第１回転子または前記第２回転子のいずれか他方がトランスミッション軸に接続されており、
   前記駆動状態選択手段は、前記充電状態検出手段からの充電状態に基づいて、前記第１駆動状態および前記第２駆動状態のいずれか一方を選択することを特徴とする車両用駆動装置。
6. 請求項５に記載の車両用駆動装置において、
   加速要求度を算出する加速要求度演算手段を備え、
   前記駆動状態選択手段は、
   前記蓄電池の充電状態が所定レベル以上であるという第１条件と、加速要求度が所定レベル未満であるという第２条件との少なくともいずれか１つを満たしていない場合で、且つエンジンが停止状態である場合に、前記第２駆動状態を選択することを特徴とする車両用駆動装置。
7. 同軸上に配された第１回転子、第２回転子、および固定子を備え、
   前記第２回転子は、径方向または軸方向において前記第１回転子と前記固定子との間に配されており、前記第１回転子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第１巻線と、前記固定子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第２巻線とを有し、
   前記第１回転子の極対数をＰ_１、前記固定子の極対数をＰ_２とすると、前記第１巻線の極対数はＰ_１、前記第２巻線の極対数はＰ_２であり、
   前記第１巻線と前記第２巻線とは、直列、かつ互いに正相順もしくは逆相順に接続され、
   前記固定子は、多相コイルで構成される固定子巻線を有している回転電機の制御方法であって、
   前記第１回転子および前記第２回転子の駆動状態として、前記第１回転子と前記第２回転子とのトルクが互いに逆向きの第１駆動状態と、前記第１回転子と前記第２回転子とのトルクが互いに同じ向きの第２駆動状態とのいずれか一方を選択する駆動状態選択ステップと、
   前記固定子巻線に多相交流電力を供給するインバータへの駆動指令値を演算する駆動指令値演算ステップとを備え、
   前記駆動指令値演算ステップは、前記駆動状態選択ステップにおいて選択された駆動状態、および前記第１回転子の回転角度に基づいて、前記インバータが前記回転電機に出力する電流の位相指令値を演算することを特徴とする回転電機の制御方法。
8. 請求項７に記載の回転電機の制御方法において、
   前記駆動指令値演算ステップにおいて、前記第１回転子の回転速度と前記第２回転子の回転速度とに基づいて、前記固定子巻線に印加する電圧の基本周波数ｆｓを演算することを特徴とする回転電機の制御方法。
9. 同軸上に配された第１回転子、第２回転子、および固定子を備え、前記第２回転子は、径方向または軸方向において前記第１回転子と前記固定子との間に配されており、前記第１回転子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第１巻線と、前記固定子と対向する側に巻装されるとともに多相コイルで構成される第２巻線とを有し、前記第１回転子の極対数をＰ_１、前記固定子の極対数をＰ_２とすると、前記第１巻線の極対数はＰ_１、前記第２巻線の極対数はＰ_２であり、前記第１巻線と前記第２巻線とは、直列、かつ互いに正相順もしくは逆相順に接続され、前記固定子は、多相コイルで構成される固定子巻線を有している回転電機、
   前記固定子巻線に多相交流電力を供給するインバータ、
   および、前記インバータに電力を供給する蓄電池を具備し、
   前記第１回転子または前記第２回転子のいずれか一方がエンジン軸に接続され、前記第１回転子または前記第２回転子のいずれか他方がトランスミッション軸に接続された車両用駆動装置の制御方法であって、
   前記蓄電池の充電状態に基づいて、前記第１回転子および前記第２回転子の駆動状態として、前記第１回転子と前記第２回転子とのトルクが互いに逆向きの第１駆動状態と、前記第１回転子と前記第２回転子とのトルクが互いに同じ向きの第２駆動状態とのいずれか一方を選択する駆動状態選択ステップと、
   前記インバータへの駆動指令値を演算する駆動指令値演算ステップとを備え、
   前記駆動指令値演算ステップは、前記駆動状態選択ステップにおいて選択された駆動状態、および前記第１回転子の回転角度に基づいて、前記インバータが前記回転電機に出力する電流の位相指令値を演算することを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
10. 請求項９に記載の車両用駆動装置の制御方法において、
    前記駆動状態選択ステップにおいて、前記蓄電池の充電状態が所定レベル以上であるという第１条件と、加速要求度が所定レベル未満であるという第２条件との少なくともいずれか１つを満たしていない場合で、且つエンジンが停止状態である場合に、前記第２駆動状態を選択することを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。

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