特許 6237405 回転電機の制御装置及び情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6237405

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】回転電機の制御装置及び情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/00 20160101AFI20171120BHJP

   H02K 16/02 20060101ALI20171120BHJP

   H02P 27/04 20160101ALI20171120BHJP

   H02P 29/00 20160101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   H02P21/00

   H02K16/02

   H02P27/04

   H02P29/00

【請求項の数】19

【全頁数】38

(21)【出願番号】特願2014-66649(P2014-66649)

(22)【出願日】2014年3月27日

(65)【公開番号】特開2015-192494(P2015-192494A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2017年2月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土方 亘

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 隆男

(72)【発明者】

【氏名】土屋 英滋

(72)【発明者】

【氏名】松本 祥平

(72)【発明者】

【氏名】上村 雅英

(72)【発明者】

【氏名】村上 新

(72)【発明者】

【氏名】遠山 智之

【審査官】 田村 惠里加

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２０５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３９３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３６０９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２１／００

Ｈ０２Ｋ １６／０２

Ｈ０２Ｐ ２７／０４

Ｈ０２Ｐ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機の電流を制御する回転電機の制御装置であって、
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、
制御装置は、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の少なくとも１つ以上を用いた条件を含む制約条件を満たし、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の関数である評価関数を最適化するための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し、
電流指令値演算部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。

【請求項2】

請求項１に記載の回転電機の制御装置であって、
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、回転電機の制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の回転電機の制御装置であって、
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、回転電機の制御装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載の回転電機の制御装置であって、
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、回転電機の制御装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
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、回転電機の制御装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記制約条件は、第１回転子と第２回転子間のトルクが第１トルク指令値に等しく、固定子と第２回転子間のトルクが第２トルク指令値に等しい条件を含み、
前記評価関数は、回転子巻線と固定子巻線の温度差に応じた重み付けで回転子巻線の発熱量と固定子巻線の発熱量を加算した関数である、回転電機の制御装置。

【請求項7】

請求項６に記載の回転電機の制御装置であって、
電流指令値演算部は、前記評価関数において、回転子巻線及び固定子巻線のうち、温度が高い巻線の発熱量の重み付けを増加させる、回転電機の制御装置。

【請求項8】

請求項１〜５のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記制約条件は、第１回転子と第２回転子間のトルクが第１トルク指令値に等しく、固定子と第２回転子間のトルクが第２トルク指令値に等しい条件を含み、
前記評価関数は、回転電機の銅損及び鉄損による総合損失を表す関数である、回転電機の制御装置。

【請求項9】

請求項６〜８のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記制約条件は、回転子巻線の電圧が第１制限値以下である条件、固定子巻線の電圧が第２制限値以下である条件、回転子巻線の電流が第３制限値以下である条件、及び固定子巻線の電流が第４制限値以下である条件の少なくとも１つ以上を含む、回転電機の制御装置。

【請求項10】

請求項６〜９のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
電流指令値演算部は、前記制約条件を満たす範囲内で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、回転電機の制御装置。

【請求項11】

請求項１〜５のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記評価関数は、第１回転子と第２回転子間のトルクと、固定子と第２回転子間のトルクを所定の重み付けで加算した関数である、回転電機の制御装置。

【請求項12】

請求項１〜５のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記制約条件は、第１回転子と第２回転子間のトルクが第１トルク指令値に等しい条件を含み、
前記評価関数は、固定子と第２回転子間のトルクを表す関数である、回転電機の制御装置。

【請求項13】

請求項１〜５のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記制約条件は、第１回転子と第２回転子間のトルクと、固定子と第２回転子間のトルクとの和が第３トルク指令値に等しい条件を含み、
前記評価関数は、第１回転子と第２回転子間のトルクの絶対値を表す関数である、回転電機の制御装置。

【請求項14】

請求項１０〜１３のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記制約条件は、回転子巻線の電圧が第１制限値以下である条件、固定子巻線の電圧が第２制限値以下である条件、回転子巻線の電流が第３制限値以下である条件、及び固定子巻線の電流が第４制限値以下である条件の少なくとも１つ以上を含む、回転電機の制御装置。

【請求項15】

請求項１〜５のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記制約条件は、固定子巻線の電流が第５制限値以下である条件を含み、
前記評価関数は、固定子と第２回転子間のトルクを表す関数である、回転電機の制御装置。

【請求項16】

請求項１〜５のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
前記制約条件は、回転子巻線の電流が第６制限値以下である条件を含み、
前記評価関数は、第１回転子と第２回転子間のトルクを表す関数である、回転電機の制御装置。

【請求項17】

請求項１１〜１６のいずれか１に記載の回転電機の制御装置であって、
電流指令値演算部は、前記制約条件を満たす範囲内で前記評価関数が略最大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、回転電機の制御装置。

【請求項18】

請求項９または１４に記載の回転電機の制御装置であって、
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、
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、回転電機の制御装置。

【請求項19】

回転電機の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、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の少なくとも１つ以上を用いた条件を含む制約条件を満たし、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の関数である評価関数を最適化するための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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機の電流を制御する制御装置、及び回転電機の電流指令値を演算する情報処理装置に関する。

【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の回転電機では、第１ロータと第２ロータ間のトルクを第１ロータの巻線の電流により制御し、ステータと第２ロータ間のトルクをステータの巻線の電流により制御している。そのため、第１ロータの巻線の電流値、及びステータの巻線の電流値によっては、例えば第１ロータの巻線の発熱量や、ステータの巻線の発熱量が増大したり、第１ロータと第２ロータ間のトルクや、ステータと第２ロータ間のトルクが低下したりする等、回転電機の性能が低下する場合がある。

【0005】

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の性能を向上させることを目的の１つとする。また、本発明は、回転電機の性能を向上させ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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る回転電機の制御装置及び情報処理装置は、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。

【0007】

本発明に係る回転電機の制御装置は、回転電機の電流を制御する回転電機の制御装置であって、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、制御装置は、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の少なくとも１つ以上を用いた条件を含む制約条件を満たし、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の関数である評価関数を最適化するための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し、電流指令値演算部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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

本発明の一態様では、前記制約条件は、第１回転子と第２回転子間のトルクが第１トルク指令値に等しく、固定子と第２回転子間のトルクが第２トルク指令値に等しい条件を含み、前記評価関数は、回転子巻線と固定子巻線の温度差に応じた重み付けで回転子巻線の発熱量と固定子巻線の発熱量を加算した関数であ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、前記評価関数において、回転子巻線及び固定子巻線のうち、温度が高い巻線の発熱量の重み付けを増加させることが好適である。

【0014】

本発明の一態様では、前記制約条件は、第１回転子と第２回転子間のトルクが第１トルク指令値に等しく、固定子と第２回転子間のトルクが第２トルク指令値に等しい条件を含み、前記評価関数は、回転電機の銅損及び鉄損による総合損失を表す関数であることが好適である。

【0015】

本発明の一態様では、前記制約条件は、回転子巻線の電圧が第１制限値以下である条件、固定子巻線の電圧が第２制限値以下である条件、回転子巻線の電流が第３制限値以下である条件、及び固定子巻線の電流が第４制限値以下である条件の少なくとも１つ以上を含むことが好適である。

【0016】

本発明の一態様では、電流指令値演算部は、前記制約条件を満たす範囲内で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。

【0017】

本発明の一態様では、前記評価関数は、第１回転子と第２回転子間のトルクと、固定子と第２回転子間のトルクを所定の重み付けで加算した関数であることが好適である。

【0018】

本発明の一態様では、前記制約条件は、第１回転子と第２回転子間のトルクが第１トルク指令値に等しい条件を含み、前記評価関数は、固定子と第２回転子間のトルクを表す関数であることが好適である。

【0019】

本発明の一態様では、前記制約条件は、第１回転子と第２回転子間のトルクと、固定子と第２回転子間のトルクとの和が第３トルク指令値に等しい条件を含み、前記評価関数は、第１回転子と第２回転子間のトルクの絶対値を表す関数であることが好適である。

【0020】

本発明の一態様では、前記制約条件は、固定子巻線の電流が第５制限値以下である条件を含み、前記評価関数は、固定子と第２回転子間のトルクを表す関数であることが好適である。

【0021】

本発明の一態様では、前記制約条件は、回転子巻線の電流が第６制限値以下である条件を含み、前記評価関数は、第１回転子と第２回転子間のトルクを表す関数であることが好適である。

【0022】

本発明の一態様では、電流指令値演算部は、前記制約条件を満たす範囲内で前記評価関数が略最大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。

【0023】

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、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。

【0024】

また、本発明に係る情報処理装置は、回転電機の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、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の少なくとも１つ以上を用いた条件を含む制約条件を満たし、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の関数である評価関数を最適化するための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。

【発明の効果】

【0025】

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、回転子巻線の電流及び固定子巻線の電流の関数である評価関数を最適化するための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、回転電機の性能を向上させ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、回転電機の性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【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】Ｔ_ｉｎ＝０，Ｔ_ｏｕｔ＝９０Ｎｍのトルクに対する電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔの関係の一例を示す図である。

【図10】電子制御ユニットの構成例を示す機能ブロック図である。

【図11】電子制御ユニット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12A】Ｔ_ｉｎ＝０，Ｔ_ｏｕｔ＝９０Ｎｍ制約条件において、ロータ巻線の電流Ｉ_ｉｎに対するロータ巻線の発熱量の関係の一例を示す図である。

【図12B】Ｔ_ｉｎ＝０，Ｔ_ｏｕｔ＝９０Ｎｍ制約条件において、ロータ巻線の電流Ｉ_ｉｎに対するステータ巻線の発熱量の関係の一例を示す図である。

【図13】ロータ巻線の温度τ_ｉｎ及びステータ巻線の温度τ_ｏｕｔの時間変化の一例を示す図である。

【図14】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。

【図20】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】

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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Ｔ_ｏｕｔ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）Ｔ_ｏｕｔを制御することができる。

【0039】

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Ｔ_ｉｎ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。

【0040】

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）Ｔ_ｉｎ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Ｔ_ｉｎ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Ｔ_ｉｎは作用しなくなる。

【0041】

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Ｔ_ｉｎ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。

【0042】

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Ｔ_ｏｕｔ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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

また、エンジン３６の始動を行う場合は、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ブラシ９６及びスリップリング９５を介してロータ巻線３０へ供給するようインバータ４１のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線３０の交流電流により出力側ロータ１８から入力側ロータ２８にエンジン回転方向のトルクＴ_ｉｎを作用させる。これによって、エンジン３６のクランキングを行う。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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Ｔ_ｏｕｔを増幅させることができる。

【0052】

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Ｔ_ｉｎ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Ｔ_ｉｎと、ステータ１６と出力側ロータ１８間のトルクＴ_ｏｕｔ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。

【0053】

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Ｔ_ｉｎ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Ｔ_ｏｕｔを増幅させることができる。

【0054】

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Ｔ_ｉｎ、及びステータ１６と出力側ロータ１８間のトルクＴ_ｏｕｔをそれぞれ要求値にするためのロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎとステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔの組み合わせは無数に存在する。例えばＴ_ｉｎ＝０，Ｔ_ｏｕｔ＝９０Ｎｍを発生するＩ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔ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β_ｉｎ＝９０°、ステータ巻線２０の電流進角β_ｏｕｔ＝３０°とし、横軸のＩ_ｉｎ及び縦軸のＩ_ｏｕｔについては、Ｉ_ｉｎ＝０でＴ_ｏｕｔ＝９０Ｎｍを発生するＩ_ｏｕｔ（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、Ｔ_ｉｎ＝０，Ｔ_ｏｕｔ＝９０Ｎｍを発生するＩ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔの組み合わせが無数に存在することがわかる。

【0055】

回転電機１０のロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔ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Ｔ_{ｉｎ＿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Ｔ_{ｉｎ＿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Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}を演算する。

【0056】

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Ｔ_{ｉｎ＿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Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}とに基づいて、ロータ巻線３０のｄ軸電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}及びｑ軸電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}と、ステータ巻線２０のｄ軸電流指令値Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}及びｑ軸電流指令値Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}とを設定する。モデル記憶部１７２は、ロータ巻線３０の鎖交磁束Φ_ｉｎ及びステータ巻線２０の鎖交磁束Φ_ｏｕｔ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Ｉ_ｉｎによる磁束とステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔ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Φ_ｉｎは、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎによって変化するだけでなく、ステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔによっても変化し、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔの関数となる。同様に、ステータ巻線２０の鎖交磁束Φ_ｏｕｔも、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔ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Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔに対するロータ巻線３０の鎖交磁束Φ_ｉｎ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Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔに対するステータ巻線２０の鎖交磁束Φ_ｏｕｔ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。電流指令値設定部１３６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、設定された制約条件を満たし、回転電機１０の性能に関わる評価関数ｆを最適化するためのロータ巻線３０の電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}及びステータ巻線２０の電流指令値Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を、第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。ここでの制約条件は、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔの少なくとも１つ以上を用いた条件を含み、ここでの評価関数ｆは、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔの関数であり、例えばロータ巻線３０とステータ巻線２０の温度差に応じた重み付けでロータ巻線３０の発熱量とステータ巻線２０の発熱量を加算した重み付け発熱量を表す関数とすることが可能である。その際に、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎはロータ巻線温度センサ８１により検出され、ステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔはステータ巻線温度センサ８２により検出される。

【0057】

ロータ巻線電流制御部１４０は、ロータ巻線３０のｄ軸電流Ｉ_ｉｎ＿ｄ及びｑ軸電流Ｉ_ｉｎ＿ｑが電流指令値設定部１３６で設定されたｄ軸電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}及びｑ軸電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿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Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}及びｑ軸電流Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}が電流指令値設定部１３６で設定されたｄ軸電流指令値Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}及びｑ軸電流指令値Ｉ_{ｏｕｔ＿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Ｔ_ｉｎがトルク指令値Ｔ_{ｉｎ＿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Ｔ_ｏｕｔがトルク指令値Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}に一致するように制御される。

【0058】

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Ｔ_ｉｎ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Ｔ_ｏｕｔは以下の（２）式で表され、ロータ巻線３０の電圧Ｖ_ｉｎは以下の（３）式で表され、ステータ巻線２０の電圧Ｖ_ｏｕｔは以下の（４）式で表され、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎは以下の（５）式で表され、ステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔ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の重み付け発熱量を表す評価関数ｆは、以下の（７）式で表される。（１）〜（７）式において、Ｉ_ｉｎ＿ｄはロータ巻線３０のｄ軸電流、Ｉ_ｉｎ＿ｑはロータ巻線３０のｑ軸電流、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}はステータ巻線２０のｄ軸電流、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}はステータ巻線２０のｑ軸電流、Φ_ｉｎ＿ｄはロータ巻線３０のｄ軸鎖交磁束、Φ_ｉｎ＿ｑはロータ巻線３０のｑ軸鎖交磁束、Φ_{ｏｕｔ＿ｄ}はステータ巻線２０のｄ軸鎖交磁束、Φ_{ｏｕｔ＿ｑ}はステータ巻線２０のｑ軸鎖交磁束、Ｒ_ｉｎはロータ巻線３０の相抵抗、Ｒ_ｏｕｔはステータ巻線２０の相抵抗、Ｐ_ｉｎ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、Ｐ_ｏｕｔ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、ω_ｉｎは入力側ロータ２８の回転角速度、ω_ｏｕｔは出力側ロータ１８の回転角速度である。（７）式において、α，１−αは、０≦α≦１を満たす重み係数であり、ステータ巻線２０とロータ巻線３０の温度差τ_ｏｕｔ−τ_ｉｎに応じて設定される。

【0059】

【数1】

【0060】

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Φ_ｉｎ＿ｄ（ｄ軸鎖交磁束に関わるモデル）は、Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}の関数である以下の（８）式で表すことが可能である。

【0061】

【数2】

【0062】

（８）式の右辺の分子において、Ｃ_ｄ２はｄ軸の磁気干渉の度合いを表す係数、ｆ_ｍ’２は永久磁石３３の起磁力によるｄ軸起磁力である。（Ｉ_ｉｎ＿ｄ−Ｃ_ｄ２＊Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}−ｆ_ｍ’２）は、Ｉ_ｉｎ＿ｄとＩ_{ｏｕｔ＿ｄ}を設定比率１：Ｃ_ｄ２で合成したｄ軸起磁力に関わるモデル式であり、Ｉ_ｉｎ＿ｄによる起磁力とＩ_{ｏｕｔ＿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、Ｌ_ｄは誘導電磁カップリング部のｄ軸インダクタンス（Ｉ_ｉｎ＿ｄ＝Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}＝０）、Ｌ_ｄｄは誘導電磁カップリング部のｄ軸インダクタンスのＩ_{ｏｕｔ＿ｄ}による変化率を表し、（Ｌ_ｄ＋Ｌ_ｄｄ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}｜）は、誘導電磁カップリング部の無負荷時（Ｉ_ｉｎ＿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、Ｉ_ｉｎ＿ｄによる磁束とＩ_{ｏｕｔ＿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。

【0063】

一方、（８）式の右辺の分母において、Ｃ_ｄ１はｄ軸の磁気干渉の度合いを表す係数、ｆ_ｍ’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、｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ−Ｃ_ｄ１＊Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}−ｆ_ｍ’１｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍ_ｄｄはｄ軸磁気回路の飽和係数、Ｍ_ｄｄｄはｄ軸磁気回路の飽和係数のＩ_{ｏｕｔ＿ｄ}による変化率を表し、（Ｍ_ｄｄ＋Ｍ_ｄｄｄ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}｜）は、Ｉ_{ｏｕｔ＿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、（Ｍ_ｄｄ＋Ｍ_ｄｄｄ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}｜）＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ−Ｃ_ｄ１＊Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}−ｆ_ｍ’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、Ｃ_ｑ１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、｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ＋Ｃ_ｑ１＊Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜は、Ｉ_ｉｎ＿ｑによる起磁力とＩ_{ｏｕｔ＿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、Ｍ_ｄｑはｑ軸磁気回路の飽和係数、Ｍ_ｄｑｄはｑ軸磁気回路の飽和係数のＩ_{ｏｕｔ＿ｄ}による変化率を表し、（Ｍ_ｄｑ＋Ｍ_ｄｑｄ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}｜）は、Ｉ_{ｏｕｔ＿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、（Ｍ_ｄｑ＋Ｍ_ｄｑｄ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}｜）＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ＋Ｃ_ｑ１＊Ｉ_{ｏｕｔ＿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、Ｉ_ｉｎ＿ｄによる磁束とＩ_{ｏｕｔ＿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。

【0064】

なお、（８）式の右辺の分母におけるｆ_ｍ’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Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿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ｆ_ｍ’２も、ｑ軸電流Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿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、Ｃ_１１，Ｃ_１２，Ｃ_１３，Ｃ_２１，Ｃ_２２，Ｃ_２３は磁気干渉の度合いを表す係数であり、ｆ_ｍ’１，ｆ_ｍ’２は、ｑ軸の起磁力総和を表す（Ｉ_ｉｎ＿ｑ＋Ｃ_ｑ１＊Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）の指数関数となる。

【0065】

【数3】

【0066】

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Φ_ｉｎ＿ｑ（ｑ軸鎖交磁束に関わるモデル）は、Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}の関数である以下の（１１）式で表すことが可能である。

【0067】

【数4】

【0068】

（１１）式の右辺の分子において、ｆ_ｍ’３は、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}による起磁力がＩ_ｉｎ＿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。（Ｉ_ｉｎ＿ｑ−Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}＊ｆ_ｍ’３）は、Ｉ_ｉｎ＿ｑとＩ_{ｏｕｔ＿ｑ}を設定比率１：ｆ_ｍ’３で合成したｑ軸起磁力に関わるモデル式であり、Ｉ_ｉｎ＿ｑによる起磁力とＩ_{ｏｕｔ＿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、Ｌ_ｑは誘導電磁カップリング部のｑ軸インダクタンス（Ｉ_ｉｎ＿ｑ＝Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}＝０）、Ｌ_ｑｑは誘導電磁カップリング部のｑ軸インダクタンスのＩ_{ｏｕｔ＿ｑ}による変化率を表し、（Ｌ_ｑ＋Ｌ_ｑｑ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜）は、誘導電磁カップリング部の無負荷時（Ｉ_ｉｎ＿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、Ｉ_ｉｎ＿ｑによる磁束とＩ_{ｏｕｔ＿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。

【0069】

一方、（１１）式の右辺の分母において、Ｃ_ｄ３はｄ軸の磁気干渉の度合いを表す係数、ｆ_０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、｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ＋Ｃ_ｄ３＊Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}−ｆ_０｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍ_ｑｄはｄ軸磁気回路の飽和係数、Ｍ_ｑｄｑはｄ軸磁気回路の飽和係数のＩ_{ｏｕｔ＿ｑ}による変化率を表し、（Ｍ_ｑｄ＋Ｍ_ｑｄｑ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜）は、Ｉ_{ｏｕｔ＿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、（Ｍ_ｑｄ＋Ｍ_ｑｄｑ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜）＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ＋Ｃ_ｄ３＊Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}−ｆ_０｜^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、Ｃ_ｑ３，Ｃ_ｑ３０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、｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ＋（Ｃ_ｑ３０＋Ｃ_ｑ３＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜）＊Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍ_ｑｑはｑ軸磁気回路の飽和係数、Ｍ_ｑｑｑはｑ軸磁気回路の飽和係数のＩ_{ｏｕｔ＿ｑ}による変化率を表し、（Ｍ_ｑｑ＋Ｍ_ｑｑｑ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜）は、Ｉ_{ｏｕｔ＿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、（Ｍ_ｑｑ＋Ｍ_ｑｑｑ＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜）＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ＋（Ｃ_ｑ３０＋Ｃ_ｑ３＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}｜）＊Ｉ_{ｏｕｔ＿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、Ｉ_ｉｎ＿ｑによる磁束とＩ_{ｏｕｔ＿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。

【0070】

なお、（１１）式の右辺の分母におけるｆ_０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Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿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、Ｃ_o１０，Ｃ_o１，Ｃ_o２０，Ｃ_o２，Ｃ_o３０，Ｃ_o３，Ｃ_ｑ４０，Ｃ_ｑ４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ｆ_ｍ’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Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_{ｏｕｔ＿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、Ｃ_３１，Ｃ_３２，Ｃ_３３，Ｃ_３４，Ｃ_ｄ４は磁気干渉の度合いを表す係数である。

【0071】

【数5】

【0072】

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Φ_{ｏｕｔ＿ｄ}（ｄ軸鎖交磁束に関わるモデル）は、Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}の関数である以下の（１４）式で表すことが可能である。

【0073】

【数6】

【0074】

（１４）式の右辺の分子において、（Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}−Ｃ_ｄ２＊Ｉ_ｉｎ＿ｄ−ｆ_ｍ’２）は、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}とＩ_ｉｎ＿ｄを設定比率１：Ｃ_ｄ２で合成したｄ軸起磁力に関わるモデル式であり、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}による起磁力とＩ_ｉｎ＿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、Ｌ_ｄはＰＭモータ部のｄ軸インダクタンス（Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}＝Ｉ_ｉｎ＿ｄ＝０）、Ｌ_ｄｄはＰＭモータ部のｄ軸インダクタンスのＩ_ｉｎ＿ｄによる変化率を表し、（Ｌ_ｄ＋Ｌ_ｄｄ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ｜）は、ＰＭモータ部の無負荷時（Ｉ_{ｏｕｔ＿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、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}による磁束とＩ_ｉｎ＿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。

【0075】

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、｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}−Ｃ_ｄ１＊Ｉ_ｉｎ＿ｄ−ｆ_ｍ’１｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍ_ｄｄはｄ軸磁気回路の飽和係数、Ｍ_ｄｄｄはｄ軸磁気回路の飽和係数のＩ_ｉｎ＿ｄによる変化率を表し、（Ｍ_ｄｄ＋Ｍ_ｄｄｄ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ｜）は、Ｉ_ｉｎ＿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、（Ｍ_ｄｄ＋Ｍ_ｄｄｄ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ｜）＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}−Ｃ_ｄ１＊Ｉ_ｉｎ＿ｄ−ｆ_ｍ’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、｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}＋Ｃ_ｑ１＊Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜は、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}による起磁力とＩ_ｉｎ＿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、Ｍ_ｄｑはｑ軸磁気回路の飽和係数、Ｍ_ｄｑｄはｑ軸磁気回路の飽和係数のＩ_ｉｎ＿ｄによる変化率を表し、（Ｍ_ｄｑ＋Ｍ_ｄｑｄ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ｜）は、Ｉ_ｉｎ＿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、（Ｍ_ｄｑ＋Ｍ_ｄｑｄ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｄ｜）＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}＋Ｃ_ｑ１＊Ｉ_ｉｎ＿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、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}による磁束とＩ_ｉｎ＿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。

【0076】

なお、（１４）式の右辺の分母におけるｆ_ｍ’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Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿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ｆ_ｍ’２も、ｑ軸電流Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿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、ｆ_ｍ’１，ｆ_ｍ’２は、ｑ軸の起磁力総和を表す（Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}＋Ｃ_ｑ１＊Ｉ_ｉｎ＿ｑ）の関数となる。

【0077】

【数7】

【0078】

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Φ_{ｏｕｔ＿ｑ}（ｑ軸鎖交磁束に関わるモデル）は、Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}の関数である以下の（１７）式で表すことが可能である。

【0079】

【数8】

【0080】

（１７）式の右辺の分子において、ｆ_ｍ’３は、Ｉ_ｉｎ＿ｑによる起磁力がＩ_{ｏｕｔ＿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。（Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}−Ｉ_ｉｎ＿ｑ＊ｆ_ｍ’３）は、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}とＩ_ｉｎ＿ｑを設定比率１：ｆ_ｍ’３で合成したｑ軸起磁力に関わるモデル式であり、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}による起磁力とＩ_ｉｎ＿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、Ｌ_ｑはＰＭモータ部のｑ軸インダクタンス（Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}＝Ｉ_ｉｎ＿ｑ＝０）、Ｌ_ｑｑはＰＭモータ部のｑ軸インダクタンスのＩ_ｉｎ＿ｑによる変化率を表し、（Ｌ_ｑ＋Ｌ_ｑｑ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜）は、ＰＭモータ部の無負荷時（Ｉ_{ｏｕｔ＿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、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}による磁束とＩ_ｉｎ＿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。

【0081】

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、｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}＋Ｃ_ｄ３＊Ｉ_ｉｎ＿ｄ−ｆ_０｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍ_ｑｄはｄ軸磁気回路の飽和係数、Ｍ_ｑｄｑはｄ軸磁気回路の飽和係数のＩ_ｉｎ＿ｑによる変化率を表し、（Ｍ_ｑｄ＋Ｍ_ｑｄｑ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜）は、Ｉ_ｉｎ＿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、（Ｍ_ｑｄ＋Ｍ_ｑｄｑ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜）＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}＋Ｃ_ｄ３＊Ｉ_ｉｎ＿ｄ−ｆ_０｜^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、｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}＋（Ｃ_ｑ３０＋Ｃ_ｑ３＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜）＊Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜は、ｄ軸の起磁力総和の大きさを表す。そして、Ｍ_ｑｑはｑ軸磁気回路の飽和係数、Ｍ_ｑｑｑはｑ軸磁気回路の飽和係数のＩ_ｉｎ＿ｑによる変化率を表し、（Ｍ_ｑｑ＋Ｍ_ｑｑｑ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜）は、Ｉ_ｉｎ＿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、（Ｍ_ｑｑ＋Ｍ_ｑｑｑ＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜）＊｜Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}＋（Ｃ_ｑ３０＋Ｃ_ｑ３＊｜Ｉ_ｉｎ＿ｑ｜）＊Ｉ_ｉｎ＿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、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}による磁束とＩ_ｉｎ＿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。

【0082】

なお、（１７）式の右辺の分母におけるｆ_０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Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿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ｆ_ｍ’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Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}の関数である以下の（１９）式で表すことが可能である。

【0083】

【数9】

【0084】

電子制御ユニット５０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。図１１のフローチャートの処理は、所定時間毎に繰り返し実行され、αの初期値としては、例えば０．５とすることが可能である。

【0085】

ステップＳ１０１では、トルク指令値（Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}，Ｔ_{ｏｕｔ＿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Ｔ_ｉｎがトルク指令値（第１トルク指令値）Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}に等しく（Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}）、且つトルクＴ_ｏｕｔがトルク指令値（第２トルク指令値）Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}に等しい（Ｔ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}）条件が電流指令値設定部１３６で設定される。Ｔ_ｉｎは（８）式のΦ_ｉｎ＿ｄ及び（１１）式のΦ_ｉｎ＿ｑ（第１磁気干渉モデル）を（１）式に代入することで得られ、Ｔ_ｏｕｔは（１４）式のΦ_{ｏｕｔ＿ｄ}及び（１７）式のΦ_{ｏｕｔ＿ｑ}（第２磁気干渉モデル）を（２）式に代入することで得られ、Ｔ_ｉｎ，Ｔ_ｏｕｔはＩ＝（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）の関数となる。

【0086】

ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２で設定された制約条件を満たす範囲内で、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の重み付け発熱量を表す評価関数ｆを最小にする電流（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）の組み合わせが電流指令値設定部１３６で演算される。評価関数ｆは、ロータ巻線３０の銅損による発熱量Ｒ_ｉｎ＊（Ｉ_ｉｎ＿ｄ^２＋Ｉ_ｉｎ＿ｑ^２）とステータ巻線２０の銅損による発熱量Ｒ_ｏｕｔ＊（Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}^２＋Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}^２）をα：１−αの重み付けで加算した（７）式で表され、Ｉ＝（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）の関数となる。電流指令値設定部１３６では、制約条件を満たす範囲内でＩ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿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（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿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Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}＝０、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}＝９０Ｎｍの制約条件において、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎに対するロータ巻線３０の発熱量及びステータ巻線２０の発熱量の関係を図１２Ａ，１２Ｂに示す。図１２Ａ，１２Ｂにおいても、横軸のＩ_ｉｎについては、Ｉ_ｉｎ＝０でＴ_ｏｕｔ＝９０Ｎｍを発生するＩ_ｏｕｔ（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１２Ａ，１２Ｂの例では、Ｉ_ｉｎ＝０．６の場合に評価関数ｆが最小となる。

【0087】

ステップＳ１０４では、巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}とロータ巻線３０の温度τ_ｉｎとの差ｅ_ｉｎ（＝τ_{ｌｉｍｉｔ}−τ_ｉｎ）、及び巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}とステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔとの差ｅ_ｏｕｔ（＝τ_{ｌｉｍｉｔ}−τ_ｏｕｔ）が電流指令値設定部１３６で算出される。ステップＳ１０５では、ｅ_ｉｎ＝ｅ_ｏｕｔ＝０が成立するか否かが電流指令値設定部１３６で判定され、ｅ_ｉｎ＝ｅ_ｏｕｔ＝０が成立する場合はステップＳ１１０に進み、ｅ_ｉｎ＝ｅ_ｏｕｔ＝０が成立しない場合はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、ｅ_ｉｎ＞ｅ_ｏｕｔが成立するか否かが電流指令値設定部１３６で判定される。ｅ_ｉｎ＞ｅ_ｏｕｔが成立する場合は、ステップＳ１０７において、αの値を減少させる処理が電流指令値設定部１３６で行われる。例えば（ｅ_ｉｎ−ｅ_ｏｕｔ）／ｅ_ｏｕｔだけαの値を減少させる。一方、ｅ_ｉｎ＞ｅ_ｏｕｔが成立しない場合は、ステップＳ１０８において、αの値を増加させる処理が電流指令値設定部１３６で行われる。例えば（ｅ_ｏｕｔ−ｅ_ｉｎ）／ｅ_ｏｕｔだけαの値を増加させる。

【0088】

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０３で演算された電流（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）の組み合わせが電流指令値（Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}）の組み合わせとして電流指令値設定部１３６で決定される。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Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}及びステータ巻線２０の電流指令値Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基に、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔがそれぞれ制御される。これによって、トルクＴ_ｉｎ，Ｔ_ｏｕｔがトルク指令値Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}，Ｔ_{ｏｕｔ＿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の重み付け発熱量を表す評価関数ｆが最小になるように、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔが制御される。一方、ステップＳ１１０では、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎ及びステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔが巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}を超えないように、Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}＝Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}＝Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}＝Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}＝０が電流指令値設定部１３６で設定され、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の電流停止が行われる。

【0089】

なお、電流指令値設定部１３６で決定される電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}としては、必ずしも評価関数ｆが最小になる電流Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿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Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿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Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}として設定することも可能である。

【0090】

図１１のフローチャートの処理によれば、ｅ_ｉｎ＞ｅ_ｏｕｔ（τ_ｉｎ＜τ_ｏｕｔ）のときは、αの値を減少させる（１−αの値を増加させる）ことで、評価関数ｆにおいて、ロータ巻線３０の発熱量の重み付けが減少し、ステータ巻線２０の発熱量の重み付けが増加する。そのため、ステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔが先に巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}に達しそうなときは、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}を達成するステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔが減少して発熱量が減少するとともにロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎが増加して発熱量が増加することで、ステータ巻線２０とロータ巻線３０の温度差τ_ｏｕｔ−τ_ｉｎが減少する。一方、ｅ_ｉｎ＜ｅ_ｏｕｔ（τ_ｉｎ＞τ_ｏｕｔ）のときは、αの値を増加させる（１−αの値を減少させる）ことで、評価関数ｆにおいて、ロータ巻線３０の発熱量の重み付けが増加し、ステータ巻線２０の発熱量の重み付けが減少する。そのため、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎが先に巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}に達しそうなときは、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}を達成するロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎが減少して発熱量が減少するとともにステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔが増加して発熱量が増加することで、ロータ巻線３０とステータ巻線２０の温度差τ_ｉｎ−τ_ｏｕｔが減少する。このように、ロータ巻線３０とステータ巻線２０の発熱状況に応じてロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎとステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔの配分を変化させることで、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎとステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔの均等化を図りつつ、トルクＴ_ｉｎ，Ｔ_ｏｕｔをトルク指令値Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}，Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}にそれぞれ追従させることができる。

【0091】

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Ｉ_ｉｎによる磁束とステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔによる磁束との磁気干渉を利用することで、トルクＴ_ｉｎ，Ｔ_ｏｕｔをトルク指令値Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}，Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}にそれぞれ一致させるための電流（Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔ）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の重み付け発熱量を表す評価関数ｆを最小化（あるいはほぼ最小化）する電流指令値（Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿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Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基にロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔ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、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の発熱量を抑制することができる。さらに、評価関数ｆにおいては、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０のうち、温度が高い巻線の発熱量の重み付けを増加させる（温度が低い巻線の発熱量の重み付けを減少させる）ことで、温度が高い巻線の電流の配分を減少させる（温度が低い巻線の電流の配分を増加させる）ことができ、ロータ巻線３０とステータ巻線２０の温度差を低減することができる。その結果、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎ及びステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔのいずれかが巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}に達するまでの時間を長くすることができ、回転電機１０の電流時間定格を延長することができ、回転電機１０の性能を向上させることができる。

【0092】

例えばＴ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}＝０、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}≠０のときに、磁気干渉を利用しない場合は、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０のうち、ステータ巻線２０だけに電流Ｉ_ｏｕｔを流してステータ１６と出力側ロータ１８間にトルクＴ_ｏｕｔを発生させる。ただし、その場合は、ステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔが増加して発熱量が大きくなるため、例えば図１３の破線に示すように、ステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔが大きく上昇して短時間で巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}に達する。その結果、Ｔ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}のトルクを発生可能な時間が短くなる。これに対して本実施形態では、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}＝０、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}≠０のときに、磁気干渉を利用して、温度が高い巻線の電流の配分を減少させるようロータ巻線３０及びステータ巻線２０の両方に電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを流すことで、ステータ１６と出力側ロータ１８間にトルクＴ_ｏｕｔを発生させる。これによって、磁気干渉を利用しない場合と比較して、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔが減少して発熱量が小さくなり、例えば図１３の実線に示すように、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎ及びステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔのいずれかが巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}に達するまでの時間が長くなる。その結果、Ｔ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}のトルクを発生可能な時間を延長することができる。同様に、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}≠０、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}＝０のときにも、磁気干渉を利用して、温度が高い巻線の電流の配分を減少させるようロータ巻線３０及びステータ巻線２０の両方に電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを流すことで、磁気干渉を利用しない場合と比較して、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}のトルクを発生可能な時間を延長することができる。

【0093】

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、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}の他に、ロータ巻線３０の電圧Ｖ_ｉｎが制限値（第１制限値）Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}以下である条件、ステータ巻線２０の電圧Ｖ_ｏｕｔが制限値（第２制限値）Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}以下である条件、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎが制限値（第３制限値）Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}以下である条件、及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔが制限値（第４制限値）Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}以下である条件の少なくとも１つ以上を追加することも可能である。例えば制約条件として、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件を追加することも可能である。Ｖ_ｉｎは、（８）式のΦ_ｉｎ＿ｄ及び（１１）式のΦ_ｉｎ＿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＝（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）及びω_ｉｎ，ω_ｏｕｔの関数となり、Ｖ_ｏｕｔは、（１４）式のΦ_{ｏｕｔ＿ｄ}及び（１７）式のΦ_{ｏｕｔ＿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ω_ｏｕｔの関数となる。ω_ｉｎ，ω_ｏｕｔ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Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}，Ｖ_{ｏｕｔ＿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。Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿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の電流時間定格を延長することができる。

【0094】

また、制約条件として、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件を追加することも可能である。Ｉ_ｉｎはＩ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑの関数である（５）式で表され、Ｉ_ｏｕｔはＩ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}の関数である（６）式で表される。制限値Ｉ_{ｉｎ＿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Ｉ_{ｏｕｔ＿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。Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の制約条件を追加することで、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔを抑制しつつ、回転電機１０の電流時間定格を延長することができる。

【0095】

また、制約条件として、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿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Ｉ_ｉｎを抑制しつつ、回転電機１０の電流時間定格を延長することができる。また、制約条件として、Ｖ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿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Ｉ_ｏｕｔを抑制しつつ、回転電機１０の電流時間定格を延長することができる。

【0096】

また、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の重み付け発熱量を表す（７）式の評価関数ｆにおいて、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎ及びステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔに応じてロータ巻線３０の相抵抗Ｒ_ｉｎ及びステータ巻線２０の相抵抗Ｒ_ｏｕｔをそれぞれ変化させることも可能である。その場合、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τ_ｉｎからロータ巻線３０の相抵抗Ｒ_ｉｎ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τ_ｏｕｔからステータ巻線２０の相抵抗Ｒ_ｏｕｔを設定する。そして、温度τ_ｉｎ，τ_ｏｕｔから設定された相抵抗Ｒ_ｉｎ，Ｒ_ｏｕｔ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τ_ｉｎ及びステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔに応じて変化する、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の重み付け発熱量を表す評価関数ｆをより精度よく最小化することが可能となり、回転電機１０の電流時間定格をさらに延長することができる。

【0097】

なお、図１１のフローチャートのステップＳ１０３で用いられる回転電機１０の性能に関わる評価関数ｆ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、様々な関数を用いることが可能である。例えばロータ巻線３０及びステータ巻線２０の発熱量については、銅損による発熱量に加え、鉄損によるコアの発熱が巻線への伝導する影響も考慮することが可能であり、その場合において、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０の重み付け発熱量を表す評価関数ｆは、以下の（２０）式で表すことが可能である。（２０）式において、Ｒｃ_ｉｎは誘導電磁カップリング部の等価鉄損抵抗、Ｒｃ_ｏｕｔはＰＭモータ部の等価鉄損抵抗である。

【0098】

【数10】

【0099】

（２０）式において、（ω_ｉｎ−ω_ｏｕｔ）^２＊（Φ_ｉｎ＿ｄ^２＋Φ_ｉｎ＿ｑ^２）／Ｒｃ_ｉｎは鉄損によるロータ巻線３０の発熱量を表し、ω_ｏｕｔ^２＊（Φ_{ｏｕｔ＿ｄ}^２＋Φ_{ｏｕｔ＿ｑ}^２）／Ｒｃ_ｏｕｔは鉄損によるステータ巻線２０の発熱量を表す。（２０）式の評価関数ｆは、銅損及び鉄損によるロータ巻線３０の発熱量と、銅損及び鉄損によるステータ巻線２０の発熱量とをα：１−αの重み付けで加算した式で表される。（８）式のΦ_ｉｎ＿ｄ及び（１１）式のΦ_ｉｎ＿ｑ（第１磁気干渉モデル）と、（１４）式のΦ_{ｏｕｔ＿ｄ}及び（１７）式のΦ_{ｏｕｔ＿ｑ}（第２磁気干渉モデル）とを（２０）式に代入することで、評価関数ｆは、Ｉ＝（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）及びω_ｉｎ，ω_ｏｕｔの関数となる。

【0100】

その場合、ステップＳ１０３では、制約条件を満たす範囲内で、この評価関数ｆを最小化（あるいはほぼ最小化）する電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。その際の制約条件としては、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}の条件を用い、さらに、前述した条件のいずれかを追加することも可能である。この電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基にロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔを制御することで、銅損及び鉄損によるロータ巻線３０及びステータ巻線２０の発熱量を抑制することができる。さらに、この評価関数ｆにおいても、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８に従ってαの値を変化させて、ロータ巻線３０及びステータ巻線２０のうち、温度が高い巻線の発熱量の重み付けを増加させることで、温度が高い巻線の電流の配分を減少させることができる。その結果、銅損による発熱及び鉄損による発熱の両方を考慮して、ロータ巻線３０とステータ巻線２０の温度差をさらに低減することができ、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎ及びステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔのいずれかが巻線温度上限値τ_{ｌｉｍｉｔ}に達するまでの時間をさらに長くすることができる。

【0101】

また、評価関数ｆとして、回転電機１０の銅損及び鉄損による総合損失を表す関数を用いることも可能である。その場合の評価関数ｆは、以下の（２１）式で表すことが可能である。（２１）式において、Ｒ_ｉｎ＊（Ｉ_ｉｎ＿ｄ^２＋Ｉ_ｉｎ＿ｑ^２）はロータ巻線３０の銅損を表し、Ｒ_ｏｕｔ＊（Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}^２＋Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}^２）はステータ巻線２０の銅損を表し、（ω_ｉｎ−ω_ｏｕｔ）^２＊（Φ_ｉｎ＿ｄ^２＋Φ_ｉｎ＿ｑ^２）／Ｒｃ_ｉｎは誘導電磁カップリング部の鉄損を表し、ω_ｏｕｔ^２＊（Φ_{ｏｕｔ＿ｄ}^２＋Φ_{ｏｕｔ＿ｑ}^２）／Ｒｃ_ｏｕｔはＰＭモータ部の鉄損を表す。（２１）式の評価関数ｆは、これらの銅損と鉄損を加算した式で表され、（８）式のΦ_ｉｎ＿ｄ及び（１１）式のΦ_ｉｎ＿ｑと、（１４）式のΦ_{ｏｕｔ＿ｄ}及び（１７）式のΦ_{ｏｕｔ＿ｑ}とを（２１）式に代入することで、Ｉ及びω_ｉｎ，ω_ｏｕｔの関数となる。

【0102】

【数11】

【0103】

その場合、電流指令値設定部１３６は、制約条件を満たす範囲内で、回転電機１０の銅損及び鉄損による総合損失を表す評価関数ｆを最小化（あるいはほぼ最小化）する電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。その際の制約条件としては、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}、且つＴ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}の条件を用い、さらに、前述した条件のいずれかを追加することも可能である。また、図１１のフローチャートにおいて、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８，Ｓ１１０による処理は省略する。この電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基にロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔ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の銅損及び鉄損による総合損失を低減することができ、回転電機１０の性能を向上させることができる。なお、回転電機１０の銅損及び鉄損による総合損失を表す評価関数ｆにおいても、ロータ巻線３０の温度τ_ｉｎ及びステータ巻線２０の温度τ_ｏｕｔに応じてロータ巻線３０の相抵抗Ｒ_ｉｎ及びステータ巻線２０の相抵抗Ｒ_ｏｕｔをそれぞれ変化させることが可能である。

【0104】

また、評価関数ｆとして、トルクＴ_ｉｎとトルクＴ_ｏｕｔを所定の重み付けで加算した重み付けトルクを表す関数とすることも可能である。その場合の評価関数ｆは、以下の（２２）式で表すことが可能である。（２２）式において、Ｗ_ｉｎ，Ｗ_ｏｕｔは重み係数であり、（２２）式の評価関数ｆは、トルクＴ_ｉｎとトルクＴ_ｏｕｔをＷ_ｉｎ：Ｗ_ｏｕｔの重み付けで加算した式で表される。前述のように、Ｔ_ｉｎ，Ｔ_ｏｕｔはＩ＝（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）の関数であるため、評価関数ｆもＩの関数となる。

【0105】

ｆ＝Ｗ_ｉｎ×Ｔ_ｉｎ＋Ｗ_ｏｕｔ×Ｔ_ｏｕｔ （２２）

【0106】

その場合、電流指令値設定部１３６は、制約条件を満たす範囲内で、重み付けトルクを表す評価関数ｆを最大（あるいはほぼ最大）にする電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。その際の制約条件としては、例えばＶ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件とすることが可能である。評価関数ｆを最大化する電流を探索するアルゴリズムについても、公知技術を利用可能であるため詳細な説明を省略する。この電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基にロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔ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、出力側ロータ１８に発生可能なトルクを増加させることができ、回転電機１０の性能を向上させることができる。その際には、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の制約条件とすることで、ロータ巻線３０の逆起電圧及びステータ巻線２０の逆起電圧を抑制することができる。また、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の制約条件とすることも可能であり、これによって、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔを抑制することができる。さらに、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、Ｖ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の制約条件とすることも可能である。

【0107】

また、評価関数ｆとしてトルクＴ_ｏｕｔを用いることも可能である。その場合の評価関数ｆ＝Ｔ_ｏｕｔは、Ｉ＝（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）の関数となる。電流指令値設定部１３６は、制約条件を満たす範囲内で、評価関数ｆ＝Ｔ_ｏｕｔを最大（あるいはほぼ最大）にする電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。その際の制約条件としては、例えばＴ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}の条件とすることが可能であり、さらに、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、Ｖ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、及びＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の少なくとも１つ以上の条件を追加することも可能である。例えばＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｉ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｖ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件を追加することが可能である。また、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件を追加することも可能である。この電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基にロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔを制御することで、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間のトルクＴ_ｉｎをトルク指令値Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}に追従させつつ、磁気干渉を利用しない場合と比較して、ステータ１６と出力側ロータ１８間に発生可能なトルクＴ_ｏｕｔを増加させることができる。例えばＥＶ走行中にエンジン３６の始動を行う場合、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}の制約条件の範囲内で評価関数ｆ＝Ｔ_ｏｕｔを最大（あるいはほぼ最大）にする電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基に電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを制御することで、エンジン３６のクランキングトルクＴ_ｉｎをＴ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}に保ちつつ、車両の駆動トルクを増加させることができる。

【0108】

また、評価関数ｆとしてトルクＴ_ｏｕｔを用いる場合は、制約条件として、Ｉ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}−β（第５制限値）の条件を用いることも可能である。ここでのβは、インバータ４０の電流の制限を表すパラメータである。電流指令値設定部１３６は、制約条件を満たす範囲内で、評価関数ｆ＝Ｔ_ｏｕｔを最大（あるいはほぼ最大）にする電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。この電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基にロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔを制御することで、例えばインバータ４０の故障等によりインバータ４０の電流を制限する必要がある場合でも、磁気干渉を利用して、ステータ１６と出力側ロータ１８間に発生可能なトルクＴ_ｏｕｔを増加させることができる。なお、制約条件としては、Ｉ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}−βの他に、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、Ｖ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}、及びＩ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}の少なくとも１つ以上の条件を追加することも可能である。例えばＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}の条件等を追加することが可能である。

【0109】

また、評価関数ｆとしてトルクＴ_ｉｎを用いることも可能である。その場合の評価関数ｆ＝Ｔ_ｉｎも、Ｉ＝（Ｉ_ｉｎ＿ｄ，Ｉ_ｉｎ＿ｑ，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}）の関数となる。電流指令値設定部１３６は、制約条件を満たす範囲内で、評価関数ｆ＝Ｔ_ｉｎを最大（あるいはほぼ最大）にする電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。その際の制約条件としては、例えばＩ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}−β（第６制限値）の条件とすることが可能である。ここでのβは、インバータ４１の電流の制限を表すパラメータである。この電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基にロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔを制御することで、例えばインバータ４１の故障等によりインバータ４１の電流を制限する必要がある場合でも、磁気干渉を利用して、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間に発生可能なトルクＴ_ｉｎを増加させることができる。なお、制約条件としては、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}−βの他に、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、Ｖ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}、及びＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の少なくとも１つ以上の条件を追加することも可能である。例えばＶ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｉ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件等を追加することが可能である。

【0110】

また、評価関数ｆとしてトルクＴ_ｉｎの絶対値を用いることも可能である。電流指令値設定部１３６は、制約条件を満たす範囲内で、評価関数ｆ＝｜Ｔ_ｉｎ｜を最大（あるいはほぼ最大）にする電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を第１及び第２磁気干渉モデルを用いて演算する。その際の制約条件としては、例えばＴ_ｉｎ＋Ｔ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}（第３トルク指令値）とすることが可能である。この電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基にロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔを制御することで、出力側ロータ１８のトルクＴ_ｉｎ＋Ｔ_ｏｕｔをトルク指令値Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}に追従させつつ、磁気干渉を利用しない場合と比較して、入力側ロータ２８と出力側ロータ１８間に発生可能なトルクＴ_ｏｕｔを増加させることができる。例えばＥＶ走行中にエンジン３６の始動を行う場合、Ｔ_ｉｎ＋Ｔ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}の制約条件の範囲内で評価関数ｆ＝｜Ｔ_ｉｎ｜を最大（あるいはほぼ最大）にする電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基に電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを制御することで、出力側ロータ１８のトルクＴ_ｉｎ＋Ｔ_ｏｕｔ（車両の駆動トルク）をＴ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}に保ちつつ、エンジン３６のクランキングトルクＴ_ｉｎを増加させることができる。なお、制約条件としては、Ｔ_ｉｎ＋Ｔ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}の他に、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、Ｖ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、及びＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の少なくとも１つ以上の条件を追加することも可能である。例えばＶ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}の条件を追加することが可能である。また、Ｖ_ｉｎ≦Ｖ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＶ_ｏｕｔ≦Ｖ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件や、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}、且つＩ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}の条件を追加することも可能である。

【0111】

なお、上記に説明した電流指令値（Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}）の組み合わせを演算する処理については、例えば図１４の機能ブロック図に示すように、情報処理装置７０により実行することも可能である。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。情報処理装置７０において、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、設定された制約条件と評価関数ｆとに基づき、ロータ巻線３０の電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}及びステータ巻線２０の電流指令値Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を、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７０（電流指令値演算部１７４）で演算された電流指令値（Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}）の組み合わせは、電子制御ユニット５０の電流特性記憶部１３７に記憶される。例えばＴ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}の制約条件、及びｆ＝Ｔ_ｏｕｔの評価関数の場合は、電流指令値（Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}）の組み合わせがトルク指令値Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}と対応付けて電流特性記憶部１３７に記憶される。また、Ｔ_ｉｎ＋Ｔ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}の制約条件、及びｆ＝｜Ｔ_ｉｎ｜の評価関数の場合は、電流指令値（Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}）の組み合わせがトルク指令値Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}と対応付けて電流特性記憶部１３７に記憶される。

【0112】

電流指令値設定部１３６は、情報処理装置７０で演算され電流特性記憶部１３７に記憶された電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を読み出して設定する。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で設定されたロータ巻線３０の電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}及びステータ巻線２０の電流指令値Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基に、ロータ巻線３０の電流Ｉ_ｉｎ及びステータ巻線２０の電流Ｉ_ｏｕｔがそれぞれ制御される。例えば（２２）式の評価関数ｆを最大化（あるいはほぼ最大化）する電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基に電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを制御することで、出力側ロータ１８のトルク（車両の駆動トルク）を増加させることができる。また、ＥＶ走行中にエンジン３６の始動を行う場合、Ｔ_ｉｎ＝Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}を満たす範囲内で評価関数ｆ＝Ｔ_ｏｕｔを最大化（あるいはほぼ最大化）する、トルク指令値Ｔ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}に対する電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}の関係を基に、電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを制御することで、エンジン３６のクランキングトルクＴ_ｉｎをＴ_{ｉｎ＿ｒｅｆ}に保ちつつ、車両の駆動トルクを増加させることができる。また、インバータ４０の故障等によりインバータ４０の電流を制限する必要がある場合、Ｉ_ｏｕｔ≦Ｉ_{ｏｕｔ＿ｌｉｍｉｔ}−βを満たす範囲内で評価関数ｆ＝Ｔ_ｏｕｔを最大化（あるいはほぼ最大化）する電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基に電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを制御することで、トルクＴ_ｏｕｔを増加させることができる。また、インバータ４１の故障等によりインバータ４１の電流を制限する必要がある場合、Ｉ_ｉｎ≦Ｉ_{ｉｎ＿ｌｉｍｉｔ}−βを満たす範囲内で評価関数ｆ＝Ｔ_ｉｎを最大化（あるいはほぼ最大化）する電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}を基に電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを制御することで、トルクＴ_ｉｎを増加させることができる。また、ＥＶ走行中にエンジン３６の始動を行う場合、Ｔ_ｉｎ＋Ｔ_ｏｕｔ＝Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}を満たす範囲内で評価関数ｆ＝｜Ｔ_ｉｎ｜を最大化（あるいはほぼ最大化）する、トルク指令値Ｔ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}に対する電流指令値Ｉ_{ｉｎ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｉｎ＿ｑ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｄ＿ｒｅｆ}，Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ＿ｒｅｆ}の関係を基に、電流Ｉ_ｉｎ，Ｉ_ｏｕｔを制御することで、出力側ロータ１８のトルク（車両の駆動トルク）をＴ_{ｏｕｔ＿ｒｅｆ}に保ちつつ、エンジン３６のクランキングトルクＴ_ｉｎを増加させることができる。

【0113】

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。

【0114】

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ｆ_ｍ’１，ｆ_ｍ’２，ｆ_０を定数に簡素化することも可能であり、Ｉ_{ｏｕｔ＿ｑ}による起磁力がＩ_ｉｎ＿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ｆ_ｍ’３を定数に簡素化することも可能である。

【0115】

また、図５〜８から、Ｉ_ｉｎ＿ｑによる起磁力とＩ_{ｏｕｔ＿ｑ}による起磁力のｑ軸での磁気干渉度合いが、Ｉ_ｉｎ＿ｄによる起磁力とＩ_{ｏｕｔ＿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Ｃ_ｑ１＝０、（１１）式の右辺の分母においてＣ_ｑ３＝Ｃ_ｑ３０＝０、（１１）式の右辺の分子においてｆ_ｍ’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Ｃ_ｑ１＝０、（１７）式の右辺の分母においてＣ_ｑ３＝Ｃ_ｑ３０＝０、（１７）式の右辺の分子においてｆ_ｍ’３＝０に簡素化することも可能である。

【0116】

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Ｌ_ｄｄ＝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Ｌ_ｑｑ＝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Ｌ_ｄｄ＝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Ｌ_ｑｑ＝０に簡素化することも可能である。

【0117】

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Ｍ_ｄｄｄ＝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Ｍ_ｄｑｄ＝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Ｍ_ｑｄｑ＝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Ｍ_ｑｑｑ＝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Ｍ_ｄｄｄ＝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Ｍ_ｄｑｄ＝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Ｍ_ｑｄｑ＝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Ｍ_ｑｑｑ＝０に簡素化することも可能である。

【0118】

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Ｍ_ｄｑ＝Ｍ_ｄｑｄ＝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Ｍ_ｑｄ＝Ｍ_ｑｄｑ＝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Ｍ_ｄｑ＝Ｍ_ｄｑｄ＝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Ｍ_ｑｄ＝Ｍ_ｑｄｑ＝０に簡素化することも可能である。

【0119】

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（Ｍ_ｄｄ＝Ｍ_ｄｄｄ＝Ｍ_ｄｑ＝Ｍ_ｄｑｄ＝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（Ｍ_ｑｄ＝Ｍ_ｑｄｑ＝Ｍ_ｑｑ＝Ｍ_ｑｑｑ＝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。

【0120】

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。

【0121】

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１５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１５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。

【0122】

また、例えば図１６〜１９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１６はアキシャル型の回転電機１０の構成例を示し、図１７はステータ１６の構成例を示し、図１８は入力側ロータ２８の構成例を示し、図１９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１９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。

【0123】

また、出力側ロータ１８においては、例えば図２０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２０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。

【0124】

図２０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。

【0125】

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ｆ_ｍ’１＝ｆ_ｍ’２＝ｆ_０＝０としたものを考えればよい。

【0126】

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】

【0127】

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 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】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】