車両の制御システム
【課題】ＥＶ走行モードからの切り替えを運転者に対して十分に促すこと。
【解決手段】エンジン１０の動力を用いたエンジン走行モード、モータ／ジェネレータ２０の動力を用いたＥＶ走行モード、又はエンジン１０及びモータ／ジェネレータ２０の双方の動力を用いたハイブリッド走行モード、を運転者に手動で選択させる走行モード選択装置と、運転者が走行モード選択装置によりＥＶ走行モードを選択した際の車速に応じてモータ／ジェネレータ２０の出力特性を設定し、モータ／ジェネレータ２０よりもエンジン１０の運転効率の方が優れているときに当該モータ／ジェネレータ２０からの出力を抑制又は禁止するハイブリッドＥＣＵ１００及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２と、を備えること。
【解決手段】エンジン１０の動力を用いたエンジン走行モード、モータ／ジェネレータ２０の動力を用いたＥＶ走行モード、又はエンジン１０及びモータ／ジェネレータ２０の双方の動力を用いたハイブリッド走行モード、を運転者に手動で選択させる走行モード選択装置と、運転者が走行モード選択装置によりＥＶ走行モードを選択した際の車速に応じてモータ／ジェネレータ２０の出力特性を設定し、モータ／ジェネレータ２０よりもエンジン１０の運転効率の方が優れているときに当該モータ／ジェネレータ２０からの出力を抑制又は禁止するハイブリッドＥＣＵ１００及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２と、を備えること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械エネルギを動力とする機械動力源と電気エネルギを変換した機械エネルギを動力とする電気動力源とを備え、機械動力源を用いたエンジン走行モードと、電気動力源を用いたＥＶ走行モードと、機械動力源及び電気動力源を用いたハイブリッド走行モードと、を手動で切り替えさせる車両の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力源として機械動力源と電気動力源とを備えた車両が知られている。例えば、下記の特許文献１には、運転者の運転意図（要求トルクの変化率）に対するエンジン（機械動力源）とモータ（電気動力源）の夫々の特性を生かした最適なトルク分配率を設定し、そのトルク分配率でエンジンとモータを最適に制御する技術が開示されている。尚、下記の特許文献２には、自動マニュアル変速機が搭載されたハイブリッド車両において、モータで発進させ、所定車速以上でエンジンにより走行させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０５０８７７号公報
【特許文献２】特開２０００−２７２３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジン走行モード等の走行モード（換言するならば動力源）を車両側が自動的に選択するハイブリッド車両については広く知られている。一方、ハイブリッド車両においては、その走行モードの選択を運転者に任せるものも考えられる。しかしながら、この種のハイブリッド車両においては、運転者が今現在又はこれからの車速等の走行条件に基づいて運転効率の良い動力源による走行モードを選択する必要があるのだが、そのような選択を運転者に委ねることは現実問題として困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、運転効率の良い動力源による走行モードで走行させることが可能な車両の制御システムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する為、本発明は、機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる機械動力源の動力を用いたエンジン走行モード、電気エネルギを変換した機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる電気動力源の動力を用いたＥＶ走行モード、又は前記機械動力源及び前記電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モード、を運転者に手動で選択させる走行モード選択装置と、運転者が前記走行モード選択装置により前記ＥＶ走行モードを選択した際の車速に応じて前記電気動力源の出力特性を設定し、該電気動力源よりも前記機械動力源の運転効率の方が優れているときに当該電気動力源からの出力を抑制又は禁止する電気動力源制御装置と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記電気動力源制御装置は、前記ＥＶ走行モードでの走行中に変化した車速に応じて、前記電気動力源の出力特性を前記ＥＶ走行モードの選択時の出力特性から変更することが望ましい。
【０００８】
また、前記電気動力源制御装置は、夫々の前記出力特性における前記電気動力源の出力の交点で出力特性の変更を行うことが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る車両の制御システムは、運転者に選択されてＥＶ走行を行う場合、電気動力源よりも機械動力源の方が運転効率に優れ、燃費性能が良いと判ったならば、電気動力源からの出力を抑制又は禁止することで、運転者のアクセル操作と車両の動きとを一致させ難くする。この制御システムにおいては、これにより運転者に違和感を与え、ＥＶ走行モードからエンジン走行モードやハイブリッド走行モードへの切り替え操作を促す。従って、運転者がＥＶ走行モードからエンジン走行モードやハイブリッド走行モードに切り替える可能性が高くなるので、この制御システムは、運転効率の良い機械動力源を使った走行モードで車両を走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に係る車両の制御システムが適用されるハイブリッド車両の一例を示す図である。
【図２】図２は、走行モード選択装置の一例を示すニュートラル状態選択時の図である。
【図３】図３は、走行モード選択装置の一例を示すＥＶ走行モード選択時の図である。
【図４】図４は、発進時（低車速時）におけるＥＶ走行モードのモータ／ジェネレータの出力特性マップの一例を示す図である。
【図５】図５は、中車速時におけるＥＶ走行モードのモータ／ジェネレータの出力特性マップの一例を示す図である。
【図６】図６は、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップへの切り替えの一例について説明する図である。
【図７】図７は、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップへの切り替えの他の例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る車両の制御システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
［実施例］
本発明に係る車両の制御システムの実施例を図１から図７に基づいて説明する。
【００１３】
本発明に係る制御システムの適用対象たる車両とは、機械エネルギを動力とする機械動力源と電気エネルギを変換した機械エネルギを動力とする電気動力源とを備え、機械動力源の動力のみを用いたエンジン走行モードと、電気動力源の動力のみを用いたＥＶ走行モードと、機械動力源及び電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モードと、を運転者が手動で切り替えることの可能なハイブリッド車両である。
【００１４】
最初に、このハイブリッド車両の一例について図１を用いて説明する。この図１の符号１は、本実施例のハイブリッド車両を示す。
【００１５】
このハイブリッド車両１は、機械動力源として、出力軸（クランクシャフト）１１から機械的な動力（エンジントルク）を出力するエンジン１０を備える。そのエンジン１０としては、内燃機関や外燃機関等が考えられる。このエンジン１０は、その動作がエンジン用の電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）１０１によって制御される。このエンジン１０には、エンジンＥＣＵ１０１によって始動時に駆動制御されるスタータモータ１２が設けられている。ここでは、そのエンジンＥＣＵ１０１と後述するハイブリッドＥＣＵ１００のエンジン制御に係る機能とによってエンジン制御装置（機械動力源制御装置）が構成される。
【００１６】
また、このハイブリッド車両１は、電気動力源として、モータ、力行駆動可能なジェネレータ又は力行及び回生の双方の駆動が可能なモータ／ジェネレータを備える。ここでは、モータ／ジェネレータ２０を例に挙げて説明する。このモータ／ジェネレータ２０は、例えば永久磁石型交流同期電動機として構成されたものであり、その動作がモータ／ジェネレータ用の電子制御装置（以下、「モータ／ジェネレータＥＣＵ」という。）１０２によって制御される。ここでは、そのモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２と後述するハイブリッドＥＣＵ１００のモータ／ジェネレータ制御に係る機能とによってモータ／ジェネレータ制御装置（電気動力源制御装置）が構成される。力行駆動時には、モータ（電動機）として機能して、二次電池２５とインバータ２６を介して供給された電気エネルギを機械エネルギに変換し、回転軸２１から機械的な動力（モータ力行トルク）を出力する。一方、回生駆動時には、ジェネレータ（発電機）として機能して、回転軸２１から機械的な動力（モータ回生トルク）が入力された際に機械エネルギを電気エネルギに変換し、インバータ２６を介して電力として二次電池２５に蓄える。
【００１７】
このハイブリッド車両１には、その二次電池２５の充電状態（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）を検出する電池監視ユニット２７が設けられている。その電池監視ユニット２７は、検出した二次電池２５の充電状態に係る信号（換言するならば、充電状態量（ＳＯＣ量）に関する信号）をモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に送信する。そのモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２は、その信号に基づいて二次電池２５の充電状態の判定を行い、その二次電池２５の充電の要否を判定する。
【００１８】
また、このハイブリッド車両１は、有段の手動変速機３０等からなる動力伝達装置を備えている。その動力伝達装置は、エンジン１０やモータ／ジェネレータ２０の動力（エンジントルクやモータ力行トルク）を駆動力として駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝えるものである。
【００１９】
手動変速機３０には、エンジントルクが入力される入力軸４１と、この入力軸４１に対して間隔を空けて平行に配置され、駆動輪ＷＬ，ＷＲ側にトルクを出力する出力軸４２と、が設けられている。
【００２０】
その入力軸４１には、クラッチ５０を介してエンジントルクが入力される。そのクラッチ５０は、エンジン１０の出力軸１１と入力軸４１とを係合させる係合状態と、その出力軸１１と入力軸４１とを係合状態から解放（非係合）させる解放状態（非係合状態）と、の切り替えができるように構成された例えば摩擦クラッチ装置である。ここで言う係合状態とは、その出力軸１１と入力軸４１との間でのトルクの伝達が可能な状態のことであり、解放状態（非係合状態）とは、その出力軸１１と入力軸４１との間でのトルクの伝達が行えない状態のことである。このクラッチ５０は、その係合状態と解放状態の切り替え動作が運転者のクラッチペダル５１の操作に従いリンク機構やワイヤー等を介して機械的に行われるものである。
【００２１】
本実施例においては、その出力軸４２にＥＶギアとしての歯車対６０を介してモータ／ジェネレータ２０を連結する。その歯車対６０は、互いに噛み合い状態にある第１ギア６１と第２ギア６２とで構成する。その第１ギア６１は、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２１に一体となって回転するよう取り付ける。一方、第２ギア６２は、その第１ギア６１よりも大径に成形し、手動変速機３０の出力軸４２に一体となって回転するよう取り付ける。これにより、この歯車対６０は、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２１側からトルクが入力されることによって減速装置として動作する一方、手動変速機３０の出力軸４２側から回転トルクが入力されることによって増速装置として動作する。従って、そのモータ／ジェネレータ２０を力行駆動させたときには、モータ力行トルクが減速装置として機能する歯車対６０を介して手動変速機３０に伝わる。これに対して、このモータ／ジェネレータ２０を回生駆動させたときには、増速装置として機能する歯車対６０を介して手動変速機３０の出力軸４２からの出力トルクがモータ／ジェネレータ２０のロータに伝達される。ここで、その歯車対６０は、後述するシフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上のどの位置にあっても、つまり変速位置１〜４，Ｒ、ＥＶ走行モード選択位置ＥＶ又はニュートラル位置にあっても、噛み合い状態になっているものとする。尚、モータ／ジェネレータ２０は、この歯車対６０を介さずに、回転軸２１を手動変速機３０の出力軸４２に直接連結してもよい。
【００２２】
更に、ここで例示する手動変速機３０は、前進４段、後退１段の変速段を有するものであって、前進用の変速段として第１速ギア段３１，第２速ギア段３２，第３速ギア段３３及び第４速ギア段３４を備え、且つ、後退用の変速段として後退ギア段３９を備えている。前進用の変速段は、変速比が第１速ギア段３１，第２速ギア段３２，第３速ギア段３３，第４速ギア段３４の順に小さくなるよう構成している。尚、図１の手動変速機３０はその構成を簡易的に説明したものであり、各変速段の配置については、必ずしも図１の態様になるとは限らない。
【００２３】
本実施例の動力伝達装置においては、クラッチ５０を係合状態にすることで、入力軸４１に入力されたエンジントルクが各変速段（ギア段３１〜３４，３９）の内の何れか１つで変速されて出力軸４２に伝わる。また、この動力伝達装置においては、モータ力行トルクが歯車対６０を介して出力軸４２に伝わる。この動力伝達装置においては、その出力軸４２から出力されたトルクが最終減速機構７１で減速され、差動機構７２を介して駆動力として駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達される。
【００２４】
ここで、第１速ギア段３１は、互いに噛み合い状態にある第１速ドライブギア３１ａと第１速ドリブンギア３１ｂの歯車対で構成する。その第１速ドライブギア３１ａは、入力軸４１上に配置される一方、第１速ドリブンギア３１ｂは、出力軸４２上に配置される。第２速ギア段３２から第４速ギア段３４についても、第１速ギア段３１と同様の第２速ドライブギア３２ａ〜第４速ドライブギア３４ａと第２速ドリブンギア３２ｂ〜第４速ドリブンギア３４ｂを有する。
【００２５】
一方、後退ギア段３９については、後退ドライブギア３９ａと後退ドリブンギア３９ｂと後退中間ギア３９ｃとで構成する。その後退ドライブギア３９ａは、入力軸４１上に配置され、後退ドリブンギア３９ｂは、出力軸４２上に配置される。また、後退中間ギア３９ｃは、後退ドライブギア３９ａ及び後退ドリブンギア３９ｂと噛み合い状態にあり、回転軸４３上に配置される。
【００２６】
この手動変速機３０の構成においては、各変速段のドライブギアの内の何れかが入力軸４１と一体になって回転するように配設される一方、残りのドライブギアが入力軸４１に対して相対回転するように配設される。また、各変速段のドリブンギアは、その内の何れかが出力軸４２と一体になって回転するように配設される一方、残りが出力軸４２に対して相対回転するように配設される。
【００２７】
また、入力軸４１や出力軸４２には、運転者の変速操作に従って軸線方向に移動するスリーブ（図示略）が配設されている。入力軸４１上のスリーブは、その入力軸４１と相対回転可能な２つの変速段の各ドライブギアの間に配置される。一方、出力軸４２上のスリーブは、その出力軸４２と相対回転可能な２つの変速段の各ドリブンギアの間に配置される。このスリーブは、変速操作装置８１を運転者が操作した際に、その変速操作装置８１に連結されている図示しないリンク機構やフォークを介して軸線方向への移動を行う。そして、移動後のスリーブは、移動された方向に位置する相対回転可能なドライブギアやドリブンギアを入力軸４１や出力軸４２と一体回転させる。この手動変速機３０においては、そのスリーブが運転者の変速操作装置８１の変速操作に対応した方向に移動し、これによりその変速操作に応じた変速段への切り替え又はニュートラル状態（つまり入力軸４１と出力軸４２との間でトルクの伝達が行えない状態）への切り替えが実行される。
【００２８】
その変速操作装置８１は、図２に示す如く、運転者が変速操作する際に使用するシフトレバー８１ａ、このシフトレバー８１ａを夫々の変速段毎にガイドする所謂シフトゲージ８１ｂ、上記のリンク機構やフォーク等を備えている。図２は、手動変速機３０をニュートラル状態に操作するときのシフトレバー８１ａの位置を示している。尚、この図２のシフトゲージ８１ｂ上の「１〜４」と「Ｒ」は、夫々に第１速ギア段３１〜第４速ギア段３４と後退ギア段３９の変速位置（セレクト位置）を示している。
【００２９】
このハイブリッド車両１においては、その走行モードとして、エンジン走行モードとＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとが少なくとも用意されている。
【００３０】
このハイブリッド車両１では、シフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上の変速位置１〜４，Ｒの内の何れかに位置しているときに、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードが選択される。
【００３１】
一方、このハイブリッド車両１においては、ＥＶ走行モードが選択されるときに運転者によって操作されるＥＶ走行モード切替装置を利用する。ここでは、そのＥＶ走行モード切替装置としての機能を変速操作装置８１にもたせることにする。つまり、本実施例の変速操作装置８１は、運転者に手動変速機３０の変速段を切り替えさせるだけでなく、運転者がＥＶ走行モードに切り替える際のＥＶ走行モード切替装置としての機能も兼ね備えている。例えば、この変速操作装置８１は、変速位置１〜４，Ｒと同様のシフトレバー８１ａのセレクト位置であって、ＥＶ走行モードに切り替える為のＥＶ走行モード選択位置ＥＶをシフトゲージ８１ｂ上に備えている。本実施例のハイブリッド車両１においては、シフトレバー８１ａが図３に示す如くＥＶ走行モード選択位置ＥＶへと操作された際に、手動変速機３０がスリーブ等によってニュートラル状態となり、且つ、走行モードがＥＶ走行モードとなる。
【００３２】
その変速操作装置８１には、シフトレバー８１ａがＥＶ走行モード選択位置ＥＶに位置しているのか否かを検出するＥＶ走行モード選択位置検出部８２が設けられている。このＥＶ走行モード選択位置検出部８２とは、例えば、シフトレバー８１ａが図３に示す如くＥＶ走行モード選択位置ＥＶにあることを検出可能な位置情報検出センサ等である。このＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号は、車両全体の動作を統括的に制御する電子制御装置（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という。）１００に送信される。
【００３３】
そのハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２との間で夫々に各種センサの検出信号や制御指令等の情報の授受ができる。本実施例においては、少なくともそのハイブリッドＥＣＵ１００、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２が車両の制御システムの構成要件となっている。
【００３４】
また、この変速操作装置８１は、シフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上のどの変速位置１〜４，Ｒにあるのかについて、つまり運転者がどの変速段を選択したのか否かを検出する変速位置検出部８３を備えている。その変速位置検出部８３は、例えば、シフトレバー８１ａがどの変速位置１〜４，Ｒにあるのかを検出可能な位置情報検出センサ等を利用すればよい。その検出信号は、ハイブリッドＥＣＵ１００に送られる。このハイブリッドＥＣＵ１００は、その検出信号に基づいて、運転者の選択した変速段、現状の変速段を判断する。尚、ここでは、便宜上、その変速位置検出部８３をＥＶ走行モード選択位置検出部８２とは別のものとして例示したが、これらを１つに統合したシフトレバー位置検出部（図示略）に置き換えてもよい。ここで、そのハイブリッドＥＣＵ１００には、この技術分野にて知られている周知の技術を利用して、エンジントルクや車輪速度等から現在の変速段を推定させてもよい。
【００３５】
シフトレバー８１ａが変速位置１〜４，Ｒに操作されている場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードの内の何れか一方を選択する。例えば、このハイブリッドＥＣＵ１００は、設定した運転者の駆動要求（要求駆動力）、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２から送られてきた二次電池２５の充電状態の情報（ＳＯＣ量）、車両走行状態の情報（図示しない車両横加速度検出装置により検出された車両横加速度、車輪スリップ検出装置により検出された駆動輪ＷＬ，ＷＲのスリップ状態等の情報）に基づいて、エンジン走行モードとハイブリッド走行モードの切り替えを行う。
【００３６】
ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン走行モードを選択した場合、エンジントルクのみで要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合には、エンジンＥＣＵ１０１への制御指令として、例えば現状の変速段又は変速操作後の変速段でその要求駆動力を満足させるエンジントルクの情報が送信される。これにより、そのエンジンＥＣＵ１０１は、そのエンジントルクを発生させるようにエンジン１０の燃料噴射量等の制御を行う。一方、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２には、モータ／ジェネレータ２０をモータとしてもジェネレータとしても動作させないよう制御指令を送る。
【００３７】
これに対して、このハイブリッドＥＣＵ１００は、ハイブリッド走行モードを選択した場合、エンジントルクとモータ／ジェネレータ２０のモータ又はジェネレータとしての出力で要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合、エンジントルクとモータ力行トルクの双方を用いるときには、エンジンＥＣＵ１０１とモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２への制御指令として、例えば現状の変速段又は変速操作後の変速段でその要求駆動力を満足させるエンジントルクとモータ力行トルクの情報が夫々に送信される。これにより、そのエンジンＥＣＵ１０１は、そのエンジントルクを発生させるようにエンジン１０の制御を行い、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２は、そのモータ力行トルクを発生させるようにモータ／ジェネレータ２０への給電量を制御する。また、モータ／ジェネレータ２０で電力の回生を行わせるときには、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に対してモータ／ジェネレータ２０をジェネレータとして動作させるよう制御指令を送る。その際、例えば、エンジンＥＣＵ１０１には、モータ回生トルクの分だけ増加させたエンジントルクの情報が送られる。
【００３８】
また、シフトレバー８１ａがＥＶ走行モード選択位置ＥＶに操作されている場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータ力行トルクのみで要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合には、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２への制御指令として、その要求駆動力を満足させるモータ力行トルクの情報が送信される。手動変速機３０がニュートラル状態のときにエンジン１０が動いていると、燃費を悪化させてしまうので、エンジンＥＣＵ１０１には、燃費を向上させるべく、エンジン１０の動作を停止させる制御指令を送る。更に、このＥＶ走行モードにおいては、運転者がアクセルペダル９１から足を離したとき又はブレーキ操作等でハイブリッド車両１の減速要求を行ったときに、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に対して回生制動できるよう制御指令を送らせてもよい。
【００３９】
本実施例のハイブリッド車両１においては、運転者によるクラッチ５０の操作と変速操作装置８１の操作を契機にして、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードとＥＶ走行モードとの間の切り替えが実行される。つまり、本実施例のクラッチ５０、クラッチペダル５１及び変速操作装置８１は、運転者に走行モードを手動で選択させる為の走行モード選択装置であるとも云える。運転者は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードからＥＶ走行モードへと切り替える際、クラッチ５０の解放操作、シフトレバー８１ａの変速位置１〜４からＥＶ走行モード選択位置ＥＶへの操作、クラッチ５０の係合操作を順に行う。その際、ハイブリッドＥＣＵ１００の受信する検出信号は、変速位置検出部８３の検出信号からＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号に変わる。一方、ＥＶ走行モードからエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへと切り替える際には、クラッチ５０の解放操作、ＥＶ走行モード選択位置ＥＶからシフトレバー８１ａの変速位置１〜４への操作、クラッチ５０の係合操作が順に行われる。その際にハイブリッドＥＣＵ１００の受信する検出信号は、ＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号から変速位置検出部８３の検出信号に変わる。
【００４０】
ところで、エンジン１０やモータ／ジェネレータ２０は、その仕様にも依るが、夫々に燃費性能の向上に適した運転効率の良い車速域を持っている。これが為、燃費性能を高める為には、運転効率の良い動力源を用いて走行させることが好ましい。このハイブリッド車両１では、エンジン１０の運転効率とモータ／ジェネレータ２０の運転効率とを車速毎に比べてみると、発進時、つまり低車速時において、エンジン１０よりもモータ／ジェネレータ２０の運転効率の方が優れている。また、低い車速域（例えば一般道を法定速度の範囲内で走行しているときの車速域）の定常走行時、つまり中車速時においても、モータ／ジェネレータ２０の運転効率は、エンジン１０よりも優れている。故に、低車速時や中車速時には、モータ／ジェネレータ２０の出力を利用して走行させることで、エンジン１０を回して走行させるよりも燃費性能が高くなる。一方、これ以外の車速域、つまり高車速時（高速走行時）には、モータ／ジェネレータ２０よりもエンジン１０の運転効率の方が優れており、エンジン１０の出力を利用して走行させることで燃費性能が高くなる。
【００４１】
そこで、この制御システムにおいては、ＥＶ走行モードが選択されたときに、その選択の際の車速がエンジン１０よりもモータ／ジェネレータ２０の方が運転効率に優れる車速域であれば、その運転者による選択の意思の通りにモータ／ジェネレータ２０の動力を使って走行させる。一方、この制御システムにおいては、その選択の際の車速がモータ／ジェネレータ２０よりもエンジン１０の運転効率の方が優れている車速域であれば、燃費性能を向上させるべく、運転者に対してＥＶ走行モードからエンジン１０の動力を利用したエンジン走行モードやハイブリッド走行モードへの切り替えを促す。
【００４２】
例えば、このハイブリッド車両１は、エンジン１０の燃料消費量が多くなりがちな発進時のＥＶ走行モードの使用が推奨されている。これが為、この制御システムには、発進時（低車速時）におけるＥＶ走行モードのモータ／ジェネレータ２０の出力特性マップ（図４）が用意されている。その発進時（低車速時）の出力特性マップは、回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が最も低いときにモータ力行トルクＴｍｇの出力上限値を超えない範囲内で最大のモータ力行トルクＴｍｇを発生させ、その回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が高くなるにつれて徐々にモータ力行トルクＴｍｇを低下させていくという出力特性のものである。
【００４３】
ここで、モータ／ジェネレータ２０は、その回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が或る回転数Ｎｍｇ１（車速Ｖ１）を超えるまでモータ力行トルクＴｍｇを最大の出力上限値まで出力させることができ、その回転数Ｎｍｇ１（車速Ｖ１）を超えるとモータ力行トルクＴｍｇの出力上限値が徐々に低下していくものである。その出力上限値は、モータ／ジェネレータ２０の仕様で異なる。このモータ／ジェネレータ２０においては、その回転数Ｎｍｇ１（車速Ｖ１）よりも低いときが発進時に相当する低車速時となる。
【００４４】
この出力特性マップにおいては、発進動作（低車速）の終わる頃に、具体的には回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が所定回転数Ｎｍｇ１（所定車速Ｖ１）を超えた辺りで０になるようモータ力行トルクＴｍｇを低下させている。つまり、この出力特性マップでは、発進動作を終えるとモータ／ジェネレータ２０からの出力が禁止される。この出力特性マップには、燃費性能を高めることのできる最大のモータ力行トルクＴｍｇが設定されている。
【００４５】
この場合の制御システムにおいては、ＥＶ走行モードが選択された際の車速Ｖ（車速センサ等の車速検出装置９５で検出）が低車速域のときに（Ｎｍｇ＜Ｎｍｇ１、Ｖ＜Ｖ１）、発進時（低車速時）の出力特性マップを読み込み、その出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇをモータ／ジェネレータ２０に出力させる。例えば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、その出力特性マップでモータ／ジェネレータ２０を制御させるようモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に指令を送る。
【００４６】
発進させる為にＥＶ走行モードが選択されたときには、運転者のアクセル操作に伴い発進時（低車速時）の出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇが出力されて、ハイブリッド車両１が発進し始める。このときのハイブリッド車両１は、低車速域において、その出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇだけが出力されるので、燃費性能に優れたＥＶ走行を行うことができる。
【００４７】
ここで、その出力特性マップでは、低車速域が終わる頃（つまり発進の終わる頃）にモータ力行トルクＴｍｇの出力が禁止される。これが為、その際には、運転者の加速要求に拘わらずハイブリッド車両１が減速し始めるので、運転者が違和感を覚える。一般に、手動変速機３０の搭載された車両の運転者は、自らの加速要求に対して所望の加速度が得られない場合に、シフトレバー８１ａに手を掛けてダウンシフト操作を行うものである。つまり、この制御システムにおいては、そのモータ力行トルクＴｍｇの出力を禁止させることによって、運転者にシフトレバー８１ａへ手を掛けさせる可能性を高めている。従って、この制御システムは、モータ／ジェネレータ２０からの出力を禁止させることによって、運転者に対してＥＶ走行モードからエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへの切り替えを促すことになる。その際には、モータ／ジェネレータ２０からの出力の禁止と共に、下記の警報等を出力してもよい。
【００４８】
ハイブリッドＥＣＵ１００には、モータ／ジェネレータ２０からの出力を禁止させる前に、モータ力行トルクＴｍｇが未だ出力されている車速Ｖの時点で、運転者に対してＥＶ走行モードからエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへの切り替えを促させてもよい。例えば、その際には、車室内の音響装置９６から警報を出力させたり、車室内の表示装置９７にメッセージ等を表示させたりして、走行モードの切り替えを運転者に伝える。
【００４９】
その違和感や警報等によって運転者が走行モードの切り替え操作を行ったならば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードでの走行に切り替える。
【００５０】
このハイブリッド車両１においては、中車速域においてもモータ／ジェネレータ２０の方がエンジン１０よりも運転効率に優れている。これが為、この制御システムには、中車速時におけるＥＶ走行モードのモータ／ジェネレータ２０の出力特性マップ（図５）も用意されている。中車速時には、発進時よりもモータ力行トルクＴｍｇの出力上限値が低く、また、発進時ほどの大きい駆動力を必要としない。その中車速時の出力特性マップは、エンジン１０よりもモータ／ジェネレータ２０の運転効率の方が優れている車速域に加えて、ＥＶ走行モードにおける中車速時の運転者の操作性（例えばアクセルペダル９１の踏み込みに対する応答性等）を考慮した余裕代分の車速域を含めている。ここでは、回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が所定回転数Ｎｍｇ１（所定車速Ｖ１）よりも低い領域からモータ力行トルクＴｍｇが徐々に立ち上がり、その所定回転数Ｎｍｇ１（所定車速Ｖ１）を超えた辺りから出力上限値を超えない範囲内でモータ力行トルクＴｍｇを略一定にし、中車速が終わりを迎えるにつれて徐々に０へとモータ力行トルクＴｍｇを低下させていくという出力特性の出力特性マップにしている。つまり、この出力特性マップは、中車速域のみならず、低車速域や高車速域の一部でもモータ力行トルクＴｍｇの出力ができるようになっている。この出力特性マップにおいても、燃費性能を高めることのできる最大のモータ力行トルクＴｍｇが設定されている。この出力特性マップは、ＥＶ走行モードが選択された際の車速Ｖが中車速域以上（Ｎｍｇ≧Ｎｍｇ１、Ｖ≧Ｖ１）のときに用いる。
【００５１】
この場合の制御システムにおいては、ＥＶ走行モードが選択された際の車速Ｖが中車速域のときに、中車速時の出力特性マップを読み込み、その出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇをモータ／ジェネレータ２０に出力させる。従って、このハイブリッド車両１は、中車速域において、その出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇだけが出力されるので、燃費性能に優れたＥＶ走行を行うことができる。
【００５２】
このように、この制御システムは、ＥＶ走行モードが選択されたときのモータ／ジェネレータ２０の出力可能領域を運転効率の良い車速域に制限し、車速Ｖがその車速域から外れたとき又は外れるときにエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへの切り替え操作を運転者に対して促す。これが為、ハイブリッド車両１は、エンジン１０よりもモータ／ジェネレータ２０の運転効率が良い車速域であれば、エンジン１０よりも燃費性能に優れるモータ／ジェネレータ２０の動力でＥＶ走行でき、モータ／ジェネレータ２０よりもエンジン１０の運転効率が良い車速域であれば、モータ／ジェネレータ２０よりも燃費性能に優れるエンジン１０の動力を利用して走行できる。従って、このハイブリッド車両１は、様々な車速域で燃費走行を行うことができる。また、この制御システムは、ＥＶ走行モードが選択されたときのモータ／ジェネレータ２０の出力可能領域にそのような制限を掛けているので、つまり車速Ｖが運転効率の良い車速域から外れたときにモータ／ジェネレータ２０からの出力が禁止されるので、そのモータ／ジェネレータ２０の使用頻度を抑えることができ、二次電池２５の残存容量（ＳＯＣ量）の低下を抑制することができる。
【００５３】
この例示では、発進時（低車速時）の出力特性マップや中車速時の出力特性マップの高車速域側において、ＥＶ走行モードからの切り替え操作が行われないときに、モータ／ジェネレータ２０からの出力を禁止させずに、運転者のアクセル操作量（アクセル開度センサ等のアクセル操作量検出装置９２で検出）に応じたモータ力行トルクＴｍｇ等を出力させることも考えられる。しかしながら、そのようなモータ／ジェネレータ２０の使用は、二次電池２５の残存容量（ＳＯＣ量）を減少させるので好ましくない。また、高車速域におけるモータ／ジェネレータ２０の使用は、燃費性能の悪化をも招くことから好ましくない。従って、その際のモータ／ジェネレータ２０の使用はできる限り避ける方が良いのだが、如何様に走行モードの切り替え操作を促しても操作が行われない可能性も考えられ、そのときには、ハイブリッド車両１が減速し、運転者が減速を望んでいなければ、運転者に違和感を与えるのみならず、ドライバビリティの悪化を招く。故に、運転者の違和感やドライバビリティの悪化を抑えつつＳＯＣ量の減少も抑えるべく、運転者のアクセル操作に応じたものよりも抑えた大きさのモータ力行トルクＴｍｇを出力させることが好ましい。この抑制したモータ／ジェネレータ２０からの出力により、運転者の違和感やドライバビリティの悪化、ＳＯＣ量の減少を多少なりとも抑えつつ、アクセル操作に応じた要求に対する実際のハイブリッド車両１の動きの違いを運転者に感知させることができるので、この制御システムは、走行を継続させたままＥＶ走行モードからの切り替え操作を更に促すことができる。
【００５４】
ここで、中車速時の出力特性マップの低車速域側においては、ＥＶ走行モードからの切り替え操作を促しているにも拘わらず操作されないと、車速Ｖがモータ／ジェネレータ２０の出力禁止領域（Ｔｍｇ＝０）まで低下する。ハイブリッド車両１は、かかる状況下で運転者が加速を試みても駆動力を発生させることができないので、加速できないままハイブリッド車両１が減速し続ける。これは、ＥＶ走行モードで使用する出力特性マップをＥＶ走行モードが選択されたときの車速Ｖで選んでいるからであり、車速Ｖがモータ／ジェネレータ２０の出力禁止領域まで落ちたときに対応できないからである。この制御システムにおいては、そのような事態を回避すべく、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップに切り替えさせる。
【００５５】
例えば、この制御システムには、発進時（低車速時）と中車速時の夫々の出力特性マップにおけるモータ力行トルクＴｍｇの交点において、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップへと切り替えさせる。その交点におけるモータ力行トルクＴｍｇと車速Ｖは、予め求めておく。以下、その交点の車速Ｖを「特性変更車速Ｖｃｈ」という。
【００５６】
中車速域での走行中にＥＶ走行モードが選択された場合には、図６に示すように、中車速時の出力特性マップが選ばれる。このＥＶ走行の最中に運転者がアクセルペダル９１から足を離すと、ハイブリッド車両１は、減速し始めて、そのままの状態が続くことによりマップ上におけるモータ／ジェネレータ２０の低車速域側の出力禁止領域が近づく。ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速Ｖの下降中に、その車速Ｖが特性変更車速Ｖｃｈまで下がったのか否か判定し、特性変更車速Ｖｃｈまで到達していなければ、現状の中車速時の出力特性マップのままＥＶ走行を継続させる。そして、このハイブリッドＥＣＵ１００は、車速Ｖが特性変更車速Ｖｃｈまで下がったときに、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップに切り替える。これが為、その後でアクセルペダル９１が踏まれたときには、その発進時（低車速時）の出力特性マップによるモータ力行トルクＴｍｇでハイブリッド車両１を加速させることができる。
【００５７】
このように、各出力特性マップにおける交点の特性変更車速Ｖｃｈを境にして出力特性マップを切り替えさせることで、その切り替えに伴うモータ力行トルクＴｍｇの変動を無くすことができる。従って、この制御システムは、出力特性マップの切り替えによる駆動力の変動を起こさないので、ピッチング変化等の違和感を運転者に与えない。更に、この制御システムは、燃費性能を高めることのできる範囲内で最大のモータ力行トルクＴｍｇを出力特性マップの切り替え前後でも発生させることができ、切り替え後も燃費走行が可能になる。
【００５８】
この場合、発進時（低車速時）の出力特性マップを用いて加速し続けると、この出力特性マップのモータ／ジェネレータ２０の出力禁止領域まで車速Ｖが上昇する。これが為、この制御システムには、前述したように、ＥＶ走行モードからの切り替え操作を促させる。
【００５９】
また、出力特性マップの切り替えは、次の様に行ってもよい。
【００６０】
この場合の制御システムにおいては、図７に示すように、現状で選択されている中車速時の出力特性マップを最後まで（つまりモータ力行トルクＴｍｇの出力が禁止になるまで）使ったＥＶ走行を実行し、その出力特性マップでモータ力行トルクＴｍｇを出力できなくなる車速（特性変更車速Ｖｃｈ）となったときに発進時（低車速時）の出力特性マップへと切り替える。これが為、この場合にも、その後でアクセルペダル９１が踏まれたときには、その発進時（低車速時）の出力特性マップによるモータ力行トルクＴｍｇでハイブリッド車両１を加速させることができる。
【００６１】
このように、この場合には、先の例示よりも出力特性マップが切り替わるまでのヒステリシスが大きくなり、発進時と判断できる程度にまで車速Ｖが低下しないと出力特性マップの切り替えが行われないので、出力特性マップが切り替わったことを運転者が認識し易い。
【００６２】
ここで、先の出力特性マップの切り替えの例示では、夫々の出力特性マップにおけるモータ力行トルクＴｍｇの交点で切り替えを行うので、運転者によるアクセルペダル９１の加速操作がその切り替えからの早い段階で行われるほど、その加速操作時から発進時（低車速時）の出力特性マップ上におけるモータ／ジェネレータ２０の出力禁止領域に至るまでの車速差が小さくなる。これが為、このときには、発進時（低車速時）の出力特性マップによる加速時間が短くなる。これに対して、中車速時の出力特性マップを最後まで使ってから発進時（低車速時）の出力特性マップに切り替えることにより、その車速差を拡げることができるので、発進時（低車速時）の出力特性マップによる加速時間が長くなり、加速性を高めることができる。
【００６３】
ここで例として挙げた出力特性マップ切り替えの２種類の形態は、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップへの切り替えのみを示した。これは、逆の切り替えを行うと、ＥＶ走行モードの使用時間を長引かせ、二次電池２５の残存容量（ＳＯＣ量）を大幅に低下させてしまう虞があるからである。しかしながら、前述した、ＳＯＣ量の低下に目を瞑ってでも運転者の違和感やドライバビリティの悪化の抑制が求められるときには、モータ／ジェネレータ２０からの出力の抑制に替えて、発進時（低車速時）の出力特性マップから中車速時の出力特性マップへの逆の切り替えを実行してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明に係る車両の制御システムは、運転効率の良い動力源による走行モードで走行させることのできる技術に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
１２ スタータモータ
２０ モータ／ジェネレータ
２５ 二次電池
２７ 電池監視ユニット
３０ 手動変速機
５０ クラッチ
５１ クラッチペダル
６０ 歯車対（ＥＶギア）
８１ 変速操作装置
８１ａ シフトレバー
８１ｂ シフトゲージ
８２ ＥＶ走行モード選択位置検出部
８３ 変速位置検出部
１００ ハイブリッドＥＣＵ
１０１ エンジンＥＣＵ
１０２ モータ／ジェネレータＥＣＵ
ＥＶ ＥＶ走行モード選択位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械エネルギを動力とする機械動力源と電気エネルギを変換した機械エネルギを動力とする電気動力源とを備え、機械動力源を用いたエンジン走行モードと、電気動力源を用いたＥＶ走行モードと、機械動力源及び電気動力源を用いたハイブリッド走行モードと、を手動で切り替えさせる車両の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力源として機械動力源と電気動力源とを備えた車両が知られている。例えば、下記の特許文献１には、運転者の運転意図（要求トルクの変化率）に対するエンジン（機械動力源）とモータ（電気動力源）の夫々の特性を生かした最適なトルク分配率を設定し、そのトルク分配率でエンジンとモータを最適に制御する技術が開示されている。尚、下記の特許文献２には、自動マニュアル変速機が搭載されたハイブリッド車両において、モータで発進させ、所定車速以上でエンジンにより走行させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０５０８７７号公報
【特許文献２】特開２０００−２７２３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジン走行モード等の走行モード（換言するならば動力源）を車両側が自動的に選択するハイブリッド車両については広く知られている。一方、ハイブリッド車両においては、その走行モードの選択を運転者に任せるものも考えられる。しかしながら、この種のハイブリッド車両においては、運転者が今現在又はこれからの車速等の走行条件に基づいて運転効率の良い動力源による走行モードを選択する必要があるのだが、そのような選択を運転者に委ねることは現実問題として困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、運転効率の良い動力源による走行モードで走行させることが可能な車両の制御システムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する為、本発明は、機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる機械動力源の動力を用いたエンジン走行モード、電気エネルギを変換した機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる電気動力源の動力を用いたＥＶ走行モード、又は前記機械動力源及び前記電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モード、を運転者に手動で選択させる走行モード選択装置と、運転者が前記走行モード選択装置により前記ＥＶ走行モードを選択した際の車速に応じて前記電気動力源の出力特性を設定し、該電気動力源よりも前記機械動力源の運転効率の方が優れているときに当該電気動力源からの出力を抑制又は禁止する電気動力源制御装置と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記電気動力源制御装置は、前記ＥＶ走行モードでの走行中に変化した車速に応じて、前記電気動力源の出力特性を前記ＥＶ走行モードの選択時の出力特性から変更することが望ましい。
【０００８】
また、前記電気動力源制御装置は、夫々の前記出力特性における前記電気動力源の出力の交点で出力特性の変更を行うことが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る車両の制御システムは、運転者に選択されてＥＶ走行を行う場合、電気動力源よりも機械動力源の方が運転効率に優れ、燃費性能が良いと判ったならば、電気動力源からの出力を抑制又は禁止することで、運転者のアクセル操作と車両の動きとを一致させ難くする。この制御システムにおいては、これにより運転者に違和感を与え、ＥＶ走行モードからエンジン走行モードやハイブリッド走行モードへの切り替え操作を促す。従って、運転者がＥＶ走行モードからエンジン走行モードやハイブリッド走行モードに切り替える可能性が高くなるので、この制御システムは、運転効率の良い機械動力源を使った走行モードで車両を走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に係る車両の制御システムが適用されるハイブリッド車両の一例を示す図である。
【図２】図２は、走行モード選択装置の一例を示すニュートラル状態選択時の図である。
【図３】図３は、走行モード選択装置の一例を示すＥＶ走行モード選択時の図である。
【図４】図４は、発進時（低車速時）におけるＥＶ走行モードのモータ／ジェネレータの出力特性マップの一例を示す図である。
【図５】図５は、中車速時におけるＥＶ走行モードのモータ／ジェネレータの出力特性マップの一例を示す図である。
【図６】図６は、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップへの切り替えの一例について説明する図である。
【図７】図７は、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップへの切り替えの他の例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る車両の制御システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
［実施例］
本発明に係る車両の制御システムの実施例を図１から図７に基づいて説明する。
【００１３】
本発明に係る制御システムの適用対象たる車両とは、機械エネルギを動力とする機械動力源と電気エネルギを変換した機械エネルギを動力とする電気動力源とを備え、機械動力源の動力のみを用いたエンジン走行モードと、電気動力源の動力のみを用いたＥＶ走行モードと、機械動力源及び電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モードと、を運転者が手動で切り替えることの可能なハイブリッド車両である。
【００１４】
最初に、このハイブリッド車両の一例について図１を用いて説明する。この図１の符号１は、本実施例のハイブリッド車両を示す。
【００１５】
このハイブリッド車両１は、機械動力源として、出力軸（クランクシャフト）１１から機械的な動力（エンジントルク）を出力するエンジン１０を備える。そのエンジン１０としては、内燃機関や外燃機関等が考えられる。このエンジン１０は、その動作がエンジン用の電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）１０１によって制御される。このエンジン１０には、エンジンＥＣＵ１０１によって始動時に駆動制御されるスタータモータ１２が設けられている。ここでは、そのエンジンＥＣＵ１０１と後述するハイブリッドＥＣＵ１００のエンジン制御に係る機能とによってエンジン制御装置（機械動力源制御装置）が構成される。
【００１６】
また、このハイブリッド車両１は、電気動力源として、モータ、力行駆動可能なジェネレータ又は力行及び回生の双方の駆動が可能なモータ／ジェネレータを備える。ここでは、モータ／ジェネレータ２０を例に挙げて説明する。このモータ／ジェネレータ２０は、例えば永久磁石型交流同期電動機として構成されたものであり、その動作がモータ／ジェネレータ用の電子制御装置（以下、「モータ／ジェネレータＥＣＵ」という。）１０２によって制御される。ここでは、そのモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２と後述するハイブリッドＥＣＵ１００のモータ／ジェネレータ制御に係る機能とによってモータ／ジェネレータ制御装置（電気動力源制御装置）が構成される。力行駆動時には、モータ（電動機）として機能して、二次電池２５とインバータ２６を介して供給された電気エネルギを機械エネルギに変換し、回転軸２１から機械的な動力（モータ力行トルク）を出力する。一方、回生駆動時には、ジェネレータ（発電機）として機能して、回転軸２１から機械的な動力（モータ回生トルク）が入力された際に機械エネルギを電気エネルギに変換し、インバータ２６を介して電力として二次電池２５に蓄える。
【００１７】
このハイブリッド車両１には、その二次電池２５の充電状態（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）を検出する電池監視ユニット２７が設けられている。その電池監視ユニット２７は、検出した二次電池２５の充電状態に係る信号（換言するならば、充電状態量（ＳＯＣ量）に関する信号）をモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に送信する。そのモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２は、その信号に基づいて二次電池２５の充電状態の判定を行い、その二次電池２５の充電の要否を判定する。
【００１８】
また、このハイブリッド車両１は、有段の手動変速機３０等からなる動力伝達装置を備えている。その動力伝達装置は、エンジン１０やモータ／ジェネレータ２０の動力（エンジントルクやモータ力行トルク）を駆動力として駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝えるものである。
【００１９】
手動変速機３０には、エンジントルクが入力される入力軸４１と、この入力軸４１に対して間隔を空けて平行に配置され、駆動輪ＷＬ，ＷＲ側にトルクを出力する出力軸４２と、が設けられている。
【００２０】
その入力軸４１には、クラッチ５０を介してエンジントルクが入力される。そのクラッチ５０は、エンジン１０の出力軸１１と入力軸４１とを係合させる係合状態と、その出力軸１１と入力軸４１とを係合状態から解放（非係合）させる解放状態（非係合状態）と、の切り替えができるように構成された例えば摩擦クラッチ装置である。ここで言う係合状態とは、その出力軸１１と入力軸４１との間でのトルクの伝達が可能な状態のことであり、解放状態（非係合状態）とは、その出力軸１１と入力軸４１との間でのトルクの伝達が行えない状態のことである。このクラッチ５０は、その係合状態と解放状態の切り替え動作が運転者のクラッチペダル５１の操作に従いリンク機構やワイヤー等を介して機械的に行われるものである。
【００２１】
本実施例においては、その出力軸４２にＥＶギアとしての歯車対６０を介してモータ／ジェネレータ２０を連結する。その歯車対６０は、互いに噛み合い状態にある第１ギア６１と第２ギア６２とで構成する。その第１ギア６１は、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２１に一体となって回転するよう取り付ける。一方、第２ギア６２は、その第１ギア６１よりも大径に成形し、手動変速機３０の出力軸４２に一体となって回転するよう取り付ける。これにより、この歯車対６０は、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２１側からトルクが入力されることによって減速装置として動作する一方、手動変速機３０の出力軸４２側から回転トルクが入力されることによって増速装置として動作する。従って、そのモータ／ジェネレータ２０を力行駆動させたときには、モータ力行トルクが減速装置として機能する歯車対６０を介して手動変速機３０に伝わる。これに対して、このモータ／ジェネレータ２０を回生駆動させたときには、増速装置として機能する歯車対６０を介して手動変速機３０の出力軸４２からの出力トルクがモータ／ジェネレータ２０のロータに伝達される。ここで、その歯車対６０は、後述するシフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上のどの位置にあっても、つまり変速位置１〜４，Ｒ、ＥＶ走行モード選択位置ＥＶ又はニュートラル位置にあっても、噛み合い状態になっているものとする。尚、モータ／ジェネレータ２０は、この歯車対６０を介さずに、回転軸２１を手動変速機３０の出力軸４２に直接連結してもよい。
【００２２】
更に、ここで例示する手動変速機３０は、前進４段、後退１段の変速段を有するものであって、前進用の変速段として第１速ギア段３１，第２速ギア段３２，第３速ギア段３３及び第４速ギア段３４を備え、且つ、後退用の変速段として後退ギア段３９を備えている。前進用の変速段は、変速比が第１速ギア段３１，第２速ギア段３２，第３速ギア段３３，第４速ギア段３４の順に小さくなるよう構成している。尚、図１の手動変速機３０はその構成を簡易的に説明したものであり、各変速段の配置については、必ずしも図１の態様になるとは限らない。
【００２３】
本実施例の動力伝達装置においては、クラッチ５０を係合状態にすることで、入力軸４１に入力されたエンジントルクが各変速段（ギア段３１〜３４，３９）の内の何れか１つで変速されて出力軸４２に伝わる。また、この動力伝達装置においては、モータ力行トルクが歯車対６０を介して出力軸４２に伝わる。この動力伝達装置においては、その出力軸４２から出力されたトルクが最終減速機構７１で減速され、差動機構７２を介して駆動力として駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達される。
【００２４】
ここで、第１速ギア段３１は、互いに噛み合い状態にある第１速ドライブギア３１ａと第１速ドリブンギア３１ｂの歯車対で構成する。その第１速ドライブギア３１ａは、入力軸４１上に配置される一方、第１速ドリブンギア３１ｂは、出力軸４２上に配置される。第２速ギア段３２から第４速ギア段３４についても、第１速ギア段３１と同様の第２速ドライブギア３２ａ〜第４速ドライブギア３４ａと第２速ドリブンギア３２ｂ〜第４速ドリブンギア３４ｂを有する。
【００２５】
一方、後退ギア段３９については、後退ドライブギア３９ａと後退ドリブンギア３９ｂと後退中間ギア３９ｃとで構成する。その後退ドライブギア３９ａは、入力軸４１上に配置され、後退ドリブンギア３９ｂは、出力軸４２上に配置される。また、後退中間ギア３９ｃは、後退ドライブギア３９ａ及び後退ドリブンギア３９ｂと噛み合い状態にあり、回転軸４３上に配置される。
【００２６】
この手動変速機３０の構成においては、各変速段のドライブギアの内の何れかが入力軸４１と一体になって回転するように配設される一方、残りのドライブギアが入力軸４１に対して相対回転するように配設される。また、各変速段のドリブンギアは、その内の何れかが出力軸４２と一体になって回転するように配設される一方、残りが出力軸４２に対して相対回転するように配設される。
【００２７】
また、入力軸４１や出力軸４２には、運転者の変速操作に従って軸線方向に移動するスリーブ（図示略）が配設されている。入力軸４１上のスリーブは、その入力軸４１と相対回転可能な２つの変速段の各ドライブギアの間に配置される。一方、出力軸４２上のスリーブは、その出力軸４２と相対回転可能な２つの変速段の各ドリブンギアの間に配置される。このスリーブは、変速操作装置８１を運転者が操作した際に、その変速操作装置８１に連結されている図示しないリンク機構やフォークを介して軸線方向への移動を行う。そして、移動後のスリーブは、移動された方向に位置する相対回転可能なドライブギアやドリブンギアを入力軸４１や出力軸４２と一体回転させる。この手動変速機３０においては、そのスリーブが運転者の変速操作装置８１の変速操作に対応した方向に移動し、これによりその変速操作に応じた変速段への切り替え又はニュートラル状態（つまり入力軸４１と出力軸４２との間でトルクの伝達が行えない状態）への切り替えが実行される。
【００２８】
その変速操作装置８１は、図２に示す如く、運転者が変速操作する際に使用するシフトレバー８１ａ、このシフトレバー８１ａを夫々の変速段毎にガイドする所謂シフトゲージ８１ｂ、上記のリンク機構やフォーク等を備えている。図２は、手動変速機３０をニュートラル状態に操作するときのシフトレバー８１ａの位置を示している。尚、この図２のシフトゲージ８１ｂ上の「１〜４」と「Ｒ」は、夫々に第１速ギア段３１〜第４速ギア段３４と後退ギア段３９の変速位置（セレクト位置）を示している。
【００２９】
このハイブリッド車両１においては、その走行モードとして、エンジン走行モードとＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとが少なくとも用意されている。
【００３０】
このハイブリッド車両１では、シフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上の変速位置１〜４，Ｒの内の何れかに位置しているときに、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードが選択される。
【００３１】
一方、このハイブリッド車両１においては、ＥＶ走行モードが選択されるときに運転者によって操作されるＥＶ走行モード切替装置を利用する。ここでは、そのＥＶ走行モード切替装置としての機能を変速操作装置８１にもたせることにする。つまり、本実施例の変速操作装置８１は、運転者に手動変速機３０の変速段を切り替えさせるだけでなく、運転者がＥＶ走行モードに切り替える際のＥＶ走行モード切替装置としての機能も兼ね備えている。例えば、この変速操作装置８１は、変速位置１〜４，Ｒと同様のシフトレバー８１ａのセレクト位置であって、ＥＶ走行モードに切り替える為のＥＶ走行モード選択位置ＥＶをシフトゲージ８１ｂ上に備えている。本実施例のハイブリッド車両１においては、シフトレバー８１ａが図３に示す如くＥＶ走行モード選択位置ＥＶへと操作された際に、手動変速機３０がスリーブ等によってニュートラル状態となり、且つ、走行モードがＥＶ走行モードとなる。
【００３２】
その変速操作装置８１には、シフトレバー８１ａがＥＶ走行モード選択位置ＥＶに位置しているのか否かを検出するＥＶ走行モード選択位置検出部８２が設けられている。このＥＶ走行モード選択位置検出部８２とは、例えば、シフトレバー８１ａが図３に示す如くＥＶ走行モード選択位置ＥＶにあることを検出可能な位置情報検出センサ等である。このＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号は、車両全体の動作を統括的に制御する電子制御装置（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という。）１００に送信される。
【００３３】
そのハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２との間で夫々に各種センサの検出信号や制御指令等の情報の授受ができる。本実施例においては、少なくともそのハイブリッドＥＣＵ１００、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２が車両の制御システムの構成要件となっている。
【００３４】
また、この変速操作装置８１は、シフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上のどの変速位置１〜４，Ｒにあるのかについて、つまり運転者がどの変速段を選択したのか否かを検出する変速位置検出部８３を備えている。その変速位置検出部８３は、例えば、シフトレバー８１ａがどの変速位置１〜４，Ｒにあるのかを検出可能な位置情報検出センサ等を利用すればよい。その検出信号は、ハイブリッドＥＣＵ１００に送られる。このハイブリッドＥＣＵ１００は、その検出信号に基づいて、運転者の選択した変速段、現状の変速段を判断する。尚、ここでは、便宜上、その変速位置検出部８３をＥＶ走行モード選択位置検出部８２とは別のものとして例示したが、これらを１つに統合したシフトレバー位置検出部（図示略）に置き換えてもよい。ここで、そのハイブリッドＥＣＵ１００には、この技術分野にて知られている周知の技術を利用して、エンジントルクや車輪速度等から現在の変速段を推定させてもよい。
【００３５】
シフトレバー８１ａが変速位置１〜４，Ｒに操作されている場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードの内の何れか一方を選択する。例えば、このハイブリッドＥＣＵ１００は、設定した運転者の駆動要求（要求駆動力）、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２から送られてきた二次電池２５の充電状態の情報（ＳＯＣ量）、車両走行状態の情報（図示しない車両横加速度検出装置により検出された車両横加速度、車輪スリップ検出装置により検出された駆動輪ＷＬ，ＷＲのスリップ状態等の情報）に基づいて、エンジン走行モードとハイブリッド走行モードの切り替えを行う。
【００３６】
ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン走行モードを選択した場合、エンジントルクのみで要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合には、エンジンＥＣＵ１０１への制御指令として、例えば現状の変速段又は変速操作後の変速段でその要求駆動力を満足させるエンジントルクの情報が送信される。これにより、そのエンジンＥＣＵ１０１は、そのエンジントルクを発生させるようにエンジン１０の燃料噴射量等の制御を行う。一方、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２には、モータ／ジェネレータ２０をモータとしてもジェネレータとしても動作させないよう制御指令を送る。
【００３７】
これに対して、このハイブリッドＥＣＵ１００は、ハイブリッド走行モードを選択した場合、エンジントルクとモータ／ジェネレータ２０のモータ又はジェネレータとしての出力で要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合、エンジントルクとモータ力行トルクの双方を用いるときには、エンジンＥＣＵ１０１とモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２への制御指令として、例えば現状の変速段又は変速操作後の変速段でその要求駆動力を満足させるエンジントルクとモータ力行トルクの情報が夫々に送信される。これにより、そのエンジンＥＣＵ１０１は、そのエンジントルクを発生させるようにエンジン１０の制御を行い、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２は、そのモータ力行トルクを発生させるようにモータ／ジェネレータ２０への給電量を制御する。また、モータ／ジェネレータ２０で電力の回生を行わせるときには、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に対してモータ／ジェネレータ２０をジェネレータとして動作させるよう制御指令を送る。その際、例えば、エンジンＥＣＵ１０１には、モータ回生トルクの分だけ増加させたエンジントルクの情報が送られる。
【００３８】
また、シフトレバー８１ａがＥＶ走行モード選択位置ＥＶに操作されている場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータ力行トルクのみで要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合には、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２への制御指令として、その要求駆動力を満足させるモータ力行トルクの情報が送信される。手動変速機３０がニュートラル状態のときにエンジン１０が動いていると、燃費を悪化させてしまうので、エンジンＥＣＵ１０１には、燃費を向上させるべく、エンジン１０の動作を停止させる制御指令を送る。更に、このＥＶ走行モードにおいては、運転者がアクセルペダル９１から足を離したとき又はブレーキ操作等でハイブリッド車両１の減速要求を行ったときに、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に対して回生制動できるよう制御指令を送らせてもよい。
【００３９】
本実施例のハイブリッド車両１においては、運転者によるクラッチ５０の操作と変速操作装置８１の操作を契機にして、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードとＥＶ走行モードとの間の切り替えが実行される。つまり、本実施例のクラッチ５０、クラッチペダル５１及び変速操作装置８１は、運転者に走行モードを手動で選択させる為の走行モード選択装置であるとも云える。運転者は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードからＥＶ走行モードへと切り替える際、クラッチ５０の解放操作、シフトレバー８１ａの変速位置１〜４からＥＶ走行モード選択位置ＥＶへの操作、クラッチ５０の係合操作を順に行う。その際、ハイブリッドＥＣＵ１００の受信する検出信号は、変速位置検出部８３の検出信号からＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号に変わる。一方、ＥＶ走行モードからエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへと切り替える際には、クラッチ５０の解放操作、ＥＶ走行モード選択位置ＥＶからシフトレバー８１ａの変速位置１〜４への操作、クラッチ５０の係合操作が順に行われる。その際にハイブリッドＥＣＵ１００の受信する検出信号は、ＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号から変速位置検出部８３の検出信号に変わる。
【００４０】
ところで、エンジン１０やモータ／ジェネレータ２０は、その仕様にも依るが、夫々に燃費性能の向上に適した運転効率の良い車速域を持っている。これが為、燃費性能を高める為には、運転効率の良い動力源を用いて走行させることが好ましい。このハイブリッド車両１では、エンジン１０の運転効率とモータ／ジェネレータ２０の運転効率とを車速毎に比べてみると、発進時、つまり低車速時において、エンジン１０よりもモータ／ジェネレータ２０の運転効率の方が優れている。また、低い車速域（例えば一般道を法定速度の範囲内で走行しているときの車速域）の定常走行時、つまり中車速時においても、モータ／ジェネレータ２０の運転効率は、エンジン１０よりも優れている。故に、低車速時や中車速時には、モータ／ジェネレータ２０の出力を利用して走行させることで、エンジン１０を回して走行させるよりも燃費性能が高くなる。一方、これ以外の車速域、つまり高車速時（高速走行時）には、モータ／ジェネレータ２０よりもエンジン１０の運転効率の方が優れており、エンジン１０の出力を利用して走行させることで燃費性能が高くなる。
【００４１】
そこで、この制御システムにおいては、ＥＶ走行モードが選択されたときに、その選択の際の車速がエンジン１０よりもモータ／ジェネレータ２０の方が運転効率に優れる車速域であれば、その運転者による選択の意思の通りにモータ／ジェネレータ２０の動力を使って走行させる。一方、この制御システムにおいては、その選択の際の車速がモータ／ジェネレータ２０よりもエンジン１０の運転効率の方が優れている車速域であれば、燃費性能を向上させるべく、運転者に対してＥＶ走行モードからエンジン１０の動力を利用したエンジン走行モードやハイブリッド走行モードへの切り替えを促す。
【００４２】
例えば、このハイブリッド車両１は、エンジン１０の燃料消費量が多くなりがちな発進時のＥＶ走行モードの使用が推奨されている。これが為、この制御システムには、発進時（低車速時）におけるＥＶ走行モードのモータ／ジェネレータ２０の出力特性マップ（図４）が用意されている。その発進時（低車速時）の出力特性マップは、回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が最も低いときにモータ力行トルクＴｍｇの出力上限値を超えない範囲内で最大のモータ力行トルクＴｍｇを発生させ、その回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が高くなるにつれて徐々にモータ力行トルクＴｍｇを低下させていくという出力特性のものである。
【００４３】
ここで、モータ／ジェネレータ２０は、その回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が或る回転数Ｎｍｇ１（車速Ｖ１）を超えるまでモータ力行トルクＴｍｇを最大の出力上限値まで出力させることができ、その回転数Ｎｍｇ１（車速Ｖ１）を超えるとモータ力行トルクＴｍｇの出力上限値が徐々に低下していくものである。その出力上限値は、モータ／ジェネレータ２０の仕様で異なる。このモータ／ジェネレータ２０においては、その回転数Ｎｍｇ１（車速Ｖ１）よりも低いときが発進時に相当する低車速時となる。
【００４４】
この出力特性マップにおいては、発進動作（低車速）の終わる頃に、具体的には回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が所定回転数Ｎｍｇ１（所定車速Ｖ１）を超えた辺りで０になるようモータ力行トルクＴｍｇを低下させている。つまり、この出力特性マップでは、発進動作を終えるとモータ／ジェネレータ２０からの出力が禁止される。この出力特性マップには、燃費性能を高めることのできる最大のモータ力行トルクＴｍｇが設定されている。
【００４５】
この場合の制御システムにおいては、ＥＶ走行モードが選択された際の車速Ｖ（車速センサ等の車速検出装置９５で検出）が低車速域のときに（Ｎｍｇ＜Ｎｍｇ１、Ｖ＜Ｖ１）、発進時（低車速時）の出力特性マップを読み込み、その出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇをモータ／ジェネレータ２０に出力させる。例えば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、その出力特性マップでモータ／ジェネレータ２０を制御させるようモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に指令を送る。
【００４６】
発進させる為にＥＶ走行モードが選択されたときには、運転者のアクセル操作に伴い発進時（低車速時）の出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇが出力されて、ハイブリッド車両１が発進し始める。このときのハイブリッド車両１は、低車速域において、その出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇだけが出力されるので、燃費性能に優れたＥＶ走行を行うことができる。
【００４７】
ここで、その出力特性マップでは、低車速域が終わる頃（つまり発進の終わる頃）にモータ力行トルクＴｍｇの出力が禁止される。これが為、その際には、運転者の加速要求に拘わらずハイブリッド車両１が減速し始めるので、運転者が違和感を覚える。一般に、手動変速機３０の搭載された車両の運転者は、自らの加速要求に対して所望の加速度が得られない場合に、シフトレバー８１ａに手を掛けてダウンシフト操作を行うものである。つまり、この制御システムにおいては、そのモータ力行トルクＴｍｇの出力を禁止させることによって、運転者にシフトレバー８１ａへ手を掛けさせる可能性を高めている。従って、この制御システムは、モータ／ジェネレータ２０からの出力を禁止させることによって、運転者に対してＥＶ走行モードからエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへの切り替えを促すことになる。その際には、モータ／ジェネレータ２０からの出力の禁止と共に、下記の警報等を出力してもよい。
【００４８】
ハイブリッドＥＣＵ１００には、モータ／ジェネレータ２０からの出力を禁止させる前に、モータ力行トルクＴｍｇが未だ出力されている車速Ｖの時点で、運転者に対してＥＶ走行モードからエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへの切り替えを促させてもよい。例えば、その際には、車室内の音響装置９６から警報を出力させたり、車室内の表示装置９７にメッセージ等を表示させたりして、走行モードの切り替えを運転者に伝える。
【００４９】
その違和感や警報等によって運転者が走行モードの切り替え操作を行ったならば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードでの走行に切り替える。
【００５０】
このハイブリッド車両１においては、中車速域においてもモータ／ジェネレータ２０の方がエンジン１０よりも運転効率に優れている。これが為、この制御システムには、中車速時におけるＥＶ走行モードのモータ／ジェネレータ２０の出力特性マップ（図５）も用意されている。中車速時には、発進時よりもモータ力行トルクＴｍｇの出力上限値が低く、また、発進時ほどの大きい駆動力を必要としない。その中車速時の出力特性マップは、エンジン１０よりもモータ／ジェネレータ２０の運転効率の方が優れている車速域に加えて、ＥＶ走行モードにおける中車速時の運転者の操作性（例えばアクセルペダル９１の踏み込みに対する応答性等）を考慮した余裕代分の車速域を含めている。ここでは、回転数Ｎｍｇ（車速Ｖ）が所定回転数Ｎｍｇ１（所定車速Ｖ１）よりも低い領域からモータ力行トルクＴｍｇが徐々に立ち上がり、その所定回転数Ｎｍｇ１（所定車速Ｖ１）を超えた辺りから出力上限値を超えない範囲内でモータ力行トルクＴｍｇを略一定にし、中車速が終わりを迎えるにつれて徐々に０へとモータ力行トルクＴｍｇを低下させていくという出力特性の出力特性マップにしている。つまり、この出力特性マップは、中車速域のみならず、低車速域や高車速域の一部でもモータ力行トルクＴｍｇの出力ができるようになっている。この出力特性マップにおいても、燃費性能を高めることのできる最大のモータ力行トルクＴｍｇが設定されている。この出力特性マップは、ＥＶ走行モードが選択された際の車速Ｖが中車速域以上（Ｎｍｇ≧Ｎｍｇ１、Ｖ≧Ｖ１）のときに用いる。
【００５１】
この場合の制御システムにおいては、ＥＶ走行モードが選択された際の車速Ｖが中車速域のときに、中車速時の出力特性マップを読み込み、その出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇをモータ／ジェネレータ２０に出力させる。従って、このハイブリッド車両１は、中車速域において、その出力特性マップに応じたモータ力行トルクＴｍｇだけが出力されるので、燃費性能に優れたＥＶ走行を行うことができる。
【００５２】
このように、この制御システムは、ＥＶ走行モードが選択されたときのモータ／ジェネレータ２０の出力可能領域を運転効率の良い車速域に制限し、車速Ｖがその車速域から外れたとき又は外れるときにエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへの切り替え操作を運転者に対して促す。これが為、ハイブリッド車両１は、エンジン１０よりもモータ／ジェネレータ２０の運転効率が良い車速域であれば、エンジン１０よりも燃費性能に優れるモータ／ジェネレータ２０の動力でＥＶ走行でき、モータ／ジェネレータ２０よりもエンジン１０の運転効率が良い車速域であれば、モータ／ジェネレータ２０よりも燃費性能に優れるエンジン１０の動力を利用して走行できる。従って、このハイブリッド車両１は、様々な車速域で燃費走行を行うことができる。また、この制御システムは、ＥＶ走行モードが選択されたときのモータ／ジェネレータ２０の出力可能領域にそのような制限を掛けているので、つまり車速Ｖが運転効率の良い車速域から外れたときにモータ／ジェネレータ２０からの出力が禁止されるので、そのモータ／ジェネレータ２０の使用頻度を抑えることができ、二次電池２５の残存容量（ＳＯＣ量）の低下を抑制することができる。
【００５３】
この例示では、発進時（低車速時）の出力特性マップや中車速時の出力特性マップの高車速域側において、ＥＶ走行モードからの切り替え操作が行われないときに、モータ／ジェネレータ２０からの出力を禁止させずに、運転者のアクセル操作量（アクセル開度センサ等のアクセル操作量検出装置９２で検出）に応じたモータ力行トルクＴｍｇ等を出力させることも考えられる。しかしながら、そのようなモータ／ジェネレータ２０の使用は、二次電池２５の残存容量（ＳＯＣ量）を減少させるので好ましくない。また、高車速域におけるモータ／ジェネレータ２０の使用は、燃費性能の悪化をも招くことから好ましくない。従って、その際のモータ／ジェネレータ２０の使用はできる限り避ける方が良いのだが、如何様に走行モードの切り替え操作を促しても操作が行われない可能性も考えられ、そのときには、ハイブリッド車両１が減速し、運転者が減速を望んでいなければ、運転者に違和感を与えるのみならず、ドライバビリティの悪化を招く。故に、運転者の違和感やドライバビリティの悪化を抑えつつＳＯＣ量の減少も抑えるべく、運転者のアクセル操作に応じたものよりも抑えた大きさのモータ力行トルクＴｍｇを出力させることが好ましい。この抑制したモータ／ジェネレータ２０からの出力により、運転者の違和感やドライバビリティの悪化、ＳＯＣ量の減少を多少なりとも抑えつつ、アクセル操作に応じた要求に対する実際のハイブリッド車両１の動きの違いを運転者に感知させることができるので、この制御システムは、走行を継続させたままＥＶ走行モードからの切り替え操作を更に促すことができる。
【００５４】
ここで、中車速時の出力特性マップの低車速域側においては、ＥＶ走行モードからの切り替え操作を促しているにも拘わらず操作されないと、車速Ｖがモータ／ジェネレータ２０の出力禁止領域（Ｔｍｇ＝０）まで低下する。ハイブリッド車両１は、かかる状況下で運転者が加速を試みても駆動力を発生させることができないので、加速できないままハイブリッド車両１が減速し続ける。これは、ＥＶ走行モードで使用する出力特性マップをＥＶ走行モードが選択されたときの車速Ｖで選んでいるからであり、車速Ｖがモータ／ジェネレータ２０の出力禁止領域まで落ちたときに対応できないからである。この制御システムにおいては、そのような事態を回避すべく、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップに切り替えさせる。
【００５５】
例えば、この制御システムには、発進時（低車速時）と中車速時の夫々の出力特性マップにおけるモータ力行トルクＴｍｇの交点において、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップへと切り替えさせる。その交点におけるモータ力行トルクＴｍｇと車速Ｖは、予め求めておく。以下、その交点の車速Ｖを「特性変更車速Ｖｃｈ」という。
【００５６】
中車速域での走行中にＥＶ走行モードが選択された場合には、図６に示すように、中車速時の出力特性マップが選ばれる。このＥＶ走行の最中に運転者がアクセルペダル９１から足を離すと、ハイブリッド車両１は、減速し始めて、そのままの状態が続くことによりマップ上におけるモータ／ジェネレータ２０の低車速域側の出力禁止領域が近づく。ハイブリッドＥＣＵ１００は、車速Ｖの下降中に、その車速Ｖが特性変更車速Ｖｃｈまで下がったのか否か判定し、特性変更車速Ｖｃｈまで到達していなければ、現状の中車速時の出力特性マップのままＥＶ走行を継続させる。そして、このハイブリッドＥＣＵ１００は、車速Ｖが特性変更車速Ｖｃｈまで下がったときに、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップに切り替える。これが為、その後でアクセルペダル９１が踏まれたときには、その発進時（低車速時）の出力特性マップによるモータ力行トルクＴｍｇでハイブリッド車両１を加速させることができる。
【００５７】
このように、各出力特性マップにおける交点の特性変更車速Ｖｃｈを境にして出力特性マップを切り替えさせることで、その切り替えに伴うモータ力行トルクＴｍｇの変動を無くすことができる。従って、この制御システムは、出力特性マップの切り替えによる駆動力の変動を起こさないので、ピッチング変化等の違和感を運転者に与えない。更に、この制御システムは、燃費性能を高めることのできる範囲内で最大のモータ力行トルクＴｍｇを出力特性マップの切り替え前後でも発生させることができ、切り替え後も燃費走行が可能になる。
【００５８】
この場合、発進時（低車速時）の出力特性マップを用いて加速し続けると、この出力特性マップのモータ／ジェネレータ２０の出力禁止領域まで車速Ｖが上昇する。これが為、この制御システムには、前述したように、ＥＶ走行モードからの切り替え操作を促させる。
【００５９】
また、出力特性マップの切り替えは、次の様に行ってもよい。
【００６０】
この場合の制御システムにおいては、図７に示すように、現状で選択されている中車速時の出力特性マップを最後まで（つまりモータ力行トルクＴｍｇの出力が禁止になるまで）使ったＥＶ走行を実行し、その出力特性マップでモータ力行トルクＴｍｇを出力できなくなる車速（特性変更車速Ｖｃｈ）となったときに発進時（低車速時）の出力特性マップへと切り替える。これが為、この場合にも、その後でアクセルペダル９１が踏まれたときには、その発進時（低車速時）の出力特性マップによるモータ力行トルクＴｍｇでハイブリッド車両１を加速させることができる。
【００６１】
このように、この場合には、先の例示よりも出力特性マップが切り替わるまでのヒステリシスが大きくなり、発進時と判断できる程度にまで車速Ｖが低下しないと出力特性マップの切り替えが行われないので、出力特性マップが切り替わったことを運転者が認識し易い。
【００６２】
ここで、先の出力特性マップの切り替えの例示では、夫々の出力特性マップにおけるモータ力行トルクＴｍｇの交点で切り替えを行うので、運転者によるアクセルペダル９１の加速操作がその切り替えからの早い段階で行われるほど、その加速操作時から発進時（低車速時）の出力特性マップ上におけるモータ／ジェネレータ２０の出力禁止領域に至るまでの車速差が小さくなる。これが為、このときには、発進時（低車速時）の出力特性マップによる加速時間が短くなる。これに対して、中車速時の出力特性マップを最後まで使ってから発進時（低車速時）の出力特性マップに切り替えることにより、その車速差を拡げることができるので、発進時（低車速時）の出力特性マップによる加速時間が長くなり、加速性を高めることができる。
【００６３】
ここで例として挙げた出力特性マップ切り替えの２種類の形態は、中車速時の出力特性マップから発進時（低車速時）の出力特性マップへの切り替えのみを示した。これは、逆の切り替えを行うと、ＥＶ走行モードの使用時間を長引かせ、二次電池２５の残存容量（ＳＯＣ量）を大幅に低下させてしまう虞があるからである。しかしながら、前述した、ＳＯＣ量の低下に目を瞑ってでも運転者の違和感やドライバビリティの悪化の抑制が求められるときには、モータ／ジェネレータ２０からの出力の抑制に替えて、発進時（低車速時）の出力特性マップから中車速時の出力特性マップへの逆の切り替えを実行してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明に係る車両の制御システムは、運転効率の良い動力源による走行モードで走行させることのできる技術に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ハイブリッド車両
１０ エンジン
１２ スタータモータ
２０ モータ／ジェネレータ
２５ 二次電池
２７ 電池監視ユニット
３０ 手動変速機
５０ クラッチ
５１ クラッチペダル
６０ 歯車対（ＥＶギア）
８１ 変速操作装置
８１ａ シフトレバー
８１ｂ シフトゲージ
８２ ＥＶ走行モード選択位置検出部
８３ 変速位置検出部
１００ ハイブリッドＥＣＵ
１０１ エンジンＥＣＵ
１０２ モータ／ジェネレータＥＣＵ
ＥＶ ＥＶ走行モード選択位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる機械動力源の動力を用いたエンジン走行モード、電気エネルギを変換した機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる電気動力源の動力を用いたＥＶ走行モード、又は前記機械動力源及び前記電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モード、を運転者に手動で選択させる走行モード選択装置と、
運転者が前記走行モード選択装置により前記ＥＶ走行モードを選択した際の車速に応じて前記電気動力源の出力特性を設定し、該電気動力源よりも前記機械動力源の運転効率の方が優れているときに当該電気動力源からの出力を抑制又は禁止する電気動力源制御装置と、
を備えることを特徴とした車両の制御システム。
【請求項２】
前記電気動力源制御装置は、前記ＥＶ走行モードでの走行中に変化した車速に応じて、前記電気動力源の出力特性を前記ＥＶ走行モードの選択時の出力特性から変更することを特徴とした請求項１記載の車両の制御システム。
【請求項３】
前記電気動力源制御装置は、夫々の前記出力特性における前記電気動力源の出力の交点で出力特性の変更を行うことを特徴とした請求項２記載の車両の制御システム。
【請求項１】
機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる機械動力源の動力を用いたエンジン走行モード、電気エネルギを変換した機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる電気動力源の動力を用いたＥＶ走行モード、又は前記機械動力源及び前記電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モード、を運転者に手動で選択させる走行モード選択装置と、
運転者が前記走行モード選択装置により前記ＥＶ走行モードを選択した際の車速に応じて前記電気動力源の出力特性を設定し、該電気動力源よりも前記機械動力源の運転効率の方が優れているときに当該電気動力源からの出力を抑制又は禁止する電気動力源制御装置と、
を備えることを特徴とした車両の制御システム。
【請求項２】
前記電気動力源制御装置は、前記ＥＶ走行モードでの走行中に変化した車速に応じて、前記電気動力源の出力特性を前記ＥＶ走行モードの選択時の出力特性から変更することを特徴とした請求項１記載の車両の制御システム。
【請求項３】
前記電気動力源制御装置は、夫々の前記出力特性における前記電気動力源の出力の交点で出力特性の変更を行うことを特徴とした請求項２記載の車両の制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−６２０２７（Ｐ２０１２−６２０２７Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１００１１（Ｐ２０１０−２１００１１）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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