特許 6430690 ハイブリッド車両の排気浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6430690

(24)【登録日】2018年11月9日

(45)【発行日】2018年11月28日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の排気浄化装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/16 20160101AFI20181119BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20181119BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20181119BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20181119BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20181119BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20181119BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20181119BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20181119BHJP

   B60K 6/24 20071001ALI20181119BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20181119BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20181119BHJP

【ＦＩ】

   B60W20/16

   B60W10/06 900

   B60W20/00 900

   F01N3/08 BZHV

   F01N3/08 G

   F02D45/00 312R

   B60W10/08 900

   B60K6/48

   B60K6/547

   B60K6/24

   F02D29/02 Z

   B60L11/14

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-108901(P2013-108901)

(22)【出願日】2013年5月23日

(65)【公開番号】特開2014-227072(P2014-227072A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2016年3月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】598051819

【氏名又は名称】ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(74)【代理人】

【識別番号】100111143

【弁理士】

【氏名又は名称】安達 枝里

(72)【発明者】

【氏名】飯島 吾郎

(72)【発明者】

【氏名】田邊 圭樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 享

【審査官】 田中 将一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２１５１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７４８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５４６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１３５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１３５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／２０ − ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ − １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ − １５／４２

Ｂ６０Ｗ １０／００ − ２０／５０

Ｆ０１Ｎ ３／００

Ｆ０１Ｎ ３／０２

Ｆ０１Ｎ ３／０４ − ３／３８

Ｆ０１Ｎ ９／００ − １１／００

Ｆ０２Ｄ ２９／００ − ２９／０６

Ｆ０２Ｄ ４３／００ − ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニアの供給により機能するＳＣＲ触媒を排気系に備えたエンジン、及びバッテリからの電力供給により作動するモータを走行用動力源として搭載し、車両を走行させるための要求トルクを上記エンジン側とモータ側とに配分し、該トルク配分に基づき駆動制御手段により上記エンジン及びモータをそれぞれ駆動制御して走行するハイブリッド車両において、
車両の前方の路面勾配に関する情報を取得する勾配情報取得手段と、
上記勾配情報取得手段により取得された情報に基づき上記車両の前方に登坂路の存在を予測したときに、上記ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が予め設定された判定値以上であるか否かを判定する吸着量判定手段と、
上記吸着量判定手段により上記ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が判定値以上であると判定されたときに、上記車両が登坂路に到達するまでの走行中において、上記要求トルクの配分をエンジン側の負担を増加させモータ側の負担を軽減させるように補正し、補正後のトルク配分に基づき上記駆動制御手段に上記エンジン及びモータをそれぞれ駆動制御させるＳＯＣ温存制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の排気浄化装置。

【請求項2】

アンモニアの供給により機能するＳＣＲ触媒を排気系に備えたエンジン、及びバッテリからの電力供給により作動するモータを走行用動力源として搭載し、車両を走行させるための要求トルクを上記エンジン側とモータ側とに配分し、該トルク配分に基づき駆動制御手段により上記エンジン及びモータをそれぞれ駆動制御して走行するハイブリッド車両において、
車両の前方の路面勾配に関する情報を取得する勾配情報取得手段と、
上記勾配情報取得手段により取得された情報に基づき上記車両の前方に登坂路の存在を予測したときに、上記ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が予め設定された判定値以上であるか否かを判定する吸着量判定手段と、
上記吸着量判定手段により上記ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が判定値以上であると判定されたときに、上記車両が登坂路に到達するまでの走行中において、上記ＳＣＲ触媒へのアンモニアの供給を中止すると共に、上記要求トルクを達成しながら、上記ＳＣＲ触媒に吸着されているアンモニアの脱硝反応を促進可能な運転領域で上記エンジンを運転するように、上記駆動制御手段に上記エンジン及びモータをそれぞれ駆動制御させる吸着量減少制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の排気浄化装置。

【請求項3】

上記吸着量減少制御手段は、上記車両が登坂路に到達した時点で、上記ＳＣＲ触媒のアンモニアの吸着量が予めアンモニアスリップを抑制可能な値として設定された目標アンモニア吸着量まで減少するように、上記駆動制御手段に上記エンジンを駆動制御させることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の排気浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はハイブリッド車両の排気浄化装置に係り、詳しくは還元剤としてアンモニア（ＮＨ₃）を供給することにより排ガス中のＮＯxを浄化する尿素選択還元型触媒（以下、ＳＣＲ触媒という）を備えた排気浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンの排ガス中に含まれるＮＯx（窒素酸化物）を浄化するための排気浄化装置として、エンジンの排気通路にＳＣＲ触媒を配設し、還元剤としてアンモニアをＳＣＲ触媒に供給して排ガスを浄化するようにした排気浄化装置が知られている。
このような排気浄化装置では、アンモニアに比べて取り扱いが容易な尿素水をエンジンの排ガス中に噴射するのが一般的である。例えば尿素水インジェクタなどから排ガス中に尿素水を噴射して排ガスの熱により加水分解させ、その結果生成されるアンモニアをＳＣＲ触媒に供給している。ＳＣＲ触媒上ではアンモニアと排ガス中のＮＯxとの間で脱硝反応が生起され、これによりＮＯxの還元が行われて排ガスが浄化される。
この種の排気浄化装置を備えたハイブリッド車両としては、例えば特許文献１に記載のものを挙げることができる。特許文献１にはシリーズ型ハイブリッド車両に備えられた排気浄化装置が開示されており、エンジンの排気通路にＳＣＲ触媒が備えられ、その上流側には尿素水インジェクタが配設されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１１３５８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ＳＣＲ触媒に吸着可能なアンモニアの量はエンジンの排気温度や排ガス流量に応じて相違し、排気温度が低いほど或いは排ガス流量が低いほど、多くのアンモニアをＳＣＲ触媒に吸着できる。このため、エンジンの運転領域が高回転・高負荷側に移行すると、それまでＳＣＲ触媒に吸着されていたアンモニアの一部がそのまま大気中に放出される、いわゆるアンモニアスリップを引き起こしてしまう場合がある。
特許文献１のようなシリーズ型ハイブリッド車両であれば、発電機の駆動のためにエンジンを用いるだけのため、アンモニアスリップの防止のために最適なエンジンの運転領域を維持することが比較的容易である。しかしながら、パラレル型ハイブリッド車両では、エンジンをモータと共に走行用動力源として機能させている。このため、車両の走行のためにエンジン駆動力を要する状況では、必ずしもアンモニアスリップの防止に最適なエンジンの運転領域を維持できるとは限らない。

【0005】

図８はこのような場合の制御状況を示すタイムチャートであり、車両が降坂路から平坦路を経て登坂路を走行する場合を表している。
車両が降坂路に到達すると（図８のポイントａ）、モータの回生制御を開始し、発電電力の充電によりバッテリのＳＯＣ（State Of Charge）が次第に増加する。モータの回生制御中のエンジンは排気温度が低く排ガス流量が少ないため、降坂路の走行中にＳＣＲ触媒には多くのアンモニアが吸着される。

【0006】

車両が平坦路に到達するとモータの回生制御を終了する（図８のポイントｂ）。エンジンの駆動力はモータの駆動力と共に平坦路の走行に利用される。平坦路の走行中にモータを運転させるためにバッテリは放電し、車両が登坂路に到達した時点ではバッテリのＳＯＣが低下して、車両の走行にモータの駆動力を利用できない状況が生じる（図８のポイントｃ）。よって、登坂路の走行に要求されるほとんど全てのトルクをエンジンに負担させるため、エンジンを高回転・高負荷域で運転せざるを得なくなる。

【0007】

一方で、尿素水インジェクタからの尿素水の噴射は排ガス中のＮＯx量に応じて行われており、平坦路の走行中にＳＣＲ触媒に吸着されたアンモニアは大きく減少しない。このため、登坂路の走行によりエンジンの排気温度及び排ガス流量が急激に上昇すると、ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニアの大半がそのまま排出されるアンモニアスリップが引き起こされてしまうという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両の登坂路の走行時において、エンジン排気温度や排ガス流量の急激な上昇に起因するアンモニアスリップを確実に防止することができるハイブリッド車両の排気浄化装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明は、アンモニアの供給により機能するＳＣＲ触媒を排気系に備えたエンジン、及びバッテリからの電力供給により作動するモータを走行用動力源として搭載し、車両を走行させるための要求トルクをエンジン側とモータ側とに配分し、トルク配分に基づき駆動制御手段によりエンジン及びモータをそれぞれ駆動制御して走行するハイブリッド車両において、車両の前方の路面勾配に関する情報を取得する勾配情報取得手段と、勾配情報取得手段により取得された情報に基づき車両の前方に登坂路の存在を予測したときに、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が予め設定された判定値以上であるか否かを判定する吸着量判定手段と、吸着量判定手段によりＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が判定値以上であると判定されたときに、車両が登坂路に到達するまでの走行中において、要求トルクの配分をエンジン側の負担を増加させモータ側の負担を軽減させるように補正し、補正後のトルク配分に基づき駆動制御手段にエンジン及びモータをそれぞれ駆動制御させるＳＯＣ温存制御手段とを備えたことを特徴とする。

【0009】

路面勾配に関する情報に基づき車両の前方に登坂路の存在が予測され、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が判定値以上であると判定されると、車両が登坂路に到達するまでの走行中に、エンジン側の負担を増加させモータ側の負担を軽減させた運転状態となるようにエンジン及びモータが駆動制御される。モータ側の負担が軽減されるためバッテリの放電が抑制され、登坂路への到達時点でもバッテリのＳＯＣは高い状態に保たれる。よって、登坂路の走行中にはエンジン側のトルクを抑制し、要求トルクに対する不足分をモータ側で補うことが可能となる。これによりエンジンの排気温度や排ガス流量の上昇を抑制できるため、ＳＣＲ触媒のアンモニアスリップを未然に防止することができる。

【0010】

その他の態様として、路面勾配に関する情報に基づき車両の前方に登坂路の存在が予測され、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が判定値以上であると判定された場合、車両が登坂路に到達するまでの走行中において、ＳＣＲ触媒へのアンモニアの供給を中止すると共に、要求トルクを達成しながら、エンジンからの排ガスに含まれるＮＯx量をコントロールすることでＳＣＲ触媒に吸着されているアンモニアの脱硝反応を促進可能な運転領域でエンジンを運転するように、エンジン及びモータを駆動制御することが好ましい。

【0011】

ＳＣＲ触媒でのアンモニアの脱硝反応が促進されるため、車両が登坂路に到達した時点では、ＳＣＲ触媒に吸着しているアンモニアが十分に減少する。よって、登坂路の走行中にエンジンを高回転・高負荷域で運転させて排気温度や排ガス流量が上昇した場合であっても、アンモニアスリップを防止することができる。

【0012】

また別の態様として、吸着量減少制御手段が、車両が登坂路に到達した時点で、ＳＣＲ触媒のアンモニアの吸着量が予めアンモニアスリップを抑制可能な値として設定された目標アンモニア吸着量まで減少するように、駆動制御手段にエンジンを駆動制御させることが好ましい。
車両が登坂路に到達した時点で、ＳＣＲ触媒のアンモニア吸着量が目標アンモニア吸着量まで減少するため、より確実にアンモニアスリップを防止することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、車両の登坂路の走行時において、エンジン排気温度や排ガス流量の急激な上昇に起因するアンモニアスリップを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態の排気浄化装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。

【図2】第１実施形態の車両ＥＣＵが実行するアンモニアスリップ抑制ルーチンを示すフローチャートである。

【図3】第１実施形態のアンモニアスリップ抑制制御の実行状況を示すタイムチャートである。

【図4】第２実施形態の車両ＥＣＵが実行するアンモニアスリップ抑制ルーチンを示すフローチャートである。

【図5】目標トルクを算出するための制御フローを示す図である。

【図6】第２実施形態のアンモニアスリップ抑制制御の実行状況を示すタイムチャートである。

【図7】第３実施形態の車両ＥＣＵが実行するアンモニアスリップ抑制ルーチンを示すフローチャートである。

【図8】従来技術の制御状況を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明をハイブリッド型トラックの排気浄化装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の排気浄化装置が搭載されたハイブリッド型トラックを示す全体構成図である。
ハイブリッド型トラック１はいわゆるパラレル型ハイブリッド車両として構成されており、以下の説明では、車両と称する場合もある。車両１には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２、及び例えば永久磁石式同期電動機のように発電機としても作動可能なモータ３が搭載されている。エンジン２の出力軸にはクラッチ４が連結され、クラッチ４にはモータ３の回転軸を介して自動変速機５の入力側が連結されている。自動変速機５の出力側にはプロペラシャフト６を介して差動装置７が連結され、差動装置７には駆動軸８を介して左右の駆動輪９が連結されている。

【0016】

自動変速機５は一般的な手動変速機をベースとしてクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進６速後退１速の変速段を有している。当然ながら、変速機５の構成はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、例えば手動式変速機として具体化してもよいし、２系統の動力伝達系を備えたいわゆるデュアルクラッチ式自動変速機として具体化してもよい。

【0017】

モータ３にはインバータ１０を介してバッテリ１１が接続されている。バッテリ１１に蓄えられた直流電力はインバータ１０により交流電力に変換されてモータ３に供給され（力行制御）、モータ３が発生した駆動力は自動変速機５で変速された後に駆動輪９に伝達されて車両１を走行させる。また、例えば車両１の減速時や降坂路での走行時には、駆動輪９側からの逆駆動によりモータ３が発電機として作動する（回生制御）。モータ３が発生した負側の駆動力は制動力として駆動輪９側に伝達されると共に、モータ３が発電した交流電力がインバータ１０で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電される。

【0018】

このようなモータ３が発生する駆動力は上記クラッチ４の断接状態に関わらず駆動輪９側に伝達され、これに対してエンジン２が発生する駆動力はクラッチ４の接続時に限って駆動輪９側に伝達される。従って、クラッチ４の切断時には、上記のようにモータ３が発生する正側または負側の駆動力が駆動輪９側に伝達されて車両１が走行する。また、クラッチ４の接続時には、エンジン２及びモータ３の駆動力が駆動輪９側に伝達されたり、或いはエンジン２の駆動力のみが駆動輪側に伝達されたりして車両１が走行する。

【0019】

車両ＥＣＵ１３は車両全体を統合制御するための制御回路である。そのために車両ＥＣＵ１３には、アクセルペダル１４の操作量θaccを検出するアクセルセンサ１５、ブレーキペダル１６の踏込操作を検出するブレーキスイッチ１７、車両１の速度Ｖを検出する車速センサ１８、エンジン２の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ１９、及びモータ３の回転速度Ｎtを検出するモータ回転速度センサ２０などの各種センサ・スイッチ類が接続されている。
また、車両ＥＣＵ１３には、図示はしないがクラッチ４を断接操作するアクチュエータ、及び自動変速機５を変速操作するアクチュエータなどが接続されると共に、エンジン制御用のエンジンＥＣＵ２２、インバータ制御用のインバータＥＣＵ２３、及びバッテリ１１を管理するバッテリＥＣＵ２４が接続されている。

【0020】

車両ＥＣＵ１３は、運転者によるアクセル操作量θaccなどに基づき車両１を走行させるために必要な要求トルクを算出し、その要求トルクやバッテリ１１のＳＯＣ（State Of Charge）などに基づき車両１の走行モードを選択する。本実施形態では走行モードとして、エンジン２の駆動力のみを用いるＥ/Ｇモード、モータ３の駆動力のみを用いるＥＶモード、及びエンジン２及びモータ３の駆動力を共に用いるＨＥＶモードが設定されており、その何れかの走行モードを車両ＥＣＵ１３が選択するようになっている。

【0021】

車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードに基づき、要求トルクをエンジン２やモータ３が出力すべきトルク指令値に換算する。例えばＨＥＶモードでは要求トルクをエンジン２側及びモータ３側に配分した上で、その時点の変速段に基づきエンジン２及びモータ３のトルク指令値を算出する。また、Ｅ/Ｇモードでは要求トルクを変速段に基づきエンジン２へのトルク指令値に換算し、ＥＶモードでは要求トルクを変速段に基づきモータ３へのトルク指令値に換算する。

【0022】

そして、車両ＥＣＵ１３は選択した走行モードを実行すべく、ＥＶモードでは上記クラッチ４を切断し、Ｅ/Ｇモード及びＨＥＶモードではクラッチ４を接続した上で、エンジンＥＣＵ２２及びインバータＥＣＵ２３にトルク指令値を適宜出力する。また、車両１の走行中において車両ＥＣＵ１３は、アクセル操作量θaccや車速Ｖなどに基づき図示しないシフトマップから目標変速段を算出し、この目標変速段を達成すべく、アクチュエータによりクラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を実行する。

【0023】

一方、エンジンＥＣＵ２２は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように噴射量制御や噴射時期制御を実行する。例えばＥ/ＧモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してエンジン２に駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してエンジンブレーキを発生させる。また、ＥＶモードの場合には、燃料噴射の中止によりエンジン２を停止保持する、またはアイドル運転状態とする。

【0024】

また、インバータＥＣＵ２３は、車両ＥＣＵ１３から入力された走行モード及びトルク指令値を達成するように、インバータ１０を駆動制御する。例えばＥＶモードやＨＥＶモードでは、正側のトルク指令値に対してモータ３を力行制御して正側の駆動力を発生させ、負側のトルク指令値に対してはモータ３を回生制御して負側の駆動力を発生させる。また、Ｅ/Ｇモードの場合には、モータ３の駆動力を０に制御する。
また、バッテリＥＣＵ２４は、バッテリ１１の温度、バッテリ１１の電圧、インバータ１０とバッテリ１１との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１１のＳＯＣを算出し、このＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ１３に出力する。

【0025】

一方、上記したエンジン２の排気通路３３には、排気浄化装置としてＳＣＲ触媒３４（尿素選択還元型触媒）が図示しない他の触媒と共に配設されている。排気通路３３のＳＣＲ触媒３４の上流側の箇所には尿素水インジェクタ３５が配設され、この尿素水インジェクタ３５は、車両ＥＣＵ１３から出力される駆動信号に応じて排気通路３３内に尿素水を噴射する。排気熱及び排ガス中の水蒸気により尿素水は加水分解されてアンモニアを生成し、生成されたアンモニアによりＳＣＲ触媒３４上では排ガス中のＮＯxが無害なＮ₂に還元されてＮＯxの浄化が行われる。

【0026】

エンジン２の排気温度や排ガス流量の変化によりＳＣＲ触媒３４はアンモニアスリップを生じるため、アンモニアスリップを発生し難い運転領域となるようにエンジン２を制御する必要がある。しかしながら、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、本実施形態のようなパラレル型のハイブリッド車両１では、走行のためにエンジン駆動力を要する状況があるため、アンモニアスリップを防止できない場合がある。例えば図８のように、降坂路の後の平坦路を走行した際にモータ３の運転のためにバッテリ１１が放電し、続く登坂路で車両１の走行のためにモータ３の駆動力を利用できない場合である。このような状況では、エンジン２側の負担の増大により排気温度及び排ガス流量が急激に増加するためアンモニアスリップを引き起こしてしまう。

【0027】

以上の不具合を鑑みた結果、本発明者は以下の２つの対策によりアンモニアスリップを防止できることを見出した。
まず、登坂路の走行時のアンモニアスリップは、エンジン２側の負担の増大による排気温度や排ガス流量の急激な上昇に起因し、ひいては、それ以前の平坦路などの走行中にバッテリ１１のＳＯＣが低下して登坂路での走行にモータ３の駆動力を利用できないことに起因する。そこで、平坦路などの走行中にバッテリ１１の放電を極力抑制してＳＯＣを温存すれば（以下、ＳＯＣ温存制御という）、その後の登坂路の走行中にモータ３の駆動力を利用可能となるため、アンモニアスリップを防止できる。

【0028】

また、登坂路の走行時のアンモニアスリップは、車両１が登坂路に到達した時点でＳＣＲ触媒３４が多量のアンモニアを吸着していることに起因する。そこで、それ以前の平坦路などの走行中にＳＣＲ触媒３４に吸着しているアンモニアを減少すれば（以下、吸着量減少制御という）、その後の登坂路の走行中にエンジン２の排気温度や排ガス流量が上昇したとしても、アンモニアスリップを防止できる。
以上の２つの対策を、第１及び第２実施形態として以下に順次説明する。

【0029】

［第１実施形態］
まず何れの対策においても、車両１が降坂路の走行を終了する時点までに、自車の前方に登坂路が存在することを予測する必要がある。事前に登坂路を予測できなければ、登坂路に到達するまでの走行中に上記ＳＯＣ温存制御や吸着量減少制御を実行できないためである。そこで、実際に自車が登坂路に到達する以前に、自車の道路上の前方の路面勾配に関する情報を取得しており、そのために図１に示すように、車両ＥＣＵ１３にはナビゲーション装置３１（勾配情報取得手段）及び通信装置３２（勾配情報取得手段）が接続されている。

【0030】

ナビゲーション装置３１は自己の記憶領域に記憶されている地図データ、及びアンテナを介して受信されるＧＰＳ情報やＶＩＣＳ（登録商標）情報などに基づき、車両１の走行中に地図上の自車位置を特定する。通信装置３２は、路側に適宜設置されているデータセンタの路側通信システムとの間で路車間通信を行うと共に、周囲を走行中の他車との間で車々間通信を行う。
通信対象となる情報は多岐にわたり、例えば自車が保有しない地図情報、或いは道路情報（道路のカーブや勾配など）や交通情報（渋滞情報、事故情報、工事情報など）、或いは地域情報（観光スポットの案内など）を路側通信システムや他車から取得したり、逆にこれらの情報を他車に供給したりする。

【0031】

図２は第１実施形態の車両ＥＣＵ１３が実行するアンモニアスリップ抑制ルーチンを示すフローチャートであり、車両ＥＣＵ１３は車両１の走行中に当該ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
まず車両ＥＣＵ１３は、ステップＳ２でナビゲーション装置３１及び通信装置３２を利用して自車の前方の路面勾配に関する情報を取得する（勾配情報取得手段）。続くステップＳ４では取得した路面勾配の情報に基づき、自車の前方に登坂路の存在が予測されるか否かを判定し、判定がＮoのときにはルーチンを終了する。また、ステップＳ４の判定がＹesの場合にはステップＳ６に移行し、現在のＳＣＲ触媒３４へのアンモニアの吸着量が予め設定された上限判定値以上であるか否かを判定する（吸着量判定手段）。上限判定値は、例えばエンジン２を高回転・高負荷域で運転させてもアンモニアスリップを発生しない上限の吸着量として予め設定されている。
なお、ＳＣＲ触媒３４へのアンモニア吸着量は、常に、尿素水インジェクタ３５からの尿素水の噴射量に対して、ＳＣＲ触媒３４の入口と出口とのＮＯx量の偏差を求めることで，ＳＣＲ触媒３４のＮＯx浄化率を算出し、そのＮＯx浄化率に基づきアンモニア吸着量を推定する。

【0032】

ステップＳ６の判定がＮoのときにはアンモニアスリップのおそれ無しと見なし、一旦ルーチンを終了する。また、ステップＳ６の判定がＹesのときにはアンモニアスリップのおそれが有るため、ステップＳ８に移行してＳＯＣ温存制御を実行する。
この時点の車両１は未だ前方に存在する登坂路には到達しておらず、例えばそれほど起伏の変化しない路面（以下、平坦路という）を走行中である。このような路面では、車両ＥＣＵ１３は走行モードとしてＨＥＶモードを選択し。要求トルクをエンジン２側及びモータ３側に配分する。

【0033】

ＳＯＣ温存制御では、このような通常時のトルク配分をベースとして、エンジン２側の負担を増加させモータ３側の負担を軽減させるように補正する（ＳＯＣ温存制御手段）。よって、ＳＯＣ温存制御の実行中には、補正後のトルク配分から求められたトルク指令値に基づき、エンジンＥＣＵ２２によりエンジン２の運転が制御され、インバータＥＣＵ２３によりモータ３の運転が制御される。
その後、車両ＥＣＵ１３はステップＳ１０で車両１が登坂路に到達して登坂路の走行を開始したか否かを判定する。判定がＮoの間はステップＳ８でＳＯＣ温存制御を継続し、判定がＹesになるとルーチンを終了する。

【0034】

次に、以上の車両ＥＣＵ１３によるアンモニアスリップ抑制制御の実行状況を図３のタイムチャートに基づき説明する。このタイムチャートでは、車両１が降坂路から平坦路を経て登坂路を走行する場合を表している。
車両１が降坂路の走行を終了するまでの制御状況は、図８の従来技術と同様である。まず、車両１が降坂路に到達すると（図３のポイントａ）、モータ３の回生制御が開始され、発電電力がバッテリ１１に充電される。車両１が平坦路に到達するとモータ３の回生制御が終了される（図３のポイントｂ）。

【0035】

平坦路の走行中にはＳＯＣ温存制御が実行され、通常時のトルク配分の場合に比較してモータ３側の負担軽減によりバッテリ１１の放電が抑制される。よって、車両１が登坂路に到達した時点でもバッテリ１１のＳＯＣは高い状態に保たれている（図３のポイントｃ）。
平坦路から引き続いて登坂路でもＨＥＶモードが継続され、要求トルクの増加に応じてエンジン２側に配分されるトルクも増加する。しかし、このトルク達成のためにエンジン２を高回転・高負荷域で運転させると、排気温度や排ガス流量が上昇してアンモニアスリップが発生してしまう。

【0036】

本実施形態では登坂路への到達時点でバッテリ１１のＳＯＣが十分に確保されているため、図３に示すようにエンジン２側のトルクを抑制したとしても、そのトルク不足分をモータ３側で補うことができる。よって、登坂路での走行中に要求トルクを達成した上で、エンジン２の排気温度や排ガス流量の上昇を抑制でき、アンモニアスリップを未然に防止することができる。

【0037】

［第２実施形態］
次いで、第２実施形態を説明する。
図４は第２実施形態の車両ＥＣＵ１３が実行するアンモニアスリップ抑制ルーチンを示すフローチャートであり、図２に示す第１実施形態のフローチャートと共通する処理には同一のステップ番号を付している。

【0038】

第１実施形態と同じく、ステップＳ２で路面勾配の情報を取得し（勾配情報取得手段）、続くステップＳ４で自車の前方に登坂路が予測されると、ステップＳ６でＳＣＲ触媒３４のアンモニア吸着量が上限判定値以上であるか否かを判定する（吸着量判定手段）。ステップＳ６の判定がＹesのときにはアンモニアスリップのおそれが有るため、ステップＳ２２に移行して吸着量減少制御を実行する（吸着量減少制御手段）。
吸着量減少制御では、尿素水インジェクタ３５からの尿素水の噴射を中止すると共に、ＳＣＲ触媒３４に吸着されているアンモニアの脱硝反応を促進するために、エンジンからの排ガスに含まれるＮＯx量を増やす好適な運転領域でエンジン２を運転させる。このときのエンジン制御は、以下の知見に基づき行われる。
まず、アンモニアとＮＯxとの反応は１：１であるため、現在のアンモニアの吸着量（ＮＨ_{3 n1}）は次式(1)で表すことができる。

【0039】

ＮＨ_{3 n1}＝ＮＨ_{3 n-1}−ＮＯx _n1 …… (1)
次式(2)に基づきＮＯxを変化させればＳＣＲ触媒３４へのアンモニアの吸着量を調整可能となる。
ＮＨ_{3 n1}−ＮＨ_{3 n-1}＝−ＮＯx _n1 …… (2)

【0040】

エンジン２から排出されるＮＯxとエンジン２のトルクＴrqとは比例関係（ＮＯx∝Ｔrq）にあるため、次式(3)のように表すことができる。
ＮＨ_{3 n1}−ＮＨ_{3 n-1}＝−Ｔrq _n1 …… (3)
ここで、車両１が登坂路に到達するまでの時間をΔＴとすると、
（ＮＨ_{3 n1}−ＮＨ_{3 n-1}）/ΔＴ＝−Ｔrq _n1/ΔＴ…… (4)
が成立する。

【0041】

よって、上式(4)に基づきエンジン２のトルクＴrqを変化させることにより、ＳＣＲ触媒３４のアンモニアの吸着量を調整できる。
実際の目標トルクＴrq-tgtの算出処理は、図５に示す制御フローに従って車両ＥＣＵ１３により行われる。現在のアンモニア吸着量と目標アンモニア吸着量との偏差、及び登坂路までの時間ΔＴに基づき最適値αが算出され、予め設定したマップに従って目標トルクＴrq-tgtが算出される。

【0042】

目標トルクＴrq-tgtは、時間ΔＴが経過するまで（車両１が登坂路に到達するまで）にＳＣＲ触媒３４のアンモニアの吸着量を目標アンモニア吸着量まで減少可能な値として算出される。そして、この目標トルクＴrq-tgtに対応してエンジン２のトルク指令値が設定され、要求トルクに対する目標トルクＴrq-tgtの不足分に応じてモータ３のトルク指令値が設定され、それぞれのトルク指令値がエンジンＥＣＵ２２及びインバータＥＣＵ２３に出力される。
その後、車両ＥＣＵ１３はステップＳ１０で車両１が登坂路の走行を開始したか否かを判定し、判定がＮoの間はステップＳ２２で吸着量減少制御を継続し、判定がＹesになるとルーチンを終了する。

【0043】

次に、以上の車両ＥＣＵ１３によるアンモニアスリップ抑制制御の実行状況を図６のタイムチャートに基づき説明する。
車両１が降坂路の走行を終了するまでの制御状況（図６のポイントａ〜ｂ）は、図３の第１実施形態と同様である。そして、降坂路が終了して平坦路に移行すると、モータ３の回生制御が終了する。
平坦路の走行中には吸着量減少制御が実行され、尿素水インジェクタ３５からの尿素水の噴射が中止されると共に、図５の制御フローから算出された目標トルクＴrq-tgtに基づきエンジン２が制御される。結果として平坦路の走行中にエンジントルクは目標トルクＴrq-tgtに保たれ、要求トルクに対する不足分がモータ３側のトルクにより補われる。図６中に太い破線で示すように要求トルクが増減した場合でも、エンジントルクは目標トルクＴrq-tgtに保持され、モータ３側のトルクが増減することによって要求トルクが達成され続ける。

【0044】

そして、吸着量減少制御の実行中において、ＳＣＲ触媒３４上のアンモニアはエンジン２からの排ガス中のＮＯxと脱硝反応して消費される。このため、図６に示すようにＳＣＲ触媒３４のアンモニアの吸着量は略一定の変化率で減少し、車両１が登坂路に到達した時点では目標アンモニア吸着量まで減少する（図６のポイントｃ）。
平坦路の走行中にモータ３を運転させるため、車両１が登坂路に到達した時点ではバッテリ１１のＳＯＣが低下し、従来技術と同じく登坂路の走行中にモータ３の駆動力を利用できなくなる。よって、要求トルクの達成のためにエンジン２を高回転・高負荷域で運転させる必要が生じ、その排気温度及び排ガス流量が急激に上昇してしまう。しかしながら、本実施形態では、平坦路の走行中にＳＣＲ触媒３４のアンモニア吸着量を減少させているため、たとえエンジン２の排気温度及び排ガス流量が上昇したとしてもＳＣＲ触媒３４から排出されるアンモニアはごく微量であり、アンモニアスリップを未然に防止することができる。

【0045】

ところで、第１実施形態のＳＯＣ温存制御と第２実施形態の吸着量減少制御とを比較すると、ＳＯＣ温存制御では、ＳＣＲ触媒３４に多量のアンモニアが吸着されている場合には、たとえ登坂路の走行中にエンジン２側のトルクを抑制したとしてもアンモニアスリップを防止できない可能性がある。これに対して吸着量減少制御では、ＳＣＲ触媒３４に吸着されているアンモニア自体を減少させることから、より確実にアンモニアスリップを防止できる。そこで、ＳＣＲ触媒３４へのアンモニア吸着量に応じて双方の制御を切り換えてもよく、以下に第３実施形態として説明する。

【0046】

［第３実施形態］
図７は第３実施形態の車両ＥＣＵ１３が実行するアンモニアスリップ抑制ルーチンを示すフローチャートである。
第１，２実施形態と同じくステップＳ２〜６を実行し、ステップＳ６の判定がＹesのときにはステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、ＳＣＲ触媒３４へのアンモニアの吸着量が予め設定されたモード判定値未満であるか否かを判定する。モード判定値は、ＳＯＣ温存制御でも確実にアンモニアスリップを防止可能な上限の吸着量として予め設定されている。

【0047】

ステップＳ３２の判定がＹesの場合には、ステップＳ８，３４で登坂路の走行が開始されるまでＳＯＣ温存制御を実行する。また、ステップＳ３２の判定がＮoの場合には、ステップＳ２２，３６で登坂路の走行が開始されるまで吸着量減少制御を実行する。
以上の切換処理により、現在のＳＣＲ触媒３４へのアンモニア吸着量に対して最適な手法によりアンモニアスリップを防止することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記各実施形態ではハイブリッド型トラック１に具体化したが、これに代えてバスや乗用車に適用してもよい。

【符号の説明】

【0048】

２ エンジン
３ モータ
１１ バッテリ
１３ 車両ＥＣＵ
（勾配情報取得手段、吸着量判定手段、ＳＯＣ温存制御手段、吸着量減少制御手段）
２２ エンジンＥＣＵ（駆動制御手段）
２３ インバータＥＣＵ（駆動制御手段）
３１ ナビゲーション装置（勾配情報取得手段）
３２ 通信装置（勾配情報取得手段）
３４ ＳＣＲ触媒（尿素選択還元型触媒）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】