(57)【要約】【課題】エンジントルクの制御を安定化を図りつつ、エンジンの過回転を抑制する。【解決手段】ジェネレータ回転数指令値Ｒmtとジェネレータ実回転数Ｒmaとの偏差に基づいて、ジェネレータ２のトルク指令値候補ｕ１を演算し、このトルク指令値候補ｕ１がトルク制限値に対して飽和する場合、トルク指令値候補ｕ１に代えてトルク制限値をジェネレータトルク指令値ｕ２として設定する。また、トルク制限値に対するトルク指令値候補ｕ１の飽和量である飽和トルクｕ３に基づいて、エンジントルク指令値Ｔetを補正する。【選択図】図２
2010188859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのトルク指令値と前記エンジンの実回転数とに基づいて、前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
ジェネレータの回転数指令値と前記ジェネレータの実回転数とに基づいて、前記ジェネレータのトルク指令値を演算し、当該演算されたトルク指令値に基づいて、前記ジェネレータを制御するジェネレータ制御手段とを有し、
前記ジェネレータ制御手段は、
前記ジェネレータの回転数指令値と前記ジェネレータの実回転数との偏差に基づいて、前記ジェネレータのトルク指令値候補を演算し、当該トルク指令値候補が前記ジェネレータの最大トルク特性に応じたトルク制限値に対して飽和する場合、前記トルク指令値候補に代えて前記トルク制限値を前記ジェネレータのトルク指令値として設定するとともに、前記トルク制限値に対する前記トルク指令値候補の飽和量である飽和トルクに基づいて、前記エンジンのトルク指令値を補正することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記ジェネレータ制御手段は、
比例制御と積分制御とを用いて、前記ジェネレータの実回転数と前記ジェネレータの回転数指令値との偏差に応じて前記ジェネレータのトルク指令値候補を演算することを特徴とする請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記ジェネレータ制御手段は、
フィードフォワードゲインを用いて、前記ジェネレータの回転数指令値から前記ジェネレータの第１の目標トルクを演算し、
第１の比例ゲインによる比例制御を用いて、前記ジェネレータの実回転数と前記ジェネレータの回転数指令値との偏差に応じて前記ジェネレータの第２の目標トルクを演算し、
前記エンジンのトルク指令値の補正に伴う当該エンジンの応答遅れに基づいて前記ジェネレータのトルク指令値を補正し、前記補正されたジェネレータのトルク指令値から前記ジェネレータの理想回転数を演算するとともに、当該ジェネレータの理想回転数と前記ジェネレータの実回転数との差に基づいて回転数差の要因となる推定外乱トルクを演算し、
前記第１の目標トルクと、前記第２の目標トルクと、前記推定外乱トルクとの加算することにより前記ジェネレータのトルク指令値候補を演算することを特徴とする請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記ジェネレータ制御手段は、
前記第１の比例ゲインよりも小さい第２の比例ゲインによる比例制御を用いて、前記ジェネレータの実回転数と前記ジェネレータの回転数指令値との偏差に応じて前記ジェネレータの第３の目標トルクを演算し、
前記第１の目標トルクと、前記第２の目標トルクと、前記推定外乱トルクとの加算することにより前記ジェネレータの第１のトルク指令値候補を演算し、
前記第１の目標トルクと、前記第３の目標トルクと、前記推定外乱トルクとを加算することにより前記ジェネレータの第２のトルク指令値候補を演算し、
前記第１のトルク指令値候補が前記トルク制限値に対して飽和する場合、前記第１のトルク指令値候補に代えて前記トルク制限値を前記ジェネレータのトルク指令値として設定し、
前記第２のトルク指令値候補が前記トルク制限値に対して飽和する場合、前記トルク制限値に対する前記第２のトルク指令値候補の飽和量である飽和トルクに基づいて、前記エンジンのトルク指令値を補正することを特徴とする請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンおよび電動モータを動力源としたハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、ジェネレータを発電駆動するエンジンの吹き上がりを抑制する手法が開示されている。具体的には、目標発電量に応じて目標エンジン回転数と目標エンジントルクとが設定される。また、目標エンジン回転数と実エンジン回転数とに基づきトルク上限値が設定され、目標エンジントルクがトルク上限値を上回る場合には、目標エンジン回転数がトルク上限値まで引き下げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０４９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された手法によれば、エンジントルクの制御が不安定となる可能性がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジントルクの制御の安定化を図りつつ、エンジンの過回転を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本発明は、ジェネレータの回転数指令値とジェネレータの実回転数との偏差に基づいて、ジェネレータのトルク指令値候補を演算し、このトルク指令値候補がトルク制限値に対して飽和する場合、トルク指令値候補に代えてトルク制限値をジェネレータのトルク指令値として設定する。また、トルク制限値に対するトルク指令値候補の飽和量である飽和トルクに基づいて、エンジンのトルク指令値を補正する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ジェネレータのトルク指令値候補が飽和するまでは、ジェネレータのトルク特性に基づくエンジントルクの制御が行われない。このため、エンジントルクの制御と、ジェネレータトルクの制御とを両立させることができる。これにより、制御の安定化を図りつつ、エンジン回転が過回転となることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態にかかるハイブリッド車両を模式的に示す構成図
【図２】エンジン制御ユニット２０およびジェネレータ制御ユニット３０を中心としたブロック構成図
【図３】第２の実施形態にかかるエンジン制御ユニット２０およびジェネレータ制御ユニット３０を中心としたブロック構成図
【図４】第３の実施形態にかかるエンジン制御ユニット２０およびジェネレータ制御ユニット３０を中心としたブロック構成図
【図５】他の実施形態にかかるハイブリッド車両を模式的に示す構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるハイブリッド車両を模式的に示す構成図である。本実施形態にかかるハイブリッド車両は、エンジン１、ジェネレータ２、インバータ３、バッテリ４およびモータ（図示せず）を主体に構成されている。このハイブリッド車両は、モータの駆動力のみで走行し、エンジン１は発電機４のみを駆動する、いわゆる、シリーズ式のハイブリッド車両である。
【００１０】
エンジン１はジェネレータ２を駆動するための原動機であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を用いることができる。エンジン１のクランク軸には発電機であるジェネレータ２が取り付けられている。ジェネレータ２は３相交流発電機であり、３相交流電力を発生する。ジェネレータ２により発電された３相交流電力は、インバータ３を介して直流電力に変換される。変換された直流電力は、バッテリ４へと供給される。
【００１１】
バッテリ４は、ジェネレータ２による発電電力を充電するとともに、モータへ走行用電力を供給する。バッテリ４としては、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛・酸電池などを用いることができる。バッテリ４の電力はモータ５に供給される。このモータとしては、誘導電動機、同期電動機などを用いることができる。モータは駆動系を介して車輪を駆動する。
【００１２】
ハイブリット車両は、車両を総合的に制御する車両制御ユニット１０と、エンジン１の運転状態を制御するエンジン制御ユニット２０と、ジェネレータ２の運転状態を制御するジェネレータ制御ユニット３０とを有している。これらのユニット１０，２０，３０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ＬＡＮを介して相互に通信可能に接続されている。個々の制御ユニット１０，２０，３０としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。
【００１３】
エンジン制御ユニット２０は、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ４０からセンサ値を読み込むことにより、エンジン１の実回転数を取得することができる。また、ジェネレータ制御ユニット３０は、ジェネレータ２によって生成される各相の電流を検出する電流センサ５０からセンサ値を読み込むことにより、あるいは、ジェネレータ２の回転数を検出する回転数センサ６０からセンサ値を読み込むことにより、ジェネレータ２に関する情報を取得することができる。
【００１４】
車両制御ユニット１０は、図示しないセンサ等から取得される車両情報、例えば、バッテリ４の充電容量に対する残量（ＳＯＣ：state of charge）などに基づいて、ジェネレータ２によって発電する電力の指令値である発電指令値を演算する。車両制御ユニット１０は、発電指令値に基づいて、エンジントルク指令値とジェネレータ回転数指令値とを演算する。演算されたエンジントルク指令値は、エンジン制御ユニット２０に出力され、演算されたジェネレータ回転数指令値は、ジェネレータ制御ユニット３０に出力される。本実施形態において、ジェネレータ２の発電時、エンジントルク指令値は正の値の指令値、すなわち、正トルクとして演算される。
【００１５】
図２は、エンジン制御ユニット２０およびジェネレータ制御ユニット３０を中心としたブロック構成図である。エンジン制御ユニット２０は、エンジントルク指令値と、エンジン１の実回転数Ｒeaとに基づいて、スロットル開度、燃料噴射量、点火時期等を演算し、この演算された状態量に対応するエンジン制御信号Ｓedを各制御用のアクチュエータに出力する。後述するように、本実施形態の特徴の一つとして、エンジン制御ユニット２０に入力されるエンジントルク指令値は、車両制御ユニット１０から出力されるエンジントルク指令値Ｔetが、ジェネレータ制御ユニット３０から出力される飽和トルクｕ３によって補正された値ｕ４となっている。エンジン制御ユニット２０は、補正後のエンジントルク指令値ｕ４と、エンジン１の実回転数Ｒeaとに基づいて、スロットル開度、燃料噴射量、点火時期等を演算する。
【００１６】
ジェネレータ制御ユニット３０は、インバータ駆動信号Ｓidを生成し、このインバータ駆動信号Ｓidに応じてインバータ３を駆動することにより、ジェネレータ２のトルクを制御する。ジェネレータ制御ユニット３０は、ジェネレータトルク指令値ｕ２を演算する回転数制御部３１と、インバータ駆動信号Ｓidを生成する電流制御部３２とを有している。
【００１７】
回転数制御部３１は、ジェネレータ回転数指令値Ｒmtと、ジェネレータ２の実回転数Ｒmaとに基づいて、ジェネレータトルク指令値ｕ２を演算する。具体的には、回転数制御部３１において、ジェネレータ回転数指令値Ｒmtとジェネレータ２の実回転数Ｒmaとが入力されると、ジェネレータ回転数指令値Ｒmtからジェネレータ２の実回転数Ｒmaを減算することにより両者の偏差（回転数偏差）が演算される。演算された回転数偏差は、乗算手段３１ａ，３１ｂにそれぞれ入力される。
【００１８】
一方の乗算手段３１ａは、回転数偏差に比例ゲインＰを乗算した値を算出し、これを比例項として出力する。他方の乗算手段３１ｂは、回転数偏差に積分ゲインＩを乗算した乗算値を算出し、この乗算値を積分器３１ｃに出力する。積分器３１ｃは、「１／ｓ」（ｓ：ラプラス演算子）の伝達特性を備え、入力された乗算値を積分し、これを積分項として出力する。演算された比例項と積分項とは加算され、この加算値は、ジェネレータトルク指令値の候補（以下「トルク指令値候補」という）ｕ１として下限リミット３１ｄに出力される。トルク指令値候補ｕ１は、比例ゲインＫによる比例制御と、積分ゲインＩによる積分制御とを用いることにより、ジェネレータ２の実回転数Ｒmaとジェネレータ回転数指令値Ｒmtとの偏差に応じて演算される。個々のゲインＫ，Ｉは、制御特性などを考慮して、実験やシミュレーションによりその最適値が予め設定されている。なお、ジェネレータ２の発電時、エンジントルク指令値Ｔetが正トルクとして算出される関係上、トルク指令値候補ｕ１は負の値の指令値、すなわち、負トルクとして演算される。
【００１９】
下限リミット３１ｄは、電流制御部３２に出力するジェネレータトルク指令値ｕ２をジェネレータ２の最大トルクの範囲内に制限するための機能を担っている。ここで、ジェネレータ２の最大トルクは、ジェネレータ２の動作特性の一つである最大トルクと回転数との関係を規定した最大トルク特性から定まるパラメータである。最大トルク特性は、実験やシミュレーションを通じて予め取得されており、下限リミット３１ｄは、この最大トルク特性に従って最大トルクを設定することができる。
【００２０】
本実施形態では、トルク指令値候補ｕ１が負トルクと算出される関係上、下限リミット３１ｄは、トルク指令値ｕ２を負側の最大トルク、すなわち、下限トルクの範囲内に制限する。具体的には、下限リミット３１ｄは、トルク指令値候補ｕ１と、下限トルクとを比較する。トルク指令値候補ｕ１が下限トルクの範囲内の場合、すなわち、トルク指令値候補ｕ１が下限トルク以上である場合には、下限リミット３１ｄは、入力されたトルク指令値候補ｕ１を最終的なジェネレータトルク指令値ｕ２として電流制御部３２に出力する。これに対して、トルク指令値候補ｕ１が下限トルクの範囲外の場合、すなわち、トルク指令値候補ｕ１が下限トルクよりも小さい場合には、下限リミット３１ｄは、下限トルクを最終的なジェネレータトルク指令値ｕ２として電流制御部３２に出力する。
【００２１】
一方、上述した比例項と積分項との加算値であるトルク指令値候補ｕ１は、下限リミット３１ｄに出力される以外にも、下限リミット３１ｄを迂回する経路に出力される。迂回経路に出力されたトルク指令値候補ｕ１は、下限リミット３１ｄから出力される最終的なジェネレータトルク指令値ｕ２によってその値が減算される。この減算された値ｕ３は、トルク指令値候補ｕ１が下限トルクに対して飽和した量（以下「飽和トルク」という）に相当する。
【００２２】
飽和トルクｕ３は、車両制御ユニット１０から出力されたエンジントルク指令値Ｔetに加算される。飽和トルクｕ３は負トルクとして算出されている関係上、車両制御ユニット１０から出力されたエンジントルク指令値Ｔetから飽和トルクｕ３が減算された値（補正後のエンジントルク指令値）ｕ４がエンジン制御ユニット２０に入力されることとなる。このように、車両制御ユニット１０から出力されたエンジントルク指令値Ｔetは、エンジン制御ユニット２０に入力される前に、飽和トルクｕ３によって補正される。
【００２３】
電流制御部３２は、回転数制御部３１から出力されるジェネレータトルク指令値ｕ２と、ジェネレータ２における各相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと、ジェネレータ２の実回転数Ｒmaとに基づいて、インバータ３を制御する。具体的には、電流制御部３２は、ジェネレータ２の実トルクが、ジェネレータトルク指令値ｕ２となるように、インバータ３の各スイッチング素子を駆動するインバータ駆動信号Ｓidを生成する。電流制御部３２は、例えば、ベクトル制御を用いて、ジェネレータトルク指令値ｕ２に基づいて３相の電圧指令値をそれぞれ算出し、ジェネレータ２の各相に印加される電圧が算出された電圧指令値とそれぞれ一致するように、ジェネレータ２の各スイッチング素子を駆動するためのインバータ駆動信号Ｓidを生成する。そして、電流制御部３２は、生成したインバータ駆動信号Ｓidでインバータ３を制御する。インバータ３がインバータ駆動信号Ｓidに従って駆動することにより、ジェネレータ２の出力トルクが制御される。
【００２４】
このように本実施形態において、飽和トルクｕ３によってエンジントルク指令値Ｔetが補正される。この場合、トルク指令値候補ｕ１が下限トルクの範囲内である場合、飽和トルクｕ３はゼロであり、この飽和トルクｕ３は実質的な補正項としての機能を有していない。しかしながら、トルク指令値候補ｕ１が下限トルクの範囲を外れるような場合、すなわち、トルク指令値候補ｕ１が下限トルクに対して飽和する場合には、負の値を有する飽和トルクｕ３が実質的な補正項としてエンジントルク指令値Ｔetに加算されることとなる。
【００２５】
かかる構成によれば、ジェネレータ２のトルク指令値候補ｕ１が飽和するまでは（トルク指令値候補ｕ１が下限トルクよりも小さい状態）、ジェネレータ２のトルク特性に基づくエンジントルクの制御が行われない。このため、エンジントルクの制御と、ジェネレータトルクの制御とを両立させることができる。これにより、制御の安定化を図りつつ、エンジン回転が過回転となることを抑制することができる。また、ジェネレータ２のトルク指令値候補ｕ１が飽和した場合に、エンジントルク指令値Ｔetを補正するため、ジェネレータ２のトルク特性の最大トルクまで利用することができる。
【００２６】
また、比例制御と積分制御とを用いて、ジェネレータ２の実回転数Ｒmaとジェネレータ回転数指令値Ｒmtとの偏差に応じてジェネレータのトルク指令値候補ｕ１を演算している。これにより、ジェネレータ２のトルク指令値候補ｕ１が飽和しても、エンジントルク指令値ｕ４に定常偏差が残るといった事態を抑制することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、飽和トルク、すなわち、最大トルクに対する飽和量によってエンジントルク指令値Ｔetを補正するため、エンジントルクの補正量が連続的に発生し、エンジントルク補正への切替を滑らかに行うことができる。そのため、エンジン回転数の挙動を違和感なく制御することができる。また、差分が発生する前であっても、トルク飽和に対してエンジン１側への補正が行われるため、トルク飽和による設計応答の劣化を補うことができる。
【００２８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態にかかるエンジン制御ユニット２０およびジェネレータ制御ユニット３０を中心としたブロック構成図である。本実施形態にかかるハイブリット車両が第１の実施形態と相違する点は、ジェネレータ制御ユニット３０、特に、回転数制御部３１の構成である。なお、第１の実施形態と共通する構成については符合を引用して重複する説明は省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
【００２９】
回転数制御部３１において、ジェネレータ回転数指令値Ｒmtは、乗算手段３１ｅに入力される。この乗算手段３１ｅは、ジェネレータ回転数指令値ＲmtにフィードフォワードゲインＣを乗算した乗算値を算出し、この乗算値をフィードフォワード項として出力する。換言すれば、フィードフォワード項は、フィードフォワードゲインＣを用いて、ジェネレータ回転数指令値Ｒmtから演算される（ジェネレータ２の第１の目標トルク）。フィードフォワードゲインＣは、後述する制御対象モデル３１ｈの減衰項と対応する値である。
【００３０】
また、入力されたジェネレータ回転数指令値Ｒmtは、ジェネレータ２の実回転数Ｒmaが減算されることにより、ジェネレータ回転数指令値Ｒmtとジェネレータ２の実回転数Ｒmaとの偏差（回転数偏差）が演算される。演算された回転数偏差は、乗算手段３１ｆに入力される。乗算手段３１ｆは、回転数偏差に比例ゲインＫを乗算した値を算出し、これを比例項として出力する。すなわち、比例項は、比例ゲインＫによる比例制御を用いて回転数偏差に応じて演算される（ジェネレータ２の第２の目標トルク）。
【００３１】
演算されたフィードフォワード項および比例項は加算され、この加算値が後述する推定外乱トルクと加算される。この加算値、すなわち、フィードフォワード項、比例項および推定外乱トルクの加算値はトルク指令値候補ｕ１として下限リミット３１ｄに入力される。
【００３２】
下限リミット３１ｄは、第１の実施形態と同様に、電流制御部３２に出力するジェネレータトルク指令値ｕ２をジェネレータ２の最大トルク（下限トルク）の範囲内に制限するための機能を担っている。トルク指令値候補ｕ１が下限トルクの範囲内の場合、すなわち、トルク指令値候補ｕ１が下限トルク以上である場合には、下限リミット３１ｄは、入力されたトルク指令値候補ｕ１を最終的なジェネレータトルク指令値ｕ２として電流制御部３２に出力する。これに対して、トルク指令値候補ｕ１が下限トルクの範囲外の場合、すなわち、トルク指令値候補ｕ１が下限トルクよりも小さい場合には、下限リミット３１ｄは、下限トルクを最終的なジェネレータトルク指令値ｕ２として電流制御部３２に出力する。
【００３３】
また、上述した第１の実施形態と同様、トルク指令値候補ｕ１は、下限リミット３１ｄに出力される以外にも、下限リミット３１ｄを迂回する経路に出力される。迂回経路に出力されたトルク指令値候補ｕ１は、下限リミット３１ｄから出力されるジェネレータトルク指令値ｕ２によってその値が減算される。この減算された値、すなわち、下限トルクに対するトルク指令値候補ｕ１の飽和量である飽和トルクｕ３は、車両制御ユニット１０から出力されたエンジントルク指令値Ｔetに加算される。これにより、車両制御ユニット１０から出力されたエンジントルク指令値Ｔetは、エンジン制御ユニット２０に入力される前に、飽和トルクｕ３によって補正される。
【００３４】
ここで、推定外乱トルクの演算方法について説明する。下限リミット３１ｄから出力されるジェネレータトルク指令値ｕ２は、電流制御部３２に入力される以外にも、制御対象モデル３１ｈにも入力される。制御対象モデル３１ｈは、ジェネレータ２の動作特性をモデル化した演算モデルであり、ジェネレータトルク指令値ｕ２の入力に応じて、このトルク指令に対応したジェネレータ２の理想的な回転数（以下「理想回転数」という）を出力する。この制御対象モデル３１ｈは、ジェネレータ２の動作特性を考慮することにより実験やシミュレーションを通じて最適なモデルが予め設定されている。本実施形態において、制御対象モデル３１ｈは、「１／（Ｊｓ＋Ｃ）」の伝達特性を備えている。ここで、Ｊは、エンジン１によるジェネレータ２の慣性を表す慣性項であり、Ｃは回転によって発生するジェネレータ２の減衰を表す減衰項である。
【００３５】
制御対象モデル３１ｈから出力された理想回転数は、ジェネレータ２の実回転数によってその値が減算された後に、フィルタ３１ｉに入力される。フィルタ３１ｉは、「（Ｊｓ＋Ｃ）／（τｈｓ＋１）」の伝達特性を備えており、制御対象モデル３１ｈの逆モデルと、一次送れフィルタとの機能を併せ持つフィルタである。ここで、τｈは、一次送れフィルタの時定数である。このフィルタ３１ｉにより、ジェネレータ２の理想回転数と、ジェネレータ２の実回転数との間にずれを生じさせる外乱トルクが推定され、この推定結果である推定外乱トルクが、上述したように、フィードフォワード項と比例項との加算値に加算される。
【００３６】
なお、飽和トルクｕ３によってエンジントルク指令値Ｔetが補正された場合であっても、この飽和トルクｕ３による補正がエンジン応答に反映されるには、通信無駄時間や吸入空気の遅れなどに起因して遅れが生じる。そこで、本実施形態では、上述した制御対象モデル３１ｈにこの応答遅れを反映させるべく、下限リミット３１ｄから出力されるジェネレータトルク指令値ｕ２を補正した上で、制御対象モデル３１ｈに入力している。具体的には、ジェネレータトルク指令値ｕ２は、飽和トルクｕ３をフィルタ３１ｇによって処理した値が加算された上で、制御対象モデル３１ｈに入力される。このフィルタ３１ｇは、「１／（τｅｓ＋１）」の伝達特性を備えており、エンジン１の応答遅れを反映するための一次送れフィルタである。ここで、τｅは、エンジン応答の時定数である。このフィルタ３１ｇにより、飽和トルクｕ３によってエンジントルク指令値Ｔetが補正された際、エンジン１に生じる応答遅れが制御対象モデル３１ｈにも反映されることとなる。
【００３７】
このように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様、ジェネレータ２のトルク指令値候補ｕ１が飽和するまでは（トルク指令値候補ｕ１が下限トルク以上の状態）、ジェネレータ２のトルク特性に基づくエンジントルクの制御が行われない。このため、エンジントルクの制御と、ジェネレータトルクの制御とを両立させることができる。これにより、制御の安定化を図りつつ、エンジン回転が過回転となることを抑制することができる。
【００３８】
また、フィードフォワード項、比例項および推定外乱トルクとの加算値により、ジェネレータ２のトルク指令値候補ｕ１が演算される。また、推定外乱トルクの演算において、エンジントルク指令値Ｔetの補正に伴うエンジン１の応答遅れに基づいてジェネレータ２のトルク指令値ｕ２を補正した上で、当該推定外乱トルクを演算している。これにより、ジェネレータ２のトルク指令値候補ｕ１が飽和しても、エンジントルク指令値Ｔetに定常偏差が残るといった事態を抑制することができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態にかかるエンジン制御ユニット２０およびジェネレータ制御ユニット３０を中心としたブロック構成図である。本実施形態にかかるハイブリット車両が第２の実施形態と相違する点は、ジェネレータ制御ユニット３０、特に、回転数制御部３１の構成である。なお、第２の実施形態と共通する構成については符合を引用するとともに重複する説明は省略することとし、以下、相違点を中心に説明を行う。
【００４０】
本実施形態にかかる回転数制御部３１において、ジェネレータ回転数指令値Ｒmtとジェネレータ２の実回転数Ｒmaとの偏差である回転数偏差は、第１の比例ゲインの乗算手段３１ｆと、第２の比例ゲインの乗算手段３１ｊとにそれぞれ出力される。第１の比例ゲインの乗算手段３１ｆは、回転数偏差に比例ゲインＫ１を乗算した値を算出し、これを第１の比例項として出力する。この第１の比例項は、第２の実施形態に示す比例項と同様の値であり、第１の比例ゲインＫ１による比例制御を用いてジェネレータ２の回転数偏差に応じて演算される値（ジェネレータ２の第２の目標トルク）である。したがって、第２の実施形態に示す比例ゲインＫと、本実施形態に示す第１の比例ゲインＫ１とは同質のパラメータである。第１の比例項は、第２の実施形態と同様に、フィードフォワード項および推定外乱トルクに加算され、この加算値、すなわち、フィードフォワード項、推定外乱トルクおよび第１の比例項の加算値はトルク指令値候補ｕ１として第１の下限リミット３１ｄに入力される。
【００４１】
第１の下限リミット３１ｄは、第２の実施形態と同様に、電流制御部３２に出力するジェネレータトルク指令値ｕ２をジェネレータ２の最大トルクの範囲内に制限するための機能を担っている。第１の下限リミット３１ｄから出力されるジェネレータトルク指令値ｕ２は、電流制御部３２および制御対象モデル３１ｈに対して出力される。
【００４２】
一方、第２の比例ゲインの乗算手段３１ｊは、回転数偏差に第２の比例ゲインＫ２を乗算した値を算出し、これを第２の比例項として出力する。すなわち、この第２の比例項は、第２の比例ゲインＫ２による比例制御を用いてジェネレータ２の回転数偏差に応じて演算される（ジェネレータ２の第３の目標トルク）。ここで、第２の比例ゲインＫ２は、第１の比例ゲインＫ１よりも小さくなるような関係に設定されている。第２の比例項は、フィードフォワード項および推定外乱トルクに加算され、この加算値、すなわち、フィードフォワード項、推定外乱トルクおよび第２の比例項の加算値ｕ５は、第２の下限リミット３１ｋに入力される。
【００４３】
第２の下限リミット３１ｋは、第１の下限リミット３１ｄと同様、電流制御部３２に出力するジェネレータトルク指令値ｕ２をジェネレータ２の最大トルク（下限トルク）の範囲内に制限するための機能を担っている。加算値ｕ５が下限トルクの範囲内の場合、すなわち、加算値ｕ５が下限トルク以上である場合には、第２の下限リミット３１ｋは、入力された加算値ｕ５を仮想ジェネレータトルク指令値として出力する。これに対して、加算値ｕ５が下限トルクの範囲外の場合、すなわち、加算値ｕ５が下限トルクよりも小さい場合には、第２の下限リミット３１ｋは、下限トルクを仮想ジェネレータトルク指令値として出力する。
【００４４】
また、加算値ｕ５は、第２の下限リミット３１ｋに出力される以外にも、下限リミット３１ｄを迂回する経路に出力される。迂回経路に出力された加算値ｕ５は、下限リミット３１ｄから出力される仮想ジェネレータトルク指令値によってその値が減算される。この減算された値、すなわち、下限トルクに対する仮想ジェネレータトルク指令値の飽和量である飽和トルクｕ３は、車両制御ユニット１０から出力されたエンジントルク指令値Ｔetに加算される。これにより、車両制御ユニット１０から出力されたエンジントルク指令値Ｔetは、エンジン制御ユニット２０に入力される前に、飽和トルクｕ３によって補正される。また、飽和トルクｕ３は、トルク補正にともなうエンジン１の応答遅れを反映すべく、フィルタ３１ｇへと出力される。
【００４５】
このように本実施形態によれば、第２の実施形態と同様、ジェネレータ２のトルク指令値候補ｕ１が飽和するまでは（トルク指令値候補ｕ１が下限トルク以上の状態）、ジェネレータ２のトルク特性に基づくエンジントルクの制御が行われない。このため、エンジントルクの制御と、ジェネレータトルクの制御とを両立させることができる。これにより、制御の安定化を図りつつ、エンジン回転が過回転となることを抑制することができる。
【００４６】
また、エンジン回転数制御に最適化された第２の比例ゲインＫ２により演算された仮想ジェネレータトルク指令値ｕ５により飽和トルクを演算するため、エンジントルク低下による回転数の制御を収束よく行うことができる。そのため、エンジン回転に適したゲインＫ２により、エンジントルク指令値Ｔetが補正され、エンジン１のトルク制御によるジェネレータの回転数制御の収束性を向上することができる。
【００４７】
なお、上述した各実施形態では、シリーズ式のハイブリッド車両を前提に説明を行ったが、本発明は、これに限定されず、図５に示すようなパラレル式のハイブリッド車両を制御する際にも適用可能である。同図に示すように、パラレル式のハイブリッド車両では、エンジン１と電気モータ（ジェネレータ）８の双方が駆動系６を介して車輪７に駆動力を与える。この場合、車両制御ユニット１０は、図示しないセンサ等から取得される車両情報、例えば、バッテリ４の充電容量に対する残量（ＳＯＣ：state of charge）などに基づいて、ジェネレータ２によって発電する電力の指令値である発電指令値および駆動力指令値を演算する。車両制御ユニット１０は、発電指令値および駆動力指令値に基づいて、エンジントルク指令値とジェネレータ回転数指令値とを演算する。
【符号の説明】
【００４８】
１…エンジン
２…ジェネレータ
３…インバータ
４…バッテリ
４…発電機
５…モータ
１０…車両制御ユニット
２０…エンジン制御ユニット
３０…ジェネレータ制御ユニット
３１…回転数制御部
３１ａ…乗算手段
３１ｂ…乗算手段
３１ｃ…積分器
３１ｄ…下限リミット
３１ｅ…乗算手段
３１ｆ…乗算手段
３１ｇ…フィルタ
３１ｈ…制御対象モデル
３１ｉ…フィルタ
３１ｊ…乗算手段
３１ｋ…第２の下限リミット
３２…電流制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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