JP2016175498A - 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では排気ガス浄化装置の機能回復のための燃料消費量を削減すると共に登坂時の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に接続する減速機構３０を備え、制御装置８０を、急登坂路Ｌ３を予測し、急登坂路Ｌ３の開始地点に到達する前に、バッテリー３５の充電状態Ｃｅが高充電状態Ｃｈよりも低い状態で、かつ排気ガス浄化装置７５の浄化状態が第２状態よりも低い状態のときには、発電回復を選択して実施し、その開始地点に到達するまでにバッテリー３５の充電状態Ｃｅを高充電状態Ｃｈに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では排気ガス浄化装置の機能回復のための燃料消費量を削減すると共に登坂時の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。

また、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排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する際の燃料消費量と、登坂時の燃料消費量とに着目した。

しかしながら、排気ガス浄化装置の浄化機能が低下した場合には、駆動力に寄与しない燃料を消費して排気ガス浄化装置の温度を高温（例えば、６００℃）まで上昇してその低下した浄化機能を回復する必要があり、この排気ガス浄化装置の浄化機能を回復するための燃料消費量により燃費が悪化するという問題があった。

また、オートクルーズモードにおける登坂時には、車速を目標速度に維持するためにトランスミッションのギア段のダウンシフトに伴うエンジン回転数の増加によって、燃料消費量が増加して燃費が悪化するという問題があった。

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では排気ガス浄化装置の機能回復のための燃料消費量を削減すると共に登坂時の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バッテリーに電気的に接続された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の排気通路に配置された排気ガス浄化装置と、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、該排気ガス浄化装置の浄化状態を取得する浄化状態取得装置と、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、前記浄化状態が予め設定された第１状態よりも浄化機能の低い状態のときには、前記ディーゼルエンジンの駆動中に駆動力に寄与しない燃料の噴射により排気ガスの温度を予め設定された回復温度まで上昇させて、該排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する強制回復と、該ディーゼルエンジンの駆動中に前記減速機構を介して前記モータージェネレーターで回生発電して前記バッテリーを充電すると共に該モータージェネレーターの回生発電により前記ディーゼルエンジンの負荷を増加させることに伴って排気ガスの温度を前記回復温度まで上昇させて、前記排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する発電回復とを、前記バッテリーの充電状態に基づいて選択する制御を行うことに加えて、少なくとも一部の区間で前記ディーゼルエンジンから前記クラッチ及び前記トランスミッションを経由して前記プロペラシャフトに伝達された駆動力、並び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て前記プロペラシャフトに伝達された駆動力の両方で走行するアシスト走行をさせたと仮定した場合に、前記車速を前記目標速度範囲に設定された目標速度以上、又は該目標速度範囲の下限速度以上に維持可能な急登坂路を前記地図情報及び前記車重に基づいて予測する制御を行い、さらに、予測した前記急登坂路の開始地点に到達する前に、前記バッテリーの充電状態が半充電状態以上、満充電状態以下に設定された高充電状態よりも低い状態で、かつ前記浄化状態が前記第１状態よりも浄化機能が高い状態に設定された第２状態よりも低い状態のときには、前記発電回復を選択して、該開始地点に到達するまでに該バッテリーの充電状態を該高充電状態にする制御を行う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、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、ディーゼルエンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の浄化状態が予め設定された第１状態よりも浄化機能の低い状態のときには、該ディーゼルエンジンの駆動中に駆動力に寄与しない燃料の噴射により排気ガスの温度を予め設定された回復温度まで上昇させて、該排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する強制回復と、該ディーゼルエンジンの駆動中に減速機構を介してモータージェネレーターで回生発電してバッテリーを充電すると共に該モータージェネレーターの回生発電により該ディーゼルエンジンの負荷を増加させることに伴って排気ガスの温度を該回復温度まで上昇させて、該排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する発電回復とを、該バッテリーの充電状態に基づいて選択するハイブリッド車両の制御方法であって、少なくとも一部の区間で前記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された駆動力、並び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て該プロペラシャフトに伝達された駆動力の両方で走行するアシスト走行をさせたと仮定した場合に、前記車速を前記目標速度範囲に設定された目標速度以上、又は該目標速度範囲の下限速度以上に維持可能な急登坂路を地図情報及び車重に基づいて予測し、予測した前記急登坂路の開始地点に到達する前に、前記バッテリーの充電状態が半充電状態以上、満充電状態以下に設定された高充電状態よりも低い状態で、かつ前記浄化状態が前記第１状態よりも浄化機能が高い状態に設定された第２状態よりも低い状態のときには、前記発電回復を選択して、該開始地点に到達するまでに該バッテリーの充電状態を該高充電状態に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、少なくとも一部の区間でアシスト走行をさせたと仮定した場合に車速を目標速度以上又は下限速度以上に維持可能な、すなわちエンジン走行をさせたときにトランスミッションをダウンシフトしなければ車速を目標速度以上又は下限速度以上に維持できない急登坂路を予測し、その開始地点に到達する前に、バッテリーの充電状態が高充電状態よりも低く、かつ排気ガス浄化装置の浄化状態が第２状態よりも低い状態の場合には、発電回復により、排気ガス浄化装置の浄化機能を回復すると共にバッテリーを充電してバッテリーの充電状態を高充電状態にするようにしたので、強制回復の機会を抑制して排気ガス浄化装置の浄化機能を回復するために駆動力に寄与しない燃料消費量を削減できることに加えて、急登坂路でのアシスト走行の機会を増加することができる。

これにより、オートクルーズモードでは排気ガス浄化装置の機能回復のための燃料消費量を削減でき、さらに、オートクルーズモードの急登坂路の走行時には、アシスト走行を積極的に選択できるようになり、ディーゼルエンジンの出力の増加を抑制したり、トランスミッションをダウンシフトさせずに走行させたり、あるいは一つ上のギア段で走行させたりして、ディーゼルエンジンのエンジン回転数を低回転側にして燃料消費量を削減することができるので、より燃費を向上することができる。

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。 平坦路及び急登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、排気ガス浄化装置の浄化状態、バッテリーの充電状態、及び標高との関係を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、ディーゼルエンジン１０の排気通路７３に配置された排気ガス浄化装置７５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の排気ガス浄化装置７５について説明する。ディーゼルエンジン１０の運
転中には、排気バルブ７０から気筒１２内における燃料の燃焼により生じた排気ガス７１がエグゾーストマニホールド７２を経由して排気通路７３へ排気されて、ターボチャージャのタービン７４を駆動させている。その後に、タービン７４の下流に配置された排気ガス浄化装置７５で浄化されて大気へと放出されている。この排気ガス浄化装置７５としては、酸化触媒７６、捕集装置７７、及び還元触媒（ＳＣＲ触媒）のいずれか又はいくつかの組み合わせを例示できるが、この実施形態では、排気ガス７１中の粒子状物質（以下、ＰＭという）を捕集する捕集装置７７を少なくとも含むものとする。

この排気ガス浄化装置７５においては排気ガス７１の浄化に伴ってその浄化機能が低下していく。そこで、排気ガス浄化装置７５の機能の回復処理として、定期的に、あるいは、浄化状態取得装置で取得した排気ガス浄化装置７５の浄化状態が予め設定された第１状態よりも低くなったときに、バッテリー３５の充電状態（ＳＯＣ）に応じて強制回復（強制再生）と発電回復（発電再生）とを選択的に実施している。排気ガス浄化装置７５の浄化状態が第１状態よりも低くなったときとは、捕集装置７７のＰＭの堆積量が閾値以上になったときであり、具体的には、捕集装置７７の前後に配置された浄化状態取得装置としての圧力差センサ８８が検出した圧力差ΔＰが予め設定された第１圧力判定値Ｐｃ以上になったときである。

強制回復は、ディーゼルエンジン１０の駆動中に、気筒１２の燃料の噴射でポスト噴射したり、排気通路７３に直接に未然燃料を供給してその未然燃料を酸化触媒７６で酸化したりする、つまりディーゼルエンジン１０の駆動力に寄与しない燃料を消費することで、一時的に排気ガス７１の温度を予め設定された回復温度Ｔｄまで上昇させ、その高温の排気ガス７１により、排気ガス浄化装置７５の浄化機能を回復する、具体的には、捕集装置７７に堆積したＰＭを燃焼除去するものである。

発電回復は、ディーゼルエンジン１０の駆動中に減速機構３０を介してモータージェネレーター３３を回生発電してバッテリー３５を充電すると共にその回生発電によりディーゼルエンジン１０の負荷を増加させることに伴って排気ガス７１の温度を回復温度Ｔｄまで上昇させ、排気ガス浄化装置７５の浄化機能を回復するものである。

回復温度Ｔｄは、捕集装置７７に堆積したＰＭを燃焼除去可能な温度に設定されており、例えば、５５０℃以上に設定されている。

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、かつ、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におけるＨＥＶの走行は、エンジン走行、アシスト走行、モータ走行、及び惰性走行からなり、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、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、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、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。

このようなＨＥＶにおいて、制御装置８０が、少なくとも一部の区間でアシスト走行をさせたと仮定した場合に、車速Ｖを目標速度ｖａ以上、又は下限速度ｖｃ以上に維持可能な急登坂路Ｌ３を地図情報及び車重Ｍに基づいて予測する制御を行うように構成される。さらに、制御装置８０が、予測した急登坂路Ｌ３の開始地点に到達する前に、バッテリー
３５の充電状態（ＳＯＣ）Ｃｅが半充電状態（５０％）以上、満充電状態（１００％）以下に設定された高充電状態Ｃｈよりも低い状態で、かつ排気ガス浄化装置７５の浄化状態が第１状態よりも浄化機能が高い状態に設定された第２状態よりも低い状態のときには、発電回復を選択して、開始地点に到達するまでにバッテリー３５の充電状態Ｃｅを高充電状態Ｃｈにする制御を行うように構成される。

急登坂路Ｌ３は、勾配θ３が急な上り坂であり、車体に加わる重力加速度による後進方向の力を含む走行抵抗により、ディーゼルエンジン１０の駆動力のみではトランスミッション２０のギア段をダウンシフトしなければ車速Ｖを目標速度範囲に維持できない、つまり、少なくとも一部の区間でアシスト走行をさせた場合に、車速Ｖを目標速度ｖａ以上、又は下限速度ｖｃ以上に維持可能な登坂路である。このような急登坂路Ｌ３としては、例えば、ＨＥＶの車重Ｍが２５ｔの場合には、勾配θ３が３％以上で、走行距離ｓ３が５００ｍ以上になる登坂路を例示できる。

高充電状態Ｃｈは、バッテリー３５の充電状態が満放電を０％、満充電を１００％とした場合には、５０％以上、好ましくは６０％以上の状態であり、低充電状態Ｃｌは、５０％未満、好ましくは４０％以下の状態である。なお、バッテリー３５の充電状態Ｃｅは、バッテリー３５の種類により適正な運用範囲が定められており、例えば、高充電状態Ｃｈ及び低充電状態Ｃｌは、その運用範囲の上限値及び下限値に設定されてもよい。

排気ガス浄化装置７５の浄化状態が第２状態よりも低い状態は、第１状態よりも浄化機能が高い状態、具体的には、圧力差センサ８８で取得した圧力差ΔＰが第１圧力判定値Ｐｃよりも低い値に設定された第２圧力判定値Ｐｄ以下の状態である。すなわち、捕集装置７７のＰＭの堆積量が第１状態よりも少ない状態である。

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、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が投入されて、急登坂路Ｌ３の手前の平坦路Ｌ０（勾配θ０、距離ｓ０）をオートクルーズモードで走行中に行われるものとする。また、以下では、平坦路Ｌ０及び急登坂路Ｌ３では、車速Ｖを目標速度ｖａに維持する設定とした。

まず、ステップＳ１０では、勾配θ３及び走行距離ｓ３を含む地図情報並びに車重Ｍに基づいてＨＥＶよりも前方の走行路に急登坂路Ｌ３があるか否かを予測する。このステップＳ１０で急登坂路Ｌ３がないと予測するとステップＳ２０へ進み、急登坂路Ｌ３があると予測するとステップＳ６０へ進む。

次いで、ステップＳ２０では、圧力差センサ８８の取得した圧力差ΔＰが第１圧力判定値Ｐｃ以上か否かを判定する。このステップＳ２０で圧力差ΔＰが第１圧力判定値Ｐｃ未満の場合には、スタートへ戻り、第１圧力判定値Ｐｃ以上の場合にはステップＳ３０へ進む。

次いで、ステップＳ３０では、バッテリー３５の充電状態Ｃｅが低充電状態Ｃｌ以下か否かを判定する。このステップＳ３０で充電状態Ｃｅが低充電状態Ｃｌ以下の場合には、ステップＳ４０へ進み、ステップＳ４０では発電回復を選択して実施してからスタートへ戻る。一方、ステップＳ４０で充電状態Ｃｅが低充電状態Ｃｌ超の場合には、ステップＳ５０へ進み、ステップＳ５０では強制回復を選択して実施してからスタートへ戻る。

一方、ステップＳ６０では、圧力差センサ８８の取得した圧力差ΔＰが第２圧力判定値Ｐｄ以上か否かを判定する。このステップＳ６０で圧力差ΔＰが第２圧力判定値Ｐｄ未満
の場合には、スタートへ戻り、第２圧力判定値Ｐｄ以上の場合にはステップＳ７０へ進む。

次いで、ステップＳ７０では、バッテリー３５の充電状態Ｃｅが高充電状態Ｃｈ以上か否かを判定する。このステップＳ７０で充電状態Ｃｅが高充電状態Ｃｈ以上の場合には、スタートへ戻り、高充電状態Ｃｈ未満の場合には、ステップＳ８０へ進み、ステップＳ８０では、発電回復を選択して実施してからスタートへ戻る。

そして、急登坂路Ｌ３では、制御装置８０が、バッテリー３５の充電状態Ｃｅが低充電状態Ｃｌになるまでは、アシスト走行を選択してＨＥＶを登坂させる。

図４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、圧力差ΔＰ、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。

一点鎖線で示す本発明の制御を行わない場合には、急登坂路Ｌ３の中途の位置のＣ地点で強制回復が実施されて、駆動力Ｆｅに寄与しない燃料が噴射される。そして、急登坂路Ｌ３の中途の位置のＤ地点でバッテリー３５の充電状態Ｃｅが低充電状態Ｃｌになり、それ以降のアシスト走行が行えずに、トランスミッション２０のギア段をダウンシフトするため、ディーゼルエンジン１０のエンジン回転数Ｎｅが低回転側になり、車速Ｖが目標速度ｖａを下回ってしまう。

一方、本発明のＨＥＶは、Ａ地点でステップＳ１０〜ステップＳ７０が行われ、Ａ地点からＢ地点までの間にステップＳ８０が行われる。つまり、Ａ地点からＢ地点までは、発電回復により、減速機構３０を介してモータージェネレーター３３を回生発電してバッテリー３５を充電すると共にその回生発電によりディーゼルエンジン１０の負荷を増加させることに伴って排気ガス７１の温度を回復温度Ｔｄまで上昇させ、排気ガス浄化装置７５の浄化機能を回復している。

そして、Ｂ地点からアシスト走行が開始されて、ディーゼルエンジン１０の駆動力及びモータージェネレーター３３の回転駆動による駆動力の両方で走行することで、トランスミッション２０をダウンシフトさせずに登坂している。

このような制御を行うようにしたので、第１圧力判定値Ｐｃより低い値の第２圧力判定値Ｐｄに基づいた発電回復によって、強制回復の機会を抑制して排気ガス浄化装置７５の浄化機能の回復のためのディーゼルエンジン１０の駆動力に寄与しない燃料消費量を削減できることに加えて、急登坂路Ｌ３を登坂する前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を充電して、急登坂路Ｌ３の開始地点Ｂまでにバッテリー３５の充電状態Ｃｅを高充電状態Ｃｈにすることによって、急登坂路Ｌ３でのアシスト走行の機会を増加できる。

これにより、オートクルーズモードでは排気ガス浄化装置７５の機能回復のための燃料消費量を削減すると共に、急登坂路Ｌ３の走行時には、アシスト走行を積極的に選択できるようになり、ディーゼルエンジン１０の出力の増加を抑制したり、トランスミッション２０をダウンシフトさせずに走行させたり、あるいは一つ上のギア段で走行させたりして、ディーゼルエンジン１０のエンジン回転数Ｎｅを低回転側にして燃料消費量を削減することができるので、より燃費を向上することができる。

上記のＨＥＶにおいては、制御装置８０が、急登坂路Ｌ３でアシスト走行をさせたと仮定した場合にバッテリー３５の充電状態Ｃｅが低充電状態Ｃｌ以上になると予測したとき
にはアシスト走行を選択し、バッテリー３５の充電状態Ｃｅが低充電状態Ｃｌ未満になると予測したときには、エンジン走行を選択し、そのエンジン走行中に車速Ｖが目標速度ｖａ未満、又は下限速度ｖｃ未満になるときに、アシスト走行を選択する制御を行う構成にしたように構成されることが望ましい。

急登坂路Ｌ３におけるエンジン走行中に車速Ｖが目標速度ｖａ未満、又は下限速度ｖｃ未満になるときは、例えば、トランスミッション２０のギア段をダウンシフトするときを例示できる。

このような制御を行うようにすると、急登坂路Ｌ３の中途の位置でバッテリー３５の充電状態Ｃｅが低充電状態Ｃｌになることを回避しながら、急登坂路Ｌ３を登り切るまでアシスト走行により適時アシストを行うことで、車速Ｖを目標速度ｖａ以上、又は下限速度ｖｃ以上に維持できる。

また、上記のＨＥＶにおいては、排気ガス浄化装置７５の浄化状態を示す第１状態を捕集装置７７にＰＭが限界まで堆積したときの堆積量の７０％以上、９０％以下の堆積量に設定し、第２状態を２０％以上、４０％以下の堆積量に設定することが望ましい。つまり、第１圧力判定値Ｐｃを限界まで堆積したときの堆積量の７０％以上、９０％以下の堆積量における圧力差に設定し、第２圧力判定値Ｐｄを限界まで堆積したときの堆積量の２０％以上、４０％以下の堆積量における圧力差に設定する。

このように設定することで、急登坂路Ｌ３の開始地点までの発電回復の機会を増やすことができるので、排気ガス浄化装置７５の浄化機能を回復するための燃料消費量を削減すると共にバッテリー３５の充電状態Ｃｅを高い状態に維持できる。

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
７１ 排気ガス
７３ 排気通路
７５ 排気ガス浄化装置
７７ 捕集装置
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
８８ 圧力差センサ
Ｌ３ 急登坂路

Claims (4)

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バッテリーに電気的に接続された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の排気通路に配置された排気ガス浄化装置と、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、該排気ガス浄化装置の浄化状態を取得する浄化状態取得装置と、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、前記浄化状態が予め設定された第１状態よりも浄化機能の低い状態のときには、前記ディーゼルエンジンの駆動中に駆動力に寄与しない燃料の噴射により排気ガスの温度を予め設定された回復温度まで上昇させて、該排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する強制回復と、該ディーゼルエンジンの駆動中に前記減速機構を介して前記モータージェネレーターで回生発電して前記バッテリーを充電すると共に該モータージェネレーターの回生発電により前記ディーゼルエンジンの負荷を増加させることに伴って排気ガスの温度を前記回復温度まで上昇させて、前記排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する発電回復とを、前記バッテリーの充電状態に基づいて選択する制御を行うことに加えて、
   少なくとも一部の区間で前記ディーゼルエンジンから前記クラッチ及び前記トランスミッションを経由して前記プロペラシャフトに伝達された駆動力、並び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て前記プロペラシャフトに伝達された駆動力の両方で走行するアシスト走行をさせたと仮定した場合に、前記車速を前記目標速度範囲に設定された目標速度以上、又は該目標速度範囲の下限速度以上に維持可能な急登坂路を前記地図情報及び前記車重に基づいて予測する制御を行い、
   さらに、予測した前記急登坂路の開始地点に到達する前に、前記バッテリーの充電状態が半充電状態以上、満充電状態以下に設定された高充電状態よりも低い状態で、かつ前記浄化状態が前記第１状態よりも浄化機能が高い状態に設定された第２状態よりも低い状態のときには、前記発電回復を選択して、該開始地点に到達するまでに該バッテリーの充電状態を該高充電状態にする制御を行うことを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記制御装置を、前記急登坂路で前記アシスト走行をさせたと仮定した場合に前記バッテリーの充電状態が満放電状態以上、半充電状態以下に設定された低充電状態以上になると予測したときには前記アシスト走行を選択し、該バッテリーの充電状態が該低充電状態未満になると予測したときには、前記ディーゼルエンジンの駆動力で走行するエンジン走行を選択し、該エンジン走行中に前記車速が前記目標速度未満、又は前記下限速度未満になるときに、前記アシスト走行を選択する制御を行う構成にした請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記排気ガス浄化装置を、排気ガス中の粒子状物質を捕集する捕集装置を含む構成にし、
   前記浄化状態取得装置を前記捕集装置の前後の圧力差から該捕集装置に堆積した粒子状物質の堆積量を取得する構成にし、
   前記第１状態を前記捕集装置に粒子状物質が限界まで堆積したときの堆積量の７０％以上、９０％以下の堆積量に設定し、前記第２状態を２０％以上、４０％以下の堆積量に設定した請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
4. オートクルーズモードが設定された場合には、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、ディーゼルエンジンの排気通路に配置された排気ガス浄化装置の浄化状態が予め設定された第１状態よりも浄化機能の低い状態のときには、該ディーゼルエンジンの駆動中に駆動力に寄与しない燃料の噴射により排気ガスの温度を予め設定された回復温度まで上昇させて、該排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する強制回復と、該ディーゼルエンジンの駆動中に減速機構を介してモータージェネレーターで回生発電してバッテリーを充電すると共に該モータージェネレーターの回生発電により該ディーゼルエンジンの負荷を増加させることに伴って排気ガスの温度を該回復温度まで上昇させて、該排気ガス浄化装置の浄化機能を回復する発電回復とを、該バッテリーの充電状態に基づいて選択するハイブリッド車両の制御方法であって、
   少なくとも一部の区間で前記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された駆動力、並び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て該プロペラシャフトに伝達された駆動力の両方で走行するアシスト走行をさせたと仮定した場合に、前記車速を前記目標速度範囲に設定された目標速度以上、又は該目標速度範囲の下限速度以上に維持可能な急登坂路を地図情報及び車重に基づいて予測し、
   予測した前記急登坂路の開始地点に到達する前に、前記バッテリーの充電状態が半充電状態以上、満充電状態以下に設定された高充電状態よりも低い状態で、かつ前記浄化状態が前記第１状態よりも浄化機能が高い状態に設定された第２状態よりも低い状態のときには、前記発電回復を選択して、該開始地点に到達するまでに該バッテリーの充電状態を該高充電状態にすることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。