(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行する車両であって、
前記駆動軸に制動力を付与可能に設けられた電動機と、
該アクセルユニットの操作量を検出する検出手段と、
該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する目標減速量設定手段と、
前記設定された目標減速量を実現する制動力を前記駆動軸に付与するための前記電動機の目標運転状態を設定する電動機運転状態設定手段と、
前記電動機を前記目標運転状態で運転するよう制御して該車両の制動を行う制御手段とを備え、
前記目標減速量設定手段における前記関係は、前記操作量に反比例して減速量が小さくなる関係である、車両。
【請求項２】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行する車両であって、
前記駆動軸に制動力を付与可能に設けられた電動機と、
該アクセルユニットの操作量を検出する検出手段と、
該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する目標減速量設定手段と、
前記設定された目標減速量を実現する制動力を前記駆動軸に付与するための前記電動機の目標運転状態を設定する電動機運転状態設定手段と、
前記電動機を前記目標運転状態で運転するよう制御して該車両の制動を行う制御手段と、
機械的摩擦力を利用した制動機構と、を備え、
前記目標減速量設定手段における前記関係は、前記電動機による減速量が前記制動機構の作動時には非作動時よりも大きくなるよう、該制動機構の作動状態に応じて設定された関係である車両。
【請求項３】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行する車両であって、
前記駆動軸に制動力を付与可能に設けられた電動機と、
該アクセルユニットの操作量を検出する検出手段と、
該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する目標減速量設定手段と、
前記設定された目標減速量を実現する制動力を前記駆動軸に付与するための前記電動機の目標運転状態を設定する電動機運転状態設定手段と、
前記電動機を前記目標運転状態で運転するよう制御して該車両の制動を行う制御手段とを備え、さらに、
制動力を付与する際の変速比を複数選択可能な変速機を、前記電動機と駆動軸との間に備えるとともに、
前記目標減速量を前記電動機のトルクで実現可能となる目標変速比を選択する選択手段と、
前記変速機を制御して該目標変速比を実現する変速制御手段とを備える車両。
【請求項４】
前記目標減速量設定手段は、前記操作量と前記変速比とに基づいて前記目標減速量を設定する手段である請求項３記載の車両。
【請求項５】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行する車両であって、
前記駆動軸に制動力を付与可能に設けられた電動機と、
該アクセルユニットの操作量を検出する検出手段と、
該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する目標減速量設定手段と、
前記設定された目標減速量を実現する制動力を前記駆動軸に付与するための前記電動機の目標運転状態を設定する電動機運転状態設定手段と、
前記電動機を前記目標運転状態で運転するよう制御して該車両の制動を行う制御手段とを備え、さらに、
前記アクセルユニットとは別に、該車両の運転者が前記電動機による制動時の減速量を指示するための操作部と、
前記アクセルユニットの操作量に応じた車両の目標減速量の設定範囲を、該操作部の操作に応じて変更する変更手段とを備える車両。
【請求項６】
前記操作部は、前記設定範囲を減速量が大きくなる側に段階的にシフトする第１スイッチと、前記設定範囲を減速量が小さくなる側に段階的にシフトする第２スイッチとを有している請求項５記載の車両。
【請求項７】
前記第１スイッチおよび第２スイッチは、該車両のステアリング操作部に設けられている請求項６記載の車両。
【請求項８】
前記操作部は、レバーを中立状態から倒すことによって前記減速量を指示可能な機構である請求項５記載の車両。
【請求項９】
前記操作部は、
第１スイッチと、第２スイッチとを有しており、
前記目標減速量設定手段は、
前記第１スイッチが操作された場合には、前記目標減速量を増加し、
前記第２スイッチが操作された場合には、前記目標減速量を低減する、請求項５記載の車両。
【請求項１０】
請求項９記載の車両であって、さらに、
前記動力源から出力される動力の変速比を複数選択可能な変速機と、
前記車両の走行中に選択可能な変速比の範囲を表すシフトポジションを入力するためのシフトレバーとを備え、
前記操作部は、該シフトレバーと共通の機構として備えられており、
前記シフトレバーは、
複数の前記シフトポジションのうちの一つであるドライブポジションと、
前記減速量を指示可能な減速ポジションと、を有し、
前記シフトレバーの前記ドライブポジションと前記減速ポジションは、並んで配されている、車両。
【請求項１１】
前記操作部は、さらに、
前記減速量を指示する際に、前記シフトレバーを前記減速ポジションにおいて前後に倒すための第１の溝を有している、請求項１０記載の車両。
【請求項１２】
前記操作部は、さらに、
前記シフトレバーがスライドされて、前記ドライブポジションと、パーキングを指示するパーキングポジションと、をとることができる、第２の溝を有しており、
前記第１と第２の溝は平行に設けられている、請求項１１記載の車両。
【請求項１３】
前記目標減速量設定手段は、
前記第２の溝内における前記ドライブポジションと前記パーキングポジションのうち、前記パーキングポジションの向きに、前記シフトレバーが倒された場合には、前記目標減速量を低減する、請求項１２記載の車両。
【請求項１４】
前記パーキングポジションは、前記第２の溝内において前記ドライブポジションよりも前方に位置し、
前記目標減速量設定手段は、
前記シフトレバーが前方に倒された場合には、前記目標減速量を低減する、請求項１２記載の車両。
【請求項１５】
前記目標減速量設定手段は、
前記第２の溝内における前記ドライブポジションと前記パーキングポジションのうち、前記ドライブポジションの向きに、前記シフトレバーが倒された場合には、前記目標減速量を増加する、請求項１２記載の車両。
【請求項１６】
前記パーキングポジションは、前記第２の溝内において前記ドライブポジションよりも前方に位置し、
前記目標減速量設定手段は、
前記シフトレバーが後方に倒された場合には、前記目標減速量を増加する、請求項１２記載の車両。
【請求項１７】
前記シフトレバーは、前記減速ポジションにおいて前または後ろに操作された後は、中立位置に戻るように構成されている、請求項１１記載の車両。
【請求項１８】
前記操作部は、さらに、
前記シフトレバーがスライドされて、前記ドライブポジションと、前記動力の回転数が最も小さく前記動力のトルクが最も大きい変速比を使用するシフトポジションを指示するローポジションと、をとることができる、第２の溝を有しており、
前記第１と第２の溝は平行に設けられている、請求項１１記載の車両。
【請求項１９】
前記操作部は、さらに、
前記シフトレバーがスライドされて、前記ドライブポジションと前記減速ポジションとをとることができる、第３の溝を有しており、
前記第３の溝は、前記第１および第２の溝に対して垂直に設けられている、請求項１２または１８記載の車両。
【請求項２０】
前記第１ないし第３の溝は、Ｈ型を構成するように設けられる、請求項１９記載の車両。
【請求項２１】
前記第３の溝は、前記第１の溝の後端に接続されている、請求項１９記載の車両。
【請求項２２】
前記操作部は、予め設けられたスライド溝にそってレバーをスライドさせることによって前記減速量を指示可能な機構である請求項５記載の車両。
【請求項２３】
前記操作部は、該レバーのスライドによって減速量の設定を連続的に変化させ得る機構である請求項２２記載の車両。
【請求項２４】
請求項５記載の車両であって、
前記動力源から出力される動力の変速比を複数選択可能な変速機と、
前記車両の走行中に選択可能な変速比の範囲を表すシフトポジションを入力するためのシフトレバーとを備え、
前記操作部は、該シフトレバーと共通の機構として備えられている車両。
【請求項２５】
前記操作部は、車両の走行中に前記シフトレバーをスライドさせるためのスライド溝と、前記減速量を指示する際に前記シフトレバーをスライドさせるためのスライド溝とが直列的に設けられている請求項２４記載の車両。
【請求項２６】
前記減速量の設定状態に関する情報を運転者に提供する情報提供ユニットを備える請求項５記載の車両。
【請求項２７】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行する車両であって、
前記駆動軸に制動力を付与可能に設けられた電動機と、
該アクセルユニットの操作量を検出する検出手段と、
該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する目標減速量設定手段と、
前記設定された目標減速量を実現する制動力を前記駆動軸に付与するための前記電動機の目標運転状態を設定する電動機運転状態設定手段と、
前記電動機を前記目標運転状態で運転するよう制御して該車両の制動を行う制御手段とを備え、
前記電動機による制動力を前記駆動軸に伝達する経路上に、２つの回転部材間の滑りを利用してトルクと回転数とを変換しつつ動力を伝達する機構と、該２つの回転部材の相対的回転をロックして動力を直接伝達可能なロック機構とを有するトルクコンバータを有し、
前記アクセルユニットの操作量が、予め設定された所定値以下である場合には、前記トルクコンバータの前記回転部材間の滑りを抑制する所定の状態となるよう前記ロック機構を制御するロック機構制御手段を備える車両。
【請求項２８】
前記所定の状態は、前記２つの回転部材の相対的回転をロックする状態である請求項２７記載の車両。
【請求項２９】
前記所定値は、前記制動を開始すべき操作量よりも小さい範囲で設定された値である請求項２７記載の車両。
【請求項３０】
請求項２７記載の車両であって、
前記電動機による制動力を前記駆動軸に伝達する変速比を複数選択可能な変速機と、
該変速機が選択可能な変速比の範囲を指示するシフトポジション入力手段と、
前記駆動軸に機械的摩擦力によって制動力を付与する機械的制動機構とを備え、
前記制御手段は、該機械的制動機構が操作されている場合には、前記シフトポジション入力手段によって指示された範囲を超えた大きい変速比を選択することを許容して、前記変速比をも制御する手段である車両。
【請求項３１】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行するとともに、電動機のトルクによって制動可能な車両の運転を制御する制御方法であって、
（ａ）  前記アクセルユニットの操作量を検出する工程と、
（ｂ）  該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する工程と、
（ｃ）  前記設定された目標減速量を実現するための前記電動機の目標運転状態を設定する工程と、
（ｄ）  前記電動機を前記目標運転状態で運転して該車両の制動を行う工程とを備え、
前記工程（ｂ）における前記関係は、前記操作量に反比例して減速量が小さくなる関係である、制御方法。
【請求項３２】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行するとともに、電動機のトルクによって制動可能な車両の運転を制御する制御方法であって、
前記車両は、
機械的摩擦力を利用した制動機構を備え、
前記制御方法は、
（ａ）  前記アクセルユニットの操作量を検出する工程と、
（ｂ）  該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する工程と、
（ｃ）  前記設定された目標減速量を実現するための前記電動機の目標運転状態を設定する工程と、
（ｄ）  前記電動機を前記目標運転状態で運転して該車両の制動を行う工程とを備え、
前記工程（ｂ）における前記関係は、前記電動機による減速量が前記制動機構の作動時には非作動時よりも大きくなるよう、該制動機構の作動状態に応じて設定された関係である、制御方法。
【請求項３３】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行するとともに、電動機のトルクによって制動可能な車両の運転を制御する制御方法であって、
前記車両は、
制動力を付与する際の変速比を複数選択可能な変速機を、前記電動機と駆動軸との間に備え、
前記制御方法は、
（ａ）  前記アクセルユニットの操作量を検出する工程と、
（ｂ）  該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する工程と、
（ｃ）  前記設定された目標減速量を実現するための前記電動機の目標運転状態を設定する工程と、
（ｄ）  前記電動機を前記目標運転状態で運転して該車両の制動を行う工程とを備え、
前記工程（ｃ）は、
前記目標減速量を前記電動機のトルクで実現可能となる目標変速比を選択する工程を備え、
前記工程（ｄ）は、
前記変速機を制御して該目標変速比を実現する工程を備える、制御方法。
【請求項３４】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行するとともに、電動機のトルクによって制動可能な車両の運転を制御する制御方法であって、
前記車両は、
前記アクセルユニットとは別に、該車両の運転者が前記電動機による制動時の減速量を指示するための操作部を備え、
前記制御方法は、
（ａ）  前記アクセルユニットの操作量を検出する工程と、
（ｂ）  該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する工程と、
（ｃ）  前記設定された目標減速量を実現するための前記電動機の目標運転状態を設定する工程と、
（ｄ）  前記電動機を前記目標運転状態で運転して該車両の制動を行う工程とを備え、
前記工程（ｂ）は、
前記アクセルユニットの操作量に応じた車両の目標減速量の設定範囲を、該操作部の操作に応じて変更する工程を備える、制御方法。
【請求項３５】
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行するとともに、電動機のトルクによって制動可能な車両の運転を制御する制御方法であって、
前記車両は、
前記電動機による制動力を前記駆動軸に伝達する経路上に、２つの回転部材間の滑りを利用してトルクと回転数とを変換しつつ動力を伝達する機構と、該２つの回転部材の相対的回転をロックして動力を直接伝達可能なロック機構とを有するトルクコンバータを有し、
前記制御方法は、
（ａ）  前記アクセルユニットの操作量を検出する工程と、
（ｂ）  該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する工程と、
（ｃ）  前記設定された目標減速量を実現するための前記電動機の目標運転状態を設定する工程と、
（ｄ）  前記電動機を前記目標運転状態で運転して該車両の制動を行う工程とを備え、
前記工程（ｄ）は、
前記アクセルユニットの操作量が、予め設定された所定値以下である場合には、前記トルクコンバータの前記回転部材間の滑りを抑制する所定の状態となるよう前記ロック機構を制御する工程を備える、制御方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、機械的摩擦力に依るブレーキを用いた制動以外に、電動機を利用した制動を行うことができる車両およびその制御方法に関し、詳しくは電動機を利用した制動時における減速量を任意に調整可能な車両および該制動を実現する制御方法に関する。
背景技術
近年、車両の一形態として、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両が提案されている。例えば特開平９−３７４０７に記載のハイブリッド車両は、変速機を介してエンジンの出力軸を駆動軸に結合した通常の車両の動力系統に対して、エンジンと変速機の間に直列に電動機を追加した構成からなる車両である。かかる構成によれば、エンジンおよび電動機の双方を動力源として走行することが可能である。一般に車両の発進時にはエンジンの燃費が悪い。ハイブリッド車両は、かかる運転を回避するため、電動機の動力を利用して発進する。車両が所定の速度に達して以降に、エンジンを始動し、その動力を利用して走行する。従って、ハイブリッド車両は、発進時の燃費を向上することができる。また、ハイブリッド車両は、駆動軸の回転を電動機により電力として回生して制動時することができる（以下、かかる制動を回生制動と呼ぶ）。ハイブリッド車両は、回生制動により、運動エネルギを無駄なく利用できる。これらの特徴によりハイブリッド車両は、燃費に優れるという利点を有している。
車両の制動方法には、ブレーキペダルの操作に応じてパッド等を押しつけて車軸に摩擦を与える形式の制動方法（以下、単にホイールブレーキと呼ぶ）と、いわゆるエンジンブレーキのように動力源から駆動軸に負荷を与える制動方法（以下、動力源ブレーキと呼ぶ）とがある。ハイブリッド車両では、動力源ブレーキとして、エンジンのポンピングロスに基づくエンジンブレーキと、電動機での回生負荷による回生制動とがある。動力源による制動は、アクセルペダルからブレーキペダルへの踏み換えを行うことなく制動を行うことができる点で有用である。動力源ブレーキの有用性を高めるためには、運転者の意図する減速量を任意に設定できることが望ましい。
ここで、エンジンブレーキは、吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングを変更しない限り、エンジンの回転数に応じて減速量がほぼ一定の値となる。従って、運転者がエンジンブレーキにより所望の減速量を得るためには、シフトレバーを操作して変速機の変速比を変更し、動力源のトルクと駆動軸に出力されるトルクとの比を変更する必要があった。一方、電動機の回生制動は、回生負荷を比較的容易に制御でき、減速量の制御が比較的容易に実現可能であるという利点がある。かかる観点から、特開平９−３７４０７記載のハイブリッド車両では、使用者の設定した減速量を得るように電動機の回生減速量を制御している。
しかし、従来のハイブリッド車両では、減速量の設定を変更するために特別な操作が必要であった。このため、動力源ブレーキで運転者の意図した減速量を得るのが容易でなく、動力源ブレーキを十分有効に活用することができなかった。必要となる減速量は車両の走行状態に応じて頻繁に変わるのが通常であるが、従来のハイブリッド車両では、かかる変化に十分追随して減速量を変更することができず、減速量の微妙な調整が困難であるという課題もあった。
従来のハイブリッド車両では、電動機の回生負荷が変更可能な範囲で減速量を設定することができるに過ぎなかった。このため、使用者の意図する減速量を十分に得ることができない場合があった。特に車両が高速で走行中に減速量が不足する傾向にあった。
不足する減速量を補うために、ホイールブレーキを利用すれば、ペダルの踏み換えなく制動を行うことができるという動力源ブレーキの利点を損ねることになる。また、ホイールブレーキを使用すれば、車両の運動エネルギは熱エネルギとして消費されるから、エネルギの有効利用というハイブリッド車両の利点を損ねることにもなる。
従来のハイブリッド車両でもシフトレバーを操作して変速機の変速比を変更すれば、大きな減速量を得ることが可能ではあった。しかしながら、かかる場合には、シフトレバーの操作に伴って減速量が大きく変化するため、乗り心地が悪くなるという課題があった。
以上で説明した種々の課題は、エンジンと電動機とを動力源とするハイブリッド車両のみならず、電動機のトルクによって制動する車両に共通の課題であった。走行時の動力源として利用されず、回生制動などを目的として電動機を搭載している車両についても共通の課題であった。
発明の開示
本発明は電動機のトルクを利用した制動における減速量を、運転者が違和感のない操作で容易に調整可能な車両およびその制御方法を提供することを目的とする。また、運転者の指示に応じて幅広い範囲で滑らかに調整可能な車両およびかかる制動を実現するための制御方法を提供することを目的とする。
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明は、次の構成を採用した。
本発明の車両は、
アクセルユニットの操作によって動力源から駆動軸に出力される動力を調整して走行する車両であって、
前記駆動軸に制動力を付与可能に設けられた電動機と、
該アクセルユニットの操作量を検出する検出手段と、
該アクセルユニットの操作量が所定値以下の場合に、操作量と減速量について予め定めた関係に基づき、該操作量に応じた車両の目標減速量を設定する目標減速量設定手段と、
前記設定された目標減速量を実現する制動力を前記駆動軸に付与するための前記電動機の目標運転状態を設定する電動機運転状態設定手段と、
前記電動機を前記目標運転状態で運転するよう制御して該車両の制動を行う制御手段とを備えることを要旨とする。
電動機の目標運転状態は、目標トルク、電動機で回生される電力、電動機に流れる電流値など、運転状態に関与する種々のパラメータを用いて特定することができる。
本発明の車両によれば、アクセルユニットの操作量に応じて目標減速量が設定され、この目標減速量に応じて車両の制動が行われる。アクセルユニットは、動力源から出力される動力の大きさを指示するために使用される機構である。しかし、アクセルユニットには通常、遊びと呼ばれる操作余裕がある。つまり、アクセルユニットの操作量がこの遊びの範囲内に収まるほど小さい場合には、動力の大きさを指示する機構として機能しない。上記発明の車両では、かかる範囲でのアクセルユニットの操作量に基づき運転者が目標減速量を設定することができる。従って、運転者は、運転中に違和感なく容易に減速量を調整することができる。また、アクセルユニットは運転中に頻繁に操作される操作部であるから、本発明の車両は、車両の走行状態に応じて必要となる減速量の変化に追随して目標減速量を調整することができるとともに、目標減速量の微調整が可能となる利点もある。
本発明は、必ずしもアクセルユニットの遊びの範囲での操作量に応じてのみ目標減速量を設定する態様に限定されるものではない。本発明における所定の操作量は、遊びの範囲を超えた値に設定されていてもよい。つまり、本発明は、要求動力の増減を指示するためのアクセルユニットを目標減速量の調整にも使用したこと、および相反する指示を両立させるためにアクセルユニットの操作範囲に応じて要求動力の指示と目標減速量の指示とを切り替えることにより、上述の効果を得るものである。従って、前記所定の操作量は、遊びの範囲に限られず、要求動力および目標減速量の指示に適切な範囲に設定することができる。
アクセルユニットの操作に基づいて目標動力を設定可能とした場合の利点を具体的に説明する。一般にアクセルユニットはアクセルペダルとして構成されており、電動機のトルクによる制動は、アクセルペダルの踏み込みを緩めたときに働く。かかる場合に運転者の意図に沿った減速量が得られない場合には、運転者はブレーキペダルを踏み込み、ホイールブレーキを効かせて減速量を増す必要が生じる。この際、アクセルペダルからブレーキペダルへの踏み換えが必要となる。また、減速した後、再び加速する際にもブレーキペダルからアクセルペダルへの再度の踏み換えが必要となる。かかる踏み換えは車両の操作性を損ねることになる。
これに対して、本発明の車両では、上述の通り、アクセルペダルの踏み込みを緩めた場合に、その緩め具合に応じて運転者の意図にほぼ沿った減速量を得ることが可能となる。従って、運転者はアクセルペダルとブレーキペダルとの踏み換えをすることなく車両の制動および減速後の加速を行うことができる。また、アクセルペダルの踏み込み量を変化することにより、減速量を微調整することができる。従って、本発明の車両によれば、車両の操作性を大きく向上することができる。ここではアクセルユニットがペダルで構成されている場合を例にとって説明したが、上述の利点はペダルで構成されている場合に限定されるものではないことはもちろんである。
いわゆるエンジンブレーキは車速に応じてほぼ一義的に決まった減速量となる。動力源ブレーキによる減速量を変更するためには、エンジンの吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングを変更する機構など、特別な機構が必要となる。これに対し、電動機による減速量は比較的容易に制御可能であり、かつその応答性が高い。本発明の車両は、電動機による制動のかかる特長に基づき、運転者の意図に沿った減速量を実現している。
本発明の車両はエネルギ効率の観点でも以下の利点がある。一般にホイールブレーキは、駆動軸とパッドとの摩擦によって車両の運動エネルギを熱エネルギとして外部に捨てることで制動を行うものであるから、エネルギ効率の観点から好ましくない。これに対し、電動機による回生制動は車両の運動エネルギを電力として回生することができるため、該エネルギを以後の走行に有効活用することができる。本発明の車両によれば、電動機による回生制動を幅広く行うことが可能であるため、車両のエネルギ効率が向上するという利点がある。
ここで、本明細書における減速量の意味について説明する。減速量とは、車両の減速に関与するパラメータを意味する。例えば、減速度、即ち単位時間当たりの車速の減少量や制動力が含まれる。
ここで、本明細書にいう車両には、種々の型の車両が含まれる。第１に電動機のみを動力源とする車両、いわゆる純粋な電気自動車である。第２にエンジンと電動機の双方を動力源とするハイブリッド車両である。ハイブリッド車両には、エンジンからの動力を直接駆動軸に伝達可能ないパラレルハイブリッド車両と、エンジンからの動力は発電にのみ使用され駆動軸には直接伝達されないシリーズハイブリッド車両とがある。本発明は、双方のハイブリッド車両に適用可能である。また、電動機を含めて３つ以上の発動機を動力源とするものにも適用可能であることは言うまでもない。第３に走行時にはエンジンを動力源として使用するものの、回生制動用の電動機を搭載した車両である。
このように本発明の車両は、電動機以外にも制動トルクを付与し得る制動力源を備えるものであっても構わない。電動機のみを制動力源とする場合、前記電動機トルク設定手段は、所望の減速量の全てを電動機で与えるようにそのトルクを設定する。一般には負のトルクとなり、電動機はいわゆる回生運転となる。電動機を含む複数の制動力源を備える場合、電動機トルク設定手段は、電動機以外の制動力源による減速量を考慮した上で電動機によるトルクを設定する。かかる場合には、他の制動力源による減速量を所定の値として扱ってもよいし、全体の減速量が所定の値になるように電動機のトルクをいわゆるフィードバック制御するものとしてもよい。
本発明の車両において、前記目標減速量設定手段における前記関係は、種々の設定が可能であるが、
特に、前記目標減速量設定手段における前記関係は、前記操作量が小さくなるにつれて減速量が大きくなる関係とすることが好ましい。かかる設定の一例として、前記操作量に反比例して減速量が小さくなる関係を挙げることができる。
一般にアクセルユニットは、大きく操作した場合に動力源から出力される動力が大きくなるように構成されているのが通常である。逆に言えば、アクセルユニットの操作量が小さくなるにつれて要求動力は小さくなり、車両の加速度が低くなるように構成されているのが通常である。アクセルユニットの操作量が小さくなるにつれて減速量が大きくなる関係は、運転者の感覚によく一致したものとなる。従って、上述の関係を採用する車両は、運転者は違和感なく目標減速量の調整を行うことができ、操作性に優れた車両となる。
また、前記目標減速量設定手段における前記関係は、前記操作量が値０とみなすことができる状態における減速量が、その他の状態における減速量よりも有意に大きい値となっている関係とすることも好ましい。
かかる関係を用いれば、運転者の感覚に、より適合した減速量を実現することができる。一般に運転者はやや急激な制動を行おうとする場合にアクセルユニットの操作量を値０、即ちアクセルユニットをオフにする。従って、アクセルユニットがオフとなっている場合に、その他の状態における減速量よりも有意に大きい減速量で制動を行うものとすれば、このような運転者の意図に沿った制動となる。この結果、上記車両によれば、電動機による制動をより有効に活用することができる。
もちろん、本発明の車両においては、アクセルユニットがオフとなっている状態での減速量を基準として、操作量に応じて減速量が連続的に変化する関係を適用することも可能ではある。但し、この場合、基準となる減速量を十分に得ようとすれば、アクセルユニットの単位操作量に対する減速量の変化、即ち減速量の変化率が比較的急激になることが多い。減速量の変化率が大きい場合には、減速量の微妙な調整を行うことが困難となる。上記関係によれば、アクセルユニットがオフとなった時の基準の減速量は十分確保することができるとともに、その他の場合においては減速量の微妙な調整が可能となる程度の変化率で減速量と操作量との関係を設定することが可能となる利点もある。
なお、上記関係において、操作量が値０とみなすことができる状態とは、アクセルユニットの操作量を検出するためのセンサの分解能などを考慮して判断される。つまり、操作量が厳密に値０となる場合のみならず、かかるセンサの分解能から考えて操作量が実質的に値０であると判断される程度の範囲を含めるものとすることができる。
また、本発明の車両において、機械的摩擦力を利用した制動機構、即ち、ホイールブレーキを供えている場合には、ホイールブレーキが作動しているか否かによってアクセルユニットの操作量と減速量との関係を切り替えるものとしてもよい。例えば、前記電動機による減速量が、ホイールブレーキの作動時には非作動時よりも大きくなるように設定してもよい。ホイールブレーキが作動している場合、運転者はより大きな減速量を要求していると考えられるため、このように設定することで、運転者の感覚に適合した制度を実現することができる。
さらに、アクセルユニットの操作量と減速量との関係を種々のパラメータに基づいて多元的に設定するものとしてもよい。
例えば、車両の車速を検出する車速検出手段を備える場合には、目標減速量設定手段は、前記操作量と前記車速とに基づいて前記目標減速量を設定する手段とすることができる。
本発明の車両は、さらに、
動力伝達時の変速比を複数選択可能な変速機を、前記動力源と駆動軸との間に結合された状態で備えるとともに、
前記目標減速量を前記動力源のトルクで実現可能となる目標変速比を選択する選択手段と、
前記変速機を制御して前記変速比を実現する変速制御手段とを備えるものとすることが望ましい。
かかる車両によれば、上記選択手段によって、運転者が指示した減速量および電動機のトルクの大きさ応じた適切な変速比を実現することができる。また、かかる変速比の下で電動機の運転状態を制御することにより、運転者が指示した減速量を実現することができる。つまり、本発明の車両は、変速機と電動機の双方を統合的に制御することにより、幅広い範囲で運転者の指示に応じた制動を行うことが可能となる。
このような車両においては、逆に走行中に使用されている変速比に基づいてアクセルユニットの操作量と目標減速量との関係を切り替えるものとしてもよい。
上述の変速機を備える車両においては、
前記目標減速量設定手段における前記関係は、前記操作量に応じた減速量の変更範囲が、前記変速機の変速比を一定に維持したまま実現可能な範囲となっている関係であるものとすることが好ましい。
かかる関係を採用すれば、アクセルユニットの操作量を変えて減速量を調整しても、変速機の変速比が一定に保たれる。つまり、減速量の変更は電動機の制御によって実現される。この結果、変速比の切り替えを行うことなく減速量を調整することができ、滑らかな走行を実現することができる。
本発明は、先に説明した通り、種々の構成からなる動力源を備える車両に適用可能であるが、特に、
前記動力源として、前記電動機とエンジンとを備える車両に適用することが好ましい。
つまり、電動機が動力源として利用されるとともに、エンジンからの動力も車軸に出力可能な状態で、電動機とエンジンとを供えるハイブリッド車両に適用することが好ましい。先に説明した通り、エンジンを動力源とする車両において、エンジンブレーキの減速量を調整することは比較的困難である。これに対し、エンジンと電動機とを動力源として備えるものとすれば、電動機による制動トルクを制御することにより車両全体の減速量を比較的容易に制御することが可能となる。従って、本発明を上記ハイブリッド車両に適用すれば、エンジンを主動力源とする車両において、動力源ブレーキの有用性を大きく向上することができる。
また、かかるハイブリッド車両では、先に説明した変速機を併せて供えるものとすることが好ましい。一般に上記構成からなるハイブリッド車両では、エンジンの補助的な動力源として電動機が備えられることが通常である。電動機は、例えば、発進時および低速走行時に使用されたり、エンジンのトルクが不足する時にトルクを補助する目的で使用されたりする。パラレルハイブリッド車両では、かかる目的に適した出力定格が比較的低い小型の電動機が備えられることが多く、電動機のみでは、運転者の意図する回生制動を十分に行う能力を有していない場合が多い。従って、変速機を併せて備えることにより、幅広い範囲での制動が可能となり、本発明を特に有効に適用することが可能となる。
また、本発明の車両においては、
前記アクセルユニットとは別に、該車両の運転者が前記動力源による制動時の減速量を指示するための操作部と、
前記アクセルユニットの操作量に応じた車両の目標減速量の設定範囲を変更する変更手段とを備えるものとすることが好ましい。
かかる車両によれば、運転者が上記操作部を操作することにより、目標減速量の設定範囲を変更することができる。また、この操作に応じて変更された設定範囲内で、アクセルユニットの操作量に応じて目標減速量を微調整することができる。こうすることにより、運転者はより幅広い範囲で電動機による制動を活用することができる。従って、上記車両によれば、車両の操作性を大きく向上することができる。
例えば、乗り心地重視ではなくきびきびした走りを好むときなど、運転者が比較的大きい減速量を要求する場合には、上記操作部を操作して目標減速量の設定範囲を大きい側に変更する。このように変更した上で、アクセルユニットを操作すれば、比較的大きい減速量を基準として減速量の微調整をすることができる。逆に、雪道など路面の摩擦係数が比較的低い状況にある場合には、スリップの発生を回避すべく、上記操作部を操作して目標減速量の設定範囲を小さい側に変更する。このように変更した上で、アクセルユニットを操作すれば、比較的小さい減速量を基準として減速量の微調整をすることができる。もちろん、本発明は、運転者により要求される減速量の全範囲を、上記操作部の操作を行うことなくアクセルユニットの操作のみで設定可能としても構わないが、上述のように操作部による設定と、アクセルユニットの操作による調整とを併用する構成を採るものとすれば、減速量の微調整をより容易に行うことができる利点がある。
なお、アクセルユニットとは別に減速量を設定する操作部を有する車両においては、上述の通り、該操作部の操作に応じて目標減速量の設定範囲を切り替え、アクセルユニットの操作に応じて最終的に目標減速量を設定するものの他、同様の処理を他の態様で行うものとしてもよい。例えば、前記操作部の操作によって目標減速量を一旦設定した上で、アクセルユニットの操作に応じて該目標減速量を修正するものとしてもよい。また、前記操作部の操作によって目標減速量を一旦設定した上で、アクセルユニットの操作に応じて前記電動機の目標トルクを修正するものとしてもよい。これらの方法は処理上の変形例にすぎず、実質的に上記構成と同義のものである。
操作部は、種々の構成が可能である。
例えば、操作部は、前記設定範囲を減速量が大きくなる側に段階的にシフトする第１スイッチと、前記設定範囲を減速量が小さくなる側に段階的にシフトする第２スイッチとを有しているものとすることができる。この場合、第１スイッチおよび第２スイッチは、該車両のステアリング操作部に設けるものとすれば、操作性が高い利点がある。
操作部は、予め設けられたスライド溝にそってレバーをスライドさせることによって前記減速量を指示可能な機構としてもよい。特に、レバーのスライドによって減速量の設定を連続的に変化させ得る機構とすれば、減速量の設定の自由度が高くなる利点がある。
車両に、前記動力源から出力される動力の変速比を複数選択可能な変速機と、前記車両の走行中に選択可能な変速比の範囲を表すシフトポジションを入力するためのシフトレバーとが備えられている場合には、
前記操作部は、該シフトレバーと共通の機構とすることが望ましい。こうすれば、新たな操作部を設ける必要がなく、また非常に操作性の高い操作部を実現することができる利点がある。
操作部は、車両の通常走行中にシフトレバーをスライドさせるためのスライド溝と、減速量を指示する際に前記シフトレバーをスライドさせるためのスライド溝とが直列的に設けられている構成とすることも望ましい。こうすれば、減速量を指示する際の操作性を向上することができる。
なお、減速量の設定範囲を変更可能な操作部を備える場合には、自己の操作によって減速量の範囲がどのように設定されたかを容易に認識できるようにするために、減速量の設定状態に関する情報を運転者に提供する情報提供ユニットを備えることが望ましい。情報提供ユニットは、減速量の設定状態を表示する表示ユニットや、減速量の設定状態を音声で提供するユニットとして構成することができる。提供する情報の内容は、減速量の設定範囲自体を知らせる情報、基準となる減速量からの変動量を知らせる情報など種々の態様を採ることができる。
本発明の車両において、前記電動機による制動力を前記駆動軸に伝達する経路上に、２つの回転部材間の滑りを利用してトルクと回転数とを変換しつつ動力を伝達する機構と、該２つの回転部材の相対的回転をロックして動力を直接伝達可能なロック機構とを有するトルクコンバータを有している場合には、
前記アクセルユニットの操作量が、予め設定された所定値以下である場合には、前記トルクコンバータの前記回転部材間の滑りを抑制する所定の状態となるよう前記ロック機構を制御するロック機構制御手段を備えるものとすることもできる。
制動時にロック機構を制御すれば、トルクコンバータの２つの回転部材の相対的滑りを抑制することができ、電動機による制動力を小さな損失で駆動軸に伝達することができる。
かかるトルクコンバータとしては、流体を利用した機構が知られている。
このようにロック機構を制御する態様において、前記所定の状態は、例えば前記２つの回転部材の相対的回転をロックする状態とすることができる。前記所定値は、前記制動を開始すべき操作量よりも小さい範囲で設定された値とすることができる。こうすることにより、運転者の感覚に適合した制動を実現することができる。なお、これらに限定されず、種々の設定が可能であることは言うまでもない。
また、トルクコンバータを備える車両では、
さらに、前記電動機による制動力を前記駆動軸に伝達する変速比を複数選択可能な変速機と、
該変速機が選択可能な変速比の範囲を指示するシフトポジション入力手段と、
前記駆動軸に機械的摩擦力によって制動力を付与する機械的制動機構とを備えるものとし、
前記制御手段は、該機械的制動機構が操作されている場合には、前記シフトポジション入力手段によって指示された範囲を超えた大きい変速比を選択することを許容して、前記変速比をも制御する手段ものとしてもよい。
変速比と電動機とを併せて制御することにより目標減速量を実現することができる。この際、シフトポジションによる制約を超えて変速比を制御することが許容されているため、より確実に目標減速量を実現可能である。制御手段は、機械的制動機構が操作されている場合には、シフトポジション入力手段の指示に関わらず、単純に変速比を一段階大きい側に変更する手段として構成するものとしてもよい。
本発明は上述した車両として構成する他、該車両の制御方法として構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は実施例としてのハイブリッド車両の概略構成図である。
図２は変速機１００の内部構造を示す説明図である。
図３はクラッチ、ブレーキ、およびワンウェイクラッチの係合状態と変速段との関係を示す説明図である。
図４は本実施例のハイブリッド車両におけるシフトポジションの操作部１６０を示す説明図である。
図５はステアリングに設けられた操作部を示す説明図である。
図６は変形例の操作部１６０Ａを示す説明図である。
図７は本実施例におけるハイブリッド車両の計器板を示す説明図である。
図８は制御ユニット７０に対する入出力信号の結線を示す説明図である。
図９は車両の走行状態と動力源との関係を示す説明図である。
図１０は変速機１００の変速段と車両の走行状態との関係を示す説明図である。
図１１は本実施例のハイブリッド車両について、車速および減速度と、変速段との組み合わせのマップを示す説明図である。
図１２は車速Ｖｓにおける減速度と変速段との関係を示した説明図である。
図１３は変速段を一定とした場合の減速度を示す説明図である。
図１４はモータ２０を回生運転する場合の制御トルクと、モータ２０を力行運転する場合の制動トルクとの関係を模式的に示した説明図である。
図１５は減速制御処理ルーチンのフローチャートである。
図１６はアクセル開度について示す説明図である。
図１７は初期設定処理ルーチンのフローチャートである。
図１８は減速度設定処理ルーチンのフローチャートである。
図１９は減速度の第１の設定例を示すタイムチャートである。
図２０は減速度の第２の設定例を示すタイムチャートである。
図２１は減速度の第３の設定例を示すタイムチャートである。
図２２は減速度の第４の設定例を示すタイムチャートである。
図２３は変速段選択処理ルーチンのフローチャートである。
図２４は制動制御処理ルーチンのフローチャートである。
図２５はアクセル開度補正係数の設定について示す説明図である。
図２６はアクセル開度に応じた減速度の変更範囲と変速段との関係について示す説明図である。
図２７は第２実施例として、シリーズハイブリッド車両の構成を示す説明図である。
図２８は第３実施例としての車両の構成を示す説明図である。
図２９は第４実施例における減速制御処理ルーチンのフローチャートである。
図３０は第４実施例における制動トルクの設定例を示す説明図である。
図３１はロックアップクラッチの係合状態を示す説明図である。
図３２はロックアップクラッチの係合力とモータの制動トルクとの関係を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
（１）装置の構成：
図１は、実施例としてのハイブリッド車両の概略構成図である。本実施例のハイブリッド車両の動力源は、エンジン１０とモータ２０である。図示する通り、本実施例のハイブリッド車両の動力系統は、以下に示す通り、上流側からエンジン１０、モータ２０、トルクコンバータ３０、および変速機１００を結合した構成を有している。具体的には、モータ２０は、エンジン１０のクランクシャフト１２に結合されている。モータ２０の回転軸１３は、トルクコンバータ３０に結合されている。トルクコンバータの出力軸１４は変速機１００に結合されている。変速機１００の出力軸１５はディファレンシャルギヤ１６を介して車軸１７に結合されている。
エンジン１０は通常のガソリンエンジンである。但し、エンジン１０は、ガソリンと空気の混合気をシリンダに吸い込むための吸気バルブ、および燃焼後の排気をシリンダから排出するための排気バルブの開閉タイミングを、ピストンの上下運動に対して相対的に調整可能な機構を有している（以下、この機構をＶＶＴ機構と呼ぶ）。ＶＶＴ機構の構成については、周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。エンジン１０は、ピストンの上下運動に対して各バルブが遅れて閉じるように開閉タイミングを調整することにより、いわゆるポンピングロスを低減することができる。この結果、いわゆるエンジンブレーキによる制動力を低減させることができる。また、エンジン１０をモータリングする際にモータ２０から出力すべきトルクを低減させることもできる。ガソリンを燃焼して動力を出力する際には、ＶＶＴ機構は、エンジン１０の回転数に応じて最も燃焼効率の良いタイミングで各バルブが開閉するように制御される。
モータ２０は、三相の同期モータであり、外周面に複数個の永久磁石を有するロータ２２と、回転磁界を形成するための三相コイルが巻回されたステータ２４とを備える。モータ２０はロータ２２に備えられた永久磁石による磁界とステータ２４の三相コイルによって形成される磁界との相互作用により回転駆動する。また、ロータ２２が外力によって回転させられる場合には、これらの磁界の相互作用により三相コイルの両端に起電力を生じさせる。なお、モータ２０には、ロータ２２とステータ２４との間の磁束密度が円周方向に正弦分布する正弦波着磁モータを適用することも可能であるが、本実施例では、比較的大きなトルクを出力可能な非正弦波着磁モータを適用した。
ステータ２４は駆動回路４０を介してバッテリ５０に電気的に接続されている。駆動回路４０はトランジスタインバータであり、モータ２０の三相それぞれに対して、ソース側とシンク側の２つを一組としてトランジスタが複数備えられている。図示する通り、駆動回路４０は、制御ユニット７０と電気的に接続されている。制御ユニット７０が駆動回路４０の各トランジスタのオン・オフの時間をＰＷＭ制御するとバッテリ５０を電源とする疑似三相交流がステータ２４の三相コイルに流れ、回転磁界が形成される。モータ２０は、かかる回転磁界によって先に説明した通り電動機または発電機として機能する。
トルクコンバータ３０は、流体を利用した周知の動力伝達機構である。トルクコンバータ３０の入力軸、即ちモータ２０の出力軸１３と、トルクコンバータ３０の出力軸１４とは機械的に結合されてはおらず、互いに滑りをもった状態で回転可能である。両者の末端には、それぞれ複数のブレードを有するタービン３２が備えられており、モータ２０の出力軸１３のタービンとトルクコンバータ３０の出力軸１４のタービンとが互いに対向する状態でトルクコンバータ内部に組み付けられている。トルクコンバータ３０は密閉構造をなしており、中にはトランスミッション・オイルが封入されている。このオイルが前述のタービンにそれぞれ作用することで、一方の回転軸から他方の回転軸に動力を伝達することができる。しかも、両者はすべりをもった状態で回転可能であるから、一方の回転軸から入力された動力を、回転数およびトルクの異なる回転状態に変換して他方の回転軸に伝達することができる。トルクコンバータ３０には、動力を伝達するタービンの回転を相互にロックするたのロックアップクラッチ３１が備えられている。タービン３２の滑りが比較的小さくなる場合など、所定の条件下でロックアップクラッチ３１を係合させると、タービンでの滑りなく動力が伝達可能となるため、動力伝達時の損失を低減することができる。
変速機１００は、内部に複数のギヤ、クラッチ、ワンウェイクラッチ、ブレーキ等を備え、変速比を切り替えることによってトルクコンバータ３０の出力軸１４のトルクおよび回転数を変換して出力軸１５に伝達可能な機構である。図２は、変速機１００の内部構造を示す説明図である。本実施例の変速機１００は、大きくは副変速部１１０（図中の破線より左側の部分）と主変速部１２０（図中の破線より右側の部分）とから構成されており、図示する構造により前進５段、後進１段の変速段を実現することができる。
変速機１００の構成について回転軸１４側から順に説明する。図示する通り、回転軸１４から入力された動力は、オーバードライブ部として構成された副変速部１１０によって所定の変速比で変速されて回転軸１１９に伝達される。副変速部１１０は、シングルピニオン型の第１のプラネタリギヤ１１２を中心に、クラッチＣ０と、ワンウェイクラッチＦ０と、ブレーキＢ０により構成される。第１のプラネタリギヤ１１２は、遊星歯車とも呼ばれるギヤであり、中心で回転するサンギヤ１１４、サンギヤの周りで自転しながら公転するプラネタリピニオンギヤ１１５、更にプラネタリピニオンギヤの外周で回転するリングギヤ１１８の３種類のギヤから構成されている。プラネタリピニオンギヤ１１５は、プラネタリキャリア１１６と呼ばれる回転部に軸支されている。
一般にプラネタリギヤは、上述の３つのギヤのうち２つのギヤの回転状態が決定されると残余の一つのギヤの回転状態が決定される性質を有している。プラネタリギヤの各ギヤの回転状態は、機構学上周知の計算式（１）によって与えられる。
Ｎｓ＝（１＋ρ）／ρ×Ｎｃ−Ｎｒ／ρ；
Ｎｃ＝ρ／（１＋ρ）×Ｎｓ＋Ｎｒ／（１＋ρ）；
Ｎｒ＝（１＋ρ）Ｎｃ−ρＮｓ；
Ｔｓ＝Ｔｃ×ρ／（１＋ρ）＝ρＴｒ；
Ｔｒ＝Ｔｃ／（１＋ρ）；
ρ＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数          ・・・（１）；
ここで、
Ｎｓはサンギヤの回転数；
Ｔｓはサンギヤのトルク；
Ｎｃはプラネタリキャリアの回転数；
Ｔｃはプラネタリキャリアのトルク；
Ｎｒはリングギヤの回転数；
Ｔｒはリングギヤのトルク；
である。
副変速部１１０では、変速機１００の入力軸に相当する回転軸１４がプラネタリキャリア１１６に結合されている。またこのプラネタリキャリア１１６とサンギヤ１１４との間にワンウェイクラッチＦ０とクラッチＣ０とが並列に配置されている。ワンウェイクラッチＦ０はサンギヤ１１４がプラネタリキャリア１１６に対して相対的に正回転、即ち変速機への入力軸１４と同方向に回転する場合に係合する方向に設けられている。サンギヤ１１４には、その回転を制止可能な多板ブレーキＢ０が設けられている。副変速部１１０の出力に相当するリングギヤ１１８は回転軸１１９に結合されている。回転軸１１９は、主変速部１２０の入力軸に相当する。
かかる構成を有する副変速部１１０は、クラッチＣ０又はワンウェイクラッチＦ０が係合した状態ではプラネタリキャリア１１６とサンギヤ１１４とが一体的に回転する。先に示した式（１）に照らせば、サンギヤ１１４とプラネタリキャリア１１６の回転数が等しい場合には、リングギヤ１１８の回転数もこれらと等しくなるからである。このとき、回転軸１１９は入力軸１４と同じ回転数となる。またブレーキＢ０を係合させてサンギヤ１１４の回転を止めた場合、先に示した式（１）においてサンギヤ１１４の回転数Ｎｓに値０を代入すれば明らかな通り、リングギヤ１１８の回転数Ｎｒはプラネタリキャリア１１６の回転数Ｎｃよりも高くなる。即ち、回転軸１４の回転は増速されて回転軸１１９に伝達される。このように副変速部１１０は、回転軸１４から入力された動力を、そのままの状態で回転軸１１９に伝える役割と、増速して伝える役割とを選択的に果たすことができる。
次に、主変速部１２０の構成を説明する。主変速部１２０は三組のプラネタリギヤ１３０，１４０，１５０を備えている。また、クラッチＣ１，Ｃ２、ワンウェイクラッチＦ１，Ｆ２およびブレーキＢ１〜Ｂ４を備えている。各プラネタリギヤは、副変速部１１０に備えられた第１のプラネタリギヤ１１２と同様、サンギヤ、プラネタリキャリアおよびプラネタリピニオンギヤ、並びにリングギヤから構成されている。三組のプラネタリギヤ１３０，１４０，１５０は次の通り結合されている。
第２のプラネタリギヤ１３０のサンギヤ１３２と第３のプラネタリギヤ１４０のサンギヤ１４２とは互いに一体的に結合されており、これらはクラッチＣ２を介して入力軸１１９に結合可能となっている。これらのサンギヤ１３２，１４２が結合された回転軸には、その回転を制止するためのブレーキＢ１が設けられている。また、該回転軸が逆転する際に係合する方向にワンウェイクラッチＦ１が設けられている。さらにこのワンウェイクラッチＦ１の回転を制止するためのブレーキＢ２が設けられている。
第２のプラネタリギヤ１３０のプラネタリキャリア１３４には、その回転を制止可能なブレーキＢ３が設けられている。第２のプラネタリギヤ１３０のリングギヤ１３６は、第３のプラネタリギヤ１４０のプラネタリキャリア１４４および第４のプラネタリギヤ１５０のプラネタリキャリア１５４と一体的に結合されている。更に、これら三者は変速機１００の出力軸１５に結合されている。
第３のプラネタリギヤ１４０のリングギヤ１４６は、第４のプラネタリギヤ１５０のサンギヤ１５２に結合されるとともに、回転軸１２２に結合されている。回転軸１２２はクラッチＣ１を介して主変速部１２０の入力軸１１９に結合可能となっている。第４のプラネタリギヤ１５０のリングギヤ１５６には、その回転を制止するためのブレーキＢ４と、リングギヤ１５６が逆転する際に係合する方向にワンウェイクラッチＦ２とが設けられている。
変速機１００に設けられた上述のクラッチＣ０〜Ｃ２およびブレーキＢ０〜Ｂ４は、それぞれ油圧によって係合および解放する。図示を省略したが、各クラッチおよびブレーキには、かかる作動を可能とする油圧配管および油圧を制御するためのソレノイドバルブ等が設けられている。本実施例のハイブリッド車両では、制御ユニット７０がこれらのソレノイドバルブ等に制御信号を出力することによって、各クラッチおよびブレーキの作動を制御する。
本実施例の変速機１００は、クラッチＣ０〜Ｃ２およびブレーキＢ０〜Ｂ４の係合および解放の組み合わせによって、前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。また、いわゆるパーキングおよびニュートラルの状態も実現することができる。図３は、各クラッチ、ブレーキ、およびワンウェイクラッチの係合状態と変速段との関係を示す説明図である。この図において、○印はクラッチ等が係合した状態であることを意味し、◎は動力源ブレーキ時に係合することを意味し、△印は係合するものの動力伝達に関係しないことを意味している。動力源ブレーキとは、エンジン１０およびモータ２０による制動をいう。なお、ワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ２の係合状態は、制御ユニット７０の制御信号に基づくものではなく、各ギヤの回転方向に基づくものである。
図３に示す通り、パーキング（Ｐ）およびニュートラル（Ｎ）の場合には、クラッチＣ０およびワンウェイクラッチＦ０が係合する。クラッチＣ２およびクラッチＣ１の双方が解放状態であるから、主変速部１２０の入力軸１１９から下流には動力の伝達がなされない。
第１速（１ｓｔ）の場合には、クラッチＣ０，Ｃ１およびワンウェイクラッチＦ０，Ｆ２が係合する。また、エンジンブレーキをかける場合には、さらにブレーキＢ４が係合する。この状態では、変速機１００の入力軸１４は第４のプラネタリギヤ１５０のサンギヤ１５２に直結された状態に等しくなり、動力は第４のプラネタリギヤ１５０の変速比に応じた変速比で出力軸１５に伝達される。リングギヤ１５６は、ワンウェイクラッチＦ２の作用により逆転しないように拘束され、事実上回転数は値０となる。かかる条件下で、先に示した式（１）に照らせば、入力軸１４の回転数Ｎｉｎ、トルクＴｉｎと、出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔ、トルクＴｏｕｔとの関係は、次式（２）で与えられる。
Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ／ｋ１；
Ｔｏｕｔ＝ｋ１×Ｔｉｎ
ｋ１＝（１＋ρ４）／ρ４；
ρ４は第４のプラネタリギヤ１５０の変速比            ・・・（２）；
第２速（２ｎｄ）の場合には、クラッチＣ１、ブレーキＢ３、ワンウェイクラッチＦ０が係合する。また、エンジンブレーキをかける場合には、さらにクラッチＣ０が係合する。この状態では、変速機１００の入力軸１４は第４のプラネタリギヤ１５０のサンギヤ１５２および第３のプラネタリギヤ１４０のリングギヤ１４６に直結された状態に等しい。一方、第２のプラネタリギヤ１３０のプラネタリギヤ１３４は固定された状態となる。第２のプラネタリギヤ１３０および第３のプラネタリギヤ１４０について見れば、両者のサンギヤ１３２、１４２の回転数は等しい。また、リングギヤ１３６とプラネタリキャリア１４４の回転数は等しい。これらの条件下で、先に説明した式（１）に照らせば、プラネタリギヤ１３０、１４０の回転状態は一義的に決定される。入力軸１４の回転軸Ｎｉｎ、トルクＴｉｎと、出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔ、トルクＴｏｕｔとの関係は、次式（３）で与えられる。出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔは第１速（１ｓｔ）の回転数よりも高くなり、トルクＴｏｕｔは第１速（１ｓｔ）のトルクよりも低くなる。
Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ／ｋ２；
Ｔｏｕｔ＝ｋ２×Ｔｉｎ
ｋ２＝｛ρ２（１＋ρ３）＋ρ３｝／ρ２；
ρ２は第２のプラネタリギヤ１３０の変速比；
ρ３は第３のプラネタリギヤ１４０の変速比          ・・・（３）；
第３速（３ｒｄ）の場合には、クラッチＣ０，Ｃ１、ブレーキＢ２、ワンウェイクラッチＦ０，Ｆ１が係合する。また、エンジンブレーキをかける場合には、さらにブレーキＢ１が係合する。この状態では、変速機１００の入力軸１４は第４のプラネタリギヤ１５０のサンギヤ１５２および第３のプラネタリギヤ１４０のリングギヤ１４６に直結された状態に等しい。一方、第２および第３のプラネタリギヤ１３０、１４０のサンギヤ１３２、１４２はブレーキＢ２およびワンウェイクラッチＦ１の作用により逆転が禁止された状態となり、事実上回転数は値０となる。かかる条件下で、第２速（２ｎｄ）の場合と同様、先に説明した式（１）に照らせば、プラネタリギヤ１３０、１４０の回転状態は一義的に決定され、出力軸１５の回転数も一義的に決定される。入力軸１４の回転数Ｎｉｎ、トルクＴｉｎと、出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔ、トルクＴｏｕｔとの関係は、次式（４）で与えられる。出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔは第２速（２ｎｄ）の回転数よりも高くなり、トルクＴｏｕｔは第２速（２ｎｄ）のトルクよりも低くなる。
Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ／ｋ３；
Ｔｏｕｔ＝ｋ３×Ｔｉｎ
ｋ３＝１＋ρ３          ・・・（４）；
第４速（４ｔｈ）の場合には、クラッチＣ０〜Ｃ２およびワンウェイクラッチＦ０が係合する。ブレーキＢ２も同時に係合するが、動力の伝達には無関係である。この状態では、クラッチＣ１，Ｃ２が同時に係合するため、入力軸１４は第２のプラネタリギヤ１３０のサンギヤ１３２、第３のプラネタリギヤ１４０のサンギヤ１４２およびリングギヤ１４６、第４のプラネタリギヤ１５０のサンギヤ１５２に直結された状態となる。この結果、第３のプラネタリギヤ１４０は入力軸１４と同じ回転数で一体的に回転する。従って、出力軸１５も入力軸１４と同じ回転数で一体的に回転する。従って第４速（４ｔｈ）では、出力軸１５は第３速（３ｒｄ）よりも高い回転数で回転する。つまり、入力軸１４の回転数Ｎｉｎ、トルクＴｉｎと、出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔ、トルクＴｏｕｔとの関係は、次式（５）で与えられる。出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔは第３速（３ｒｄ）の回転数よりも高くなり、トルクＴｏｕｔは第３速（３ｒｄ）のトルクよりも低くなる。
Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ／ｋ４；
Ｔｏｕｔ＝ｋ４×Ｔｉｎ
ｋ４＝１                    ・・・（５）；
第５速（５ｔｈ）の場合には、クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ０が係合する。ブレーキＢ２も係合するが、動力の伝達には無関係である。この状態では、クラッチＣ０が解放されるため、副変速部１１０で回転数が増速される。つまり、変速機１００の入力軸１４の回転数は、増速されて主変速部１２０の入力軸１１９に伝達される。一方、クラッチＣ１，Ｃ２が同時に係合するため、第４速（４ｔｈ）の場合と同様、入力軸１１９と出力軸１５とは同じ回転数で回転する。先に説明した式（１）に照らせば、副変速部１１０の入力軸１４と出力軸１１９の回転数、トルクの関係を求めることができ、出力軸１５の回転数、トルクを求めることができる。入力軸１４の回転数Ｎｉｎ、トルクＴｉｎと、出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔ、トルクＴｏｕｔとの関係は、次式（６）で与えられる。出力軸１５の回転数Ｎｏｕｔは第４速（４ｔｈ）の回転数よりも高くなり、トルクＴｏｕｔは第４速（４ｔｈ）のトルクよりも低くなる。
Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ／ｋ５；
Ｔｏｕｔ＝ｋ５×Ｔｉｎ
ｋ５＝１／（１＋ρ１）
ρ１は第１のプラネタリギヤ１１２の変速比    ・・・（６）；
リバース（Ｒ）の場合には、クラッチＣ２、ブレーキＢ０、Ｂ４が係合する。このとき、入力軸１４の回転数は副変速部１１０で増速された上で、第２のプラネタリギヤ１３０のサンギヤ１３２、第３のプラネタリギヤ１４０のサンギヤ１４２に直結された状態となる。既に説明した通り、リングギヤ１３６、プラネタリキャリア１４４、１５４の回転数は等しくなる。リングギヤ１４６とサンギヤ１５２の回転数も等しくなる。また、第４のプラネタリギヤ１５０のリングギヤ１５６の回転数はブレーキＢ４の作用により値０となる。これらの条件下で先に説明した式（１）に照らせば、プラネタリギヤ１３０、１４０、１５０の回転状態は一義的に決定される。このとき出力軸１５は負の方向に回転し、後進が可能となる。
以上で説明した通り、本実施例の変速機１００は、前進５段、後進１段の変速を実現することができる。入力軸１４から入力された動力は、回転数およびトルクの異なる動力として出力軸１５から出力される。出力される動力は、第１速（１ｓｔ）から第５速（５ｔｈ）の順に回転数が上昇し、トルクが低減する。これは入力軸１４に負のトルク、即ち制動力が付加されている場合も同様である。上で示した式（２）〜（６）中の変数ｋ１〜ｋ５は、それぞれ各変速段の変速比を表している。入力軸１４にエンジン１０およびモータ２０により、一定の制動力が付加された場合、第１速（１ｓｔ）から第５速（５ｔｈ）の順に出力軸１５に付加される制動力は低減する。なお、変速機１１０としては、本実施例で適用した構成の他、周知の種々の構成を適用可能である。変速段が前進５速よりも少ないものおよび多いもののいずれも適用可能である。
変速機１００の変速段は、制御ユニット７０が車速等に応じて設定する。運転者は、車内に備えられたシフトレバーを手動で操作し、シフトポジションを選択することによって、使用される変速段の範囲を変更することが可能である。図４は本実施例のハイブリッド車両におけるシフトポジションの操作部１６０を示す説明図である。この操作部１６０は車内の運転席横のフロアに車両の前後方向に沿って備えられている。
図示する通り、操作部としてシフトレバー１６２が備えられている。運転者はシフトレバー１６２を前後方向にスライドすることにより種々のシフトポジションを選択することができる。シフトポジションは、前方からパーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライプポジション（Ｄ）、第４ポジション（４）、第３ポジション（３）、第２ポジション（２）およびローポジション（Ｌ）の順に配列されている。
パーキング（Ｐ）、リバース（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）は、それぞれ図３で示した係合状態に対応する。ドライブポジション（Ｄ）は、図３に示した第１速（１ｓｔ）から第５速（５ｔｈ）までを使用して走行するモードの選択を意味する。以下、第４ポジション（４）は第４速（４ｔｈ）まで、第３ポジション（３）は第３速（３ｒｄ）まで、第２ポジション（２）は第２速（２ｎｄ）までおよびローポジション（Ｌ）は第１速（１ｓｔ）のみを使用して走行するモードの選択を意味する。
本実施例のハイブリッド車両は、後述する通り、動力源ブレーキによる減速度を運転者が任意に設定可能となっている。シフトポジションを選択するための操作部１６０には、減速度を設定するための機構も設けられている。
図４に示す通り、本実施例のハイブリッド車両におけるシフトレバー１６２は、前後にスライドしてシフトポジションを選択することができる他、ドライブ（Ｄ）ポジションで横にスライドすることも可能である。このようにして選択されたポジションをＥポジションと呼ぶものとする。シフトレバー１６２がＥポジションにある場合には、以下の通りシフトレバー１６２を前後に操作することによって動力源ブレーキによる減速度の設定を変更することが可能となる。なお、操作部１６０には、内部にシフトポジションを検出するためのセンサ、およびシフトレバー１６２がＥポジションにある場合にオンとなるＥポジションスイッチが設けられている。これらのセンサ、スイッチの信号は後述する通り、制御ユニット７０に伝達され、車両の種々の制御に用いられる。
シフトレバー１６２がＥポジションにある場合の動作について説明する。シフトレバー１６２は運転者が手を離した状態ではＥポジションの中立位置に保たれる。運転者は減速度を増したい場合、つまり急激な制動を行いたい場合には、シフトレバー１６２を後方（Ｄｅｃｅｌ側）に倒す。減速度を低減したい場合、つまり緩やかな制動を行いたい場合には、シフトレバー１６２を前方（Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌ側）に倒す。かかる場合、シフトレバー１６２は前後方向に連続的にスライドするのではなく、節度感を持って動く。つまり、シフトレバー１６２は、中立状態、前方に倒した状態、後方に倒した状態の３つのうちいずれかの状態を採る。運転者がシフトレバー１６２に加える力を緩めればシフトレバー１６２は直ちに中立位置に戻るようになっている。動力源ブレーキによる減速度は、シフトレバー１６２の前後方向の操作回数に応じて段階的に変化するようになっている。
本実施例のハイブリッド車両は、上述したシフトレバー１６２の操作の他、ステアリングにも動力源ブレーキによる減速度を変更するための操作部が設けられている。図５は、ステアリングに設けられた操作部を示す説明図である。図５（ａ）はステアリング１６４を運転者に対向する側、つまり前面から見た状態を示している。図示する通り、ステアリング１６４のスポーク部に減速度を増すためのＤｅｃｅｌスイッチ１６６Ｌ，１６６Ｒが設けられている。これらのスイッチは、運転者がステアリングを操作する際に、右手または左手の親指で操作しやすい場所に設けられている。本実施例では、ステアリングを回転した場合でも混乱なく適切な操作を行うことができるように、前面に設けられた２つのスイッチは同じ機能を奏するものに統一してある。
図５（ｂ）はステアリング１６４を裏面から見た状態を示している。図示する通り、Ｄｅｃｅｌスイッチ１６６Ｌ，１６６Ｒのほぼ裏側に当たる場所に、減速度を低減するためのＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチ１６８Ｌ，１６８Ｒが設けられている。これらのスイッチは、運転者がステアリングを操作する際に、右手または左手の人差し指で操作しやすい場所に設けられている。Ｄｅｃｅｌスイッチ１６６Ｌ，１６６Ｒと同様の理由により、両スイッチは同じ機能を奏するものに統一してある。
運転者がＤｅｃｅｌスイッチ１６６Ｌ，１６６Ｒを押すと、その回数に応じて減速度が増加する。Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチ１６８Ｌ，１６８Ｒを押すと、その回数に応じて減速度が低減する。なお、これらのスイッチ１６６Ｌ，１６６Ｒ，１６８Ｌ，１６８Ｒは、シフトレバー１６２がＥポジション（図４参照）にある場合にのみ有効となる。このように構成することにより、運転者がステアリング１６４を操作する際に意図せずこれらのスイッチを操作して、目標減速度の設定が変更されることを回避することができる。
操作部１６０には、この他、スノーモードスイッチ１６３が設けられている。スノーモードスイッチ１６３は、路面が雪道などの摩擦係数が低く、スリップしやすい状況にある場合に運転者により操作される。スノーモードスイッチ１６３がオンになっている場合には、後述する通り、目標減速度の上限値が所定値以下に抑制されるようになっている。摩擦係数が低い路面を走行中に、大きな減速度で減速が行われるとスリップが生じる可能性がある。スノーモードスイッチ１６３がオンになっている場合には、減速度が所定値以下に抑制されるため、スリップを回避することができる。もちろん、スノーモードスイッチ１６３がオンとなっている場合には、スリップが生じない程度の範囲で、減速度を変更することは可能である。
なお、シフトポジションの選択および目標減速度の設定を行うため操作部は、本実施例で示した構成（図４）以外にも種々の構成を適用することが可能である。図６は、変形例の操作部１６０Ａを示す説明図である。この操作部１６０Ａは、運転者の横の車両の前後方向に沿って設けられている。運転者がシフトレバー１６２を前後方向にスライドすることにより種々のシフトポジションを選択することができる。図６では、ドライブポジション（Ｄ）のみを示し、４ポジション等を省略したが、図４の操作部１６０と同様、種々のシフトポジションを設けることができる。変形例の操作部１６０Ａでは、シフトポジションを選択するための通常の可動範囲の更に後方にＥポジションを設けてある。運転者は、Ｅポジション内でシフトレバー１６２を前後方向にスライドすることにより減速度の設定を連続的に変更することができる。この例では、シフトレバー１６２を後方にスライドすることによって減速度が増加し、前方にスライドすることによって減速度が低減する。なお、この変形例は一例に過ぎず、減速度を設定するための機構は、この他にも種々の構成を適用することが可能である。
以上で説明した減速度の設定は、車内の計器板に表示される。図７は、本実施例におけるハイブリッド車両の計器板を示す説明図である。この計器板は、通常の車両と同様、運転者の正面に設置されている。計器板には、運転者から見て左側に燃料計２０２、速度計２０４が設けられており、右側にエンジン水温計２０８、エンジン回転計２０６が設けられている。中央部にはシフトポジションを表示するシフトポジションインジケータ２２０が設けられており、その左右に方向指示器インジケータ２１０Ｌ、２１０Ｒが設けられている。これらは、通常の車両と同等の表示部である。本実施例のハイブリッド車両では、これらの表示部に加えて、Ｅポジションインジケータ２２２がシフトポジションインジケータ２２０の上方に設けられている。また、設定された減速度の表示を行う減速度インジケータ２２４がＥポジションインジケータ２２２の右側に設けられている。
Ｅポジションインジケータ２２２は、シフトレバーがＥポジションにある際に点灯する。減速度インジケータ２２４は、運転者がＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチを操作して減速度を設定すると、車両のシンボルに併せて設けられた後ろ向きの矢印（図７の右向きの矢印）の長さが増減して、設定結果を感覚的に表すようになっている。本実施例のハイブリッド車両は、後述する通り、種々の条件に基づいて設定された減速度を抑制することがある。Ｅポジションインジケータ２２２および減速度インジケータ２２４は、かかる抑制が行われた場合には、点滅標示など通常とは異なる態様での表示を行うことで、減速度の抑制を運転者に報知する役割も果たす。
本実施例のハイブリッド車両では、エンジン１０、モータ２０、トルクコンバータ３０、変速機１００等の運転を制御ユニット７０が制御している（図１参照）。制御ユニット７０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えるワクチップ・マイクロコンピュータであり、ＲＯＭに記録されたプロセスに従い、ＣＰＵが後述する種々の制御処理を行う。制御ユニット７０には、かかる制御を実現するために種々の入出力信号が接続されている。図１には、代表的なものとして、シフトレバーを有する操作部１６０からの信号、およびアクセルペダル７４の踏み込み量、即ちアクセル開度を検出するためのアクセルペダルポジションセンサ７２からの信号を示した。制御ユニットには、この他にも図８に示す種々の信号が入出力される。図８は、制御ユニット７０に対する入出力信号の結線を示す説明図である。図中の左側に制御ユニット７０に入力される信号を示し、右側に制御ユニット７０から出力される信号を示す。
制御ユニット７０に入力される信号は、種々のスイッチおよびセンサからの信号である。かかる信号には、例えば、エンジン１０のみを動力源とする運転を指示するハイブリッドキャンセルスイッチ、車両の加速度を検出する加速度センサ、エンジン１０の回転数、エンジン１０の水温、イグニッションスイッチ、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、エンジン１０のクランク位置、デフォッガのオン・オフ、エアコンの運転状態、車速、トルクコンバータ３０の油温、シフトポジション（図４参照）、サイドブレーキのオン・オフ、フットブレーキの踏み込み量、エンジン１０の排気を浄化する触媒の温度、アクセル開度、オートクルーズスイッチのオン・オフ、Ｅポジションスイッチのオン・オフ（図４参照）、目標減速度の設定を変更するＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチ、過給器のタービン回転数、雪道など低摩擦係数の路面の走行モードを指示するスノーモードスイッチ、燃料計からのフューエルリッド信号などがある。
制御ユニット７０から出力される信号は、エンジン１０，モータ２０，トルクコバータ３０，変速機１００等を制御するための信号である。かかる信号には、例えば、エンジン１０の点火時期を制御する点火信号、燃料噴射を制御する燃料噴射信号、エンジン１０の始動を行うためのスタータ信号、駆動回路４０をスイッチングしてモータ２０の運転を制御するＭＧ制御信号、変速機１００の変速段を切り替える変速機制御信号、変速機１００の油圧を制御するためのＡＴソレノイド信号およびＡＴライン圧コントロールソレノイド信号、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）のアクチュエータを制御する信号、駆動力源を表示する駆動力源インジケータ信号、エアコンの制御信号、種々の警報音を鳴らずための制御信号、エンジン１０の電子スロットル弁の制御信号、スノーモードの選択を表示するスノーモードインジケータ信号、エンジン１０の吸気バルブ、排気バルブの開閉タイミングを制御するＶＶＴ信号、車両の運転状態を表示するシステムインジケータ信号、および設定された減速度を表示する設定減速度インジケータ信号などがある。
（２）一般的動作：
次に、本実施例のハイブリッド車両の一般的動作について説明する。先に図１で説明した通り、本実施例のハイブリッド車両は動力源としてエンジン１０とモータ２０とを備える。制御ユニット７０は、車両の走行状態、即ち車速およびトルクに応じて両者を使い分けて走行する。両者の使い分けは予めマップとして設定され、制御ユニット７０内容物のＲＯＭに記憶されている。
図９は、車両の走行状態と動力源との関係を示す説明図である。図中の曲線ＬＩＭは、車両が走行可能な領域の限界を示している。図中の領域ＭＧはモータ２０を起動源として走行する領域であり、領域ＥＧはエンジン１０を動力源として走行する領域である。以下、前者をＥＶ走行と呼び、後者を通常走行と呼ぶものとする。図１の構成によれば、エンジン１０とモータ２０の双方を動力源として走行することも可能ではあるが、本実施例では、かかる走行領域は設けていない。
図示する通り、本実施例のハイブリッド車両は、まずＥＶ走行で発進する。先に説明した通り（図１参照）、本実施例のハイブリッド車両は、エンジン１０とモータ２０とが一体的に回転するように構成されている。従って、ＥＶ走行時にもエンジン１０は回転している。但し、燃料噴射および点火を行わず、モータリングされている状態である。先に説明した通り、エンジン１０にはＶＶＴ機構が備えられている。制御ユニット７０は、ＥＶ走行時にはモータ２０に与える負荷を減らし、モータ２０から出力される動力が車両の走行に有効に使われるようにするため、ＶＶＴ機構を制御して、吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングを遅らせる。
ＥＶ走行により発進した車両が図９のマップにおける領域ＭＧと領域ＥＧの境界近傍の走行状態に達した時点で、制御ユニット７０は、エンジン１０を始動する。エンジン１０はモータ２０により既に所定の回転数で回転しているから、制御ユニット７０は、所定のタイミングでエンジン１０に燃料を噴射し、点火する。また、ＶＶＴ機構を制御して、吸気バルブおよび排気バルブの開閉タイミングをエンジン１０の運転に適したタイミングに変更する。
こうしてエンジン１０が始動して以後、領域ＥＧ内ではエンジン１０のみを動力源として走行する。かかる領域での走行が開始されると、制御ユニット７０は駆動回路４０のトランジスタを全てシャットダウンする。この結果、モータ２０は単に空回りした状態となる。
制御ユニット７０は、このように車両の走行状態に応じて電力源を切り替える制御を行うとともに、変速機１００の変速段を切り替える処理も行う。変速段の切り替えは動力源の切り替えと同様、車両の走行状態に予め設定されたマップに基づいてなされる。図１０は、変速機１００の変速段と車両の走行状態との関係を示すマップである。このマップに示す通り、制御ユニット７０は、車速が増すにつれて変速比が小さくなるように変速段の切り替えを実行する。
この切り替えはシフトポジションによる制限を受ける。ドライブポジション（Ｄ）では、図１０に示す通り、第５速（５ｔｈ）までの変速段を用いて走行する。４ポジションでは、第４速（４ｔｈ）までの変速段を用いて走行する。この場合には、図１０における５ｔｈの領域であっても第４速（４ｔｈ）が使用される。変速段の切り替えはこのマップによる切り替えの他、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込むことにより一段変速比が高い側に変速段を移す、いわゆるキックダウンと呼ばれる切り替えも行われる。これらの切り替え制御は、エンジンのみを動力源とし、自動変速装置を備えた周知の車両と同様である。本実施例では、ＥＶ走行をしている場合（領域ＭＧ）にも同様の切り替えを実行する。なお、変速段と車両の走行状態との関係は、図１０に示した他、変速機１００の変速比に応じて種々の設定が可能である。
なお、図９および図１０には、車両の走行状態に応じてＥＶ走行と通常走行とを使い分ける場合のマップを示した。本実施例の制御ユニット７０は、全ての走行状態を通常走行で行う場合のマップも備えている。かかるマップは、図９および図１０において、ＥＶ走行の領域（領域ＭＧ）を除いたものとなっている。ＥＶ走行を行うためには、バッテリ５０にある程度の電力が蓄えられていることが必要である。従って、制御ユニット７０は、バッテリ５０の蓄電状態に応じてマップを切り替えて、車両の制御を実行する。即ち、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値以上である場合には、図９および図１０に基づき、ＥＶ走行と通常走行とを使い分けて運転を行う。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値よりも小さい場合には、発進および微速走行時にもエンジン１０のみを動力源とする通常走行で運転する。上記２つのマップの使い分けについては、所定の間隔で繰り返し判定される。従って、残容量ＳＯＣが所定値以上でありＥＶ走行で発進を開始した場合でも、発進後に電力が消費された結果、残容量ＳＯＣが所定値よりも小さくなれば、車両の走行状態が領域ＭＧ内にあっても通常走行に切り替えられる。
次に、本実施例のハイブリッド車両の制動について説明する。本実施例のハイブリッド車両は、ブレーキペダルを踏み込むことによって付加されるホイールブレーキと、エンジン１０およびモータ２０からの負荷トルクによる動力源ブレーキの２種類のブレーキによる制動が可能である。動力源ブレーキによる制動は、アクセルペダルの踏み込みを緩めた場合に行われる。図９に、動力源ブレーキによる制動力、即ち負のトルクを示した。動力源ブレーキは、車速に応じて図中の直線Ｌ１に沿って変化する。ブレーキペダルを踏み込めば、車両には動力源ブレーキとホイールブレーキの総和からなる制動力が付加される。
なお、動力源ブレーキを作用させる場合には、トルクコンバータ３３のロックアップクラッチ３１は原則として係合状態に制御される。但し、トルクコンバータの油温が低い場合や車速が低い場合など、ロックアップクラッチ３１を係合するのに適さない運転状態もあるため、かかる場合には、ロックアップクラッチ３１を解放したまま動力源ブレーキをかけるものとしてもよい。その他、車速やエンジン回転数などの条件に応じてロックアップクラッチ３１の係合の強弱を制御する態様を採ることもできる。以下では、ロックアップクラッチ３１が係合状態にあるものとして動力源ブレーキの制動について説明する。
本実施例のハイブリッド車両は、先に説明したＥポジションでの操作によって、動力源ブレーキの減速度を運転者が設定することができる。即ち、図９中の破線で示したように減速度を段階的に変化させることができる。ＥポジションにおいてＤｅｃｅｌスイッチを操作すると、動力源ブレーキは図中の直線Ｌ１，Ｌ２の方向に変化し、段階的に強くなる、Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチを操作すると、動力源ブレーキは段階的に弱くなる。
本実施例のハイブリッド車両が、このように段階的に設定された動力源ブレーキを変速機１００の変速段の切り替えおよびモータ２０による制動力の双方を組み合わせて制御することにより実現する。図１１は、本実施例のハイブリッド車両について、車速および減速度と、変速段との組み合わせのマップを示す説明図である。なお、図１１では、減速度を絶対値で示している。ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作によって、車両の減速度は図１１中の直線ＢＬ〜ＢＵの範囲で段階的に変化する。
動力源ブレーキによる減速度は、モータ２０のトルクを制御することにより、一定の範囲で変化させることができる。また、変速機１００の変速段を切り替えれば、動力源のトルクと車軸１７に出力されるトルクとの比を変更することができるから、変速段に応じて車両の減速度を変更することができる。この結果、変速段が第２速（２ｎｄ）にあるときは、モータ２０のトルクを制御することにより、図１１中の短破線で示した範囲の減速度を達成することができる。第３速（３ｒｄ）にあるときは、図１１中の実線で示した範囲の減速度を達成することができる。第４速（４ｔｈ）にあるときは、図１１中の一点鎖線で示した範囲の減速度を達成することができる。第５速（５ｔｈ）にあるときは、図１１中の長破線で示した範囲の減速度を達成することができる。
制御ユニット７０は、図１１のマップに応じて設定された減速度を実現する変速段を選択して制動を行う。例えば、減速度が図１１中の直線ＢＬに設定されている場合、車速が値ＶＣよりも高い領域では、第５速（５ｔｈ）により制動を行い、車速が値ＶＣよりも低い領域では、第４速（４ｔｈ）に変速段を切り替えて制動を行う。かかる領域では、第５速（５ｔｈ）では所望の減速度を実現できなくなるからである。本実施例では、各変速段で実現される減速度の範囲が重複して設定されている。車速が値ＶＣよりも高い領域では、第４速（４ｔｈ）と第５速（５ｔｈ）の双方で直線ＢＬに相当する減速度を実現可能である。従って、かかる領域では、制御ユニット７０は、種々の条件に基づいて第４速（４ｔｈ）または第５速（５ｔｈ）のいずれか、より制動に適した変速段を選択して制動を行う。
本実施例における変速段の設定について更に詳細に説明する。図１２は、ある車速Ｖｓにおける減速度と変速段との関係を示した説明図である。図１１中の直線Ｖｓに沿った減速度と変速段との関係に相当する。図１２に示す通り、減速度が比較的小さい区間Ｄ１では、第５速（５ｔｈ）のみで減速度が実現される。それよりも減速度が大きい区間Ｄ２では、第５速（５ｔｈ）および第４速（４ｔｈ）で減速度が実現される。同様に減速度が順次大きくなるにつれて、区間Ｄ３では第４速（４ｔｈ）のみ、区間Ｄ４では第３速（３ｒｄ）または第４速（４ｔｈ）、区間Ｄ５では第３速（３ｒｄ）のみ、区間Ｄ６では第２速（２ｎｄ）または第３速（３ｒｄ）、区間Ｄ７では第２速（２ｎｄ）のみでそれぞれの減速度が実現される。なお、ここでは第２速（２ｎｄ）までを用いたマップを示したが、第１速（Ｌ）を用いた制動を行うものとしても構わない。
各変速段での減速度が重複している理由について説明する。図１３は、第２速（２ｎｄ）における減速度を示す説明図である。図中の破線ＴＬは第２速（２ｎｄ）で実現される減速度の下限を示し、破線ＴＵは上限と示している。直線ＴＥはエンジン１０によるエンジンブレーキのみで実現される減速度を示している。本実施例のハイブリッド車両では、ＶＶＴ機構を制御することにより、エンジンブレーキによる減速度を変更することも可能ではある。但し、かかる制御は、応答性および精度が低い。従って、本実施例では、制動時にはＶＶＴ機構を制御していない。この結果、図１３に示す通り、エンジンブレーキによる減速度は車速に応じて一義的に決まった値となる。
本実施例ではモータ２０によるトルクを制御することによって、減速度を変化させている。図１３中のハッチングを示した領域Ｂｇでは、モータ２０をいわゆる回生運転し、モータ２０でも制動力を付加することによってエンジンブレーキによる減速度よりも大きい減速度を実現している。その他の領域Ｂｐ、即ち直線ＴＥと破線ＴＬとの間の領域では、モータ２０を力行運転し、モータ２０からは駆動力を出力することによってエンジンブレーキよりも低い減速度を実現している。
図１４は、モータ２０を回生運転する場合の制動トルクと、モータ２０を力行運転する場合の制動トルクとの関係を模式的に示した説明図である。図中の左側には、モータ２０を力行運転する場合の制動トルク（領域Ｂｐにおける状態）を示した。エンジンブレーキによる制動トルクは図中の帯ＢＥで示される。領域Ｂｐでは、エンジンブレーキによる制動トルクとは逆方向に、モータ２０が帯ＢＭで示された駆動力を出力する。車軸１７には、両者の総和からなる制動トルクが出力されるから、図中にハッチングで示した通り、エンジンブレーキによる制動トルクＢＥよりも低い制動トルクが出力される。
図中の右側には、モータ２０を回生運転する場合の制動トルク（領域Ｂｇにおける状態）を示した。エンジンブレーキによる制動トルクは領域Ｂｐにおける場合と同じ同じ大きさの帯ＢＥで示される。領域Ｂｐでは、エンジンブレーキによる制動トルクと同方向に、モータ２０が帯ＢＭで示された制動トルクを出力する。車軸１７には、両者の総和からなる制動トルクが出力されるから、図中にハッチングで示した通り、エンジンブレーキによる制動トルクＢＥよりも大きい制動トルクが出力される。
このように本実施例のハイブリッド車両は、モータ２０の運転状態を回生運転と力行運転とで切り替えることによって、エンジンブレーキによる減速度よりも大きい減速度および低い減速度を実現している。そして、例えば、変速比の大きい側の変速段において力行運転により実現される減速度の領域と、変速比の小さい側の変速段において回生運転により実現される減速度の領域とが重複するように図１１のマップを設定している。例えば、第２速（２ｎｄ）での力行運転による制動の領域と第３速（３ｒｄ）での回生運転による制動の領域とを重複させている。
このように設定することにより、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに適した態様で制動を行うことができる。例えば、バッテリ５０が更に充電可能な状態にある場合には、モータ２０の回生運転により所望の減速度が得られるように変速比が小さい側の変速段を選択する。バッテリ５０が満充電に近い状態にある場合には、モータ２０の力行運転により所望の減速度が得られるように変速比が大きい側の変速段を選択する。本実施例では、上述した通り、２つの変速段による減速度の範囲を重複して設定することにより、このように、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに関わらず所望の減速度の実現を可能としている。
もちろん、これらの設定は、一例に過ぎず、各変速段により実現される減速度が重複しないように設定してもよい。また、図１１のマップのように全ての変速段がそれぞれ他の変速段と重複する領域を有する設定とするのではなく、一部の変速段のみが重複する領域を有する設定としてもよい。
なお、設定された減速度は、車両にかかる動力源ブレーキの下限値に相当する。例えば、減速度が直線ＢＬに設定されている場合を考える。速度ＶＣ以上の領域で変速段が第３速（３ｒｄ）になっている場合には、減速度は直線ＢＬに相当する減速度よりも必ず大きい値となる。本実施例のハイブリッド車両では、減速度の下限値を設定するものとしているから、かかる場合には要求された減速度が実現されていることになる。つまり、上述の場合には、改めて変速段を第４速（４ｔｈ）または第５速（５ｔｈ）に切り替えた上で、直線ＢＬに相当する比較的低い減速度を実現する制御は行わない。但し、運転者がＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチを操作して、減速度の設定を弱めた場合には、運転者の意図に沿った減速を実現すべく、変速段の切り替えを行う。
以上で説明した通り、本実施例では、運転者の設定に応じた減速度での制動を実現する。但し、かかる制御は先に説明したＥポジションにおいて行われる（以下、かかる制動をＥポジション制動と呼ぶ）。シフトレバーがＥポジションにない場合には、通常の制動が行われる。通常の制動では、Ｅポジション制動とは異なり、変速段の切り替えを行わない。従って、動力源ブレーキがかけられる時点で使用されていた変速段のままで制動を行う。ドライブポジション（Ｄ）にある場合には、第５速（５ｔｈ）で走行しているのが通常であるから、該変速段で実現可能な比較的低い減速度での制動が行われる。４ポジション（４）にある場合には、第４速（４ｔｈ）までを使用して走行しているから、ドライブポジション（Ｄ）よりも若干大きい減速度での制動が実現される。通常の制動時には、モータ２０の制動力も一定の負荷を与える回生運転となる。従って、図１１に示したマップのように各変速段で幅広い範囲の減速度を実現することはできず、各変速段につき１つの直線で示される減速度しか実現し得ない状態となる。
（３）運転制御処理：
本実施例のハイブリッド車両は、制御ユニット７０が、エンジン１０、モータ２０等を制御することによって、上述した走行を可能としている。以下では、本実施例のハイブリッド車両に特徴的な制動時の運転に絞って、減速制御の内容を説明する。
図１５は、減速制御処理ルーチンのフローチャートである。この処理は、制御ユニット７０のＣＰＵが所定の周期で実行する処理である。この処理が開始されると、ＣＰＵは、まず初期設定処理を行う（ステップＳ１０）。初期設定処理とは、減速制御に必要となる目標減速度の初期設定および解除を行う処理である。この処理は、減速制御処理ルーチンが最初に実行された時のみならず、繰り返し実行される度に実行される。
図１７は、初期設定処理ルーチンのフローチャートである。初期設定処理ルーチンでは、ＣＰＵはまずスイッチの信号を入力する（ステップＳ１５）。ここで入力すべき信号は、図８に一覧で示した。もっとも、初期設定処理ルーチンに直接関係のある信号としては、シフトポジションを表す信号、Ｅポジションスイッチの信号である。従って、ステップＳ１５では、これらの信号のみを入力するものとしても構わない。
次に、ＣＰＵは入力された信号に基づいて、ＤポジションからＥポジションへのシフトポジションの切り替えが行われたか否かを判定する（ステップＳ２０）。入力されたシフトポジションがＥポジションであり、かつ、従前のシフトポジションがＤポジションであれば、上述の切り替えが行われたものと判断される。Ｅポジションスイッチがオフ状態からオンの状態に変わったか否かに基づいて判断するものとしてもよい。
ＤポジションからＥポジションへの切り替えが行われた場合には、Ｅポジションインジケータ（図７参照）をオンにする（ステップＳ４０）。図８に示したシステムインジケータ信号として、Ｅポジションインジケータをオンにする信号を出力する。この信号に応じてＥポジションインジケータが点灯される。Ｅポジションインジケータの点灯に併せて、ＣＰＵは目標減速度の初期化として、設定値をＤポジション相当の値とする（ステップＳ４５）。
Ｄポジション時において、第５速（５ｔｈ）で動力源ブレーキがかけられている場合、ステップＳ４５では、この変速段で実現される減速度に対応した目標減速度を初期値として設定するのである。なお、本実施例においては、図１１に示した通り、車速の低い領域では、設定される減速度の最低値（図中の直線ＢＬ）が、第５速（５ｔｈ）で実現される減速度よりも大きい場合がある。フローチャートでは明記していないが、ステップＳ４５における目標減速度の設定は、あくまでもＥポジションにおいて採りうる減速度の範囲で行われる。従って、Ｄポジションで実現される減速度がＥポジションで採りうる最低限の減速度（直線ＢＬ）よりも低い場合には、減速度は直線ＢＬ相当の値に設定される。この結果、Ｄポジションで使用している変速段によって、減速度の初期設定値は、車速が比較的高い領域ではＤポジションで実現される減速度相当の値となり、車速が比較的低い領域ではＤポジションで実現される減速度よりも大きい減速度となる場合もある。
なお、ステップＳ４５においては、目標減速度の設定値を敢えてＤポジションよりも大きめに設定するものとすることも可能である。運転者がＥポジションで減速度を変更したいと欲するのは、Ｄポジションでの減速度に不足を感じる場合が多い。従って、ステップＳ４５において、Ｄポジションよりも大きい減速度を初期値として設定すれば、運転者の要求する減速度を速やかに得ることが可能となる。このようにステップＳ４５の処理は、Ｄポジション時の減速度を基準として、Ｅポジションでの減速度の初期値を設定することを意図したものである。Ｄポジションでの減速度を基準として減速度の初期値を設定することにより、Ｅポジションへの切り替えを行った直後の減速度を運転者が比較的容易に推測可能となり、Ｅポジションでの減速度の設定を容易にするとともに、Ｅポジションへの切り替え時の違和感を低減することができる。
続いて、ＣＰＵは、変速段の初期値をＤポジションで使用している変速段に設定する（ステップＳ５０）。先に説明した通り、本実施例のハイブリッド車両は、Ｅポジションでは、変速段の切り替えとモータ２０のトルクとを組み合わせて制御することにより、設定された減速度での制動を実現する。ここで、目標減速度の設定は、運転者が欲する最低限の減速度を設定するものとしている。従って、例えば、図１１における直線ＢＬ相当の減速度が設定されている場合、車速Ｖｓで該減速度を実現し得る変速段は、第２速（２ｎｄ）〜第５速（５ｔｈ）まで選択し得る。ステップＳ５０では、かかる場合に、Ｄポジションで使用していた変速段を初期値として設定する。こうすることにより、Ｅポジションへの切り替えが行われるとともに、変速段が切り替えられることを回避することができ、切り替え時のショック等を低減することができる。
ステップＳ２０において、ＤポジションからＥポジションへの切り替えではないと判定された場合には、ＣＰＵは、ＥポジションからＤポジションへの切り替えが行われたか否かを判定する（ステップＳ２５）。つまり、入力されたシフトポジションがＤポジションであり、かつ、従前のシフトポジションがＥポジションであれば、上述の切り替えが行われたことになる。Ｅポジションスイッチがオンの状態からオフの状態に変わったか否かに基づいて判断するものとしてもよい。
ＥポジションからＤポジションへの切り替えが行われた場合には、Ｅポジションインジケータ（図７参照）をオフにする（ステップＳ３０）。つまり、図８に示したシステムインジケータ信号に併せてＥポジションインジケータをオフにする信号を出力する。この信号に応じてＥポジションインジケータが消灯される。Ｅポジションインジケータの消灯に併せて、ＣＰＵは目標減速度の設定値を解除する（ステップＳ３５）。Ｅポジションでの走行中には、後述する通り運転者がＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチを操作して、所望の減速度を設定するが、ステップＳ３５では、こうした一切の設定を解除するのである。
運転者の要求する減速度は車両の走行状態に応じて異なる場合が多い。従って、次にＥポジションが選択された場合に備えて目標減速度の設定値を記憶しておく必要性は比較的低い。運転者が減速度につき、以前の設定値を記憶していることも稀である。従って、目標減速度の設定値を解除することなく、次にＥポジションが選択された場合にも使用するものとすれば、Ｅポジションへの切り替えと同時に運転者の予想に反する減速度で制動が行われる可能性がある、本実施例では、このうような事態を回避するために、ＥポジションからＤポジションへの切り替えが行われる度に目標減速度の設定を解除するものとしているのである。
なお、目標減速度の設定の解除については、ここで示した以外にも種々の方法を採りうる。例えば、ＥポジションからＤポジションへの切り替え時に解除するのではなく、ＤポジションからＥポジションへの切り替え時に解除するものとしてもよい。本実施例では、Ｅポジションへの切り替え時に、従前の設定値に関わらず、減速度の初期値を設定するものとしているから、ステップＳ３５における設定の解除処理を省略するものとしても構わない。また、目標減速度の設定を解除するための操作を別途設けるものとしてもよい。つまり、ＥポジションからＤポジションへの切り替え時には目標減速度の設定を解除せず、設定解除スイッチの操作などを特別な操作を行った場合にのみ目標減速度の設定を解除するものとしてもよい。
以上で説明した通り、Ｅポジションへの切り替え、又はＤポジションへの切り替えが行われた場合には、それぞれの初期設定を実行して、ＣＰＵは初期設定処理ルーチンを終了する。また、ステップＳ２５において、ＥポジションからＤポジションへの切り替えが行われていないと判定された場合、つまり、ＥポジションまたはＤポジションのまま変更がないと判定された場合には、初期設定処理としては減速度および変速段の設定を変更する必要がないため、ＣＰＵは何も処理することなく初期設定処理ルーチンを終了する。
図１５に示した通り、ＣＰＵは初期設定処理ルーチンが終了すると、次に減速度設定処理を実行する（ステップＳ１００）。この処理は、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作に基づいて、Ｅポジションで実現すべき減速度の設定を行う処理である。減速度設定処理の内容を図１８に基づいて説明する。
図１８は、減速度設定処理ルーチンのフローチャートである。この処理が開始されると、ＣＰＵはスイッチの信号を入力する（ステップＳ１０５）。ここで入力する信号は、図８に示した種々の信号のうち、Ｄｅｃｅｌスイッチ、Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチ、Ｅポジションスイッチ、スノーモードスイッチの信号である。もちろん、その他の信号を併せて入力するものとしても構わない。
こうして入力された信号に基づき、ＣＰＵはＥポジションが選択されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この判定は、Ｅポジションスイッチのオン・オフによって行われる。Ｅポジションが選択されていない場合には、減速度の設定の変更は受け付けるべきではないと判断し、ＣＰＵは何も処理を行うことなく減速度設定処理ルーチンを終了する。
ステップＳ１１０において、Ｅポジションが選択されていると判断された場合、ＣＰＵは次にＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチが故障しているか否かを判定する（ステップＳ１１５）。故障は、種々の方法により判断可能である。例えば、スイッチの接触不良時には、いわゆるチャタリングが生じ、スイッチのオン・オフが非常に頻繁に切り替わって検出される。所定時間に亘って、所定以上の周波数でオン・オフが検出された場合には、スイッチが故障しているものと判定することができる。また、逆に通常の操作では想定し得ない程の長時間に亘ってスイッチがオンとなっている場合にも故障と判定することができる。
スイッチの故障が検出された場合には、運転者の意図しない減速度が設定されることを回避すべく、ＣＰＵは目標減速度の設定を解除する（ステップＳ１７０）。目標減速度の設定を変更しない処理を行うものとしても構わない。本実施例では、運転者が自己の意図に沿わない値に設定された減速度を修正している途中にスイッチが故障した場合も想定し、目標減速度の設定を解除するものとした。こうして、目標減速度の設定を解除した後、ＣＰＵはスイッチの故障を運転者に報知するための故障表示を行う（ステップＳ１７５）。故障表示は種々の方法を採ることができる。本実施例では、警報音と鳴らすと共に、Ｅポジションインジケータ（図７参照）を点滅させるものとした。これらの報知は、図８に示した警報音の信号、システムインジケータの信号にそれぞれ該当する信号を出力することで実現される。
ＣＰＵは、更にＥポジション制動を禁止するための処理を行う（ステップＳ１８０）。本実施例では、禁止のための処理として、ＣＰＵは、Ｅポジションの制動を禁止するために設けられた禁止フラグをオンにする。後述する通り、実際の制動の制御を行う際に、この禁止フラグのオン・オフによってＥポジションでの制動が禁止または許可される。この結果、シフトレバーがＥポジションの位置にあるか否かに関わらず、Ｄポジション相当の制動が行われることになる。スイッチが故障した場合には、ＣＰＵは以上の処理を実行して減速度設定処理ルーチンを終了する。
ステップＳ１１５において、スイッチが故障していないと判定された場合、ＣＰＵは目標減速度の設定を変更するための処理に移行する。かかる処理として、まずＣＰＵは、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチが同時に操作されているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。両スイッチが同時に操作された場合には、いずれのスイッチを優先すべきか不明であるため、以下に示す目標減速度の設定の変更のための処理をスキップし、現状の設定を維持する。
先に図４および図５に示した通り、本実施例のハイブリッド車両は、シフトレバーおよびステアリングに設けられたスイッチの双方で目標減速度の設定を行うことができる。従って、運転者の誤操作によって、シフトレバーのスイッチと、ステアリング部のスイッチが同時に操作される可能性がある。また、ステアリング部に設けられたＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの双方が同時に操作される可能性もある。特にこうした誤操作は、操舵のためにステアリングを操作した場合など、運転者が減速度の変更を意図せずに行う可能性が高い。本実施例で、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの双方が同時に操作された場合に目標減速度の設定を維持するのは、運転者の意に添わない誤操作で目標減速度の設定が変更されることを回避する意図も含まれている。
ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの双方が同時に操作されてはいないと判定された場合には、各スイッチの操作に応じて目標減速度の設定を変更する。即ち、Ｄｅｃｅｌスイッチがオンになっていると判定される場合には（ステップＳ１２５）、ＣＰＵは目標減速度の設定を増加する（ステップＳ１３０）。Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチがオンになっていると判定される場合には（ステップＳ１３３５）、ＣＰＵは目標減速度の設定を低減する（ステップＳ１４０）。本実施例では、それぞれのスイッチの操作回数に応じて目標減速度の設定を段階的に変更している。いずれのスイッチも操作されていない場合には、当然ながら目標減速度の設定は変更されない。
上記処理（ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）によって、目標減速度の設定がなされると、ＣＰＵは設定された減速度がリジェクト範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ１４５）。本実施例では、スノーモードスイッチ（図８参照）のオン・オフに応じて減速度の上限値を変更している。スノーモードスイッチは、雪道のように低摩擦係数の路面を走行しているときに運転者が操作するスイッチである。低摩擦係数の路面を走行中に急激な制動を行えば、車両がスリップする可能性がある。運転者がスノーモードスイッチをオンにすると、減速度の上限値は車両のスリップを回避できる程度に抑制される。
設定された減速度が上述の上限値を超える場合には、リジェクト範囲にあるものと判定される。減速度がリジェクト範囲にあると判定された場合、ＣＰＵは設定された減速度を許容される上限値に抑制する（ステップＳ１５０）。または、目標減速度の設定が抑制されたことを運転者に報知するための処理を行う（ステップＳ１５５）。本実施例では、減速度インジケータ２２４を１秒程度の間、点滅させるものとしている。また、これに併せて警報音を発するものとしている。これらの報知は、図８に示した警報音、設定減速度インジケータの制御信号にそれぞれ適切な信号を出力することで実現される。ステップＳ１４５において、設定された減速度がリジェクト範囲にないと判定された場合には、これらの処理をスキップする。以上の処理により、減速度が設定されると、ＣＰＵは結果を減速度インジケータ２２４に表示して（ステップＳ１６０）、減速度設定処理ルーチンを終了する。
上記処理（ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）によって、目標減速度の設定が変更される様子を図１９〜図２２の具体例に基づいて説明する。図１９は、第１の設定例を示すタイムチャートである。横軸に時間を取り、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作の有無、目標目標減速度の設定値の変化、設定された減速度を実現するためのモータ２０のトルクおよび変速段の変化の様子をそれぞれ図示した。なお、図１９は車速が一定であるものとして図示した。
時刻ａ１において、Ｄｅｃｅｌスイッチがオンにされたものとする。図１８のフローチャートでは明記しなかったが、本実施例では、所定時間以上連続でオンとなあた場合にのみ設定の変更を受け付けるものとしている。つまり、ＣＰＵは、減速度設定処理ルーチン（図１８）のステップＳ１０５において、スイッチが所定時間以上連続でオンとなっているか否かの判断を踏まえて、スイッチの操作結果を入力しているのである。一般にスイッチにはチャタリングと呼ばれる現象によって、オン・オフの切り替え時に非常に短い周期でオン・オフの信号が交互に検出されるのが通常である。所定時間経過時に設定の変更を行うものとすれば、チャタリングによって運転者の意図に反して減速度が大きく変更することを回避できる。
また、所定時間操作されて初めてスイッチの入力を受け付けることによって、運転者が意図せずスイッチに触れただけで目標減速度の設定が変化することを回避できる。特に、本実施例では、ステアリング部にＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチを設けているため、運転者が偶然にスイッチに触れる可能性が高い。従って、偶発的な操作による目標減速度の設定の変更を回避する手段は特に有効性が高い。
上述の所定時間（以下、オン判定基準時間と呼ぶ）は、このように運転者がスイッチを意図的に操作したか否かを判断する基準として設定することができる。オン判定基準時間が短ければ、運転者の偶発的な操作で目標減速度の設定が変更されると可能性が高くなる。逆に、オン判定基準時間が長ければ、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの応答性が悪くなる。オン判定基準時間は、これらの条件を考慮した上で、適切な値を実験等によって設定することができる。もちろん、運転者が自己に適した値に設定可能としてもよい。
図１９の例では、時刻ａ１〜ａ２までの時間は、上述したオン判定基準時間を超えている。従って、時刻ａ２で設定された減速度が一段階大きくなる。図１１で説明した通り、本実施例では変速段とモータのトルクの双方を組み合わせて制御することにより、幅広い範囲で任意の減速度を実現することができる。図１１から明らかな通り、減速度の範囲は、変速段を切り替えることで大きく変動し、モータのトルクを制御することで細かく変更することができる。本実施例では、設定された減速度は、比較的細かな範囲で段階的に変更される。図１９の時刻ａ２の時点で変更されたステップは、図示する通り、変速段の変更を伴わず、モータのトルクを変更することによって変更可能な範囲のステップである。なお、変速段は、第５速（５ｔｈ）が初期値となる場合を例にとって説明した。
次に、時刻ａ３〜ａ４の間、オン判定基準時間を超えてＤｅｃｅｌスイッチがオンになると、図示する通り、設定された減速度は更に一段階増大する。本実施例では、図示する通り、減速度の２度目の変更も変速段の切り替えを伴うことなく、モータのトルクの変更で実現される。このように、本実施例では、減速度のステップが細かな刻みに設定されている。こうすることにより、変速段の切り替えを伴わずに、目標減速度の設定を変更できる選択範囲が広がるため、運転者は自己の要求に適合した減速度を容易に設定することができる。従って、図１９に示す通り、モータのトルクは、時刻ａ４の時点で変化するが、変速段は第５速（５ｔｈ）のまま維持される。
本実施例では、スイッチの操作を受け付けるための条件として、オン判定基準時間の他、スイッチを連続的に操作した場合の間隔に関する操作間隔基準時間が設定されている。つまり、スイッチが連続的に操作された場合、最初の操作の後、上述の操作間隔基準時間以上経過してから後の操作がなされた場合にのみ、後の操作は有効なものとして受け付けられる。ＣＰＵは、減速度設定処理ルーチン（図１８）のステップＳ１０５において、前回の操作から操作間隔基準時間以上経過しているか否かの判定を行った上で、スイッチの操作を入力しているのである。
例えば、図１９において、時刻ａ５〜ａ６の間で３回目の操作として、Ｄｅｃｅｌスイッチが操作されている。操作時間は、オン判定基準時間を超えている。しかし、ここでの操作は前回の操作の後、時刻ａ４〜ａ５に相当するわずかの時間しか経過していない。本実施例では、この時間は、操作間隔基準時間よりも短い。従って、オン判定基準時間を超える時間操作されているにも関わらず、３回目の操作は有効な操作として受け付けられず、目標目標減速度の設定、モータのトルク、変速段のいずれも変化しない。
このように操作間隔基準時間を設けることによって、運転者の操作に基づき過度に急激に目標減速度の設定が変更されるのを回避することができる。運転者が減速度を変更した場合、実際に該減速度での減速が行われるまでには、所定の時間遅れが生じるのが通常である。ところが、操作間隔基準時間を設けることなく、目標減速度の設定の変更を受け付けた場合、該設定によって実現される減速度を確認することなく、目標減速度の設定を次々に変更する可能性がある。この結果、運転者の意図以上に急激に減速度が変更される可能性もある。本実施例では、操作間隔基準時間を設けることにより、かかる事態を回避しているのである。
操作間隔基準時間は、かかる意図を満たすよう、実験等によって設定することたできる。操作間隔基準時間が短ければ、目標減速度の設定の変化を十分緩やかにすることができない。逆に、操作間隔基準時間が長ければ、目標減速度の設定の変化に長時間を要することになり、操作性が低下する。操作間隔基準時間は、これらの条件を考慮して、適切な値を実験等により設定することができる。もちろん、運転者が自己に適した値に設定可能としてもよい。
図１９の例では、４回目の操作として時刻ａ７〜ａ８の間でＤｅｃｅｌスイッチが操作されている。この操作時間は、オン判定基準時間を超えている。従って、４回目の操作に応じて設定された減速度は更に増す。Ｄｅｃｅｌスイッチを操作する前の基準の低速度から３段階増したことになる。本実施例では、モータのトルクを制御するのみではかかる減速度は実現できない設定となっている。従って、４回目の操作時には、設定された減速度の増加に応じて、変速段が第５速（５ｔｈ）から第４速（４ｔｈ）に変更される。変速段の切り替えは、既に説明した通り図１１のマップに基づいてなされる。変速段を第４速に切り替えることによって、実現可能な減速度の範囲が全体的に大きくなる。従って、４回目の操作では、基準の減速度から３段階増した減速度を実現するために、モータのトルクを減じている。モータのトルクは、図１１のマップに従って、設定された設定された減速度および変速段に基づき設定される。
なお、減速度の増加に応じて変速段を切り替えることは、要求された減速度を実現する目的の他、速やかな加速を実現するという利点も有している。一般に大きな減速度で制動を行った後、制動前の車速に戻すために速やかな加速が要求されることが多い。減速度の増加とともに変速比が大きい側に変速段を切り替えておけば、制動後にその変速段を用いて速やかな加速を行うことができる。従って、設定された減速度に応じて変速段を切り替えることによって加減速度の車両の応答性を向上することができる。
以上では、減速度を増す側の操作について説明したが、減速度を低減する側の操作についても同様である。図１９に示す通り、時刻ａ９〜ａ１０では、５回目の操作としてＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチが操作されている。操作時間は、オン判定基準時間を超えている。従って、この操作に応じて設定された減速度は一段階低くなり、時刻ａ４で設定された減速度に等しくなる。また、この減速度を実現するために、変速段およびモータのトルクも同時に変更される。
次に、時刻ａ１１〜ａ１２において、６回目の操作としてＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチが操作されている。この操作時間は、オン判定基準時間よりも短い。従って、この操作は無効と判定され、設定された減速度、モータのトルク、変速段のいずれも変化しない。図１９では例示していないが、Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作間隔が操作間隔基準時間よりも短い場合も同様に、その操作は無効と判定され、設定された減速度等は変化しない。
次に、設定された減速度の第２の設定例について説明する。図２０は、第２の設定例を示すタイムチャートである。図示する通り、時刻ｂ１〜ｂ２の間でＤｅｃｅｌスイッチが操作されたものとする。操作時間は、先に説明したオン判定基準時間を超えているものとする。第１の設定例で説明した通り、かかる操作に応じて設定された減速度は一段階増加する。また、かかる減速度を実現するようにモータのトルクも増加する。
次に、時刻ｂ３〜ｂ６の間で２回目の操作としてＤｅｃｅｌスイッチが操作されたものとする。先に説明したオン判定基準時間を超えているものとする。但し、この場合には、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作と併せて、時刻ｂ４〜ｂ６の間でＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチも操作されている。Ｄｅｃｅｌスイッチの操作が開始された時刻ｂ３からＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作が開始される時刻ｂ４までの時間は、オン判定基準時間よりも短いものとする。従って、Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作が開始された時刻ｂ４の時点では、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作は有効なものとして受け付けられてはいない。
先に減速度設定処理ルーチンで説明した通り、制御ユニット７０のＣＰＵはＤｅｃｅｌスイッチとＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチとが同時に操作された場合には、目標減速度の設定を変更しない（図１８のステップＳ１２０参照）。従って、図２０に示すとおり、時刻ｂ３〜ｂ５の間でオン判定基準時間を超えてＤｅｃｅｌスイッチが操作されているにも関わらず、設定された減速度、モータのトルク、変速段のいずれも変化しない。なお、図２０では、Ｄｅｃｅｌスイッチのみが操作されている時間（時刻ｂ３〜ｂ４の間）、およびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチのみが操作されている時間（時刻ｂ５〜ｂ６の間）のいずれもがオン判定基準時間を超えていないからである。例えば、時刻ｂ３〜ｂ４の間がオン判定基準時間を超えている場合には、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作によって設定された減速度が一段階増大する。時刻ｂ５〜ｂ６の間がオン判定基準時間を超えている場合には、Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作によって設定された減速度が一段階低減する。
次に、操作間隔基準時間以上の間隔を経た後に、３回目の操作として時刻ｂ７〜ｂ８の間でオン判定基準時間を超えてＤｅｃｅｌスイッチが操作されると、スイッチの操作が有効なものとして受け付けられ、目標目標減速度の設定が一段階増加する。これに併せてモータのトルクも増す。
２回目の操作では、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作が開始された後に、Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作が行われた場合について説明した。両スイッチが同時に操作された場合に目標減速度の設定が変化しないのは、Ｃａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチが先に操作された場合も同様である。図２０に示す通り、時刻ｂ９〜ｂ１１の間で４回目の操作としてＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチが操作されている。この操作と併せて時刻ｂ１０〜ｂ１２の間でＤｅｃｅｌスイッチが操作されている。時刻ｂ１０〜ｂ１１の間では、双方のスイッチが同時に操作されていることになる。かかる場合にも、２回目の操作で説明したのと同様、設定された減速度、モータのトルクおよび変速段のいずれも変化しない。
ＤｅｃｅｌスイッチとＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチとが同時に操作されている場合には、運転者の誤操作である可能性が高い。図２０に具体的に示した通り、双方のスイッチが同時に操作された場合には、目標減速度の設定を維持するため、誤操作によって運転者の意図に反して減速度が変更されるのを回避することができる。また、こうすることにより、ＤｅｃｅｌスイッチとＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作タイミングによって、頻繁に目標目標減速度の設定が変動することを抑制することもできる。
第１および第２の設定例（図１９および図２０）では、設定された減速度がＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作回数に応じて段階的に変化する場合を示した。かかる態様で目標減速度を設定するものとすれば、節度感のある設定が可能となる。また、目標減速度が段階的に変化するため、比較的短時間の操作で幅広く目標減速度を変更することができ、操作性に優れるという利点もある。これに対し、目標目標減速度の設定がスイッチの操作時間に応じて連続的に変化するように構成してもよい。操作時間に応じて目標減速度の設定が変更する場合の例を、第３の設定例として図２１に示す。
この例では、１回目の操作として、時刻ｃ１〜ｃ３の間でＤｅｃｅｌスイッチが操作されている。第１および第２の設定例と同じく、スイッチの操作はオン判定基準時間を経過した時点で有効なものとして受け付けられる。図２１の例では、時刻ｃ１〜ｃ２の間隔がオン判定基準時間に相当する。１回目の操作では時刻ｃ２〜ｃ３の間でＤｅｃｅｌスイッチの操作時間に比例して設定された減速度が増大する。また、かかる設定された減速度を実現するため、モータのトルクも同時に変化する。
２回目の操作として、時刻ｃ４〜ｃ６の間でＤｅｃｅｌスイッチが操作されると、操作の開始からオン判定基準時間だけ経過した時刻ｃ５以降、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作時間に応じて設定された減速度が増大する。また、これに併せてモータのトルクも変化する。なお、第３の設定例では、１回目および２回目の操作による設定された減速度はモータのトルクを変化させることで実現可能であるため、変速段は変化していない。設定された減速度がモータのトルクの変化のみでは実現できない程度に変化した場合には、図１１のマップに基づき、変速段が切り替えられる。
その後、３回目の操作として、時刻ｃ７〜ｃ８の間でＤｅｃｅｌスイッチが操作されている。但し、２回目の操作が終了した時刻ｃ６から３回目の操作が開始される時刻ｃ７までの間隔は、操作間隔基準時間よりも短い。従って、第１および第２の設定例と同様、３回目の操作は有効なもとのして受け付けられず、設定された減速度は変化しない。
４回目の操作として、時刻ｃ９〜ｃ１０の間でＤｅｃｅｌスイッチが操作されている。この操作時間は、オン判定基準時間よりも短い。従って、４回目の操作は有効なものとして受け付けられず、設定された減速度は変化しない。
第３の設定例では、設定された減速度を増大する側のみならず、低減する側もＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作時間に応じて設定が変化する。時刻ｃ１１〜ｃ１３の間で５回目の操作としてＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチが操作されると、オン判定基準時間を経過した時刻ｃ１２以降で、スイッチの操作時間に比例して設定された減速度が低減する。
その後、６回目の操作として時刻ｃ１４〜ｃ１５の間でＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチが操作されている。この操作時間は、オン判定基準時間よりも短い。従って、６回目の操作は有効なものとして受け付けられず、設定された減速度は変化しない。
第３の設定例のように、スイッチの操作時間に応じて連続的に設定された減速度が変化するものとすれば、スイッチを何度も操作することなく運転者が所望の減速度を得ることができる利点がある。また、目標減速度が連続的に変化するため、運転者の意図に応じて目標減速度を緻密に設定可能となる利点もある。なお、第３の設定例では、スイッチの操作時間に比例して設定された減速度が変化するものとしているが、操作時間に対して非線形に設定された減速度が変化するものとしてもよい。例えば、操作開始当初は比較的緩やかに設定された減速度が変化し、操作時間が長くなるにつれて速やかに設定された減速度が変化するようにしてもよい。
次に、第４の設定例として設定された減速度がリジェクト範囲に入る場合の例を図２２に示す。第４の設定例では、１回目の操作として、時刻ｄ１〜ｄ３までの間にＤｅｃｅｌスイッチが操作されている。操作開始からオン判定基準時間が経過した時刻ｄ２において、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作は有効なものとして受け付けられ、設定された減速度は一段階増加する。これに併せてモータのトルクも増加する。
２回目の操作として、時刻ｄ４〜ｄ６の間にＤｅｃｅｌスイッチが操作された場合も同様に、オン判定基準時間を経過した時刻ｄ５において、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作は有効なものとして受け付けられ、設定された減速度は一段階増加する。これに併せてモータのトルクも増加する。
３回目の操作として、時刻ｄ７〜ｄ９までの間にＤｅｃｅｌスイッチが操作された場合も同様に、オン判定基準時間を経過した時刻ｄ８において、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作は有効なものとして受け付けられ、設定された減速度は増加する。設定された減速度の上限値が制限されていない場合には、図２２中に一点鎖線で示す通り、設定された減速度が一段階増加する。この場合、第１の設定例（図１９）と同様、モータのトルクおよび変速段も変化する。
第４の設定例では、減速度の上限値がＤＣｌｉｍに制限されているものとする。３回目の操作で設定された減速度を一点鎖線で示す値に変更すると、設定された減速度はこの上限値ＤＣｌｉｍを超えることになる。かかる場合には、設定された減速度がリジェクト範囲にあることになるから、先に説明したとおり（図１８のステップＳ１５０参照）、設定された減速度は上限値ＤＣｌｉｍに抑制され、図２２中に実線で示した値となる。また、これに併せてモータのトルクおよび変速段もそれぞれ実線で示した設定値となる。図２２では、抑制前に比べてモータのトルクが増し、変速段が第５連（５ｔｈ）を維持する設定となっているが、これらは減速度ＤＣｌｉｍを実現するように図１１のマップに従って設定された結果である。必ずしも変速段およびモータのトルクが抑制前とかかる関係にあるとは限らない。
以上の具体例で示した通り、本実施例のハイブリッド車両は、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチを操作することにより、運転者が種々の設定された減速度を設定することができる。また、誤操作や頻繁な操作などによって、運転者が意図せず、減速度が変更されることを抑制することができる。
減速度設定処理が終了すると、ＣＰＵは減速制御処理ルーチン（図１５）に戻り、動力源ブレーキによる制動を行うか否かの基準として、アクセル開度が有効開度となっているか否かを判定する（ステップＳ２００）。かかる判定は、アクセル開度の入力信号に基づいて行われる。図１６は、アクセル開度と有効開度との関係について示す説明図である。図示する通り、アクセルペダル７４は運転者の足で踏み込まれることによりペダル位置が変化する。本実施例では、アクセルペダルポジションセンサ７２が、アクセルペダル７４の踏み込み量を全閉位置からの踏み込み角度θとして検出する。全閉位置とはアクセルペダル７４が全く操作されていない状態に相当する。
アクセルペダル７４は、エンジン１０およびモータ２０から出力される動力の増減を指示するための機構である。アクセルペダル７４を大きく踏み込むことにより、上記動力源から出力される動力が増大する。アクセルペダル７４には、いわゆる遊びがあり、全閉位置から角度θｆの間では、アクセルペダル７４を踏み込んでも要求動力の増減には関与しない。遊びの範囲を超える範囲、つまり踏み込み角度θが値θｆよりも大きく最大角度θｍａｘ以下となる範囲では、踏み込み角度θに応じて要求動力が増減される。本明細書では、要求動力の増減に関与する範囲での踏み込み量をアクセルペダルの有効開度と呼ぶものとする。
本実施例のアクセルペダルポジションセンサ７２は、アクセルペダル７４の踏み込み量を遊びの範囲も含めて検出している。従って、上記ステップＳ２００では、アクセルペダルポジションセンサ７２が値θｆよりも大きいか否かに基づいて有効開度であるか否かを判定するのである。
アクセルペダル７４の踏み込み量が有効開度にある場合には、動力源ブレーキによる制動を行うべき状態ではないため、ＣＰＵは何ら処理を行うことなく減速制御処理ルーチンを終了する。
アクセルペダル７４が有効開度でない場合、つまりアクセルペダル７４の踏み込み量が遊びの範囲にある場合には、ＣＰＵは、Ｅポジション制動が許可されている状態か否かを判定する（ステップＳ２０５）。先に減速度設定処理ルーチン（図１８）において説明した通り、スイッチが故障している場合には、Ｅポジション制動を禁止するための禁止フラグがオンになっている（図１８のステップＳ１８０）。このフラグがオンになっている場合、Ｅポジション制動が許可されない状態と判定される。その他、シフトレバーがＥポジションにない場合にもＥポジション制動が許可されない状態と判定される。
ステップＳ２０５において、Ｅポジション制動が許可されない状態であると判定された場合には、ＣＰＵは通常制動処理として、モータ２０の目標トルクＴｍを所定の負の値Ｔｍ０に設定する（ステップＳ２１０）。所定値Ｔｍ０は、モータ２０の定格の範囲内でいかなる値にも設定可能である。本実施例では、Ｄポジションにおいて、動力源ブレーキにより過不足ない減速度が得られる程度の値に設定してある。
一方、ステップＳ２０５において、Ｅポジション制動が許可される状態であると判定された場合には、ＣＰＵはＥポジション制動処理を実行する。具体的には、まず変速段の選択を図２３に示した処理に基づいて行う（ステップＳ２１５）。
図２３は、変速段選択処理のフローチャートである。変速段選択処理では、ＣＰＵはまずＥポジションが選択された直後であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。初期設定処理ルーチン（図１７）のステップＳ２０と同様、ＤポジションからＥポジションへの切り替えが行われた直後であるか否かを判定するのである。直後とは、Ｅポジションへの切り替え後、目標目標減速度の設定が変更されるまでの期間を意味する。
Ｅポジションが選択された直後であると判定された場合には、ＣＰＵは次に設定された減速度がＤポジションで使用していた変速段で実現可能であるか否かを判定する（ステップＳ２２２）。初期設定処理ルーチン（図１７）で説明した通り、ＤポジションからＥポジションへの切り替えが行われた場合には、使用すべき変速段の初期値としてＤポジションで使用されていた変速段が設定されている。ＣＰＵは、ステップＳ２２２において、かかる変速段で設定された減速度が実現可能であるか否かを判定し、実現可能であると判定した場合には、変速段の設定を初期値、即ちＤポジションで使用されていた変速段に決定する（ステップＳ２２４）。なお、設定された減速度は、先に説明した通り、最低限確保すべき減速度を意味している。従って、ステップＳ２２２では、Ｄポジションで使用されていた変速段で実現可能な最大減速度が設定された減速度以上であれば、設定された減速度を実現可能であると判定される。
ステップＳ２２０においてＥポジションが選択された直後ではないと判定された場合、およびステップＳ２２４においてＤポジションで使用していた変速段では設定された減速度が実現できないと判定された場合には、図１１に示したマップに基づいて変速段の設定を行う。ＣＰＵは、設定された減速度に応じて該マップを参照し、設定された減速度を実現可能な変速段が２つ以上存在するか否かを判定する（ステップＳ２２６）。設定された減速度を実現する変速段が１つだけしか存在しない場合には、変速段の設定をマップから求められる変速段に決定する（ステップＳ２２８）。
設定された減速度を実現する変速段が２つあると判定された場合には、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを参照し、ＳＯＣが所定の値Ｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。先に図１３で説明した通り、各変速段において、モータ２０を回生運転することによって実現される減速度と、モータ２０を力行運転することによって実現される減速度とがある。設定された減速度に対して２つの変速段が対応している場合、一方の変速段ではモータ２０の回生運転により設定された減速度が実現され、他方の変速段ではモータ２０の力行運転により設定された減速度が実現される。従って、設定された減速度に対して２つの変速段が対応する場合には、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに応じて、適した変速段を選択することができる。
残容量ＳＯＣが所定値Ｈ以上である場合には、バッテリ５０の過充電を回避するため、電力を消費することが望ましい。従って、ＣＰＵはモータ２０を力行運転して設定された減速度を実現する側の変速段、即ち２つの変速段のうち変速比が大きい側の変速段を選択する（ステップＳ２３２）。残容量ＳＯＣが所定値Ｈよりも小さい場合には、バッテリ５０を充電することが望ましい。従って、ＣＰＵはモータ２０を回生運転して設定された減速度を実現する側の変速段、即ち２つの変速段のうち変速比が小さい側の変速段を選択する（ステップＳ２３４）。もちろん、２つの変速段の選択が残容量ＳＯＣに応じて頻繁に切り替わるのを防止するため、ステップＳ２３０の判定には所定のヒステリシスを設けることが好ましい。
以上の処理によって、使用すべき変速段が設定されると、ＣＰＵは減速制御処理ルーチンに戻り変速段の切り替え処理を実行する（ステップＳ２４０）。変速段の切り替えは、変速機制御信号（図８参照）に所定の信号を出力し、図３で示した通り設定された変速段に応じて変速機１００のクラッチ、ブレーキのオン・オフを制御することで実現される。
こうして変速段の切り替えが完了すると、ＣＰＵはモータ２０が出力すべきトルクの目標値Ｔｍを演算する（ステップＳ２４５）。変速段に応じて、先に式（２）〜（６）で示した変速比ｋ１〜ｋ５を用いれば、設定された減速度、即ち車軸１７に出力されるトルクに基づいて、エンジン１０とモータ２０の動力源から出力すべき総トルクを算出することができる。エンジン１０から出力される制動力、いわゆるエンジンブレーキは、クランクシャフト１２の回転数に応じてほぼ一義的に決まる。従って、動力源から出力する総トルクからエンジンブレーキによるトルクを減ずることによりモータ２０で出力すべきトルクを求めることができる。
本実施例では、このように演算によりモータ２０の目標トルクを求めるものとしているが、図１１のマップと併せて、モータ２０の目標トルクを与えるマップを用意するものとしても構わない。また、車両の減速度を加速度センサで検出し、設定された減速度が実現されるようにモータ２０のトルクをフィードバック制御するものとしてもよい。なお、図１５のフローチャートでは、図示の都合上、変速段の切り替え処理が終了してからモータトルクを演算するものとしているが、切り替え処理と並行して演算するものとしても構わないことは当然である。
以上の処理により、通常制動処理、Ｅポジション制動処理のそれぞれに応じてモータの目標トルクが設定された。ＣＰＵは、制動制御処理（ステップＳ２５０）を実行する。
図２４は、制動制御処理ルーチンのフローチャートである。制動制御処理ルーチンでは、ＣＰＵはまずブレーキがオンとなっているか否か、つまりブレーキダルが踏み込まれているか否かを判定する（ステップＳ２６２）。かかる判定は、図８に示したフットブレーキの信号の入力に基づいて行われる。ブレーキがオンになっている場合には、係数ＢＫを乗じてモータ２０の目標トルクＴｍを補正する（ステップＳ２６４）。ブレーキがオンになっていない場合には、かかる処理をスキップする。
係数ＢＫは、モータ２０が回生運転に相当する場合には値１．１、力行運転に相当する場合には値０．９に設定されている。ブレーキがオンになっている場合は、運転者がより大きな減速度を要求している場合に相当する。従って、かかる場合には、モータ２０の目標トルクに上記係数を乗じることにより、車両の減速度を増大するものである。先に図１３で説明した原理から明らかな通り、モータ２０が回生運転している場合には、１よりも大きい値を乗じることにより減速度を増大することができる。モータ２０が力行運転している場合には、１よりも小さい値を乗じることにより減速度を増大することができる。係数ＢＫはブレーキがオンとなっている時に実現すべき減速度に応じて実験等により適切な値を設定することができる。
次に、ＣＰＵはアクセル開度を入力し（ステップＳ２６６）、アクセル開度に基づいてアクセル開度補正係数ＡＫを設定する（ステップＳ２６８）。アクセル開度補正係数ＡＫとは、先に設定されたモータ２０の目標トルクＴｍを修正することによって実現される減速度を調整するための補正係数である。補正係数ＡＫは予め設定されたテーブルに基づいて行われる。図２５は、かかるテーブルの例を示す説明図である。本実施例では、かかるテーブルが制御ユニット７０内のＲＯＭに記憶されている。
本実施例では、アクセル開度に応じて次の通り補正係数ＡＫが設定される。
0003680734.tif 000002
アクセル開度（％）は、
アクセルペダル７４の踏み込み角θ／最大踏み込み角θｍａｘを意味している（図１６参照）。
本実施例では、このようにアクセル開度が小さくなるにつれて補正係数が大きくなるように設定した。アクセル開度０％、即ちアクセル全閉状態では、不連続的に大きな補正係数を採るものとした。アクセル開度２％よりも大きい範囲で補正係数ＡＫが設定されていないのは、本実施例では遊びの範囲の限界の角度θｆがアクセル開度２％に相当するからである。なお、補正係数ＡＫの設定は、図２５に示した設定の他、さらに多くの段階で異なる値を採るものとしてもよいし、図２５中の破線で示したように連続的に変化するように設定してもよい。
こうしてアクセル開度補正係数ＡＫを設定すると、ＣＰＵは次にモータ２０の目標トルクＴｍが力行運転に相当するか否かを判定する（ステップＳ２７０）。モータ２０の目標トルクＴｍが力行運転ではなく、回生運転に相当する場合には、次のステップＳ２７２をスキップし、補正係数ＡＫを乗じてモータ２０の目標トルクを補正する（ステップＳ２７５）。かかる補正を行うことにより、アクセル開度が大きくなるにつれて、モータ２０による制動トルクが段階的に小さくなる。
一方、モータ２０の目標トルクＴｍが力行運転に相当する場合には、アクセル開度補正係数ＡＫを「１−ＡＫ」に修正した上で（ステップＳ２７２）、補正係数ＡＫを乗じてモータ２０の目標トルクを補正する（ステップＳ２７４）。モータ２０が力行運転している場合には、上記修正を行った上で、モータ２０の目標トルクを補正すれば、アクセル開度が大きくなるにつれて、モータ２０による制動トルクが段階的に小さくなる。なお、ここでのアクセル開度補正係数の修正は、必ずしも上述の式（ステップＳ２７２）によるものには限られず、アクセル開度が大きくなるにつれて補正係数ＡＫが大きくなるものであれば、いかなる修正であっても構わない。また、かかる傾向に沿って、力行運転時に補正係数ＡＫを与えるテーブルを別途用意するものとしても構わない。
こうして、モータ２０の目標トルクをブレーキのオン・オフおよびアクセル開度に応じて補正した後、ＣＰＵは制動制御として、モータ２０の運転およびエンジン１０の運転の制御を実行する（ステップＳ２７６）。エンジン１０の制御は、エンジンブレーキをかけるための制御として、ＣＰＵはエンジン１０への燃料の噴射および点火を停止する。エンジン１０に装備されているＶＶＴ機構の制御も同時に行うことも可能ではあるが、本実施例では動力源ブレーキによる減速度はモータ２０のトルクで制御可能であるため、ＶＶＴ機構の制御は行っていない。
モータ２０は、いわゆるＰＷＭ制御により運転される。ＣＰＵはステータ２４のコイルに印可すべき電圧値を設定する。かかる電圧値は予め設定されたテーブルに基づいて、モータ２０の回転数および目標トルクに応じて与えられる。モータ２０が回生運転する場合には電圧値は負の値として設定され、力行運転する場合には電圧値は正の値として設定される。ＣＰＵは、かかる電圧がコイルに印可されるように駆動回路４０の各トランジスタのオン・オフを制御する。ＰＷＭ制御は周知の技術であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
以上で説明した減速制御処理ルーチンを繰り返し実行することにより、本実施例のハイブリッド車両は、動力源ブレーキによる制動を行うことができる。もちろん、かかる制動に併せてホイールブレーキによる制動を行うことも可能であることはいうまでもない。
以上で説明した本実施例のハイブリッド車両によれば、図１１に示したマップに応じて変速機１００の変速段を切り替えつつ、モータ２０のトルクを制御することにより、幅広い範囲で運転者の指示に応じた減速度での制動を実現できる。この結果、アクセルペダルとブレーキペダルとの踏み換えを極力抑えて車両の制動および加速を行うことができ、車両の操作性を大きく向上することができる。また、動力源ブレーキを幅広い範囲で適用可能とすることにより、車両の運動エネルギを効率的に回収可能となるから、車両のエネルギ効率が向上するという利点もある。
また、本実施例のハイブリッド車両によれば、図２４および図２５で説明した通り、アクセル開度に応じてモータ２０の目標トルクを変更し、実現される減速度を調整することができる。従って、運転者は動力源ブレーキによる減速度の微調整を容易に行うことが可能となる。要求される減速度は車両の走行状態に応じて頻繁に変わることが多い。本実施例のハイブリッド車両によれば、アクセルペダル７４の操作によって動力源ブレーキの減速度を容易に調整することができるため、要求される制動力の変化に応じて速やかに減速度を調整することもできる。このように本実施例のハイブリッド車両によれば、動力源ブレーキの有用性を大きく向上することができる。
図２６は、アクセル開度の変更による減速度の調整について示す説明図である。横軸に実現される減速度を示し、縦軸には変速機１００の変速段との対応を示した。図中の領域Ａについて説明する。運転者が減速度設定処理（図１７）によって設定した減速度は、領域Ａの右端の直線ＬＡに相当する。これは、アクセル補正係数ＡＫが値１となる基準の減速度に対応する。アクセル開度に応じてモータ２０による制動トルクが変化し、図２６中のハッチングで示した領域Ａに相当する範囲の減速度を実現することができる。つまり、運転者は制動中にアクセルペダル７４の踏み込み量を変更することにより、領域Ａの範囲で減速度を微調整することが可能となる。
運転者が、領域Ａよりも更に大きな減速度または更に小さな減速度を実現したいと欲する場合には、ＤｅｃｅｌスイッチまたはＣａｎＤｅｃｅｌスイッチを操作し、基準の減速度を変更する。例えば、大きな減速度を要求する場合には、Ｄｅｃｅｌスイッチを操作すると、基準の減速度が領域Ａの直線ＬＡから領域Ｂの直線ＬＢの減速度に移行する。この状態でアクセルペダル７４の踏み込み量を変更すれば、領域Ｂの範囲で減速度を変更することができる。このようにＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作によって大雑把な減速度の設定を行い、アクセル開度によって減速度の微調整を行うことで、運転者は自己の意図に沿った減速度を容易に設定することができる。従って、本実施例のハイブリッド車両は、動力源ブレーキの有用性を高め、車両の操作性を大きく向上することができる。
本実施例のハイブリッド車両では、アクセル開度によって減速度を変更した場合でも変速段の切り替えが生じないように基準の減速度が設定されている。図２６において、領域Ａの減速度は全て第３速（３ｒｄ）で実現可能である。領域Ｂの減速度は全て第２速（２ｎｄ）で実現可能である。これに対し、図２６中の領域Ｃに示すように、アクセル開度に応じた減速度の設定範囲が比較的広い場合において、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作によって設定される基準の減速度が直線ＬＣ１とすれば、直線ＬＣ１に相当する減速度は第４速（４ｔｈ）により実現され、最も減速度が小さい直線ＬＣ２に相当する減速度は第５速（５ｔｈ）により実現されることになる。つまり、領域Ｃでアクセル開度によって目標減速度を調整しようとすれば、変速段の切り替えが必要となる。かかる切り替えは、制動中にショックを発生する原因となり、車両の乗り心地を損ねることになる。本実施例では、アクセル開度によって減速度が変更される範囲を考慮した上で、変速段の制動中に切り替えが生じないように基準の減速度が設定されている。この結果、本実施例のハイブリッド車両は、乗り心地を損ねることなく制動をすることができる。
また、本実施例のハイブリッド車両では、図２５に示した通り、アクセル全閉の状態では、その他の状態に比較して不連続的に減速度が大きくなるように補正係数ＡＫが設定されている。一般に運転者はやや急激な制動を行おうとする場合にアクセルユニツトの操作量を値０、即ちアクセルユニットをオフにするため、アクセル全閉の状態でこのように大きい減速度で制動を行うものとすれば、運転者の感覚により適合した減速度を実現することができる。
もちろん、図２５では、アクセル全閉状態での補正係数１．０から、アクセル開度に応じて補正係数が連続的に変化する設定とすることも可能ではある。但し、この場合、補正係数の変化率が比較的急激になり、減速度の微妙な調整が困難となる。本実施例における補正係数の設定によれば、アクセル全閉の状態での減速度を十分確保することができるとともに、その他の場合においては減速度の微妙な調整が可能となる利点もある。
本実施例では、基準の減速度に基づいてモータ２０の目標トルクＴｍを求めた上で、アクセル開度に応じて目標トルクＴｍを修正する方法を適用した。これに対し、基準の減速度とアクセル開度の双方に基づいて目標減速度を設定した上でモータ２０の目標トルクＴｍを求める方法により制動を行うものとしても構わない。
本実施例では、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチによって、運転者が減速度を調整可能なハイブリッド車両を例にとって説明した。本発明は、このような調整を行う操作部を有していないハイブリッド車両にも適用可能である。また、本実施例では、変速機１００の変速段とモータ２０のトルクとを統合的に制御することによって、幅広い範囲で動力源ブレーキを実現可能なハイブリッド車両を例にとって説明した。本発明は、変速機１００を有していないハイブリッド車両にも適用可能であることはいうまでもない。
本実施例では、エンジン１０とモータ２０とを直結し、変速機１００を介して車軸１７と結合する構成からなるパラレルハイブリッド車両を示した。本発明は、他にも種々の構成からなるパラレルハイブリッド車両、即ちエンジンからの出力を車軸に直接伝達可能なハイブリッド車両に適用可能である。
（４）第２実施例：
第１実施例では、エンジン１０とモータ２０とを直結し、変速機１００を介して車軸１７と結合する構成からなるパラレルハイブリッド車両を示した。本発明は、エンジンからの動力が発電にのみ使用され駆動軸には直接伝達されないシリーズハイブリッド車両に適用することも可能である。かかつ場合の適用例を第２実施例として説明する。
図２７はシリーズハイブリッド車両の構成を示す説明図である。図示する通り、このハイブリッド車両には動力源としてのモータ２０Ａがトルクコンバータ３０Ａおよび変速機１００Ａを介して車軸１７Ａに結合されている。エンジン１０Ａと発電機Ｇとが結合されている。エンジン１０Ａは車軸１７Ａと結合してはいない。モータ２０Ａは、駆動回路４０Ａを介してバッテリ５０Ａと接続されている。発電機Ｇは駆動回路４１を介してバッテリ５０Ａと接続されている。駆動回路４０Ａ、４１は第１実施例と同様のトランジスタインバータである。これらの運転は、制御ユニット７０Ａにより制御される。
かかる構成を有するシリーズハイブリッド車両では、エンジン１０Ａから出力された動力は発電機Ｇにより電力に変換される。この電力はバッテリ５０Ａに蓄電されるとともに、モータ２０Ａの駆動に用いられる。車両は、モータ２０Ａの動力で走行することができる。また、モータ２０Ａから制動力として負のトルクを出力すれば、動力源ブレーキをかけることもできる。このハイブリッド車両も、変速機１００Ａを備えているから、モータ２０Ａのトルクと変速段とを組み合わせて制御することによって、第１実施例のハイブリッド車両と同様、幅広い範囲で運転者が設定した減速度を実現することができる。
第１実施例のハイブリッド車両では、車軸１７に出力すべき総トルクからエンジンブレーキによる制動トルクを引いてモータ２０の目標トルクを設定した。これに対し、第２実施例のハイブリッド車両では、エンジンブレーキによる制動力が値０となるから、車軸１７Ａに出力すべき制動トルクをモータ２０Ａの目標トルクとすればよい。
また、本発明は、電動機のみを動力源とする、純粋な車両にも適用可能である。かかる車両の構成は、図２７のシリーズハイブリッド車両からエンジン１０Ａ、発電機Ｇおよび駆動回路４１を除去した構成に相当する。純粋な車両であっても、車軸に結合されたモータ２０Ａのトルクと変速段とを制御することによって、第１および第２実施例のハイブリッド車両と同様、幅広い範囲で運転者が設定した減速度を実現することができる。
（５）第３実施例：
以上の実施例では、走行時のエネルギ出力源としてエンジンと電動機とを利用可能なハイブリッド車両についての適用例を例示した。本発明は、電動機により回生制動可能な構成を備える種々の車両に適用可能である。例えば、エンジン停止時における補機駆動、エンジンの始動、回生制動を主な役割とし、走行時の動力源としては原則的に使用しないタイプの車両に適用するものとしてもよい。かかる場合の適用例を第３実施例として以下に示す。
図２８は第３実施例としての車両の概略構成を示す説明図である。この車両は、走行時の動力源としてエンジン３１０を備えており、エンジン３１０の動力をトルクコンバータ３３０、変速機３３５、駆動軸１５、ディファレンシャルギヤ１６、車軸１７の順に伝達して走行する。トルクコンバータ３３０および変速機３３５の構成は、第１実施例におけるトルクコンバータ３０，変速機１００と同じ構成である。
第３実施例では、エンジン３１０のクランクシャフトにクラッチ３１４を介してプーリ３１６が結合されている。このプーリ３１６には、動力伝達ベルト３１８で相互に動力の伝達が可能な状態に補機３１２およびモータ３２０が結合されている。補機３１２には、エアコンのコンプレッサやパワーステアリング用のオイルポンプなどが含まれる。モータ３２０は同期モータであり、駆動回路としてのインバータ３４０のスイッチング操作によってバッテリ３５０を電源として駆動することができる。モータ３２０は、また外力によって回転させられることにより、発電機としても機能する。
第３実施例における車両の各ユニットの動作は、制御ユニット３７０によって制御されている。図示を省略したが、制御ユニット３７０には、第１実施例と同様、運転者が減速量を指示するための各種スイッチの信号、アクセルペダルポジションなど種々の信号が入力されている。
第３実施例の車両の一般的動作について説明する。この車両は、先に説明した通り、走行時にはエンジン３１０の動力によって走行する。また、走行中は、クラッチ３１４を結合し、エンジン３１０の動力によって補機３１２を駆動する。
クラッチ３１４の結合時は、動力伝達ベルト３１８を介してモータ３２０が回転させられているから、モータ３２０を回生運転することにより車両を制動することができる。
車両が停止すると、信号待ちなどの一時的な停止状態であっても制御ユニット３７０はエンジン３１０の運転を停止する。これと同時にクラッチ３１４を解放し、モータ３２０を力行して、モータ３２０の動力により補機３１２を駆動する。停止状態から走行を開始する際には、クラッチ３１４を結合し、モータ３２０の動力によってエンジン３１０をクランキングして、エンジン３１０を始動して走行する。走行時にモータ３２０の動力は、原則的にはエンジン３１０のクランキングに用いられるのみである。所定の車速に至るまで、モータ３２０の運転を継続し、走行開始時の動力をアシストする態様としてもよい。
第３実施例の車両によれば、停車時にエンジン３１０の運転を停止させるため、燃費を抑制することができる利点がある。
第３実施例においても、モータ３２０による回生制動が可能であるから、第１実施例と同様、アクセルペダルの踏み込み量に応じた減速を容易に実現することができる。クラッチ３１４を結合した場合におけるモータ３２０、エンジン３１０、トルクコンバータ３３０、変速機３３５の結合状態は、制動力の付与という観点において第１実施例と等価な結合状態である。従って、制動時の制御処理については、第１実施例で例示した制御処理をそのまま適用することができる。モータ３２０の回生制動によるトルクは変速機３３５を介して駆動軸１５に伝達されるから、変速機３３５とモータ３２０のトルクとを統合的に制御することによって第１実施例と同様、幅広い範囲で減速量を制御することが可能である。
このように、本発明は、走行時に用いられる電動機を必ずしも搭載した車両に限定されず適用可能である。第３実施例では、モータ３２０の制動トルクが変速機３３５を介して駆動軸１５に伝達される場合を例示したが、例えば、駆動軸１５に直接結合された回生制動用の電動機を備える構成を採用してもよい。
（６）第４実施例：
上述の各実施例では、アクセルポジションと減速量または制動トルクとの関係が、ブレーキペダルの操作に関わらず決まっている場合を例示した。これに対し、この関係をブレーキペダルの操作に応じて変えるものとしてもよい。また、上述の実施例では、ロックアップクラッチ３１を係合した状態で制動する場合を例示したが、先に説明した通り、ロックアップクラッチ３１の係合状態を車両の走行条件に応じて制御するものとしてもよい。かかる制御を第４実施例として説明する。
図２９は第４実施例としての減速制御処理ルーチンのフローチャートである。第４実施例の車両は、第１実施例と同じ構成の車両であるものとする。車両の動力源ブレーキは、第１実施例と同じく制御ユニット７０が減速制御処理ルーチンを実行することにより実現される。
減速制御処理ルーチンでは、まず信号入力が行われる（ステップS３１０）。第１実施例と同様、所定の初期化処理を行った後、減速制御に必要な種々の信号を入力するのである.第４実施例では、アクセル開度、車速、シフトポジションなどの信号の他に、ブレーキペダルを踏み込み量も入力される。第４実施例では、ブレーキが踏み込まれているかに応じて（ステップＳ３１２）、制動制御処理の内容を切り替える。
ブレーキが踏み込まれていると判断された場合には、図中のステップＳ３１６〜Ｓ３２０に示す処理によって制動が行われる。即ち、ブレーキ補正係数ＢＫを設定し、補正係数ＢＫを考慮して目標減速度αＴを設定し、かかる減速度を実現するようにモータ２０、変速比、およびロックアップクラッチ３１を制御するのである。
第４実施例では、ブレーキが踏み込まれている場合には、そうでない場合よりも減速度が大きくなるように以下に示す態様でブレーキ補正係数ＢＫを設定している。図３０は第４実施例における制動トルクの設定例を示す説明図である。アクセルペダルが遊びの周囲にある場合は、図中の領域ＡＰに示す範囲でその開度に応じて制動トルクが設定される。アクセルペダルが全開になると領域ＡＰよりも有意に大きい制動トルクが設定される。図中にはシフトポジションが５速にある場合の例を示しており、アクセル全閉状態では、図中の実線５ｔｈで示した制動トルクを中心に破線で示した範囲で制動トルクが設定される。ここでの制動トルクは実施例で説明したＤｅｃｅｌスイッチなどの操作によって変動する。更に、ブレーキペダルが踏み込まれると、５ｔｈにおける制動トルクが図中の直線Ｂｏｎとなるよう電動機の回生制動力が増大する。ここで、直線Ｂｏｎに示される制動トルクには、ブレーキペダルの操作によるホイールブレーキの分は含まれていない。従って、現実に車両に働く制動トルクは、ブレーキペダルの操作量に応じて更に大きくなる。ブレーキペダルを操作するとき、運転者は減速度の増大を要求しているのが通常である。従って、図３０に示すようにブレーキペダルの操作に応じて動力源ブレーキの制動力を変えて設定すれば、運転者の感覚により適合した制動を実現することができる。ここでは、ブレーキペダルに応じて制動トルクの設定を変更する場合を例示したが、その他、車速、シフトポジションなどのパラメータを併せて考慮し、制動トルクを多元的に設定するものとしてもよい。
目標減速度αＴは、第１実施例で示した通りシフトポジション、車速など種々の要素に基づいて設定された減速度に対し、上流のブレーキ補正係数ＢＫを乗じて設定される。第４実施例では、ブレーキオフの場合には、ブレーキ補正係数ＢＫ＝１，ブレーキオンの場合には、ブレーキ補正係数＝１．１と設定することにより、目標減速度αＴを設定した。
こうして設定された目標減速度を実現するための制御（ステップＳ３２０）は、第１実施例とほぼ同じであるが、第４実施例はロックアップクラッチ３１の係合状態を制御する点で第１実施例と相違する。ロックアップクラッチ３１の制御について説明する。図３１はアクセル開度と車両加速度との関係を示すグラフである。ここでは、動力源ブレーキによる加速度のみを示した。
第４実施例の車両は、第１実施例の車両と同じく、アクセル開度が所定値θＡ以下になった場合に動力源ブレーキによる制動、即ち、負の加速度が生じる、既に説明した通り、動力源ブレーキによる負の加速度は、車速によって変化するため、図３１中にはハッチングを付した領域で示される。上限ＶＬは低速時の加速度であり、下限ＶＨは高速時の加速度である。
アクセル開度がθＡよりも若干小さい設定開度θＢに至ると、ロックアップクラッチ３１が係合するように制御される。アクセル開度がθＢよりも小さい範囲では、ロックアップクラッチ３１は完全に係合した状態に維持される。走行中にアクセル開度が小さくなり、動力源ブレーキによる制動が開始された直後にロックアップクラッチ３１が係合される態様でアクセル開度θＢを設定することにより、動力源ブレーキによる制動時の感覚を運転者のイメージに適合させ易い、ブレーキオンのときは、アクセル開度は０となるのが通常であるため、図３０のマップに従い、ロックアップクラッチ３１は係合状態に制御される。
なお、ステップＳ３２０での制御は、変速比の制御が最も優先度が低い状態で実行される。即ち、アクセル開度に応じてロックアップクラッチ３１を制御し、ロックアップクラッチ３１の係合状態に応じて目標減速度αＴを実現するようにモータ２０を制御する。モータ２０での制動トルクを最大にしても目標減速度αＴが達成できないと判断される場合に初めて変速比を一段階大きくする制御を実行する。かかる優先順位で制御することにより、変速比が頻繁に切り替わることを回避することができる。
一方、ブレーキがオフとなっている場合には、第１実施例と同様の制御がなされる。アクセル開度が有効開度、即ち、図３０におけるθＡ以上である場合には（ステップＳ３１４）、動力源ブレーキによる制動を行わないため、何も処理することなく減速制御処理ルーチンを終了する。有効開度以下である場合（ステップＳ３１４）には、ステップＳ３２２〜Ｓ３２６による制御で動力源ブレーキによる制動を実行する。
即ち、第１実施例と同様、アクセル開度に応じて補正係数ＡＫを設定し（ステップＳ３２２）、補正係数ＡＫを考慮して目標減速度αＴを設定する（ステップＳ３２４）。ここまでの処理は、第１実施例と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、こうして設定された目標減速度αＴを実現するように、モータ２０およびロックアップクラッチ３１を制御する（ステップＳ３２６）。第４実施例では、変速比は制御しない。ロックアップクラッチ３１は、ブレーキオンの時（ステップＳ３２０）と同様、図３０のマップに従って制御され、アクセル開度がθＢ以下の時に係合状態となる。
変速比を制御しないのは、次の理由による。ブレーキオフの状態での制御時には、その直後に再び車両の加速が要求されることが多い。制動中に変速比を制御すれば、その直後には加速に適した変速比に再び切り替え直す必要が生じる可能性が高い。ブレーキオフ状態での制動時には変速比を制御しないものとしておくことにより、変速比が頻繁に切り替えられることを回避できるのである。ブレーキオン時の制動と同様、変速比を制御する優先度を最も低くする態様を採ることも可能である。
以上で説明した第４実施例の車両によれば、ブレーキのオン・オフによって減速度を切り替えることによって運転感覚に適合した制動を実現できる。ロックアップクラッチ３１を上述の態様で制御することによっても運転感覚により適合させることができる。ブレーキのオン・オフによって変速比の制御の有無を切り替えることによっても運転感覚に適合した制動を実現することができる。
なお、第４実施例では、ロックアップクラッチ３１をオンまたはオフという２値的な制御をする場合を例示した。トルクコンバータ３０がスリップする状態でロックアップクランチ３１を係合させるものとしてもよい。例えば、車速などのパラメータに応じて係合力の強弱を制御するものとしてもよい。かかる場合には、ロックアップクラッチ３１の係合力に応じてモータ２０の制動トルクを併せて制御することによって目標減速量を実現することができる。モータ２０のトルク制御の一例を図３２に示す。
図３２はアクセル開度とモータトルクとの関係を示す説明図である。動力源ブレーキは、アクセル開度がθＡ以下の領域で有効となるため、かかる範囲でモータ２０は負のトルクを出力する。この際、ロックアップクラッチ３１の係合力が柔軟に制御されるものとする。ロックアップクラッチ３１が完全に係合している場合、モータ２０のトルクはロスなく制動力として駆動軸に伝達される。従って、モータ２０の制動トルクの絶対値は比較的小さい値で済む。これに対し、ロックアップクラッチ３１が非係合状態にある場合には、モータ２０の制動トルクの絶対値は比較的大きい値が要求される。この結果、ロックアップクラッチ３１の係合状態に応じてモータ２０の出力トルクは、図中にハッチングを示す領域で変化する。トルクの上限値ＵＬはロックアップクラッチ３１が完全に係合した状態に対応し、下限値ＬＬは非係合状態に対応する。このようにロックアップクラッチ３１の係合状態に応じてモータ２０の制動トルクを与えるマップを用意することにより、比較的容易に目標減速度を実現することが可能となる。
（７）その他の変形例：
上述の各実施例では、運転者が目標減速度を設定する態様を示したが、車輪に作用する制動力または制動量など、その他の減速量を設定するものとしても構わない。目標トルクをパラメータとして電動機による回生制動を制御する場合を例示したが、制動力に関与した様々のパラメータを用いることができ、例えば、回生制動で得られる電力や電動機に流れる電流などをパラメータとして制御することも可能である。
上述の各実施例では、変速比を段階的に切り替え可能な変速機１００を用いた場合を示した。変速機１００は種々の構成を適用可能であり、連続的に変速比を変更可能な機構を適用しても構わない。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。本実施例で説明した種々の制御処理は、ハードウェアにより実現するものとしても構わない。また、本実施例で説明した種々の制御処理のうち、一部のみを実施するものとしても構わない。
産業上の利用可能性
本発明は、電動機のトルクにより制動する車両において、制動時の減速量を任意に調整する制御に適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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