(57)【要約】【課題】有人運転と無人運転とのそれぞれに適した制動を実行することのできる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】内燃機関型のエンジン、回転電機および摩擦ブレーキを備え、有人運転モードと、無人運転モードとを有する車両に搭載されるＥＣＵであって、エンジンを停止させる回転電機の内燃機関制動トルク、車両を減速させる回転電機の回生制動トルク、および車両を減速させる摩擦ブレーキの摩擦制動トルクをそれぞれ発生させる機能と、回転電機の回生制動トルクを摩擦ブレーキの摩擦制動トルクに置換しつつ車両を減速させる機能とを有し、有人運転モードでは、回生制動トルクを摩擦制動トルクに置換した後に内燃機関制動トルクを発生させてエンジンを停止させ、無人運転モードでは、内燃機関制動トルクおよび回生制動トルクの双方を少なくとも発生させて内燃機関を停止させる。【選択図】図８
2018192829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、回転電機および摩擦ブレーキを備え、乗員のいる有人運転モードと、乗員のいない無人運転モードと、を有する車両に搭載される制御装置であって、
前記内燃機関を停止させる前記回転電機の内燃機関制動トルク、前記車両を減速させる前記回転電機の回生制動トルク、および前記車両を減速させる前記摩擦ブレーキの摩擦制動トルクをそれぞれ発生させる制動発生制御処理を実行する機能と、
前記回転電機の前記回生制動トルクを前記摩擦ブレーキの前記摩擦制動トルクに置換しつつ前記車両を減速させる置換減速制御処理を実行する機能と、を有し、
前記有人運転モードでの前記制動発生制御処理の実行時には、前記回生制動トルクおよび前記摩擦制動トルクを発生させつつ前記置換減速制御処理を実行した後に前記内燃機関制動トルクを発生させて前記内燃機関を停止させ、
前記無人運転モードでの前記制動発生制御処理の実行時には、前記内燃機関制動トルクおよび前記回生制動トルクの双方を少なくとも発生させて前記内燃機関を停止させる、車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機による回生発電を利用する機能を備える車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関型のエンジンと共に回転電機を搭載する車両が普及しつつある。このような車両において、減速時に回転電機を発電機として機能させることにより回生電力をバッテリに充電するとともに、その回転電機から負トルクを出力させてエンジンの回転に制動を掛けて停止させることが特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に記載の車両の制御装置では、回生制動を摩擦ブレーキによる摩擦制動に置き換えることにより、車両を減速する制動力を確保しつつ、バッテリへの過充電を回避することが提案されている。ここで、バッテリへの過充電の回避は、回転電機の発電を制限する機能を備えることでも実現できるが、この機能の稼働時には車両を減速させる制動力から回生制動が外れて、車両の減速度が変動することになる。
【０００４】
ところで、近年には、自動運転モードを備える車両が普及しつつある。例えば、ドライバによる操作を自動化する有人自動運転モードや、ドライバを含む乗員の乗車していない無人走行を可能にする無人自動運転モードを備える車両が実現されつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５５６５９１  号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、有人運転と無人運転とのそれぞれに適した制動を実行することのできる車両の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する車両の制御装置の発明の一態様は、内燃機関、回転電機および摩擦ブレーキを備え、乗員のいる有人運転モードと、乗員のいない無人運転モードと、を有する車両に搭載される制御装置であって、前記内燃機関を停止させる前記回転電機の内燃機関制動トルク、前記車両を減速させる前記回転電機の回生制動トルク、および前記車両を減速させる前記摩擦ブレーキの摩擦制動トルクをそれぞれ発生させる制動発生制御処理を実行する機能と、前記回転電機の前記回生制動トルクを前記摩擦ブレーキの前記摩擦制動トルクに置換しつつ前記車両を減速させる置換減速制御処理を実行する機能と、を有し、前記有人運転モードでの前記制動発生制御処理の実行時には、前記回生制動トルクおよび前記摩擦制動トルクを発生させつつ前記置換減速制御処理を実行した後に前記内燃機関制動トルクを発生させて前記内燃機関を停止させ、前記無人運転モードでの前記制動発生制御処理の実行時には、前記内燃機関制動トルクおよび前記回生制動トルクの双方を少なくとも発生させて前記内燃機関を停止させるように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
このように本発明の一態様によれば、有人運転モードでは、過充電を発生させないように、回生制動トルクと摩擦制動トルクとを置換しつつ車両を減速させた後に、内燃機関制動トルクにより内燃機関を停止させることができる。また、無人運転モードでは、摩擦制動への置換による過充電回避よりも回生発電を優先して、内燃機関制動トルクと回生制動トルクとを併用し、車両を減速させつつ内燃機関を停止させることができる。
【０００９】
したがって、有人運転モードでは、過充電の回避に伴う減速度の変動を発生させることなく、良好な乗り心地を維持しつつ車両を減速して内燃機関を停止させることができる。また、無人運転モードでは、過充電回避に伴う減速度の変動回避による乗り心地の悪化を考慮することなく、回生発電を優先して車両を減速しつつ早期に内燃機関を停止し、燃費向上を実現することができる。
【００１０】
この結果、有人運転や無人運転に最適な制御処理を実行する車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を説明する図であり、その制御装置を搭載する車両の概略全体構成を示す骨子図である。
【図２】図２は、その制御装置（ＥＣＵ）が制御する変速装置の摩擦係合要素の変速段毎の締結または解放を示す締結作動表である。
【図３】図３は、その制御装置（ＥＣＵ）との間の各種情報の受け渡しを説明する入出力図である。
【図４】図４は、内燃機関および回転電機の動力伝達機構が備える遊星歯車の各回転要素の回転動作を説明する共線図である。
【図５】図５は、車速と要求トルクとに基づく変速切換制御を説明する変速線図と、その変速切換制御における有段変速と無段変速とを切り換える境界線を示す変速切換線図と、エンジン走行とモータ走行とを切り換える境界線を示す動力源切換線図とのそれぞれの一例を図示するマップである。
【図６】図６は、走行時の制御処理を説明する制御ブロック図である。
【図７】図７は、手動運転モードでの制動トルクの発生タイミングを説明するタイムチャートである。
【図８】図８は、無人運転モードでの制動トルクの発生タイミングを説明するタイムチャートである。
【図９】図９は、その制動トルクを決定する制御処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態の第１の他の態様を説明する図であり、その無人運転モードでの制動トルクの発生タイミングを説明するタイムチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態の第２の他の態様を説明する図であり、その制御装置を搭載する車両の概略全体構成を示す骨子図である。
【図１２】図１２は、その第２の態様の制御装置（ＥＣＵ）が制御する変速装置の摩擦係合要素の変速段毎の締結または解放を示す締結作動表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図９は本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を説明する図であり、図１はその制御装置を搭載する車両の一例を示す図である。
【００１３】
図１において、車両１００は、動力源として、内燃機関型のエンジン１０１と、モータジェネレータ（ＭＧ）として機能する回転電機１０３、１０５とを備えている。この車両１００は、これらエンジン１０１や回転電機１０３、１０５の出力する回転動力を駆動輪１０９に動力伝達機構１１０を介して伝達して転動させることにより走行する。なお、この車両１００は、ドライバが不図示のフットブレーキを踏み込むことで機能する摩擦式ブレーキ（制動機構）１４０が駆動輪１０９の回転を摩擦制動することにより減速停止するようになっている。すなわち、摩擦式ブレーキ１４０は、摩擦制動トルクを負荷することにより駆動輪１０９の回転を制限して減速停止させる。
【００１４】
動力伝達機構１１０は、エンジン１０１の出力する回転動力が入力される入力軸１１１と、デファレンシャルギヤ（差動歯車装置）１５０に連結されて左右の駆動輪１０９のそれぞれに伝達する回転動力を出力する出力軸１１２と、入力軸１１１および出力軸１１２との間に介在して回転動力を中継するように伝達する伝達軸１１３と、入力軸１１１と伝達軸１１３の間に配置されてエンジン１０１の回転動力を回転電機１０３、１０５に分配して出力させる動力分配機構１１５と、出力軸１１２と伝達軸１１３との間に配置されて動力分配機構１１５から伝達される回転動力を備える変速段で自動変速して出力する自動変速機構１１７と、を備えて構築されている。
【００１５】
この動力伝達機構１１０は、軸心が共通の軸線となるように、入力軸１１１、出力軸１１２および伝達軸１１３がトランスミッションケース１１９内に直列に収容されて、それぞれ回転自在に軸受などを介して支持されている。ここで、出力軸１１２の回転速度（回転数）は車速センサ１３２が検出し、回転電機１０３のロータの回転速度は回転速度センサ１３３が検出し、回転電機１０５のロータと一体の伝達軸１１３の回転速度は回転速度センサ１３５が検出するようにそれぞれ設置されている。これら車速センサ１３２および回転速度センサ１３３、１３５は、後述のＥＣＵ１１にセンサ信号を送信可能に接続されている。なお、図１は、動力伝達機構１１０が入力軸１１１などの軸心を中心にして回転対称に構成されているため、図中下側を省略する骨子図（スケルトン図）である。
【００１６】
動力分配機構１１５は、第１の回転電機（ＭＧ１）１０３と第２の回転電機（ＭＧ２）１０５とが切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０を備えるシングルピニオン型の遊星歯車機構１２１に連結されて、エンジン１０１の回転動力を分配出力するようになっている。遊星歯車機構１２１は、サンギヤＳ０、プラネタリギヤＰ０、キャリヤＣＡ０、およびリングギヤＲ０を回転要素として備えている。第１の回転電機１０３は、遊星歯車機構１２１のサンギヤＳ０にロータが一体回転するように連結されている。第２の回転電機（ＭＧ２）１０５は、遊星歯車機構１２１のリングギヤＲ０および伝達軸１１３と一体的にロータが回転するように連結されている。また、遊星歯車機構１２１のキャリヤＣＡ０は入力軸１１１、すなわちエンジン１０１の出力軸に連結されている。切換ブレーキＢ０はトランスミッションケース１１９に設置されて、サンギヤＳ０を締結または解放する。切換クラッチＣ０はそのサンギヤＳ０とキャリヤＣＡ０との間を締結または解放する。なお、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０は、油圧により駆動して圧接する対象部材との係合圧力を調整することにより締結状態や解放状態や摩擦接触（所謂、摺動）状態を維持する摩擦係合要素により構築されている。
【００１７】
この動力分配機構１１５は、例えば、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０が解放状態にされると、サンギヤＳ０、キャリヤＣＡ０、リングギヤＲ０がそれぞれ相対回転可能な差動状態にされる。このとき、エンジン１０１の出力（回転動力）が第１の回転電機１０３と第２の回転電機１０５（伝達軸１１３）とに分配されて、例えば、そのエンジン１０１の分配出力で第１の回転電機１０３が発電機として駆動され、また、第２の回転電機１０５が電動機として駆動される。これにより、動力分配機構１１５は、回転電機１０３、１０５による所謂、無段変速状態（電気的ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）になり、エンジン１０１の所定回転数に拘わらずに、伝達軸１１３の回転数を連続的に変化させる差動状態にすることができる。このため、動力分配機構１１５は、入力軸１１１の回転速度／伝達軸１１３の回転速度の変速比を連続的に変化させる電気的な無段変速機（Ｔ／Ｍ）として機能可能な無段変速状態とすることができる。なお、回転電機１０３、１０５は、電動機として機能する際にインバータ１０７を介してバッテリ１０８内に蓄電されている電力の供給（放電）を受けて回転駆動し、また、発電機として機能する際の発電電力はインバータ１０７を介してバッテリ１０８に充電（蓄電）される。
【００１８】
また、動力分配機構１１５は、切換クラッチＣ０または切換ブレーキＢ０の一方が締結状態にされると、差動回転不能な非差動状態にされる。例えば、動力分配機構１１５は、サンギヤＳ０とキャリヤＣＡ０とが切換クラッチＣ０により締結されると、リングギヤＲ０も含めて一体回転されるロック状態にされて差動回転不能な非差動状態とされる。このとき、エンジン１０１の回転数と伝達軸１１３の回転数とが一致する変速比「１」に固定される。これにより、動力分配機構１１５が非無段変速状態の定変速状態になって、自動変速機構１１７による有段変速可能な状態にされる。
【００１９】
また、この動力分配機構１１５は、サンギヤＳ０が切換ブレーキＢ０によりトランスミッションケース１１９側に連結されてロック状態にされても、差動回転不能な非差動状態にされる。このとき、リングギヤＲ０はキャリヤＣＡ０よりも増速回転される。これにより、動力分配機構１１５が非無段変速状態の定増速（変速）状態になって、自動変速機構１１７による有段変速可能な状態にされる。
【００２０】
自動変速機構１１７は、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構１２５、第２遊星歯車機構１２６、および第３遊星歯車機構１２７と共に、切換クラッチＣ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３を備えて、４速の有段式自動変速機として機能する。第１遊星歯車機構１２５は、サンギヤＳ１、プラネタリギヤＰ１、キャリヤＣＡ１、およびリングギヤＲ１を回転要素として備えている。第２遊星歯車機構１２６は、サンギヤＳ２、プラネタリギヤＰ２、キャリヤＣＡ２、およびリングギヤＲ２を回転要素として備えている。第３遊星歯車機構１２７は、サンギヤＳ３、プラネタリギヤＰ３、キャリヤＣＡ３、およびリングギヤＲ３を回転要素として備えている。なお、切換クラッチＣ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３は、切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０と同様の摩擦係合要素により構築されている。
【００２１】
この自動変速機構１１７では、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２が一体回転するように連結されて、切換クラッチＣ２を介して伝達軸１１３に締結または解放可能に連結されている。また、リングギヤＲ２およびサンギヤＳ３は一体回転するように連結されて、切換クラッチＣ１を介して伝達軸１１３に締結または解放可能に連結されている。さらに、リングギヤＲ１、キャリヤＣＡ２およびキャリヤＣＡ３は出力軸１１２に一体回転するように連結されている。そして、切換ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３はトランスミッションケース１１９に設置されており、切換ブレーキＢ１は一体回転するサンギヤＳ１およびサンギヤＳ２を締結または解放し、切換ブレーキＢ２はキャリヤＣＡ１を締結または解放し、切換ブレーキＢ３はリングギヤＲ３を締結または解放する。
【００２２】
このように構成された動力伝達機構１１０は、後述するＥＣＵ１１の駆動制御によって、動力分配機構１１５の切換クラッチＣ０と切換ブレーキＢ０のいずれかが駆動されて締結状態にされ、自動変速機構１１７の切換クラッチＣ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３が選択的に駆動されて締結状態にされる。これにより、動力分配機構１１５から伝達軸１１３を介して伝達されるエンジン１０１や回転電機１０３、１０５の回転動力は、車速等の各種運転状況に応じて後述の変速段に切り換えられることにより、変速されつつ出力軸１１２から駆動輪１０９側へと出力される。すなわち、動力伝達機構１１０が有段変速機（Ｔ／Ｍ）を構成している。
【００２３】
また、動力伝達機構１１０は、後述するＥＣＵ１１の駆動制御によって、動力分配機構１１５の切換クラッチＣ０と切換ブレーキＢ０が解放状態にされることで無段変速状態とされ、自動変速機構１１７を含めて電気的な無段変速機（Ｔ／Ｍ）として機能可能な状態にされる。
【００２４】
なお、動力伝達機構１１０は、自動変速機構１１７の切換クラッチＣ１、Ｃ２の一方が締結状態にされることにより回転動力を出力可能に伝達経路が形成されるが、その双方共に解放状態にされることにより回転動力の伝達経路が遮断状態にされる。
【００２５】
詳細には、この動力伝達機構１１０は、図２の締結作動表に示すように、動力分配機構１１５の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０と、自動変速機構１１７の切換クラッチＣ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３とが選択的に締結されることにより、無段変速段、あるいは、１速（1st）、２速（2nd）、３速（3rd）、４速（4th）、５速（5th）、Ｒ（Reverse）、Ｎ（Neutral）のいずれかの有段変速段が選択されて伝達経路が形成される。なお、図２に図示する「○」は選択駆動時に締結状態にされることを示し、また「◎」は上述の有段変速時の選択駆動時には締結状態にされるが無段変速時の選択駆動時には解放状態にされることを示している。また、車両１００は、不図示のシフトレバーの選択操作により、例えば、駐車「Ｐ（パーキング）」、後進走行「Ｒ（リバース）」、動力伝達経路遮断の中立「Ｎ（ニュートラル）」、前進走行「Ｄ（ドライブ）」、前進走行「Ｍ（マニュアル）」のいずれかを選択可能に備えており、「Ｄ」ポジションの選択時に無段変速制御を実行し、また、「Ｍ」ポジションの選択時に有段変速制御を実行するようになっている。
【００２６】
そして、図３に示すように、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１は、予めメモリ１２内に格納されている制御プログラムに従って車両１００全体を統括制御するようになっている。ＥＣＵ１１は、図中左側に示す各種センサ情報等の信号入力を受けて、図中右側に示す各種装置機器に制御情報等の信号出力をすることにより、例えば、エンジン１０１や回転電機１０３、１０５の駆動を制御し、また、動力伝達機構１１０の切換クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２と切換ブレーキＢ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の駆動を制御して動力分配機構１１５や自動変速機構１１７を制御するようになっている。
【００２７】
ここで、ＥＣＵ１１は、図３中の左側に信号入力用インタフェースが準備されている。このＥＣＵ１１は、詳細な図示は省略するが、例えば、バッテリ１０８の充電残量（ＳＯＣ：State Of Charge）、エンジン水温のセンサ信号、シフトレバーの選択ポジションのセンサ信号、回転電機１０３の回転数の回転速度センサ１３３のセンサ信号、回転電機１０５の回転数の回転速度センサ１３５のセンサ信号、エンジン１０１の回転数ＮＥのセンサ信号、吸気温度のセンサ信号、Ｍモード（手動変速操作）スイッチの切換信号、エアコン（エアーコンディショナ）の操作信号、車速（出力軸１１２）の車速センサ１３２のセンサ信号、動力伝達機構１１０におけるＡＴ（Automatic Transmission）の油温のセンサ信号、ＥＣＴ（Electronic Controlled Transmission）のスイッチの操作信号、サイドブレーキの操作信号、フットブレーキ（ブレーキペダルの踏込量）のセンサ信号、触媒温度のセンサ信号、アクセル開度（アクセルペダルの踏込量）のセンサ信号、カム角のセンサ信号、スノーモードの設定信号、車両前後方向の加速度のセンサ信号、オートクルーズ走行等の自動運転走行の各種信号、過給器のタービンの回転数ＮＴのセンサ信号、車両の重量（車重）のセンサ信号などの各種信号が入力可能になっている。
【００２８】
また、ＥＣＵ１１は、図３中の右側に信号出力用インタフェースが準備されている。このＥＣＵ１１は、詳細な図示は省略するが、例えば、インジェクタ（燃料噴射装置）の駆動制御信号、吸気管の電子スロットル弁の駆動制御信号、過給圧の調整制御信号、電動エアコンへの制御信号、エンジン１０１の燃焼室のプラグの点火信号、回転電機１０３（ＭＧ１）の駆動制御信号、回転電機１０５（ＭＧ２）の駆動制御信号、並列処理する別個の駆動制御処理を実行するコントローラＡ、Ｂへの制御信号、ギヤ比インジケータへの表示信号、スノーモードインジケータへの表示信号、ＡＴライン圧コントロールソレノイドへの駆動制御信号、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）アクチュエータへの駆動制御信号、Ｍモード（手動変速操作）インジケータへの表示信号、ＡＴソレノイドへの駆動制御信号、ＡＴ電動オイルポンプへの駆動制御信号、ポンプへの駆動制御信号、電動ヒータへの駆動制御信号、ギヤ比インジケータへの表示信号などの各種信号、並列処理するオートクルーズ走行等の自動運転走行のコントロール制御処理を実行するコントローラＣへの制御信号が出力可能になっている。
【００２９】
また、ＥＣＵ１１は、装置各部に設置されているセンサなどからの各種入力信号に基づいて対応する各種出力信号を生成し、例えば、不図示のソレノイドなどに駆動制御信号を出力する。このＥＣＵ１１は、動力伝達機構１１０を構成する動力分配機構１１５や自動変速機構１１７の切換クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の締結・解放を切り換える締結油圧あるいは解放油圧を適宜に供給して変速制御処理を実行させる。
【００３０】
この動力伝達機構１１０の動力分配機構１１５や自動変速機構１１７は、切換クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が適宜締結されることにより、それぞれの回転要素（サンギヤＳ、キャリヤＣＡ、リングギヤＲ）が図４の共線図に示す回転速度の関係を維持する状態で回転する。なお、図４の共線図では、連結されて一体回転する回転要素（サンギヤＳ、キャリヤＣＡ、リングギヤＲ）が一つの縦線にまとめられて、図中に数字で示す回転速度比（変速比）になるように各縦線の離隔間隔が設定されており、その縦線を横断する直線状の交差線とその縦線との交点がその回転要素毎の回転速度になるように作図されている。この図４には、１速の変速比（１ｓｔ：３．３５７）などの変速段毎の変速比が図示されており、動力分配機構１１５や自動変速機構１１７において、後述するように一体回転する各回転要素毎の縦線間距離に応じた各変速比も図示されている。
【００３１】
例えば、図４に示すように、動力分配機構１１５は、図２に示す切換クラッチＣ０または切換ブレーキＢ０が締結状態の有段変速時には、サンギヤＳ０、キャリヤＣＡ０およびリングギヤＲ０の噛み合い位置が固定されて直結状態で回転される。このとき、動力分配機構１１５は、回転動力が伝達される経路が形成され、回転要素毎の縦線に対して直交する交差線とその縦線との交点が横一線となって等速回転になる。すなわち、動力分配機構１１５の締結状態時には、サンギヤＳ０とロータが一体回転する回転電機１０３と、キャリヤＣＡ０と一体回転する入力軸１１１に出力軸が連結されるエンジン１０１と、リングギヤＲ０とロータが一体回転する回転電機１０５とが等速回転されて、入力軸１１１から伝達軸１１３を介して出力軸１１２の前段の自動変速機構１１７に回転動力が伝達出力される。
【００３２】
要するに、動力分配機構１１５の締結状態の有段変速時において、入力軸１１１から出力軸１１２に伝達出力される回転動力の変速比は、自動変速機構１１７の切換クラッチＣ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の締結状態や解放状態に応じた有段変速切換により決定される。
【００３３】
また、動力分配機構１１５は、図２に示す切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の解放状態の無段変速時には、歯数に応じた変速比で噛み合い位置が変化されるサンギヤＳ０、キャリヤＣＡ０およびリングギヤＲ０の回転要素毎の縦線に対して傾斜する交差線とその縦線との交点が上下に異なって差動回転になる。すなわち、動力分配機構１１５の解放状態（無段変速）時には、回転電機１０３に連結されているサンギヤＳ０と、エンジン１０１に連結されているキャリヤＣＡ０（入力軸１１１）と、回転電機１０５に連結されているリングギヤＲ０との差動回転が許容されて、入力軸１１１から出力される回転動力が出力軸１１２の前段の自動変速機構１１７側の伝達軸１１３に伝達される。
【００３４】
要するに、動力分配機構１１５の解放状態の無段変速時における、入力軸１１１から出力軸１１２に伝達出力される回転動力の変速比は、動力分配機構１１５の切換クラッチＣ０および切換ブレーキＢ０の締結状態や解放状態に応じた回転電機１０３、１０５の差動回転に基づく無段変速比に加えて、自動変速機構１１７の切換クラッチＣ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の締結状態や解放状態に応じた有段変速切換により決定される。
【００３５】
このとき、自動変速機構１１７は、切換クラッチＣ１、Ｃ２が締結状態の場合、それぞれの縦線に対して直交する交差線とその縦線との交点が横一線となって等速回転される。すなわち、自動変速機構１１７は、伝達軸１１３や動力分配機構１１５を介して等速の変速比で入力軸１１１から伝達される回転動力をそのまま等速伝達して出力軸１１２を等速回転させる。
【００３６】
また、自動変速機構１１７は、切換クラッチＣ１、Ｃ２および切換ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の締結状態や解放状態に応じてサンギヤＳ１〜Ｓ３、キャリヤＣＡ１〜ＣＡ３、およびリングギヤＲ１〜Ｒ３がそれぞれの歯数に応じた変速比で回転される変速機構を構成することにより、その回転要素の縦線に対して傾斜する交差線とその縦線との交点が上下に異なる回転速度で差動回転される。すなわち、自動変速機構１１７は、サンギヤＳなどの回転要素のそれぞれが適宜に差動回転することにより、動力分配機構１１５や伝達軸１１３を介して入力軸１１１から伝達される回転動力を伝達経路の回転要素間の変速比で変速して出力軸１１２に出力し回転させる。
【００３７】
そして、ＥＣＵ１１は、取得するセンサ信号などの各種情報に基づいてメモリ１２内の制御プログラムを実行することにより、例えば、メモリ１２内に格納されている図５に示す変速線図などのマップに従って動力伝達機構１１０の切換クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２と切換ブレーキＢ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の駆動を制御するようになっている。
【００３８】
具体的に、ＥＣＵ１１は、例えば、効率のよい走行を実現するために、図５の変速線図に示すように、出力軸１１２から出力することを要求されるトルクと車速とをパラメータとして、動力伝達機構１１０の切換クラッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２と切換ブレーキＢ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３とを締結状態または解放状態にする駆動制御信号を出力して変速制御処理を実行するようになっている。ここで、図５は、車速と出力（要求）トルクとをパラメータとして変速切換制御を実行する際に用いる変速線ＳＨｄ、ＳＨｕを示す変速線図の一例を示している。この図５には、有段変速と無段変速とを切り換えるための有段変速領域と無段変速制御領域との変速境界線ＧＣｃ、ＧＣｔを示す変速切換線図の一例も図示されている。さらに、図５には、エンジン１０１の回転動力を走行トルクにするエンジン走行と、回転電機１０３、１０５の回転動力を走行トルクにするモータ走行とを切り換えるために、エンジン走行領域とモータ走行領域との動力境界線ＰＴを示す動力源切換線図の一例も図示されている。
【００３９】
詳細には、ＥＣＵ１１は、図５中の変速線ＳＨｄ、ＳＨｕを横切るタイミングに変速段切換制御処理を実行するようになっている。このとき、ＥＣＵ１１は、加速中に、低速側から高速側に向かってアップシフト変速線ＳＨｕを横切るタイミングに、例えば、２速から３速にアップシフトさせる変速段切換制御処理を実行する。また、ＥＣＵ１１は、減速中に、高速側から低速側に向かってダウンシフト変速線ＳＨｄを横切るタイミングに、例えば、４速から３速にダウンシフトさせる変速段切換制御処理を実行する。
【００４０】
このＥＣＵ１１は、図５中の変速境界線ＧＣｃ、ＧＣｔを横切るタイミングに有段変速と無段変速とを切り換える制御処理を実行するようになっている。このとき、ＥＣＵ１１は、高トルク側から低トルク側に向かって無段変速境界線ＧＣｃを横切るタイミングに、自動変速機構１１７の変速段はそのままで、動力分配機構１１５の切換クラッチＣ０と切換ブレーキＢ０とを解放状態にして無段変速制御領域に移行する変速段切換制御処理を実行する。また、ＥＣＵ１１は、低トルク側から高トルク側に向かって有段変速境界線ＧＣｔを横切るタイミングに、自動変速機構１１７の変速段はそのままで、動力分配機構１１５の切換クラッチＣ０または切換ブレーキＢ０の一方を締結状態にして有段変速制御領域に移行する変速段切換制御処理を実行する。
【００４１】
ここで、本実施形態の動力伝達機構１１０は、図２に示すように、動力分配機構１１５の切換ブレーキＢ０と、自動変速機構１１７の切換クラッチＣ２とを締結状態にして５速に変速する機構に構成されている。このため、ＥＣＵ１１は、有段変速制御により５速が選択されて低トルクで高速走行している状態のまま減速されて無段変速境界線ＧＣｃを横切るタイミングには、自動変速機構１１７の変速段はそのままで、動力分配機構１１５の切換ブレーキＢ０を解放状態にして実質４速での無段変速制御領域に移行する変速切換制御処理を実行するようになっている。また、ＥＣＵ１１は、有段変速制御により４速が選択されて低トルクで走行している状態のまま加速されて有段変速境界線ＧＣｔを横切るタイミングには、自動変速機構１１７の変速段はそのままで、動力分配機構１１５の切換ブレーキＢ０を締結状態にして実質５速での有段変速制御領域に移行する変速切換制御処理を実行するようになっている。
【００４２】
また、ＥＣＵ１１は、走行開始時などの図５中の動力境界線ＰＴ内のモータ走行領域では、エンジン１０１を動力伝達経路から切り離し、あるいは、空転状態にするとともに、動力分配機構１１５の切換クラッチＣ０と切換ブレーキＢ０とを解放状態（無段変速制御領域）にして、回転電機１０５を適宜に駆動させて回転動力を伝達することにより車両１００を加速走行させるようになっている。なお、ＥＣＵ１１は、車両１００の走行を開始して図５のモータ走行領域外に移行した後には、エンジン１０１の回転動力を伝達して車両１００を走行させるエンジン走行領域とする。このときに、ＥＣＵ１１は、例えば、バッテリ１０８の蓄電電力を回転電機１０５に供給して回転駆動させることにより、走行トルクを出力軸１１２に伝達出力させる、所謂、トルクアシストを適宜実行するようにしてもよい。なお、このトルクアシストは、駆動輪１０９の転動するトルクを回転電機１０３に伝達して負荷（入力）することにより、その回転電機１０３を発電機として駆動させて、その発電電力を回転電機１０５に供給して実行するようにしてもよい。
【００４３】
さらに、車両１００には、例えば、高速道路上でのアクセル操作等を簡略化してドライバの運転操作を支援することにより自動走行を実現する、所謂、オートクルーズ走行モード（有人自動運転モード）が不図示のスイッチ操作等により選択指示可能に備えている。ＥＣＵ１１は、オートクルーズ走行モードの選択指示を自動運転走行信号から取得した場合、メモリ１２内の制御プログラムを実行して、車速などの各種取得情報を自動運転走行制御コントローラＣに送るようになっている。自動運転走行制御コントローラＣは、ＥＣＵ１１から受け渡される車速などの各種取得情報に基づいてオートクルーズ制御信号を生成してＥＣＵ１１に返送する。ＥＣＵ１１は、受け取った制御信号に基づく車両１００の自動運転走行制御処理を実行することにより、オートクルーズ走行を実現するようになっている。
【００４４】
自動運転走行制御コントローラＣは、このオートクルーズ走行では、車速を一定に保ちつつ走行する定速制御モードと、先行車両に一定の車間距離を保ちつつ追随するように走行する車間制御モードとを、ＥＣＵ１１と連携して実行するようになっている。このＥＣＵ１１および自動運転走行制御コントローラＣは、ドライバによるオートクルーズ走行の選択指示や各種走行条件の指定などの操作信号を取得して定速制御モードや車間制御モードを実行する。また、車両１００においては、この定速制御モードや車間制御モードのオートクルーズ走行モードを実行可能にする各種機器が搭載されており、例えば、車速や加速度を検出するセンサ類に加えて、放射するミリ波の反射波を受け取って車間距離を検出する所謂、ミリ波レーダセンサや、先行車両との間で所謂、車車間通信を行ってブレーキ信号などの各種情報を受け取る通信機能を備えている。なお、本実施形態では、ミリ波レーダセンサで車間距離を検知する場合を一例にして説明するが、これに限るものでなく、例えば、カメラを搭載して撮影画像の画像処理により先行車両との間の車間距離を検出するようにしてもよい。
【００４５】
このオートクルーズ走行の定速制御モードでは、設定されている走行速度を維持するように、エンジン１０１や回転電機１０３、１０５の駆動や動力伝達機構１１０の切換と共に、摩擦式ブレーキ１４０の作動を自動制御するようになっている。例えば、高速道路の下り坂の走行中には、エンジン１０１のエンジンブレーキや回転電機１０３、１０５の回生制動を動力伝達機構１１０の変速比の切換により効果的に利用するとともに、摩擦式ブレーキ１４０による摩擦制動を効かせて走行速度を設定速度に維持する。ここで、回転電機１０３、１０５の回生制動は、駆動輪１０９の転動するトルクを伝達負荷して発電させる、所謂、回生制御処理の実行により機能し、その回転電機１０３、１０５が発電機として駆動する際に発生する制動力を利用するものである。なお、回転電機１０３、１０５を発電機として駆動させるために負荷されるトルクは、回生トルクと称され、また、その発電電力は回生電力と称される。また、本実施形態での説明において、回生制動は、便宜上、回転電機１０３、１０５で機能させると説明するが、回転電機１０３、１０５の一方または双方のいずれで機能させてもよく、エンジン１０１との連携などに応じて、適宜、選択して機能させればよい。
【００４６】
また、オートクルーズ走行の車間制御モードでは、先行車両に一定の車間距離を保ちつつ追随するように、先行車両からの離隔距離をミリ波レーダセンサにより検知しつつ、先行車両との間の車車間通信でフットブレーキの踏込などの制動情報等を取得することにより、エンジン１０１や回転電機１０３、１０５の駆動や動力伝達機構１１０の切換と共に、摩擦式ブレーキ１４０の作動を自動制御するようになっている。例えば、高速道路の先行車両の減速走行中の車間制御モードでは、エンジン１０１のエンジンブレーキや回転電機１０３、１０５の回生制動を動力伝達機構１１０の変速比の切換により効果的に利用するとともに、摩擦式ブレーキ１４０を適宜に自動的に作動させて先行車両との車間距離を一定に保ちつつ追随する。
【００４７】
さらに、この車両１００には、完全自動運転走行モードが不図示のスイッチ操作等により選択指示可能に備えられている。完全自動運転走行モードは、例えば、上述のオートクルーズ走行モードの車間制御モードと同様に、先行車両との間で車車間通信を行って一定の車間距離を保ちつつ追随することにより、複数台の縦列走行を実現する縦列自動走行モードを少なくとも構成する。この縦列自動走行モードでは、例えば、工場等の決められた敷地内で部品や工具等の荷物を複数台の車両で運搬する際などに、少なくとも後続車両に乗員の乗車のない状態での無人走行を可能にする。
【００４８】
ここで、完全自動運転走行モードとしては、例えば、予め設定される目的地までのルートをナビゲーションシステムが備えるマップ情報に従って決定し、その目的地までの自動運転走行を実現するルート自動走行モードを含んでいてもよく、このルート自動走行モードでも、乗員の乗車のない状態での無人走行を可能にする。なお、このルート自動走行モードは、例えば、上述の路車間通信による赤信号等の道路情報や撮像映像の画像処理による走行車線や歩行者等の周辺情報などの各種情報を取得しつつ交通状況に応じて目的地までの自動運転走行を実現する。
【００４９】
また、完全自動運転走行モードとしては、例えば、公園等の敷地内で決められた走行経路と停車位置が予め設定されていて、上記の道路情報や周辺情報などの各種情報を取得しつつ巡回するなどの既定走行を実現する既定自動走行モードを含んでいてもよく、この既定自動走行モードでも、乗員の乗車のない状態での無人走行を可能にする。
【００５０】
このような完全自動運転走行モードは、縦列自動走行モード、ルート自動走行モード、あるいは既定自動走行モードに限るものではなく、ドライバの乗車の必要ない走行を実現する他のモードを含んでいてもよい。例えば、リモートシステムを搭載してドライバが乗車することのない車両において、不図示のリモートコントローラが操作されて入力される遠隔位置からの運転指示に従って走行して停止する、無人走行可能なリモート自動走行モードを完全自動運転走行モードに含めて、受け取る運転指示を自動運転走行信号として処理などすればよい。
【００５１】
なお、上述のナビゲーションシステムを利用する運転システムとしては、例えば、図６の制御ブロック図に示すシステム構成とすればよい。このシステム構成では、車両１００に車載されているナビゲーション装置１７０のＥＣＵ１７１がメモリ１７２内の制御プログラムに従って自動運転を実現する制御処理条件を決定する。このナビゲーション装置１７０のＥＣＵ１７１は、入力部１７５等からの各種入力情報に基づいて必要なナビゲーション情報を含む制御情報を生成して車両１００のＥＣＵ１１に受け渡すことにより、各種走行モードを実現するようになっている。
【００５２】
簡単に説明すると、図６に示す運転システムは、ナビゲーション装置１７０のＥＣＵ１７１が走行計画生成部１８１として機能し、車両１００本体のＥＣＵ１１が走行制御部１９１として機能するように構成されている。この図６には、ナビゲーション装置１７０の走行計画生成部１８１が走行時の目標車速を生成する場合を一例に図示されている。この目標車速を受け取った車両１００本体側の走行制御部１９１は、摩擦式ブレーキ１４０を作動させて摩擦制動トルクを駆動輪１０９に負荷し、回転電機（ＭＧ）１０３、１０５やエンジン（ＥＮＧ）１０１や動力伝達機構（Ｔ／Ｍ）１１０の駆動を制御して駆動トルクや制動トルクを駆動輪１０９に負荷する。これにより、車両１００は、入力部１７５から入力された目的地に向かって、所望の駆動力や制動力を決定して自動走行することにより到着することが可能になる。
【００５３】
このとき、ナビゲーション装置１７０の入力部１７５は、目的地や走行モード（運転モード）の他に、例えば、車両１００の走行する車速の上限値や最適値、目的地へのルート選択での時間優先や燃費優先などの各種指示情報が入力される。
【００５４】
ナビゲーション装置１７０のＥＣＵ１７１の走行計画生成部１８１は、入力部１７５から入力された目的地などの入力情報に基づいて、選択指示された走行モードで走行するのに必要な各種情報を取得して走行条件（計画）を生成し、走行制御部１９１に受け渡すコミュニケーション処理を実行する。走行計画生成部１８１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能による車両１００の位置情報と共に、道路や勾配や法定速度などの各種地図情報や、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System（登録商標））機能による交通情報を含むインフラストラクチャ（社会基盤）情報、天候などの各種情報を取得し、選択指示された手動運転走行モードや完全自動運転走行モードなどで走行するのに最適な走行ルートや進路（進行方向）などの各種走行条件を特定して生成する。
【００５５】
例えば、走行中に、走行計画生成部１８１は、走行ルートや進路（進行方向）などに応じた目標車速を処理部Ｓ１０１で演算してベース目標車速として出力する。この走行計画生成部１８１は、予め設定されているルートに応じて安全性を確保する車速のマージンを処理部Ｓ１０２で演算し、そのベース目標車速に加味（＋／−）した目標車速を、走行制御部１９１に受け渡す。このとき、処理部Ｓ１０２では、予め設定されている車速やルートに応じた前車との目標車間距離に、実測する前車との間の実車間距離を加味（＋／−）して車速安全マージンを算出する。この車速安全マージンは、目標車間距離に実車間距離を加味した車間距離が不十分である場合には目標車速を減じ、また、十分に車間距離がある場合には目標車速を不必要に増加させないゼロ下限ガード処理を行う処理部Ｓ１０３での処理結果を加えて算出する。
【００５６】
また、車両１００本体のＥＣＵ１１の走行制御部１９１は、ナビゲーション装置１７０の走行計画生成部１８１から目標車速を受け取って走行時の要求駆動力を導出して出力する。走行制御部１９１は、受け取る目標車速に基づいて駆動輪１０９を転動させて走行するのに必要な駆動力を、予め設定されているパラメータや処理手順を用いるフィードフォワード（ＦＦ）制御により導出するＦＦ処理部Ｓ２０１と、その目標車速に車速センサ１３２から受け取る実車速情報を加味（＋／−）するフィードバック（ＦＢ）制御により導出するＦＢ処理部Ｓ２０２と、を備えている。この走行制御部１９１は、ＦＦ処理部Ｓ２０１により取得したＦＦ駆動力とＦＢ処理部Ｓ２０２により取得したＦＢ駆動力とを加味（＋／＋）した後に、その走行ルートの勾配などに応じた走行抵抗を処理部Ｓ２０３で取得してさらに加味（＋／＋）した要求駆動力を導出する。
【００５７】
この走行制御部１９１は、その要求駆動力を処理部Ｓ２０４で受け取って、エンジン１０１や回転電機１０３、１０５に出力させる駆動力や制動力を演算すると共に動力伝達機構１１０を変速機として機能させる制御条件を決定して、それぞれ機能させることにより駆動輪１０９に駆動力を負荷する。また、この走行制御部１９１は、その処理部Ｓ２０４で取得した駆動力や制動力に応じたアベイラビリティの上下限値を処理部Ｓ２０５に受け渡してブレーキ要求制動力を演算させることにより摩擦式ブレーキ１４０を適時に作動させて駆動輪１０９に制動力を負荷する。
【００５８】
そして、ＥＣＵ１１は、完全自動運転走行モードの選択指示を自動運転走行信号から取得した場合、オートクルーズ走行モードの場合と同様に、メモリ１２内の制御プログラムを実行して、車速などの各種取得情報を自動運転走行制御コントローラＣに送るようになっている。自動運転走行制御コントローラＣは、ＥＣＵ１１から受け渡される車速などの各種取得情報に基づいて完全自動運転走行制御信号を生成してＥＣＵ１１に返送する。ＥＣＵ１１は、受け取った制御信号に基づく車両１００の自動運転走行制御処理を実行することにより、完全自動運転走行を実現するようになっている。
【００５９】
このＥＣＵ１１および自動運転走行制御コントローラＣは、上述のオートクルーズ走行モードと同様に、ドライバによる完全自動運転走行の選択指示や各種走行条件の指定などの操作信号を取得して縦列自動走行モード、ルート自動走行モード、既定自動走行モード、あるいはリモート自動走行モードを実行する。また、車両１００においては、オートクルーズ走行モードに必要な各種機器が縦列自動走行モードなどの完全自動運転走行モードを実行可能にする。
【００６０】
ところで、ＥＣＵ１１は、メモリ１２内の制御プログラムを実行することにより、手動運転走行モードと、オートクルーズ走行モードと、完全自動運転走行モードと、を実行するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１１は、有人運転モードとして、手動運転走行モードと、オートクルーズ走行モードと、有人の完全自動運転走行モードとを実行可能に構成されて、無人運転モードとして、無人の完全自動運転走行モードを実行可能に構成されている。
【００６１】
例えば、ＥＣＵ１１は、手動運転走行モードでは、ドライバの手動操作に応じたセンサ信号等の取得情報などに基づいてメモリ１２内の制御プログラムを実行することにより、エンジン１０１や回転電機１０３、１０５の駆動や動力伝達機構１１０の切換を実行して車両１００の走行を実現する。
【００６２】
また、ＥＣＵ１１は、オートクルーズ走行モードや完全自動運転走行モードでは、選択指示スイッチや走行条件の指定スイッチなどの操作信号に応じた車速などの走行条件を取得すると共にミリ波レーダセンサや車車間などの通信機能を稼動させて自動走行に必要な各種情報を取得して、メモリ１２内の制御プログラムを実行する。これにより、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１や回転電機１０３、１０５の駆動や動力伝達機構１１０の変速段の切換と共に、摩擦式ブレーキ１４０の作動を自動制御して車両１００の走行を実現する。
【００６３】
ここで、ＥＣＵ１１は、シフトレバーの手動操作に基づく制御処理、あるいは、オートクルーズ走行モードなどの自動運転走行制御処理の実行に伴う変速要求が確認された場合に、切換クラッチＣ０などの摩擦係合要素への供給油圧を制御して動力伝達機構１１０の変速段を切り換える変速制御処理を実行する。
【００６４】
このＥＣＵ１１は、動力伝達機構１１０の変速段を切り換える変速制御処理時に、動力伝達機構１１０の切換クラッチＣ０などの摩擦係合要素に供給する締結油圧や解放油圧を制御することにより、回転電機１０３、１０５の回転駆動を、すなわち、回転電機１０３、１０５に入出力させる回転トルクを制御するようになっている。ＥＣＵ１１は、回転電機１０３、１０５に入出力させる回転トルクの大きさを調整することによって、動力伝達機構１１０の入力軸１１１および出力軸１１２の回転数を変速段に応じた回転速度に同期させるようになっている。
【００６５】
このとき、ＥＣＵ１１は、出力軸１１２（駆動輪１０９）側から伝達される回転トルク（回生トルク）を回転電機１０３、１０５に負荷して制動回転させることにより、動力伝達機構１１０の回転速度の同期をアシストしつつ、その回転電機１０３、１０５が発電機として機能して発電する回生電力をバッテリ１０８に充電（蓄電）させて車両１００の燃費を向上させるようになっている。ＥＣＵ１１は、回転電機１０３、１０５に伝達入力する回転トルクの大きさを動力伝達機構１１０の摩擦係合要素への供給油圧を制御して調整することにより、回転電機１０３、１０５に回生発電させてバッテリ１０８に充電させる電力量を調整する。
【００６６】
また、ＥＣＵ１１は、バッテリ１０８内の蓄電電力を回転電機１０３、１０５に放電（供給）して電動機として駆動回転させることにより、そのバッテリ１０８内の蓄電電力を消費させつつ、動力伝達機構１１０の回転速度の同期をアシストさせるようになっている。ＥＣＵ１１は、回転電機１０３、１０５に出力させる回転トルク（駆動トルク）の大きさに応じて動力伝達機構１１０の摩擦係合要素への供給油圧を制御して調整するようになっている。このＥＣＵ１１は、動力伝達機構１１０の摩擦係合要素に供給する油圧を小さくしつつ、回転電機１０３、１０５から出力させる回転トルクを小さくすることにより、その回転電機１０３、１０５への電力供給によるバッテリ１０８内の蓄電電力の消費を抑えて、車両１００の燃費向上を実現する。
【００６７】
このようにＥＣＵ１１は、変速要求と共に受け取る自動運転走行信号あるいは手動操作信号から、オートクルーズ走行モード、完全自動運転走行モード、あるいは手動運転走行モードの選択指示情報と共に各種走行状況を把握して、回転電機１０３、１０５に入出力させる回転トルクを調整することにより、車両１００の燃費を効果的に向上させるようになっている。
【００６８】
具体的に、ＥＣＵ１１は、動力伝達機構１１０の変速段を低速側に切り換える、所謂、ダウン変速の変速制御処理を実行する際、駆動輪１０９側からの回転制動力として働く回生トルク（回転トルク）を回転電機１０３、１０５に負荷（入力）して発電機として機能させる。すなわち、ＥＣＵ１１は、回転電機１０３、１０５を発電機として機能させる回転トルクを回生制動トルクとして駆動輪１０９に負荷することにより車両１００を減速させるようになっている。これにより、ＥＣＵ１１は、動力伝達機構１１０の変速段に応じた回転速度の同期タイミングを遅延させつつ調整する最適化を実現しつつ、その回転電機１０３、１０５に回生発電させることにより、その発電電力をバッテリ１０８に充電させて、車両１００の実質的な燃費向上を効果的に実現する。このとき、動力伝達機構１１０は、ダウン変速により入力軸１１１（エンジン１０１や回転電機１０３、１０５）側の回転速度を上昇させつつ出力軸１１２（駆動輪１０９）側の回転速度に同期させて動力伝達経路を確立する。
【００６９】
特に、ＥＣＵ１１は、車両１００を減速させてエンジン１０１を停止させる場合に、選択指示されている各種走行モードに応じた停止時間の制御処理を実行することによって、回転電機１０３、１０５を適宜に駆動させて回生電力をバッテリ１０８に充電させるようになっている。その一方で、このＥＣＵ１１は、バッテリ１０８のＳＯＣ（充電残量）の検出情報に基づいて過充電とならないように、回転電機１０３、１０５を発電機として機能させ、また、その発電機能を停止させるようになっている。ここで、ＥＣＵ１１は、例えば、エンジン１０１を停止させても問題ない車速、例えば、時速０ｋｍあるいは時速数ｋｍなどの予め設定されている停止条件を満たすことを確認したときに、エンジン１０１を自動停止させて回転電機１０３、１０５を動力源として利用する機能を備えている。
【００７０】
この車両１００の減速とエンジン１０１の停止時に、ＥＣＵ１１は、回転電機１０３、１０５を発電機として機能させることにより発生する回生トルクを回生制動トルクとして出力軸１１２に適宜に負荷することにより駆動輪１０９の回転を制限して車両１００を減速停止させる。また、ＥＣＵ１１は、その回転電機１０３、１０５を発電機として機能させることにより発生する回生トルクをエンジン制動トルク（内燃機関制動トルク）として入力軸１１１に適宜に負荷することによりエンジン１０１の回転を制限して減速停止させる。さらに、ＥＣＵ１１は、摩擦式ブレーキ１４０を適宜に作動させて摩擦制動トルクを駆動輪１０９に負荷して回転制限することにより車両１００を減速停止させる。すなわち、ＥＣＵ１１は、内燃機関制動トルク、回生制動トルク、摩擦制動トルクを適宜に発生させる制動発生制御を実行する処理機能を備えた制御部を構成している。
【００７１】
この減速停止時に、ＥＣＵ１１は、内燃機関制動トルク、回生制動トルク、摩擦制動トルクをバランスよく発生させて、回転電機１０３、１０５を効率よく稼働させてバッテリ１０８に回生電力を充電する。また、この減速停止時に、ＥＣＵ１１は、バッテリ１０８の過充電を回避するために、回転電機１０３、１０５を切り離すなどして回生電力の充電（回生制動トルクや内燃機関制動トルクの負荷）を回避するとともに、摩擦式ブレーキ１４０を作動させて摩擦制動トルクを駆動輪１０９に負荷して回転制限することにより車両１００をスムーズに減速停止させる。すなわち、このＥＣＵ１１は、回生制動トルクを摩擦制動トルクに置換しつつ車両を減速させる置換減速制御を実行する処理機能を備えている。
【００７２】
例えば、手動運転走行モードを実行するＥＣＵ１１は、図７のタイムチャートに示すように、ドライバによりブレーキペダルが踏み込まれてフットブレーキのセンサ信号の減速要求を受け取った場合、摩擦制動トルクにより車両１００を減速させつつ、回生制動トルクにより発電する回生電力をバッテリ１０８に充電する。この後に、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１を停止させて回転電機１０３、１０５を動力源として利用する車両１００の走行条件が満たされたとき、エンジン停止要求を生成してエンジン１０１の停止制御処理を開始する。
【００７３】
このとき、ＥＣＵ１１は、回生制動トルクを摩擦制動トルクに徐々に置き換える置換減速制御処理を実行して、回生制動トルクを減少させつつ摩擦制動トルクを増加させてスムーズな車両１００の減速を継続し置換した後に、内燃機関制動トルクによるバッテリ１０８への充電とともにエンジン１０１の停止を行う制御処理を実行して、エンジン１０１の停止を確認した後にこの停止制御処理を終了する。
【００７４】
ここで、このＥＣＵ１１は、手動運転走行モードで走行する車両１００の減速とエンジン１０１の停止では、回生制動トルクを摩擦制動トルクに置き換えた後にもバッテリ１０８の過充電を回避するように、内燃機関制動トルクにより発電する回生電力量を抑える分だけ手動停止時間の制御処理を実行する。例えば、ＥＣＵ１１は、予めメモリ１２内に設定されている、エンジン１０１の回転条件に応じた大きさの内燃機関制動トルクをそのエンジン１０１に負荷する。なお、手動運転走行モードではドライバが運転操作していることから、その運転操作に伴うショック（挙動）が車両１００の車室内に多少伝播したとしても、ドライバビリティが大きく損なわれることはない。このことから、エンジン１０１の回転条件に応じた内燃機関制動トルクの大きさとしては、効率よく発電可能な値を適宜設定するようにしてもよい。
【００７５】
これにより、車両１００は、手動運転走行モードで走行する際のドライバのブレーキペダルの踏み込みによる減速操作に伴って、摩擦制動トルクと共に回生制動トルクを発生させてバッテリ１０８を充電する際に、エンジン１０１の停止要求があった場合、その回生制動トルクを摩擦制動トルクに置き換えた後に内燃機関制動トルクを発生させてバッテリ１０８を充電することができる。このとき、回生制動トルクの後に内燃機関制動トルクが発生されることから、バッテリ１０８の過電流を回避するために、充電と充電回避、言い換えると、制動トルクの負荷とその負荷の解放が繰り返されることを防止することができる。このため、減速度Ｇが大きく増減されてドライバなどに大きなショックが伝播してしまうことを防止することができ、スムーズに減速しつつエンジン１０１を停止することができる。
【００７６】
また、無人の完全自動運転走行モードを自動運転走行制御コントローラＣと連携して実行するＥＣＵ１１は、図８のタイムチャートに示すように、車両１００の減速要求を確認した場合、まずは、車両１００の減速に摩擦制動トルクを利用することなく、バッテリ１０８の充電を優先して、回生制動トルクによる回生電力の発電を開始する。この後に、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１を停止させて回転電機１０３、１０５を動力源として利用する車両１００の走行条件が満たされたとき、エンジン停止要求を生成してエンジン１０１の停止制御処理を開始する。
【００７７】
このとき、ＥＣＵ１１は、回生制動トルクを摩擦制動トルクに徐々に置き換える置換減速制御処理を実行するのと合わせて、内燃機関制動トルクによりエンジン１０１を停止する制御処理も開始して車両１００を減速させ、エンジン１０１の停止を確認したときに、この停止制御処理を終了するとともに置換減速制御処理も終了する。
【００７８】
ここで、このＥＣＵ１１は、無人の完全自動運転走行モードで走行する車両１００の減速とエンジン１０１の停止では、摩擦制動トルクに置き換える回生制動トルクに加えて内燃機関制動トルクも並行して発生させて回生電力を充電することになる。このため、ＥＣＵ１１は、バッテリ１０８の過充電を回避するために、内燃機関制動トルクの増加分に応じた負荷に起因して減速度Ｇが大きく増減する短期の無人自動停止時間の制御処理を実行する。このことから、エンジン１０１の回転条件に応じた内燃機関制動トルクの大きさとしては、手動運転走行モードよりも効率よく制動発電する値を適宜設定するようにしてもよい。
【００７９】
これにより、車両１００は、無人の完全自動運転走行モードで減速走行しつつ、回生制動トルクを発生させてバッテリ１０８を充電する際にエンジン１０１の停止要求があった場合、その回生制動トルクを摩擦制動トルクに置き換える置換減速制御処理と並行して、内燃機関制動トルクを発生させることによってもバッテリ１０８を充電することができ、早期にエンジン１０１を停止して燃料消費を抑えることができる。このため、ＥＣＵ１１は、バッテリ１０８の実際のＳＯＣに基づいて過充電を回避するために回生制動トルクや内燃機関制動トルクの発生または停止を適宜に繰り返すことを許容することにより、バッテリ１０８の充電を優先しつつエンジン１０１を早期に停止させることができる。このとき、回生制動トルクや内燃機関制動トルクの負荷と解放が繰り返され、減速度Ｇが細かく増減する挙動がショックとして車両１００の車室側に伝播されるが、ドライバを含む乗員がいない無人状態であるので問題になることはない。
【００８０】
そして、ＥＣＵ１１は、車両１００の減速時にエンジン１０１を停止させる際、選択指示されている走行モードに応じて、バッテリ１０８への充電または減速度Ｇの増減回避のいずれをどの程度に優先するかを適宜に行う、図９のフローチャートに示す変速切換制御処理をメモリ１２内の制御プログラムに従って実行する。
【００８１】
詳細には、ＥＣＵ１１は、まず、車両１００の減速とエンジン１０１の停止の制御処理が開始されると、完全自動運転走行モードが設定されているか否か確認して（ステップＳ１１）、完全自動運転走行モードの設定が確認できなかった場合には、さらに、オートクルーズ走行モードが設定されているか否か確認する（ステップＳ１２）。
【００８２】
ステップＳ１１、Ｓ１２において、完全自動運転走行モードやオートクルーズ走行モードの設定を確認できなかったＥＣＵ１１は、図７のタイムチャートに示す手動運転走行モードで、ある程度の手動停止時間を掛ける制御処理を実行して（ステップＳ１３）、車両１００を減速させると共にエンジン１０１を停止させる。
【００８３】
また、ステップＳ１１において、完全自動運転走行モードの設定を確認したＥＣＵ１１は、さらに、乗員の有無に応じた車両の重量（車重）のセンサ信号の変化から車両１００への乗車のない無人での走行モードであるか否か確認する（ステップＳ２１）。
【００８４】
ステップＳ２１において、無人での完全自動運転走行モードであることを確認したＥＣＵ１１は、図８のタイムチャートに示す無人の完全自動運転走行モードで、短期の無人自動停止時間だけ掛かる制御処理を実行して（ステップＳ２２）、車両１００を減速させると共にエンジン１０１を停止させる。
【００８５】
一方、ステップＳ１２において、オートクルーズ走行モードの設定を確認したＥＣＵ１１は、図７の手動運転走行モードでの制御処理条件よりも、内燃機関制動トルクによる回生電力量をより抑えるオートクルーズ走行モードの条件で、より長期のオートクルーズ停止時間を掛ける制御処理を実行して（ステップＳ１４）、車両１００を減速させると共にエンジン１０１を停止させる。
【００８６】
このステップＳ１４においては、ステップＳ１３と同様に、回生制動トルクを摩擦制動トルクに置換した後に、エンジン１０１の停止とバッテリ１０８の充電を行う内燃機関制動トルクとして、手動運転走行モードよりも乗員の乗り心地を損なわないドライバビリティを達成する制御処理条件がメモリ１２内に設定されている。
【００８７】
このオートクルーズ走行モードでは、ドライバが特に操作することなく車間制御モードなどの各種制御処理が実行されることから、意図しないショックが車両１００の車室内に伝播すると、運転操作をする手動運転走行モードよりも乗り心地が損なわれてドライバビリティが悪化したと感じ易い。このことから、オートクルーズ走行モードでは、バッテリ１０８への充電効率を低くすることにより、その充電や回避の繰り返しが手動運転走行モードよりも発生し辛くする。すなわち、オートクルーズ走行モードの制御処理条件としては、エンジン１０１の停止までに掛かる時間が長くなることを許容する、エンジン１０１の回転条件に応じた内燃機関制動トルクの大きさがメモリ１２内に設定されている。
【００８８】
また、ステップＳ２１において、完全自動運転走行モードであるが無人ではないことを確認したＥＣＵ１１は、上述のオートクルーズ走行モードでの制御処理条件よりも、内燃機関制動トルクによる回生電力量をさらに抑える有人の完全自動運転走行モードの条件で、さらに長期の有人自動停止時間を掛ける制御処理を実行して（ステップＳ２３）、車両１００を減速させると共にエンジン１０１を停止させる。
【００８９】
このステップＳ２３においては、ステップＳ１４と同様に、回生制動トルクを摩擦制動トルクに置換した後に、エンジン１０１の停止とバッテリ１０８の充電を行う内燃機関制動トルクとして、オートクルーズ走行モードよりもさらに乗員の乗り心地を損なわないドライバビリティを達成する制御処理条件がメモリ１２内に設定されている。
【００９０】
この有人の完全自動運転走行モードでは、オートクルーズ走行モードよりも自動化がさらに進んで、ドライバでない乗員のみが乗車して各種制御処理が実行されることから、走行状態に注意が払われることがなく、意図しないショックが車両１００の車室内に伝播すると、オートクルーズ走行モードよりもさらに敏感に乗り心地が損なわれてドライバビリティが悪化したと感じ易い。このことから、有人の完全自動運転走行モードでは、バッテリ１０８への充電効率をさらに低くすることにより、充電や回避の繰り返しがオートクルーズ走行モードよりもさらに発生し辛くする。すなわち、有人の完全自動運転走行モードの制御処理条件としては、例えば、エンジン１０１の停止までに掛かる時間がさらに長くなることを許容する、エンジン１０１の回転条件に応じた内燃機関制動トルクの大きさがメモリ１２内に設定されている。
【００９１】
要するに、上述の各種走行モードで利用されるエンジン１０１の自動停止までに許容される制御処理時間としては、無人の完全自動運転走行モードの無人自動停止時間＜手動運転走行モードの手動停止時間＜オートクルーズ走行モードのオートクルーズ停止時間＜有人の完全自動運転走行モードの有人自動停止時間の順に長期化する制御処理条件がメモリ１２内に設定されている。
【００９２】
これにより、ＥＣＵ１１は、車両１００の走行モードが、無人の完全自動運転走行モード、有人の手動運転走行モード、有人のオートクルーズ走行モード、有人の完全自動運転走行モードのいずれであるかに応じて、バッテリ１０８の過充電の回避または早期のエンジン１０１の停止の一方を優先することができる。
【００９３】
例えば、無人の完全自動運転走行モードの場合には、有人の各種走行モードよりも短期間に大きな回生電力をバッテリ１０８内に効率よく充電して、早期にエンジン１０１を停止することができ、燃料や電力の消費を抑えて燃費を向上させることができる。さらに、有人の走行モードの場合には、バッテリ１０８の過充電を防止するために、内燃機関制動トルクの負荷または解放を繰り返すことにより生じるショックを無人の完全自動運転走行モードよりも抑えてドライバビリティを向上させることができる。
【００９４】
このように、本実施形態のＥＣＵ１１においては、有人の手動運転走行モードなどでは、バッテリ１０８に過充電を発生させないように、回生制動トルクと摩擦制動トルクとを置換しつつ車両１００を減速させて、内燃機関制動トルクによりエンジン１０１を停止させることができる。また、無人の完全自動運転走行モードでは、過充電回避よりも回生発電を優先して、内燃機関制動トルクと回生制動トルクとを併用し、車両１００を減速させつつエンジン１０１を停止させることができる。
【００９５】
したがって、手動運転走行モードなどの有人運転モードでは、過充電の回避に伴う減速度Ｇの変動を発生させることなく、良好な乗り心地（ドライバビリティ）を維持しつつ車両１００を減速してエンジン１０１を停止させることができる。また、無人の完全自動運転走行モードでは、乗り心地を考慮することなく、回生発電を優先して車両１００を減速しつつ早期にエンジン１０１を停止し、燃費向上を実現することができる。この結果、有人運転や無人運転に最適な制御処理を実行する車両１００用のＥＣＵ１１を提供することができる。
【００９６】
また、本実施形態の第１の他の態様としては、例えば、図１０のタイムチャートに示す制御処理を実行するようにしてもよい。この制御処理では、ＥＣＵ１１は、車両１００の減速要求を受け取った場合、摩擦式ブレーキ１４０の作動による摩擦制動トルクを利用することなく（摩擦制動トルクに置換する値を「０」にするのではなく小さな値にしてもよい）、回生制動トルクによる回生電力の発電（バッテリ１０８の充電）を減ずることなく継続する。この後に、ＥＣＵ１１は、エンジン１０１を停止させて回転電機１０３、１０５を動力源として利用する車両１００の走行条件が満たされたとき、エンジン停止要求を生成して、内燃機関制動トルクによるエンジン１０１の停止制御処理を開始するようにしてもよい。
【００９７】
この場合には、摩擦式ブレーキ１４０の摩擦制動トルクによるエネルギの浪費なく、回生制動トルクと内燃機関制動トルクとで並行処理される回生発電によってバッテリ１０８をより効率よく充電することができる。
【００９８】
また、本実施形態の第２の他の態様としては、例えば、図１１および図１２に示すように、エンジン１０１と連携させる１つの回転電機２０７を動力源として搭載する車両２００に適用してもよい。この車両２００は、簡単に説明すると、エンジン１０１や回転電機２０７の回転動力を入力軸２１１に連結されているトルクコンバータ２０５と伝達軸２１３とを介して動力伝達機構２１０に伝達し、その回転動力を動力伝達機構２１０から出力軸２１２に出力して駆動輪１０９を転動させることにより走行するようになっている。
【００９９】
ここで、動力伝達機構２１０は、エンジン１０１と回転電機２０７の間に連結クラッチＫ０を有すると共に、切換クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４および切換ブレーキＢ１、Ｂ２を配置して、２組のダブルピニオン型の遊星歯車機構２２１、２２２を備えている。遊星歯車機構２２１は、サンギヤＳ１、プラネタリギヤＰ１１、Ｐ１２、キャリヤＣＡ１１、２１、およびリングギヤＲ１を回転要素として備え、遊星歯車機構２２２は、サンギヤＳ２１、Ｓ２２、プラネタリギヤＰ２１、Ｐ２２、キャリヤＣＡ１２、２２、およびリングギヤＲ２を回転要素として備えている。なお、図９は、動力伝達機構２１０が入力軸２１１などの軸心を中心にして回転対称に構成されているため、図中下側を省略する骨子図である。
【０１００】
この動力伝達機構１１０は、図１０の締結作動表に示すように、切換クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４および切換ブレーキＢ１、Ｂ２が選択的に締結されることにより、１速（1st）、２速（2nd）、３速（3rd）、４速（4th）、５速（5th）、６速（6th）、７速（7th）、８速（8th）、Ｒ１（Reverse１）、Ｒ２（Reverse１）のいずれかの有段変速段が選択されて伝達経路が形成される。なお、図１２に図示する「○」は選択駆動時に締結状態にされることを示している。
【０１０１】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【０１０２】
１１……ＥＣＵ（制御装置）
１２……メモリ
１００、２００……車両
１０１……エンジン
１０３、１０５、２０７……回転電機
１０８……バッテリ
１０９……駆動輪
１１０、２１０……動力伝達機構
１１１、２１１……入力軸
１１２、２１２……出力軸
１１３、２１３……伝達軸
１１５……動力分配機構
１１７……自動変速機構
１２１、１２５、１２６、１２７、２２１、２２２……遊星歯車機構
１４０……摩擦式ブレーキ（制動機構）
１７０……ナビゲーション装置
１８１……走行計画生成部
１９１……走行制御部
【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】
2018192829.tif 000013
【図１２】
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