(57)【要約】【課題】エンジン始動時の白煙発生を抑制できるディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法を提供すること。【解決手段】ディーゼルエンジン１１の始動時に燃焼圧波形を監視し、この燃焼圧波形から燃料噴射量に対する燃焼割合を算出し、この燃焼割合が予め設定された基準値以下の場合には、ディーゼルエンジン１１を停止し、モータジェネレータ１７によるＥＶ走行に切り替え、白煙の発生を抑制する。また、このＥＶ走行後に、バッテリ２０の充電状態が予め設定された下限値以下になった場合には、ディーゼルエンジン１１を再始動して高負荷側運転を実施し、バッテリ２０を充電する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用駆動源としてディーゼルエンジンおよびモータジェネレータを備えたディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法において、
前記ディーゼルエンジンの始動時に燃焼圧波形を監視し、当該燃焼圧波形から燃料噴射量に対する燃焼割合を算出し、当該燃焼割合が予め設定された基準値以下の場合には、前記ディーゼルエンジンを停止し、前記モータジェネレータによる走行に切り替えることを特徴とするディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法。
【請求項２】
前記モータジェネレータによる走行に切り替えた後に、バッテリの充電状態が予め設定された下限値以下になった場合には、前記ディーゼルエンジンを再始動して高負荷側運転を実施することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法。
【請求項３】
走行用駆動源としてディーゼルエンジンおよびモータジェネレータを備えるとともに、当該ディーゼルエンジンの排気通路にＨＣ吸着触媒を備えたディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法において、
前記ディーゼルエンジンの始動から暖機されるまでの期間に亘って許容される最低のギヤ段走行を実施して当該ディーゼルエンジンを高回転高負荷側で運転することを特徴とするディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法に関し、さらに詳しくは、エンジン始動時の白煙発生を抑制できるディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の保全や省資源の観点から、ディーゼルハイブリッド車両の開発が行われている。このディーゼルハイブリッド車両は、排気通路に排気ガスを浄化するフィルタを設けたディーゼルエンジンと、自動変速可能な有段変速機と、ディーゼルエンジンと有段変速機間の動力伝達の接離を行うクラッチと、ディーゼルエンジン出力による発電またはバッテリ電力によるディーゼルエンジン出力のアシストを行うモータジェネレータとを備えている。
【０００３】
上記モータジェネレータは、走行駆動源であるモータとして機能する力行運転モードと、発電機として機能する回生運転モードとの２つの運転状態をとり得るように構成されている。このように構成されたディーゼルハイブリッド車両は、変速時には有段変速機が自動変速されるとともに、クラッチが自動的に接離操作される。
【０００４】
そして、走行状態に応じてディーゼルエンジンによる駆動力とモータジェネレータによる駆動力とを使い分け、運転効率が高くなるように制御される。たとえば、発進時等の低速（低回転）もしくは低負荷時においては、エンジン効率が悪いため、ディーゼルエンジンを停止してモータだけで走行したり、通常走行時にはディーゼルエンジンとモータの両方が車輪を駆動するように制御される。
【０００５】
ところで、このようなディーゼルハイブリッド車両にあっては、ディーゼルエンジンの始動時（低回転低負荷時）には暖機が不十分なため、筒内壁面に噴射燃料が付着するなどして白煙が発生しやすく、また、排気浄化のために排気通路に設けられた触媒も十分に活性化されず、白煙の発生を十分に抑制できない虞があった。
【０００６】
これらの課題を解決すべく、種々の関連技術が提案されている。すなわち、たとえば、燃費を向上しつつ煤およびＮＯｘを良好に処理する技術（特許文献１参照）、触媒が活性温度以下の時はエンジンとモータジェネレータとを併用し、通常走行からエンジンのみによる特別走行に切り替える技術（特許文献２参照）、冷間始動時のように吸着材の温度が所定温度未満である場合は、吸着材の昇温を遅延させるように制御する技術（特許文献３参照）等である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２３４３６３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１５８６９号公報
【特許文献３】
特開２０００−２７４２２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、白煙発生を抑制する手段として提供されているものの、噴射燃料の燃焼状態を直接モニターし、白煙の発生をさらに効果的に抑制する手段としては提供されておらず、かかる観点から白煙発生を抑制する手段の提供が望まれていた。
【０００９】
また、ディーゼルハイブリッド車両の特長を活かし、モータジェネレータや自動変速可能な有段変速機を効果的に活用することにより、エンジンの暖機性を向上させ、白煙発生を抑制する手段の提供が望まれていた。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ディーゼルエンジン始動時の白煙発生を抑制できるディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法は、走行用駆動源としてディーゼルエンジンおよびモータジェネレータを備えたディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法において、前記ディーゼルエンジンの始動時に燃焼圧波形を監視し、当該燃焼圧波形から燃料噴射量に対する燃焼割合を算出し、当該燃焼割合が予め設定された基準値以下の場合には、前記ディーゼルエンジンを停止し、前記モータジェネレータによる走行に切り替えることを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、この発明によれば、白煙が発生しやすいディーゼルエンジンの運転領域では、ディーゼルエンジンを停止することで白煙の発生を抑制するとともに、モータジェネレータによる走行（ＥＶ走行）を実施し、白煙が発生しない運転領域になったら、ＥＶ走行を停止してディーゼルエンジンを運転することで、全運転領域に亘って白煙の発生を抑制することができる。
【００１３】
また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法は、前記モータジェネレータによる走行に切り替えた後に、バッテリの充電状態が予め設定された下限値以下になった場合には、前記ディーゼルエンジンを再始動して高負荷側運転を実施することを特徴とするものである。
【００１４】
したがって、この発明によれば、モータジェネレータによる走行（ＥＶ走行）を実施し、白煙が発生しない運転領域でディーゼルエンジンを高負荷側運転することにより、モータジェネレータを回生運転でき、バッテリを充電することができる。
【００１５】
また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法は、走行用駆動源としてディーゼルエンジンおよびモータジェネレータを備えるとともに、当該ディーゼルエンジンの排気通路にＨＣ吸着触媒を備えたディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法において、前記ディーゼルエンジンの始動から暖機されるまでの期間に亘って許容される最低のギヤ段走行を実施して当該ディーゼルエンジンを高回転高負荷側で運転することを特徴とするものである。
【００１６】
したがって、この発明によれば、ディーゼルエンジンの始動時にある程度発生する白煙は、ＨＣ吸着触媒により吸着することができるとともに、高回転高負荷側で運転することにより暖機性を高めることができ、白煙の発生を抑制することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。先ず、前輪駆動車（ＦＦ車）であるディーゼルハイブリッド車両１０の概略構成について図１に基づいて説明する。ディーゼルハイブリッド車両１０には、車両前部に走行駆動源としてのディーゼルエンジン１１が設けられている。このディーゼルエンジン１１は、コモンレール方式の燃料噴射システム（図示せず）により燃料噴射量が制御されるようになっている。
【００１９】
また、このディーゼルエンジン１１には、筒内の燃焼圧を検出する燃焼圧センサ（図示せず）を備えている。また、ディーゼルエンジン１１は、ターボ過給機（図示せず）を備えている。さらに、ディーゼルエンジン１１の排気通路には、排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）を吸着するためのＨＣ吸着触媒を備えている。
【００２０】
このディーゼルエンジン１１で発生する駆動力は、マルチモードトランスミッション（ＭＭＴ）１２およびドライブシャフト１４を介して主駆動輪としての前輪１３に伝達されるようになっている。このマルチモードトランスミッション１２は、走行状態に応じてギヤ段の変速操作をアクチュエータで電気的に自動制御するものである。すなわち、トルクコンバータは搭載されていない。
【００２１】
また、ディーゼルハイブリッド車両１０には、ディーゼルエンジン１１とマルチモードトランスミッション１２の有段変速機間の動力伝達の接離を行うクラッチ１２ａが備えられており、走行状態に応じて接離操作をアクチュエータで電気的に自動制御されるようになっている。
【００２２】
また、駆動力を分けて伝達するトランスファ１５には、プロペラシャフト１６が連結され、その末端には駆動系歯車装置（ギヤトレーン）を一体化したモータジェネレータ（ＭＧ）１７が連結されている。また、後輪１８は、駆動輪である前輪１３に連れ回されるだけの構成となっている。
【００２３】
このモータジェネレータ１７は、インバータ１９を介し、充放電可能な二次電池であるバッテリ２０と接続されている。また、このモータジェネレータ１７は、走行駆動源であるモータとして機能する力行運転モードと、発電機として機能する回生運転モードとの２つの運転状態をとり得るように構成されている。
【００２４】
たとえば、このモータジェネレータ１７は、力行運転モードではバッテリ２０からの電力供給を受けて、プロペラシャフト１６を介しドライブシャフト１４を駆動するための動力を発生する。また、回生運転モードでは、このモータジェネレータ１７は、プロペラシャフト１６を介してディーゼルエンジン１１あるいはドライブシャフト１４から伝達される駆動力を電力に変換し、バッテリ２０を充電する。なお、モータジェネレータ１７が力行運転モードあるいは回生運転モードのいずれかで運転されるかは、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）をも勘案して決定される。
【００２５】
以上のように構成されたディーゼルハイブリッド車両１０は、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって各構成要素とともに以下のように基本制御され、種々の状態で走行することができる。たとえば、ディーゼルハイブリッド車両１０が走行を始めた比較的低速な状態では、ディーゼルエンジン１１を停止したまま、モータジェネレータ１７を力行することにより走行（ＥＶ走行）する。
【００２６】
そして、走行開始後にディーゼルハイブリッド車両１０が所定の速度に達すると、モータジェネレータ１７を用いてディーゼルエンジン１１をクランキングして始動し、当該ディーゼルエンジン１１を用いた運転に移行する。定常運転時には、通常は、ディーゼルエンジン１１がドライブシャフト１４の要求動力とほぼ等しい出力を発生するように運転される。このとき、ディーゼルエンジン１１の出力のほぼすべてがドライブシャフト１４に伝えられる。
【００２７】
一方、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣが予め定められた基準値以下に低下している場合には、ディーゼルエンジン１１がドライブシャフト１４の要求動力以上の出力で運転され、その余剰動力の一部はモータジェネレータ１７によって電力として回生され、バッテリ２０の充電に利用される。また、ディーゼルエンジン１１のトルクが不足する場合には、モータジェネレータ１７の駆動によって不足分のトルクがアシストされ、必要トルクを確保することができる。
【００２８】
また、上記ディーゼルハイブリッド車両１０は、燃料の節約と排気エミッションの低減を図るために、いわゆるエコラン（エコノミー＆エコロギーランニング）制御もなされる。すなわち、たとえば、交差点における信号待ち等でディーゼルハイブリッド車両１０が停車した場合に、所定の停止条件下でディーゼルエンジン１１を自動停止させ、その後、所定の再始動条件下（たとえば、アクセルペダルを踏み込んだとき）でディーゼルエンジン１１を再始動させる制御もなされる。
【００２９】
以上が本発明に係るディーゼルハイブリッド車両１０の基本構成および基本制御動作である。
【００３０】
つぎに、本発明の要部であるディーゼルハイブリッド車両１０のエンジン始動時制御方法について図１および図２に基づいて説明する。ここで、図２は、ディーゼルハイブリッド車両１０のエンジン始動時制御方法を示すフローチャートである。
【００３１】
図２に示すように、先ず、ディーゼルエンジン１１を始動する（ステップＳ１０）。このとき、燃焼圧センサ（図示せず）によってディーゼルエンジン１１の筒内の燃焼圧波形をモニターし、この燃焼圧波形から燃料噴射量に対する燃焼割合を算出する（ステップＳ１１）。
【００３２】
そして、この燃焼割合が、予め設定された基準値以下（あるいは未燃焼割合が予め設定された基準値を越えている）か否かが判断される（ステップＳ１２）。燃焼割合が上記基準値以下である場合には、ディーゼルエンジン１１を運転すると白煙が発生するので、ディーゼルエンジン１１を停止してモータジェネレータ１７を力行することによりＥＶ走行に切り替えて（ステップＳ１３）、白煙の発生を抑制する。
【００３３】
ＥＶ走行を所定時間続けるとバッテリ２０が放電するので、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣが、予め設定された下限値以下になったか否かを判断する（ステップＳ１４）。そして、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣが、予め設定された下限値以下になっていたら（ステップＳ１４肯定）、ディーゼルエンジン１１を再始動し、高負荷側で運転する（ステップＳ１５）。
【００３４】
すなわち、ディーゼルエンジン１１には、走行のためにドライブシャフト１４から要求される負荷（通常時の負荷）のほか、モータジェネレータ１７の回生分だけの負荷が余計にかかっているため、ディーゼルエンジン１１を通常時よりも当該回生分だけ高負荷側で運転する。これにより、バッテリ２０は充電されることとなる。このようにディーゼルエンジン１１は、ドライブシャフト１４から要求される負荷のほか、上記モータジェネレータ１７の回生分の負荷を負担できる運転を要求されるので、上記ディーゼルエンジン１１の高負荷側運転とは、当該回生分の負荷に応じて通常時よりも所定量高い負荷で運転することを意味するものである。
【００３５】
このような高負荷側運転がされると、アイドル状態に比べて筒内に吸入される空気量が増える。すると、筒内の圧縮端の圧力・温度が上昇するので、この状態で燃料が噴射されると、燃料の筒内壁面への付着量が減るとともに、燃料と空気の混合率も良くなるので、白煙の発生が抑制される。
【００３６】
一方、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣが、下限値以下になっていなければ（ステップＳ１４否定）、モータジェネレータ１７によるＥＶ走行を続行することができる（ステップＳ１３）。
【００３７】
以上のように、この実施の形態１に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法によれば、白煙が発生しやすいディーゼルエンジン１１の運転領域では、モータジェネレータ１７によるＥＶ走行を実施し、白煙が発生しない領域になったら、ＥＶ走行を停止してディーゼルエンジン１１を運転することで、白煙の発生を抑制することができる。
【００３８】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係るディーゼルハイブリッド車両１０のエンジン始動時制御方法を示すフローチャートである。本実施の形態２は、ディーゼルエンジン１１の排気通路にＨＣ吸着触媒を備えたディーゼルハイブリッド車両１０のエンジン始動時制御方法であり、ディーゼルエンジン１１の始動から暖機されるまでの期間に亘って、許容される最低のギヤ段走行を実施して、ディーゼルエンジン１１を高回転かつ高負荷側で運転することにより、白煙の発生を抑制するものである。
【００３９】
すなわち、図３に示すように、エンジンを始動し（ステップＳ２０）、このとき、ある程度発生する白煙は、ＨＣ吸着触媒により吸着する。つぎに、ディーゼルエンジン１１が暖機されたか否かを判断する（ステップＳ２１）。この暖機状態は、その機関冷却水の温度をモニターすることにより判断される。
【００４０】
そして、ディーゼルエンジン１１が暖機されていれば（ステップＳ２１肯定）、通常のギヤ段走行を実施し（ステップＳ２４）、暖機されていなければ（ステップＳ２１否定）、電子制御ユニット（ＥＣＵ）による制御により、マルチモードトランスミッション１２を許容される最低のギヤ段に設定する（ステップＳ２２）。
【００４１】
たとえば、ドライバーがディーゼルエンジン１１を始動時してディーゼルハイブリッド車両１０を時速６０ｋｍで走行させる場合、通常ならば、４〜５速あるいは６速のギヤ段で走行すべきところ、これを３速に設定する。すると、ディーゼルエンジン１１は、高回転かつ高負荷側で運転されることとなるので、暖機性が向上し、白煙の発生を抑制することができる。
【００４２】
このような高回転高負荷側での運転により、ディーゼルエンジン１１が暖機されたならば（ステップＳ２３肯定）、通常のギヤ段走行を実施すればよい（ステップＳ２４）。暖機されていないならば（ステップＳ２３否定）、暖機されるまで、許容される最低のギヤ段走行を行う（ステップＳ２２、ステップＳ２３）。このように制御することにより、ディーゼルエンジン１１の暖機性が向上し、白煙の発生を抑制することができる。
【００４３】
以上のように、この実施の形態２に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法によれば、ディーゼルエンジン１１の始動から暖機されるまでの期間に亘って、許容される最低のギヤ段走行を実施し、ディーゼルエンジン１１を高回転高負荷側で運転することにより、暖機性を高めることができ、白煙の発生を抑制することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法によれば、走行用駆動源としてディーゼルエンジンおよびモータジェネレータを備えたディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法において、前記ディーゼルエンジンの始動時に燃焼圧波形を監視し、当該燃焼圧波形から燃料噴射量に対する燃焼割合を算出し、当該燃焼割合が予め設定された基準値以下の場合には、前記ディーゼルエンジンを停止し、前記モータジェネレータによる走行に切り替えることを特徴とするので、白煙が発生しやすいディーゼルエンジンの運転領域では、ディーゼルエンジンを停止することで白煙の発生を抑制するとともに、モータジェネレータによる走行（ＥＶ走行）を実施し、白煙が発生しない運転領域になったら、ＥＶ走行を停止してディーゼルエンジンを運転することで、全運転領域に亘って白煙の発生を抑制することができる。
【００４５】
また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法によれば、前記モータジェネレータによる走行に切り替えた後に、バッテリの充電状態が予め設定された下限値以下になった場合には、前記ディーゼルエンジンを再始動して高負荷側運転を実施することを特徴とするので、モータジェネレータによる走行（ＥＶ走行）を実施し、白煙が発生しない運転領域でディーゼルエンジンを高負荷側で運転することにより、モータジェネレータを回生運転でき、バッテリを充電することができる。
【００４６】
また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法によれば、走行用駆動源としてディーゼルエンジンおよびモータジェネレータを備えるとともに、当該ディーゼルエンジンの排気通路にＨＣ吸着触媒を備えたディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法において、前記ディーゼルエンジンの始動から暖機されるまでの期間に亘って許容される最低のギヤ段走行を実施して当該ディーゼルエンジンを高回転高負荷側で運転することを特徴とするので、ディーゼルエンジンの始動時にある程度発生する白煙は、ＨＣ吸着触媒により吸着することができるとともに、高回転高負荷側で運転することにより暖機性を高めることができ、白煙の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るディーゼルハイブリッド車両の概略構成を示す模式図である。
【図２】ディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態２に係るディーゼルハイブリッド車両のエンジン始動時制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ディーゼルハイブリッド車両
１１  ディーゼルエンジン
１２  マルチモードトランスミッション
１２ａ  クラッチ
１３  前輪
１４  ドライブシャフト
１５  トランスファ
１６  プロペラシャフト
１７  モータジェネレータ
１８  後輪
１９  インバータ
２０  バッテリ
【図１】
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【図２】
2004324439.tif 000004
【図３】
2004324439.tif 000005