WO2007080728A1

WO2007080728A1 - モータの制御装置

Info

Publication number: WO2007080728A1
Application number: PCT/JP2006/324632
Authority: WO
Inventors: Kenji Yamada; Hideaki Saida; Takuo Watanabe
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2007-07-19
Also published as: CN101356723B; KR20080083709A; US7973500B2; CN101356723A; EP1981166A4; KR100988514B1; EP1981166B1; JP4622863B2; EP1981166A1; JP2007185071A; US20080315813A1

Abstract

　通常回転数演算部（１５１）は、回転位置センサからの信号に基づいて制御周期ごとに走行用モータジェネレータの通常回転数（Ｎｎ）を演算する。移動平均演算部（１５２）は、制御周期ごとに与えられる通常回転数（Ｎｎ）についての移動平均回転数（ＮＡｎ）を演算する。予測回転数演算部（１５３）は、移動平均回転数（ＮＡｎ）の軌跡からモータジェネレータの回転数が上昇状態であるか否かを判定する。予測回転数演算部（１５３）は、モータジェネレータの回転数が上昇状態であると判定されると、今回および前回の制御周期における移動平均回転数に基づいて予測回転数を演算する。算出された予測回転数は、制御用回転数（ＭＲＮ２）に設定されてモータ制御部およびトルク指令演算部（１５６）へ出力される。

Description

明細書モータの制御装置技術分野

この^明は、モータの制御装置に関し、より特定的には、モータの回転数に基づいてモータを駆動制御するモータの制御装置に関する。 . 背景技術

最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle) および電気自動車（Electric Vehicle) が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、インバータを介して直流電源により駆動されるモータを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源. を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。

また、電気自動車は、インバ一タを介して直流電源によって駆動されるモータを動力源とする自動車である。 '

このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、モータを駆動制御する制御装置として、たとえば、特開 2 0 0 1— 1 4 5 3 8 1号公報に、レゾルバにより検出されるロータ位置からモータの回転数を求め、求めた回転数に基づいてモータの _u， v， wの各相へ出力される矩形波信号の位相を調整することによりモータの出力トルクを制御するものが提案されている。

これによれば、所定時間ごとに繰り返し実行されるモータ制御処理ルーチンに：おいて、コントローラは、最初にレゾルバにより検出されるロータの電気角を読み込み、読み込んだ電気角を用いてモータの回転数を演算する。続いて、コントローラは、演算されたモータの回転数に基づいて矩形波信号の位相を決定する処理を実行する。そして、決定された位相に従って u , v， wの各相に対応するスィツチング素子がスィツチングされることにより、モータのトルクが制御される c しかしながら、上記のモータの制御装置では、駆動輪がスリップしたことなどによってモータの回転数が急激に増加した場合には、読み込んだ電¾角から演算したモータの回転数と、モータの出力トルク制御の実行中におけるモータの回転数との間に大きなずれが生じる可能性がある。なお、このずれは、コントローラの演算遅れやコントローラとレゾルバとの通信遅れなどによって増長される。 . すなわち、モータの回転数が急増したことによって、モータの出力トルクの設定に用いられる回転数に対して、設定された出力トルクに従って実際にモータが駆動制御されるときの回転数が大きく上回る場合が起こり得る。

この場合、モータがカ行モードで駆動していれば、モータの出力トルク設定時に想定されるモータ消費パワー（トルク X回転数）を、実際の出力トルク制御時に発生するモータ消費パワーが上回ることとなり、直流電源から過大な電力が持ち出されるおそれがある。

：. また、モータは回生モードで駆動していれば、. モータの出力トルク設定時に想定されるモータ発電パワーを、実際の出力トルク制御時に発生するモータ発電パヮ一が上回ることとなり、直流電源に過大な電力を持ち込むおそれがある。以上のように、モータの回転数の演算値を用いた出力トルク制御では、回転数の急激な変化に追従した制御が困難であるため、直流電源が、その入出力電力制限を越えて過充電または過放電されるという問題が発生する。

それゆえ、この発明は、力 ^かる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、 ΐ—タの動作状態の変動に追従した駆動制御を可能とし、電源の過大な電力による充放電を抑制可能なモータの制御装置を提供することである。発明の開示

この発明によれば、モータの制御装置は、駆動力指令値に従ってモータを駆動制御する。モータの制御装置は、モータの回転数を検出する回転数検出部と、回転数の検出値の移動平均を算出する移動平均演算部と、算出された移動平均を用いて所定の制御タイミングにおける予測回転数を推定する回転数推定部と、推定された予測回転数を制御用回転数とし、制御用回転数に基づいて所定の制御タイミングにおける駆動力指令値を設定する駆動力指令設定部と、電源から電力の供給を受けてモータの出力を駆動力指令値に追従させるようにモータを駆動制御するモータ駆動制御部とを備える。

上記のモータの制御装置によれば、予測回転数の推定に回転数の移動平均を用いることにより、回転数の細かな変動に影響されず、安定した推定が可能となる。そして、この予測回転数を制御用回転数としてモータの駆動制御を行なうことにより、回転数の検出値から直接的に推定した予測回転数を制御用回転数に用いる従来のモータ駆動制御に対して、電源の入出力電力制限をより遵守することができる。その結果、電源を過充放電から確実に保護することができる。

好ましくは、駆動力指令設定部は、モータのカ行動作時において、制御用回転数と駆動力指令値とに対応するモータでの消費電力が電源の出力電力制限値を超えないように、駆動力指令値を設定し、かつ、モータの回生動作時において、制御用回転数と駆動力指令値とに対応するモータでの発電電力が電源の入力電力制限値を超えないように、駆動力指令値を設定する。

上記のモータの制御装置によれば、移動平均から推定された予測回転数を制御回転数としてモータの電力収支が求められるため、回転数の検出値から直接的に推定した予測回転数を制御用回転数として用いた従来のモータ駆動制御に対して、電源入出力電力制限をより遵守することができる。

好ましくは、モータの制御装置は、移動平均に基づいて回転数が上昇状態である力または下降状態であるかを判定する回転数変動状態判定部をさらに備える。回転数推定部は、回転数が上昇状態であると判定されたことに応じて、所定の制御周期における予測回転数を推定し、回転数が下降状態であると判定されたことに応じて、予測回転数の推定を禁止する。

上記のモータの制御装置によれば、回転数が上昇状態のときと下降状態のときとで予測回転数の推定方法を切換えることにより、各々の状態におけるモータの電力収支の想定に適当な予測回転数の推定が可能となる。

好ましくは、回転数推定部は、回転数が下降状態にあると判定されたことに応じて、回転数の検出値を直接的に予測回転数に設定して出力する。

上記のモータの制御装置によれば、回転数が下降状態のときには回転数の挨出値を制御用回転数として用いるため、予測回転数が実際の回転数を下回ることにより実際のモータでの電力収支が予測回転数から想定される電力収支'を超えるのが抑えられる。その結果、電源の入出力制限をより遵守することができ、電源の過充放電を確実に防止することができる。

好ましくは、回転数変動状態判定部は、移動平均が連続する n ( nは 2以上の自然数）個の制御周期において増加したことに応じて回転数が上昇状態にあると判定し、 'かつ、移動平均が連続する m (mは 2以上の自然数）個の制御周期において減少したことに応じて回転数が下降状態にあると判定する。

上記のモータの制御装置によれば、回転数の上昇状態 Z下降状態が誤って判定されるのが回避される。

好ましくは、回転数推定部は、移動平均が減少し始めてから回転数が下降状態にあると判定されるまでの期間において、予測回転数を、移動平均に基づいて推定される予測回転数よりも高く、力つ、回転数の検出値よりも低い回転数に設定 ■する。

上記のモータの制御装置によれば、回転数が上昇状態から下降状態に転じた直後において、予測回転数の推定方法の切換えにより制御用回転数が急に変動するのが抑えられる。これにより、モータの駆動制御の安定性を保つことができる。好ましくは、回転数変動状態判定部は、制御周期間の移動平均の増加量が大きレ、ほど、 nを相対的に小さい値に設定し、制御周期間の移動平均の減少量が大きレ、ほど、 mを相対的に小さい値に設定する。 .■ , 上記のモータの制御装置によれば、 .回転数が急激に変動するときには直ちに予測回転数を制御用回転数としたモータの駆動制御が行なわれる。したがって、電源の入出力電力制限をより遵守して、電源を過充放電から確実に保護することができる。

この発明によれば、モータの動作状態の変動に追従した駆動制御が可能となるため、電源の過大な電力による充放電を抑制することができる。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態によるモータの制御装置を搭載した自動車の構成を説明するプロック図である。図 2は、この発明によるモータの制御装置の機能ブロック図である。

図 3は、図 2における P C Uの具体的構成を示す回路図である。

図 4は、図 3におけるモータ制御部の機能ブロック図である。

図 5は、通常回転数の時間的変化を示す図である。

図 6は、通常回転数および通常回転数に基づいて算出された予測回転数の時間的変化を示す図である。

図 7は、通常回転数、通常回転数を移動平均して得られる移動平均回転数、および移動平均回転数に基づいて算出された予測回転数の時間的変化を示す図である。

図 8は、図 2の E CUの機能ブロック図である。

図 9は、移動平均回転数、および移動平均回転数に基づいて算出された予測回転数の時間的変化を示す図である。

図 1 0は、本発明の実施の形態による予測回転数の推定方法を説明するためのフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。、

図 1は、この発明の実施の形態によるモータの制御装置を搭載した自動車の構成を説明するブロック図である。

図 1を参照して、本発明によるハイブリッド自動車 1 0 0は、バッテリ Bと、 E C U (Electronic Control Unit) 1 5と、 P C U (Power Control Unit) 2 0と、動力出力装置 3 5と、ディファレンシャルギヤ（D G ： Differential Gear) 4 0と、前輪 5 0 L， 5 O Rと、後輪 6 0 L， 6 0 Rと、フロントシート 7 0 ， 7 0 1 と、リアシート 8 0とを備える。

バッテリ Bは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。他にも、ノくッテリ Bは、燃料電池またはキャパシタであっても良い。バッテリ Bは、直流電圧を P C U 2 0へ供給するとともに、 P C U 2 0からの直流電圧によって充電される。バッテリ Bは、たとえばリアシート 8 0の後方部に配置されて、 P CU 20と電気的に接続される。 PCU20は、ハイブリッド自動車 100内で必要となる電力変換器を総括的に示すものである。

ECU 15へは、運転状況 '車両状況を示す各種センサからの各種センサ出力 27が入力される。各種センサ出力 27には、アクセルペダル 25の踏込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサからのアクセル開度、シフトポジションセンサからのシフトポジション、ブレーキペダルポジションセンサからのブレーキペダルポジションおよび車速センサからの車速などが含まれる。 ECU 1 5 は、入力されたこれらのセンサ出力に基づき、ハイブリッド自動車 100に関する種々の制御を統合的に行なう。

動力出力装置 35は、車輪駆動力源として設けられ、エンジンおよびモータジエネレータ MG 1, MG2を含む。 DG40は、動力出力装置 35からの動力を前輪 50 L, 50 Rに伝達するとともに、前輪 50 L， 50Rの回転力を動力出力装置 35へ伝達する。

これにより、動力出力装置 35は、エンジンおよびまたはモータジエネレータ MG 1, MG 2による動力を、 D G 40を介して前輪 50 L， 50Rに伝達して前輪 50 L, 5 ORを駆動する。また、動力出力装置 35は、前輪 50 L, 5 ORの回転力によって発電し、その発電した電力を P CU 20へ供給する。

PCU20は、モータジェネレータ MG 1， MG 2のカ行動作時には、 ECU 1 5からの制御指示に従って、ノくッテリ Bからの ¾流電圧を昇圧するとともに、その昇圧した直流電圧を交流電圧に変換して、動力出力装置 35に含まれるモータジェネレータ MG 1， MG 2を駆動制御する。 ' また、 PCU20は、モータジェネレータ MG 1， MG 2の回生動作時には、 ECU 1 5からの制御指示に従って、モータジェネレータ MG 1， MG 2が発電した交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ Bを充電する。

このように、ハイブリッド自動車 100では、バッテリ Bと、 PCU20と、

ECU 1 5のうちの PCU 20を制御する部分とによって、モータジェネレータ G 1 , MG 2を駆動制御する「モータの制御装置」が構成される。

次に、この発明によるモータの制御装置の構成について説明する。

図 2は、この発明によるモータの制御装置の機能プロック図である。図 2を参照して、モータの制御装置は、バッテリ Bと、 PCU20のうちのモータジェネレータ MG 1, MG 2を駆動制御する部分（以下、当該部分についても単に「PCU20」と称する）と、 ECU 1 5のうちの PCU20を制御する部分（以下、当該部分についても単に「ECU 1 5」と称する）とを備える。

PCU20は、昇圧コンバータ 12と、平滑コンデンサ C 2と、モータジエネレータ MG 1， MG 2にそれぞれ対応するインバータ 14， 3 1と、モータ制御部 30どを含む。

ECU 1 5へは、上述した各種センサ出力 27に加えて、モータジェネレータ MG 1 , MG 2にそれぞれ配置され、対応するロータの回転位置を検出する回転位置センサ R l, R 2からの信号 0 1， 0 2が入力される。

ECU 1 5は、回転位置センサ R l'， R 2からの信号 0 1， 0 2に基づいて図示しない回転数算出ルーチンによりモータジェネレータ MG 1 , MG2のモータ回転数を算出する。そして、その算出したモータ回転数に基づき、後述する方法によりモータジェネレータ MG 1， MG 2の駆動制御に用いられる制御用回転数 MRN 1 , MRN2を生成する。

また、 ECU 1 5は、各種センサ出力 27に基づき、エンジンとの出力配分等を考慮したモータジェネレータ MG 1， MG 2に要求される出力トルク（以下、要求トルクとも称する）を決定する。さらに、 'ECU 1 5は、上述した制御用回転数 MRN 1, MRN 2とモータジェネレータ MG 1 , MG 2の要求トルクとに基づき、後述する電力バランス制 ί卸を行なって、モータジェネレータ MG 1 , Μ G 2を駆動するためのトルク指令値 TR 1 , TR 2を生成する。 ' そして、生成された制御用回転数 MRN 1， MRN 2およびトルク指令値 TR 1， TR 2は、モータ制御部 30へ与えられる。

モータ制御部 30は、 ECU 1 5からのトルク指令値 TR 1 , TR 2および制御用回転数 MRN 1， MRN2に基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ 1 2の動作を制御するための信号 PWMCを生成する。また、モータ制御部 30 は、トルク指令値 TR 1および回転位置センサ R 1からの信号 0 1に基づいて、後述する方法によりインバ一タ 14の動作を制御するための信号 PWMI 1を生成する。さらに、モータ制御部 30は、トルク指令値 TR 2および回転位置センサ R 2からの信号 0 2に基づいて、後述する方法によりインバ一タ 3Ίの動作を制御するための信号 PWMI 2を生成する。

図 3は、図 2における PCU20の具体的構成を示す回路図である。

図 3を参照して、 PCU20は、昇圧コンバータ 1 2と、コンデンサ C l， C 2と、インバータ 14， 3 1と、電圧センサ 10, 1 3と、電流センサ 24, 2 8と、回転位置センサ R l, R 2とを含む。

エンジン ENGは、ガソリンなどの燃料の燃焼エネルギーを源として駆動力を発生する。エンジン ENGの発生する駆動力は、図 3の太斜線で示すように、動力分割機構 PSDにより、 2つの経路に分割される。一方は、図示しない減速機を介して車輪を駆動する駆動軸に伝達する経路である。もう一方は、モータジェネレータ MG 1へ伝達する経路である。

モータジェネレータ MG 1 , MG2は、発電機としても電動機としても機能し得る力 S、以下に示すように、モータジェネレータ MG 1は、主として発電機とし ■ て動作し、モータジェネレータ MG 2は、主として電動機として動作する。

詳細には、モータジェネレータ MG 1は、三相交流回転機であり、加速時において、エンジン ENGを始動する始動機として用いられる。このとき、モータジエネレータ MG 1は、バッテリ Bからの電力の供給を受けて電動機として駆動し、エンジン ENGをクランキングして始動する。 '

さらに、エンジン ENGの始動後において、モータジェネレータ MG 1は、動 /力分割機構 P SDを介して伝達されたエンジン ENGの駆動力によって回転されて発電する。

モータジェネレータ MG 1の発電した電力は、車両の運転状態ゃバッテリ Bの充電量によって使い分けられる。たとえば、通常走行時や急加速時においては、モータジェネレータ MG 1の発電した電力は、そのままモータジエネレ一タ MG 2を駆動させる電力となる。一方、バッテリ Bの充電量が所定の値よりも低いときには、モータジェネレータ MG 1の発電した電力は、インバータ 14によって交流電力から直流電力に変換されて、バッテリ Bに蓄えられる。

モータジェネレータ MG 2は、三相交流回転機であり、ノッテリ Bに蓄えられた電力およびモータジェネレータ MG 1が発電した電力の少なくともいずれか一方によって駆動される。モータジェネレータ MG 2の駆動力は、減速機を介して車輪の駆動軸に伝達される。これにより、モータジェネレータ MG 2は、ェンジン ENGをアシストして車両を走行させたり、自己の駆動力のみによって車両を走行させたりする。

また、車両の回生制動時には、モータジェネレータ MG 2は、減速機を介して車輪により回転されて発電機として動作する。このとき、モータジェネレータ M G 2により発電された回生電力は、インバ一タ 3 1を介してバッテリ Bに充電される。

昇圧コンバータ 1 2は、リアクトノレ L 1 と、 I G B T (Insulated Gate . Bipolar Transistor) 素子 Q 1 , Q 2と、ダイォード D 1， D 2とを含む。リァクトル L 1の一方端はバッテリ Bの電源ラインに接続され、他方端は I GBT素子 Q 1と I〇8丁素子(32との中間点、すなわち、 I 08丁素子<31のェミッタと I GBT素子 Q 2のコレクタとの間に接続される。 108丁素子01， Q 2は、電源ヲインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、 I GBT素子 Q 1のコレクタは電源ラインに接続され、 I GBT素子 Q 2のェミッタはアースラインに接続される。また、各 I GBT素子 Q l, Q 2のコレクタ一ェミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード D 1， D 2がそれぞれ接続されている。

インバータ 14は、 U相アーム 1 5と、 V相アーム 16と、 W相アーム 1 7とから成る。 U相アーム 1 5、 V相アーム 16、および W相アーム 1 7は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。 ' . ' .

U相アーム 1 5は、直列接続された I GBT素子 Q 3， Q 4力ら成り、 V相ァーム 16は、直列接続された I GBT素子 Q 5, Q 6から成り、 W相アーム 1 7 は、直列接続された I GBT素子 Q 7, Q 8力ら成る。また、各 I G τ泰- y-Q S^QSのコレクターエミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイォード D 3〜D 8がそれぞれ接続されている。

各相アームの中間点は、モータジヱネレータ MG 1の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータ MG 1は、 U' V, W相の 3つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成され、 U相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 3, Q 4の中間点に、 V相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 5, Q 6の中間点に、 W相コイルの他端が NPNトランジスタ Q 7, Q 8の中間点にそれぞれ接続されている。

インバータ 3 1は、インバ一タ 14と同様の構成から成る。

電圧センサ 10は、バッテリ Bから出力される直流電圧 Vbを検出し、その検出した直流電圧 Vbをモータ制御部 30へ出力する。

コンデンサ C 1は、バッテリ Bから供給された直流電圧 Vbを平滑化し、その平滑化した直流電圧 Vbを昇圧コンバータ 1 2へ供給する。

昇圧コンバータ 12は、コンデンサ C 1から供給された直流電圧 Vbを昇圧してコンデンサ C 2へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ 1 2は、モータ制御部 30から信号 PWMCを受けると、信号 PWMCによって I GBT素子 Q 2がオンされた期間に応じて直流電圧 V bを昇圧してコンデンサ C 2に供給する。また、昇圧ンバータ 1 2は、モータ制御部 30から信号 PWMCを受けると、コンデンサ C 2を介してインバータ 14およびまたはインバータ 3 1から供給された直流電圧を降圧してバッテリ Bを充電する。

コンデンサ C 2は、昇圧コンバータ 1 2からの直流電圧を平滑化し、その平滑 -：化した直流電圧をインバー夕 14， 3 1へ供給する。電圧センサ 1 3は、コンデンサ C 2の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ 12の出力電圧 Vm (インバータ 14， 3 1への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧 Vmをモータ制御部 30へ出力する。

インバータ 14は、コンデンサ C 2を介してバッテリ Bから直流電圧が供給されるとモータ制御部 30からの信号 PWMI 1に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 1を駆動する。これにより、モータジエネレータ MG 1は、トルク指令値 TR 1に従ったトルクを発生するように駆動される。また、インバータ 14は、ハイブリッド自動車 100の回生制動時、モータジエネレータ MG 1が発電した交流電圧をモータ制御部 30からの信号 PWM I 1 に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を介して昇圧コンバ一タ 1 2へ供給する。なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電；を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダル 2 5をオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

インバータ 3 1は、コンデンサ C 2を介してバッテリ Bから直流電圧が供給されるとモータ制御部 30からの信号 PWM I 2に基づいて直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ MG 2を駆動する。これにより、モータジエネレータ MG2は、トルク指令値 TR 2に従ったトルクを発生するように駆動される。また、インバ一タ 3 1は、ハイブリッド自動車 100の回生制動時、モータジエネレータ MG 2が発電した交流電圧をモータ制御部 30からの信号 PWM I 2 に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサ C 2を介して昇圧コンバータ 1 2へ供給する。

電流センサ 24は、モータジェネレータ MG 1に流れるモータ電流 MCRT 1 を検出し、その検出したモータ電流 MCRT 1をモータ制御部 30へ出力する。電流センサ 28は、モータジェネレータ MG 2に流れるモータ電流 MCRT 2を検出し、その検出したモータ電流 MCRT 2をモータ制御部 30へ出力する。モータ制御部 30は、図示しない ECU 1 5からトルク指令値丁 R 1 , TR 2 制御用回転数 MRN 1, MRN2を受け、電圧センサ 10から直流電圧 Vbを受け、電圧センサ 1 3から昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 Vm (すなわち、インノくータ 14， 3 1への入力電圧）を受け、電流センサ 24からモータ電流 MCRT 1を受け、電流センサ 28からモータ電流 MCRT 2を受け、回転位置センサ R 1, R 2から信号 0 1, Θ 2を受ける。

モータ制御部 30は、出力電圧 Vm、トルク指令値 TR 1およびモータ電流 M CRT 1に基づいて、後述する方法によりインバータ 14がモータジェネレータ MG 1を駆動するときにインバータ 14の I GBT素子 Q 3〜Q8をスィッチング制御するための信号 PWM I 1を生成し、その生成した信号 PWM1をィンバータ 14へ出力する。

また、モータ制御部 30は、出力電圧 Vm、トルク指令値 TR 2およびモータ電流 MCRT 2に基づいて、後述する方法によりインバ一タ 3 1がモータジエネレータ MG 2を駆動するときにィンバータ 31の I GBT素子 Q 3〜Q 8をスィツチング制御するための信号 PWM I 2を生成し、その生成した信号 FWMI 2 をインバータ 3 1へ出力する。

さらに、モータ制御部 30は、インバ一タ 14 (または 3 1) がモータジエネレータ MG 1 (または MG2) を駆動するとき、直流電圧 Vb、出力電圧 Vm、トルク指令値 TR 1 (または TR 2) 、モータ回転数 MRN 1 (または MRN 2) に基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ 1 2の I GBT素子 Q 1， Q 2をスィツチング制御するための信号 PWMCを生成して昇圧コンバータ 1 2 へ出力する。

図 4は、図 3におけるモータ制御部 30の機能ブロック図である。

図 4を参照して、モータ制御部 30は、モータ制御用相電圧演算部 301と、インバ一タ用 PWM信号変換部 302と、インバータ入力霉圧指令演算部 3〇 3 と、コンバータ用デューティ比演算部 ₃0₄と、コンバータ用 PWM信号変換部

305とを含む。

モータ制御用相電圧演算部 30 1は、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 Vm、すなわち、インバータ 14の入力電圧を電圧センサ 1 3から受け、モータ電流 MC RT 1を電流センサ 24から受け、トルク指令値 TR 1を ECU 1 5から受ける, そして、亍一タ制御用相電圧演算部 301は、これらの入力される信号に基づいて、モータジェネレータ MG 1の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をィンバ一タ用 PWM信号変換部 302へ出力する。

また、モータ制御用相電圧演算部 301は、昇圧コンバータ 1 2の出力電圧 V m、すなわち、インバータ 3 1の入力電圧を電圧センサ 1 3から受け、モータ電流 MCRT 2を電流センサ 28から受け、トルク指令値 TR 2を ECU 1 5から受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部 301は、これらの入力される信号に基づいて、モータジェネレータ MG 2の各相のコイルに印加する電圧を計算し. その計算した結果をインバータ用 PWM信号変換部 302へ出力する。

ィンバータ用 PWM信号変換部 302は、モータ制御用相電圧演算部 301から受けた計算結果に基づいて、実際にインバ一タ 1⁴の各 I GBT素子 Q 3〜Q 8をオンオフする信号 PWM I 1を生成し、その生成した信号 PWMI 1をィンバ一タ 14の各 I GBT素子 Q 3〜Q 8へ出力する。これにより、各 I GBT素子 Q 3〜Q8は、スイッチング制御され、モータジエネレータ MG 1が指令されたトノレクを出力するようにモータジェネレータ MG 1の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値 TR 1に応じたモータトルクが出力される。

また、インバータ用 PWM信号変換部 302は、モータ制御用相電圧演算部 3 01から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ 3 1の各 I 08丁素子(3 3〜Q 8をオン Zオフする信号 PWM I 2を生成し、その生成した信号 PWM I 2をインバータ 3 1の各 I GBT素子 Q3〜Q8へ出力する。

これにより、各 I GB T素子 Q 3〜Q 8は、スイッチング制御され、モータジエネレータ MG 2が指定されたトルクを出力するようにモータジェネレータ MG 2の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値 TR 2に応じたモータトルクが出力される。

インバータ入力電圧指令演算部 303は、トルク指令値 TR 1， TR 2および制御用回転数 MR N 1， MRN 2に基づいてィンバ一タ入力電圧 Vmの最適値 (目標 ί直）、すなわち、電圧指令 Vd c— c οιηを演算し、その演算した電圧指令 Vd c— c omをコンバータ用デューティ比演算部 304へ出力する。

コンバータ用デューティ比演算部 304は、電圧センサ 10力らのノッテリ電圧 Vbに基づいて、電圧センサ 1 3からの出力電圧 Vmをインバータ入力電圧指令演算部 303からの電圧指令 V d c_c omに設定するためのデューティ比を演算し、その演算したデューティ比をコンバータ用 PWM信号変換部 305へ出力する。 ' コンバータ用 PWM信号変換部 305は、コンバータ用デューティ比演算部 3 04からのデューティ比に基づいて昇圧コンバータ 1 2の I 08丁素子(31， Q 2をオンオフするための信号 PWMCを生成する。そして、コンバータ.用 PW M信号変換部 305は、その生成した信号 PWMCを昇圧コンバータ 1 2の I G BT素子 Q l， Q2へ出力する。

このように、モータ制御部 30は、トルク指令値 TR 1， TR 2と制御用回転数 MRN 1， MRN2とに基づいて、モータジェネレータ MG 1， MG 2を駆動制御する。ここで、制御用回転数 MRN1， MRN2としては、通常、回転位置センサ R 1, R 2により入力されるロータの回転位置を示す信号 0 1， 0 2を演算して得られる回転数（以下、通常回転数とも称する）が用いられる。

しかしながら、駆動軸に連結されるモータジェネレータ MG 2においては、ノヽイブリツド自動車 100の駆動輪 50 L， 50 Rがスリップしたことなどに起因して、回転数が急激に増加する場合がある。そのため、図 5に示すように、通常回転数を制御用回転数 MR N 2に設定して駆動制御が実行される制御周期において、制御用回転数 MRN 2に対して、その制御周期における実際のモータジエネレータ MG 2の回転数（以下、実回転数とも称する）が低くなるというずれが生じてしまう。

図 5を参照して、たとえば、時刻 t iにおいて駆動輪 50 L, 50Rがスリツプしたことにより、モータジェネレータ MG 2の回転数が時刻 t i以降に急増したものとする。

このとき、 ECU 1 5は、回転位置センサ R 2からの信号 0 2に基づいて制御 '周期ごとに通常回転数を演算する。一例として、図中の時刻 t nのタイミングで演算ざれる通常回転数 Nn _ 1は、時刻 t n - 1力ら時亥 ij t nまでの制御/ ΐί期に：おける信号 Θ 2の変化量を制御周期長 T sで時間微分することにより求められる。

求められた通常回転数 Νη_ 1は、実質的に、 'B寺刻 t η— 1における実回転数 Ν (t n— 1) と、時刻 t nにおける実回転数 N (t n) との平均値に略等しくなる。

そして、時刻 t nにて得られた通常回転数 N n - 1が制御用回転数 MRN 2に - 設定されると、時刻 t n力ゝら時亥 IJ t n + 1までの制御周期において、制御用回転数 MRN 2とモータジェネレータ MG 2の要求トルクとに基づいて、以下に述べる電力バランス制御を行なうことによりモータジェネレータ MG 2のトルク指令値 TR 2が生成される。

電力バランス制御とは、モータ駆動装置全体でのパヮ一収支 Pがバッテリ Bの入出力制限を越えないように、各モータジェネレータの出力トルクを制御することにより、バッテリ Bの過大な電力による充放電を防止するものである。

すなわち、モータ駆動装置全体でのパワー収支 Pは、一方のモータジエネレータ（モータジェネレータ MG 1， MG 2のいずれか）がカ行モードで駆動して消費するパワーを Pm、他方のモータジェネレータが回生モードで駆動して発電するパヮ一を P _g、およびコンデンサ C 2に入出力されるパワーを P cとして、式 (1) で表わすことができる。

P = Pm+P g + L g + Lm+P c (1)

ただし、 Lg, Lmは、各モータジェネレータにおけるパワー損失分を示す。そして、バッテリ Bの過大な電力による充放電を防止するためには、バッテリ Bに入出力されるパワーがバッテリ Bの入出力制限を超えないように、すなわち、式（2) に示す関係が成立するように、パワー収支 Pを調整することが必要となる。

Wi n<Pm+P g + L g + Lm+P c <Wo u t (2)

ただし、 Wi nはバッテリ Bの入力制限、 Wo u tはバッテリ Bの出力制限を示す。 .

なお、この電力バランス制御において、式（2) に用いられるモータ消費パヮ一 Pmおよびモータ発電パワー P gはともに、各モータジェネレータの要求トルク T rに制御用回転数MR.N lまたはMRN2を乗じることにょり計算さる。たとえば、モータジェネレータ MG 2がカ行モードのときのモータ消費パワー P m、および回生モードのときのモータ発電パワー P gはそれぞれ、式（3) ， (4) により求められる。

Pm = K · T r 2 XMRN 2 (3).

P g =K■ T r 2 XMRN 2 (4) ' ただし、 Kは、駆動力を電力に変換するための変換係数である。

そして、式（2) の関係が成立するように、モータジェネレータ MG 1， MG 2から出力しても良い上限トルクが演算され、その演算された上限トルクが各モータジェネレータのトルク指令値 TR 1， TR 2に設定される。

.再び図 5を参照して、時刻 t n力ゝら時亥 ij t n + 1までの制御周期において設定されたトルク指令値 TR 1 , TR 2は、 ECU 1 5から PCU20内のモータ制御部 30へ送出される。モータ制御部 30は、送出されたトルク指令値 TR 1 , TR 2に基づいて、時刻 t n + 1カゝら時刻 t n + 2までの次回の制御周期においてモータジェネレータ MG 1, MG 2の駆動制御を実行する。

ここで、モータジェネレータ MG 2においては、駆動輪 50 L， 50Rのスリップによって回転数が急激に増加しているため、トルク指令値 TRの生成において制御用回転数 MR N 2として用いた通常回転数 Nn— 1と、実際のモータ駆動制御が行なわれる制御周期における実回転数との間に大きなずれが生じている。図 5では、時刻 t n + 1から時刻 t n + 2までの制御周期における最大回転数、すなわち、時刻 t n+ 2における実回転数 N ( t n + 2 ) は、通常回転数 N n— 1に対して ΔΝだけ大きい値となっている。

したがって、時刻 t n+ 1から時刻 t n+ 2までの制御周期におけるモータジエネレータ MG 2のモータ消費パワー Pmは、式（3) に実回転数 N ( t n + 2) を代入して、 Pm=K ' TR 2 XN (t n + 2) を最大値とする。この最大値は、式（2) のパワー収支 Pに用いたモータ消費パワー Pm = K · T r 2 XN n— 1を大幅に上回っている。そのため、実際には、時刻 t n+ 1力ら時亥 ij t n + 2までの制御周期においては、式（2) の関係が成立せず、バッテリ Bからは出力制限 Wo u tを上回る電力が持ち出されることとなる。これは、電力バランス制御を破綻させ、バッテリ Bを過充放電させる可能性を生じさせる。

そこで、，本発明の実施の形態によるモータの制御装置は、かかる制御用回転数と実回転数とのずれを低減するために、制御用回転数として、回転位置センサ出力から演算された通常回転数ではなく、通常回転数から推定される予測回転数を用いることを特徴的な構成とする。これによれば、回転数の急激な増加に対しても、バッテリ Bの過大な電力による充放電を防止することができる。 ' 以下に、本発明の実施の形態による予測回転数の推定方法について詳細に説明する。

最初に、予測回転数としては、モータ駆動制御が行なわれる制御周期の終期となるタイミングでの実回転数を推定の対象とする。図 5の例では、時刻 t n + 1 力ゝら時亥 IJ t n + 2までの制御周期の終期である時刻 t n + 2における実回転数 N (t n + 2) が推定の対象となる。これは、回転数の急増時にバッテリ Bを確実に保護するためには、制御周期において最も回転数が高くなると予想される終期において、式（2) の関係が成り立つことが必要であると判断されることによる。そこで、時刻 t nにおいて演算される通常回転数 Nn— lが诗刻 t n— 1から時刻 t nまでの制御周期の略中間における実回転数に相当することを考慮すれば、この通常回転数 N n— 1に対して略 2. 5制御周期先の実回転数を推定すれば良いことが分かる。

次に、時刻 t n + 2における実回転数の推定方法としては、時刻 t nにて演算された通常回転数 Nn— lと、時亥 ij t n— 1にて演算された通常回転数 Nn— 2 との変化量を基に 2. 5制御周期先の変化量を求める、式. （5) に従った方法が最も簡易であると予想される。

N ( t n + 2 ) = (Nn— l) + { (Nn— l ) - (Nn— 2) } X 2. 5 (5)

ところが、通常回転数 Nn— 2， Nn— lは、制御周期ごとに回転位置センサ R 2からの出力信号 0 2に基づいて算出されるため、信号 0 2に重畳されたノィズなどの影響を受けて細かな変動成分を含む場合がある。そのため、連続する制御周期の各々において算出された通常回転数 Nn— 2, Nn- 1から直接的に予測回転数を推定する式（'5) の方法では、通常回転数の細かな変動の影響を受けて安定した予測回転数の推定が困難となるという問題が起こり得る。

詳細には、通常回転数が図 6に示すような細かな増減を伴なつて増加する場合、連続する 2つの通常回転数 Nn_ 2, Nn— Γを式（5) に代入して得られる予. 測回転数 N (t n十 2) は、この細かな増減が増長されて大きく変動する不安定な出力波形となる。

そして、図 6のうちの予測回転数が通常回転数を大きく下回る場合では'、上述：した電力バランス制御において、予測回転数を制御用回転数 MR N 2に設定して計算されるモータ消費パワー Pmの予測値に対して、実際の制御周期におけるモータ消費パワー Pmが大幅に上回ることになり、バッテリ Bが過放電となるおそれが生じる。

このように、通常回転数を直接的に用いた予測回転数の推定方法では、安定した予測回転数が得られないことに起因して、バッテリ Bの保護が不十分となるという問題がある。

そこで、本発明の実施の形態は、予測回転数の推定を、通常回転数の移動平均に基づいて行なう手法を採用する。

移動平均とは、周知のように、予め一定期間の間隔を定め、その間隔内における出力平均を連続して計算することにより、出力の趨勢的な動向を知ろうとするものである。本発明の実施の形態では、式（6) に示すように、 k個（kは 2以上の自然数）の制御周期を一定期間とし、その一定期間における k個の通常回転数の平均 ί直を連続的に演算することにより、通常回転数の移動平均回転数 N An を求める構成とする。

NAn= { (Nn-k) + (N n - k + 1 ) - - - + N n - 2 + N n - 1 } /k

(6)

なお、移動平均としては、式（6) の手法以外に、 k個の通常回転数の各々に所定の係数を掛け合わせて重み付けしたものの平均値を求める加重移動平均を適用しても良い。この場合、所定の係数は、最近の通常回転数に対するものほど大きくなるように設定される。

そして、予測回転数は、時刻 t n— 1での移動平均回転数 N A n— 1と時刻 t nでの移動平均回転数 NAnとの変化量に基づいて、式（7) から導出するものとする。

N ( t n + 2 ) = (N n - 1 ) +. { (NAn) - (NAn— 1) } X 2. 5

(7)

図マは、通常回転数、通常回転数を移動平均して得られる移動平均回転数、および移動平均回転数に基づいて算出された予測回転数の時間的変化を示す図である。 . ' 図 7を参照して、移動平均回転数は、通常回転数に見られる変動を含んでおらず、回転数が増加傾向にあることを示唆している。そして、移動平均回転数から求められる予測回転数は、図 6のように通常回転数に対して増加と減少とを繰り返すことなく、安定して増加する波形を示している。

これによれば、予測回転数は通常回転数を大きく下回ることがないため、上述した電力バランス制御において、予測回転数を制御用回転数 MR N 2に設定して計算されるモータ消費パワー P mの予測値を、実際の制御周期におけるモータ消費パワー Pmが超えてしまうといった不具合が解消される。したがって、バッテリ Bの過大な電力による充放電を確実に防止することができる。

以上に述べた予測回転数の推定方法は、実際には、図 2の ECU 15において所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。なお、所定の制御周期は、回転位置センサ R 1, R 2の検出速度や E CU 1 5を構成する C P Uの演算処理能力などに基づいて、予め所定の期間長 T sに設定されている。

図 8は、図 2の ECU 1 5の機能ブロック図である。なお、図 8は、 ECU1 5のうちのモータジェネレータ MG2の制御用回転数 M R N 2およびトルク指令値 TR 2の設定に関連する部分を示している。

図 8を参照して、 ECU 1 5は、通常回転数演算部 1 5 1と、移動平均演算部 1 52と、予測回転数演算部 153と、カウンタ 1 54と、要求トルク設定部 1 55と、トルク指令演算部 1 56とを含む。 '

通常回転数演算部 1 5 1は、回転位置センサ R 2からの出力信号 0 2に基づいて制御周期ごとにモータジェネレータ MG 2の通常回転数 Nn— 1を演算する。そして、通常回転数演算部 1 5 1は、その演算した通常回転数 N n一 1を移動平均演算部 152へ出力する。

移動平均演算部 1 52は、制御周期ごとに与えられる通常回転数 Nnについての移動平均回転数 N Anを演算して予測回転数演算部 1 53へ出力する。すなわち、移動平均回転数 N Anは、上述した式（6·) に従って制御周期ごとに更新されて予測回転数演算部 1 53に連続的に入力される.。

予測回転数演算部 1 53は、移動平均回転数 N A nを受けると、移動平均回転数 N A nの軌跡からモータジェネレータ MG2の回転数が上昇状態であるか否かを判定する。そして、モータジェネレータ MG 2の回転数が上昇状態であると判定されたことに応じて、上述した方法により移動平均回転数 N Anに基づいて予測回転数 N ( t n+ 2) を演算する。

ここで、モータジェネレータ MG 2の回転数が上昇状態であるか否かの判定は、制御周期ごとに更新される移動平均回転数 N Anが、連続して複数回増加方向に変動したか否かにより行なうものとする。増加方向とは、前回の制御周期における移動平均回転数 NAn _ 1に対する今回の制御周期における移動平均回転数 N Anの変化量が 0以上であることをいう。なお、減少方向とは、前回の制御周期における移動平均回転数 NAn— 1に対する今回の制御周期における移動平均回転数 N Anの変化量が 0未満であることをいう。

そして、移動平均回転数 NAnが連続する複数個（たとえば 5個とする）の制御周期において増加方向に変動し続けた場合には、モータジェネレータ MG 2の回転数が上昇状態であると判定して、移動平均回転数 NAnの変化量から予測回転数 N (t n+ 2) を算出する。算出された予測回転数 N (t n+ 2) は、制御用回転数 MR N 2に設定されてモータ制御部 30およびトルク指令演算部 1 56 へ出力される。

一方、移動平均回転数 NAnが連続する 5個の制御周期において増加方向に変動しない場合には、予測回転数演算部 1 53は、モータジェネレータ MG 2の回転数が上昇状態でないと判定して、予測回転数 N (t n+ 2) の演算を行なわず、通常回転数 Nn— 1を予測回転数 N (t n + 2) に設定する。設定された予測回転数（すなわち、通常回転数 Nn— 1) は、制御用回転数 MRN 2としてモータ制御部 30およびトルク指令演算部 156へ出力される。

なお、移動平均回転数 NAnが增加方向に変動した回数は、カウンタ 1 54によりカウントされる。カウンタ 1 54は、移動平均回転数 NAnが連続して '増加方向に変動したことに応じてカウント値 U—CNTを + 1だけインクリメントする。そして、予測回転数演算部 1 53は、カウ、ンタ 1 54からのカウント値 U— C NTが 5回に達したことに応じて、予測回転数 N, (t n + 2) を演算する。一方、カウンタ 154は、移動平均回転数 NAnが減少方向に変動したことに応じて、カウント値 U— CNTを "0" にリセットする。 ' 以上のような構成とすることにより、モータジェネレータ MG 2の回転数が急激に増加した場合であっても、予測回転数が安定的に推定されるため、これを制御用回転数とした電力バランス制御を安定して行なうことができる。

また、回転数の上昇状態の判定基準となるカウント値 U—CNTを、移動平均回転数 N A nの変化量が大きいほど相対的に小さい値となるように設定すれば、回転数の急激な変動に応じて直ちに予測回転数が推定されて制御用回転数として用いられるため、バッテリの保護をより厚くすることができる。

しかしながら、駆動輪 50 L, 5 ORのスリップ発生時には、モータジエネレ

、-、ータ MG 2の回転数は、図 2のように単調に増加する以外に、車両の状態によつては、増加から一旦減少に転じた後に再び増加する傾向を示す場合がある。この場合、回転数の増加減少に関わらず、一律に移動平均回転数から予測回転数を演算することによって電力バランス制御が破綻する可能性がある。

詳細には、回転数が単調増加しない場合の移動平均回転数 NAnとしては、たとえば、図 9の曲線 LN 1で示すように、時刻 t 4までは増加方向に変動するものの（移動平均回転数 NA 1〜NA4に対応）、時刻 t 4から時刻 t 9までの期間において減少方向に変動し（NA5〜NA9に対応）、時刻 t 9以降において再び増加する（NA 10〜NA 1 3に対応）波形が見られる。

そして、この移動平均回転数 NAnに基づいて算出される予測回転数は、図中の曲線 LN 2で示すように、時刻 t 6までは増加するものの（予測回転数 NE 1 〜NE4に対応）、時亥 IJ t 6力ら日寺刻 t 1 1までの期間において減少する（NE 5~NE 9に対応）。そして、時刻 1 1から再び増加する（NE 10〜NE 1 1 に対応）波形となる。

ここで、曲線 LN 1と曲線 LN 2とを比較して明らかなように、予測回転数は、時刻 t 9から時刻 t 14までの期間において移動平均回転数を下回っている。そのため、の期間においては、予測回転数 NE 8〜NE 1 1を制御用回転数 MR N2とした電力バランス制御により設定された.モータ消費パワー Pmに対して、' 実回転数におけるモータ消費パワー Pmがこれを上回ることとなり、バッテリ B を過放電させるおそれがある。

そこで、本発明の実施の形態においては、モータジェネレータ MG 2の回転数が下降状態と判定された場合には、予測回転数が実回転数に対して過小に推定されるおそれがあることを考慮して、上述した予測回転数の推定を行なわない構成とする。

詳細には、予測回転数演算部 1 53は、移動平均回転数 NAnを受けると、移動平均回転数 N A nの軌跡からモータジエネレータ MG 2の回転数が下降状態であるか否かを判定する。そして、モータジェネレータ MG 2の回転数が下降状態であると判定されたことに応じて、通常回転数 Nn— 1を予測回転数 N ( t n + 2) に設定してモータ制御部 30およびトルク指令演算部 156へ出力する。このとき、モータジェネレータ MG 2の回転数が下降状態である力杏かの判定は、制御周期ごとに更新される移動平均回転数 N Anが、連続して複数回減少方向に変動したか否かにより行なわれる。判定基準を連続して複数回と設定したのは、予測回転数演算部 1 53において頻繁に推定方法が切換えられることにより、モータ駆動制御の安定性が損なわれるのを回避するためである。

そして、移動平均回転数 N Anが連続する複数（たとえば 3個とする）の制御周期において減少方向に変動し続けた場合には、予測回転数演算部 1 53は、モータジェネレータ MG 2の回転数が下降状態であると判定して、予測回転数 N ( t n + 2) の演算を行なわず、通常回転数 Nn— 1を直接的に予測回転数 N ( t n + 2) に設定する。これにより、通常回転数 Nn— 1は、制御用回転数 M

RN2としてモータ制御部 30およびトルク指令演算部 1 56へ出力される。なお、移動平均回転数 N Anが減少方向に変動した回数は、カウンタ 1 54に . よりカウントされる。カウンタ 1 54は、移動平均回転数 N Anが連続して減少方向に変動したことに応じてカウント値 D—C NTを + 1だけインクリメントする。そして、予測回転数演算部 1 53は、カウンタ 154からのカウント値 D— C NTが 3回に達したことに応じて、. 通常回転数 Nn— 1を直接的に予測回転数 N ( t n + 2 ) に設定する。一方、カウンタ 1 54は、移動平均回転数 NAnの変動が增加方向に転じたことに応じて、カウント値 D_CNTを "0" にリセッ卜する。 .

さらに、本発明の実施の形態では、モータジェネレータ MG 2の回転数の上昇状態と下降状態とで予測回転数の推定方法を切換えたことに応じて、移動平均回' 転数の変動が増加方向から減少方向に転じてから連続的に減少方向に変動したことに応じて下降状態と判定されるまでの移行期間においては、予測回転数の変化量を制限する構成とする。予測回転数の推定方法を切換えた直後において、急激に制御用回転数 MRN 2が変化するのを防止するためである。

具体的には、図 9の曲線 LN 1を参照して、移動平均回転数は、時刻 t 5以降において連続して減少方向に変動している。予測回転数演算部 1 53は、時刻 t 5からカウント値 D_C NTのインクリメントを開始する。そして、時亥 Ij t 7においてカウント値 D CNTが 3回に達したことに応じてモータジェネレータ M G 2の回転数が下降状態と判定し、予測回転数の推定を行なわず、通常回転数 N n— 1を予測回転数 N ( t n + 2) に設定する。

さらに、予測回転数演算部 15 3は、カウント値 D—CNTのインクリメントを開始した時刻 t 5からカウント値 D—CNTが 3回に達するまでの時刻 t 7までの期間においては、次式により予測回転数 N (t n + 2) を算出する。

N ( t n+ 2) =N ( t n + 1 ) - {N ( t n+ 1 ) -N n - 1 } X 1 / a (8)

ただし、 N (t n+ 1) は前回の制御周期における予測回転数、 aは 2以上の自然数である。

これによれば、時刻 t 5および t 6においてそれぞれ算出される予測回転数は、図中の曲線 LN 3上の点 NE d 5 , NE d 6で表わされる回転数となる。そして、回転数が下降状態と判断される時刻 t 7から時刻 t 9までの期間においては、予 ■測回転数は、時刻 t 7〜 t 9における通常回転数 N n - 1に等しく、曲線 L N 3 ' 上の点 NE d 7, NE d 8, N E d 9で表わされる回転数となる。さらに、移動平均回転数が再び増加方向に転じる時刻 t 10以降においては、予測回転数は、移動平均回転数を上記の式（5) に代入して得られる回転数（曲線 LN3上の点 NE 10， NE 1 1に相当）に設定される。

以上のように回転数の上昇状態と下降状態とで予測回転数の推定方法を切換えることによって、予測回転数は、曲線 LN 3で示す波形となる。曲線 LN3と曲線 LN2とを比較して明らかなように、回転数の増加ノ減少に関わらず、一律に移動平均回転数から予測回転数を演算した場合に対して、予測回転数が移動平均' 回転数よりも過小に推定されるのが軽減されているのが分かる。これにより、実回転数におけるモータ消費パワー Pmが、予測回転数を制御用回転数 MRN 2とした電力バランス制御により設定されたモータ消費パワー P mを上回るのが抑えられる。したがって、バッテリ Bの過大な電力による充放電を抑制することがでさる。

図 10は、本発明の実施の形態による予測回転数の推定方法を説明するためのフローチヤ一トである。

図 10を参照して、最初に、 E CU 1 5の通常回転数演算部 1 5 1は、回転位置センザ R 2からの信号 θ 2が入力されると（ステップ S O 1) 、この入力信号 Θ 2に基づいて制御周期ごとにモータジェネレータ MG 2の通常回転数 Nn— 1 を演算する（ステップ S O 2) 。そして、通常回転数演算部 1 5 1は、その演算した通常回転数 N n― 1を移動平均演算部 1 52へ出力する。

移動平均演算部 1 52は、制御周期ごとに与えられる通常回転数 Nnについての移動平均回転数 N Anを演算して予測回転数演算部 1 53へ出力する（ステツプ S 03) 。

予測回転数演算部 1 53は、移動平均回転数 N A nを受けると、移動平均回転数 N Anの変化量が 0以上であるか否か、すなわち、移動平均回転数 N Anが増加方向に変動したか否かを判定する（ステップ S O 4) 。

ステップ S 04において、移動平均回転数 NAnの変化量が 0以上と判定されると、予測回転数演算部 1 53は、カウンタ 1 54におけるカウン. M直 U— CN Tを + 1だけインクリメントする（ステップ S 05) 。さらに、. 予測回転数演算部 153は、カウント値 D— CNTを "0" にリセットする（ステップ S 06) 。

そして、予測回転数演算部 15 3は、カウント値 U— CNTが X (Xは 2以上の自然数）以上であるか否かを判定する（ステップ S 07) 。ステップ S O' 7においてカウント値 U—CNTが X以上であると判定されたこと、すなわち、移動平均回転数 N A nが連続して X回増加方向に変動し続けたと判定されたことに応じて、予測回転数演算部 1 53は、モータジ-ネレ.ータ MG 2の回転数が上昇状態であると判定する。そして、予測回転数演算部 1 53は、上述した方法により移動平均回転数 NAnの変化量から予測回転数 N (t n+ 2) を算出する（ステップ S O 9) 。

一方、ステップ S 07においてカウント値 U—CNTが Xより小さいと判定されたときには、予測回転数演算部 1 53は、モータジェネレータ MG 2の回転数が上昇状態でないと判定する。この場合、予測回転数演算部 1 53は、予測回転数 N (t n+ 2) の演算を行なわず、通常回転数 N n - 1を予測回転数 N ( t n + 2) に設定する（ステップ S O 8) 。

一方、再びステップ S 04に戻って、移動平均回転数 NAnの変化量が 0未満と判定された場合には、移動平均回転数 NAnが減少方向に変動したと判定して、予測回転数演算部 153は、カウンタ 1 54におけるカウント値 D— CNTを + 1だけインクリメントする（ステップ S 10) 。

そして、予測回転数演算部 1 53は、カウント値 D— CNTが Y (Yは 2以上の自然数）以上であるか否かを判定する（ステップ S 12) 。ステップ S 12においてカウント値 D—CNTが Yより小さいと判定されたことに応じて、予測回転数演算部 153は、移動平均回転数 N Anが、増加方向から減少方向への変動に転じてから連続して Y回減少方向に変動するまでの移行期間にあると判断する。この場合、予測回転数演算部 1 53は、上述した方法により前回の制御周期にお . ける予測回転数 N ( t n+ 1) と今回の制御周期における通常回転数とに基づレ、て、予測回転数 N (t n + 2) を算出する（ステップ S 1 3) 。

そして、ステップ S 1 2においてカウント値 D— CNTが Y以上となったことに応じて、すなわち、移動平均回転数 N Anが連続して Y回増加方向に変動し続けたことに応じて、予測回転数演算部 1 53は、.モータジェネレータ MG 2の回転数が下降状態であると判定する。この場合、予測回転数演算部 1 53は、予測：回転数 N ( t n + 2) の演算を行なわず、通常回転数 N n _ 1を予測回転数 N (t n + 2) に設定する（ステップ S 08) 。

以上のステップ S O 8, S O 9, S 1 3の各々で設定された予測回転数 N ( t n+ 2) は、制御用回転数 MR N 2に設定されてモータ制御部 30およびトルク指令演算部 1 56へ出力される。

トルク指令演算部 1 56は、制御用回転数 MRN 2とモータジェネレータ MG

2の要求トルクとに基づいて上述した電力バランス制御を行ない、モータジエネレータ MG 2のトルク指令値 TR 2を生成してモータ制御部 30へ出力する。モータ制御部 30は、制御用回転数 MRN2とトルク指令値 TR 2を受けると、モ —タジェネレータ MG 2が指定されたトルクを出力するようにモータジエネレータ MG 2の各相に流す電流を制御する（ステップ S 14) 。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値 TR 2に応じたモータトルクが出力される。

以上のように、この発明の実施の形態によれば、モータジェネレータの回転数が急激に増加した場合であっても、予測回転数が安定的に推定されるため、これを制御用回転数とした電力バランス制御を安定して行なうことができる。その結果、バッテリの過大な電力による充放電を抑制することができる。

また、モータジエネレ一タの回転数の上昇状態と下降状態とで予測回転数の推定方法を切換えることにより、予測回転数が実回転数よりも過小に推定されるのを軽減できるため、電力バランス制御の破綻を回避してバッテリを確実に保護することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であつて制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。産業上の利用可能性

この発明は、モータを駆動力源とする車両に搭載されるモータの制御装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1. 駆動力指令値に従ってモータ（MG 1, MG 2) を駆動制御するモータの制御装置であって、

前記モータ（MG 1, MG 2) の回転数を検出する回転数検出部（1 5 1) と、前記回転数の検出値の移動平均を算出する移動平均演算部（1 52) と、算出された前記移動平均を用いて所定の制御タイミングにおける予測回転数を推定する回転数推定部（1 53) と、

推定された前記予測回転数を制御用回転数とし、前記制御用回転数に基づいて前記所定の制御タイミングにおける前記駆動力指令値を設定する駆動力指令設定部（ 1 56) と、

電源（B) から電力の供給を受けて前記モータ（MG 1， MG 2) の出力を前記駆動力指令値に追従させるように前記モータ（MG 1 , MG 2) を駆動制御するモータ駆動制御部（30) とを備える、モータの制御装置。

2. 前記駆動力指令設定部（1 56) は、前記モータ（MG 1， MG 2) のカ行動作時において、前記制御用回転数と前記駆動力指令^ sとに対応する前記モータ

(MG 1， MG2) での消費電力が前記電源の出力電力制限値を超えないように、前記駆動力指令値を設定し、かつ、前記モータ、（MG 1， MG 2) の回生動作時において、前記制御用回転数と前記駆動力指令値とに対応する前記モータ（MG 1, MG 2) での発電電力が前記電源の入力電力制限値を超えないように、前記駆動力指令値を設定する、請求の範囲 1に記載のモータの制御装置。

3. 前記移動平均に基づいて前記回転数が上昇状態であるか、または下降状態であるかを判定する回転数変動状態判定部をさらに備え、

前記回転数推定部（1 53) は、前記回転数が前記上昇状態であると判定されたことに応じて、前記所定の制御タイミングにおける前記予測回転数を推定し、前記回転数が前記下降状態であると判定されたことに応じて、前記予測回転数の推定を禁止する、請求の範囲 1または請求の範囲 ²に記載のモータの制御装置。

4. 前記回転数推定部（1 53) は、前記回転数が前記下降状態にあると判定されたことに応じて、前記回転数の検出値を直接的に前記予測回転数に設定して出力する、請求の範囲 3に記載のモータの制御装置。

5 . 前記回転数変動状態判定部は、前記移動平均が連続する n ( nは 2以上の自然数）個の制御周期において増加したことに応じて前記回転数が前記上昇状態にあると判定し、かつ、前記移動平均が連続する m (mは 2以上の自然数）個の前記制御周期において減少したことに応じて前記回転数が前記下降状態にあると判定する、求の範囲 4に記載のモータの制御装置。

6 . 前記回転数推定部（1 5 3 ) は、前記移動平均が減少し始めてから前記回転数が前記下降状態にあると判定されるまでの期間において、前記予測回転数を、前記移動平均に基づいて推定される前記予測回転数よりも高く、かつ、前記回転数の検出値よりも低い回転数に設定する、請求の範囲 5に記載のモータの制御装置。

7 . 前記回転数変動状態判定部は、前記制御周期間の前記移動平均の増加量が大きいほど、前記 nを相対的に小さい値に設定し、前記制御周期間の前記移動平均の減少量が大きいほど、前記 mを相対的に小さい値に設定する、請求の範囲 5に記載のモータ制御装置。