JP4630408B2 - ハイブリッド車両及びその制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも電動機を動力源とする電気自動車およびその制御方法に関し、詳しくは該車両の加速度を任意に調整可能な電気自動車および該制動を実現する制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気自動車の一形態として、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。
【０００３】
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度を任意に設定できることが望ましい。
【０００４】
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制動力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度を得るためには、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、減速度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、電動機の回生制動力を制御することで使用者の設定した減速度を実現している。
【０００５】
一方、従来、エンジンのみを動力源とする通常の車両において、設定された一定の車速で走行を行う定速走行システムを搭載した車両が提案されている。定速走行システムは、一定の車速が得られるように動力源のトルクを制御するシステムである。定速走行システムが機能すると、運転者がアクセルペダルやブレーキペダルを操作しなくても所望の車速で走行することができるため、運転者の負担を軽減できる利点がある。動力源として電動機を搭載したハイブリッド車両は、動力源のトルクをより精度良く制御可能である。従って、ハイブリッド車両に定速走行システムを搭載すれば、従来以上に滑らかな走行を実現することができると期待される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、定速走行システムと、運転者が動力源ブレーキによる減速度を調整可能な制動システムの双方を搭載した車両では、両者の機能を十分に実現できなくなる場合があることが見いだされた。
【０００７】
定速走行システムは、目標の車速で走行できるように制御装置が動力源の運転を制御するシステムである。現在の車速が目標の車速よりも高い場合には車両の制動が行われる場合がある。一方、上述の制動システムは運転者が任意の制動トルクを設定し、該トルクで動力源の運転を制御するシステムである。従って、両者を同時に機能させると、定速走行システムにより設定された制動力と、制動システムにより設定された制動トルクとが異なる値に設定される可能性がある。かかる場合に、制動システムにより設定された制動トルクで運転を行えば、運転者が意図した車速を維持できなくなる。逆に定速走行システムにより設定された目標トルクで運転を行えば、運転者が意図した減速度が実現されない。それぞれ運転者の意図に反した走行が行われる可能性がある。
【０００８】
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、電動機のみを動力源とする車両にも共通の課題であった（以下、両者を包含して電気自動車と呼ぶ）。本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、定速走行および減速度の調整を実現する機能を適切に使い分け、運転者が意図した走行状態での走行を実現する電気自動車およびその制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は次の構成を採った。
本発明の電気自動車は、
少なくとも電動機を含む動力源に結合された車軸を有し、該動力源のトルクによって走行可能な電気自動車であって、
該車両の目標速度を設定する目標速度設定手段と、
前記目標速度で走行するように前記動力源を制御する速度制御手段と、
該車両の目標減速度を設定する目標減速度設定手段と、
該設定された目標減速度で減速が行われるよう前記電動機を制御する減速制御手段と、
前記目標速度設定手段と前記目標減速度設定手段のうち、最後に目標値の設定がなされた手段に応じて、前記速度制御手段と減速制御手段とを選択的に実行する手段とを備えることを要旨とする。
【００１０】
かかる電気自動車によれば、目標速度と目標減速度のうち最後に設定された目標値に応じて、速度制御手段と減速制御手段とを使い分けることができる。運転者は最後に設定された目標値で運転が行われることを要請しているのが通常である。従って、本発明の電気自動車によれば、運転者は違和感なく車両の運転を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の電気自動車は、速度制御手段と減速制御手段とを使い分けることによって、車両の操作性を向上することもできる。速度制御手段が実行されている場合には車両を操作する運転者の負担が大きく軽減される。一方、一般に車両の走行中においては、ドライブフィーリングを向上するために、運転者の意に沿った制動力を実現できることが重要である。本発明の電気自動車によれば減速制御手段が実行されている場合には、運転者の意図した目標減速度での減速が行われるためドライブフィーリングを大きく向上することができる。なお、減速度とは、車両の速度が低減する変化率をいう。
【００１２】
本発明の電気自動車における速度制御手段と減速制御手段との使い分けについてより具体的に説明する。例えば、目標速度設定手段により目標速度の設定が行われると、速度制御手段が選択され該手段による制御が実行される。その後、目標減速度設定手段により目標減速度の設定が行われると、減速制御手段が選択され該手段による制御が実行される。再び目標速度の設定が行われると、速度制御手段による制御が実行される。本発明の電気自動車では、このように、より時間的に後に設定された目標値に応じた制御が順次実行されるのである。
【００１３】
目標値の設定は種々の態様で判断することができる。例えば、目標速度および目標減速度の設定の変更がなされた場合に新たな目標値が設定されたと判断することができる。かかる場合には、目標値の設定とともに該目標値に応じた制御が実現されるため、違和感のない運転を実現することができ、運転者の操作負担を軽減することもできる。
【００１４】
一方、速度制御および減速制御のそれぞれについて運転者がオン・オフを指定するための指定手段を備える場合には、最後にオンが指定された側について目標値の設定が有効になったものと判断することもできる。
【００１５】
こうすれば、運転者の自己の操作に応じて加速度設定手段の選択が行われるため、より違和感のない走行を実現することができる。また、予め所望の目標値を設定してからオンを指定すれば、目標値変更時の過渡期における違和感がない走行を実現することができる。
【００１６】
なお、いずれの場合においても、目標速度または目標減速度の一方が設定された場合には、他方の設定を解除するものとしてもよいし、維持するものとしてもよい。
【００１７】
本明細書にいう電気自動車には、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。
【００１８】
このように上述の電気自動車は、電動機以外の発動機を動力源として含むものであっても構わない。電動機のみを動力源とする場合、前記電動機トルク設定手段は、所望の制動力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。電動機以外の発動機を動力源として含む場合、電動機トルク設定手段は、前記発動機によって与えられる制動力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、該発動機による制動力を所定の値として扱ってもよいし、全体の制動力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。
【００１９】
先に説明した通り、本発明は、種々の電気自動車に適用可能であるが、
前記動力源は、電動機およびエンジンであるものとすることが望ましい。
即ち、いわゆるパラレルハイブリッド車両に適用することが望ましい。
【００２０】
エンジンのトルクの制御は、応答性および精度が比較的低いという特性がある。特にエンジンブレーキをかける場合の制動力は柔軟に制御する事が困難である。これに対し、電動機は高い応答性および精度でトルクの制御をすることができる特長がある。本発明を上述のハイブリッド車両に適用すれば、エンジンを動力源とした場合の利点を活かしつつ、滑らかな加減速を実現することができる。つまり、本発明は、上述のハイブリッド車両にとって有用性が高い。
【００２１】
また、本発明の電気自動車においては、
前記動力源のトルクと、前記車軸のトルクとの変速比を複数変更可能な変速機が、前記動力源と前記車軸とに結合され、
さらに、前記目標加速度を前記動力源のトルクにより実現可能な変速比を選択する変速比選択手段を備えるものとすることが望ましい。
【００２２】
かかる車両によれば、上記変速比を種々切り替えることにより、車軸に伝達されるトルクを幅広い範囲で変更することができる。従って、幅広い範囲で車両の加速度を調整することが可能となり、車両の操作性を向上することができる。
【００２３】
また、本発明は以下に示す通り電気自動車の制御方法として構成することもできる。
つまり、本発明の制御方法は、
少なくとも電動機を含む動力源に結合された車軸を有し、該動力源のトルクによって走行可能な電気自動車の制御方法であって、
（ａ） 該車両の目標速度を設定する工程と、
（ｂ） 該車両の目標減速度を設定する工程と、
（ｃ） 前記目標速度と前記目標減速度のうち、最後に設定された目標値を判定する工程と、
（ｄ） 前記目標速度が最後に設定された場合には、該目標速度で走行するように前記動力源を制御する工程と、
（ｅ） 前記目標減速度が最後に設定された場合には、該目標減速度で減速が行われるよう前記電動機を制御する工程とを備える制御方法である。
【００２４】
かかる制御方法によれば、先に本発明の電気自動車で説明したのと同様の作用により、複数の加速度設定工程を適切に使い分け、電気自動車を運転者が意図した走行状態で運転することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
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を直列に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。
【００２６】
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を始動する際にモータ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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）；
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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閑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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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）；
【００４５】
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のプラネタリキャリア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（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。
【００４６】
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）；
【００４７】
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。
【００４８】
Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ／ｋ３；
Ｔｏｕｔ＝ｋ３×Ｔｉｎ
ｋ３＝１＋ρ３ ・・・（４）；
【００４９】
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。
【００５０】
Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ／ｋ４；
Ｔｏｕｔ＝ｋ４×Ｔｉｎ
ｋ４＝１ ・・・（５）；
【００５１】
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。
【００５２】
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）；
【００５３】
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。
【００５４】
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１００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。
【００５５】
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。
【００５６】
図示する通り、操作部１６０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）、ドライブポジション（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。
【００５７】
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。
【００５８】
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制動力、即ち車両の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。
【００５９】
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制動力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。
【００６０】
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。動力源ブレーキの制動力は、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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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、目標制動力の設定が変更されることを回避することができる。
【００６４】
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、目標制動力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、大きな制動力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、制動力を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。
【００６５】
操作部１６０には、また、オートクルーズのオン・オフを指定するオートクルーズスイッチ１６９が設けられている。オートクルーズスイッチ１６９がオンになると、運転者がアクセルペダルの踏み込みを緩めても、スイッチをオンにした時点の車速を維持して走行される。但し、前方の車両との車間距離が所定以下に接近すると、車間を広げるように自動的に減速される。かかる制御を実現可能とするために、本実施例のハイブリッド車両には、図１に示した通り車速センサ１７１および車間センサ１７０が搭載されている。本実施例では、車間センサ１７０として、車両先端に設けられたレーザ測距装置を用いている。車間センサ１７０としては、その他、超音波や電波などを利用した種々のセンサを適用することが可能である。
【００６６】
なお、シフトポジションの選択および目標制動力の設定を行うための操作部は、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、運転者の横に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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、点滅表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。
【００６９】
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等を備えるワンチップ・マイクロコンピュータであり、ＲＯＭに記録されたプログラムに従い、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。
【００７０】
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、車速センサ１７１により検出された車速、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）、目標制動力の設定を変更するＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチ、車間センサ１７０により検出された車間、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。
【００７１】
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。
【００７２】
（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内のＲＯＭに記憶されている。
【００７３】
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を動力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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
制御ユニット７０は、このように車両の走行状態に応じて動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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。動力源ブレーキは、車速に応じて変化する。
【００８１】
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、動力源ブレーキの制動力を運転者が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。
【００８２】
本実施例のハイブリッド車両は、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。
【００８３】
動力源ブレーキによる制動力は、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。
【００８４】
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。
【００８５】
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における制動力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に沿った制動力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）のみで制動力が実現される。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）で制動力が実現される。同様に制動力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）のみでそれぞれの制動力が実現される。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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
一方、オートクルーズスイッチ１６９がオンになっている場合には、制御ユニット７０が車速や車間に基づいて適切な加速度を設定する。車両を減速する必要がある場合には、図１１のマップ中の直線ＢＬ〜ＢＵの範囲で減速度が設定される。この場合の減速度はＥポジションでの減速度の設定とは異なり、直線ＢＬ〜ＢＵの連続的な範囲で設定される。制御ユニットは、Ｅポジションの場合と同様、図１１のマップを参照して変速比の選択とエンジン、電動機の制御を実行する。正の加速度についても図１１と同様のマップが用意されており、制御ユニットは該マップに基づいて変速比の選択、エンジン、電動機の制御を実行する。
【００９４】
本実施例では、このように種々の方法で設定され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ポジションまたはオートクルーズがオンになっている場合に行われる（以下、かかる制動を減速度制御制動と呼ぶ）。これらの条件が満たされていない場合、つまりシフトレバーがＥポジションになく、オートクルーズもオフになっている場合には、通常の制動が行われる。通常の制動では、減速度制御制動とは異なり、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制動力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。
【００９５】
（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。
【００９６】
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、まず機能判定処理を行う（ステップＳ１０）。本実施例のハイブリッド車両は、減速度を設定する機能がＥポジション、オートクルーズの２種類存在する。機能判定処理とは、オートクルーズのオン・オフおよびＥポジションの選択状況を判定し、いずれの機能を有効にすべきかを判定する処理である。
【００９７】
図１６は、機能判定処理ルーチンのフローチャートである。機能判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、機能判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、オートクルーズスイッチ１６９のオン・オフを示す信号である。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。
【００９８】
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の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。
【００９９】
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、オートクルーズを禁止する処理を行う（ステップＳ２５）。本実施例では、オートクルーズの実行の可否を示すためのオートクルーズフラグを値０にするものとしている。また、これと同時に減速度の設定を許可する処理が行われる（ステップＳ２５）。本実施例では、減速度の設定の可否を示すための減速度設定フラグを値１にするものとしている。次に、ＣＰＵ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Ｓ３０）。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は目標制動力の初期化として、設定値をＤポジション相当の値とする（ステップＳ３５）。
【０１００】
Ｄポジション時において、第５速（５ｔｈ）で走行している場合、ステップＳ６０では、この変速段で実現される減速度に対応した目標制動力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Ｓ３５における目標制動力の設定は、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。
【０１０１】
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、オートクルーズスイッチ１６９をオンにする操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ４０）。オートクルーズスイッチ１６９が継続的にオンとなっているか否かを判定するものではなく、操作が行われたか否かを判定する。つまり、オートクルーズスイッチのオン・オフを示す信号がオフの状態からオンの状態に切り替わった場合には、オン操作がなされたものと判定される。オートクルーズスイッチをオンにする操作が行われている場合には、オートクルーズの機能を許可する処理がなされる。つまり、オートクルーズの可否を示すフラグを値１とする処理が行われる。
【０１０２】
オートクルーズスイッチをオンにする操作が行われていない場合には、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Ｓ５０）。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。オートクルーズスイッチをオンにする操作が行われている場合には、上記判定はスキップされる。
【０１０３】
ステップＳ４０またはステップＳ５０のいずれかの条件を満たす場合には、ＣＰＵ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Ｓ５５）。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は目標制動力の設定値を解除する（ステップＳ６０）。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Ｓ６０では、こうした一切の設定を解除するのである。
【０１０４】
また、減速度の設定を禁止する処理を実行する（ステップＳ４５）。本実施例では、減速度設定フラグを値０にするものとした。かかる処理が行われた場合には、Ｅポジションが選択されている場合でも、ＤｅｃｅｌスイッチおよびＣａｎ−Ｄｅｃｅｌスイッチの操作による減速度の設定が禁止されることになる。ステップＳ４０およびステップＳ５０の双方とも満たさない場合には、ステップＳ５５〜Ｓ６５の処理がスキップされる。
【０１０５】
以上で説明した通り、シフトレバー１６２の操作およびオートクルーズスイッチ１６９の操作に応じて、有効な機能の選択を行うと、ＣＰＵは機能判定処理ルーチンを終了する。ＣＰＵは機能判定処理ルーチンが終了すると、減速制御処理ルーチンに戻り、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１７に基づいて説明する。
【０１０６】
図１７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。
【０１０７】
次に、ＣＰＵは運転者による減速度の設定が許可されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。この判定は、減速度設定フラグの値に基づいて行われる。該フラグが値１であれば、減速度の設定が許可されていると判定されるし、該フラグが値０であれば、減速度の設定が禁止されていると判定される。減速度の設定が禁止されていると判定された場合には、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。
【０１０８】
ステップＳ１１０において、減速度の設定が許可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。
【０１０９】
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は目標制動力の設定を解除する（ステップＳ１７０）。目標制動力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、目標制動力の設定を解除するものとした。こうして、目標制動力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。
【０１１０】
ＣＰＵは、更に減速度制御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、減速度制御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・オフによって減速度制御制動が禁止または許可される。減速度制御制動が禁止された場合には、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。
【０１１１】
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は目標制動力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、以下に示す目標制動力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。
【０１１２】
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制動力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制動力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制動力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。
【０１１３】
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制動力の設定を変更する。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は目標制動力の設定を増加する（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Ｓ１３５）、ＣＰＵは目標制動力の設定を低減する（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制動力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、当然ながら目標制動力の設定は変更されない。
【０１１４】
上記処理（ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）によって、目標制動力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。
【０１１５】
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、目標制動力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。
【０１１６】
上記処理（ステップＳ１２０〜Ｓ１４０）によって、目標制動力の設定が変更される様子を図１８〜図２１の具体例に基づいて説明する。図１８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、目標目標制動力の設定値の変化、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１８は車速が一定であるものとして図示した。
【０１１７】
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１７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っ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１７）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。
【０１１８】
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制動力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制動力の設定の変更を回避する手段は特に有効性が高い。
【０１１９】
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制動力の設定が変更される可能性が高くなる。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。
【０１２０】
図１８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１８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。
【０１２１】
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、目標制動力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１８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。
【０１２２】
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１７）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。
【０１２３】
例えば、図１８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、目標目標制動力の設定、モータのトルク、変速段のいずれも変化しない。
【０１２４】
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制動力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、目標制動力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、目標制動力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。
【０１２５】
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ができる。操作間隔基準時間が短ければ、目標制動力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、目標制動力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。
【０１２６】
図１８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減速度から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。
【０１２７】
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は、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時の車両の応答性を向上することができる。
【０１２８】
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１８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。
【０１２９】
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１８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。
【０１３０】
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１９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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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、目標制動力の設定を変更しない（図１７のステップＳ１２０参照）。従って、図１９に示す通り、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１９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。
【０１３３】
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、目標制動力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。
【０１３４】
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制動力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１９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。
【０１３５】
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１９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、目標制動力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、頻繁に目標目標制動力の設定が変動することを抑制することもできる。
【０１３６】
第１および第２の設定例（図１８および図１９）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。かかる態様で目標制動力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、目標制動力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制動力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、目標制動力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制動力の設定が変更する場合の例を、第３の設定例として図２０に示す。
【０１３７】
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２０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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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、目標制動力が連続的に変化するため、運転者の意図に応じて目標制動力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。
【０１４４】
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２１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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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２１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１８）と同様、モータのトルクおよび変速段も変化する。
【０１４７】
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１７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２１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２１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速（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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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、オートクルーズ設定処理を実行する（ステップＳ１７０）。図２２は、オートクルーズ設定処理のフローチャートである。この処理が開始されると、ＣＰＵはオートクルーズの設定が許可されているか否かの判定を行う（ステップＳ１７２）。この判定は、オートクルーズフラグのオン・オフによって行われる。該フラグが値１であれば設定が許可されていると判定され、該フラグが値０であれば設定が禁止されていると判定される。設定が禁止されていると判定された場合には、ＣＰＵは何ら処理を行うことなくオートクルーズ設定処理ルーチンを終了する。
【０１５０】
設定が許可されていると判定された場合には、ＣＰＵは車速および車間に基づいて目標加速度を設定する処理を実行する。このために、まず車速および車間を検出する（ステップＳ１７４）。これらはそれぞれ車速センサ１７１および車間センサ１７０により検出される。
【０１５１】
次に、ＣＰＵは車間が所定の基準値ＬＬよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１７６）。車間が基準値ＬＬよりも小さい場合には、車間が接近しすぎることによる危険を回避するために、車両を減速する必要がある。従って、かかる場合には、ＣＰＵは、車間距離に応じた減速度を目標減速度として設定する（ステップＳ１７８）。本実施例では、それぞれの車速において車間距離に応じて目標減速度を予め設定したテーブルを制御ユニット内のＲＯＭに記憶している。ステップＳ１７８では、このテーブルを参照することにより、目標減速度を設定している。基準値ＬＬは、このように車間が接近しすぎることを回避するための減速を行うか否かの基準となる値であり、実験又は解析により予め適切な値を設定することができる。基準値ＬＬは、車速に応じて異なる値としてもよい。
【０１５２】
ステップＳ１７６において、車間が基準値ＬＬ以上であると判定された場合には、ＣＰＵはオートクルーズの機能として、目標の車速Ｖ＊を維持するための制御を実行する。本実施例では、現在の車速Ｖと目標の車速Ｖ＊との偏差ΔＶに基づき、いわゆるＰＩＤ制御によって目標加速度ＡＣを設定する（ステップＳ１８０）。即ち、目標加速度ＡＣは、次式（７）によって設定される。
ＡＣ＝ｋ１・ΔＶ＋ｋ２・Σ（ΔＶ）＋ｋ３・ｄ（ΔＶ）／ｄｔ；
ΔＶ＝Ｖ＊−ｖ； …（７）
但し、ｄ（ΔＶ）／ｄｔはΔＶの時間微分を意味する。
【０１５３】
上式（７）に示した通り、目標加速度ＡＣは、速度の偏差ΔＶの比例項（右辺第１項）、積分項（第２項）、微分項（第３項）から求められる。ｋ１，ｋ２，ｋ３はそれぞれゲインであり、実験または解析により所望の応答性および安定性が実現されるように適切な値を設定することができる。ＰＩＤ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。
【０１５４】
かかる演算の結果、車速Ｖが目標の車速Ｖ＊よりも高い場合には、目標加速度ＡＣで制動が行われることになる。逆に、車速Ｖが目標の車速Ｖ＊よりも低い場合には、所定の加速度で加速が行われることになる。両者は共に上式（７）によって求められる。前者の場合には、目標加速度ＡＣは負の値となり、後者の場合には、目標加速度ＡＣは正の値となる。以上の処理によって、車間および車速に応じてそれぞれ目標の加速度を設定すると、ＣＰＵはオートクルーズ設定処理ルーチンを終了して、減速制御処理ルーチン（図１５）に戻る。
【０１５５】
減速制御処理ルーチンでは、次に、ＣＰＵは制動を行うための条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２００）。制動を行うための条件は、機能判定処理（ステップＳ１０）の結果、および設定された加速度の値に基づいて以下の通りなされる。まず、オートクルーズが有効な機能として選択されている場合、つまりオートクルーズフラグが値１となっている場合について説明する。この場合は、アクセルペダルの踏み込み量に関わらずオートクルーズ設定処理（ステップＳ１７０）で設定された加速度が負の値、即ち車両を減速すべき値となっている場合に制動を行うための条件が満たされていると判断される。
【０１５６】
次に、オートクルーズが有効な機能として選択されていない場合、即ち、オートクルーズフラグが値０となっている場合について説明する。かかる場合としては、Ｅポジションが有効なものとして選択されている場合、およびオートクルーズがオフとなっている場合の双方が該当する。かかる場合には、アクセルペダルがオフとなっているときに制動を行うための条件が成立しているものと判断される。ステップＳ２００において、制動を行うための条件が成立していないものと判断された場合には、ＣＰＵは以下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。
【０１５７】
制動を行うための条件が成立している場合には、ＣＰＵは、減速度制御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１７）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、減速度制御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１７のステップＳ１８０）。このフラグがオンになっている場合には、減速度制御制動が許可されない状態と判定される。その他、オートクルーズがオフとなっており、かつシフトレバーがＥポジションにない場合にも減速度制御制動が許可されない状態と判定される。
【０１５８】
ステップＳ２０５において、減速度制御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制動力が得られる程度の値に設定してある。
【０１５９】
一方、ステップＳ２０５において、減速度制御制動が許可される状態であると判定された場合には、ＣＰＵは減速度制御制動処理を実行する。具体的には、まず変速段の切り替え処理を行う（ステップＳ２１５）。
【０１６０】
図２３は、変速段切り替え処理のフローチャートである。変速段切り替え処理では、ＣＰＵはまず図１１に示したマップを参照する（ステップＳ２２０）。次に、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）。
【０１６１】
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ＨＬ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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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は変速段の切り替えを行う（ステップＳ２３６）。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。
【０１６４】
こうして変速段の切り替えが完了すると、ＣＰＵは減速制御処理ルーチンに戻り、モータ２０が出力すべきトルクの目標値を演算する（ステップＳ２５０）。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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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）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。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への燃料の噴射をアイドル運転相当とする。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の制動力はモータ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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
本実施例のハイブリッド車両による減速度の変化の様子を図２４に示す。図２４は、オートクルーズスイッチ、シフトポジション、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作によって目標減速度が変更する様子を示す説明図である。図示する通り、当初Ｅポジションが選択されていたものとする。また、オートクルーズスイッチはオフであったものとする。
【０１７０】
かかる状態においては、先に図１８〜図２０で示した通り、運転者がＤｅｃｅｌスイッチを操作することにより目標減速度を段階的に変更することができる。即ち、Ｄｅｃｅｌスイッチについて１回目の操作ｓｔ１が行われた時刻ｅ１において目標減速度は基準値から一段階高い値ＤＣ１に変更される。２回目の操作ｓｔ２が行われると時刻ｅ２において目標減速度はさらに一段階高い値ＤＣ２に変更される。
【０１７１】
ここで、時刻ｅ３においてオートクルーズスイッチがオンになったものとする。シフトポジションはＥポジションのままである。機能判定処理ルーチン（図１６）で示した通り、オートクルーズスイッチがオンになると、Ｅポジションが選択されていても、その設定は解除され、目標減速度はオートクルーズの機能により設定される。この結果、図２４中に示す通り、減速度は車間および車速に応じて定まる値ＤＡに設定される。この状態では、Ｅポジションでの機能が全て禁止されているから、Ｄｅｃｅｌスイッチについて３回目の操作ｓｔ３が実行されても目標減速度の設定は変更されない。なお、ここではオートクルーズによる減速度を値ＤＡの一定値として示したが、現実には減速度は、車速および車間に応じて時々刻々変動する。
【０１７２】
次に、時刻ｅ４においてシフトポジションが一旦Ｄポジションに戻された後、再びＥポジションが選択されると、オートクルーズスイッチがオンになっていてもその機能が禁止され、Ｅポジションでの機能が有効なものとして選択される。Ｄｅｃｅｌスイッチについての操作ｓｔ１，ｓｔ２による減速度の設定は解除されている。従って、時刻ｅ４では、目標減速度は、Ｅポジションにおける基準の減速度となる。この状態で運転者がＤｅｃｅｌスイッチについて４回目の操作ｓｔ４を行うと、１回目の操作ｓｔ１の場合と同様、目標減速度は基準の減速度よりも一段階高い値ＤＣ１に設定される。
【０１７３】
なお、本実施例では、一旦Ｄポジションに戻した後、再びＥポジションを選択することにより、Ｅポジションでの機能が有効になるものとしているが、Ｄｅｃｅｌスイッチが操作されることによりＥポジションでの機能が有効になるものとしてもよい。かかる場合には、オートクルーズ機能が有効になった後、Ｄｅｃｅｌスイッチについての３回目の操作ｓｔ３が行われた時点で目標減速度の設定が変更されることになる。
【０１７４】
本実施例では、このようにＥポジションとオートクルーズの２つのシステムのうち、運転者が最後に操作したシステムが有効なものとして選択される。このように車両の走行状態に関与する２つのシステムが存在する場合、運転者は最後に操作したシステムが有効に機能することを要求している可能性が高い。本実施例のハイブリッド車両では、最後に操作されたシステムを有効なものとして選択することにより、運転者にとってほとんど違和感のない走行を実現することができ、車両の操作性およびドライブフィーリングを向上することができる。
【０１７５】
また、本実施例のハイブリッド車両では、Ｅポジションとオートクルーズの２つのシステムについて、一方を選択する際に他方をキャンセルする必要がない。従って、運転者の操作の負担少なく、快適な走行を実現することができる。
【０１７６】
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。また、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に適用することも可能である。
【０１７７】
図２５は、かかる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は本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。
【０１７８】
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、本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制動力を実現することができる。
【０１７９】
本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、変形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。
【０１８０】
また、本発明は、電動機のみを動力源とする、純粋な電気自動車にも適用可能である。かかる電気自動車の構成は、図２５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。純粋な電気自動車であっても、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、シリーズハイブリッド車両および本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制動力を実現することができる。
【０１８１】
上述の実施例では、段階的に変速比を変更可能な変速機を適用した場合を説明した。これに対し、連続的に変速比を変更可能な変速機を適用するものとしても構わない。
【０１８２】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】変速機１００の内部構造を示す説明図である。
【図３】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】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】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】変形例の操作部１６０Ａを示す説明図である。
【図７】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】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】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】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】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】車速Ｖｓにおける制動力と変速段との関係を示した説明図である。
【図１３】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】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１５】減速制御処理ルーチンのフローチャートである。
【図１６】機能判定処理ルーチンのフローチャートである。
【図１７】減速度設定処理ルーチンのフローチャートである。
【図１８】減速度の第１の設定例を示すタイムチャートである。
【図１９】減速度の第２の設定例を示すタイムチャートである。
【図２０】減速度の第３の設定例を示すタイムチャートである。
【図２１】減速度の第４の設定例を示すタイムチャートである。
【図２２】オートクルーズ設定処理ルーチンのフローチャートである。
【図２３】変速段切り替え処理ルーチンのフローチャートである。
【図２４】オートクルーズスイッチ、シフトポジション、Ｄｅｃｅｌスイッチの操作によって目標減速度が変更する様子を示す説明図である。
【図２５】シリーズハイブリッド車両の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ…エンジン
１２…クランクシャフト
１３、１４，１５…出力軸
１６…ディファレンシャルギヤ
１７、１７Ａ…車軸
２０、２０Ａ…モータ
２２…ロータ
２４…ステータ
３０，３０Ａ…トルクコンバータ
４０，４０Ａ、４１…駆動回路
５０、５０Ａ…バッテリ
７０、７０Ａ…制御ユニット
１００、１００Ａ…変速機
１１０…副変速部
１１２…第１のプラネタリギヤ
１１４…サンギヤ
１１５…プラネタリピニオンギヤ
１１６…プラネタリキャリア
１１８…リングギヤ
１１９…出力軸
１２０…主変速部
１２２…回転軸
１３０…プラネタリギヤ
１３０…第２のプラネタリギヤ
１３２…サンギヤ
１３４…プラネタリキャリア
１３６…リングギヤ
１４０…第３のプラネタリギヤ
１４２…サンギヤ
１４４…プラネタリキャリア
１４６…リングギヤ
１５０…第４のプラネタリギヤ
１５２…サンギヤ
１５４…プラネタリキャリア
１５６…リングギヤ
１６０、１６０Ａ…操作部
１６２…シフトレバー
１６３…スノーモードスイッチ
１６４…ステアリング
１６６Ｌ，１６６Ｒ，１６８Ｌ，１６８Ｒ…スイッチ
１６９…オートクルーズスイッチ
１７０…車間センサ
１７１…車速センサ
２０２…燃料計
２０４…速度計
２０６…エンジン回転計
２０８…エンジン水温計
２１０Ｌ、２１０Ｒ…方向指示器インジケータ
２２０…シフトポジションインジケータ
２２４…減速度インジケータ

Claims (7)

1. 電動機およびエンジンを含む動力源に結合された車軸を有し、該動力源のトルクによって走行可能なハイブリッド車両であって、
   車両を所定速度で走行させるための目標速度を設定する目標速度設定手段と、
   前記目標速度で走行するように前記動力源を制御する速度制御手段と、
   運転者が前記電動機による車両の目標減速度を設定するための目標減速度設定手段と、
   該設定された目標減速度で車両の減速が行われるよう前記電動機を制御する減速制御手段と、
   最後に目標値の設定がなされた手段が前記目標速度設定手段の場合であって車両速度が減速されるべき場合には前記速度制御手段を実行して前記車両速度を減速させ、最後に目標値の設定がなされた手段が前記目標減速度設定手段の場合であって車両速度が減速されるべき場合には前記目標減速度に従って前記減速制御手段を実行して前記車両速度を減速させる手段とを備えるハイブリッド車両。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両であって、
   変速比を複数変更可能な変速機が、前記動力源と前記車軸とに結合され、
   さらに、前記目標減速度を前記動力源のトルクにより実現可能な変速比を選択する変速比選択手段を備えるハイブリッド車両。
3. 電動機およびエンジンを含む動力源に結合された車軸を有し、該動力源のトルクによって走行可能なハイブリッド車両の制御方法であって、
   （ａ） 車両を所定速度で走行させるための目標速度を設定する工程と、
   （ｂ） 運転者により設定された前記電動機による車両の目標減速度を取得する工程と、
   （ｃ） 前記目標速度と前記目標減速度のうち、最後に設定された目標値を判定する工程と、
   （ｄ） 前記目標速度が最後に設定された場合には、前記設定された目標速度で走行するように前記動力源を制御する工程と、
   （ｅ） 前記目標減速度が最後に設定された場合であって車両速度が減速されるべき場合には、該目標減速度に従って減速が行われるよう前記電動機を制御して車両速度を減速させる工程とを備える制御方法。
4. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両はさらに、
   シフトレバーを備え、
   前記目標減速度の設定および前記減速制御手段による前記減速制御処理の選択は、前記シフトレバーの操作によって実行されるハイブリッド車両。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両において、
   前記シフトレバーは、前記変速機のシフトポジション選択用の第１のスライド溝と、前記電動機による目標減速度を設定するために前記第１のスライド溝に並列して形成されている第２のスライド溝と、前記第１のスライド溝と前記第２のスライド溝とを連通する第３のスライド溝にそって操作されるハイブリッド車両。
6. 請求項５に記載のハイブリッド車両において、
   前記第１のスライド溝は少なくともドライブポジションを有し、
   前記第２のスライド溝は少なくとも中立ポジションを有し、
   前記第３のスライド溝は前記ドライブポジションと前記中立ポジションにおいて前記第１のスライド溝と前記第２のスライド溝とを連通するハイブリッド車両。
7. 請求項６に記載のハイブリッド車両において、
   前記目標減速度は、前記第２のスライド溝において、前記シフトレバーが前記中立ポジションから第１の向きにスライドされると増大し、前記シフトレバーが前記中立ポジションから前記第１の向きとは逆の第２の向きにスライドされると減少するハイブリッド車両。

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