(57)【要約】【課題】滑らかな変速を実現することができ、ドライバビリティを向上させることができるディーゼルハイブリッド車両の変速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と、自動変速可能な有段変速機と、当該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、エンジン出力による発電またはバッテリ電力による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たディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法において、エンジン出力のアシストを行うためのエンジントルク推定値ＴＥＣを、変速期間中（時間ｔ１〜Ｔ２）に亘ってほぼ一定に固定する。そして、一定に固定されたエンジントルク推定値ＴＥＣが、変速期間終了後の一定期間経過時（時間ｔ３）に出力されるべき本来のエンジントルク推定値ＴＥＣと一致するように、単調増加させてなまし制御を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンと、自動変速可能な有段変速機と、前記エンジンと前記有段変速機間の動力伝達の接離を行うクラッチと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記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たディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法において、
前記エンジン出力のアシストを行うためのトルク目標値を、変速期間中の少なくとも一部に亘ってほぼ一定に固定することを特徴とするディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法。
【請求項２】
前記一定に固定されたトルク目標値が前記変速期間終了後の一定期間経過時に出力されるべきエンジントルク値と一致するようになまし制御を行う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変速時制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法に関し、更に詳しくは、滑らかな変速を実現することができ、ドライバビリティを向上させることができるディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速可能な有段変速機とエンジンとの間に、制御信号により断・接動作するクラッチが介装されたハイブリッド車両の変速制御装置が種々提供されている。このような有段自動変速機を備えた車両の変速時には、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量と無関係にスロットル開度が一時的に減少され、エンジン出力を抑制するように制御されている。
【０００３】
すなわち、このような車両では、ドライバの意思と無関係にスロットルが閉じられエンジントルクが一時的に減少するとともに、これと同時にクラッチが切断されるので、ドライバが減速感を感じ、違和感を覚えるという不具合がある。特に、ドライバがアクセルペダルを踏み込んで加速しようとしている時の変速では、この減速感はいっそう顕著なものとなる。
【０００４】
そこで、このような変速時における減速感の発生を回避するために、変速指令信号によりクラッチが切断されると同時に変速が実行され、エンジンの吹き上がり防止のためにスロットル開度が自動的に減少するように構成されているとともに、変速時のクラッチ切断と同時にモータジェネレータの駆動トルクを増大させてエンジン出力のアシストを行うように構成された技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
変速時にモータジェネレータによってエンジン出力のアシスト制御を行う場合、現アクセル開度や現車速から定まる走行条件において、上記減速感を生じないようにエンジンが出力すべきエンジントルク推定値を算出し、これを目標値にしてトルクアシストが行われている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−６９５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、走行駆動源としてのディーゼルエンジンを備えたハイブリッド車両に上記制御方法を適用する場合、上記エンジントルク推定値は、エンジンおよび有段変速機等の機関保護（エンジンの吹き上がり回避）やスモーク抑制のために、エンジン回転数に応じて規制される噴射ガード値（燃料噴射量）に基づいて算出されている。
【０００８】
変速時にはクラッチが一時的に切断され、エンジン回転数の変化も大きくなり、上記噴射ガード値も大きく乱れるため、上記エンジントルク推定値も大きく乱れることとなる。上述したように、このエンジントルク推定値はモータジェネレータによるトルクアシストの目標値であるから、エンジントルク推定値が大きく乱れると、トルクアシスト量も大きく変動してしまい、変速時のドライバビリティを悪化させる虞があった。
【０００９】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、滑らかな変速を実現することができ、ドライバビリティを向上させることができるディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項１に係るディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法は、ディーゼルエンジンと、自動変速可能な有段変速機と、前記エンジンと前記有段変速機間の動力伝達の接離を行うクラッチと、前記エンジン出力による発電またはバッテリ電力による前記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たディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法において、前記エンジン出力のアシストを行うためのトルク目標値を、変速期間中の少なくとも一部に亘ってほぼ一定に固定することを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明の請求項２に係るディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法は、請求項１に記載の発明において、前記一定に固定されたトルク目標値が前記変速期間終了後の一定期間経過時に出力されるべきエンジントルク値と一致するようになまし制御を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法（請求項１）によれば、変速時に機関保護やスモーク抑制のためにエンジン回転数に応じた燃料噴射規制がなされても、エンジン出力のアシストを行うためのトルク目標値が変動しないので、モータジェネレータによる滑らかなトルクアシストを実施できる。したがって、滑らかな変速を実現することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００１３】
また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法（請求項２）によれば、変速時にほぼ一定に固定されたトルク目標値を、クラッチの係合により復帰した実エンジントルク値と滑らかに一致させることができるので、モータジェネレータによるトルクアシスト動作を滑らかに終了させることができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１５】
先ず、ディーゼルハイブリッド車両の概略構成について図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の概略構成を示す模式図である。
【００１６】
図２に示すように、ディーゼルハイブリッド車両１０には、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。なお、図示を省略するが、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、排気ガス圧力を利用して吸気量を増大させるターボ過給機、バルブの開閉動作タイミングを可変制御する可変バルブタイミング機構等を備えている。
【００１７】
また、図示を省略するが、ディーゼルエンジン１１の排気通路には、排気ガス中の粒子状物質および窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するために、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒を担持したパティキュレートフィルタや、排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置を備えている。
【００１８】
ディーゼルエンジン１１で発生する駆動力は、自動変速可能な有段変速機（以下、ＭＭＴ（マルチモードマニュアルトランスミッション）と記す）１２、ドライブシャフト１４およびディファレンシャルギヤ１５を介して駆動輪１３に伝達されるようになっている。このＭＭＴ１２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。
【００１９】
ディーゼルエンジン１１とＭＭＴ１２間には、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。
【００２０】
また、ディーゼルエンジン１１は、このＭＭＴ１２から指令される要求エンジントルクを出力するために、その燃料噴射量や吸入空気量等が制御されるように構成されている。ディーゼルエンジン１１の要求燃料噴射量は、たとえば、エンジンの回転数およびアクセル開度からマップ等に基づいて決定され、燃料噴射が実行されるようになっている。
【００２１】
また、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、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。
【００２２】
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、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、モータジェネレータ１７は、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。
【００２３】
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の充電量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を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、車速センサやアクセル開度センサ等の各種センサからの出力情報に基づいて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。
【００２５】
すなわち、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。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、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。
【００２６】
また、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の充電量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。
【００２８】
そして、ディーゼルエンジン１１の出力トルクが不足する場合には、バッテリ２０の充電量ＳＯＣに応じてモータジェネレータ１７によって不足分のトルクがアシストされ、必要トルクが確保される。
【００２９】
なお、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＆エコロジーランニング）制御もなされる。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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の変速時制御方法について図３に基づいて図１および図４を参照しつつ説明する。以下の制御は、上記ＥＣＵによって実行されるものである。
【００３２】
ここで、図１は、本発明に係る変速制御の実験例を示すタイムチャート、図３は、ディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法を示すフローチャート、図４は、本発明を適用しない場合における変速制御の実験例を示すタイムチャートである。なお、図１および図４では、１速から２速へシフトアップする例について示している。
【００３３】
先ず、変速時制御方法の説明に先だって、変速制御の実験例を示す図１および図４の内容について説明する。図１および図４において、変速指令は、車速とアクセル開度に基づき所定の変速マップを参照し、変速が必要であると判断された場合に出力される信号である。この変速指令によって図２に示すクラッチ１２ａが一時的に切断され、ＭＭＴ１２の変速が実行される。なお、アクセル開度は、後述する噴射ガード値ｑｆｕｌｌが変速時に最も大きく乱れる場合を説明するために、ほぼ全開（１００％）に設定してある。
【００３４】
また、図１において、優先フラグは、ＭＭＴ１２を自動変速制御するために、ドライバによるアクセル開度にかかわらずＥＣＵ側の制御を優先するために出される指令信号である。この優先フラグＯＮの期間（時間ｔ１〜ｔ２の間）は、ＭＭＴ１２を変速するためのアクチュエータの駆動速度に基づいて設定されており、たとえば３００ｍｓｅｃに設定されている。
【００３５】
また、図１および図４において、噴射ガード値ｑｆｕｌｌは、ディーゼルエンジン１１およびＭＭＴ１２等の機関保護（エンジンの吹き上がり回避）やスモーク抑制のために、エンジン回転数に応じて燃料噴射量を規制するための値である。すなわち、この噴射ガード値ｑｆｕｌｌは、エンジン回転数が上がれば増大して最高出力回転数で最大となり、回転数が下がれば減少するように所定のマップを参照して設定される。
【００３６】
たとえば、点Ｐ１で示すように、エンジン回転数が上がり所定の高回転値になると、ディーゼルエンジン１１およびＭＭＴ１２等の機関保護のために噴射ガード値ｑｆｕｌｌを低下させ、燃料噴射量を絞る。すると、エンジン出力（回転数）が低下するので、再び噴射ガード値ｑｆｕｌｌが点Ｐ２に向かって急激に増加する。
【００３７】
エンジン出力が低下すると、図示しないターボ過給機による過給量が低下して吸入空気量が減少するので、スモークが発生しやすくなる。このため、エンジン回転数と吸入空気量とに基づきスモーク抑制用のマップ（図示せず）が参照され、燃料噴射規制が実施される。この結果、点Ｐ２以降では噴射ガード値ｑｆｕｌｌが急激に低下する。このように変速時には、点Ｐ２の前後において、噴射ガード値ｑｆｕｌｌに大きな乱れが生じることとなる。
【００３８】
また、図１および図４において、実エンジントルク値ＴＥＴは、アクセル開度や車速から定まる走行条件においてディーゼルエンジン１１が出力する実際のトルク値である。変速時の実エンジントルク値ＴＥＴは、クラッチ１２ａの切断とディーゼルエンジン１１の出力抑制とによって大きく減少するため、モータジェネレータ１７によってトルクアシストしない限り、ドライバは減速による違和感を感じることとなる。
【００３９】
そこで、このモータジェネレータ１７によるトルクアシスト（図においてハッチングで示してある）の目標値としてエンジントルク推定値（エンジン出力のアシストを行うためのトルク目標値）ＴＥＣを算出している。
【００４０】
このエンジントルク推定値ＴＥＣは、現アクセル開度や現車速から定まる走行条件において変速時の減速感を生じないようにディーゼルエンジン１１が出力すべきトルク推定値であり、上記噴射ガード値ｑｆｕｌｌの範囲内において、アクセル開度に基づく燃料噴射量、換言すればドライバが要求する燃料噴射量（以下、要求噴射量と称する）ｑｇｏｖをトルク換算した値である。
【００４１】
この要求噴射量ｑｇｏｖは、図示しない燃料噴射弁における１噴射当たりの燃料質量の要求値であり、エンジン回転数やアクセル開度等の検出値により把握される機関運転状況に応じて、予め定められたマップや計算式等に基づいて算出されるものである。
【００４２】
このエンジントルク推定値ＴＥＣは、後述する図３のステップＳ１２〜ステップＳ１４で示すように、噴射ガード値ｑｆｕｌｌと要求噴射量ｑｇｏｖとを比較して定められ、噴射ガード値ｑｆｕｌｌが要求噴射量ｑｇｏｖを超える場合には、要求噴射量ｑｇｏｖに基づいてトルク換算され（ステップＳ１２肯定、ステップＳ１３）、要求噴射量ｑｇｏｖが噴射ガード値ｑｆｕｌｌを超える場合には、噴射ガード値ｑｆｕｌｌに基づいてトルク換算される（ステップＳ１２否定、ステップＳ１４）。
【００４３】
したがって、エンジントルク推定値ＴＥＣは、噴射ガード値ｑｆｕｌｌに大きく影響を受けることとなる。すなわち、本発明を適用していない場合の図４に示すように、噴射ガード値ｑｆｕｌｌに大きな乱れが生じると、エンジントルク推定値ＴＥＣにも大きな乱れが生じる。上述したように、エンジントルク推定値ＴＥＣは、モータジェネレータ１７によるトルクアシストの目標値であるから、エンジントルク推定値ＴＥＣが大きく乱れると、当該トルクアシスト量も大きく乱れ、これがドライバビリティの悪化を引き起こしてしまう。
【００４４】
そこで、本発明は、このエンジントルク推定値ＴＥＣの乱れを抑制しドライバビリティが向上するように、以下のように変速時の制御をするものである。すなわち、図３に示すように、先ずアクセル開度を読み込み（ステップＳ１０）、要求噴射量ｑｇｏｖを算出する（ステップＳ１１）。そして、この噴射ガード値ｑｆｕｌｌが要求噴射量ｑｇｏｖよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００４５】
噴射ガード値ｑｆｕｌｌが要求噴射量ｑｇｏｖよりも大きいならば（ステップＳ１２肯定）、要求噴射量ｑｇｏｖに基づいてエンジントルク推定値ＴＥＣを算出する（ステップＳ１３）。
【００４６】
一方、噴射ガード値ｑｆｕｌｌが要求噴射量ｑｇｏｖよりも大きくないならば（ステップＳ１２否定）、噴射ガード値ｑｆｕｌｌに基づいてエンジントルク推定値ＴＥＣを算出する（ステップＳ１４）。
【００４７】
つぎに、変速中であるか否か、すなわち、優先フラグがＯＮになったか否かを判断する（ステップＳ１５）。優先フラグが時間ｔ１でＯＮになったならば（ステップＳ１５肯定）、クラッチ１２ａを切断し、ＭＭＴ１２をシフトアップしてクラッチ１２ａを係合する。
【００４８】
また、図１に示すように、上記ステップＳ１３またはステップＳ１４で求めたエンジントルク推定値ＴＥＣを、当該優先フラグがＯＮになっている所定時間（時間ｔ１〜ｔ２の間）、ほぼ一定に固定する（ステップＳ１６）。
【００４９】
すなわち、この優先フラグＯＮの期間においては、噴射ガード値ｑｆｕｌｌの変動にかかわらず、エンジントルク推定値ＴＥＣをほぼ一定に固定する。これにより、変速中におけるエンジントルク推定値ＴＥＣの乱れが確実に抑制され、モータジェネレータ１７によるトルクアシストの目標値がほぼ一定となるので、ドライバビリティが向上する。
【００５０】
つぎに、図１に示すように、変速後、すなわち優先フラグが時間ｔ２でＯＦＦになったら（ステップＳ１７肯定）、一定に固定されていた上記エンジントルク推定値ＴＥＣを単調増加させ、噴射ガード値ｑｆｕｌｌに基づいてトルク換算された本来のエンジントルク推定値ＴＥＣに時間ｔ３において滑らかに一致するように、なまし制御を行う（ステップＳ１８）。
【００５１】
この時間ｔ３は、モータジェネレータ１７によるアシスト量が少なく、かつドライバビリティを最良にできる適合値として設定されており、たとえば時間ｔ２から４００ｍｓｅｃ後に設定されている。
【００５２】
そして、このようなエンジントルク推定値ＴＥＣと実エンジントルク値ＴＥＴとの差（図１のハッチング部分）を埋めるように、モータジェネレータ１７によってトルクアシストを実施すれば、トルクアシスト動作を滑らかに終了させることができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００５３】
以上のように、この実施例に係るディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法によれば、変速期間中にエンジントルク推定値ＴＥＣを修正して、より滑らかな変速を実現することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００５４】
なお、上記実施例においては、優先フラグＯＮの期間中にエンジントルク推定値ＴＥＣをほぼ一定に固定するものとして説明したが、これに限定されず、変速期間中の少なくとも一部に亘ってほぼ一定に固定できれば、当該優先フラグを基準にしなくてもよい。たとえば、クラッチ１２ａの所定の動作ストローク信号（クラッチミートしていない期間）を検出し、この信号を用いて上記エンジントルク推定値ＴＥＣをほぼ一定に固定するように制御してもよい。
【００５５】
また、上記実施例においては、加速時の変速制御方法について説明したが、これに限定されず、減速時において上記のような条件が成立する場合には、当該減速時にも本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法は、自動変速可能な有段変速機とエンジンとの間に、制御信号により断・接動作するクラッチが介装されたディーゼルハイブリッド車両に有用であり、特に、滑らかな変速を実現し、ドライバビリティの向上を目指すディーゼルハイブリッド車両に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る変速制御の実験例を示すタイムチャートである。
【図２】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３】ディーゼルハイブリッド車両の変速時制御方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明を適用しない場合における変速制御の実験例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
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  ＭＭＴ（有段自動変速機）
１２ａ  クラッチ
１７  モータジェネレータ
２０  バッテリ
ｑｇｏｖ  要求噴射量
ｑｆｕｌｌ  噴射ガード値
ＴＥＣ  エンジントルク推定値（エンジン出力のアシストを行うためのトルク目標値）
ＴＥＴ  実エンジントルク値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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