(57)【要約】  振動しているトルク指令及び電流指令に対する、実際の出力トルク及び実電流の追従遅れを低減し、定常偏差を低減できる回転電機の制御装置が求められる。内燃機関及び車輪に駆動連結される回転電機を制御する制御装置であって、トルク指令に基づいて、二相電流指令を演算するトルク電流演算部と、二相実電流を演算する実電流演算部と、二相実電流が二相電流指令に近づくように二相電圧指令を変化させる電流フィードバック制御部と、二相電圧指令に基づく電圧制御部と、を備え、トルク指令は、内燃機関から伝達される伝達トルク振動の振動打消しトルク指令を含み、電流フィードバック制御部は、伝達トルク振動の周波数の周期関数に対応する伝達関数の特性を用いて、二相電圧指令を算出する高調波制御器を有する制御装置。
2012133220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に駆動連結されるとともに、車輪に駆動連結される回転電機を制御するための制御装置であって、
前記回転電機の回転に同期して回転する二軸の回転座標系である二軸回転座標系を用い、前記回転電機に出力させるトルク指令に基づいて、前記回転電機を流れる電流指令を前記二軸回転座標系で表した二相電流指令を演算するトルク電流演算部と、
前記回転電機を流れる実電流に基づいて、前記二軸回転座標系で表した二相実電流を演算する実電流演算部と、
前記回転電機に印加する電圧指令を前記二軸回転座標系で表した二相電圧指令を、前記二相実電流が前記二相電流指令に近づくように変化させる電流フィードバック制御部と、
前記二相電圧指令に基づいて、前記回転電機に印加する電圧を制御する電圧制御部と、を備え、
前記トルク指令は、前記内燃機関から前記回転電機に伝達されるトルク振動である伝達トルク振動を打ち消すためのトルク指令である振動打消しトルク指令を含み、
前記電流フィードバック制御部は、前記伝達トルク振動の周波数であるトルク振動周波数の周期関数に対応する伝達関数の特性を用いて、前記二相電圧指令を算出する高調波制御器を有する制御装置。
【請求項２】
前記高調波制御器は、前記トルク振動周波数の正弦波又は余弦波に対応する伝達関数の特性を有する演算器を用いて、前記二相電圧指令を算出する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記高調波制御器は、前記トルク振動周波数の１倍からｎ倍（ｎは２以上の自然数）までの各自然数倍の周波数の周期関数のそれぞれに対応する伝達関数の特性を並列した特性を用いて、前記二相電圧指令を算出する請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記電流フィードバック制御部は、前記二相実電流と前記二相電流指令との偏差に基づいて、比例演算及び積分演算を行って基本電圧指令を算出する比例積分制御器と、前記偏差に基づいて、前記トルク振動周波数の周期関数に対応する伝達関数の特性を用いた演算を行って高調波電圧指令を算出する前記高調波制御器と、を備え、前記基本電圧指令と前記高調波電圧指令とを加算して、前記二相電圧指令を算出する請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記振動打消しトルク指令は、前記伝達トルク振動の周波数の正弦波成分又は余弦波成分を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に駆動連結されるとともに、車輪に駆動連結される回転電機を制御するための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような制御装置に関して、例えば下記の特許文献１には、内燃機関から伝達されるトルク振動を制振するためのトルクを回転電機に出力させる技術が開示されている。この際、回転電機に対するトルク指令は、伝達トルク振動の逆位相のトルク指令とされる。【０００３】
また、下記の特許文献２には、回転電機が出力するトルクリップルを低減するために、回転電機の電流フィードバック系における電流指令に、トルクリップルを低減するための高調波成分を重畳する技術が開示されている。【０００４】
しかしながら、回転電機の制御装置は直流の電流指令に追従するように比例積分（ＰＩ）制御器を用いているため、振動している指令に対しての応答には遅れが生じる。このため、特許文献１では、振動しているトルク指令及び電流指令に対して、実際の出力トルク及び実電流は位相遅れを持って追従し、定常偏差を生じ、十分な制振効果及びトルクリップル低減効果が得られない恐れがあった。また特許文献２の技術では、振動指令成分をハイパスフィルタで抜き出しているため、過渡応答やノイズに弱いという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３９６９号公報
【特許文献２】特開２００４−６４９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、ノイズに影響されることを抑制しつつ、振動しているトルク指令及び電流指令に対する、実際の出力トルク及び実電流の追従遅れを低減し、定常偏差を低減できる回転電機の制御装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る、内燃機関に駆動連結されるとともに、車輪に駆動連結される回転電機を制御するための制御装置の特徴構成は、前記回転電機の回転に同期して回転する二軸の回転座標系である二軸回転座標系を用い、前記回転電機に出力させるトルク指令に基づいて、前記回転電機を流れる電流指令を前記二軸回転座標系で表した二相電流指令を演算するトルク電流演算部と、前記回転電機を流れる実電流に基づいて、前記二軸回転座標系で表した二相実電流を演算する実電流演算部と、前記回転電機に印加する電圧指令を前記二軸回転座標系で表した二相電圧指令を、前記二相実電流が前記二相電流指令に近づくように変化させる電流フィードバック制御部と、前記二相電圧指令に基づいて、前記回転電機に印加する電圧を制御する電圧制御部と、を備え、前記トルク指令は、前記内燃機関から前記回転電機に伝達されるトルク振動である伝達トルク振動を打ち消すためのトルク指令である振動打消しトルク指令を含み、前記電流フィードバック制御部は、前記伝達トルク振動の周波数であるトルク振動周波数の周期関数に対応する伝達関数の特性を用いて、前記二相電圧指令を算出する高調波制御器を有する点にある。【０００８】
なお、本願において「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願において、「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合要素、例えば摩擦クラッチや噛み合い式クラッチ等が含まれていてもよい。【０００９】
上記の特徴構成によれば、内燃機関からの伝達トルク振動を打ち消すための振動打消しトルク指令には、伝達トルク振動の周波数成分が含まれ、当該振動打消しトルク指令を含むトルク指令を二軸回転座標系で表した二相電流指令にも伝達トルク振動の周波数成分が含まれる。すなわち、電流フィードバック制御系に対する入力となる二相電流指令に対応する伝達関数に、伝達トルク振動の周波数の周期関数に対応する伝達関数が含まれる。
そして、上記の特徴構成によれば、電流フィードバック制御部は、伝達トルク振動の周波数の周期関数に対応する伝達関数の特性を用いて、二相電圧指令を算出するように構成されているので、二相電流指令に対応する伝達関数を、電流フィードバック制御系内に有している。
このため、電流フィードバック制御部は、フィードバック制御部に入力される指令である二相電流指令に含まれる伝達関数と同様の伝達関数である伝達トルク振動の周波数の周期関数に対応する伝達関数を有しているため、二相電流指令に含まれる伝達トルク振動の周波数成分に対して、定常偏差を減少させて二相実電流を追従させることが可能となる。よって、振動打消しトルク指令に対して、定常偏差を減少させて回転電機の出力トルクを追従させることが可能となり、振動打消し制御の効果を向上させることができる。従って、内燃機関から伝達される伝達トルク振動を回転電機で効果的に打ち消して、車輪に伝達されることを抑制することができる。
また、高調波制御器が算出する二相電圧指令は、トルク振動周波数の周期関数の成分を有して変化するため、ノイズ成分に対して影響を受け難くなる。【００１０】
ここで、前記高調波制御器は、前記トルク振動周波数の正弦波又は余弦波に対応する伝達関数の特性を有する演算器を用いて、前記二相電圧指令を算出すると好適である。【００１１】
内燃機関から回転電機に伝達される伝達トルク振動は、内燃機関と回転電機との間の動力伝達機構の減衰により、トルク振動周波数における高次の振動成分が減衰されて、トルク振動周波数の正弦波又は余弦波の成分の割合が大きくなる。このため、当該伝達トルク振動を打ち消すための振動打消しトルク指令も、トルク振動周波数の正弦波又は余弦波の成分の割合が大きくなる。よって、電流フィードバック制御系に対する入力も、トルク振動周波数の正弦波又は余弦波に対応する伝達関数の特性の割合が大きくなる。
上記の構成によれば、高調波制御器は、トルク振動周波数の正弦波又は余弦波に対応する伝達関数の特性を有する演算器を用いるので、二相電流指令に含まれる伝達トルク振動の正弦波又は余弦波の成分に対して、定常偏差を減少させて二相実電流を追従させることが可能となる。【００１２】
ここで、前記高調波制御器は、前記トルク振動周波数の１倍からｎ倍（ｎは２以上の自然数）までの各自然数倍の周波数の周期関数のそれぞれに対応する伝達関数の特性を並列した特性を用いて、前記二相電圧指令を算出すると好適である。【００１３】
トルク指令に対する二相電流指令の演算特性が、曲線又は折れ曲がり線であるなど高次の関数成分が含まれる場合は、トルク振動周波数の成分を有するトルク指令に対して、演算後の二相電流指令には、トルク振動周波数の２倍以上の周波数成分が含まれる。よって、電流フィードバック制御系に対する入力も、トルク振動周波数の２倍以上の周波数の周期関数に対応する伝達関数の特性が含まれる。
上記の構成によれば、高調波制御器は、トルク振動周波数の２倍以上の周波数の周期関数に対応する伝達関数の特性を用いて、二相電圧指令を算出するので、二相実電流を、二相電流指令に含まれるトルク振動周波数の２倍以上の周波数の周期関数の成分に対して、定常偏差を減少させて追従させることが可能となる。【００１４】
ここで、前記電流フィードバック制御部は、前記二相実電流と前記二相電流指令との偏差に基づいて、比例演算及び積分演算を行って基本電圧指令を算出する比例積分制御器と、前記偏差に基づいて、前記トルク振動周波数の周期関数に対応する伝達関数の特性を用いた演算を行って高調波電圧指令を算出する前記高調波制御器と、を備え、前記基本電圧指令と前記高調波電圧指令とを加算して、前記二相電圧指令を算出すると好適である。【００１５】
この構成によれば、比例積分制御器により、トルク振動周波数以外の二相電流指令の成分に対する追従性を確保しつつ、高調波制御器により、トルク振動周波数の成分に対する追従性を確保することができる。【００１６】
ここで、前記振動打消しトルク指令は、前記伝達トルク振動の周波数の正弦波成分又は余弦波成分を有すると好適である。【００１７】
この構成によれば、電流フィードバック制御系に対する入力を、正弦波又は余弦波に特定することができると共に単純化することができ、入力に対応する高調波制御器の設定が容易になると共に、追従性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用駆動装置及び制御装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る動力伝達系のモデル及び制御装置の処理を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る制御装置のブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。
【図１３】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。
【図１４】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。
【図１５】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。
【図１６】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するタイムチャートである。
【図１８】本発明の実施形態に係る制御装置の処理を説明するフローチャートである。
【００１９】
〔第一の実施形態〕
本発明に係る回転電機制御装置３２の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る車両用駆動装置１の概略構成を示す模式図である。この図に示すように、車両用駆動装置１を搭載した車両は、車両の駆動力源として内燃機関であるエンジンＥと回転電機ＭＧを備えたハイブリッド車両とされている。この図において、太実線は駆動力の伝達経路を示し、破線は作動油の供給経路を示し、一点鎖線は信号の伝達経路を示し、細実線は電力の伝達経路を示している。回転電機ＭＧは、エンジンＥに駆動連結されるとともに、車輪Ｗに駆動連結される。本実施形態では、回転電機ＭＧは、第一動力伝達機構１０を介してエンジンＥに駆動連結されるとともに、第二動力伝達機構１１を介して車輪Ｗに駆動連結されている。本実施形態では、第一動力伝達機構１０に、回転電機ＭＧとエンジンＥとの間の駆動連結を断接するエンジン分離クラッチＣＬが備えられており、第二動力伝達機構１１に、変速機構ＴＭが備えられている。【００２０】
また、ハイブリッド車両は、エンジンＥの制御を行うエンジン制御装置３１と、回転電機ＭＧの制御を行う回転電機制御装置３２と、変速機構ＴＭ及びエンジン分離クラッチＣＬの制御を行う動力伝達制御装置３３と、これらの制御装置を統合して車両用駆動装置１の制御を行う車両制御装置３４と、を備える。なお、回転電機制御装置３２が、本発明における「制御装置」に相当する。【００２１】
回転電機制御装置３２は、図２に示すように、トルク電流演算部４０、実電流演算部４１、電流フィードバック制御部４２、電圧制御部４７としての二相三相電圧変換部４３及びインバータ制御部４４を備えている。
トルク電流演算部４０は、回転電機ＭＧに出力させる出力トルク指令値Ｔｍｏに基づいて、回転電機ＭＧを流れる電流指令をｄｑ軸回転座標系で表した二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃを演算する。実電流演算部４１は、回転電機ＭＧを流れる実電流に基づいて、ｄｑ軸回転座標系で表した二相実電流Ｉｄ、Ｉｑを演算する。電流フィードバック制御部４２は、回転電機ＭＧに印加する電圧指令をｄｑ軸回転座標系で表した二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを、二相実電流Ｉｄ、Ｉｑが二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに近づくように変化させる。そして、二相三相電圧変換部４３及びインバータ制御部４４は、二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑに基づいて、回転電機ＭＧに印加する電圧を制御する。ここで、ｄｑ軸回転座標系は、回転電機ＭＧの回転に同期して回転するｄ軸及びｑ軸からなる二軸の回転座標系である。なお、ｄｑ軸回転座標系が、本発明における「二軸の回転座標系」に相当する。【００２２】
このような構成において、出力トルク指令値Ｔｍｏは、エンジンＥから回転電機ＭＧに伝達されるトルク振動である伝達トルク振動Ｔｅｏｖを打ち消すためのトルク指令である振動打消しトルク指令Ｔｐを含んでいる。そして、電流フィードバック制御部４２は、伝達トルク振動Ｔｅｏｖの周波数であるトルク振動周波数ωｐの周期関数に対応する伝達関数の特性を用いて、二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを算出する高調波制御器４５を有する点に特徴を有している。以下、本実施形態に係る回転電機制御装置３２及び車両用駆動装置１について、詳細に説明する。【００２３】
１．車両用駆動装置の構成
まず、本実施形態に係るハイブリッド車両の車両用駆動装置１の構成について説明する。図１に示すように、ハイブリッド車両は、車両の駆動力源としてエンジンＥ及び回転電機ＭＧを備え、これらのエンジンＥと回転電機ＭＧとが直列に駆動連結されるパラレル方式のハイブリッド車両となっている。ハイブリッド車両は、変速機構ＴＭを備えており、当該変速機構ＴＭにより、中間軸Ｍに伝達されたエンジンＥ及び回転電機ＭＧの回転速度を変速すると共にトルクを変換して出力軸Ｏに伝達する。【００２４】
エンジンＥは、燃料の燃焼により駆動される内燃機関であり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の各種エンジンを用いることができる。本例では、エンジンＥのクランクシャフト等のエンジン出力軸Ｅｏが、エンジン分離クラッチＣＬを介して、回転電機ＭＧに駆動連結された入力軸Ｉと選択的に駆動連結される。すなわち、エンジンＥは、摩擦係合要素であるエンジン分離クラッチＣＬを介して回転電機ＭＧに選択的に駆動連結される。また、エンジン出力軸Ｅｏが、不図示のダンパーを介してエンジン分離クラッチＣＬの係合部材に駆動連結されている。【００２５】
回転電機ＭＧは、非回転部材に固定されたステータと、このステータの径方向内側に回転自在に支持された回転軸を備えたロータと、を有している。この回転電機ＭＧのロータの回転軸は、入力軸Ｉ及び中間軸Ｍと一体回転するように駆動連結されている。すなわち、本実施形態においては、入力軸Ｉ及び中間軸ＭにエンジンＥ及び回転電機ＭＧの双方が駆動連結される構成となっている。
回転電機ＭＧは、直流交流変換を行うインバータＩＮを介して蓄電装置としてのバッテリＢＴに電気的に接続されている。そして、回転電機ＭＧは、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能と、を果たすことが可能とされている。すなわち、回転電機ＭＧは、インバータＩＮを介してバッテリＢＴからの電力供給を受けて力行し、或いはエンジンＥ又は車輪Ｗから伝達される回転駆動力により発電した電力を、インバータＩＮを介してバッテリＢＴに蓄電（充電）する。なお、バッテリＢＴは蓄電装置の一例であり、キャパシタなどの他の蓄電装置を用い、或いは複数種類の蓄電装置を併用することも可能である。また、インバータＩＮは、バッテリＢＴの直流電力を交流電力に変換して回転電機ＭＧを駆動するため、或いは回転電機ＭＧが発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリＢＴに充電するための複数のスイッチング素子を備えている。
回転電機ＭＧは、三相交流により動作する同期電動機である。本実施形態では、回転電機ＭＧは、ロータに永久磁石を備え、ステータにコイルを備えた、永久磁石同期電動機とされている。なお、永久磁石の代わりに、電磁石が備えられていてもよい。【００２６】
駆動力源が駆動連結される中間軸Ｍには、変速機構ＴＭが駆動連結されている。本実施形態では、変速機構ＴＭは、変速比の異なる複数の変速段を有する有段の自動変速装置である。変速機構ＴＭは、これら複数の変速段を形成するため、遊星歯車機構等の歯車機構と複数の摩擦係合要素Ｂ１、Ｃ１、・・・とを備えている。この変速機構ＴＭは、各変速段の変速比で、中間軸Ｍの回転速度を変速するとともにトルクを変換して、出力軸Ｏへ伝達する。変速機構ＴＭから出力軸Ｏへ伝達されたトルクは、出力用差動歯車装置ＤＦを介して左右二つの車軸ＡＸに分配されて伝達され、各車軸ＡＸに駆動連結された車輪Ｗに伝達される。【００２７】
本例では、エンジン分離クラッチＣＬ、及び複数の摩擦係合要素Ｂ１、Ｃ１、・・・は、それぞれ摩擦材を有して構成されるクラッチやブレーキ等の係合要素である。これらの摩擦係合要素ＣＬ、Ｂ１、Ｃ１、・・・は、供給される油圧を制御することにより、係合又は解放される。このような摩擦係合要素としては、例えば湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキ等が好適に用いられる。【００２８】
２．油圧制御系の構成
次に、車両用駆動装置１の油圧制御系について説明する。油圧制御系は、油圧ポンプから供給される作動油の油圧を所定圧に調整するための油圧制御装置ＰＣを備えている。ここでは詳しい説明を省略するが、油圧制御装置ＰＣは、油圧調整用のリニアソレノイド弁からの信号圧に基づき一又は二以上の調整弁の開度を調整することにより、当該調整弁からドレインする作動油の量を調整して作動油の油圧を一又は二以上の所定圧に調整する。所定圧に調整された作動油は、それぞれ必要とされるレベルの油圧で、変速機構ＴＭやエンジン分離クラッチＣＬの各摩擦係合要素等に供給される。【００２９】
３．制御装置の構成
次に、車両用駆動装置１の制御を行う制御装置３１〜３４の構成について説明する。
制御装置３１〜３４は、それぞれＣＰＵ等の演算処理装置を中核部材として備えるとともに、当該演算処理装置からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）や、演算処理装置からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）等の記憶装置等を有して構成されている。そして、各制御装置のＲＯＭ等に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方により、図２に示すような回転電機制御装置３２の各機能部４０〜４４が構成されている。また、制御装置３１〜３４は、互いに通信を行うように構成されており、センサの検出情報及び制御パラメータ等の各種情報を共有するとともに協調制御を行い、各機能部４０〜４４の機能が実現される。【００３０】
また、車両用駆動装置１は、センサＳｅ１〜Ｓｅ４を備えており、各センサから出力される電気信号は制御装置３１〜３４に入力される。制御装置３１〜３４は、入力された電気信号に基づき各センサの検出情報を算出する。エンジン回転速度センサＳｅ１は、エンジン出力軸Ｅｏ（エンジンＥ）の回転速度及び回転角度を検出するためのセンサである。エンジン制御装置３１は、エンジン回転速度センサＳｅ１の入力信号に基づいてエンジンＥの回転速度（角速度）ωｅ及び回転角度θｅを検出する。【００３１】
入力軸回転速度センサＳｅ２は、入力軸Ｉ及び中間軸Ｍの回転速度及び回転角度を検出するためのセンサである。入力軸Ｉ及び中間軸Ｍには回転電機ＭＧの回転軸が一体的に駆動連結されているので、回転電機制御装置３２は、入力軸回転速度センサＳｅ２の入力信号に基づいて回転電機ＭＧ（ロータ）の回転速度（角速度）ωｍ及び回転角度θｍ、並びに入力軸Ｉ及び中間軸Ｍの回転速度を検出する。また、回転電機制御装置３２は、入力軸回転速度センサＳｅ２の入力信号に基づいて、回転電機ＭＧの磁極位置θｒｅ、磁極位置θｒｅの回転速度（角速度）である磁極回転速度ωｒｅを検出する。ここで、磁極位置θｒｅ及び磁極回転速度ωｒｅは、ロータの回転角度及び回転速度（角速度）を電気角で表したものである。なお、入力軸回転速度センサＳｅ２として、レゾルバ、又はロータリエンコーダなどが用いられる。【００３２】
出力軸回転速度センサＳｅ３は、出力軸Ｏの回転速度を検出するためのセンサである。動力伝達制御装置３３は、出力軸回転速度センサＳｅ３の入力信号に基づいて出力軸Ｏの回転速度（角速度）ωｏを検出する。また、出力軸Ｏの回転速度は車速に比例するため、動力伝達制御装置３３は、出力軸回転速度センサＳｅ３の入力信号に基づいて車速を算出する。【００３３】
電流センサＳｅ４は、回転電機ＭＧの各相のコイルを流れる電流を検出するためのセンサである。回転電機制御装置３２は、電流センサＳｅ４の入力信号に基づいて各相のコイルを流れる実電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。【００３４】
３−１．車両制御装置
車両制御装置３４は、エンジンＥ、回転電機ＭＧ、変速機構ＴＭ、及びエンジン分離クラッチＣＬ等に対して行われる各種トルク制御、及び各摩擦係合要素の係合制御等を車両全体として統合する制御を行う機能部を備えている。【００３５】
車両制御装置３４は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に応じて、中間軸Ｍ側から出力軸Ｏ側に伝達される目標駆動力である車両要求トルクを算出するとともに、エンジンＥ及び回転電機ＭＧの運転モードを決定する。そして、車両制御装置３４は、車両要求トルク及び運転モードなどに基づいて、エンジンＥに対して要求する出力トルクであるエンジン要求トルク、回転電機ＭＧに対して要求する出力トルクである回転電機要求トルク、及びエンジン分離クラッチＣＬの目標伝達トルク容量を算出し、それらを他の制御装置３１〜３３に指令して統合制御を行う。【００３６】
車両制御装置３４は、アクセル開度、車速、及びバッテリの充電量等に基づいて、各駆動力源の運転モードを決定する。本実施形態では、運転モードとして、回転電機ＭＧのみを駆動力源とする電動モードと、少なくともエンジンＥを駆動力源とするパラレルモードと、エンジンＥの回転駆動力により回転電機ＭＧの回生発電を行うエンジン発電モードと、車輪から伝達される回転駆動力により回転電機ＭＧの回生発電を行う回生発電モードと、回転電機ＭＧの回転駆動力によりエンジンＥを始動させるエンジン始動モードと、を有する。ここで、エンジン分離クラッチＣＬが係合される運転モードは、パラレルモード、エンジン発電モード、及びエンジン始動モードとなる。よって、運転モードが、パラレルモード、エンジン発電モード、又はエンジン始動モードである場合には、エンジンＥの出力トルクが、エンジン分離クラッチＣＬを介して、回転電機ＭＧに伝達されるため、所定の条件が成立した場合は、後述するトルク振動打消し制御及び高調波制御が実施される。【００３７】
３−２．エンジン制御装置
エンジン制御装置３１は、エンジンＥの動作制御を行う機能部を備えている。本実施形態では、エンジン制御装置３１は、車両制御装置３４からエンジン要求トルクが指令されている場合は、車両制御装置３４から指令されたエンジン要求トルクを出力トルク指令値に設定し、エンジンＥが出力トルク指令値の出力トルクＴｅを出力するように制御するトルク制御を行う。【００３８】
３−３．動力伝達制御装置
動力伝達制御装置３３は、変速機構ＴＭ、及びエンジン分離クラッチＣＬの制御を行う機能部を備えている。動力伝達制御装置３３には、出力軸回転速度センサＳｅ３等のセンサの検出情報が入力されている。【００３９】
３−３−１．変速機構の制御
動力伝達制御装置３３は、変速機構ＴＭに変速段を形成する制御を行う。本実施形態では、動力伝達制御装置３３は、車速、アクセル開度、及びシフト位置などのセンサ検出情報に基づいて変速機構ＴＭにおける目標変速段を決定する。そして、動力伝達制御装置３３は、油圧制御装置ＰＣを介して変速機構ＴＭに備えられた各摩擦係合要素Ｃ１、Ｂ１、・・・に供給される油圧を制御することにより、各摩擦係合要素を係合又は解放して目標とされた変速段を変速機構ＴＭに形成させる。【００４０】
３−３−２．エンジン分離クラッチの制御
また、動力伝達制御装置３３は、エンジン分離クラッチＣＬの係合又は解放を行う。本実施形態では、動力伝達制御装置３３は、エンジン分離クラッチＣＬの伝達トルク容量が、車両制御装置３４から指令された目標伝達トルク容量に一致するように、油圧制御装置ＰＣを介してエンジン分離クラッチＣＬに供給される油圧を制御する。なお、本実施形態では、特に断らない限り、エンジン分離クラッチＣＬは、係合されているもとする。【００４１】
３−４．回転電機制御装置
回転電機制御装置３２は、回転電機ＭＧの動作制御を行う制御装置である。図２に示すように、回転電機制御装置３２は、トルク電流演算部４０、実電流演算部４１、電流フィードバック制御部４２、二相三相電圧変換部４３、及びインバータ制御部４４の機能部を備えており、各機能部が協働して、出力トルク指令値Ｔｍｏのトルクを回転電機ＭＧに出力させるように制御する。【００４２】
出力トルク指令値Ｔｍｏは、エンジンＥから回転電機ＭＧに伝達されるトルク振動である伝達トルク振動Ｔｅｏｖを打ち消すためのトルク指令である振動打消しトルク指令Ｔｐを含むように構成されている。
本実施形態では、回転電機制御装置３２は、振動打消しトルク指令Ｔｐを算出するトルク振動打消し制御部７０を備えるように構成されている。
回転電機制御装置３２は、車両制御装置３４から指令された回転電機要求トルクなどに基づきベーストルク指令値Ｔｂを設定する。そして、回転電機制御装置３２は、図２に示すように、ベーストルク指令値Ｔｂと、トルク振動打消し制御部７０が算出した振動打消しトルク指令Ｔｐと、を加算した値を、出力トルク指令値Ｔｍｏとして設定するように構成されている。なお、出力トルク指令値Ｔｍｏが、本発明における「トルク指令」に相当する。【００４３】
３−４−１．トルク振動打消し制御部７０
トルク振動打消し制御部７０は、エンジンＥから回転電機ＭＧに伝達される伝達トルク振動Ｔｅｏｖを打ち消すための振動打消しトルク指令Ｔｐを算出するトルク振動打消し制御を実行する機能部である。以下で、振動打消しトルク指令Ｔｐを算出するトルク振動打消し制御の処理について、詳細に説明する。【００４４】
３−４−１−１．エンジンから伝達されるトルク振動
まず、車両用駆動装置１の動力伝達系について説明する。図４に、動力伝達系を３慣性の軸ねじれ振動系にモデル化したものを示している。すなわち、エンジンＥ、回転電機ＭＧ、及び負荷（車両）を、それぞれ慣性モーメント（イナーシャ）Ｊｅ、Ｊｍ、Ｊｌを有する剛体としてモデル化している。そして、エンジンＥと回転電機ＭＧとの間は、弾性を有する第一動力伝達機構１０により連結され、回転電機ＭＧと負荷（車両）との間は、弾性を有する第二動力伝達機構１１により連結されているとしてモデル化している。本実施形態では、第一動力伝達機構１０は、ダンパー、エンジン出力軸Ｅｏ、入力軸Ｉなどの部材により構成されている。第一動力伝達機構１０は、所定のねじりばね定数と、粘性摩擦係数を有し、軸ねじれが生じる。第二動力伝達機構１１は、中間軸Ｍ、変速機構ＴＭ、出力軸Ｏ及び車軸ＡＸなどの部材により構成されている。【００４５】
図４に示すように、エンジンＥの出力トルクＴｅには、エンジンＥの間欠的な燃焼などにより、当該出力トルクの平均値に対する振動成分である出力トルク振動Ｔｅｖが生じている。エンジンＥの出力トルクＴｅは、第一動力伝達機構１０を介して、伝達トルクＴｅｏとして回転電機ＭＧに伝達される。伝達トルクＴｅｏには、出力トルク振動Ｔｅｖが伝達されて、当該伝達トルクＴｅｏの平均値に対する振動成分である伝達トルク振動Ｔｅｏｖが生じている。そして、本実施形態のように、トルク振動打消し制御を行わない場合は、伝達トルク振動Ｔｅｏｖが、車輪Ｗ側に伝達され、運転者に不快感を与える恐れがある。【００４６】
そこで、本実施形態では、トルク振動打消し制御により、回転電機ＭＧに、伝達トルク振動Ｔｅｏｖを打ち消すための打消し振動トルクＴｍｖを出力させて、回転電機ＭＧから車輪Ｗ側に伝達されるトルク振動を低減するように構成されている。すなわち、トルク振動打消し制御により、伝達トルクＴｅｏと回転電機ＭＧの出力トルクＴｍを合計した合計トルクＴｏにおける振動成分である合計トルク振動Ｔｏｖを低減させるように構成されている。【００４７】
合計トルク振動Ｔｏｖは、回転電機ＭＧの回転速度ωｍにおける振動成分である回転速度振動ωｍｖを生じる。詳細には、合計トルクＴｏと、第二動力伝達機構１１から回転電機ＭＧに伝達されるトルクと合計したトルクを、回転電機ＭＧの慣性モーメントＪｍで除算し、積分した値が、回転電機ＭＧの回転速度（角速度）となる。よって、回転電機ＭＧの回転速度ωｍには、合計トルク振動Ｔｏｖを慣性モーメントＪｍで除算し、積分した値の回転速度振動ωｍｖが生じる。
そこで、トルク振動打消し制御部７０は、回転電機ＭＧの回転速度ωｍに基づき、回転速度振動ωｍｖが減少するように、振動打消しトルク指令Ｔｐを算出するように構成されている。すなわち、トルク振動打消し制御部７０は、打消し振動トルクＴｍｖが、伝達トルク振動Ｔｅｏｖの逆位相のトルクとなるように、振動打消しトルク指令Ｔｐを算出する。【００４８】
次に、エンジンＥから第一動力伝達機構１０を介して回転電機ＭＧに伝達される伝達トルク振動Ｔｅｏｖについて、より詳細に説明する。
図５に示すように、エンジンＥの出力トルクＴｅは、エンジンＥの燃焼工程における燃焼により生じる。火花点火式エンジンの場合は、点火時期の後に燃焼が開始する。すなわち、燃焼により上昇した燃焼室内の圧力が、ピストン及びコネクティングロッドを介して、クランク角度等の幾何学的関係に従い、クランクシャフト（エンジン出力軸Ｅｏ）に伝達され、エンジンＥの出力トルクＴｅに変換される。エンジンＥの出力トルクＴｅは、点火時期の後に増加していき、ピストンが下死点に近づくにつれ減少していく。よって、エンジンＥの出力トルクＴｅは、図５に示すように、回転同期で周期的に振動する。エンジンＥの出力トルクＴｅのトルク振動周波数ωｐ（角周波数）は、エンジンＥの回転速度ωｅに応じて変化する。気筒数Ｎの４サイクルエンジンでは、ωｐ＝Ｎ／２×ωｅとなり、４気筒エンジンでは、ωｐ＝２×ωｅとなる。なお、ディーゼルエンジンなどの圧縮自着火エンジンでは、点火時期、すなわち、燃焼開始時期は、燃焼室内への燃料噴射時期とすることができる。【００４９】
エンジンＥの出力トルクＴｅを、フーリエ変換すると、トルク振動周波数ωｐに対して、０次（０）、１次（ωｐ）、２次（２ωｐ）、３次（３ωｐ）、４次（４ωｐ）、．．．の周波数成分の振幅が得られる。フーリエ変換における０次の周波数成分の振幅は、エンジンＥの出力トルクＴｅの平均値に対応している。フーリエ変換における１次の周波数成分の振幅は、概ね、出力トルク振動のＴｅｖの振幅に対応している。フーリエ変換における２次以上の周波数成分の振幅は、１次の周波数成分の振幅より小さく、高次になるに従い、振幅が減少する。
また、エンジンＥの出力トルクＴｅは、ゼロ付近まで変動するため、出力トルク振動Ｔｅｖの振幅が大きい。この出力トルク振動Ｔｅｖの振幅は、エンジンＥの出力トルクＴｅの平均値の増加に、概ね比例して増加する。なお、以下で、エンジンＥの出力トルクＴｅは、特に断らない限り、振動をしているトルクの平均値を示すものとする。【００５０】
この振動をしているエンジンＥの出力トルクＴｅが、第一動力伝達機構１０を介して、回転電機ＭＧに伝達され、伝達トルクＴｅｏとなる。第一動力伝達機構１０のトルク伝達特性は、エンジンＥの回転速度ωｅの運転領域に対応するトルク振動周波数ωｐの帯域では、図５に示す、トルク伝達特性のボード線図の例のように、トルク振動周波数ωｐが増加するにつれ、ゲインが０ｄＢより減少していく。例えば、トルク振動周波数ωｐの帯域では、ゲインは、約−４０ｄＢ／ｄｅｃで減少する。よって、図５のボード線図の例に示すように、１次の周波数成分のゲインも０ｄＢより減少しているが、２次以上の周波数成分のゲインの減少は、１次の減少幅よりも大きい。この２次以上のゲインの減少は、ｄＢ単位での減少であるため指数関数的な減少であり、減少量が大きい。なお、０次の周波数成分のゲインは、０ｄＢであるため、エンジンＥの出力トルクＴｅの平均値は、減少せずに、そのまま、出力トルク振動Ｔｅｖの平均値となる。【００５１】
よって、出力トルク振動Ｔｅｖにおける、２次以上の振動成分の振幅は、第一動力伝達機構１０の伝達特性により、１次の振動成分における振幅の減少に比べて、大幅に減少され、回転電機ＭＧに伝達される。よって、伝達トルクＴｅｏにおける伝達トルク振動Ｔｅｏｖは、図５に示すように、２次以上の振動成分の振幅が大幅に減少され、１次の振動成分に近づいている。なお、１次の振動成分の振幅も減少している。従って、伝達トルク振動Ｔｅｏｖを、次式で示すように、トルク振動周波数ωｐの１次の振動成分、すなわち、トルク振動周波数（角周波数）ωｐの正弦波（又は余弦波）で近似できる。
【数１】
2012133220.tif 000003
ここで、ΔＴｅｏｖは、伝達トルク振動Ｔｅｏｖの振幅である。なお、伝達トルク振動Ｔｅｏｖは、第一動力伝達機構１０の伝達特性により、出力トルク振動Ｔｅｖに対して、約−１８０ｄｅｇ〜−１６０ｄｅｇの位相遅れが生じる。【００５２】
なお、図５のボード線図に示すように、第一動力伝達機構１０のトルク伝達特性は、トルク振動周波数ωｐ、すなわちエンジンＥの回転速度ωｅに比例して、ゲインが低下することがわかる。よって、低い回転速度ωｅ（例えば、１０００ｐｍ）では、ゲインの減少が小さくなり、伝達トルク振動の振幅ΔＴｅｏｖが大きくなる。また、エンジンＥの出力トルクＴｅの平均値が大きいほど、当該出力トルクＴｅにおける出力トルク振動Ｔｅｖの振幅が大きくなり、同じゲイン（回転速度）でも、伝達トルク振動の振幅が大きくなる。
よって、図６に示すように、低い回転速度ωｅであって、高い出力トルクＴｅである領域が、伝達トルク振動Ｔｅｏｖが、運転者に不快感を与えるレベルまで大きくなる、高振動領域となる。この高振動領域は、図６に示すように、エンジンＥの熱効率が高くなる、高効率領域と重複している。本願のような、トルク振動打消し制御を行わない場合は、高振動領域を避けて、エンジンＥを運転する必要があり、エンジンＥの高効率領域を使用できない場合が生じる。そのため、本実施形態に係る制御装置では、トルク振動打消し制御を行い、伝達トルク振動Ｔｅｏｖを打ち消して、高振動領域を使用できるようにしている。【００５３】
３−４−１−２．振動打消しトルク指令Ｔｐ
トルク振動周波数ωｐに対する１次の振動成分で近似できる伝達トルク振動Ｔｅｏｖを、打ち消すためには、式（１）の伝達トルク振動Ｔｅｏｖと逆位相、すなわち、π（１８０ｄｅｇ）だけ位相が進み又は遅れたトルク振動を、回転電機ＭＧに出力させればよいことがわかる。
よって、トルク振動打消し制御部７０により算出される振動打消しトルク指令Ｔｐは、次式に示すように、トルク振動周波数ωｐの１次の振動成分、すなわち、トルク振動周波数ωｐの正弦波（又は余弦波）に近くなる。
【数２】
2012133220.tif 000004
ここで、ΔＴｐは、振動打消しトルク指令Ｔｐの振幅であり、ωｐは、振動打消しトルク指令Ｔｐの振動周波数である。【００５４】
本実施形態では、トルク振動打消し制御部７０は、回転電機ＭＧの回転速度ωｍに基づき、回転速度ωｍの回転速度振動ωｍｖが減少するように、振動打消しトルク指令Ｔｐを変更する回転フィードバック制御を行うように構成されている。この回転フィードバック制御の結果、振動打消しトルク指令Ｔｐは、式（２）に示すような、トルク振動周波数ωｐの正弦波（又は余弦波）又はこれに近い波形になる。【００５５】
本実施形態では、トルク振動打消し制御部７０は、エンジンＥの回転速度ωｅ及びエンジン要求トルクの運転条件が、図６に示す高振動領域のような、予め定めた打消し制御実行領域内にある場合は、トルク振動打消し制御を実行すると判定し、打消し制御実行領域内にない場合は、トルク振動打消し制御を実行しないと判定するように構成されている。
トルク振動打消し制御部７０は、トルク振動打消し制御を実行すると判定した場合は、振動打消しトルク指令Ｔｐを算出し、トルク振動打消し制御を実行しないと判定した場合は、振動打消しトルク指令Ｔｐを０に設定する。【００５６】
なお、第一動力伝達機構１０による出力トルク振動Ｔｅｖから伝達トルク振動Ｔｅｏｖの振幅減少が小さい場合などでは、伝達トルク振動Ｔｅｏｖにおいて、トルク振動周波数ωｐの２次以上の振動成分が十分小さくならない場合がある。この場合には、振動打消しトルク指令Ｔｐに、次式のように、トルク振動周波数ωｐの２倍以上の周波数の振動成分が加えられるように構成されてもよい。
【数３】
2012133220.tif 000005
【００５７】
３−４−２．トルク制御及び電流フィードバック制御
本実施形態では、図２に示すように、回転電機制御装置３２は、ベーストルク指令値Ｔｂと、振動打消しトルク指令Ｔｐと、を加算した値を、出力トルク指令値Ｔｍｏとして設定する。そして、回転電機制御装置３２の各機能部４０〜４４が協働して、出力トルク指令値Ｔｍｏのトルクを回転電機ＭＧに出力させるトルク制御を実行するように構成されている。
この際、回転電機制御装置３２は、出力トルク指令値Ｔｍｏに基づいて電流指令を算出し、ベクトル制御法を用いた電流フィードバック制御により回転電機ＭＧの制御を行うように構成されている。ベクトル制御では、ロータに備えられた磁石のＮ極の向き（磁極位置）にｄ軸を定め、これより電気角でπ／２進んだ方向にｑ軸をとり、ロータの電気角での回転に同期して回転するｄ軸及びｑ軸からなるｄｑ軸回転座標系を設定する。ここで、Ｕ相コイルを基準にｄ軸（磁極位置）の進み角（電気角）が磁極位置θｒｅとして定義されている。そして、ベクトル制御では、電流指令をｄｑ軸回転座標系で設定し、各相のコイルに流れる実電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、磁極位置θｒｅに基づき、ｄｑ軸回転座標系で表した二相実電流Ｉｄ、Ｉｑに変換し、二相実電流Ｉｄ、Ｉｑが電流指令に近づくように、回転電機ＭＧに印加する電圧を制御する電流フィードバック制御を行う。以下、本実施形態に係わるトルク制御及び電流フィードバック制御について詳細に説明する。【００５８】
３−４−２−１．トルク電流演算部４０
トルク電流演算部４０は、回転電機ＭＧに出力させる出力トルク指令値Ｔｍｏに基づいて、回転電機ＭＧを流れる電流指令をｄｑ軸回転座標系で表した二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃを演算する機能部である。
本実施形態では、トルク電流演算部４０は、出力トルク指令値Ｔｍｏのトルクを回転電機ＭＧに出力させるようなｄ軸二相電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸二相電流指令Ｉｑｃを算出するように構成されている。図７（ａ）において、等トルク曲線Ａ２として示されているように、回転電機ＭＧに同じ大きさのトルクを出力させるような、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸二相電流指令Ｉｑｃの組み合わせは無数に存在する。そこで、トルク電流演算部４０は、Ｉｄ＝０制御、最大トルク電流制御、最大トルク磁束制御、及び弱め磁束制御などの制御方法に応じて、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃを演算する。Ｉｄ＝０制御は、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃを０に設定し、出力トルク指令値Ｔｍｏに応じて、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃを変化させる制御方法である。最大トルク電流制御は、同一電流に対して発生トルクを最大にするような二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃを算出する制御方法である。最大トルク磁束制御は、同一トルク発生時に鎖交磁束が最小となるように、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃを算出する制御方法である。弱め磁束制御は、負のｄ軸電流を流すことで、ｄ軸電機子反作用による減磁効果を利用してｄ軸方向の磁束を減少させるように、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃを算出する制御方法である。【００５９】
二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃは、各制御方式を考慮して定まる曲線上、例えば、図７（ａ）に示す、最大トルク電流曲線Ａ１上、に決定される。ここで、最大トルク電流曲線Ａ１は、最大トルク電流制御を行う際に、二相実電流Ｉｄ、Ｉｑがとりうる値をつないでなる曲線である。運転条件の変化などにより、制御方式（電流制御モード）が変更された場合は、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃは、各制御方式（電流制御モード）に対応する曲線上に決定される。以下では、最大トルク電流制御が行われる場合を例に説明する。【００６０】
図７（ａ）に示すように、トルク電流演算部４０は、出力トルク指令値Ｔｍｏが０から増加するにつれ、最大トルク電流曲線Ａ１に沿って、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃを０から増加させ、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃを０から減少させる。一方、トルク電流演算部４０は、出力トルク指令値Ｔｍｏが０から減少するにつれ、最大トルク電流曲線Ａ１に沿って、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃを０から減少させ、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃを０から減少させる。図７（ｂ）（ｃ）に、出力トルク指令値Ｔｍｏに対する各電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃの関係特性示すように、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃは、出力トルク指令値Ｔｍｏの増加に対して単調増加するように算出される。一方、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃは、出力トルク指令値Ｔｍｏが０未満の場合は、出力トルク指令値Ｔｍｏの増加に対して単調増加するように算出され、出力トルク指令値Ｔｍｏが０より大きい場合は、出力トルク指令値Ｔｍｏの増加に対して単調減少するように算出される。また、出力トルク指令値Ｔｍｏに対する各電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃの関係特性は、曲線となっており、１次より大きい高次の関数となっている。【００６１】
特に、回転電機要求トルク（ベーストルク指令値Ｔｂ）が０に設定された状態で、トルク振動打消し制御が実行されている場合のように、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨いで振動する場合は、図８の左側に示すように、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃは、出力トルク指令値Ｔｍｏの振動周波数（トルク振動周波数ωｐ）の２倍の周波数で振動する。一方、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃは、出力トルク指令値Ｔｍｏの振動周波数（トルク振動周波数ωｐ）と同じ周波数で振動する。
このため、図８の右側に、各波形をフーリエ変換した周波数特性を示すように、出力トルク指令値Ｔｍｏには、振動打消しトルク指令Ｔｐのトルク振動周波数ωｐの成分（基本波成分、１次）の振幅が生じているのに対して、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃには、トルク振動周波数ωｐに対して、２次（２ωｐ）の周波数成分の振幅が生じている。なお、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃには、振動打消しトルク指令Ｔｐのトルク振動周波数ωｐと同じ１次（ωｐ）の周波数成分の振幅が生じている。【００６２】
また、出力トルク指令値Ｔｍｏに対する各電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃの関係特性は、１次より大きい高次の関数となっているため、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃには、４次（４ωｐ）の周波数成分の振幅が生じている。また、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃには、３次（３ωｐ）の周波数成分の振幅が生じている。このような二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃにおける２次以上の高次（トルク振動周波数ωｐの２以上の自然数倍）の周波数成分は、出力トルク指令値Ｔｍｏに対する各電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃの関係特性において、高次の関数成分が増加するに従い増加する。
なお、式（３）に示すように、振動打消しトルク指令Ｔｐにトルク振動周波数ωｐの２倍以上の周波数（２次以上の高次）の振動成分が加えられる場合にも、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに、トルク振動周波数ωｐの２倍以上の周波数（２次以上の高次）の成分の振幅が生じる。【００６３】
一方、回転電機要求トルク（ベーストルク指令値Ｔｂ）が０より大きく又は小さく設定された状態で、トルク振動打消し制御が実行されている場合のように、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨がずに振動する場合は、図９の左側に示すように、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸二相電流指令Ｉｑｃは、出力トルク指令値Ｔｍｏの振動周波数（トルク振動周波数ωｐ）と同じ周波数で振動する。
このため、図９の右側に、各波形をフーリエ変換した周波数特性を示すように、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸二相電流指令Ｉｑｃには、振動打消しトルク指令Ｔｐのトルク振動周波数ωｐと同じ１次（ωｐ）の周波数成分の振幅が生じている。また、出力トルク指令値Ｔｍｏに対する各電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃの関係特性は、１次より大きい高次の関数となっているため、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸二相電流指令Ｉｑｃには、３次（３ωｐ）の周波数成分の振幅が生じている。【００６４】
３−４−２−２．実電流演算部４１
図２に示すように、実電流演算部４１は、回転電機ＭＧを流れる実電流に基づいて、ｄｑ軸回転座標系で表した二相実電流Ｉｄ、Ｉｑを演算する機能部である。本実施形態では、実電流演算部４１は、各相のコイルを流れる実電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、磁極位置θｒｅに基づいて、三相二相変換及び回転座標変換を行って、ｄｑ軸回転座標系で表したｄ軸二相実電流Ｉｄ、ｑ軸二相実電流Ｉｑに変換する。【００６５】
３−４−２−３．電流フィードバック制御部４２
電流フィードバック制御部４２は、回転電機ＭＧに印加する電圧指令をｄｑ軸回転座標系で表した二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを、二相実電流Ｉｄ、Ｉｑが二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに近づくように変化させる機能部である。
電流フィードバック制御部４２は、高調波制御器４５を有している。高調波制御器４５は、伝達トルク振動Ｔｅｏｖの周波数であるトルク振動周波数ωｐの周期関数に対応する伝達関数の特性を用いて、高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを算出する。
本実施形態では、高調波制御器４５は、トルク振動周波数ωｐの正弦波又は余弦波に対応する伝達関数の特性を有する高調波モデルを用いて、高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを算出するように構成されている。ここで、高調波モデルが、本発明における「演算器」に相当する。
また、本実施形態では、高調波制御器４５は、ｄ軸電流及びｑ軸電流それぞれについて、ｄ軸高調波制御器５０及びｑ軸高調波制御器５１を備えている。
本実施形態では、電流フィードバック制御部４２は、基本二相電圧指令Ｖｂｄ、Ｖｂｑを算出する基本制御器４６も有している。なお、基本制御器４６は、ｄ軸電流及びｑ軸電流それぞれについて、ｄ軸基本制御器５２及びｑ軸基本制御器５３を備えている。
そして、電流フィードバック制御部４２は、ｄ軸高調波二相電圧指令Ｖｈｄと、ｄ軸基本二相電圧指令Ｖｂｄと、を加算した値を、ｄ軸二相電圧指令Ｖｄとして設定し、ｑ軸高調波二相電圧指令Ｖｈｑと、ｑ軸基本二相電圧指令Ｖｂｑと、を加算した値を、ｑ軸二相電圧指令Ｖｑとして設定するように構成されている。【００６６】
３−４−２−３−１．基本制御器４６
本実施形態では、基本制御器４６は、図３及び次式に示すように、二相実電流Ｉｄ、Ｉｑと二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃとの電流偏差に基づいて、比例演算及び積分演算を行って基本二相電圧指令Ｖｂｄ、Ｖｂｑを算出する比例積分（ＰＩ）制御器とされている。
【数４】
2012133220.tif 000006
ここで、Ｋｐｄは、ｄ軸比例ゲインであり、Ｋｐｑは、ｑ軸比例ゲインであり、Ｋｉｄは、ｄ軸積分ゲインであり、Ｋｉｑは、ｑ軸積分ゲインである。ここで、各ゲインは、次式のような関係に設定されてもよい。
【数５】
2012133220.tif 000007
ここで、Ｌｄは、ｄ軸インダクタンスであり、Ｌｑは、ｑ軸インダクタンスである。
なお、基本制御器４６は、比例積分（ＰＩ）制御器以外の制御器、例えば、比例積分微分（ＰＩＤ）制御器とされていてもよい。また、基本制御器４６に、次式で示すような、非干渉器が追加的に備えられてもよい。この場合は、非干渉器の算出値ΔＶｂｄ、ΔＶｂｑが、追加的に基本二相電圧指令Ｖｂｄ、Ｖｂｑに加算される。
【数６】
2012133220.tif 000008
ここで、Φは、磁石による鎖交磁束である。【００６７】
３−４−２−３−２．高調波制御器４５
＜周期振動成分に対する追従誤差＞
二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑに対する、回転電機ＭＧを流れる二相実電流Ｉｄ、Ｉｑの応答を表す伝達関数は、図３及び次式で示すように、一次遅れで表せる。
【数７】
2012133220.tif 000009
二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに周期振動成分が含まれない場合は、比例積分制御器のような基本制御器４６だけでも、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに対して二相実電流Ｉｄ、Ｉｑを定常偏差なく追従させることができる。
しかし、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃには、振動打消しトルク指令Ｔｐのトルク振動周波数ωｐの振動成分に起因して、トルク振動周波数ωｐの１倍からｎ倍（ｎは２以上の自然数）の周期振動成分が含まれている。
この場合は、比例積分制御器のような基本制御器４６だけでは、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃの周期振動成分に対して二相実電流Ｉｄ、Ｉｑが位相遅れを持って追従し、定常偏差が生じる。例えば、図１２のタイムチャートに示すように、時刻ｔ１１までの期間は、比例積分制御器からなる基本制御器４６だけで二相電圧指令を算出している。この期間は、二相実電流Ｉは、周期振動している二相電流指令Ｉｃに対して位相遅れ及びゲイン低下を持って追従しており、定常偏差を有している。【００６８】
＜内部モデル原理＞
そこで、指令値に定常偏差なく追従させるために、フィードバック系の内部に、指令値の極と同じ極を有する制御器を導入することが有効であるという、内部モデル原理の制御理論を用いる。
二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃには、次式のように表せる、トルク振動周波数ωｐの１倍からｎ倍（ｎは２以上の自然数）の正弦波（又は余弦波）の周期振動成分が含まれている。
【数８】
2012133220.tif 000010
式（８）の二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃを伝達関数で表すと次式となる。
【数９】
2012133220.tif 000011
なお、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃが余弦波の場合は、次式の伝達関数で表せる。
【数１０】
2012133220.tif 000012
【００６９】
式（８）、式（９）より、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃの極、すなわち、伝達関数の分母が０になるｓは、次式となる。
【数１１】
2012133220.tif 000013
よって、内部モデル原理により、電流フィードバック制御部４２の伝達関数Ｇｆｂは、次式のように、式（１１）の極を有するように構成すれば、指令値に定常偏差なく追従させることが可能となる。
【数１２】
2012133220.tif 000014
式（１２）の右辺の第一項は、基本制御器４６（比例積分制御器）の積分演算として含まれる。【００７０】
＜高調波モデル＞
よって、高調波制御器４５は、次式に示すように、式（１２）の右辺の第一項を削除した、正弦波又は余弦波の周期関数に対応する伝達関数Ｇｈの特性を有する高調波モデルを用いるように構成される。
【数１３】
2012133220.tif 000015
ここで、式（１３）に示す高調波モデルの伝達関数Ｇｈの分母（ｓ２＋（ｎωｐ）２）は、トルク振動周波数ωｐのｎ倍（ｎは、１以上の自然数）の周波数の正弦波又は余弦波の周期関数に対応する伝達関数である。よって、高調波制御器４５が用いる高調波モデルは、トルク振動周波数ωｐの１倍からｎ倍までの各周波数の正弦波又は余弦波の周期関数に対応する伝達関数（１／（ｓ２＋（ｎωｐ）２））の特性を並列した特性を有するように構成される。【００７１】
本実施形態では、図３及び次式に示すように、式（１３）に示す高調波モデルの伝達関数Ｇｈの分子Ｂｎ（ｓ）を０次（ｓの０乗）の伝達関数、すなわち、定数に設定する場合を例に説明する。
【数１４】
2012133220.tif 000016
ここで、Ｋｈ１、Ｋｈ２、．．．は、トルク振動周波数ωｐの１倍からｎ倍のそれぞれに対応する高調波制御器４５の制御ゲインであり、電流フィードバック制御系の応答性及び安定性を考慮して設定される。なお、制御ゲインＫｈ１、Ｋｈ２、．．．は、トルク振動周波数ωｐに比例して変更されるように構成されてもよい。【００７２】
なお、次式及び次々式で示すように、高調波モデルの伝達関数Ｇｈの分子Ｂｎ（ｓ）を１次（ｓの１乗）又は２次（ｓの２乗）の伝達関数に設定してもよい。
【数１５】
2012133220.tif 000017
【数１６】
2012133220.tif 000018
ここで、Ｋｈｐ１、Ｋｈｐ２、．．．、及びＫｈｉ１、Ｋｈｉ２、．．．は、トルク振動周波数ωｐの１倍からｎ倍のそれぞれに対応する高調波制御器４５の制御ゲインである。【００７３】
また、図９に示すように、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨がない場合は、各二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃにおいて、トルク振動周波数ωｐ（１次）の正弦波（又は余弦波）成分の割合が大きくなる。よって、本実施形態では、ｄ軸高調波制御器５０及びｑ軸高調波制御器５１それぞれの高調波モデルは、トルク振動周波数ωｐ（１次）の正弦波又は余弦波の伝達関数（１／（ｓ２＋ωｐ２））の特性を有するように構成されている。【００７４】
図８に示すように、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨いで振動する場合、特に、０を中心に振動する場合は、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃにおいて、トルク振動周波数ωｐの２倍（２次）の周波数の正弦波（又は余弦波）成分の割合が大きく増加する。よって、本実施形態では、ｄ軸高調波制御器５０の高調波モデルは、トルク振動周波数ωｐの正弦波又は余弦波に加えて、トルク振動周波数ωｐの２倍（２次）の正弦波又は余弦波の伝達関数（１／（ｓ２＋（２ωｐ）２））の特性も有するように構成されている。
出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨いて振動する場合でも、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃにおいて、トルク振動周波数ωｐの２倍（２次）の周波数の正弦波（又は余弦波）成分の割合は大きく増加しない。【００７５】
また、出力トルク指令値Ｔｍｏに対する各電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃの関係特性において、高次の関数成分が大きい場合は、各二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに含まれる、トルク振動周波数ωｐの２倍（２次）以上の周波数の正弦波（又は余弦波）成分が大きくなる。また、出力トルク指令値Ｔｍｏに、トルク振動周波数ωｐの１倍からｎ倍までの周波数の正弦波又は余弦波成分が含まれる場合も、各二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに含まれる高次成分が大きくなる。
よって、これらの場合は、ｄ軸高調波制御器５０及びｑ軸高調波制御器５１それぞれの高調波モデルは、トルク振動周波数ωｐの１倍からｎ倍までの各周波数の正弦波又は余弦波の伝達関数（１／（ｓ２＋（ｎωｐ）２））の特性も有するように構成されてもよい。この場合、各二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに含まれる、各次数の成分の大きさに応じて、ｎの値が設定される。すなわち、比較的大きい振動成分を有する次数に対応する、次数（ｎ）の高調波モデルが備えられる。【００７６】
本実施形態では、図８及び図９に示すように、各二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに１次から４次の成分が多く含まれるので、ｄ軸高調波制御器５０及びｑ軸高調波制御器５１それぞれの高調波モデルは、トルク振動周波数ωｐの１倍から４倍（１次から４次）までの各周波数の正弦波又は余弦波の伝達関数の特性を有するように構成されている。【００７７】
ｄ軸高調波制御器５０及びｑ軸高調波制御器５１は、図３に示すように、トルク振動周波数ωｐの１倍から４倍（１次から４次）までの各周波数（各次数）に対応する高調波モデルをそれぞれ有する、一次高調波制御器６０、二次高調波制御器６１、三次高調波制御器６２、及び四次高調波制御器６３を並列して備えている。各高調波制御器６０から６３は、図３及び次式に示すように、各周波数の高調波モデルに、各二相実電流Ｉｄ、Ｉｑと二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃとの電流偏差を入力し、各周波数の高調波モデルの出力を高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑとして算出するように構成されている。また、各高調波モデルの周波数ωｐは、入力されたトルク振動周波数ωｐに応じて変更される。
【数１７】
2012133220.tif 000019
【００７８】
各高調波制御器６０から６３（各周波数の高調波モデル）は、例えば、図１０及び次式に示すように、２つの積分器と、帰還ループを有して構成される。
【数１８】
2012133220.tif 000020
【００７９】
＜高調波制御の実施条件＞
次に、高調波制御の実施条件について説明する。
本実施形態では、高調波制御器４５は、所定の高調波制御の実施条件が成立した場合に、高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを算出するように構成されている。
高調波制御器４５は、トルク振動打消し制御が実行され、振動打消しトルク指令Ｔｐが算出されており、且つ回転電機要求トルクの変化率が判定値より小さい場合に、高調波制御の実施条件が成立したか判定し、それ以外の場合は、高調波制御の実施条件が成立していないと判定する。ここで、高調波制御器４５は、所定期間の回転電機要求トルクの変化量を変化率として算出する。
高調波制御器４５は、高調波制御の実施条件が成立した場合に、高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを算出し、高調波制御の実施条件が成立していない場合に、高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを０に設定する。【００８０】
このように構成することで、トルク振動打消し制御が実行されていない場合に、高調波制御器４５が不要な高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを算出して、電流フィードバック制御系への外乱になることを防止することができる。
また、加速又は減速時など回転電機要求トルクの変化率が大きい場合に、高調波制御器４５が不要な高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを算出して、回転電機ＭＧの出力トルクの円滑な増加又は減少が妨げられることを防止することができる。【００８１】
なお、高調波制御器４５は、トルク振動打消し制御が実行されていても、振動打消しトルク指令Ｔｐの振幅が所定値未満の場合は、高調波制御の実施条件が成立していないと判定するように構成されてもよい。
また、高調波制御器４５は、高調波制御の実施条件が成立していない場合に、高調波制御器４５内の各パラメータを初期値に設定するように構成されている。この際、高調波制御器４５が図１０に示すように構成されている場合は、２つの積分器の値が０に設定される。【００８２】
上記の高調波制御の実施条件の処理を、図１１のフローチャートを参照して説明する。
高調波制御器４５は、ステップ♯０１で、トルク振動打消し制御が実行され、振動打消しトルク指令Ｔｐが算出されているか判定する処理を行う（ステップ＃０１）。トルク振動打消し制御が実行されていると判定した場合には（ステップ＃０１：Ｙｅｓ）、高調波制御器４５は、回転電機要求トルクの変化率が判定値より小さいか判定する処理を行う（ステップ♯０２）。回転電機要求トルクの変化率が判定値より小さいと判定した場合には（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、高調波制御器４５は、高調波制御の実施条件が成立したと判定して、高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを算出し、高調波制御を実行する（ステップ♯０３）。
一方、トルク振動打消し制御が実行されていないと判定した場合（ステップ＃０１：Ｎｏ）、又は回転電機要求トルクの変化率が判定値以上である判定した場合（ステップ＃０２：Ｎｏ）には、高調波制御器４５は、高調波制御の実施条件が成立していないと判定して、高調波二相電圧指令Ｖｈｄ、Ｖｈｑを０に設定し、高調波制御を実行しない（不実行）（ステップ♯０４）。【００８３】
３−４−２−４．二相三相電圧変換部４３
二相三相電圧変換部４３は、電流フィードバック制御部４２が算出した二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを、三相の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換する機能部である。すなわち、ｄｑ軸回転座標系で表した二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを、磁極位置θｒｅに基づいて、固定座標変換及び二相三相変換を行って、三相それぞれのコイルへの電圧指令である三相電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換する。なお、二相三相電圧変換部４３は、三相の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの変調率を調整する処理を行うように構成されてもよい。【００８４】
３−４−２−５．インバータ制御部４４
インバータ制御部４４は、三相電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づき、インバータＩＮが備える複数のスイッチング素子をオンオフ制御するインバータ制御信号Ｓｕｖｗを生成する。
本実施形態では、インバータ制御部４４は、三相電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとキャリア波との比較に基づくパルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）により、インバータ制御信号Ｓｕｖｗを生成する。
パルス幅変調の方式を、正弦波ＰＷＭ（ＳＰＷＭ：Ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ＰＷＭ）、空間ベクトルＰＷＭ（ＳＶＰＷＭ：Ｓｐａｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ ＰＷＭ）、３次高調波注入ＰＷＭ（ＴＨＩＰＷＭ：Ｔｈｉｒｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃｓ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ＰＷＭ）、不連続ＰＷＭ（ＤＰＷＭ：Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ＰＷＭ）などで切り替え可能に構成されてもよい。【００８５】
３−４−２−６．高調波制御の挙動
次に、図１２から図１４を参照して、高調波制御の挙動を説明する。
＜１次の高調波モデル＞
図１２では、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃにおいて、トルク振動周波数ωｐの成分の割合が大きい場合（図１２では、１００％）であって、高調波制御器４５が、トルク振動周波数ωｐ（１次）のみの正弦波又は余弦波の伝達関数（１／（ｓ２＋ωｐ２））の特性を有するように構成されている場合の例を示す。
時刻ｔ１１までは、高調波制御が実行されておらず、高調波二相電圧指令Ｖｈが０に設定されており、二相電圧指令Ｖは、比例積分演算器からなる基本制御器４６により算出された基本二相電圧指令Ｖｂからなる。基本二相電圧指令Ｖｂは、トルク振動周波数ωｐで振動している二相電流指令Ｉｃに二相実電流Ｉを一致させるために周期変化しているが、二相実電流Ｉは、周期振動している二相電流指令Ｉｃに対して位相遅れ及びゲイン低下を持って追従しており、電流偏差に定常偏差を有している。【００８６】
一方、時刻ｔ１１で高調波制御が開始されると、１次の高調波二相電圧指令Ｖｈが、二相電流指令Ｉｃと二相実電流Ｉとの電流偏差に応じて、トルク振動周波数ωｐで自己励起的に振動し始めると共に振幅が増加していく。この際、高調波モデルは、図１０に示すように、電流偏差を積分する共に自己励起的にトルク振動周波数ωｐで振動して、高調波二相電圧指令Ｖｈを生成する作用がある。また、電流偏差は、トルク振動周波数ωｐで振動している。このため、トルク振動周波数ωｐで振動している高調波二相電圧指令Ｖｈの位相は、電流偏差が減少する方向に進角又は遅角されると共に、高調波二相電圧指令Ｖｈの振幅は、電流指令が減少する方向に増加又は減少される。よって、二相電圧指令Ｖと二相実電流Ｉとの電流偏差が減少していく。【００８７】
このため、電流偏差に応じて算出される基本二相電圧指令Ｖｂも減少していく。そして、時刻ｔ１２には、１次の高調波二相電圧指令Ｖｈによって、二相実電流Ｉを二相電流指令Ｉｃに定常偏差を減少させて追従させることができ、基本二相電圧指令Ｖｂの周期変化を０近くまで減少させることができている。【００８８】
＜１次から４次の高調波モデル＞
図１３及び図１４では、図８に示す、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨ぐ場合のように、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃにおいて、主にトルク振動周波数ωｐの２倍から４倍の周波数成分が生じている場合であって、高調波制御器４５が、トルク振動周波数ωｐの１倍から４倍までの正弦波又は余弦波の伝達関数（１／（ｓ２＋（ｎωｐ）２））の特性を有するように構成されている場合の例を示す。図１３には、ｄ軸電流の挙動を示し、図１４には、ｑ軸電流の挙動を示している。【００８９】
〔ｄ軸電流〕
まず、図１３のｄ軸電流の挙動の例を説明する。
出力トルク指令値Ｔｍｏは０を中心にトルク振動周波数ωｐで振動しており、図８を用いて説明したように、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃは、主に、トルク振動周波数ωｐの２倍の周波数で振動する。
時刻ｔ２１までは、高調波制御が実行されておらず、ｄ軸基本二相電圧指令Ｖｂｄにより、ｄ軸二相実電流Ｉｄは、周期振動しているｄ軸二相電流指令Ｉｄｃに対して位相遅れ及びゲイン低下を持って追従しており、定常偏差を有している。【００９０】
一方、時刻ｔ２１で高調波制御が開始されると、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃとｄ軸二相実電流Ｉｄとの電流偏差がトルク振動周波数ωｐの２倍（２次）の周波数で振動しているため、当該電流偏差に応じて、２次ｄ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ２ｄが、トルク振動周波数ωｐの２倍の周波数で自己励起的に振動し始めると共に振幅が増加していくが、１次ｄ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ１ｄの振幅はあまり増加しない。
また、図８を用いて説明したように、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃには、トルク振動周波数ωｐの４倍（４次）の振動成分も含まれるため、電流偏差にも４次の振動成分が含まれる。このため、この電流偏差に応じて、４次ｄ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ４ｄが、トルク振動周波数ωｐの４倍の周波数で自己励起的に振動し始めると共に振幅が増加していくが、３次ｄ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ３ｄの振幅はあまり増加しない。
よって、２次及び４次のｄ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ２ｄ、Ｖｈ４ｄの増加により、電流偏差が減少していく。【００９１】
このため、電流偏差に応じて算出されるｄ軸基本二相電圧指令Ｖｂｄも減少していく。そして、時刻ｔ２２で、２次及び４次のｄ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ２ｄ、Ｖｈ４ｄによって、ｄ軸二相実電流Ｉｄをｄ軸二相電流指令Ｉｄｃに定常偏差を大幅に減少させて追従させることができ、ｄ軸基本二相電圧指令Ｖｂｄの周期変化を０近くまで減少させることができている。【００９２】
〔ｑ軸電流〕
次に、図１４のｑ軸電流の挙動の例を説明する。
図１３の場合と同様に、出力トルク指令値Ｔｍｏは０を中心にトルク振動周波数ωｐで振動しており、図８を用いて説明したように、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃは、主にトルク振動周波数ωｐで振動する。
時刻ｔ３１までは、高調波制御が実行されておらず、ｑ軸二相実電流Ｉｑは、周期振動しているｑ軸二相電流指令Ｉｑｃに対して位相遅れ及びゲイン低下を持って追従しており、定常偏差を有している。【００９３】
一方、時刻ｔ３１で高調波制御が開始されると、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃとｑ軸二相実電流Ｉｑとの電流偏差がトルク振動周波数ωｐの周波数で振動しているため、当該電流偏差に応じて、１次ｑ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ１ｑが、トルク振動周波数ωｐで自己励起的に振動し始めると共に振幅が増加していくが、２次ｑ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ２ｑの振幅はほとんど増加しない。
また、図８を用いて説明したように、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃには、トルク振動周波数ωｐの３倍（３次）の振動成分も含まれるため、電流偏差にも３次の振動成分が含まれる。このため、この電流偏差に応じて、３次ｑ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ３ｑが、トルク振動周波数ωｐの３倍の周波数で自己励起的に振動し始めると共に振幅が増加していくが、４次ｑ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ４ｑの振幅はほとんど増加しない。
よって、１次及び３次のｑ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ１ｑ、Ｖｈ３ｑの増加により、電流偏差が減少していく。【００９４】
このため、電流偏差に応じて算出されるｑ軸基本二相電圧指令Ｖｂｑも減少していく。そして、時刻ｔ３２で、１次及び３次のｑ軸高調波二相電圧指令Ｖｈ１ｑ、Ｖｈ３ｑによって、ｑ軸二相実電流Ｉｑをｑ軸二相電流指令Ｉｑｃに周期的な定常偏差を大幅に減少させて追従させることができ、ｑ軸基本二相電圧指令Ｖｂｑの周期変化を０近くまで減少させることができている。【００９５】
３−４−２−７．演算タイミング
次に、回転電機制御装置３２が備える各機能部の演算処理が行われるタイミングについて、図１５のタイムチャート及び図１６のフローチャートを参照して説明する。【００９６】
回転電機制御装置３２は、ＰＷＭタイマなどにより、基準演算周期Ｔ０毎に、一連の割り込み処理を実施するように構成されている（ステップ♯１１：Ｙｅｓ）。
まず、基準演算周期Ｔ０毎の割り込み処理タイミングで、回転電機制御装置３２は、入力軸回転速度センサＳｅ２の入力信号に基づいて、回転電機ＭＧの磁極位置θｒｅを検出する磁極位置サンプリング（ＰＳ）を実行する（ステップ♯１２）。そして、回転電機制御装置３２は、電流センサＳｅ４の入力信号に基づいて、回転電機ＭＧの各相のコイルを流れる実電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流値サンプリング（ＩＳ）を実行する（ステップ♯１３）。【００９７】
次に、回転電機制御装置３２は、電流制御（ＩＣ）の処理を実行する（ステップ＃１４）。電流制御（ＩＣ）には、トルク電流演算部４０、実電流演算部４１及び電流フィードバック制御部４２の処理が含まれる。
本実施形態では、図１５のタイムチャートに示すように、回転電機制御装置３２は、実電流演算部４１の処理（ＩＣ１）を行い、三相の実電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、磁極位置θｒｅに基づいて、三相二相変換及び回転座標変換を行って、ｄｑ軸回転座標系で表した二相実電流Ｉｄ、Ｉｑに変換する。次に、回転電機制御装置３２は、トルク電流演算部４０の処理（ＩＣ２）を行い、出力トルク指令値Ｔｍｏに基づいて、二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃを演算する。そして、回転電機制御装置３２は、電流フィードバック制御部４２の処理を行い、二相実電流Ｉｄ、Ｉｑが二相電流指令Ｉｄｃ、Ｉｑｃに近づくように、二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを変化させる。この際、回転電機制御装置３２は、基本制御器４６の処理（ＩＣ３）を行った後、高調波制御器４５の処理（ＩＣ４）を行う。【００９８】
次に、回転電機制御装置３２は、電圧制御（ＶＣ）の処理を実行する（ステップ＃１５）。電圧制御（ＶＣ）には、二相三相電圧変換部４３、及びインバータ制御部４４の処理が含まれる。
本実施形態では、回転電機制御装置３２は、二相三相電圧変換部４３の処理（ＶＣ１）を行い、二相電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを、三相の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換する。次に、回転電機制御装置３２は、インバータ制御部４４の処理（ＶＣ２）を行い、三相電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに基づき、パルス幅変調により、インバータ制御信号Ｓｕｖｗを生成する。【００９９】
ここで、回転電機制御装置３２は、図１７のタイムチャート及び図１８のフローチャートに示すようなタイミングで処理を行うように構成されてもよい。
すなわち、交流信号である三相電圧を扱う電圧制御（ＶＣ）の処理の頻度に対して、交流信号をｄｑ軸回転座標系で表し、直流化した信号を扱う電流制御（ＩＣ）の処理の頻度を減少させて、演算装置の処理負荷を低減させている。本実施形態では、電流制御（ＩＣ）の処理を、基準演算周期Ｔ０の２回（２周期）に１回の処理とすることで、電流制御（ＩＣ）の処理の頻度を、電圧制御（ＶＣ）の処理の頻度の半分にしている。【０１００】
この場合も、回転電機制御装置３２は、ＰＷＭタイマなどにより、基準演算周期Ｔ０毎に、一連の割り込み処理を実施するように構成されている（ステップ♯２１：Ｙｅｓ）。
まず、基準演算周期Ｔ０毎の割り込み処理タイミングで、回転電機制御装置３２は、今回の割り込み処理が奇数回であるか偶数回であるか判定する（ステップ♯２２）。
今回の割り込み処理が奇数回である場合は（ステップ♯２２：Ｙｅｓ）、図１５及び図１６を用いて説明した処理と同様に、電流制御（ＩＣ）の処理及び電圧制御（ＶＣ）の処理の両方を実行する。
すなわち、まず、回転電機制御装置３２は、磁極位置サンプリング（ＰＳ）を実行し（ステップ♯２３）、電流値サンプリング（ＩＳ）を実行する（ステップ♯２４）。
次に、回転電機制御装置３２は、電流制御（ＩＣ）の処理を実行する（ステップ＃２５）。本実施形態では、図１７のタイムチャートに示すように、回転電機制御装置３２は、実電流演算部４１の処理（ＩＣ１）、トルク電流演算部４０の処理（ＩＣ２）、基本制御器４６の処理（ＩＣ３）、高調波制御器４５の処理（ＩＣ４）の順番で処理を実行する。
そして、回転電機制御装置３２は、電圧制御（ＶＣ）の処理を実行する（ステップ＃２６）。本実施形態では、回転電機制御装置３２は、二相三相電圧変換部４３の処理（ＶＣ１）を行った後、インバータ制御部４４の処理（ＶＣ２）を行う。【０１０１】
一方、今回の割り込み処理が偶数回である場合は（ステップ♯２２：Ｎｏ）、回転電機制御装置３２は、電圧制御に必要な磁極位置サンプリング（ＰＳ）を実行し（ステップ♯２７）、その後、電圧制御（ＶＣ）の処理を実行する（ステップ＃２８）。ここで、電圧制御（ＶＣ）の処理は、奇数回と同様に、二相三相電圧変換部４３の処理（ＶＣ１）が行われた後、インバータ制御部４４の処理（ＶＣ２）が行われる。よって、偶数回である場合は、電流制御（ＩＣ）の処理が行われず、演算負荷の低減が行われている。これにより、高調波制御を実施することによる演算負荷の過剰な上昇を抑制することができる。【０１０２】
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。【０１０３】
（１）上記の実施形態において、ハイブリッド車両に、制御装置３１から３４が備えられ、回転電機制御装置３２が、各機能部４０〜４４、７０を備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、回転電機制御装置３２は、複数の制御装置３１、３３、３４との任意の組み合わせで統合された制御装置として備えるようにしてもよく、制御装置３１から３４が備える機能部の分担も任意に設定することができる。【０１０４】
（２）上記の実施形態において、回転電機制御装置３２が、トルク振動打消し制御部７０を備える場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、車両制御装置３４など、他の制御装置が、トルク振動打消し制御部７０を備える構成も本発明の好適な実施形態の一つである。【０１０５】
（３）上記の実施形態において、変速機構ＴＭとは別に、回転電機ＭＧと車輪Ｗとの間の駆動連結を断接する摩擦係合要素、或いはトルクコンバータ及びトルクコンバータの入出力部材間を直結係合状態にする摩擦係合要素が備えられる構成も本発明の好適な実施形態の一つである。【０１０６】
（４）上記の実施形態においては、変速機構ＴＭが有段の自動変速装置である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、変速機構ＴＭが、連続的に変速比を変更可能な無段の自動変速装置など、有段の自動変速装置以外の変速装置である構成も本発明の好適な実施形態の一つである。【０１０７】
（５）上記の実施形態においては、第一動力伝達機構１０は、ダンパー、エンジン出力軸Ｅｏ、入力軸Ｉなどの部材により構成されており、第二動力伝達機構１１は、中間軸Ｍ、変速機構ＴＭ、出力軸Ｏ及び車軸ＡＸなどの部材により構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一動力伝達機構１０及び第二動力伝達機構１１は、少なくとも動力を伝達可能に連結する機構であればよく、例えば、軸だけでもよい。また、第一動力伝達機構１０及び第二動力伝達機構１１は、軸、クラッチ、ダンパー、ギヤ、及び変速機構などの中から選択される１つ又は複数の構成要素を有してもよい。【０１０８】
（６）上記の実施形態において、回転電機ＭＧは、エンジンＥと車輪Ｗとの間の動力伝達経路上に備えられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、回転電機ＭＧは、エンジンＥの、車輪Ｗ側とは反対側において、エンジンＥの出力軸に駆動連結される構成も本発明の好適な実施形態の一つである。【０１０９】
（７）上記の実施形態においては、ｄ軸高調波制御器５０、ｑ軸高調波制御器５１は、トルク振動周波数ωｐの１倍（１次）から４倍（４次）までの周波数の正弦波に対応する伝達関数の特性を有する制御器を備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、ｄ軸高調波制御器５０は、トルク振動周波数ωｐの１倍（１次）及び２倍（２次）の周波数の正弦波又は余弦波に対応する伝達関数の特性のみを有する制御器を備え、ｑ軸高調波制御器５１は、トルク振動周波数ωｐ（１次）の正弦波又は余弦波に対応する伝達関数の特性のみを有する制御器を備える構成も本発明の好適な実施形態の一つである。【０１１０】
上述したように、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃは、図８に示すように、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨ぐ場合（特に、０を中心に振動する場合）は、主に、トルク振動周波数ωｐの２倍（２次）の周波数で振動し、図９に示すように、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨がない場合は、主に、トルク振動周波数ωｐ（１次）の周波数で振動する。よって、ｄ軸高調波制御器５０を１次及び２次の高調波モデルにより構成すれば、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨ぐ場合及び跨がない場合の双方に対して、ｄ軸二相実電流Ｉｄをｄ軸二相電流指令Ｉｄｃに定常偏差を大幅に減少させて追従させることができる。この際、ｄ軸二相電流指令Ｉｄｃには、トルク振動周波数ωｐの３倍（３次）以上の周波数の振動成分が含まれるが、当該振動成分の割合は大きくなく、１次及び２次の高調波モデルだけでも、定常偏差を大幅に減少させることができる。【０１１１】
また、上述したように、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃは、図８及び図９に示すように、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨ぐ場合及び跨がない場合の双方において、主に、トルク振動周波数ωｐ（１次）で振動する。よって、ｑ軸高調波制御器５１を１次の高調波モデルにより構成すれば、出力トルク指令値Ｔｍｏが０を跨ぐ場合及び跨がない場合の双方に対して、ｑ軸二相実電流Ｉｑをｑ軸二相電流指令Ｉｑｃに定常偏差を大幅に減少させて追従させることができる。この際、ｑ軸二相電流指令Ｉｑｃには、トルク振動周波数ωｐの３倍（３次）以上の周波数の振動成分が含まれるが、当該振動成分の割合は大きくなく、１次の高調波モデルだけでも、定常偏差を大幅に減少させることができる。【０１１２】
（８）上記の実施形態においては、ｄ軸高調波制御器５０及びｑ軸高調波制御器５１は、トルク振動周波数ωｐの１倍（１次）から４倍（４次）までの周波数の正弦波に対応する伝達関数の特性を有する制御器を備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、ｄ軸高調波制御器５０及びｑ軸高調波制御器５１は、トルク振動周波数ωｐ（１次）のみ、又はトルク振動周波数ωｐの１倍（１次）から３倍（３次）までの周波数のみ、又は１倍（１次）から８倍（８次）までの周波数のみなど、１倍から任意の自然数倍までの周波数の正弦波又は余弦波に対応する伝達関数の特性を有する制御器を備えるように構成することも本発明の好適な実施形態の一つである。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、内燃機関に駆動連結されるとともに、車輪に駆動連結される回転電機を制御するための制御装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
ωｍ      ：回転電機の回転速度（回転角速度）
θｒｅ    ：磁極位置（回転角）
ωｒｅ    ：磁極回転速度（回転角速度）
ωｐ      ：トルク振動周波数（角周波数）
１        ：車両用駆動装置
１０      ：第一動力伝達機構
１１      ：第二動力伝達機構
３１      ：エンジン制御装置
３２      ：回転電機制御装置（制御装置）
３３      ：動力伝達制御装置
３４      ：車両制御装置
４０      ：トルク電流演算部
４１      ：実電流演算部
４２      ：電流フィードバック制御部
４３      ：二相三相電圧変換部（電圧制御部）
４４      ：インバータ制御部（電圧制御部）
４５      ：高調波制御器
４６      ：基本制御器
４７      ：電圧制御部
５０      ：ｄ軸高調波制御器
５１      ：ｑ軸高調波制御器
５２      ：ｄ軸基本制御器
５３      ：ｑ軸基本制御器
６０      ：一次高調波制御器
６１      ：二次高調波制御器
６２      ：三次高調波制御器
６３      ：四次高調波制御器
７０      ：トルク振動打消し制御部
Ａ１      ：最大トルク電流曲線
Ａ２      ：等トルク曲線
ＣＬ      ：エンジン分離クラッチ
Ｅ        ：エンジン（内燃機関）
ＩＮ      ：インバータ
Ｉｄ      ：ｄ軸二相実電流
Ｉｄｃ    ：ｄ軸二相電流指令
Ｉｑ      ：ｑ軸二相実電流
Ｉｑｃ    ：ｑ軸二相電流指令
ＭＧ      ：回転電機
Ｓｅ２    ：入力軸回転速度センサ
Ｓｅ４    ：電流センサ
Ｓｕｖｗ  ：インバータ制御信号
Ｔ０      ：基準演算周期
ＴＭ      ：変速機構
Ｔｂ      ：ベーストルク指令値
Ｔｍｏ    ：出力トルク指令値
Ｔｐ      ：振動打消しトルク指令
Ｖｄ      ：ｄ軸二相電圧指令
Ｖｑ      ：ｑ軸二相電圧指令
Ｖｂｄ    ：ｄ軸基本二相電圧指令
Ｖｂｑ    ：ｑ軸基本二相電圧指令
Ｖｈｄ    ：ｄ軸高調波二相電圧指令
Ｖｈｑ    ：ｑ軸高調波二相電圧指令
Ｗ        ：車輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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