WO2024053412A1 - モータ制御装置、及びモータ制御プログラム - Google Patents

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WO2024053412A1
WO2024053412A1 PCT/JP2023/030503 JP2023030503W WO2024053412A1 WO 2024053412 A1 WO2024053412 A1 WO 2024053412A1 JP 2023030503 W JP2023030503 W JP 2023030503W WO 2024053412 A1 WO2024053412 A1 WO 2024053412A1
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gain
transition
control
motor control
control device
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PCT/JP2023/030503
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瞭弥 橋爪
章 坂本
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株式会社デンソー
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    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

Definitions

  • the disclosure in this specification relates to a control technology for a rotating electric machine connected to an engine.
  • Patent Document 1 discloses a motor control device that is installed in a hybrid vehicle and controls a rotating electric machine such as a motor generator connected to an engine. In this motor control device, the rotation speed of the motor generator is controlled so as to follow the command value. In Patent Document 1, the gain margin in rotation speed control is maintained at a predetermined value.
  • the inventors of the present disclosure came up with the idea of switching the control gain in rotation speed control among a plurality of gains including a low gain and a high gain.
  • the behavior of the rotational speed tends to become unstable when switching to a low gain where the responsiveness is lower than that of a high gain.
  • the present disclosure aims to provide a motor control device and a motor control program that can suppress deterioration in rotation speed behavior due to switching of control gains.
  • one aspect disclosed is a motor control device that controls a rotating electrical machine connected to an engine, and uses a rotational speed detection value that detects the rotational speed of the rotating electrical machine to control the rotational speed.
  • a control system that outputs vibration damping torque to the rotating electrical machine that is in the opposite phase to the engine torque fluctuation by performing feedback control so that the a gain switching unit that performs a nonlinear gain transition in at least the second transition among the first transition from low gain to high gain and the second transition from high gain to low gain;
  • the motor control device is equipped with a motor control device.
  • Another disclosed aspect is a motor control program that controls a rotating electrical machine connected to an engine, and uses a rotational speed detection value obtained by detecting the rotational speed of the rotating electrical machine so that the rotational speed approaches a command value.
  • the rotating electric machine outputs a damping torque that is in the opposite phase to the engine torque fluctuation, and the control gain of the feedback control is switched between multiple levels including low gain and high gain, and the control gain is switched from low gain to high gain.
  • At least one processing unit executes a process that includes performing a nonlinear gain transition in at least the second transition of the first transition to high gain and the second transition from high gain to low gain.
  • a nonlinear gain transition is performed in the second transition that switches the control gain from high gain to low gain. This allows smooth connection from the transition period to the steady period. As a result, deterioration in the behavior of the rotational speed due to switching of the control gain can be suppressed.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall view of a control system and a power unit according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram equivalently showing the details of motor control.
  • FIG. 2 is a block diagram showing details of a speed PI controller.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining details of control gain switching. 3 is a flowchart showing details of gain switching processing.
  • FIG. 5 is an enlarged view of region VI in FIG. 4, and is a diagram for explaining a windup phenomenon that occurs with switching of control gains. It is a figure which shows the transition aspect of the control gain in a 1st transition. It is a figure which shows the transition aspect of the control gain in a 2nd transition.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall view of a control system and a power unit according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram equivalently showing the details of motor control.
  • FIG. 2 is a block diagram showing details of a speed PI controller
  • FIG. 3 is a diagram showing the effects of nonlinear gain transition and anti-windup control. It is a figure which shows the transition aspect of the control gain of 2nd and 3rd embodiment. It is a figure which shows the transition aspect of the control gain in the 2nd transition in 2nd embodiment. It is a figure which shows the transition aspect of the control gain in the 2nd transition in 3rd embodiment. It is a block diagram showing details of a speed PI controller of a fourth embodiment. It is a block diagram showing details of a speed PI controller of a fifth embodiment. It is a block diagram showing details of a speed PI controller of a sixth embodiment. 7 is a diagram illustrating an overall view of a control system and a power unit of Modification 1.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall view of a control system and a power unit of Modification 1.
  • a control system 100 according to the first embodiment of the present disclosure shown in FIG. 1 is applied to a power unit mounted on a vehicle.
  • the power unit is a series hybrid system that generates power for driving.
  • the power unit includes an engine 11, motor generators 12 and 14, inverters 13 and 15, a battery 16, and the like.
  • the engine 11 is an internal combustion engine that burns fuel and extracts mechanical energy.
  • the engine 11 is connected to a motor generator 12, and supplies generated mechanical energy to the motor generator 12 through the crankshaft 11c.
  • the engine 11 is a three-cylinder gasoline engine in which three cylinders are arranged in series and gasoline is sequentially burned in the combustion chamber of each cylinder. Note that the number of cylinders, cylinder arrangement, displacement, etc. of the engine 11 may be changed as appropriate. Further, a diesel engine that burns light oil, a Wankel type rotary engine, or the like may be employed as the engine 11 in the power unit.
  • the motor generators 12 and 14 are, for example, three-phase brushless motors.
  • the motor generators 12 and 14 include a stator having a coil, a rotor having a permanent magnet, a rotation angle sensor that detects the rotation angle (rotation speed) of the rotor, and the like.
  • the motor generators 12 and 14 have an outer rotor type structure in which a rotor is disposed on the outer peripheral side of a stator.
  • motor generators 12 and 14 may be inner rotor type rotating electric machines. Further, the motor generators 12 and 14 may be wound field type synchronous motors in which the rotor is provided with a field winding instead of a permanent magnet. Further, the motor generators 12 and 14 are not limited to the above-mentioned synchronous motors, but may be induction motors or the like. Further, different types of electric motors may be employed as motor generators 12 and 14.
  • the motor generator 12 is an electric motor for power generation that converts mechanical energy supplied from the engine 11 into electrical energy.
  • the motor generator 12 is provided as a rotating electrical machine dedicated to power generation.
  • Motor generator 12 has an input shaft that rotates integrally with the rotor. The input shaft is physically separated from the drive shaft 19 that transmits driving power to the tires of the vehicle. As a result, no disturbance is input to the input shaft from the road surface or the like.
  • a crankshaft 11c of the engine 11 is directly connected to the input shaft. That is, the connection configuration between the engine 11 and the motor generator 12 is a damperless configuration in which the damper DM having a buffering function is not interposed, and a gearless configuration in which the gear GR for power transmission is not interposed.
  • the damper DM is a torsional damper that damps torque fluctuations of the crankshaft 11c by, for example, expanding and contracting a torsional spring.
  • Gear GR is, for example, a speed increaser that speeds up the rotation of crankshaft 11c and transmits it to motor generator 12.
  • the motor generator 14 is an electric motor for driving the vehicle.
  • Motor generator 14 is directly or indirectly connected to a drive shaft 19 of the vehicle.
  • the motor generator 14 converts electrical energy supplied from a battery 16 or the like into mechanical energy, and rotates the drive shaft 19 .
  • the motor generator 14 works with the inverter 15 to convert mechanical energy (kinetic energy of the vehicle) input from the drive shaft 19 into electrical energy.
  • the inverters 13 and 15 are three-phase inverters including U-phase, V-phase, and W-phase arms arranged in parallel between the positive electrode line and the negative electrode line, and a switching element and a free-wheeling diode connected in series to the arms of each phase.
  • This is a drive circuit mainly consisting of a bridge circuit.
  • the switching element an IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) or a MOS-FET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) is used.
  • Inverters 13 and 15 control the operation of motor generators 12 and 14 by turning on and off each switching element.
  • the inverter 13 is combined with the motor generator 12 and controls the power generation operation by the motor generator 12.
  • the inverter 13 generates a braking torque on the rotor of the motor generator 12 by forming a circulation circuit, and outputs the energy stored in the stator coil to the battery 16 or the inverter 15 as DC power.
  • the battery 16 is charged.
  • the DC power supplied to the inverter 15 is used for driving the vehicle.
  • the inverter 15 is combined with the motor generator 14 and controls power running and regeneration operations by the motor generator 14.
  • Inverter 15 converts DC power supplied from battery 16 or inverter 13 into AC power, and drives motor generator 14 .
  • Inverter 15 controls the rotation speed and torque of motor generator 14 by changing the frequency and voltage of AC power.
  • the battery 16 is an energy store system that can store electrical energy.
  • the battery 16 is mainly composed of an assembled battery formed by combining a large number of battery cells such as nickel metal hydride secondary batteries or lithium ion secondary batteries.
  • the battery 16 may include a capacitor or the like.
  • the battery 16 has a power storage capacity of, for example, about 0.5 kWh to 2 kWh.
  • the battery 16 stores the power supplied from the inverters 13 and 15 and supplies the stored power to the inverter 15.
  • the battery 16 may be capable of storing power supplied from a charging station outside the vehicle. In such a configuration, the battery 16 may have a storage capacity of about 10 kWh to 20 kWh.
  • the control system 100 includes a hybrid ECU (Electronic Control Unit) 21, an engine ECU 22, a motor generator ECU (hereinafter referred to as MG-ECU) 23, a battery ECU, and the like.
  • the ECUs 21 to 23 are connected to each other so as to be able to communicate with each other.
  • Each of the ECUs 21 to 23 has a configuration mainly consisting of a controller including at least a processor and a RAM, and functions as an on-vehicle arithmetic unit (computer).
  • each ECU 21 to 23 has a storage unit that stores programs and various input/output interfaces.
  • the hybrid ECU 21 cooperates with the engine ECU 22 and MG-ECU 23 to integrally control the power unit.
  • the hybrid ECU 21 acquires various signals (information) used to control the power train. For example, the hybrid ECU 21 sends a signal that detects the rotation speed of the engine 11, a signal from a rotation angle sensor that detects the rotation speed of the motor generators 12 and 14, a signal that indicates the accelerator opening, a signal that indicates the remaining amount of the battery 16, etc. be obtained.
  • the remaining amount information of the battery 16 is, for example, information such as SOC (State of Charge).
  • the hybrid ECU 21 switches the operation mode of the power unit among a plurality of (five) modes based on the acquired signal.
  • the hybrid ECU 21 operates in two modes: one mode in which the engine 11 is stopped and the vehicle runs only on the charging power of the battery 16, and another mode in which the vehicle runs on the power generated by the engine 11 and motor generator 12 while charging the battery 16 with surplus power. mode. Further, the hybrid ECU 21 has three modes: a mode in which all generated power is used for driving, a mode in which both generated power and charging power are used for driving, and a mode in which the engine 11 is stopped and regenerated energy is recovered into the battery 16. implement.
  • the engine ECU 22 controls the operating state of the engine 11 according to the operating mode of the power unit.
  • the engine ECU 22 calculates a target rotation speed and target torque, and controls the engine 11 to operate at the target rotation speed and target torque.
  • the engine ECU 22 operates the engine 11 at a fixed point at a high efficiency point (see Ne1 in FIG. 4).
  • the high efficiency point is one of the operating points at which the power generation efficiency of the power generation system including the engine 11, motor generator 12, and inverter 13 is highest.
  • the battery 16 is charged with the surplus of the generated power.
  • the engine ECU 22 operates the engine 11 at a fixed point at a high output point (see Ne2 in FIG. 4).
  • the MG-ECU 23 controls the operating state of each motor generator 12, 14 in cooperation with each inverter 13, 15 by performing pulse width modulation control on each inverter 13, 15. Specifically, the MG-ECU 23 calculates the target rotation speed and target torque of each motor generator 12, 14, and adjusts each inverter 13, 14 so that each motor generator 12, 14 is operated at the target rotation speed and target torque. 15.
  • the storage unit of the MG-ECU 23 stores a motor control program for controlling each motor generator 12, 14.
  • the MG-ECU 23 has a plurality of MG control systems that control each motor generator 12, 14 as a control target (plant) by executing a motor control program by a processor.
  • FIG. 2 is a block diagram equivalently showing the details of motor control performed by the MG-ECU 23, and conceptually shows a plurality of functional blocks forming the MG control system 30.
  • MG control system 30 is a control system that controls motor generator 12.
  • the MG control system 30 uses a detected rotational speed value of the rotational speed of the motor generator 12 to perform feedback control so that the rotational speed approaches (follows) the command value.
  • the MG-ECU 23 further includes an MG control system that controls the motor generator 14 (see FIG. 1), separate from the MG control system 30.
  • the MG control system 30 includes a plurality of converters 31, 33, 35, 37, 38, a plurality of subtraction units 32, 34, 36, a speed PI (Proportional-Integral) controller 40, and a current PI controller 60. There is.
  • the mechanical angular velocity command value ⁇ m* generated by the MG-ECU 23 is input to the converter 31.
  • the converter 31 converts mechanical angles into electrical angles. Specifically, the converter 31 performs conversion from mechanical angle to electrical angle by multiplying by the number of magnetic pole pairs Pm of the motor generator 12, and calculates the electrical angular velocity command value ⁇ e* from the mechanical angular velocity command value ⁇ m*.
  • the converter 31 outputs the calculated electrical angular velocity command value ⁇ e* to the subtraction unit 32.
  • the latest electrical angular velocity response value ⁇ e is input to the subtraction unit 32.
  • the subtraction unit 32 calculates the deviation of the current electrical angular velocity response value ⁇ e from the electrical angular velocity command value ⁇ e* (hereinafter referred to as electrical angular velocity deviation).
  • the subtraction unit 32 outputs the calculated electrical angular velocity deviation to the speed PI controller 40.
  • the speed PI controller 40 calculates a torque command value TM* according to the electrical angular velocity deviation input from the subtraction unit 32.
  • the speed PI controller 40 operates to bring the electrical angular velocity deviation closer to zero by calculating a larger torque command value TM* as the electrical angular velocity deviation becomes larger.
  • the speed PI controller 40 includes a proportional device 41, an integrator 42, and an adder 46 (see FIG. 3).
  • the proportional device 41 outputs a value obtained by multiplying the electrical angular velocity deviation by the velocity proportional gain Kps.
  • the integrator 42 outputs a value obtained by multiplying the cumulative value (time integral value) of the electrical angular velocity deviation by the velocity integral gain Kis.
  • the adding section 46 adds the output value of the integrator 42 to the output value of the proportional device 41.
  • the speed PI controller 40 outputs the value added by the adding unit 46 to the converter 33 as a torque command value TM*.
  • the converter 33 calculates the d-axis current command value id* and the q-axis current command value by calculation using the torque command value TM* input from the speed PI controller 40 and a preset torque coefficient KT. iq* is calculated.
  • the d-axis current is a component of the applied current that is used to generate magnetic flux.
  • the q-axis current is a component of the applied current that corresponds to the torque that rotates the rotor.
  • the converter 33 outputs the calculated current command values id*, iq* to the subtraction unit 34.
  • the subtraction unit 34 calculates the deviation (hereinafter, current value deviation) of the current response values id, iq with respect to the current command values id*, iq*.
  • the subtraction unit 34 outputs the calculated current value deviation to the current PI controller 60.
  • the current PI controller 60 calculates voltage command values vd, vq according to the current value deviation input from the subtraction unit 34.
  • the current PI controller 60 operates to bring the current value deviation closer to zero by calculating larger voltage command values vd, vq as the current value deviation becomes larger.
  • the current PI controller 60 has a proportional device, an integrator, and an adder.
  • the proportional device outputs a value obtained by multiplying the current value deviation by a current proportional gain Kpc.
  • the integrator outputs a value obtained by multiplying the cumulative value (time integral value) of the current value deviation by the current integral gain Kic.
  • the addition section adds the output value of the integrator to the output value of the proportional device.
  • Current PI controller 60 outputs the added values in the adding section to motor generator 12 as voltage command values vd, vq.
  • a block (model) corresponding to the motor generator 12 is expressed as 1/(L ⁇ s+R), where L is armature inductance and R is armature resistance.
  • a d-axis current response value id and a q-axis current response value iq are detected from the motor generator 12.
  • a current control minor loop is formed in the MG control system 30 to connect the rear part of the motor generator 12 to the subtraction section 34 .
  • Each current response value id, iq is input to the subtraction unit 34 through a current control minor loop.
  • feedback control is performed to cause the current response values id, iq to follow (match) the current command values id*, iq*, which are target values.
  • the latest current response values id, iq output from the motor generator 12 are input to the converter 35.
  • the converter 35 uses the same torque coefficient KT as the converter 33 and performs processing that is exactly the opposite of that of the converter 33. Specifically, converter 35 calculates torque response value TM of motor generator 12 from current response values id and iq using torque coefficient KT. The converter 35 outputs the calculated torque response value TM to the subtractor 36.
  • the latest engine torque TE is input to the subtraction unit 36.
  • the subtraction unit 36 calculates the deviation of the current engine torque TE from the torque response value TM (hereinafter referred to as torque deviation).
  • the subtraction unit 36 outputs the calculated torque deviation to the converter 37.
  • the converter 37 calculates the mechanical angular velocity response value ⁇ m from the torque deviation input from the subtraction unit 36 using the value of the inertia JM of a component (rotor, etc.) of the motor generator 12 that rotates integrally with the crankshaft 11c. do.
  • the converter 38 is provided on the line of the speed control outer loop that connects the rear part of the converter 37 with the subtraction section 32.
  • the converter 38 uses the same magnetic pole logarithm Pm as the converter 31 to perform conversion from mechanical angle to electrical angle, and converts the mechanical angular velocity response value ⁇ m to the electrical angular velocity response value ⁇ e.
  • the electrical angular velocity response value ⁇ e is input to the subtraction unit 32 through the speed control outer loop.
  • the mechanical angular velocity response value ⁇ m is a value based on the output of the rotation angle sensor of the motor generator 12.
  • the MG control system 30 can cause the motor generator 12 to output a counter torque (damping torque, see FIG. 1) that has a phase opposite to the torque fluctuation of the engine 11.
  • the electrical angular velocity response value ⁇ e corresponds to the "rotation speed detection value”
  • the electrical angular velocity command value ⁇ e* corresponds to the "command value”.
  • the MG-ECU 23 further includes a gain switching section 70 (see FIG. 3) as a functional section based on the motor control program.
  • the gain switching unit 70 switches the control gain used in the feedback control of the MG control system 30 from among a plurality of low gains and high gains by performing gain switching processing (see FIG. 5).
  • the gain switching unit 70 changes at least each value of the speed proportional gain Kps and the speed integral gain Kis of the speed PI controller 40 in the gain switching process of switching between low gain and high gain.
  • the gain switching section 70 may change each value of the current proportional gain Kpc and current integral gain Kic of the current PI controller 60, as well as each value of the speed proportional gain Kps and speed integral gain Kis.
  • the MG control system 30 has a low response to pulsations in the engine torque TE.
  • the damping torque output by the motor generator 12 becomes very small or zero (see the lower left side of FIG. 4).
  • the motor generator 12 is in a state where it outputs a substantially constant torque. As a result, the effect of suppressing pulsation of engine torque TE due to feedback control also becomes smaller.
  • the MG control system 30 has a high response to pulsations in the engine torque TE.
  • the damping torque output by the motor generator 12 becomes larger compared to the low gain state (see the lower right side of FIG. 4).
  • the effect of suppressing engine torque TE pulsation due to feedback control also increases.
  • the gain switching unit 70 starts gain switching processing based on the activation of the control system 100.
  • the gain switching unit 70 continues the gain switching process until the control system 100 stops, and ends the gain switching process based on the stoppage of the control system 100.
  • the gain switching unit 70 performs a post-startup initial process (S11) and sets the gain to a low gain state.
  • S11 post-startup initial process
  • the gain switching unit 70 estimates the occurrence of a scene in which the pulsation of the engine torque TE becomes large, the gain switching unit 70 establishes the switching condition to the high gain (S12: YES), and executes the switching from the low gain to the high gain (S13). ).
  • the gain switching unit 70 starts switching from low gain to high gain at the timing when the rotation speed of the engine 11 reaches the high efficiency point rotation speed (hereinafter referred to as first rotation speed Ne1) due to cranking. do.
  • first rotation speed Ne1 the high efficiency point rotation speed due to cranking.
  • ignition of the fuel is started under a high gain condition (see ENG ignition in FIG. 4). Therefore, a sudden increase in the rotational speed (see broken line in FIG. 4) accompanying the start of combustion is suppressed.
  • the gain switching unit 70 switches from low gain to high gain at the transition timing from the first rotation speed Ne1 to the high output point rotation speed (hereinafter referred to as second rotation speed Ne2). Thereby, a situation in which the number of rotations of the crankshaft 11c greatly exceeds the second number of rotations Ne2 becomes less likely to occur. Furthermore, at the timing of stopping the engine 11, the gain switching unit 70 switches from low gain to high gain. This makes it less likely that the crankshaft 11c will not stably stop rotating.
  • the gain switching unit 70 After switching to the high gain, the gain switching unit 70 performs switching from the high gain to the low gain (S16) based on the establishment of the switching condition to the low gain (S15: YES). For example, when a predetermined time has elapsed after switching to high gain, or when the rotational speed of crankshaft 11c becomes stable, the gain switching unit 70 establishes the conditions for switching to low gain. According to the above, high-gain vibration suppression control is applied only to the minimum necessary scenes, and in other scenes, switching to low-gain vibration suppression control realizes efficiency-oriented operation. Ru.
  • the gain switching unit 70 performs a nonlinear gain transition.
  • anti-windup control is applied to the speed PI controller 40 that changes the operation of the integrator 42. Details of the nonlinear gain transition and anti-windup control will be explained below in order based on FIGS. 1 to 9.
  • the gain switching unit 70 performs a nonlinear gain transition on the speed proportional gain Kps and the speed integral gain Kis of the speed PI controller 40 (S14, S17).
  • the gain switching unit 70 selects one of the transitions from low gain to high gain (hereinafter, first transition UT, see FIG. 7) and from high gain to low gain (hereinafter, second transition DT, see FIG. 8). Then, a nonlinear gain transition is performed at least in the second transition DT.
  • the gain switching unit 70 of the first embodiment performs nonlinear gain transition in both the first transition UT and the second transition DT. Note that linear gain transition (see reference line Lr in FIGS.
  • a nonlinear gain transition refers to a transition in which the rate of change increases or decreases even once from the start of the transition to the end of the transition.
  • the gain switching unit 70 suppresses the windup phenomenon compared to the rotation speed fluctuation (see FIG. 6) that occurs due to the windup phenomenon due to super addition of the integral term of the feedback control when the control gain is linearly transitioned.
  • the control gain is changed as follows. Specifically, the gain switching unit 70 defines a gain change line Lg indicating a change in control gain during the transition period into a curved line curved downward (lower gain side) than the reference line Lr. That is, in both the first transition UT and the second transition DT, the gain change line Lg has a downwardly convex curved shape.
  • the gain change line Lg is below the reference line Lr, especially immediately after the start of the transition to the low gain side, or in other words, it is desirable that the slope is closer to horizontal than the reference line Lr. .
  • the gain change line Lg is below the reference line Lr, in other words, the slope is closer to horizontal than the reference line Lr. This is desirable.
  • the gain switching unit 70 increases the rate of change in gain per unit time when the gain is high.
  • the slope of the gain change line Lg in the second half of the transition period (hereinafter referred to as slope B) is made larger than the slope of the gain change line Lg in the first half of the transition period (hereinafter referred to as slope A).
  • the slope B (for example, 10) has a larger value than the slope A (for example, 1).
  • the slope B (for example, -1) has a larger value than the slope A (for example, -10).
  • the gain switching unit 70 includes the current proportional gain Kpc and the current integral gain Kic of the current PI controller 60 as targets for gain switching, the gain switching unit 70 also changes the speed proportional gain Kps and the speed integral gain Kis to these gains. Implement a similar nonlinear transition.
  • the speed PI controller 40 (see FIG. 3) includes a limiter 51 and an integrator stop circuit 52 as a configuration for applying anti-windup control (hereinafter referred to as anti-windup control section 50).
  • the limiter 51 is provided after the adding section 46.
  • the limiter 51 sets an upper limit value and a lower limit value of the torque command value TM* output from the adding section 46.
  • the limiter 51 outputs the upper limit value or the lower limit value in place of the torque command value TM*.
  • the integrator stop circuit 52 performs anti-windup control to stop the integrator 42 when the torque command value TM* exceeds the upper limit or lower limit of the limiter 51.
  • the integrator stop circuit 52 includes a comparator 53 and a switch 54.
  • the comparator 53 determines whether the input and output of the limiter 51 match or do not match. When the input and output of the limiter 51 match, in other words, when the limiter 51 is not operating, the comparator 53 outputs a value of "1". On the other hand, if the input and output of the limiter 51 do not match, in other words, if the limiter 51 is operating, the comparator 53 outputs a value of "0".
  • the switch 54 is turned on (True) when a value of "1" is input from the comparator 53. In this case, the electrical angular velocity deviation is input to the integrator 42, and the integrator 42 is in a normal operating state. On the other hand, when a value of "0" is input from the comparator 53, the switch 54 is turned off (false), and input of the electrical angular velocity deviation to the integrator 42 is stopped. As a result, the integrator 42 comes to a halt.
  • the limiter 51 may be provided between the integrator 42 and the adding section 46. That is, the comparator 53 compares the output value of the speed integral gain Kis1 with respect to the output value of the speed integral gain Kis1, instead of comparing the values before and after the limiter 51 with respect to the sum of the respective outputs of the speed proportional gain Kps and the speed integral gain Kis. It may be configured to compare the values before and after.
  • FIG. 9 shows the rotational speed fluctuation in a scene where a high gain is switched to a low gain at a timing when a predetermined time (n seconds) has elapsed since the start of ignition of the engine 11.
  • the fluctuation range F0 of the fluctuation line Cs0 indicating the fluctuation range of the rotational speed becomes a value that greatly exceeds the allowable fluctuation range TR.
  • the fluctuation width F1 of the fluctuation line Cs1 becomes smaller than the fluctuation width F0 when the gain transition is performed linearly.
  • nonlinear gain transitions are performed in both the first transition UT and the second transition DT. Therefore, a smooth gain transition can be achieved in both the scene of switching from low gain to high gain and the scene of switching from high gain to low gain. As a result, overshoot and undershoot of the rotational speed can be further suppressed.
  • the slope B in the second half of the transition period is larger than the slope A in the first half of the transition period.
  • the windup phenomenon is smaller than the rotational speed fluctuation caused by the windup phenomenon due to super addition of the integral term of feedback control when the control gain is linearly transitioned (see fluctuation line Cs0 in FIG. 6).
  • the control gain changes so as to be suppressed.
  • Application of such nonlinear gain transition makes it possible to reduce noise and vibration caused by windup phenomena.
  • anti-windup control is applied to change the operation of the integrator 42 based on the occurrence of a windup phenomenon accompanying switching of the control gain.
  • anti-windup control is applied to stop the operation of the integrator 42.
  • the motor generator 12 directly connected to the crankshaft 11c outputs vibration damping torque that is in the opposite phase to torque fluctuations occurring in the crankshaft 11c.
  • the motor generator 12 is connected to the crankshaft 11c without going through a damper DM that dampens torque fluctuations of the crankshaft 11c, and is connected to the crankshaft 11c without going through a gear GR that transmits the rotation of the crankshaft 11c. has been done.
  • the power unit can be simplified and the cost can be reduced.
  • the calculation load of vibration damping control can be reduced.
  • the axial length of the power unit can be shortened, so that the mountability on the vehicle is improved. As a result, the power unit can be accommodated even in the engine room of a small vehicle where it is difficult to secure space in the width direction.
  • the motor generator 12 provided exclusively for power generation in the vehicle outputs damping torque. With such a configuration, there is no disturbance input to the motor generator 12 from the road surface or the like. Therefore, vibration damping control that can effectively suppress the pulsation of the engine torque TE is performed.
  • the outer rotor type motor generator 12 outputs damping torque. Since the outer rotor type motor generator 12 easily generates large torque, it is easier to reduce the axial length than the inner rotor type configuration when the torque that can be generated is the same. Therefore, by adopting the outer rotor type motor generator 12, the mountability of the power unit can be further improved. In addition, in the outer rotor type motor generator 12, it is easier to ensure rotor inertia than in the inner rotor type configuration. Therefore, the pulsation reduction effect using rotor inertia is more likely to be achieved.
  • crankshaft 11c corresponds to an "output shaft”
  • the motor generator 12 corresponds to a “rotating electric machine”
  • the damper DM corresponds to a "damper section”
  • the gear GR corresponds to a "gear section.”
  • the MG-ECU 23 corresponds to a "processing section” and a “motor control device”
  • the MG control system 30 corresponds to a "control system”.
  • the second and third embodiments of the present disclosure shown in FIGS. 10 to 12 are modifications of the first embodiment.
  • the gain switching unit 70 (see FIG. 3) of the second and third embodiments selects the second transition DT (see S17 in FIG. only implements a nonlinear gain transition.
  • the first transition UT (see S14 in FIG. 5), a linear gain transition is performed instead of the nonlinear gain transition (see FIG. 7) as in the first embodiment.
  • the gain change line Lg in the second transition DT of the second embodiment shown in FIG. 11 has a polygonal line shape that is a combination of a plurality of straight lines.
  • the rate of decrease in gain during the transition period becomes smaller stepwise as the gain decreases.
  • the slope of the gain change line Lg in the second half of the transition becomes a larger value than the slope of the gain change line Lg in the first half of the transition, in other words, a negative value with a small absolute value.
  • the gain change line Lg in the second transition DT of the third embodiment shown in FIG. 12 is defined in a stepwise manner.
  • the gain switching unit 70 decreases the control gain in stages during the transition period of the second transition DT.
  • the one-time decrease De in the transition period may be approximately the same, or may be gradually reduced.
  • one maintenance period Pe during which the control gain is temporarily maintained during the transition period may be approximately the same, or may be gradually lengthened.
  • a nonlinear gain transition is performed only in the second transition DT out of the first transition UT and the second transition DT.
  • the effect of suppressing fluctuations after switching is weaker, so the windup phenomenon is more likely to occur than in the first transition UT. Therefore, if the second transition DT is a nonlinear gain transition, overshoot and undershoot of the rotation speed can be effectively suppressed.
  • the calculation load on the MG-ECU 23 see FIG. 1 can be reduced.
  • the fourth embodiment of the present disclosure shown in FIG. 13 is another modification of the first embodiment.
  • the speed PI controller 40 of the fourth embodiment includes an anti-windup control section 50 that includes subtraction sections 55, 57 and a corrector 56 as a replacement for the integrator stop circuit 52 (see FIG. 3) of the first embodiment. are doing.
  • Anti-windup control is applied to the speed PI controller 40 in which a limiter 51, subtraction units 55, 57, and a corrector 56 correct the integral signal output from the integrator 42 using a correction coefficient Kia.
  • the subtraction unit 55 outputs a value obtained by subtracting the output value of the limiter 51 from the input value of the limiter 51 to the corrector 56.
  • the output of the subtractor 55 becomes substantially zero.
  • the electrical angular velocity command value ⁇ e* is input from the subtraction unit 57 to the integrator 42. As a result, the integrated signal output from the integrator 42 is not corrected.
  • the subtraction unit 55 when the limiter 51 is operating, the subtraction unit 55 outputs a value according to the difference between input and output.
  • the corrector 56 outputs a value obtained by multiplying the output value of the subtraction unit 55 by the correction coefficient Kia (hereinafter referred to as a windup correction value) to the subtraction unit 57.
  • the subtraction unit 57 outputs to the integrator 42 a value obtained by subtracting the windup correction value from the electrical angular velocity command value ⁇ e*.
  • the integral signal output from the integrator 42 is corrected.
  • the windup correction value also increases. Therefore, it is possible to suppress superaddition of integral terms.
  • the fourth embodiment described so far also has the same effects as the first embodiment, and overshoots and undershoots associated with switching of control gains are less likely to occur.
  • anti-windup control is applied that corrects the integral signal output from the integrator 42 using a windup correction value using the correction coefficient Kia.
  • the limiter 51 may be placed between the integrator 42 and the addition section 46. Even in such a modification, the anti-windup control unit 50 can correct the output (integral signal) of the integrator 42 using a windup correction value using the correction coefficient Kia, thereby making it difficult for the windup phenomenon to occur.
  • the fifth embodiment of the present disclosure shown in FIG. 14 is yet another modification of the first embodiment.
  • the MG control system 30 of the fifth embodiment is provided with two speed PI controllers 140a and 140b and a control switching determination section 140s instead of the speed PI controller 40 (see FIG. 2).
  • Each speed PI controller 140a, 140b is not provided with a configuration corresponding to the anti-windup control section 50 (see FIG. 3).
  • the speed PI controller 140a (hereinafter referred to as the normal controller) 140a is used during normal times when no windup phenomenon occurs, and calculates the torque command value TM* according to the electrical angular velocity deviation.
  • the normal controller 140a has a proportional device, an integrator, and an adder.
  • the proportional device outputs a value obtained by multiplying the electrical angular velocity deviation by the velocity proportional gain Kps1.
  • the integrator outputs a value obtained by multiplying the time integral value of the electrical angular velocity deviation by the velocity integral gain Kis1.
  • the addition section outputs a value obtained by adding the output value of the integrator to the output value of the proportional device as a torque command value TM*.
  • the speed PI controller 140b is used when an abnormality occurs when a windup phenomenon occurs, and calculates a torque command value TM* according to the electrical angular velocity deviation.
  • the abnormality controller 140b includes a proportional device, an integrator, and an adder.
  • the proportional device outputs a value obtained by multiplying the electrical angular velocity deviation by the velocity proportional gain Kps2.
  • the integrator outputs a value obtained by multiplying the time integral value of the electrical angular velocity deviation by the velocity integral gain Kis2.
  • the speed integral gain Kis2 is set to a value that suppresses super-addition of the integral term compared to the speed integral gain Kis1 of the normal controller 140a.
  • the addition section outputs a value obtained by adding the output value of the integrator to the output value of the proportional device as a torque command value TM*.
  • the control switching determination unit 140s applies switching from the normal controller 140a to the abnormal controller 140b based on the occurrence of a windup phenomenon accompanying switching of the control gain.
  • the control switching determination unit 140s performs switching between the normal controller 140a and the abnormal controller 140b based on a signal related to the operation of the power unit.
  • the control switching determination unit 140s compares the mechanical angular velocity command value ⁇ m* and the mechanical angular velocity response value ⁇ m, and when the difference between them exceeds a predetermined threshold value, the control switching determination unit 140s switches the control switching from the normal controller 140a to the abnormal controller 140b. Switch. Specifically, when the deviation of the rotation speed from the command value exceeds 100 rpm, switching to the abnormality controller 140b is performed.
  • the fifth embodiment described so far also has the same effects as the first embodiment, and overshoots and undershoots that occur due to control gain switching are less likely to occur.
  • switching from the normal controller 140a to the abnormal controller 140b is applied based on the occurrence of a windup phenomenon accompanying switching of the control gain.
  • the abnormality controller 140b By switching to the abnormality controller 140b in this manner, the occurrence of superaddition of integral terms can be suppressed.
  • the occurrence of overshoots and undershoots accompanying gain changes and rotational speed changes can be suppressed, making it possible to reduce noise and vibration.
  • the sixth embodiment of the present disclosure shown in FIG. 15 is yet another modification of the first embodiment.
  • the speed PI controller 40 of the sixth embodiment has two differentiators 143.
  • the differentiator 143 is connected to each previous stage of the proportional device 41 and the integrator 42.
  • the differentiator 143 outputs a time-differentiated value of the electrical angular velocity deviation to the proportional device 41 and the integrator 42 .
  • the speed PI controller 40 becomes a speed-type control system, and improves responsiveness to electrical angular velocity deviations compared to a configuration that does not include the differentiator 143.
  • the sixth embodiment also provides the same effects as the first embodiment, and can suppress the occurrence of the windup phenomenon.
  • the sixth embodiment by connecting the differentiator 143 before the integrator 42, super-addition of integral terms accompanying gain changes and rotational speed transitions becomes less likely to occur. As a result, overshoot and undershoot can be suppressed, and noise and vibration can be reduced.
  • the control system 100 of Modification 1 of the above embodiment is applied to a parallel type hybrid system (power unit) shown in FIG. 16.
  • motor generator 12 is connected to drive shaft 19 .
  • the motor control method described in the above embodiment can also be applied to such a motor generator 12.
  • the motor generator 12 may be an electric motor connected to the engine 11 via a power transmission belt or the like, serving as both a starter and an alternator.
  • a state in which the engine 11 is connected to the drive shaft 19 and a state in which the engine 11 is connected to the motor generator 12 are mutually switchable.
  • the vehicle can travel by the output of the engine 11.
  • the motor control method described in the above embodiment can be applied in a state where the engine 11 is separated from the drive shaft 19 and connected to the motor generator 12.
  • the motor generator 12 has a configuration exclusively for power generation.
  • the motor control method described in the above embodiment can also be applied to at least one of the motor generators 12 and 14 connected to the engine 11 via a power splitting mechanism in a series-parallel type hybrid system.
  • components such as a damper, a gear, a clutch, a transmission, etc. may be provided between the motor generator 12 and the engine 11 or between the motor generator 12 and the drive shaft 19. good.
  • some of the functional blocks related to the MG control system 30 are configured by an ECU (eg, hybrid ECU 21, etc.) that is different from the MG-ECU 23. Further, a functional unit corresponding to the gain switching unit 70 may be provided in an ECU different from the MG-ECU 23 or in the inverter 13.
  • the processing function of the MG-ECU 23 is integrated into the hybrid ECU 21 or the engine ECU 22. Furthermore, in the sixth modification of the above embodiment, the control system 100 is configured by one integrated ECU that has all the processing functions of the ECUs 21 to 23. Furthermore, in the seventh modification of the above embodiment, the processing function of the MG-ECU 23 is integrated into the inverter. As in Modifications 5 to 7, the configuration of the ECU included in the control system 100 may be changed as appropriate.
  • each ECU can be provided by software and hardware that executes it, only software, only hardware, or a complex combination thereof. If these functions are provided by electronic circuits as hardware, each function can also be provided by digital circuits that include multiple logic circuits, or by analog circuits.
  • the processor provided in each ECU of the above embodiment may include at least one arithmetic core such as a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit). Furthermore, an FPGA (Field-Programmable Gate Array), an NPU (Neural Network Processing Unit), an IP core with other dedicated functions, etc. may be provided in each ECU as a processing unit.
  • arithmetic core such as a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • NPU Neurological Network Processing Unit
  • IP core with other dedicated functions, etc. may be provided in each ECU as a processing unit.
  • the storage medium non-transitory tangible storage medium employed as each storage unit in the above embodiments and storing the program that enables the motor control method of the present disclosure may be changed as appropriate.
  • the storage medium is not limited to the configuration provided on the circuit board of each ECU, but may be provided in the form of a memory card, etc., and configured to be inserted into a slot and electrically connected to the bus of the ECU. It's fine.
  • the storage medium may be an optical disk, a hard disk drive, a solid state drive, etc. used as a source for copying or distributing programs to a computer.
  • control unit and its method described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer comprising a processor programmed to perform one or more functions embodied by a computer program.
  • the apparatus and techniques described in this disclosure may be implemented with dedicated hardware logic circuits.
  • the apparatus and techniques described in this disclosure may be implemented by one or more special purpose computers configured by a combination of a processor executing a computer program and one or more hardware logic circuits.
  • the computer program may also be stored as instructions executed by a computer on a computer-readable non-transitory tangible storage medium.
  • a motor control device that controls a rotating electric machine (12) connected to an engine (11), Using a detected rotational speed value obtained by detecting the rotational speed of the rotating electric machine, feedback control is performed so that the rotational speed approaches a command value, so that a damping torque that is in an opposite phase to the torque fluctuation of the engine is applied to the rotational speed.
  • a motor control device comprising: (Technical thought 2) The motor control device according to technical idea 1, wherein the gain switching unit performs a nonlinear gain transition only in the second transition among the first transition and the second transition. (Technical thought 3) The gain switching unit transitions the control gain so that the slope in the second half of the transition period is larger than the slope in the first half of the transition period in a gain change line (Lg) indicating a change in the control gain in the transition period.
  • the motor control device according to Technical Idea 1 or 2.
  • the gain switching unit is configured to suppress a windup phenomenon when the control gain is linearly transitioned, compared to rotational speed fluctuations caused by a windup phenomenon due to super addition of the integral term of the feedback control.
  • the motor control device according to any one of technical ideas 1 to 3, which changes the control gain.
  • the control system applies anti-windup control that changes the operation of the integrator (42) based on the occurrence of a windup phenomenon accompanying switching of the control gain.
  • motor control device (Technical Thought 6) The motor control device according to technical concept 5, wherein the control system applies the anti-windup control that stops the operation of the integrator.
  • the control system causes the rotating electric machine directly connected to the output shaft (11c) of the engine to output the vibration damping torque that has an opposite phase to the torque fluctuation occurring on the output shaft.
  • the motor control device according to any one of items 1 to 9.
  • the motor control device according to technical idea 10 wherein the rotating electrical machine is connected to the output shaft without a damper section (DM) that damps the torque fluctuation of the output shaft.
  • DM damper section
  • GR gear section

Landscapes

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

ＭＧ－ＥＣＵは、エンジンと接続されるモータジェネレータを制御するモータ制御装置として機能する。ＭＧ－ＥＣＵは、モータジェネレータの回転数を検出した回転数検出値を用いて、回転数が指令値に近づくようにフィードバック制御することで、エンジンのトルク変動に対し逆位相となる制振トルクをモータジェネレータに出力させる。ＭＧ－ＥＣＵは、フィードバック制御の制御ゲインを、低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替える。そして、低ゲインから高ゲインへの第１遷移（ＵＴ）、及び高ゲインから低ゲインへの第２遷移（ＤＴ）のうちで、少なくとも第２遷移（ＤＴ）にて、非線形のゲイン遷移が実施される。

Description

モータ制御装置、及びモータ制御プログラム 関連出願の相互参照
　この出願は、２０２２年９月５日に日本に出願された特許出願第２０２２－１４０８６１号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。
　この明細書による開示は、エンジンと接続される回転電機の制御技術に関する。
　特許文献１には、ハイブリッド車両に搭載され、エンジンと接続されたモータジェネレータ等の回転電機を制御するモータ制御装置が開示されている。このモータ制御装置では、指令値に追従するように、モータジェネレータの回転数制御が実施される。そして、特許文献１では、回転数制御におけるゲインマージンは、所定値に維持される。
特開２００８－１３０２６号公報
　本開示の発明者らは、回転数制御における制御ゲインを、低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替えることを想到した。しかし、制御ゲインを切り替える場合、応答性が高ゲインよりも低くなる低ゲインへの切り替えに際し、回転数の挙動が不安定になり易かった。
　本開示は、制御ゲインの切り替えに伴う回転数の挙動の悪化を抑制可能なモータ制御装置、及びモータ制御プログラムの提供を目的とする。
　上記目的を達成するため、開示された一つの態様は、エンジンと接続される回転電機を制御するモータ制御装置であって、回転電機の回転数を検出した回転数検出値を用いて、回転数が指令値に近づくようにフィードバック制御することで、エンジンのトルク変動に対し逆位相となる制振トルクを回転電機に出力させる制御系と、フィードバック制御の制御ゲインを低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替え、低ゲインから高ゲインへの第１遷移、及び高ゲインから低ゲインへの第２遷移のうちで、少なくとも第２遷移にて非線形のゲイン遷移を実施するゲイン切替部と、を備えるモータ制御装置とされる。
　また開示された一つの態様は、エンジンと接続される回転電機を制御するモータ制御プログラムであって、回転電機の回転数を検出した回転数検出値を用いて、回転数が指令値に近づくようにフィードバック制御することで、エンジンのトルク変動に対し逆位相となる制振トルクを回転電機に出力させ、フィードバック制御の制御ゲインを、低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替え、低ゲインから高ゲインへの第１遷移、及び高ゲインから低ゲインへの第２遷移のうちで、少なくとも第２遷移にて非線形のゲイン遷移を実施する、ことを含む処理を、少なくとも一つの処理部に実行させるモータ制御プログラムとされる。
　これらの態様では、高ゲインから低ゲインへと制御ゲインを切り替える第２遷移において、非線形のゲイン遷移が実施される。これにより、遷移期間から定常期間への接続が滑らかに行われるようになる。その結果、制御ゲインの切り替えに伴う回転数の挙動の悪化が抑制可能となる。
　尚、請求の範囲における括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。また、特に組み合わせに支障が生じなければ、請求の範囲において明示していない請求項同士の組み合せも可能である。
本開示の第一実施形態による制御システム及びパワーユニットの全体像を示す図である。 モータ制御の内容を等価的に示したブロック図である。 速度ＰＩ制御器の詳細を示すブロック図である。 制御ゲインの切り替えの詳細を説明するための図である。 ゲイン切替処理の詳細を示すフローチャートである。 図４の領域VIの拡大図であって、制御ゲインの切り替えに伴い発生するワインドアップ現象を説明するための図である。 第１遷移における制御ゲインの遷移態様を示す図である。 第２遷移における制御ゲインの遷移態様を示す図である。 非線形ゲイン遷移及びアンチワインドアップ制御の効果を示す図である。 第二，第三実施形態の制御ゲインの遷移態様を示す図である。 第二実施形態での第２遷移における制御ゲインの遷移態様を示す図である。 第三実施形態での第２遷移における制御ゲインの遷移態様を示す図である。 第四実施形態の速度ＰＩ制御器の詳細を示すブロック図である。 第五実施形態の速度ＰＩ制御器の詳細を示すブロック図である。 第六実施形態の速度ＰＩ制御器の詳細を示すブロック図である。 変形例１の制御システム及びパワーユニットの全体像を示す図である。
　以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。
　（第一実施形態）
　図１に示す本開示の第一実施形態による制御システム１００は、車両に搭載されるパワーユニットに適用される。パワーユニットは、シリーズ方式のハイブリッドシステムであり、走行用の動力を発生させる。パワーユニットは、エンジン１１、モータジェネレータ１２，１４、インバータ１３，１５、及びバッテリ１６等によって構成されている。
　エンジン１１は、燃料を燃焼させて力学的エネルギを取り出す内燃機関である。エンジン１１は、モータジェネレータ１２と接続されており、発生させた力学的エネルギを、クランク軸１１ｃを通じてモータジェネレータ１２に供給する。一例として、エンジン１１は、３つのシリンダが直列に並び、各シリンダの燃焼室にてガソリンを順に燃焼させる３気筒のガソリンエンジンである。尚、エンジン１１の気筒数、気筒の配列及び排気量等は、適宜変更されてよい。また、軽油を燃焼させるディーゼルエンジン、又はヴァンケル型のロータリーエンジン等が、エンジン１１としてパワーユニットに採用されていてもよい。
　モータジェネレータ１２，１４は、例えば３相ブラシレスモータである。モータジェネレータ１２，１４は、コイルを有するステータ、永久磁石を有するロータ、及びロータの回転角度（回転数）を検出する回転角度センサ等によって構成されている。モータジェネレータ１２，１４は、ステータの外周側にロータが配置されたアウターロータ型の構成である。
　尚、モータジェネレータ１２，１４として採用される電動機の態様は、適宜変更されてよい。例えば、モータジェネレータ１２，１４は、インナーロータ型の回転電機であってもよい。さらに、モータジェネレータ１２，１４は、永久磁石に替えて界磁巻線をロータに備える巻線界磁型の同期モータであってもよい。また、モータジェネレータ１２，１４は、上記のような同期モータに限定されず、誘導モータ等であってもよい。さらに、互いに異なる形式の電動機が、モータジェネレータ１２，１４として採用されてもよい。
　モータジェネレータ１２は、エンジン１１から供給される力学的エネルギを電気エネルギに変換する発電用の電動機である。モータジェネレータ１２は、発電専用の回転電機として設けられている。モータジェネレータ１２は、ロータと一体的に回転する入力軸を有している。入力軸は、走行用の動力を車両のタイヤに伝達する駆動軸１９から物理的に切り離されている。これにより、路面等から入力軸への外乱の入力は発生しない。入力軸には、エンジン１１のクランク軸１１ｃが直接的に接続されている。即ち、エンジン１１とモータジェネレータ１２との接続構成は、緩衝機能を有するダンパＤＭを介在させないダンパレス構成であり、かつ、動力伝達のためのギヤＧＲを介在させないギヤレス構成である。ダンパＤＭは、例えばトーショナルスプリングの伸縮によってクランク軸１１ｃのトルク変動を減衰するねじりダンパである。ギヤＧＲは、例えばクランク軸１１ｃの回転を増速しつつモータジェネレータ１２に伝達する増速機である。
　モータジェネレータ１４は、車両を走行させる駆動用の電動機である。モータジェネレータ１４は、車両の駆動軸１９と直接的又は間接的に接続されている。モータジェネレータ１４は、バッテリ１６等から供給される電気エネルギを力学的エネルギに変換し、駆動軸１９を回転させる。加えて、モータジェネレータ１４は、車両が減速する場合、インバータ１５と連携し、駆動軸１９から入力される力学的エネルギ（車両の運動エネルギ）を電気エネルギに変換する。
　インバータ１３，１５は、正極ライン及び負極ライン間に並列に配置されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームと、各相のアームに直列接続されたスイッチング素子及び還流ダイオードとを含む３相ブリッジ回路を主体とする駆動回路である。スイッチング素子には、ＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）又はＭＯＳ－ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等が用いられる。インバータ１３，１５は、各スイッチング素子のオンオフ動作により、モータジェネレータ１２，１４の動作を制御する。
　インバータ１３は、モータジェネレータ１２と組み合わされ、モータジェネレータ１２による発電動作を制御する。インバータ１３は、還流回路の形成によってモータジェネレータ１２のロータに制動方向のトルクを発生させると共に、ステータのコイルに蓄積されたエネルギをバッテリ１６又はインバータ１５に直流電力として出力する。バッテリ１６への直流電力の供給により、バッテリ１６の充電が行われる。一方、インバータ１５へ供給される直流電力は、車両の走行に用いられる。
　インバータ１５は、モータジェネレータ１４と組み合わされ、モータジェネレータ１４による力行及び回生の動作を制御する。インバータ１５は、バッテリ１６又はインバータ１３から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１４を駆動する。インバータ１５は、交流電力の周波数及び電圧の変更により、モータジェネレータ１４の回転速度及びトルクを制御する。
　バッテリ１６は、電気エネルギを蓄積可能なエナジーストアシステムである。バッテリ１６は、ニッケル水素２次電池又はリチウムイオン２次電池等の電池セルを多数組み合わせてなる組電池を主体とする構成である。バッテリ１６には、キャパシタ等が用いられていてもよい。バッテリ１６は、例えば０．５ｋＷｈ～２ｋＷｈ程度の蓄電容量を有している。バッテリ１６は、インバータ１３，１５から供給される電力を蓄積すると共に、蓄積された電力をインバータ１５に供給する。バッテリ１６は、車両外部の充電スタンドから供給される電力を蓄積可能であってもよい。こうした形態では、バッテリ１６は、１０ｋＷｈ～２０ｋＷｈ程度の蓄電容量を有していてもよい。
　制御システム１００は、ハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）２１、エンジンＥＣＵ２２、モータジェネレータＥＣＵ（以下、ＭＧ－ＥＣＵ）２３、及びバッテリＥＣＵ等によって構成されている。各ＥＣＵ２１～２３は、相互に通信可能に接続されている。各ＥＣＵ２１～２３は、プロセッサ及びＲＡＭを少なくとも含むコントローラを主体とする構成であり、車載された演算装置（コンピュータ）として機能する。各ＥＣＵ２１～２３は、コントローラに加えて、プログラムを記憶する記憶部、及び種々の入出力インターフェースを有している。
　ハイブリッドＥＣＵ２１は、エンジンＥＣＵ２２及びＭＧ－ＥＣＵ２３と連携し、パワーユニットを統合的に制御する。ハイブリッドＥＣＵ２１は、パワートレインの制御に用いる種々の信号（情報）を取得する。例えば、エンジン１１の回転数を検出する信号、モータジェネレータ１２，１４の回転数を検出する回転角度センサの信号、アクセル開度を示す信号、及びバッテリ１６の残量を示す信号等がハイブリッドＥＣＵ２１によって取得される。バッテリ１６の残量情報は、例えばＳＯＣ（State of Charge）等の情報である。ハイブリッドＥＣＵ２１は、取得した信号に基づき、パワーユニットの動作モードを複数（５つ）のモードのうちで切り替える。
　具体的に、ハイブリッドＥＣＵ２１は、エンジン１１を停止してバッテリ１６の充電電力のみで車両を走行させるモードと、エンジン１１及びモータジェネレータ１２の発電電力で走行しつつ、余剰電力をバッテリ１６に充電するモードとを実施する。さらに、ハイブリッドＥＣＵ２１は、発電電力を全て走行に利用するモードと、発電電力及び充電電力の両方を使用して走行するモードと、エンジン１１を停止して回生エネルギをバッテリ１６に回収するモードとを実施する。
　エンジンＥＣＵ２２は、パワーユニットの動作モードに応じてエンジン１１の運転状態を制御する。エンジンＥＣＵ２２は、目標回転数及び目標トルクを演算し、目標回転数及び目標トルクでの運転となるようにエンジン１１を制御する。例えば、市街地走行等、要求される駆動力が低いシーンにて、エンジンＥＣＵ２２は、エンジン１１を高効率点（図４　Ｎｅ１参照）で定点運転する。高効率点は、エンジン１１、モータジェネレータ１２及びインバータ１３よりなる発電システムの発電効率が最も高くなる動作点の１つである。このとき、発電電力の余剰分は、バッテリ１６に充電される。また、追い越しを行う際等、要求される駆動力が高いシーンにおいて、エンジンＥＣＵ２２は、エンジン１１を高出力点（図４　Ｎｅ２参照）で定点運転する。
　ＭＧ－ＥＣＵ２３は、各インバータ１３，１５に対してパルス幅変調制御を実施することで、各インバータ１３，１５と連携して各モータジェネレータ１２，１４の動作状態を制御する。具体的に、ＭＧ－ＥＣＵ２３は、各モータジェネレータ１２，１４の目標回転数及び目標トルクを演算し、目標回転数及び目標トルクにて各モータジェネレータ１２，１４が運転されるように各インバータ１３，１５を制御する。ＭＧ－ＥＣＵ２３の記憶部には、各モータジェネレータ１２，１４を制御するためのモータ制御プログラムが記憶されている。ＭＧ－ＥＣＵ２３は、プロセッサによるモータ制御プログラムの実行により、各モータジェネレータ１２，１４を制御対象（プラント）とする複数のＭＧ制御系を有する。
　図２は、ＭＧ－ＥＣＵ２３の実施するモータ制御の内容を等価的に示したブロック図であり、ＭＧ制御系３０を構成する複数の機能ブロックを概念的に示している。ＭＧ制御系３０は、モータジェネレータ１２を制御対象とする制御系である。ＭＧ制御系３０は、モータジェネレータ１２の回転数を検出した回転数検出値を用いて、この回転数が指令値に近づく（追従する）ようにフィードバック制御を実施する。尚、ＭＧ－ＥＣＵ２３は、モータジェネレータ１４（図１参照）を制御対象とするＭＧ制御系を、ＭＧ制御系３０とは別にさらに有している。
　ＭＧ制御系３０は、複数の換算器３１，３３，３５，３７，３８、複数の減算部３２，３４，３６、速度ＰＩ（Proportional-Integral）制御器４０、及び電流ＰＩ制御器６０を備えている。
　換算器３１には、ＭＧ－ＥＣＵ２３にて生成される機械角速度指令値ωｍ＊が入力される。換算器３１は、機械角から電気角への換算を実施する。具体的に、換算器３１は、モータジェネレータ１２の磁極対数Ｐｍの乗算により、機械角から電気角からへの換算を実施し、機械角速度指令値ωｍ＊から電気角速度指令値ωｅ＊を算出する。換算器３１は、算出した電気角速度指令値ωｅ＊を減算部３２に出力する。
　減算部３２には、電気角速度指令値ωｅ＊に加えて、最新の電気角速度応答値ωｅが入力される。減算部３２は、電気角速度指令値ωｅ＊に対する現在の電気角速度応答値ωｅの偏差（以下、電気角速度偏差）を算出する。減算部３２は、算出した電気角速度偏差を速度ＰＩ制御器４０に出力する。
　速度ＰＩ制御器４０は、減算部３２から入力される電気角速度偏差に応じたトルク指令値ＴＭ＊を演算する。速度ＰＩ制御器４０は、電気角速度偏差が大きくなるほど、大きな値のトルク指令値ＴＭ＊を算出することで、電気角速度偏差をゼロに近づけるように動作する。速度ＰＩ制御器４０は、比例器４１、積分器４２、及び加算部４６を有している（図３参照）。比例器４１は、電気角速度偏差に速度比例ゲインＫｐｓを乗算した値を出力する。積分器４２は、電気角速度偏差の累積値（時間積分値）に速度積分ゲインＫｉｓを乗算した値を出力する。加算部４６は、比例器４１の出力値に積分器４２の出力値を加算する。速度ＰＩ制御器４０は、加算部４６にて足し合わされた値を、トルク指令値ＴＭ＊として換算器３３に出力する。
　換算器３３は、速度ＰＩ制御器４０から入力されるトルク指令値ＴＭ＊と、予め設定されたトルク係数ＫＴとを用いた演算により、ｄ軸の電流指令値ｉｄ＊とｑ軸の電流指令値ｉｑ＊とを算出する。ｄ軸電流は、印加される電流のうちで、磁束発生に使用される成分である。ｑ軸電流は、印加される電流のうちで、ロータを回転させるトルクに対応する成分である。換算器３３は、算出した電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊を、減算部３４に出力する。
　減算部３４には、電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に加えて、最新の電流応答値ｉｄ，ｉｑが入力される。減算部３４は、電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に対する現在の電流応答値ｉｄ，ｉｑの偏差（以下、電流値偏差）を算出する。減算部３４は、算出した電流値偏差を電流ＰＩ制御器６０に出力する。
　電流ＰＩ制御器６０は、減算部３４から入力される電流値偏差に応じた電圧指令値ｖｄ，ｖｑを演算する。電流ＰＩ制御器６０は、電流値偏差が大きくなるほど、大きな値の電圧指令値ｖｄ，ｖｑを算出することで、電流値偏差をゼロに近づけるように動作する。電流ＰＩ制御器６０は、比例器、積分器、及び加算部を有している。比例器は、電流値偏差に電流比例ゲインＫｐｃを乗算した値を出力する。積分器は、電流値偏差の累積値（時間積分値）に電流積分ゲインＫｉｃを乗算した値を出力する。加算部は、比例器の出力値に積分器の出力値を加算する。電流ＰＩ制御器６０は、加算部にて足し合わされた値を、電圧指令値ｖｄ，ｖｑとしてモータジェネレータ１２に出力する。
　モータジェネレータ１２に相当するブロック（モデル）は、電機子インダクタンスをＬ，電機子抵抗をＲとした場合に、１／（Ｌ・ｓ＋Ｒ）で表される。モータジェネレータ１２からは、ｄ軸の電流応答値ｉｄと、ｑ軸の電流応答値ｉｑとが検出される。ＭＧ制御系３０には、モータジェネレータ１２の後部を減算部３４と接続する電流制御マイナーループが形成されている。各電流応答値ｉｄ，ｉｑは、電流制御マイナーループを通じて減算部３４に入力される。これにより、電流応答値ｉｄ，ｉｑを目標値である電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に追従（一致）させるフィードバック制御が実施される。
　換算器３５には、モータジェネレータ１２から出力される最新の電流応答値ｉｄ，ｉｑが入力される。換算器３５は、換算器３３と同一のトルク係数ＫＴを用いて、換算器３３とは真逆の処理を実施する。具体的に、換算器３５は、トルク係数ＫＴを用いて、電流応答値ｉｄ，ｉｑから、モータジェネレータ１２のトルク応答値ＴＭを算出する。換算器３５は、算出したトルク応答値ＴＭを減算部３６に出力する。
　減算部３６には、トルク応答値ＴＭに加えて、最新のエンジントルクＴＥが入力される。減算部３６は、トルク応答値ＴＭに対する現在のエンジントルクＴＥの偏差（以下、トルク偏差）を算出する。減算部３６は、算出したトルク偏差を換算器３７に出力する。
　換算器３７は、モータジェネレータ１２のうちでクランク軸１１ｃと一体で回転する構成（ロータ等）のイナーシャＪＭの値を用いて、減算部３６から入力されるトルク偏差から機械角速度応答値ωｍを算出する。
　換算器３８は、換算器３７の後部を減算部３２と接続する速度制御アウターループのライン上に設けられている。換算器３８は、換算器３１と同一の磁極対数Ｐｍを用いて、機械角から電気角からへの換算を実施し、機械角速度応答値ωｍを電気角速度応答値ωｅに変換する。電気角速度応答値ωｅは、速度制御アウターループを通じて減算部３２に入力される。尚、機械角速度応答値ωｍは、モータジェネレータ１２の回転角度センサの出力に基づく値である。
　以上により、電気角速度応答値ωｅを目標値である電気角速度指令値ωｅ＊に追従（一致）させるフィードバック制御であって、モータジェネレータ１２の回転数を指令値に近づけるフィードバック制御が実施される。その結果、ＭＧ制御系３０は、エンジン１１のトルク変動に対し逆位相となるカウンタトルク（制振トルク，図１参照）を、モータジェネレータ１２に出力させることができる。以上のＭＧ制御系３０においては、電気角速度応答値ωｅが「回転数検出値」に相当し、電気角速度指令値ωｅ＊が「指令値」に相当する。
　＜制御ゲインの切替処理＞
　次に、ゲイン切替部７０にて実施されるゲイン切替制御の詳細を、図１～図５に基づいて説明する。
　ＭＧ－ＥＣＵ２３は、モータ制御プログラムに基づく機能部として、ゲイン切替部７０（図３参照）をさらに備える。ゲイン切替部７０は、ゲイン切替処理（図５参照）の実施により、ＭＧ制御系３０のフィードバック制御にて用いられる制御ゲインを、低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替える。
　ゲイン切替部７０は、低ゲインと高ゲインとを切り替えるゲイン切替処理において、速度ＰＩ制御器４０の速度比例ゲインＫｐｓ及び速度積分ゲインＫｉｓの各値を少なくとも変更する。ゲイン切替部７０は、電流ＰＩ制御器６０の電流比例ゲインＫｐｃ及び電流積分ゲインＫｉｃの各値を、速度比例ゲインＫｐｓ及び速度積分ゲインＫｉｓの各値と共に変更してもよい。
　低ゲインの状態では、エンジントルクＴＥの脈動に対し、ＭＧ制御系３０の反応が低応答となる。この場合、モータジェネレータ１２の出力する制振トルクは、ごく僅かとなるか又はゼロとなる（図４　下段左側参照）。この場合、モータジェネレータ１２は、実質的に一定のトルクを出力する状態となる。その結果、フィードバック制御によるエンジントルクＴＥの脈動抑制効果も小さくなる。
　高ゲインの状態では、エンジントルクＴＥの脈動に対し、ＭＧ制御系３０の反応が高応答となる。この場合、モータジェネレータ１２の出力する制振トルクは、低ゲインの状態と比較して大きくなる（図４　下段右側参照）。その結果、フィードバック制御によるエンジントルクＴＥの脈動抑制効果も大きくなる。
　ゲイン切替部７０は、制御システム１００の起動に基づき、ゲイン切替処理を開始する。ゲイン切替部７０は、制御システム１００の停止までゲイン切替処理を継続し、制御システム１００の停止に基づきゲイン切替処理を終了する。ゲイン切替部７０は、ゲイン切替処理の開始後、起動後の初期処理を実施し（Ｓ１１）、低ゲインの状態に設定する。ゲイン切替部７０は、エンジントルクＴＥの脈動が大きくなるシーンの発生を推定した場合、高ゲインへの切替条件を成立させ（Ｓ１２：ＹＥＳ）、低ゲインから高ゲインへの切り替えを実施する（Ｓ１３）。
　一例として、クランキングによってエンジン１１の回転数が高効率点の回転数（以下、第１回転数Ｎｅ１）となったタイミングにて、ゲイン切替部７０は、低ゲインから高ゲインへの切り替えを開始する。これにより、高ゲインの状態下にて、燃料への点火が開始される（図４　ＥＮＧ点火参照）。故に、燃焼開始に伴う回転数の急激な上昇（図４　破線参照）が抑制される。
　ゲイン切替部７０は、第１回転数Ｎｅ１から高出力点の回転数（以下、第２回転数Ｎｅ２）への遷移タイミングにて、低ゲインから高ゲインへと切り替える。これにより、クランク軸１１ｃの回転数が第２回転数Ｎｅ２を大きく超過する事態は、発生し難くなる。さらに、エンジン１１を停止させるタイミングにおいても、ゲイン切替部７０は、低ゲインから高ゲインへと切り替える。これにより、クランク軸１１ｃの回転が安定的に静止しない事態が、発生し難くなる。
　ゲイン切替部７０は、高ゲインへの切り替え後、低ゲインへの切替条件の成立に基づき（Ｓ１５：ＹＥＳ）、高ゲインから低ゲインへの切り替えを実施する（Ｓ１６）。例えば、高ゲインへの切り替え後に所定時間が経過した場合、又はクランク軸１１ｃの回転数が安定した場合に、ゲイン切替部７０は、低ゲインへの切替条件を成立させる。以上によれば、高ゲインでの制振制御は、必要最低限のシーンに限って適用され、その他のシーンでは、低ゲインでの制振制御に切り替えられることで、効率重視の動作が実現される。
　＜非線形ゲイン遷移及びアンチワインドアップ制御＞
　図６に示すように、高ゲインへの切り替えにより、エンジン１１の点火開始時において回転数が許容変動範囲ＴＲの上限を超えるオーバーシュートは、抑制され得る（図６　破線参照）。一方で、高ゲインから低ゲインへと切り替える場合、遷移期間において、回転数のワインドアップ現象が発生し得る。ワインドアップ現象は、速度ＰＩ制御器４０での積分項の超加算、即ち、積分器４２の出力値が過大となることに起因して発生する。ワインドアップ現象が発生した場合、例えば制振トルクの不適切な増大により、回転数が許容変動範囲ＴＲの下限を下回るアンダーシュートが発生し得る。尚、許容変動範囲ＴＲを規定する上限及び下限の各閾値は、ノイズ及びバイブレーションの観点から、車両において許容され得る値に適宜設定されてよい。
　こうしたワインドアップ現象の発生を抑制するため、ゲイン切替部７０は、非線形でのゲイン遷移を実施する。加えて、速度ＰＩ制御器４０には、積分器４２の動作を変更するアンチワインドアップ制御が適用される。以下、非線形ゲイン遷移及びアンチワインドアップ制御の各詳細を、図１～図９に基づいて順に説明する。
　ゲイン切替部７０は、ゲイン切替処理（図５参照）において、速度ＰＩ制御器４０の速度比例ゲインＫｐｓ及び速度積分ゲインＫｉｓについて、非線形のゲイン遷移を実施する（Ｓ１４，Ｓ１７）。ゲイン切替部７０は、低ゲインから高ゲインへの遷移（以下、第１遷移ＵＴ，図７参照）、及び高ゲインから低ゲインへの遷移（以下、第２遷移ＤＴ，図８参照）のうちで、少なくとも第２遷移ＤＴにて非線形のゲイン遷移を実施する。第一実施形態のゲイン切替部７０は、第１遷移ＵＴ及び第２遷移ＤＴの両方において、非線形のゲイン遷移を実施する。尚、線形でのゲイン遷移（図７，図８　基準線Ｌｒ参照）とは、遷移開始から遷移終了まで、実質同一の変化率で遷移することをいう。一方、非線形でのゲイン遷移とは、遷移開始から遷移終了までの間に、一度でも変化率の増減が生じる遷移のことをいう。
　ゲイン切替部７０は、制御ゲインを線形で遷移させた際にフィードバック制御の積分項の超加算によるワインドアップ現象で生じる回転数変動（図６参照）に比して、ワインドアップ現象が抑制されるように、制御ゲインを変化させる。具体的に、ゲイン切替部７０は、遷移期間での制御ゲインの変化を示すゲイン変化線Ｌｇを、基準線Ｌｒよりも下方（低ゲイン側）に湾曲させた曲線状に規定する。即ち、第１遷移ＵＴ及び第２遷移ＤＴの両方において、ゲイン変化線Ｌｇは、下側に凸の曲線状となっている。第１遷移ＵＴでは、特に低ゲイン側となる遷移開始直後において、ゲイン変化線Ｌｇは、基準線Ｌｒよりも下方にあること、言い替えれば、基準線Ｌｒよりも水平に近い傾斜であることが望ましい。同様に、第２遷移ＤＴでも、特に低ゲイン側となる遷移終了直前において、ゲイン変化線Ｌｇは、基準線Ｌｒよりも下方にあること、言い替えれば、基準線Ｌｒよりも水平に近い傾斜であることが望ましい。
　ゲイン切替部７０は、各遷移期間において、高ゲインな状態のときほど、単位時間あたりのゲインの変化率を大きくする。これにより、遷移期間の前半におけるゲイン変化線Ｌｇの傾き（以下、傾きＡ）よりも、遷移期間の後半におけるゲイン変化線Ｌｇの傾き（以下、傾きＢ）が大きくされる。詳記すると、第１遷移ＵＴにおいては、遷移期間の前半でのゲインの増加率よりも、遷移期間の後半でのゲインの増加率が大きくなる。故に、傾きＡ（例えば、１）よりも傾きＢ（例えば、１０）が、大きな値となる。一方、第２遷移ＤＴにおいては、遷移期間の前半でのゲインの減少率よりも、遷移期間の後半でのゲインの減少率が小さくなる。故に、傾きＡ（例えば、－１０）よりも傾きＢ（例えば、－１）が、大きな値となる。
　尚、ゲイン切替部７０は、電流ＰＩ制御器６０の電流比例ゲインＫｐｃ及び電流積分ゲインＫｉｃをゲイン切替の対象に含む場合、これらのゲインに対しても、速度比例ゲインＫｐｓ及び速度積分ゲインＫｉｓと同様の非線形遷移を実施する。
　速度ＰＩ制御器４０（図３参照）は、アンチワインドアップ制御を適用するための構成（以下、アンチワインドアップ制御部５０）として、リミッタ５１及び積分器停止回路５２を有している。
　リミッタ５１は、加算部４６の後段に設けられている。リミッタ５１は、加算部４６から出力されるトルク指令値ＴＭ＊の上限値及び下限値を設定する。リミッタ５１は、トルク指令値ＴＭ＊が予め設定された上限値又は下限値を超えている場合、トルク指令値ＴＭ＊に替えて上限値又は下限値を出力する。
　積分器停止回路５２は、トルク指令値ＴＭ＊がリミッタ５１の上限値又は下限値を超えた場合、積分器４２を停止するアンチワインドアップ制御を実施する。積分器停止回路５２は、比較器５３及びスイッチ５４を有している。比較器５３は、リミッタ５１の入出力の一致及び不一致を判別する。リミッタ５１の入出力が一致している場合、言い替えれば、リミッタ５１が作動していない場合、比較器５３は、「１」の値を出力する。一方、リミッタ５１の入出力が不一致の場合、言い替えれば、リミッタ５１が作動している場合、比較器５３は、「０」の値を出力する。
　スイッチ５４は、比較器５３から「１」の値が入力される場合、オン状態（True）となる。この場合、電気角速度偏差が積分器４２に入力され、積分器４２は、通常動作の状態となる。一方、比較器５３から「０」の値が入力される場合、スイッチ５４は、オフ状態（False）となり、電気角速度偏差の積分器４２への入力が停止される。その結果、積分器４２は、停止状態となる。
　尚、リミッタ５１は、積分器４２と加算部４６との間に設けられていてもよい。即ち、比較器５３は、速度比例ゲインＫｐｓ及び速度積分ゲインＫｉｓの各出力の合算値について、リミッタ５１の前後の値を比較する構成に替えて、速度積分ゲインＫｉｓ１の出力値について、リミッタ５１の前後の値を比較する構成であってよい。
　以上の非線形ゲイン遷移及びアンチワインドアップ制御の効果を、図９を用いて説明する。図９には、図６と同様に、エンジン１１の点火開始から所定時間（ｎ秒）が経過したタイミングにて、高ゲインから低ゲインへと切り替えるシーンでの回転数変動が示されている。
　線形でゲイン遷移を行った場合、ワインドアップ現象の発生により、回転数の変動範囲を示す変動線Ｃｓ０の変動幅Ｆ０は、許容変動範囲ＴＲを大きく超えた値となる。一方、非線形でゲイン遷移を行った場合、ワインドアップ現象の発生が抑制される。その結果、変動線Ｃｓ１の変動幅Ｆ１は、線形でゲイン遷移を行った場合の変動幅Ｆ０よりも小さくなる。但し、非線形のゲイン遷移だけでは、変動幅Ｆ１は、許容変動範囲ＴＲに収まり難い。
　対して、非線形でゲイン遷移を行い、かつ、アンチワインドアップ制御を適用した場合、ワインドアップ現象の発生は、顕著に抑制される。その結果、変動線Ｃｓ２の変動幅Ｆ２は、アンチワインドアップ制御を適用しない場合の変動幅Ｆ１よりもさらに小さくなる。その結果、回転数の変動幅Ｆ２は、許容変動範囲ＴＲに確実に収まり得る。
　（実施形態のまとめ）
　ここまで説明した第一実施形態では、高ゲインから低ゲインへと制御ゲインを切り替える第２遷移ＤＴにおいて、非線形のゲイン遷移が実施される。これにより、遷移期間から定常期間への接続が滑らかに行われるようになる（図８参照）。その結果、制御ゲインの切り替えに伴う回転数の挙動の悪化、即ち、オーバーシュート及びアンダーシュート等が、抑制可能となる。
　加えて第一実施形態では、第１遷移ＵＴ及び第２遷移ＤＴの両方で非線形のゲイン遷移が実施される。故に、低ゲインから高ゲインへの切り替えシーン、及び高ゲインから低ゲインへの切り替えシーンの両方において、滑らかなゲイン遷移が実現され得る。その結果、回転数のオーバーシュート及びアンダーシュートが、いっそう抑制可能となる。
　また第一実施形態では、遷移期間での制御ゲインの変化を示すゲイン変化線Ｌｇにおいて、遷移期間の前半における傾きＡよりも遷移期間の後半における傾きＢが大きくされる。その結果、遷移期間から定常期間への接続において滑らかなゲイン遷移が実現されるため、オーバーシュート及びアンダーシュート等は、いっそう抑制可能となる。
　さらに第一実施形態では、制御ゲインを線形遷移させた際にフィードバック制御の積分項の超加算によるワインドアップ現象で生じる回転数変動（図６　変動線Ｃｓ０参照）に比して、ワインドアップ現象が抑制されるように、制御ゲインが変化する。こうした非線形のゲイン遷移の適用によれば、ワインドアップ現象に起因する騒音及び振動の低減が可能となる。
　加えて第一実施形態では、制御ゲインの切り替えに伴うワインドアップ現象の発生に基づき、積分器４２の動作を変更するアンチワインドアップ制御が適用される。その結果、制御ゲインの変更及び回転数の遷移等に伴うオーバーシュート及びアンダーシュートは、さらに抑制可能となる。
　また第一実施形態では、積分器４２の動作を停止するアンチワインドアップ制御が適用される。こうした積分器４２の停止によれば、積分項の超加算は、確実に回避され得る。その結果、オーバーシュート及びアンダーシュートがいっそう抑制され、騒音及び振動がさらに低減可能となる。
　さらに第一実施形態では、クランク軸１１ｃに直接的に接続されるモータジェネレータ１２が、クランク軸１１ｃに生じるトルク変動に対し逆位相となる制振トルクを出力する。モータジェネレータ１２は、クランク軸１１ｃのトルク変動を減衰するダンパＤＭを介することなくクランク軸１１ｃに接続されており、かつ、クランク軸１１ｃの回転を伝達するギヤＧＲを介することなくクランク軸１１ｃに接続されている。
　こうしたダンパＤＭ及びギヤＧＲ等のレス構成では、ダンパＤＭ及びギヤＧＲによる回転数脈動の減衰作用が得られない（図１　左下の下段参照）。故に、ダンパＤＭ及びギヤＧＲが介在する構成（図１　左下の上段参照）と比較して、高ゲインな制振制御をモータジェネレータ１２にて実施し、大きな制振トルクを発生させる必要がある。しかし、高ゲインな制振制御を継続した場合、制振制御に不要なエネルギが消費され易くなる。故に、ゲイン切替の実施により、必要最低限のシーンに限定して高ゲインな制振制御を行うことが、ダンパＤＭ及びギヤＧＲのレス構成を採用した形態では特に有効となる。
　さらに、非線形でのゲイン遷移及びアンチワインドアップ制御が一体的に適用されれば、ゲイン切替に伴うワインドアップ現象は、抑制され得る。その結果、ダンパＤＭ及びギヤＧＲのレス構成を採用しても、許容変動範囲ＴＲを超えるようなオーバーシュート及びアンダーシュートの抑制が可能になる。
　以上によれば、騒音及び振動の問題を生じさせることなく、ダンパＤＭ及びギヤＧＲのレス構成が採用可能になる。これにより、パワーユニットの簡素化及び低コスト化が実現され得る。加えて、ダンパＤＭ及びギヤＧＲの特性を制振トルクの演算に反映することが不要になるため、制振制御の演算負荷が軽減され得る。また、ダンパＤＭ及びギヤＧＲのレス構成によれば、パワーユニットの軸長が短縮され得るため、車両への搭載性が向上する。その結果、パワーユニットは、幅方向の空間確保が難しい小型車両のエンジンルーム内にも収容可能となる。
　加えて第一実施形態では、車両において発電専用に設けられたモータジェネレータ１２が制振トルクを出力する。こうした構成では、モータジェネレータ１２への路面等からの外乱入力が無くなる。故に、エンジントルクＴＥの脈動を効果的に抑制可能な制振制御が実施される。
　また第一実施形態では、アウターロータ型のモータジェネレータ１２が制振トルクを出力する。アウターロータ型のモータジェネレータ１２は、大トルクを発生させ易いため、発生可能なトルクが同一である場合、インナーロータ型の構成よりも軸長を低減させ易い。故に、アウターロータ型のモータジェネレータ１２の採用によれば、パワーユニットの搭載性がいっそう向上し得る。加えて、アウターロータ型のモータジェネレータ１２では、インナーロータ型の構成よりもロータ慣性の確保が容易となる。故に、ロータ慣性を利用した脈動低減効果が発揮され易くなる。
　尚、第一実施形態では、クランク軸１１ｃが「出力軸」に相当し、モータジェネレータ１２が「回転電機」に相当し、ダンパＤＭが「ダンパ部」に相当し、ギヤＧＲが「ギヤ部」に相当する。また、ＭＧ－ＥＣＵ２３が「処理部」及び「モータ制御装置」に相当し、ＭＧ制御系３０が「制御系」に相当する。
　（第二，第三実施形態）
　図１０～図１２に示す本開示の第二，第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二，第三実施形態のゲイン切替部７０（図３参照）は、図１０に示すように、第１遷移ＵＴ及び第２遷移ＤＴのうちで、第２遷移ＤＴ（図５　Ｓ１７参照）でのみ、非線形のゲイン遷移を実施する。一方、第１遷移ＵＴ（図５　Ｓ１４参照）では、第一実施形態のような非線形のゲイン遷移（図７参照）に替えて、線形のゲイン遷移が実施される。
　図１１に示す第二実施形態の第２遷移ＤＴにおけるゲイン変化線Ｌｇは、複数の直線を組み合わせた折れ線状の態様である。遷移期間におけるゲインの減少率は、ゲインの減少に伴って段階的に小さくなる。これにより、第二実施形態でも、遷移後半におけるゲイン変化線Ｌｇの傾きは、遷移前半におけるゲイン変化線Ｌｇの傾きよりも大きい値、言い替えれば、絶対値の小さいマイナスの値となる。
　図１２に示す第三実施形態の第２遷移ＤＴにおけるゲイン変化線Ｌｇは、階段状に規定されている。ゲイン切替部７０は、第２遷移ＤＴの遷移期間において、制御ゲインを段階的に減少させる。遷移期間での１回の減少幅Ｄｅは、概ね同一であってもよく、又は徐々に小さくされてもよい。一方、遷移期間にて、制御ゲインが一時的に維持される１回の維持期間Ｐｅは、概ね同一であってもよく、又は徐々に長くされてもよい。
　ここまで説明した第二，第三実施形態でも、第２遷移ＤＴにて非線形のゲイン遷移が実施される。故に、第一実施形態と同様の効果を奏し、遷移期間から定常期間への接続が滑らかに行われるようになるため、制御ゲインの切り替えに伴うオーバーシュート及びアンダーシュートが発生し難くなる。
　加えて第二，第三実施形態では、第１遷移ＵＴ及び第２遷移ＤＴのうちで、第２遷移ＤＴでのみ、非線形のゲイン遷移が実施される。低ゲインへの切り替えが行われる第２遷移ＤＴでは、切り替え後の変動抑制効果が弱くなるため、第１遷移ＵＴと比較して、ワインドアップ現象が発生し易くなる。故に、第２遷移ＤＴを非線形のゲイン遷移とすれば、回転数のオーバーシュート及びアンダーシュートが、効果的に抑制され得る。一方で、第１遷移ＵＴを線形のゲイン遷移とすることで、ＭＧ－ＥＣＵ２３（図１参照）の演算負荷が軽減され得る。
　（第四実施形態）
　図１３に示す本開示の第四実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第四実施形態の速度ＰＩ制御器４０は、第一実施形態の積分器停止回路５２（図３参照）に替わる構成として減算部５５，５７及び補正器５６を含むアンチワインドアップ制御部５０を有している。速度ＰＩ制御器４０には、リミッタ５１、減算部５５，５７及び補正器５６により、積分器４２から出力される積分信号を補正係数Ｋｉａにより補正するアンチワインドアップ制御が適用される。
　減算部５５は、リミッタ５１の入力値からリミッタ５１の出力値を減算した値を、補正器５６に出力する。リミッタ５１が作動していない場合、減算部５５の出力は、実質的にゼロとなる。この場合、補正器５６からの出力もゼロとなるため、減算部５７から積分器４２には、電気角速度指令値ωｅ＊が入力される。その結果、積分器４２から出力される積分信号は、補正されない状態となる。
　一方、リミッタ５１が作動している場合、減算部５５は、入出力間の差分に応じた値を出力する。この場合、補正器５６は、減算部５５の出力値に補正係数Ｋｉａを乗算した値（以下、ワインドアップ補正値）を、減算部５７に出力する。減算部５７は、電気角速度指令値ωｅ＊からワインドアップ補正値を減算した値を、積分器４２に出力する。その結果、積分器４２から出力される積分信号が補正される。この場合、積分器４２から加算部４６への出力が過大となると、ワインドアップ補正値も増加する。故に、積分項の超加算の抑制が可能となる。
　ここまで説明した第四実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、制御ゲインの切り替えに伴うオーバーシュート及びアンダーシュートが発生し難くなる。加えて第四実施形態では、補正係数Ｋｉａを用いたワインドアップ補正値により積分器４２から出力される積分信号を補正するアンチワインドアップ制御が適用される。こうした補正機能の利用によれば、積分項の超加算が発生し難くなる。その結果、ゲイン変更及び回転数遷移に伴うオーバーシュート及びアンダーシュートも発生し難くなるため、騒音及び振動の低減が可能となる。
　尚、第四実施形態でも、リミッタ５１は、積分器４２と加算部４６との間に配置されてもよい。こうした変形例でも、アンチワインドアップ制御部５０は、積分器４２の出力（積分信号）を、補正係数Ｋｉａを用いたワインドアップ補正値によって補正し、ワインドアップ現象の発生し難くすることができる。
　（第五実施形態）
　図１４に示す本開示の第五実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第五実施形態のＭＧ制御系３０には、速度ＰＩ制御器４０（図２参照）に替えて、２つの速度ＰＩ制御器１４０ａ，１４０ｂと、制御切替判定部１４０ｓとが設けられている。各速度ＰＩ制御器１４０ａ，１４０ｂには、アンチワインドアップ制御部５０（図３参照）に相当する構成は設けられていない。
　速度ＰＩ制御器（以下、通常制御器）１４０ａは、ワインドアップ現象が発生していない通常時に利用され、電気角速度偏差に応じたトルク指令値ＴＭ＊を演算する。通常制御器１４０ａは、比例器、積分器、及び加算部を有している。比例器は、電気角速度偏差に速度比例ゲインＫｐｓ１を乗算した値を出力する。積分器は、電気角速度偏差の時間積分値に速度積分ゲインＫｉｓ１を乗算した値を出力する。加算部は、比例器の出力値に積分器の出力値を加算した値を、トルク指令値ＴＭ＊として出力する。
　速度ＰＩ制御器（以下、異常制御器）１４０ｂは、ワインドアップ現象が発生した異常時に利用され、電気角速度偏差に応じたトルク指令値ＴＭ＊を演算する。異常制御器１４０ｂは、比例器、積分器、及び加算部を有している。比例器は、電気角速度偏差に速度比例ゲインＫｐｓ２を乗算した値を出力する。積分器は、電気角速度偏差の時間積分値に速度積分ゲインＫｉｓ２を乗算した値を出力する。速度積分ゲインＫｉｓ２は、通常制御器１４０ａの速度積分ゲインＫｉｓ１と比較して、積分項の超加算を抑制する値に設定されている。加算部は、比例器の出力値に積分器の出力値を加算した値を、トルク指令値ＴＭ＊として出力する。
　制御切替判定部１４０ｓは、制御ゲインの切り替えに伴うワインドアップ現象の発生に基づき、通常制御器１４０ａから異常制御器１４０ｂへの切り替えを適用する。制御切替判定部１４０ｓは、パワーユニットの動作に関連する信号に基づき、通常制御器１４０ａ及び異常制御器１４０ｂの切り替えを実施する。一例として、制御切替判定部１４０ｓは、機械角速度指令値ωｍ＊と機械角速度応答値ωｍとを比較し、これらの差分が所定の閾値を超えた場合に、通常制御器１４０ａから異常制御器１４０ｂに切り替える。具体的には、指令値からの回転数の乖離が１００ｒｐｍを超えた場合に、異常制御器１４０ｂへの切り替えが実施される。
　ここまで説明した第五実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、制御ゲインの切り替えに伴うオーバーシュート及びアンダーシュートが発生し難くなる。加えて第五実施形態では、制御ゲインの切り替えに伴うワインドアップ現象の発生に基づき、通常制御器１４０ａから異常制御器１４０ｂへの切り替えが適用される。こうした異常制御器１４０ｂへの切り替えによれば、積分項の超加算の発生が抑制され得る。その結果、ゲイン変更及び回転数遷移に伴うオーバーシュート及びアンダーシュートの発生も抑制され得るため、騒音及び振動の低減が可能となる。
　（第六実施形態）
　図１５に示す本開示の第六実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第六実施形態の速度ＰＩ制御器４０は、２つの微分器１４３を有している。微分器１４３は、比例器４１及び積分器４２の各前段に接続されている。微分器１４３は、電気角速度偏差を時間微分した値を比例器４１及び積分器４２に出力する。微分器１４３を含むことにより、速度ＰＩ制御器４０は、速度形式の制御系となり、微分器１４３を含まない構成に対して電気角速度偏差に対する応答性を向上させる。
　このような第六実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、ワインドアップ現象の発生が抑制され得る。加えて第六実施形態では、積分器４２の前段に微分器１４３が接続されることで、ゲイン変更及び回転数遷移に伴う積分項の超加算が発生し難くなる。その結果、オーバーシュート及びアンダーシュートを抑制し、騒音及び振動を低減することが可能となる。
　（他の実施形態）
　以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
　上記実施形態の変形例１の制御システム１００は、図１６に示すパラレル方式のハイブリッドシステム（パワーユニット）に適用される。変形例１のパワーユニットにおいて、モータジェネレータ１２は、駆動軸１９と接続されている。こうしたモータジェネレータ１２に対しても、上記実施形態にて説明したモータ制御方法が適用可能となる。また、モータジェネレータ１２は、スタータ及びオルタネータを兼ねた構成として、動力伝達用のベルト等を介してエンジン１１と接続される電動機であってもよい。
　上記実施形態の変形例２のパワートレインでは、エンジン１１が駆動軸１９と接続された状態と、エンジン１１がモータジェネレータ１２と接続された状態とが、相互に切り替え可能である。エンジン１１が駆動軸１９と接続された状態では、エンジン１１の出力による走行が可能になる。こうした変形例２でも、エンジン１１が駆動軸１９と切り離され、モータジェネレータ１２と接続された状態において、上記実施形態にて説明したモータ制御方法が適用可能になる。尚、変形例２においても、モータジェネレータ１２は、発電専用の構成となる。
　さらに、上記実施形態にて説明したモータ制御方法は、シリーズパラレル方式のハイブリッドシステムにおいて、動力分割機構を介してエンジン１１と接続されるモータジェネレータ１２，１４の少なくとも一方にも適用可能である。また、いずれの形式のパワーユニットにおいても、モータジェネレータ１２とエンジン１１との間、又はモータジェネレータ１２と駆動軸１９との間に、ダンパ、ギヤ、クラッチ及び変速機等の構成が設けられていてもよい。
　上記実施形態の変形例３の速度ＰＩ制御器４０では、アンチワインドアップ制御の適用が省略されている。変形例３では、非線形でのゲイン遷移の実施により、回転数の変動が許容変動範囲ＴＲから外れないように、ワインドアップ現象の発生が抑制される。このように、許容変動範囲ＴＲを超えないようにオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制可能であれば、アンチワインドアップ制御の適用は、省略されてよい。
　上記実施形態の変形例４では、ＭＧ制御系３０に関連する機能ブロックの一部が、ＭＧ－ＥＣＵ２３とは別のＥＣＵ（例えばハイブリッドＥＣＵ２１等）によって構成される。また、ゲイン切替部７０に相当する機能部は、ＭＧ－ＥＣＵ２３とは別のＥＣＵ、又はインバータ１３に設けられていてもよい。
　上記実施形態の変形例５では、ＭＧ－ＥＣＵ２３の処理機能は、ハイブリッドＥＣＵ２１又はエンジンＥＣＵ２２に統合されている。また、上記実施形態の変形例６では、ＥＣＵ２１～２３の処理機能を全て備えた１つの統合ＥＣＵによって制御システム１００が構成されている。さらに、上記実施形態の変形例７では、ＭＧ－ＥＣＵ２３の処理機能は、インバータに統合されている。こうした変形例５～７のように、制御システム１００に含まれるＥＣＵの構成は、適宜変更されてよい。
　上記実施形態にて、各ＥＣＵによって提供されていた種々の機能は、ソフトウェア及びそれを実行するハードウェア、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの複合的な組合せによっても提供可能である。こうした機能がハードウェアとしての電子回路によって提供される場合、各機能は、多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によっても提供可能である。
　上記実施形態の各ＥＣＵに設けられるプロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の演算コアを少なくとも一つ含む構成であってよい。さらに、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＮＰＵ（Neural network Processing Unit）及び他の専用機能を備えたＩＰコア等が処理部として各ＥＣＵに設けられていてもよい。
　上記実施形態の各記憶部として採用され、本開示のモータ制御方法を可能にするプログラムを記憶する記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）の形態は、適宜変更されてよい。例えば記憶媒体は、各ＥＣＵの回路基板上に設けられた構成に限定されず、メモリカード等の形態で提供され、スロット部に挿入されて、ＥＣＵのバスに電気的に接続される構成であってよい。さらに、記憶媒体は、コンピュータへのプログラムのコピー元又は配信元として利用される光学ディスク、ハードディスクドライブ、及びソリッドステートドライブ等であってもよい。
　本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置及びその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置及びその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと一つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
　（技術的思想の開示）
　この明細書は、以下に列挙する複数の項に記載された複数の技術的思想を開示している。いくつかの項は、後続の項において先行する項を択一的に引用する多項従属形式（a multiple dependent form）により記載されている場合がある。さらに、いくつかの項は、他の多項従属形式の項を引用する多項従属形式（a multiple dependent form referring to another multiple dependent form）により記載されている場合がある。これらの多項従属形式で記載された項は、複数の技術的思想を定義している。
　（技術的思想１）
　エンジン（１１）と接続される回転電機（１２）を制御するモータ制御装置であって、
　前記回転電機の回転数を検出した回転数検出値を用いて、前記回転数が指令値に近づくようにフィードバック制御することで、前記エンジンのトルク変動に対し逆位相となる制振トルクを前記回転電機に出力させる制御系（３０）と、
　前記フィードバック制御の制御ゲインを低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替え、前記低ゲインから前記高ゲインへの第１遷移（ＵＴ）、及び前記高ゲインから前記低ゲインへの第２遷移（ＤＴ）のうちで、少なくとも前記第２遷移にて非線形のゲイン遷移を実施するゲイン切替部（７０）と、
　を備えるモータ制御装置。
　（技術的思想２）
　前記ゲイン切替部は、前記第１遷移及び前記第２遷移のうちで前記第２遷移でのみ非線形のゲイン遷移を実施する技術的思想１に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想３）
　前記ゲイン切替部は、遷移期間での前記制御ゲインの変化を示すゲイン変化線（Ｌｇ）において前記遷移期間の前半における傾きよりも前記遷移期間の後半における傾きが大きくなるように前記制御ゲインを遷移させる技術的思想１又は２に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想４）
　前記ゲイン切替部は、前記制御ゲインを線形で遷移させた際に前記フィードバック制御の積分項の超加算によるワインドアップ現象で生じる回転数変動に比して、ワインドアップ現象が抑制されるように、前記制御ゲインを変化させる技術的思想１～３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想５）
　前記制御系は、前記制御ゲインの切り替えに伴うワインドアップ現象の発生に基づき、積分器（４２）の動作を変更するアンチワインドアップ制御を適用する技術的思想１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想６）
　前記制御系は、前記積分器の動作を停止する前記アンチワインドアップ制御を適用する技術的思想５に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想７）
　前記制御系は、前記積分器から出力される積分信号を補正係数により補正する前記アンチワインドアップ制御を適用する技術的思想５に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想８）
　前記制御系は、前記制御ゲインの切り替えに伴うワインドアップ現象の発生に基づき、通常制御器（１４０ａ）から異常制御器（１４０ｂ）への切り替えを適用する技術的思想１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想９）
　前記制御系は、比例器（４１）及び積分器（４２）の各前段に接続される微分器（１４３）を含む技術的思想１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想１０）
　前記制御系は、前記エンジンの出力軸（１１ｃ）に直接的に接続される前記回転電機に、前記出力軸に生じる前記トルク変動に対し逆位相となる前記制振トルクを出力させる技術的思想１～９のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想１１）
　前記回転電機は、前記出力軸の前記トルク変動を減衰するダンパ部（ＤＭ）を介することなく前記出力軸に接続される技術的思想１０に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想１２）
　前記回転電機は、前記出力軸の回転を伝達するギヤ部（ＧＲ）を介することなく前記出力軸に接続される技術的思想１０又は１１に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想１３）
　前記制御系は、車両において発電専用に設けられた前記回転電機に前記制振トルクを出力させる技術的思想１～１２のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想１４）
　前記制御系は、アウターロータ型の前記回転電機に前記制振トルクを出力させる技術的思想１～１３のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
　（技術的思想１５）
　エンジン（１１）と接続される回転電機（１２）を制御するモータ制御方法であって、
　前記回転電機の回転数を検出した回転数検出値を用いて、前記回転数が指令値に近づくようにフィードバック制御することで、前記エンジンのトルク変動に対し逆位相となる制振トルクを前記回転電機に出力させ、
　前記フィードバック制御の制御ゲインを、低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替え（Ｓ１３，Ｓ１６）、
　前記低ゲインから前記高ゲインへの第１遷移（ＵＴ）、及び前記高ゲインから前記低ゲインへの第２遷移（ＤＴ）のうちで、少なくとも前記第２遷移にて非線形のゲイン遷移を実施する（Ｓ１７）、
　というステップを、少なくとも一つの処理部（２３）にて実行される処理に含むモータ制御方法。

Claims (15)

  1. 　エンジン（１１）と接続される回転電機（１２）を制御するモータ制御装置であって、
    　前記回転電機の回転数を検出した回転数検出値を用いて、前記回転数が指令値に近づくようにフィードバック制御することで、前記エンジンのトルク変動に対し逆位相となる制振トルクを前記回転電機に出力させる制御系（３０）と、
    　前記フィードバック制御の制御ゲインを低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替え、前記低ゲインから前記高ゲインへの第１遷移（ＵＴ）、及び前記高ゲインから前記低ゲインへの第２遷移（ＤＴ）のうちで、少なくとも前記第２遷移にて非線形のゲイン遷移を実施するゲイン切替部（７０）と、
    　を備えるモータ制御装置。
  2. 　前記ゲイン切替部は、前記第１遷移及び前記第２遷移のうちで前記第２遷移でのみ非線形のゲイン遷移を実施する請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 　前記ゲイン切替部は、遷移期間での前記制御ゲインの変化を示すゲイン変化線（Ｌｇ）において前記遷移期間の前半における傾きよりも前記遷移期間の後半における傾きが大きくなるように前記制御ゲインを遷移させる請求項１に記載のモータ制御装置。
  4. 　前記ゲイン切替部は、前記制御ゲインを線形で遷移させた際に前記フィードバック制御の積分項の超加算によるワインドアップ現象で生じる回転数変動に比して、ワインドアップ現象が抑制されるように、前記制御ゲインを変化させる請求項１に記載のモータ制御装置。
  5. 　前記制御系は、前記制御ゲインの切り替えに伴うワインドアップ現象の発生に基づき、積分器（４２）の動作を変更するアンチワインドアップ制御を適用する請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  6. 　前記制御系は、前記積分器の動作を停止する前記アンチワインドアップ制御を適用する請求項５に記載のモータ制御装置。
  7. 　前記制御系は、前記積分器から出力される積分信号を補正係数により補正する前記アンチワインドアップ制御を適用する請求項５に記載のモータ制御装置。
  8. 　前記制御系は、前記制御ゲインの切り替えに伴うワインドアップ現象の発生に基づき、通常制御器（１４０ａ）から異常制御器（１４０ｂ）への切り替えを適用する請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  9. 　前記制御系は、比例器（４１）及び積分器（４２）の各前段に接続される微分器（１４３）を含む請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  10. 　前記制御系は、前記エンジンの出力軸（１１ｃ）に直接的に接続される前記回転電機に、前記出力軸に生じる前記トルク変動に対し逆位相となる前記制振トルクを出力させる請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  11. 　前記回転電機は、前記出力軸の前記トルク変動を減衰するダンパ部（ＤＭ）を介することなく前記出力軸に接続される請求項１０に記載のモータ制御装置。
  12. 　前記回転電機は、前記出力軸の回転を伝達するギヤ部（ＧＲ）を介することなく前記出力軸に接続される請求項１０に記載のモータ制御装置。
  13. 　前記制御系は、車両において発電専用に設けられた前記回転電機に前記制振トルクを出力させる請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  14. 　前記制御系は、アウターロータ型の前記回転電機に前記制振トルクを出力させる請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
  15. 　エンジン（１１）と接続される回転電機（１２）を制御するモータ制御プログラムであって、
    　前記回転電機の回転数を検出した回転数検出値を用いて、前記回転数が指令値に近づくようにフィードバック制御することで、前記エンジンのトルク変動に対し逆位相となる制振トルクを前記回転電機に出力させ、
    　前記フィードバック制御の制御ゲインを、低ゲイン及び高ゲインを含む複数のうちで切り替え（Ｓ１３，Ｓ１６）、
    　前記低ゲインから前記高ゲインへの第１遷移（ＵＴ）、及び前記高ゲインから前記低ゲインへの第２遷移（ＤＴ）のうちで、少なくとも前記第２遷移にて非線形のゲイン遷移を実施する（Ｓ１７）、
    　ことを含む処理を、少なくとも一つの処理部（２３）に実行させるモータ制御プログラム。
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JP2000083304A (ja) * 1998-09-03 2000-03-21 Denso Corp ハイブリッド車の制御装置
JP2001057706A (ja) * 1999-08-09 2001-02-27 Mazda Motor Corp 車両の駆動装置
JP2020065416A (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 株式会社ケーヒン ベクトル制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000083304A (ja) * 1998-09-03 2000-03-21 Denso Corp ハイブリッド車の制御装置
JP2001057706A (ja) * 1999-08-09 2001-02-27 Mazda Motor Corp 車両の駆動装置
JP2020065416A (ja) * 2018-10-19 2020-04-23 株式会社ケーヒン ベクトル制御装置

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