(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のトルク指令値を基に電流指令値を演算する情報処理装置であって、
回転電機は、
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回転子と、を備え、
回転子巻線の電流による磁束が第２回転子に作用するのに応じて第１回転子と第２回転子間にトルクが作用し、固定子巻線の電流による磁束が第２回転子に作用するのに応じて固定子と第２回転子間にトルクが作用し、
さらに、回転子巻線の電流により固定子巻線の鎖交磁束を調整可能で、固定子巻線の電流により回転子巻線の鎖交磁束を調整可能であり、
情報処理装置は、第１回転子と第２回転子間のトルク指令値、及び固定子と第２回転子間のトルク指令値に対して、回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を、回転子巻線及び固定子巻線の総合銅損を表す評価関数に基づき第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する電流指令値演算部を備え、
第１磁気干渉モデルは、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流に対する回転子巻線の鎖交磁束の関係を表し、
第２磁気干渉モデルは、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流に対する固定子巻線の鎖交磁束の関係を表す、情報処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置であって、
第１及び第２磁気干渉モデルは、回転子巻線の電流と固定子巻線の電流を設定比率で合成した起磁力に関わるモデル式を含む、情報処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の情報処理装置であって、
前記設定比率は１：Ｃであり、Ｃは磁気干渉の度合いを表す係数である、情報処理装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の情報処理装置であって、
第１及び第２磁気干渉モデルは、磁気飽和による鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式をさらに含む、情報処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の情報処理装置であって、
第１及び第２磁気干渉モデルは、ｄ軸鎖交磁束に関わるモデルと、ｑ軸鎖交磁束に関わるモデルとを有する、情報処理装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１に記載の情報処理装置であって、
電流指令値演算部は、回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を、回転子巻線の電圧が第１制限値以下で、固定子巻線の電圧が第２制限値以下である条件を含む制約条件と、前記評価関数とに基づき第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する、情報処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の情報処理装置であって、
第１電力変換装置により蓄電装置と固定子巻線との間で電力変換を行うことが可能であり、
第２電力変換装置により蓄電装置と回転子巻線との間で電力変換を行うことが可能であり、
第１及び第２制限値は、蓄電装置の電圧より小さい値に設定される、情報処理装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の情報処理装置であって、
電流指令値演算部は、回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を、回転子巻線の電流が第３制限値以下で、固定子巻線の電流が第４制限値以下である条件を含む制約条件と、前記評価関数とに基づき第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する、情報処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の情報処理装置であって、
第１電力変換装置により蓄電装置と固定子巻線との間で電力変換を行うことが可能であり、
第２電力変換装置により蓄電装置と回転子巻線との間で電力変換を行うことが可能であり、
第３制限値は、第２電力変換装置の容量より小さい値に設定され、
第４制限値は、第１電力変換装置の容量より小さい値に設定される、情報処理装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１に記載の情報処理装置であって、
電流指令値演算部は、前記評価関数が略最小となるように回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を演算する、情報処理装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１に記載の情報処理装置で演算された回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を、第１回転子と第２回転子間のトルク指令値、及び固定子と第２回転子間のトルク指令値と対応付けて記憶する、情報記憶装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１に記載の情報処理装置で演算された回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を基に、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流を制御する、回転電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の電流指令値を演算する情報処理装置、回転電機の電流指令値を記憶する情報記憶装置、及び回転電機の電流を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１による回転電機の制御装置は、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永久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ロータの永久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ロータの永久磁石との電磁気結合により第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。その際には、第２インバータのスイッチング制御により第１ロータの巻線の電流を制御することで、第１ロータと第２ロータ間に作用するトルクを制御する。さらに、ステータの巻線と第２ロータの永久磁石との電磁気結合により、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ることによっても、駆動軸を駆動することができる。その際には、第１インバータのスイッチング制御によりステータの巻線の電流を制御することで、ステータと第２ロータ間に作用するトルクを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５０５８５号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０５７４１号公報
【特許文献３】特開２００９−３３９１７号公報
【特許文献４】特開２００９−７３４７２号公報
【特許文献５】特開２００９−２７４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、第１ロータと第２ロータ間のトルク指令値を基に第１ロータの巻線の電流が制御され、第１ロータの巻線の電流に応じて第１ロータの巻線の銅損が変化する。そして、ステータと第２ロータ間のトルク指令値を基にステータの巻線の電流が制御され、ステータの巻線の電流に応じてステータの巻線の銅損が変化する。そのため、第１ロータと第２ロータ間のトルク指令値、及びステータと第２ロータ間のトルク指令値によっては、第１ロータの巻線及びステータの巻線の総合銅損が増大する場合がある。
【０００５】
また、第１ロータの巻線及びステータの巻線に同時に電流を流すと、第１ロータの巻線の電流がステータと第２ロータ間のトルクに影響を与え、ステータの巻線の電流が第１ロータと第２ロータ間のトルクに影響を与える磁気干渉現象が発生する。この磁気干渉により相互のトルクが変化するので、双方のトルク指令値通りに正確に制御するための電流指令値が定まらない。また、トルク指令値通りにトルクが制御できたとしても、第１ロータの巻線及びステータの巻線の総合銅損が最小である保証はない。
【０００６】
本発明は、第１回転子と第２回転子間、及び固定子と第２回転子間にトルクを作用させることが可能な回転電機において、磁気干渉下で双方のトルクをトルク指令値通りに制御しつつ、銅損による損失を低減するための電流指令値を演算することを目的の１つとする。さらに、本発明は、この回転電機において、磁気干渉下で双方のトルクをトルク指令値通りに制御しつつ、銅損による損失を低減することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る情報処理装置、情報記憶装置、及び回転電機の制御装置は、上述した目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明に係る情報処理装置は、回転電機のトルク指令値を基に電流指令値を演算する情報処理装置であって、回転電機は、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回転子と、を備え、回転子巻線の電流による磁束が第２回転子に作用するのに応じて第１回転子と第２回転子間にトルクが作用し、固定子巻線の電流による磁束が第２回転子に作用するのに応じて固定子と第２回転子間にトルクが作用し、さらに、回転子巻線の電流により固定子巻線の鎖交磁束を調整可能で、固定子巻線の電流により回転子巻線の鎖交磁束を調整可能であり、情報処理装置は、第１回転子と第２回転子間のトルク指令値、及び固定子と第２回転子間のトルク指令値に対して、回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を、回転子巻線及び固定子巻線の総合銅損を表す評価関数に基づき第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する電流指令値演算部を備え、第１磁気干渉モデルは、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流に対する回転子巻線の鎖交磁束の関係を表し、第２磁気干渉モデルは、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流に対する固定子巻線の鎖交磁束の関係を表すことを要旨とする。
【０００９】
本発明の一態様では、第１及び第２磁気干渉モデルは、回転子巻線の電流と固定子巻線の電流を設定比率で合成した起磁力に関わるモデル式を含むことが好適である。
【００１０】
本発明の一態様では、前記設定比率は１：Ｃであり、Ｃは磁気干渉の度合いを表す係数であることが好適である。
【００１１】
本発明の一態様では、第１及び第２磁気干渉モデルは、磁気飽和による鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式をさらに含むことが好適である。
【００１２】
本発明の一態様では、第１及び第２磁気干渉モデルは、ｄ軸鎖交磁束に関わるモデルと、ｑ軸鎖交磁束に関わるモデルとを有することが好適である。
【００１３】
本発明の一態様では、電流指令値演算部は、回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を、回転子巻線の電圧が第１制限値以下で、固定子巻線の電圧が第２制限値以下である条件を含む制約条件と、前記評価関数とに基づき第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算することが好適である。
【００１４】
本発明の一態様では、第１電力変換装置により蓄電装置と固定子巻線との間で電力変換を行うことが可能であり、第２電力変換装置により蓄電装置と回転子巻線との間で電力変換を行うことが可能であり、第１及び第２制限値は、蓄電装置の電圧より小さい値に設定されることが好適である。
【００１５】
本発明の一態様では、電流指令値演算部は、回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を、回転子巻線の電流が第３制限値以下で、固定子巻線の電流が第４制限値以下である条件を含む制約条件と、前記評価関数とに基づき第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算することが好適である。
【００１６】
本発明の一態様では、第１電力変換装置により蓄電装置と固定子巻線との間で電力変換を行うことが可能であり、第２電力変換装置により蓄電装置と回転子巻線との間で電力変換を行うことが可能であり、第３制限値は、第２電力変換装置の容量より小さい値に設定され、第４制限値は、第１電力変換装置の容量より小さい値に設定されることが好適である。
【００１７】
本発明の一態様では、電流指令値演算部は、前記評価関数が略最小となるように回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を演算することが好適である。
【００１８】
また、本発明に係る情報記憶装置は、本発明に係る情報処理装置で演算された回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を、第１回転子と第２回転子間のトルク指令値、及び固定子と第２回転子間のトルク指令値と対応付けて記憶することを要旨とする。
【００１９】
また、本発明に係る回転電機の制御装置は、本発明に係る情報処理装置で演算された回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を基に、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流を制御することを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流に対する回転子巻線の鎖交磁束の関係を表す第１磁気干渉モデルと、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流に対する固定子巻線の鎖交磁束の関係を表す第２磁気干渉モデルとを用いて、回転子巻線及び固定子巻線の総合銅損を表す評価関数に基づき、回転子巻線の電流指令値及び固定子巻線の電流指令値を演算することで、第１回転子と第２回転子間のトルク、及び固定子と第２回転子間にトルクをトルク指令値通りに制御しつつ、銅損による損失を低減するための電流指令値を演算することができる。さらに、演算した電流指令値を基に回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流を制御することで、双方のトルクをトルク指令値通りに制御しつつ、回転電機の銅損による損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る回転電機の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。
【図２】回転電機の構成例を示す図である。
【図３】回転電機の構成例を示す図である。
【図４】回転電機の構成例を示す図である。
【図５】ロータ巻線にｄ軸電流が流れた場合におけるｄ軸磁束の流れを示す図である。
【図６】ロータ巻線にｑ軸電流が流れた場合におけるｑ軸磁束の流れを示す図である。
【図７】ステータ巻線にｄ軸電流が流れた場合におけるｄ軸磁束の流れを示す図である。
【図８】ステータ巻線にｑ軸電流が流れた場合におけるｑ軸磁束の流れを示す図である。
【図９】Ｔｉｎ＝０，Ｔｏｕｔ＝９０Ｎｍのトルクに対する電流Ｉｉｎ，Ｉｏｕｔの関係の一例を示す図である。
【図１０】電子制御ユニット及び情報処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１１】情報処理装置により実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】ロータ巻線の電流Ｉｉｎに対する評価関数ｆの関係の一例を示す図である。
【図１３】電子制御ユニットの他の構成例を示す機能ブロック図である。
【図１４】回転電機の他の構成例を示す図である。
【図１５】回転電機の他の構成例を示す図である。
【図１６】回転電機の他の構成例を示す図である。
【図１７】回転電機の他の構成例を示す図である。
【図１８】回転電機の他の構成例を示す図である。
【図１９】回転電機の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１〜４は、本発明の実施形態に係る回転電機の制御装置を備えるハイブリッド駆動システム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２〜４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システムは、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と駆動軸３７（車輪３８）との間に設けられ、変速比の変更が可能な変速機（機械式変速機）４４と、エンジン３６と変速機４４との間に設けられ、動力（機械的動力）の発生及び発電が可能な回転電機１０と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動システムについては、例えば車両を駆動するための動力出力システムとして用いることができる。
【００２４】
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（固定子）１６と、ステータ１６に対し相対回転可能な第１ロータ（第１回転子）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（第２回転子）１８と、を有する。図１〜４に示す例では、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はエンジン３６と機械的に連結されていることで、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は変速機４４を介して駆動軸３７に機械的に連結されていることで、駆動軸３７（車輪３８）には第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。
【００２５】
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（固定子巻線）２０と、を含む。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がこれらのティース５１ａに巻回されていることで、磁極が構成される。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。図３，４に示す例では、３相のステータ巻線２０が巻装された６つのティース５１ａあたり、１つの磁極が構成される。
【００２６】
入力側ロータ２８は、ロータコア（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（回転子巻線）３０と、を含む。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がこれらのティース５２ａに巻回されていることで、磁極が構成される。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。図３，４に示す例では、３相のロータ巻線３０が巻装された３つのティース５２ａあたり、１つの磁極が構成される。
【００２７】
出力側ロータ１８は、ロータ周方向に互いに間隔をおいて（等間隔で）配置された複数（図３，４に示す例では１６個）の永久磁石３３と、各々がロータ周方向に隣接する永久磁石３３間に配置された複数（永久磁石３３と同数、図３，４に示す例では１６個）の軟磁性材５３と、を含む。ロータ周方向に等間隔で分割配置された複数の軟磁性材５３の各々は、入力側ロータ２８（ティース５２ａ）と所定の空隙を空けて対向する内周面（第１面）６１と、ステータ１６（ティース５１ａ）と所定の空隙を空けて対向する外周面（第２面）６２と、隣接する一方の永久磁石３３の磁極面に面する（接触する）側面（第３面）６３と、隣接する他方の永久磁石３３の磁極面に面する（接触する）側面（第４面）６４と、を有し、内周面６１と外周面６２間で磁束を通す。図３，４に示す例では、各永久磁石３３の磁極面が径方向に対して傾斜して配置され、各軟磁性材５３の側面６３，６４も径方向に対して傾斜して形成されている。そして、図３，４に示す例では、各軟磁性材５３において、内周面６１のロータ周方向幅が、ロータ周方向に３個離れたティース５２ａ間の間隔に等しく、外周面６２のロータ周方向幅が、ロータ周方向に６個離れたティース５１ａ間の間隔に等しい。以下の説明において、複数の永久磁石３３を区別する必要があるときは、以降３３−１，３３−２，３３−３の符号を用いて説明する。そして、複数の軟磁性材５３を区別する必要があるときは、以降５３−１，５３−２の符号を用いて説明し、軟磁性材５３の内周面６１、外周面６２、側面６３，６４についても、以降６１−１，６１−２，６２−１，６２−２，６３−１，６３−２，６４−１，６４−２の符号を用いて説明する。
【００２８】
各軟磁性材５３においては、側面６３が面する永久磁石３３の磁極面と側面６４が面する永久磁石３３の磁極面が互いに同じ極性であり、ロータ周方向に隣接する永久磁石３３の同極同士が軟磁性材５３を介して繋がっている。例えば軟磁性材５３−１においては、側面６３−１が接触する永久磁石３３−１の磁極面がＮ極面であり、側面６４−１が接触する永久磁石３３−２の磁極面がＮ極面である。一方、永久磁石３３−２を挟んで軟磁性材５３−１とロータ周方向に隣接する軟磁性材５３−２においては、側面６３−２が面する永久磁石３３−２の磁極面がＳ極面であり、側面６４−２が接触する永久磁石３３−３の磁極面がＳ極面である。そのため、ロータ周方向に隣接する軟磁性材５３（例えば軟磁性材５３−１，５３−２）においては、側面６３，６４が面する永久磁石３３の磁極面が互いに逆の極性であり、ロータ周方向において、側面６３，６４が永久磁石３３のＮ極面に接触する軟磁性材５３と、側面６３，６４が永久磁石３３のＳ極面に接触する軟磁性材５３が交互に配置される。また、ロータ周方向に隣接する軟磁性材５３（例えば軟磁性材５３−１，５３−２）間には、永久磁石３３の他に、磁気抵抗を高くするための空隙５４が設けられている。空隙５４に代えて非磁性材料を設けることも可能である。ただし、ロータ周方向に隣接する軟磁性材５３（例えば軟磁性材５３−１，５３−２）同士がブリッジで繋がっていてもよい。
【００２９】
永久磁石３３による界磁磁束の流れを図４に示す。図４の矢印に示すように、軟磁性材５３−１においては、永久磁石３３−１による界磁磁束が側面６３−１から内周面６１−１及び外周面６２−１へ流れるとともに、永久磁石３３−２による界磁磁束が側面６４−１から内周面６１−１及び外周面６２−１へ流れる。入力側ロータ２８に対しては、軟磁性材５３−１の内周面６１−１がＮ極面として機能し、界磁磁束が軟磁性材５３−１の内周面６１−１から入力側ロータ２８（ティース５２ａ）に作用する。ステータ１６に対しては、軟磁性材５３−１の外周面６２−１がＮ極面として機能し、界磁磁束が軟磁性材５３−１の外周面６２−１からステータ１６（ティース５１ａ）に作用する。一方、軟磁性材５３−２においては、永久磁石３３−２による界磁磁束が内周面６１−２及び外周面６２−２から側面６３−２へ流れるとともに、永久磁石３３−３による界磁磁束が内周面６１−２及び外周面６２−２から側面６３−３へ流れる。入力側ロータ２８に対しては、軟磁性材５３−２の内周面６１−２がＳ極面として機能し、界磁磁束が入力側ロータ２８（ティース５２ａ）から軟磁性材５３−２の内周面６１−２に作用する。ステータ１６に対しては、軟磁性材５３−２の外周面６２−２がＳ極面として機能し、界磁磁束がステータ１６（ティース５１ａ）から軟磁性材５３−２の外周面６２−２に作用する。このように、同一の軟磁性材５３における内周面６１と外周面６２が互いに同じ極性の磁極面として機能する。そして、ロータ周方向において、Ｎ極面として機能する内周面６１とＳ極面として機能する内周面６１が交互に配置され、Ｎ極面として機能する外周面６２とＳ極面として機能する外周面６２が交互に配置される。なお、各軟磁性材５３の内部には、内周面６１と外周面６２間、側面６３，６４と内周面６１間、及び側面６３，６４と外周面６２間で磁束をそれぞれ通しやすくするために、空隙及び非磁性材料が設けられていないことが好ましく、磁気抵抗の高い部分が設けられていないことが好ましい。
【００３０】
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。蓄電装置４２とステータ巻線２０との間で電力変換を行う第１電力変換装置として設けられたインバータ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。
【００３１】
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、インバータ４１と電気的に接続されている。蓄電装置４２及びインバータ４０のいずれかとロータ巻線３０との間で電力変換を行う第２電力変換装置として設けられたインバータ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。つまり、インバータ４０は、インバータ４１からの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。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及びインバータ４０のいずれかとロータ巻線３０との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。
【００３２】
電子制御ユニット５０は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成され、処理プログラムを記憶したＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、入出力ポートとを備える。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し、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してインバータ４１での電力変換を制御することで、ロータ巻線３０の各相に流れる交流電流を制御する。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。
【００３３】
インバータ４０のスイッチング動作により３相のステータ巻線２０に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し、ステータ巻線２０の電流による磁束が出力側ロータ１８に作用する。それに応じて、ステータ巻線２０の交流電流により発生した回転磁界と、軟磁性材５３の外周面６２と側面６３，６４間を流れる永久磁石３３によ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、ステータ１６と出力側ロータ１８間にトルクＴｏｕｔ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からインバータ４０を介してステータ巻線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、出力側ロータ１８の動力をステータ巻線２０の電力に変換してインバータ４０を介して蓄電装置４２に回収することも可能である。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間に作用するトルク（ＰＭモータトルク）Ｔｏｕｔを制御することができる。
【００３４】
また、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と出力側ロータ１８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、ロータ巻線３０の電流による磁束が出力側ロータ１８に作用する。それに応じて、ロータ巻線３０の誘導電流により生じる回転磁界と、軟磁性材５３の内周面６１と側面６３，６４間を流れる永久磁石３３による界磁磁束との電磁気相互作用により、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間にトルクＴｉｎ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。そのため、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８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。
【００３５】
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間にトルク（電磁カップリングトルク）Ｔｉｎを発生させる際には、電子制御ユニット５０は、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容するように、インバータ４１のスイッチング動作を行う。その際には、電子制御ユニット５０は、インバータ４１のスイッチング動作によりロータ巻線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間に作用する電磁カップリングトルクＴｉｎを制御することができる。一方、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をオフ状態に維持してスイッチング動作を停止させることで、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間にトルクＴｉｎは作用しなくなる。
【００３６】
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。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、ロータ巻線３０に誘導電流が流れるのを許容するように、インバータ４１のスイッチング動作を行う。ロータ巻線３０の電流による磁束が出力側ロータ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Ｔｉｎ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で変速されてから駆動軸３７（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。
【００３７】
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インバータ４１で直流に変換される。そして、インバータ４０のスイッチング動作により、インバータ４１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、ステータ巻線２０に交流電流が流れ、ステータ１６に回転磁界が形成される。ステータ巻線２０の電流による磁束が出力側ロータ１８に作用するのに応じて、ステータ１６から出力側ロータ１８にエンジン回転方向のトルクＴｏｕｔ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、インバータ４１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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、駆動軸３７（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。
【００４０】
ここで、ステータ１６及び出力側ロータ１８において、永久磁石３３による起磁力がステータ１６に作用する方向、より具体的には、軟磁性材５３の外周面６２のロータ周方向中央位置を通る磁石磁束の方向をｄ軸（磁束軸）とし、ｄ軸と電気角で９０°ずれた位置（外周面６２のロータ周方向端部位置）をｑ軸（トルク軸）とする。そして、軟磁性材５３の外周面６２において、ロータ周方向中央位置を通るｄ軸磁束を最大にする（ロータ周方向端部位置を通るｑ軸磁束を最小にする）ためのステータ巻線２０の電流をｄ軸電流とし、ロータ周方向端部位置を通るｑ軸磁束を最大にする（ロータ周方向中央位置を通るｄ軸磁束を最小にする）ためのステータ巻線２０の電流をｑ軸電流とする。同様に、入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８において、永久磁石３３による起磁力が入力側ロータ２８に作用する方向、より具体的には、軟磁性材５３の内周面６１のロータ周方向中央位置を通る磁石磁束の方向をｄ軸とし、ｄ軸と電気角で９０°ずれた位置（内周面６１のロータ周方向端部位置）をｑ軸とする。そして、軟磁性材５３の内周面６１において、ロータ周方向中央位置を通るｄ軸磁束を最大にする（ロータ周方向端部位置を通るｑ軸磁束を最小にする）ためのロータ巻線３０の電流をｄ軸電流とし、ロータ周方向端部位置を通るｑ軸磁束を最大にする（ロータ周方向中央位置を通るｄ軸磁束を最小にする）ためのロータ巻線３０の電流をｑ軸電流とする。
【００４１】
ロータ巻線３０にｄ軸電流が流れた場合におけるｄ軸磁束の流れを図５に示す。図５の矢印に示すように、ロータ巻線３０のｄ軸電流によるｄ軸磁束は、入力側ロータ２８（ティース５２ａ）から軟磁性材５３−１の内周面６１−１に作用し、軟磁性材５３−１を内周面６１−１から外周面６２−１へ流れ、ステータ１６（ティース５１ａ）に作用してステータ巻線２０に鎖交する。さらに、ステータ１６を流れるｄ軸磁束は、ティース５１ａから軟磁性材５３−２の外周面６２−２に作用し、軟磁性材５３−２を外周面６２−２から内周面６１−２へ流れ、入力側ロータ２８（ティース５２ａ）に戻る。図４，５の矢印に示すように、ロータ巻線３０のｄ軸電流によるｄ軸磁束が、入力側ロータ２８にとっては永久磁石３３による界磁磁束と逆方向に振る舞うとともに、ステータ１６にとっては永久磁石３３による界磁磁束と同方向に振る舞う。そのため、永久磁石３３により入力側ロータ２８に作用する界磁磁束を弱めるように、ロータ巻線３０のｄ軸電流によりｄ軸磁束を発生させることで、永久磁石３３によりステータ１６に作用する界磁磁束を強めることができる。また、永久磁石３３により入力側ロータ２８に作用する界磁磁束を強めるように、ロータ巻線３０のｄ軸電流によりｄ軸磁束を発生させることで、永久磁石３３によりステータ１６に作用する界磁磁束を弱めることもできる。このように、ロータ巻線３０のｄ軸電流によるｄ軸磁束は、軟磁性材５３の内周面６１と外周面６２間を流れてステータ１６に作用することで、ステータ巻線２０への鎖交磁束に影響を与える。
【００４２】
一方、ロータ巻線３０にｑ軸電流が流れた場合におけるｑ軸磁束の流れを図６に示す。図６に示すように、ロータ巻線３０のｑ軸電流によるｑ軸磁束は、入力側ロータ２８（ティース５２ａ）から軟磁性材５３−１の内周面６１−１に作用し、軟磁性材５３−１を流れる。ただし、ｄ軸磁束と比較して、軟磁性材５３−１の外周面６２−２からステータ１６（ティース５１ａ）に作用するｑ軸磁束は少なく、軟磁性材５３−１を流れるｑ軸磁束の多くが、軟磁性材５３−１の内周面６１−１から入力側ロータ２８（ティース５２ａ）に戻る。軟磁性材５３−２におけるｑ軸磁束の流れも、軟磁性材５３−１と同様である。したがって、ｄ軸磁束と比較して、ロータ巻線３０のｑ軸電流によるｑ軸磁束がステータ巻線２０への鎖交磁束に与える影響は少ない。
【００４３】
また、ステータ巻線２０にｄ軸電流が流れた場合におけるｄ軸磁束の流れを図７に示す。図７の矢印に示すように、ステータ巻線２０のｄ軸電流によるｄ軸磁束は、ステータ１６（ティース５１ａ）から軟磁性材５３−１の外周面６２−１に作用し、軟磁性材５３−１を外周面６２−１から内周面６１−１へ流れ、入力側ロータ２８（ティース５２ａ）に作用してロータ巻線３０に鎖交する。さらに、入力側ロータ２８を流れるｄ軸磁束は、ティース５２ａから軟磁性材５３−２の内周面６１−２に作用し、軟磁性材５３−２を内周面６１−２から外周面６２−２へ流れ、ステータ１６（ティース５１ａ）に戻る。図４，７の矢印に示すように、ステータ巻線２０のｄ軸電流によるｄ軸磁束が、ステータ１６にとっては永久磁石３３による界磁磁束と逆方向に振る舞うとともに、入力側ロータ２８にとっては永久磁石３３による界磁磁束と同方向に振る舞う。そのため、永久磁石３３によりステータ１６に作用する界磁磁束を弱めるように、ステータ巻線２０のｄ軸電流によりｄ軸磁束を発生させることで、永久磁石３３により入力側ロータ２８に作用する界磁磁束を強めることができる。また、永久磁石３３によりステータ１６に作用する界磁磁束を強めるように、ステータ巻線２０のｄ軸電流によりｄ軸磁束を発生させることで、永久磁石３３により入力側ロータ２８に作用する界磁磁束を弱めることもできる。このように、ステータ巻線２０のｄ軸電流によるｄ軸磁束は、軟磁性材５３の外周面６２と内周面６１間を流れて入力側ロータ２８に作用することで、ロータ巻線３０への鎖交磁束に影響を与える。
【００４４】
一方、ステータ巻線２０にｑ軸電流が流れた場合におけるｑ軸磁束の流れを図８に示す。図８に示すように、ステータ巻線２０のｑ軸電流によるｑ軸磁束は、ステータ１６（ティース５１ａ）から軟磁性材５３−１の外周面６２−１に作用し、軟磁性材５３−１を流れる。ただし、ｄ軸磁束と比較して、軟磁性材５３−１の内周面６１−１から入力側ロータ２８（ティース５２ａ）に作用するｑ軸磁束は少なく、軟磁性材５３−１を流れるｑ軸磁束の多くが、軟磁性材５３−１の外周面６２−１からステータ１６（ティース５１ａ）に戻る。軟磁性材５３−２におけるｑ軸磁束の流れも、軟磁性材５３−１と同様である。したがって、ｄ軸磁束と比較して、ステータ巻線２０のｑ軸電流によるｑ軸磁束がロータ巻線３０への鎖交磁束に与える影響は少ない。
【００４５】
したがって、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０に交流電流を流す場合は、ロータ巻線３０のｄ軸電流成分によるｄ軸磁束成分が、入力側ロータ２８に作用する永久磁石３３による界磁磁束を弱めるとともに、ステータ１６に作用する永久磁石３３による界磁磁束を強めることができる。つまり、ロータ巻線３０のｄ軸電流成分によるｄ軸磁束成分を、自身の弱め界磁磁束とするとともに、ステータ巻線２０の強め界磁磁束とすることができる。この強め界磁磁束がステータ巻線２０のｑ軸電流成分と相互作用することで、ステータ１６と出力側ロータ１８間に磁石トルクやリラクタンストルクとは別に追加のトルクが発生し、トルク増幅効果が得られる。その際には、従来の強め界磁制御と異なり、ロータ巻線３０自身の弱め界磁を利用しているため、ロータ巻線３０の逆起電圧を抑制しつつ、ステータ１６と出力側ロータ１８間のトルクＴｏｕｔを増幅させることができる。
【００４６】
同様に、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０に交流電流を流す場合は、ステータ巻線２０のｄ軸電流成分によるｄ軸磁束成分が、ステータ１６に作用する永久磁石３３による界磁磁束を弱めるとともに、入力側ロータ２８に作用する永久磁石３３による界磁磁束を強めることができる。つまり、ステータ巻線２０のｄ軸電流成分によるｄ軸磁束成分を、自身の弱め界磁磁束とするとともに、ロータ巻線３０の強め界磁磁束とすることができる。この強め界磁磁束がロータ巻線３０のｑ軸電流成分と相互作用することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間にも追加のトルクが発生し、トルク増幅効果が得られる。その際には、従来の強め界磁制御と異なり、ステータ巻線２０自身の弱め界磁を利用しているため、ステータ巻線２０の逆起電圧を抑制しつつ、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間のトルクＴｉｎを増幅させることができる。したがって、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の逆起電圧を抑制しつつ、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間のトルクＴｉｎと、ステータ１６と出力側ロータ１８間のトルクＴｏｕｔが相互に強め合う相乗効果が得られる。その結果、永久磁石３３の量を低減することができる。
【００４７】
また、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０に交流電流を流す場合は、ロータ巻線３０のｄ軸電流成分によるｄ軸磁束成分が、入力側ロータ２８に作用する永久磁石３３による界磁磁束を強めるとともに、ステータ１６に作用する永久磁石３３による界磁磁束を弱めることもできる。これによって、ステータ巻線２０の逆起電圧を抑制しつつ、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間のトルクＴｉｎを増幅させることができる。同様に、ステータ巻線２０のｄ軸電流成分によるｄ軸磁束成分が、ステータ１６に作用する永久磁石３３による界磁磁束を強めるとともに、入力側ロータ２８に作用する永久磁石３３による界磁磁束を弱めることもできる。これによって、ロータ巻線３０の逆起電圧を抑制しつつ、ステータ１６と出力側ロータ１８間のトルクＴｏｕｔを増幅させることができる。
【００４８】
このように、回転電機１０においては、ロータ巻線３０の電流による磁束とステータ巻線２０の電流による磁束が互いに磁気干渉し合い、ロータ巻線３０の電流によりステータ巻線２０への鎖交磁束を調整することができるとともに、ステータ巻線２０の電流によりロータ巻線３０への鎖交磁束を調整することができる。ロータ巻線３０の電流による磁束とステータ巻線２０の電流による磁束との磁気干渉を利用する場合、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間のトルクＴｉｎ、及びステータ１６と出力側ロータ１８間のトルクＴｏｕｔをそれぞれ要求値にするためのロータ巻線３０の電流Ｉｉｎとステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔの組み合わせは無数に存在する。例えばＴｉｎ＝０，Ｔｏｕｔ＝９０Ｎｍを発生するＩｉｎ，Ｉｏｕｔの組み合わせの関係を図９に示す。図９においては、ロータ巻線３０の電流進角βｉｎ＝９０°、ステータ巻線２０の電流進角βｏｕｔ＝３０°とし、横軸のＩｉｎ及び縦軸のＩｏｕｔについては、Ｉｉｎ＝０でＴｏｕｔ＝９０Ｎｍを発生するＩｏｕｔ（磁気干渉を利用しない電流値）で割って正規化している。図９に示すように、磁気干渉を利用することで、Ｔｉｎ＝０，Ｔｏｕｔ＝９０Ｎｍを発生するＩｉｎ，Ｉｏｕｔの組み合わせが無数に存在することがわかる。
【００４９】
回転電機１０のロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔ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１０に示す。カップリングトルク指令値演算部１３５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間に作用する電磁カップリングトルクの指令値Ｔｉｎ＿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１３５で演算された電磁カップリングトルク指令値Ｔｉｎ＿ｒｅｆとに基づいて、ステータ１６と出力側ロータ１８間に作用するＭＧトルクの指令値Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆを演算する。
【００５０】
電流指令値設定部１３６は、カップリングトルク指令値演算部１３５で演算された電磁カップリングトルク指令値Ｔｉｎ＿ｒｅｆと、ＭＧトルク指令値演算部１５５で演算されたＭＧトルク指令値Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆとに基づいて、ロータ巻線３０のｄ軸電流指令値Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆと、ステータ巻線２０のｄ軸電流指令値Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆとを設定する。トルク−電流特性記憶部１３７は、情報記憶装置として構成され、トルク指令値（Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆ）の組み合わせに対する電流指令値（Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ）の組み合わせの関係を表すトルク−電流特性を記憶する。電流指令値設定部１３６は、トルク−電流特性記憶部１３７に記憶されたトルク−電流特性を読み出し、この読み出したトルク−電流特性において、トルク指令値（Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆ）の組み合わせに対応する電流指令値（Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ）の組み合わせを設定する。
【００５１】
ロータ巻線電流制御部１４０は、ロータ巻線３０のｄ軸電流Ｉｉｎ＿ｄ及びｑ軸電流Ｉｉｎ＿ｑが電流指令値設定部１３６で設定されたｄ軸電流指令値Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｉｎ＿ｑ＿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。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Ｉｏｕｔ＿ｄ及びｑ軸電流Ｉｏｕｔ＿ｑが電流指令値設定部１３６で設定されたｄ軸電流指令値Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ及びｑ軸電流指令値Ｉｏｕｔ＿ｑ＿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間の電磁カップリングトルクＴｉｎがトルク指令値Ｔｉｎ＿ｒｅｆに一致するように制御されるとともに、ステータ１６と出力側ロータ１８間のＭＧトルクＴｏｕｔがトルク指令値Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆに一致するように制御される。
【００５２】
次に、回転電機１０のトルク指令値（Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆ）の組み合わせを基に電流指令値（Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ）の組み合わせを演算するための情報処理装置７０について説明する。情報処理装置７０は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成可能であり、処理プログラムを記憶したＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、入出力ポートとを備える。
【００５３】
情報処理装置７０の機能ブロック図の一例を図１０に示す。モデル記憶部１７２は、ロータ巻線３０の鎖交磁束Φｉｎ及びステータ巻線２０の鎖交磁束Φｏｕｔを演算するためのモデル式（物理式）を記憶する。前述のように、回転電機１０においては、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎによる磁束とステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔによる磁束が互いに磁気干渉し合うため、ロータ巻線３０の鎖交磁束Φｉｎは、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎによって変化するだけでなく、ステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔによっても変化し、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔの関数となる。同様に、ステータ巻線２０の鎖交磁束Φｏｕｔも、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔの関数となる。そこで、モデル記憶部１７２は、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔに対するロータ巻線３０の鎖交磁束Φｉｎの関係を表す磁気干渉モデル（第１磁気干渉モデル）と、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔに対するステータ巻線２０の鎖交磁束Φｏｕｔの関係を表す磁気干渉モデル（第２磁気干渉モデル）とを記憶する。電流指令値演算部１７４は、モデル記憶部１７２に記憶された第１及び第２磁気干渉モデルを読み出し、与えられたトルク指令値Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆに対して、ロータ巻線３０の電流指令値Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ及びステータ巻線２０の電流指令値Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆを、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の総合銅損を表す評価関数ｆに基づき第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。
【００５４】
回転電機１０において、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間の電磁カップリングトルクＴｉｎは以下の（１）式で表され、ステータ１６と出力側ロータ１８間のＭＧトルクＴｏｕｔは以下の（２）式で表され、ロータ巻線３０の電圧Ｖｉｎは以下の（３）式で表され、ステータ巻線２０の電圧Ｖｏｕｔは以下の（４）式で表され、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎは以下の（５）式で表され、ステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔは以下の（６）式で表される。そして、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の総合銅損を表す評価関数ｆは、以下の（７）式で表される。（１）〜（７）式において、Ｉｉｎ＿ｄはロータ巻線３０のｄ軸電流、Ｉｉｎ＿ｑはロータ巻線３０のｑ軸電流、Ｉｏｕｔ＿ｄはステータ巻線２０のｄ軸電流、Ｉｏｕｔ＿ｑはステータ巻線２０のｑ軸電流、Φｉｎ＿ｄはロータ巻線３０のｄ軸鎖交磁束、Φｉｎ＿ｑはロータ巻線３０のｑ軸鎖交磁束、Φｏｕｔ＿ｄはステータ巻線２０のｄ軸鎖交磁束、Φｏｕｔ＿ｑはステータ巻線２０のｑ軸鎖交磁束、Ｒｉｎはロータ巻線３０の相抵抗、Ｒｏｕｔはステータ巻線２０の相抵抗、Ｐｉｎは入力側ロータ２８及び出力側ロータ１８による誘導電磁カップリング部の極数、Ｐｏｕｔはステータ１６及び出力側ロータ１８によるＰＭモータ部の極数、ωｉｎは入力側ロータ２８の回転角速度、ωｏｕｔは出力側ロータ１８の回転角速度である。
【００５５】
【数１】
0005901678.tif 000002
【００５６】
第１磁気干渉モデルにおいて、ロータ巻線３０のｄ軸鎖交磁束Φｉｎ＿ｄ（ｄ軸鎖交磁束に関わるモデル）は、Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（８）式で表すことが可能である。
【００５７】
【数２】
0005901678.tif 000003
【００５８】
（８）式の右辺の分子において、Ｃｄ２はｄ軸の磁気干渉の度合いを表す係数、ｆｍ’２は永久磁石３３の起磁力によるｄ軸起磁力である。（Ｉｉｎ＿ｄ−Ｃｄ２＊Ｉｏｕｔ＿ｄ−ｆｍ’２）は、Ｉｉｎ＿ｄとＩｏｕｔ＿ｄを設定比率１：Ｃｄ２で合成したｄ軸起磁力に関わるモデル式であり、Ｉｉｎ＿ｄによる起磁力とＩｏｕｔ＿ｄによる起磁力との磁気干渉を考慮した、入力側ロータ２８に作用するｄ軸の起磁力総和を表す。そして、Ｌｄは誘導電磁カップリング部のｄ軸インダクタンス（Ｉｉｎ＿ｄ＝Ｉｏｕｔ＿ｄ＝０）、Ｌｄｄは誘導電磁カップリング部のｄ軸インダクタンスのＩｏｕｔ＿ｄによる変化率を表し、（Ｌｄ＋Ｌｄｄ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｄ｜）は、誘導電磁カップリング部の無負荷時（Ｉｉｎ＿ｄ＝０）のｄ軸インダクタンスを表す。したがって、（８）式の右辺の分子は、ｄ軸の起磁力総和と誘導電磁カップリング部の無負荷時のｄ軸インダクタンスとの積に相当し、ｄ軸磁気回路に磁気飽和が発生しない場合において、Ｉｉｎ＿ｄによる磁束とＩｏｕｔ＿ｄによる磁束との磁気干渉を考慮したロータ巻線３０のｄ軸鎖交磁束を表す。
【００５９】
一方、（８）式の右辺の分母において、Ｃｄ１はｄ軸の磁気干渉の度合いを表す係数、ｆｍ’１は永久磁石３３の起磁力によるｄ軸起磁力、ｋｄｄは誘導電磁カップリング部固有の定数であり、｜Ｉｉｎ＿ｄ−Ｃｄ１＊Ｉｏｕｔ＿ｄ−ｆｍ’１｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍｄｄはｄ軸磁気回路の飽和係数、Ｍｄｄｄはｄ軸磁気回路の飽和係数のＩｏｕｔ＿ｄによる変化率を表し、（Ｍｄｄ＋Ｍｄｄｄ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｄ｜）は、Ｉｏｕｔ＿ｄによるｄ軸の磁気飽和度合いを表す係数に相当する。したがって、（Ｍｄｄ＋Ｍｄｄｄ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｄ｜）＊｜Ｉｉｎ＿ｄ−Ｃｄ１＊Ｉｏｕｔ＿ｄ−ｆｍ’１｜ｋｄｄは、ｄ軸起磁力に起因する磁気飽和によるｄ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｄ軸起磁力によるｄ軸の磁気飽和度に相当する。また、Ｃｑ１はｑ軸の磁気干渉の度合いを表す係数、ｋｄｑは誘導電磁カップリング部固有の定数であり、｜Ｉｉｎ＿ｑ＋Ｃｑ１＊Ｉｏｕｔ＿ｑ｜は、Ｉｉｎ＿ｑによる起磁力とＩｏｕｔ＿ｑによる起磁力との磁気干渉を考慮したｑ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍｄｑはｑ軸磁気回路の飽和係数、Ｍｄｑｄはｑ軸磁気回路の飽和係数のＩｏｕｔ＿ｄによる変化率を表し、（Ｍｄｑ＋Ｍｄｑｄ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｄ｜）は、Ｉｏｕｔ＿ｄによるｑ軸の磁気飽和度合いを表す係数に相当する。したがって、（Ｍｄｑ＋Ｍｄｑｄ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｄ｜）＊｜Ｉｉｎ＿ｑ＋Ｃｑ１＊Ｉｏｕｔ＿ｑ｜ｋｄｑは、ｑ軸起磁力に起因する磁気飽和によるｄ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｑ軸起磁力によるｄ軸の磁気飽和度に相当する。そして、（８）式の右辺の分母は、磁気飽和によるｄ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｄ軸及びｑ軸起磁力によるｄ軸の磁気飽和度に相当する。その結果、（８）式は、ｄ軸磁気回路に磁気飽和が発生する場合において、Ｉｉｎ＿ｄによる磁束とＩｏｕｔ＿ｄによる磁束との磁気干渉を考慮したロータ巻線３０のｄ軸鎖交磁束を表す。
【００６０】
なお、（８）式の右辺の分母におけるｆｍ’１は、ｑ軸電流起因の磁束によるｄ軸磁気回路の磁気飽和によってｄ軸起磁力が変化するため、ｑ軸電流Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（９）式で表すことが可能である。同様に、（８）式の右辺の分子におけるｆｍ’２も、ｑ軸電流Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（１０）式で表すことが可能である。（９）、（１０）式において、Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３は磁気干渉の度合いを表す係数であり、ｆｍ’１，ｆｍ’２は、ｑ軸の起磁力総和を表す（Ｉｉｎ＿ｑ＋Ｃｑ１＊Ｉｏｕｔ＿ｑ）の指数関数となる。
【００６１】
【数３】
0005901678.tif 000004
【００６２】
また、第１磁気干渉モデルにおいて、ロータ巻線３０のｑ軸鎖交磁束Φｉｎ＿ｑ（ｑ軸鎖交磁束に関わるモデル）は、Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（１１）式で表すことが可能である。
【００６３】
【数４】
0005901678.tif 000005
【００６４】
（１１）式の右辺の分子において、ｆｍ’３は、Ｉｏｕｔ＿ｑによる起磁力がＩｉｎ＿ｑによる起磁力に磁気干渉する度合いを表し、永久磁石３３の起磁力による影響を表す。（Ｉｉｎ＿ｑ−Ｉｏｕｔ＿ｑ＊ｆｍ’３）は、Ｉｉｎ＿ｑとＩｏｕｔ＿ｑを設定比率１：ｆｍ’３で合成したｑ軸起磁力に関わるモデル式であり、Ｉｉｎ＿ｑによる起磁力とＩｏｕｔ＿ｑによる起磁力との磁気干渉を考慮した、入力側ロータ２８に作用するｑ軸の起磁力総和を表す。そして、Ｌｑは誘導電磁カップリング部のｑ軸インダクタンス（Ｉｉｎ＿ｑ＝Ｉｏｕｔ＿ｑ＝０）、Ｌｑｑは誘導電磁カップリング部のｑ軸インダクタンスのＩｏｕｔ＿ｑによる変化率を表し、（Ｌｑ＋Ｌｑｑ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ｜）は、誘導電磁カップリング部の無負荷時（Ｉｉｎ＿ｑ＝０）のｑ軸インダクタンスを表す。したがって、（１１）式の右辺の分子は、ｑ軸の起磁力総和と誘導電磁カップリング部の無負荷時のｑ軸インダクタンスとの積に相当し、ｑ軸磁気回路に磁気飽和が発生しない場合において、Ｉｉｎ＿ｑによる磁束とＩｏｕｔ＿ｑによる磁束との磁気干渉を考慮したロータ巻線３０のｑ軸鎖交磁束を表す。
【００６５】
一方、（１１）式の右辺の分母において、Ｃｄ３はｄ軸の磁気干渉の度合いを表す係数、ｆ０は永久磁石３３の起磁力によるｄ軸起磁力、ｋｑｄは誘導電磁カップリング部固有の定数であり、｜Ｉｉｎ＿ｄ＋Ｃｄ３＊Ｉｏｕｔ＿ｄ−ｆ０｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍｑｄはｄ軸磁気回路の飽和係数、Ｍｑｄｑはｄ軸磁気回路の飽和係数のＩｏｕｔ＿ｑによる変化率を表し、（Ｍｑｄ＋Ｍｑｄｑ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ｜）は、Ｉｏｕｔ＿ｑによるｄ軸の磁気飽和度合いを表す係数に相当する。したがって、（Ｍｑｄ＋Ｍｑｄｑ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ｜）＊｜Ｉｉｎ＿ｄ＋Ｃｄ３＊Ｉｏｕｔ＿ｄ−ｆ０｜ｋｑｄは、ｄ軸起磁力に起因する磁気飽和によるｑ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｄ軸起磁力によるｑ軸の磁気飽和度に相当する。また、Ｃｑ３，Ｃｑ３０はｑ軸の磁気干渉の度合いを表す係数、ｋｑｑは誘導電磁カップリング部固有の定数であり、｜Ｉｉｎ＿ｑ＋（Ｃｑ３０＋Ｃｑ３＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ｜）＊Ｉｏｕｔ＿ｑ｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍｑｑはｑ軸磁気回路の飽和係数、Ｍｑｑｑはｑ軸磁気回路の飽和係数のＩｏｕｔ＿ｑによる変化率を表し、（Ｍｑｑ＋Ｍｑｑｑ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ｜）は、Ｉｏｕｔ＿ｑによるｑ軸の磁気飽和度合いを表す係数に相当する。したがって、（Ｍｑｑ＋Ｍｑｑｑ＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ｜）＊｜Ｉｉｎ＿ｑ＋（Ｃｑ３０＋Ｃｑ３＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ｜）＊Ｉｏｕｔ＿ｑ｜ｋｑｑは、ｑ軸起磁力に起因する磁気飽和によるｑ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｑ軸起磁力によるｑ軸の磁気飽和度に相当する。そして、（１１）式の右辺の分母は、磁気飽和によるｑ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｄ軸及びｑ軸起磁力によるｑ軸の磁気飽和度に相当する。その結果、（１１）式は、ｑ軸磁気回路に磁気飽和が発生する場合において、Ｉｉｎ＿ｑによる磁束とＩｏｕｔ＿ｑによる磁束との磁気干渉を考慮したロータ巻線３０のｑ軸鎖交磁束を表す。
【００６６】
なお、（１１）式の右辺の分母におけるｆ０は、ｑ軸電流起因の磁束によるｄ軸磁気回路の磁気飽和によってｄ軸起磁力が変化するため、ｑ軸電流Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（１２）式で表すことが可能である。（１２）式において、Ｃo１０，Ｃo１，Ｃo２０，Ｃo２，Ｃo３０，Ｃo３，Ｃｑ４０，Ｃｑ４は磁気干渉の度合いを表す係数である。一方、（１１）式の右辺の分子におけるｆｍ’３は、ｄ軸電流起因の磁束によるｑ軸磁気回路の磁気飽和によってｑ軸起磁力が変化するため、ｄ軸電流Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｄの関数である以下の（１３）式で表すことが可能である。（１３）式において、Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３，Ｃ３４，Ｃｄ４は磁気干渉の度合いを表す係数である。
【００６７】
【数５】
0005901678.tif 000006
【００６８】
同様に、第２磁気干渉モデルにおいて、ステータ巻線２０のｄ軸鎖交磁束Φｏｕｔ＿ｄ（ｄ軸鎖交磁束に関わるモデル）は、Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（１４）式で表すことが可能である。
【００６９】
【数６】
0005901678.tif 000007
【００７０】
（１４）式の右辺の分子において、（Ｉｏｕｔ＿ｄ−Ｃｄ２＊Ｉｉｎ＿ｄ−ｆｍ’２）は、Ｉｏｕｔ＿ｄとＩｉｎ＿ｄを設定比率１：Ｃｄ２で合成したｄ軸起磁力に関わるモデル式であり、Ｉｏｕｔ＿ｄによる起磁力とＩｉｎ＿ｄによる起磁力との磁気干渉を考慮した、ステータ１６に作用するｄ軸の起磁力総和を表す。そして、ＬｄはＰＭモータ部のｄ軸インダクタンス（Ｉｏｕｔ＿ｄ＝Ｉｉｎ＿ｄ＝０）、ＬｄｄはＰＭモータ部のｄ軸インダクタンスのＩｉｎ＿ｄによる変化率を表し、（Ｌｄ＋Ｌｄｄ＊｜Ｉｉｎ＿ｄ｜）は、ＰＭモータ部の無負荷時（Ｉｏｕｔ＿ｄ＝０）のｄ軸インダクタンスを表す。したがって、（１４）式の右辺の分子は、ｄ軸磁気回路に磁気飽和が発生しない場合において、Ｉｏｕｔ＿ｄによる磁束とＩｉｎ＿ｄによる磁束との磁気干渉を考慮したステータ巻線２０のｄ軸鎖交磁束を表す。
【００７１】
一方、（１４）式の右辺の分母において、ｋｄｄはＰＭモータ部固有の定数であり、｜Ｉｏｕｔ＿ｄ−Ｃｄ１＊Ｉｉｎ＿ｄ−ｆｍ’１｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍｄｄはｄ軸磁気回路の飽和係数、Ｍｄｄｄはｄ軸磁気回路の飽和係数のＩｉｎ＿ｄによる変化率を表し、（Ｍｄｄ＋Ｍｄｄｄ＊｜Ｉｉｎ＿ｄ｜）は、Ｉｉｎ＿ｄによるｄ軸の磁気飽和度合いを表す係数に相当する。したがって、（Ｍｄｄ＋Ｍｄｄｄ＊｜Ｉｉｎ＿ｄ｜）＊｜Ｉｏｕｔ＿ｄ−Ｃｄ１＊Ｉｉｎ＿ｄ−ｆｍ’１｜ｋｄｄは、ｄ軸起磁力に起因する磁気飽和によるｄ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｄ軸起磁力によるｄ軸の磁気飽和度に相当する。また、ｋｄｑはＰＭモータ部固有の定数であり、｜Ｉｏｕｔ＿ｑ＋Ｃｑ１＊Ｉｉｎ＿ｑ｜は、Ｉｏｕｔ＿ｑによる起磁力とＩｉｎ＿ｑによる起磁力との磁気干渉を考慮したｑ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍｄｑはｑ軸磁気回路の飽和係数、Ｍｄｑｄはｑ軸磁気回路の飽和係数のＩｉｎ＿ｄによる変化率を表し、（Ｍｄｑ＋Ｍｄｑｄ＊｜Ｉｉｎ＿ｄ｜）は、Ｉｉｎ＿ｄによるｑ軸の磁気飽和度合いを表す係数に相当する。したがって、（Ｍｄｑ＋Ｍｄｑｄ＊｜Ｉｉｎ＿ｄ｜）＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ＋Ｃｑ１＊Ｉｉｎ＿ｑ｜ｋｄｑは、ｑ軸起磁力に起因する磁気飽和によるｄ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｑ軸起磁力によるｄ軸の磁気飽和度に相当する。そして、（１４）式の右辺の分母は、磁気飽和によるｄ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｄ軸及びｑ軸起磁力によるｄ軸の磁気飽和度に相当する。その結果、（１４）式は、ｄ軸磁気回路に磁気飽和が発生する場合において、Ｉｏｕｔ＿ｄによる磁束とＩｉｎ＿ｄによる磁束との磁気干渉を考慮したステータ巻線２０のｄ軸鎖交磁束を表す。
【００７２】
なお、（１４）式の右辺の分母におけるｆｍ’１は、ｑ軸電流起因の磁束によるｄ軸磁気回路の磁気飽和によってｄ軸起磁力が変化するため、ｑ軸電流Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（１５）式で表すことが可能である。同様に、（１４）式の右辺の分子におけるｆｍ’２も、ｑ軸電流Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（１６）式で表すことが可能である。（１５）、（１６）式において、ｆｍ’１，ｆｍ’２は、ｑ軸の起磁力総和を表す（Ｉｏｕｔ＿ｑ＋Ｃｑ１＊Ｉｉｎ＿ｑ）の関数となる。
【００７３】
【数７】
0005901678.tif 000008
【００７４】
同様に、第２磁気干渉モデルにおいて、ステータ巻線２０のｑ軸鎖交磁束Φｏｕｔ＿ｑ（ｑ軸鎖交磁束に関わるモデル）は、Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（１７）式で表すことが可能である。
【００７５】
【数８】
0005901678.tif 000009
【００７６】
（１７）式の右辺の分子において、ｆｍ’３は、Ｉｉｎ＿ｑによる起磁力がＩｏｕｔ＿ｑによる起磁力に磁気干渉する度合いを表し、永久磁石３３の起磁力による影響を表す。（Ｉｏｕｔ＿ｑ−Ｉｉｎ＿ｑ＊ｆｍ’３）は、Ｉｏｕｔ＿ｑとＩｉｎ＿ｑを設定比率１：ｆｍ’３で合成したｑ軸起磁力に関わるモデル式であり、Ｉｏｕｔ＿ｑによる起磁力とＩｉｎ＿ｑによる起磁力との磁気干渉を考慮した、ステータ１６に作用するｑ軸の起磁力総和を表す。そして、ＬｑはＰＭモータ部のｑ軸インダクタンス（Ｉｏｕｔ＿ｑ＝Ｉｉｎ＿ｑ＝０）、ＬｑｑはＰＭモータ部のｑ軸インダクタンスのＩｉｎ＿ｑによる変化率を表し、（Ｌｑ＋Ｌｑｑ＊｜Ｉｉｎ＿ｑ｜）は、ＰＭモータ部の無負荷時（Ｉｏｕｔ＿ｑ＝０）のｑ軸インダクタンスを表す。したがって、（１７）式の右辺の分子は、ｑ軸磁気回路に磁気飽和が発生しない場合において、Ｉｏｕｔ＿ｑによる磁束とＩｉｎ＿ｑによる磁束との磁気干渉を考慮したステータ巻線２０のｑ軸鎖交磁束を表す。
【００７７】
一方、（１７）式の右辺の分母において、ｋｑｄはＰＭモータ部固有の定数であり、｜Ｉｏｕｔ＿ｄ＋Ｃｄ３＊Ｉｉｎ＿ｄ−ｆ０｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍｑｄはｄ軸磁気回路の飽和係数、Ｍｑｄｑはｄ軸磁気回路の飽和係数のＩｉｎ＿ｑによる変化率を表し、（Ｍｑｄ＋Ｍｑｄｑ＊｜Ｉｉｎ＿ｑ｜）は、Ｉｉｎ＿ｑによるｄ軸の磁気飽和度合いを表す係数に相当する。したがって、（Ｍｑｄ＋Ｍｑｄｑ＊｜Ｉｉｎ＿ｑ｜）＊｜Ｉｏｕｔ＿ｄ＋Ｃｄ３＊Ｉｉｎ＿ｄ−ｆ０｜ｋｑｄは、ｄ軸起磁力に起因する磁気飽和によるｑ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｄ軸起磁力によるｑ軸の磁気飽和度に相当する。また、ｋｑｑはＰＭモータ部固有の定数であり、｜Ｉｏｕｔ＿ｑ＋（Ｃｑ３０＋Ｃｑ３＊｜Ｉｉｎ＿ｑ｜）＊Ｉｉｎ＿ｑ｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍｑｑはｑ軸磁気回路の飽和係数、Ｍｑｑｑはｑ軸磁気回路の飽和係数のＩｉｎ＿ｑによる変化率を表し、（Ｍｑｑ＋Ｍｑｑｑ＊｜Ｉｉｎ＿ｑ｜）は、Ｉｉｎ＿ｑによるｑ軸の磁気飽和度合いを表す係数に相当する。したがって、（Ｍｑｑ＋Ｍｑｑｑ＊｜Ｉｉｎ＿ｑ｜）＊｜Ｉｏｕｔ＿ｑ＋（Ｃｑ３０＋Ｃｑ３＊｜Ｉｉｎ＿ｑ｜）＊Ｉｉｎ＿ｑ｜ｋｑｑは、ｑ軸起磁力に起因する磁気飽和によるｑ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｑ軸起磁力によるｑ軸の磁気飽和度に相当する。そして、（１７）式の右辺の分母は、磁気飽和によるｑ軸鎖交磁束変化の度合いを表すモデル式であり、ｄ軸及びｑ軸起磁力によるｑ軸の磁気飽和度に相当する。その結果、（１７）式は、ｑ軸磁気回路に磁気飽和が発生する場合において、Ｉｏｕｔ＿ｑによる磁束とＩｉｎ＿ｑによる磁束との磁気干渉を考慮したステータ巻線２０のｑ軸鎖交磁束を表す。
【００７８】
なお、（１７）式の右辺の分母におけるｆ０は、ｑ軸電流起因の磁束によるｄ軸磁気回路の磁気飽和によってｄ軸起磁力が変化するため、ｑ軸電流Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である以下の（１８）式で表すことが可能である。一方、（１７）式の右辺の分子におけるｆｍ’３は、ｄ軸電流起因の磁束によるｑ軸磁気回路の磁気飽和によってｑ軸起磁力が変化するため、ｄ軸電流Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｄの関数である以下の（１９）式で表すことが可能である。
【００７９】
【数９】
0005901678.tif 000010
【００８０】
情報処理装置７０により実行される処理の一例を図１１のフローチャートに示す。ステップＳ１０１では、トルク指令値（Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆ）の組み合わせが設定される。ステップＳ１０２では、制約条件としてトルクＴｉｎがトルク指令値Ｔｉｎ＿ｒｅｆに等しく（Ｔｉｎ＝Ｔｉｎ＿ｒｅｆ）、且つトルクＴｏｕｔがトルク指令値Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆに等しい（Ｔｏｕｔ＝Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆ）条件が電流指令値演算部１７４で設定される。Ｔｉｎは（８）式のΦｉｎ＿ｄ及び（１１）式のΦｉｎ＿ｑ（第１磁気干渉モデル）を（１）式に代入することで得られ、Ｔｏｕｔは（１４）式のΦｏｕｔ＿ｄ及び（１７）式のΦｏｕｔ＿ｑ（第２磁気干渉モデル）を（２）式に代入することで得られ、Ｔｉｎ，ＴｏｕｔはＩ＝（Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑ）の関数となる。
【００８１】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で設定された制約条件の範囲内で、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の総合銅損を表す評価関数ｆを最小にする電流（Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑ）の組み合わせが電流指令値演算部１７４で演算される。評価関数ｆは、Ｉ＝（Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑ）の関数である（７）式で表され、制約条件を満たす範囲内でＩｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑの値を変化させながら、評価関数ｆの値を算出する処理を繰り返すことで、評価関数ｆを最小にする電流（Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑ）の組み合わせを探索する。その際に、評価関数ｆを最小化する電流を探索するアルゴリズムについては、公知技術を利用可能であるため詳細な説明を省略する。例えばＴｉｎ＝Ｔｉｎ＿ｒｅｆ＝０、且つＴｏｕｔ＝Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆ＝９０Ｎｍの制約条件において、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎに対する評価関数ｆの関係を図１２に示す。図１２においても、横軸のＩｉｎについては、Ｉｉｎ＝０でＴｏｕｔ＝９０Ｎｍを発生するＩｏｕｔ（磁気干渉を利用しない電流値）で割って正規化している。図１２に示すように、磁気干渉を利用することで、磁気干渉を利用しないＩｉｎ＝０の場合と比較して、評価関数ｆが小さくなるＩｉｎの値が存在することがわかり、図１２の例では、Ｉｉｎ＝０．３４の場合に評価関数ｆが最小となる。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で演算された電流（Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑ）の組み合わせが電流指令値（Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ）の組み合わせとして電流指令値演算部１７４で決定される。
【００８２】
なお、電流指令値演算部１７４で決定される電流指令値Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆとしては、必ずしも評価関数ｆが最小になる電流Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑとする必要はない。例えば、評価関数ｆが最小になる電流Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑに対し若干大きい（あるいは若干小さい）値を電流指令値Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆとして設定することも可能である。
【００８３】
情報処理装置７０（電流指令値演算部１７４）で演算された電流指令値（Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ）の組み合わせは、トルク指令値（Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆ）の組み合わせと対応付けて、トルク−電流特性として電子制御ユニット５０のトルク−電流特性記憶部１３７に記憶される。つまり、トルク−電流特性記憶部１３７には、評価関数ｆを最小化（あるいはほぼ最小化）するトルク−電流特性が記憶される。そして、電子制御ユニット５０のロータ巻線電流制御部１４０及びステータ巻線電流制御部１６０では、情報処理装置７０（電流指令値演算部１７４）で演算された、トルク指令値Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆに対するロータ巻線３０の電流指令値Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ及びステータ巻線２０の電流指令値Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆの関係を基に、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔがそれぞれ制御される。これによって、トルクＴｉｎ，Ｔｏｕｔがトルク指令値Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆにそれぞれ追従するとともに、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の総合銅損が最小（あるいはほぼ最小）になるように、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔが制御される。
【００８４】
前述のように、回転電機１０においては、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎによる磁束とステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔによる磁束との磁気干渉を利用することで、トルクＴｉｎ，Ｔｏｕｔをトルク指令値Ｔｉｎ＿ｒｅｆ，Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆにそれぞれ一致させるための電流（Ｉｉｎ，Ｉｏｕｔ）の組み合わせは無数に存在する。これに対して本実施形態では、無数の組み合わせの中から、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の総合銅損を最小化（あるいはほぼ最小化）する電流指令値（Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ）の組み合わせを第１及び第２磁気干渉モデルを利用して選択することができる。この電流指令値Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆを基にロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔを制御することで、磁気干渉を利用しない場合と比較して、回転電機１０の力率を向上させることができ、回転電機１０の銅損による損失を低減することができる。
【００８５】
なお、本実施形態では、電子制御ユニット５０が情報処理装置７０を兼ねることも可能であり、図１１のフローチャートの処理を電子制御ユニット５０により実行することも可能である。図１３の機能ブロック図では、電流指令値設定部１３６が電流指令値演算部１７４を兼ね、モデル記憶部１７２に記憶された第１及び第２磁気干渉モデルを用いて評価関数ｆを最小化（あるいはほぼ最小化）する電流指令値（Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ）の組み合わせを演算する。そして、ロータ巻線電流制御部１４０及びステータ巻線電流制御部１６０では、電流指令値設定部１３６で演算されたロータ巻線３０の電流指令値Ｉｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ及びステータ巻線２０の電流指令値Ｉｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ，Ｉｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆを基に、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔがそれぞれ制御される。その場合は、トルク−電流特性記憶部１３７を省略することが可能となる。
【００８６】
また、図１１のフローチャートのステップＳ１０２で設定される制約条件としては、Ｔｉｎ＝Ｔｉｎ＿ｒｅｆ、且つＴｏｕｔ＝Ｔｏｕｔ＿ｒｅｆの他に、ロータ巻線３０の電圧Ｖｉｎが制限値（第１制限値）Ｖｉｎ＿ｌｉｍｉｔ以下で（Ｖｉｎ≦Ｖｉｎ＿ｌｉｍｉｔ）、且つステータ巻線２０の電圧（第２制限値）Ｖｏｕｔが制限値Ｖｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ以下である（Ｖｏｕｔ≦Ｖｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ）条件を追加することも可能である。Ｖｉｎは、（８）式のΦｉｎ＿ｄ及び（１１）式のΦｉｎ＿ｑ（第１磁気干渉モデル）を（３）式に代入することで得られ、Ｉ＝（Ｉｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑ，Ｉｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑ）及びωｉｎ，ωｏｕｔの関数となり、Ｖｏｕｔは、（１４）式のΦｏｕｔ＿ｄ及び（１７）式のΦｏｕｔ＿ｑ（第２磁気干渉モデル）を（２）式に代入することで得られ、Ｉ及びωｏｕｔの関数となる。ωｉｎ，ωｏｕｔについては、回転角速度センサによる検出値をそれぞれ用い、制限値Ｖｉｎ＿ｌｉｍｉｔ，Ｖｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔについては、例えば蓄電装置４２の電圧より小さい値に設定される。Ｖｉｎ≦Ｖｉｎ＿ｌｉｍｉｔ、且つＶｏｕｔ≦Ｖｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔの制約条件を追加することで、ロータ巻線３０の逆起電圧及びステータ巻線２０の逆起電圧を抑制しつつ、回転電機１０の銅損による損失を低減することができる。
【００８７】
また、制約条件として、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎが制限値（第３制限値）Ｉｉｎ＿ｌｉｍｉｔ以下で（Ｉｉｎ≦Ｉｉｎ＿ｌｉｍｉｔ）、且つステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔが制限値（第４制限値）Ｉｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ以下である（Ｉｏｕｔ≦Ｉｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ）条件を追加することも可能である。ＩｉｎはＩｉｎ＿ｄ，Ｉｉｎ＿ｑの関数である（５）式で表され、ＩｏｕｔはＩｏｕｔ＿ｄ，Ｉｏｕｔ＿ｑの関数である（６）式で表される。制限値Ｉｉｎ＿ｌｉｍｉｔについては、例えばインバータ４１の容量より小さい値に設定され、制限値Ｉｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔについては、例えばインバータ４０の容量より小さい値に設定される。Ｉｉｎ≦Ｉｉｎ＿ｌｉｍｉｔ、且つＩｏｕｔ≦Ｉｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔの制約条件を追加することで、ロータ巻線３０の電流Ｉｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉｏｕｔを抑制しつつ、回転電機１０の銅損による損失を低減することができる。
【００８８】
また、制約条件として、Ｖｉｎ≦Ｖｉｎ＿ｌｉｍｉｔ、且つＩｉｎ≦Ｉｉｎ＿ｌｉｍｉｔの条件を追加することも可能であり、これによって、ロータ巻線３０の逆起電圧及び電流Ｉｉｎを抑制しつつ、回転電機１０の銅損による損失を低減することができる。また、制約条件として、Ｖｏｕｔ≦Ｖｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ、且つＩｏｕｔ≦Ｉｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔの条件を追加することも可能であり、これによって、ステータ巻線２０の逆起電圧及び電流Ｉｏｕｔを抑制しつつ、回転電機１０の銅損による損失を低減することができる。
【００８９】
また、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の総合銅損を表す（７）式の評価関数ｆにおいて、ロータ巻線３０の温度τｉｎ及びステータ巻線２０の温度τｏｕｔに応じてロータ巻線３０の相抵抗Ｒｉｎ及びステータ巻線２０の相抵抗Ｒｏｕｔをそれぞれ変化させることも可能である。その場合は、図１３に示すように、ロータ巻線３０の温度τｉｎを検出するロータ巻線温度センサ８１と、ステータ巻線２０の温度τｏｕｔを検出するステータ巻線温度センサ８２を回転電機１０に設ける。電流指令値設定部１３６では、ロータ巻線温度センサ８１で検出されたロータ巻線３０の温度τｉｎからロータ巻線３０の相抵抗Ｒｉｎを設定し、ステータ巻線温度センサ８２で検出されたステータ巻線２０の温度τｏｕｔからステータ巻線２０の相抵抗Ｒｏｕｔを設定する。そして、温度τｉｎ，τｏｕｔから設定された相抵抗Ｒｉｎ，Ｒｏｕｔを用いて評価関数ｆの値を算出する。この構成例によれば、ロータ巻線３０の温度τｉｎ及びステータ巻線２０の温度τｏｕｔに応じて変化する回転電機１０の銅損をより精度よく最小化することが可能となる。
【００９０】
なお、第１及び第２磁気干渉モデルについては、上記に説明したものに限られるものではなく、様々な変形や簡素化が可能である。例えば（８）式の右辺の分母において、ｋｄｄ＝１、ｋｄｑ＝１に簡素化し、（１１）式の右辺の分母において、ｋｑｄ＝１、ｋｑｑ＝１に簡素化することも可能である。同様に、（１４）式の右辺の分母において、ｋｄｄ＝１、ｋｄｑ＝１に簡素化し、（１７）式の右辺の分母において、ｋｑｄ＝１、ｋｑｑ＝１に簡素化することも可能である。
【００９１】
また、（９）、（１０）、（１２）、（１３）式においては、指数関数部分を多項式に近似することも可能である。あるいは、永久磁石３３の起磁力によるｄ軸起磁力が一定であるものとしてｆｍ’１，ｆｍ’２，ｆ０を定数に簡素化することも可能であり、Ｉｏｕｔ＿ｑによる起磁力がＩｉｎ＿ｑによる起磁力に磁気干渉する度合いが一定であるものとしてｆｍ’３を定数に簡素化することも可能である。
【００９２】
また、図５〜８から、Ｉｉｎ＿ｑによる起磁力とＩｏｕｔ＿ｑによる起磁力のｑ軸での磁気干渉度合いが、Ｉｉｎ＿ｄによる起磁力とＩｏｕｔ＿ｄによる起磁力のｄ軸での磁気干渉度合いに比べて十分小さいものとして、（８）式の右辺の分母においてＣｑ１＝０、（１１）式の右辺の分母においてＣｑ３＝Ｃｑ３０＝０、（１１）式の右辺の分子においてｆｍ’３＝０に簡素化することも可能である。同様に、（１４）式の右辺の分母においてＣｑ１＝０、（１７）式の右辺の分母においてＣｑ３＝Ｃｑ３０＝０、（１７）式の右辺の分子においてｆｍ’３＝０に簡素化することも可能である。
【００９３】
また、（８）式の右辺の分子において、誘導電磁カップリング部のｄ軸インダクタンスが一定であるものとしてＬｄｄ＝０に簡素化することも可能であり、（１１）式の右辺の分子において、誘導電磁カップリング部のｑ軸インダクタンスが一定であるものとしてＬｑｑ＝０に簡素化することも可能である。同様に、（１４）式の右辺の分子において、ＰＭモータ部のｄ軸インダクタンスが一定であるものとしてＬｄｄ＝０に簡素化することも可能であり、（１７）式の右辺の分子において、ＰＭモータ部のｑ軸インダクタンスが一定であるものとしてＬｑｑ＝０に簡素化することも可能である。
【００９４】
また、（８）式の右辺の分母において、ｄ軸磁気回路の飽和係数が一定であるものとしてＭｄｄｄ＝０に簡素化することも可能であり、ｑ軸磁気回路の飽和係数が一定であるものとしてＭｄｑｄ＝０に簡素化することも可能である。（１１）式の右辺の分母においても、ｄ軸磁気回路の飽和係数が一定であるものとしてＭｑｄｑ＝０に簡素化することも可能であり、ｑ軸磁気回路の飽和係数が一定であるものとしてＭｑｑｑ＝０に簡素化することも可能である。同様に、（１４）式の右辺の分母において、ｄ軸磁気回路の飽和係数が一定であるものとしてＭｄｄｄ＝０に簡素化することも可能であり、ｑ軸磁気回路の飽和係数が一定であるものとしてＭｄｑｄ＝０に簡素化することも可能である。（１７）式の右辺の分母においても、ｄ軸磁気回路の飽和係数が一定であるものとしてＭｑｄｑ＝０に簡素化することも可能であり、ｑ軸磁気回路の飽和係数が一定であるものとしてＭｑｑｑ＝０に簡素化することも可能である。
【００９５】
さらに、（８）式の右辺の分母において、ｑ軸起磁力によるｄ軸の磁気飽和への影響がｄ軸起磁力に比べて十分小さいものとしてＭｄｑ＝Ｍｄｑｄ＝０に簡素化することも可能であり、（１１）式の右辺の分母において、ｄ軸起磁力によるｑ軸の磁気飽和への影響がｑ軸起磁力に比べて十分小さいものとしてＭｑｄ＝Ｍｑｄｑ＝０に簡素化することも可能である。同様に、（１４）式の右辺の分母において、ｑ軸起磁力によるｄ軸の磁気飽和への影響がｄ軸起磁力に比べて十分小さいものとしてＭｄｑ＝Ｍｄｑｄ＝０に簡素化することも可能であり、（１７）式の右辺の分母において、ｄ軸起磁力によるｑ軸の磁気飽和への影響がｑ軸起磁力に比べて十分小さいものとしてＭｑｄ＝Ｍｑｄｑ＝０に簡素化することも可能である。
【００９６】
さらに、ｄ軸の磁気飽和を考慮せずに（８）式の右辺の分母を１（Ｍｄｄ＝Ｍｄｄｄ＝Ｍｄｑ＝Ｍｄｑｄ＝０）に簡素化することも可能であり、ｑ軸の磁気飽和を考慮せずに（１１）式の右辺の分母を１（Ｍｑｄ＝Ｍｑｄｑ＝Ｍｑｑ＝Ｍｑｑｑ＝０）に簡素化することも可能である。同様に、ｄ軸の磁気飽和を考慮せずに（１４）式の右辺の分母を１に簡素化することも可能であり、ｑ軸の磁気飽和を考慮せずに（１７）式の右辺の分母を１に簡素化することも可能である。
【００９７】
さらに、第１及び第２磁気干渉モデルについては、上記に説明した数式モデルに限られるものではなく、磁場解析により得ることの可能な各電流に対する各鎖交磁束のマップや、分母、分子が各電流に対する任意の次数の多項式で表される有理関数モデルであってもよい。
【００９８】
また、回転電機１０についても、ロータ巻線３０の電流によりステータ巻線２０の鎖交磁束を調整可能で、ステータ巻線２０の電流によりロータ巻線３０の鎖交磁束を調整可能であれば、上記に説明した構成をはじめ、特許文献３の図６の構造等、磁石配置構造に限られるものではない。例えばロータ周方向に隣接する軟磁性材５３間に配置された永久磁石３３については、図１４に示すように、磁極面の径方向に対する傾斜角度が９０°になる状態で配置することも可能である。図１４には、図４と同様に、永久磁石３３による界磁磁束の流れも示してある。また、永久磁石３３の磁極面を径方向に沿って配置することも可能である。
【００９９】
また、例えば図１５〜１８に示すように、出力側ロータ１８が入力側ロータ２８及びステータ１６とロータ回転軸に対向するアキシャル型の回転電機１０とすることも可能である。図１５はアキシャル型の回転電機１０の構成例を示し、図１６はステータ１６の構成例を示し、図１７は入力側ロータ２８の構成例を示し、図１８は出力側ロータ１８の構成例を示す。ロータ周方向に等間隔で分割配置された複数の軟磁性材５３の各々は、入力側ロータ２８（ティース５２ａ）と所定の空隙を空けて対向する下面（第１面）６１と、ステータ１６（ティース５１ａ）と所定の空隙を空けて対向する上面（第２面）６２と、隣接する一方の永久磁石３３の磁極面に面する（接触する）側面（第３面）６３と、隣接する他方の永久磁石３３の磁極面に面する（接触する）側面（第４面）６４と、を有する。図１８に示す例では、各永久磁石３３の磁極面が径方向に沿って配置されている。
【０１００】
また、出力側ロータ１８においては、例えば図１９に示すように、永久磁石３３に代えて非磁性体３５を設けることも可能である。図１９に示す構成例において、複数の軟磁性材５３は、ロータ周方向に互いに間隔をおいて（等間隔で）分割配置されている。複数（軟磁性材５３と同数）の非磁性体３５は、ロータ周方向に互いに間隔をおいて（等間隔で）配置され、その各々がロータ周方向に隣接する軟磁性材５３間に配置されている。ロータ周方向に隣接する非磁性体３５間に配置された軟磁性材５３の各々は、入力側ロータ２８（ティース５２ａ）と所定の空隙を空けて対向する内周面（第１面）６１と、ステータ１６（ティース５１ａ）と所定の空隙を空けて対向する外周面（第２面）６２と、隣接する一方の非磁性体３５に面する（接触する）側面（第３面）６３と、隣接する他方の非磁性体３５に面する（接触する）側面（第４面）６４と、を有し、内周面６１と外周面６２間で磁束を通す。なお、非磁性体３５に代えて空隙を設けることも可能である。また、ロータ周方向に隣接する軟磁性材５３同士がブリッジで繋がっていてもよい。
【０１０１】
図１９に示すように、ロータ巻線３０のｄ軸電流によるｄ軸磁束は、軟磁性材５３の内周面６１と外周面６２間を流れてステータ１６に作用することで、ステータ巻線２０への鎖交磁束に影響を与える。そのため、ロータ巻線３０のｄ軸電流によるｄ軸磁束は、ステータ１６にとっては、非磁性体３５の位置に永久磁石３３が設けられている場合の界磁磁束と同様に振る舞う。したがって、ロータ巻線３０の電流によりステータ巻線２０の鎖交磁束を調整することができる。同様に、ステータ巻線２０のｄ軸電流によるｄ軸磁束は、軟磁性材５３の外周面６２と内周面６１間を流れて入力側ロータ２８に作用することで、ロータ巻線３０への鎖交磁束に影響を与える。そのため、ステータ巻線２０のｄ軸電流によるｄ軸磁束は、入力側ロータ２８にとっては、非磁性体３５の位置に永久磁石３３が設けられている場合の界磁磁束と同様に振る舞う。したがって、ステータ巻線２０の電流によりロータ巻線３０の鎖交磁束を調整することができる。
【０１０２】
なお、永久磁石３３に代えて非磁性体３５または空隙を設けた場合の第１及び第２磁気干渉モデルについては、上記の説明においてｆｍ’１＝ｆｍ’２＝ｆ０＝０としたものを考えればよい。
【０１０３】
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。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  回転電機、１６  ステータ（固定子）、１８  出力側ロータ（第２ロータ、第２回転子）、２０  ステータ巻線（固定子巻線）、２８  入力側ロータ（第１ロータ、第１回転子）、３０  ロータ巻線（回転子巻線）、３３  永久磁石、３５  非磁性体、３６  エンジン、３７  駆動軸、３８  車輪、４０，４１  インバータ、４２  蓄電装置、４４  変速機、５０  電子制御ユニット、５１  ステータコア、５２  ロータコア、５３  軟磁性材、５４  空隙、６１  内周面（第１面）、６２  外周面（第２面）、６３，６４  側面（第３面、第４面）、７０  情報処理装置、８１  ロータ巻線温度センサ、８２  ステータ巻線温度センサ、９５  スリップリング、９６  ブラシ、１３５  カップリングトルク指令値演算部、１３６  電流指令値設定部、１３７  トルク−電流特性記憶部、１４０  ロータ巻線電流制御部、１５５  ＭＧトルク指令値演算部、１６０  ステータ巻線電流制御部、１７２  モデル記憶部、１７４  電流指令値演算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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