(57)【要約】【課題】エンジン始動時にモータトルクでエンジン回転速度を上昇させるシステムにおいて、低出力のモータを用いてもエンジン回転速度が共振域を短時間で通過するようにし、騒音や振動を抑制可能なモータ制御装置を提供する。【解決手段】  モータは、エンジンの始動時にエンジン回転速度を所定の速度比で除した関係にあるモータ回転速度でエンジンと共に回転しつつエンジンに出力トルクを供給可能である。モータ制御装置の速度判定部は、モータ回転速度の検出値もしくは推定値を速度比に基づいてエンジン回転速度に換算し、当該エンジン回転速度がエンジン共振域の下限以下に設定された所定の「待機速度領域」にあるか否かを判定する。そして、このモータ制御装置は、エンジン回転速度が待機速度領域に入った時から、エンジンの着火に伴ってエンジン回転速度が上昇開始する時まで、エンジン回転速度を待機速度領域に維持するようにモータ出力を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（９０）、前記エンジンの始動時にエンジン回転速度を所定の速度比で除した関係にあるモータ回転速度で前記エンジンと共に回転しつつ前記エンジンに出力トルクを供給可能なモータ（８０）、及び、電源（１０）の電力を変換して前記モータに供給する電力変換装置（６０）を含むシステムに適用され、前記モータの出力を制御するモータ制御装置であって、
前記エンジンの始動時に共振が発生する回転速度領域をエンジン共振域と定義すると、
前記モータ回転速度の検出値もしくは推定値を前記速度比に基づいて前記エンジン回転速度に換算し、又は、前記エンジン回転速度の検出値を取得し、当該エンジン回転速度が前記エンジン共振域の下限以下に設定された所定の待機速度領域にあるか否かを判定する速度判定部（４０）を備え、
前記エンジン回転速度が前記待機速度領域に入った時から、前記エンジンの着火に伴って前記エンジン回転速度が上昇開始する時まで、前記エンジン回転速度を前記待機速度領域に維持するようにモータ出力を制御するモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータの出力トルクを指令するトルク指令部（３１）をさらに備え、
前記トルク指令部は、
前記エンジン回転速度が上昇し前記待機速度領域の上限に達したとき、出力トルクを減少させ、
前記エンジン回転速度が下降し前記待機速度領域の下限に達したとき、出力トルクを増加させる請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記速度判定部は、前記モータの回転角、回転速度又は加速度以外のパラメータの検出値に基づいて前記モータ回転速度を推定する請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記速度判定部は、前記モータの回転角、回転速度又は加速度を検出するセンサから前記モータ回転速度の検出値を取得する請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記速度判定部は、前記エンジンのクランク角速度センサから前記エンジン回転速度の検出値を取得する請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記速度判定部は、入力された検出値のサンプリングタイミング間の速度を補間する請求項３〜５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
エンジン（９０）、前記エンジンの始動時に前記エンジンと共に回転しつつ前記エンジンに出力トルクを供給可能なモータ（８０）、及び、電源（１０）の電力を変換して前記モータに供給する電力変換装置（６０）を含むシステムに適用され、前記モータの出力を制御するモータ制御装置であって、
前記エンジンの始動時に共振が発生する振動周波数領域をエンジン共振域と定義すると、
前記エンジンの振動周波数を取得し、当該振動周波数が前記エンジン共振域の下限以下に設定された所定の待機振動領域にあるか否かを判定する振動判定部（５０）を備え、
前記エンジンの振動周波数が前記待機振動領域に入った時から、前記エンジンの着火に伴って前記エンジンの振動周波数が上昇開始する時まで、前記エンジンの振動周波数を前記待機振動領域に維持するようにモータ出力を制御するモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン始動時に用いられるモータの出力を制御するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばハイブリッド車両のエンジン始動時に、エンジン回転速度が共振域を通過する際に発生する騒音や振動を抑制するため、エンジン回転速度の共振域通過時間を短縮する技術が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されたエンジンの始動装置は、スタータモータとモータジェネレータとが連係してエンジンにトルクを供給することで、モータジェネレータのみを用いる場合に比べて、モータジェネレータが供給するトルクを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７２８９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下、特許文献１の「スタータモータ」を単に「スタータ」と記す。また、特許文献１のモータジェネレータに相当する主としてエンジンにトルクを供給する回転機について、本明細書ではジェネレータとしての機能の有無には着目せず、単に「モータ」と記す。
【０００６】
特許文献１の従来技術により、エンジン回転速度が共振域を短時間で通過するように、スタータとモータとを連係させてトルクを供給させるためには高出力のモータが必要であり、モータ体格の増加によりシステム全体の大型化につながる。
【０００７】
本発明は上述の課題に鑑みて創作されたものであり、その目的は、エンジン始動時にモータトルクでエンジン回転速度を上昇させるシステムにおいて、低出力のモータを用いてもエンジン回転速度が共振域を短時間で通過するようにし、騒音や振動を抑制可能なモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のモータ制御装置は、エンジン（９０）、エンジンの始動時にエンジンと共に回転しつつエンジンに出力トルクを供給可能なモータ（８０）、及び、電源（１０）の電力を変換してモータに供給する電力変換装置（６０）を含むシステムに適用され、モータの出力を制御する。ここで、例えば特許文献１の構成のように、モータの出力軸とエンジンの出力軸とは直接クラッチで接続されてもよい。或いは、ギアやベルトを介してモータのトルクがエンジンの出力軸に伝達されるように構成されてもよい。また、エンジン始動後の通常運転時には、モータとエンジンとの接続が解除されてもよい。
【０００９】
本発明の第一の態様では、モータは、エンジンの始動時にエンジン回転速度を所定の速度比で除した関係にあるモータ回転速度でエンジンと共に回転しつつエンジンに出力トルクを供給可能である。また、エンジンの始動時に共振が発生する回転速度領域が「エンジン共振域」と定義される。
【００１０】
第一の態様によるモータ制御装置は速度判定部（４０）を備える。速度判定部は、モータ回転速度の検出値もしくは推定値を速度比に基づいてエンジン回転速度に換算し、又は、エンジン回転速度の検出値を取得し、当該エンジン回転速度がエンジン共振域の下限以下に設定された所定の「待機速度領域」にあるか否かを判定する。そして、このモータ制御装置は、エンジン回転速度が待機速度領域に入った時から、エンジンの着火に伴ってエンジン回転速度が上昇開始する時まで、エンジン回転速度を待機速度領域に維持するようにモータ出力を制御する。
【００１１】
本発明の第一の態様では、エンジンの着火まで、エンジン回転速度を共振域下限近傍の「待機速度領域」に維持するようにモータ出力を制御する。そして、エンジンの着火に伴うエンジン回転速度の急上昇を利用して、共振域を一気に短時間で通過させる。モータの出力によらず、エンジン回転速度の共振域通過時間を短時間にすることができるため、高出力のモータが不要となり、低出力で小型のモータを用いてエンジン始動時の騒音や振動を抑制し静粛化することができる。
【００１２】
このモータ制御装置は、好ましくはトルク指令部（３１）をさらに備える。トルク指令部は、エンジン回転速度が上昇し待機速度領域の上限に達したとき、出力トルクを減少させる。また、トルク指令部は、エンジン回転速度が下降し待機速度領域の下限に達したとき、出力トルクを増加させる。
【００１３】
本発明の第二の態様では、エンジンの始動時に共振が発生する振動周波数領域が「エンジン共振域」と定義される。第二の態様によるモータ制御装置は振動判定部（５０）を備える。振動判定部は、エンジンの振動周波数を取得し、当該振動周波数がエンジン共振域の下限以下に設定された所定の「待機振動領域」にあるか否かを判定する。そして、このモータ制御装置は、エンジンの振動周波数が待機振動領域に入った時から、エンジンの着火に伴ってエンジンの振動周波数が上昇開始する時まで、エンジンの振動周波数を待機振動領域に維持するようにモータ出力を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジン始動システムの概略構成図。
【図２】第１〜第３実施形態によるモータ制御装置の制御ブロック図。
【図３】第１〜第３実施形態によるエンジン始動時処理を説明するタイムチャート。
【図４】第１実施形態による速度制御処理のフローチャート。
【図５】サンプルタイミング間の速度補間を説明するタイムチャート。
【図６】第２実施形態による速度制御処理のフローチャート。
【図７】第３実施形態による速度制御処理のフローチャート。
【図８】第４実施形態によるモータ制御装置の制御ブロック図。
【図９】第４実施形態によるエンジン始動時処理を説明するタイムチャート。
【図１０】第４実施形態による振動制御処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、モータ制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において、実質的に同一の構成、又はフローチャートにおける実質的に同一のステップには同一の符号又はステップ番号を付して説明を省略する。また、第１〜第４実施形態を包括して「本実施形態」という。
【００１６】
本実施形態のモータ制御装置は、少なくともエンジンを動力源とする車両に搭載され、エンジン始動時に出力トルクをエンジンに供給しエンジン回転速度を上昇させるモータの出力を制御する。このモータは、ハイブリッド車両において通常走行時に力行動作及び回生動作を行うモータジェネレータとして機能してもよい。或いは、基本的にジェネレータとしては用いられず、エンジン始動時のトルク供給専用のものであってもよい。
【００１７】
図１にエンジン始動システムの概略構成を示す。このシステムには、「電源」としてのバッテリ１０、「電力変換装置」としてのインバータ６０、モータ８０、エンジン９０、並びに、モータ制御装置３０及びエンジン制御装置９５が含まれる。モータ８０は例えば永久磁石式同期型三相交流モータである。バッテリ１０は、リチウムイオン等の充放電可能な二次電池である。インバータ６０は、スイッチング素子の動作によりバッテリ１０の直流電力を三相交流電力に変換してモータ８０に供給する。
【００１８】
モータ８０の出力軸とエンジン９０の出力軸とは、直接クラッチで接続されていてもよい。或いは、モータ８０のトルクがギアやベルトを介してエンジン９０の出力軸に伝達されるように構成されてもよい。また、エンジン始動後の通常運転時には、モータ８０とエンジン９０との接続が解除されてもよい。
【００１９】
ここで、ギア比等に由来する、モータ回転速度ωに対するエンジン回転速度Ｖｅの比を「速度比ｋ」と定義する。したがって、エンジン回転速度Ｖｅは、式（１）により表される。なお、［ｒｐｍ］、［ｒａｄ／ｓ］等の回転速度の単位は、適宜係数を乗じて換算されるものとする。逆にモータ回転速度ωは、エンジン回転速度Ｖｅを速度比ｋで除した値に相当する。
Ｖｅ＝ｋ×ω  ・・・（１）
【００２０】
モータ制御装置３０は、インバータ６０の出力電圧を操作することでモータ８０の出力を制御する。モータ８０の制御は、フィードフォワード制御であってもよく、破線で示すようにモータ８０の動作情報に基づくフィードバック制御であってもよい。エンジン制御装置９５は、車両の要求やエンジンの動作状態等に基づき、エンジンの着火や燃料供給を制御する。また、本実施形態では、モータ制御装置３０は、エンジン制御装置９５からの情報を取得する場合がある。
【００２１】
ところで、エンジン始動時にエンジン回転速度Ｖｅがエンジン共振域を通過するとき、周囲のシステムとの共振が発生し、騒音や振動の要因となる。そこで、特許文献１（特許第５７２８９９６号公報）の従来技術では、エンジン始動時にスタータとモータとが連係してエンジンにトルクを供給することでエンジン回転速度が共振域を短時間で通過するようにし、騒音や振動を抑制している。しかし、スタータとモータとを連係させてトルクを供給させるためには高出力のモータが必要であり、モータ体格の増加によりシステム全体の大型化につながる。
【００２２】
そこで本実施形態は、低出力のモータを用いる場合でも、エンジン回転速度が共振域を通過する時間を短縮し、騒音や振動を抑制可能なモータ制御装置を提供することを目的とする。続いて、この目的を達成するための具体的なモータ制御装置の構成について、実施形態毎に説明する。
【００２３】
以下の実施形態は大きく、エンジン共振域への進入を回避するためにエンジンの回転速度を監視する第１〜第３実施形態と、エンジンの振動周波数を監視する第４実施形態とに分かれる。各実施形態のモータ制御装置の符号として、「３０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。
【００２４】
（第１実施形態）
第１実施形態について、図２〜図５を参照して説明する。そのうち図４以外は、第２、第３実施形態にも共通に参照される。図２の制御ブロック図には、第１、第２、第３実施形態のモータ制御装置３０１、３０２、３０３の構成を選択的に併記する。つまり、速度判定部４０に入力される一点鎖線、二点鎖線又は破線の信号部分が選択的な構成である。その他の実線部分は共通の構成である。
【００２５】
モータ制御装置３０１、３０２、３０３は、共通の構成として、主にトルク指令部３１、電流指令演算部３２、電圧指令演算部３３、駆動信号生成部３４、速度判定部４０等を含む。ここでは、交流モータ制御において一般的に用いられるベクトル制御の構成を説明する。本実施形態でのモータ制御はエンジン始動時のトルク供給のみを目的とするため、精密な制御や指令値変更に対する高応答性等は基本的に要求されない。
【００２６】
トルク指令部３１は、モータ８０の出力トルクを指令する。言い換えれば、トルク指令部３１は、モータ制御装置３０１の制御目標値であるトルク指令Ｔｒｑ*を出力する。以下、エンジン始動時におけるエンジン回転方向のトルクを正とし、エンジン回転方向とは逆方向のトルクを負と定義する。後述のように、本実施形態のトルク指令部３１は、速度判定部４０による判定結果に応じて、エンジン始動時におけるトルク指令Ｔｒｑ*を増加又は減少させる。
【００２７】
電流指令演算部３２は、トルク指令Ｔｒｑ*に基づきｄｑ軸電流指令Ｉｄ*、Ｉｑ*を演算する。電圧指令演算部３３は、ｄｑ軸電流指令Ｉｄ*、Ｉｑ*に基づきｄｑ軸電流指令Ｖｄ*、Ｖｑ*を演算する。図２の例では、電圧指令演算部３３は、電圧方程式を用いたフィードフォワード（図中「ＦＦ」）制御により電圧指令を演算する。その場合、電圧指令演算部３３は、原則としてモータ回転速度ωの情報を速度判定部４０から取得する。
【００２８】
駆動信号生成部３４は、ｄｑ軸電流指令Ｖｄ*、Ｖｑ*から変換された三相電圧指令に基づき、例えばＰＷＭ制御によりインバータ６０をスイッチング動作させる駆動信号を生成する。駆動信号に基づいてインバータ６０が動作し、出力電圧をモータ８０に供給することで、モータ８０はトルク指令Ｔｒｑ*に応じたトルクを出力する。
【００２９】
速度判定部４０は、エンジン始動時に、実施形態によって、センサからモータ回転速度ωの検出値を取得し、或いは、入力パラメータに基づいてモータ回転速度ωを推定する。そして、速度判定部４０は、モータ回転速度ωの検出値又は推定値に速度比ｋを乗じてエンジン回転速度Ｖｅに換算し、後述する待機速度領域と比較する。その結果に基づいて、トルク指令部３１は、トルク指令Ｔｒｑ*を調整する。
【００３０】
続いて、一点鎖線で示す第１実施形態に特有の構成について説明する。第１実施形態のモータ制御装置３０１は、モータ８０の回転角センサ、又は、速度もしくは加速度センサを備えていない。そのため、速度判定部４０は、モータ８０の回転角、回転速度または加速度以外のパラメータの検出値に基づいてモータ回転速度ωを推定する。例えば以下の周知技術による推定方法が挙げられる。実際には、以下のうち少なくとも一つの例におけるセンサが設けられればよい。
【００３１】
＜１＞相電流センサ７１及び相電圧センサ７２により、相電流及び相電圧が検出され、位置センサレス制御の拡張誘起電圧が演算される。拡張誘起電圧から算出される軸ずれに基づいて磁極位置の変化率として回転速度ωが推定される。
【００３２】
＜２＞相電流センサ７１及び相電圧センサ７２により相電流及び相電圧が経時的に検出され、それらの位相差による力率角に基づき、電気１周期が推定され、電気１周期から回転速度ωが推定される。
【００３３】
＜３＞相電圧センサ７２により相電圧が経時的に検出され、ゼロクロスタイミングの間隔から電気１周期が推定され、電気１周期から回転速度ωが推定される。または、中性点電圧センサ７３により中性点電圧が経時的に検出され、ゼロクロスタイミングの間隔から電気１周期が推定され、電気１周期から回転速度ωが推定される。
【００３４】
次に図３を参照し、モータ制御装置３０１による、エンジン始動時のエンジン回転速度Ｖｅの制御処理（以下、「速度制御処理」）を説明する。第２、第３実施形態のモータ制御装置３０２、３０３も同様である。エンジン回転速度Ｖｅが下限ｒｅｓ＿Ｌから上限ｒｅｓ＿Ｈまでの領域は共振域であり、騒音や振動が発生する。この共振域は、製造時のシステム構造等に基づいて固定値として設定されてもよく、温度特性等により可変に設定されてもよい。或いは、実際に発生した振動を学習し、都度設定されるようにしてもよい。
【００３５】
また、エンジン共振域の下限ｒｅｓ＿Ｌ以下に「待機速度領域」が設定される。待機速度領域の上限ｗｔｇ＿Ｈは、エンジン共振域の下限ｒｅｓ＿Ｌに対し、わずかなマージンを挟んで可及的に近く設定されることが好ましい。
【００３６】
時刻ｔ０の初期状態において、モータ８０及びエンジン９０はクラッチ、ギア、ベルト等の伝達手段により接続され、トルク伝達可能な状態になっている。時刻ｔ０以降、モータ８０がトルクを供給することにより、エンジン９０はモータ８０に「連れ回り」する。つまり、モータ回転速度ωに速度比を乗じた値は、実際のエンジン回転速度Ｖｅに一致する。こうしてエンジン回転速度Ｖｅは０から次第に増加し、時刻ｔ１に待機速度領域の下限ｗｔｇ＿Ｌを超える。このとき、エンジン９０は着火前である。
【００３７】
時刻ｔ１からエンジン着火時まで、モータ制御装置３０１は、エンジン回転速度Ｖｅを監視し、エンジン回転速度Ｖｅを待機速度領域に維持するようにモータ出力を制御する。具体的には、トルク指令部３１がトルク指令Ｔｒｑ*（以下、記号を省略する）を操作することでモータ出力を制御する。すなわち、時刻ｔ２にエンジン回転速度Ｖｅが待機速度領域の上限ｗｔｇ＿Ｈまで上昇したとき、トルク指令部３１はトルク指令を減少させてモータ８０を減速させ、エンジン回転速度Ｖｅを低下させる。次に時刻ｔ３にエンジン回転速度Ｖｅが待機速度領域の下限ｗｔｇ＿Ｌまで下降したとき、トルク指令部３１は再びトルク指令を増加させてモータ８０を加速させ、エンジン回転速度Ｖｅを上昇させる。
【００３８】
トルク指令を減少させる方法には、図３中に＜＃１＞、＜＃２＞、＜＃３＞で示す以下のパターンが含まれる。＜＃１＞正のトルク指令の絶対値を減少させる。＜＃２＞トルク指令を０にする、すなわちトルクの印加を停止する。＜＃３＞トルク指令を負にする、すなわち逆方向のトルクを印加する。また、これに対応して、トルク指令を増加させる方法には以下のパターンが含まれる。＜＃１＞正のトルク指令の絶対値を元の値まで増加させる。＜＃２＞トルク指令を０から正の値に戻す。＜＃３＞トルク指令を負から正の値に戻す。
【００３９】
その後、時刻ｔ４には時刻ｔ２と同様の処理がなされ、時刻ｔ５には時刻ｔ３と同様の処理がなされる。制御の応答遅れが無ければ、エンジン回転速度Ｖｅは、待機速度領域の上限ｗｔｇ＿Ｈと下限ｗｔｇ＿Ｌとの間で上昇と低下とを繰り返すことになる。ただし、実際には応答遅れにより、多少のオーバーシュートやアンダーシュートが発生する可能性がある。
【００４０】
そして、時刻ｔ６にエンジン９０が着火される。この着火タイミングは、モータ制御装置３０１にとっては「成り行き」である。着火によりエンジン回転速度Ｖｅは急激に上昇し、エンジン共振域を一気に短時間で通過する。それとともに、モータ制御装置３０１による速度制御処理は終了する。これ以後、モータ８０とエンジン９０との接続が継続される場合、逆に、モータ８０がエンジン９０に連れ回りすることとなる。或いは、着火後、モータ８０とエンジン９０との接続が解除されてもよい。
【００４１】
第１実施形態によるエンジン始動時の速度制御処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。以下のフローチャートの説明で記号Ｓはステップを意味する。また、場合によって省略可能なステップは、枠を破線で示す。この速度制御処理は、図３の時刻ｔ１から時刻ｔ６まで、すなわちエンジン回転速度Ｖｅが初めて待機速度領域に入ってからエンジンが着火するまでの期間にわたって繰り返し実行される。図４のＳ１１〜Ｓ１６は速度判定部４０による処理であり、Ｓ１７〜Ｓ１９はトルク指令部３１による処理である。
【００４２】
速度判定部４０は、Ｓ１１でモータ８０に通電される相電流及び相電圧、又は、相電圧もしくは中性点電圧等の検出値を取得し、Ｓ１２でそれらに基づいてモータ回転速度ωを推定する。また、速度判定部４０は、センサの分解能が低く、サンプリング周期Δｔが制御演算周期に対して比較的長い場合等に、必要に応じてＳ１３で速度補間を行う。
【００４３】
速度補間について図５を参照する。横軸のｔ（ｎ）、ｔ（ｎ＋１）、ｔ（ｎ＋２）、ｔ（ｎ＋３）はサンプリングタイミングを示し、Δｔはサンプリング周期を示す。あるサンプリングタイミングｔ（ｎ）に取得された速度ｖ（ｎ）は、次のサンプリングタイミングｔ（ｎ＋１）まで保持される。こうして速度ｖは、サンプリングタイミング毎にステップ状に変化する。
【００４４】
例えばサンプリングタイミングｔ（ｎ＋１）からｔ（ｎ＋２）までの区間の加速度α（ｎ＋１）は、前回の速度ｖ（ｎ）と今回の速度ｖ（ｎ＋１）との差分に基づき、式（２）で算出される。
α（ｎ＋１）＝｛ｖ（ｎ＋１）−ｖ（ｎ）｝／Δｔ  ・・・（２）
【００４５】
サンプリングタイミングｔ（ｎ＋１）からｔ（ｎ＋２）までの間の時刻ｘにおける速度ｖ（ｘ）は式（３）で算出される。
ｖ（ｘ）＝ｖ（ｎ＋１）＋α（ｎ＋１）×（ｘ−ｔ（ｎ＋１））  ・・・（３）
【００４６】
このように速度補間を行うことで、分解能が低い安価なセンサを用いる場合でも、速度判定部４０は速度制御処理を適切に実行することができる。その後、速度判定部４０は、Ｓ１４でモータ回転速度ωをエンジン回転速度Ｖｅに換算する。なお、速度比が１の場合にはＳ１４を省略可能である。
【００４７】
速度判定部４０は、Ｓ１５でエンジン回転速度Ｖｅが待機速度領域の上限以上であるか判断し、Ｓ１５でＹＥＳの場合、トルク指令部３１はＳ１７でトルク指令を減少させる。Ｓ１５でＮＯの場合、速度判定部４０は、Ｓ１６でエンジン回転速度Ｖｅが待機速度領域の下限以下であるか判断し、Ｓ１６でＹＥＳの場合、トルク指令部３１はＳ１８でトルク指令を増加させる。Ｓ１７、Ｓ１８の「トルク指令減少」、「トルク指令増加」には、図３に示した＜＃１＞、＜＃２＞、＜＃３＞の各パターンが含まれる。
【００４８】
Ｓ１６でＮＯの場合、エンジン回転速度Ｖｅは待機速度領域内にあるため、トルク指令部３１はＳ１９で、トルク指令の現在値を維持する。この速度制御処理により、エンジン回転速度Ｖｅは、待機速度領域に維持される。
【００４９】
このように第１実施形態では、モータ８０のトルク指令の操作により、エンジン着火前にエンジン回転速度Ｖｅが共振域に進入しないように制御する。そして、エンジン着火に伴うエンジン回転速度Ｖｅの急上昇を利用して共振域を短時間で通過させることにより、エンジン始動時における騒音や振動を好適に抑制し静粛化する。特許文献１の従来技術のようにステータ及びモータを連係させて共振域を短時間で通過させる技術ではないため、高出力のモータを用いる必要がない。したがって、低出力で小型のモータを用いることができる。
【００５０】
また、エンジン回転速度Ｖｅが共振域に進入しないようにするための制御は、エンジン回転速度Ｖｅをフィードバックして待機速度領域の上下限に達したことを監視し、トルク指令の増減を繰り返すことにより実現する。したがって、制御系を単純にすることができる。特にエンジン始動時のトルク供給専用のモータ８０が用いられる場合、制御系を単純にすることが有効である。
【００５１】
第１実施形態では、電圧、電流等のパラメータに基づいてモータ回転速度ωを推定するため、回転角センサや速度センサを備える必要がなく、システムを小型化することができる。さらに、電圧、電流等のパラメータを検出するセンサについても、サンプリングタイミング間の速度を線形補間により算出することで、高分解能のセンサを用いず、低分解能の安価なセンサを用いることができる。
【００５２】
（第２実施形態）
第２実施形態について、図２及び図６を参照して説明する。図２において第２実施形態のモータ制御装置３０２は、モータ８０の回転角θを検出するレゾルバ等の回転角センサ（又は位置センサ）８５が設けられる。なお、回転角θについて機械角と電気角とは適宜換算されるものとする。二点鎖線矢印で示すように、回転角θは、速度算出部４２で回転速度ωに時間微分され、速度判定部４０に取得される。
【００５３】
このように、回転角センサ値の変化から算出された回転速度ωを取得する場合を含め、「速度判定部４０は回転速度ωの検出値を取得する」と表す。なお、速度判定部４０は、回転角センサに代えて速度センサのセンサ値を直接取得してもよく、加速度センサのセンサ値が積分された回転速度ωを取得してもよい。
【００５４】
図６の速度制御処理は、図４のＳ１１、Ｓ１２に代えて、速度判定部４０がモータ回転速度ωの検出値を取得するＳ２１を実行する点のみが異なる。Ｓ１３の速度補間は、回転角センサ値のサンプリング周期Δｔが制御演算周期に対して比較的長い場合等に、必要に応じて実行される。例えば三相座標とｄｑ座標との座標変換を行うモータ制御装置では電気角θの情報が必要であるため、一般に回転角センサ８５が設けられる。そのようなシステムでは速度判定部４０が回転速度ωの検出値を取得することで、推定演算負荷を低減することができる。
【００５５】
（第３実施形態）
第３実施形態について、図２及び図７を参照して説明する。図２において第３実施形態のモータ制御装置３０３は、モータ８０側に何のセンサも設けられない。その代わり速度判定部４０は、エンジンクランク角速度センサ９１のセンサ値を、破線矢印で示すＣＡＮ等の通信経路を介してエンジン制御装置９５から取得する。「エンジンクランク角速度センサのセンサ値」には、「エンジンクランク角センサのセンサ値を微分した値」が含まれる。このように第３実施形態では、速度判定部４０はエンジン回転速度Ｖｅを取得する。
【００５６】
図７の速度制御処理は、図４のＳ１１、Ｓ１２に代えて、速度判定部４０がエンジン回転速度Ｖｅの検出値を取得するＳ３１を実行する点、及び、Ｓ１４の換算ステップが無い点が異なる。Ｓ１３の速度補間は、エンジンクランク角速度センサ値のサンプリング周期Δｔが制御演算周期に対して比較的長い場合等に、必要に応じて実行される。第３実施形態では、モータ８０側に各種センサが不要であるため、システムを小型化することができる。
【００５７】
（第４実施形態）
第４実施形態について、図８〜図１０を参照して説明する。上記の第１〜第３実施形態ではエンジン回転速度Ｖｅを監視してエンジン共振域への進入を回避したのに対し、第４実施形態ではエンジン振動を監視することで、エンジン着火前のエンジン共振域への進入を回避する。
【００５８】
図８の制御ブロック図において、第４実施形態のモータ制御装置３０４は、図２と同様のモータ駆動構成に加え、振動判定部５０を備える。振動判定部５０は、ノックセンサ９２等のエンジン付随センサによるエンジン振動周波数ｆｅを反映したセンサ値を、ＣＡＮ等の通信経路を介してエンジン制御装置９５から取得する。
【００５９】
図９のタイムチャートは、図３の縦軸のエンジン回転速度Ｖｅをエンジン振動周波数ｆｅに置き換えたものである。エンジン振動周波数ｆｅが特定の共振周波数に該当する領域がエンジン共振域となり、エンジン共振域の下限ｒｅｓ＿Ｌより少し低周波数側に「待機振動領域」が設定される。
【００６０】
図９における時刻ｔ０〜ｔ６の意味は、図３とほぼ同様である。第４実施形態のモータ制御装置３０４は、エンジン振動周波数ｆｅが待機振動領域に入った時刻ｔ１から、エンジン着火に伴ってエンジン振動周波数ｆｅが上昇開始する時刻ｔ６まで、エンジン振動周波数ｆｅを待機振動領域に維持するようにモータ出力を制御する。
【００６１】
図１０のフローチャートのＳ４１〜Ｓ４６は振動判定部５０による処理であり、Ｓ１７〜Ｓ１９は図４等と同様にトルク指令部３１による処理である。振動判定部５０は、Ｓ４１でノックセンサ値を取得し、Ｓ４４で振動周波数ｆｅを算出する。振動判定部５０は、Ｓ４５で振動周波数ｆｅが待機振動領域の上限以上であるか判断し、Ｓ４５でＹＥＳの場合、トルク指令部３１はＳ１７でトルク指令を減少させる。Ｓ４５でＮＯの場合、振動判定部５０は、Ｓ４６で振動周波数ｆｅが待機振動領域の下限以下であるか判断し、Ｓ４６でＹＥＳの場合、トルク指令部３１はＳ１８でトルク指令を増加させる。Ｓ４６でＮＯの場合、トルク指令部３１はＳ１９でトルク指令の現在値を維持する。
【００６２】
このように第４実施形態では、エンジン着火前にエンジン振動周波数ｆｅがエンジン共振域に進入することが回避される。これにより、第１〜第３実施形態と同様に、高出力のモータ８０を用いることなく、エンジン始動時における騒音や振動を好適に抑制することができる。また、モータ８０側には各種センサが不要であるため、システムを小型化することができる。
【００６３】
（その他の実施形態）
（ａ）上記第１、第２実施形態では、エンジン回転速度Ｖを基準として待機速度領域が設定され、速度判定部４０は、速度比が１でない場合、モータ回転速度ωをエンジン回転速度Ｖｅに換算してから、待機速度領域と比較している。その他の形態では、速度判定部４０は、モータ回転速度ωを基準として換算した待機速度領域を記憶し、検出又は推定されたモータ回転速度ωを直接、待機速度領域と比較してもよい。
【００６４】
（ｂ）上記実施形態では、モータ制御装置３０のトルク指令部３１がトルク指令を操作することでモータ出力を制御する。その他、外部からモータ出力軸にブレーキトルクを印加又は解除したり、エンジン以外に調整用の負荷を追加又は除去したりすることでモータ出力を制御してもよい。
【００６５】
（ｃ）上記第１実施形態では、速度判定部４０は、電圧または電流の検出値によりモータ回転速度ωを推定する。その他、速度判定部４０は、モータの動作に関連する磁束等のパラメータからモータ回転速度ωを推定してもよい。
【００６６】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  ・・・バッテリ（電源）、
３０１−３０４・・・モータ制御装置、
３１  ・・・トルク指令部、
４０  ・・・速度判定部、
５０  ・・・振動判定部、
６０  ・・・インバータ（電力変換装置）、
８０  ・・・モータ、
９０  ・・・エンジン。
【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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