(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロータ、及び前記複数のロータに対し各々の回転磁場を発生する共通のコイルを備えたステータを有する回転電機に、多相インバータを介して、前記共通のコイルに各々のロータに対応する電流を重畳した複合電流を供給する回転電機の制御装置において、
前記複数のロータの各々の要求トルクに基づいて、各々のロータの電流ベクトル指令値を生成する電流ベクトル指令値生成手段と、
前記共通のコイルの電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された検出値から、一方のロータの電流ベクトル指令値を減算することで他方のロータに作用している電流を抽出する電流分離手段と、
前記電流分離手段により抽出された他方のロータの電流検出値に基づいて、他方のロータの電流ベクトル制御を行う電流ベクトル制御手段と
を備えることを特徴とする回転電機の制御装置。
【請求項２】
前記電流分離手段は、
前記各々のロータの電流ベクトル指令値に基づいて、各々のロータ毎に対応する相電流を演算する目標相電流演算手段と、
前記電流検出手段により検出された検出相電流から他のロータの目標相電流を除いた値を制御対象ロータの相電流値のフィードバック電流として、各ロータの電流ベクトルを演算する電流ベクトル検出手段とを備え、
前記電流ベクトル制御手段は、
前記電流ベクトル検出手段の出力値と前記電流ベクトル指令値生成手段の出力値との差分に基づいて、前記多相インバータにおける各々のロータの相電圧を演算する相電圧演算手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】
前記電流分離手段は、
前記電流検出手段により検出された検出値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル検出手段と、
前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル指令値変換手段とを備え、
前記電流ベクトル制御手段は、
前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値、及び前記電流ベクトル指令値変換手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を合算した値と、前記電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値との差分に基づいて、前記多相インバータにおける一方の相電圧を演算する相電圧演算手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】
前記電流分離手段は、更に、
前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値、及び前記電流ベクトル指令値変換手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を合算した値と、前記電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値との差分を、他方のロータの回転系において座標変換を行い他方のロータの電流ベクトルを演算する第２の電流ベクトル検出手段を備え、
前記電流ベクトル制御手段は、更に、
前記第２の電流ベクトル検出手段からの出力に基づいて、前記多相インバータにおける他方の相電圧を演算する相電圧演算手段と
を備えることを特徴とする請求項３記載の回転電機の制御装置。
【請求項５】
前記電流分離手段は、
前記電流検出手段により検出された検出値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル検出手段と、
前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル指令値変換手段とを備え、
前記電流ベクトル制御手段は、
前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値と、電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値、及び電流ベクトル指令値変換手段により演算された他方の電流ベクトル指令値の差分値との差分に基づいて、前記多相インバータにおける一方の相電圧を演算する相電圧演算手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の回転電機の制御装置。
【請求項６】
前記電流分離手段は、更に、
前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値と、前記電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値との差分を、他方のロータの回転系において座標変換を行い他方のロータの電流ベクトルを演算する第２の電流ベクトル検出手段とを備え、
前記電流ベクトル制御手段は、更に、
前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値と、前記第２の電流ベクトル検出手段により演算された他方の電流ベクトル検出値との差分に基づいて、前記多相インバータにおける他方の相電圧を演算する相電圧演算手段とを備える
ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項７】
前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された電流ベクトル指令値が入力し、前記電流ベクトル指令値に基づき推定電流値を演算し出力するフィルタを備えた
ことを特徴とする請求項５または６に記載の回転電機の制御装置。
【請求項８】
前記フィルタは、
入力した一方の電流ベクトル指令値に基づいて推定電流値を演算し出力する第１のフィルタと、入力した他方の電流ベクトル指令値に基づいて推定電流値を演算し出力する第２のフィルタからなる
ことを特徴とする請求項７に記載の回転電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の制御装置に関し、特に、回転電機へ供給する複合電流を制御する回転電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、供給された複合電流を制御する方法として、例えば、６相交流電流を検出して複数のロータ分の電流を分離し、それぞれをベクトル制御する「回転電機の制御装置」（特許文献１参照）が知られている。
この「回転電機の制御装置」には、２つのロータと１つのステータからなる回転電機の制御装置として、ステータコイルに対して複合電流を供給する際、２つのロータそれぞれに、ベクトル制御方式により目標電流を定めて両者を合算し供給することが開示されている。ここでは、各々のロータでベクトル制御を行うために、ステータに流れている複合電流を各々のロータに対応する電流に分離し、当該分離した電流に基づきロータ各々のベクトル制御の電流フィードバック制御用の電流としていた。
【特許文献１】特開平１１−３５６１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ステータに流れている複合電流を各々のロータに対応する電流に分離するためには、各々のロータに対応した相数分の電流検出が必要であった。このため、電流検出を行うための手段を必要とし、それに伴うコスト上昇等が避けられなかった。
この発明の目的は、複合電流の分離を伴わず、電流検出を行うための手段を必要としない回転電機の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機の制御装置は、複数のロータ、及び前記複数のロータに対し各々の回転磁場を発生する共通のコイルを備えたステータを有する回転電機に、多相インバータを介して、前記共通のコイルに各々のロータに対応する電流を重畳した複合電流を供給する回転電機の制御装置において、前記複数のロータの各々の要求トルクに基づいて、各々のロータの電流ベクトル指令値を生成する電流ベクトル指令値生成手段と、前記共通のコイルの電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された検出値から、一方のロータの電流ベクトル指令値を減算することで他方のロータに作用している電流を抽出する電流分離手段と、前記電流分離手段により抽出された他方のロータの電流検出値に基づいて、他方のロータの電流ベクトル制御を行う電流ベクトル制御手段とを備えることを特徴としている。
【０００５】
また、この発明において、前記電流分離手段は、前記各々のロータの電流ベクトル指令値に基づいて、各々のロータ毎に対応する相電流を演算する目標相電流演算手段と、前記電流検出手段により検出された検出相電流から他のロータの目標相電流を除いた値を制御対象ロータの相電流値のフィードバック電流として、各ロータの電流ベクトルを演算する電流ベクトル検出手段とを備え、前記電流ベクトル制御手段は、前記電流ベクトル検出手段の出力値と前記電流ベクトル指令値生成手段の出力値との差分に基づいて、前記多相インバータにおける各々のロータの相電圧を演算する相電圧演算手段とを備えることが好ましい。
【０００６】
また、この発明において、前記電流分離手段は、前記電流検出手段により検出された検出値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル検出手段と、前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル指令値変換手段とを備え、前記電流ベクトル制御手段は、前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値、及び前記電流ベクトル指令値変換手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を合算した値と、前記電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値との差分に基づいて、前記多相インバータにおける一方の相電圧を演算する相電圧演算手段とを備えることが好ましい。
【０００７】
また、この発明において、前記電流分離手段は、更に、前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値、及び前記電流ベクトル指令値変換手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を合算した値と、前記電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値との差分を、他方のロータの回転系において座標変換を行い他方のロータの電流ベクトルを演算する第２の電流ベクトル検出手段を備え、前記電流ベクトル制御手段は、更に、前記第２の電流ベクトル検出手段からの出力に基づいて、前記多相インバータにおける他方の相電圧を演算する相電圧演算手段とを備えることが好ましい。
【０００８】
また、この発明において、前記電流分離手段は、前記電流検出手段により検出された検出値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル検出手段と、前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル指令値変換手段とを備え、前記電流ベクトル制御手段は、前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値と、電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値、及び電流ベクトル指令値変換手段により演算された他方の電流ベクトル指令値の差分値との差分に基づいて、前記多相インバータにおける一方の相電圧を演算する相電圧演算手段とを備えることが好ましい。
【０００９】
また、この発明において、前記電流分離手段は、更に、前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値と、前記電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値との差分を、他方のロータの回転系において座標変換を行い他方のロータの電流ベクトルを演算する第２の電流ベクトル検出手段とを備え、前記電流ベクトル制御手段は、更に、前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値と、前記第２の電流ベクトル検出手段により演算された他方の電流ベクトル検出値との差分に基づいて、前記多相インバータにおける他方の相電圧を演算する相電圧演算手段とを備えることが好ましい。
【００１０】
また、この発明において、前記電流ベクトル指令値生成手段により演算された電流ベクトル指令値が入力し、前記電流ベクトル指令値に基づき推定電流値を演算し出力するフィルタを備えたことが好ましい。
また、この発明において、前記フィルタは、入力した一方の電流ベクトル指令値に基づいて推定電流値を演算し出力する第１のフィルタと、入力した他方の電流ベクトル指令値に基づいて推定電流値を演算し出力する第２のフィルタからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、電流ベクトル指令値生成手段により、複数のロータの各々の要求トルクに基づいて、各々のロータの電流ベクトル指令値が生成され、電流分離手段により、共通のコイルの電流を検出する電流検出手段にって検出された検出値から、一方のロータの電流ベクトル指令値を減算することで他方のロータに作用している電流が抽出され、電流ベクトル制御手段により、電流分離手段によって抽出された他方のロータの電流検出値に基づき、他方のロータの電流ベクトル制御が行われる。これにより、複合電流の分離を伴わず、電流検出を行うための手段を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施の形態）
図１は、この発明の第１実施の形態に係る回転電機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、回転電機の電流制御装置１０は、トルク制御器（電流ベクトル指令値生成手段）１１、ローパスフィルター（ＬＰＦ）１２，１３、電流ベクトル制御部（電流ベクトル制御手段）１４、電流分離部（電流分離手段）１５、インバータＵＶＷ（多相インバータ）１６、インバータＸＹＺ（多相インバータ）１７、電流センサ（電流検出手段）１８，１９、位相演算部２０、減算器２１ａ〜２１ｈ、及び加算器２２ａ〜２２ｆを有している。この多相インバータ（インバータＵＶＷ１６及びインバータＸＹＺ１７）からモータ（回転電機）Ｍへ、複合電流が供給される。
【００１３】
電流ベクトル制御部１４は、ＰＩ（比例・積分）制御器（ＰＩ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２３、ＰＩ制御器２４、ｄｑ_out→６相変換器２５、及びｄｑ_in→６相変換器２６を有している。電流分離部１５は、ｕｗ→ｄｑ_out座標変換器２７、ｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８、ｄｑ_out→ｕｗ座標変換器２９、ｄｑ_in→ｕｗ座標変換器３０を有している。
図２は、モータの回転軸に沿う断面説明図である。図２に示すように、モータＭは、円筒状の１個のステータＳと、ステータＳの内側と外側に所定のギャップを設けて配置された、それぞれ独立に回転する２個のロータ（インナロータ、アウタロータ）Ｒを有する複合モータであり、１ステータでありながら、そのトルク・回転を独立に駆動することができる。つまり、インナロータＲｉとアウタロータＲｏは、これらを格納するモータハウジングＨに対し、回転自在に、且つ、同一軸心状態に配置されている。
【００１４】
図３は、図２のステータ及びロータを示す回転軸に直交する方向の断面説明図である。図３に示すように、インナロータＲｉは、一方の半周をＳ極、他方の半周をＮ極とした一対の永久磁石で構成され、アウタロータＲｏは、インナロータＲｉの一極当たり２倍の極数を持つように永久磁石極が配置されている。つまり、インナロータＲｉは、Ｓ極、Ｎ極の２極構造であり、アウタロータＲｏは、各２個のＳ極、Ｎ極がそれぞれ９０度毎に入れ替わるように配置された、４極構造である。
このように、各ロータＲの磁極を配置すると、インナロータＲｉの磁石はアウタロータＲｏの磁石により回転力を与えられることがなく、その逆にアウタロータＲｏの磁石がインナロータＲｉの磁石により回転力を与えられることもない。
【００１５】
ここで、インナロータＲｉの磁石がアウタロータＲｏに及ぼす影響を考えてみる。簡易的にインナロータＲｉは固定状態とする。インナロータＲｉのＳ極と、これに対峙するアウタロータＲｏの上側磁石Ｓ・Ｎとの関係において、図示の状態で仮にインナロータＲｉのＳ極が出す磁力を受けて、アウタロータＲｏの上側磁石Ｓ・Ｎが時計回り方向に回転しようとすると、インナロータＲｉのＮ極と、これに対峙するアウタロータＲｏの下側磁石Ｓ・Ｎとの関係においては、インナロータＲｉのＮ極によりアウタロータＲｏの下側磁石Ｓ・Ｎが反時計回り方向に回転しようとする。
【００１６】
つまり、インナロータＲｉのＳ極がアウタロータＲｏの上側磁石Ｓ・Ｎに及ぼす磁力と、インナロータＲｉのＮ極がアウタロータＲｏの下側磁石Ｓ・Ｎに及ぼす磁力とが、丁度相殺することになり、アウタロータＲｏは、インナロータＲｉとは関係なくステータＳとの関係だけで制御可能になる。このことは、後述するようにステータコイルＬに発生する回転磁場とロータＲとの間でも同じである。
ステータＳは、アウタロータＲｏの１磁極当たり３個のコイルＬで構成され、合計１２個（＝３×４）のコイルＬが同一の円周上に等分に配置されている。なお、コイルＬと同数のコアＣが、円周上に等分に所定の間隔（ギャップ）をおいて配列されている。
このように、回転電機Ｍは、複数のロータＲ、及び複数のロータＲに対し各々の回転磁場を発生する共通のコイルＬを備えたステータＳを有している。
【００１７】
図４は、図１のモータの相構造を示す説明図である。図４に示すように、モータＭには、６本の給電線が接続され、１２個のステータＳ（図３参照）において対角に位置するステータＳは、同じ給電線により給電されている。このモータＭは、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相、Ｘ，Ｙ，Ｚの各相からなる複合６相モータとして構成され、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の給電線はインバータＵＶＷ１６に、Ｘ，Ｙ，Ｚの各相の給電線はインバータＸＹＺ１７に、それぞれ接続される。
【００１８】
図５は、図１のモータのインナロータとアウタロータの位相差を表にして示す説明図である。図５に示すように、６相の複合モータＭのインナロータＲｉとアウタロータＲｏは、それぞれ１２０度の位相差を持つＵ，Ｖ，Ｗの各相とＸ，Ｙ，Ｚの各相の組からなり、これらＵ，Ｖ，Ｗの各相で中性点を接続し、Ｘ，Ｙ，Ｚの各相で中性点を接続する。Ｕ相とＹ相は、１８０度の位相差を持ち、それぞれには３相インバータ（インバータＵＶＷ１６、インバータＸＹＺ１７）を用いて電力が供給される。この結果、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相とＸ，Ｙ，Ｚの各相の組からなる複合６相のモータＭは、位相差において、図５に示す関係が成立している（特開２００３−２９９３９２号公報参照）。
【００１９】
インナロータＲｉとアウタロータＲｏの両ロータ軸には、それぞれ回転角度センサ３１ａ，３１ｂが取り付けられており（図１参照）、回転角度センサ３１ａ，３１ｂにより、インナロータＲｉとアウタロータＲｏの位相情報が取得される。取得された位相情報は、位相演算部２０に入力し、位相演算部２０から、演算結果であるインナロータ回転角（θ_in）及びアウタロータ回転角（θ_out）が出力される。
【００２０】
このモータＭの同一ステータＳに形成した共通のコイルＬに、電流制御装置１０は、インバータＵＶＷ１６及びインバータＸＹＺ１７を介して、複数のロータ（インナロータＲｉとアウタロータＲｏ）のそれぞれに対応する電流を重畳した複合電流を供給する。ロータＲのＵ，Ｖ，Ｗの各相を駆動するインバータＵＶＷ１６の、Ｕ相出力にはＵ相電流センサ１８が、Ｗ相出力にはＷ相電流センサ１９が、それぞれ設置されており、検出相電流値（ｉｕ，ｉｗ）を得る。つまり、Ｕ相電流センサ１８及びＷ相電流センサ１９は、ステータＳに備えられた共通のコイルの電流を検出する。
【００２１】
図１に示すように、トルク制御器１１は、インナロータＲｉ及びアウタロータＲｏそれぞれのトルク指令値（Ｔｅ_in*，Ｔｅ_out*）と回転速度（ω_in，ω_out）の入力により、アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）及びインナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）を出力する。トルク制御器１１から出力された、アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）は、減算器２１ａ，２１ｂ及びフィルタ１２に、インナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）は、減算器２１ｃ，２１ｄ及びフィルタ１３に、それぞれ入力する。
【００２２】
アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*）が入力した減算器２１ａは、電流分離部１５のｕｗ→ｄｑ_out座標変換器２７からの検出電流値（ｉｄ_out）を減算処理して、アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｑ_out*）が入力した減算器２１ｂは、ｕｗ→ｄｑ_out座標変換器２７からの検出電流値（ｉｑ_out）を減算処理して、それぞれ演算結果を電流ベクトル制御部１４のＰＩ制御器２３に出力する。
インナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*）が入力した減算器２１ｃは、電流分離部１５のｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８からの検出電流値（ｉｄ_in）を減算処理して、インナｄｑ軸電流指令値（ｉｑ_in*）が入力した減算器２１ｄは、ｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８からの検出電流値（ｉｑ_in）を減算処理して、それぞれ演算結果を電流ベクトル制御部１４のＰＩ制御器２４に出力する。
【００２３】
フィルタ１２からの出力は、ｄｑ_out→ｕｗ座標変換器２９に、フィルタ１３からの出力は、ｄｑ_in→ｕｗ座標変換器３０に、それぞれ入力する。
ＰＩ制御器２３から出力されたアウタ電圧指令値（ｖｄ_out，ｖｑ_out）は、ｄｑ_out→６相変換器２５に、ＰＩ制御器２４から出力されたインナ電圧指令値（ｖｄ_in，ｖｑ_in）は、ｄｑ_in→６相変換器２６に、それぞれ入力し、ｄｑ_out→６相変換器２５には、位相演算部２０から出力されたアウタロータ回転角（θ_out）が、ｄｑ_in→６相変換器２６には、位相演算部２０から出力されたインナロータ回転角（θ_in）が、それぞれ入力する。
【００２４】
インナロータ回転角（θ_in）は、ｄｑ_in→６相変換器２６と共に、ｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８及びｄｑ_in→ｕｗ座標変換器３０に、アウタロータ回転角（θ_out）は、ｄｑ_out→６相変換器２５と共に、ｕｗ→ｄｑ_out座標変換器２７及びｄｑ_out→ｕｗ座標変換器２９に、それぞれ入力する。
ｄｑ_out→ｕｗ座標変換器２９から出力されたアウタ相電流指令値（ｉｕ_out*，ｉｗ_out*）は、減算器２１ｅ，２１ｆに、ｄｑ_in→ｕｗ座標変換器３０から出力されたインナ相電流指令値（ｉｕ_in*，ｉｗ_in*）は、減算器２１ｇ，２１ｈに、それぞれ入力する。
【００２５】
アウタ相電流指令値（ｉｕ_out*）が入力した減算器２１ｅは、電流センサ１８からの検出相電流値（ｉｕ）を減算処理して、アウタ相電流指令値（ｉｗ_out*）が入力した減算器２１ｆは、電流センサ１９からの検出相電流値（ｉｗ）を減算処理して、それぞれ演算結果であるインナ相電流値（ｉｕ_in，ｉｗ_in）をｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８に出力する。
ＰＩ制御器２３からの出力（ｖｄ_out，ｖｑ_out）と共にアウタロータ回転角（θ_out）が入力したｄｑ_out→６相変換器２５は、検出電圧値（ｖｕ_out，ｖｖ_out，ｖｗ_out，ｖｘ_out，ｖｙ_out，ｖｚ_out）を出力し、ＰＩ制御器２４からの出力（ｖｄ_in，ｖｑ_in）と共にインナロータ回転角（θ_in）が入力したｄｑ_in→６相変換器２６は、検出電圧値（ｖｕ_in，ｖｖ_in，ｖｗ_in，ｖｘ_in，ｖｙ_in，ｖｚ_in）を出力する。
【００２６】
検出電圧値（ｖｕ_out），（ｖｕ_in）は、加算器２２ａに、検出電圧値（ｖｖ_out），（ｖｖ_in）は、加算器２２ｂに、検出電圧値（ｖｗ_out），（ｖｗ_in）は、加算器２２ｃに、それぞれ入力し、検出電圧値（ｖｘ_out），（ｖｘ_in）は、加算器２２ｄに、検出電圧値（ｖｙ_out），（ｖｙ_in）は、加算器２２ｅに、検出電圧値（ｖｚ_out），（ｖｚ_in）は、加算器２２ｆに、それぞれ入力する。
各加算器２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、それぞれ入力値を加算処理して、演算結果をインバータＵＶＷ１６に出力し、インバータＵＶＷ１６は、入力情報に基づきＵ，Ｖ，Ｗの各相に対応する複合電流ｕ，ｖ，ｗを出力する。各加算器２２ｄ，２２ｅ，２２ｆは、それぞれ入力値を加算処理して、演算結果をインバータＸＹＺ１７に出力し、インバータＸＹＺ１７は、入力情報に基づきＸ，Ｙ，Ｚの各相に対応する複合電流ｘ，ｙ，ｚを出力する。
【００２７】
上述したように、トルク制御器１１は、インナロータＲｉ及びアウタロータＲｏそれぞれのトルク指令値（Ｔｅ_in*，Ｔｅ_out*）と回転速度（ω_in，ω_out）が入力することにより、予め作成したマップを参照し、その回転速度におけるトルク指令値を実現可能なｄｑ軸電流指令値として、アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）及びインナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）を生成する。
つまり、トルク制御器１１は、複数のロータ（インナロータＲｉ及びアウタロータＲｏ）の各々の要求トルクに基づいて、各々のロータの電流ベクトル指令値（アウタｄｑ軸電流指令値及びインナｄｑ軸電流指令値）を生成する。なお、アウタｄｑ軸電流指令値及びインナｄｑ軸電流指令値を生成する際は、後述する理由から極対数を約半分に見積もって演算するようにしている。
【００２８】
このようにして得られたアウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）を実現するために、ＰＩ制御器２３では、アウタｄｑ軸電流指令値とアウタ検出電流値（ｉｄ_out，ｉｑ_out）から、検出電流値が電流指令値に追従するようなアウタ電圧指令値（ｖｄ_out，ｖｑ_out）を演算し、ｄｑ_out→６相変換器２５において、アウタロータＲｏの各ステータ相に対応する相電圧指令値を生成する。同様に、インナロータＲｉについても、ＰＩ制御器２４及びｄｑ_in→６相変換器２６から、各ステータ相に対応する相電圧指令値を生成する。
生成したアウタロータＲｏの相電圧指令とインナロータＲｉの相電圧指令を合算したものを、インバータＵＶＷ１６及びインバータＸＹＺ１７の目標駆動電圧として、最終的な相電圧指令値とする。相電圧指令値は、直流電圧値を用いて規格化した変調率を演算し、三角波キャリアと比較して、インバータの各スイッチのゲート信号を生成する。
【００２９】
図６は、図１のｄｑ_out→６相変換器の構成を示すブロック図であり、図７は、図１のｄｑ_in→６相変換器の構成を示すブロック図である。図６に示すように、アウタロータＲｏのｄｑ_out→６相変換器２５は、インナロータとアウタロータの位相差の関係（図５参照）から、ａ相、ｂ相、ｃ相の３相交流モータを考えた場合、ａ相はＵ相とＸ相の組、ｂ相はＶ相とＹ相の組、ｃ相はＷ相とＺ相の組で表すことが可能であり、通常のｄｑ→三相（ａｂｃ）変換器を用いることができる。なお、ここで、ｄｑ→三相変換器はＵ相コイルのインダクタンスとして相電圧指令値を生成している。
【００３０】
同様に、図７に示すように、インナロータＲｉのｄｑ_in→６相変換器２６は、ａ相、ｂ相、ｃ相の３相交流モータとした場合、Ｕ相とＹ相は１８０°位相がずれた関係にあるので、ａ相はＵ相とＹ相の逆相、ｂ相はＶ相とＺ相の逆相、ｃ相はＷ相とＸ相の逆相で表すことができる。よって、同様に、通常のｄｑ→三相変換器を用いることができる。
このように、電流分離部１５は、電流センサ１８，１９により検出された電流から、一方のロータの電流ベクトル指令値を減算することで他方のロータに作用している電流を抽出し、電流ベクトル制御部１４は、電流分離部１５により抽出された他方のロータの電流検出値に基づいて他方のロータの電流ベクトル制御を行う。
【００３１】
ｄｑ_out→ｕｗ座標変換器２９及びｄｑ_in→ｕｗ座標変換器３０は、各々のロータの電流ベクトル指令値に基づいて、各々のロータ毎に対応する相電流を演算する目標相電流演算手段として機能し、ｕｗ→ｄｑ_out座標変換器２７及びｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８は、各々のロータは、電流検出手段により検出された検出相電流から他のロータの目標相電流を除いた値を制御対象ロータの相電流値のフィードバック電流として各ロータの電流ベクトルを演算する電流ベクトル検出手段として機能する。
ＰＩ制御器２３、ＰＩ制御器２４、ｄｑ_out→６相変換器２５、ｄｑ_in→６相変換器２６は、ｕｗ→ｄｑ_out座標変換器２７及びｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８とトルク制御器１１との差分に基づいて多相インバータにおける各々のロータの相電圧を演算する相電圧演算手段として機能する。
【００３２】
次に、電流制御装置１０における電流値の検出方法について説明する。
図１に示すように、インナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）が入力した一次のＬＰＦ１３は、得られたｄｑ軸電流指令値を、インナロータＲｉの位相に応じたＵ相、Ｗ相におけるインナ相電流指令値（ｉｕ_in*，ｉｗ_in*）に座標変換する。ここで、ＬＰＦ１３のカットオフ周波数は、後述するＰＩ制御器２４の目標電流応答の周波数と同じ値とする。このＬＰＦ１３を挿入することで、電流応答の遅れを考慮した理想的な電流応答時の電流推定値を算出することができる。
【００３３】
同様に、アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）も、ＰＩ制御器２３の周波数をカットオフ周波数とするＬＰＦ１２を通過させ、アウタロータＲｏの位相に応じたＵ相、Ｗ相におけるアウタ相電流指令値（ｉｕ_out*，ｉｗ_out*）に座標変換する。なお、Ｖ相におけるアウタ相電流指令値（ｉｖ_out*）は使用しないので省略する。
検出相電流値（ｉｕ，ｉｗ）から、相電流指令値（ｉｕ_out*，ｉｕ_in*，ｉｗ_out*，ｉｗ_in*）を用いて各ロータの電流値を演算する。なお、Ｖ相における検出相電流値（ｉｖ）については、中性点接続であることにより検出相電流値（ｉｕ，ｉｗ）から導き出せるので省略する。
【００３４】
インナロータＲｉの電流制御に用いる相電流値を得るためには、次式により、検出電流値からアウタロータＲｏの電流指令値を減算する。つまり、制御対象のロータを除く他のロータの電流指令値を減算して制御対象のロータの検出電流値とする。
ｉｕ_in ＝ｉｕ−ｉｕ_out*
ｉｗ_in ＝ｉｗ−ｉｗ_out*
同様にして、アウタロータＲｏの電流制御に用いる相電流値を、次式により求める。
ｉｕ_out ＝ｉｕ−ｉｕ_in*
ｉｗ_out ＝ｉｗ−ｉｗ_in*
【００３５】
複合モータの巻線電流は、アウタロータＲｏを駆動するための電流とインナロータＲｉを駆動するための電流が重畳された電流となっているが、上述したように、制御対象以外の他のロータが理想的な応答をした際の推定電流値を検出電流から減算することによって、制御対象のロータを駆動する電流値を抽出することができる。
なお、このとき、検出する相電流値はｉｕ，ｉｗのみであり、ｉｘ，ｉｙ，ｉｚは検出していない。例えば、ＰＩ制御に用いるｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８では、前述したように、ａ相電流相当を検出していなければならないが、トルク指令値からインナロータＲｉ、アウタロータＲｏのｄｑ指令値を生成する際に極対数を半分と見積っているので、Ｕ相、Ｗ相のみの電流を変換することにより、指令値に応じたベクトル量をフィードバックすることができている。
【００３６】
つまり、本実施の形態においては、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相とＸ，Ｙ，Ｚの各相に一定の関係があることに鑑み、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のみをベクトル制御して、Ｘ，Ｙ，Ｚの各相で発生するトルクをＵ，Ｖ，Ｗの各相と同一と仮想することで、トルク制御を行っている。従って、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相は、電流フィードバックを用いたベクトル制御、Ｘ，Ｙ，Ｚの各相は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相のフィードバック結果に基づいたオープン制御ということになる。
そして、得られた相電流値を、ｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８とｕｗ→ｄｑ_out座標変換器２７を用いて、各ロータに同期して回転するｄｑ座標へ座標変換を行う。
【００３７】
前述したように、インナロータＲｉの電流制御においては、インナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）と検出電流値（ｉｄ_in，ｉｑ_in）の差分をそれぞれ演算し、ＰＩ制御器２４においてＰＩ制御を行い、インナ電圧指令値（ｖｄ_in，ｖｑ_in）を演算する。同様に、アウタロータＲｏの電流制御を行い、アウタ電圧指令値（ｖｄ_out，ｖｑ_out）を演算する。
本実施の形態においては、複合電流から、インナロータＲｉとアウタロータＲｏのベクトル制御用の相電流を検出するために、Ｘ，Ｙ，Ｚの各相の電流を検出する必要が無く、且つ、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相を電流フィードバックを用いたベクトル制御を行うことにより、インナロータＲｉとアウタロータＲｏのトルク制御もできているため、冗長となる電流センサを必要としない。
【００３８】
このように、電流を制御することにより、６相中の２相だけの電流を検出して、アウタロータＲｏとインナロータＲｉを駆動する電流を独立に制御することができる。また、検出対象をＵ，Ｗの２相としたか、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の他の２相の組み合わせ、或いはＸ，Ｙ，Ｚの各相の内の何れか２相の組み合わせであっても、同様に電流制御を行うことができる。
（第２実施の形態）
【００３９】
図８は、この発明の第２実施の形態に係る回転電機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。図８に示すように、回転電機の電流制御装置４０は、電流制御装置１０（図１参照）において、ＬＰＦ１２，１３、電流分離部１５、及び減算器２１ａ，２１ｂを設けずに、ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２、及び加算器４３ａ，４３ｂを設けると共に、位相演算部２０に代えて位相演算部４４、ｕｗ→ｄｑ_in座標変換器２８に代えてｕｗ→ｄｑ座標変換器４５を有している。その他の構成及び作用は、第１実施の形態に係る回転電機の電流制御装置１０と同様である。
【００４０】
位相演算部４４では、位相演算部２０（図１参照）における位相演算に加えて、相対位相（θ_out−θ_in）を演算する。ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５は、インナｄｑ軸電流値（ｉｄ_in，ｉｑ_in）を減算器２１ｃ，２１ｄに出力する。
ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１は、トルク制御器１１からのアウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）と、位相演算部４４からの相対位相（θ_out−θ_in）が入力し、電流指令値（ｉｄ_ino*）を加算器４３ａに、電流指令値（ｉｑ_ino*）を加算器４３ｂに、それぞれ出力する。
【００４１】
ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２は、減算器２１ｃ，２１ｄからの演算出力と位相演算部４４から相対位相（θ_out−θ_in）が入力し、検出電流値（ｉｄ_out，ｉｑ_out）をＰＩ制御器２３に出力する。
加算器４３ａは、トルク制御器１１からのインナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*）とｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１からの電流指令値（ｉｄ_ino*）を加算処理し、演算結果を減算器２１ｃに出力する。加算器４３ｂは、トルク制御器１１からのインナｄｑ軸電流指令値（ｉｑ_in*）とｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１からの電流指令値（ｉｑ_ino*）を加算処理し、演算結果を減算器２１ｄに出力する。
【００４２】
Ｕ相電流センサ１８及びＷ相電流センサ１９により検出した相電流値（ｉｕ，ｉｗ）は、インナロータＲｉに同期したｄｑ座標へ変換する。このインナｄｑ軸電流値（ｉｄ_in，ｉｑ_in）とインナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）の差分を演算して、インナロータＲｉのＰＩ制御器２４で制御演算を行う。
このとき、検出した相電流値（ｉｕ，ｉｗ）には、アウタロータＲｏとインナロータＲｉの相電流が重畳されており、所謂、複合電流の状態になっているが、ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５ではインナロータ位相に合わせて変換されているので、アウタロータＲｏ側のｄｑ軸電流相当の値がインナロータＲｉ側のｄｑ軸電流値に対して異なる周波数で重畳されることになる。
【００４３】
このように、ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５は、電流検出手段により検出された検出値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル検出手段として機能し、ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１は、電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル指令値変換手段として機能する。
【００４４】
また、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２は、電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値、及び電流ベクトル指令値変換手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を合算した値と、電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値との差分を、他方のロータの回転系において座標変換を行い他方のロータの電流ベクトルを演算する第２の電流ベクトル検出手段として機能する。
このｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２からの出力に基づいて、電流ベクトル制御部１４の相電圧演算手段（ＰＩ制御器２３及びｄｑ_out→６相変換器２５）は、多相インバータにおける他方の相電圧を演算する。
【００４５】
ＰＩ制御器２４では、アウタロータＲｏ側のｄｑ軸電流相当の値がインナロータＲｉ側のｄｑ軸電流値に対して異なる周波数で重畳された値を、インナｄｑ軸電流値（ｉｄ_in，ｉｑ_in）との差分を演算した値に基づいて制御を行うことになるが、このとき、ＰＩ制御器２４は、インナロータＲｉのベクトル制御の電流フィードバックに合わせて設計されているため、アウタロータＲｏ側のｄｑ軸電流をインナロータ位相で変換した値は、想定されるインナｄｑ軸電流値の変動に比べて非常に高周波の変動を示しており、ＰＩ制御器２４の応答可能な変動を超えている。
【００４６】
この結果、ＰＩ制御器２４は、アウタロータＲｏ側のｄｑ軸電流を、インナロータ位相で変換した値に対する制御を行うことができず、インナロータＲｉ側のｄｑ軸電流値に相当する値にのみ追従して制御を行うことになる。よって、ＰＩ制御器２４では、インナロータ相当の電流フィードバックに対してのみＰＩ制御を行うことになる。
即ち、仮に、インナロータＲｉのｄ軸電流値の目標値が０であって、複合モータのインナ電流がそれを満たしているとき、ＰＩ制御器２４に入力される値も０になるはずである。一方、アウタロータＲｏのｄ軸電流の目標値が実数であるとき、ＰＩ制御器２４には、アウタｄ軸電流相当をインナロータ位相で変換した値が重畳されて、インナロータＲｉのフードバック結果である０に対しアウタロータ分が高周波で重畳される。
【００４７】
つまり、０を基点に特定の周波数で振動するような値になる。通常、ＰＩ制御器２４は、高周波の変動に追従しないように設計されているので、制御は実質的に０を目標に実行される。
ＰＩ制御器２４は、ベクトル制御用のＰＩ制御器である。そもそもベクトル制御は、回転系に存在する交流のトルク等を回転系に基づいて座標変換することにより直流に変換したものであり、その値は、振動的ではなく安定した値となるはずである。一方、異なる回転系に存在するトルク量である他方ロータのトルクは安定した値となることはなく、交流として残ることになる。そして、ＰＩ制御器は、そもそも制御値のオーバシュートやハンチングを防止するためのフィルタであることから鑑みると、振動的な交流波には応答できない（＝しない）ことになる。
【００４８】
次に、アウタロータＲｏ側のＰＩ制御器２３について説明する。
ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２では、相対位相（θ_out−θ_in）を用いて、ベクトルをインナロータＲｉの回転系からアウタロータＲｏの回転系に変換する。つまり、電流制御偏差（ｅｒｒ_iq ＝ｉｑ_in*−ｉｑ_in，ｅｒｒ_id ＝ｉ=ｉｄ_in*−ｉｄ_in）を、相対位相（θ_out−θ_in）を用いてアウタロータ座標へ座標変換を行う。
インナロータＲｉの電流制御偏差は、検出電流から電流指令値を減算したものの逆符号の値であるため、インナロータ分の電流制御偏差とアウタロータＲｏの電流が重畳されたものである。これを、アウタロータ座標へ座標変換すると、インナロータＲｉの電流制御偏差も含まれるが、アウタロータ分の電流の逆符号の値が得られる。
【００４９】
アウタロータＲｏの電流制御では、電流指令値とｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２の出力を加算して、ＰＩ制御器２３の入力を演算する。これは、前述のように、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２の出力が、アウタロータ分電流の逆符号の値となっているためであり、指令値と検出値の差分演算と等価な演算である。
このとき、インナロータＲｉの電流制御偏差は、前述のインナロータＲｉにおけるＰＩ制御で説明したように、安定的な値であるが、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換により振動的な値となる。一方、アウタロータＲｏの電流は振動的な値であったが、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換により、アウタロータＲｏの回転系で表されることになるので、安定的な値として現れる。よって、インナロータＲｉのＰＩ制御で説明したのと同様に、ＰＩ制御器２３は、インナロータＲｉの電流制御偏差に応答せず、アウタロータＲｏの回転系で表されるアウタロータＲｏの電流に応答することになる。
【００５０】
このような構成を用いて電流制御を行うことにより、６相中の２相だけの電流を検出して、アウタロータＲｏ・インナロータＲｉを駆動する電流を独立に制御することができる。また、相対位相を用いて座標変換を行う構成にしたことで、電流指令値・検出値の座標変換演算回数を少なくし、演算量の増加を防ぐことができる。
また、ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１は、その出力をインナロータＲｉの電流指令値に加算する。アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）を、相対位相（θ_out−θ_in）を用いてインナロータＲｉのｄｑ座標に座標変換を行い、電流指令値（ｉｄ_ino*，ｉｑ_ino*）に変換する。インナロータＲｉのｄｑ座標上で、これらアウタ電流指令値を加算し、検出電流値との差分、即ち、電流制御偏差（ｅｒｒ_iq ＝ｉｑ_in*＋ｉｑ_ino*−ｉｑ_in，ｅｒｒ_id ＝ｉｄ_in*＋ｉｄ_ino*−ｉｄ_in）を演算する。
【００５１】
この電流制御偏差を、インナロータＲｉのＰＩ制御器２４で制御すると共に、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２を通して、アウタロータＲｏのＰＩ制御器２３で制御を行う。
インナロータＲｉのｄｑ座標においては、アウタロータＲｏ・インナロータＲｉの電流指令値を加算した複合電流指令値であり、検出電流も、アウタロータＲｏ・インナロータＲｉを駆動する電流を分離していない複合電流である。この複合電流での電流制御偏差を、インナロータＲｉで電流制御すると共に、アウタロータＲｏを駆動する電流分については、アウタロータＲｏのｄｑ座標に相対変換し、電流制御を行うことによって、複合電流を電流指令値に追従させることができる。
（第３実施の形態）
【００５２】
図９は、この発明の第３実施の形態に係る回転電機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。図９に示すように、回転電機の電流制御装置５０は、電流制御装置４０（図８参照）において、加算器４３ａ，４３ｂを設けずに、減算器５１ａ，５１ｂ、減算器５２ａ，５２ｂ、及び減算器２１ａ，２１ｂ（図１参照）を設けている。その他の構成及び作用は、第２実施の形態に係る回転電機の電流制御装置４０と同様である。
トルク制御器１１は、インナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）を減算器２１ｃ，２１ｄ及び減算器５２ａ，５２ｂに、アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）を減算器２１ａ，２１ｂ及びｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１に、それぞれ出力する。ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５は、インナｄｑ軸電流値（ｉｄ_in，ｉｑ_in）を減算器５１ａ，５１ｂ及び減算器５２ａ，５２ｂに出力する。
【００５３】
減算器５１ａは、ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５から入力したインナｄｑ軸電流値（ｉｄ_in）に対し、ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１から入力した電流指令値（ｉｄ_ino*）を減算処理し、演算結果を減算器２１ｃに出力する。減算器５１ｂは、ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５から入力したインナｄｑ軸電流値（ｉｑ_in）に対し、ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１から入力した電流指令値（ｉｑ_ino*）を減算処理し、演算結果を減算器２１ｄに出力する。
【００５４】
減算器５２ａは、ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５から入力したインナｄｑ軸電流値（ｉｄ_in）に対し、トルク制御器１１から入力したインナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*）を減算処理し、演算結果をｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２に出力する。減算器５２ｂは、ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５から入力したインナｄｑ軸電流値（ｉｑ_in）に対し、トルク制御器１１から入力したインナｄｑ軸電流指令値（ｉｑ_in*）を減算処理し、演算結果をｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２に出力する。
【００５５】
ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２から出力されたアウタ検出電流値（ｉｄ_out，ｉｑ_out）は、減算器２１ａ，２１ｂに入力する。減算器２１ａ，２１ｂは、アウタ検出電流値（ｉｄ_out，ｉｑ_out）に対し、それぞれトルク制御器１１から入力したアウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）を減算処理し、演算結果をＰＩ制御器２３に出力する。
このように、ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１は、電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値を、一方のロータの回転系において座標変換を行い一方のロータの電流ベクトルとして演算する電流ベクトル指令値変換手段として機能する。
【００５６】
電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値と、ｕｗ→ｄｑ座標変換器４５により演算された電流ベクトル検出値、及びｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１により演算された他方の電流ベクトル指令値の差分値との差分に基づいて、電流ベクトル制御部１４の相電圧演算手段（ＰＩ制御器２４及びｄｑ_in→６相変換器２６）は、多相インバータにおける他方の相電圧を演算する。
また、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２は、電流ベクトル指令値生成手段により演算された一方の電流ベクトル指令値と、電流ベクトル検出手段により演算された電流ベクトル検出値との差分を、他方のロータの回転系において座標変換を行い他方のロータの電流ベクトルを演算する第２の電流ベクトル検出手段として機能する。
【００５７】
電流ベクトル指令値生成手段により演算された他方の電流ベクトル指令値と、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２により演算された他方の電流ベクトル検出値との差分に基づいて、電流ベクトル制御部１４の相電圧演算手段（ＰＩ制御器２３及びｄｑ_out→６相変換器２５）は多相インバータにおける他方の相電圧を演算する。
アウタロータＲｏのｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）を、相対位相（θ_out−θ_in）を用いてインナロータＲｉのｄｑ座標に座標変換を行い、変換した電流指令値（ｉｄ_ino*，ｉｑ_ino*）を、インナロータＲｉのｄｑ座標における検出電流値（ｉｄ_in，ｉｑ_in）から減算する。これをインナロータＲｉ分の電流値として電流制御偏差を演算し、ＰＩ制御器２４において電流制御を行う。
【００５８】
一方、インナロータＲｉのｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）を、インナロータＲｉのｄｑ座標における検出電流値（ｉｄ_in，ｉｑ_in）から減算し、相対位相（θ_out−θ_in）を用いてアウタロータＲｏのｄｑ座標に座標変換を行う。この座標変換後の値を、アウタロータＲｏ分の電流値として、ＰＩ制御器２３において電流制御を行う。
本実施の形態では、検出した複合電流値から、それぞれ制御対象外の電流指令値を減算除去し、制御対象の電流値を得る。また、ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１から出力された電流指令値（ｉｄ_ino*，ｉｑ_ino*）を、検出値から減算する構成は、第２実施の形態の電流制御装置４０（図８参照）におけるインナロータＲｉの電流指令値に加算する構成と等価であり、電流制御装置４０の別表現でもある。
（第４実施の形態）
【００５９】
図１０は、この発明の第４実施の形態に係る回転電機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、回転電機の電流制御装置５５は、電流制御装置５０（図９参照）において、ＬＰＦ１２，１３（図１参照）を設けている。その他の構成及び作用は、第３実施の形態に係る回転電機の電流制御装置５０と同様である。
ＬＰＦ１２は、トルク制御器１１からアウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）が入力し、ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１に出力し、ＬＰＦ１３は、トルク制御器１１からインナｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）が入力し、ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器４２に出力する。
【００６０】
本実施の形態では、第４実施の形態における制御構成に、推定電流値を演算するＬＰＦ１２，１３を追加したものである。ＬＰＦ１２，１３は、第１実施の形態に係る電流制御装置１０（図１参照）と同様に、ＰＩ制御器のカットオフ周波数と同じ周波数の一次のローパスフィルタである。
電流指令値を、これらＬＰＦ１２，１３を通過させることにより、理想的な電流応答時の推定電流値を演算することができる。アウタｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_out*，ｉｑ_out*）が入力したＬＰＦ１２の出力であるアウタロータＲｏの推定電流値は、相対位相（θ_out−θ_in）を用いたｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器４１による座標変換処理により、電流指令値（ｉｄ_ino'，ｉｑ_ino'）に変換される。
【００６１】
また、インナロータＲｉのｄｑ軸電流指令値（ｉｄ_in*，ｉｑ_in*）をＬＰＦ１３に入力し、得られたインナロータＲｉの推定電流値を、検出電流値（ｉｄ_in，ｉｑ_in）から減算することにより、アウタロータＲｏ分の電流値を得る。
つまり、電流ベクトル指令値生成手段により演算された電流ベクトル指令値が入力し、電流ベクトル指令値に基づき推定電流値を演算し出力するフィルタ（ＬＰＦ１２，１３）、即ち、入力した一方の電流ベクトル指令値に基づいて推定電流値を演算し出力する第１のフィルタと、入力した他方の電流ベクトル指令値に基づいて推定電流値を演算し出力する第２のフィルタを備えている。
【００６２】
このような推定電流値を用いて電流制御を行うことにより、ＰＩ制御器の制御の遅れが大きい場合等であっても、各電流制御への制御偏差から、他のロータ電流制御偏差が入力され難くなり、お互いのＰＩ制御器の制御干渉を防ぐことができる。この結果、ＰＩ制御器の制御設計により近い応答を得ることができる。
上述したように、この発明に係る回転電機の電流制御装置は、検出電流から各々のロータの電流を抽出する手段によって、総数の半分よりも少ない電流検出手段によって検出した電流を、分離・抽出することにより、電流センサ数を低減することができ、センサコスト・容積を低減することが可能になる。
【００６３】
また、電流を検出する手段を、各相の内、それぞれ位相が反転する２つの相の組の内、何れか一方に備えることにより、少ない電流を検出する手段によって回転座標変換を行った電流をベクトル制御することができる。
また、３の倍数相の相数のモータにおける１２０度の位相差を持つ２相の電流を検出することによって、３相以上の多相のモータであっても、電流センサ数を増加させずに、２つだけの電流センサで電流制御を実現することができる。
また、検出した電流値から制御対象を除いた他の電流指令値を減算して制御対象のロータの検出相電流とすることによって、複合した電流から、制御対象の電流成分を抽出することができ、これと電流指令値とを用いて電流制御を行うことによって、各ロータの電流制御を独立して行うことができる。
【００６４】
また、検出した相電流値から制御対象を除いた他の電流指令値を減算して制御対象のロータの検出相電流とすることによって、複合した電流から、制御対象の電流成分を抽出することができ、これと電流指令値とを用いて電流制御を行うことにより、各ロータの電流制御を独立して行うことができる。
また、検出した電流値から回転座標上での電流指令値を減算し、相対位相を用いて他のロータの回転座標に座標変換をすることによって、複合された検出電流値から、他のロータの電流を抽出することができ、各ロータにおいて回転座標を用いたベクトル制御を独立に実現することができる。
【００６５】
また、推定電流値を用いて電流制御を行うことにより、制御器の制御の遅れが大きな場合などであっても、電流制御への制御偏差から、他のロータ電流制御偏差が入力され難くなり、お互いの制御器の制御干渉を防ぐことができ、制御器の制御設計により近い応答を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】この発明の第１実施の形態に係る回転電機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】モータの回転軸に沿う断面説明図である。
【図３】図２のステータ及びロータを示す回転軸に直交する方向の断面説明図である。
【図４】図１のモータの相構造を示す説明図である。
【図５】図１のモータのインナロータとアウタロータの位相差を表にして示す説明図である。
【図６】図１のｄｑ_out→６相変換器の構成を示すブロック図である。
【図７】図１のｄｑ_in→６相変換器の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の第２実施の形態に係る回転電機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明の第３実施の形態に係る回転電機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の第４実施の形態に係る回転電機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０，４０，５０，５５  電流制御装置
１１  トルク制御器
１２，１３  ローパスフィルター
１４  電流ベクトル制御部
１５  電流分離部
１６，１７  インバータＵＶＷ
１８，１９  電流センサ
２０，４４  位相演算部
２１ａ〜２１ｈ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ  減算器
２２ａ〜２２ｆ，４３ａ，４３ｂ  加算器
２３，２４  ＰＩ制御器
２５  ｄｑ_out→６相変換器
２６  ｄｑ_in→６相変換器
２７  ｕｗ→ｄｑ_out座標変換器
２８  ｕｗ→ｄｑ_in座標変換器
２９  ｄｑ_out→ｕｗ座標変換器
３０  ｄｑ_in→ｕｗ座標変換器
４１  ｄｑ_out→ｄｑ_in座標変換器
４２  ｄｑ_in→ｄｑ_out座標変換器
４５  ｕｗ→ｄｑ座標変換器
Ｍ  モータ
Ｈ  モータハウジング
Ｒｉ  インナロータ
Ｒｏ  アウタロータ
Ｓ  ステータ
【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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