(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022187844
(43)【公開日】2022-12-20
(54)【発明の名称】発電システム制御方法、及び、発電システム制御装置
(51)【国際特許分類】
H02P 9/04 20060101AFI20221213BHJP
H02P 101/45 20150101ALN20221213BHJP
H02P 101/25 20150101ALN20221213BHJP
【ＦＩ】
H02P9/04 L
H02P101:45
H02P101:25
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021096049
(22)【出願日】2021-06-08
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村尾 和弘
(72)【発明者】
【氏名】藤原 健吾
(72)【発明者】
【氏名】菊地 貴裕
【テーマコード（参考）】
5H590
【Ｆターム（参考）】
5H590AA01
5H590AA03
5H590AB03
5H590CA07
5H590CA23
5H590CD01
5H590CD03
5H590CE04
5H590CE05
5H590FA01
5H590FB07
5H590GB05
5H590HA02
5H590HA04
5H590HA27
5H590JA01
5H590JA08
(57)【要約】
【課題】動力源の過大な出力による損傷から発電システムを保護する発電システム制御方法及び発電システム制御装置を提供する。
【解決手段】発電システム制御方法は、エンジン１７と、発電機１８と、動力伝達機構１９と、を有する発電システム１２を制御する発電システム制御方法である。この発電システム制御方法においては、発電機トルク指令値ＴＧ２ ＊と、発電機１８の回転状態を表す回転数ωＧと、に基づいて、動力伝達機構１９で生じるダンパトルクＴｄｍｐの推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が演算される。そして、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾に基づいて、エンジン１７、発電機１８、または、エンジン１７及び発電機１８の両方の出力を制限する出力制限として、第１保護制御及び／または第２保護制御が実行される。
【選択図】図５
【解決手段】発電システム制御方法は、エンジン１７と、発電機１８と、動力伝達機構１９と、を有する発電システム１２を制御する発電システム制御方法である。この発電システム制御方法においては、発電機トルク指令値ＴＧ２ ＊と、発電機１８の回転状態を表す回転数ωＧと、に基づいて、動力伝達機構１９で生じるダンパトルクＴｄｍｐの推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が演算される。そして、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾に基づいて、エンジン１７、発電機１８、または、エンジン１７及び発電機１８の両方の出力を制限する出力制限として、第１保護制御及び／または第２保護制御が実行される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動力を発生する動力源と、前記動力によって発電する発電機と、前記動力を前記発電機に伝達する動力伝達機構と、を有する発電システムを制御する発電システム制御方法であって、
前記発電機が生ずべきトルクを指令する発電機トルク指令値と、前記発電機の回転状態と、に基づいて、前記動力伝達機構で生じる伝達機構トルクの推定値である伝達機構トルク推定値を演算し、
前記伝達機構トルク推定値に基づいて、前記動力源、前記発電機、または、前記動力源及び前記発電機の両方の出力を制限する出力制限を実行する、
発電システム制御方法。
前記発電機が生ずべきトルクを指令する発電機トルク指令値と、前記発電機の回転状態と、に基づいて、前記動力伝達機構で生じる伝達機構トルクの推定値である伝達機構トルク推定値を演算し、
前記伝達機構トルク推定値に基づいて、前記動力源、前記発電機、または、前記動力源及び前記発電機の両方の出力を制限する出力制限を実行する、
発電システム制御方法。
【請求項2】
請求項１に記載の発電システム制御方法であって、
前記伝達機構トルク推定値に基づいて、少なくとも前記動力源に対して前記出力制限を実行する、
発電システム制御方法。
前記伝達機構トルク推定値に基づいて、少なくとも前記動力源に対して前記出力制限を実行する、
発電システム制御方法。
【請求項3】
請求項１または２に記載の発電システム制御方法であって、
前記伝達機構トルク推定値に基づいて、少なくとも前記発電機に対して前記出力制限を実行する、
発電システム制御方法。
前記伝達機構トルク推定値に基づいて、少なくとも前記発電機に対して前記出力制限を実行する、
発電システム制御方法。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の発電システム制御方法であって、
前記伝達機構トルク推定値は、前記発電機トルク指令値によって定まる前記発電機のトルクと、前記発電機の実際の回転数によって定まるトルクと、の偏差によって算出される、
発電システム制御方法。
前記伝達機構トルク推定値は、前記発電機トルク指令値によって定まる前記発電機のトルクと、前記発電機の実際の回転数によって定まるトルクと、の偏差によって算出される、
発電システム制御方法。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載の発電システム制御方法であって、
前記出力制限は、前記伝達機構トルク推定値が予め定める閾値以上となったときに実行される、
発電システム制御方法。
前記出力制限は、前記伝達機構トルク推定値が予め定める閾値以上となったときに実行される、
発電システム制御方法。
【請求項6】
請求項５に記載の発電システム制御方法であって、
前記伝達機構トルク推定値が前記閾値以上になったか否かの判定は、予め定める所定時間内における前記伝達機構トルク推定値の最大値と前記閾値とを比較することによって行われる、
発電システム制御方法。
前記伝達機構トルク推定値が前記閾値以上になったか否かの判定は、予め定める所定時間内における前記伝達機構トルク推定値の最大値と前記閾値とを比較することによって行われる、
発電システム制御方法。
【請求項7】
請求項５または６に記載の発電システム制御方法であって、
前記閾値は、前記動力伝達機構が線形に変形可能な前記伝達機構トルクの限界値に設定される、
発電システム制御方法。
前記閾値は、前記動力伝達機構が線形に変形可能な前記伝達機構トルクの限界値に設定される、
発電システム制御方法。
【請求項8】
請求項７に記載の発電システム制御方法であって、
前記動力伝達機構の製造誤差によって前記限界値がばらつくときに、前記閾値は、前記製造誤差によるばらつきの範囲における下限値に設定される、
発電システム制御方法。
前記動力伝達機構の製造誤差によって前記限界値がばらつくときに、前記閾値は、前記製造誤差によるばらつきの範囲における下限値に設定される、
発電システム制御方法。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか１項に記載の発電システム制御方法であって、
前記出力制限によって前記動力源及び前記発電機の両方の出力が制限されるときに、前記動力源のトルクが、前記発電機のトルクである発電機トルクよりも小さくなるように、前記出力制限が実行される、
発電システム制御方法。
前記出力制限によって前記動力源及び前記発電機の両方の出力が制限されるときに、前記動力源のトルクが、前記発電機のトルクである発電機トルクよりも小さくなるように、前記出力制限が実行される、
発電システム制御方法。
【請求項10】
請求項１～９のいずれか１項に記載の発電システム制御方法であって、
前記出力制限によって前記動力源及び前記発電機の両方の出力が制限されるときに、前記動力源に対する前記出力制限を実行した後、前記発電機に対する前記出力制限が補助的に実行される、
発電システム制御方法。
前記出力制限によって前記動力源及び前記発電機の両方の出力が制限されるときに、前記動力源に対する前記出力制限を実行した後、前記発電機に対する前記出力制限が補助的に実行される、
発電システム制御方法。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載の発電システム制御方法であって、
前記動力伝達機構は、前記動力の変化を緩和して前記発電機に伝達するダンパである、
発電システム制御方法。
前記動力伝達機構は、前記動力の変化を緩和して前記発電機に伝達するダンパである、
発電システム制御方法。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１項に記載の発電システム制御方法であって、
前記動力伝達機構は、ねじれによって、伝達される前記動力の変動を緩和するねじりダンパであり、
前記伝達機構トルク推定値を用いて、前記ねじりダンパのねじり角の推定値であるねじり角推定値を演算し、
前記出力制限は、前記ねじり角推定値に基づいて行われる、
発電システム制御方法。
前記動力伝達機構は、ねじれによって、伝達される前記動力の変動を緩和するねじりダンパであり、
前記伝達機構トルク推定値を用いて、前記ねじりダンパのねじり角の推定値であるねじり角推定値を演算し、
前記出力制限は、前記ねじり角推定値に基づいて行われる、
発電システム制御方法。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１項に記載の発電システム制御方法であって、
前記発電システムは車両に搭載され、
前記出力制限が開始されると、前記出力制限は前記車両が停止または停車するまで継続される、
発電システム制御方法。
前記発電システムは車両に搭載され、
前記出力制限が開始されると、前記出力制限は前記車両が停止または停車するまで継続される、
発電システム制御方法。
【請求項14】
動力を発生する動力源と、前記動力によって発電する発電機と、前記動力を前記発電機に伝達する動力伝達機構と、を有する発電システムを制御する発電システム制御装置であって、
前記発電機が生ずべきトルクを指令する発電機トルク指令値と、前記発電機の回転状態と、に基づいて、前記動力伝達機構が伝達するトルクの推定値である伝達機構トルク推定値を演算し、
前記伝達機構トルク推定値に基づいて、前記動力源、前記発電機、または、前記動力源及び前記発電機の両方の出力を制限する出力制限を実行する、
発電システム制御装置。
前記発電機が生ずべきトルクを指令する発電機トルク指令値と、前記発電機の回転状態と、に基づいて、前記動力伝達機構が伝達するトルクの推定値である伝達機構トルク推定値を演算し、
前記伝達機構トルク推定値に基づいて、前記動力源、前記発電機、または、前記動力源及び前記発電機の両方の出力を制限する出力制限を実行する、
発電システム制御装置。
【請求項15】
請求項１４に記載の発電システム制御装置であって、
前記発電機の動作を制御する発電機コントローラと、
前記動力源の動作を制御する動力源コントローラと、
を備え、
前記発電機コントローラが、前記伝達機構トルク推定値を演算し、
前記動力源コントローラが、前記発電機コントローラによって演算された前記伝達機構トルク推定値を用いて、前記動力源の出力を制限する、
発電システム制御装置。
前記発電機の動作を制御する発電機コントローラと、
前記動力源の動作を制御する動力源コントローラと、
を備え、
前記発電機コントローラが、前記伝達機構トルク推定値を演算し、
前記動力源コントローラが、前記発電機コントローラによって演算された前記伝達機構トルク推定値を用いて、前記動力源の出力を制限する、
発電システム制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、動力源が発生させる動力で発電機を駆動することによって発電する発電システムの制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、産業プラント等に用いる大型の発電システムに関し、原動機と発電機を、減速機及び摩擦クラッチによって接続することが記載されている。この発電システムでは、摩擦クラッチがスリップすることによって、動力伝達系や原動機が過大なトルク入力から保護される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００１－１６９５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、発電機の動力源である原動機を、摩擦クラッチを介して発電機に接続すると、発電システムが大型化するという問題がある。例えば電動車両等に搭載する発電システムは小型化することが求められており、動力源と発電機がほぼ直結される構成が採用される場合がある。そして、こうした小型の発電システムでは、動力源の過大な出力に対して発電システムが保護されない。このため、動力源と電動機を接続する動力伝達機構等が損傷するおそれがある。
【0005】
本発明は、発電システムを巨大化させる構成を要することなく、動力源の過大な出力による損傷から発電システムを保護する発電システム制御方法及び発電システム制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のある態様は、動力を発生する動力源と、動力によって発電する発電機と、動力を発電機に伝達する動力伝達機構と、を有する発電システムを制御する発電システム制御方法である。この発電システム制御方法では、発電機が生ずべきトルクを指令する発電機トルク指令値と、発電機の回転状態と、に基づいて、動力伝達機構で生じるトルクの推定値である伝達機構トルク推定値が演算される。そして、伝達機構トルク推定値に基づいて、動力源、発電機、または、動力源及び発電機の両方の出力を制限する出力制限が実行される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、発電システムを巨大化させる構成を要することなく、動力源等の過大な出力による損傷から発電システムを保護する発電システム制御方法及び発電システム制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【0010】
【0011】
バッテリ１０は、電動車両１００の各部を駆動するための電力を蓄積する。バッテリ１０は充電可能である。本実施形態では、バッテリ１０は、少なくとも発電システム１２が発電した電力によって充電される。本実施形態では、バッテリ１０は直流電源である。バッテリ１０が出力する直流電圧（以下、バッテリ電圧Ｖｄｃという）は検出可能である。
【0012】
駆動モータ１１は、電動車両１００を駆動する駆動用の電動機であり、バッテリ１０の電力を用いて電動車両１００の駆動力を発生する。本実施形態においては、駆動モータ１１は三相交流モータである。
【0013】
駆動モータ１１は、減速機１３等を介してドライブシャフト１４と接続される。そして、ドライブシャフト１４には駆動輪１５が接続される。したがって、駆動モータ１１が、その出力軸に発生するトルクは、減速機１３等を介して駆動輪１５に電動車両１００の駆動力を発生させる。また、電動車両１００が減速するときには、いわゆる回生制御によって、駆動モータ１１は電動車両１００の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。回生制御時に得られる電力の一部または全部は、バッテリ１０に充電可能である。
【0014】
駆動モータ１１は、駆動インバータ１６を介してバッテリ１０と接続される。駆動インバータ１６は、駆動モータ１１用のインバータであり、バッテリ１０が出力する直流電力を交流電力に変換して駆動モータ１１に供給する。また、回生制御時には、駆動インバータ１６は、駆動モータ１１で発生する交流電力を直流電力に変換する。
【0015】
発電システム１２は、バッテリ１０を充電する電力を発電するシステムである。すなわち、本実施形態の電動車両１００は、いわゆるシリーズハイブリッド方式の電動車両である。発電システム１２は、エンジン１７、発電機１８、及び、動力伝達機構１９を備える。
【0016】
エンジン１７は、いわゆる内燃機関であり、発電システム１２の動力源である。すなわち、発電機１８は、エンジン１７が発生させる動力によって発電する。なお、本実施形態では、発電システム１２は、動力源として内燃機関であるエンジン１７を用いているが、エンジン１７は発電機１８を駆動し得る他の態様の動力源に置換してもよい。
【0017】
発電機１８は、エンジン１７の動力で発電する。すなわち、発電機１８は、エンジン１７の駆動力によって回転することにより、発電をする。発電機１８は、発電機インバータ２０を介してバッテリ１０と接続しており、発電によって生じた電力はバッテリ１０に充電される。発電機インバータ２０は、発電機１８で発生する交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１０に供給する。なお、発電機インバータ２０は、バッテリ１０の直流電力を交流電力に変換して発電機１８に供給し、発電機１８を力行回転させることができる。これにより、エンジン１７の始動するときには、エンジン１７がクランキングされる。また、必要に応じて発電機１８を力行回転させ、エンジン１７を空回しすることで、バッテリ１０の電力が消費される。
【0018】
本実施形態では、発電機１８は、Ｕ相，Ｖ相，及びＷ相を有する三相交流発電機である。発電機１８のＵ相を流れる電流の検出値はＵ相電流Ｉｕである。同様に、発電機１８のＶ相を流れる電流の検出値はＶ相電流Ｉｖであり、発電機１８のＷ相を流れる電流の検出値はＷ相電流Ｉｗである。以下では、発電機１８の各相に流れる電流の検出値を三相電流と総称する場合がある。発電機１８のｄ軸電流の検出値はｄ軸電流Ｉｄであり、発電機１８のｑ軸電流の検出値はｑ軸電流Ｉｑである。ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑは、三相電流を変換することによって検出される。以下では、発電機１８のｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑをｄｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑと総称する場合がある。この他、発電機１８の回転数の検出値（以下、単に回転数ωＧという）は検出可能である。
【0019】
動力伝達機構１９は、エンジン１７が発生させる動力を発電機１８に伝達する機構である。本実施形態においては、動力伝達機構１９は、いわゆるダンパであり、エンジン１７が発生させる動力を伝達する他、エンジン１７が発生させる動力の変化を緩和して発電機１８に伝達する。特に、本実施形態の動力伝達機構１９は、いわゆるねじりダンパであり、エンジン１７の出力軸と発電機１８の入力軸を直結し、伝達される動力の変動を機械的なねじれによって緩和する。すなわち、ねじりダンパである動力伝達機構１９は、エンジン１７から入力される動力、及び／または、発電のために発電機１８に生じさせるトルク（以下、発電機トルクＴＧという（図示しない））に応じてねじれることにより、伝達する動力の変動を緩和する。なお、本実施形態では、他の物（部材または機構等）を介さず直接的に、任意に切断できない状態で機械的に結合することを直結という。
【0020】
図２は、動力伝達機構１９の動力伝達特性（ねじりバネ特性）を示すグラフである。図２に示すように、動力伝達機構１９は、動力を伝達するときにねじれると、このねじれに応じたトルク（以下、ダンパトルクＴｄｍｐという）が発生する。動力伝達機構１９のねじれの角度（以下、ねじり角θＴＷという）とするときに、ねじり角θＴＷが所定範囲に収まる間については、ダンパトルクＴｄｍｐはねじり角θＴＷに比例する。すなわち、ねじり角θＴＷが所定範囲に収まっていれば、動力伝達機構１９は線形に変形可能である。以下では、入力される動力に対して非線形な応答を始める限界のねじり角θＴＷを線形限界ねじり角θＴＷｌｉｍとし、ねじり角θＴＷが線形限界ねじり角θＴＷｌｉｍに到達したときのダンパトルクＴｄｍｐを線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍとする。したがって、動力伝達機構１９が線形に変形可能な「所定範囲」は、ねじり角θＴＷに関しては±θＴＷｌｉｍの範囲であり、ダンパトルクＴｄｍｐに関しては±Ｔｄｍｐｌｉｍの範囲である。線形限界ねじり角θＴＷｌｉｍ及び線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍは、動力伝達機構１９の材料や構造等によって予め定まる。
【0021】
また、線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍは、動力伝達機構１９がダンパとして機能するための許容し得るダンパトルクＴｄｍｐの限界値である。このため、線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍは許容ダンパトルクということもできる。
【0022】
動力伝達機構１９に入力される動力によって生じるダンパトルクＴｄｍｐが上記の所定範囲内に収まる場合、動力伝達機構１９はその動力の変動を緩和して伝達できる。動力伝達機構１９に入力される動力によって生じるダンパトルクＴｄｍｐが上記の所定範囲内に収まらない場合、動力伝達機構１９はいわゆる底付き状態となる。底付き状態とは、入力される動力の変動を緩和できない状態をいう。動力伝達機構１９が底付き状態になると、入力される動力によって、動力伝達機構１９等に線形限界ねじり角θＴＷｌｉｍを超えて変形させようとする力が生じる。その結果、動力伝達機構１９、エンジン１７、または、発電機１８、もしくはこれらの接合部分等が損傷してしまうおそれがある。したがって、本実施形態においては、ダンパトルクＴｄｍｐが上記の所定範囲内に収まるように、エンジン１７、発電機１８、または、これらの両方の出力が制限される出力制限が実行される。出力制限の具体的な態様については、詳細を後述する。
【0023】
電動車両１００は、上記の発電システム１２等の他に、走行等の制御及び発電システム１２の制御のために、各種のコントローラを備える（図１参照）。具体的には、図１に示すように、システムコントローラ２１、駆動モータコントローラ２２、バッテリコントローラ２３、発電機コントローラ２４、及び、エンジンコントローラ２５を備える。また、本実施形態においては、システムコントローラ２１は発電制御部２６を備える。
【0024】
システムコントローラ２１は、車両情報を用いて電動車両１００の各部を統括的に制御する上位の制御部である。車両情報とは、電動車両１００を構成する各部の動作状態等を表すパラメータである。例えば、運転者によるアクセルペダルの操作量であるアクセル開度Ａｐｏ、車速Ｖ、及び、電動車両１００がいる路面の勾配等、電動車両１００の駆動状態を表すパラメータは車両情報である。また、バッテリ１０のＳＯＣ（State Of Charge）、バッテリ１０の入力可能パワー及び出力可能パワー、並びに、発電システム１２による発電電力等、電動車両１００の内部状態を表すパラメータも車両情報である。例えば、発電機１８の回転数ωＧ、ｄ軸電流Ｉｄ、及び、ｑ軸電流Ｉｑ等は車両情報である。これらは発電機１８の回転状態を表すパラメータの例である。バッテリ電圧Ｖｄｃは車両情報である。この他、エンジン１７の実際のトルク（以下、エンジントルクＴＥという）や実際の発電機トルクＴＧなど、センサ等を用いて直接的に取得され、または、車両情報を用いた演算によって間接的に取得される情報は、車両情報に含まれる。システムコントローラ２１は、図示しないセンサや上記各種のコントローラ等を用いて、これら各種の車両情報を必要に応じて取得できる。
【0025】
システムコントローラ２１は、１または複数の車両情報を用いて、駆動トルク指令値を演算する。駆動トルク指令値は、駆動モータ１１が出力すべき目標のトルク（以下、駆動トルクという）を表す指令値である。したがって、システムコントローラ２１は、電動車両１００の駆動に関し、駆動トルク指令値を演算する駆動トルク指令値演算部として動作する。駆動トルク指令値は、駆動モータコントローラ２２に入力される。本実施形態においては、システムコントローラ２１は、アクセル開度Ａｐｏ、車速Ｖ、バッテリ１０のＳＯＣ，入力可能パワー，出力可能パワー、発電機１８の発電電力等に応じて、駆動トルク指令値を演算する。
【0026】
システムコントローラ２１は、１または複数の車両情報を用いて、目標発電電力を演算する。目標発電電力は、バッテリ１０への充電、及び／または、駆動モータ１１に供給するために、発電システム１２によって発電すべき電力の目標値である。したがって、システムコントローラ２１は、電動車両１００における発電に関し、目標発電電力を演算する目標発電電力演算部として動作する。演算された目標発電電力は、発電制御部２６に入力される。
【0027】
発電制御部２６は、目標発電電力に基づいて、発電システム１２による発電を制御する。具体的には、発電制御部２６は、目標発電電力に基づいて、発電機回転数指令値ωＧ
＊及びエンジントルク指令値ＴＥ１
＊を演算し、これらに基づいて発電システム１２を動作させる。発電機回転数指令値ωＧ
＊は、発電システム１２によって目標発電電力の発電を実現するために、発電機１８が維持すべき回転数を表す指令値（目標値）である。発電機回転数指令値ωＧ
＊は、発電機コントローラ２４に入力される。エンジントルク指令値ＴＥ１
＊は、発電システム１２によって目標発電電力を実現するために、エンジン１７が出力すべきトルクを表す指令値（目標値）である。エンジントルク指令値ＴＥ１
＊は、エンジンコントローラ２５に入力される。また、発電制御部２６は、発電機１８の回転数ωＧを監視する。そして、回転数ωＧが所定の回転数閾値ＴＨｒｓ（図１０参照）を超え、発電機１８が過回転に至ったときには、安全のために、発電制御部２６は発電システム１２による発電を停止させる。
【0028】
なお、本実施形態では、発電制御部２６はシステムコントローラ２１に設けられているが、発電制御部２６は、発電機コントローラ２４やエンジンコントローラ２５と同様に、システムコントローラ２１から独立して設けられていてもよい。
【0029】
駆動モータコントローラ２２、バッテリコントローラ２３、発電機コントローラ２４、及び、エンジンコントローラ２５は、それぞれシステムコントローラ２１の指令に基づいて、電動車両１００の各部を個別に制御する下位の制御部である。
【0030】
駆動モータコントローラ２２は、駆動トルク指令値に基づき、駆動モータ１１の回転数や電圧等の状態に応じて駆動インバータ１６をスイッチングする。これにより、駆動モータコントローラ２２は、システムコントローラ２１から指令された駆動トルクを発生させるように、駆動モータ１１を動作させる。
【0031】
バッテリコントローラ２３は、バッテリ１０が放電または充電する電流や電圧に基づいて、ＳＯＣを計測する。計測されたＳＯＣはシステムコントローラ２１に出力される。また、バッテリコントローラ２３は、バッテリ１０の温度、内部抵抗、及び／または、ＳＯＣに応じて、バッテリ１０の入力可能パワーや出力可能パワーを演算する。入力可能パワーや出力可能パワーの演算結果は、システムコントローラ２１に出力される。
【0032】
発電機コントローラ２４は、発電機１８の動作を制御する。より具体的には、発電機コントローラ２４は、発電機回転数指令値ωＧ
＊に基づき、発電機１８の回転数や電圧等の状態に応じて発電機インバータ２０をスイッチングする。これにより、発電機コントローラ２４は、目標発電電力の発電を実現するための回転数で発電機１８を動作させる。本実施形態においては、発電機コントローラ２４は、発電システム１２を保護するための制御（以下、保護制御という）を実行する構成を含む。発電機コントローラ２４の構成については、詳細を後述する。
【0033】
エンジンコントローラ２５は、動力源であるエンジン１７の動作を制御する動力源コントローラである。より具体的には、エンジンコントローラ２５は、エンジントルク指令値ＴＥ１
＊に基づき、エンジン１７の回転数や温度等の信号に応じてエンジン１７のスロットル、点火時期、及び／または、燃料噴射量を調整する。これにより、エンジンコントローラ２５は、エンジン１７によって、目標発電電力の発電を実現する動力を発生させる。エンジン１７の回転数や温度等の信号は、図示しないセンサ等により適宜取得される。本実施形態においては、エンジンコントローラ２５は、発電システム１２を保護するための制御を実行する構成を含む。エンジンコントローラ２５の構成については、詳細を後述する。
【0034】
上記のシステムコントローラ２１、駆動モータコントローラ２２、バッテリコントローラ２３、発電機コントローラ２４、及び、エンジンコントローラ２５は、１または複数のコンピュータで構成される。すなわち、これらのコントローラは、各々に、部分的に、または、全体として、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）等を含む。また、これらのコントローラは、上記の各種制御を予め定められた所定の制御周期で定期的に実行するようにプログラムされている。
【0035】
なお、本実施形態では、上記の各種コントローラを別個に説明しているが、これらのコントローラのうち一部または全部が一体的に構成され得る。例えば、上記の各種コントローラは、全体として１つのコンピュータで実装することができる。また、例えば、発電機コントローラ２４とエンジンコントローラ２５を１つのコンピュータで実装する等、上記の各種コントローラのうちの一部を１つのコンピュータで実装してもよい。すなわち、上記の各種コントローラの区分は、説明の便宜のためのものに過ぎない。
【0036】
上記の各種コントローラのうち、発電機コントローラ２４、エンジンコントローラ２５、及び、発電制御部２６は、特に発電システム１２の制御に関連するコントローラである。したがって、発電機コントローラ２４、エンジンコントローラ２５、及び、発電制御部２６は、発電システム１２を制御する発電システム制御装置１０１を構成する。
【0037】
［発電機コントローラの構成］
図３は、発電機コントローラ２４の構成を示すブロック図である。図３に示すように、発電機コントローラ２４は、発電機トルク指令値演算部３１、電流指令値演算部３２、電流制御部３３、非干渉化制御部３４、電流変換器３５、及び、電圧変換器３６を備える。
図３は、発電機コントローラ２４の構成を示すブロック図である。図３に示すように、発電機コントローラ２４は、発電機トルク指令値演算部３１、電流指令値演算部３２、電流制御部３３、非干渉化制御部３４、電流変換器３５、及び、電圧変換器３６を備える。
【0038】
発電機トルク指令値演算部３１は、発電機回転数指令値ωＧ
＊と回転数ωＧに応じて、発電機１８のトルクを指令する発電機トルク指令値ＴＧ２
＊を演算する。発電機トルク指令値ＴＧ２
＊は、発電のために発電機１８が生ずべき発電機トルクＴＧを指令する最終的な指令値である。したがって、発電システム１２を保護するために発電機トルクＴＧを制限するときには、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊は、その調整後の発電機トルクＴＧを表す。発電機トルク指令値ＴＧ２
＊は、電流指令値演算部３２に入力される。なお、回転数ωＧは、発電機１８に設けられた回転数センサ３７によって検出される。
【0039】
電流指令値演算部３２は、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊、回転数ωＧ、バッテリ電圧Ｖｄｃを用いて、発電機１８のｄ軸電流指令値Ｉｄ
＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ
＊を演算する。ｄ軸電流指令値Ｉｄ
＊は、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊に応じた発電機トルクＴＧを実現するために、発電機１８のｄ軸電流Ｉｄを指令する指令値である。同様に、ｑ軸電流指令値Ｉｑ
＊は、発電機トルクＴＧを実現するために、発電機１８のｑ軸電流Ｉｑを指令する指令値である。ｄ軸電流指令値Ｉｄ
＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ
＊は電流制御部３３に入力される。
【0040】
電流制御部３３は、発電機１８をいわゆる電流制御によって制御する。具体的には、電流制御部３３は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ
＊、ｑ軸電流指令値Ｉｑ
＊、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ、及び、回転数ωＧを用いて、発電機１８のｄ軸電圧指令値Ｖｄ
＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ
＊を演算する。ｄ軸電圧指令値Ｖｄ
＊は、発電機トルクＴＧを実現するために、発電機１８のｄ軸電圧Ｖｄを指令する指令値である。同様に、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ
＊は、発電機トルクＴＧを実現するために、発電機１８のｑ軸電圧Ｖｑを指令する指令値である。ｄ軸電圧指令値Ｖｄ
＊は、減算部３８によってｄ軸電圧に対する非干渉化電圧が減算された後、電圧変換器３６に入力される。ｄ軸電圧に対する非干渉化電圧が減算されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ
＊は、発電機１８に対する最終的なｄ軸電圧指令値（以下、ｄ軸最終電圧指令値Ｖ′ｄ
＊という）である。ｑ軸電圧指令値Ｖｑ
＊は、減算部３９によってｑ軸電圧に対する非干渉化電圧が減算された後、電圧変換器３６に入力される。ｑ軸電圧に対する非干渉化電圧が減算されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ
＊は、発電機１８に対する最終的なｑ軸電圧指令値（以下、ｑ軸最終電圧指令値Ｖ′ｑ
＊という）である。以下では、ｄ軸最終電圧指令値Ｖ′ｄ
＊及びｑ軸最終電圧指令値Ｖ′ｑ
＊をｄｑ軸最終電圧指令値Ｖ′ｄ
＊，Ｖ′ｑ
＊と総称する場合がある。
【0041】
非干渉化制御部３４は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを用いて、非干渉化電圧制御電圧を演算する。非干渉化とは、ｄ軸とｑ軸間の干渉による電圧降下を低減することをいう。非干渉化電圧とは、ｄ軸電圧及びｑ軸電圧を非干渉化するための調整値であり、ｄ軸及びｑ軸についてそれぞれ演算される。これらの非干渉化電圧は、前述の通り、減算部３８，３９においてそれぞれｄ軸電圧指令値Ｖｄ
＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ
＊から減算される。
【0042】
電流変換器３５は、三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをｄｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。三相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、発電機インバータ２０と発電機１８との間に設けられた電流センサ４０によって検出される。本実施形態では、Ｕ相電流ＩｕとＶ相電流Ｉｖが検出され、電流変換器３５はＷ相電流Ｉｗを演算によって求める。ｄｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑは、前述の通り、電流指令値演算部３２及び非干渉化制御部３４に入力される。
【0043】
電圧変換器３６は、ｄｑ軸最終電圧指令値Ｖ′ｄ
＊，Ｖ′ｑ
＊から、ＵＶＷ各相の電圧指令値（三相電圧指令値）Ｖｕ
＊，Ｖｖ
＊，Ｖｗ
＊を演算する。これらの三相電圧指令値Ｖｕ
＊，Ｖｖ
＊，Ｖｗ
＊は、発電機インバータ２０に入力される。そして、発電機インバータ２０はこれらに応じて、発電機１８の各相に、それぞれＵ相電圧Ｖｕ、Ｖ相電圧Ｖｖ、及び、Ｗ相電圧Ｖｗを印加する。その結果、発電機１８は、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊に応じた発電機トルクＴＧ２で駆動される。
【0044】
【0045】
回転数制御部４１は、発電機回転数指令値ωＧ
＊に発電機１８の実際の回転数ωＧが追従するように、発電機１８の実際の回転数ωＧと発電機回転数指令値ωＧ
＊に基づいて発電機トルク指令値ＴＧ１
＊を演算する。発電機トルク指令値ＴＧ１
＊は、発電機回転数指令値ωＧ
＊を実現させるために、発電機１８で生じさせるべきトルクを指令する指令値である。但し、回転数制御部４１が演算する発電機トルク指令値ＴＧ１
＊は、発電システム１２の保護を考慮せずに演算される理想値または暫定値である。発電機トルク指令値ＴＧ１
＊は、保護制御部４２に入力される。回転数制御部４１は、例えばＰＩ制御（Proportional-Integral制御）により、発電機トルク指令値ＴＧ１
＊を演算する。
【0046】
なお、回転数制御部４１が演算する上記の発電機トルク指令値ＴＧ１
＊と、発電機トルク指令値演算部３１が最終的に出力する前述の発電機トルク指令値ＴＧ２
＊との関係でいえば、発電機トルク指令値ＴＧ１
＊は第１の発電機トルク指令値である。また、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊は第２の発電機トルク指令値である。また、発電機トルク指令値ＴＧ１
＊は、回転数制御によって決定されるトルク指令値であるから、回転数制御トルク指令値といってもよい。
【0047】
保護制御部４２は、回転数制御部４１が演算した発電機トルク指令値ＴＧ１
＊と、発電機１８の実際の回転数ωＧと、に基づいて、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊を演算する。この発電機トルク指令値ＴＧ２
＊が、発電機トルク指令値演算部３１が出力する最終的な指令値となる。発電機トルク指令値ＴＧ２
＊は、制御対象４３に伝達される。これにより、発電機１８は、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊に応じた所定の発電機トルクＴＧで動作する。制御対象４３は、電流指令値演算部３２から発電機１８までの構成である（図３参照）。
【0048】
制御対象４３の全体としてのトルク伝達特性４４は、所定の伝達特性Ｇｐ（ｓ）で表される。但し、この伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、動力伝達機構１９から入力されるダンパトルクＴｄｍｐを除いた理想的な伝達特性を表す。したがって、伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、発電機コントローラ２４、発電機インバータ２０、及び、発電機１８の具体的構成によって予め定まる。また、動力伝達機構１９でダンパトルクＴｄｍｐが生じたときには、制御対象４３に伝達される発電機トルク指令値ＴＧ２
＊に対して、ダンパトルクＴｄｍｐが外乱として付加される。なお、「ｓ」はラプラス演算子である。
【0049】
保護制御部４２は、上記のように最終的な発電機トルク指令値ＴＧ２
＊を演算するときに、必要に応じて、発電システム１２を保護するための制限を課す。すなわち、最終的な発電機トルク指令値ＴＧ２
＊は、発電システム１２を保護するために発電機トルクＴＧを制限する必要があるときに、発電機トルク指令値ＴＧ１
＊を補正することにより、最終的な発電機トルク指令値ＴＧ２
＊を演算する。一方、発電システム１２を保護するために発電機トルクＴＧを制限する必要がないときには、保護制御部４２は、回転数制御部４１が演算した発電機トルク指令値ＴＧ１
＊をそのまま最終的な発電機トルク指令値ＴＧ２
＊として出力する。これにより、保護制御部４２は発電システム１２を保護する。
【0050】
また、保護制御部４２は、発電システム１２を保護するために発電機トルクＴＧを制限しないときでも、必要に応じて、別の方法で発電システム１２を保護する。この発電機トルクＴＧを制限しないときの保護制御では、エンジントルクＴＥが制限される。エンジントルクＴＥが制限される保護制御を第１保護制御といい、発電機トルクＴＧが制限される保護制御を第２保護制御という。
【0051】
本実施形態では、発電システム１２を保護する必要があるときには、まず、エンジントルクＴＥが制限される第１保護制御が実行される。その後、さらに発電機トルクＴＧを制限する必要があるときに第２保護制御が実行される。すなわち、本実施形態の発電システム１２の保護制御において、発電機トルクＴＧが制限される第２保護制御は補助的な保護制御である。
【0052】
［発電システムの保護制御］
以下、保護制御部４２及びエンジンコントローラ２５の具体的構成に関して、特に保護制御に関連する部分を詳述する。
以下、保護制御部４２及びエンジンコントローラ２５の具体的構成に関して、特に保護制御に関連する部分を詳述する。
【0053】
【0054】
伝達機構トルク推定部５１は、発電機トルクＴＧに対する外乱オブザーバであり、発電機トルクＴＧに作用する外乱を推定する。発電システム１２では、動力伝達機構１９で生じるトルク（以下、伝達機構トルクという）は、伝達特性Ｇｐ（ｓ）に予め組み込まれない。これは、伝達機構トルクが、入力される動力に応じて変動し、また、発電システム１２の運転状況に応じた異なる振る舞いをするからである。このため、発電システム１２においては、伝達機構トルクが、発電機トルクＴＧに対して外乱として作用する。そして、本実施形態では、特に動力伝達機構１９がダンパであるから、ダンパトルクＴｄｍｐが伝達機構トルクであり、発電機トルクＴＧに対して外乱として作用する。したがって、本実施形態においては、伝達機構トルク推定部５１は、ダンパトルクＴｄｍｐを推定する。以下、外乱として作用するダンパトルクＴｄｍｐの推定値をダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾という。
【0055】
より具体的には、伝達機構トルク推定部５１は、ローパスフィルタ５４、演算部５５、及び、減算部５６を備える。
【0056】
ローパスフィルタ５４は、発電機トルク制限演算部５３が出力する発電機トルク指令値ＴＧ２
＊を取得し、これを平滑化する。ローパスフィルタ５４で処理された発電機トルク指令値ＴＧ２
＊は、減算部５６に入力される。なお、ローパスフィルタ５４の特性は、伝達特性Ｈ（ｓ）で表される。
【0057】
演算部５５は、発電機１８の回転数ωＧを用いて、トルク指令値相当量を逆算する。演算部５５は、ローパスフィルタ（Ｈ（ｓ））と伝達特性Ｇｐ（ｓ）の逆特性とを用いて、伝達特性Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）で表される。演算部５５が出力するトルク指令値相当量は、減算部５６に入力される。
【0058】
減算部５６は、回転数ωＧから逆算されたトルク指令値相当量と、平滑化された発電機トルク指令値ＴＧ２
＊との偏差を演算する。この偏差は、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊が発電機１８に伝達する過程で付加される外乱を表す。そして、この外乱は、前述のようにダンパトルクＴｄｍｐである。したがって、減算部５６が出力する上記の偏差は、ダンパトルクＴｄｍｐの推定値、すなわちダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾である。ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は、過大トルク検出部５２及び発電機トルク制限演算部５３に入力される。なお、本実施形態では、減算部５６は、トルク指令値相当量から発電機トルク指令値ＴＧ２
＊を減算することにより、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を演算する。
【0059】
過大トルク検出部５２は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を用いて、過大なダンパトルクＴｄｍｐを検出する。ダンパトルクＴｄｍｐに関して「過大」とは、発電システム１２の一部または全部を損傷するおそれがあることをいう。すなわち、エンジン１７、ダンパトルクＴｄｍｐが許容値を超え、動力伝達機構１９、発電機１８、及び／または、これらの接続部等を損傷させ得るときには、そのダンパトルクＴｄｍｐは過大なダンパトルクＴｄｍｐである。例えば、本実施形態では、線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍ（図２参照）を超える大きさを有するダンパトルクＴｄｍｐは、過大なダンパトルクＴｄｍｐとなり得る。但し、一時的に、または、瞬間的に、ダンパトルクＴｄｍｐが線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍを超えたとしても、極端に大きなダンパトルクＴｄｍｐでない限り、発電システム１２が損傷するおそれは殆どない。また、ダンパトルクＴｄｍｐは、その性質上、振動的な振る舞いをするので、発電システム１２が継続的かつ正常に稼働するときでも、ダンパトルクＴｄｍｐは瞬間的に線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍに到達する場合がある。したがって、過大トルク検出部５２は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の瞬時値に依らず、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の変遷に基づく継続的または持続的な評価によって、過大なダンパトルクＴｄｍｐを検出する。
【0060】
過大トルク検出部５２は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾に基づいて過大なダンパトルクＴｄｍｐの発生を検出するための所定のダンパトルク値（以下、ダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐという）を保有する。そして、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が継続的にダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上になったと評価できるときに、または、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が継続的にダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上になると予測されるときに、過大トルク検出部５２は過大なダンパトルクＴｄｍｐを検出する。本実施形態においては、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が継続的にダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上になったことをもって、過大トルク検出部５２は過大なダンパトルクＴｄｍｐを検出する。過大なダンパトルクＴｄｍｐの検出するためのダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の評価方法については、詳細を後述する。過大トルク検出部５２は、過大トルク検出フラグＦＥＴを上位コントローラ等に出力する。そして、過大トルク検出フラグＦＥＴに応じて発電システム１２の保護制御が実行される。過大トルク検出フラグＦＥＴは、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されたこと、または、過大なダンパトルクＴｄｍｐを検出されていないことを表す。
【0061】
本実施形態においては、過大トルク検出フラグＦＥＴは、上位のコントローラであるシステムコントローラ２１（発電制御部２６）に入力される他、エンジンコントローラ２５に入力される。また、過大トルク検出フラグＦＥＴは、例えば、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されないときに「０」であり、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されたときに「１」となるフラグである。
【0062】
なお、過大トルク検出部５２で行われる上記の過大トルク検出は、動力伝達機構１９の継続的な底付き状態を検出することと実質的に同義である。
【0063】
また、ダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐは、実験またはシミュレーション等に基づいて適合により予め定められる。典型的には、ダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐは線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍである。本実施形態のダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐは、線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍと等しい。但し、動力伝達機構１９には製造におけるばらつき、すなわち製造誤差あるいは個体差がある。このため、製造ばらつきに応じて線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍにもばらつきがある。したがって、線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍの製造ばらつきが±ＴＭＶであるときに、本実施形態のダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐは、このばらつきを考慮した下限値（Ｔｄｍｐｌｉｍ－ＴＭＶ）に設定される。これにより、本実施形態の保護制御では、動力伝達機構１９及び線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍの個体差に依らず、発電システム１２が保護される。
【0064】
発電機トルク制限演算部５３は、回転数制御部４１から発電機トルク指令値ＴＧ１
＊を取得し、必要に応じてこれを制限する発電機トルク制限演算を実行する。発電機トルク制限演算は、ダンパトルクＴｄｍｐが過大なダンパトルクＴｄｍｐとならない範囲（以下、正常範囲という）に継続的に収まるように、発電機トルク指令値ＴＧ１
＊を補正することによって制限する演算である。発電機トルク制限演算で補正された発電機トルク指令値ＴＧ１
＊は、最終的な発電機トルク指令値ＴＧ２
＊として出力される。そして、補正後の最終的な発電機トルク指令値ＴＧ２
＊に応じて発電機１８が駆動されると、相応に発電機トルクＴＧが制限され、その結果、ダンパトルクＴｄｍｐは正常範囲に収まる。すなわち、発電機トルクＴＧを制限する第１保護制御によって、発電システム１２が、過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から保護される。
【0065】
本実施形態においては、発電機トルク制限演算は、補助的な第２保護制御のための演算である。したがって、発電機トルク制限演算部５３は、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出され、かつ、エンジントルクＴＥを制限する第１保護制御が実行された後、さらに発電機トルクＴＧを制限する必要があるときに、発電機トルク制限演算を実行する。
【0066】
なお、発電機トルク制限演算部５３は、第１保護制御に加えて、さらに発電機トルクＴＧを制限する必要があるか否かを、第１保護制御の実行開始後の経過時間によって判断する。すなわち、発電機トルク制限演算部５３は、第１保護制御の実行開始から、一定の時間を経過してもなお過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されているときに、発電機トルク制限演算を実行する。第１保護制御の実行開始後の経過時間と対比する閾値である「一定の時間」は、発電システム１２が過大なダンパトルクＴｄｍｐに耐久し得る時間を考慮して、実験またはシミュレーション等に基づき、適合により予め定められる。以下、第１保護制御の実行開始後の経過時間と対比する「一定の時間」を経過時間閾値τ（図１０参照）という。
【0067】
一方、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されていないとき、または、第１保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐが正常範囲に収まっているときには、発電機トルク制限演算部５３は発電に第２保護制御に係るトルク制限演算を実行しない。すなわち、これらの場合には、発電機トルク制限演算部５３は、回転数制御部４１から取得した発電機トルク指令値ＴＧ１
＊に対して何ら制限を課さず、そのまま最終的な発電機トルク指令値ＴＧ２
＊として出力する。
【0068】
また、正常範囲は、発電システム１２を過大なダンパトルクＴｄｍｐの継続による損傷から保護する観点において、許容し得るダンパトルクＴｄｍｐの範囲であり、実験またはシミュレーション等に基づいて適合により予め定められる。例えば、結果として、実際の発電機トルクＴＧが、回転数制御部４１が演算した発電機トルク指令値ＴＧ１
＊に対して±数パーセント（例えば±５％）の範囲に収まるときに、ダンパトルクＴｄｍｐは正常範囲に収まる。
【0069】
したがって、本実施形態の発電機トルク制限演算においては、実際の発電機トルクＴＧと、発電機トルク指令値ＴＧ１
＊によって定まる正常範囲内の発電機トルク（以下、正常発電機トルクＴＧ１という）と、の差分ΔＴＧ（図示しない）が演算される。そして、この差分ΔＴＧに基づいて、発電機トルク指令値ＴＧ１
＊の制限値が決定される。以下では、この発電機トルク指令値ＴＧ１
＊に対する制限値を、発電機トルク制限値ＬＧという。
【0070】
発電機トルク制限値ＬＧは、差分ΔＴＧに応じて変動するように演算によって決定される。但し、発電機トルク制限値ＬＧは予め定める一定値とすることができる。本実施形態においては、発電機トルク制限値ＬＧは一定の負値であり、差分ΔＴＧが予め定める所定閾値以上であるときに、発電機トルク指令値ＴＧ１
＊に対して加算される。
【0071】
図６は、エンジンコントローラ２５の構成を示すブロック図である。図６に示すように、エンジントルク制限演算部６１を備える。エンジントルク制限演算部６１は、発電制御部２６からエンジントルク指令値ＴＥ１
＊を取得し、必要に応じてこれを制限するエンジントルク制限演算を実行する。エンジントルク制限演算は、ダンパトルクＴｄｍｐが正常範囲に継続的に収まるように、エンジントルク指令値ＴＥ１
＊を補正することによって制限する演算である。エンジントルク制限演算で補正されたエンジントルク指令値ＴＥ１
＊は、エンジン１７に対する最終的なトルク指令値（以下、エンジントルク指令値ＴＥ２
＊という）である。したがって、エンジンコントローラ２５は、この最終的なエンジントルク指令値ＴＥ２
＊に応じたエンジントルクＴＥを発生させるように、エンジン１７を駆動する。
【0072】
本実施形態においては、エンジントルク制御演算は、発電システム１２を保護するために優先的に実行される第１保護制御のための演算である。したがって、エンジントルク制限演算部６１は、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されたときに、エンジントルク制御演算を実行する。一方、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されていないときには、エンジントルク制限演算部６１は、第１保護制御に係るエンジントルク制御演算を実行しない。すなわち、この場合には、エンジントルク制限演算部６１は、発電制御部２６が演算したエンジントルク指令値ＴＥ１
＊をそのまま最終的なエンジントルク指令値ＴＥ２
＊として使用し、エンジン１７を駆動する。このように、補正後の最終的なエンジントルク指令値ＴＥ２
＊に応じてエンジン１７が駆動されると、相応にエンジントルクＴＥが制限され、その結果、ダンパトルクＴｄｍｐは正常範囲に収まる。すなわち、エンジントルクＴＥを制限する第２保護制御によって、発電システム１２が、過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から保護される。
【0073】
なお、エンジントルク制限演算におけるダンパトルクＴｄｍｐの正常範囲は、発電機トルク制限演算におけるダンパトルクＴｄｍｐの正常範囲と同様である。そして、例えば、実際のエンジントルクＴＥが、発電制御部２６が演算したエンジントルク指令値ＴＥ１
＊に対して±数パーセント（例えば±５％）の範囲に収まるときに、結果として、ダンパトルクＴｄｍｐは正常範囲に収まる。
【0074】
したがって、本実施形態のエンジントルク制限演算においては、実際のエンジントルクＴＥと、エンジントルク指令値ＴＥ１
＊によって定まる正常範囲内のエンジントルク（以下、正常エンジントルクＴＥ１という）と、の差分ΔＴＥ（図示しない）が演算される。そして、この差分ΔＴＥに基づいて、エンジントルク指令値ＴＥ１
＊の制限値が決定される。以下では、このエンジントルク指令値ＴＥ１
＊に対する制限値を、エンジントルク制限値ＬＥという。
【0075】
エンジントルク制限値ＬＥは、差分ΔＴＥに応じて変動するように演算によって決定される。但し、エンジントルク制限値ＬＥは、予め定める一定値とすることができる。本実施形態においては、エンジントルク制限値ＬＥは一定の負値であり、差分ΔＴＥが予め定める閾値以上であるときに、エンジントルク指令値ＴＥ１
＊に対して加算される。
【0076】
以下、上記のように構成される電動車両１００における発電システム１２の保護制御の作用を説明する。
【0077】
図７は、発電システム制御方法の作用を示すフローチャートである。図７に示すように、発電システム制御装置１０１では、ステップＳ１０１において、伝達機構トルク推定部５１が、車両情報である発電機１８の回転数ωＧと、回転数制御部４１が演算した発電機トルク指令値ＴＧ１
＊を取得する。次に、ステップＳ１０２において、伝達機構トルク推定部５１は、取得した回転数ωＧ及び発電機トルク指令値ＴＧ１
＊を用いて、伝達機構トルクの推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を演算する。
【0078】
その後、ステップＳ１０３において、過大トルク検出部５２が、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を用いて、過大なダンパトルクＴｄｍｐを検出する過大トルク検出を実行する。この過大トルク検出の結果、過大なダンパトルクＴｄｍｐの発生が検出されたときには、ステップＳ１０４において、トルク制限演算が実行される。本実施形態では、エンジントルクＴＥを制限する第１保護制御を優先的に実行するので、ステップＳ１０４においては、エンジントルク制限演算部６１がエンジントルク制限演算を実行する。これにより、ステップＳ１０５においては、エンジントルクＴＥが低減するように出力が制限された状態でエンジン１７が駆動される。その結果、エンジン１７が動力伝達機構１９に入力するトルクが低減するので、ダンパトルクＴｄｍｐが正常範囲に収まるように低減し、発電システム１２が過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から保護される。
【0079】
なお、ステップＳ１０４において、エンジントルクＴＥを制限する第１保護制御が実行されて一定時間が経過した状態であるときには、発電機トルクＴＧを制限する第２保護制御が実行される。すなわち、第１保護制御が実行済みの状態においては、ステップＳ１０４において、発電機トルク制限演算部５３が発電機トルク制限演算を追加的に実行する。これにより、その後のステップＳ１０５においては、エンジン１７の出力が制限されるとともに、発電機１８の出力が制限される。その結果、第１保護制御が実行された状態で一定時間が経過した後、なおも過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出される状況においては、発電機１８の出力が制限されることでダンパトルクＴｄｍｐが正常範囲に収まるようにさらに調整される。したがって、発電システム１２が過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から確実に保護される。
【0080】
図８は、過大トルク検出におけるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の具体的な評価方法を示すフローチャートである。このダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の評価方法は、保護制御の実行と停止が頻繁に繰り返されるハンチングを防ぐためのものである。具体的には、ダンパトルクＴｄｍｐ及びダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は、動力伝達機構１９の性質上、振動的な振る舞いをする。このため、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の瞬時値によって過大トルク検出を行うと、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾がダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐを繰り返しまたぎ、発電システム１２の保護制御の実行と停止が頻繁に繰り返される状態（いわゆるハンチング）が発生する場合がある。したがって、本実施形態の過大トルク検出においてはこれを考慮し、以下のようにダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が一定時間内における最大値によって評価される。
【0081】
図８に示すように、過大トルク検出では、ステップＳ２０１において、各種のパラメータの初期値が設定される。ここで初期値が設定されるパラメータは、カウント数Ｎｃ、瞬時最大値、及び、一定時間最大値である。
【0082】
カウント数Ｎｃは、瞬時最大値がダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐを超えた回数を格納するパラメータである。カウント数Ｎｃの初期値は「０」である。過大トルク検出部５２は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の推移に基づいて、瞬時最大値がダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐを超えた回数を計数し、カウント数Ｎｃを適宜に更新する。
【0083】
瞬時最大値は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾のごく短期間における瞬間的な最大値を格納するパラメータである。すなわち、瞬時最大値は、細かな振動的変動を含めて、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を短期的にみたときの最大値を表す。また、瞬時最大値は、今回値と前回値の２種類がある。以下では、瞬時最大値の今回値を「Ｍ１」とし、瞬時最大値の前回値を「Ｍ１ｐ」として区別する。瞬時最大値の今回値及び前回値の初期値はいずれも「０」である。過大トルク検出部５２は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の推移に基づいて、瞬時最大値の今回値及び前回値を適宜に更新または維持する。
【0084】
一定時間最大値は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の一定時間における最大値を格納するパラメータである。したがって、一定時間最大値は、細かい振動的変動に左右されず、ダンパトルクＴｄｍｐを長期的にみたときの最大値（極大値）の推定値を表す。また、一定時間最大値は、今回値と前回値の２種類がある。以下では、一定時間最大値の今回値を「Ｍ２」とし、一定時間最大値Ｍ２の前回値を「Ｍ２ｐ」として区別する。一定時間最大値の今回値及び前回値の初期値はいずれも「０」である。なお、ここでいう「一定時間」は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾がダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐの近傍で振動するときに、カウント数Ｎｃが所定回数（以下、カウント閾値ＴＨｃｎｔという）に到達するまでの時間である。このため、この「一定時間」は、実験またはシミュレーション等に基づいて適合により予め定められる。また、「一定時間」は、少なくとも、動力伝達機構１９のねじり振動周波数の１周期分のデータを十分に取得可能な長さを有する。また、カウント閾値ＴＨｃｎｔは適合により予め定められる。過大トルク検出部５２は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の推移に基づいて、一定時間最大値の今回値及び前回値を適宜に更新または維持する。
【0085】
ステップＳ２０２においては、過大トルク検出部５２が、カウント数Ｎｃをカウント閾値ＴＨｃｎｔと比較する。すなわち、ステップＳ２０２では、カウント数Ｎｃとカウント閾値ＴＨｃｎｔと比較することにより、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が継続的にダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上になったか否かが判定される。そして、カウント数Ｎｃがカウント閾値ＴＨｃｎｔよりも小さく、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が継続的にダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上になったとまではいえないときにはステップＳ２０３が実行される。
【0086】
ステップＳ２０３では、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の絶対値（｜Ｔｄｍｐ＾｜）と、瞬時最大値の前回値Ｍ１ｐと、が比較される。そして、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の絶対値が、瞬時最大値の前回値Ｍ１ｐを超えるときには、ステップＳ２０４において、瞬時最大値の今回値Ｍ１にダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の絶対値が格納される。一方、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の絶対値が、瞬時最大値の前回値Ｍ１ｐ以下であるときには、ステップＳ２０５において、瞬時最大値の今回値Ｍ１には、瞬時最大値の前回値Ｍ１ｐが入力され、その値が維持される。これにより、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の推移に応じて、瞬時最大値が更新または維持される。
【0087】
また、ステップＳ２０６においては、一定時間最大値の今回値Ｍ２に、一定時間最大値の前回値Ｍ２ｐが格納され、一定時間最大値の値が維持される。ステップＳ２０６が実行されるのは、ステップＳ２０２の判定の通り、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が継続的にダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上になったとはいえない状況である。このため、ステップＳ２０６では上記のように一定時間最大値の値が維持される。
【0088】
その後、ステップＳ２０７では、維持された一定時間最大値の今回値Ｍ２を用いて、過大なダンパトルクＴｄｍｐの検出が実行される。過大なダンパトルクＴｄｍｐの検出は、一定時間最大値の今回値Ｍ２と、ダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐが比較によって行われる。具体的には、一定時間最大値の今回値Ｍ２がダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐよりも大きいことをもって、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出される。
【0089】
過大なダンパトルクＴｄｍｐの検出処理が完了すると、ステップＳ２０８において、瞬時最大値の今回値Ｍ１は、その前回値Ｍ１ｐに格納される。また、一定時間最大値の今回値Ｍ２も同様に、その前回値Ｍ２ｐとして格納される。
【0090】
一方、ステップＳ２０２において、カウント数Ｎｃがカウント閾値ＴＨｃｎｔ以上であると判定されたときには、ステップＳ２０９が実行される。ステップＳ２０９では、瞬時最大値の前回値Ｍ１ｐが、一定時間最大値の今回値Ｍ２に格納される。すなわち、カウント数Ｎｃがカウント閾値ＴＨｃｎｔ以上になり、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が継続的にダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上になったときに、一定時間最大値が、瞬時最大値を用いて更新される。
【0091】
次いで、ステップＳ２１０ではカウント数Ｎｃが「０」にリセットされる。また、ステップＳ２１１では、瞬時最大値の今回値Ｍ１にはダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の絶対値が格納される。これにより、瞬時最大値の今回値Ｍ１が更新される。
【0092】
その後、ステップＳ２０７において、更新された一定時間最大値の今回値Ｍ２を用いて、過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾の検出が実行される。また、ステップＳ２０８において、瞬時最大値の今回値Ｍ１及び一定時間最大値の今回値Ｍ２が、それぞれ前回値として格納される。
【0093】
上記のように、過大トルク検出部５２は、過大なダンパトルクＴｄｍｐを検出するために、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の瞬時最大値ではなく、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の一定時間最大値を用いる。これにより、保護制御のハンチングが防止される。
【0094】
図９は、エンジントルクＴＥの制限による第１保護制御の作用を示すタイミングチャートである。図９（Ａ）は、過大トルク検出フラグＦＥＴの変遷を表す。図９（Ｂ）は、トルク制限値ＬＧ，ＬＥの変遷を表す。図９（Ｃ）は、エンジントルクＴＥ及びエンジントルク指令値ＴＥ２
＊の変遷を表す。図９（Ｄ）は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾と一定時間最大値（今回値Ｍ２）の変遷を表す。図９（Ｅ）は、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊の変遷を表す。図９（Ｆ）は、回転数ωＧの変遷を表す。そして、これらの各チャートにおける横軸は時刻である。
【0095】
図９（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１は、発電システム１２による発電の開始時刻である。時刻ｔ１においてエンジントルク指令値ＴＥ２
＊が発生すると、これに追従してエンジントルクＴＥが上昇する。その結果、図９（Ｄ）に示すように、エンジントルクＴＥの上昇に応じて、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が上昇する。その後、動力伝達機構１９が底付き状態に近づくと、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は振動的に変動し始め、時刻ｔ２に一定時間最大値（今回値Ｍ２）がダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐを超えたとする。その結果、図９（Ａ）に示すように、時刻ｔ２において、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出され、過大トルク検出フラグＦＥＴが「１」となる。
【0096】
このように時刻ｔ２において過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されると、エンジントルクＴＥが制限される第１保護制御が開始される。このため、図９（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２から第１保護制御におけるエンジントルク制限値ＬＥが生じる。これにより、図９（Ｃ）に示すように、時刻ｔ３から、エンジントルク指令値ＴＥ２
＊がエンジントルク制限値ＬＥを用いた補正によって制限された値になる。そして、このエンジントルク指令値ＴＥ２
＊の変化に追従して、エンジントルクＴＥが低減される。
【0097】
すると、図９（Ｅ）及び図９（Ｆ）に示すように、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊及び回転数ωＧは振動的に変化しつつも、次第に収束する。そして、図９（Ｄ）に示すように、これらに追従してダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾も徐々に収束する。その結果、時刻ｔ４において、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は概ねダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐを下回り、動力伝達機構１９は底付き状態を脱する。
【0098】
上記のように、動力伝達機構１９が一時的に底付き状態に至ったときでも、エンジントルクＴＥが制限される第１保護制御によって、動力伝達機構１９は底付き状態を速やかに脱する。したがって、本実施形態の発電システム１２の制御によれば、発電システム１２が過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から保護される。
【0099】
図１０は、発電機トルクＴＧが制限される第２保護制御の作用を示すタイミングチャートである。図１０（Ａ）は、過大トルク検出フラグＦＥＴの変遷を表す。図１０（Ｂ）は、トルク制限値ＬＧ，ＬＥの変遷を表す。図１０（Ｃ）は、エンジントルクＴＥ及びエンジントルク指令値ＴＥ２
＊の変遷を表す。図１０（Ｄ）は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾と一定時間最大値（今回値Ｍ２）の変遷を表す。図１０（Ｅ）は、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊の変遷を表す。図１０（Ｆ）は、回転数ωＧの変遷を表す。そして、これらの各チャートにおける横軸は時刻である。
【0100】
図１０（Ｃ）に示すように、時刻ｔ５は、発電システム１２による発電の開始時刻である。時刻ｔ５においてエンジントルク指令値ＴＥ２
＊が発生すると、これに追従してエンジントルクＴＥが上昇する。その結果、図１０（Ｄ）に示すように、エンジントルクＴＥの上昇に応じて、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が上昇する。その後、動力伝達機構１９が底付き状態に近づくと、時刻ｔ６において、一定時間最大値（今回値Ｍ２）がダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐを超える。また、図１０（Ａ）に示すように、時刻ｔ６において、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出され、過大トルク検出フラグＦＥＴが「１」となる。その結果、エンジントルクＴＥが制限される第１保護制御が実行され、図１０（Ｂ）に示すように、エンジントルク制限値ＬＥが生じ、図１０（Ｃ）に示すように、これに応じてエンジントルク指令値ＴＥ２
＊が低減される。すなわち、ここまでの発電システム１２の挙動は、図９の場合と同様である。
【0101】
一方、図１０（Ｃ）に示すように、本例においては、エンジントルク制限値ＬＥの不足、または、その他の不測の事態により、第１保護制御を実行しても、エンジントルクＴＥが十分に低減されなかったとする。この場合、図１０（Ｄ）に示すように、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は収束せず、底付き状態による振動的変動が継続される。このため、第１保護制御が開始された時刻ｔ６から一定の時間（経過時間閾値τ）が経過すると、時刻ｔ７において第２保護制御が追加的に開始される。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、発電機トルク制限値ＬＧが発生し、発電機トルクＴＧが制限される。その結果、図１０（Ｅ）に示すように、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊の振動的変動が収まり、図１０（Ｄ）に示すように、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は収束し、ダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐを下回る。これにより、動力伝達機構１９は底付き状態を脱する。
【0102】
但し、図１０（Ｅ）に示すように、発電機１８の回転数ωＧは、その振動的変動が収束に向かうものの、全体としては上昇傾向に転じる。そして、時刻ｔ８において、回転数閾値ＴＨｒｓを超え、発電機１８は過回転に至る。このため、発電システム１２は、時刻ｔ８において停止される。
【0103】
上記のように、本実施形態では、動力伝達機構１９が底付き状態に至り、第１保護制御を実行してもなお動力伝達機構１９の底付き状態が解消されないときには、発電機トルクＴＧが制限される第２保護制御によって、動力伝達機構１９の底付き状態が解消される。その結果、発電機１８が過回転に至って発電システム１２による発電が停止されるものの、発電システム１２は、過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から確実に保護される。
【0104】
以上のように、本実施形態の発電システム１２の制御では、センサ等による計測が困難なダンパトルクＴｄｍｐを演算により推定し、その推定値（ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾）を用いて、第１保護制御、または、第１保護制御及び第２保護制御を実行する。これにより、発電システム１２が過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から保護される。
【0105】
なお、図１０に示した例は、第１保護制御を行わなかった場合と実質的に同様である。したがって、上記第１実施形態においては、第１保護制御によって過大なダンパトルクＴｄｍｐが解消されなかった場合の保険として第２保護制御が補助的に実行されるが、第２保護制御が単独で実行されてもよい。この場合も、上記第１実施形態で図１０に示した態様で、過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から発電システム１２が保護され得る。また、上記第１実施形態においては、第１保護制御及び第２保護制御の両方が実行されるが、第１保護制御は単独で実行されてもよい。これは図９の例に示す通りである。さらに、上記実施形態とは逆に、第２保護制御を優先的に実行した後、さらに必要な場合に、補助的に第１保護制御を実行する構成としてもよい。
【0106】
但し、第１保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐを正常範囲内に収めるときには、発電機１８の回転数ωＧも安定するので、その後、発電を継続しやすい。これに対し、第２保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐを正常範囲に収めるときには、発電機１８の回転数ωＧが上昇し、過回転に至り、発電システム１２が停止されることがある。したがって、第１保護制御と第２保護制御の両方を実行し得るときには、少なくとも第１保護制御を実行することが好ましい。そして、上記第１実施形態のように、第１保護制御を実行した上で、さらに必要なときに、第２保護制御を補助的に実行することが特に好ましい。
【0107】
また、エンジン１７や発電機１８の出力は、これらのトルクと回転数によって決まる。したがって、上記第１実施形態では、第１保護制御では、エンジン１７の出力制限として、エンジントルクＴＥが制限される。また、第２保護制御では、発電機１８の出力制限として、発電機トルクＴＧが制限される。しかし、このようにトルクを制限する態様は、出力制限の一例である。したがって、第１保護制御及び／または第２保護制御においては、トルクの代わりに回転数等が制限されてもよい。すなわち、第１保護制御では、回転数でエンジン１７の出力を制限することによっても、発電システム１２は過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から保護され得る。同様に、第２保護制御では、回転数で発電機１８の出力を制限することによっても、発電システム１２が過大なダンパトルクＴｄｍｐから保護され得る。
【0108】
この他、上記第１実施形態においては、エンジントルクＴＥが制限される第１保護制御と発電機トルクＴＧが制限される第２保護制御の両方が実行されるときに発電機１８が過回転に至っている。しかし、第１保護制御と第２保護制御の両方が実行されるときには、発電機１８の過回転を防ぎ、発電システム１２による発電を継続させることができる。発電機１８が過回転に至る原因は、発電機トルクＴＧがエンジントルクＴＥ以下となっており、エンジントルクＴＥを抑えられていないことである。したがって、これらの保護制御を同時に実行するときには、エンジントルクＴＥが発電機トルクＴＧ未満となるように、エンジン１７及び／または発電機１８の出力制限を行うことで、発電機１８の過回転が防止される。すなわち、エンジン１７及び発電機１８が保護制御による出力制限中であっても、発電機１８の回転数を制御可能なトルクの範囲内にエンジントルクＴＥを制御することで、発電システム１２の発電を継続させることができる。なお、第１保護制御中のエンジントルクＴＥ及び第２保護制御中の発電機トルクＴＧの調整は、例えば、エンジントルク制限値ＬＥ及び／または発電機トルク制限値ＬＧの調整によって行うことができる。
【0109】
［第２実施形態］
上記第１実施形態においては、第１保護制御及び第２保護制御において、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾がそのまま使用されるが、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は、他のパラメータに変換等して使用されてもよい。例えば、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾をねじり角の推定値（以下、ねじり角推定値θＴＷ＾という）変換し、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の代わりに、このねじり角推定値θＴＷ＾を用いて第１保護制御及び第２保護制御が実行されてもよい。
上記第１実施形態においては、第１保護制御及び第２保護制御において、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾がそのまま使用されるが、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は、他のパラメータに変換等して使用されてもよい。例えば、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾をねじり角の推定値（以下、ねじり角推定値θＴＷ＾という）変換し、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の代わりに、このねじり角推定値θＴＷ＾を用いて第１保護制御及び第２保護制御が実行されてもよい。
【0110】
図１１は、第２実施形態に係る保護制御部４２の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾をねじり角推定値θＴＷ＾に変換して使用するときには、保護制御部４２にトルク－ねじり角変換部２０１が設けられる。また、第１実施形態における過大トルク検出部５２は過大ねじり角検出部２０２に置き換えられる。
【0111】
トルク－ねじり角変換部２０１は、既知である動力伝達機構１９の動力伝達特性（図２参照）に倣って、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾からこれに対応するねじり角推定値θＴＷ＾を演算する。また、過大ねじり角検出部２０２は、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の代わりに、ねじり角推定値θＴＷ＾を用いて過大なダンパトルクＴｄｍｐまたは過大なねじり角θＴＷを検出する。その具体的な演算態様は、第１実施形態の過大トルク検出部５２の演算態様に準じる。
【0112】
そして、上記のように、トルク－ねじり角変換部２０１及び過大ねじり角検出部２０２を設ける場合、発電機トルク制限演算部５３やエンジントルク制限演算部６１は、第１実施形態においてダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を用いて行う演算等と同様の演算を、ねじり角推定値θＴＷ＾を用いて行う。これにより、ねじり角推定値θＴＷ＾を用いた場合でも、第１実施形態と同様に、発電システム１２が、過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から保護される。
【0113】
［第３実施形態］
上記第１実施形態及び第２実施形態では、第１保護制御及び第２保護制御は、過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾が検出されたときに実行され、第１保護制御及び／または第２保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐ＾が正常範囲に収まったときには、第１保護制御及び第２保護制御は終了する。しかし、一度、過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾が生じた実績を考慮すれば、第１保護制御及び／または第２保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐ＾が正常範囲に収まったとしても、再び過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾が発生しやすい状況が継続している場合がある。この場合、第１保護制御及び／または第２保護制御を終了した後すぐに過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾が生じ、第１保護制御及び／または第２保護制御が再び繰り返されることになる。すなわち、第１保護制御または第２保護制御のハンチングが生じてしまうことがある。
上記第１実施形態及び第２実施形態では、第１保護制御及び第２保護制御は、過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾が検出されたときに実行され、第１保護制御及び／または第２保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐ＾が正常範囲に収まったときには、第１保護制御及び第２保護制御は終了する。しかし、一度、過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾が生じた実績を考慮すれば、第１保護制御及び／または第２保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐ＾が正常範囲に収まったとしても、再び過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾が発生しやすい状況が継続している場合がある。この場合、第１保護制御及び／または第２保護制御を終了した後すぐに過大なダンパトルクＴｄｍｐ＾が生じ、第１保護制御及び／または第２保護制御が再び繰り返されることになる。すなわち、第１保護制御または第２保護制御のハンチングが生じてしまうことがある。
【0114】
そこで、過大なダンパトルクＴｄｍｐが検出されたときには、ダンパトルクＴｄｍｐが正常範囲に収まった後においても、第１保護制御及び／または第２保護制御を一定期間継続して実行することが好ましい。例えば、過大なダンパトルクＴｄｍｐを検出したことを示す過大トルク検出フラグＦＥＴが入力されたときには、発電制御部２６は、発電機コントローラ２４及びエンジンコントローラ２５に対してそれぞれ第１保護制御及び第２保護制御の実行を一定期間継続させる指示を与える。これにより、第１保護制御及び第２保護制御のハンチングが防止される。
【0115】
ハンチングを防止するために第１保護制御及び第２保護制御を継続させるべき一定期間は、例えば、電動車両１００の１回のトリップ期間である。トリップ期間とは、電動車両１００が発進してから次に停止または停車するまでの期間である。そして、例えば、イグニッションがオフからオンに切り替わったときに、発電制御部２６は、第１保護制御及び第２保護制御の継続指示を解除することができる。こうすれば、一旦、第１保護制御または第２保護制御が実行されても、これらの保護制御のハンチングは生じず、発電システム１２による発電が安定して継続され得る。
【0116】
なお、上記のように保護制御を継続させる保護継続制御は、発電制御部２６の代わりに、システムコントローラ２１、発電制御部２６、発電機コントローラ２４、または、エンジンコントローラ２５等、他のコントローラが主体となって行われてもよい。
【0117】
以上のように、上記実施形態等に係る発電システム制御方法は、動力を発生する動力源であるエンジン１７と、その動力によって発電する発電機１８と、その動力を発電機１８に伝達する動力伝達機構１９と、を有する発電システム１２を制御する発電システム制御方法である。この発電システム制御方法においては、発電機１８が生ずべきトルク（発電機トルクＴＧ）を指令する発電機トルク指令値ＴＧ２
＊と、発電機１８の回転状態を表す回転数ωＧと、に基づいて、動力伝達機構１９で生じるトルク（ダンパトルクＴｄｍｐ）の推定値である伝達機構トルク推定値（ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾）が演算される。そして、伝達機構トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾に基づいて、動力源であるエンジン１７、発電機１８、または、動力源であるエンジン１７及び発電機１８の両方の出力を制限する出力制限として、第１保護制御及び／または第２保護制御が実行される。
【0118】
このように、上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、制御によって発電システム１２を過大な伝達機構トルクによる損傷から保護するので、発電システム１２を保護するために、発電システム１２を巨大化させる構成を要しない。すなわち、上記実施形態等に係る発電システム制御方法によれば、発電システム１２を巨大化させる構成を要することなく、動力源であるエンジン１７等の過大な出力による損傷から、発電システム１２が保護される。
【0119】
また、上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、伝達機構トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾に基づいて、少なくとも動力源であるエンジン１７に対して出力制限を実行する。動力源であるエンジン１７に対して出力制限を実行することによって発電システム１２を保護すると、その後、発電を継続しやすいという利点がある。
【0120】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法には、伝達機構トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾に基づいて、少なくとも発電機１８に対する出力制限を実行する態様が含まれる。発電機１８に対して出力制限を実行する場合、発電機１８の過回転によって発電システム１２が停止することがあるとしても、少なくとも発電システム１２の損傷を防ぐことができる。すなわち、発電システム１２に致命的なエラーが生じることを防止できる。
【0121】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、伝達機構トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が、発電機トルク指令値ＴＧ２
＊によって定まる発電機１８のトルクと、発電機１８の実際の回転数によって定まるトルク（トルク指令値相当量）と、の偏差によって算出される。この方法によれば、センサ等で計測し難い伝達機構トルク（ダンパトルクＴｄｍｐ）を、演算により、正確に求めることができる。その結果、発電システム１２の保護制御である第１保護制御及び／または第２保護制御が的確に実行される。
【0122】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、動力源等に対する出力制限は、伝達機構トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾が予め定めるダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上となったときに実行される。この方法によれば、動力伝達機構１９の底付き状態を、簡便かつ的確に把握または予測することができる。その結果、発電システム１２の保護制御である第１保護制御及び／または第２保護制御が的確に実行される。
【0123】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、伝達機構トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾がダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐ以上になったか否かの判定が、予め定める所定時間（一定時間）内における伝達機構トルク推定値の最大値（一定時間最大値）とダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐとを比較することによって行われる。ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾の瞬時値を用いると、その振動的変動によって、発電システム１２の保護制御がハンチングする場合があるが、この方法によれば、ハンチングを防止して、発電システム１２の保護制御が的確に実行される。
【0124】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、ダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐは、動力伝達機構１９が線形に変形可能な伝達機構トルクの限界値である線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍ（許容ダンパトルク）に設定される。線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍ以上のダンパトルクＴｄｍｐは、発電システム１２を損傷する過大なダンパトルクＴｄｍｐとなり得る。このため、線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍを閾値とすることで、過大なダンパトルクＴｄｍｐの判定が的確に行われる。その結果、発電システム１２の保護制御が的確に実行される。
【0125】
特に、上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、動力伝達機構１９の製造誤差によって限界値（線形限界ダンパトルクＴｄｍｐｌｉｍ）がばらつくときには、ダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐが、製造誤差によるばらつきの範囲（±ＴＭＶ）における下限値（Ｔｄｍｐｌｉｍ－ＴＭＶ）に設定される。これによれば、動力伝達機構１９の製造誤差があったとしても、過大なダンパトルクＴｄｍｐが看過されることなく、検出される。したがって、ダンパトルクＴｄｍｐが継続的にダンパトルク閾値ＴＨｄｍｐを超えることがないように、より確実に、発電システム１２の保護制御が実行される。
【0126】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、出力制限によって動力源であるエンジン１７及び発電機１８の両方の出力が制限されるときには、動力源であるエンジン１７がトルクであるエンジントルクＴＥが、発電機１８のトルクである発電機トルクＴＧよりも小さくなるように、出力制限が実行される。この方法によれば、発電機１８の回転数が制御可能な範囲内に抑えられる。その結果、発電システム１２を保護しつつ、かつ、発電機１８を過回転に至らせることなく、発電システム１２による発電が継続できる。
【0127】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法では、出力制限によって動力源であるエンジン１７及び発電機１８の両方の出力が制限されるときに、動力源であるエンジン１７に対する出力制限（第１保護制御）を実行した後、発電機１８に対する出力制限（第２保護制御）が補助的に実行される。この方法によれば、発電システム１２の保護制御が２段階に実行されるので、不測の事態等により、第１保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐが正常範囲に収束しなかったときでも、第２保護制御によってダンパトルクＴｄｍｐを正常範囲に収束させることができる。したがって、この方法によれば、より確実に発電システム１２が保護される。
【0128】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法において、動力伝達機構１９は、例えば、動力（エンジントルクＴＥ）の変化を緩和して発電機１８に伝達するダンパである。すなわち、エンジン１７と発電機１８はダンパである動力伝達機構１９によって直結されている。このため、発電システム１２は特に小型に形成されやすい上、過大なダンパトルクＴｄｍｐによる損傷から保護され得る。
【0129】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法においては、動力伝達機構１９は、ねじれによって、伝達される動力（エンジントルクＴＥ）の変動を緩和するねじりダンパである。特に第２実施形態においては、伝達機構トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を用いて、ねじりダンパのねじり角θＴＷの推定値であるねじり角推定値θＴＷ＾が演算される。そして、エンジン１７等の出力制限は、このねじり角推定値θＴＷ＾に基づいて行われる。ねじり角推定値θＴＷ＾は、ねじりダンパである動力伝達機構１９の動力伝達特性（ねじりバネ特性）を良く表すパラメータである。このため、ねじり角推定値θＴＷ＾を用いると、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾をそのまま用いる場合と同様に、動力伝達機構１９の底付き状態を的確に検出することができる。その結果、第１保護制御及び／または第２保護制御により、発電システム１２が的確に保護され得る。
【0130】
上記実施形態等に係る発電システム制御方法においては、発電システム１２は車両である電動車両１００に搭載される。そして、特に第３実施形態においては、エンジン１７等の出力制限が開始されると、その出力制限は電動車両１００が停止または停車するまで継続される。これにより、保護制御のハンチングが防止され、第１保護制御または第２保護制御が実行されても、発電システム１２による発電が安定して継続され得る。
【0131】
上記実施形態等に係る発電システム制御装置１０１は、動力を発生する動力源であるエンジン１７と、その動力によって発電する発電機１８と、その動力を発電機１８に伝達する動力伝達機構１９と、を有する発電システム１２を制御する。この発電システム制御装置１０１は、発電機１８が生ずべきトルク（発電機トルクＴＧ）を指令する発電機トルク指令値ＴＧ２
＊と、発電機１８の回転状態を表す回転数ωＧと、に基づいて、動力伝達機構１９が伝達するトルクの推定値である伝達機構トルク推定値（ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾）を演算する。そして、伝達機構トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾に基づいて、動力源であるエンジン１７、発電機１８、または、動力源であるエンジン１７及び発電機１８の両方の出力を制限する出力制限を実行する。
【0132】
このように、上記実施形態等に係る発電システム制御装置１０１では、制御によって発電システム１２を過大な伝達機構トルクによる損傷から保護するので、発電システム１２を保護するために、発電システム１２を巨大化させる構成を要しない。すなわち、発電システム制御装置１０１によれば、発電システム１２を巨大化させる構成を要することなく、動力源であるエンジン１７等の過大な出力による損傷から、発電システム１２が保護される。
【0133】
特に、発電システム制御装置１０１は、発電機１８の動作を制御する発電機コントローラ２４と、動力源であるエンジン１７の動作を制御する動力源コントローラであるエンジンコントローラ２５と、を備える。そして、発電機コントローラ２４が伝達トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を演算する。また、動力源コントローラであるエンジンコントローラ２５が、発電機コントローラ２４によって演算された伝達トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を用いて、動力源であるエンジン１７の出力を制限する。
【0134】
伝達トルク推定値であるダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は発電機１８の回転状態等から演算により求めることができるので、上記のように発電機コントローラ２４が伝達トルク推定値を演算することが好ましい。これにより、伝達トルク推定値が特に正確に求められる。そして、上記のように、発電機コントローラ２４が演算した伝達トルク推定値を用いて動力源であるエンジン１７を制御することにより、動力源であるエンジン１７の出力制限をするときでも、発電システム１２を的確に保護することができる。
【0135】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態等で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。
【0136】
例えば、上記実施形態等においては、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を演算する伝達機構トルク推定部５１が保護制御部４２に設けられており、発電機トルク指令値演算部３１と一体となっている。すなわち、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾は発電機コントローラ２４によって推定される。しかし、伝達機構トルク推定部５１は、発電機トルク指令値演算部３１や発電機コントローラ２４から独立して設けられていてもよい。例えば、発電機コントローラ２４やエンジンコントローラ２５と並列に、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を推定するコントローラを設けてもよい。また、システムコントローラ２１が、ダンパトルク推定値Ｔｄｍｐ＾を推定するコントローラを内包していてもよい。
【0137】
また、上記実施形態等においては、エンジンコントローラ２５にエンジントルク制限演算部６１が設けられている。このため、エンジンコントローラ２５が、発電制御部２６が演算したエンジントルク指令値ＴＥ１
＊は、エンジンコントローラ２５内で最終的なエンジントルク指令値ＴＥ２
＊に補正される。しかし、エンジントルク制限演算部６１は、システムコントローラ２１に設けられていてもよい。また、発電制御部２６が、エンジントルク制限演算部６１の機能を有していてもよい。これらの場合、第１保護制御を実行するときには、システムコントローラ２１または発電制御部２６が第１保護制御用の最終的なエンジントルク指令値ＴＥ２
＊を演算する。そして、エンジンコントローラ２５は、初めから、最終的なエンジントルク指令値ＴＥ２
＊を取得し、これに応じてエンジン１７を駆動する。
【0138】
この他、上記実施形態等においては、発電システム１２及び発電システム制御装置１０１が電動車両１００に搭載されているが、これに限らない。すなわち、上記実施形態等に係る発電システム制御方法、及び、発電システム制御装置１０１は、電動車両１００に搭載されていない発電システム１２及び発電システム制御装置１０１にも好適である。また、電動車両１００以外の車両に搭載される場合も、上記実施形態等に係る発電システム制御方法は好適である。
【0139】
なお、上記実施形態等に係る発電システム制御方法は、エンジン１７と発電機１８が直結された小型の発電システム１２に特に好適であるが、エンジン１７と発電機１８を摩擦クラッチで接続する発電システム及びその他の大型の発電システムにおいても使用できる。この場合、発電システムは比較的大型になるが、上記実施形態等に係る発電システム制御方法によって、摩擦クラッチを滑らせることなく、発電システムが保護される。このため、摩擦クラッチの摩耗が低減される利点がある。
【0140】
この他、上記実施形態等に係る発電システム制御方法においては、発電機１８の回転状態を表すパラメータとして、発電機１８の回転数ωＧを用いているが、回転数ωＧの代わりに、回転速度や、回転数と相関があるその他の態様のパラメータ等を用いることができる。
【符号の説明】
【0141】
１２：発電システム，１７：エンジン，１８：発電機，１９：動力伝達機構，２４：発電機コントローラ，２５：エンジンコントローラ，２６：発電制御部，４２：保護制御部，５１：伝達機構トルク推定部，５２：過大トルク検出部，５３：発電機トルク制限演算部，６１：エンジントルク制限演算部，１００：電動車両，１０１：発電システム制御装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】