JP2016175492A - ハイブリッド車両及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも高速走行時における回生効率を向上しつつ、オートクルーズモードにおける操舵アシストを停止することなく、かつ空気圧装置に供給される圧縮空気の圧力を一定以上に維持しながら、燃料消費量を削減して燃費を向上するハイブリッド車両及びその制御方法を提供する。【解決手段】プロペラシャフト２５をモータージェネレーター３３の回転軸３２及び第２パワステポンプ４５の駆動軸４６のそれぞれに接続する減速機構３０と、パワステフルード５１の供給源を第１パワステポンプ４０から第２パワステポンプ４５に切り換える切換装置とを備え、制御装置８０を、クラッチ１５を切断状態にして燃料の噴射の停止によりディーゼルエンジン１０を停止した惰性走行中に、圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ以下になったときは、燃料の噴射によりディーゼルエンジン１０を始動する制御を行う構成にした。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両及びその制御方法に関し、より詳細には、従来よりも高速走行時における回生効率を向上しつつ、オートクルーズモードにおける操舵アシストを停止することなく、かつ空気圧装置に供給される圧縮空気の圧力を一定以上に維持しながら、燃料消費量を削減して燃費を向上するハイブリッド車両及びその制御方法に関する。

近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）が注目されている。このＨＥＶにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電が行われる（例えば、特許文献１を参照）。

このような、いわゆるパラレル型のＨＥＶでは、モータージェネレーターは、通常はエンジンの回転動力を変速するトランスミッションのエンジン側から車両の駆動系に接続される。そのため、ＨＥＶの高速走行中（例えば、５０〜９０ｋｍ／ｈ）に慣性走行状態になった時は、トランスミッションは高速段に変速されているので、モータージェネレーターにおける回生制動トルクが小さくなって発電の高効率点から外れてしまうため、回生発電の効率を向上することが困難であるという問題があった。

また、モータージェネレーターを配置するために既存の車両のパワートレインコンポーネントのレイアウトの大幅な変更等が必要となるため、既存の車両をＨＥＶ化して転用することが容易ではないという問題もあった。

このような問題を解決するために、発明者は、車両のプロペラシャフトとモータージェネレーターの回転軸とを、モータージェネレーターの回転軸を入力軸とし、かつプロペラシャフトを出力軸とする減速機構を介して接続することを考案した。

更に、発明者は、その新たに考案したＨＥＶの燃費を向上するために、詳しくはＨＥＶ化したバスやトラックなどの大型車両の燃費を向上するために、オートクルーズモードにおける燃料消費量に着目した。

オートクルーズモードでは、これから走行する走行路の勾配や距離を含む地図情報及びＨＥＶの車重に基づいて、エンジンの駆動力で走行するエンジン走行、エンジン及びモータージェネレーターの両方の駆動力で走行するアシスト走行、モータージェネレーターの駆動力で走行するモータ走行、並びに、エンジン及びモータージェネレーターの駆動力を付与しない惰性走行を適時選択して、車速を目標速度に維持している。

しかしながら、バスやトラックなどの大型車両においては、運転者の操舵を補助するステアリングユニット（パワーステアリング）として、出力、操舵性、及び信頼性の観点から油圧式のステアリングユニットが採用されており、走行中は、この油圧式のステアリングユニットに、エンジンの駆動力が伝達されて駆動するパワステポンプから常時パワステフルードを供給する必要がある。そのため、モータ走行中や惰性走行中には、エンジンを停止できないために、燃料消費量を削減できないという問題があった。

また、大型車両においては、空気圧式のフットブレーキやエアサスペンションが搭載さ
れており、走行中にはエアタンクの内部の圧力が閾値を下回るため、ディーゼルエンジンの駆動力によってエアコンプレッサー駆動して、適時、圧縮空気をエアタンクに供給する必要があるという問題もある。

特開２００２−２３８１０５号公報

本発明の目的は、従来よりも高速走行時における回生効率を向上しつつ、オートクルーズモードにおける操舵アシストを停止することなく、かつ空気圧装置に供給される圧縮空気の圧力を一定以上に維持しながら、燃料消費量を削減して燃費を向上することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することである。

上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、ディーゼルエンジンにクラッチを介して接続されたトランスミッション及び駆動輪を駆動するデファレンシャルを連結するプロペラシャフトと、該ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、該ディーゼルエンジンに連結された第１パワステポンプと、該第１パワステポンプから供給されたパワステフルードを利用してステアリングの操舵をアシストするステアリングユニットと、該ディーゼルエンジンに連結されたエアコンプレッサーと、該エアコンプレッサーから供給された圧縮空気を蓄圧するエアタンクと、該エアタンクから供給された圧縮空気を利用して駆動する空気圧装置と、地図情報を取得する地図情報取得装置と、車重を取得する車重取得装置と、車速を取得する車速取得装置と、該エアタンクの圧力を取得する圧力取得装置と、制御装置とを備えたハイブリッド車両において、前記プロペラシャフトと前記モータージェネレーターの回転軸とを、該モータージェネレーターの回転軸を入力軸とし、かつ該プロペラシャフトを出力軸として接続する減速機構と、該減速機構を介して該プロペラシャフトに連結される第２パワステポンプと、前記ディーゼルエンジンの停止に伴って前記第１パワステポンプが停止した場合には、前記ステアリングユニットに供給されるパワステフルードの供給源を該第１パワステポンプから該第２パワステポンプに切り換える切換装置とを備え、前記制御装置を、前記車速を予め設定された目標速度範囲に維持するオートクルーズモードが設定された場合に、前記ディーゼルエンジン及び前記モータージェネレーターの駆動力を前記プロペラシャフトに伝達しない惰性走行を前記地図情報及び前記車重に基づいて選択したときは、該惰性走行中に前記クラッチを切断状態にすると共に燃料の噴射の停止により前記ディーゼルエンジンを停止する制御を行うことに加えて、前記ディーゼルエンジンを停止した前記惰性走行中に、前記圧力取得装置で取得した前記圧力が予め設定された下限圧力以下になったときは、燃料の噴射により該ディーゼルエンジンを始動する制御を行う構成にしたことを特徴とするものである。

また、上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両の制御方法は、オートクルーズモードが設定された場合には、ディーゼルエンジンからクラッチ及びトランスミッションを経由してプロペラシャフトに伝達する駆動力で走行するエンジン走行と、該ディーゼルエンジンの駆動力及びモータージェネレーターから減速機構を経由して該プロペラシャフトに伝達する駆動力の両方で走行するアシスト走行と、該モータージェネレーターの駆動力で走行するモータ走行と、該ディーゼルエンジン及び該モータージェネレーターの駆動力を該プロペラシャフトに伝達しない惰性走行とを、地図情報及び車重に基づいて適時選択して、車速を予め設定された目標速度範囲に維持して自動走行すると共に、前記惰性走行を選択した場合には、前記クラッチを切断状態にして前記ディーゼルエンジンを停止す
ると共に、該ディーゼルエンジンの停止に伴って停止した第１パワステポンプの代わりに、前記プロペラシャフトから前記減速機構を介して伝達された回転動力で第２パワステポンプを駆動させてステアリングユニットにパワステフルードを供給するハイブリッド車両の制御方法であって、前記惰性走行中に、エアタンクの圧力が予め設定された下限圧力以下になったときは、燃料の噴射による前記ディーゼルエンジンの始動によりエアコンプレッサーを駆動して該エアタンクに圧縮空気を蓄圧することを特徴とする方法である。

本発明のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、モータージェネレーターの回転軸とプロペラシャフトとを減速機構を介して接続することで、従来よりも高速走行時における回生効率を向上することができる。

また、第２パワステポンプをプロペラシャフトに減速機構を介して接続し、第１パワステポンプの駆動が停止した場合のパワステフルードの供給源を第２パワステポンプに切り換えることで、第１パワステポンプの駆動が停止しても、ステアリングユニットへのパワステフルードの供給が常時維持されるので、操舵アシストが停止されることを回避できる。

さらに、オートクルーズモードでの惰性走行中は、クラッチを切断状態にすると共に燃料の噴射を停止してディーゼルエンジンを停止してアイドリングストップ状態にするようにしたので、その惰性走行中の燃料消費量を削減できる。

そのうえ、ディーゼルエンジンを停止した惰性走行中に、エアタンクから空気圧装置へ供給される圧力が空気圧装置を作動させることができなくなる下限圧力以下になったときには、燃料の噴射によるディーゼルエンジンの始動により、エアコンプレッサーを駆動するようにしたので、走行中にエアタンクから空気圧装置へ供給される圧力を、下限圧力以上の圧力に維持できる。

つまり、従来よりも高速走行時における回生効率を向上しつつ、オートクルーズモードでの走行中には、第２パワステポンプによるステアリングユニットへのパワステフルードの供給を常時維持すると共にエアコンプレッサーによるエアタンクへ圧縮空気の供給を適時行いながら、ディーゼルエンジンを停止したアイドリングストップ状態により燃料消費量を削減できるので、燃費を向上できる。

本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。 図１の車載ネットワークや制御信号線を示す構成図である。 本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の制御方法を説明するフロー図である。 急降坂路をオートクルーズモードで走行した場合の、車速、エンジントルク、モータージェネレータートルク、バッテリーの充電状態、及び標高との関係を例示した説明図である。 緩降坂路をオートクルーズモードで走行した場合の、車速、エンジントルク、モータージェネレータートルク、バッテリーの充電状態、及び標高との関係を例示した説明図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。なお、図２の一点鎖線は、車載ネットワークや制御信号線を示している。

このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、バスやトラックなどの大型車両であり、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３を有するハイブリッドシステムを備えている。また、このＨＥＶは、パワステフルード５１を利用してステアリング５４の操舵をアシストするステアリングユニット５３を有するパワーステアリングシステムと、エアタンク６４に蓄圧された圧縮空気６５を利用して空気圧装置を作動させるエア供給システムとを備えている。さらに、このＨＥＶは、制御装置８０に運転者によってオートクルーズ作動スイッチ８１が投入された場合に、オートクルーズモードを実行するように構成されている。

まず、ＨＥＶのハイブリッドシステムについて説明する。ディーゼルエンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では６個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このクランクシャフト１３の回転動力は、流体継手１４及び湿式多板クラッチ１５（以下、クラッチ１５という。）を通じてトランスミッション２０に伝達される。なお、流体継手１４及び湿式多板クラッチ１５の代わりに、乾式クラッチを用いる場合もある。

トランスミッション２０には、ＨＥＶの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ自動的に変速するＡＭＴが用いられている。このトランスミッション２０は、入力された回転動力を複数段に変速可能な主変速機構２１と、その主変速機構２１から伝達された回転動力を低速段と高速段の２段に変速可能な副変速機構２２とから構成されている。

トランスミッション２０で変速された回転動力は、アウトプットシャフト２３に連結するプロペラシャフト２５を通じてデファレンシャル２６に伝達され、ダブルタイヤからなる一対の駆動輪２７にそれぞれ駆動力として分配される。

モータージェネレーター３３は、インバーター３４を通じてバッテリー３５に電気的に接続されている。

これらのディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３は、制御装置８０により制御される。具体的には、ディーゼルエンジン１０は、回転数センサ８６で検出されたエンジン回転数Ｎｅやアクセル開度センサ９２で検出したアクセルペダルの踏み込み量に基づいて気筒１２への燃料の噴射量や噴射タイミングが調節される。また、モータージェネレーター３３は、バッテリー３５の充電状態（ＳＯＣ）などに応じてインバーター３４の周波数やバッテリー３５及びモータージェネレーター３３の間の電流値が調節され、ＨＥＶの発進時や加速時には、モータージェネレーター３３により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター３３による回生発電を行って、余剰の運動エネルギーを電力に変換してバッテリー３５に充電する。

そして、プロペラシャフト２５とモータージェネレーター３３の回転軸３２とは、減速機構３０を介して接続されている。この減速機構３０は、モータージェネレーター３３の回転軸３２を入力軸とし、かつプロペラシャフト２５を出力軸としている。つまり、減速機構３０においては、モータージェネレーター３３の回転数Ｎｍに対するプロペラシャフト２５の回転数Ｎｐの割合である減速比（Ｎｍ／Ｎｐ）が１．０より大となる。なお、この減速比は、固定又は可変のいずれに設定されていてもよい。

この減速機構３０を設けることで、高速走行中の慣性走行時において、トランスミッション２０のギア段にかかわらず、モータージェネレーター３３の回生制動トルクを減速機構３０により大きくすることができるため、回生効率を向上することができる。

また、車両のプロペラシャフト２５に減速機構３０を新たに取り付けるだけであり、パワートレインコンポーネントのレイアウトの変更が非常に小さくて済むため、既存の車両からの転用を従来よりも容易に行うことができる。

続いてＨＥＶのパワースアリングシステムについて説明する。このパワーステアリングシステムにおいては、第１パワステポンプ４０の駆動軸４１がＶベルト４２またはギアを介してディーゼルエンジン１０のクランクシャフト１３に接続されており、ディーゼルエンジン１０によって駆動された第１パワステポンプ４０が、第１油圧回路４３にパワステフルード４４を圧送している。そして、ステアリングユニット５３が、供給されたパワステフルード５１を利用してステアリング５４の操舵をアシストしている。なお、この実施形態のＨＥＶは大型車両であるため、ステアリングユニット５３として、出力が大きく、且つ操舵性及び信頼性に優れた油圧式のパワーシリンダを備えた油圧式のステアリングユニットを用いている。

そして、第２パワステポンプ４５は、減速機構３０を介してプロペラシャフト２５に連結されている。また、パワステフルード５１の供給源を第１パワステポンプ４０から第２パワステポンプ４５に切り換えるダブルチェックバルブ４９、各種油圧回路（第１油圧回路４３、第２油圧回路４７及び主油圧回路５０）、及びアキュムレーター５２からなる切換装置により、ディーゼルエンジン１０の停止に伴って第１パワステポンプ４０が停止した場合には、ステアリングユニット５３に供給されるパワステフルード５１の供給源を第１パワステポンプ４０から第２パワステポンプ４５に切り換えている。

第１油圧回路４３は、第１パワステポンプ４０とダブルチェックバルブ４９とを連通している。第２油圧回路４７は、第２パワステポンプ４５とダブルチェックバルブ４９とを連通している。なお、第１油圧回路４３の第１パワステポンプ４０よりも上流側の端部及び第２油圧回路４７の第２パワステポンプ４５よりも上流側の端部は、パワステフルード４４、４８を貯留する図示しないリザーバタンクに接続されている。主油圧回路５０は、ダブルチェックバルブ４９とステアリングユニット５３とを連通している。また、主油圧回路５０の通路途中は分岐して、アキュムレーター５２に接続されている。

第２パワステポンプ４５の駆動軸４６は、減速機構３０を介してプロペラシャフト２５に連結されており、具体的には、第２パワステポンプ４５の減速機構３０のプロペラシャフト２５及びモータージェネレーター３３を連結する第１動力伝達経路１０４とは別に配設された第２動力伝達経路１０５を介してプロペラシャフト２５に連結されている。なお、第１動力伝達経路１０４及び第２動力伝達経路１０５は、ギア機構、ベルト機構、及びチェーン機構を例示できる。また、第２動力伝達経路１０５をプロペラシャフト２５に連結自在に構成すると、第２パワステポンプ４５を駆動しない場合に、プロペラシャフト２５との連結を解除でき、その分、駆動損失を低減できる。

ダブルチェックバルブ４９は、第１パワステポンプ４０及び第２パワステポンプ４５から供給されたパワステフルード４４、４８のうち圧力の高い方を、主油圧回路５０を介して優先的にステアリングユニット５３へ導出するバルブである。そのため、第２パワステポンプ４５のパワステフルード４８の設定吐出圧は、第１パワステポンプ４０のパワステフルード４４の設定吐出圧よりも小さくなるように設定されることが好ましい。具体的には第２パワステポンプ４５にはリリーフ弁が設けられており、このリリーフ弁を調整することで、第２パワステポンプ４５の設定吐出圧は第１パワステポンプ４０の設定吐出圧よりも小さい値に調整されている。

アキュムレーター５２は、第１パワステポンプ４０及び第２パワステポンプ４５から供給されダブルチェックバルブ４９を経由したパワステフルード５１（＝４４、４８）を蓄積し、パワステフルード５１の供給源がダブルチェックバルブ４９で切り換えられるときに、その蓄積されたパワステフルード５１をステアリングユニット５３に供給する。このアキュムレーター５２により、ステアリングユニット５３に供給されるパワステフルード５１の圧力が大きく変動することを抑制することができるので、ドライバビリティの悪化を回避できる。

このように、減速機構３０を介して第２パワステポンプ４５をプロペラシャフト２５に連結し、さらに、切換装置によりパワステフルード５１の供給源を第１パワステポンプ４０から第２パワステポンプ４５に切り換えることにより、走行中に第１パワステポンプ４０からパワステフルード４４が供給されない場合でも、減速機構３０を介してプロペラシャフト２５の回転動力によって駆動された第２パワステポンプ４５から圧送されたパワステフルード４８をステアリングユニット５３へ供給することができる。これにより、走行中にディーゼルエンジン１０を停止しても、走行中のステアリング５４の操舵アシストが停止されることを回避できる。

なお、走行中に第１パワステポンプ４０からパワステフルード４４が供給されない場合は、例えば、ディーゼルエンジン１０が停止する場合、第１パワステポンプ４０が失陥する又は第１油圧回路４３が破損するなどの状況に陥った場合、及び、ＨＥＶがモータージェネレーター３３の駆動力のみで走行する場合を例示できる。

続いてエア供給システムについて説明する。このエア供給システムにおいては、エアコンプレッサー６１の駆動軸がディーゼルエンジン１０のクランクシャフト１３にＶベルトやギアなどにより接続されており、ディーゼルエンジン１０によって駆動されたエアコンプレッサー６１が、第１空圧管路６３を経由させてエアタンク６４に圧縮空気６５を圧送している。そして、エアタンク６４に蓄圧された圧縮空気６５が、第２空圧管路６６を経由して空気圧装置に供給されている。この空気圧装置としては、クラッチ用アクチュエーター１２０、フットブレーキ１２２、及び図示しないエアサスペンションを例示できる。

また、エアコンプレッサー６１にはアンローダーバルブ６２が配設されている。アンローダーバルブ６２は、エアタンク６４と第３空圧管路６７により接続されており、エアタンク６４の圧力ｐｔが作用することで作動している。具体的には、エアタンク６４の圧力ｐｔがエアタンク６４の耐久性に基づいて設定された上限圧力ｐａ以上になったときは、圧縮空気を逃すことで、エアコンプレッサー６１からエアタンク６４への圧縮空気の供給を停止し、一方、エアタンク６４の圧力ｐｔが空気圧装置の作動に支障を来さないように設定された下限圧力ｐｂ以下になったときは、エアコンプレッサー６１からエアタンク６４の圧縮空気の供給を開始している。

圧力センサ８７は、エアタンク６４又は第２空圧管路６６のどちらかに配設されており、エアタンク６４に蓄圧された圧縮空気６５の圧力、あるいは第２空圧管路６６から各空気圧装置に供給される圧縮空気６５の圧力を取得している。

続いてオートクルーズモードについて説明する。このオートクルーズモードは、特に高速道路を走行する際に使用されており、制御装置８０に記憶されたプログラムが、運転者によってオートクルーズ作動スイッチ８１が投入された場合にＨＥＶを自動走行させて予定通りに運行させるモードである。

具体的には、オートクルーズ作動スイッチ８１が投入された場合に、制御装置８０が、エンジン走行、アシスト走行、モータ走行、及び惰性走行を、地図情報取得装置８２で取
得された地図情報及び車重推定装置８３で推定された車重Ｍに基づいて適時選択して、車輪速センサ８４で取得された車速Ｖを予め設定された目標速度範囲に維持してＨＥＶを自動走行させるモードである。

なお、オートクルーズモード中には、アクセル開度センサ９２でアクセルペダルの踏み込みが検出されるとディーゼルエンジン１０からの駆動力により加速させることもできる。また、ブレーキペダル開度センサ９３でブレーキペダルの踏み込みが検出される、図示しないクラッチペダルの踏み込みが検出される、あるいは、オートクルーズ作動スイッチ８１の投入が解除されると、オートクルーズモードは解除される。

目標速度範囲は、目標速度ｖａを基準とした上限速度ｖｂと下限速度ｖｃとの間の範囲のことである。これら目標速度ｖａ、上限速度ｖｂ、及び下限速度ｖｃは、運転手が任意の値にそれぞれ設定でき、例えば、目標速度ｖａは７０ｋｍ／ｈ以上、９０ｋｍ／ｈ以下に設定され、上限速度ｖｂは目標速度ｖａに対して０ｋｍ／以上、＋１０ｋｍ／ｈ以下の速度に設定され、下限速度ｖｃは目標速度ｖａに対して−１０ｋｍ／ｈ以上、０ｋｍ／ｈ以下の速度に設定される。

地図情報取得装置８２としては、制御装置８０にそれぞれ接続された、衛星測位システム（ＧＰＳ）と通信してＨＥＶの現在位置を取得する手段と、三次元道路データが記憶されたサーバーと通信して走行路の勾配θ及び走行距離ｓを含む三次元道路データを取得する手段と、ＨＥＶがこれから走行する走行路の勾配θ及び走行距離ｓを抽出する手段とからなり、例えば、ＨＥＶの前方の１ｋｍ以上、５ｋｍ以下の走行路を、走行距離ｓを５００ｍごとに区切り、その走行距離ｓごとの勾配θを取得する装置や、勾配θごとに区切りその勾配θごとの走行距離ｓを取得する装置を例示できる。

また、この地図情報取得装置８２としては、少なくとも走行路の勾配θ及び走行距離ｓが取得できる機能を有するものであればその具体的構成は特に限定されるものではなく、例えば、ドライブレコーダーに記憶された三次元道路データから走行路の勾配θ及び走行距離ｓを取得するものも例示できる。また、勾配θにおいては、車輪速センサ８４や加速度センサ（Ｇセンサ）８５との取得した値に基づいて算出してもよい。

車重推定装置８３としては、制御装置８０に記憶されて、制御装置８０により発進加速時のモータ走行が行われたときに車重Ｍを推定するプログラム、具体的には、駆動輪２７に伝達される駆動力Ｆｍが走行抵抗Ｒに等しくなるとして、発進加速時のモータ走行におけるインバーター３４で取得したモータージェネレーター３３の出力トルクＴｍと、モータージェネレーター３３の回転数を取得するモータ用回転センサ３６で取得した車両加速度（以下、加速度）ａとに基づいて、車重Ｍを推定するプログラムを例示できる。

この車重推定装置８３としては、ＨＥＶの車重Ｍが推定できる機能を有するものであればその具体的構成は特に限定されるものではないが、モータ走行による発進加速時の出力トルクＴｍと加速度ａとに基づいて車重Ｍを推定する構成にすると、車速Ｖが低速度（３０ｋｍ／ｈ以下の速度）でも車重Ｍを推定でき、且つ、走行抵抗Ｒのうちの転がり抵抗Ｒｒ、空気抵抗Ｒｄ、及び登坂抵抗Ｒｓのそれぞれを無効にして、変数を減らすことができるので、より高精度且つ単純に車重Ｍを推定できる。なお、モータ走行による発進加速時は、ＨＥＶの後退時も含む。

このオートクルーズモードの制御方法を以下に制御装置８０の機能として説明する。まず、ＨＥＶの走行中において運転者によってオートクルーズ作動スイッチ８１が投入されると、制御装置８０が、地図情報及び推定した車重Ｍに基づいて、車速Ｖが目標速度範囲に維持されるようにエンジン走行、アシスト走行、モータ走行、及び惰性走行のいずれか
を適時選択する。エンジン走行は、ディーゼルエンジン１０からクラッチ１５及びトランスミッション２０を経由してプロペラシャフト２５に伝達された駆動力ＦｅでＨＥＶを走行させる。アシスト走行は、ディーゼルエンジン１０からの駆動力Ｆｅ及びモータージェネレーター３３から減速機構３０を経由してプロペラシャフト２５に伝達された駆動力Ｆｍの両方でＨＥＶを走行させる。モータ走行は、クラッチ１５を切断状態にしてモータージェネレーター３３からの駆動力ＦｍでＨＥＶを走行させる。惰性走行は、ディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３の駆動力をプロペラシャフト２５に伝達しない状態でＨＥＶを走行させる。

また、制御装置８０は、惰性走行中には、クラッチ１５を切断状態にすると共に燃料の噴射を停止してディーゼルエンジン１０を停止する制御を行って、その惰性走行中にはアイドリングストップ状態を維持している。

前述したように、ディーゼルエンジン１０の停止に伴って第１パワステポンプ４０が停止しても、プロペラシャフト２５に連結された第２パワステポンプ４５から、ステアリングユニット５３にパワステフルード５１を常時供給するので、ＨＥＶの走行中は、操舵アシストを停止することなくディーゼルエンジン１０を停止できる。そこで、惰性走行中に、クラッチ１５を切断状態にすると共に燃料の噴射の停止によりディーゼルエンジン１０を停止したアイドリングストップ状態にしたことで、惰性走行中の燃料消費量を削減できる。

また、惰性走行中にディーゼルエンジン１０を停止するようにしたことで、排気バルブ７０からの排気ガス７１の排出を削減できるので、排気通路７３に配置されて、排気バルブ７０からエグゾーストマニホールド７２を経由してタービン７４を駆動した排気ガス７１を浄化する排気ガス浄化装置７５の浄化能力の低下を抑制できる。これにより、排気ガス浄化装置７５の浄化能力が低下した場合に、ＨＥＶの駆動力に寄与しない燃料を噴射して排気ガス７１の温度を上昇させて排気ガス浄化装置７５の浄化能力を回復して再生する機会が低減するので、その再生に必要な燃料消費も削減できる。この排気ガス浄化装置７５としては、例えば、排気ガス７１中の粒子状物質を捕集する捕集装置を例示でき、惰性走行中は、捕集装置への粒子状物質の堆積が抑制されるので、捕集装置の再生に必要な燃費を抑制できる。

加えて、惰性走行中にクラッチ１５を切断状態にすると共に燃料の噴射を停止してディーゼルエンジン１０を停止する構成にしたことで、プロペラシャフト２５の回転動力がディーゼルエンジン１０の回転抗力により減少することも回避できるので、惰性走行中のエネルギーの損失を低減してより燃費を向上できる。

このようなＨＥＶにおいて、制御装置８０が、ディーゼルエンジン１０を停止した走行中に、具体的には惰性走行中に圧力センサ８７で取得したエアタンク６４の圧力ｐｔが予め設定された下限圧力ｐｂ以下になったときは、燃料の噴射によりディーゼルエンジン１０を始動する制御を行うように構成される。

下限圧力ｐｂは、アンローダーバルブ６２がエアコンプレッサー６１からエアタンク６４の圧縮空気の供給を開始する圧力、つまり、エアタンク６４の圧力ｐｔが低下して、空気圧装置の作動に支障を来すおそれのある圧力に設定されており、例えば、０．３０ＭＰａ以上、０．５０ＭＰａ以下に設定される。

このＨＥＶのオートクルーズモードにおける制御方法を、図３に示すフローチャートに基づいて制御装置８０の機能として以下に説明する。なお、この制御方法は、走行路を走行中に、制御装置８０が、地図情報取得装置８２で取得した勾配θ及び走行距離ｓ並びに
車重推定装置８３で推定した車重Ｍに基づいてディーゼルエンジン１０を停止する走行、つまり惰性走行を選択した際に行われる。なお、以下では制御装置８０が惰性走行を選択したものとする。

まず、ステップＳ１０では、制御装置８０が、圧力センサ８７の検出した圧力ｐｔを監視して、その圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ以下になったか否かを判定する。このステップＳ１０で圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ超の場合には、スタートへ戻り、一方、圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ以下の場合にはステップＳ２０へ進む。

次いで、ステップＳ２０では、制御装置８０が、気筒１２への燃料の噴射を開始して、ディーゼルエンジン１０の始動を開始してステップＳ３０へ進む。このステップＳ２０においては、制御装置８０が、クラッチ１５の切断状態を維持したままスターター６０を駆動してクランクシャフト１３が回転したときに、気筒１２への燃料を噴射する制御を行うことが望ましい。クラッチ１５を切断状態に維持したままディーゼルエンジン１０を始動することで、ディーゼルエンジン１０の回転抗力がプロペラシャフト２５に伝達されない状態、つまりエンジンブレーキを作動させない状態にすることで、惰性走行中のエネルギーの損失を低減できるので、燃費の向上に有利になる。

そして、このディーゼルエンジン１０の始動により、エアコンプレッサー６１が駆動する。このとき、エアタンク６４の圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ以下になっているために、アンローダーバルブ６２はエアコンプレッサー６１からエアタンク６４の圧縮空気の供給を有効にしており、エアコンプレッサー６１で生成された圧縮空気がエアタンク６４に蓄圧されることで、圧力ｐｔが下限圧力ｐｂに向って上昇する。

次いで、ステップＳ３０では、制御装置８０が、ディーゼルエンジン１０をアイドリング状態に維持してステップＳ４０へ進む。このステップＳ３０のように制御することで、エアタンク６４の圧力ｐｔを下限圧力ｐｂ以上に維持するために必要な最低限の燃料消費量で済むので、より燃費の向上に有利になる。

次いで、ステップＳ４０では、制御装置８０が、エアコンプレッサー６１の駆動により圧力ｐｔが上限圧力ｐａ以上になったか否かを判定する。このステップＳ４０で圧力ｐｔが上限圧力ｐａ未満の場合には、ステップＳ３０へ戻り、一方、圧力ｐｔが上限圧力ｐａ以上の場合には、ステップＳ５０へ進む。

なお、この上限圧力ｐａは、アンローダーバルブ６２がエアコンプレッサー６１からエアタンク６４の圧縮空気の供給を停止する圧力、すなわちエアタンク６４の耐久性の限界に基づいて設定された圧力に設定されており、例えば、０．７ＭＰａ以上、０．８ＭＰａ以下に設定される。

次いで、ステップＳ５０では、制御装置８０が、燃料の噴射の停止によりディーゼルエンジン１０を停止して、スタートへ戻る。

以上のような制御を行うようにしたので、ディーゼルエンジン１０の停止に伴ってエアコンプレッサー６１の駆動が停止しても、エアタンク６４の圧力ｐｔがクラッチ用アクチュエーター１２０やフットブレーキ１２２などの空気圧装置が作動できなくなる下限圧力ｐｂ以下になったときには、燃料の噴射によるディーゼルエンジン１０の始動によって、エアコンプレッサー６１を駆動して、その低下した圧力ｐｔを下限圧力ｐｂ以上に維持できる。

つまり、オートクルーズモードにおける惰性走行中には、第２パワステポンプ４５によ
るステアリングユニット５３へのパワステフルード５１（＝４８）の供給を常時維持すると共にエアコンプレッサー６１によるエアタンク６４へ圧縮空気６５の供給を適時行いながら、ディーゼルエンジン１０を停止したアイドリングストップ状態により燃料消費量を削減できるので、燃費を向上できる。

また、圧力ｐｔが上限圧力ｐａ以上になったときに、ディーゼルエンジン１０を停止する制御を行うようにしたので、アンローダーバルブ６２が開くような状況、すなわち圧力ｐｔが上限圧力ｐａ以上になる状況では無駄になる燃料消費量を削減できる。

図４及び図５は、オートクルーズモードにおける車速Ｖ、ディーゼルエンジン１０の出力トルクＴｅ、モータージェネレーター３３の出力トルクＴｍ、バッテリー３５の充電状態Ｃｅ、及び標高Ｈの関係の一例を示している。なお、モータージェネレーター３３の負になる出力トルクＴｍは回生トルクを示しているものとする。

図４に示すように、急降坂路Ｌ１は、勾配θ１が急な下り坂であり、惰性走行をさせたと仮定した場合に車速Ｖが下限速度ｖｃ以上に維持されると予測される降坂路である。このような急降坂路Ｌ１としては、例えば、ＨＥＶの車重Ｍが２５ｔの場合には、勾配θ１が２％以上で、走行距離ｓ１が５００ｍ以上になる降坂路を例示できる。

この急降坂路Ｌ１では、急登坂路Ｌ３を走行中に、制御装置８０が、勾配θ１及び走行距離ｓ１並びに車重Ｍに基づいて惰性走行させたと仮定した場合に車速Ｖが下限速度ｖｃ以上に維持される急降坂路Ｌ１を予測する。次いで、急降坂路Ｌ１の手前から惰性走行を開始する。

このような急降坂路Ｌ１ではＨＥＶが重力加速するため、エンジン走行、アシスト走行、及びモータ走行により駆動力を付加して走行すると車速Ｖが上限速度ｖｂを早期に超えることで、エンジンブレーキやフットブレーキにより失われるエネルギーが多くなる。そこで、このような急降坂路Ｌ１では、上記の制御のように惰性走行を行うことで、エネルギーの損失を低減できるので、より燃費を向上できる。

図５に示すように、緩降坂路Ｌ２は、下り坂ではあるが勾配θ２が緩く、車体に加わる重力加速度による前進方向の力だけでは走行抵抗に打ち勝てず、ディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３のいずれかの駆動力をプロペラシャフト２５に付加しないと車速Ｖを目標速度範囲に維持できない降坂路である。

具体的には、惰性走行をさせたと仮定した場合に車速Ｖが下限速度ｖｃ未満になると予測され、かつ車速Ｖを目標速度ｖａに維持するようにエンジン走行又はアシスト走行をさせたと仮定した場合にディーゼルエンジン１０の燃料消費率（ＳＦＣ）Ｓｅが悪化すると予測される降坂路である。このような緩降坂路Ｌ２としては、例えば、ＨＥＶの車重Ｍが２５ｔの場合には、勾配θ２が２％未満で、走行距離ｓ２が５００ｍ以上になる降坂路を例示できる。

この緩降坂路Ｌ２では、走行路Ｌ０を走行中に、制御装置８０が、勾配θ２及び走行距離ｓ２並びに車重Ｍに基づいて加速走行と惰性走行とを繰り返して走行する緩降坂路Ｌ２を予測する。

次いで、制御装置８０が、車速Ｖを下限速度ｖｃにするまで惰性走行と、車速Ｖを上限速度ｖｂにするまでエンジン走行を行うと共にモータージェネレーター３３の回生発電によりバッテリー３５を充電する。車速Ｖを上限速度ｖｂにするときに、制御装置８０が、ディーゼルエンジン１０のエンジン回転数Ｎｅ及び出力トルクＴｅに基づいた燃料消費率
Ｓｅが設定されたマップデータを参照して、ディーゼルエンジン１０の燃料消費率Ｓｅが、最低燃料消費率になるようにディーゼルエンジン１０を駆動するとよい。また、制御装置８０が、車速Ｖを上限速度ｖｂまで加速するには過剰となるトルクでモータージェネレーター３３を回生発電する。なお、バッテリー３５の充填状態に余裕があり、ＨＥＶを加速するトルクが不足する場合には、その不足分のトルクを補うようにモータージェネレーター３３を回転駆動してもよく、ＨＥＶを加速トルクに過不足がなければモータージェネレーター３３を停止してもよい。

このような緩降坂路Ｌ２ではエンジン走行及びアシスト走行によりディーゼルエンジン１０を駆動して車速Ｖを目標速度ｖａに維持しようとすると、ディーゼルエンジン１０の燃料消費率が高くなり、燃費が悪化する。そこで、このような緩降坂路Ｌ２では、ディーゼルエンジン１０の燃料消費率の低い加速走行と燃料が消費されない減速走行とを繰り返す波状運転を行うことで燃費を向上できる。

図４及び図５に示すように、ディーゼルエンジン１０を停止した走行中、すなわち惰性走行中には、Ａ地点で、圧力センサ８７の検出した圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ以下になり、制御装置８０がクラッチ１５の切断状態を維持したまま、スターター６０の駆動と燃料の噴射によりディーゼルエンジン１０を始動して、エアコンプレッサー６１を駆動する。これにより、エアコンプレッサー６１から圧縮空気６５がエアタンク６４に供給され圧力ｐｔが上昇する。

次いで、Ｂ地点で、圧力センサ８７の検出した圧力ｐｔが上限圧力ｐａ以上になるため、制御装置８０がディーゼルエンジン１０を再度停止して、エアコンプレッサー６１の駆動を停止する。

このようにディーゼルエンジン１０を停止した走行中に、圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ以下に低下した場合には、ディーゼルエンジン１０の始動によりエアコンプレッサー６１を駆動するので、空気圧装置に供給される圧縮空気６５の圧力ｐｔを一定以上に維持できる。

上記の実施形態では、惰性走行中にディーゼルエンジン１０を始動する際にスターター６０を用いた例を説明したが、スターター６０を用いずにディーゼルエンジン１０を始動する構成としてもよい。この場合には、制御装置８０が、惰性走行中にディーゼルエンジン１０を始動する際に、クラッチ１５を切断状態から徐々に接続状態にし、その間にクランクシャフト１３が回転したときに、気筒１２へ燃料を噴射する制御を行うように構成されることが望ましい。

具体的には、制御装置８０が、クラッチ用比例制御弁１２１へ送信する制御信号（電流値）を徐々に大きくすることで、クラッチ用比例制御弁１２１の開度が徐々に大きくなり、それに伴ってクラッチ用アクチュエーター１２０に供給される圧縮空気６５の流量が徐々に大きくなることで、クラッチ１５が切断状態から徐々に接続状態になる。

そして、クラッチ１５が切断状態から接続状態になるまでの間で、プロペラシャフト２５の回転動力がクラッチ１５から伝達されてディーゼルエンジン１０のクランクシャフト１３が回転したときに、制御装置８０が、スターター６０使用時と同様の噴射タイミングで気筒１２へ燃料を噴射してディーゼルエンジン１０を始動する。このときの燃料の噴射量は、スターター６０使用時よりも少ない噴射量とする。

このように構成すると、スターター６０を用いることなくディーゼルエンジン１０の始動トルクを確保でき、更に、ディーゼルエンジン１０を始動するときの燃料の噴射量を少なくしても、クラッチ１５を接続状態にすることで得られる駆動トルクにより、エンジン
回転数Ｎｅをアイドリング回転数Ｎｉ以上にもできる。これにより、惰性走行中にディーゼルエンジン１０を再始動しても、始動に要する燃料消費量を抑制できると共に、スターター６０で消費される電力も削減できるので、より燃費の向上に有利になる。

なお、エアコンプレッサー６１を駆動してエアタンク６４への圧縮空気の供給するためにディーゼルエンジン１０を始動してアイドリング状態に維持した後には、クラッチ１５を切断状態にしてもよく、一方、制動力が必要な場合には、クラッチ１５を接続状態にしたまま燃料の噴射を停止して、プロペラシャフト２５の回転動力によりディーゼルエンジン１０のクランクシャフト１３を回転して、エアコンプレッサー６１を駆動してもよい。

また、上記のＨＥＶにおいて、制御装置８０が、オートクルーズモードが設定された場合に、モータ走行を地図情報及び車重Ｍに基づいて選択したときは、モータ走行中にクラッチ１５を切断状態にすると共に燃料の噴射の停止によりディーゼルエンジン１０を停止する制御を行うことに加えて、ディーゼルエンジン１０を停止したモータ走行中に、圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ以下になったときは、燃料の噴射によりディーゼルエンジン１０を始動する制御を行うように構成されることが望ましい。

このように、モータ走行も惰性走行と同様に、ディーゼルエンジン１０を停止することで、モータ走行中の燃料消費量を削減でき、かつ排気ガス浄化装置７５の浄化能力の低下を抑制できるので、より燃費を向上することができる。また、ディーゼルエンジン１０を停止したモータ走行中に、圧力ｐｔが下限圧力ｐｂ以下に低下した場合には、ディーゼルエンジン１０の始動によりエアコンプレッサー６１を駆動するので、空気圧装置に供給される圧縮空気６５の圧力ｐｔを一定以上に維持できる。

１０ ディーゼルエンジン
１５ クラッチ
２０ トランスミッション
２５ プロペラシャフト
２６ デファレンシャル
２７ 駆動輪
３０ 減速機構
３２ 回転軸
３３ モータージェネレーター
４０ 第１パワステポンプ
４５ 第２パワステポンプ
４９ ダブルチェックバルブ
５３ ステアリングユニット
６０ スターター
６１ エアコンプレッサー
６２ アンローダーバルブ
６４ エアタンク
６５ 圧縮空気
８０ 制御装置
８１ オートクルーズ作動スイッチ
８２ 地図情報取得装置
８３ 車重推定装置
８４ 車輪速センサ
８７ 圧力センサ
１２０ クラッチ用アクチュエーター
１２２ フットブレーキ

Claims (6)

1. ディーゼルエンジンにクラッチを介して接続されたトランスミッション及び駆動輪を駆動するデファレンシャルを連結するプロペラシャフトと、該ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、該ディーゼルエンジンに連結された第１パワステポンプと、該第１パワステポンプから供給されたパワステフルードを利用してステアリングの操舵をアシストするステアリングユニットと、該ディーゼルエンジンに連結されたエアコンプレッサーと、該エアコンプレッサーから供給された圧縮空気を蓄圧するエアタンクと、該エアタンクから供給された圧縮空気を利用して駆動する空気圧装置と、地図情報を取得する地図情報取得装置と、車重を取得する車重取得装置と、車速を取得する車速取得装置と、該エアタンクの圧力を取得する圧力取得装置と、制御装置とを備えたハイブリッド車両において、
   前記プロペラシャフトと前記モータージェネレーターの回転軸とを、該モータージェネレーターの回転軸を入力軸とし、かつ該プロペラシャフトを出力軸として接続する減速機構と、該減速機構を介して該プロペラシャフトに連結される第２パワステポンプと、前記ディーゼルエンジンの停止に伴って前記第１パワステポンプが停止した場合には、前記ステアリングユニットに供給されるパワステフルードの供給源を該第１パワステポンプから該第２パワステポンプに切り換える切換装置とを備え、
   前記制御装置を、前記車速を予め設定された目標速度範囲に維持するオートクルーズモードが設定された場合に、前記ディーゼルエンジン及び前記モータージェネレーターの駆動力を前記プロペラシャフトに伝達しない惰性走行を前記地図情報及び前記車重に基づいて選択したときは、該惰性走行中に前記クラッチを切断状態にすると共に燃料の噴射の停止により前記ディーゼルエンジンを停止する制御を行うことに加えて、
   前記ディーゼルエンジンを停止した前記惰性走行中に、前記圧力取得装置で取得した前記圧力が予め設定された下限圧力以下になったときは、燃料の噴射により該ディーゼルエンジンを始動する制御を行う構成にしたことを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記下限圧力を、前記エアコンプレッサーに配設されたアンローダーバルブが前記エアコンプレッサーから前記エアタンクへの圧縮空気の供給を開始する圧力に設定した請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置を、走行中に停止した前記ディーゼルエンジンを再始動した後は、前記クラッチを切断状態に維持して該ディーゼルエンジンをアイドリング状態に維持する制御を行う構成にした請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御装置を、走行中に停止した前記ディーゼルエンジンを再始動した後に前記エアコンプレッサーの駆動により前記圧力が予め設定された上限圧力以上になったときに、前記ディーゼルエンジンを再停止する制御を行う構成にした請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
5. 前記制御装置を、前記オートクルーズモードが設定された場合に、前記モータージェネレーターから前記減速機構を経由した前記プロペラシャフトに伝達された駆動力で走行するモータ走行を前記地図情報及び前記車重に基づいて選択したときは、該モータ走行中に前記クラッチを切断状態にすると共に燃料の噴射の停止により前記ディーゼルエンジンを停止する制御を行うことに加えて、
   前記ディーゼルエンジンを停止した前記モータ走行中に、前記圧力が前記下限圧力以下になったときは、燃料の噴射により該ディーゼルエンジンを始動する制御を行う構成にした請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
6. オートクルーズモードが設定された場合には、ディーゼルエンジンからクラッチ及びト
   ランスミッションを経由してプロペラシャフトに伝達する駆動力で走行するエンジン走行と、該ディーゼルエンジンの駆動力及びモータージェネレーターから減速機構を経由して該プロペラシャフトに伝達する駆動力の両方で走行するアシスト走行と、該モータージェネレーターの駆動力で走行するモータ走行と、該ディーゼルエンジン及び該モータージェネレーターの駆動力を該プロペラシャフトに伝達しない惰性走行とを、地図情報及び車重に基づいて適時選択して、車速を予め設定された目標速度範囲に維持して自動走行すると共に、
   前記惰性走行を選択した場合には、前記クラッチを切断状態にして前記ディーゼルエンジンを停止すると共に、該ディーゼルエンジンの停止に伴って停止した第１パワステポンプの代わりに、前記プロペラシャフトから前記減速機構を介して伝達された回転動力で第２パワステポンプを駆動させてステアリングユニットにパワステフルードを供給するハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記惰性走行中に、エアタンクの圧力が予め設定された下限圧力以下になったときは、燃料の噴射による前記ディーゼルエンジンの始動によりエアコンプレッサーを駆動して該エアタンクに圧縮空気を蓄圧することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。