JP5362513B2 - 動力システム - Google Patents
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Description
第1発明は、上述した前記第1回転機と前記第2回転機と前記原動機とを有する動力機構と、所定の要求出力又は要求トルクが前記駆動軸に出力されるように、前記第1回転機と前記第2回転機と前記原動機のうちの少なくとも前記第1回転機と第2回転機を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
第2発明は、上述した前記第1回転機と前記第2回転機と前記原動機とを有する動力機構と、所定の要求出力又は要求トルクに対して、前記第1回転機から前記駆動軸に出力される出力又はトルクの過不足分を、前記第2回転機の出力又はトルクで補うように、前記第2回転機を制御する処理、又は、前記第2回転機から前記駆動軸に出力される出力又はトルクの過不足分を、前記第1回転機の出力又はトルクで補うように、前記第1回転機を制御する処理を行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
第3発明は、上述した前記第1回転機と前記第2回転機と前記原動機とを有する動力機構と、前記駆動軸の要求トルクに応じて前記第1回転機を制御することにより前記第1回転機から前記駆動軸に出力されるトルクと、前記要求トルクとの差に基づいて、前記第2回転機により前記駆動軸に出力させるトルクを設定する処理、又は、前記要求トルクに応じて前記第2回転機を制御することにより前記第2回転機から前記駆動軸に出力されるトルクと、前記要求トルクとの差に基づいて、前記第1回転機により前記駆動軸に出力させるトルクを設定する処理を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする。
第4発明は、上述した前記第1回転機と前記第2回転機と前記原動機とを有する動力機構と、前記駆動軸の要求トルクに応じて設定された前記原動機の目標回転速度と、前記原動機の実回転速度との差を減少させるように前記第1回転機を制御し、該制御により前記第1回転機から前記駆動軸に出力されるトルクと、前記要求トルクとの差を減少させるように、前記第2回転機により前記駆動軸に出力させるトルクを設定する処理、又は、前記目標回転速度と前記原動機の実回転速度との差を減少させるように前記第2回転機を制御し、該制御により前記第2回転機から前記駆動軸に出力されるトルクと、前記要求トルクとの差を減少させるように、前記第1回転機により前記駆動軸に出力させるトルクを設定する処理を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする。
第5発明は、上述した前記第1回転機と前記第2回転機と前記原動機とを有する動力機構と、前記駆動軸の要求出力に応じて前記原動機の要求出力を設定し、該原動機の要求出力に基づいて設定した前記原動機の目標回転速度と、前記原動機の実回転速度との差を減少させるように、前記第1回転機又は前記第2回転機を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
第6発明は、第5発明において、前記第1回転機又は前記第2回転機に駆動用電力を供給すると共に、前記原動機の出力軸の回転により前記第1回転機又は前記第2回転機で生じる発電電力により充電される蓄電手段を備え、前記制御装置は、前記駆動軸の要求出力と前記蓄電手段に対する電力の入出力要求とに基づいて、前記原動機に対する要求出力を設定することを特徴とする。
第7発明は、第1発明から第6発明において、前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、前記第1ロータの速度を検出する第1速度検出手段と、前記第2ロータの速度を検出する第2速度検出手段と、前記電機子磁極により発生する回転磁界の速度が、前記第2ロータの速度に(1+m)を乗じた値と前記第1ロータにmを乗じた値との差に、同期するように前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする。
第8発明は、第1発明から第6発明において、前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、前記電機子磁極により発生する回転磁界の位置が、前記第2ロータの位置に(1+m)を乗じた値と前記第1ロータの位置にmを乗じた値との差で表される位置となるように、前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする。
第9発明は、第1発明から第6発明において、前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、前記第2ロータの検出位置に(1+m)を乗じた値と、前記第1ロータの検出位置にmを乗じた値との差に、回転磁界の極対数を乗じた値で表される位置を、通電位相角として前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする。
第10発明は、第1発明から第6発明において、前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、前記ステータに対する前記第1ロータの位置に前記回転磁界の極対数を乗じることによって、前記第1ロータの電気角位置を設定すると共に、前記ステータに対する前記第2ロータの位置に前記回転磁界の極対数を乗じることによって、前記第2ロータの電気角位置を設定し、前記第1ロータの電気角位置に(m+1)を乗じた値と、前記第2ロータの電気角位置にmを乗じた値との差で表される位置を、通電位相角として前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする。
第11発明は、第1発明から第6発明において、前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、前記電機子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記ステータに対する前記第1ロータの位置に前記回転磁界の極対数を乗じることによって、前記第1ロータの電気角位置を設定すると共に、前記ステータに対する前記第2ロータの位置に前記回転磁界の極対数を乗じることによって、前記第2ロータの電気角位置を設定し、前記第1ロータの電気角位置に(m+1)を乗じた値と、前記第2ロータの電気角位置にmを乗じた値との差で表される電気角検知位置に基づいて、前記第1回転機を、直交2軸の回転座標系の等価回路に変換して扱い、各軸の電機子に流れる電流の目標値と検出値との差を減少させるように、各軸の電機子に供給する電圧の目標値を決定し、該決定した電圧の目標値を、前記電気角検知位置に基づいて多相交流電圧に変換して前記第1回転機の電機子に供給する多相交流電圧の目標値を設定する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする。
第12発明は、第1発明から第6発明において、前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、前記電機子に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記第1回転機を、前記第1ロータの検出位置及び前記第2ロータの検出位置に基づいて、直交2軸の回転座標系の等価回路に変換して扱い、各軸の電機子に流れる電流の目標値と検出値との差を減少させるように、各軸の電機子に供給する電圧を制御すると共に、一方の軸の電機子に供給する電圧を、他方の電機子に流れる電流により該一方の軸の電機子に生じる電圧分を相殺する補正を行って、前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする。
第13発明は、第1発明から第12発明において、前記第2回転機は、所定回転方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第1ロータと、前記回転方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記回転方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有するステータと、前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記回転方向に交互に配置された第2ロータとを備え、前記第2回転機の第1ロータが前記第1回転要素に相当し、前記第2回転機の第2ロータが前記第2回転要素に相当し、前記第2回転機のステータにより発生される回転磁界が前記第3回転要素に相当することを特徴とする。
Claims (13)
- 所定回転方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第1ロータと、
前記回転方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記回転方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有するステータと、
前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記回転方向に交互に配置された第2ロータとを備え、
前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、1:m:(1+m)/2(但し、m≠1.0)に設定された第1回転機と、
共線図上に配列された第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素とを有して、該第2回転要素に入力されたエネルギーを該第1回転要素及び該第3回転要素に分配する機能と、該第1回転要素及び該第3回転要素に入力されたエネルギーを合成して該第2回転要素に出力する機能とを有し、電力供給により該第3回転要素を回転させると共に、前記第1回転機との間での電力の授受が可能な第2回転機と、
前記第1ロータ及び前記第2回転要素と、前記第2ロータ及び前記第1回転要素とのうちの一方を、原動機の出力軸に接続すると共に、前記第2ロータ及び前記第1回転要素と、前記第1ロータ及び前記第2回転要素とのうちの他方を、駆動軸に接続した接続機構と、
所定の要求出力又は要求トルクが前記駆動軸に出力されるように、前記第1回転機と前記第2回転機と前記原動機のうちの少なくとも前記第1回転機と第2回転機を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする動力システム。 - 所定回転方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第1ロータと、
前記回転方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記回転方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有するステータと、
前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記回転方向に交互に配置された第2ロータとを備え、
前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、1:m:(1+m)/2(但し、m≠1.0)に設定された第1回転機と、
共線図上に配列された第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素とを有して、該第2回転要素に入力されたエネルギーを該第1回転要素及び該第3回転要素に分配する機能と、該第1回転要素及び該第3回転要素に入力されたエネルギーを合成して該第2回転要素に出力する機能とを有し、電力供給により該第3回転要素を回転させると共に、前記第1回転機との間での電力の授受が可能な第2回転機と、
前記第1ロータ及び前記第2回転要素と、前記第2ロータ及び前記第1回転要素とのうちの一方を、原動機の出力軸に接続すると共に、前記第2ロータ及び前記第1回転要素と、前記第1ロータ及び前記第2回転要素とのうちの他方を、駆動軸に接続した接続機構と、
所定の要求出力又は要求トルクに対して、前記第1回転機から前記駆動軸に出力される出力又はトルクの過不足分を、前記第2回転機の出力又はトルクで補うように、前記第2回転機を制御する処理、又は、前記第2回転機から前記駆動軸に出力される出力又はトルクの過不足分を、前記第1回転機の出力又はトルクで補うように、前記第1回転機を制御する処理を行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする動力システム。 - 所定回転方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第1ロータと、
前記回転方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記回転方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有するステータと、
前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記回転方向に交互に配置された第2ロータとを備え、
前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、1:m:(1+m)/2(但し、m≠1.0)に設定された第1回転機と、
共線図上に配列された第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素とを有して、該第2回転要素に入力されたエネルギーを該第1回転要素及び該第3回転要素に分配する機能と、該第1回転要素及び該第3回転要素に入力されたエネルギーを合成して該第2回転要素に出力する機能とを有し、電力供給により該第3回転要素を回転させると共に、前記第1回転機との間での電力の授受が可能な第2回転機と、
前記第1ロータ及び前記第2回転要素と、前記第2ロータ及び前記第1回転要素とのうちの一方を、原動機の出力軸に接続すると共に、前記第2ロータ及び前記第1回転要素と、前記第1ロータ及び前記第2回転要素とのうちの他方を、駆動軸に接続した接続機構と、
前記駆動軸の要求トルクに応じて前記第1回転機を制御することにより前記第1回転機から前記駆動軸に出力されるトルクと、前記要求トルクとの差に基づいて、前記第2回転機により前記駆動軸に出力させるトルクを設定する処理、又は、前記要求トルクに応じて前記第2回転機を制御することにより前記第2回転機から前記駆動軸に出力されるトルクと、前記要求トルクとの差に基づいて、前記第1回転機により前記駆動軸に出力させるトルクを設定する処理を行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする動力システム。 - 所定回転方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第1ロータと、
前記回転方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記回転方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有するステータと、
前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記回転方向に交互に配置された第2ロータとを備え、
前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、1:m:(1+m)/2(但し、m≠1.0)に設定された第1回転機と、
共線図上に配列された第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素とを有して、該第2回転要素に入力されたエネルギーを該第1回転要素及び該第3回転要素に分配する機能と、該第1回転要素及び該第3回転要素に入力されたエネルギーを合成して該第2回転要素に出力する機能とを有し、電力供給により該第3回転要素を回転させると共に、前記第1回転機との間での電力の授受が可能な第2回転機と、
前記第1ロータ及び前記第2回転要素と、前記第2ロータ及び前記第1回転要素とのうちの一方を、原動機の出力軸に接続すると共に、前記第2ロータ及び前記第1回転要素と、前記第1ロータ及び前記第2回転要素とのうちの他方を、駆動軸に接続した接続機構と、
前記駆動軸の要求トルクに応じて設定された前記原動機の目標回転速度と、前記原動機の実回転速度との差を減少させるように前記第1回転機を制御し、該制御により前記第1回転機から前記駆動軸に出力されるトルクと、前記要求トルクとの差を減少させるように、前記第2回転機により前記駆動軸に出力させるトルクを設定する処理、又は、前記目標回転速度と前記原動機の実回転速度との差を減少させるように前記第2回転機を制御し、該制御により前記第2回転機から前記駆動軸に出力されるトルクと、前記要求トルクとの差を減少させるように、前記第1回転機により前記駆動軸に出力させるトルクを設定する処理を行う制御装置と、
を備えたことを特徴とする動力システム。 - 所定回転方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第1ロータと、
前記回転方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記回転方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有するステータと、
前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記回転方向に交互に配置された第2ロータとを備え、
前記電機子磁極の数と前記磁極の数と前記コア部の数との比が、1:m:(1+m)/2(但し、m≠1.0)に設定された第1回転機と、
共線図上に配列された第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素とを有して、該第2回転要素に入力されたエネルギーを該第1回転要素及び該第3回転要素に分配する機能と、該第1回転要素及び該第3回転要素に入力されたエネルギーを合成して該第2回転要素に出力する機能とを有し、電力供給により該第3回転要素を回転させると共に、前記第1回転機との間での電力の授受が可能な第2回転機と、
前記第1ロータ及び前記第2回転要素と、前記第2ロータ及び前記第1回転要素とのうちの一方を、原動機の出力軸に接続すると共に、前記第2ロータ及び前記第1回転要素と、前記第1ロータ及び前記第2回転要素とのうちの他方を、駆動軸に接続した接続機構と、
前記駆動軸の要求出力に応じて前記原動機の要求出力を設定し、該原動機の要求出力に基づいて設定した前記原動機の目標回転速度と、前記原動機の実回転速度との差を減少させるように、前記第1回転機又は前記第2回転機を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする動力システム。 - 請求項5記載の動力システムにおいて、
前記第1回転機又は前記第2回転機に駆動用電力を供給すると共に、前記原動機の出力軸の回転により前記第1回転機又は前記第2回転機で生じる発電電力により充電される蓄電手段を備え、
前記制御装置は、前記駆動軸の要求出力と前記蓄電手段に対する電力の入出力要求とに基づいて、前記原動機に対する要求出力を設定することを特徴とする動力システム。 - 請求項1から請求項6のうちいずれか1項記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、
前記第1ロータの速度を検出する第1速度検出手段と、
前記第2ロータの速度を検出する第2速度検出手段と、
前記電機子磁極により発生する回転磁界の速度が、前記第2ロータの速度に(1+m)を乗じた値と前記第1ロータにmを乗じた値との差に、同期するように前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする動力システム。 - 請求項1から請求項6のうちいずれか1項記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、
前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、
前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、
前記電機子磁極により発生する回転磁界の位置が、前記第2ロータの位置に(1+m)を乗じた値と前記第1ロータの位置にmを乗じた値との差で表される位置となるように、前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする動力システム。 - 請求項1から請求項6のうちいずれか1項記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、
前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、
前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、
前記第2ロータの検出位置に(1+m)を乗じた値と、前記第1ロータの検出位置にmを乗じた値との差に、回転磁界の極対数を乗じた値で表される位置を、通電位相角として前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする動力システム。 - 請求項1から請求項6のうちいずれか1項記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、
前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、
前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、
前記ステータに対する前記第1ロータの位置に前記回転磁界の極対数を乗じることによって、前記第1ロータの電気角位置を設定すると共に、前記ステータに対する前記第2ロータの位置に前記回転磁界の極対数を乗じることによって、前記第2ロータの電気角位置を設定し、前記第1ロータの電気角位置に(m+1)を乗じた値と、前記第2ロータの電気角位置にmを乗じた値との差で表される位置を、通電位相角として前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする動力システム。 - 請求項1から請求項6のうちいずれか1項記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、
前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、
前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、
前記電機子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記ステータに対する前記第1ロータの位置に前記回転磁界の極対数を乗じることによって、前記第1ロータの電気角位置を設定すると共に、前記ステータに対する前記第2ロータの位置に前記回転磁界の極対数を乗じることによって、前記第2ロータの電気角位置を設定し、前記第1ロータの電気角位置に(m+1)を乗じた値と、前記第2ロータの電気角位置にmを乗じた値との差で表される電気角検知位置に基づいて、前記第1回転機を、直交2軸の回転座標系の等価回路に変換して扱い、各軸の電機子に流れる電流の目標値と検出値との差を減少させるように、各軸の電機子に供給する電圧の目標値を決定し、該決定した電圧の目標値を、前記電気角検知位置に基づいて多相交流電圧に変換して前記第1回転機の電機子に供給する多相交流電圧の目標値を設定する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする動力システム。 - 請求項1から請求項6のうちいずれか1項記載の動力システムにおいて、
前記制御装置は、前記第1回転機を制御するための構成として、
前記第1ロータの位置を検出する第1位置検出手段と、
前記第2ロータの位置を検出する第2位置検出手段と、
前記電機子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記第1回転機を、前記第1ロータの検出位置及び前記第2ロータの検出位置に基づいて、直交2軸の回転座標系の等価回路に変換して扱い、各軸の電機子に流れる電流の目標値と検出値との差を減少させるように、各軸の電機子に供給する電圧を制御すると共に、一方の軸の電機子に供給する電圧を、他方の電機子に流れる電流により該一方の軸の電機子に生じる電圧分を相殺する補正を行って、前記第1回転機を制御する第1回転機制御部とを備えたことを特徴とする動力システム。 - 請求項1から請求項12のうちいずれか1項記載の動力システムにおいて、
前記第2回転機は、
所定回転方向に並んだ複数の磁極で構成された磁極列を有する第1ロータと、
前記回転方向に並んだ複数の電機子を有して、前記磁極列と対向して配置され、電力の供給に応じて前記複数の電機子に発生する電機子磁極により、前記回転方向に回転する回転磁界を前記磁極列との間に発生させる電機子列を有するステータと、
前記磁極列と前記電機子列との間に位置し、コア部と該コア部よりも透磁率が低い部分が前記回転方向に交互に配置された第2ロータとを備え、
前記第2回転機の第1ロータが前記第1回転要素に相当し、
前記第2回転機の第2ロータが前記第2回転要素に相当し、
前記第2回転機のステータにより発生される回転磁界が前記第3回転要素に相当することを特徴とする動力システム。
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JP2009232794A JP5362513B2 (ja) | 2009-10-06 | 2009-10-06 | 動力システム |
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