JP2006017229A - ハイブリッド車両のヒルホールド制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 制動用のブレーキユニットの設計変更を伴うことなくヒルホールド制御を達成可能な車両のヒルホールド制御装置を提供すること。
【解決手段】 ハイブリッド車両のヒルホールド制御装置において、車両が走行している路面傾斜角を検出する路面傾斜角検出手段と、車両停止時であって、前記路面傾斜角が検出されたときは、締結要素の締結により差動機構をインターロックさせ、出力軸を固定するヒルホールド制御手段とを設けた。
【選択図】 図７

Description

本発明は、ハイブリッド車の制御装置に関し、傾斜路面に停止した際に車両の停止状態を維持可能なヒルホールド制御に関する。

従来、共線図上に４つの入出力要素が配列される４要素２自由度の遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド駆動装置が知られてい（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３２８０８号公報

一般に、アイドルストップ車両では、停車状態でエンジン回転によるクリープトルクが発生しないため、傾斜路面等では車両が移動してしまう。これを防止するため、一般には車輪に設けられたブレーキにより自動的に車両を制動させる所謂ヒルホールド制御が行われているが、制動用のブレーキユニットに新たな構成を組み込まなければならず、変更対応が必要であった。また、ハイブリッド車両にあっては、エンジン停止状態であってもモータによりクリープトルクを発生可能であるが、停止状態が継続するとモータの発熱が懸念される。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、制動用のブレーキユニットの設計変更を伴うことなくヒルホールド制御を達成可能なハイブリッド車両のヒルホールド制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、共線図上に４つ以上の入出力要素が配列され、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとが連結された差動機構と、前記エンジンと前記差動機構のエンジン入力要素（第１入力要素）との間を断接するエンジンクラッチと、前記第１モータジェネレータと前記差動機構の第１モータジェネレータ入力要素（第２入力要素）との間を断接する第２クラッチと、前記第１モータジェネレータ入力要素とケースとの間を断接する第１ブレーキと、前記差動機構の第２モータジェネレータ入力要素（第３入力要素）と前記差動機構の第４入力要素との間を断接する第４クラッチと、前記第４入力要素とケースとの間を断接する第２ブレーキと、を備えたハイブリッド車両であって、車両が走行している路面傾斜角を検出する路面傾斜角検出手段と、車両停止時であって、前記路面傾斜角が検出されたときは、少なくとも前記第１ブレーキと、第２ブレーキと、第４クラッチの締結により前記差動機構をインターロックさせ、前記出力軸を固定するヒルホールド制御手段とを設けた。

よって、差動機構の締結要素により制動力を発生させることが可能となり、制動用のブレーキユニットによる設計変更を伴うことなく、傾斜路において車両の停止状態を維持することができる。

以下、本発明のハイブリッド車の発電電力制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、ハイブリッド車の駆動系の構成を説明する。
図１は実施例１の発電電力制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1（ジェネレータ）と、第２モータジェネレータMG2（モータジェネレータ）と、出力軸OUT（出力部材）と、これらの入出力要素Ｅ，MG1，MG2，OUTが連結される差動装置（第１遊星歯車PG1、第２遊星歯車PG2、第３遊星歯車PG3）と、選択された走行モードに応じて後述する油圧制御装置５からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素（ローブレーキLB、ハイクラッチHC、ハイローブレーキHLB）と、エンジンクラッチEC（第１クラッチ）と、モータジェネレータクラッチMGC（第２クラッチ）と、シリーズクラッチSC（第３クラッチ）と、を備えている。

前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度などが制御される。

前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、永久磁石を埋設したロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータと、を有する同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流をそれぞれのステータコイルに印加することにより独立に制御される。

前記差動装置としての第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れも２自由度３要素のシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。

前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。

前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTと各係合要素LB,HC,HLB,EC,SC,MGCの連結関係について説明する。
前記第１回転メンバM1（S1,S2）には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。
前記第２回転メンバM2（R1,R3）には、入出力要素の何れにも連結されていない。
前記第３回転メンバM3（PC2,R3）には、エンジンクラッチECと第１オイルポンプOP1を介してエンジンＥが連結されている。
前記第１ピニオンキャリアPC1には、ハイクラッチHCを介して第２モータジェネレータMG2が連結されている。また、ローブレーキLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第２リングギヤR2には、モータジェネレータクラッチMGCを介して第１モータジェネレータMG1が連結されている。また、ハイローブレーキHLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第３ピニオンキャリアPC3には、出力軸OUTが連結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
なお、前記第１モータジェネレータMG1とは、シリーズクラッチSCを介して連結されている。

上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比（α、β、δ）になるように配置したものである。

前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりロー側変速比を分担する「ローギヤ固定モード」と「ロー側無段変速モード」を実現する。

前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりハイ側変速比を分担する「２速固定モード」と「ハイ側無段変速モード」と「ハイギヤ固定モード」を実現する。

前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側の「ローギヤ固定モード」とし、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側の「ハイギヤ固定モード」とする。

前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを、エンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。

前記シリーズクラッチSCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する位置に配置され、締結によりエンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する。

前記モータジェネレータクラッチMGCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2を連結する位置に配置され、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2との締結解除を行う。

次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、を有して構成されている。

前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。

前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０、１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。

前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続されている。

前記油圧制御装置５は、エンジンＥにより駆動するオイルポンプOP1、もしくは電動モータ等により駆動する電動オイルポンプOP2の少なくとも一方からの油圧供給を受け、統合コントローラ６からの油圧指令に基づいて、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、エンジンクラッチECと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCの締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。

前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度ωinと、路面傾斜角センサ１３からの路面傾斜角と、ブレーキセンサ１４からのホイルシリンダ圧等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。

なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、および、統合コントローラ６とモータコントローラ２とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１５、１６により接続されている。

次に、ハイブリッド車の走行モードについて説明する。
走行モードとしては、ローギヤ固定モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイギヤ固定モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。

前記５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。

よって、図２（EVモード関連の５つの走行モード）及び図３（HEVモード関連の５つの走行モード）に示すように、「EVモード」と「HEVモード」とを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。
ここで、図２(a)は「EV-Lowモード」の共線図、図２(b)は「EV-Low-iVTモード」の共線図、図２(c)は「EV-2ndモード」の共線図、図２(d)は「EV-High-iVTモード」の共線図、図２(e)は「EV-Highモード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Lowモード」の共線図、図３(b)は「HEV-Low-iVTモード」の共線図、図３(c)は「HEV-2ndモード」の共線図、図３(d)は「HEV-High-iVTモード」の共線図、図３(e)は「HEV-Highモード」の共線図である。

前記「Lowモード」は、図２(a)及び図３(a)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるローギヤ固定モードである。

前記「Low-iVTモード」は、図２(b)及び図３(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるロー側無段変速モードである。

前記「2ndモード」は、図２(c)及び図３(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られる２速固定モードである。

前記「High-iVTモード」は、図２(d)及び図３(d)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイ側無段変速モードである。

前記「Highモード」は、図２(e)及び図３(e)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイギヤ固定モードである。

そして、前記「１０の走行モード」のモード遷移制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、例えば、図５に示すような前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両走行時等においては、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検出値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。なお、図５は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。

さらに、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCを採用したことに伴い、上記「１０の走行モード」に加え、図６に示すように、発進時等で選択されるシリーズローギヤ固定モード（以下、「S-Lowモード」という。）が追加される。この「S-Lowモード」は、ローブレーキLBとハイローブレーキHLBを締結し、エンジンクラッチECとハイクラッチHCとモータジェネレータクラッチMGCを解放し、シリーズクラッチSCを締結することで得られる。

つまり、上記「１０の走行モード」はパラレル型ハイブリッド車としての走行モードであるが、シリーズローギヤ固定モードである「S-Lowモード」については、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを共線図から切り離し、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電し、該第１モータジェネレータMG1による発電電力を受け入れて充電するバッテリ４と、該バッテリ４の充電電力を用いて第２モータジェネレータMG2を駆動するというシリーズ型ハイブリッド車としての走行モードを達成する。つまり、実施例１は、パラレルにシリーズを組み合わせたハイブリッド車両として構成される。

前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、図６に示すように、エンジンＥの始動・停止と、エンジンクラッチECを締結・解放する制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、図６に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。

これらのモード遷移制御のうち、例えば、エンジンＥの始動・停止とクラッチやブレーキの締結・解放が同時に必要な場合や、複数のクラッチやブレーキの締結・解放が必要な場合や、エンジンＥの始動・停止またはクラッチやブレーキの締結・解放に先行してモータジェネレータ回転数制御が必要な場合等においては、予め決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。

（ヒルホールド制御処理）
次に、実施例１のヒルホールド制御処理について説明する。図６はヒルホールド制御処理を表すフローチャートである。
ステップ１０１では、ヒルホールド条件が成立したかどうかを判断し、成立したときはステップ１０２へ進み、それ以外はステップ１０７へ進む。尚、ヒルホールド条件とは、例えば、アクセル開度が０であって、ブレーキが踏まれており、傾斜角センサ１３により路面が傾斜しており、車速が所定値以下といった条件とする。
ステップ１０２では、ヒルホールドフラグHHFを１にセットする。
ステップ１０３では、ヒルホールド制御処理を実行する。
ステップ１０４では、アイドルストップ条件が成立したかどうかを判断し、成立したときはステップ１０５へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。尚、アイドルストップ条件とは、例えば、S-Lowモードで走行中に、S.O.Cが十分確保されており、発電の必要がないと判断された場合が挙げられる。
ステップ１０５では、エンジンＥを停止する。
ステップ１０６では、路面傾斜角が大きいかどうかを判断し、大きいときはステップ１０７へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップ１０７では、全クラッチ及びブレーキを締結する。

ステップ１０８では、ヒルホールドフラグHHFが１にセットされているかどうかを判断し、セットされているときはステップ１０９へ進み、それ以外はステップ１１１へ進む。
ステップ１０９では、ヒルホールド解除処理を実行する。
ステップ１１０では、発進制御処理を実行する。
ステップ１１１では、通常制御処理を実行する。

上記制御フローについて説明する。
（ヒルホールド制御処理について）
実施例１のハイブリッド車両にあっては、図５の三次元モードマップに示すように、車速VSPが所定値以下で要求駆動力Fdrvが低いときには、エンジンＥを使用することなく走行するEVモードが選択される。このとき、車両が傾斜路において停止すると、運転者がブレーキを踏み込み、ホイルシリンダ圧によって車両が制動しているときは車両の停止状態を維持可能なため問題ない。

しかしながら、傾斜路からの再発進時に運転者がブレーキペダルを離し、アクセルペダルに踏み換える際、ホイルシリンダ圧による制動力が担保できないため、車両が後退する虞がある。また、単にブレーキペダルを離しただけで、アクセルペダルを踏み込むような動作が成されないときは、第２モータジェネレータMG2のクリープトルク制御を継続する必要があり、第２モータジェネレータMG2の発熱が懸念される。

よって、このときは、ヒルホールド制御処理として、ハイローブレーキHLB，ローブレーキLB及びハイクラッチHCを締結し、差動装置内でのインターロックによって出力軸を固定する。図７はヒルホールド制御中のスケルトン図、図８はヒルホールド制御中の共線図である。図７中締結されているクラッチ及びブレーキは黒く塗りつぶされているものとする。

ローブレーキLB及びハイクラッチHCを締結すると、ローブレーキLBにより第１ピニオンキャリヤPC1が変速機ケースTCに固定され、ハイクラッチHCにより第１ピニオンキャリヤPC1と第１サンギヤS1，第２サンギヤS2，第３サンギヤS3の全てが一体とされるため、やはり変速機ケースTCに固定される。また、ハイローブレーキHLBの締結により第２リングギヤR2が変速機ケースTCに固定されるため、第１遊星歯車PG1，第２遊星歯車PG2及び第３遊星歯車PG3の全てが固定される所謂インターロック状態となる。

すなわち、第２モータジェネレータMG2の駆動力に頼ることなく、エンジンＥが駆動しているときはオイルポンプOP1を油圧源として上記締結要素に締結圧を供給することで車両の停止状態を維持する。また、エンジンＥが駆動していないときは電動オイルポンプOP2を油圧源として上記締結要素に締結圧を供給することで車両の停止状態を維持する。

これにより、制動用のブレーキユニット（例えばABSユニット）等にヒルホールド制御用の回路構成やロジックを追加することなく、差動装置内の制動力を用いてヒルホールド制御を達成することができる。

（アイドルストップについて）
次に、アイドルストップ条件が成立すると、S.O.Cが十分に確保されており、エンジンＥにより発電する必要がないと判断されるため、エンジンＥが停止される。この状態で、傾斜角センサ１３により検出された傾斜角が大きいと判断されたときは、更に強い制動力を必要とする。エンジンＥは停止していることから、全てのクラッチ及びブレーキを締結させる。図９はヒルホールド制御状態（路面の傾斜角大）におけるスケルトン図である。これにより、エンジンＥの制止フリクション力を活用することが可能となり、更にヒルホールド制御時の制動力を高めることができる。

（再発進時について）
ヒルホールド制御処理中に、運転者がブレーキペダルを離し、アクセルペダルに踏み換えると、ヒルホールド解除処理が実行され、発進制御処理が実行される。S-Lowモードにおけるヒルホールド制御処理では、ハイクラッチHCを更に追加して締結するのみである。よって、発進時は、第２モータジェネレータMG2のトルクスタンバイを行い、徐々にハイクラッチHCを解放する（滑り制御）ことで、スムーズな発進制御を達成することができる。このように、１つの締結要素の解放制御のみで発進可能なため、素早い発進動作が可能である。また、全てのクラッチ及びブレーキが締結されている状態では、ハイクラッチHCに加え、エンジンクラッチEC及びモータジェネレータクラッチMGCを解放するだけでよく、しかも、このエンジンクラッチECとモータジェネレータクラッチMGCは発進制御時の駆動力に直接影響しないため、滑り制御をすることなく単に解放すればよい。

図１１は、傾斜路面においてS-Lowモード走行時にヒルホールド制御を実行し、再発進するときのタイムチャートである。

時刻ｔ１において、HEV-Lowモードで走行中に運転者によりブレーキペダルが踏み込まれ、車速VSPの低下に伴いS-Lowモードに遷移する。このとき、ローブレーキLB，ハイローブレーキHLBは締結した状態で、エンジンクラッチEC及びモータジェネレータクラッチMGCを解放し、シリーズクラッチSCを締結する。

時刻ｔ２において、車速VSPが更に低下し、ヒルホールド開始条件閾値V1を下回ると、ハイクラッチHCが締結され、差動装置内でのインターロックによる出力軸固定が成される。尚、このときは運転者によりブレーキペダルが踏み込まれているため、ホイルシリンダ圧により車両の停止状態は維持可能である。

時刻ｔ３において、車両が完全に停止し、時刻ｔ４において、運転者がブレーキペダルを離すと、ホイルシリンダ圧が低下し始める。
時刻ｔ５において、ホイルシリンダ圧が制動力が十分に確保できない閾値P1を下回ると、第２モータジェネレータMG2のクリープ制御がONとなり、クリープトルクを発生可能な状態にスタンバイされる。これに伴い、車両の駆動力も徐々に増大する。

時刻ｔ６において、ホイルシリンダ圧が０になると、第２モータジェネレータMG2のクリープトルクによって車両が徐々に前進を開始する。

時刻ｔ７において、車速がヒルホールド解除閾値V2を上回ると、ハイクラッチHCの締結圧が徐々に解放され、インターロック状態が解消される。尚、ヒルホールド開始閾値V1とヒルホールド解除閾値V2はV1>V2とされており、ヒステリシスを設けることで制御ハンチングを防止している。

時刻ｔ８において、アクセルペダルの踏み込みが開始され、時刻ｔ９において、閾値APO1を越えると、運転者の要求駆動力Fdrvが発進と判断され、S-Lowモードにより第２モータジェネレータMG2の駆動力を用いて車両が発進する。時刻ｔ１０において、車速VSPが上昇し、再びHEV-Lowモードが選択されると、エンジンクラッチEC及びモータジェネレータクラッチMGCが締結され、シリーズクラッチSCが解放される。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)車両停止時であって、路面傾斜角が検出されたときは、ハイローブレーキHLB，ローブレーキLB及びハイクラッチHCの締結により遊星歯車列をインターロックさせ、出力軸を固定することとした。これにより、制動用のブレーキユニット等にヒルホールド制御用の構成やロジックを追加することなく、ヒルホールド制御を達成することができる。

(2)S.O.Cが十分確保されていないときは、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を発電させることで、ヒルホールド制御中であっても、エンジンＥを発電用の駆動力として独立して使用することができる。また、S.O.Cが十分確保されているときは、エンジンＥをアイドルストップさせ、電動オイルポンプ（締結力発生手段）を用いてハイローブレーキHLB，ローブレーキLB及びハイクラッチHCを締結する。よって、無駄なエンジン駆動を回避しつつ、安定した傾斜路における発進制御を達成することができる。

(3)路面傾斜角が大きく、かつ、エンジンＥが停止しているときは、全てのクラッチ及びブレーキを締結することとした。これにより、エンジンフリクション力を活用した大きな制動力を得ることができる。尚、エンジン停止時は、S.O.Cが十分に確保されているときであるため、電動オイルポンプOP2の駆動力を増大させ、各締結要素に供給する締結圧を高く設定することで高い制動力を発生させることとしてもよい。

(4)ヒルホールド制御状態から発進するときは、第２モータジェネレータMG2による駆動によってクリープトルクを発生させつつ、ハイクラッチHCのみ解放制御により発進することが可能なため、素早い発進動作を達成することができる。

以上、本発明のハイブリッド車のヒルホールド制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１のハイブリッド車両の制御装置は、３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置を有し、パラレル走行モードとシリーズ走行モードとが選択可能なハイブリッド差動装置の例を示したが、例えば、特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているようにラビニョウ型遊星歯車により構成された差動装置を有し、パラレル走行モードとシリーズ走行モードとが選択可能なハイブリッド差動装置に適用することもできる。さらに、シリーズ走行モードのみを持つシリーズ型ハイブリッド車にも適用することができる。

実施例１のハイブリッド車両を示す全体システム図である。 実施例１のハイブリッド車両において電気自動車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。 実施例１のハイブリッド車両においてハイブリッド車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。 実施例１のハイブリッド車両において各係合要素との関係を示す共線図である。 実施例１のハイブリッド車両において走行モードの選択に用いられる走行モードマップの一例を示す図である。 実施例１のハイブリッド車両において「１０の走行モード」でのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキ・シリーズクラッチ・モータジェネレータクラッチの作動表である。 実施例１のヒルホールド制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１のヒルホールド状態におけるスケルトン図である。 実施例１のヒルホールド状態における共線図である。 実施例１のヒルホールド状態（傾斜角大）におけるスケルトン図である。 実施例１のヒルホールド制御が実行された状態を表すタイムチャートである。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
OUT 出力軸（出力部材）
PG1 第１遊星歯車
PG2 第２遊星歯車
PG3 第３遊星歯車
LB ローブレーキ
HC ハイクラッチ
HLB ハイローブレーキ
EC エンジンクラッチ
MGC モータジェネレータクラッチ
SC シリーズクラッチ
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 油圧制御装置
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 第３リングギヤ回転数センサ
１３ 傾斜角センサ
１４ ブレーキセンサ

Claims (5)

1. 共線図上に４つ以上の入出力要素が配列され、前記入出力要素のうちの内側に配列される２つの要素の一方にエンジンからの入力を、他方に駆動系統への出力部材をそれぞれ割り当てると共に、前記内側の要素の両外側に配列される２つの要素にそれぞれ第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとが連結された差動機構と、
   前記エンジンと前記差動機構のエンジン入力要素（第１入力要素）との間を断接するエンジンクラッチと、前記第１モータジェネレータと前記差動機構の第１モータジェネレータ入力要素（第２入力要素）との間を断接する第２クラッチと、前記第１モータジェネレータ入力要素とケースとの間を断接する第１ブレーキと、前記差動機構の第２モータジェネレータ入力要素（第３入力要素）と前記差動機構の第４入力要素との間を断接する第４クラッチと、前記第４入力要素とケースとの間を断接する第２ブレーキと、
   を備えたハイブリッド車両であって、
   車両停止時、少なくとも前記第１ブレーキと、第２ブレーキと、第４クラッチの締結により前記差動機構をインターロックさせ、前記出力軸を固定するヒルホールド制御手段と、
   を設けたことを特徴とするハイブリッド車両のヒルホールド制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両のヒルホールド制御装置において、
   前記第１モータジェネレータとエンジンとを直結するシリーズクラッチを設け、
   前記ヒルホールド制御手段は、電力が必要なときは前記エンジンクラッチと前記第２クラッチを解放し、前記シリーズクラッチを締結し、エンジンを駆動源として第１モータジェネレータによる発電を継続することを特徴とするハイブリッド車両のヒルホールド制御装置。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両のヒルホールド制御装置において、
   前記各クラッチ及びブレーキの締結力を発生可能な電動オイルポンプと、
   車両停止時であって、電力が十分に確保されているときは前記エンジンの駆動を停止するアイドルストップ制御手段と、
   を設けたことを特徴とするハイブリッド車両のヒルホールド制御装置。
4. 請求項１ないし３に記載のハイブリッド車両のヒルホールド制御装置において、
   路面傾斜角を検出する路面傾斜角検出手段を設け、
   前記ヒルホールド制御手段は、前記路面傾斜角検出手段により検出された傾斜角が所定値以上であって、かつ、前記エンジンが停止しているときは、全てのクラッチ及びブレーキを締結することを特徴とするハイブリッド車両のヒルホールド制御装置。
5. 請求項１ないし４に記載のハイブリッド車両のヒルホールド制御装置において、
   運転者の発進意図を検出する発進意図検出手段を設け、
   前記ヒルホールド制御手段は、発進意図が検出されたときは、前記第１ブレーキと、第２ブレーキの締結を継続し、前記第４クラッチの解放制御を行いつつ、前記第２モータジェネレータの駆動力により発進することを特徴とするハイブリッド車両のヒルホールド制御装置。
   

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