旋轉電機驅動裝置的控制裝置的制作方法

本發明是關于旋轉電機驅動裝置的控制裝置的發明，所述旋轉電機驅動裝置包括：構成為升壓直流電源的電源電壓之后能夠輸出到系統電壓線的轉換器；和實施電力變換的逆變器，該逆變器設置在所述轉換器和旋轉電機之間，在所述系統電壓線的直流電力和驅動所述旋轉電機的交流電力之間進行電力變換。

背景技術：

與上述旋轉電機驅動裝置的控制裝置相關，已知有例如在下述專利文獻1中記載的技術。在專利文獻1中揭示了由多個逆變器共享轉換器的輸出電壓，控制多個旋轉電機的旋轉電機驅動裝置。專利文獻1的技術是針對轉換器的電壓指令值多個候選值分別計算出直流電源的功率損耗、轉換器的功率損耗、多個逆變器的功率損耗、以及所有這些的總和功率損耗，從多個候選電壓中確定出總和功率損耗為最小的電壓，將確定出的電壓設定為轉換器的電壓指令值。同時，專利文獻1的技術還包括存儲以直流電壓、旋轉電機的旋轉速度、扭矩等作為參數的各個功率損耗的映射數據，使用映射數據計算出各個功率損耗。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1日本專利申請特開2007-325351號公報(圖1，圖5)

技術實現要素：

發明想要解決的問題

但是專利文獻1的技術存在如下問題：因為需要針對多個候選電壓值分別使用各個功率損耗的映射數據來計算出各個功率損耗，這樣運算處理負荷變得很大。為了提高確定精度，有必要增加電壓候選值的數量，而隨著電壓候選值數量的增加，運算處理負荷也會增大。

專利文獻1的技術中需要保存各個功率損耗的映射數據，就有了存儲裝置的存儲量變大的問題。特別是根據轉換器的電路構成的不同，轉換器的損耗特性有時相對于轉換器的輸出功率的增加并不單調增加。這個時候需要為直流電壓、轉換器的輸出電壓、轉換器的輸出功率詳細地設定轉換器的功率損耗的映射數據。而且由于需要算出多個動作點上的功率損耗，因此存儲量以及運算處理負荷將大幅增加，需要安裝高性能的運算處理裝置，這樣就帶來了控制裝置的高成本化的問題。

于是期望有這樣的旋轉電機驅動裝置的控制裝置：它能夠降低用于計算降低旋轉電機驅動裝置的功率損耗的轉換器電壓指令值的運算處理所必需的運算處理負荷以及存儲量。

解決問題的技術方案

關于本發明涉及的旋轉電機驅動裝置的控制裝置，所述旋轉電機驅動裝置包括升壓直流電源的電源電壓之后能夠輸出到系統電壓線的轉換器；以及設置在所述轉換器與旋轉電機之間，用來在所述系統電壓線的直流電與驅動所述旋轉電機的交流電之間進行電力轉換的逆變器，所述控制裝置的特征在于，包括：電壓指令值大于所述電源電壓時，控制所述轉換器，讓所述系統電壓線的直流電壓即系統電壓接近所述電壓指令值的轉換器控制部；以及在所述電源電壓以上所述轉換器的輸出上限電壓以下的范圍內計算出所述電壓指令值的電壓指令算出部，所述電壓指令算出部包括：必要最小電壓算出部，所述必要最小電壓算出部在當前的所述旋轉電機的扭矩指令值和旋轉速度的條件下，計算出實行所述旋轉電機的最大扭矩電流控制時所必需的最小的所述系統電壓即必要最小電壓；損耗最小指令算出部，所述損耗最小指令算出部：在所述必要最小電壓在所述電源電壓以上所述轉換器的輸出上限電壓以下時，計算出轉換器的損耗系數，所述轉換器的損耗系數表示所述轉換器的功率損耗特性，是以所述系統電壓為變量的多項式的系數；計算出逆變器的損耗系數，所述逆變器的損耗系數表示所述逆變器的功率損耗特性，是以所述系統電壓為變量的多項式的系數；為多項式的每個次數計算出所述轉換器的損耗系數和所述逆變器的損耗系數的總和；基于計算出的每個次數的總和損耗系數，在所述必要最小電壓以上所述轉換器的輸出上限電壓以下的候選電壓范圍內，計算出讓所述轉換器和所述逆變器的總和功率損耗成為最小的所述系統電壓，即低損耗電壓；將所述低損耗電壓設定給所述電壓指令值。

發明效果

本發明涉及的旋轉電機驅動裝置的控制裝置并不是通過對多個電壓候選值使用映射數據計算出各個功率損耗、探索出總和功率損耗為最小的電壓指令值，而是能夠根據代表了各個功率損耗特性的多項式系數，設定電壓指令值，從而能夠降低運算處理負荷。并且，用多項式來近似各個功率損耗特性，因此與直接將功率損耗特性映射數據化相比，存儲裝置的存儲量能夠大幅降低。因此，在降低運算處理負荷與存儲量的同時，旋轉電機驅動裝置的總和功率損耗也能夠降低。

附圖說明

[圖1]本發明實施方式1的旋轉電機驅動裝置和控制裝置的結構圖。

[圖2]本發明實施方式1的控制裝置的簡要方框圖。

[圖3]本發明實施方式1的逆變器控制部的方框圖。

[圖4]本發明實施方式1的電壓指令算出部的方框圖。

[圖5]本發明實施方式1的旋轉電機的扭矩-旋轉速度特性圖。

[圖6]本發明實施方式1的逆變器以及旋轉電機的功率損耗特性圖。

[圖7]本發明實施方式1的必要最小電壓算出部的方框圖。

[圖8]本發明實施方式1的轉換器功率損耗特性圖。

[圖9]表示本發明實施方式1的損耗最小指令算出部的處理的流程圖。

[圖10]用于說明表示本發明實施方式1的轉換器的功率損耗特性的多項式及其系數計算方法的圖。

[圖11]用于說明表示本發明實施方式1的第一逆變器的功率損耗特性的多項式及其系數計算方法的圖。

[圖12]用于說明表示本發明實施方式1的第二逆變器的功率損耗特性的多項式及其系數計算方法的圖。

[圖13]用于說明本發明實施方式1的總和功率損耗特性隨2次總和損耗系數的正負而進行變化的圖。

[圖14]用于說明本發明實施方式1的根據極電壓位置來設定電壓指令值的圖。

[圖15]用于說明本發明實施方式1的根據極電壓位置來設定電壓指令值的圖。

[圖16]用于說明本發明實施方式1的根據極電壓位置來設定電壓指令值的圖。

[圖17]用于說明本發明實施方式1的根據極電壓位置來設定電壓指令值的圖。

[圖18]本發明實施方式1的算法選擇部的方框圖。

[圖19]本發明實施方式2的電壓指令算出部的方框圖。

[圖20]本發明實施方式1的控制裝置的硬件結構圖。

具體實施方式

參照附圖來說明實施方式1的旋轉電機驅動裝置1000的控制裝置400(以下簡稱控制裝置400)。圖1是本實施方式的旋轉電機驅動裝置1000以及控制裝置400的簡要結構圖。

旋轉電機驅動裝置1000包括轉換器15和逆變器in組成，轉換器15構成為能夠在升壓直流電源b的電源電壓vb之后輸出到系統電壓線7，8，轉換器15與旋轉電機mg之間設置了逆變器in，它在系統電壓線7，8的直流功率與驅動旋轉電機mg的交流功率之間進行功率變換。本實施方式中，旋轉電機mg被作為車輪的驅動力源，旋轉電機驅動裝置1000以及控制裝置400被搭載到車輛(本例中是混合動力車輛)上。旋轉電機mg和逆變器in設置了多組(本例中是2組)。

第1以及第2旋轉電機mg1、mg2分別包括固定在非旋轉部件上的定子和配置在該定子的徑向內側、可旋轉地得到支承的轉子。本實施方式中，旋轉電機mg采用永磁體同步型的旋轉電機，在定子上設置3相繞組，在轉子上設置永磁體。第1以及第2旋轉電機mg1、mg2各自同時兼具電動機和發電機的功能。

本實施方式中，第1旋轉電機mg1作為由未圖示的內燃機驅動的發電機進行動作，并且也作為啟動內燃機的電動機進行動作。第2旋轉電機mg2經由未圖示的輸出軸和減速機與車輪聯結，作為驅動車輪的電動機進行動作，并且也作為利用車輪的驅動力進行再生發電的發電機進行動作。

接著來說明用于驅動第1以及第2旋轉電機mg1，mg2的裝置結構。直流電源b使用了鎳氫或鋰離子等類型的二次電池。當然直流電源b也可以使用電雙層電容器等。直流電源b的正極端與轉換器15的電源側正極電線6相連接，直流電源b的負極端與轉換器15的電源側負極電線5相連接。為了檢測出直流電源b的電源電壓vb，設置了電源電壓傳感器10。電源電壓傳感器10的輸出信號被輸入至控制裝置400。

轉換器15連接在直流電源b與系統電壓線7、8之間，是轉換直流功率的dc-dc(直流到直流)轉化器。本實施方式中，轉換器15是升降壓轉換器，它具有將直流電源b的電源電壓vb升壓之后輸出到系統電壓線7，8的升壓斬波器功能以及將系統電壓線7，8的直流電壓即系統電壓vh降壓之后輸出到直流電源b的降壓斬波器功能。轉換器15至少具有電抗器、開關元件和穩流二極管。

轉換器15中有連接在電源側正極電線6和電源側負極電線5之間的濾波電容器c1。在直流電源b的正極端與電源側正極電線6之間，以及直流電源b的負極端與電源側負極電線5之間設置了車輛駕駛時被打開、車輛駕駛停止時被關閉的繼電器(沒有圖示)。

本實施方式中，轉換器15包括：升壓斬波器和降壓斬波器共用的一個電抗器l1；升壓斬波器用的2個開關元件q3、q4；升壓斬波器用的2個穩流二極管d1、d2；降壓斬波器用的2個開關元件q1、q2；降壓斬波器用的2個穩流二極管d3、d4；升壓斬波器和降壓斬波器共用的濾波電容器c0。4個開關元件q1、q2、q3、q4位于正極側的系統電壓線7和負極側的系統電壓線8之間，從正極側開始按q1、q2、q3、q4的順序串聯連接。4個穩流二極管d1、d2、d3、d4分別與4個開關元件q1、q2、q3、q4反向并聯連接。4個開關元件q1、q2、q3、q4分別根據控制裝置400發出的轉換器控制信號s1、s2、s3、s4來控制開、關。

電抗器l1連接在開關元件q2與q3的連接節點和電源側正極電線6之間。電容器c2連接在開關元件q1與q2的連接節點和開關元件q3與q4的連接節點之間。濾波電容器c0連接在正極側的系統電壓線7和負極側的系統電壓線8之間。正極側的系統電壓線7和負極側的系統電壓線8之間，為了檢測出系統電壓線7、8的系統電壓vh而設置了系統電壓傳感器13。系統電壓傳感器13的輸出信號被輸入至控制裝置400。

第1逆變器in1和第2逆變器in2的直流電壓側通過共用的系統電壓線7、8與轉換器15相連。

第1逆變器in1中，與3相各相的繞組相對應地，設置有3組串聯電路(支線)，每組串聯電路通過串聯連接與正極側的系統電壓線7相連接的正極側的開關元件q11(上臂)和與負極側的系統電壓線8相連接的負極側的開關元件q12(下臂)而構成。即第1逆變器in1有3個正極側的開關元件q11u、q11v、q11w和3個負極側的開關元件q12u、q12v、q12w，合計共6個開關元件。各個開關元件q11u、q11v、q11w、q12u、q12v、q12w分別與穩流二極管d11u、d11v、d11w、d12u、d12v、d12w反向并聯連接。然后，各相的正極側的開關元件q11與負極側的開關元件q12的連接節點又和第1旋轉電機mg1中相應的相的繞組連接。用于檢測各相繞組上流過的電流的電流傳感器27被設置在用于連接開關元件的連接節點和繞組的各相的電線上。電流傳感器27的輸出信號發送到控制裝置400。各個開關元件q11u、q11v、q11w、q12u、q12v、q12w分別根據控制裝置400發出的第1逆變器控制信號s11、s12、s13、s14、s15、s16來控制開、關。

同樣的，第2逆變器in2中，與3相各相的繞組相對應地，設置有3組串聯電路(支線)，每組串聯電路通過串聯連接與正極側的系統電壓線7相連接的正極側的開關元件q21(上臂)和與負極側的系統電壓線8相連接的負極側的開關元件q22(下臂)而構成。即第2逆變器in2有3個正極側的開關元件q21u、q21v、q21w和3個負極側的開關元件q22u、q22v、q22w，合計共6個開關元件。各個開關元件q21u、q21v、q21w、q22u、q22v、q22w分別與穩流二極管d21u、d21v、d21w、d22u、d22v、d22w反向并聯連接。然后，各相的正極側的開關元件q21與負極側的開關元件q22的連接節點又和第2旋轉電機mg2中相應的相的繞組連接。用于檢測各相繞組上流過的電流的電流傳感器27被設置在用于連接開關元件的連接節點和繞組的各相的電線上。電流傳感器27的輸出信號發送到控制裝置400。各個開關元件q21u、q21v、q21w、q22u、q22v、q22w分別根據控制裝置400發出的第2逆變器控制信號s21、s22、s23、s24、s25、s26來控制開、關。

逆變器in1、in2根據控制裝置400的開關控制，將系統電壓線7、8的直流電壓轉換成3相交流電壓之后輸出到旋轉電機mg1、mg2，這樣就使旋轉電機mg1、mg2具備了電動機的功能。并且，逆變器in1、in2還能根據控制裝置400的開關控制將旋轉電機mg1、mg2發電產生的3相交流電壓轉換成直流電壓之后，輸出到系統電壓線7、8上。

作為轉換器15以及逆變器in1、in2的開關元件，采用igbt(絕緣柵雙極型晶體管)、功率mos(金屬氧化物半導體)晶體管、功率雙極型晶體管、sic、gan等。

逆變器in1、in2中分別設置了用于檢測出轉子的旋轉角θ的旋轉角傳感器28(本例中為旋轉變壓器)。每個旋轉角傳感器28的輸出信號發送到控制裝置400。控制裝置400基于每個旋轉角傳感器28的輸出信號，分別檢測出旋轉電機mg1、mg2的旋轉角θ1、θ2。然后基于旋轉角θ1、θ2分別計算出旋轉電機mg1、mg2的旋轉速度ω1、ω2(本案例中為旋轉角速度)。

控制裝置400具有后面會講到的轉換器控制部750、電壓指令算出部700以及逆變器控制部600等功能部件。控制裝置400的各個功能是通過控制裝置400所具備的處理電路來實現的。本實施方式中，控制裝置400的處理電路(如圖20所示)有以下這些部分：cpu(中央處理單元)和dsp(數字信號處理器)等運算處理裝置90(計算機)；與運算處理裝置90之間進行數據交換的存儲裝置91；將外部的信號輸入到運算處理裝置90的輸入電路92；以及從運算處理裝置90輸出信號到外部的輸出電路93等。作為存儲裝置91，具有ram(隨機存取存儲器)、rom(只讀存儲器)等，ram構成為能夠從運算處理裝置90讀取并且寫入數據，rom構成為只能從運算處理裝置90讀取數據。輸入電路92與電壓傳感器10、13等各式傳感器以及開關等相連接，具有a/d變換器等，將這些傳感器和開關等的輸出信號發送到運算處理裝置90。輸出電路93與對開關元件進行開關驅動的柵極驅動電路等的電負載相連接，具有將控制信號從運算處理裝置90輸出到這些電負載的驅動電路等。本實施方式中，輸入電路92與電源電壓傳感器10、系統電壓傳感器13、電流傳感器27、旋轉角傳感器28等相連接。輸出電路93與轉換器15的開關元件(柵極驅動電路)、逆變器in1、in2的開關元件(柵極驅動電路)等相連接。

然后，控制裝置400所具備的各控制部750、700、600等的各功能是通過運算處理裝置90運行rom等存儲裝置91中所存儲的軟件(程序)，并且與存儲裝置91、輸入電路92以及輸出電路93等控制裝置400的其他硬件一起協同工作來實現的。另外，各控制部750、700、600等所使用的映射數據等設定數據作為軟件(程序)的一部分，由rom等存儲裝置91所存儲。

以下對控制裝置400的各功能詳細說明。

〈逆變器控制部600〉

首先，逆變器控制部600是通過控制逆變器in的開關元件的開關來實施旋轉電機mg的動作控制的。逆變器控制部600對逆變器in的開關元件進行開關控制，使得旋轉電機mg輸出扭矩指令值tqcom的扭矩。扭矩指令值tqcom是控制裝置400外部的控制裝置或者控制裝置400內部的其他控制部傳遞過來的。本實施方式中，逆變器控制部600使用矢量控制法來實施電流反饋控制。本實施方式中，逆變器控制部600包括第1逆變器控制部601和第2逆變器控制部602，第1逆變器控制部601控制第1逆變器in1和第1旋轉電機mg1，第2逆變器控制部602控制第2逆變器in2和第2旋轉電機mg2。

第1以及第2扭矩指令值tqcom1、tqcom2分別根據運轉狀態設定為正或負。特別是混合動力車輛的再生制動時，將第2扭矩指令值tqcom2設定為負值(tqcom2<0)。這個時候，第2逆變器in2將根據響應于第2逆變器控制信號s21～s26的開關動作，把第2旋轉電機mg2發電產生的交流電壓變換成直流電壓，把直流電壓(系統電壓vh)提供給轉換器15。

因為第1逆變器控制部601和第2逆變器控制部602有同樣的構成，所以以下將第1逆變器控制部601作為代表來說明。

如圖3所示，第1逆變器控制部601包括以下幾個部分：電流指令算出部610、電流控制部640、電壓坐標變換部650、pwm信號生成部660、電流坐標變換部620以及旋轉速度檢出部630。旋轉速度檢出部630根據第1旋轉電機mg1的旋轉角傳感器28的輸出信號檢測出第1旋轉電機mg1的轉子旋轉角度θ1(磁極位置)和旋轉角速度ω1。

電流指令算出部610用來算出第1旋轉電機mg1的3相繞組上流過的電流的指令值，即，第1旋轉電機mg1的dq軸旋轉坐標系表示的d軸電流指令值idcom和q軸電流指令值iqcom。dq軸旋轉坐標系指的是在設置于第1旋轉電機mg1的轉子的永磁體的n極方向(磁極位置)上確定的d軸以及在以d軸為基準將電角度前進90度(π/2)所得到的方向上確定的q軸所構成的、與轉子的電角度旋轉同步地進行旋轉的2軸的旋轉坐標系。

電流指令算出部610算出第1扭矩指令值tqcom1，即，輸出到第1旋轉電機mg1的d軸電流指令值idcom和q軸電流指令值iqcom。電流指令算出部610基于最大扭矩電流控制、削弱磁場控制等電流矢量控制方法計算出dq軸電流指令值idcom、iqcom。最大扭矩電流控制法指的是計算出針對同一電流產生扭矩最大的dq軸電流指令值idcom、iqcom。削弱磁場控制法指的是與最大扭矩電流控制法所算出的dq軸電流指令值idcom、iqcom相比，使d軸電流指令值idcom更加在負方向上增加。削弱磁場控制法根據第1扭矩指令值tqcom1在感應電壓橢圓(電壓限制橢圓)上移動dq軸電流指令值idcom、iqcom。削弱磁場控制法實施扭矩控制，使得基波成分的振幅大致固定。

電流指令算出部610，針對每一種控制方式預先設定第1扭矩指令值tqcom1與dq軸電流指令值idcom、iqcom之間的關系而得到映射數據，利用這些映射數據計算出與第1扭矩指令值tqcom1相對應的dq軸電流指令值idcom、iqcom。

電流指令算出部610，在能夠實行最大扭矩電流控制的運轉條件下，通過最大扭矩電流控制計算出dq軸電流指令值，在因為有電壓限制橢圓的限制，不能通過最大扭矩電流控制算出dq軸電流指令值的運轉條件下，通過削弱磁場控制計算出dq軸電流指令值。

基于第1旋轉電機mg1的電流傳感器27的輸出信號檢測出各相的繞組上流過的3相電流iu、iv、iw，電流坐標變換部620根據磁極位置θ1對該3相電流iu、iv、iw進行3相2相變換以及旋轉坐標變換，變換成用dq軸坐標系表示的d軸電流id和q軸電流iq。電流控制部640進行如下反饋控制：為了讓dq軸電流id、iq接近于dq軸電流指令值idcom、iqcom，利用pi控制來改變d軸電壓指令值vd#以及q軸電壓指令值vq#，該d軸電壓指令值vd#以及q軸電壓指令值vq#是用dq軸旋轉坐標系來表示第1旋轉電機mg1上施加的電壓的指令信號而得到的。這之后，電壓坐標變換部650基于磁極位置θ1對dq軸電壓指令值vd#、vq#實施固定坐標變換以及2相3相變換，轉換為給3相各相的繞組的交流電壓指令值，即三相交流電壓指令值vu，vv，vw。另外在電壓坐標變換時系統電壓vh也被反映。

pwm信號生成部660分別比較三相交流電壓指令值vu，vv，vw和具有系統電壓vh的振動幅度的、以載波頻率進行振動的載波(三角波)，當交流電壓指令值超過載波時，打開矩形脈沖波；當交流電壓指令值低于載波時關閉矩形脈沖波。pwm信號生成部660基于3相各相的矩形脈沖波生成第1逆變器控制信號s11～s16，輸出到第1逆變器in1。

<轉換器控制部750>

轉換器控制部750在電壓指令值vh#大于電源電壓vb時，對轉換器15實施控制，使得系統電壓線7、8的直流電壓即系統電壓vh值接近于電壓指令值vh#。本實施方式中，轉換器控制部750基于電源電壓傳感器10的輸出信號檢測出電源電壓vb，基于系統電壓傳感器13的輸出信號檢測出系統電壓vh。轉換器控制部750根據系統電壓vh以及電壓指令值vh#，通過pwm控制方式，改變轉換器控制信號s1～s4的占空比。

轉換器控制部750使轉換器15進行升壓動作的時候，比如交替設置開關元件q1、q2的開期間以及開關元件q3、q4的開期間，通過改變兩個開期間的比率，來改變升壓比。轉換器控制部750使轉換器15進行降壓動作的時候，比如交替設置開關元件q1、q2的開期間以及開關元件q1、q2、q3、q4的閉期間，通過改變開期間和閉期間的比率，來改變降壓比。轉換器控制部750在電壓指令值vh#小于等于電源電壓vb的時候，開關元件q1、q2、q3、q4全部關閉，使得直流電源b與系統電壓線7、8成為直接連接的狀態。

轉換器15在升壓動作時，將直流電源b提供的電源電壓vb升壓之后成為系統電壓vh，再將系統電壓vh同時提供給逆變器in1、in2。轉換器15在降壓動作時，通過濾波電容器c0將逆變器in1、in2所提供的系統電壓vh降壓，然后提供給直流電源b。

<電壓指令算出部700>

電壓指令算出部700在電源電壓vb以上轉換器15的輸出上限電壓vmax以下的范圍內算出電壓指令值vh#。

旋轉電機mg在旋轉速度ω以及扭矩增加之后，旋轉電機mg的反電動勢就會增加，感應電壓也會增加，因此對旋轉電機mg實施最大扭矩電流控制時所必需的最小系統電壓vh、即必要最小電壓vhl會增高。為了實施最大扭矩電流控制，系統電壓vh就要比必要最小電壓vhl高。另一方面，轉換器15的升壓是有限制的，轉換器15的輸出電壓(系統電壓vh)是有上限值(輸出上限電壓vmax)的。

如圖4和圖7所示，電壓指令算出部700設置了必要最小電壓算出部800，它的作用是在旋轉電機mg的扭矩指令值tqcom以及旋轉速度ω的當前條件下，算出實施旋轉電機mg的最大扭矩電流控制時所必需的最小系統電壓vh、即必要最小電壓vhl。

電壓指令算出部700在必要最小電壓vhl小于等于輸出上限電壓vmax的時候，將電壓指令值vh#設定在必要最小電壓vhl以上輸出上限電壓vmax以下的候選電壓范圍內，逆變器控制部600實施最大扭矩電流控制。另一方面，電壓指令算出部700在必要最小電壓vhl大于輸出上限電壓vmax的時候將電壓指令值vh#設定為輸出上限電壓vmax，實施削弱磁場控制。

為了說明實行最大扭矩電流控制的最大扭矩區域，在圖5中示出了扭矩-旋轉速度特性。縱軸是旋轉電機mg的扭矩，橫軸是旋轉電機的旋轉速度ω，圖中的實線表示當實行最大扭矩電流控制的時候，各個旋轉速度ω下的最大扭矩線。當旋轉速度ω小于等于基底旋轉速度時，因為旋轉電機mg的電流的確定受額定電流的限制，旋轉電機mg的最大輸出扭矩相對于旋轉速度ω的變化是一個固定值。當旋轉速度ω大于基底旋轉速度時，因為旋轉電機mg的線間電壓的確定受系統電壓vh的限制，旋轉電機mg的最大輸出扭矩隨著旋轉速度ω的增加而減少。

圖5中多條實線曲線圖示了系統電壓vh變化時，最大扭矩電流控制的最大扭矩線的變化。如圖5所示，隨著系統電壓vh從電源電壓vb升壓到輸出上限電壓vmax，最大扭矩線和基底旋轉速度能夠向著高旋轉速度的方向移動，就能夠擴大最大扭矩區域。當系統電壓vh等于輸出上限電壓vmax時，基底旋轉速度最高，最大扭矩區域最大。在對應于該輸出上限電壓vmax的最大扭矩區域內，為了實行最大扭矩電流控制，讓系統電壓vh在必要最小電壓vhl到輸出上限電壓vmax的范圍內變化。

比這個輸出上限電壓vmax所對應的最大扭矩區域更高旋轉速度和更高扭矩一側的區域，就是實行削弱磁場控制的削弱磁場區域。在這個削弱磁場區域中系統電壓vh等于輸出上限電壓vmax。

最大扭矩區域是為了實施最大扭矩電流控制的必要最小電壓vhl小于等于系統電壓vh(輸出上限電壓vmax)的區域，削弱磁場區域是必要最小電壓vhl大于系統電壓vh(輸出上限電壓vmax)的區域。

圖6中，縱軸是逆變器in及旋轉電機mg的總功率損耗，橫軸是系統電壓vh，是某個旋轉速度下，各扭矩的等轉矩曲線圖。一般來說，要產生大的扭矩，就需要大的電動機電流，因此損耗就會相應變大。圖6中虛線是一條最大扭矩區域與削弱磁場區域切換的線，也是系統電壓vh等于必要最小電壓vhl的線。從圖6可以看出在最大扭矩區域與削弱磁場區域切換線的附近逆變器in及旋轉電機mg的總功率損耗會變小。

還可看出，在削弱磁場區域中，系統電壓vh越小逆變器in及旋轉電機mg的總功率損耗則越大。因此，準備好第1以及第2旋轉電機mg1、mg2，當第1旋轉電機mg1的必要最小電壓vhl(以下稱之為第1必要電壓vmg1)與第2旋轉電機mg2的必要最小電壓vhl(以下稱之為第2必要電壓vmg2)不相等時，設定電壓指令值vh#，讓系統電壓vh接近于vmg1和vmg2中電壓高的一方，就能夠讓第1以及第2旋轉電機mg1、mg2雙方都在最大扭矩區域一側動作，從而能降低損耗。本實施方式中，如后所述，必要最小電壓算出部800把比第1必要電壓vmg1和第2必要電壓vmg2中較高的電壓設定為必要最小電壓vhl。

實施最大扭矩電流控制時，電壓指令值vh#能夠在必要最小電壓vhl到輸出上限電壓vmax的電壓范圍內設定，有設定的自由度。于是在電壓指令算出部700中設置了損耗最小指令算出部802，它的作用是在必要最小電壓vhl以上轉換器15的輸出上限電壓vmax以下的候選電壓范圍內，將低損耗電壓vhll設定給電壓指令值vh#，低損耗電壓vhll就是指轉換器15和逆變器in的總合功率損耗成為最小時的系統電壓vh。

但是如果希望算出總合功率損耗成為最小時的系統電壓vh，就會有增加運算處理負荷的問題。例如，如圖6所示，對于多個候選電壓，分別用功率損耗特性映射數據算出功率損耗，需要確定在這些多個候選電壓中總合功率損耗最小的電壓。

于是當必要最小電壓vhl在電源電壓vb以上轉換器15的輸出上限電壓vmax以下的時候，損耗最小指令算出部802算出轉換器的損耗系數，算出逆變器的損耗系數，轉換器的損耗系數代表了轉換器15的功率損耗特性，它是以系統電壓vh為變量的多項式的系數，逆變器的損耗系數代表了逆變器in的功率損耗特性，它是以系統電壓vh為變量的多項式的系數。然后損耗最小指令算出部802為多項式的每個次數算出轉換器的損耗系數及逆變器的損耗系數的總和，基于算出的每個次數的總和損耗系數算出候選電壓范圍內的低損耗電壓vhll，將低損耗電壓vhll的值設定給電壓指令值vh#。

這樣的構成機制，因為是基于為多項式的每個次數算出轉換器的損耗系數及逆變器的損耗系數的總和而得到的總和損耗系數來算出低損耗電壓vhll，就沒有必要對多個候選電壓分別用映射數據進行計算，從而能夠降低運算處理負荷。而且，由于用多項式來近似各個功率損耗特性，因此相比于將功率損耗特性直接進行映射數據化，存儲裝置的存儲量也能夠大幅降低。

以下詳細說明電壓指令算出部700的各組成部分。

<必要最小電壓算出部800>

首先說明必要最小電壓算出部800的詳細構成。對于第1旋轉電機mg1，在第1旋轉電機mg1的扭矩指令值tqcom1和旋轉速度ω1的當前條件下，必要最小電壓算出部800算出實行第1旋轉電機mg1的最大扭矩電流控制時所必需的最小的系統電壓vh，即第1必要電壓vmg1。對于第2旋轉電機mg2，在第2旋轉電機mg2的扭矩指令值tqcom2和旋轉速度ω2的當前條件下，必要最小電壓算出部800算出實行第2旋轉電機mg2的最大扭矩電流控制時所必需的最小的系統電壓vh，即第2必要電壓vmg2。然后必要最小電壓算出部800將第1必要電壓vmg1和第2必要電壓vmg2中的最大值設定給必要最小電壓vhl。

這樣的構成，讓第1及第2旋轉電機mg1、mg2雙方都能夠把能實施最大扭矩電流控制的最小的系統電壓vh設定給必要最小電壓vhl。從而能夠避開讓功率損耗增加的削弱磁場控制的實施，就能夠降低第1及第2逆變器in1、in2和旋轉電機的功率損耗。

本實施方式中，如圖7所示，必要最小電壓算出部800包括如下部分：第1及第2最大扭矩電流指令算出部1110；第1及第2電感算出部1120；第1及第2必要電壓算出部1130；最大電壓運算部1140。

第1最大扭矩電流指令算出部1110算出第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1，這兩個指令值在實行最大扭矩電流控制時，向第1旋轉電機mg1輸出第1扭矩指令值tqcom1。第1最大扭矩電流指令算出部1110與第1逆變器控制部601的電流指令算出部610使用同樣的方法算出dq軸電流指令值。

本實施方式中，第1最大扭矩電流指令算出部1110是在基底旋轉速度以下預先設定的旋轉速度(例如，ω1＝0)的既定運轉條件下，算出第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1。根據這個構成，即使現在的運轉條件是削弱磁場區域，也能確實地計算出最大扭矩電流控制用的電流指令值。

第1最大扭矩電流指令算出部1110使用預先設定了第1扭矩指令值tqcom1和第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1之間關系的映射數據，計算出與第1扭矩指令值tqcom1相對應的第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1。映射數據是實測值，或者是根據磁場分析預先設定的值。映射數據中，根據規定的扭矩指令值間隔(刻度)，設定有與各扭矩指令值相對應的q軸電流指令值和d軸電流指令值。

第1電感算出部1120計算出對應于第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1的第1旋轉電機mg1的第1dq軸電感ld_loss1、lq_loss1。第1電感算出部1120使用預先設定了第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1和第1dq軸電感ld_loss1、lq_loss1之間關系的映射數據，計算出與第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1相對應的第1dq軸電感ld_loss1、lq_loss1。

第1必要電壓算出部1130根據第1最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss1、iqcom_loss1、第1dq軸電感ld_loss1、lq_loss1以及第1旋轉電機mg1的旋轉速度ω1，通過下式計算出第1必要電壓vmg1。

[公式1]

數1

在這里η1是電壓利用率，表示了系統電壓vh變換為第1旋轉電機mg1的線間電壓的比率。因此，式1中，通過平方根的運算計算出在實行第1旋轉電機mg1的最大扭矩電流控制時所必需的最小的第1旋轉電機mg1的線間電壓，使用η1將線間電壓轉換為系統電壓。r1是第1旋轉電機mg1的定子繞組的電阻。φmag1是第1旋轉電機mg1的轉子永磁體的磁通量。

第2最大扭矩電流指令算出部1110用與第1最大扭矩電流指令算出部1110相同的方法，算出第2最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss2、iqcom_loss2，這兩個指令值在實行最大扭矩電流控制時，向第2旋轉電機mg2輸出第2扭矩指令值tqcom2。

第2電感算出部1120用與第1電感算出部1120相同的方法，計算出對應于第2最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss2、iqcom_loss2的第2旋轉電機mg1的第2dq軸電感ld_loss2、lq_loss2。

第2必要電壓算出部1130根據第2最大扭矩dq軸電流指令值idcom_loss2、iqcom_loss2、第2dq軸電感ld_loss2、lq_loss2以及第2旋轉電機mg2的旋轉速度ω2，通過下式計算出第2必要電壓vmg2。

公式2

數2

在這里η2是電壓利用率，表示了系統電壓變換為第2旋轉電機mg2的線間電壓的比率。r2是第2旋轉電機mg2的定子繞組的電阻，φmag2是第2旋轉電機mg2的轉子永磁體的磁通量。

最大電壓運算部1140通過下式計算出第1必要電壓vmg1、第2必要電壓vmg2以及電源電壓vb中的最大值，將最大值設定給必要最小電壓vhl。

vhl＝max(vmg1，vmg2，vb)(3)

在這里，max(a，b，c)是a，b，c中取最大值的函數。還可以寫成vhl＝max(vmg1，vmg2)

<損耗最小指令算出部802>

損耗最小指令算出部802如上所述，在必要最小電壓vhl在電源電壓vb以上轉換器15的輸出上限電壓vmax以下的時候，算出轉換器的損耗系數，算出逆變器的損耗系數，并為多項式的每個次數算出轉換器的損耗系數及逆變器的損耗系數的總和，轉換器的損耗系數代表了轉換器15的功率損耗特性，它是以系統電壓vh為變量的多項式的系數，逆變器的損耗系數代表了逆變器in的功率損耗特性，它是以系統電壓vh為變量的多項式的系數。然后損耗最小指令算出部802根據計算出的每個次數的總和損耗系數，在必要最小電壓vhl以上轉換器15的輸出上限電壓vmax以下的候選電壓范圍內，計算出轉換器15與逆變器in的總和功率損耗為最小的系統電壓vh，即低損耗電壓vhll，最后將低損耗電壓vhll設定給電壓指令值vh#。

首先說明轉換器15的功率損耗特性。圖8中表示了轉換器15的輸出(輸出功率)低的情況下(本案例中輸出為0)的功率損耗特性。橫軸是系統電壓vh，縱軸是轉換器15的功率損耗。當系統電壓vh在從電源電壓vb到電源電壓vb的2倍值2*vb的范圍內時，轉換器15的功率損耗是向上凸起的拋物線狀的特性。當系統電壓vh在電源電壓vb的2倍值2*vb以上時，成為轉換器15的功率損耗隨著系統電壓vh的增加而增加的單調線性增加特性。因此，必要最小電壓vhl在從vb到2*vb的范圍內時，僅僅將必要最小電壓vhl設定給電壓指令值vh#，旋轉電機驅動裝置1000的總功率損耗不一定是最小的。

所以損耗最小指令算出部802先判斷必要最小電壓vhl是否在從電源電壓vb到電源電壓vb的2倍值2*vb的范圍內，如果在范圍內，考慮到轉換器15的向上凸起的拋物線狀的特性，實施電壓指令值vh#的設定處理。

圖9是表示損耗最小指令算出部802的處理的流程圖。首先，損耗最小指令算出部802通過步驟st100讀取電源電壓vb、第1及第2必要電壓vmg1、vmg2、必要最小電壓vhl的信息。然后損耗最小指令算出部802通過步驟st110判斷必要最小電壓vhl是否在電源電壓vb以上電源電壓vb的2倍值2*vb以下的范圍內，判斷為在范圍內時，進入到步驟st120；判斷為在范圍外時，進入到步驟st165。

損耗最小指令算出部802通過步驟st120計算出轉換器的損耗系數，它代表了轉換器15的功率損耗特性，是以系統電壓vh為變量的多項式的系數；計算出逆變器的損耗系數，它代表了逆變器in的功率損耗特性，是以系統電壓vh為變量的多項式的系數；為多項式的每個次數計算出轉換器的損耗系數與逆變器的損耗系數的總和(總和損耗系數)。

本實施方式中，表示轉換器15的功率損耗特性的多項式如下所示，是2次以下(本案例中為2次)的多項式。

[公式3]

數3

ploss_dcdc(vh)a0dcdc+a1dcdc·vh+a2dcdc·vh²...(4)

這里ploss_dcdc是轉換器15的功率損耗，a0dcdc是0次的轉換器損耗系數，a1dcdc是1次的轉換器損耗系數，a2dcdc是2次的轉換器損耗系數。

如圖10所示，損耗最小指令算出部802利用關系特性計算出與現在的電源電壓vb以及轉換器15的輸出相對應的轉換器損耗系數，該關系特性針對各個次數預先設定了電源電壓vb和轉換器15的輸出(輸出功率)和轉換器的損耗系數的關系。本例中，損耗最小指令算出部802利用預先設定了電源電壓vb和轉換器15的輸出和0次的轉換器的損耗系數a0dcdc的關系的映射數據，計算出與現在的電源電壓vb以及轉換器15輸出相對應的0次的轉換器的損耗系數a0dcdc。同樣的，損耗最小指令算出部802利用預先設定了電源電壓vb和轉換器15的輸出和1次的轉換器的損耗系數a1dcdc的關系的映射數據，計算出與現在的電源電壓vb以及轉換器15的輸出相對應的1次的轉換器的損耗系數a1dcdc。另外，損耗最小指令算出部802利用預先設定了電源電壓vb和轉換器15的輸出和2次的轉換器的損耗系數a2dcdc的關系的映射數據，計算出與現在的電源電壓vb以及轉換器15的輸出相對應的2次的轉換器的損耗系數a2dcdc。

轉換器的損耗系數分別根據在電源電壓vb到電源電壓的2倍值2*vb為止的系統電壓vh的范圍內的轉換器15的功率損耗數據預先設定。另外，轉換器的損耗系數分別是根據實測值或者由轉換器的損耗計算求得的損耗數據，使用最小二乘法來預先設定的。

本實施方式中，損耗最小指令算出部802分別計算出第1以及第2逆變器in1、in2的逆變器損耗系數。另外，損耗最小指令算出部802算出除逆變器in外還表示旋轉電機mg的功率損耗特性的逆變器器損耗系數，該逆變器損耗系數是以系統電壓vh為變量的多項式的系數。即，損耗最小指令算出部802計算出第1逆變器損耗系數，它是以系統電壓vh為變量的多項式的系數，它表示了第1逆變器in1和第1旋轉電機mg1的合計的功率損耗特性。損耗最小指令算出部802計算出第2逆變器損耗系數，它是以系統電壓vh為變量的多項式的系數，它表示了第2逆變器in2和第2旋轉電機mg2的合計的功率損耗特性。

表示第1逆變器in1和第1旋轉電機mg1的合計的功率損耗特性的多項式如下所示，是2次以下(本例中為2次)的多項式

[公式4]

數4

ploss_mg1(vh)＝a0mg1+a1mg1·vh+a2mg1·vh²...(5)

這里ploss_mg1是第1逆變器in1和第1旋轉電機mg1的合計的功率損耗，a0mg1是0次的第1逆變器的損耗系數，a1mg1是1次的第1逆變器的損耗系數，a2mg1是2次的第1逆變器的損耗系數。

如圖11所示，損耗最小指令算出部802利用關系特性計算出與當前的第1旋轉電機mg1的扭矩指令值tqcom1以及旋轉速度ω1相對應的第1逆變器損耗系數，該關系特性針對各個次數預先設定了第1旋轉電機mg1的輸出扭矩和第1旋轉電機mg1的旋轉速度ω1以及第1逆變器損耗系數的關系。本例中，損耗最小指令算出部802利用預先設定了第1旋轉電機mg1的輸出扭矩和旋轉速度ω1和0次的第1逆變器的損耗系數a0mg1的關系的映射數據，計算出與當前的第1旋轉電機mg1的扭矩指令值tqcom1以及旋轉速度ω1相對應的0次的第1逆變器的損耗系數a0mg1。同樣的，損耗最小指令算出部802利用預先設定了第1旋轉電機mg1的輸出扭矩和旋轉速度ω1和1次的第1逆變器的損耗系數a1mg1的關系的映射數據，計算出與當前的第1旋轉電機mg1的扭矩指令值tqcom1以及旋轉速度ω1相對應的1次的第1逆變器的損耗系數a1mg1。損耗最小指令算出部802利用預先設定了第1旋轉電機mg1的輸出扭矩和旋轉速度ω1和2次的第1逆變器的損耗系數a2mg1的關系的映射數據，計算出與當前的第1旋轉電機mg1的扭矩指令值tqcom1以及旋轉速度ω1相對應的2次的第1逆變器的損耗系數a2mg1。

第1逆變器的損耗系數分別根據在電源電壓vb到電源電壓的2倍值2*vb為止的系統電壓vh的范圍內的第1逆變器in1和第1旋轉電機mg1的合計的功率損耗數據預先設定。另外，第1逆變器的損耗系數分別是根據實測值、磁場分析、由逆變器的損耗計算求得的損耗數據，使用最小二乘法來預先設定的。

表示了第2逆變器in2和第2旋轉電機mg2的合計的功率損耗特性的多項式如下所示，是2次以下(本例中為2次)的多項式。

[公式5]

數5

ploss_mg2(vh)＝a0mg2+a1mg2·vh+a2mg2·vh²...(6)

這里ploss_mg2是第2逆變器in2和第2旋轉電機mg2的合計的功率損耗，a0mg2是0次的第2逆變器的損耗系數，a1mg2是1次的第2逆變器的損耗系數，a2mg2是2次的第2逆變器的損耗系數。

如圖12所示，損耗最小指令算出部802利用關系特性計算出與當前的第2旋轉電機mg2的扭矩指令值tqcom2以及旋轉速度ω2相對應的第2逆變器損耗系數，該關系特性針對各個次數預先設定了第2旋轉電機mg2的輸出扭矩和第2旋轉電機mg2的旋轉速度ω2和第2逆變器的損耗系數的關系。本例中，損耗最小指令算出部802利用預先設定了第2旋轉電機mg2的輸出扭矩和旋轉速度ω2和0次的第2逆變器損耗系數a0mg2的關系的映射數據，計算出與當前的第2旋轉電機mg2的扭矩指令值tqcom2以及旋轉速度ω2相對應的0次的第2逆變器的損耗系數a0mg2。同樣的，損耗最小指令算出部802利用預先設定了第2旋轉電機mg2的輸出扭矩和旋轉速度ω2和1次的第2逆變器的損耗系數a1mg2的關系的映射數據，計算出與當前的第2旋轉電機mg2的扭矩指令值tqcom2以及旋轉速度ω2相對應的1次的第2逆變器的損耗系數a1mg2。損耗最小指令算出部802利用預先設定了第2旋轉電機mg2的輸出扭矩和旋轉速度ω2和2次的第2逆變器的損耗系數a2mg2的關系的映射數據，計算出與當前的第2旋轉電機mg2的扭矩指令值tqcom2以及旋轉速度ω2相對應的2次的第2逆變器的損耗系數a2mg2。

第2逆變器的損耗系數分別根據在電源電壓vb到電源電壓的2倍值2*vb為止的系統電壓vh的范圍內的第2逆變器in2和第2旋轉電機mg2的合計的功率損耗數據來預先設定。另外，第2逆變器的損耗系數分別是根據實測值、磁場分析、由逆變器的損耗計算求得的損耗數據，使用最小二乘法來預先設定的。

損耗最小指令算出部802如下式所示，為多項式的每個次數，計算出轉換器的損耗系數、第1逆變器的損耗系數、以及第2逆變器的損耗系數的總和(總和損耗系數)。

a0＝a0dcdc+a0mg1+a0mg2

a1＝a1dcdc+a1mg1+a1mg2。。。。(7)

a2＝a2dcdc+a2mg1+a2mg2

這里，a0是0次的總和損耗系數，a1是1次的總和損耗系數，a2是2次的總和損耗系數。

另外，轉換器15的功率損耗ploss_dcdc、第1逆變器in1和第1旋轉電機mg1的合計功率損耗ploss_mg1以及第2逆變器in2和第2旋轉電機mg2的合計功率損耗ploss_mg2這三者合計之后的總和功率損耗ploss如以下多項式所示，是使用總和損耗系數a0、a1、a2的多項式。

[公式6]

數6

ploss(vh)＝a0+a1.vh+a2.vh²...(8)

接著，損耗最小指令算出部802通過步驟st130來判斷2次的總和損耗系數a2是否是正值。如a2為正值，進入到步驟st140。如a2為0或負值，則進入到步驟st160。如圖13所示，當2次的總和損耗系數a2為正值的時候，總和功率損耗的曲線向下凸起；當2次的總和損耗系數a2為負值的時候，總和功率損耗的曲線向上凸起。

損耗最小指令算出部802通過步驟st140基于2次和1次的總和損耗系數a2、a1計算出總和功率損耗極小時候的系統電壓vh，即極電壓vpl。損耗最小指令算出部802利用以下的求2次式極值的理論公式計算出極電壓vpl。因此通過利用2次和1次的總和損耗系數a2、a1的簡單運算，就能夠算出極電壓vpl，從而大幅降低運算負荷。

vpl＝-a1/(2*a2)。。。。。(9)

然后，損耗最小指令算出部802判斷極電壓vpl是否比電源電壓的2倍值2*vb大，大于的時候，進入到步驟st171，其他情況時則進入到步驟st150。

損耗最小指令算出部802通過步驟st171，如圖14所示，當極電壓vpl大于電源電壓的2倍值2*vb的時候，將電源電壓的2倍值2*vb設定給低損耗電壓vhll。這是因為如同結合圖8所說明的那樣，系統電壓vh大于電源電壓的2倍值2*vb時，轉換器15的功率損耗會變大。

損耗最小指令算出部802通過步驟st150，判斷極電壓vpl是否小于必要最小電壓vhl，當小于的時候進入到步驟st172，其他情況的時候進入到步驟st173。

損耗最小指令算出部802通過步驟st172，如圖15所示，當極電壓vpl小于必要最小電壓vhl時，將必要最小電壓vhl設定給低損耗電壓vhll。這是因為在大于等于必要最小電壓vhl的電壓指令值vh#的設定可能范圍內，必要最小電壓vhl相對應的總和功率損耗是最小的。

損耗最小指令算出部802通過步驟st173，如圖16所示，當極電壓vpl在必要最小電壓vhl到電源電壓的2倍值2*vb的范圍內時，將極電壓vpl設定給低損耗電壓vhll。這是因為與極電壓vpl相對應的總和功率損耗是最小的。

損耗最小指令算出部802在步驟st130中，判斷出2次的總和損耗系數a2是0或者負值時，利用步驟st160基于總和損耗系數來判斷出必要最小電壓vhl和電源電壓的2倍值2*vb中讓總和功率損耗變小的那一個。本實施方式中，如圖17所示，損耗最小指令算出部802判斷總和功率損耗變得極大時的系統電壓vh即極電壓vpl是否小于平均電壓vave，該平均電壓vave是必要最小電壓vhl和電源電壓的2倍值2*vb的平均電壓，小于的時候進入到步驟st174，其他情況的時候進入到步驟st175。損耗最小指令算出部802用以下公式算出平均電壓vave。

vave＝(vhl+2*vb)/2。。。。。(10)

如圖17所示，極電壓vpl比平均電壓vave小的時候，可以推斷出與電源電壓的2倍值2*vb相對應的總和功率損耗是最小的；極電壓vpl比平均電壓vave大的時候，可以推斷出與必要最小電壓vhl相對應的總和功率損耗是最小的。

因此，損耗最小指令算出部802通過步驟st174，在極電壓vpl比平均電壓vave小的時候將電源電壓的2倍值2*vb設定給低損耗電壓vhll。另一方面，損耗最小指令算出部802通過步驟st175，當極電壓vpl在平均電壓vave以上的時候將必要最小電壓vhl設定給低損耗電壓vhll。

另外，損耗最小指令算出部802通過步驟st160實施以下流程：利用公式(8)的總和功率損耗ploss的算出式，算出當系統電壓vh為必要最小電壓vhl的時候的總和功率損耗ploss(vhl)以及當系統電壓vh為電源電壓的2倍值2*vb的時候的總和功率損耗ploss(2*vb)，然后判斷出其中小的一個。

當在步驟st110中必要最小電壓vhl在電源電壓vb到電源電壓的2倍值2*vb的范圍外，判斷出必要最小電壓vhl大于電源電壓的2倍值2*vb時，損耗最小指令算出部802通過步驟st165判斷必要最小電壓vhl是否小于輸出上限電壓vmax，小于的時候，進入到步驟st176，其他情況的話，進入到步驟st177。

損耗最小指令算出部802通過步驟st176，當必要最小電壓vhl在電源電壓的2倍值2*vb到輸出上限電壓vmax的范圍內時，將必要最小電壓vhl設定給低損耗電壓vhll。這是因為，在大于等于必要最小電壓vhl的電壓指令值vh#的設定可能范圍內，必要最小電壓vhl相對應的總和功率損耗是最小的。

另一方面，損耗最小指令算出部802通過步驟st177，當必要最小電壓vhl在輸出上限電壓vmax以上時，將輸出上限電壓vmax設定給低損耗電壓vhll。

<算法選擇部803>

隨著轉換器15的輸出(輸出功率)的增大，轉換器15的功率損耗特性從如圖8中所示的特性開始，隨著系統電壓vh的增加，逐漸接近功率損耗單調增加的單調增加特性。因此，轉換器15的輸出功率增大到某種程度時，必要最小電壓vhl相對應的總和功率損耗會變得最小。

于是，本實施方式中電壓指令算出部700設置了算法選擇部803，如圖4和圖18所示，當轉換器15的輸出(輸出功率)大于等于預先設定的判定輸出pmg_th時，代替損耗最小指令算出部802所設定的電壓指令值vh#(低損耗電壓vhll)，將必要最小電壓vhl設定給最終的電壓指令值vh#。

算法選擇部803中設置了計算出旋轉電機mg的輸出pmg的旋轉電機輸出算出部801。本實施方式中，第1旋轉電機輸出算出部801根據第1扭矩指令值tqcom1和第1旋轉電機mg1的旋轉速度ω1計算出第1旋轉電機mg1的輸出pmg1(例如：pmg1＝tqcom1*ω1)。第2旋轉電機輸出算出部801根據第2扭矩指令值tqcom2和第2旋轉電機mg2的旋轉速度ω2計算出第2旋轉電機mg2的輸出pmg2(例如：pmg2＝tqcom2*ω2)。

算法選擇部803設置了最大選擇部901，它的作用是選擇出第1旋轉電機mg1的輸出pmg1的絕對值和第2旋轉電機mg2的輸出pmg2的絕對值中較大的一個，將它作為最大旋轉電機輸出pmg_max輸出。另外，最大選擇部901也可以將第1旋轉電機mg1的輸出pmg1和第2旋轉電機mg2的輸出pmg2的合計值的絕對值作為最大旋轉電機輸出pmg_max輸出。

當最大旋轉電機輸出pmg_max在判定輸出pmg_th以上的時候，算法選擇部803將損耗最小指令算出部802所設定的低損耗電壓vhll直接作為最終的電壓指令值vh#輸出，當最大旋轉電機輸出pmg_max小于判定輸出pmg_th的時候，算法選擇部803將必要最小電壓vhl作為最終的電壓指令值vh#輸出。

<總結>

根據上述構成，并不是針對多個候選電壓分別利用功率損耗特性的映射數據計算出各個功率損耗、來尋找出總和功率損耗最小的電壓指令值的，而是根據代表了各個功率損耗特性的多項式系數，使用判定邏輯和簡單的運算式來進行運算，這樣就能夠降低運算處理負荷。為了算出各個次數的系數，雖然使用了映射數據，但是因為只需從映射數據中讀取一次與當前的運轉條件相對應的值，就沒有必要針對多個候選電壓分別進行利用映射數據的運算。并且，用簡單的2次多項式來近似各個功率損耗特性，將各個次數的系數進行映射數據化，因此，與將功率損耗特性直接映射數據化相比，能夠大幅降低存儲裝置的存儲量。例如，系統電壓vh在150v到650v之間變化的時候，若以50v為刻度準備功率損耗特性的數據表，就需要10組數據表；而若以2次式來近似，只需與系數個數相同的3組數據表就可以了(如只使用a2、a1兩個系數，則最少只要2組)，能夠減少數據表的個數。本實施方式中，因為使用了根據2次及1次的總和損耗系數a2、a1而算出的極電壓vpl來設定電壓指令值vh#，就沒有必要針對多個候選電壓分別利用多項式計算出功率損耗，能夠降低運算處理負荷。因此，降低了運算處理負荷的同時，旋轉電機驅動裝置1000的總和功率損耗也能夠降低。

實施方式2.

對與實施方式2相關的旋轉電機驅動裝置1000的控制裝置400進行說明。省略與上述實施方式1相同的構成部分的說明。雖然本實施方式相關的控制裝置400的基本構成和實施方式1相同，但是不同點在于，將電壓指令值vh#設定成回避由旋轉電機驅動裝置1000的共振產生的共振電壓。

上述實施方式1所設定的電壓指令值vh#直接使用的時候，根據轉換器15具有的電感和電容器的常數的選擇方法、工作點的選擇方法，由于轉換器15的lc共振，會生成轉換器15的電壓、電流的脈沖。于是，在盡量降低旋轉電機驅動裝置1000的總和功率損耗的同時，還期望計算出用來抑制轉換器15的lc共振的電壓指令值vh#。

于是，本實施方式中，電壓指令算出部700是將根據共振回避電壓vhlc對損耗最小指令算出部802設定的電壓指令值vh#進行了下限限制后得到的值設定給最終的電壓指令值vh#，其中共振回避電壓vhlc被預先設定成比生成旋轉電機驅動裝置1000的共振的電壓指令值vh#即共振電壓指令值大的值。

如圖19所示，電壓指令算出部700設置了計算出共振回避電壓vhlc的共振回避電壓算出部1220。共振回避電壓算出部1220利用預先設定了扭矩指令值tqcom和旋轉電機mg的旋轉速度ω和共振回避電壓vhlc的關系的映射數據，計算出與現在的扭矩指令值tqcom和旋轉電機mg的旋轉速度ω相對應的共振回避電壓vhlc。

電壓指令算出部700設置了最大值選擇部1230，它的作用是選擇出用與上述實施方式1同樣的方法計算出的電壓指令值vh#和共振回避電壓vhlc中較大的一個值，作為最終的電壓指令值vh#進行輸出。

如上所述的構成，在盡量維持實施方式1的效果的同時，還可能抑制lc共振。

實施方式3.

對與實施方式3相關的旋轉電機驅動裝置1000的控制裝置400進行說明。省略與上述實施方式1、2相同的構成部分的說明。雖然本實施方式相關的控制裝置400的基本構成和實施方式1，2相同，但是不同點在于，電壓指令值vh#被設定成回避預先設定的回避電壓范圍。

實施方式1、2所算出的電壓指令值vh#被直接使用的時候，根據轉換器15具有的電感和電容器的常數的選擇方法、工作點的選擇方法，當系統電壓vh接近電源電壓vb時，系統電壓vh有時就會出現振動。于是電壓指令算出部700在損耗最小指令算出部802設定的電壓指令值vh#處于預先設定的回避電壓范圍內的時候，將回避電壓范圍外的電壓值設定給最終的電壓指令值vh#。電壓指令算出部700使用預先設定的映射數據等設定數據，根據扭矩指令值tqcom、旋轉電機mg的旋轉速度ω、電源電壓vb、最大旋轉電機輸出pmg_max等，計算出回避電壓范圍。電壓指令算出部700計算出的回避電壓范圍指的是從電源電壓vb到在電源電壓vb上加上預先設定的δvth之后得到的電壓(vb+δvth)為止的范圍，當電壓指令值vh#進入到回避電壓范圍內時，將電壓指令值vh#替換為vb+δvth。這樣的構成，在盡量維持實施方式1、2的效果的同時，還能抑制系統電壓vh的振動。

〔其他的實施方式〕

最后，說明本發明的其他實施方式。以下說明的各個實施方式的構成不限于各自單獨運用，只要沒有矛盾，也能與其他實施方式的構成進行組合運用。

(1)上述各實施方式中，設置了2組旋轉電機mg以及逆變器in。以與第1組、第2組合相配合的構成為例說明過了控制裝置400。不過，旋轉電機mg和逆變器in也可以設置1組，也可以設置3組以上。控制裝置400配合組數適當地構成。

(2)上述各實施方式中以多項式分別是2次多項式為例進行了說明。不過，多項式也可以分別是3次以上的多項式。

(3)上述各實施方式中，說明的例子是損耗最小指令算出部802算出逆變器的損耗系數，該逆變器的損耗系數代表了逆變器in和旋轉電機mg的功率損耗特性，是以系統電壓vh為變量的多項式的系數。不過，損耗最小指令算出部802也可以計算出只代表逆變器in的功率損耗特性的逆變器的損耗系數，該逆變器的損耗系數是以系統電壓vh為變量的多項式的系數。并且損耗最小指令算出部802還可以是：進一步計算出代表旋轉電機mg的功率損耗特性的旋轉電機的損耗系數，該旋轉電機的損耗系數是以系統電壓vh為變量的多項式的系數，再為多項式的每個次數計算出總和損耗系數，即轉換器的損耗系數、逆變器的損耗系數以及旋轉電機的損耗系數的總和。

(4)上述各實施方式中，說明的例子是損耗最小指令算出部802算出1次、2次和3次的轉換器的損耗系數、第1逆變器的損耗系數、第2逆變器的損耗系數以及總和損耗系數。不過在用圖9流程圖所說明的處理中，損耗最小指令算出部802因為沒有用1次的各損耗系數，所以也可不計算1次的轉換器的損耗系數、第1逆變器的損耗系數、第2逆變器的損耗系數以及總和損耗系數。

(5)上述各實施方式中，說明的例子是損耗最小指令算出部802基于2次和1次的總和損耗系數a2、a1計算出極電壓vpl，再使用極電壓vpl設定電壓指令值vh#。不過損耗最小指令算出部802也可以是：針對多個候選電壓分別使用采用了如方程式(8)所示的、代表了總和功率損耗特性的總和損耗系數的多項式，使用該多項式計算出總和功率損耗ploss，確定出總和功率損耗ploss成為最小的電壓，將它設定為低損耗電壓vhll。在這個情況下，因為是使用1個多項式計算的，所以比起使用代表各個功率損耗的映射數據去計算，能夠大幅降低運算處理負荷。

(6)上述各實施方式中，轉換器15，逆變器in以及旋轉電機mg相關的電力損耗的近似公式、計算系數的計算例只是示出了代表性的例子，還能夠基于其他的方式或其他變量來進行計算。并且，即使在轉換器15的個數、逆變器in的個數以及旋轉電機mg的個數增加的時候，也能夠同樣地對這些損耗系數進行近似，同樣地算出系數，根據圖9的流程圖，設定功率損耗成為最小的電壓指令值vh#。

(7)也可聚焦于轉換器的功率損耗、逆變器的功率損耗、旋轉電機的功率損耗中其變化程度隨系統電壓vh的變化較大的那一部分損耗，計算出用多項式近似功率損耗時的系數，利用算出的系數來設定讓功率損耗成為最小的低損耗電壓vhll。

(8)上述各實施方式中，說明的例子是轉換器15設置了升壓斬波器用的2個開關元件q3、q4，降壓斬波器用的2個開關元件q1、q2。不過，轉換器15也可以設置升壓斬波器用的1個開關元件，降壓斬波器用的1個開關元件等，來改變電路構成。

(9)上述各實施方式中，是以旋轉電機驅動裝置1000搭載在混合動力車輛上為例說明的。不過，旋轉電機驅動裝置1000還可以搭載在電動汽車等上，成為混合動力車輛以外的其他裝置的驅動力源。

另外，本發明，在其發明的范圍內可以自由組合各個實施方式，也可以對各個實施方式進行適當的變形、省略等等。

產業上的利用可能性

這個發明可以適當地運用于如下旋轉電機驅動裝置的控制裝置：該旋轉電機驅動裝置中設置了轉換器和逆變器，該轉換器用來升壓直流電源的電源電壓之后輸出到系統電壓線，該逆變器設置在上述轉換器與旋轉電機之間，用來在上述系統電壓線的直流電與驅動上述旋轉電機的交流電之間進行電力交換。

符號說明

7、8系統電壓線、15轉換器、400旋轉電機驅動裝置的控制裝置、700電壓指令算出部、750轉換器控制部、800必要最小電壓算出部、802損耗最小指令算出部、803算法選擇部、1000旋轉電機驅動裝置、b直流電源、in逆變器、mg旋轉電機、pmg_th判定輸出、tqcom扭矩指令值、vh#電壓指令值、vh系統電壓、vhl必要最小電壓、vhlc共振回避電壓、vhll低損耗電壓、vb電源電壓、vmax輸出上限電壓、vmg個別必要電壓、vpl極電壓、ω旋轉電機的旋轉速度。