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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。