JP6593044B2

JP6593044B2 - ハイブリッド車両及びその制御方法

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Publication number: JP6593044B2
Application number: JP2015177290A
Authority: JP
Inventors: 修松下; 伸一石黒; 義幸阿部; 竜山角; 隆文深田; 悟白鳥; 誠小川; 雅樹浅野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2035-09-09
Also published as: JP2017052377A

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、マニュアルトランスミッションを搭載した車両において、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減速機構を介して接続した場合でも、オートクルーズモードにおける燃料消費量を削減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、即ち、トランスミッションを介して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、この高速段のギアを介して動力が伝達されて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、このＨＥＶでは、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、既存のエンジンのみの車両を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。

しかしながら、特に、バスやトラックなどのマニュアルトランスミッションが搭載された既存の大型車両を、上記の減速機構を用いてＨＥＶ化して車速を予め設定した目標速度に維持するオートクルーズモードを使用すると、車重が重いことに起因する登坂路での車速の減速幅が大きいことから、登坂路でドライバーのシフトレバーによる変速操作によってマニュアルトランスミッションがダウンシフトして、エンジンが燃費効率の良い状態を維持できなくなる。

特開２００２−２３８１０５号公報

本発明の目的は、マニュアルトランスミッションを搭載した車両において、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減速機構を介して接続した場合でも、オートクルーズモードにおける燃料消費量を削減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接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジンおよ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、前記ディーゼルエンジンから前記トランスミッションへ伝達される回転動力を断接するクラッチ装置と、車速を取得する車速取得装置と、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、前記モータージェネレーターの回転軸と前記プロペラシャフトとを、前記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する減速機構を介して接続し、前記トランスミッションに、シフトレバーの操作に応じて変速するマニュアルトランスミッションを用い、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、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車速が減少する登坂路の有無を前記地図情報および前記車重に基づいて予測し、予測したその登坂路で前記車速が前記目標速度範囲内に設定された目標速度よりも遅くなったときに、前記モータージェネレーターで前記ディーゼルエンジンの駆動力をアシスト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、ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジンおよ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、前記ディーゼルエンジンから前記トランスミッションへ伝達される回転動力を断接するクラッチ装置と、を備えて、前記モータージェネレーターの回転軸と前記プロペラシャフトとを、前記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する減速機構を介して接続し、前記トランスミッションに、シフトレバーの操作に応じて変速するマニュアルトランスミッションを用いたハイブリッド車両の制御方法であって、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は、制御装置により、前記車速が減少する登坂路の有無を地図情報および車重に基づいて予測し、予測したその登坂路で前記車速が前記目標速度範囲内に設定された目標速度よりも遅くなったときに、前記モータージェネレーターで前記ディーゼルエンジンの駆動力をアシストするアシスト走行を選択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、オートクルーズモードが設定された場合の走行中に車速が目標速度よりも遅くなったら直ぐに、モータージェネレーターでディーゼルエンジンの駆動力をアシストするようにしたことで、車速が目標速度から大幅に遅くなることを回避して車速をその目標速度に対して設定された目標速度範囲に維持することができる。

これにより、車速が目標速度から大幅に遅くなることで生じるドライバーのシフトレバーによる変速操作を防止することができるので、オートクルーズモードで走行中にマニュアルトランスミッションの変速が削減されて、ディーゼルエンジンを燃費効率の良い状態で維持でき、オートクルーズモード中の燃料消費量を削減できる。さらに、シフトレバーによる変速操作を防止することで、ドライバーの疲労を軽減できるので、オートクルーズモードの利便性をより向上できる。

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のモータージェネレーターの運転特性図である。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。図１のディーゼルエンジンの運転特性図である。ＨＥＶが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、バッテリーの充電状態、およ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１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、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、クラッチ装置である乾式クラッチ１６を通じてトランスミッション２０に伝達される。

トランスミッション２０には、ドライバーによるシフトレバー１５３の操作に応じて変速するマニュアルトランスミション（ＭＴ）が用いられている。このＭＴは、入力された回転動力を複数段（例えば、前進３段と後進２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。一般に、ドライバーによる変速操作は、クラッチペダル１５０の踏み込みにより乾式クラッチ１６を断状態にしてから、シフトレバー１５３をニュートラル位置を介して目標変速段のシフト位置へ移動させた後に、クラッチペダル１５０を戻して乾式クラッチ１６を再び接状態にすることにより行われる。

この乾式クラッチ１６の断接状態は、制御装置８０に接続されたクラッチセンサ１４１により検出される。このクラッチセンサ１４１は、乾式クラッチ１６を締結および解放する図示しない空気圧式のアクチュエーターの伸縮をセンシングして乾式クラッチ１６の断接状態を検知している。

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１５２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、ドライバーのシフトレバー１５３による変速操作で設定されたギア段、地図情報取得装置８２で取得された地図情報、および車重取得装置８３で推定された車重Ｍに基づいて適時選択して、車速取得装置として設けられた車輪速センサ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１５２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１５１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。また、このＨＥＶはトランスミッション２０としてマニュアルトランスミッションを用いていることから、クラッチペダル１５０によるクラッチ操作やシフトレバー１５３による変速操作ではオートクルーズモードは解除されない。

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／ｈ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。

但し、このＨＥＶのように車重Ｍが乗用車と比較して重い大型車両にトランスミッショ
ン２０としてマニュアルトランスミッションを用いた場合には、オートクルーズモードが設定されても制御装置８０が変速操作やクラッチ操作を制御しないため、勾配による車速Ｖの変化が大きいことから、上限速度ｖｂおよび下限速度ｖｃは目標速度ｖａに近づけることが好ましい。例えば、上限速度ｖｂは目標速度ｖａに対して０ｋｍ／ｈ以上、５ｋｍ／ｈ以下、下限速度ｖｃは目標速度ｖａに対して−５ｋｍ／ｈ以上、０ｋｍ／ｈ以下の速度に設定されることが好ましい。

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。

車重取得装置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。

この車重取得装置８３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、走行抵抗のうちの転がり抵抗、空気抵抗、及び登坂抵抗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、ドライバーのシフトレバー１５３による変速操作で設定されたギア段、地図情報および推定した車重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。

エンジン走行では、ディーゼルエンジン１０から乾式クラッチ１６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。アシスト走行では、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。モータ走行では、乾式クラッチ１６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。惰性走行では、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、車速Ｖ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で、車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったときに、モータージェネレーター３３でディーゼルエンジン１０の駆動力をアシストする制御を行うように構成される。

オートクルーズモードにおけるディーゼルエンジン１０の燃料噴射量は、ドライバーのシフトレバー１５３による変速操作で設定されたギア段において、車速Ｖを目標速度範囲に維持できる噴射量のうちで最低となるように調節される。この燃料噴射量の調節は制御装置８０が行っており、制御装置８０が実験や試験により予め設定されたマップデータを参照して調節するとよく、例えば、そのマップデータは目標速度ｖａ、ドライバーのシフトレバー１５３による変速操作で設定されたギア段、地図情報の勾配θ、ならびに車重Ｍに基づいて設定される。

車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったときのモータージェネレーター３３は、最も効率の高い状態で減速機構３０を介してプロペラシャフト２５に伝達される駆動力を出力するように制御される。

図２はモータージェネレーター３３の運転特性を例示している。モータージェネレーター３３はインバーター３４により可変速制御されており、速度０から予め設定された基底速度Ｎａまでは一定の定格トルクＴａになる定トルク制御となっており、基底速度Ｎａから定格最大速度Ｎｂまでは一定の出力Ｐａになる定出力制御となっている。

モータージェネレーター３３の効率が最も高くなる状態は、回転速度Ｎｍと出力トルクＴｍとに基づいた出力曲線における定出力制御の区間の中途位置であり、基底速度Ｎａと定格最大速度Ｎｂとの略中間の速度になったときである。図２では、このモータージェネレーター３３の効率が最も高くなる状態の回転速度をＮｃ、出力トルクをＴｃとする。

従って、このＨＥＶがオートクルーズモードで車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったときのモータージェネレーター３３は、制御装置８０からの指示信号を受信したインバーター３４により回転速度Ｎｃ、出力トルクＴｃに制御される。

このように、モータージェネレーター３３を定出力制御区間における回転速度Ｎｃ、出力トルクＴｃに制御することで、バッテリー３５に充電された電力を効率良く消費して、車速Ｖを目標速度範囲に維持する駆動力を減速機構３０を介してプロペラシャフト２５に伝達できるので、燃費の向上に有利になる。

このＨＥＶの制御方法を、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がオートクルーズモードで走行路を走行中に行われる。

まず、ステップＳ１０では、制御装置８０が車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったか否かを判定する。このステップＳ１０で車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったと判定した場合にはステップＳ２０へ進む。

次いで、ステップＳ２０では、制御装置８０がインバーター３４に指示信号を送ってモータージェネレーター３３を駆動し、ディーゼルエンジン１０およびモータージェネレーター３３の両方の駆動力をプロペラシャフト２５に伝達するアシスト走行を選択する。この選択されたアシスト走行により車速Ｖが目標速度範囲の下限速度ｖｃ未満になることが回避され、車速Ｖが目標速度範囲に維持される。

次いで、ステップＳ３０では、制御装置８０がアシスト走行している際の車速Ｖが目標速度ｖａよりも速くなったか否かを判定する。アシスト走行して車速Ｖが目標速度ｖａよりも速くなる場合としては、例えば、走行路の勾配θが緩くなる場合を例示できる。このステップＳ３０で車速Ｖが目標速度ｖａ以下と判定した場合にはステップＳ２０へ戻りアシスト走行を維持する一方、車速Ｖが目標速度ｖａよりも速くなったと判定した場合にはステップＳ４０へ進む。

次いで、ステップＳ４０では、制御装置８０がインバーター３４に指示信号を送ってモータージェネレーター３３の駆動を停止して、エンジン走行を選択してスタートへ戻る。これにより、アシスト走行では車速Ｖが目標速度ｖａよりも速くなり目標速度範囲の上限速度ｖｂを超えることを回避するとともに、不必要なバッテリー３５の電力消費を抑制する。

一方、ステップＳ１０で車速Ｖが目標速度ｖａ以上と判定した場合にはステップＳ５０へ進む。次いで、ステップＳ５０では、制御装置８０がエンジン走行を選択する。次いで、ステップＳ６０では、制御装置８０がエンジン走行している際の車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったか否かを判定する。エンジン走行して車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなる場合としては、例えば、走行路の勾配θが険しくなる場合を例示できる。このステップＳ６０で車速Ｖが目標速度ｖａ以上と判定した場合にはステップＳ５０へ戻りエンジン走行を維持する一方、車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったと判定した場合にはステップＳ７０へ進む。次いで、ステップＳ７０では、制御装置８０がアシスト走行を選択してスタートへ戻る。

上記の制御方法は、ステップＳ１０、ステップＳ２０、およびステップＳ５０から構成することもできるが、エンジン走行またはアシスト走行で車速Ｖを目標速度ｖａに維持できる場合（車速Ｖ＝目標速度ｖａ）には、その車速Ｖを目標速度ｖａに維持できる走行を維持することが好ましい。

このような制御を行うようにしたことで、車速Ｖが目標速度ｖａから大幅に遅くなることを回避して車速Ｖを目標速度範囲に維持することができる。これにより、車速Ｖが目標速度ｖａから大幅に遅くなることで生じるドライバーのシフトレバー１５３による変速操作を防止することができるので、オートクルーズモードで走行中にトランスミッション２０の変速が削減されて、ディーゼルエンジン１０を燃費効率の良い状態で維持できるので、オートクルーズモード中の燃料消費量を削減できる。さらに、シフトレバー１５３による変速操作を防止することで、ドライバーの疲労を軽減できるので、オートクルーズモードの利便性をより向上できる。

上記のＨＥＶにおいては、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車速Ｖが減少する登坂路Ｌ３の有無を地図情報および車重Ｍに基づいて予測し、予測したその登坂路Ｌ３で車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったときにアシスト走行を選択する制御を行うように構成されることが望ましい。

登坂路Ｌ３は上り坂であり、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、車速Ｖが減少する走行路である。このような登坂路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。

このように、アシスト走行を選択する条件を、車速Ｖが減少する登坂路Ｌ３を予測して、その予測した登坂路Ｌ３で車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったときにすることで、不必要なモータージェネレーター３３の駆動によるバッテリー３５の電力消費を抑制することで、バッテリー３５の充電状態を高い状態に維持することができる。

例えば、平坦路で車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなっても、平坦路ではディーゼルエンジン１０の負荷を高くするだけで車速Ｖを目標速度ｖａ以上に容易に維持することができる。このような場合に、バッテリー３５に充電された電力でモータージェネレーター３３を駆動してアシスト走行に切り替えるとバッテリー３５の充電状態が低くなり、登坂路Ｌ３を走行する際にアシスト走行を選択できなくなる、あるいはアシスト走行を維持できる時間が短縮されてしまう。

そこで、登坂路Ｌ３の走行中をアシスト走行を選択する条件とすることで、アシスト走行でなければ車速Ｖが減少する登坂路Ｌ３で確実にアシスト走行を選択することができ、かつそのアシスト走行を長く維持することも可能になるので、車速Ｖを目標速度範囲に確実に維持できるとともに、登坂路Ｌ３におけるドライバーのシフトレバー１５３による変速操作を回避することができる。

さらに、上記のＨＥＶにおいては、制御装置８０が、オートクルーズモードが設定された場合で、ディーゼルエンジン１０の燃料噴射量Ｑｅが予め設定された高噴射量Ｑａ以上のときに、アシスト走行を選択する制御を行うように構成されることが望ましい。

図４はエンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｅとに基づいたディーゼルエンジン１０の運転特性を例示している。高噴射量Ｑａはディーゼルエンジン１０の負荷を低負荷、中負荷、高負荷と区別した場合に高負荷となる領域に設定された図示しないピストンの１ストローク当たりの噴射量であり、トランスミッション２０のギア段においてはギア比の低い高ギア段、例えば、１２段変速であれば、８段〜１２段に設定された領域である。この高噴射量Ｑａとしては、例えば、１５０ｍｍ^３／ｓｔ以上、１８０ｍｍ^３／ｓｔ以下を例示できる。

このように、アシスト走行を選択する条件を、燃料噴射量Ｑｅが高噴射量Ｑａ以上とすることで、不必要なモータージェネレーター３３の駆動によるバッテリー３５の電力消費を抑制することで、バッテリー３５の充電状態を高い状態に維持することができる。

例えば、ディーゼルエンジン１０が低負荷あるいは中負荷で駆動している場合に、車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなっても、高負荷まで負荷を上昇することで車速Ｖを目標速度ｖａ以上に容易に維持することができる。このような場合に、バッテリー３５に充電された電力でモータージェネレーター３３を駆動してアシスト走行に切り替えるとバッテリー３５の充電状態が低くなり、ディーゼルエンジン１０が高負荷で駆動してそれ以上負荷を上昇することができないような場合にアシスト走行を選択できなくなる、あるいはアシスト走行を維持できる時間が短縮されてしまう。

そこで、燃料噴射量Ｑｅが高噴射量Ｑａ以上をアシスト走行を選択する条件とすることで、アシスト走行でなければ車速Ｖが減少するディーゼルエンジン１０が高負荷で駆動した場合で確実にアシスト走行を選択することができ、かつそのアシスト走行を長く維持することも可能になるので、車速Ｖを目標速度範囲に確実に維持できるとともに、ディーゼルエンジン１０を高負荷で駆動した場合におけるドライバーのシフトレバー１５３による変速操作を回避することができる。

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、モータージェネレーター３３の充電状態Ｃｅ、および標高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。

登坂路Ｌ３の手前の平坦路でのエンジン走行中に、制御装置８０が、地図情報取得装置８２で取得した勾配θ３および走行距離ｓ３、ならびに車重取得装置８３で推定した車重Ｍを取得する。次いで、制御装置８０が、それらに基づいてエンジン走行させたと仮定した場合に車速Ｖが減少する登坂路Ｌ３を予測する。

Ａ地点で登坂路Ｌ３が開始すると、車速Ｖが減少して目標速度ｖａよりも遅くなる（ステップＳ１０）。次いで、Ｂ地点で制御装置８０がディーゼルエンジン１０の燃料噴射量Ｑｅが高噴射量Ｑａ以上であると判定した後に、アシスト走行を選択してＨＥＶにアシスト走行を開始させる（ステップＳ２０）。これにより、車速Ｖが増加して車速Ｖを目標速度ｖａに維持する。

次いで、Ｃ地点で登坂路Ｌ３の勾配θ３が緩くなると、車速Ｖが目標速度ｖａよりも速くなる（ステップＳ３０）。次いで、Ｄ地点で制御装置８０がエンジン走行を選択してＨＥＶにエンジン走行させる（ステップＳ４０）。これにより、車速Ｖが減少して車速Ｖを目標速度ｖａに維持する。

このように、車速Ｖが目標速度範囲の下限速度ｖｃよりも遅くなってからではなく、目標速度ｖａよりも遅くなったときにアシスト走行を選択するようしたことで、車速Ｖが目標速度ｖａから大きく乖離することを回避できる。

これにより、ドライバーのシフトレバー１５３による変速操作を防止するので、トランスミッション２０がダウンシフトすることを回避して、ディーゼルエンジン１０の運転状態を効率の良い状態に維持し続けて、燃費を向上することができ、かつシフトレバー１５３による変速操作を防止することで、ドライバーの疲労を軽減できるので、オートクルーズモードの利便性をより向上でき、さらに車速Ｖを目標速度ｖａから大幅に乖離させることを回避してＨＥＶを時間通りに運行させることができる。

また、ＨＥＶが登坂路Ｌ３を走行中であることと、ディーゼルエンジン１０の燃料噴射量Ｑｅが高噴射量Ｑａ以上であることとの二つの条件を満たした場合で、車速Ｖが目標速度ｖａよりも遅くなったときにアシスト走行を選択するようにしたことで、アシスト走行を乱用してバッテリー３５の充電状態を不必要に低い状態にすることを回避することができる。

１０ディーゼルエンジン
１６乾式クラッチ
２０トランスミッション（ＭＴ）
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
８０制御装置
８１オートクルーズ作動スイッチ
１５３シフトレバー
ｖａ目標速度

Claims

ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジンおよ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、前記ディーゼルエンジンから前記トランスミッションへ伝達される回転動力を断接するクラッチ装置と、車速を取得する車速取得装置と、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、
前記モータージェネレーターの回転軸と前記プロペラシャフトとを、前記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する減速機構を介して接続し、
前記トランスミッションに、シフトレバーの操作に応じて変速するマニュアルトランスミッションを用い、
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、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車速が減少する登坂路の有無を前記地図情報および前記車重に基づいて予測し、予測したその登坂路で前記車速が前記目標速度範囲内に設定された目標速度よりも遅くなったときに、前記モータージェネレーターで前記ディーゼルエンジンの駆動力をアシスト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。
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で、前記ディーゼルエンジンの燃料噴射量が予め設定された高噴射量以上のときに、前記モータージェネレーターで前記ディーゼルエンジンの駆動力をアシスト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。
ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジンおよ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、前記ディーゼルエンジンから前記トランスミッションへ伝達される回転動力を断接するクラッチ装置と、を備えて、前記モータージェネレーターの回転軸と前記プロペラシャフトとを、前記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する減速機構を介して接続し、前記トランスミッションに、シフトレバーの操作に応じて変速するマニュアルトランスミッションを用いたハイブリッド車両の制御方法であって、
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は、制御装置により、前記車速が減少する登坂路の有無を地図情報および車重に基づいて予測し、予測したその登坂路で前記車速が前記目標速度範囲内に設定された目標速度よりも遅くなったときに、前記モータージェネレーターで前記ディーゼルエンジンの駆動力をアシストするアシスト走行を選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。