JP6314863B2

JP6314863B2 - 電子制御装置

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Publication number: JP6314863B2
Application number: JP2015019515A
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Inventors: 寛隆伊藤
Original assignee: Denso Corp
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Filing date: 2015-02-03
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Description

本発明は、バッテリと、走行駆動源としてのモータジェネレータと、バッテリとモータジェネレータの間で双方向の電力変換を実行する三相インバータと、を備え、運転者の変速操作による変速が可能な車両に搭載される電子制御装置に関する。

バッテリと、走行駆動源としてのモータジェネレータと、バッテリとモータジェネレータの間で双方向の電力変換を実行する三相インバータと、電気式無段変速機と、を備える車両に搭載された電子制御装置として、特許文献１に記載のものが知られている。以下において、モータジェネレータをＭＧと示し、電気式無段変速機を電気式ＣＶＴと示す。

この電子制御装置では、三相インバータのうちの一相において上アーム又は下アームに短絡が生じた場合、ＭＧの回転速度が所定回転数よりも高いと、三相すべての上アーム又は三相すべての下アームが同時にオン状態になるように制御する。このように三相オン制御することで、ＭＧが生じる回生トルク（ブレーキトルク）を、一相短絡の場合よりも小さくすることができる。

特許第４４４９９４２号公報

近年、マニュアル感覚でドライビングが愉しめるように、運転者の変速操作による変速が可能な電気式ＣＶＴが多く採用されている。このような電気式ＣＶＴは、シーケンシャルシフト機能を有するＣＶＴとも言われる。

ところで、運転者の変速操作によりシフトダウンされた場合、車両としてシフトダウンに応じた負トルクを発生し、減速しなければならない。たとえば電気式ＣＶＴを備える車両において、走行駆動源であるＭＧが負トルクを生じなければならない場合、バッテリへの充電が不可能であると、回生電流が生じない方法により、ＭＧに負トルクを生じさせなければならない。

これに対し、たとえば上記した三相オン制御の手法を用いることで、ＭＧに負トルクを生じさせることも考えられる。しかしながら、この手法では、三相すべての上アーム又は三相すべての下アームを同時にオン状態に、この状態を継続するため、シフトダウンに応じた負トルクを生じさせることができない。換言すれば、この手法では、ＭＧに生じさせる負トルクを、所望の負トルクに調整することができない。

本発明は上記問題点に鑑み、シフトダウンに応じた負トルクをモータジェネレータに生じさせることができる電子制御装置を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示された発明のひとつは、バッテリ（３４）と、走行駆動源としてのモータジェネレータ（２０）と、バッテリとモータジェネレータの間で双方向の電力変換を実行する三相インバータ（４２）と、を備え、運転者の変速操作による変速が可能な車両に搭載される電子制御装置であって、
運転者の変速操作によるシフトダウンを検知する検知手段（Ｓ１０）と、
シフトダウンに応じた負トルクを取得する取得手段（Ｓ１２）と、
シフトダウンが検知された場合に、バッテリへの充電が不可能である否かを判定する判定手段（Ｓ１４）と、
シフトダウンが検知された場合に、モータジェネレータが負トルクを生じるように三相インバータを制御する制御手段（Ｓ１５〜Ｓ２４）と、
を備え、
制御手段は、シフトダウンが検知され、且つ、バッテリへの充電が不可能と判定された場合に、三相インバータを構成する三相すべての上アーム（４４ＵＵ，４４ＶＵ，４４ＷＵ）又は三相すべての下アーム（４４ＵＬ，４４ＶＬ，４４ＷＬ）が同時にオン状態になるように三相すべての上アーム及び下アームに対してスイッチング信号を出力するとともに、三相すべての上アーム及び下アームに対してシャットダウン信号を出力しつつシャットダウン信号をＰＷＭ制御することを特徴とする。

本発明では、制御手段が、シャットダウン信号を利用し、このシャットダウン信号を、三相オン制御中に出力しつつＰＷＭ制御する。これにより、モータジェネレータの制御状態として、シャットダウン信号のＰＷＭ周期のオフ期間に対応する三相オンの状態と、オン期間に対応する空走状態とが、混在することとなる。また、制御手段は、シフトダウンに応じた負トルクを生じるようにシャットダウン信号をＰＷＭ制御する。したがって、バッテリへの充電が不可能な場合でも、モータジェネレータに、シフトダウンに応じた所望の負トルクを生じさせることができる。

第１実施形態の電子制御装置が搭載された車両の主たる構成を示す図である。シフト操作装置の概略構成を示す図である。三相インバータの概略構成を示す図である。ＰＣＵの概略構成を示す図である。シーケンシャルシフトモードにおいてシフトダウンされたときに、電子制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。三相オン制御のみの場合のタイミングチャートである。三相オン制御と回生制御とを組み合わせた場合のタイミングチャートである。シーケンシャルシフトモードにおいてシフトダウンされたときに、第２実施形態の電子制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。

（第１実施形態）
先ず、図１〜図４に基づき、車両の概略構成について説明する。

図１に示す車両１０は、駆動輪１２に駆動力を伝達する駆動系として、エンジン１４、動力分割機構１６、第１モータジェネレータ１８、第２モータジェネレータ２０、及び減速機２２などを備えている。以下において、第１モータジェネレータ１８を第１ＭＧ１８、第２モータジェネレータ２０を第２ＭＧ２０と示す。また、第１ＭＧ１８、第２ＭＧ２０を、ＭＧ１８，２０とも称する。このような車両は、走行駆動源として、エンジン１４及び第２ＭＧ２０を備えるハイブリッド車両として周知であり、第２ＭＧ２０が、特許請求の範囲に記載のモータジェネレータに相当する。

３軸式の動力分割機構１６は、エンジン１４のクランクシャフトに図示しないダンパを介して接続されている。また、動力分割機構１６には、第１ＭＧ１８が接続されている。第１ＭＧ１８は、駆動力の供給を受けて発電するとともに、エンジン１４の始動時において、スタータとしての機能も果たす。また、動力分割機構１６の残りの１軸に接続された駆動軸としてのリングギア（図示略）に、減速機２２を介して第２ＭＧ２０が接続されている。

第２ＭＧ２０は、後述するバッテリ３４から電力の供給を受けて、車両１０が走行するための駆動力を発生する。すなわち、電動機として機能する。たとえば、エンジン１４を効率の良い状態で駆動可能とするため、車両１０を発進させるための動力を発生したり、車両１０の加速時にエンジン１４が発生する動力を補う動力を発生したりする。また、第２ＭＧ２０は、車両１０の減速時に、駆動輪１２が回転する機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換して発電することにより、エネルギーの回生を行う。すなわち、発電機としても機能する。

動力分割機構１６は、エンジン１４の駆動力を、第１ＭＧ１８側と減速機２２側とに分配するとともに、変速機としての機能も果たす。動力分割機構１６を備える構成では、第１ＭＧ１８の回転速度により、エンジン１４の回転速度を連続的（無段階）に変化させることができる。すなわち、動力分割機構１６が、電気式無段変速機に相当する。このため、以下において、動力分割機構１６を電気式ＣＶＴ１６とも称する。

また車両１０は、図２に示すシフト操作装置２４を備えている。シフト操作装置２４は、運転席の近傍に配置され、運転者により操作されるシフトレバー２６を有している。シフト操作装置２４は、パーキングポジション（Ｐ）、リバースポジション（Ｒ）、ニュートラルポジション（Ｎ）、ドライブポジション（Ｄ）、及びシーケンシャルポジション（Ｓ）を有するシフトゲート２８を有している。そして、シフトゲート２８に沿って、運転者が所望のポジションへシフトレバー２６を変位させることが可能となっている。シフトレバー２６がいずれのポジションに位置しているかは、後述するシフト位置センサ５４によって検出される。なお、Ｓポジションは、マニュアルポジション（Ｍ）とも称される。

シフトレバー２６がＤポジションに操作されている状態では、自動変速モードとされ、電気式無段変速制御が行われる。一方、シフトレバー２６がＳポジションに操作されている状態では、手動変速モード（シーケンシャルシフトモード）とされる。Ｓポジションの前後には「＋」ポジション及び「−」ポジションが設けられている。「＋」ポジションは、手動でシフトアップを行う際にシフトレバー２６が操作されるポジションであり、「−」ポジションは、手動でシフトダウンを行う際にシフトレバー２６が操作されるポジションである。そして、シフトレバー２６がＳポジションを中立位置として「＋」ポジション又は「−」ポジションに操作されると、ハイブリッドシステムによって成立される擬似的な変速段がアップ又はダウンされる。たとえば「−」ポジションへの１回の操作ごとに、変速段が１段ずつダウンされる。なお、疑似的な変速段とは、たとえば第１ＭＧ１８の制御によってエンジン回転速度を調整することで成立される変速段である。

また、シフト操作装置２４は、ステアリングホイール３０に設けられたパドルスイッチ３２ａ，３２ｂを有している。パドルスイッチ３２ａ，３２ｂはレバー形状とされ、手動変速モードにおいてシフトアップを要求する指令信号を出力するためのパドルスイッチ３２ａと、シフトダウンを要求する指令信号を出力するためのパドルスイッチ３２ｂとを備えている。たとえば、シフトダウン用パドルスイッチ３２ｂが操作されると、１回の操作ごとに変速段が１段ずつダウンされる。

図１に示すように、車両１０は、バッテリ３４、システムメインリレー３６、パワーコントロールユニット３８、及び電子制御装置４０を、さらに備えている。以下において、システムメインリレー３６をＳＭＲ３６、パワーコントロールユニット３８をＰＣＵ３８と示す。

バッテリ３４は、充放電可能な直流電源であり、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。このバッテリ３４は高圧バッテリとも呼ばれ、図示しないＤＣ−ＤＣコンバータを介して、補機用の低圧バッテリに電力を供給する。

ＳＭＲ３６は、電子制御装置４０が出力する開閉信号に応じて、バッテリ３４とＰＣＵ３８とを電気的に接続又は遮断するリレーである。

ＰＣＵ３８は、三相インバータ４２や図示しない昇圧コンバータなどを有している。三相インバータ４２は、バッテリ３４から供給される直流電力を交流電力に変換する。また、第２ＭＧ２０の回生電力（交流電力）を直流電力に変換する。

三相インバータ４２は、図３に示すように、三相分の上アーム４２ＵＵ，４２ＶＵ，４２ＷＵと、三相分の下アーム４２ＵＬ，４２ＶＬ，４２ＷＬを有している。そして、Ｕ相の上アーム４２ＵＵと下アーム４２ＵＬが、バッテリ３４の正極側と負極側との間で、上アーム４２ＵＵを正極側（高電位側）として直列接続されている。そして、Ｕ相の上アーム４２ＵＵと下アーム４２ＵＬとの接続点が、Ｕ相出力線を介して、第２ＭＧ２０のＵ相のステータコイル２０Ｕに接続されている。同じく、Ｖ相の上アーム４２ＶＵと下アーム４２ＶＬも、バッテリ３４の正極側と負極側との間で、上アーム４２ＶＵを正極側として直列接続されており、その接続点が第２ＭＧ２０のＶ相のステータコイル２０Ｖに接続されている。また、Ｗ相の上アーム４２ＷＵと下アーム４２ＷＬも、バッテリ３４の正極側と負極側との間で、上アーム４２ＷＵを正極側として直列接続されており、その接続点が第２ＭＧ２０のＷ相のステータコイル２０Ｗに接続されている。

各アーム４２ＵＵ，４２ＶＵ，４２ＷＵ，４２ＵＬ，４２ＶＬ，４２ＷＬは、それぞれスイッチング素子と、スイッチング素子に逆並列に接続された還流用のダイオードを有している。スイッチング素子としては、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴを採用することができる。

また、ＰＣＵ３８は、図４に示すようにシャットダウン回路部４４を有している。以下において、シャットダウンをＳＤＷＮと示す。ＳＤＷＮ回路部４４は、各アーム４２ＵＵ，４２ＶＵ，４２ＷＵ，４２ＵＬ，４２ＶＬ，４２ＷＬを構成する６つのスイッチング素子に対応して、６つのＡＮＤゲート４６を有している。各ＡＮＤゲート４６には、電子制御装置４０から、対応するスイッチング素子に応じたスイッチング信号と、ＳＤＷＮ信号（シャットダウン信号）が入力される。各ＡＮＤゲート４６は、スイッチング信号とＳＤＷＮ信号の論理積を、駆動信号ＵＵ，ＶＵ，ＷＵ，ＵＬ，ＶＬ，ＷＬとして、対応するスイッチング素子のゲートに出力する。たとえば、駆動信号ＵＵは、Ｕ相の上アーム４２ＵＵのスイッチング素子に出力する信号であり、駆動信号ＷＬは、Ｗ相の下アーム４２ＷＬのスイッチング素子に出力する信号である。通常、ＳＤＷＮ信号は、強制的に第２ＭＧ２０を停止させたい場合にオン、すなわち出力される。

ＳＤＷＮ信号が入力される場合、すなわちＳＤＷＮ信号がオンの場合、各ＡＮＤゲート４６の出力は「０」となる。すなわち、スイッチング素子の駆動が停止される。たとえば、第２ＭＧ２０の動作を強制的に停止させたい場合、ＳＤＷＮ信号を出力する。一方、ＳＤＷＮ信号がオフの場合、各ＡＮＤゲート４６の出力は、電子制御装置４０から入力されるスイッチング信号に応じた出力となる。

電子制御装置４０は、上記したエンジン１４、動力分割機構１６、ＭＧ１８，２０、及びＰＣＵ３８などを含む車両１０の駆動システム全体を統合的に制御する。

電子制御装置４０は、図４に示すようにマイコン４８を備えている。マイコン４８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。電子制御装置４０において、マイコン４８のＣＰＵが、ＲＡＭやレジスタの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶された制御プログラム、バスを介して取得した各種データなどに基づいて信号処理を行う。また、この信号処理で得られた信号を、バスに出力したりする。このようにして、電子制御装置４０は各種機能を実行する。

電子制御装置４０は、アクセルセンサ５０、ブレーキセンサ５２、シフト位置センサ５４、車速センサ５６、加速度センサ５８などの各種のセンサから情報を取得し、原則として運転者の運転操作に対応するように車両の挙動を制御するための挙動目標値を算出する。たとえば電子制御装置４０は、車両の挙動を安定させつつ運転者の運転操作に対応するように、車両の前後方向の挙動目標値として、車両全体の目標総トルクを算出する。さらに、目標総トルクに基づいて、エンジン１４が分担すべき目標トルク、ＭＧ１８，２０が分担すべき目標トルクを算出する。

本実施形態では、エンジン１４が要求される目標トルクを生じるために、電子制御装置４０がエンジン１４を制御する。具体的には、図示しないスロットルバルブを適切な開度に制御するとともに、エンジン１４の燃料噴射量及び点火タイミングを制御する。また、ＭＧ１８，２０が要求される目標トルクを生じるために、電子制御装置４０がＰＣＵ３８を制御する。さらに、電子制御装置４０は、バッテリ３４の充電状態を監視するとともに、バッテリ３４の充放電も制御する。

電子制御装置４０には、図示しないセンサなどから、バッテリ３４の充放電電流、電圧、温度等の情報が入力される。電子制御装置４０は、たとえば、充放電電流の積算値に基づいてバッテリ３４のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）を演算する。そして、ＳＯＣ及び温度に基づいて、バッテリ３４を充放電してもよい最大許容電力である入力制限Ｗｉｎ及び出力制限Ｗｏｕｔを算出する。入力制限Ｗｉｎは換言すれば充電制限であり、出力制限Ｗｏｕｔは換言すれば放電制限である。

なお、上記した電子制御装置４０の機能を、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）に分けてもよい。たとえばＨＶＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、ＭＧＥＣＵ、及びバッテリＥＣＵを備え、通信可能に接続されたこれらＥＣＵの連携制御により、車両１０の駆動システム全体が統合的に制御される構成としても良い。この場合、ＨＶＥＣＵは、目標トルクを達成するように、エンジン１４、ＭＧ１８，２０を統合的に制御する。エンジンＥＣＵは、ＨＶＥＣＵからの制御指令に基づいて、エンジン１４を制御する。ＭＧＥＣＵは、ＨＶＥＣＵからの制御指令に基づいて、ＭＧ１８，２０及びＰＣＵ３８を制御する。バッテリＥＣＵは、バッテリ３４の充電状態を監視するとともに、バッテリ３４の充放電を制御する。

図１に示すように、車両１０は、冷却装置６０をさらに備えている。冷却装置６０は、三相インバータ４２を含むＰＣＵ３８及び第２ＭＧ２０の少なくとも一方を冷却する。本実施形態では、第２ＭＧ２０及びＰＣＵ３８の両方を冷却するように配置されている。この冷却装置６０は、上記した低圧バッテリから電力が供給され、電子制御装置４０からの指示信号に基づいて駆動するポンプを有している。電子制御装置４０からの指示信号に基づいて冷却装置６０のポンプが駆動すると、低圧バッテリの電力が消費され、これによりバッテリ３４の電力も消費されることとなる。

次に、図５に基づき、シーケンシャルシフトモードにおいてシフトダウンされたときに、電子制御装置４０が実行する処理について説明する。電子制御装置４０は、自身の電源がオンされた状態で、以下に示す処理を所定周期で繰り返し実行する。

図５に示すように、先ず電子制御装置４０は、シフト位置センサ５４から取得するシフト位置に基づき、シーケンシャルシフトモードでのシフトダウン有無を判定する（ステップＳ１０）。すなわち、シフトダウン有無を検知する。このステップＳ１０が、特許請求の範囲に記載の検知手段に相当する。

シフトダウン無しと判定すると、電子制御装置４０は、一連の処理を終了する。一方、シフトダウンがなされた、すなわちシフトダウン有りと判定すると、電子制御装置４０は、次いで、シフトダウンに応じた負トルクＴ１を取得する（ステップＳ１２)。このステップＳ１２が、特許請求の範囲に記載の取得手段に相当する。たとえば、マイコン４８のメモリには、車速、シフトダウン量、及び負トルクＴ１の対応関係を示すマップが記憶されている。電子制御装置４０は、車速センサ５６から取得する車速、及び、シフトダウン量から、上記マップに基づいて負トルクＴ１を取得する。なお、予め設定された関数により、車速及びシフトダウン量から負トルクＴ１を算出することにより取得してもよい。

負トルクＴ１を取得すると、次いで電子制御装置４０は、バッテリ３４への充電が不可能であるか否かについて判定する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４が、特許請求の範囲に記載の判定手段に相当する。本実施形態では、電子制御装置４０が、入力制限Ｗｉｎ及び出力制限Ｗｏｕｔを算出する。そして、ステップＳ１４では、入力制限Ｗｉｎ（充電制限）が予め設定された閾値よりも小さいか否かをもって、充電不可であるか否かを判定する。

ステップＳ１４において、充電不可と判定した場合、電子制御装置４０は、ステップＳ１２で取得した負トルクＴ１を第２ＭＧ２０が生じるように、ＰＣＵ３８の三相インバータ４２を制御する。

具体的には、先ず、ステップＳ１２で取得した負トルクＴ１に基づいて、第２ＭＧ２０が該負トルクＴ１を生じるように、ＳＤＷＮ信号の周期とデューティを算出する（ステップＳ１６）。周期については、所定値（一定値）としてもよいし、デューティとともに値を可変としてもよい。本実施形態では周期を所定値とする。

そして、電子制御装置４０は、ＳＤＷＮ信号を、算出した周期及びデューティによりＰＷＭ制御する（ステップＳ１８）。すなわち、ＳＤＷＮ信号としてＰＷＭ信号を出力する。上記したように、ＰＷＭ周期のうち、ＳＤＷＮ信号のオン期間では、スイッチング素子の駆動が停止される。これにより、第２ＭＧ２０が空走状態となる。ＰＷＭ周期のうち、ＳＤＷＮ信号のオフ期間では、駆動信号が電子制御装置４０から入力されるスイッチング信号に応じた出力となる。

また、電子制御装置４０は、三相オン制御を実行する（ステップＳ２０）。この三相オン制御では、三相インバータ４２の三相すべての上アーム４２ＵＵ，４２ＶＵ，４２ＷＵ又は三相すべての下アーム４２ＵＬ，４２ＶＬ，４２ＷＬが同時にオン状態になるように、各アーム４２ＵＵ，４２ＶＵ，４２ＷＵ，４２ＵＬ，４２ＶＬ，４２ＷＬに対してスイッチング信号を出力する。このため、ＰＷＭ周期のうち、ＳＤＷＮ信号のオフ期間では、三相インバータ４２、ひいては第２ＭＧ２０が三相オン制御される。ＳＤＷＮ信号はＰＷＭ制御されるため、デューティを調整することで、第２ＭＧ２０に所望の負トルクＴ１を生じさせることができる。なお、ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２０の実行順は、上記例に限定されない。ステップｓ１６は、ステップＳ１８よりも前に実行されればよい。ステップＳ１８とステップＳ２０と順序が逆でも良い。

ステップＳ２０を実行した後、電子制御装置４０は、必要な負トルクが得られたか否か、すなわち車両１０のトルクが必要な負トルクに達したか否かを判定する（ステップＳ２２）。電子制御装置４０は、たとえば車両の重量ｍ、加速度センサ５８から取得する加速度ａ、予めメモリに記憶された駆動輪１２の半径ｒにより、車両１０に生じた負トルクＴ２を算出する。負トルクＴ２＝ｍ×ａ×ｒである。そして、算出した負トルクＴ２が、ステップＳ１２で取得した負トルクＴ１にほぼ一致するか否かを判定する。一致する場合には、必要な負トルクに達したものとして一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ２２において、必要な負トルクに達していないと判定すると、電子制御装置４０は、上記したステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２以降の処理を繰り返す。なお、車速センサ５６から取得した車速より、加速度ａを算出してもよい。また、負トルクＴ２に代えて、車速により、必要な負トルクに達したか否かを判定することもできる。たとえば、シフトダウンするときの車速及びシフトダウン量と、シフトダウン後の車速との対応関係がマップとして記憶されており、ステップＳ２２で取得した車速が、マップに記憶された値（シフトダウン後の車速）にほぼ一致するか否かをもって、必要な負トルクに達したか否かを判定することもできる。

なお、ステップＳ１４において、バッテリ３４への充電が可能であると判定すると、電子制御装置４０は、第２ＭＧ２０がステップＳ１２で取得した負トルクを生じるように、第２ＭＧ２０の回生制御を実行する（ステップＳ２４）。次いで、上記したステップＳ２２の処理を実行する。本実施形態では、ステップＳ１６〜Ｓ２４（Ｓ１６，Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２４）の処理が、特許請求の範囲に記載の制御手段に相当する。

次に、本実施形態に示す電子制御装置４０の効果について説明する。

図６は、シーケンシャルシフト操作によるシフトダウンがなされ、且つ、バッテリ３４の入力制限Ｗｉｎが破線で示す閾値よりも小さい場合、すなわちバッテリ３４への充電が不可能な場合において、上記した電子制御装置４０による処理を行った場合の一例を示している。

シーケンシャルシフト操作によるシフトダウンがなされ、且つ、バッテリ３４への充電が不可能な場合、電子制御装置４０は、ＳＤＷＮ回路部４４に対して出力するスイッチング信号を、三相インバータ４２の三相すべての上アーム４２ＵＵ，４２ＶＵ，４２ＷＵ又は三相すべての下アーム４２ＵＬ，４２ＶＬ，４２ＷＬが同時にオン状態になるように制御する。また、電子制御装置４０は、ＳＤＷＮ回路部４４に対して出力するＳＤＷＮ信号をＰＷＭ制御する。すなわち、電子制御装置４０は、図６に示すように、三相オン制御中にＳＤＷＮ信号をＰＷＭ制御する。これにより、ＰＷＭ周期のうち、ＳＤＷＮ信号のオフ期間においてのみ、第２ＭＧ２０が三相オンされ、ＳＤＷＮ信号のオン期間では、第２ＭＧ２０が空走状態となる。このように、第２ＭＧ２０の制御状態として、三相オンの状態と空走状態とが混在することとなる。また、電Ｓに制御装置４０は、シフトダウンに応じた負トルクを生じるように、ＳＤＷＮ信号をＰＷＭ制御する。したがって、バッテリ３４への充電が不可能な場合でも、第２ＭＧ２０に、シフトダウンに応じた所望の負トルクを生じさせることができる。

なお、図６に示す例では、所望の負トルク（−５０Ｎｍ）を生じるように、上記負トルクに達するまでと、それ以後とで、ＳＤＷＮ信号のデューティを異なる値としている。詳しくは、所望の負トルクまではデューティを小さくして大きい負トルクを生じるようにし、所望の負トルクに到達した後は、デューティを大きくしている。これによれば、所望の負トルクを、より滑らかに生じさせることができる。

一方、図７は、シーケンシャルシフト操作によるシフトダウンがなされた後、一時的にバッテリ３４への充電が可能となる場合において、上記した電子制御装置４０による処理を行った場合の一例を示している。

入力制限Ｗｉｎが閾値よりも小さいと上記同様、電子制御装置４０は、三相オン制御中にＳＤＷＮ信号をＰＷＭ制御する。一方、入力制限Ｗｉｎが閾値以上、すなわちバッテリ３４への充電が可能になると、第２ＭＧ２０が所望の負トルクを生じるように、電子制御装置４０は、第２ＭＧ２０の回生制御を実行する。そして、第２ＭＧ２０の生じた電力は、ＰＣＵ３８を経て、バッテリ３４に充電される。本実施形態の電子制御装置４０によれば、バッテリ３４の充電が可能となった場合に、第２ＭＧ２０の回生により負トルクを生じさせることができる。したがって、運動エネルギーを可能な限り電気エネルギーとして回収することができる。

以上のように、本実施形態の電子制御装置４０は、バッテリ３４への充電が不可能な場合に、ＳＤＷＮ信号を利用し、三相オン制御中にＳＤＷＮ信号をＰＷＭ制御することで、回生電流を生じさせずに第２ＭＧ２０によって負トルクを生じさせることができるという第１の効果を奏することができる。さらに、バッテリ３４への充電が一時的に可能になった場合には、回生制御を実行し、三相オン制御（ＳＤＷＮ信号のＰＷＭ制御）と回生制御とを組み合わせることで、第２ＭＧ２０によって負トルクを生じさせつつ、エネルギー効率をより高めることができるという第２の効果を奏することができる。しかしながら、第１の効果のみを奏する構成を採用することもできる。

（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した車両１０及び電子制御装置４０と共通する部分についての説明は割愛する。

図８は、シーケンシャルシフトモードにおいてシフトダウンされたときに、本実施形態の電子制御装置４０が実行する処理を示している。ステップＳ１４までは、第１実施形態と同じである。バッテリ３４への充電不可と判定すると、次いで電子制御装置４０は、センサ値によらず、冷却装置６０の消費電力が最大となるように、すなわち冷却装置６０が冷却能力最大で駆動するように、冷却装置６０のポンプの駆動制御を実行する（ステップＳ１５）。次いで、電子制御装置４０は、第１実施形態同様、ＳＤＷＮ信号の周期とデューティを算出する。ステップＳ１６以降の処理は、第１実施形態と同じである。

また、電子制御装置４０は、ステップＳ１０において、シーケンシャルシフト操作によるシフトダウン無しと判定すると、冷却装置６０のポンプの通常制御を実行する（ステップＳ２６）。この場合、冷却装置６０は、センサ値に基づいて制御される。たとえば、第２ＭＧ２０やＰＣＵ３８の温度を検出するセンサの検出信号に基づいて、温度が高くなると冷却能力を高めるように制御する。

次に、本実施形態に係る電子制御装置４０の効果について説明する。

冷却装置６０は、上記したように、低圧バッテリから供給される電力により駆動する。したがって、冷却装置６０を駆動させると、バッテリ３４の電力が消費される。すなわち、冷却装置６０が、特許請求の範囲に記載の車載装置に相当する。本実施形態では、シーケンシャルシフト操作によるシフトダウンがなされ、且つ、バッテリ３４への充電が不可能な場合に、冷却装置６０を駆動させる。より詳しくは、冷却装置６０の消費電力が最大となるように、冷却装置６０を駆動させる。これにより、バッテリ３４の電力消費が促され、負トルク発生中に第２ＭＧ２０の回生が可能となる。

また、消費電力が最大となるように、冷却装置６０を駆動させる。これにより、第２ＭＧ２０及びＰＣＵ３８のすくなくとも一方を、より低い温度まで冷却することができる。したがって、熱による第２ＭＧ２０、ＰＣＵ３８の故障をより効果的に抑制することができる。また、より低い温度まで冷却するため、力行時に熱(温度)によるトルク制限の頻度を減らす又はトルク制限を無くすことができる。

なお、本実施形態では、車載装置として冷却装置６０の例を示した。しかしながら、バッテリ３４から供給される電力を消費して駆動するものであれば、車載装置として適用することができる。たとえば、バッテリ３４から電力を供給されるエアコン、第１ＭＧ１８を車載装置とすることもできる。さらには、低圧バッテリから供給される電力により駆動する補機を車載装置とすることもできる。車載装置が電力を消費することで、バッテリ３４が充電可能となり、負トルク発生中に第２ＭＧ２０の回生が可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

シフト操作装置２４がパドルスイッチ３２ａ，３２ｂを有する例を示したが、パドルスイッチ３２ａ，３２ｂを有さない構成を採用することもできる。

走行駆動源としてエンジン１４と第２ＭＧ２０を備えるハイブリッド車両の例を示したが、電気自動車にも適用することができる。バッテリと、走行駆動源としてのモータジェネレータと、バッテリとモータジェネレータの間で双方向の電力変換を実行する三相インバータと、を備え、運転者の変速操作による変速が可能な車両であれば適用が可能である。たとえば電気自動車において、シーケンシャルシフト操作によるシフトダウンがなされ、且つ、バッテリへの充電が不可能な場合、ＳＤＷＮ信号を利用し、三相オン制御中にＳＤＷＮ信号をＰＷＭ制御することで、回生電流を生じさせずに、走行駆動源としてのモータジェネレータによって負トルクを生じさせることができる。

シーケンシャルシフト機能を有する電気式ＣＶＴも上記例に限定されない。すなわち、電気式ＣＶＴは、動力分割機構１６（及び第１ＭＧ１８）に限定されない。

ＰＣＵ３８が、ＳＤＷＮ回路部４４を有する例を示したが、電子制御装置４０がＳＤＷＮ回路部４４を有してもよい。

１０…車両、１２…駆動輪、１４…エンジン、１６…動力分割機構、１８…第１モータジェネレータ、２０…第２モータジェネレータ、２２…減速機、２４…シフト操作装置、２６…シフトレバー、２８…シフトゲート、３０…ステアリングホイール、３２ａ，３２ｂ…パドルスイッチ、３４…バッテリ、３６…システムメインリレー、３８…パワーコントロールユニット、４０…電子制御装置、４２…三相インバータ、４２ＵＵ，４２ＶＵ，４２ＷＵ…上アーム、４２ＵＬ，４２ＶＬ，４２ＷＬ…下アーム、４４…シャットダウン回路部、４６…ＡＮＤゲート、４８…マイコン、５０…アクセルセンサ、５２…ブレーキセンサ、５４…シフト位置センサ、５６…車速センサ、５８…加速度センサ、６０…冷却装置

Claims

バッテリ（３４）と、走行駆動源としてのモータジェネレータ（２０）と、前記バッテリと前記モータジェネレータの間で双方向の電力変換を実行する三相インバータ（４２）と、を備え、運転者の変速操作による変速が可能な車両に搭載される電子制御装置であって、
運転者の変速操作によるシフトダウンを検知する検知手段（Ｓ１０）と、
前記シフトダウンに応じた負トルクを取得する取得手段（Ｓ１２）と、
前記シフトダウンが検知された場合に、前記バッテリへの充電が不可能である否かを判定する判定手段（Ｓ１４）と、
前記シフトダウンが検知された場合に、前記モータジェネレータが前記負トルクを生じるように前記三相インバータを制御する制御手段（Ｓ１５〜Ｓ２４）と、
を備え、
前記制御手段は、前記シフトダウンが検知され、且つ、前記バッテリへの充電が不可能と判定された場合に、前記三相インバータを構成する三相すべての上アーム（４４ＵＵ，４４ＶＵ，４４ＷＵ）又は三相すべての下アーム（４４ＵＬ，４４ＶＬ，４４ＷＬ）が同時にオン状態になるように三相すべての前記上アーム及び前記下アームに対してスイッチング信号を出力するとともに、三相すべての上アーム及び下アームに対してシャットダウン信号を出力しつつ前記シャットダウン信号をＰＷＭ制御することを特徴とする電子制御装置。
前記制御手段は、前記シフトダウンが検知され、且つ、前記バッテリへの充電が可能と判定された場合に、前記モータジェネレータが回生トルクを生じるように、前記三相インバータを制御することを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
前記車両が、前記バッテリから供給される電力を消費して駆動する車載装置（６２）をさらに備える請求項２に記載の電子制御装置であって、
前記制御手段は、前記シフトダウンが検知され、且つ、前記バッテリへの充電が不可能と判定された場合に、前記車載装置を駆動させることを特徴とする電子制御装置。
前記車載装置は、前記モータジェネレータ及び前記三相インバータの少なくとも一方を冷却する冷却装置であり、
前記制御手段は、前記シフトダウンが検知され、且つ、前記バッテリへの充電が不可能と判定された場合に、前記冷却装置の消費電力が最大となるように駆動させることを特徴とする請求項３に記載の電子制御装置。