JP2014134169A - 車両運動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御系を構成するデバイスの状況に応じた適切な制御を実行する車両運動制御装置を提供する。
【解決手段】ドライバの要求トルクから車両振動を推定し、その推定結果から求めた運動制御成分ΔＶａに従って発電機３の発電量、ひいては発電機駆動トルクを変化させ、これによって車輪軸トルクを補正することにより車両振動を抑制する。運動制御成分ΔＶａには、目標電圧Ｖａから発電機駆動トルクを発生させる制御系を構成する各種デバイスの状態に応じて（Ｓ１１１，Ｓ１１３，Ｓ１１５，Ｓ１１７）、制限を加える（Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ１１６，Ｓ１１８）。
【選択図】図１９

Description

本発明は、発電機の駆動トルクを利用して車両運動を制御する車両運動制御装置に関する。

自動車に代表される車両では、車輪軸に加わるトルク（車輪軸トルク）が変化すると、車体各部に不要な振動が発生することが知られている。具体的には、車体の振動（１〜５Ｈｚ）、エンジン−マウント系の振動（７〜１５Ｈｚ）、シャシやタイヤの振動（１０Ｈｚ〜）等が挙げられる。これらの振動は、乗り心地を低下させるだけでなく、車輪接地加重が変動する原因となるため、運動性能の低下にも繋がることがある。

これに対して、エンジンにより駆動される車載発電機（例えば、オルタネータ）を、制振用のアクチュエータとして使用することで、発電機の駆動トルクが上述の振動を抑制するように発電量を変化させることで、エンジンの出力軸トルク、ひいては車輪軸トルクを補正する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１６５２３０号公報

ところで、特許文献１に記載の従来装置では、車輪軸トルクを補正するための指令値に基づいて発電機の駆動トルクを変化させる制御系を構成する各種デバイス（発電機、レギュレータ、バッテリ等）が故障したり、これらデバイスの状況を把握するためのセンサ等が故障したりした場合は、制御系を構成するデバイスの劣化を助長したり、他の車載機器の動作に悪影響を与えてしまったりするおそれがあるという問題があった。

具体的には、例えば、バッテリが過充電や過放電の状態で動作させられることによってバッテリの劣化を助長したり、バッテリの残容量を十分に確保できないことによって、電力を消費する他の車載機器の動作に悪影響を与えてしまったりする等の問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するために、制御系を構成するデバイスの状況に応じた適切な制御を実行する車両運動制御装置を提供することを目的とする。

本発明の車両運動制御装置では、内燃機関により駆動される発電機の発電電力によってバッテリを充電し、レギュレータは指令値に従って発電機の励磁巻線に流れるフィールド電流を制御する。

但し、容量維持指令値生成手段が、バッテリの充電状態を表すバッテリ状態量を所定範囲に維持するのに必要な供給電力が得られるようにレギュレータを動作させるための指令値である容量維持指令値を生成する。また、運動制御指令値生成手段が、予め指定された車両運動の制御に必要なトルクである運動制御用トルクが発電機にて発生するように電圧レギュレータを動作させるための指令値である運動制御指令値を生成する。

そして、運動制御指令値生成手段では、制限手段が、制御系を構成するデバイスの状況に応じて、運動制御指令値を制限する。
このように構成された車両運動制御装置では、制御系を構成するデバイスである発電機、バッテリ、レギュレータ等の状況に応じて、運動制御指令値が制限されるため、デバイスの故障や劣化に応じた適切な制御を実行することができる。その結果、制御系を構成するデバイスの劣化を助長してしまったり、他の車載機器の動作に悪影響を与えてしまうったりすることを防止でき、装置の信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態にかかる車両運動制御装置を示すブロック図である。 ドライバ要求トルク推定部による演算処理手順を示すフローチャートである。 発電状態推定部による演算処理手順を示すフローチャートである。 発電機の特性を表すグラフであり、（ａ）が発電機回転数と発電効率の関係（発電効率マップ）を示し、（ｂ）が発電機回転数と発電電流の関係（発電電流マップ）を示したものである。 負荷消費トルク演算部による演算処理手順を示すフローチャートである。 目標スロットル開度演算部による演算処理手順を示すフローチャートである。 車両振動状態推定部による演算処理手順を示すフローチャートである。 車輪軸トルク補正量演算部による演算処理手順を示すフローチャートである。 バッテリ状態推定部による演算処理手順を示すフローチャートである。 充電状態の推定に使用する推定マップの内容を説明するグラフであり、（ａ）がバッテリ電流と充電状態推定値の関係を示し、（ｂ）がバッテリ電圧と推定誤差の関係を示したものである。 目標電圧演算部による演算処理手順を示すフローチャートである。 目標電圧の容量維持成分の算出に用いるマップの内容を説明するグラフである。 目標電圧演算部で実行される運動成分演算での詳細な演算処理手順を示すフローチャートである。 運動制御成分の算出に使用するモデルを表すブロック図であり、（ａ）が制御モデル（順方向モデル）を示し、（ｂ）が制御逆モデル（逆方向モデル）を示したものである。 電圧レギュレータ逆モデルの動特性に関する説明図である。 発電機逆モデルの動特性に関する説明図である。 バッテリモデルの動特性に関する説明図である。 動特性を考慮した制御逆モデルの作用を示す説明図である。 目標電圧演算部で実行される運動制御成分制限演算での詳細な演算処理手順を示すフローチャートである。 運動制御成分制限演算による作用を説明する運動制御成分の波形図である。 エンジン出力軸トルクに含まれる成分を示す説明図である。 主要なパラメータ間の関係を示す説明図である。

以下に本発明にかかる車両運動制御装置の一実施形態を図面と共に説明する。
なお、本実施形態では、車両運動制御装置が実行する運動制御は、車輪軸トルクの変化によって車両に生じる各種振動の制振であり、また、制振の対象となる振動には、車体の振動（１〜５Ｈｚ）、エンジン−マウント系の振動（７〜１５Ｈｚ）、シャシやタイヤの振動（１０Ｈｚ〜）等がある。

＜全体構成＞
図１に示すように、車両運動制御装置が適用される車両は、走行用エンジン（内燃機関）１と、指令値（目標スロットル開度ＳＬ）に従って、エンジン１への吸入空気量を制御する電動スロットルバルブ２と、エンジン１により回転駆動される発電機３と、指令値（目標電圧Ｖａ）に従って、発電機３の発電電圧が目標電圧Ｖａと一致するように、発電機３の励磁巻線に流れるフィールド電流をデューティ制御する電圧レギュレータ４と、発電機３による発電電力を充電するバッテリ５と、発電機３による発電電力又はバッテリ５の充電電力によって駆動される電気負荷６と、電動スロットルバルブ２及び電圧レギュレータ４に対する指令値（目標スロットル開度ＳＬ，目標電圧Ｖａ）を生成することで、エンジン１及び発電機３の作動を制御する制御装置（ＥＣＵ）７を備えている。

また、車両は、車両運転者により操作されるアクセルペダルの踏込み操作量（アクセル開度Ａｃｃ）の演算に用いる信号を出力するアクセルストロークセンサ１１と、クランク軸の所定時間あたりの回転数（エンジン回転数）Ｎｅの演算に用いる信号を出力するクランク回転角センサ１２と、バッテリ５の端子電流（バッテリ電流）Ｉｂの検出値を出力するバッテリ電流センサ１３と、バッテリ５の端子間電圧（バッテリ電圧Ｖｂ）の検出値を出力するバッテリ電圧センサ１４とを備えている。なお、バッテリ電流Ｉｂは、電流の流れる方向によって符号が変化し、その符号によって、充電電流（本実施形態ではプラス）及び放電電流（本実施形態ではマイナス）のいずれであるかが特定される。

また、車両は、車載ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）や個別の通信線等からなり、制御のために十分な通信速度を有する通信手段１５を備えている。そして、各センサ１１〜１４での検出値、及び電圧レギュレータ４にて設定されるフィールド電流のデューティ値Ｆdutyが通信手段１５を介して制御装置７に提供されると共に、これら検出値に基づいて制御装置７にて生成される各指令値ＳＬ，Ｖａが通信手段１５を介して電動スロットルバルブ２や電圧レギュレータ４に供給される。

以下では、エンジン１のクランク軸（エンジン出力軸）と発電機３の回転軸（発電機回転軸）との変速比をエンジン−発電機変速比ＲＲ（固定値）と呼び、デファレンシャルギアも含めたクランク軸から車輪軸までのギア比をエンジン−車輪軸ギア比ＧＲ（ＲｅｖＲａｔｉｏ）と呼ぶものとする（図２２参照）。なお、エンジン−車輪軸ギア比ＧＲは、変速機の状態によって変化するため、制御装置７は、自車両がオートマチック車両であれば変速機の状態を決めるＥＣＵから、マニュアル車両であればシフトレバーの位置を検出するセンサ等から、ギア比ＧＲを特定するための情報を取得する（図示せず）。

＜電圧レギュレータ＞
電圧レギュレータ４は、ＥＣＵ７から供給される指令値Ｖａに従って、発電機３の発電電圧が指令値Ｖａと一致するように、発電機３の励磁巻線に流れるフィールド電流をデューティ制御する周知のものである。

具体的には、発電電圧（上記バッテリ電圧Ｖｂに導線抵抗による電圧降下分ΔＶｄを加えたものに相当）が目標電圧Ｖａより低くなっている場合には、フィールド電流のデューティ値Ｆdutyを上昇させてフィールド電流を増大させる。これにより、発電量が増大して発電電圧が上昇する。一方、発電電圧が目標電圧Ｖａより高くなっている場合には、フィールド電流のデューティ値Ｆdutyを低下させてフィールド電流を減少させる。これにより、発電量が減少して発電電圧が低下する。

このように電圧レギュレータ４が作用することで、エンジン回転数Ｎｅの変動に伴い発電機３の所定時間あたりの回転数（発電機回転数Ｎａ）が変動しても、発電電圧が目標電圧Ｖａに維持されることになる。

＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ７は、アクセル開度Ａｃｃ及びエンジン回転数Ｎｅに基づいてドライバ要求エンジン出力軸トルクＴｒ及びドライバ要求車輪軸トルクＴｗを演算するドライバ要求トルク推定部２０と、電圧レギュレータ４から提供されるフィールド電流のデューティ値Ｆduty及びエンジン回転数Ｎｅに基づいてセンサ１１〜１４から直接的に得られない発電機３に関する情報を推定すると共に、発電機３が運動制御に利用できる状態であるか否かを判定する発電機状態推定部３０と、電気負荷６（電力を消費する各種車載機器）へ電力を供給するためのトルク（負荷消費トルク）Ｔｄを演算する負荷消費トルク演算部４０と、負荷消費トルクＴｄに基づき目標スロットル開度ＳＬを演算する目標スロットル開度演算部５０とを備えている。

また、ＥＣＵ７は、ドライバ要求車輪軸トルクＴｗが実際に入力された場合に生じる車体各部の振動のうち、制振の対象とする振動の振動状態Ｙｏｓｃを推定する車両振動状態推定部６０と、推定された振動状態Ｙｏｓｃに基づき、車両振動を抑制するための制御量である車輪軸トルク補正量ΔＴｗを演算する車輪軸トルク補正量演算部７０と、バッテリ５の充電状態を表すバッテリ状態量としてＳＯＣ（State Of Charge ）を演算するバッテリ状態推定部８０と、車輪軸トルク補正量ΔＴｗ及びＳＯＣに基づき目標電圧Ｖａを演算する目標電圧演算部９０を備えている。

なお、ＥＣＵ７は、周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、上記各部２０〜９０は、マイクロコンピュータが実行する処理を機能別に示したものであり、これらの機能により、目標スロットル開度ＳＶ及び目標電圧Ｖａが繰り返し演算される。

以下、ＥＣＵ７を構成する各部２０〜９０の処理を個別に説明する。
＜ドライバ要求トルク推定部＞
ドライバ要求トルク推定部２０は、図２に示す手順を、所定周期で繰り返し実行することにより、ドライバ要求エンジン出力軸トルクＴｒ及びドライバ要求車輪軸トルクＴｗを繰り返し算出する。

先ずステップ（以下、単に「Ｓ」と表記する）２１では、センサ等で検出されたアクセル開度Ａｃｃ及びエンジン回転数Ｎｅ、エンジン−車輪軸ギア比ＧＲを取得する。
続くＳ２２では、取得したアクセル開度Ａｃｃからスロットル開度を算出し、続くＳ２３では、算出したスロットル開度と取得したエンジン回転数Ｎｅから吸入空気量を推定し、続くＳ２４では、推定された吸入空気量からドライバ要求エンジン出力軸トルクＴｒを推定する。なお、これらＳ２２〜Ｓ２４の処理は、予め用意（メモリに記憶）された各種のマップを使用して推定する。但し、これらの処理の内容は公知であるため、その詳細についての説明は省略する。

続くＳ２５では、（１）式に従い、エンジン−車輪軸ギア比ＧＲを用いて、ドライバ要求エンジン出力軸トルクＴｒを車輪軸のトルクＴｗに変換する。

続くＳ２６では、ドライバ要求エンジン出力軸トルクＴｒを目標スロットル開度演算部５０へ出力するとともに、ドライバ要求車輪軸トルクＴｗを車両振動状態推定部３０へ出力して本手順を終了する。

＜発電機状態推定部＞
発電機状態推定部３０は、図３に示す手順を、所定周期で繰り返し実行することにより、負荷消費トルク演算部４０や目標電圧演算部９０での処理に必要な各種情報を生成する。

先ずＳ３１では、センサ等で検出されたエンジン回転数Ｎｅ、フィールド電流デューティ値Ｆdutyを取得する。
続くＳ３２では、（２）式に従い、エンジン−発電機変速比ＲＲを用いて、エンジン回転数Ｎｅを発電機回転数Ｎａに変換する。

続くＳ３３では、算出された発電機回転数Ｎａに基づき、予め用意された発電効率マップを利用して、発電効率ηを推定する。
発電効率マップは、図４（ａ）に示すように、発電機回転数Ｎａと発電効率ηの関係を実験により求めたものである。なお、発電効率ηは、エンジン１から発電機３に供給される動力［Ｗ］に対する発電電力［Ｗ］の割合に相当する。

続くＳ３４では、Ｓ３２にて算出された発電機回転数Ｎａ、及びＳ３１にて取得したフィールド電流デューティ値Ｆdutyに基づき、予め用意された発電電流マップを利用して、発電電流Ｉａを推定する。

発電電流推定マップは、図４（ｂ）に示すように、発電機回転数Ｎａと発電電流Ｉａとの関係（Ｎａ−Ｉａ特性）を実験により求め、フィールド電流デューティ値Ｆduty毎に示したものである。

なお、ここでは、発電電流Ｉａを発電機回転数Ｎａから推定しているが、発電電流Ｉａを測定する電流センサを備えている場合は、その測定値を使用してもよい。
続くＳ３５では、発電機３が発電中であり、かつ発電量が上限未満であるか否かを判断し、肯定判断した場合はＳ３６に、否定判断した場合はＳ３７に進む。

なお、発電中であるか否かは、具体的には、発電機回転数Ｎａ（ひいてはエンジン回転数Ｎｅ）が、発電電流Ｉａが流れ出す回転数（発電判定閾値）に達しているか否かによって判断する（図４（ｂ）参照）。また、発電量が上限に達しているか否かは、フィールド電流デューティ値Ｆdutyが上限判定閾値（例えば１００％）に達しているか否かによって判断する。

Ｓ３６では、運動制御（制振制御）に使用する車輪軸駆動トルクを発生させるために、発電機３での発電量を変動させることが可能であるか否かを表す制御可否フラグＦを、「制御可」であることを示す値に設定（ここではＦ←１）する。

Ｓ３７では、制御可否フラグＦを「制御不可」であることを示す値に設定（ここではＦ←０）する。
続くＳ３８では、制御可否フラグＦを目標電圧演算部９０に出力すると共に、発電効率η，発電電流Ｉａ，発電機回転数Ｎａを負荷消費トルク演算部４０に出力して、本手順を終了する。

＜負荷消費トルク演算部＞
負荷消費トルク演算部４０は、図５に示す手順を、所定周期で繰り返し実行することにより、電気負荷６へ電力を供給するためのトルク（負荷消費トルクＴｄ）を繰り返し算出する。

先ずＳ４１において、センサ等で検出されたバッテリ電流Ｉｂ，バッテリ電圧Ｖｂを取得すると共に、発電機状態推定部３０で推定された発電電流Ｉａ，発電機回転数Ｎａ，発電効率ηを取得する。

続くＳ４２では、取得したバッテリ電流Ｉｂを発電電流Ｉａから減算することで電気負荷（車載機器等）６へ流れる負荷消費電流Ｉｄ（＝Ｉａ−Ｉｂ）を算出する。
続くＳ４３では、算出した負荷消費電流Ｉｄ、バッテリ電圧Ｖｂ、発電機回転数Ｎａ、発電効率η、及びエンジン−発電機変速比ＲＲに基づき、発電機３にて負荷消費電流Ｉｄを発生させるのに必要なエンジン出力軸でのトルクである負荷消費トルクＴｄを（３）式に従って算出する。

続くＳ４４では、算出した負荷消費トルクＴｄに対して、低域通過フィルタを適用する。ここでフィルタのカットオフ周波数は、運動制御（制振制御）の対象となる対象振動の周波数帯と比較して十分に低い値（１Ｈｚ未満）に設定する。

続くＳ４５では、算出した負荷消費トルクＴｄを目標スロットル開度演算部５０へ出力して、本手順を終了する。
＜目標スロットル開度演算部＞
目標スロットル開度演算部５０は、図６に示す手順を、所定周期で繰り返し実行することにより、目標スロットル開度ＳＬを繰り返し算出し、その算出結果を指令値とした電動スロットルバルブの制御を実行する。

先ずＳ５１では、ドライバ要求トルク推定部２０で推定されたドライバ要求エンジン出力軸トルクＴｒ、負荷消費トルク演算部Ｔｄで求められた負荷消費トルクＴｄ、センサで検出されたエンジン回転数Ｎｅを取得する。

続くＳ５２では、取得したドライバ要求エンジン出力軸トルクＴｒに負荷消費トルクＴｄを加算して、目標エンジン出力軸トルクを算出する。要するに、ドライバによるアクセルペダル操作分に、電気負荷６での電気負荷消費分を予め上乗せしたものが、目標エンジン出力軸トルクとなる。

続くＳ５３では、算出した目標エンジン出力軸トルクを実現するための目標吸入空気量を算出し、続くＳ５４では、算出した目標吸入空気量に基づいて、目標スロットル開度ＳＬを算出する。

これら目標吸入空気量及び目標スロットル開度ＳＬは、予め用意された各種マップを用いて算出する。なお、これらの技術は公知であるため、その詳細については説明を省略する。

続くＳ５５では、算出した目標スロットル開度ＳＬを指令値として、通信手段１５を介して電動スロットルバルブ２に提供して、本手順を終了する。この結果、電動スロットルバルブ２は、エンジン１に目標エンジン出力軸トルクを発生させるように動作する。

＜車両振動状態推定部＞
車両振動状態推定部６０は、図７に示す手順を所定周期で繰り返し実行することにより、制振の対象となる対象振動の振動状態Ｙｏｓｃを繰り返し推定する。

先ずＳ６１では、ドライバ要求トルク推定部２０で推定されたドライバ要求車輪軸トルクＴｗを取得する。続くＳ６２では、取得したドライバ要求車輪軸トルクＴｗを予め用意された車両振動モデルに入力して、車両各部に生じる振動状態Ｘｏｓｃを推定する。なお、車両振動モデルの具体例としては、例えば、特開２００６−６０９３６号公報等に記載されたバネ上振動モデル等が挙げられる。また、車両振動モデルは、ドライバ要求車輪軸トルクＴｗと車体各部の振動の力学的な関係を数式化したものであり、制御工学の分野における状態方程式に相当する。

続くＳ６３では、推定された車両振動状態Ｘｏｓｃをもとに対象振動の振動状態Ｙｏｓｃを算出する。対象振動の振動状態Ｙｏｓｃは、車両振動状態Ｘｏｓｃに含まれる振動そのものを採用してもよいし、例えば、車体ピッチング振動などの程度により決まるスタビリティファクタの変動といった車両振動状態Ｘｏｓｃをもとに算出される他の振動を採用してもよい。ここでは、車体の振動（１〜５Ｈｚ）、エンジン−マウント系の振動（７〜１５Ｈｚ）、シャシやタイヤの振動（１０Ｈｚ〜）を対象振動とする。但し、対象振動の振動状態Ｙｏｓｃは制振が達成されたときに零となるように算出する。このように、車両振動状態Ｘｏｓｃから対象振動の振動状態Ｙｏｓｃを算出する過程は、制御工学の分野における出力方程式に相当する。

続くＳ６４では、対象振動の振動状態Ｙｏｓｃを車輪軸トルク補正量演算部７０に出力して、本手順を終了する。
＜車輪軸トルク補正量演算部＞
車輪軸トルク補正量演算部７０は、対象振動の振動状態Ｙｏｓｃが算出される毎に、図８に示した手順を繰り返し実行することにより、車輪軸トルク補正量ΔＴｗを繰り返し算出する。

先ずＳ７１では、車両振動状態推定部６０で推定された対象振動の振動状態Ｙｏｓｃを取得する。
続くＳ７２では、対象振動の振動状態Ｙｏｓｃに基づき、対象振動の振動状態Ｙｏｓｃを零に近づけるために必要な車輪軸トルク補正量ΔＴｗを算出する。例えば、対象振動の振動状態Ｙｏｓｃに対するフィードバック制御により車輪軸トルク補正量ΔＴｗを算出する場合、フィードバックのゲインをＫとして、（４）式を用いて算出する。

このようにして求められた車輪軸トルク補正量ΔＴｗは、平均値が零で対象振動に対応する周波数で変化する値となる。
続くＳ７３では、算出した車輪軸トルク補正量ΔＴｗを、目標電圧演算部９０へ出力して、本手順を終了する。

＜バッテリ状態推定部＞
バッテリ状態推定部８０は、図９に示す手順を所定周期で繰り返し実行することにより、バッテリの充電状態を表すバッテリ状態量としてＳＯＣ（State Of Charge ）を繰り返し推定する。なお、ＳＯＣとは、満充電容量に対する残存容量の比を１００分率で表したものである。

先ずＳ８１では、バッテリ電圧Ｖｂとバッテリ電流Ｉｂを取得する。
続くＳ８２では、バッテリ電流Ｉｂを積算することでＳＯＣの推定値（以下「累積推定値」という）ＳＯＣｉｎｔを算出する。具体的には、バッテリ容量上限値（満充電容量）をＱｍａｘ［Ａｓ］、バッテリ状態推定部８０の動作周期をΔｔ［ｓ］として、（５）式に従って算出する。

続くＳ８３では、累積推定値ＳＯＣｉｎｔに含まれる累積推定誤差Ｅｉｎｔを算出する。具体的には、積算１回あたりで拡大する誤差を単位誤差ΔＥとし、（６）式に従って算出する。但し、単位誤差ΔＥは、実験等によって予め求めた固定値を使用する。

つまり、電流積算による算出方法では、推定値に含まれる誤差も同時に積算されていくため、この累積誤差を評価するために、累積推定誤差Ｅｉｎｔを使用する。
続くＳ８４では、Ｓ８１で取得したバッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂに基づき、予め用意されたＳＯＣ推定マップを利用してＳＯＣの推定値（以下「マップ推定値」という）ＳＯＣｍａｐを求める。

ＳＯＣ推定マップは、バッテリ電流ＩｂとＳＯＣとの関係（Ｉｂ−ＳＯＣ特性）を、実験によりバッテリ電圧Ｖｂ毎に求めてマップ化したものである。
具体的には、図１０（ａ）に示すように、バッテリ電圧Ｖｂが一定である場合、Ｉｂ−ＳＯＣ特性は、バッテリ電流Ｉｂが充電電流（正極性の電流）であれば、ＳＯＣが１００％に近づくほどバッテリ電流Ｉｂの絶対値は小さくなり、バッテリ電流Ｉｂが放電電流（負極性の電流）であれば、ＳＯＣが１００％から離れるほどバッテリ電流Ｉｂの絶対値は小さくなる。また、充電も放電もしないときのバッテリ電圧Ｖｂを規定電圧として、バッテリ電圧Ｖｂが規定電圧に近いほど、グラフの傾きは急峻になる。

図１０（ａ）に示したＩｂ−ＳＯＣ特性のうち、バッテリ電流Ｉｂ＝０の軸と一致するグラフ（傾きゼロのもの）が、バッテリ電圧Ｖｂが上記規定電圧に等しい場合であり、バッテリ電圧Ｖｂが規定電圧から離れるほど、グラフの傾きは緩やかになる。

続くＳ８５では、バッテリ電圧Ｖｂに基づき、予め用意された誤差推定マップを利用して、Ｓ８３にて求めたマップ推定値ＳＯＣｍａｐに含まれるマップ推定誤差Ｅｍａｐを求める。

誤差推定マップは、バッテリ電圧Ｖｂに対するマップ推定値ＳＯＣｍａｐの推定誤差を、ＳＯＣ推定マップから求めてマップ化したものである。つまり、ＳＯＣ推定マップのグラフの傾きが急峻であるほど、バッテリ電流Ｉｂの少しの変化で、マップ推定値ＳＯＣｍａｐは大きく変化するため、マップ推定値ＳＯＣｍａｐの推定精度は悪化する。

具体的には、図１０（ｂ）に示すように、グラフの傾きは、バッテリ電圧Ｖｂが規定電圧に近いほど大きくなるため、バッテリ電圧Ｖｂが規定電圧である場合に最大の値をとり、規定電圧から離れるほど小さな値となる。

続くＳ８６では、Ｓ８２，Ｓ８４で求めた二つの推定値ＳＯＣｉｎｔ，ＳＯＣｍａｐを、Ｓ８３，Ｓ８５で求めたそれぞれの推定値に対する推定誤差Ｅｉｎｔ，Ｅｍａｐを評価の重みとする重み付きフィルタを用いて、最終的なＳＯＣの推定値（以下「充電状態推定値」という）を算出する。

具体的には、（７）式で求められる重みＷを使用し、（８）式に従って充電電荷Ｑ［Ａｓ］を求め、その充電電荷Ｑを（９）式に従って充電状態推定値ＳＯＣに変換する。更に、重みＷを用いて（１０）式により、累積推定誤差Ｅｉｎｔを更新する。但し、Ｑｉｎｔは、ＳＯＣｉｎｔから求めた充電電荷を表す。

つまり、累積推定誤差Ｅｉｎｔが大きくなるほど、重みＷは大きくなり、重みが大きくなるほど、マップ推定値ＳＯＣｍａｐを重視して充電状態推定値ＳＯＣが求められる。また、マップ推定値ＳＯＣｍａｐが重視される（即ち重みＷが大きい）ほど、累積推定誤差Ｅｉｎｔは小さな値に更新されることになる。これにより、累積推定誤差Ｅｉｎｔが際限なく拡大することを回避している。

なお、累積推定誤差Ｅｉｎｔの初期値を非常に大きな値に設定したうえで、マップ推定誤差Ｅｍａｐが小さくなる（規定電圧から大きく離れた）バッテリ電圧Ｖｂを目標電圧Ｖａに設定して、電圧レギュレータ４を動作させたときに検出されるバッテリ電圧Ｖｂ、及びバッテリ電流Ｉｂに基づいて充電状態推定値ＳＯＣを求めれば、実質、ＳＯＣ推定マップのみで充電状態推定値ＳＯＣを求めることになる。このため、制御開始時には、このようにして求めた充電状態推定値ＳＯＣを、累積推定値ＳＯＣｉｎｔの初期値として使用してもよい。

続くＳ８７では、算出した充電状態推定値ＳＯＣを、目標電圧演算部９０へ出力して、本手順を終了する。
＜目標電圧演算部＞
目標電圧演算部９０は、図１１に示す手順を所定周期で繰り返し実行することにより、目標電圧Ｖａを繰り返し算出する。

先ずＳ９１では、車輪軸トルク補正量演算部７０から車輪軸トルク補正量ΔＴｗ、発電機状態推定部３０から制御可否フラグＦ、バッテリ充電状態推定部８０から充電状態推定値ＳＯＣを取得する。

続くＳ９２では、充電状態推定値ＳＯＣに基づき、容量維持成分変換マップ用いてバッテリ充放電制御に用いられる目標電圧Ｖａの成分である容量維持成分（容量維持指令値）Ｖａｖｅを算出する。

容量維持成分変換マップは、図１２に示すように、予め設定された充電状態推定値ＳＯＣの許容制御範囲の上限値より大きい場合には一定の下限制御値に、許容制御範囲の下限値より小さい場合には一定の上限制御値に、許容制御範囲内では、上限制御値から下限制御値の間を充電状態推定値ＳＯＣに応じて連続的に変化する値をとるように設定されたものである。なお、許容制御範囲の上限値は、車両運動制御用に用いられる目標電圧Ｖａの成分である運動制御成分（運動制御指令値）ΔＶａによって発生する発電電流を受け入れることができるような大きさに設定され、許容制御範囲の下限値は、電気負荷６が最大になったときでも必要な電力を供給できるような大きさに設定される。

そして、許容制御範囲内では、充電状態推定値ＳＯＣが減少すると、容量維持成分Ｖａｖｅが増加するため、発電機３からの供給電力が増加し、逆に、充電状態推定値ＳＯＣが増加すると、容量維持成分Ｖａｖｅが減少するため、発電機３からの供給電力が減少する。これによって、バッテリ５の残容量は充電状態推定値ＳＯＣが許容制御範囲内に維持されるように制御される。

但し、充電状態推定値ＳＯＣの変化は非常に緩慢であるため、容量維持成分Ｖａｖｅの変化も非常に緩慢なものとなる。即ち、非常に低い周波数（例えば１Ｈｚ未満）で変動する値となる。

続くＳ９３では、車輪軸トルク補正量ΔＴｗから対象振動の制振制御に用いられる目標電圧Ｖａの成分である運動制御成分ΔＶａを算出する運動制御成分演算処理を実行する。
続くＳ９４では、求められた運動制御成分ΔＶａをデバイスの状況によって制限する運動制御成分制限処理を実行する。

続くＳ９５では、Ｓ９２で算出した容量維持成分Ｖａｖｅと、Ｓ９３，９４で算出した運動制御成分ΔＶａとを加算することで目標電圧Ｖａを算出する。
続くＳ９６では、算出した目標電圧Ｖａを指令値として、通信手段１５を介して電圧レギュレータ４に提供して、本手順を終了する。

要するに、ＥＣＵ７は、充電状態推定値ＳＯＣを許容制御範囲内に維持させるために使用される低周波数（少なくとも対象振動の周波数より低い周波数）の成分（容量維持成分Ｖａｖｅ）と、車両振動を打ち消すために使用される高周波数（対象振動の周波数と同じ周波数）の成分（運動制御成分ΔＶａ）とを合算したものを目標電圧Ｖａ（電圧レギュレータ４の指令値）として求めている。

そして、電圧レギュレータ４は、発電機３の発電電圧が目標電圧Ｖａになるよう、フィールド電流をデューティ制御することによって、発電機３の駆動トルクが所望の値に変化し、その結果、容量維持成分Ｖａｖｅに基づくバッテリ５の充放電制御と、運動制御成分ΔＶａに基づく運動制御（制振制御）が同時に実現される。

＜運動制御成分演算＞
先のＳ９３で実行する運動制御成分演算処理では、図１３に示す手順を実行することにより、車輪軸トルク補正量ΔＴｗに応じた運動制御成分ΔＶａを算出する。

先ずＳ１０１では、エンジン−車輪軸ギア比ＧＲ及びンジン−発電機変速比ＲＲを用い、（１１）式に従って、車輪軸トルク補正量ΔＴｗを発電機駆動トルク補正量ΔＴａに変換する。

このようにして変換された発電機駆動トルク補正量ΔＴａは、車輪軸トルク補正量ΔＴｗと同様に、平均値が零で、対象振動の周波数に従って変動する値となる。
続くＳ１０２では、制御可否フラグＦに基づき、発電機３が運動制御を可能な状態にあるか否かを判断し、運動制御が可能な状態（Ｆ＝１）であればＳ１０３に進み、運動制御が不能な状態（Ｆ＝０）であればＳ１０４に進む。

Ｓ１０４では、目標電圧Ｖａを指示してから発電機駆動トルクＴａが変化するまでの特性を表した制御モデルの逆モデルを用いて、発電機駆動トルク補正量ΔＴａから運動制御成分ΔＶａを算出して本手順を終了する。

一方、Ｓ１０５では、運動制御成分ΔＶａを零に設定して本手順を終了する。
つまり、発電機３が運動制御を不能な状態にあるときには、運動制御成分ΔＶａを零に設定することにより、発電機駆動トルクによる運動制御を禁止し、容量維持成分Ｖａｖｅによるバッテリ残容量を所定範囲に維持する制御のみを実行するようにされている。

<<制御モデル>>
ここで、目標電圧Ｖａから発電機駆動トルクＴａを発生させる制御系の制御モデル（順方向モデル）について説明する。制御モデルは、図１４（ａ）に示すように、目標電圧Ｖａと発電電圧との差分を求める減算器と、減算器の出力をフィールド電流デューティ値Ｆdutyに変換する特性によって定義された電圧レギュレータモデルＭ１と、フィールド電流デューティ値Ｆdutyと発電機３にて発生する駆動トルクとの関係を示すＦduty−トルク特性Ｍ２１、及び駆動トルクと発電電流Ｉａの関係を示すトルク−電流次元変換特性Ｍ２２によって定義された発電機モデルＭ２と、バッテリ５に供給される発電電流Ｉａと発電電圧との関係を示す特性によって定義されたバッテリモデルＭ３とで構成される。なお、これらモデルの特性には、時間の要因を考慮した動特性が用いられている。

次に、制御モデルの逆モデル（以下「制御逆モデル」という）は、図１４（ｂ）に示すように、Ｆduty−トルク特性の逆特性（即ちトルク−Ｆduty特性）ＲＭ２１及びトルク−電流次元変換特性（順方向モデルと同じ）Ｍ２２によって定義された発電機逆モデルＲＭ２と、フィールド電流デューティ値Ｆdutyを電圧値に変換する特性によって定義された電圧レギュレータ逆モデルＲＭ１と、順方向モデルと同じバッテリモデルＭ３と、電圧レギュレータ逆モデルの出力とバッテリモデルの出力を加算して目標電圧を求める加算器とで構成される。

ここで、実際の電圧レギュレータ４や発電機３を考えると、入力の周波数が高いほど変化に追従できない度合いが高くなって出力の振幅が減衰する特性を有している。このため、電圧レギュレータ逆モデルＲＭ１（図１５参照）や、発電機逆モデルＲＭ２のトルク−Ｆduty特性ＲＭ２１（図１６参照）は、入力の周波数が高いほど大きなゲインを持つような特性となる。また、バッテリモデルＭ３については、図１４で示した通り、制御モデルの逆モデルにおいても順方向のまま働くため、図１７に示すように、本来のバッテリ特性を再現するように設計する。

また、電圧レギュレータ逆モデルＲＭ１の特性を表す伝達関数Ｆ（ｓ）は、例えば（１２）式で表現され、発電機逆モデルのＦduty−トルク特性ＲＭ２１を表す伝達関数Ｇ（ｓ）は、例えば（１３）式で表現され、バッテリモデルＭ３の特性を表す伝達関数Ｈ（ｓ）は、例えば（１４）式で表現される。但し、ｓはラプラス演算子であり、ａｒｅｇなどのパラメータは、各モデルの動特性を表現できるように、例えば実験などによって同定される。

このように設計された制御逆モデルには、周波数変調を行う要素は含まれないため、この制御逆モデルを用いて求められる運動制御成分ΔＶａの変動周波数は、そのまま対象振動の周波数に対応し、容量維持成分Ｖａｖｅに対して十分に高い周波数で変動する値となる。

ここで、図１８は、（ａ）が遅れ系の動特性を持つ制御対象に対して動特性を考慮しない逆モデルを使用した場合、（ｂ）が動特性を考慮した逆モデルを使用した場合について、同一の発電機駆動トルク補正量ΔＴａに対して目標電圧Ｖａと実際の発電機駆動トルクがどのように変化するかを表したものである。但し、動特性を考慮しない場合には、マップなどを用いて特定の周波数における特性で代表させる方法が一般的であり、（ａ）に示す逆モデルは低周波数帯における特性で代表させている。

動特性を考慮しない場合は、図１８（ａ）に示すように、発電機駆動トルク補正量ΔＴａの全ての周波数に同一のゲインが作用するため、運動制御成分ΔＶａは、発電機駆動トルク補正量ΔＴａの振幅を周波数によらず均一に変化させた結果となる。

一方、動特性を考慮する場合は、図１８（ｂ）に示すように、実際の制御対象（発電機３，電圧レギュレータ４，バッテリ５）においては減衰してしまう高周波数帯を増幅させ、反対に適度に増幅されてしまう低周波数帯の信号は予め減衰させるようにゲインが作用するため、運動制御成分ΔＶａは、高周波数帯の振幅を強調した結果となる。

目標電圧Ｖａは、動特性を考慮するか否かに関わらず、運動制御成分ΔＶａに容量維持成分Ｖａｖｅを加算した形となる。そして、この目標電圧Ｖａを実際の制御系に作用させると、高周波側が減衰された形で発電機駆動トルクに反映されることになる。

従って、運動制御成分ΔＶａの算出に動特性が考慮されていない場合は、図１８（ａ）に示すように、発電機駆動トルクの補正量が高周波数帯において減少し、指令通りの補正が行われないことになる。

一方、運動制御成分ΔＶａの算出に動特性が考慮されている場合は、図１８（ｂ）に示すように、制御逆モデルによって周波数毎に不均一に作用させたゲインよって、実際の制御対象が持つ動特性の影響が打ち消されるため、周波数帯によらず指令通りの補正が行われることになる。

なお、制御逆モデルを用いて運動制御成分ΔＶａを求める手法は、制御対象が遅れ系以外の動特性を持つ場合においても有効に適用することができる。
＜補正値制限処理＞
先のＳ９４で実行する補正値制限処理では、図１９に示す手順を実行することにより、デバイスの状況に応じて運動制御成分ΔＶａを制限する。

先ず、Ｓ１１１では、主要デバイス（発電機３，電圧レギュレータ４，バッテリ５，バッテリ電圧センサ１４）が故障しているか否かを判断する。
具体的には、バッテリ電圧Ｖｂが許容制御範囲外の値である状態が所定時間以上続いた場合、又は、フィールド電流デューティ値Ｆdutyが１００％である状態が所定時間以上続いた場合に主要デバイスのいずれかが故障していると判断する。

Ｓ１１１で肯定判断された場合、Ｓ１１２では、運動制御成分ΔＶａをゼロに設定し、以後の発電機駆動トルクによる運動制御を禁止する。
一方、Ｓ１１１で否定判断された場合、Ｓ１１３では、バッテリ電流センサ１３が故障しているか否かを判断する。

具体的には、バッテリ電流Ｉｂと、バッテリ電圧Ｖｂの変動量を監視することによって判断する。なお、このような判断方法は公知(例えば、特許４５０１８７３号公報)のものであるため、ここでは説明を省略する。

Ｓ１１３で肯定判断された場合、Ｓ１１４では、運動制御成分ΔＶａの波形を整流することで、バッテリ５を充電する側に作用する波形をカットする。即ち、バッテリ５の充電状態がＳＯＣの許容制御範囲の上限を超えていると、運動制御成分ΔＶａに起因して発生する発電電流をバッテリ５が受け入れることができない可能性がある。このため、バッテリ電流センサ１３が故障して、バッテリ５の充電状態を把握することができない状況では、放電する側の波形のみを用いて運動制御を実行する。

Ｓ１１３で否定判断された場合、Ｓ１１５では、バッテリ５が許容範囲を超えて劣化しているか否かを判断する。
具体的には、初期の満充電容量に対する劣化時の満充電容量の比を１００分率で表したＳＯＨ（残存劣化状況）を推定し、このＳＯＨが所定の下限閾値を下回るか否かによって判断する。なお、ＳＯＨの推定方法は公知（例えば、特開２００３−１２９９２７号公報を参照）のものであるため、ここでは説明を省略する。また、ＳＯＨの推定は、例えば、バッテリ状態推定部８０で行ってもよい。

Ｓ１１５で肯定判断された場合、Ｓ１１６では、ハイパスフィルタ等を用いて運動制御成分ΔＶａの低周波成分をカットする。即ち、バッテリ５の劣化によって内部抵抗が増加すると、バッテリ５が受け入れられる周波数帯が高周波数帯に限られてしまうため、受け入れ可能な周波数帯を用いて運動制御を実行する。

Ｓ１１５で否定判断された場合、Ｓ１１７では、バッテリ状態推定部８０にて求められた充電状態推定値ＳＯＣが、許容制御範囲内にあるか否かを判断する。
Ｓ１１７で肯定判断された場合、運動制御成分ΔＶａの制限を加えることなく、そのまま本処理を終了する。

Ｓ１１７で否定判断された場合、Ｓ１１８では、運動制御成分ΔＶａの上限値又は下限値を制限する。即ち、充電状態推定値ＳＯＣが許容制御範囲を超えている場合、上述したように運動制御成分ΔＶａに起因して発生する発電電流をバッテリ５が受け入れることができない可能性があるため、充電状態推定値ＳＯＣの大きさに応じて、運動制御成分ΔＶａの上限を、バッテリ５による発電電流の受け入れ可能量を上回ることがないように制限する。また、充電状態推定値ＳＯＣが許容範囲を越えて小さい場合、電気負荷６での電力消費が増大したときに十分な電力を供給できなくなる可能性がある。このため、電気負荷６に影響を与えてしまうことがないよう、即ち、バッテリの充電状態が、電気負荷６に対する電力供給を維持するのに必要な下限の状態を下回ることがないように運動制御成分ΔＶａの下限を制限する。

Ｓ１１２，Ｓ１１４，Ｓ１１６の手順が実行された場合、いずれの場合も故障に関わるものであるため、続くＳ１１９では、故障が生じている旨をユーザ（車両の乗員）に警告して本手順を終了する。なお、警告の仕方は、各種車載モニタ（インパネセンタモニタ、ナビゲーション画面、バックビューモニタ、メータ等）のいずれかに表示を行ってもよいし、表示の代わりに又は表示と共に、車載の音響装置を介して警報音を発生させてもよい。

また、Ｓ１１８の手順が実行された場合、この場合は故障ではなく、バッテリの正常な状態に基づくものであるため、ユーザに対する警告を実行することなく、そのまま本手順を終了する。但し、Ｓ１１８の手順が実行された場合に、その旨を上記警告とは識別可能な形態でユーザに報知してもよい。

ここで、先のＳ９３で生成される運動制御成分ΔＶａの波形が、図２０（ａ）で示されるとすると、Ｓ１１４にて低周波成分がカットされた場合は、図２０（ｂ）に示すような波形となる。また、Ｓ１１６にて整流され充電する側に作用する波形がカットされた場合は、図２０（ｃ）に示すような波形となる。更に、Ｓ１１８にて上限値又は下限値が制限された場合は、図２０（ｄ）に示すような波形となる。

＜動作＞
図２１は、本実施形態において、エンジン出力軸トルクに含まれる成分を一覧にしたものであり、図中の（ａ）〜（ｅ）はそれぞれドライバ要求成分（Ｔｒ相当）、負荷消費成分（発生：Ｔｄ相当）、ＳＯＣ管理成分（Ｖａｖｅ相当）、負荷消費成分（消費：Ｔｄ相当）、車輪軸トルク補正成分（ΔＶａ相当）である。

ここで、（ｂ）は、（ｄ）の消費分を打ち消すように予め上乗せした成分であり、（ｂ）と（ｄ）は相殺されるため、車輪軸には伝達されない。つまり、車輪軸トルクは（ａ）（ｃ）（ｅ）を重畳した値となる。

先述したように、（ｃ）のＳＯＣ管理成分（Ｖａｖｅ相当）は変動周波数が対象振動の周波数と比較して十分に小さく、（ｅ）の車輪軸トルク補正成分（ΔＶａ相当）の変動周波数は、対象振動の周波数に対応する。つまり、これらの成分を重畳しても、無線通信が周波数帯でチャンネルを分けているように、それぞれの成分は互いに干渉せず、狙いとした機能を発揮することになる。また、同時に複数の振動を制振の対象とする場合であっても、それらの振動の周波数が互いに十分に乖離していれば個別に制振可能である。これにより、単一の目標電圧Ｖａによって運動制御（制振制御）とバッテリ充放電制御という二つの機能が実現される。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態では、ドライバの要求トルクから車両振動を推定し、その推定結果から求めた運動制御成分ΔＶａに従って発電機３の発電量、ひいては発電機駆動トルクを変化させ、これによって車輪軸トルクを補正することにより車両振動を抑制している。

しかも、目標電圧Ｖａの運動制御成分ΔＶａを、実際の制御系（発電機３，電圧レギュレータ４，バッテリ５）の動特性を考慮した制御逆モデルを用いて求めているため、この運動制御成分ΔＶａを実際の制御系に作用させると、動特性の影響（周波数毎のゲインのばらつき）が相殺される。その結果、周波数帯によらず指令（運動制御成分ΔＶａ）通りに車輪軸トルクが補正されるため、精度のよい運動制御（制振制御）を実現することができる。

本実施形態では、発電機３の制御を電圧レギュレータ４によって行っており、その制御系（即ち、運動制御成分ΔＶａの算出に関わる制御系）には必ずバッテリ５も含まれるため、バッテリ５の特性を考慮した制御が行われることになる。従って、上述の運動制御は、バッテリの種類、特に電流受け入れ容量の大小に関わらず適用することができる。一般に、内燃機関の車両に用いられる鉛バッテリ（電流受け入れ容量の小さいバッテリ）には、特に有効である。

本実施形態では、容量維持成分Ｖａｖｅを、充電状態推定値ＳＯＣに基づいて算出しているため、容量維持成分Ｖａｖｅの変動周波数を、対象振動の周波数、即ち運動制御成分ΔＶａの変動周波数と比較して十分に乖離した小さいものとすることができる。

従って、発電機３の駆動トルクのうち、容量維持成分Ｖａｖｅに基づくトルクの波形と、運動制御成分ΔＶａに基づくトルクの波形とが干渉することが回避されるため、単一の目標電圧Ｖａにより、バッテリ充放電制御と車両制御（制振制御）とを両立させることができる。

本実施形態では、要求トルクをエンジン１に実現させるための指令値である負荷消費トルクＴｄに低域通過フィルタを作用させる（Ｓ４４）ことによって、対象振動と同じ周波数帯の周波数成分を除去している。このため、電動スロットルバルブ２の制御によって、運動制御成分ΔＶａによって発生するトルクが、打ち消されてしまうことを防止することができ、運動制御成分ΔＶａによる運動制御を効率よく行うことができる。

本実施形態では、バッテリ電流Ｉｂを累積することによって求めた累積推定値ＳＯＣｉｎｔと、予め用意された特性マップに従って求めたマップ推定値ＳＯＣｍａｐを用い、各推定値の推定誤差Ｅｉｎｔ，Ｅｍａｐを重みとして使用する重み付き演算を実行することによって、容量維持成分Ｖａｖｅの算出に用いる充電状態推定値ＳＯＣを求めている。従って、いずれか一方の推定方法だけを使用する場合と比較して、充電状態推定値ＳＯＣの推定精度、ひいてはバッテリ充放電制御の精度を向上させることができる。

本実施形態では、目標電圧Ｖａから発電機３の駆動トルクを発生させる制御系を構成する各種デバイスの状態に応じて、運動制御成分ΔＶａを制限して、特にデバイスに故障や劣化が生じている場合には、ユーザ（車両の乗員）に対して視覚的又は聴覚的な警告を行っている。従って、デバイスの故障や劣化を放置することによって助長してしまうことや、他の車載電子機器に悪影響を与えてしまうことを防止することができる。

特に、発電機３を正常に作動させるために必須となる主要デバイスが故障している場合には、運動制御成分ΔＶａを零に設定して、運動制御自体を禁止している。このため、無駄な制御が実行されることによって、他の車載機器に影響を与えてしまうことを防止することができる。

また、バッテリ５の充電状態を推定するのに必要なデバイスであるバッテリ電流センサ１３が故障している場合には、運動制御成分ΔＶａのうちバッテリ５を充電する方向に作用する成分を零に設定することで、バッテリ５を放電する方向に作用する成分のみで運動制御を実行する。このため、バッテリ５が過充電の状態となることによるバッテリ５の劣化を防止することができる。

また、バッテリ５の劣化状態に応じて運動制御の対象となる周波数帯が限定されるように運動制御成分ΔＶａを制限している。このため、バッテリ５が劣化しても、バッテリ５の受け入れが可能な周波数帯で運動制御を継続させることができる。

また、バッテリ５の充電状態に応じて、充電状態推定値ＳＯＣが許容制御範囲から外れている場合は、運動制御成分ΔＶａの上限又は下限を制限している。このため、運動制御成分ΔＶａによって発生する発電電流をバッテリ５が受け入れることができなかったり、電気負荷６での電力消費が増大したときに十分な電力を供給できなくなったりして、他の車載機器に影響を与えてしまうことを防止することができる。

＜他の実施形態＞ 本発明は上記実施形態に限定されるものではなく様々な態様にて実施することが可能である。
例えば、図１４（ｂ）に示した制御逆モデルにおいて、発電機逆モデルＲＭ２（トルク−Ｆduty特性ＲＭ２１）と電圧レギュレータ逆モデルＲＭ１を通過する経路は、トルク補正量ΔＴａの変動周波数が高い場合に高い効果を発揮し、発電機逆モデルＲＭ２（トルク−電流次元変換特性Ｍ２２）とバッテリモデルＭ３を通過する経路は、変動周波数が低い場合に高い効果を発揮する。このため、対象振動の周波数帯が限定されている場合は、効果が相対的に低くなる経路を省略する等の簡略化を図ってもよい。

また、制御逆モデルでは、電圧レギュレータ逆モデルＲＭ１、発電機逆モデルＲＭ２、バッテリモデルＭ３の全てに動特性が反映されているが、いずれか一つ又は二つに動特性が反映されていてもよい。

上記実施形態では、運動制御成分ΔＶａに基づくトルクを制限するのに、Ｓ９３にて算出される運動制御成分ΔＶａに対して制限を加えているが、Ｓ７２にて算出される車輪軸トルク補正量ΔＴｗに対して制限を加えるように構成してもよい。

また、運動制御成分制限処理において、バッテリ５が劣化していると判定された場合に、運動制御成分ΔＶａの低周波成分をカットしているが、例えば、車両振動状態推定部６０にて対象振動の振動状態Ｙｏｓｃを算出する（Ｓ６３）際に、周波数が最も低い車体の振動（１〜５Ｈｚ）を除いて、エンジン−マウント系の振動（７〜１５Ｈｚ）及びシャシやタイヤの振動（１０Ｈｚ〜）だけを対象振動として選択したり、周波数が低い前者二つを除いて、シャシやタイヤの振動だけを対象振動として選択したりしてもよい。更にその選択も、バッテリ５の劣化の進行に応じて切り替えるようにしてもよい。

上記実施形態では、車輪軸トルク補正量ΔＴｗに基づく指令値（運動制御成分ΔＶａ）を目標電圧Ｖａに反映させているが、電圧レギュレータ５が、目標電圧Ｖａに応じて設定されるフィールド電流デューティ値Ｆdutyを、外部から補正可能に構成されている場合は、次のようにしてもよい。即ち、容量維持成分Ｖａｖｅをそのまま目標電圧Ｖａとして設定すると共に、車輪軸トルク補正量ΔＴｗに基づく指令値（Ｆdutyの補正値ΔＦduty）を電流デューティ値Ｆdutyに反映させる。

この場合、運動制御成分制限処理では、補正値ΔＦdutyに制限を加えてもよいし、補正値ΔＦdutyを求める過程で算出されるフィールド電流の補正値ΔＩｃに制限を加えてもよい。

上記実施形態では、バッテリの残容量を表すパラメータとしてＳＯＣ（State Of Charge）を用いているが、ＤＯＤ（Depth of Discharge）を用いてもよい。なお、ＤＯＤとＳＯＣは、単位をパーセントで表すものとして（１５）式に示す関係を有するため、相互に置き換えることは容易である。

ＳＯＣ［％］＝１００［％］−ＤＯＤ［％］ （１５）
上記実施形態では、ドライバ要求エンジン出力軸トルクＴｒに基づいて、目標スロットル開度演算部５０が指令値として目標スロットル開度ＳＬを算出しているが、指令値はこれに限るものではなく、目標スロットル開度ＳＬに加えて又は目標スロットル開度ＳＬの代わりに、燃料噴射量や点火時期を算出するように構成してもよい。

１…エンジン ２…電動スロットルバルブ ３…発電機 ４…電圧レギュレータ ５…バッテリ ６…電気負荷 ７…制御装置 １１…アクセルストロークセンサ １２…クランク回転角センサ １３…バッテリ電流センサ １４…バッテリ電圧センサ １５…通信手段 ２０…ドライバ要求トルク推定部 ３０…車両振動状態推定部 ３０…発電機状態推定部 ４０…負荷消費トルク演算部 ５０…目標スロットル開度演算部 ６０…車両振動状態推定部 ７０…車輪軸トルク補正量演算部 ８０…バッテリ充電状態推定部 ８０…バッテリ状態推定部 ９０…目標電圧演算部 ＲＭ１…電圧レギュレータ逆モデル ＲＭ２…発電機逆モデル Ｍ３…バッテリモデル

Claims (9)

1. 内燃機関（１）により駆動され発電する発電機（３）、指令値に従って前記発電機の励磁巻線に流れるフィールド電流を制御するレギュレータ（４）、前記発電機の発電電力を充電するバッテリ（５）を少なくとも含んだ制御系を備える車両に適用される車両運動制御装置であって、
   前記バッテリの充電状態を表すバッテリ状態量を所定範囲に維持するのに必要な供給電力が得られるように前記レギュレータを動作させるための前記指令値である容量維持指令値を生成する容量維持指令値生成手段（９０，Ｓ９２）と、
   予め指定された車両運動の制御に必要なトルクである運動制御用トルクが前記発電機にて発生するように前記レギュレータを動作させるための前記指令値である運動制御指令値を生成する運動制御指令値生成手段（９０，Ｓ９３）と、
   を備え、
   前記運動制御指令値生成手段は、前記制御系を構成するデバイス（３，４，５，１３，１４）の状況に応じて、前記運動制御指令値を制限する制限手段（９０，Ｓ９４）を備えることを特徴とする車両運動制御装置。
2. 前記制限手段は、
   前記デバイスの状況として前記デバイスの中で予め指定された主要デバイス（３，４，５，１４）の故障の有無を判定する主要デバイス故障判定手段（９０，Ｓ１１１）と、
   前記主要デバイス故障判定手段により前記主要デバイスが故障していると判定された場合に、前記運動制御指令値を零に設定することで前記運動制御を禁止する禁止手段（９０，Ｓ１１９）と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両運動制御装置。
3. 前記制限手段は、
   前記デバイスの状況として、バッテリ電流を検出する電流センサ（１３）の故障の有無を判定する電流センサ故障判定手段（９０，Ｓ１１５）と、
   前記電流センサ故障判定手段により前記電流センサが故障していると判定された場合に、前記運動制御指令値のうち前記バッテリを充電する方向に作用する成分を零に設定することで前記運動制御の一部を禁止する部分禁止手段（９０，Ｓ１１６）と、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両運動制御装置。
4. 前記制限手段は、
   前記デバイスの状況として前記バッテリの劣化状態を判定する劣化状態判定手段（９０，Ｓ１１３）と、
   前記劣化状態判定手段での判定結果に応じて、前記運動制御の対象となる周波数帯が限定されるように、前記運動制御指令値を制限する対象制限手段（９０，Ｓ１１６）と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両運動制御装置。
5. 前記制限手段は、
   前記デバイスの状況として前記バッテリの充電状態を判定する充電状態判定手段（９０，Ｓ１１７）と、
   前記充電状態判定手段での判定結果に応じて、前記運動制御指令値の上限又は下限を制限する上下限制限手段（９０，Ｓ１１８）と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両運動制御装置。
6. 前記上下限制限手段は、上記運動制御指令値に基づいて発生する発電電流が、前記バッテリの充電状態によって決まる前記発電電流の受け入れ可能量を上回ることがないように前記運動制御指令値を制限することを特徴とする請求項５に記載の車両運動制御装置。
7. 前記上下限制限手段は、前記運動制御指令値に基づいて発生する発電電流によって、前記バッテリの充電状態が、電気負荷に対する電力供給を維持するのに必要な下限の状態を下回ることがないように前記運動制御指令値を制限することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の車両運動制御装置。
8. 前記制限手段によって前記運動制御指令値が制限された場合に、その旨を報知する報知手段（９０，Ｓ１１９）を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の車両運動制御装置。
9. 前記運動制御指令値は、前記運動制御のために車輪軸に加える車輪軸トルク補正量に基づいて生成され、
   前記制限手段は、前記車輪軸トルク補正量を制限の対象とすることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の車両運動制御装置。

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