(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、ギヤを介して接続された前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、を備えるハイブリッド車両の制御方法において、
前記発電機への回転数指令値と前記発電機の回転数検出値とに基づいて、前記発電機の回転数を制御するためのトルク指令値を算出する回転数制御用トルク算出工程と、
前記トルク指令値に従って前記発電機を制御する発電機制御工程と、を含み、
前記回転数制御用トルク算出工程では、
モデルマッチング補償器を用いて、前記回転数検出値にローパスフィルタによるフィルタリング処理を施して得た値と前記回転数指令値とに基づいて、前記発電機のトルク応答を予め設定した規範応答に一致させる基本トルク指令値を算出し、
前記エンジンと前期ギヤを介して接続された前記発電機の動力伝達系を模した制御対象モデルの逆系と外乱オブザーバフィルタとからなる伝達関数を含む外乱オブザーバを用いて、前記回転数検出値に基づいて、前記動力伝達系に入力される外乱トルクを算出し、
前記基本トルク指令値と前記外乱トルクとに基づいて前記トルク指令値を算出し、
前記外乱オブザーバフィルタの分母多項式の次数から分子多項式の次数を減じた次数は、前記伝達関数の分母多項式の次数から分子多項式の次数を減じた次数が１以上となるように設定される、
ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記モデルマッチング補償器が備える前記ローパスフィルタの時定数と、前記外乱オブザーバが備える前記外乱オブザーバフィルタの時定数は、
ボード線図において、前記モデルマッチング補償器の入出力を発電機回転数とした場合の高周波側のゲインと、前記外乱オブザーバの入出力を発電機回転数とした場合の高周波側のゲインとが等しくなるように設定される、
ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御方法において、
前記モデルマッチング補償器が備える前記ローパスフィルタの時定数と、前記外乱オブザーバが備える前記外乱オブザーバフィルタの時定数は、
ボード線図において、前記動力伝達系の慣性モーメントがモータイナーシャと等しい場合の回転数制御系における伝達特性の共振周波数が、前記エンジンの運転下限回転数におけるエンジン脈動周波数以下となるように設定される、
ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項４】
エンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電する発電機と、を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記発電機への回転数指令値と前記発電機の回転数検出値とに基づいて、前記発電機の回転数を制御するためのトルク指令値を算出する回転数制御用トルク算出手段と、
前記トルク指令値に従って前記発電機を制御する発電機制御手段と、を備え、
前記回転数制御用トルク算出手段は、
前記回転数検出値にローパスフィルタによるフィルタリング処理を施して得た値と前記回転数指令値とに基づいて、前記発電機のトルク応答を予め設定した規範応答に一致させる基本トルク指令値を算出するモデルマッチング補償器と、
前記エンジンとギヤを介して接続された前記発電機の動力伝達系を模した制御対象モデルの逆系と外乱オブザーバフィルタとからなる伝達関数を用いて、前記回転数検出値に基づいて、前記動力伝達系に入力される外乱トルクを算出する外乱オブザーバと、
前記基本トルク指令値と前記外乱トルクとに基づいて前記トルク指令値を算出する算出器と、を有し、
前記外乱オブザーバフィルタの分母多項式の次数から分子多項式の次数を減じた次数は、前記伝達関数の分母多項式の次数から分子多項式の次数を減じた次数が１以上となるように設定される、
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方法およびハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータとエンジンとを駆動力源とする車両において、エンジンの動作中にモータトルクがゼロＮｍを跨ぐ際、ギヤ同士が衝突することによるガタ打ち音（ガラ音）が発生する。ＪＰ２００９−２９８２６６Ａの技術では、モータトルクがゼロＮｍ付近の所定の領域に属する場合に、目標エンジン回転数を上げることで、ガラ音を低減する。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、ガラ音を低減するためにエンジン回転数を上げるＪＰ２００９−２９８２６６Ａの技術では、エンジン騒音が大きくなってしまう課題がある。
【０００４】
ところで、上記課題は、モータとエンジンとがギヤを介して連結されていれば発生し得る。したがって、車両の駆動力源としてのエンジンではなく、発電機が発電するための動力源としてのエンジンを備えた車両においても上記と共通の課題がある。
【０００５】
また、エンジンと発電機との間で伝達されるトルクが比較的小さい場合には、エンジン回転中のピストン運動によるトルク脈動によって、エンジンと発電機との間で動力を伝達するギヤ同士が衝突することによるガラ音が発生する。例えば、発電機の動力を用いてエンジンをクランキングさせる等のモータリング状態では、エンジントルクがフリクションのみとなり、トルク脈動の影響を受けやすくなるのでガラ音が発生しやすくなる。しかしながら、モータリング状態ではエンジンによるトルク制御ができないため、エンジンを用いてガラ音を低減することは出来ない。
【０００６】
本発明は、エンジン回転数を上げる必要なく、発電機の回転数制御によってガラ音を回避する技術を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の一態様によれば、エンジンと、ギヤを介して接続されたエンジンからの動力を用いて発電する発電機と、を備えるハイブリッド車両の制御方法において、発電機への回転数指令値と発電機の回転数検出値とに基づいて、発電機の回転数を制御するためのトルク指令値を算出する回転数制御用トルク算出工程と、トルク指令値に従って発電機を制御する発電機制御工程と、を含む。回転数制御用トルク算出工程では、モデルマッチング補償器を用いて、回転数検出値にローパスフィルタによるフィルタリング処理を施して得た値と回転数指令値とに基づいて、発電機のトルク応答を予め設定した規範応答に一致させる基本トルク指令値を算出する。また、エンジンとギヤを介して接続された発電機の動力伝達系を模した制御対象モデルの逆系と外乱オブザーバフィルタとからなる伝達関数を含む外乱オブザーバを用いて、回転数検出値に基づいて、動力伝達系に入力される外乱トルクを算出する。さらに、基本トルク指令値と外乱トルクとに基づいて前記トルク指令値を算出する。そして、外乱オブザーバフィルタの分母多項式の次数から分子多項式の次数を減じた次数は、伝達関数の分母多項式の次数から分子多項式の次数を減じた次数が１以上となるように設定される。
【０００８】
本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態のハイブリッド車両の制御装置を適用した車両のシステム構成図である。
【図２】図２は、発電機コントローラの制御ブロック図である。
【図３】図３は、回転数制御器のブロック図である。
【図４】図４は、従来の回転数制御のボード線図である。
【図５】図５は、従来の回転数制御の制御結果を示した時系列波形図である。
【図６】図６は、一実施形態の回転数制御のボード線図である。
【図７】図７は、一実施形態の回転数制御の制御結果を示した時系列波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
−実施形態−
図１は、本発明の一実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置を適用したハイブリッド車両のシステム構成を示すブロック図である。図１では、発電用のモータ（以下、発電機１という）と、駆動用のモータ（以下駆動モータ６という）とを搭載したシリーズ方式のハイブリッド車両に適用した構成例を示している。図で示すとおり、本実施形態のハイブリッド車両は、発電機１、エンジン２、ギヤ８、発電機インバータ３、バッテリ４、駆動インバータ５、駆動モータ６、減速機７、エンジンコントローラ９、バッテリコントローラ１０、駆動モータコントローラ１１、システムコントローラ１２、発電制御部１３、および、発電機コントローラ１４を備える。
【００１１】
エンジン２は、ギヤ８を介して発電機１と接続されており、発電機１が発電するための動力を発電機１へ伝達する。なお、本実施形態のハイブリッド車両の制御装置が適用される車両はシリーズ方式である為、エンジン２は、発電機１を回転駆動させるための駆動源としてのみ用いられる。
【００１２】
発電機１は、エンジン２からの動力によって回転することにより発電する。また、発電機１は、エンジン２の始動時には、発電機１の動力を用いてエンジン２をクランキングさせることや、エンジン２を発電機１の動力を用いて力行回転させることにより電力を消費するモータリングも行う。
【００１３】
発電機インバータ３は、発電機１、バッテリ４、および駆動インバータ５に接続されており、発電機１が発電する交流の電力を直流の電力に変換する。また、発電機インバータ３は、バッテリ４から供給される直流の電力を交流の電力に変換して、発電機１に供給する。
【００１４】
駆動インバータ５は、バッテリ４または発電機インバータ３から供給される直流の電力を交流の電力に変換して、駆動モータ６に供給する。また、駆動インバータ５は、駆動モータ６で回生発電された交流の電力を直流の電力に変換して、バッテリ４に供給する。
【００１５】
駆動モータ６は、駆動インバータ５から供給される交流電流により駆動力を発生し、減速機７を通して駆動輪に駆動力を伝達する。また、車両の減速時やコーストと走行中等に駆動輪に連れ回されて回転するときに、回生駆動力を発生させることで、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００１６】
エンジンコントローラ９は、エンジントルクがシステムコントローラ１２からのエンジントルク指令値と一致するように、スロットルアクチュエータによる吸入空気量と、インジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期とをエンジン２の回転数や温度などの状態信号に応じて調整する。
【００１７】
バッテリコントローラ１０は、バッテリ４へ充放電される電流や電圧に基づいて充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を計測し、計測した情報をシステムコントローラ１２へ送信する。また、バッテリ４の温度、内部抵抗、およびＳＯＣに応じて、バッテリ４の入力可能電力と出力可能電力を演算して、算出した値をシステムコントローラ１２へ送信する。
【００１８】
駆動モータコントローラ１１は、駆動モータトルクがシステムコントローラ１２からのモータトルク指令値を達成するように、駆動モータ６の回転数や電圧などの状態に応じて、駆動インバータ５をスイッチング制御する。
【００１９】
システムコントローラ１２は、アクセル開度、車速、および路面勾配などの車両状態や、バッテリコントローラ１０からのＳＯＣ情報、入力可能電力、出力可能電力、発電機１の発電電力などの情報に応じて、駆動モータ６へのモータトルク指令値を演算する。また、発電機１から、バッテリ４或いは駆動モータ６へ供給するための目標発電電力を演算する。
【００２０】
システムコントローラ１２内の発電制御部１３では、目標発電電力を実現するために、エンジンコントローラ９へのエンジントルク指令値、および、発電機コントローラ１４への発電機に対する回転数指令値ωG*を演算する。
【００２１】
発電機コントローラ１４は、発電機回転数がシステムコントローラ１２からの発電機回転数指令値と一致するように、発電機１の回転数検出値や電圧などの状態に応じて、発電機インバータ３をスイッチング制御する。
【００２２】
図２は、発電機コントローラ１４が実行する発電機インバータ３に対するスイッチング制御を説明する制御ブロック図である。
【００２３】
発電機コントローラ１４は、回転数制御器２０と、電流指令値演算器２１と、電流制御器２２と、非干渉化制御器２３と、三相二相電流変換器２４と、二相三相電圧変換器２５と、から構成される。
【００２４】
回転数制御器２０は、システムコントローラ１２からの回転数指令値ωＧ＊と、発電機１の回転数検出値ωGとに基づいて、発電機１の回転数を制御するためのトルク指令値Ｔ*を演算する。回転数検出値ωGは、発電機１に備え付けられた回転数検出装置（例えば、レゾルバやエンコーダ等）により検出される。
【００２５】
電流指令値演算器２１は、トルク指令値Ｔ*と、回転数検出値ωGと、バッテリ４のバッテリ電圧Ｖｄｃとに基づいて、ｄ軸電流指令値ｉｄ*、および、ｑ軸電流指令値ｉｑ*を演算する。なお、トルク指令値、発電機回転数、及び、直流電圧値と、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値との関係を定めたテーブルを予め用意しておいて、このテーブルを参照することにより、ｄ軸電流目標値ｉｄ*及びｑ軸電流目標値ｉｑ*を求めてもよい。
【００２６】
電流制御器２２は、ｄ軸、ｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*と、三相二相電流変換器２４が算出するｄ軸、ｑ軸電流ｉｄ、ｉｑと、回転数検出値ωＧとに基づいて、ｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。
【００２７】
非干渉化制御器２３は、ｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*に対して、ｄ−ｑ直交座標軸間の干渉電圧を相殺するために必要な非干渉化制御電圧をｄ軸、ｑ軸電流ｉｄ、ｉｑに基づいて演算する。
【００２８】
三相二相電流変換器２４は、発電機インバータ３から発電機１に供給される三相交流電流のうち、少なくとも２相の電流（例えば、Ｕ相電流ｉu、Ｖ相電流ｉv）に基づいて、ｄ軸、ｑ軸電流ｉｄ、ｉｑを演算する。
【００２９】
二相三相電圧変換器２５は、非干渉化制御電圧が加味された最終電圧指令値ｖ'ｄ*、ｖ'ｑ*に基づいて座標変換処理を行うことによって、ＵＶＷ各相の三相電圧指令値Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*を演算する。
【００３０】
そして、発電機インバータ３は、各相ごとに２対のスイッチング素子（例えばＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等のパワー半導体素子）を備え、発電機コントローラ１４によって生成される三相電圧指令値Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*に応じてスイッチング素子をオン／オフすることにより、バッテリ４から供給される直流の電力を交流電圧ｖu、ｖv、ｖwに変換し、発電機１に供給する。
【００３１】
次に、本実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置による回転数制御系の詳細を説明する。
【００３２】
図３は、本実施形態における回転数制御系を説明する図であって、主に回転数制御器２０（図２参照）の詳細を示すブロック図である。回転数制御器２０は、モデルマッチング補償器３０１と、外乱オブザーバ３０２と、減算器３０３とから構成される。
【００３３】
回転数制御器２０は、回転数指令値ωG*と、回転数検出値ωGを入力として、トルク指令値Ｔ*を出力する。トルク指令値Ｔ*は、電流指令値演算器２１において、物理的な遅れ要素である発電機１のトルク応答遅れ４０（Ｇact（ｓ））が考慮されたトルクＴとなって、制御対象４１（Ｇp（ｓ））に伝えられる。なお、本発明においては、回転数指令値ωG*から、制御対象ＧpにトルクＴが入力され、発電機１が回転数ωGに制御されるまでを回転数制御系と定義する。また、エンジン２とギヤ８を介して接続された発電機１の動力伝達系を制御対象と定義する。
【００３４】
電流指令値演算器２１においてトルク指令値Ｔ＊に加味されるトルク応答遅れＧact（ｓ）は次式で表される。
【００３５】
【数１】
0006607313.tif 000002
【００３６】
ただし、ｓはラプラス演算子、Ｔactは、トルク応答遅れの時定数である。
【００３７】
制御対象Ｇp（ｓ）は、トルクＴが入力されて、回転数ωＧを出力する。制御対象Ｇp（ｓ）は次式で表される。
【００３８】
【数２】
0006607313.tif 000003
【００３９】
ただし、Ｊ、Ｃは制御対象の状態を表すパラメータであって、Ｊは、発電機１の回転軸に換算した、発電機１と、エンジン２と、発電機１とエンジン２との間に介在するギヤ８の合計イナーシャ（慣性モーメント）である。Ｃは、粘性摩擦係数である。
【００４０】
モデルマッチング補償器３０１は、ゲイン３１（Ｋgc）、ゲイン３３（Ｋcp）、モデルマッチング補償器フィルタ３４（ＨMM（ｓ））、および、減算器３２を備える。そして、モデルマッチング補償器３０１は、回転数指令値ωG*にゲインＫgcを乗じた値と、回転数検出値ωGにモデルマッチング補償器フィルタＨMM（ｓ）によるフィルタリング処理を施した値との差分にゲインＫcpを乗じた値を、基本トルク指令値として出力する。
【００４１】
ゲインＫgcおよびゲインＫcpは、制御対象Ｇp（ｓ）に入力されたトルクＴに対する回転数ωＧの応答が、設計者が設定した規範応答となるように、次式（３）のように設定される。
【００４２】
【数３】
0006607313.tif 000004
【００４３】
ただし、Ｔmは、規範応答の時定数である。Ｊ'は、発電機軸に換算した発電機１とギヤ８とエンジン２の合計イナーシャの設計値あるいは測定値である。Ｃ'は、粘性摩擦係数の設計値である。すなわち、Ｊ'およびＣ'は、実際の制御対象と等しくなるように設定される。
【００４４】
モデルマッチング補償器フィルタＨMM（ｓ）は、一次のローパスフィルタであり、次式で表される。
【００４５】
【数４】
0006607313.tif 000005
【００４６】
ただし、ＴMMは、モデルマッチング補償器フィルタＨMM（ｓ）の時定数である。
【００４７】
時定数ＴMMは、回転数検出値をなましてフィードバックさせるために設定される。これにより、ギヤ８のガタやエンジン２のトルク脈動による回転数変動をそのままフィードバックすることで、フィードバック前後のそれら振動成分が共振してしまい、ガラ音が助長されてしまうことを回避することができる。
【００４８】
外乱オブザーバ３０２は、回転数制御系に入力される外乱ｄを推定して、それを打ち消すために設けられる。外乱オブザーバ３０２は、回転数検出遅れ３５、トルク応答遅れ３６（Ｇact（ｓ））、制御対象モデルＧp'（ｓ）、減算器３８、および、制御対象モデルＧp'（ｓ）の逆系と外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）とから構成される伝達関数３９（Ｈd（ｓ）／Ｇp'（ｓ））を備える。
【００４９】
回転数検出遅れ３５は、むだ時間として扱われ、発電機１の回転数の検出遅れ時間だけ、処理を遅らせる処理を行う。
【００５０】
制御対象モデルＧp'（ｓ）は、実際の制御対象と等しくなるように構成されたモデルである。制御対象モデルＧp'（ｓ）は次式で表される。
【００５１】
【数５】
0006607313.tif 000006
【００５２】
ただし、Ｊ'は、発電機軸に換算した発電機１と、エンジン２と、発電機１とエンジン２との間に介在するギヤ８の合計イナーシャの設計値あるいは測定値である。Ｃ'は、粘性摩擦係数の設計値である。すなわち、Ｊ'およびＣ'は、実際の制御対象と等しくなるように設定される。
【００５３】
外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）は、２次のローパスフィルタであって、制御対象モデルＧp'（ｓ）の逆系をプロパーにするために設けられる。外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）は次式で表される。
【００５４】
【数６】
0006607313.tif 000007
【００５５】
ただし、Ｔdは、外乱オブザーバフィルタの時定数である。また、本発明におけるプロパーとは、分母次数と分子次数との相対次数が０以上、すなわち、分母次数≧分子次数と定義する。
【００５６】
外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）が式（６）のように構成されると、制御対象モデルＧp'（ｓ）の逆系と、外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）とから構成される伝達関数Ｈd（ｓ）／Ｇp'（ｓ）は次式のとおりとなる。
【００５７】
【数７】
0006607313.tif 000008
【００５８】
これにより、伝達関数Ｈd（ｓ）／Ｇp'（ｓ）は、分子多項式の次数（分子次数）よりも分母多項式の次数（分母次数）の方が高くなり、伝達関数Ｈd（ｓ）／Ｇp'（ｓ）の分母次数は、プロパーになるための最小次数より高くなる。すなわち、本実施形態の外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）は、伝達関数Ｈd（ｓ）／Ｇp'（ｓ）の相対次数（分母次数−分子次数）が１以上となるように設定される。結果として、伝達関数Ｈd（ｓ）／Ｇp'（ｓ）は、外乱オブザーバ３０２においてフィードバックされる回転数検出値の高周波側のゲインを下げることができる。
【００５９】
そして、減算器３０３は、モデルマッチング補償器３０１の出力である基本トルク指令値から外乱オブザーバ３０２の出力である外乱トルクＴ_ｄを減算して、トルク指令値Ｔ＊を出力する。
【００６０】
これにより、発電機１の回転数制御において、回転数検出値をフィードバックしてもガラ音を助長させることなく低減することができる。したがって、エンジン２のトルクを要さずに発電機１の回転数制御によってガラ音を回避することができ、従来のようにガラ音を回避するためにエンジンの回転数を上げる必要がないので、ガラ音を伴わないモータリングも可能となる。
【００６１】
次に、モデルマッチング補償器フィルタＨMM（ｓ）の時定数ＴＭＭと、外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）の時定数Ｔdの設定方法の詳細について説明する。
【００６２】
時定数ＴMMと、時定数Ｔdは、ボード線図で考えた場合に、入力を発電機１の回転数とし出力をトルク指令値Ｔ*とした場合のモデルマッチング補償器３０１の高周波側のゲインと、入力を発電機１の回転数とし出力をトルク指令値Ｔ*とした場合の外乱オブザーバ３０２の高周波側のゲインとが等しくなるように設定される。より具体的には、高周波側のゲインを一致させるためには、モデルマッチング補償器フィルタＨMM（ｓ）の時定数ＴMMと、外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）の時定数Ｔdを次式を満たすように設定すればよい。
【００６３】
【数８】
0006607313.tif 000009
【００６４】
時定数ＴMMと、時定数Ｔdとをこのように設定することにより、モデルマッチング補償器フィルタＨMM（ｓ）と、外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）のフィルタ定数を個別に設定しても、ガラ音の原因となる高周波側の伝達特性は一意に決まるので、各フィルタを容易に適合することができる。
【００６５】
ここで、図３の回転数指令値ωG*ではからトルクＴまでの伝達関数において、後述するガラ音対策をしていない回転数制御に係る問題点について、図４を参照して説明する。図４は、従来の回転数制御に係る周波数応答のボード線図である。
【００６６】
図４における実線は、発電機１と、エンジン２と、発電機１およびエンジン２を接続するギヤ８の合計イナーシャが、制御対象Ｇp（ｓ）のイナーシャＪと一致する場合（以下、不感帯区間以外の場合ともいう）の伝達関数の周波数応答である。他方、図４における破線は、ギヤのバックラッシュの影響でギヤの歯が離れたことで、制御対象Ｇp（ｓ）のイナーシャＪが、発電機１のイナーシャのみとなった場合（以下、不感帯区間の場合ともいう）の伝達関数の周波数特性である。なお、不感帯区間とは、ギヤ８のバックラッシュの影響により発電機１とエンジン２との間で動力が伝達されない区間のことをいう。
【００６７】
ここで、エンジンは、一般的にはアイドル回転数以上（例えば８００ｒｐｍ以上）で運転され、アイドル回転数以下の状態は、クランキング（モータリング状態）からエンジン始動が完了するまでの間に通り過ぎる。この際、エンジン２は、共振周波数を速やかに通り過ぎることで、共振による振動等が発生しないように運転される。例えば４サイクルエンジンの場合、ポンピングによるトルク脈動は、回転次数の半分の気筒数倍で発生する。この場合のアイドル回転時のトルク脈動周波数は、図４の図中に縦にひいた破線で示す周波数となる。
【００６８】
通常、発電機１の回転数制御は、図４の実線で示すように、不感帯区間以外（実線）における伝達関数の周波数応答がアイドル回転時に共振を持たないように設計される。しかしながら、従来の回転数制御では、不感帯区間（破線）において、共振する周波数（周波数応答のゲインがおおよそ０ｄＢ以上となる周波数）が、制御対象の合計イナーシャが小さく変化するのに応じて高周波側へ変化し、共振ゲインが高い周波数応答になってしまう。このため、従来の回転数制御では、アイドル回転でのエンジントルク脈動周波数以上の周波数で共振が発生してしまう。
【００６９】
図５は、図４に示した従来の回転数制御での、アイドル回転時のトルク、回転数、および、ギヤ振動の時系列波形を示す図である。図示するように、トルク脈動、および回転数変動が低減されておらず、また、ギヤ振動を示す波形が乱れており、ガラ音の原因となるギヤ同士の衝突が発生してしまっている。
【００７０】
このような問題を回避するため、本実施形態においては、モデルマッチング補償器フィルタＨMM（ｓ）の時定数ＴMMと、外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）の時定数Ｔdとを、ボード線図において、制御対象の動力伝達系の慣性モーメントがモータイナーシャと等しい場合の回転数制御系における伝達特性の共振特性が、エンジン２のアイドル回転数（運転下限回転数）におけるエンジン脈動周波数以下となるように設定される。
【００７１】
図６は、時定数ＴMMと時定数Ｔdとを上述のように設定した本実施形態の回転数制御における周波数応答のボード線図である。図４と同様に、図中の実線は不感帯区間以外における伝達関数の周波数応答を示し、破線は、不感帯区間における伝達関数の周波数応答を示す。
【００７２】
図示のとおり、本実施形態では、時定数ＴMMと時定数Ｔdとを上記の通りに調整することにより、不感帯区間において、共振する周波数がアイドル回転時のエンジントルク脈動周波数よりもより低周波側へ変化している。したがって、通常のエンジン運転領域での共振を回避することができるので、ガラ音の発生を回避することができる。
【００７３】
図７は、図６で示した本実施形態の回転数制御での、アイドル回転時のトルク、回転数、および、ギヤ振動の時系列波形を示す図である。図示のとおり、トルク脈動、および回転数変動が低減されており、ギヤ振動を示す波形を見ても、ガラ音の原因となるギヤ同士の衝突が発生していない。
【００７４】
以上、一実施形態のハイブリッド車両の制御装置は、エンジン２と、ギヤ８を介して接続されたエンジン２からの動力を用いて発電する発電機１と、を備えるハイブリッド車両の制御方法を実現する制御装置であって、発電機１への回転数指令値と発電機１の回転数検出値とに基づいて、発電機の回転数を制御するためのトルク指令値を算出する回転数制御用トルク算出手段と、トルク指令値に従って発電機を制御する発電機制御手段と、を含む。回転数制御用トルク算出手段は、モデルマッチング補償器３０１を用いて、回転数検出値にローパスフィルタ（モデルマッチング補償器フィルタ３４）によるフィルタリング処理を施して得た値と回転数指令値とに基づいて、発電機１のトルク応答を予め設定した規範応答に一致させる基本トルク指令値を算出し、エンジン１とギヤ８を介して接続された発電機１の動力伝達系を模した制御対象モデルＧp'（ｓ）の逆系と外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）とからなる伝達関数Ｈd（ｓ）／Ｇp'（ｓ）を含む外乱オブザーバ３０２を用いて、回転数検出値に基づいて、動力伝達系に入力される外乱トルクＴ_ｄを算出し、基本トルク指令値と外乱トルクＴ_ｄとに基づいてトルク指令値を算出する。そして、外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ）の相対次数は、伝達関数Ｈd（ｓ）／Ｇp'（ｓ）の相対次数が１以上となるように設定される。
【００７５】
これにより、発電機１の回転数制御において、回転数検出値を、一次のローパスフィルタ（モデルマッチング補償器フィルタＨMM（ｓ））と、二次のローパスフィルタ（外乱オブザーバフィルタＨd（ｓ））とを用いて、回転数検出値の高周波側のゲインを下げてフィードバックしているので、回転数検出値をフィードバックしてもガラ音が助長されることはない。したがって、エンジン２の回転数を上げる必要なく、発電機１の回転数制御によってガラ音を回避することができるので、ガラ音を伴わないモータリングが可能となる。
【００７６】
また、一実施形態のハイブリッド車両の制御装置によれば、モデルマッチング補償器３０１が備えるモデルマッチング補償器フィルタ３４の時定数ＴMMと、外乱オブザーバ３０２が備える外乱オブザーバフィルタの時定数Ｔdは、ボード線図において、モデルマッチング補償器の入出力を発電機回転数とした場合の高周波側のゲインと、外乱オブザーバ３０２の入出力を発電機回転数とした場合の高周波側のゲインとが等しくなるように設定される。これにより、モデルマッチング補償器３０１と、外乱オブザーバフィルタガラ音の原因となる高周波側の伝達特性を一意に決定することができるので、各フィルタを容易に適合することができる。
【００７７】
また、一実施形態のハイブリッド車両の制御装置によれば、モデルマッチング補償器３０１が備えるモデルマッチング補償器フィルタ３４の時定数ＴMMと、外乱オブザーバ３０２が備える外乱オブザーバフィルタの時定数Ｔdは、ボード線図において、動力伝達系の慣性モーメントがモータイナーシャと等しい場合の回転数制御系における伝達特性の共振特性が、エンジン２の運転下限回転数におけるエンジン脈動周波数以下となるように設定される。これにより、アイドル回転以上において、トルク脈動等に起因する振動成分の共振を回避することができ、通常のエンジン運転領域でのガラ音の発生を回避することができる。
【００７８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【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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