(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させるための走行用駆動力源として、燃料の燃焼で作動するエンジンと電気エネルギーで作動する電動モータとを備えているハイブリッド型の車両用駆動システムにおいて、
車両停止時であって且つフットブレーキのペダルストロークが予め定められたＢＳ２よりも大きいブレーキ完全踏込み時には、前記エンジンおよび前記電動モータの出力を共に０にするとともに車両を停止状態に維持するためのヒルホールド力を１００％にして車両を停止状態に保持する一方、
予め定められた所定の低速走行時であって且つ前記フットブレーキのペダルストロークが前記ブレーキ完全踏込み時よりも小さいＢＳ１〜ＢＳ２の領域のブレーキ少し踏込み時には、該ブレーキ完全踏込み時よりもヒルホールド力を低減するとともに前記電動モータのみを駆動力源として走行する低速モータ走行手段と、
前記所定の低速走行時であって且つ前記フットブレーキのペダルストロークが前記ブレーキ少し踏込み時よりも小さいブレーキＯＦＦの時には、前記ヒルホールド力を完全に解除するとともに前記エンジンを駆動力源として走行する低速エンジン走行手段と、
前記所定の低速走行よりも高速の走行時には、前記ヒルホールド力を完全に解除するとともに前記エンジンを駆動力源として走行する高速エンジン走行手段と、
を有することを特徴とする車両用駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用駆動システムに係り、特に、スムーズな発進性能が得られる駆動システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体を移動させるための移動用駆動力源として、第１駆動力源と、その第１駆動力源よりも定格出力が小さい第２駆動力源と、を有する移動体の駆動システムが知られている。燃料の燃焼で作動するエンジンと電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行用の駆動力源として備えているハイブリッド型の車両用駆動システムはその一例で、一般にエンジンの方が電動モータよりも定格出力が大きい。特開平１０−１３６５０８号公報に記載されている装置はその一例で、シンプルプラネタリ型の遊星歯車装置から成る副変速機が設けられ、２つのクラッチの係合状態によって電動モータのみを駆動力源とするモータ走行モード、エンジンのみを駆動力源とするエンジン走行モードなど種々の走行モードが成立させられるようになっている。そして、このような車両用駆動システムにおいては、一般に車両停止時にはエンジンも停止させられ、モータ走行モードで発進してからエンジンを始動してエンジン走行モードに切り換えるようになっているのが普通である。
なお、「定格出力」とは、連続して使用できる最大出力で、例えば電動モータの場合は、「モータを定格回転数で連続運転した時、温度上昇が限度を超えない範囲で一定値に達した時のモータ出力」で、定格回転数は「定格出力で運転するモータの回転速度。最大トルクで加減速を行っても支障のない回転数」である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにモータ走行モードで発進してからエンジンを始動してエンジン走行モードに移行する場合、エンジンの始動が遅かったり始動できなかったりすると、駆動力が不足してもたつき感を生じる可能性がある。大きな出力が得られる大容量の電動モータを走行用駆動力源として搭載しておけば、エンジンの始動不可時等にその電動モータを通常よりも高出力まで作動させることにより、駆動力不足を軽減或いは解消できるが、通常の走行時には必要ない過剰品質になってコスト高になるとともに、大型で大きな設置スペースが必要になる。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、電動モータとして定格出力が小さい小型で安価なものを採用しつつ、定格出力が大きいエンジンの作動開始遅れや作動不可に伴う駆動力不足を改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、車両を走行させるための走行用駆動力源として、燃料の燃焼で作動するエンジンと電気エネルギーで作動する電動モータとを備えているハイブリッド型の車両用駆動システムにおいて、(a) 車両停止時であって且つフットブレーキのペダルストロークが予め定められたＢＳ２よりも大きいブレーキ完全踏込み時には、前記エンジンおよび前記電動モータの出力を共に０にするとともに車両を停止状態に維持するためのヒルホールド力を１００％にして車両を停止状態に保持する一方、(b) 予め定められた所定の低速走行時であって且つ前記フットブレーキのペダルストロークが前記ブレーキ完全踏込み時よりも小さいＢＳ１〜ＢＳ２の領域のブレーキ少し踏込み時には、そのブレーキ完全踏込み時よりもヒルホールド力を低減するとともに前記電動モータのみを駆動力源として走行する低速モータ走行手段と、(c) 前記所定の低速走行時であって且つ前記フットブレーキのペダルストロークが前記ブレーキ少し踏込み時よりも小さいブレーキＯＦＦの時には、前記ヒルホールド力を完全に解除するとともに前記エンジンを駆動力源として走行する低速エンジン走行手段と、(d) 前記所定の低速走行よりも高速の走行時には、前記ヒルホールド力を完全に解除するとともに前記エンジンを駆動力源として走行する高速エンジン走行手段と、を有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の車両用駆動システムによれば、所定の低速走行時であってもブレーキＯＦＦの時には、低速エンジン走行手段によりエンジンを駆動力源として走行するとともに、その所定の低速走行よりも高速の走行時には高速エンジン走行手段によって同じくエンジンを駆動力源として走行するため、アクセルを踏み込んで発進する通常の発進時には発進当初からエンジンを作動させて走行することになり、発進加速の途中でエンジンを始動してモータ走行からエンジン走行に切り換える場合に比較して、その切換えに伴うもたつき感が解消し、スムーズな発進性能が得られる。一方、車両停止時であって且つブレーキ完全踏込み時には、前記エンジンおよび前記電動モータの出力を共に０にするとともにヒルホールド力を１００％にして車両を停止状態に保持し、所定の低速走行時であってブレーキ少し踏込み時の場合、すなわちブレーキ力を調整するだけで前進したり後進したりするクリープ走行時には、低速モータ走行手段によりヒルホールド力を低減するとともに電動モータのみを駆動力源として走行するため、エンジンおよび電動モータを走行用駆動力源として備えているハイブリッド型の車両用駆動システムの特徴の一つである燃費や排ガスの低減効果を十分に享受できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の走行用駆動力源として使用される電動モータとしては、数十Ｖ程度の比較的低電圧で作動する安価でコンパクトなものを用いることが望ましいが、数百Ｖ等の高電圧で作動する電動モータを用いることも可能である。電動モータとしては、駆動力源としてトルクを発生するだけでなく、車両の運動エネルギーで回転駆動されることにより発電することが可能なモータジェネレータが好適に用いられる。エンジンとしては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどが好適に用いられる。
【０００９】
低速エンジン走行手段および高速エンジン走行手段は、少なくともエンジンを駆動力源として使用するものであれば良く、必要に応じてエンジンおよび電動モータの両方を駆動力源として使用することも可能である。
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたハイブリッド型の車両用駆動システムであるハイブリッド駆動装置１０の骨子図である。このハイブリッド駆動装置１０はＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動するガソリンエンジン１２と、電気エネルギーで作動する電動モータおよび発電機としての機能を有するモータジェネレータ１４と、遊星歯車式の副変速機１６と、ベルト式の無段変速機１８と、差動装置２０とを備えており、出力軸２２Ｒ、２２Ｌから図示しない左右の前輪（駆動輪）に駆動力が伝達される。エンジン１２、モータジェネレータ１４、副変速機１６、および無段変速機１８の入力軸３８は、同一の軸線上にその順番で配設されている。エンジン１２およびモータジェネレータ１４は、移動体である車両を移動させるための移動用駆動力源、走行用駆動力源に相当するもので、エンジン１２は第１駆動力源であり、モータジェネレータ１４はエンジン１２よりも定格出力が小さく且つ始動時間が短い第２駆動力源である。また、無段変速機１８は主変速機で、本実施例では出力軸２２Ｒ、２２Ｌまでの間で３〜１１程度の変速比が得られるようになっている。
【００１１】
エンジン１２は、エンジン始動用の電動モータ（ＭＯ）６０によって回転駆動（クランキング）されることにより始動させられるようになっている。この電動モータ６０は直流モータで、１２Ｖ〜３６Ｖ程度等の低電圧で作動させられるものであり、蓄電装置としてのバッテリ２６から電気エネルギーが供給されるようになっている。エンジン１２のクランクシャフト１２ｓは、ベルト等の伝動装置を介して上記電動モータ６０に機械的に連結されている。クランクシャフト１２ｓにはまた、ベルト等の伝動装置および電磁クラッチ６２を介して補機６４が接続され、補機６４としてのエアコンのコンプレッサ等を回転駆動するようになっている。クランクシャフト１２ｓには更に、ベルト等の伝動装置を介してモータジェネレータ２４が接続されている。このモータジェネレータ２４は補機駆動用の電動モータで、バッテリ２６から電気エネルギーが供給されるようになっている。
【００１２】
バッテリ２６は、前記モータジェネレータ１４にも電気エネルギーを供給して作動させるもので、本実施例では３６Ｖ程度の比較的低電圧のものが用いられており、モータジェネレータ１４の回生制動によって車両走行中に逐次充電される。バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが所定値以下まで低下した時、すなわちモータジェネレータ１４を電動モータとして作動させることができない場合は、電動モータ６０によりエンジン１２を始動するとともに、そのエンジン１２でモータジェネレータ２４を回転駆動して発電させることにより、バッテリ２６を充電する。これにより、故障時以外は常時モータジェネレータ１４を用いて走行することが可能である。バッテリ２６には、電動モータ６０によってエンジン１２を始動できる程度の蓄電量ＳＯＣが常に確保されるようになっている。なお、電動モータ６０に電気エネルギーを供給するため、バッテリ２６とは別に１２Ｖ等のバッテリを設けるようにしても良い。
【００１３】
副変速機１６は、互いに近接して並列に配設されたダブルプラネタリ型の第１遊星歯車装置３０およびシンプルプラネタリ型の第２遊星歯車装置３２を備えている。これらの遊星歯車装置３０、３２は、共通のリングギヤＲおよびキャリアＣを有するとともに、第１遊星歯車装置３０のキャリアのリングギヤ側のピニオンギヤと第２遊星歯車装置３２のキャリアのピニオンギヤとが一体化されているラビニヨ型である。そして、第１遊星歯車装置３０のサンギヤＳ１には、前記モータジェネレータ１４が連結され、第２遊星歯車装置３２のサンギヤＳ２には、第１クラッチＣ１およびダンパ装置３４を介してエンジン１２が連結されるようになっている。また、それ等のサンギヤＳ１およびＳ２は第２クラッチＣ２によって連結されるとともに、キャリアＣは反力ブレーキＢによってハウジング４４に連結されて回転が阻止されるようになっており、リングギヤＲは出力部材３６を介して無段変速機１８の入力軸３８に連結されている。クラッチＣ１、Ｃ２、反力ブレーキＢは、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる摩擦係合式のものである。
【００１４】
上記サンギヤＳ１は、第１遊星歯車装置３０に隣接して配設されるモータジェネレータ１４の中心を貫通して配設された円筒状の連結部材４０を介して、そのモータジェネレータ１４よりもエンジン１２側に設けられた第２クラッチＣ２に接続されており、モータジェネレータ１４のロータは連結部材４０の中間位置に相対回転不能に固定されている。サンギヤＳ２は、上記連結部材４０を挿通して相対回転可能に配設された連結部材４２を介して、モータジェネレータ１４よりもエンジン１２側に設けられた第１クラッチＣ１に接続されているとともに、その第１クラッチＣ１を経由することなく第２クラッチＣ２に接続されている。また、前記反力ブレーキＢは、副変速機１６とモータジェネレータ１４との間から外周側へ延び出すキャリアＣをハウジング４４に固定するように配設されている。
【００１５】
このように両遊星歯車装置３０、３２は、サンギヤＳ１、Ｓ２、および共通のリングギヤＲ、キャリアＣの計４つの回転要素にて構成されているため、クラッチやブレーキの係合装置が少なくて済むなど、装置が全体として簡単且つコンパクトに構成される。特に、第１遊星歯車装置３０のキャリアのリングギヤ側のピニオンギヤと第２遊星歯車装置３２のキャリアのピニオンギヤとが一体化されているラビニヨ型であるため、部品点数が少なくなって一層簡単且つコンパクトに構成される。
【００１６】
また、サンギヤＳ１は、モータジェネレータ１４の中心を貫通して配設された円筒状の連結部材４０を介して第２クラッチＣ２に接続されているとともに、モータジェネレータ１４のロータはその連結部材４０の中間位置に相対回転不能に固定されている一方、サンギヤＳ２は、連結部材４０を挿通して相対回転可能に配設された連結部材４２を介して第１クラッチＣ１に接続されているとともに、その連結部材４２は第１クラッチＣ１を経由することなく第２クラッチＣ２に接続されており、反力ブレーキＢは、副変速機１６とモータジェネレータ１４との間から外周側へ延び出すキャリアＣをハウジング４４に固定するようになっており、リングギヤＲはそのまま出力部材３６を介して無段変速機１８の入力軸３８に接続されるため、エンジン１２やモータジェネレータ１４、反力ブレーキＢ、出力部材３６を連結するための取り回し（連結構造など）が簡単である。
【００１７】
図２は、上記副変速機１６の各回転要素Ｓ１、Ｓ２、Ｒ、Ｃの回転数の相互関係を直線で表す共線図で、縦軸が回転数であり、各回転要素Ｓ１、Ｓ２、Ｒ、Ｃの位置および間隔は、連結状態や遊星歯車装置３０、３２のギヤ比ρ１、ρ２によって一義的に定まる。この共線図上において、入力回転要素であるサンギヤＳ１、Ｓ２は互いに反対側の両端に位置しているとともに、出力用回転要素であるリングギヤＲは反力用回転要素であるキャリアＣとサンギヤＳ１との間に位置している。なお、図２における各回転要素Ｓ１、Ｓ２、Ｒ、Ｃの間隔は、ギヤ比ρ１、ρ２に基づいて必ずしも正確に表したものではない。
【００１８】
図３は、クラッチＣ１、Ｃ２、および反力ブレーキＢの係合状態と副変速機１６の変速モード（一例）との関係を示す図で、エンジン１２を駆動力源として使用する場合、モータジェネレータ１４を駆動力源として使用する場合、或いはシフトレバーの操作ポジション（図６参照）などにより場合分けして示したものである。図６の「Ｄ」ポジションは、予め定められた変速条件に従って無段変速機１８の変速比をアクセル操作量や車速などの運転状態に応じて連続的に変化させながら前進走行する自動変速位置で、「Ｍ」ポジションは、「＋」位置または「−」位置へシフトレバーが操作されることにより有段変速機のように無段変速機１８の変速比を段階的に変化させる有段手動変速位置で、「Ｂ」ポジションは、シフトレバーの前後方向位置に応じて無段変速機１８の変速比を連続的に変化させる無段手動変速位置である。また、「Ｒ」は車両を後進させるリバース位置で、「Ｎ」はニュートラル位置で、「Ｐ」はパーキングロック機構などで車両の走行を阻止するパーキング位置である。
【００１９】
図３において、エンジン１２を駆動力源として前進走行する「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｂ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に係合させるとともに反力ブレーキＢを解放することにより、変速比が１の高速前進モード「２ｎｄ」が成立させられる。この高速前進モード「２ｎｄ」は高速段に相当する。その場合に、第１クラッチＣ１をスリップ係合させれば、エンジン発進が可能なエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」が成立させられ、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣの低下や故障などでモータジェネレータ１４を使用できない場合でも、エンジン１２で前進方向のクリープトルクを発生させたり車両を前方へ発進させたりすることができる。「Ｒ」ポジションでは、第１クラッチＣ１および反力ブレーキＢを係合させるとともに第２クラッチＣ２を解放することにより、変速比が−１／ρ２（ρ２は、第２遊星歯車装置３２のギヤ比（＝サンギヤＳ２の歯数／リングギヤＲの歯数））の高速後進モード「高速」が成立させられる。その場合に第１クラッチＣ１をスリップ係合させれば、前進時と同様にエンジン発進が可能なエンジン低速後進モード「低速（エンジン）」が成立させられ、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣの低下や故障などでモータジェネレータ１４を使用できない場合でも、エンジン１２で後進方向のクリープトルクを発生させたり車両を後方へ発進させたりすることができる。また、「Ｎ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放するとともに反力ブレーキＢを係合させることにより、エンジン１２からの動力伝達を遮断する。
【００２０】
モータジェネレータ１４を駆動力源とする「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｂ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放するとともに反力ブレーキＢを係合させることにより低速前進モード「１ｓｔ」が成立させられ、車両停止時には前進方向のクリープトルクを発生させるとともにアクセル操作に従って発進する。この時の変速比は１／ρ１（ρ１は第１遊星歯車装置３０のギヤ比（＝サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲの歯数））で比較的大きく、大きなトルク増幅が得られるため、無段変速機１８の大きな変速比と相まって、３６Ｖ程度の電圧によって作動させられるモータジェネレータ１４においても、実用上満足できるクリープトルクや発進性能が得られる。この低速前進モード「１ｓｔ」は低速段である。
【００２１】
そして、上記低速前進モード「１ｓｔ」からエンジン１２による高速前進モード「２ｎｄ」への移行は、例えば、第２クラッチＣ２を係合させながら反力ブレーキＢを解放して副変速機１６を一体回転させるとともに、エンジン１２の回転数がサンギヤＳ２と同期した後に第１クラッチＣ１を係合させ、その後にモータジェネレータ１４への電力供給を停止して無負荷状態にする。
【００２２】
また、クラッチＣ１、Ｃ２を共に係合させるとともに反力ブレーキＢを解放することにより、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を駆動力源として走行する変速比が１のアシストモード「２ｎｄ（アシスト）」が成立させられ、第１クラッチＣ１および反力ブレーキＢを解放するとともに第２クラッチＣ２を係合させれば、モータジェネレータ１４を回生制御して効率良く充電しながら制動力を発生させる変速比が１の回生制動モード「２ｎｄ（回生）」が成立させられる。なお、アシストモード「２ｎｄ（アシスト）」は、エンジン１２による高速前進モード「２ｎｄ」の実行時にモータジェネレータ１４を作動させれば良いし、回生制動モード「２ｎｄ（回生）」は、エンジン１２による高速前進モード「２ｎｄ」の実行時に第１クラッチＣ１を解放してエンジン１２を切り離すとともにモータジェネレータ１４を回生制御すれば良い。また、アシストモード「２ｎｄ（アシスト）」は、第１クラッチＣ１をスリップ係合させるエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」でモータジェネレータ１４を作動させて行うこともできる。
【００２３】
また、モータジェネレータ１４を駆動力源とする「Ｒ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放するとともに反力ブレーキＢを係合させることにより低速後進モード「低速（モータ）」が成立させられ、モータジェネレータ１４に逆回転のトルクを発生させることにより、車両停止時には後進方向のクリープトルクを発生させるとともにアクセル操作に従って後方へ発進する。この時の変速比は−１／ρ１で比較的大きく、大きなトルク増幅が得られるため、無段変速機１８の大きな変速比と相まって、３６Ｖ程度の電圧によって作動させられるモータジェネレータ１４においても、実用上満足できるクリープトルクや発進性能が得られる。この低速後進モード「低速（モータ）」も低速段である。そして、この低速後進モード「低速（モータ）」からエンジン１２による高速後進モード「高速」への移行は、エンジン１２を作動させて第１クラッチＣ１を係合させた後にモータジェネレータ１４への電力供給を停止して無負荷状態にすれば良い。
【００２４】
上記エンジン１２およびモータジェネレータ１４の使い分けは、例えば車速およびアウトプットトルク（アクセル操作量）をパラメータとして、図４の(a) のマップＭ１、または(b) のマップＭ２に示すように定められる。ここで、(a) のマップＭ１では、高車速、高トルク（アクセル操作量大）の領域ではエンジン１２を使用し、低車速、低トルク（アクセル操作量小）の領域ではモータジェネレータ１４を使用するが、低電圧のモータジェネレータ１４を使用する本実施例では、モータジェネレータ１４の使用範囲は比較的狭く、車両停止時のクリープトルクおよび僅かな走行領域に限定されている。マップＭ１、Ｍ２は、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣなど車両の走行条件等に応じて選択され、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが不足している場合はマップＭ２が選択される。図４は前進走行用のものであるが、後進走行についても同様に定められる。なお、エンジン１２を駆動力源とする上記「２ｎｄ」、「２ｎｄ（低速）」の領域でモータジェネレータ１４をアシスト的に使用することも可能である。また、各領域の境界線は、無段変速機１８の変速比などに応じて変化する。
【００２５】
図５は、本実施例のハイブリッド駆動装置１０の作動を制御する制御系統を示す図で、ＥＣＵ（Electronic Control Unit)５０には図５の左側に示すスイッチやセンサ等から各種の信号が入力されるとともに、ＲＯＭ等に予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行って右側に示す各種の装置等に制御信号などを出力することにより、例えば車速Ｖやアクセル開度（アクセルペダルの操作量）θ、シフトポジション（シフトレバーの操作位置）、バッテリ蓄電量ＳＯＣ、フットブレーキの操作量などの運転状態に応じて副変速機１６の変速モードを切り換えたり、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の作動を制御したりする。
【００２６】
図５の減速度／トルク設定スイッチ５２は、例えば図７に示すようなスライドスイッチによって構成され、シフトレバーの近傍などに配設される。これは、副変速機１６が回生制動モード「２ｎｄ（回生）」の時のモータジェネレータ１４の回生制動トルクを手動で調整するもので、手前に引く程制動トルクは増大する。すなわち、この減速度／トルク設定スイッチ５２の操作位置に従って、図４の回生制動モード「２ｎｄ（回生）」のラインは上下に移動させられるのである。また、図８の設定減速度インジケータ５４には、減速度／トルク設定スイッチ５２の操作位置に応じて、回生制動トルクが大きくなる程長さが長くなる後向きの矢印で設定状態が表示される。この設定減速度インジケータ５４は、インストルメントパネルに設けられる。
【００２７】
また、図５のコントローラ（ＭＯ）６６はエンジン始動用の電動モータ６０の出力（トルク）制御を行うもので、コントローラ（ＭＧ１４）６８、コントローラ（ＭＧ２４）７０はモータジェネレータ１４、２４の出力（トルク）制御および回生制御等を行うインバータで、電動オイルポンプ７２は前記クラッチＣ１、Ｃ２やブレーキＢ、或いはＡＢＳアクチュエータ７４等に油圧を供給するためのものである。システムインジケータ７６は、シフトレバーが前記「Ｍ」ポジションまたは「Ｂ」ポジションへ操作された場合にアクティブになり、無段変速機全体の変速比を図９に示すように数値表示する。何等かの理由により「Ｍ」ポジション、「Ｂ」ポジションで変速比が点灯しない場合はフェール判定が為される。フェール時には、変速比を点滅させるようにしても良い。
【００２８】
図１０は、車両を停止状態に維持するヒルホールド油圧の特性図である。ヒルホールド油圧は、車輪に設けられたホイールシリンダの油圧で、図５のＡＢＳアクチュエータ７４によって制御されるものであり、フットブレーキのペダルストロークに応じて制御されるようになっている。本実施例では、図５のフットブレーキアッパスイッチ７８およびフットブレーキロアスイッチ８０によってペダルストロークを２段階で検出するようになっており、フットブレーキアッパスイッチ７８がＯＮでフットブレーキロアスイッチ８０がＯＦＦの踏込み量（ペダルストローク）が小さいＢＳ１〜ＢＳ２の領域では５０％の油圧でヒルホールドを実施し、フットブレーキロアスイッチ８０がＯＮになる踏込み量が大きいＢＳ２以上の領域では１００％の油圧でヒルホールドを実施する。なお、フットブレーキのペダルストロークを連続的に検出して、一点鎖線で示すようにヒルホールド油圧を連続的に変化させるようにしても良い。
【００２９】
一方、エンジン１２を駆動力源として使用するために始動する際には、前記ＥＣＵ５０により図１１のフローチャートに従って信号処理が行われる。ステップＳ１では、本制御に必要な各種の信号を読み込む等の入力信号処理を行い、ステップＳ２では、シフトポジションスイッチ８２（図５参照）から供給される信号に基づいてシフトレバーの操作位置が走行ポジション、すなわち「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｂ」、または「Ｒ」であるか否かを判断する。走行ポジションであれば、ステップＳ３においてエンジン１２を走行用の駆動力源として使用するためのエンジン始動条件が成立しているか否か、すなわちモータ走行モードからエンジン走行モード或いはエンジン＋モータ走行モードへ移行するか否か、または単純にエンジン１２を始動して走行するか否かなどを判断する。具体的には、前記図４の(a) のマップＭ１において、車速Ｖおよびアクセル操作量θ等がモータジェネレータ１４による低速前進モード「１ｓｔ」からエンジン１２によるエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」または高速前進モード「２ｎｄ」へ移行する条件を満たしているか否か、或いはバッテリ２６の蓄電量不足などで図４の(b) のマップＭ２に切り換えられるなどしてエンジン１２によるエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」または高速前進モード「２ｎｄ」を新たに実行する条件を満たしているか否か等である。
【００３０】
そして、エンジン始動条件が成立している場合には、ステップＳ４においてエンジン始動用電動モータ６０によりエンジン１２をクランキングするとともに点火時期制御や燃料噴射制御などを行う。このエンジン始動処理の実行時には、第１クラッチＣ１は解放され、エンジン１２が駆動力伝達系から切り離されている。ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＳ４を実行する部分はエンジン始動手段として機能している。次のステップＳ５では、予め定められた所定の時間内に実際にエンジン１２が始動したか否かを判断し、エンジン１２が始動すればステップＳ６においてエンジン１２を駆動力源とする通常の走行制御を行うが、故障など何等かの理由で所定の時間内にエンジン１２が始動しない場合にはステップＳ５に続いてステップＳ７以下を実行し、エンジン始動用の電動モータ６０を用いて駆動力を発生させる。ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＳ５を実行する部分は始動遅れ判断手段として機能している。
【００３１】
ステップＳ７では、電磁クラッチ６２を解放して補機６４を切り離すことにより、駆動力を発生させる電動モータ６０の負担を軽減する。ステップＳ８では第１クラッチＣ１を係合させてエンジン１２を副変速機１６に接続し、エンジン１２の回転が副変速機１６、ベルト式無段変速機１８等の駆動力伝達系を経て出力軸２２Ｒ、２２Ｌから駆動輪まで伝達されるようにする。第１クラッチＣ１の他にも前進走行時には第２クラッチＣ２が係合させられ、後進走行時には反力ブレーキＢが係合させられる。そして、ステップＳ９のＭＯ特殊制御では、電動モータ６０をステップＳ４のエンジン始動時よりも大きなトルクで作動させて、エンジン１２を回転させながら駆動力を発生させる。具体的には、電動モータ６０の出力を、定格出力を越えて最大限まで引き上げてエンジン１２の始動遅れに伴う駆動力不足を補い、車両を走行可能としたり、所定の駆動力を発生させたりするのである。電動モータ６０は直流モータであるため、容易にこのような制御が可能である。ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＳ８およびＳ９を実行する部分は補助駆動制御手段として機能しており、エンジン始動用の電動モータ６０は通常は走行用駆動力源として使用しない第３駆動力源に相当する。また、電動モータ６０の始動時間はエンジン１２よりも十分に短く、速やかに駆動力を発生させることができる。また、上記クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢは、第３駆動力源の駆動力が駆動輪へ伝達されるように係合させられる係合装置である。
【００３２】
なお、上記電動モータ６０の特殊制御時にはモータジェネレータ１４も作動させられ、両方の出力を加えた駆動力が発生させられる。すなわち、エンジン＋モータ走行モードへ移行する場合は勿論、エンジン走行モードへ移行する場合にも、モータジェネレータ１４は所定の出力で作動させられ、電動モータ６０と共にエンジン１２の代わりに所定の駆動力を発生させるのである。
【００３３】
ステップＳ１０では、ＭＯ特殊制御を中止するか否かを判断し、中止する場合には直ちにステップＳ１２を実行してＭＯ特殊制御を中止する。中止条件としては、例えば図５のイグニッションスイッチ（ハイブリッド車両の駆動システムのＯＮ、ＯＦＦを切り換えるスイッチ）８４がＯＦＦ操作された時、シフトレバーが「Ｎ」ポジションや「Ｐ」ポジションへ切換え操作された時、ＭＯ特殊制御が所定時間以上経過した時、燃料噴射等のエンジン始動処理を継続して行っている場合にエンジン１２が始動した時などである。また、ステップＳ１１では、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが下限値ＳＯＣL1以下になったか否かを判断し、ＳＯＣ≦ＳＯＣL1になった場合もステップＳ１２でＭＯ特殊制御を中止する。下限値ＳＯＣL1は、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣがＭＯ特殊制御に耐え得る程残っているか否か等を基準にして定められる。
【００３４】
このように、本実施例のハイブリッド駆動装置１０は、エンジン１２を駆動力源として走行するためにステップＳ４でエンジン１２が始動させられる際に、そのエンジン１２の始動が遅い場合には、ステップＳ５の判断がＮＯになってステップＳ７以下が実行され、モータジェネレータ１４の他にエンジン始動用の電動モータ６０を用いて駆動力が発生させられるため、第２駆動力源であるモータジェネレータ１４として定格出力が小さい安価でコンパクトなものを採用しつつ、エンジン１２の始動遅れや始動不可に伴う駆動力不足が改善される。これにより、モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時、或いはエンジン１２を駆動力源として発進する際に、エンジン１２の始動遅れに起因してもたつき感が生じたりエンジン１２の始動不可によって走行不能になったりすることが防止される。
【００３５】
なお、上記実施例では第３駆動力源としてエンジン始動用の電動モータ６０を用いて駆動力不足を補うようになっていたが、補機駆動用のモータジェネレータ２４を用いて駆動力不足を補うこともできる。すなわち、ステップＳ９において、電動モータ６０を用いる代わりにモータジェネレータ２４を力行制御して、エンジン１２を回転させながら所定の駆動力を発生させるのである。モータジェネレータ２４は交流モータで、インバータにより制御されるが、予め大電流を流せるように設計することにより、一時的であれば定格出力を越える大きなトルクを発生させることができる。
【００３６】
上記モータジェネレータ２４を用いてエンジン１２を始動させることも可能で、その場合は電動モータ６０を省略できる。
【００３７】
また、図１２は、車両走行用の第２駆動力源として用いられるモータジェネレータ１４を特殊制御して、エンジン１２の始動遅れに伴う駆動力不足を補う場合で、ステップＳＳ１〜ＳＳ６は図１１のステップＳ１〜Ｓ６と実質的に同じであり、ステップＳＳ７ではエンジン１２の始動遅れに伴う駆動力不足を補うように、バッテリ２６からの電気エネルギー供給量を増大させるなどしてモータジェネレータ１４を、その定格出力を越える大トルクで作動させて走行する。モータジェネレータ１４は交流モータで、インバータにより制御されるが、予め大電流を流せるように設計することにより、一時的であれば定格出力を越える大きなトルクを発生させることができる。
【００３８】
ステップＳＳ８では、ステップＳＳ７のＭＧ特殊制御を中止するか否かを判断し、中止する場合には直ちにステップＳＳ１１を実行してＭＧ特殊制御を中止する。中止条件としては、例えばイグニッションスイッチ８４がＯＦＦ操作された時、シフトレバーが「Ｎ」ポジションや「Ｐ」ポジションへ切換え操作された時、ステップＳＳ４のエンジン始動処理を継続して行っている場合にエンジン１２が始動した時などである。また、ステップＳＳ９でバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが下限値ＳＯＣL2以下になったか否かを判断するとともに、ステップＳＳ１０でＭＧ特殊制御の継続時間ＴＳが所定時間Ｔ１以上になったか否かを判断し、ＳＯＣ≦ＳＯＣL2或いはＴＳ≧Ｔ１になった場合もステップＳＳ１１でＭＧ特殊制御を中止する。下限値ＳＯＣL2は、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣがＭＧ特殊制御に耐え得る程残っているか否か等を基準にして定められ、一定時間Ｔ１は、連続高出力によるモータジェネレータ１４の熱的限界等を基準にして定められる。
【００３９】
この場合も前記実施例と同様の効果が得られる。特に、モータ走行モードからエンジン走行モード或いはエンジン＋モータ走行モードへの移行時のエンジン始動遅れの場合、モータ走行モードで使用していたモータジェネレータ１４をそのまま用いて高トルクまで引っ張って走行することになるため、前記実施例のように別の電動モータ６０やモータジェネレータ２４を用いて駆動力を発生させる場合に比較して、駆動力を滑らかに増大させることができるとともに制御が容易である。
【００４０】
ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＳＳ４を実行する部分がエンジン始動手段として機能しており、ステップＳＳ５を実行する部分が始動遅れ判断手段として機能しており、ステップＳＳ７を実行する部分が補助駆動制御手段として機能している。
【００４１】
図１３および図１４は本発明の一実施例で、前記ハイブリッド駆動装置１０に適用され、ＥＣＵ５０による信号処理によって実行される。ステップＱ１では、本制御に必要な各種の信号を読み込む等の入力信号処理を行い、ステップＱ２では、シフトポジションスイッチ８２から供給される信号に基づいてシフトレバーの操作位置が走行ポジション、すなわち「Ｄ」、「Ｍ」、「Ｂ」、または「Ｒ」であるか否かを判断する。走行ポジションであれば、ステップＱ３においてバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが下限値ＳＯＣL3以下か否かを判断し、ＳＯＣ≦ＳＯＣL3の場合はステップＱ４で前記図４の(b) に示すマップＭ２に従ってエンジン１２のみを駆動力源として走行するが、ＳＯＣ＞ＳＯＣL3であればステップＱ５以下を実行する。下限値ＳＯＣL3は、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣがモータジェネレータ１４を力行制御して走行できる程残っているか否か等を基準として定められる。
【００４２】
ステップＱ５では、フットブレーキが略完全に踏み込まれているか否かを、フットブレーキロアスイッチ８０がＯＮか否かによって判断し、ＯＮの場合はステップＱ６で車速Ｖが予め定められた一定の低車速ＶL1以下か否かを判断する。ステップＱ６は、車両が略停止状態であるか否かを判断するためのもので、低車速ＶL1はセンサの検出誤差などを考慮して略０の値に設定されており、Ｖ≦ＶL1であればステップＱ７でエンジン１２およびモータジェネレータ１４の出力を共に０にして燃料や電力を節約する。また、ステップＱ８では、図１０に示すようにヒルホールド油圧を１００％とし、高い油圧でホイールブレーキを作動させて車両を停止状態に保持する。
【００４３】
上記ステップＱ５の判断がＮＯの場合、すなわちブレーキロアスイッチ８０がＯＦＦの場合は、図１４のステップＱ９以下を実行し、ステップＱ６の判断がＮＯの場合、すなわち車速Ｖが低車速ＶL1より大きい場合は、図１４のステップＱ１１以下を実行する。ステップＱ９では、フットブレーキが少し踏み込まれている（ＢＳ１〜ＢＳ２）か否かを、フットブレーキアッパスイッチ７８がＯＮか否かによって判断し、ＯＮの場合はステップＱ１４で車速Ｖが予め定められた一定の低車速ＶL2以下か否かを判断する。低車速ＶL2は、例えば図４(a) のマップＭ１における低速前進モード「１ｓｔ」の最大車速と略同じ車速で、Ｖ≦ＶL2であればステップＱ１５でモータジェネレータ１４を力行制御するとともに、ステップＱ１６でヒルホールド力を５０％に低減する。モータジェネレータ１４のトルクは、ヒルホールド力（５０％）およびフットブレーキの制動力に拘らず略水平な平坦路であれば車両が少しずつ前進するクリープトルクを発生させる大きさに設定されている。後進走行時も同様に設定される。したがって、フットブレーキの踏込み量（ペダルストローク）が比較的小さく（ＢＳ１〜ＢＳ２の範囲内）、且つ車速Ｖが低車速ＶL2以下の場合には、アクセルＯＦＦでもモータジェネレータ１４によって車両が前後進させられ、トルクコンバータを備えている一般のオートマチック車両と同様にブレーキ操作の強弱だけでクリープ走行できる。
【００４４】
一方、ステップＱ９の判断がＮＯの場合、すなわちフットブレーキが踏込み操作されていない場合や、ステップＱ１４の判断がＮＯの場合、すなわちフットブレーキがＯＮでも車速Ｖが低車速ＶL2より大きい場合には、ステップＱ１０以下を実行する。ステップＱ１０では、エンジン１２のみを駆動力源として走行する図４(b) のマップＭ２を設定し、ステップＱ１１では、電動モータ６０などでエンジン１２を始動してマップＭ２に従って変速モードを切り換えながら走行する。ステップＱ１２では、車速Ｖおよびアクセル操作量θなどの運転状態、或いはシフトレバー操作などに従って無段変速機１８の変速制御を行い、ステップＱ１３ではヒルホールドを完全に解除する。
【００４５】
本実施例では、フットブレーキが踏込み操作されていない場合（ステップＱ９がＮＯ）には、マップＭ２に従ってエンジン１２のみを駆動力源として走行するため、アクセルを踏み込んで発進する通常の発進時には発進当初からエンジン１２を作動させて走行することになり、発進加速の途中でエンジン１２を始動してモータ走行からエンジン走行に切り換える場合に比較して、その切換えに伴うもたつき感が解消し、スムーズな発進性能が得られる。一方、フットブレーキの踏込み量（ペダルストローク）が比較的小さく（ＢＳ１〜ＢＳ２の範囲内）、且つ車速Ｖが低車速ＶL2以下の場合（ステップＱ１４がＹＥＳ）、言い換えればブレーキ操作の強弱だけでクリープ走行する場合には、モータジェネレータ１４のみを駆動力源として走行するため、ハイブリッド駆動装置１０の特徴の一つである燃費や排ガスの低減効果を十分に享受できる。
【００４６】
この場合には、ＥＣＵ５０による信号処理のうちステップＱ１５を実行する部分が低速モータ走行手段として機能しており、ステップＱ１１を実行する部分が低速エンジン走行手段および高速エンジン走行手段として機能している。
【００４７】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用されたハイブリッド型の車両用駆動システムの一例であるハイブリッド駆動装置の骨子図である。
【図２】  図１の副変速機の各回転要素の回転数の相互関係を直線で示す共線図である。
【図３】  図１の副変速機で成立させられる変速モードと係合装置の係合状態との関係を示す図である。
【図４】  図１のハイブリッド駆動装置におけるモータジェネレータとエンジンとの使い分けを説明する図である。
【図５】  図１のハイブリッド駆動装置の制御系統を説明するブロック線図である。
【図６】  図１のハイブリッド駆動装置のシフトポジションを示す図である。
【図７】  図１のハイブリッド駆動装置が備えている減速度／トルク設定スイッチを示す図である。
【図８】  図７の減速度／トルク設定スイッチの設定状態を表示するインジケータを示す図である。
【図９】  図６の「Ｍ」または「Ｂ」ポジションへシフトレバーが操作された場合にアクティブになって変速比を表示するシステムインジケータを示す図である。
【図１０】  ヒルホールド油圧とブレーキペダルストロークとの関係を示す図である。
【図１１】  車両走行用の駆動力源としてエンジンを使用するために始動する際の作動を説明するフローチャートである。
【図１２】  別の実施例を説明するフローチャートで、図１１に相当する図である。
【図１３】  図１４と共に、フットブレーキのＯＮ、ＯＦＦによって駆動力源を切り換える本発明の一実施例を説明するフローチャートである。
【図１４】  図１３と共に、フットブレーキのＯＮ、ＯＦＦによって駆動力源を切り換える本発明の一実施例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０：ハイブリッド駆動装置（車両用駆動システム）    １２：エンジン    １４：モータジェネレータ（電動モータ）    ７８：フットブレーキアッパスイッチ    ８０：フットブレーキロアスイッチ
ステップＱ１１、Ｑ１３：低速エンジン走行手段、高速エンジン走行手段
ステップＱ１５、Ｑ１６：低速モータ走行手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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