(57)【要約】【課題】処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないこと。【解決手段】電気的特性部と機械的特性部を有するモデルを用いてシミュレーションするシミュレータ装置２０であって、統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、機械シミュレーション部２０６１は、統合電気シミュレーション部２０５によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションする。【選択図】        図１
2006014393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的特性部と機械的特性部を有するモデルを用いてシミュレーションするシミュレータ装置であって、
複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションする統合電気シミュレーション手段と、
前記統合電気シミュレーション手段によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数の前記モデルの機械的特性部をシミュレーションする機械シミュレーション手段と、
を備えたことを特徴とするシミュレータ装置。
【請求項２】
前記統合電気シミュレーション手段は、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路で構成し、シミュレーションすることを特徴とする請求項１に記載のシミュレータ装置。
【請求項３】
前記統合電気シミュレーション手段は、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をソフトウエアで構成し、シミュレーションすることを特徴とする請求項１に記載のシミュレータ装置。
【請求項４】
前記統合電気シミュレーション手段は、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部を前記プログラム内蔵半導体集積回路および／または前記ソフトウエアによって並列に構成し、シミュレーションすることを特徴とする請求項１、２または３に記載のシミュレータ装置。
【請求項５】
前記電気的特性部の演算を並列に処理する並列処理手段をさらに備え、
前記統合電気シミュレーション手段は、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部を前記プログラム内蔵半導体集積回路および／または前記ソフトウエアによって並列に構成すると共に、前記並列処理手段により前記電気的特性部の演算を並列に処理し、シミュレーションすることを特徴とする請求項４に記載のシミュレータ装置。
【請求項６】
電気的特性部と機械的特性部を有するモデルを用いてシミュレーションするシミュレーション方法であって、
複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションする統合電気シミュレーション工程と、
前記統合電気シミュレーション工程によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数の前記モデルの機械的特性部をシミュレーションする機械シミュレーション工程と、
を含んだことを特徴とするシミュレーション方法。
【請求項７】
電気的特性部と機械的特性部を有する複数のモデルを用いてシミュレーションするシミュレーションプログラムであって、
複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションする統合電気シミュレーション手順と、
前記統合電気シミュレーション手順によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数の前記モデルの機械的特性部をシミュレーションする機械シミュレーション手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするシミュレーションプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シミュレータ装置、シミュレーション方法およびプログラムに関し、特に処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないシミュレータ装置、シミュレーション方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気的特性部および機械的特性部を有するモデルを用いてシミュレーションするシミュレータ装置が知られている。かかるシミュレータ装置は、複数のモータのモデルのシミュレーションをする場合、処理負荷が大幅に増加し、シミュレータ装置が破綻してしまうので、複数のモータのモデルを用いてシミュレーションをすることが困難であった。また、より高速処理対応のプロセッサを使用することも考えられるが、大幅なコスト増につながるので現実的ではなかった。例えば、特許文献１では、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）を用いて集積回路とその周辺回路のシミュレーションをする従来技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６３７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の従来技術では、ＦＰＧＡを用いて集積回路とその周辺回路のシミュレーションをすることができるが、複数のモータのモデルのシミュレーションをする場合、処理負荷が大幅に増加し、シミュレーションが破綻するという課題が解決できなかった。
【０００５】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないシミュレータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係るシミュレータ装置は、電気的特性部と機械的特性部を有するモデルを用いてシミュレーションするシミュレータ装置であって、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションする統合電気シミュレーション手段と、前記統合電気シミュレーション手段によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数の前記モデルの機械的特性部をシミュレーションする機械シミュレーション手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この請求項１の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、シミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【０００８】
また、請求項２の発明に係るシミュレータ装置は、請求項１の発明において、前記統合電気シミュレーション手段は、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路で構成し、シミュレーションすることを特徴とする。
【０００９】
この請求項２の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路で構成し、シミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００１０】
また、請求項３の発明に係るシミュレータ装置は、請求項１の発明において、前記統合電気シミュレーション手段は、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をソフトウエアで構成し、シミュレーションすることを特徴とする。
【００１１】
この請求項３の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をソフトウエアで構成し、シミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００１２】
また、請求項４の発明に係るシミュレータ装置は、請求項１、２または３の発明において、前記統合電気シミュレーション手段は、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部を前記プログラム内蔵半導体集積回路および／または前記ソフトウエアによって並列に構成し、シミュレーションすることを特徴とする。
【００１３】
この請求項４の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路および／またはソフトウエアによって並列に構成し、シミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００１４】
また、請求項５の発明に係るシミュレータ装置は、請求項４の発明において、前記電気的特性部の演算を並列に処理する並列処理手段をさらに備え、前記統合電気シミュレーション手段は、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部を前記プログラム内蔵半導体集積回路および／または前記ソフトウエアによって並列に構成すると共に、前記並列処理手段により前記電気的特性部の演算を並列に処理し、シミュレーションすることを特徴とする。
【００１５】
この請求項５の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路および／またはソフトウエアによって並列に構成すると共に、電気的特性部の演算を並列に処理し、シミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００１６】
また、請求項６の発明に係るシミュレーション方法は、電気的特性部と機械的特性部を有するモデルを用いてシミュレーションするシミュレーション方法であって、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションする統合電気シミュレーション工程と、前記統合電気シミュレーション工程によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数の前記モデルの機械的特性部をシミュレーションする機械シミュレーション工程と、を含んだことを特徴とする。
【００１７】
この請求項６の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、シミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００１８】
また、請求項７の発明に係るシミュレーションプログラムは、電気的特性部と機械的特性部を有する複数のモデルを用いてシミュレーションするシミュレーションプログラムであって、複数の前記モデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションする統合電気シミュレーション手順と、前記統合電気シミュレーション手順によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数の前記モデルの機械的特性部をシミュレーションする機械シミュレーション手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１９】
この請求項７の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、シミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、シミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションするよう構成したので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできるという効果を奏する。
【００２１】
また、請求項２の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路で構成し、シミュレーションするよう構成したので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできるという効果を奏する。
【００２２】
また、請求項３の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をソフトウエアで構成し、シミュレーションするよう構成したので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできるという効果を奏する。
【００２３】
また、請求項４の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路および／またはソフトウエアによって並列に構成し、シミュレーションするよう構成したので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできるという効果を奏する。
【００２４】
また、請求項５の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路および／またはソフトウエアによって並列に構成すると共に、電気的特性部の演算を並列に処理し、シミュレーションするよう構成したので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできるという効果を奏する。
【００２５】
また、請求項６の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、シミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションするよう構成したので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできるという効果を奏する。
【００２６】
また、請求項７の発明によれば、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、シミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションするよう構成したので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るシミュレータ装置の好適な実施例を詳細に説明する。本実施例では、シミュレータ装置を用いたシミュレータシステムをハイブリッド車の前輪モータおよび後輪モータのシミュレーションに適用する場合について説明する。ここでは、（１）シミュレータ装置の概要と主要な特徴、（２）シミュレータシステムの構成、（３）ハイブリッド車の前輪モータおよび後輪モータ、（４）モータの電気的特性部と機械的特性部、（５）シミュレーション手順、（６）統合電気シミュレーション手順の順番に説明する。
【実施例】
【００２８】
（１）シミュレータ装置の概要と主要な特徴
まず、図１を参照して、本実施例に係るシミュレータ装置２０の概要と主要な特徴について説明する。図１は、実施例に係るシミュレータシステム１０の構成を示す機能ブロック図である。本実施例に係るシミュレータ装置２０は、電気的特性部と機械的特性部を有するモデルを用いてシミュレーションする装置であり、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないことを特徴とする。
【００２９】
また、統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、機械シミュレーション部２０６１は、統合電気シミュレーション部２０５によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがない。ここで、図２を参照して、図１に示すシミュレータシステム１０の処理負荷の低減の一例について説明する。図２は、図１に示すシミュレータシステム１０の処理負荷の低減の一例を示す図である。
【００３０】
同図に示すように、従来技術では、ハイブリッド車の前輪モータ、発電機、後輪モータの３つのモータをシミュレーションすると、シミュレーションの実行周期を大幅に超えてしまい、リアルタイムシミュレーションとしては破綻していた。一方、本発明のシミュレータ装置２０では、前輪モータ、発電機、後輪モータの電気的特性部のシミュレーションを統合し、ＦＰＧＡを用いて並列処理すると共に、モータの電気的特性部の演算を並列処理したので、電気的特性部のシミュレーション時間を大幅に低減することができる。また、モータの機械的特性部のシミュレーションを行った後でも、シミュレーションの実行周期を下回っており、リアルタイムシミュレーションとして有効であることが分かる。
【００３１】
（２）シミュレータシステムの構成
図１に示すように、実施例に係るシミュレータシステム１０は、入出力装置１２、車両制御装置１４、シミュレータ装置２０を有する。入出力装置１２は、ハイブリッド車両の運転装置の操作量をシミュレータ装置２０に入力し、シミュレータ装置２０のシミュレーション結果を表示する画像表示装置であり、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）によって表示画面からハンドル、アクセル、ブレーキなどの操作量をシミュレータ装置２０に入力し、シミュレーション結果を画像表示する。
【００３２】
車両制御装置１４は、ハンドル、アクセル、ブレーキなどの運転装置の操作量に相当する制御信号で前輪モータおよび後輪モータを駆動制御する制御装置であり、具体的には、ＰＷＭ（Ｐｏｗｅｒ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号で前輪モータおよび後輪モータを駆動制御する。
【００３３】
シミュレータ装置２０は、ＩＦ部２０１〜２０３、記憶部２０４、統合電気シミュレーション部２０５、制御部２０６を有する。ＩＦ部２０１は、入出力装置１２と制御部２０６の間の入出力インタフェース部であり、入出力装置１２からハイブリッド車両の運転装置の操作量を入力し、制御部２０６からシミュレーション結果を出力する。また、ＩＦ部２０２は、制御部２０６と車両制御装置１４の間の入出力インタフェース部であり、運転装置の操作量、モータの制御量を入出力する。また、ＩＦ部２０３は、統合電気シミュレーション部２０５と制御部２０６の間の入出力インタフェース部であり、具体的には、制御量やシミュレーション結果を入出力するＰＣＩバスインタフェースである。
【００３４】
記憶部２０４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ    Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置であり、モータ特性データ記憶部２０４１、機械シミュレーションソフトウエア記憶部２０４２を有する。モータ特性データ記憶部２０４１は、電気抵抗、インダクタンス、誘起電圧定数などのモータの電気的特性および、摩擦トルク、摩擦係数、イナーシャ、トルク定数などの機械的特性を記憶する記憶部である。また、機械シミュレーションソフトウエア記憶部２０４２は、モータの機械的特性部をシミュレーションするソフトウエアを記憶する記憶部である。
【００３５】
統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションするシミュレーション部であり、並列処理部２０５１を有する。並列処理部２０５１は、電気的特性部の演算を並列に処理する処理部であり、具体的には、モータの電気的特性部に関する三相回転子巻線表示式および二相固定子巻線表示式を並列に演算処理する。なお、モータの電気的特性部に関する三相回転子巻線表示式および二相固定子巻線表示式については別途詳細に説明する。
【００３６】
統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）で構成し、シミュレーションする。
【００３７】
統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路および／またはソフトウエアによって並列に構成すると共に、電気的特性部の演算を並列に処理し、シミュレーションする。
【００３８】
制御部２０６は、シミュレータ装置２０の全体を制御する制御部であり、機械シミュレーション部２０６１を有する。機械シミュレーション部２０６１は、統合電気シミュレーション部２０５によってシミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションするシミュレーション部であり、機械シミュレーションソフトウエア記憶部２０４２に記憶されている機械シミュレーションソフトウエアを用いてシミュレーションを行う。
【００３９】
（３）ハイブリッド車の前輪モータおよび後輪モータ
次に、図３を参照して、図１に示すシミュレータ装置２０が適用されるハイブリッド車の前輪モータおよび後輪モータについて説明する。図３は、図１に示すシミュレータ装置２０が適用されるハイブリッド車の前輪モータおよび後輪モータを示す図である。
【００４０】
同図に示すように、ハイブリッド車とは、ガソリンエンジンと電気モータを組み合わせて動力源とするシステムであり、前輪にガソリンエンジン、モータ、発電機を搭載し、後輪にバッテリ、モータが搭載されている。具体的には、発進時／低中速走行時は、バッテリを用いてモータでタイヤを駆動する。また、通常走行時は、ガソリンエンジンの動力を二分して、タイヤと発電機を駆動する。また、減速時／制動時は、車輪がモータを駆動して、ハイブリッド車の運動エネルギーを電力に変換し、バッテリを充電する。ハイブリッド車の走行状態に応じて、エンジンとモータを効率よく制御し、無駄に廃棄されていたエネルギーを有効活用することができる。
【００４１】
ここでは、発進時／低中速走行時において、ハイブリッド車がバッテリを用いてモータでタイヤを駆動する場合をシミュレーションする。すなわち、前輪モータと後輪モータの複数のモータがタイヤを駆動している場合についてシミュレーションする。なお、本実施例では前輪モータと後輪モータの複数のモータがタイヤを駆動している場合のシミュレーションについて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、前輪モータと後輪モータの複数のモータがタイヤを駆動し、さらに発電機が発電している場合のシミュレーションに適用することができる。
【００４２】
（４）モータの電気的特性部と機械的特性部
次に、図４を参照して、図１に示す統合電気シミュレーション部２０５のモータモデルについて説明する。図４は、図１に示す統合電気シミュレーション部２０５のモータモデルを示すブロック線図である。
【００４３】
モータの電気的特性部および機械的特性部は、次の電圧方程式（式１）とトルク方程式（式２）で表すことができる。
Ｅ＝ＲＩ＋ＬｄＩ／ｄｔ＋ＫEω                    （式１）
Ｔ＝ＴF＋Ｊｄω／ｄｔ＋Ｄω                      （式２）
ここで、Ｅ（Ｖ）、Ｉ（Ａ）、ω（ｒａｄ／ｓ）、Ｔ（Ｎｍ）は、電機子電圧、電機子電流、回転子の回転角速度、モータ発生トルクである。また、電機子抵抗Ｒ（Ω）、電機子インダクタンスＬ（Ｈ）、誘起電圧定数ＫE（Ｖｓ／ｒａｄ）、回転子のイナーシャＪ（ｋｇｍ2）、トルク定数ＫT（Ｎｍ／Ａ）は、モータ特性データとしてモータ特性データ記憶部２０４１に記憶されている。また、摩擦係数Ｄ（Ｎｍｓ／ｒａｄ）、摩擦トルクＴF（Ｎｍ）は、回転子の支持部における摩擦係数、および摩擦トルクである。図４は、（式１）および（式２）をラプラス変換して、電機子電圧Ｅを入力、回転角速度ωを出力とするブロック線図として表示した図である。
【００４４】
同図に示すように、モータモデルのブロック線図は、（式１）で表示される電気的特性部と（式２）で表示される機械的特性部に分離できる。モータモデルの電気的特性部のシミュレーションでは、電機子電圧Ｅ（Ｖ）を与えて、電機子電流Ｉ（Ａ）を求める。また、モータモデルの機械的特性部のシミュレーションでは、電機子電流Ｉ（Ａ）から求められたトルクＴ（Ｎｍ）を与えて、回転子の回転角速度ω（ｒａｄ／ｓ）を求める。このとき、モータの回転により逆起電圧Ｅａ（Ｖ）が発生するので、電機子電圧Ｅに負帰還される。
【００４５】
モータの電気的特性部は、次のように回転座標系の三相回転子巻線電圧（以下においては、「三相電圧」という。）（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）、三相回転子巻線電流（以下においては、「三相電流」という。）（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）に関する表示式および固定座標系の二相固定子巻線電圧（以下においては「二相電圧」という。）（Ｖｄ、Ｖｑ）、二相固定子巻線電流（以下においては、「二相電流」という。）（Ｉｄ、Ｉｑ）に関する表示式で表される。なお、固定座標系は、モータの固定子に固定した二相（ｄｑ）座標系であり、回転座標系は、モータの回転子に固定した三相（ｕｖｗ）座標系である。
【００４６】
Ｖｄ＝ｓｑｒｔ（２／３）×（Ｖｕ×ｃｏｓθ＋Ｖｖ×ｃｏｓ（θ―２π／３）＋Ｖｗ×ｃｏｓ（θ＋２π／３））
（式３）
Ｖｑ＝−ｓｑｒｔ（２／３）×（Ｖｕ×ｓｉｎθ＋Ｖｖ×ｓｉｎ（θ―２π／３）＋Ｖ
ｗ×ｓｉｎ（θ＋２π／３））
（式４）
ｄＩｄ／ｄｔ＝（Ｖｄ−Ｒ×Ｉｄ＋ω×Ｌｑ×Ｉｑ）／Ｌｄ                                                                                                （式５）
ｄＩｑ／ｄｔ＝（Ｖｑ−Ｒ×Ｉｑ＋ω×Ｌｄ×Ｉｄ―ωφ）／Ｌｄ                                                                                          （式６）
Ｉｕ＝ｓｑｒｔ（２／３）×（Ｉｄ×ｃｏｓθ−Ｉｑ×ｓｉｎθ）                                                                                          （式７）
Ｉｖ＝ｓｑｒｔ（２／３）×（Ｉｄ×ｃｏｓ（θ―２π／３）−Ｉｑ×ｓｉｎ（θ―２π／３））                                                              （式８）
Ｉｗ＝ｓｑｒｔ（２／３）×（Ｉｄ×ｃｏｓ（θ＋２π／３）−Ｉｑ×ｓｉｎ（θ＋２π／３））                                                              （式９）
なお、回転角θ（ｒａｄ）は、二相（ｄｑ）座標系に対する三相（ｕｖｗ）座標系の回転角であり、反時計回りを正とする。また、Ｌｄ、Ｌｑは、ｄ軸方向のインダクタンスと、それに直行するｑ軸方向のインダクタンスである。また、φは、電機子巻線鎖交磁束（Ｗｅｂ）である。
【００４７】
モータの電気的特性部をシミュレーションする場合の電機子電圧Ｅ（Ｖ）は、三相電圧（Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ）が与えられ、（式３）および（式４）を用いて二相電圧（Ｖｄ、Ｖｑ）を求める。そして、（式５）および（式６）を用いて二相電圧（Ｖｄ、Ｖｑ）から二相電流（Ｉｄ、Ｉｑ）を求める。さらに、（式７）〜（式９）を用いて二相電流（Ｉｄ、Ｉｑ）から三相電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を求める。そして、電機子電流Ｉ（Ａ）として三相電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を与えて、モータの機械的特性部をシミュレーションする。
【００４８】
（５）シミュレーション手順
次に、図５を参照して、図１に示すシミュレータシステム１０のシミュレーション手順について説明する。図５は、図１に示すシミュレータシステム１０のシミュレーション手順を示すフローチャートである。なお、本手順では、前輪モータおよび後輪モータに係る物理量にそれぞれ添え字ｆおよび添え字ｒを付して区別している。
【００４９】
同図に示すように、まず入出力装置１２が起動し（ステップＳ４０１）、シミュレータ装置２０および車両制御装置１４が起動する（ステップＳ４０２）。そして、入出力装置１２がＧＵＩ画面からキーボードまたはマウスで車両のイグニッションキースイッチをオンし、アクセルなどの運転装置を操作してシミュレーションの開始を要求する（ステップＳ４０３）。すると、シミュレータ装置２０の制御部２０６は、初期設定としてｔ＝０を設定する（ステップＳ４０４）。
【００５０】
さらに、制御部２０６は、時間ｔをΔｔ進めて（ステップＳ４０５）、統合電気シミュレーション部２０５は、時刻ｔ＋Δｔにおける統合電気シミュレーションを実施する（ステップＳ４０６）。その結果、統合電気シミュレーション部２０５は、前輪モータの三相電流（Ｉｕｆ、Ｉｖｆ、Ｉｗｆ）および後輪モータの三相電流（Ｉｕｒ、Ｉｖｒ、Ｉｗｒ）を機械シミュレーション部２０６１に出力する（ステップＳ４０７）。
【００５１】
さらに、機械シミュレーション部２０６１は、前輪モータの三相電流（Ｉｕｆ、Ｉｖｆ、Ｉｗｆ）を入力として、前輪モータの機械シミュレーションを実施する（ステップＳ４０８）。その結果、機械シミュレーション部２０６１は、前輪モータの回転子の回転角速度ωｆを算出する（ステップＳ４０９）。
【００５２】
さらに、機械シミュレーション部２０６１は、後輪モータの三相電流（Ｉｕｒ、Ｉｖｒ、Ｉｗｒ）を入力として、後輪モータの機械シミュレーションを実施する（ステップＳ４１０）。その結果、機械シミュレーション部２０６１は、後輪モータの回転子の回転角速度ωｒを算出する（ステップＳ４１１）。
【００５３】
さらに、シミュレータ装置２０は、三相電圧、三相電流、回転角速度などのシミュレーション結果を入出力装置１２に時系列的に出力する（ステップＳ４１２）。そして、入出力装置１２は、シミュレーションが終了するのを待って（ステップＳ４１３）、シミュレータ装置２０にシミュレーション終了を要求する（ステップＳ４１４）。
【００５４】
これに対して、シミュレータ装置２０は、入出力装置１２からシミュレーション終了要求があったか否かを調べる（ステップＳ４１５）。その結果、シミュレーション終了要求があった場合は（ステップＳ４１５肯定）、シミュレータ装置２０は、本手順を終了する。一方、シミュレーション終了要求がない場合は（ステップＳ４１５否定）、シミュレータ装置２０は、ステップＳ４０５〜ステップＳ４１２の手順を繰り返し、実行する。
【００５５】
このように、シミュレータ装置２０は、統合電気シミュレーション部２０５がモータの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがない。
【００５６】
（６）統合電気シミュレーション手順
次に、図６を参照して、図５に示す統合電気シミュレーション手順、ステップＳ４０６について説明する。図６は、図５に示す統合電気シミュレーション手順、ステップＳ４０６をさらに詳細に示すフローチャートである。なお、本手順のステップＳ５０２〜ステップＳ５０５は、ステップＳ５０６〜ステップＳ５０９と同じであるので、ステップＳ５０６〜ステップ５０９については説明を省略する。
【００５７】
同図に示すように、まず、機械シミュレーション部２０６１は、機械シミュレーションソフトウエアによって時刻（ｔ−Δｔ）において算出した前輪モータおよび後輪モータに関する回転子の回転角速度ωｆ、ωｒを並列処理部２０５１に出力する（ステップＳ５０１）。すると、並列処理部２０５１は、前輪のモータに関して機械シミュレーション部２０６１によって算出された回転子の回転角速度ωｆから電気的特性部の入力電圧として三相電圧（Ｖｕｆ、Ｖｖｆ、Ｖｗｆ）を算出する（ステップＳ５０２）。
【００５８】
そして、並列処理部２０５１は、三相電圧（Ｖｕｆ、Ｖｖｆ、Ｖｗｆ）を入力として、（式３）および（式４）を用いて二相電圧（Ｖｄｆ、Ｖｑｆ）を算出する（ステップＳ５０３）。さらに、並列処理部２０５１は、（式５）および（式６）を用いて二相電圧（Ｖｄｆ、Ｖｑｆ）から二相電流（Ｉｄｆ、Ｉｑｆ）を算出する（ステップＳ５０４）。そして、並列処理部２０５１は、（式７）〜（式９）を用いて二相電流（Ｉｄｆ、Ｉｑｆ）から三相電流（Ｉｕｆ、Ｉｖｆ、Ｉｗｆ）を算出する（ステップＳ５０５）。前述のように、並列処理部２０５１は、前輪モータの手順、ステップＳ５０２〜ステップＳ５０５とまったく同じように後輪モータの手順、ステップＳ５０６〜ステップＳ５０９を並列に処理することができる。
【００５９】
このように、統合電気シミュレーション部２０５は、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路および／またはソフトウエアによって並列に構成すると共に、並列処理部２０５１が前輪モータの三相電圧（Ｖｕｆ、Ｖｖｆ、Ｖｗｆ）を入力として、二相電圧（Ｖｄｆ、Ｖｑｆ）、二相電流（Ｉｄｆ、Ｉｑｆ）および三相電流（Ｉｕｆ、Ｉｖｆ、Ｉｗｆ）の演算を並列に処理できるので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがない。
【００６０】
上述してきたように、本実施例では、統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をシミュレーションし、機械シミュレーション部２０６１は、シミュレーションされた電気的特性部に対応する複数のモデルの機械的特性部をシミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００６１】
また、統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路で構成し、シミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００６２】
また、統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路によって並列に構成し、シミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００６３】
また、統合電気シミュレーション部２０５は、複数のモデルの電気的特性部を統合し、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路および／またはソフトウエアによって並列に構成すると共に、電気的特性部の演算を並列に処理し、シミュレーションすることとしたので、処理負荷を大幅に低減し、破綻することがないようにできる。
【００６４】
さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施例にて実施されてもよいものである。
【００６５】
例えば、本実施例では、統合電気シミュレーション部２０５は、統合した電気的特性部をプログラム内蔵半導体集積回路で構成する場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、統合電気シミュレーション部２０５は、統合した電気的特性部をソフトウエアまたはソフトウエアのマルチプロセスで構成する場合に適用することができる。
【００６６】
また、本実施の形態において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００６７】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置（シミュレータ装置）の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００６８】
なお、本実施の形態で説明したシミュレーション方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかるシミュレータ装置は、電気的特性部と機械的特性部を有するモデルのシミュレータ装置に有用であり、特に、モータのシミュレータ装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例に係るシミュレータシステムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示すシミュレータシステムの処理負荷の低減の一例を示す図である。
【図３】図１に示すシミュレータ装置が適用されるハイブリッド車の前輪モータ、後輪モータを示す図である。
【図４】図１に示す統合電気シミュレーション部のモータモデルを示すブロック線図である。
【図５】図１に示すシミュレータシステムのシミュレーション手順を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す統合電気シミュレーション手順をさらに詳細に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１０    シミュレータシステム
１２    入出力装置
１４    車両制御装置
２０    シミュレータ装置
２０１、２０２、２０３    ＩＦ部
２０４    記憶部
２０５    統合電気シミュレーション部
２０６    制御部
２０４１    モータ特性データ記憶部
２０４２    機械シミュレーションソフトウエア記憶部
２０５１    並列処理部
２０６１    機械シミュレーション部
【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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