(57)【要約】【課題】ディーゼルエンジンの暖機性を向上し、白煙の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】ディーゼルハイブリッド車両１０の始動時には、モータジェネレータ１７によるＥＶ走行を行うとともに、クラッチ１２ａを係合してディーゼルエンジン１１を連れ回し、所定の暖機状態が得られたときに燃料噴射を開始してディーゼルエンジン１１を始動する。また、ディーゼルエンジン１１の連れ回し時には、可変バルブタイミング機構（図示せず）により排気バルブ（図示せず）を閉じたままとする。【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のディーゼルエンジンおよびモータジェネレータと、自動変速可能な有段変速機と、前記ディーゼルエンジンと前記有段変速機間の動力伝達の接離を自動的に行うクラッチと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、
前記ディーゼルハイブリッド車両の始動時には、前記モータジェネレータのみによる走行を行うとともに、前記クラッチを係合して当該モータジェネレータの駆動により前記ディーゼルエンジンを連れ回し、所定の暖機状態が得られたときに燃料噴射を開始して当該ディーゼルエンジンを始動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。
【請求項２】
前記ディーゼルエンジンは可変動弁機構を備え、当該ディーゼルエンジンの連れ回し時には、当該可変動弁機構により排気弁を閉じたままと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。
【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、ディーゼルエンジンの暖機性を向上し、白煙の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）、バッテリ充電電圧が基準値以上の時はクラッチを切ってモータ走行し、機関出力により発電を行い、機関負荷を増大させて機関と触媒の暖機を行う技術（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２００１−１３２４９１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、触媒を暖機することによってこれを活性化し、発生した白煙を除去することで白煙発生を抑制するものである。しかしながら、地球環境の保全や省資源化のさらなる要請から、ディーゼルハイブリッド車両であることを活かし、この仕組みを積極的に利用することによって、エンジン冷間始動時の暖機を行い、筒内での白煙発生自体を抑制できる手段の提供が望まれていたが、その実現に苦慮していた。
【０００９】
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の暖機性を向上し、白煙の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。
【００１０】
【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のディーゼルエンジンおよびモータジェネレータと、自動変速可能な有段変速機と、前記ディーゼルエンジンと前記有段変速機間の動力伝達の接離を自動的に行うクラッチと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、前記ディーゼルハイブリッド車両の始動時には、前記モータジェネレータのみによる走行を行うとともに、前記クラッチを係合して当該モータジェネレータの駆動により前記ディーゼルエンジンを連れ回し、所定の暖機状態が得られたときに燃料噴射を開始して当該ディーゼルエンジンを始動することを特徴とするものである。
【００１１】
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ディーゼルエンジンの連れ回し運転（ＥＶ走行によるモータリング）を実施することで、ディーゼルエンジンを燃焼効率の良い領域で運転でき、かつ、高負荷側の運転となることから、暖機期間が短縮され、未燃焼燃料の排出が抑制されるため、白煙の発生を抑制することができる。
【００１２】
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、前記ディーゼルエンジンは可変動弁機構を備え、当該ディーゼルエンジンの連れ回し時には、当該可変動弁機構により排気弁を閉じたままとすることを特徴とするものである。
【００１３】
したがって、この発明によれば、排気弁を閉じたまま、モータジェネレータによりディーゼルエンジンをモータリングすることで、ディーゼルエンジンの筒内の作動流体は、ピストンの摺動摩擦熱によって温められる。また、この作動流体は、ピストンの往復運動によって圧縮と膨張を繰り返し、この作用によっても温められることとなる。これにより、ディーゼルエンジンの暖機性が向上し、白煙の発生をさらに抑制することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る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。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態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、図２は、ディーゼルエンジン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および図２に基づいて説明する。
【００１６】
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、コモンレール式燃料噴射装置２２（図２参照）により燃料噴射量が制御されるようになっている。また、ディーゼルエンジン１１は、エンジンの回転数によってバルブリフト量の切り替えと、負荷に応じてカム位相（バルブタイミング）を連続可変する可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）（図示せず）を、たとえば排気系側に備えている。
【００１７】
また、図２に示すように、このディーゼルエンジン１１は、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）２５も備えている。なお、ＥＧＲ装置２５のＥＧＲ通路には、排気側から吸気側に向けて順にＥＧＲクーラ触媒２６、ＥＧＲクーラ２７、ＥＧＲ弁２８が設けられている。
【００１８】
また、このディーゼルエンジン１１は、ターボ過給機３２を備えている。ターボ過給機３２と吸気マニホルドとの間の吸気通路には、過給されて昇温した吸気を冷却するインタークーラ３３、スロットル弁３４が設けられている。さらに、ディーゼルエンジン１１の排気通路３０には、排気ガス中のディーゼルパティキュレートおよびＮＯｘを浄化するために、ＮＯｘ触媒を担持したパティキュレートフィルタ３１が設けられている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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）することが通常であるが、本発明では、後述するように、冷間始動時にはＥＶ走行時にクラッチを係合し、ディーゼルエンジン１１を連れ回すことで暖機性を向上させる制御を行っている。
【００２５】
そして、走行開始後にディーゼルハイブリッド車両１０が所定の速度もしくは負荷に達すると、燃料を噴射してディーゼルエンジン１１を始動し、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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〜図３に基づいて説明する。ここで、図３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。
【００３０】
図３に示すように、ディーゼルハイブリッド車両１０を始動させる際には、先ず、モータジェネレータ１７によるＥＶ走行を行う（ステップＳ１０）。このとき、クラッチ（図示せず）はディーゼルエンジン１１と係合され、モータジェネレータ１７がディーゼルエンジン１１を連れ回している状態である。すなわち、ディーゼルエンジン１１は、いわゆるモータリング状態となっている（ステップＳ１１）。
【００３１】
また、ディーゼルエンジン１１は、可変バルブタイミング機構（図示せず）により排気バルブ（図示せず）を閉じたままとしてある。このように、排気バルブを閉じたままモータリングすることで、ディーゼルエンジン１１の筒内の作動流体は、ピストンの摺動摩擦熱によって温められるとともに、当該ピストンの往復運動によって圧縮と膨張を繰り返し、この作用によっても温められることとなる。すなわち、暖機性が向上することとなる。
【００３２】
つぎに、ディーゼルエンジン１１の暖機がなされたか否かを、機関冷却水の温度をモニターすることで判断する（ステップＳ１２）。すなわち、たとえば、この冷却水の温度が、予め設定されている所定温度（たとえば、４０℃）に達しているか否かを判断する。
【００３３】
そして、ディーゼルエンジン１１が暖機されていたら（ステップＳ１２肯定）、ＥＶ走行によるモータリングを終えて、コモンレール式燃料噴射装置２２により燃料を噴射し、ディーゼルエンジン１１を始動する（ステップＳ１３）。このとき、暖機により筒内のガス温度が高くなっているので、燃焼効率が上がり白煙の発生を抑制できる。なお、モータリング終了とともに、閉じられていた排気バルブ（図示せず）は、可変バルブタイミング機構（図示せず）によって適宜開けられる。
【００３４】
一方、ディーゼルエンジン１１が暖機されていなければ（ステップＳ１２否定）、燃料噴射は行わず、暖機されるまでＥＶ走行によるモータリングを続ける（ステップＳ１０、ステップＳ１１）。これは、たとえば低負荷時において燃料噴射量が少ないと、空気過剰率が大きくなって失火し、未燃焼の燃料が排出されて白煙が発生してしまうからである。
【００３５】
燃料噴射開始によりディーゼルエンジン１１が始動されると（ステップＳ１３）、これまでＥＶ走行を行っていたためにバッテリ２０が放電しているので、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣが低下しているはずである。したがって、バッテリ２０の充電を行うべく、ディーゼルエンジン１１は通常時よりも高負荷側で運転させる（ステップＳ１４）。
【００３６】
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。
【００３７】
つぎに、バッテリ２０の充電状態を判定すべく、充電状態ＳＯＣが、予め設定されたしきい値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１５）。そして、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣがしきい値よりも大きければ（ステップＳ１５肯定）、充電がされているのでディーゼルエンジン１１を通常負荷の状態で運転をする。
【００３８】
一方、バッテリ２０の充電状態ＳＯＣがしきい値よりも小さければ（ステップＳ１５否定）、充電が不十なので、十分に充電されるまで上記高負荷側運転を続行する（ステップＳ１３、ステップＳ１４）。
【００３９】
以上のように、この実施の形態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によれば、ＥＶ走行によるモータリングを実施することで、ディーゼルエンジン１１を燃焼効率の良い領域で運転でき、かつ、これが高負荷側の運転となることから、暖機期間が短縮され、白煙の発生をさらに抑制することができる。
【００４０】
【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のディーゼルエンジンおよびモータジェネレータと、自動変速可能な有段変速機と、前記ディーゼルエンジンと前記有段変速機間の動力伝達の接離を自動的に行うクラッチと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、前記ディーゼルハイブリッド車両の始動時には、前記モータジェネレータのみによる走行を行うとともに、前記クラッチを係合して当該モータジェネレータの駆動により前記ディーゼルエンジンを連れ回し、所定の暖機状態が得られたときに燃料噴射を開始して当該ディーゼルエンジンを始動することを特徴とするので、モータジェネレータによるディーゼルエンジンの連れ回し運転（ＥＶ走行によるモータリング）を実施することで、ディーゼルエンジンを燃焼効率の良い領域で運転でき、かつ、高負荷側の運転となることから、暖機期間が短縮され、未燃焼燃料の排出が抑制されるため、白煙の発生を抑制することができる。
【００４１】
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、前記ディーゼルエンジンは可変動弁機構を備え、当該ディーゼルエンジンの連れ回し時には、当該可変動弁機構により排気弁を閉じたままとすることを特徴とするので、ディーゼルエンジンの筒内の作動流体は、ピストンの摺動摩擦熱によって温められる。また、この作動流体は、ピストンの往復運動によって圧縮と膨張を繰り返し、この作用によっても温められる。したがって、ディーゼルエンジンの暖機性が向上し、白煙の発生をさらに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】ディーゼルエンジンの概略構成を示す模式図である。
【図３】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】
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【図３】
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