(57)【要約】【課題】変速時におけるトルクショック（空走感）を低減するとともに、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制すること。【解決手段】ディーゼルエンジン走行における変速時に当該エンジン出力の落ち込みを補うためにモータジェネレータによるトルクアシストを行う一方、クラッチ接続時（ステップＳ１０肯定）にエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合は（ステップＳ１１肯定）、当該エンジンをスモークリミット内で運転するとともに（ステップＳ１２）、当該エンジンに要求される出力の不足分を前記モータジェネレータによってトルクアシストする（ステップＳ１３）。エンジンに要求される出力がスモークリミットを超えない場合は（ステップＳ１１否定）、当該出力で運転し、トルクアシストは行わない（ステップＳ１４、Ｓ１５）。【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行うクラッチと、前記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前記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たディーゼルハイブリッド車両の制御方法において、
前記ディーゼルエンジン走行における変速時に当該エンジン出力の落ち込みを補うために前記モータジェネレータによるトルクアシストを行う一方、
前記クラッチ接続時に前記ディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合は、当該エンジンを前記スモークリミット内で運転するとともに、当該エンジンに要求される出力の不足分を前記モータジェネレータによってトルクアシストすることを特徴とするディーゼルハイブリッド車両の制御方法。
【請求項２】
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行うクラッチと、前記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前記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たディーゼルハイブリッド車両の制御方法において、
前記ディーゼルハイブリッド車両の発進時に前記ディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合は、当該エンジンを前記スモークリミット内で運転するとともに、当該エンジンに要求される出力の不足分を前記モータジェネレータによってトルクアシストすることを特徴とするディーゼルハイブリッド車両の制御方法。
【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制御方法に関し、さらに詳しくは、変速時におけるトルクショック（空走感）を低減できるとともに、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制することができるディーゼルハイブリッド車両の制御方法に関する。
【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（以下、マルチモードトランスミッションと記す）と、ディーゼルエンジンとマルチモードトランスミッション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。また、このディーゼルエンジンには、ターボ過給機が設けられている。
【０００３】
上記ディーゼルエンジンは、上記マルチモードトランスミッションから指令される要求エンジントルクを出力するために、予め定められた制御マップに基づいて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。
【０００４】
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、変速時には予め定められた変速マップに基づいてマルチモードトランスミッション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。
【０００５】
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。
【０００６】
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、変速時にはマルチモードトランスミッション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ため、トルクショック（空走感）が発生する虞があり、このトルクショックを低減することが求められている。
【０００７】
また、ディーゼルエンジンは、低速（低回転）時、特に低速低負荷時にはターボによる過給が効かず、過渡遅れにより筒内に空気が十分に入らないために、燃料噴射量が多いと、燃料と空気の混合不良によりスモークが発生しやすいという課題があった。したがって、ディーゼルハイブリッド車両には、スモークの発生を抑制することも同時に求められていた。
【０００８】
これらの課題を解決すべく、たとえば、クラッチ切断と同時にモータジェネレータによるトルクアシストを行って変速ショックを低減する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００９】
また、たとえば、筒内において低温燃焼から通常燃焼に切り替える際に、過渡時等の特定の状態では一時的に燃料噴射量を減らして空燃比をリッチにならないように制御することによりスモークの発生を抑制する技術が開示されている（特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−６９５０９号公報
【特許文献２】
特開２００３−７４３９３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にあっては、変速時におけるトルクショックを低減しつつ、同時にディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制するものは提供されておらず、これを同時に解決する手段の提供が望まれていた。
【００１２】
また、スモークが発生しやすい発進時（全負荷発進時）において、その加速性を犠牲にすることなく、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制することができる手段の提供も望まれていた。
【００１３】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変速時におけるトルクショック（空走感）を低減できるとともに、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制することができるディーゼルハイブリッド車両の制御方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、この発明は、加速性を犠牲にすることなく、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制することができるディーゼルハイブリッド車両の制御方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
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行うクラッチと、前記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前記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たディーゼルハイブリッド車両の制御方法において、前記ディーゼルエンジン走行における変速時に当該エンジン出力の落ち込みを補うために前記モータジェネレータによるトルクアシストを行う一方、前記クラッチ接続時に前記ディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合は、当該エンジンを前記スモークリミット内で運転するとともに、当該エンジンに要求される出力の不足分を前記モータジェネレータによってトルクアシスト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、モータジェネレータによってトルクアシスト制御することにより、変速時のトルクショック（空走感）を低減できるとともに、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制することができる。
【００１７】
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制御方法は、請求項１に記載の発明において、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行うクラッチと、前記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前記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たディーゼルハイブリッド車両の制御方法において、前記ディーゼルハイブリッド車両の発進時に前記ディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合は、当該エンジンを前記スモークリミット内で運転するとともに、当該エンジンに要求される出力の不足分を前記モータジェネレータによってトルクアシストすることを特徴とするものである。
【００１８】
したがって、この発明によれば、モータジェネレータによってトルクアシスト制御することにより、特に全負荷発進時の加速性を犠牲にすることなく、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両の制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。
【００２０】
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。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。
【００２１】
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。ディーゼルエンジン１１の吸入空気量は、エアフロメータ（図示せず）により検出されるようになっている。また、この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、この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（図示せず）を備えている。
【００２２】
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。
【００２３】
ディーゼルエンジン１１は、このマルチモードトランスミッション１２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を制御されるように構成されている。
【００２４】
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。その際、エンジン回転数および吸入空気量から、スモークリミットを超えないような燃料噴射量がマップに基づいて決定される。
【００２５】
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。
【００２６】
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。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
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の出力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。
【００３４】
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＆エコロジーランニング）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。
【００３５】
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。
【００３６】
つぎに、本発明の要部である変速時における制御方法について図１〜図４に基づいて説明する。ここで、図１は、ディーゼルハイブリッド車両の変速時（シフトダウン時）における制御動作を示すフローチャート、図３は、変速時にマルチモードトランスミッションからディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合のトルクアシスト制御を示すグラフ、図４は、変速時にマルチモードトランスミッションからディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超えない場合のトルクアシスト制御を示すグラフである。
【００３７】
なお、図３および図４中には、説明の便宜上、各点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを示してある。また、四角形ａｂｃｄで示されるハッチング領域３０と三角形ｃｄｅで示されるハッチング領域３１は、モータジェネレータ１７によるトルクアシスト量をそれぞれ示している。さらに、直線ｃｄ，ｃｅの各勾配は、ディーゼルエンジン１１の出力、すなわち燃料噴射量を示している。
【００３８】
先ず、変速時における制御方法について図２〜図４を参照しながら図１に基づいて説明する。図１に示すように、マルチモードトランスミッション１２によるシフトチェンジ中（たとえば、１段のシフトダウン中）であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。そして、シフトチェンジ中でないならば（ステップＳ１０否定）、シフトチェンジされるまで待機する。
【００３９】
シフトチェンジ中であるならば（ステップＳ１０肯定）、クラッチ１２ａが自動的に切られエンジン出力が遮断されるため、図３の四角形ａｂｃｄで示されるトルク抜け領域３０が生じるので、これをモータジェネレータ１７によるトルクアシストで補うことにより、トルク抜け（空走感）を抑制する。なお、マルチモードトランスミッション１２によるギヤ段の切り替え動作は、予め定められた変速マップに基づいてｂｃ区間内で行われる。
【００４０】
つぎに、マルチモードトランスミッション１２がディーゼルエンジン１１側へ要求する燃料噴射量Ｑｆｉｎ＿ｍｍｔが、エアフロメータで検出した吸入空気量からスモークリミット内で噴射可能と判断される最大燃料噴射量Ｑａｆｍを超えるか否かを判断する（ステップＳ１１）。
【００４１】
上記燃料噴射量Ｑｆｉｎ＿ｍｍｔが上記最大燃料噴射量Ｑａｆｍを超える場合には（ステップＳ１１肯定）、スモークリミット内で燃料噴射するために、この最大燃料噴射量Ｑａｆｍを最終燃料噴射量Ｑｆｉｎに代入し（ステップＳ１２）、この最終燃料噴射量Ｑｆｉｎで燃料噴射を実行する。すなわち、ディーゼルエンジン１１は、スモークリミット内で出し得る最大の出力を出すように制御される。
【００４２】
この場合、スモークリミットの制限から、ディーゼルエンジン１１が出せる最大の出力は、図３における勾配ｃｅに相当する。したがって、図３の三角形ｃｄｅで示される領域３１が、実エンジントルクの不足分に相当することとなり、この不足分をモータジェネレータ１７によってトルクアシストし、トルクショック（空走感）を低減する必要がある。
【００４３】
そこで、マルチモードトランスミッション１２からディーゼルエンジン１１への要求トルクＶｔｒｑと、上記最終燃料噴射量Ｑｆｉｎから得られるディーゼルエンジン１１のトルクＥｔｒｑとの差を求め、このトルク不足分をトルクＭｔｒｑａｄとし（ステップＳ１３）、この不足分のトルクＭｔｒｑａｄ（図３の三角形ｃｄｅで示される領域３１）をモータジェネレータ１７のトルクアシストによって補う（ステップＳ１３）。このトルクアシスト制御は、変速完了後のクラッチ接続時に行い、領域３０で示されるトルクアシストとともに、滑らかで無駄のないトルクアシストとなっている。
【００４４】
このように制御することで、変速時におけるトルクショック（空走感）を低減できるとともに、ディーゼルエンジン１１からのスモークの発生を抑制することができる。なお、このステップＳ１３を経た後は上記ステップＳ１０に戻る。
【００４５】
一方、上記燃料噴射量Ｑｆｉｎ＿ｍｍｔが最大燃料噴射量Ｑａｆｍを超えない場合には（ステップＳ１１否定）、この燃料噴射量Ｑｆｉｎ＿ｍｍｔで燃料噴射してもスモークリミットの制限を受けないので、この燃料噴射量Ｑｆｉｎ＿ｍｍｔを最終燃料噴射量Ｑｆｉｎとして（ステップＳ１４）、燃料噴射を実行する。
【００４６】
すなわち、図４に示すように、変速制御期間中、ディーゼルエンジン１１はスモークリミットの制限を受けないので、マルチモードトランスミッション１２からの要求トルクに従い、出力制限（勾配ａｂ）された後、出力復帰（勾配ｃｄ）される。このとき、クラッチ１２ａが自動的に切られエンジン出力が遮断されることによって生じるトルク抜け領域は、四角形ａｂｃｄで示される領域３０のみであり、この領域３０に相当するトルクをモータジェネレータ１７によってトルクアシストして補う。
【００４７】
すなわち、図３で示した領域３１に相当するトルクアシストは不要であるので、図１に示すように、モータジェネレータ１７によって補うべきトルクＭｔｒｑａｄにゼロを代入する（ステップＳ１５）。なお、このステップＳ１５を経た後は、上記ステップＳ１０に戻る。
【００４８】
以上のように制御することにより、ドライバーが変速時に感じることが多かったトルクショック（空走感）を低減でき、ドライバビリティを向上できるとともに、ディーゼルエンジン１１からのスモークの発生を抑制することができる。このような効果は、ターボによる過給が効かない低速（低回転）時において大きく得ることができる。
【００４９】
つぎに、全負荷発進時にマルチモードトランスミッション１２からディーゼルエンジン１１に要求される出力がスモークリミットを超える場合のトルクアシスト制御方法について図５に基づいて説明する。ここで、図５は、全負荷発進時にマルチモードトランスミッションからディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合のトルクアシスト制御を示すグラフである。
【００５０】
この図５中には、説明の便宜上、各点ｆ，ｇ，ｈを示してある。また、三角形ｆｇｈで示されるハッチング領域３２は、モータジェネレータ１７によるトルクアシスト量を示している。直線ｆｇの勾配は、スモークリミット制限下でディーゼルエンジン１１が出せる最大出力、すなわち、上記最大燃料噴射量Ｑａｆｍを示している。また、直線ｆｈの勾配は、マルチモードトランスミッション１２がディーゼルエンジン１１側へ要求する出力、すなわち上記燃料噴射量Ｑｆｉｎ＿ｍｍｔを示している。
【００５１】
図５に示すように、全負荷発進時にアクセルがＯＦＦからＯＮにされると、マルチモードトランスミッション１２は、ディーゼルエンジン１１側へ直線ｆｈの勾配に相当する出力を要求するが、スモークリミット制限下では、ディーゼルエンジン１１が出せる最大出力は直線ｆｇの勾配に相当するものでしかない。
【００５２】
したがって、三角形ｆｇｈで示されるハッチング領域３２が実エンジントルクの不足分に相当することとなり、この不足分をモータジェネレータ１７によってトルクアシストすることにより、トルクショック（空走感）を低減することができる。
【００５３】
このようにターボによる過給が効かず、吸入空気量不足からスモークの発生しやすい全負荷発進時において、モータジェネレータ１７によってトルクアシスト制御することにより、加速性を犠牲にすることなく、ディーゼルエンジン１１からのスモークの発生を抑制することができる。
【００５４】
【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制御方法（請求項１）によれば、モータジェネレータによってトルクアシスト制御することにより、ドライバーが変速時に感じることが多かったトルクショック（空走感）を低減でき、ドライバビリティを向上できるとともに、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制することができる。このような効果は、ターボによる過給が効かない低速（低回転）時において大きく得ることができる。
【００５５】
また、この発明に係るディーゼルハイブリッド車両の制御方法（請求項２）によれば、ターボによる過給が効かず、吸入空気量不足からスモークの発生しやすい全負荷発進時において、モータジェネレータによってトルクアシスト制御することにより、加速性を犠牲にすることなく、ディーゼルエンジンからのスモークの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディーゼルハイブリッド車両の変速時（シフトダウン時）における制御動作を示すフローチャートである。
【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】変速時にマルチモードトランスミッションからディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合のトルクアシスト制御を示すグラフである。
【図４】変速時にマルチモードトランスミッションからディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超えない場合のトルクアシスト制御を示すグラフである。
【図５】全負荷発進時にマルチモードトランスミッションからディーゼルエンジンに要求される出力がスモークリミットを超える場合のトルクアシスト制御を示すグラフである。
【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（自動変速可能な有段変速機）
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
３０、３１、３２  領域
Ｑｆｉｎ＿ｍｍｔ    マルチモードトランスミッションがエンジン側へ要求する燃料噴射量
Ｑａｆｍ    吸入空気量からスモークリミット内で噴射可能と判断される最大燃料噴射量
Ｑｆｉｎ    最終燃料噴射量
Ｍｔｒｑａｄ    モータジェネレータによりアシストされるトルク
Ｖｔｒｑ    マルチモードトランスミッションからの要求トルク
Ｅｔｒｑ    エンジントルク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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