JP6858893B1 - 回転電機装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常変調制御と過変調制御とを切り替えて実行する場合において、電力損失を低減するコンバータの電圧指令値を精度よく算出することができる回転電機装置の制御装置を提供する。【解決手段】通常変調制御の実行時におけるシステム電圧ＶＨに対する少なくともインバータの電力損失特性である通常変調制御の電力損失特性と、過変調制御の実行時におけるシステム電圧ＶＨに対する少なくともインバータの電力損失特性である過変調制御の電力損失特性と、に基づいて、電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨをコンバータ電圧指令値ＶＨ＃に設定する回転電機装置の制御装置。【選択図】図２

Description

本願は、回転電機装置の制御装置に関するものである。

上記のような回転電機装置の制御装置に関連して、例えば、下記の特許文献１に記載された技術が既に知られている。特許文献１には、コンバータの出力電圧を、複数のインバータにより共有して、複数の回転電機を制御する回転電機装置が開示されている。特許文献１の技術では、コンバータの電圧指令値の複数の候補のそれぞれについて、直流電源の電力損失、コンバータの電力損失、複数のインバータの電力損失、及びこれらの総和電力損失を算出し、複数の候補電圧から総和電力損失が最小となる電圧を策定し、策定した電圧をコンバータの電圧指令値に設定するように構成されている。また、特許文献１の技術では、直流電圧、回転電機の回転角速度、トルク等を引数とする各電力損失のマップデータを記憶し、マップデータを用いて各電力損失を算出するように構成されている。

特許第５６５２５４９号（図１、図５）

しかしながら、特許文献１の技術では、３相の電圧指令値の振幅が、システム電圧の半分値以下になる通常変調制御、及び３相の電圧指令値の振幅が、システム電圧の半分値を超える過変調制御のそれぞれの電力損失特性を区別せずに、両者をまとめてＰＭＷ制御モードとしている。そして、特許文献１の技術では、ＰＷＭ制御モードと矩形波ＰＷＭ制御モードのそれぞれの電力損失特性を、システム電圧に関する２次関数で近似している。

しかしながら、通常変調制御の電力損失特性と、過変調制御の電力損失特性とでは、特性の傾向が大きく異なる。そのため、特許文献１のように両者をまとめて近似すると近似誤差が大きくなり、システム全体の電力損失を最小にするシステム電圧の算出精度が悪化するおそれがあった。

そこで、通常変調制御と過変調制御とを切り替えて実行する場合において、電力損失を低減するコンバータの電圧指令値を精度よく算出することができる回転電機装置の制御装置が望まれる。

本願に係る回転電機装置の制御装置は、複数相の巻線を有する回転電機と、直流電源の電源電圧を昇圧してシステム電圧線に出力可能に構成されたコンバータと、前記コンバータと前記回転電機との間に設けられ、前記システム電圧線の直流電力と前記回転電機を駆動する交流電力との間で電力変換を行うインバータと、を備えた回転電機装置を制御する回転電機装置の制御装置であって、
前記電源電圧以上であって前記コンバータの出力上限電圧以下の範囲でコンバータ電圧指令値を算出するコンバータ電圧指令算出部と、
前記システム電圧線の直流電圧であるシステム電圧が前記コンバータ電圧指令値に近づくように前記コンバータを制御するコンバータ制御部と、
複数相の電圧指令値を算出し、前記複数相の電圧指令値に基づいて、前記インバータを制御して、前記複数相の巻線に電圧を印加するインバータ制御部と、を備え、
前記インバータ制御部は、前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値以下になる通常変調制御、及び前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値を超える過変調制御を切り替えて実行し、
前記コンバータ電圧指令算出部は、前記通常変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である通常変調制御の電力損失特性と、前記過変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である過変調制御の電力損失特性と、に基づいて、電力損失が最小になる前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値に設定し、
前記通常変調制御の電力損失特性に基づいて、前記通常変調制御の実行時の電力損失の最小値及び当該最小値の場合の前記システム電圧を算出し、前記過変調制御の電力損失特性に基づいて、前記過変調制御の実行時の電力損失の最小値及び当該最小値の場合の前記システム電圧を算出し、
前記通常変調制御の実行時の電力損失の最小値及び前記過変調制御の実行時の電力損失の最小値のいずれか小さい方を判定し、判定した小さい方の場合の前記システム電圧を、前記コンバータ電圧指令値に設定するものである。

本願に係る回転電機装置の制御装置によれば、特性の傾向の異なる通常変調制御の電力損失特性と過変調制御の電力損失特性とをそれぞれ個別に算出し、２つの電力損失特性に基づいて電力損失が最小になるコンバータ電圧指令値を精度よく決定することができる。

実施の形態１に係る回転電機装置及び制御装置の構成図である。 実施の形態１に係る制御装置の概略ブロック図である。 実施の形態１に係るインバータ制御部のブロック図である。 実施の形態１に係る通常変調制御を説明するための図である。 実施の形態１に係る振幅低減変調による通常変調制御を説明するための図である。 実施の形態１に係る過変調制御を説明するための図である。 実施の形態１に係るコンバータ電圧指令算出部のブロック図である。 実施の形態１に係る各制御領域を説明する図である。 実施の形態１に係るインバータ及び回転電機の電力損失特性を説明する図である。 実施の形態１に係る境界電圧算出部のブロック図である。 実施の形態１に係るインバータ及び回転電機の電力損失特性を説明する図である。 実施の形態１に係る第１のインバータ及び回転電機の電力損失特性を表す多項式及びその係数の算出を説明するための図である。 実施の形態１に係る第２のインバータ及び回転電機の電力損失特性を表す多項式及びその係数の算出を説明するための図である。 実施の形態１に係るコンバータの電力損失特性を説明する図である。 実施の形態１に係るコンバータの電力損失特性を表す多項式及びその係数の算出を説明するための図である。 実施の形態１に係る第１組合せのコンバータ電圧指令値の候補値の算出を説明するための図である。 実施の形態１に係る第２組合せのコンバータ電圧指令値の候補値の算出を説明するための図である。 実施の形態１に係る第３組合せのコンバータ電圧指令値の候補値の算出を説明するための図である。 実施の形態１に係る第４組合せのコンバータ電圧指令値の候補値の算出を説明するための図である。 実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。

１．実施の形態１
実施の形態１に係る回転電機装置１０００の制御装置４００（以下、単に制御装置４００と称す）について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る回転電機装置１０００及び制御装置４００の概略構成図である。

回転電機装置１０００は、回転電機ＭＧ、コンバータ１５、及びインバータＩＮを備えている。回転電機ＭＧは、複数相（本例では、３相）の巻線を有する。コンバータ１５は、直流電源Ｂの電源電圧Ｖｂを昇圧してシステム電圧線７、８に出力可能に構成されている。インバータＩＮは、コンバータ１５と回転電機ＭＧとの間に設けられ、システム電圧線７、８の直流電力と回転電機ＭＧを駆動する交流電力との間で電力変換を行う。

１−１．回転電機
本実施の形態では、回転電機ＭＧは、車輪の駆動力源とされており、回転電機装置１０００及び制御装置４００は、車両（本例ではハイブリッド車両）に搭載されている。回転電機ＭＧ及びインバータＩＮは、複数組（本例では２組）設けられている。

本実施の形態では、回転電機ＭＧ及びインバータＩＮは、複数組（本例では２組）設けられている。第１の回転電機ＭＧ１及び第１の回転電機ＭＧ１用の第１のインバータＩＮ１と、第２の回転電機ＭＧ２及び第２の回転電機ＭＧ２用の第２のインバータＩＮ２とが設けられている。

第１及び第２の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２は、それぞれ、非回転部材に固定された固定子と、当該固定子の径方向内側に配置され、回転可能に支持された回転子と、を備えている。本実施の形態では、回転電機ＭＧは、永久磁石同期型の回転電機とされており、固定子に３相の巻線が設けられ、回転子に永久磁石が設けられている。第１及び第２の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれは、電動機及び発電機の機能を併せもつ。

本実施の形態では、第１の回転電機ＭＧ１は、図示省略する内燃機関によって駆動される発電機として動作すると共に、内燃機関の始動を行なう電動機として動作する。第２の回転電機ＭＧ２は、図示省略する出力軸及び減速機を介して車輪に連結されており、車輪を駆動する電動機として動作すると共に、車輪の駆動力により回生発電を行う発電機として動作する。

第１及び第２の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２には、それぞれ、回転子の回転角度θを検出するための回転角センサ２８（例えば、レゾルバ）が設けられている。それぞれの回転角センサ２８の出力信号は、制御装置４００に入力される。制御装置４００は、それぞれの回転角センサ２８の出力信号に基づいて、第１及び第２の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれの回転角度θ１、θ２を検出し、それぞれの回転角度θ１、θ２に基づいて、第１及び第２の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２のそれぞれの回転角速度ω１、ω２を算出する。

１−２．直流電源
直流電源Ｂには、ニッケル水素又はリチウムイオン等の二次電池が用いられる。なお、直流電源Ｂに、電気二重層キャパシタ等が用いられてもよい。直流電源Ｂの正極端子は、コンバータ１５の電源側正極電線６に接続され、直流電源Ｂの負極端子は、コンバータ１５の電源側負極電線５に接続される。直流電源Ｂの電源電圧Ｖｂを検出するための電源電圧センサ１０が設けられている。電源電圧センサ１０の出力信号は、制御装置４００へ入力される。

１−３．コンバータ
コンバータ１５は、直流電源Ｂとシステム電圧線７、８との間に接続され、直流電力を変換するＤＣ−ＤＣコンバータとされている。本実施の形態では、コンバータ１５は、直流電源Ｂの電源電圧Ｖｂを昇圧してシステム電圧線７、８に出力する昇圧チョッパの機能と、システム電圧線７、８の直流電圧であるシステム電圧ＶＨを降圧して直流電源Ｂに出力する降圧チョッパの機能と、を有した昇降圧コンバータとされている。コンバータ１５は、少なくとも、リアクトルと、スイッチング素子と、フリーホイールダイオードと、を備えている。

コンバータ１５は、電源側正極電線６と電源側負極電線５との間に接続された平滑コンデンサＣ１を備えている。なお、直流電源Ｂの正極端子及び電源側正極電線６の間、並びに、直流電源Ｂの負極端子及び電源側負極電線５の間には、車両運転時にオンされ、車両運転停止時にオフされるリレー（図示せず）が設けられる。

コンバータ１５は、リアクトルＬ１と、２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と、２つのフリーホイールダイオードＤ１、Ｄ２と、平滑コンデンサＣ０と、を備えている。２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２には、それぞれ、フリーホイールダイオードＤ１、Ｄ２が逆並列接続されている。２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、正極側のシステム電圧線７と負極側のシステム電圧線８との間に直列接続されている。リアクトルＬ１は、２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を接続する接続ノードと、電源側正極電線６との間に接続されている。平滑コンデンサＣ０が、正極側のシステム電圧線７と負極側のシステム電圧線８との間に接続されている。

正極側のシステム電圧線７と負極側のシステム電圧線８との間に、システム電圧線７、８のシステム電圧ＶＨを検出するためのシステム電圧センサ１３が設けられている。システム電圧センサ１３の出力信号は、制御装置４００へ入力される。２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、それぞれ、制御装置４００から出力されるコンバータ制御信号Ｓ１、Ｓ２によってオンオフ制御される。

１−４．インバータ
第１のインバータＩＮ１及び第２のインバータＩＮ２の直流電圧側は、共通のシステム電圧線７、８を介して、コンバータ１５に接続されている。

第１のインバータＩＮ１は、正極側のシステム電圧線７に接続される正極側のスイッチング素子Ｑ１１（上アーム）と負極側のシステム電圧線８に接続される負極側のスイッチング素子Ｑ１２（下アーム）とが直列接続された直列回路（レッグ）を、３相各相の巻線に対応して３セット設けている。すなわち、第１のインバータＩＮ１は、３つの正極側のスイッチング素子Ｑ１１Ｕ、Ｑ１１Ｖ、Ｑ１１Ｗと、３つの負極側のスイッチング素子Ｑ１２Ｕ、Ｑ１２Ｖ、Ｑ１２Ｗとの、合計６つのスイッチング素子を備えている。各スイッチング素子Ｑ１１Ｕ、Ｑ１１Ｖ、Ｑ１１Ｗ、Ｑ１２Ｕ、Ｑ１２Ｖ、Ｑ１２Ｗには、それぞれ、フリーホイールダイオードＤ１１Ｕ、Ｄ１１Ｖ、Ｄ１１Ｗ、Ｄ１２Ｕ、Ｄ１２Ｖ、Ｄ１２Ｗが逆並列接続されている。そして、各相の正極側のスイッチング素子Ｑ１１及び負極側のスイッチング素子Ｑ１２の接続ノードが、第１の回転電機ＭＧ１における対応する相の巻線に接続されている。各相の巻線に流れる電流を検出するための電流センサ２７が、スイッチング素子の接続ノードと巻線とをつなぐ各相の電線上に備えられている。電流センサ２７の出力信号は、制御装置４００へ入力される。スイッチング素子Ｑ１１Ｕ、Ｑ１１Ｖ、Ｑ１１Ｗ、Ｑ１２Ｕ、Ｑ１２Ｖ、Ｑ１２Ｗは、それぞれ、制御装置４００から出力される第１のインバータ制御信号Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６によってオンオフ制御される。

同様に、第２のインバータＩＮ２は、正極側のシステム電圧線７に接続される正極側のスイッチング素子Ｑ２１（上アーム）と負極側のシステム電圧線８に接続される負極側のスイッチング素子Ｑ２２（下アーム）とが直列接続された直列回路（レッグ）を、３相各相の巻線に対応して３セット設けている。すなわち、第２のインバータＩＮ２は、３つの正極側のスイッチング素子Ｑ２１Ｕ、Ｑ２１Ｖ、Ｑ２１Ｗと、３つの負極側のスイッチング素子Ｑ２２Ｕ、Ｑ２２Ｖ、Ｑ２２Ｗとの、合計６つのスイッチング素子を備えている。各スイッチング素子Ｑ２１Ｕ、Ｑ２１Ｖ、Ｑ２１Ｗ、Ｑ２２Ｕ、Ｑ２２Ｖ、Ｑ２２Ｗには、それぞれ、フリーホイールダイオードＤ２１Ｕ、Ｄ２１Ｖ、Ｄ２１Ｗ、Ｄ２２Ｕ、Ｄ２２Ｖ、Ｄ２２Ｗが逆並列接続されている。そして、各相の正極側のスイッチング素子Ｑ２１及び負極側のスイッチング素子Ｑ２２の接続ノードが、第２の回転電機ＭＧ２における対応する相の巻線に接続されている。各相の巻線に流れる電流を検出するための電流センサ２７が、スイッチング素子の接続ノードと巻線とをつなぐ各相の電線上に備えられている。電流センサ２７の出力信号は、制御装置４００へ入力される。スイッチング素子Ｑ２１Ｕ、Ｑ２１Ｖ、Ｑ２１Ｗ、Ｑ２２Ｕ、Ｑ２２Ｖ、Ｑ２２Ｗは、それぞれ、制御装置４００から出力される第２のインバータ制御信号Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６によってオンオフ制御される。

インバータＩＮ１、ＩＮ２は、制御装置４００のスイッチング制御により、システム電圧線７、８の直流電圧を３相交流電圧に変換して回転電機ＭＧ１、ＭＧ２に出力し、回転電機ＭＧ１、ＭＧ２を電動機として機能させることができる。また、インバータＩＮ１、ＩＮ２は、制御装置４００のスイッチング制御により、回転電機ＭＧ１、ＭＧ２が発電した３相交流電圧を直流電圧に変換して、システム電圧線７、８に出力することができる。

コンバータ１５及びインバータＩＮ１、ＩＮ２のスイッチング素子として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、電力用バイポーラトランジスタ、ＳｉＣ、ＧａＮ等が用いられる。

１−５．制御装置
制御装置４００は、後述するコンバータ制御部７５０、コンバータ電圧指令算出部７００、及びインバータ制御部６００等の機能部を備えている。制御装置４００の各機能は、制御装置４００が備えた処理回路により実現される。本実施の形態では、制御装置４００は、図２０に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。

演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２は、電源電圧センサ１０、システム電圧センサ１３、電流センサ２７、回転角センサ２８等の各種のセンサ、スイッチが接続され、これらセンサ、スイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、コンバータ１５のスイッチング素子、インバータＩＮ１、ＩＮ２のスイッチング素子をオンオフ駆動するゲート駆動回路等の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。

そして、制御装置４００が備える各制御部７５０、７００、６００等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等の制御装置４００の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部７５０、７００、６００等が用いるマップデータ等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。以下、制御装置４００の各機能について詳細に説明する。

１−５−１．インバータ制御部６００
インバータ制御部６００は、３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出し、３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて、インバータＩＮを制御して、３相の巻線に電圧を印加する。インバータ制御部６００は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍのトルクを回転電機ＭＧが出力するようにインバータＩＮのスイッチング素子をオンオフ制御する。トルク指令値Ｔｑｃｏｍは、制御装置４００の外部の制御装置、又は制御装置４００の内部の他の制御部から伝達される。本実施の形態では、インバータ制御部６００は、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御を行う。

また、インバータ制御部６００は、３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの振幅が、システム電圧ＶＨの半分値以下になる通常変調制御、及び３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの振幅が、システム電圧ＶＨの半分値を超える過変調制御を切り替えて実行する。

本実施の形態では、インバータ制御部６００は、第１のインバータＩＮ１及び第１の回転電機ＭＧ１の制御を行う第１のインバータ制御部６００ａと、第２のインバータＩＮ２及び第２の回転電機ＭＧ２の制御を行う第２のインバータ制御部６００ｂと、を備えている。

第１及び第２のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１、Ｔｑｃｏｍ２は、それぞれ運転状態に応じて正又は負に設定される。特に、ハイブリッド車両の回生制動時には、第２のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ２は負に設定される（Ｔｑｃｏｍ２＜０）。この場合には、第２のインバータＩＮ２は、第２のインバータ制御信号Ｓ２１〜Ｓ２６に応答したスイッチング動作により、第２の回転電機ＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換し、直流電圧（システム電圧ＶＨ）をコンバータ１５へ供給する。

第１のインバータ制御部６００ａと第２のインバータ制御部６００ｂとは、同様の構成であるため、以下では、第１のインバータ制御部６００ａを代表して説明する。

図３に示すように、第１のインバータ制御部６００ａは、電流指令算出部６１０、電流制御部６４０、３相電圧指令算出部６５０、ＰＷＭ信号生成部６６０、電流座標変換部６２０、及び回転角速度検出部６３０を備えている。

１−５−１−１．回転角速度検出部６３０
回転角速度検出部６３０は、第１の回転電機ＭＧ１の回転角センサ２８の出力信号に基づいて、第１の回転電機ＭＧ１のロータの回転角度θ１（磁極位置）及び回転角速度ω１を検出する。

１−５−１−２．電流指令算出部６１０
＜ｄｑ軸電流指令値の算出＞
電流指令算出部６１０は、第１の回転電機ＭＧ１の３相巻線に流す電流の指令値を、第１の回転電機ＭＧ１のｄｑ軸の回転座標系で表したｄ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｃｏｍを算出する。ｄｑ軸の回転座標系は、第１の回転電機ＭＧ１のロータに設けられた永久磁石のＮ極の向き（磁極位置）に定めたｄ軸、及びｄ軸より電気角で９０°（π／２）進んだ方向に定めたｑ軸からなる、ロータの電気角での回転に同期して回転する２軸の回転座標系である。

＜最大トルク電流制御、弱め界磁制御＞
電流指令算出部６１０は、第１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１を、第１の回転電機ＭＧ１に出力させるようなｄ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ及びｑ軸電流指令値Ｉｑｃｏｍを算出する。電流指令算出部６１０は、最大トルク電流制御、弱め界磁制御などの電流ベクトル制御方法に従って、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ、Ｉｑｃｏｍを演算する。最大トルク電流制御では、同一電流に対して発生トルクを最大にするようなｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ、Ｉｑｃｏｍを算出する。弱め界磁制御では、最大トルク電流制御により算出されるｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ、Ｉｑｃｏｍよりも、ｄ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍを負の方向に増加させ、永久磁石の磁束を弱める。弱め界磁制御では、第１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１に応じて、定誘起電圧楕円（電圧制限楕円）上を、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ、Ｉｑｃｏｍを移動させる。

電流指令算出部６１０は、制御方式毎に第１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１とｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ、Ｉｑｃｏｍとの関係が予め設定されたマップデータを用い、第１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１に対応するｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ、Ｉｑｃｏｍを算出する。

電流指令算出部６１０は、最大トルク電流制御を実行可能な運転条件では、最大トルク電流制御によりｄｑ軸電流指令値を算出し、電圧制限楕円の制限により最大トルク電流制御によるｄｑ軸電流指令値の算出を実行できない運転条件では、弱め界磁制御によりｄｑ軸電流指令値を算出するように構成されている。

１−５−１−３．電流座標変換部６２０
電流座標変換部６２０は、第１の回転電機ＭＧ１の電流センサ２７の出力信号に基づいて検出した各相の巻線に流れる３相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、磁極位置θ１に基づいて３相２相変換及び回転座標変換を行って、ｄｑ軸回転座標系で表したｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換する。

１−５−１−４．電流制御部６４０
電流制御部６４０は、ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑが、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ、Ｉｑｃｏｍに近づくように、第１の回転電機ＭＧ１に印加する電圧の指令信号をｄｑ軸回転座標系で表したｄ軸電圧指令値Ｖｄ♯及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ♯を、ＰＩ制御等により変化させる電流フィードバック制御を行う。

１−５−１−５．３相電圧指令算出部６５０
＜座標変換＞
３相電圧指令算出部６５０は、ｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ♯、Ｖｑ♯を、磁極位置θ１に基づいて、固定座標変換及び２相３相変換を行って、座標変換後の３相の電圧指令値Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃに変換する。この座標変換後の３相の電圧指令値Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃは、正弦波になり、３相の電圧指令値又は３相の巻線の印加電圧の基本波成分に相当する。

＜振幅低減変調＞
３相電圧指令算出部６５０は、正弦波の座標変換後の３相の電圧指令値Ｖｕｃ、Ｖｖｃ、Ｖｗｃに対して振幅低減変調を加えて、最終的な３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出する。３相電圧指令算出部６５０は、少なくとも座標変換後の３相の電圧指令値の変調率Ｍが１より大きくなる場合に、座標変換後の３相の電圧指令値に対して、３相の電圧指令値の線間電圧を維持しつつ、３相の電圧指令値の振幅を低減する振幅低減変調を加える。

３相の電圧指令値の変調率Ｍは、次式に示すように、システム電圧ＶＨの半分値に対する、３相の電圧指令値又は３相の巻線の印加電圧の基本波成分の振幅ＶＡの比率である。３相の電圧指令値の基本波成分は、座標変換後の３相の電圧指令値と同じになる。
Ｍ＝ＶＡ×２／ＶＨ ・・・（１）

＜通常変調制御又は過変調制御＞
以下で説明するように、本実施の形態では、振幅低減変調が行われるので、変調率Ｍが１．１５以下である場合は、通常変調制御が実行されている状態となり、変調率Ｍが１．１５より大きい場合は、過変調制御が実行されている状態となる。
１）Ｍ≦１．１５の場合
通常変調制御の実行状態
２）Ｍ＞１．１５の場合
過変調制御の実行状態

＜通常変調制御の実行状態（Ｍ≦１）＞
変調率Ｍが１以下である場合は、変調を加えなくても、座標変換後の３相の電圧指令値の振幅が、システム電圧ＶＨの半分値を超過する電圧飽和が生じず、通常変調制御の実行状態となる。

図４に示すように、Ｍ≦１の通常変調制御の実行状態では、正弦波の電圧指令値が、後述するキャリア波の振動範囲（−ＶＨ／２〜ＶＨ／２）を超過しておらず、スイッチング信号は、電圧指令値に応じたデューティ比でオンオフされている。

＜振幅低減変調による通常変調制御の実行状態（１＜Ｍ≦１．１５）＞
振幅低減変調を加えない場合は、変調率Ｍが１より大きくなると、座標変換後の３相の電圧指令値の振幅が、システム電圧ＶＨの半分値を超過する電圧飽和が生じ、過変調制御の実行状態となる。

一方、振幅低減変調を加えることにより、変調率Ｍが２／√３（≒１．１５）より大きくなるまで、振幅低減変調後の３相の電圧指令値の振幅が、システム電圧ＶＨの半分値を超過する電圧飽和が生じず、通常変調制御の実行状態となる。振幅低減変調の方式には、３次高調波重畳、ｍｉｎ−ｍａｘ法（疑似３次高調波重畳）、２相変調、及び台形波変調等の公知の各種方式が用いられる。３次高調波重畳は、座標変換後の３相の電圧指令値に３次高調波を重畳させる方式である。ｍｉｎ−ｍａｘ法は、座標変換後の３相の電圧指令値の中間電圧の１／２を、座標変換後の３相の電圧指令値に重畳させる方式である。２相変調は、何れか１相の電圧指令値を０又はシステム電圧ＶＨに固定し、他の２相を座標変換後の３相の電圧指令値の線間電圧が変化しないように変化させる方式である。

図５に示すように、１＜Ｍ≦１．１５の振幅低減変調による通常変調制御の実行状態では、振幅低減変調（本例では、ｍｉｎ−ｍａｘ法）により、電圧指令値がキャリア波の振動範囲（−ＶＨ／２〜ＶＨ／２）を超過しないように低減されており、スイッチング信号は、電圧指令値に応じたデューティ比でオンオフされている。

＜過変調制御の実行状態（１．１５＜Ｍ≦１．２７）＞
一方、変調率Ｍが、２／√３（≒１．１５）より大きくなると、振幅低減変調が行われても、３相の電圧指令値の振幅が、システム電圧ＶＨの半分値を超過する電圧飽和が生じ、過変調制御の実行状態となる。変調率Ｍは、電圧指令値が矩形波になる最大値４／π（≒１．２７）まで増加できる。変調率Ｍを１．２７まで増加させると、３相の電圧指令値が矩形波になり、高調波成分が大きくなり、トルクリプル成分が増加する。そのため、本実施の形態では、トルクリプル成分の増加を抑制するため、変調率Ｍの最大設定値は、１．２７よりも低い、例えば、１．２１に設定される。

図６に示すように、１．１５＜Ｍ≦１．２７の過変調制御の実行状態では、電圧指令値がキャリア波の振動範囲（−ＶＨ／２〜ＶＨ／２）を超過しており、電圧飽和が生じている区間では、スイッチング信号は、電圧指令値に応じたデューティ比でオンオフされず、オン又はオフされたままになっている。そのため、過変調制御では、通常変調制御よりもスイッチング素子をオンオフする回数が少なくなり、スイッチング損失が低減する。

１−５−１−６．ＰＷＭ信号生成部６６０
ＰＷＭ信号生成部６６０は、３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づいて、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により複数のスイッチング素子をオンオフする。ＰＷＭ信号生成部６６０は、３相の電圧指令値のそれぞれとキャリア波とを比較することにより、各相のスイッチング素子をオンオフするスイッチング信号を生成する。キャリア波は、キャリア周波数で０を中心にシステム電圧ＶＨ／２の振幅で振動する三角波とされている。ＰＷＭ信号生成部６６０は、電圧指令値がキャリア波を上回った場合は、スイッチング信号をオンし、電圧指令値がキャリア波を下回った場合は、スイッチング信号をオフする。正極側のスイッチング素子には、スイッチング信号がそのまま伝達され、負極側のスイッチング素子には、スイッチング信号を反転させたスイッチング信号が伝達される。各スイッチング信号Ｓ１１〜Ｓ１６は、ゲート駆動回路を介して、第１のインバータＩＮ１の各スイッチング素子のゲート端子に入力され、各スイッチング素子をオン又はオフさせる。

１−５−２．コンバータ制御部７５０
コンバータ制御部７５０は、コンバータ電圧指令値ＶＨ＃が電源電圧Ｖｂよりも大きい場合は、システム電圧線７、８の直流電圧であるシステム電圧ＶＨがコンバータ電圧指令値ＶＨ＃に近づくようにコンバータ１５を制御する。本実施の形態では、コンバータ制御部７５０は、電源電圧センサ１０の出力信号に基づいて電源電圧Ｖｂを検出し、システム電圧センサ１３の出力信号に基づいてシステム電圧ＶＨを検出する。コンバータ制御部７５０は、システム電圧ＶＨ及びコンバータ電圧指令値ＶＨ＃に基づき、ＰＷＭ制御方式に従って、コンバータ制御信号Ｓ１〜Ｓ２のデューティ比を変化させる。

コンバータ制御部７５０は、コンバータ１５に昇圧動作をさせる場合には、例えば、正極側のスイッチング素子Ｑ１のみをオンするオン期間、及び負極側のスイッチング素子Ｑ２のみをオンするオン期間を交互に設け、２つのオン期間の比を変化させ、昇圧比を変化させる。コンバータ制御部７５０は、コンバータ１５に降圧動作をさせる場合には、例えば、正極側のスイッチング素子Ｑ１のみをオンするオン期間、及び全てのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオフにするオフ期間を交互に設け、オン期間とオフ期間の比を変化させ、降圧比を変化させる。コンバータ制御部７５０は、コンバータ電圧指令値ＶＨ＃が電源電圧Ｖｂ以下である場合は、全てのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオフし、直流電源Ｂとシステム電圧線７、８とを直結状態にする。

コンバータ１５は、昇圧動作時には、直流電源Ｂから供給された電源電圧Ｖｂを昇圧したシステム電圧ＶＨをインバータＩＮ１、ＩＮ２へ共通に供給する。コンバータ１５は、降圧動作時には、平滑コンデンサＣ０を介してインバータＩＮ１、ＩＮ２から供給されたシステム電圧ＶＨを降圧して直流電源Ｂに供給する。

１−５−３．コンバータ電圧指令算出部７００
コンバータ電圧指令算出部７００は、電源電圧Ｖｂ以上であってコンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘ以下の範囲でコンバータ電圧指令値ＶＨ＃を算出する。本実施の形態では、図７に示すように、コンバータ電圧指令算出部７００は、境界電圧算出部８００、モータ出力算出部８０１、損失特性算出部８０２、及び電圧指令算出部８０３を備えている。

１−５−３−１．境界電圧算出部８００
回転電機ＭＧは、回転角速度ω及びトルクが増加すると、回転電機ＭＧの逆起電力が増加して誘起電圧が高くなるため、通常変調制御を行う場合に必要な最小のシステム電圧ＶＨである境界電圧Ｖｍｇが高くなる。通常変調制御を行うためには、システム電圧ＶＨを、境界電圧Ｖｍｇよりも高くする必要がある。一方で、コンバータ１５の昇圧には限界があり、コンバータ１５の出力電圧（システム電圧ＶＨ）には上限値（出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘ）がある。

境界電圧算出部８００は、現在の回転電機ＭＧのトルク指令値Ｔｑｃｏｍ及び回転角速度ωの条件下で、通常変調制御を行う場合に必要な最小のシステム電圧ＶＨである境界電圧Ｖｍｇを算出する。

本実施の形態では、通常変調制御の実行時に最大トルク電流制御が行われる。図８に、最大トルク電流制御の実行可能領域を説明するための、トルク−回転角速度特性を示す。縦軸が回転電機ＭＧのトルク、横軸が回転電機の回転角速度ωであり、図中の実線は、最大トルク電流制御を行う場合の、各回転角速度ωにおける最大トルクラインを示す。回転角速度ωが基底回転速度以下である場合は、回転電機ＭＧの最大出力トルクは、回転電機ＭＧの電流が定格電流に制限されて定まり、回転角速度ωの変化に対して一定値となる。回転角速度ωが基底回転速度より大きくなると、回転電機ＭＧの最大出力トルクは、回転電機ＭＧの線間電圧がシステム電圧ＶＨに制限されて定まり、回転角速度ωが増加するに従って減少していく。

図８の複数の実線カーブは、システム電圧ＶＨを変化させたときの、最大トルク電流制御の最大トルクラインの変化を図示したものである。図８に示すように、システム電圧ＶＨを電源電圧Ｖｂから出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘまで昇圧させるに従って、最大トルクライン及び基底回転速度を高回転角速度側にシフトさせることができ、最大トルク電流制御の実行可能領域を拡大させることができる。システム電圧ＶＨが出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘである場合に、基底回転速度が最も高くなり、最大トルク電流制御の実行可能領域が最も広くなる。

この出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘに対応する最大トルク電流制御の実行可能領域よりも、高回転角速度及び高トルク側の領域が、システム電圧ＶＨが出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘである場合の弱め界磁制御の実行可能領域である。

本実施の形態では、変調率Ｍが、１．１５より大きい過変調制御の実行領域の一部（例えば、１．１５＜Ｍ≦１．２１）でも、最大トルク電流制御を行うように構成されている。図８にハッチングで示すように、通常変調制御の実行領域は、最大トルク電流制御の実行可能領域の中でも、変調率Ｍが、１．１５以下になる領域である。よって、境界電圧Ｖｍｇは、通常変調制御と過変調制御との境界の変調率Ｍ（本例では、Ｍ＝１．１５）まで変調率Ｍを増加させる場合において、最大トルク電流制御を行う場合に必要な最小のシステム電圧ＶＨである。境界電圧Ｖｍｇ以下のシステム電圧ＶＨの領域が、通常変調制御の実行可能領域であり、境界電圧Ｖｍｇより大きいシステム電圧ＶＨの領域が、過変調制御の実行可能領域である。

図９は、縦軸をインバータＩＮ及び回転電機ＭＧの電力損失とし、横軸をシステム電圧ＶＨとした場合の、ある回転角速度における、各トルクの等トルク曲線をプロットした図である。一般に、大きいトルクを発生させるには、大きいモータ電流が必要になるため、その分損失が大きくなる。図９中の点線は、通常変調制御の実行領域と過変調制御の実行領域とが切り替わる境界電圧Ｖｍｇのラインを示している。図９より、各等トルク曲線において、境界電圧Ｖｍｇのラインよりも若干低い一点鎖線で示すラインにおいて、インバータＩＮ及び回転電機ＭＧの電力損失が最小になることがわかる。

また、システム電圧ＶＨを、最小電力損失のラインよりも減少させるに従って、インバータＩＮ及び回転電機ＭＧの電力損失が次第に増加する。システム電圧ＶＨの低下に対して出力トルクを維持するためには、誘起電圧を低下させる必要があり、そのために、ｄ軸電流が負方向に増加され、永久磁石の磁束が弱められる。その結果、システム電圧ＶＨを低下させるほど、巻線電流が増加し、インバータＩＮの通電損失及び回転電機ＭＧの銅損が増加するためである。

＜境界電圧算出部８００の詳細構成＞
境界電圧算出部８００の詳細構成について説明する。境界電圧算出部８００は、第１の回転電機ＭＧ１について、現在の第１の回転電機ＭＧ１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１及び回転角速度ω１の条件下で、第１の回転電機ＭＧ１の通常変調制御を行う場合に必要な最小のシステム電圧ＶＨである第１の境界電圧Ｖｍｇ１を算出する。また、境界電圧算出部８００は、第２の回転電機ＭＧ２について、現在の第２の回転電機ＭＧ２のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ２及び回転角速度ω２の条件下で、第２の回転電機ＭＧ２の通常変調制御を行う場合に必要な最小のシステム電圧ＶＨである第２の境界電圧Ｖｍｇ２を算出する。

本実施の形態では、図１０に示すように、境界電圧算出部８００は、第１の通常変調電流指令算出部１１１０ａ及び第２の通常変調電流指令算出部１１１０ｂ、第１のインダクタンス算出部１１２０ａ及び第２のインダクタンス算出部１１２０ｂ、第１の境界電圧算出部１１３０ａ、及び第２の境界電圧算出部１１３０ｂを備えている。

第１の通常変調電流指令算出部１１１０ａは、通常変調制御及び最大トルク電流制御の実行により第１の回転電機ＭＧ１に第１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１を出力させる第１の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１を算出する。第１の通常変調電流指令算出部１１１０ａは、第１のインバータ制御部６００ａの電流指令算出部６１０と同様の方法によりｄｑ軸電流指令値を算出する。

本実施の形態では、第１の通常変調電流指令算出部１１１０ａは、基底回転速度以下の予め設定された回転角速度（例えば、ω１＝０）の既定運転条件において、第１の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１を算出する。この構成によれば、現在の運転条件が過変調制御の実行領域であっても、通常変調制御用の電流指令値を確実に算出することができる。

第１の通常変調電流指令算出部１１１０ａは、第１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１と第１の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１との関係が予め設定されたマップデータを用い、第１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１に対応する第１の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１を算出する。マップデータは、実測値、又は磁界解析に基づいて予め設定されている。マップデータは、所定のトルク指令値の間隔（刻み）で、各トルク指令値に対応するｑ軸電流指令値及びｄ軸電流指令値が設定されている。

第１のインダクタンス算出部１１２０ａは、第１の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１に対応する第１の回転電機ＭＧ１の第１のｄｑ軸インダクタンスＬｄ＿ｌｏｓｓ１、Ｌｑ＿ｌｏｓｓ１を算出する。第１のインダクタンス算出部１１２０ａは、第１の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１と第１のｄｑ軸インダクタンスＬｄ＿ｌｏｓｓ１、Ｌｑ＿ｌｏｓｓ１との関係が予め設定されたマップデータを用い、第１の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１に対応する第１のｄｑ軸インダクタンスＬｄ＿ｌｏｓｓ１、Ｌｑ＿ｌｏｓｓ１を算出する。

第１の境界電圧算出部１１３０ａは、第１の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ１、第１のｄｑ軸インダクタンスＬｄ＿ｌｏｓｓ１、Ｌｑ＿ｌｏｓｓ１、及び第１の回転電機ＭＧ１の回転角速度ω１に基づいて、次式を用い、第１の境界電圧Ｖｍｇ１を算出する。

ここで、Ｍｍａｘは、通常変調制御の実行領域の変調率Ｍの最大値（本例では、１．１５）である。η１は、システム電圧ＶＨを第１の回転電機ＭＧ１の線間電圧に変換する比を表わす。よって、式（２）は、平方根の演算により第１の回転電機ＭＧ１の通常変調制御及び最大トルク電流制御を行う場合に必要な最小の第１の回転電機ＭＧ１の線間電圧を算出し、η１を用いて線間電圧をシステム電圧に変換している。Ｒ１は、第１の回転電機ＭＧ１の固定子の巻線の抵抗であり、ψｍａｇ１は、第１の回転電機ＭＧ１の回転子の永久磁石の磁束である。

第２の通常変調電流指令算出部１１１０ｂは、第１の通常変調電流指令算出部１１１０ａと同様の方法で、通常変調制御及び最大トルク電流制御の実行により第２の回転電機ＭＧ２に第２のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ２を出力させる第２の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ２、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ２を算出する。

第２のインダクタンス算出部１１２０ｂは、第１のインダクタンス算出部１１２０ａと同様の方法で、第２の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ２、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ２に対応する第２の回転電機ＭＧ２の第２のｄｑ軸インダクタンスＬｄ＿ｌｏｓｓ２、Ｌｑ＿ｌｏｓｓ２を算出する。

第２の境界電圧算出部１１３０ｂは、第２の通常変調ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｃｏｍ＿ｌｏｓｓ２、Ｉｑｃｏｍ＿ｌｏｓｓ２、第２のｄｑ軸インダクタンスＬｄ＿ｌｏｓｓ２、Ｌｑ＿ｌｏｓｓ２、及び第２の回転電機ＭＧ２の回転角速度ω２に基づいて、次式を用い、第２の境界電圧Ｖｍｇ２を算出する。

ここで、η２は、システム電圧ＶＨを第２の回転電機ＭＧ２の線間電圧に変換する比を表わす。Ｒ２は第２の回転電機ＭＧ２の固定子の巻線の抵抗であり、ψｍａｇ２は第２の回転電機ＭＧ２の回転子の永久磁石の磁束である。

１−５−３−２．モータ出力算出部８０１
図７に示すように、コンバータ電圧指令算出部７００は、モータ出力算出部８０１を備えている。モータ出力算出部８０１は、トルク指令値Ｔｑｃｏｍと回転角速度ωとを乗算して、回転電機ＭＧの出力ＰＭＯＴを算出する。本実施の形態では、モータ出力算出部８０１は、第１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１と第１の回転角速度ω１とを乗算して、第１の回転電機ＭＧ１の出力ＰＭＯＴ＿ｍｇ１を算出する。また、モータ出力算出部８０１は、第２のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ２と第２の回転角速度ω２とを乗算して、第２の回転電機ＭＧ２の出力ＰＭＯＴ＿ｍｇ２を算出する。そして、モータ出力算出部８０１は、第１の回転電機ＭＧ１の出力ＰＭＯＴ＿ｍｇ１と第２の回転電機ＭＧ２の出力ＰＭＯＴ＿ｍｇ２とを合計して、２つの回転電機の合計出力ＰＭＯＴ＿ＡＬＬを算出する。

１−５−３−３．損失特性算出部８０２
＜通常変調制御の電力損失特性と通常変調制御の電力損失特性の算出＞
図１１は、図９と同様に、縦軸がインバータＩＮ及び回転電機ＭＧの電力損失であり、横軸がシステム電圧ＶＨであり、ある回転角速度における、あるトルクの等トルク曲線をプロットしている。電力損失は、通常変調制御及び最大トルク電流制御の実行領域、過変調制御及び最大トルク電流制御の実行領域、及び過変調制御及び弱め界磁制御の実行領域で、特性の傾向が異なっている。

通常変調制御及び最大トルク電流制御の実行領域では、システム電圧ＶＨが減少するに従って、小さい傾きで、電力損失が次第に減少している。過変調制御及び最大トルク電流制御の実行領域では、システム電圧ＶＨが減少するに従って、変調率Ｍが増加し、スイッチング素子のスイッチング回数が減少し、スイッチング損失が減少するため、通常変調制御及び最大トルク電流制御の実行領域よりも大きい傾きで、電力損失が次第に減少している。過変調制御及び弱め界磁制御の実行領域では、システム電圧ＶＨが減少するに従って、しばらくの間、電力損失が次第に減少した後、銅損及び通電損失の増加により、電力損失が次第に増加していく。

過変調制御の実行領域と通常変調制御の実行領域とで、電力損失の特性が大きく異なる。すなわち、過変調制御及び最大トルク電流制御の実行領域、及び過変調制御及び弱め界磁制御の実行領域を合わせて、電力損失を下に凸の２次関数で近似できる。通常変調制御の実行領域では、電力損失を概ね１次関数で近似できる。

そこで、損失特性算出部８０２は、通常変調制御の実行時におけるシステム電圧ＶＨに対する回転電機及びインバータの電力損失特性である通常変調制御の電力損失特性と、過変調制御の実行時におけるシステム電圧ＶＨに対する回転電機及びインバータの電力損失特性である過変調制御の電力損失特性とを算出する。本実施の形態では、損失特性算出部８０２は、第１の回転電機ＭＧ１及び第２の回転電機ＭＧ２のそれぞれについて、通常変調制御の電力損失特性及び過変調制御の電力損失特性を算出する。

本実施の形態では、損失特性算出部８０２は、通常変調制御の電力損失特性、及び過変調制御の電力損失特性として、システム電圧ＶＨを変数とした多項式（本例では、２次の多項式）の係数を算出する。

各電力損失特性を表す多項式は、次の各式に示す２次の多項式とされている。ここで、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｇ１＿１は、第１の回転電機ＭＧ１の通常変調制御の電力損失であり、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｇ１＿２は、第１の回転電機ＭＧ１の過変調制御の電力損失であり、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｇ２＿１は、第２の回転電機ＭＧ２の通常変調制御の電力損失であり、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｇ２＿２は、第２の回転電機ＭＧ２の過変調制御の電力損失である。

損失特性算出部８０２は、式（４）から式（７）の各電力損失特性の多項式の各次数の係数α、β、γを算出する。本実施の形態では、図１２に示すように、損失特性算出部８０２は、第１の回転電機ＭＧ１の各電力損失特性の各次数の係数について、第１の回転電機ＭＧ１の出力トルクと第１の回転電機ＭＧ１の回転角速度ω１と各係数との関係が予め設定された関係特性を用い、現在の第１の回転電機ＭＧ１のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ１及び回転角速度ω１に対応する各係数を算出する。図１３に示すように、損失特性算出部８０２は、第２の回転電機ＭＧ２の各電力損失特性の各次数の係数について、第２の回転電機ＭＧ２の出力トルクと第２の回転電機ＭＧ２の回転角速度ω２と各係数との関係が予め設定された関係特性を用い、現在の第２の回転電機ＭＧ２のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ２及び回転角速度ω２に対応する各係数を算出する。関係特性には、マップデータ等が用いられる。各係数の関係特性は、例えば、実測、又は磁界解析、インバータの損失計算から求めた回転電機のトルク、回転電機の回転角速度毎の損失データをもとに、最小二乗法を用いて設定される。

＜コンバータの電力損失特性の算出＞
コンバータ１５の電力損失特性について説明する。図１４に、コンバータ１５の電力損失特性を示す。横軸がシステム電圧ＶＨであり、縦軸がコンバータ１５の電力損失である。電源電圧Ｖｂを固定値として、コンバータの出力を変化させたときの特性である。各コンバータの出力の等出力曲線が、プロットされている。各コンバータの出力において、システム電圧ＶＨが増加するに従って、コンバータの電力損失が増加する。また、各システム電圧ＶＨにおいて、コンバータの出力が増加するに従って、コンバータの電力損失が増加する。

損失特性算出部８０２は、システム電圧ＶＨに対するコンバータの電力損失特性を算出する。本実施の形態では、損失特性算出部８０２は、コンバータの電力損失特性として、システム電圧ＶＨを変数とした多項式（本例では、２次以下の多項式）の係数を算出する。

コンバータの電力損失特性を表す多項式は、次の各式に示す２次の多項式とされている。Ｐｌｏｓｓ＿ｄｃｄｃは、コンバータの電力損失である。

損失特性算出部８０２は、式（８）のコンバータの電力損失特性の多項式の各次数の係数α、β、γを算出する。本実施の形態では、図１５に示すように、損失特性算出部８０２は、コンバータの電力損失特性の各次数の係数について、電源電圧Ｖｂとコンバータ１５の出力（出力電力）と各係数との関係が予め設定された関係特性を用い、現在の電源電圧Ｖｂ及びコンバータ１５の出力に対応する各係数を算出する。関係特性には、マップデータ等が用いられる。各係数の関係特性は、例えば、コンバータ１５の実測の損失データ、又はコンバータ１５の損失計算から求めたコンバータ出力、電源電圧Ｖｂ毎の損失データをもとに、最小二乗法を用いて設定される。

以上のように、各電力損失特性を、システム電圧ＶＨを変数とした２次の多項式で近似し、各次数の係数を、２つの変数の関係特性を用いて算出するように構成されている。よって、各電力損失特性を、多項式で近似せず、システム電圧ＶＨ及び２つの変数を合わせた３つの変数の関係特性で近似する場合よりも、組合せを大幅に低減することができ、記憶容量を大幅に低減することができる。また、後述する電圧指令算出部８０３における演算負荷も大幅に低減することができる。

１−５−３−４．電圧指令算出部８０３
電圧指令算出部８０３は、通常変調制御の電力損失特性と、過変調制御の電力損失特性と、に基づいて、電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨを、コンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定する。

この構成によれば、特性の傾向の異なる通常変調制御の電力損失特性と過変調制御の電力損失特性とをそれぞれ個別に算出し、２つの電力損失特性に基づいて電力損失が最小になるコンバータ電圧指令値ＶＨ＃を精度よく決定することができる。

本実施の形態では、電圧指令算出部８０３は、通常変調制御の電力損失特性に基づいて、通常変調制御の実行時の電力損失の最小値及び当該最小値の場合のシステム電圧ＶＨを算出し、過変調制御の電力損失特性に基づいて、過変調制御の実行時の電力損失の最小値及び当該最小値の場合のシステム電圧ＶＨを算出する。そして、電圧指令算出部８０３は、通常変調制御の実行時の電力損失の最小値及び過変調制御の実行時の電力損失の最小値のいずれか小さい方を判定し、判定した小さい方の場合のシステム電圧を、コンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定する。

この構成によれば、それぞれの電力損失特性に基づいて、通常変調制御の実行時の電力損失の最小値、及び過変調制御の実行時の電力損失の最小値を精度よく算出することができ、電力損失が小さい方の変調制御の電力損失の最小値に対応するシステム電圧ＶＨをコンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定することができる。

本実施の形態では、回転電機ＭＧ及びインバータＩＮが複数組設けられているので、電圧指令算出部８０３は、各組の通常変調制御の電力損失特性及び過変調制御の電力損失特性に基づいて、複数組を合計した電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨをコンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定する。電圧指令算出部８０３は、通常変調制御の電力損失特性と、過変調制御の電力損失特性と、コンバータの電力損失特性とに基づいて、回転電機、インバータ及びコンバータの合計電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨをコンバータ電圧指令値ＶＨ＃に設定する。

この構成によれば、回転電機ＭＧ及びインバータＩＮが複数組設けられる場合でも、各組の通常変調制御の電力損失特性及び過変調制御の電力損失特性に基づいて、複数組を合計した電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨをコンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定することができる。

電圧指令算出部８０３は、各組において通常変調制御又は過変調制御が実行される場合を組み合わせた複数の組合せのそれぞれについて、各組の通常変調制御の電力損失特性又は過変調制御の電力損失特性に基づいて、合計電力損失の最小値を算出すると共に、当該最小値の場合のシステム電圧をコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐとして算出する。そして、電圧指令算出部８０３は、複数の組合せの中で、電力損失の最小値が最も小さくなる組合せを判定し、判定した組合せにおけるコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐを、コンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定する。

この構成によれば、各組合せについて、各組合せに対応する各組の通常変調制御の電力損失特性又は過変調制御の電力損失特性に基づいて、各組合せの合計電力損失の最小値を精度よく算出することができる。そして、複数の組合せの中で、合計電力損失が最小になる組合せを判定し、判定した組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐをコンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定することができる。

電圧指令算出部８０３は、複数の組合せのそれぞれについて、多項式の次数毎に、対応する各電力損失特性の係数を合計し、各次数の係数の合計値に基づいて、合計電力損失の最小値、及び合計電力損失の最小値に対応するコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐを算出する。

この構成によれば、各組合せの複数の電力損失特性について、各次数の係数の合計値を算出することにより、合計の電力損失特性を用いて各値を算出することができる。よって、各電力損失特性を個別に用いて算出する場合よりも、大幅に演算負荷を低減することができる。

本実施の形態では、回転電機ＭＧ及びインバータＩＮが２組設けられているので、組合せ数は４つになる。下記のように、第１組合せを、第１の回転電機ＭＧ１及び第２の回転電機ＭＧ２の双方で、通常変調制御が実行される場合に設定する。第２組合せを、第１の回転電機ＭＧ１及び第２の回転電機ＭＧ２の双方で、過変調制御が実行される場合に設定する。第３組合せを、第１の回転電機ＭＧ１で通常変調制御が実行され、第２の回転電機ＭＧ２で過変調制御が実行される場合に設定する。第４組合せを、第１の回転電機ＭＧ１で過変調制御が実行され、第２の回転電機ＭＧ２で通常変調制御が実行される場合に設定する。

そして、次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、各組合せについて、対応する各電力損失特性の２次の係数を合計した２次の合計係数α＿ａｌｌを算出し、各電力損失特性の１次の係数を合計した１次の合計係数β＿ａｌｌを算出し、０次の各電力損失特性の係数を合計した０次の合計係数γ＿ａｌｌを算出する。具体的には、電圧指令算出部８０３は、第１組合せについて、第１の回転電機ＭＧ１の通常変調制御の電力損失特性の係数、第２の回転電機ＭＧ２の通常変調制御の電力損失特性の係数、及びコンバータの電力損失特性の係数を、次数毎に合計する。電圧指令算出部８０３は、第２組合せについて、第１の回転電機ＭＧ１の過変調制御の電力損失特性の係数、第２の回転電機ＭＧ２の過変調制御の電力損失特性の係数、及びコンバータの電力損失特性の係数を、次数毎に合計する。電圧指令算出部８０３は、第３組合せについて、第１の回転電機ＭＧ１の通常変調制御の電力損失特性の係数、第２の回転電機ＭＧ２の過変調制御の電力損失特性の係数、及びコンバータの電力損失特性の係数を、次数毎に合計する。電圧指令算出部８０３は、第４組合せについて、第１の回転電機ＭＧ１の過変調制御の電力損失特性の係数、第２の回転電機ＭＧ２の通常変調制御の電力損失特性の係数、及びコンバータの電力損失特性の係数を、次数毎に合計する。

１）第１組合せ
ＭＧ１：通常変調制御、ＭＧ２：通常変調制御
α＿ａｌｌ＿１＝α＿ｍｇ１＿１＋α＿ｍｇ２＿１＋α＿ｄｃｄｃ
β＿ａｌｌ＿１＝β＿ｍｇ１＿１＋β＿ｍｇ２＿１＋β＿ｄｃｄｃ
γ＿ａｌｌ＿１＝γ＿ｍｇ１＿１＋γ＿ｍｇ２＿１＋γ＿ｄｃｄｃ
２）第２組合せ
ＭＧ１：過変調制御、ＭＧ２：過変調制御
α＿ａｌｌ＿２＝α＿ｍｇ１＿２＋α＿ｍｇ２＿２＋α＿ｄｃｄｃ
β＿ａｌｌ＿２＝β＿ｍｇ１＿２＋β＿ｍｇ２＿２＋β＿ｄｃｄｃ
γ＿ａｌｌ＿２＝γ＿ｍｇ１＿２＋γ＿ｍｇ２＿２＋γ＿ｄｃｄｃ
３）第３組合せ ・・・（９）
ＭＧ１：通常変調制御、ＭＧ２：過変調制御
α＿ａｌｌ＿３＝α＿ｍｇ１＿１＋α＿ｍｇ２＿２＋α＿ｄｃｄｃ
β＿ａｌｌ＿３＝β＿ｍｇ１＿１＋β＿ｍｇ２＿２＋β＿ｄｃｄｃ
γ＿ａｌｌ＿３＝γ＿ｍｇ１＿１＋γ＿ｍｇ２＿２＋γ＿ｄｃｄｃ
４）第４組合せ
ＭＧ１：過変調制御、ＭＧ２：通常変調制御
α＿ａｌｌ＿４＝α＿ｍｇ１＿２＋α＿ｍｇ２＿１＋α＿ｄｃｄｃ
β＿ａｌｌ＿４＝β＿ｍｇ１＿２＋β＿ｍｇ２＿１＋β＿ｄｃｄｃ
γ＿ａｌｌ＿４＝γ＿ｍｇ１＿２＋γ＿ｍｇ２＿１＋γ＿ｄｃｄｃ

そして、電圧指令算出部８０３は、各組合せについて、各次数の合計係数α＿ａｌｌ、β＿ａｌｌ、γ＿ａｌｌに基づいて、合計電力損失が最小になるシステム電圧である合計損失最小電圧ＶＨＰを算出する。

本実施の形態では、各組合せの２次の合計係数α＿ａｌｌが正値になるので、合計電力損失は下に凸になり、後述する電圧の制限がない場合は、極値で合計電力損失が最小になる。次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、各組合せについて、２次の合計係数α＿ａｌｌ、及び１次の合計係数β＿ａｌｌに基づいて、２次の多項式の極値を算出し、極値を合計損失最小電圧ＶＨＰとして算出する。
ＶＨＰ＿１＝−β＿ａｌｌ＿１／（２×α＿ａｌｌ＿１）
ＶＨＰ＿２＝−β＿ａｌｌ＿２／（２×α＿ａｌｌ＿２） ・・・（１０）
ＶＨＰ＿３＝−β＿ａｌｌ＿３／（２×α＿ａｌｌ＿３）
ＶＨＰ＿４＝−β＿ａｌｌ＿４／（２×α＿ａｌｌ＿４）

この構成によれば、システム電圧ＶＨの各動作点について、合計電力損失を算出することなく、２次の多項式の極値により、合計損失最小電圧ＶＨＰを算出することができ、演算負荷を大幅に軽減することができる。

なお、２次の合計係数α＿ａｌｌが負になる場合、又は３次以上又は１次の多項式が用いられる場合は、２次の多項式の極値の代わりに、各組合せについて、電源電圧Ｖｂからコンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘまでの電圧範囲で、合計電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨが算出され、合計損失最小電圧ＶＨＰに設定されてもよい。

＜実行可能な組合せの判定＞
電圧指令算出部８０３は、電源電圧Ｖｂ、コンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘ、第１の境界電圧Ｖｍｇ１、及び第２の境界電圧Ｖｍｇ２に基づいて、各組合せが実行可能であるか否かを判定する。

具体的には、次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、第１の境界電圧Ｖｍｇ１及び第２の境界電圧Ｖｍｇ２の双方が、コンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘ以下にある場合は、第１組合せ（ＭＧ１：通常変調制御、ＭＧ２：通常変調制御）を実行可能であると判定し、それ以外の場合は、第１組合せを実行可能でないと判定する。
１）Ｖｍｇ１≦Ｖｃｎｍａｘ、且つ、Ｖｍｇ２≦Ｖｃｎｍａｘの場合
第１組合せを実行可能
２）それ以外の場合 ・・・（１１）
第１組合せを実行不可

次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、第１の境界電圧Ｖｍｇ１及び第２の境界電圧Ｖｍｇ２の双方が、電源電圧Ｖｂより大きい場合は、第２組合せ（ＭＧ１：過変調制御、ＭＧ２：過変調制御）を実行可能であると判定し、それ以外の場合は、第２組合せを実行可能でないと判定する。
１）Ｖｂ＜Ｖｍｇ１、且つ、Ｖｂ＜Ｖｍｇ２の場合
第２組合せを実行可能
２）それ以外の場合 ・・・（１２）
第２組合せを実行不可

次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、第１の境界電圧Ｖｍｇ１がコンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘ以下であり、第２の境界電圧Ｖｍｇ２が、電源電圧Ｖｂより大きく、第１の境界電圧Ｖｍｇ１が第２の境界電圧Ｖｍｇ２より小さい場合は、第３組合せ（ＭＧ１：通常変調制御、ＭＧ２：過変調制御）を実行可能であると判定し、それ以外の場合は、第３組合せを実行可能でないと判定する。
１）Ｖｍｇ１≦Ｖｃｎｍａｘ、且つ、Ｖｂ＜Ｖｍｇ２、且つ、Ｖｍｇ１＜Ｖｍｇ２の場合
第３組合せを実行可能
２）それ以外の場合 ・・・（１３）
第３組合せを実行不可

次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、第１の境界電圧Ｖｍｇ１が電源電圧Ｖｂより大きく、第２の境界電圧Ｖｍｇ２がコンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘ以下であり、第２の境界電圧Ｖｍｇ２が第１の境界電圧Ｖｍｇ１より小さい場合は、第４組合せ（ＭＧ１：過変調制御、ＭＧ２：通常変調制御）を実行可能であると判定し、それ以外の場合は、第４組合せを実行可能でないと判定する。
１）Ｖｂ＜Ｖｍｇ１、且つ、Ｖｍｇ２≦Ｖｃｎｍａｘ、且つ、Ｖｍｇ２＜Ｖｍｇ１の場合
第４組合せを実行可能
２）それ以外の場合 ・・・（１４）
第４組合せを実行不可

第３組合せは、Ｖｍｇ１＜Ｖｍｇ２が成り立つ必要があり、第４組合せは、Ｖｍｇ２＜Ｖｍｇ１が成り立つ必要があるため、第３組合せ及び第４組合せのいずれか一方のみが実行可能になる。

＜実行可能な各組合せの候補値及び最小合計電力損失の算出＞
電圧指令算出部８０３は、実行可能と判定された各組合せについて、各次数の係数の合計値に基づいて、合計電力損失の最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ及びコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐを算出する。

第１組合せを実行可能な場合は、次式及び図１６に示すように、電圧指令算出部８０３は、第１組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿１が、第１の境界電圧Ｖｍｇ１、第２の境界電圧Ｖｍｇ２、及び電源電圧Ｖｂの最大値ＶＭＡＸ１以上であり、コンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘ以下である場合は、第１組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿１で合計電力損失が最小になるため、第１組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿１を、第１組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿１に設定する。電圧指令算出部８０３は、第１組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿１が、最大値ＶＭＡＸ１よりも小さい場合は、最大値ＶＭＡＸ１で合計電力損失が最小になるため、最大値ＶＭＡＸ１を、第１組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿１に設定する。電圧指令算出部８０３は、第１組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿１が、コンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘよりも大きい場合は、コンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘで合計電力損失が最小になるため、出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘを、第１組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿１に設定する。ここで、ＭＡＸ（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、Ａ、Ｂ、Ｃのうち、最も大きい値を出力する関数である。
ＶＭＡＸ１＝ＭＡＸ（Ｖｍｇ１、Ｖｍｇ２、Ｖｂ） ・・・（１５）
１）ＶＭＡＸ１≦ＶＨＰ＿１≦Ｖｃｎｍａｘの場合
ＶＨｔｐ＿１＝ＶＨＰ＿１
２）ＶＨＰ＿１＜ＶＭＡＸ１の場合
ＶＨｔｐ＿１＝ＶＭＡＸ１
３）Ｖｃｎｍａｘ＜ＶＨＰ＿１の場合
ＶＨｔｐ＿１＝Ｖｃｎｍａｘ

なお、第１組合せの２次の合計係数α＿ａｌｌ＿１が負になる場合、又は３次以上又は１次の多項式が用いられる場合は、第１組合せの候補値ＶＨｔｐ＿１の設定可能範囲（ＶＭＡＸ１からＶｃｎｍａｘ）で、合計電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨが第１組合せの候補値ＶＨｔｐ＿１として算出されてもよい。

そして、次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、算出された第１組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿１における第１組合せの最小合計電力損失Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿１を算出する。

第２組合せを実行可能な場合は、次式及び図１７に示すように、電圧指令算出部８０３は、第２組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿２が電源電圧Ｖｂ以上であり、第１の境界電圧Ｖｍｇ１、第２の境界電圧Ｖｍｇ２、及びコンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘの最小値ＶＭＩＮ２以下である場合は、第２組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿２で合計電力損失が最小になるため、第２組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿２を、第２組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿２に設定する。電圧指令算出部８０３は、第２組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿２が、最小値ＶＭＩＮ２より大きい場合は、最小値ＶＭＩＮ２で合計電力損失が最小になるため、最小値ＶＭＩＮ２を、第２組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿２に設定する。電圧指令算出部８０３は、第２組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿２が、電源電圧Ｖｂより小さい場合は、電源電圧Ｖｂで合計電力損失が最小になるため、電源電圧Ｖｂを、第２組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿２に設定する。ここで、ＭＩＮ（Ａ、Ｂ、Ｃ）は、Ａ、Ｂ、Ｃのうち、最も小さい値を出力する関数である。
ＶＭＩＮ２＝ＭＩＮ（Ｖｍｇ１、Ｖｍｇ２、Ｖｃｎｍａｘ） ・・・（１７）
１）Ｖｂ≦ＶＨＰ＿２≦ＶＭＩＮ２の場合
ＶＨｔｐ＿２＝ＶＨＰ＿２
２）ＶＭＩＮ２＜ＶＨＰ＿２の場合
ＶＨｔｐ＿２＝ＶＭＩＮ２
３）ＶＨＰ＿２＜Ｖｂの場合
ＶＨｔｐ＿２＝Ｖｂ

なお、第２組合せの２次の合計係数α＿ａｌｌ＿２が負になる場合、又は３次以上又は１次の多項式が用いられる場合は、第２組合せの候補値ＶＨｔｐ＿２の設定可能範囲（ＶｂからＶＭＩＮ２）で、合計電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨが第２組合せの候補値ＶＨｔｐ＿２として算出されてもよい。

そして、次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、算出された第２組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿２における第２組合せの最小合計電力損失Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿２を算出する。

第３組合せを実行可能な場合は、次式及び図１８に示すように、電圧指令算出部８０３は、第３組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿３が、第１の境界電圧Ｖｍｇ１と電源電圧Ｖｂとの最大値ＶＭＡＸ３以上であり、第２の境界電圧Ｖｍｇ２とコンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘとの最小値ＶＭＩＮ３以下である場合は、第３組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿３で合計電力損失が最小になるため、第３組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿３を、第３組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿３に設定する。電圧指令算出部８０３は、第３組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿３が、最大値ＶＭＡＸ３より小さい場合は、最大値ＶＭＡＸ３で合計電力損失が最小になるため、最大値ＶＭＡＸ３を、第３組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿３に設定する。電圧指令算出部８０３は、第３組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿３が、最小値ＶＭＩＮ３よりも大きい場合は、最小値ＶＭＩＮ３を、第３組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿３に設定する。
ＶＭＡＸ３＝ＭＡＸ（Ｖｍｇ１、Ｖｂ） ・・・（１９）
ＶＭＩＮ３＝ＭＩＮ（Ｖｍｇ２、Ｖｃｎｍａｘ）
１）ＶＭＡＸ３≦ＶＨＰ＿３≦ＶＭＩＮ３の場合
ＶＨｔｐ＿３＝ＶＨＰ＿３
２）ＶＨＰ＿３＜ＶＭＡＸ３の場合
ＶＨｔｐ＿３＝ＶＭＡＸ３
３）ＶＭＩＮ３＜ＶＨＰ＿３の場合
ＶＨｔｐ＿３＝ＶＭＩＮ３

なお、第３組合せの２次の合計係数α＿ａｌｌ＿３が負になる場合、又は３次以上又は１次の多項式が用いられる場合は、第３組合せの候補値ＶＨｔｐ＿３の設定可能範囲（ＶＭＡＸ３からＶＭＩＮ３）で、合計電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨが第３組合せの候補値ＶＨｔｐ＿３として算出されてもよい。

そして、次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、算出された第３組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿３における第３組合せの最小合計電力損失Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿３を算出する。

第４組合せを実行可能な場合は、次式及び図１９に示すように、電圧指令算出部８０３は、第４組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿４が、第２の境界電圧Ｖｍｇ２と電源電圧Ｖｂとの最大値ＶＭＡＸ４以上であり、第１の境界電圧Ｖｍｇ１とコンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘとの最小値ＶＭＩＮ４以下である場合は、第４組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿４で合計電力損失が最小になるため、第４組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿４を、第４組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿４に設定する。電圧指令算出部８０３は、第４組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿４が、最大値ＶＭＡＸ４より小さい場合は、最大値ＶＭＡＸ４で合計電力損失が最小になるため、最大値ＶＭＡＸ４を、第４組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿４に設定する。電圧指令算出部８０３は、第４組合せの合計損失最小電圧ＶＨＰ＿４が、最小値ＶＭＩＮ４よりも大きい場合は、最小値ＶＭＩＮ４を、第４組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿４に設定する。
ＶＭＡＸ４＝ＭＡＸ（Ｖｍｇ２、Ｖｂ） ・・・（２１）
ＶＭＩＮ４＝ＭＩＮ（Ｖｍｇ１、Ｖｃｎｍａｘ）
１）ＶＭＡＸ４≦ＶＨＰ＿４≦ＶＭＩＮ４の場合
ＶＨｔｐ＿４＝ＶＨＰ＿４
２）ＶＨＰ＿４＜ＶＭＡＸ４の場合
ＶＨｔｐ＿４＝ＶＭＡＸ４
３）ＶＭＩＮ４＜ＶＨＰ＿４の場合
ＶＨｔｐ＿４＝ＶＭＩＮ４

なお、第４組合せの２次の合計係数α＿ａｌｌ＿４が負になる場合、又は３次以上又は１次の多項式が用いられる場合は、第４組合せの候補値ＶＨｔｐ＿４の設定可能範囲（ＶＭＡＸ４からＶＭＩＮ４）で、合計電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨが第４組合せの候補値ＶＨｔｐ＿４として算出されてもよい。

そして、次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、算出された第４組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿４における第４組合せの最小合計電力損失Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿４を算出する。

次式に示すように、電圧指令算出部８０３は、実行可能な第１組合せから第４組合せの最小合計電力損失Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿１、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿２、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿３、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿４の最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎａｌｌを判定し、判定した最小値Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎａｌｌに対応する組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐを、コンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定する。ここで、上述したように、第４組合せと第３組合せとは、択一的に実行可能であるため、いずれか一方の最小合計電力損失Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎが用いられる。例えば、第１組合せの最小合計電力損失Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿１が最小値になる場合は、第１組合せのコンバータ電圧指令値の候補値ＶＨｔｐ＿１が、コンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定される。

Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎａｌｌ＝ＭＩＮ（Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿１、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿２、Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿３又はＰｌｏｓｓ＿ｍｉｎ＿４）
ＶＨ♯＝Ｐｌｏｓｓ＿ｍｉｎａｌｌに対応する組合せのＶＨｔｐ ・・・（２３）

＜指令値変更による損失の考慮＞
電圧指令算出部８０３は、前回の演算周期で設定したコンバータ電圧指令値ＶＨ♯から、式（２３）により今回の演算周期で算出したコンバータ電圧指令値ＶＨ♯に変更することによる切換え電力損失ＬｏｓｓＭｏｖｅを算出すると共に、前回の演算周期で設定したコンバータ電圧指令値ＶＨ♯のままに維持することによる維持電力損失ＬｏｓｓＣｕｒを算出する。そして、電圧指令算出部８０３は、維持電力損失ＬｏｓｓＣｕｒが、切換え電力損失ＬｏｓｓＭｏｖｅを上回った場合は、今回の演算周期で算出したコンバータ電圧指令値ＶＨ♯を最終的な設定値に設定する。一方、電圧指令算出部８０３は、維持電力損失ＬｏｓｓＣｕｒが、切換え電力損失ＬｏｓｓＭｏｖｅを下回った場合は、前回の演算周期で設定したコンバータ電圧指令値ＶＨ♯を最終的な設定値に設定する。

＜転用例＞
コンバータ電圧指令算出部７００は、回転電機及びインバータの合計の電力損失特性（多項式の係数）を算出する場合を例に説明した。しかし、コンバータ電圧指令算出部７００は、回転電機の電力損失特性（多項式の係数）及びインバータの電力損失特性（多項式の係数）をそれぞれ算出し、算出した２つの電力損失特性（多項式の係数）を合計するように構成されてもよい。

また、回転電機の電力損失特性が不明な場合には、コンバータ電圧指令算出部７００は、インバータのみの電力損失特性（多項式の係数）を算出するように構成されてもよい。この場合でも、スイッチング損失及び弱め磁束制御における通電損失の増加を表すことができるので、概ね精度よく、電力損失を最小にするコンバータ電圧指令値ＶＨ♯を算出することができる。また、コンバータの電力損失特性が不明な場合には、コンバータ電圧指令算出部７００は、コンバータの電力損失特性を算出せずに、回転電機及びインバータの電力損失特性、又はインバータの電力損失特性を算出するように構成されてもよい。

各電力損失特性について、２次の多項式が用いられる場合を例に説明した。しかし、各電力損失特性について、１次の多項式又は３次以上の多項式が用いられてもよい。この場合でも、各組合せについて、存在する各次数の係数が合計される。この場合は、上述したように、２次の多項式の極値の代わりに、各組合せについて、各次数の合計係数に基づいて、電源電圧Ｖｂからコンバータの出力上限電圧Ｖｃｎｍａｘまでの電圧範囲で、合計電力損失が最小になるシステム電圧ＶＨが算出され、合計損失最小電圧ＶＨＰに設定されてもよい。

２．実施の形態２
実施の形態２に係る制御装置４００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置４００の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、コンバータ電圧指令算出部７００の算出処理が実施の形態１と異なる。

コンバータ１５に用いるインダクタンス及びコンデンサの定数、及び回転電機の動作点によっては、コンバータ１５の出力電圧になるシステム電圧ＶＨが電源電圧Ｖｂに近い場合に、システム電圧ＶＨが振動的になる場合がある。

そこで、本実施の形態では、コンバータ電圧指令算出部７００は、実施の形態１において算出された電力損失が最小になるコンバータ電圧指令値ＶＨ♯と、回転電機装置の不安定化を回避するために最低限必要なシステム電圧である回避最小電圧ＶＨａｖとのいずれか大きい方を、最終的なコンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定する。コンバータ電圧指令算出部７００は、回転電機の動作点（各回転電機のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ及び回転角速度ω、２つの回転電機の合計出力ＰＭＯＴ＿ＡＬＬ等）に基づいて、回避最小電圧ＶＨａｖを算出する。例えば、回避最小電圧ＶＨａｖは、電源電圧Ｖｂに、振動を回避するための電圧幅ΔＶｔｈを加算して算出される。

この構成によれば、電力損失を低減しつつ、システム電圧ＶＨの振動を抑制することができる。

３．実施の形態３
実施の形態３に係る制御装置４００について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る制御装置４００の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、コンバータ電圧指令算出部７００の算出処理が実施の形態１と異なる。

第１及び第２の回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の一方又は双方において、弱め界磁制御が実行されている場合に、各インバータの直流側電流が振動的になり易い場合がある。そのため、弱め界磁制御が実行されている場合は、実施の形態２と同様に、システム電圧ＶＨが電源電圧Ｖｂに近いと、システム電圧ＶＨが振動的になる場合がある。

そこで、本実施の形態では、コンバータ電圧指令算出部７００は、インバータ制御部６００が、弱め界磁制御を行う３相の電圧指令値を算出している場合に実施の形態１において算出された電力損失が最小になるコンバータ電圧指令値ＶＨ♯と、回転電機装置の不安定化を回避するために最低限必要なシステム電圧である回避最小電圧ＶＨａｖとのいずれか大きい方を、最終的なコンバータ電圧指令値ＶＨ♯に設定する。実施の形態２と同様に、コンバータ電圧指令算出部７００は、回転電機の動作点（各回転電機のトルク指令値Ｔｑｃｏｍ及び回転角速度ω、２つの回転電機の合計出力ＰＭＯＴ＿ＡＬＬ等）に基づいて、回避最小電圧ＶＨａｖを算出する。例えば、回避最小電圧ＶＨａｖは、電源電圧Ｖｂに、振動を回避するための電圧幅ΔＶｔｈを加算して算出される。

この構成によれば、電力損失を低減しつつ、弱め界磁制御の実行によりシステム電圧ＶＨが振動することを抑制できる。

〔その他の実施の形態〕
（１）上記の各実施の形態においては、回転電機ＭＧ及びインバータＩＮは、２組設けられ、制御装置４００は、第１組、第２組に合わせて構成されている場合を例として説明した。しかし、回転電機ＭＧ及びインバータＩＮは、１組設けられてもよく、３組以上設けられてもよい。制御装置４００は、組数に合わせて適切に構成される。

（２）上記の各実施の形態における、コンバータ１５、インバータＩＮ、及び回転電機ＭＧについての電力損失の近似式、係数の算出例は代表的なものを示したに過ぎず、その他の方式、或いはその他の変数に基づいて算出することができる。また、コンバータ１５の個数、インバータＩＮの個数、回転電機ＭＧの個数が増えた場合においても、これらの損失特性を同様に近似し、同様に係数を算出し、電力損失が最小となるコンバータ電圧指令値ＶＨ♯を設定することができる。

（３）コンバータの電力損失特性、インバータの電力損失特性、回転電機の電力損失特性において、システム電圧ＶＨの変化に対する変化度合いが大きい一部のものに絞って、電力損失特性を多項式で近似したときの係数を算出し、算出した係数をもとに電力損失特性が最小となるコンバータ電圧指令値ＶＨ♯を設定する構成とされてもよい。

（４）上記の各実施の形態においては、回転電機装置１０００がハイブリッド車両に搭載される場合を例として説明した。しかし、回転電機装置１０００は、電気自動車に搭載される等、ハイブリッド車両以外の他の装置の駆動力源とされてもよい。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１５ コンバータ、４００ 回転電機装置の制御装置、６００ インバータ制御部、７００ コンバータ電圧指令算出部、７５０ コンバータ制御部、１０００ 回転電機装置、Ｂ 直流電源、ＩＮ インバータ、Ｍ 変調率、ＭＧ 回転電機、ＶＨ♯ コンバータ電圧指令値、ＶＨ システム電圧、Ｖｍｇ 境界電圧、ＶＨｔｐ コンバータ電圧指令値の候補値、Ｖｂ 電源電圧、Ｖｃｎｍａｘ コンバータの出力上限電圧、Ｖｍｇ１ 第１の境界電圧、Ｖｍｇ２ 第２の境界電圧、Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｃ ３相の電圧指令値

Claims (11)

1. 複数相の巻線を有する回転電機と、直流電源の電源電圧を昇圧してシステム電圧線に出力可能に構成されたコンバータと、前記コンバータと前記回転電機との間に設けられ、前記システム電圧線の直流電力と前記回転電機を駆動する交流電力との間で電力変換を行うインバータと、を備えた回転電機装置を制御する回転電機装置の制御装置であって、
   前記電源電圧以上であって前記コンバータの出力上限電圧以下の範囲でコンバータ電圧指令値を算出するコンバータ電圧指令算出部と、
   前記システム電圧線の直流電圧であるシステム電圧が前記コンバータ電圧指令値に近づくように前記コンバータを制御するコンバータ制御部と、
   複数相の電圧指令値を算出し、前記複数相の電圧指令値に基づいて、前記インバータを制御して、前記複数相の巻線に電圧を印加するインバータ制御部と、を備え、
   前記インバータ制御部は、前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値以下になる通常変調制御、及び前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値を超える過変調制御を切り替えて実行し、
   前記コンバータ電圧指令算出部は、前記通常変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である通常変調制御の電力損失特性と、前記過変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である過変調制御の電力損失特性と、に基づいて、電力損失が最小になる前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値に設定し、
   前記通常変調制御の電力損失特性に基づいて、前記通常変調制御の実行時の電力損失の最小値及び当該最小値の場合の前記システム電圧を算出し、前記過変調制御の電力損失特性に基づいて、前記過変調制御の実行時の電力損失の最小値及び当該最小値の場合の前記システム電圧を算出し、
   前記通常変調制御の実行時の電力損失の最小値及び前記過変調制御の実行時の電力損失の最小値のいずれか小さい方を判定し、判定した小さい方の場合の前記システム電圧を、前記コンバータ電圧指令値に設定する回転電機装置の制御装置。
2. 前記コンバータ電圧指令算出部は、前記通常変調制御の実行時における前記システム電圧に対する前記インバータ及び前記回転電機の電力損失特性である前記通常変調制御の電力損失特性と、前記過変調制御の実行時における前記システム電圧に対する前記インバータ及び前記回転電機の電力損失特性である前記過変調制御の電力損失特性と、前記システム電圧に対する前記コンバータの電力損失特性と、に基づいて、前記インバータ、前記回転電機、及び前記コンバータの合計電力損失が、最小になる前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値に設定する請求項１に記載の回転電機装置の制御装置。
3. 前記コンバータ電圧指令算出部は、前記通常変調制御の実行時における前記システム電圧に対する前記インバータの電力損失特性である前記通常変調制御の電力損失特性と、前記過変調制御の実行時における前記システム電圧に対する前記インバータの電力損失特性である前記過変調制御の電力損失特性と、前記システム電圧に対する前記コンバータの電力損失特性とに基づいて、前記インバータ及び前記コンバータの合計電力損失が最小になる前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値に設定する請求項１に記載の回転電機装置の制御装置。
4. 前記コンバータ電圧指令算出部は、各電力損失特性を、前記システム電圧を変数とした多項式で表した場合の、多項式の各次数の係数を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機装置の制御装置。
5. 前記多項式は、２次以下の多項式である請求項４に記載の回転電機装置の制御装置。
6. 複数相の巻線を有する回転電機と、直流電源の電源電圧を昇圧してシステム電圧線に出力可能に構成されたコンバータと、前記コンバータと前記回転電機との間に設けられ、前記システム電圧線の直流電力と前記回転電機を駆動する交流電力との間で電力変換を行うインバータと、を備えた回転電機装置を制御する回転電機装置の制御装置であって、
   前記電源電圧以上であって前記コンバータの出力上限電圧以下の範囲でコンバータ電圧指令値を算出するコンバータ電圧指令算出部と、
   前記システム電圧線の直流電圧であるシステム電圧が前記コンバータ電圧指令値に近づくように前記コンバータを制御するコンバータ制御部と、
   複数相の電圧指令値を算出し、前記複数相の電圧指令値に基づいて、前記インバータを制御して、前記複数相の巻線に電圧を印加するインバータ制御部と、を備え、
   前記インバータ制御部は、前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値以下になる通常変調制御、及び前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値を超える過変調制御を切り替えて実行し、
   前記コンバータ電圧指令算出部は、前記通常変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である通常変調制御の電力損失特性と、前記過変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である過変調制御の電力損失特性と、に基づいて、電力損失が最小になる前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値に設定し、
   前記回転電機及び前記インバータは、複数組設けられ、
   前記コンバータ電圧指令算出部は、各組の前記通常変調制御の電力損失特性及び前記過変調制御の電力損失特性に基づいて、複数組を合計した電力損失が最小になる前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値に設定する回転電機装置の制御装置。
7. 前記コンバータ電圧指令算出部は、各組において前記通常変調制御又は前記過変調制御が実行される場合を組み合わせた複数の組合せのそれぞれについて、各組の前記通常変調制御の電力損失特性又は前記過変調制御の電力損失特性に基づいて、電力損失の最小値を算出すると共に、当該最小値の場合の前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値の候補値として算出し、
   前記複数の組合せの中で、前記電力損失の最小値が最も小さくなる組合せを判定し、判定した組合せにおける前記コンバータ電圧指令値の候補値を、前記コンバータ電圧指令値に設定する請求項６に記載の回転電機装置の制御装置。
8. 前記コンバータ電圧指令算出部は、各電力損失特性を、前記システム電圧を変数とした多項式で表した場合の、多項式の各次数の係数を算出し、
   複数の組合せのそれぞれについて、多項式の次数毎に、対応する各電力損失特性の係数を合計し、各次数の係数の合計値に基づいて、前記電力損失の最小値及び前記コンバータ電圧指令値の候補値を算出する請求項７に記載の回転電機装置の制御装置。
9. 前記コンバータ電圧指令算出部は、各組について、前記通常変調制御を行う場合に必要な最小の前記システム電圧である境界電圧を算出し、
   前記電源電圧、前記コンバータの出力上限電圧、及び各組の前記境界電圧に基づいて、各組合せが実行可能であるか否かを判定し、
   実行可能と判定された各組合せについて、各次数の係数の合計値に基づいて、前記電力損失の最小値及び前記コンバータ電圧指令値の候補値を算出する請求項７又は８に記載の回転電機装置の制御装置。
10. 複数相の巻線を有する回転電機と、直流電源の電源電圧を昇圧してシステム電圧線に出力可能に構成されたコンバータと、前記コンバータと前記回転電機との間に設けられ、前記システム電圧線の直流電力と前記回転電機を駆動する交流電力との間で電力変換を行うインバータと、を備えた回転電機装置を制御する回転電機装置の制御装置であって、
    前記電源電圧以上であって前記コンバータの出力上限電圧以下の範囲でコンバータ電圧指令値を算出するコンバータ電圧指令算出部と、
    前記システム電圧線の直流電圧であるシステム電圧が前記コンバータ電圧指令値に近づくように前記コンバータを制御するコンバータ制御部と、
    複数相の電圧指令値を算出し、前記複数相の電圧指令値に基づいて、前記インバータを制御して、前記複数相の巻線に電圧を印加するインバータ制御部と、を備え、
    前記インバータ制御部は、前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値以下になる通常変調制御、及び前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値を超える過変調制御を切り替えて実行し、
    前記コンバータ電圧指令算出部は、前記通常変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である通常変調制御の電力損失特性と、前記過変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である過変調制御の電力損失特性と、に基づいて、電力損失が最小になる前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値に設定し、
    電力損失が最小になる前記システム電圧と、前記回転電機装置の不安定化を回避するために最低限必要な前記システム電圧とのいずれか大きい方を、前記コンバータ電圧指令値に設定する回転電機装置の制御装置。
11. 複数相の巻線を有する回転電機と、直流電源の電源電圧を昇圧してシステム電圧線に出力可能に構成されたコンバータと、前記コンバータと前記回転電機との間に設けられ、前記システム電圧線の直流電力と前記回転電機を駆動する交流電力との間で電力変換を行うインバータと、を備えた回転電機装置を制御する回転電機装置の制御装置であって、
    前記電源電圧以上であって前記コンバータの出力上限電圧以下の範囲でコンバータ電圧指令値を算出するコンバータ電圧指令算出部と、
    前記システム電圧線の直流電圧であるシステム電圧が前記コンバータ電圧指令値に近づくように前記コンバータを制御するコンバータ制御部と、
    複数相の電圧指令値を算出し、前記複数相の電圧指令値に基づいて、前記インバータを制御して、前記複数相の巻線に電圧を印加するインバータ制御部と、を備え、
    前記インバータ制御部は、前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値以下になる通常変調制御、及び前記複数相の電圧指令値の振幅が、前記システム電圧の半分値を超える過変調制御を切り替えて実行し、
    前記コンバータ電圧指令算出部は、前記通常変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である通常変調制御の電力損失特性と、前記過変調制御の実行時における前記システム電圧に対する少なくとも前記インバータの電力損失特性である過変調制御の電力損失特性と、に基づいて、電力損失が最小になる前記システム電圧を前記コンバータ電圧指令値に設定し、
    前記インバータ制御部が、弱め界磁制御を行う前記複数相の電圧指令値を算出している場合に、電力損失が最小になる前記システム電圧と、前記回転電機装置の不安定化を回避するために最低限必要な前記システム電圧とのいずれか大きい方を、前記コンバータ電圧指令値に設定する回転電機装置の制御装置。

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