JP2003065099A - ディーゼルハイブリッド車両の制御 - Google Patents

ディーゼルハイブリッド車両の制御

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディーゼルエンジンと共に、モータに電力を
供給するバッテリを搭載したディーゼルハイブリッド車
両において、バッテリの充放電の要求に従ってエンジン
の出力を調整した結果、エンジンの運転効率が低下する
ことを回避する。 【解決手段】 ディーゼルエンジン150の出力が運転
効率が最も高い範囲A1に対して小さい場合(ステップ
S50)でかつバッテリ194の充電状態に基づく補正
量Phが値0未満の場合(ステップS75)には、ディ
ーゼルエンジン150の出力を調整するための補正量P
hを、修正係数αを用いて修正する処理(ステップS8
0)は行なわず、調整用のエネルギPαを値0に設定す
る。この結果、バッテリ194の充電状態に引きずられ
て、エンジンの効率が低下するということがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルハイブ
リッド車両の制御に関し、詳しくはディーゼルエンジン
と電動機とバッテリとを搭載したディーゼルハイブリッ
ド車両の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地球環境の保全や省資源の観点か
ら、内燃機関をできるだけ運転効率の高い条件で運転
し、車両として必要な駆動力などは、必要があれば車載
の電動機からの出力により確保しようとするいわゆるハ
イブリッド車両が各種提案されている。こうしたハイブ
リッド車両には、シリーズハイブリッド、パラレルハイ
ブリッドという二つのタイプがあり、更に、後者には、
大きく分ければ、1モータのアシストタイプのもの、2
モータの動力分配タイプのものがある。動力分配タイプ
のものには、更に2ロータモータを用いた電気分配式
と、プラネタリギヤなどを用いた機械分配式が知られて
いる。シリーズハイブリッドは、内燃機関により発電機
を運転して発電し、発電した電力を一旦バッテリに蓄
え、車両に対する要求に応じて、駆動用モータを駆動す
る方式を採用している。従って、こうした構成では、内
燃機関の運転を、車両に対する要求から切り離すことが
可能である。これに対して、アシストタイプのハイブリ
ッド車両やパラレルハイブリッドタイプの車両では、内
燃機関は、車両に対する要求に応じて、ある運転範囲で
運転される。
【0003】車両に対する要求とは、車両の走行に必要
なエネルギ(通常は、アクセルペダルの踏込量と回転数
とにより求める)のみならず、エアコンなどの補機類の
運転に必要なエネルギも含まれる。更に、バッテリを搭
載した車両では、このバッテリの充放電エネルギも、車
両に対する要求として捉えることが必要となる。ハイブ
リッド車両では、車両に対する要求が大きくなった場合
に備えて電力を持ち出可能、即ちある程度充電しておか
ねばならず、他方、下り坂のように連続して回生がなさ
れる場合に備えて充電可能にしておかねばならず、両者
の要請から、バッテリの充電状態をある目標状態または
目標範囲に管理することが行なわれていた。従って、バ
ッテリの残容量が低下すると、内燃機関の出力を高めて
発電を行なってバッテリを充電し、反対に残容量が高す
ぎると、内燃機関を停止または内燃機関の出力を低下し
て、バッテリを放電させていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ハイブリッド車両では、本来内燃機関の効率を高くする
事を意図していながら、場合によっては、効率を低くし
てしまう制御が行なわれることがあるという課題が見い
出された。こうした課題は、最も効率の良い運転範囲域
が、ガソリンエンジンよりも低出力側に存在するディー
ゼルエンジンの場合に顕著に現れる。バッテリの残容量
が不足していると判断して、充電用の電力を取り出そう
としてディーゼルエンジンの出力を上げると、効率の最
も良い点から遠ざかるという現象が生じやすいからであ
る。
【0005】本発明の装置は、こうした問題を解決し、
ディーゼルハイブリッド車両において、ディーゼルエン
ジンをできるだけ効率の高い運転領域で運転する制御を
実現することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題の少なくとも一部を解決する本発明の装置は、デ
ィーゼルエンジンと該エンジン以外に駆動力を発生する
電動機と該電動機への電力供給源となるバッテリとを備
えたディーゼルハイブリッド車両の制御装置であって、
前記バッテリの状態に基づいて、前記ディーゼルエンジ
ンの出力に対する補正量を求める補正量算出手段と、前
記ディーゼルエンジンの運転状態と運転効率との関係に
従って、前記補正量を、前記ディーゼルエンジンの運転
効率が高まる側に修正する修正手段と、前記ディーゼル
エンジンに対する要求量を前記修正された補正量により
補正し、該補正済みの要求量に従って、該ディーゼルエ
ンジンを運転するエンジン運転手段とを備えたことを要
旨としている。
【0007】また、この制御装置に対応した制御方法の
発明は、ディーゼルエンジンと該エンジン以外に駆動力
を発生する電動機と該電動機への電力供給源となるバッ
テリとを備えたディーゼルハイブリッド車両の制御方法
であって、前記バッテリの状態に基づいて、前記ディー
ゼルエンジンの出力に対する補正量を求め、前記ディー
ゼルエンジンの運転状態と運転効率との関係に従って、
前記補正量を、前記ディーゼルエンジンの運転効率が高
まる側に修正し、前記ディーゼルエンジンに対する要求
量を前記修正された補正量により補正し、該補正済みの
要求量に従って、該ディーゼルエンジンを運転すること
を要旨としている。
【0008】かかるディーゼルハイブリッド車両の制御
では、基本的にはバッテリの状態に基づいてディーゼル
エンジンの出力対する補正量を求めるが、この補正量
を、ディーゼルエンジンの運転状態と運転効率との関係
に従って、ディーゼルエンジンの運転効率が高まる側に
修正する。ディーゼルエンジンは、この修正された補正
量を用いて運転される。従って、単純にバッテリの状態
に従ってディーゼルエンジンの運転を行なう場合より
も、効率の高い運転範囲での運転を実現する事ができ
る。
【0009】かかるディーゼルハイブリッド車両の制御
装置において、バッテリの状態に基づく補正量による補
正と前記運転効率との関係に従ってなされる修正とが、
前記ディーゼルエンジンの出力の増減に対して同じ増減
方向であるとき、この補正と修正とを加算的に行ない、
両者が相反する増減方向であるとき、バッテリの状態に
基づく補正量に従った補正のみを行なうものとすること
ができる。バッテリの状態を適正に保つための補正の要
求は、優先度の高いものと考えられるからこれをまず確
保し、その上で、効率が改善されるように、補正量の修
正を行なう構成は、現実的なものである。こうすれば、
ディーゼルエンジンをできるだけ効率の良い運転領域で
運転したいとする要求と、バッテリの残容量を適正に制
御したいという要求とを巧みに両立させることができ
る。なお、ここで補正と修正とを加算的に行なうとは、
単に補正量や補正係数を足し算する事だけでなく、乗算
したり、累積したり、累積方向のマップを参照する事な
ども含まれる。
【0010】上記の構成では、補正と修正が互いに逆方
向の結果を招く場合には、補正量の修正を行なわないも
のとしたが、バッテリの状態を適正に保ちたいという要
求よりもディーゼルエンジンの効率的な運転の優先度を
高く設定すれば、バッテリの状態に基づく補正と、効率
との関係による修正とが、ディーゼルエンジンの出力の
増減に対して互いに逆方向であるときも効率を優先し、
補正量を減算的に修正することも可能である。あるい
は、バッテリへの充電を最優先するのではなく、一定の
条件に制限し、その範囲で、ディーゼルエンジンの運転
効率を優先するといった構成も採用することができる。
【0011】こうした補正は、補正量に対する修正係数
を予め記憶しておき、補正量の符号とディーゼルエンジ
ンの運転状態とに基づいて、修正係数の乗算の可否を判
断し、判断結果に基づいて、補正量に修正係数を乗算し
て、補正を行なうことにより、簡便に実現することがで
きる。この場合の修正係数は、修正がない場合を値1と
しておけば、乗算により、補正量を簡易に補正すること
ができる。補正量とディーゼルエンジンの運転状態とに
基づいて判断するのは、ディーゼルエンジンの運転を高
効率の運転状態とできるか否かを判断するためである。
【0012】こうした補正における修正係数は、ディー
ゼルエンジンの運転効率が最も高い範囲を基準値(例え
ば値1)として、この範囲からはずれるほど大きな修正
値として設定しておくことができる。こうすれば、効率
の高い範囲からはずれている場合には大きく補正でき、
少しでも効率の高い運転範囲に近づけることができるか
らである。
【0013】バッテリの状態に基づいて行なわれる補正
量の算出は、バッテリの充放電量を補正することで、デ
ィーゼルエンジンに対する補正量を算出するものとする
ことができる。ディーゼルエンジンの出力を直接補正し
てもよいが、一旦バッテリの充放電量を補正すること
で、これを介してエンジンの出力を補正するということ
も可能だからである。一般に、エンジンに対する要求出
力Peは、車両の駆動に必要な出力Pdと補機類の運転
に必要な出力Paとバッテリの充放電に必要な出力Ph
との総和として、つまり次式(1)のように定めること
ができる。 Pe=Pd+Pa+Ph … (1) こうして定められたエンジンへの要求出力Peを直接補
正することもできるが、バッテリの充放電のために必要
な出力Phを補正することで、結果的に、エンジンの出
力を補正しても良い、ということである。バッテリの充
放電は、充電であればモータにより電力を回生した結果
生じることから、エンジンにとっては負荷(Ph>0)
であり、放電であればモータからトルクアシストが行な
われることになり、エンジンにとっては負荷の軽減(P
h<0)である。これを補正することにより、結果的に
ディーゼルエンジンの出力を補正することかできる。も
とより、(1)式の右辺のいずれを補正することで、エ
ンジンの出力を補正しても差し支えない。なお、ここで
は、瞬時のトルク×回転数という程度の意味で、「出
力」という言葉を用いたが、現実にディーゼルエンジン
150に対する燃料噴射量などを制御することで調整さ
れているのは、ディーゼルエンジン150から取り出さ
れるエネルギである。そこで、以下の説明では、これら
は、必要に応じて、出力、またはエネルギPe等と記載
する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、以
下の項目に分けて説明する。 A.ハイブリッド車両の全体構成とディーゼルエンジン
周辺の構成 B.ハイブリッド車両の基本的動作 C.第1実施例の制御 D.第2実施例の制御 E.その他の変形例
【0015】A.ハイブリッド車両の全体構成とディー
ゼルエンジン周辺の構成:図1は、本発明の一実施例と
してのハイブリッド車両の全体構成を模式的に示す説明
図である。このハイブリッド車両は、ディーゼルエンジ
ン150と、2つのモータ/ジェネレータMG1,MG
2とを備えている。これらは、いずれも駆動軸に対して
動力源となりうる原動機である。ここで、「モータ/ジ
ェネレータ」とは、モータとしても機能し、また、ジェ
ネレータとしても機能する原動機を意味している。な
お、以下では説明の便を図って、これらを単に「モー
タ」と呼ぶ。ディーゼルエンジン150とモータMG
1,MG2は、プラネタリギヤ120の3軸に各々接続
されており、相互の間で動力のやりとりをすることがで
きる。モータMG2が結合された駆動軸は、ディファレ
ンシャルギヤ114を介して、左右の駆動輪116L,
116Rに結合されていることから、ディーゼルエンジ
ン150,モータMG1,MG2のいずれも、この駆動
輪116L,116Rを駆動するための動力源となりう
るのである。動力の出力形態については後述する。
【0016】ディーゼルエンジン150は、コモンレー
ル方式の燃料噴射ポンプ171(図2参照)を制御して
燃料噴射量制御を行なうEFIECU170により制御
される。また、モータMG1,MG2は、駆動回路19
1,192を介して、制御ECU180により制御され
る。EFIECU170と制御ECU180とは、通信
により必要なデータのやりとりを常時行なっている。な
お、モータMG1,MG2を駆動する電気的なエネルギ
はバッテリ194から供給される。このバッテリ194
は、充放電可能な二次電池であり、モータMG1,MG
2が発電機として運転される回生モードでは、余剰の電
力により充電することも可能である。
【0017】図1に示した車両は、従って、ディーゼル
エンジン150によっても、モータMG1,MG2によ
っても、走行することができる。次に、この実施例のデ
ィーゼルハイブリッド車両の詳細な構成について、バッ
テリ194の充放電制御を含めて説明する。図2は、本
実施例のディーゼルハイブリッド車両のプラネタリギヤ
120とモータMG1,MG2との関係を中心に示す説
明図である。
【0018】モータMG1,MG2は、同期電動機とし
て構成されており、外周面に複数個の永久磁石を有する
ロータ132,142と、回転磁界を形成する三相コイ
ル131,141が巻回されたステータ133,143
とを備える。ステータ133,143はケース119に
固定されている。モータMG1,MG2のステータ13
3,143に巻回された三相コイル131,141は、
それぞれ駆動回路191,192を介して2次バッテリ
194に接続されている。駆動回路191,192は、
各相ごとに、スイッチング素子としてのトランジスタを
ソース側とシンク側のそれぞれ一つずつ備えたトランジ
スタインバータである。駆動回路191,192は制御
ECU180に接続されており、制御ECU180から
の制御信号によって駆動回路191,192のトランジ
スタがスイッチングされると、バッテリ194とモータ
MG1,MG2との間に電流が流れる。モータMG1,
MG2はバッテリ194からの電力の供給を受けて回転
駆動する電動機として動作することもできるし(以下、
この動作状態を力行と呼ぶ)、ロータ132,142が
外力により回転している場合には三相コイル131,1
41の両端に起電力を生じさせる発電機として機能して
バッテリ194を充電することもできる(以下、この動
作状態を回生と呼ぶ)。
【0019】エンジン150とモータMG1,MG2の
回転軸は、プラネタリギヤ120を介して機械的に結合
されている。プラネタリギヤ120は、サンギヤ121
と、リングギヤ122と、プラネタリピニオンギヤ12
3を有するプラネタリキャリア124と、から構成され
ている。本実施例のディーゼルハイブリッド車両では、
エンジン150のクランクシャフト156はダンパ13
0を介してプラネタリキャリア軸127に結合されてい
る。ダンパ130はクランクシャフト156に生じる捻
り振動を吸収するために設けられている。モータMG1
のロータ132は、サンギヤ軸125に結合されてい
る。モータMG2のロータ142は、リングギヤ軸12
6に結合されている。リングギヤ122の回転は、チェ
ーンベルト129とディファレンシャルギヤ114とを
介して車軸112および駆動輪116R,116Lに伝
達される。
【0020】制御ECU180は、車両全体の制御を実
現するために種々のセンサを用いており、例えば、運転
者によるアクセルの踏み込み量を検出するためのアクセ
ルセンサ165、ブレーキの踏み込み圧力を検出するた
めのブレーキセンサ163、バッテリ194の充電状態
SOCを検出するためのバッテリセンサ196、および
モータMG2の回転数を測定ための回転数センサ144
などが接続されている。リングギヤ軸126と車軸11
2はチェーンベルト129によって機械的に結合されて
いるため、リングギヤ軸126と車軸112の回転数の
比は一定である。従って、リングギヤ軸126に設けら
れた回転数センサ144によって、モータMG2の回転
数のみでなく、車軸112の回転数、つまり車速も検出
することができる。
【0021】ディーゼルエンジン150の運転を制御す
るEFIECU170にも、同様に、種々のセンサやア
クチュエータに接続されている。センサとしては、吸入
空気量AFMを計測するエアフロメータ172や、図示
しない冷却水温センサ、触媒温度の検出用センサなどが
ある。アクチュエータとしては、コモンレール方式の燃
料噴射ポンプ171や過給器175を制御するゲートバ
ルブ(図示省略)等がある。過給器175は、必要に応
じて、排気の力を利用して、吸入空気を過給するもので
ある。過給される吸入空気を冷却するためのインタクー
ラ177なども備えられている。
【0022】B.ハイブリッド車両の基本的動作:ハイ
ブリッド車両の基本的な動作を説明するために、以下で
はまず、プラネタリギヤ120の動作について簡単に説
明する。プラネタリギヤ120は、上述した3つの回転
軸のうちの2つの回転軸の回転数が決定されると残りの
回転軸の回転数が決まるという性質を有している。各回
転軸の回転数の関係は次式(1)の通りである。
【0023】 Nc=Ns×ρ/(1+ρ)+Nr×1/(1+ρ) …(1)
【0024】ここで、Ncはプラネタリキャリア軸12
7の回転数、Nsはサンギヤ軸125の回転数、Nrは
リングギヤ軸126の回転数である。また、ρは次式で
表される通り、サンギヤ121とリングギヤ122のギ
ヤ比である。
【0025】ρ=[サンギヤ121の歯数]/[リング
ギヤ122の歯数]
【0026】3つの回転軸のトルクは、回転数に関わら
ず、次式(2),(3)で与えられる一定の関係を有す
る。
【0027】 Ts=Tc×ρ/(1+ρ) …(2) Tr=Tc×1/(1+ρ)=Ts/ρ …(3)
【0028】ここで、Tcはプラネタリキャリア軸12
7のトルク、Tsはサンギヤ軸125のトルク、Trは
リングギヤ軸126のトルクである。
【0029】本実施例のハイブリッド車両は、このよう
なプラネタリギヤ120の機能により、種々の状態で走
行することができる。例えば、ハイブリッド車両が走行
を始めた比較的低速な状態では、ディーゼルエンジン1
50を停止したまま、モータMG2を力行することによ
り車軸112に動力を伝達して走行する。同様にディー
ゼルエンジン150をアイドル運転したまま走行するこ
ともできる。
【0030】走行開始後にハイブリッド車両が所定の速
度に達すると、制御ECU180はモータMG1を力行
し、このモータMG1のトルクによってディーゼルエン
ジン150をモータリングして始動する。このとき、モ
ータMG1の反力トルクがプラネタリギヤ120を介し
てリングギヤ122にも出力されるが、これはモータM
G2を制御することにより吸収される。
【0031】ディーゼルエンジン150を運転してプラ
ネタリキャリア軸127を回転させると、上式(1)〜
(3)を満足する条件下で、サンギヤ軸125およびリ
ングギヤ軸126が回転する。リングギヤ軸126の回
転による動力はそのまま駆動輪116R,116Lに伝
達される。サンギヤ軸125の回転による動力は第1の
モータMG1で電力として回生することができる。一
方、第2のモータMG2を力行すれば、リングギヤ軸1
26を介して駆動輪116R,116Lに動力を出力す
ることができる。
【0032】定常運転時には、ディーゼルエンジン15
0の出力が、車軸112の要求動力(すなわち車軸11
2の回転数×トルク)とほぼ等しい値に設定される。こ
のとき、ディーゼルエンジン150の出力の一部はリン
グギヤ軸126を介して直接車軸112に伝えられ、残
りの出力は第1のモータMG1によって電力として回生
される。回生された電力は、第2のモータMG2がリン
グギヤ軸126を回転させるトルクを発生するために使
用される。この結果、車軸112を所望の回転数で所望
のトルクで駆動することが可能である。プラネタリギア
120と二つのモータMG1,MG2を用いたこの動作
を、トルク変換と呼んでいる。
【0033】車軸112に伝達されるトルクが不足する
場合には、第2のモータMG2によってトルクをアシス
トする。このアシストのための電力には、第1のモータ
MG1で回生した電力およびバッテリ194に蓄えられ
た電力が用いられる。このように、制御ECU180
は、車軸112から出力すべき要求動力に応じて2つの
モータMG1,MG2の運転を制御する。
【0034】本実施例のハイブリッド車両は、ディーゼ
ルエンジン150を運転したまま後進することも可能で
ある。ディーゼルエンジン150を運転すると、プラネ
タリキャリア軸127は前進時と同方向に回転する。こ
のとき、第1のモータMG1を制御してプラネタリキャ
リア軸127の回転数よりも高い回転数でサンギヤ軸1
25を回転させると、上式(1)から明らかな通り、リ
ングギヤ軸126は後進方向に反転する。制御ECU1
80は、第2のモータMG2を後進方向に回転させつ
つ、その出力トルクを制御して、ハイブリッド車両を後
進させることができる。
【0035】プラネタリギヤ120は、リングギヤ12
2が停止した状態で、プラネタリキャリア124および
サンギヤ121を回転させることが可能である。従っ
て、車両が停止した状態でもディーゼルエンジン150
を運転することができる。例えば、バッテリ194の残
容量が少なくなれば、ディーゼルエンジン150を運転
し、第1のモータMG1を回生運転することにより、バ
ッテリ194を充電することができる。車両が停止して
いるときに第1のモータMG1を力行すれば、そのトル
クによってディーゼルエンジン150をモータリング
し、始動することができる。
【0036】以上説明した制御ECU180の動作に伴
い、制御ECU180から指令を受けて、EFIECU
170は、ディーゼルエンジン150の運転状態を制御
する。ディーゼルエンジン150の出力は、専ら、燃料
噴射ポンプ171によりディーゼルエンジン150に噴
射される燃料量で決定される。従って、EFIECU1
70は、制御ECU180から、動力系が必要としてい
るエネルギPdなどの情報を受け取り、これからディー
ゼルエンジン150が出力すべきエネルギPeを求め
て、燃料噴射量や過給量などを設定している。このディ
ーゼルエンジン150が出力すべきエネルギPeは、次
式(4)により決定される。
【0037】 Pe=Pd+Pα+Paux …(4)
【0038】ここで、Pdは、駆動軸に出力すべき動力
(トルク×回転数)から求められるエネルギ、Pαは、
バッテリ194の充放電を調整するために必要となるエ
ネルギ(以下、調整用のエネルギと呼ぶ)、Paux
は、コンプレッサなどの補機類を運転するために必要と
なるエネルギである。バッテリ194は、将来の充放電
に備えて適正な充電状態に保つことが望ましいので、適
正な充電状態と比べて残容量が少なければ充電が必要と
なり、その分のエネルギをディーゼルエンジン150か
ら出力するとして、調整用のエネルギPαは正の値とな
る。他方、残容量が適正範囲より高ければ、バッテリ1
94から電気エネルギを持ち出して車両を運転するとし
て、調整用のエネルギPαは負の値となる。
【0039】プラネタリギヤ120を用いた2モータタ
イプのハイブリッド車両では、ディーゼルエンジン15
0の回転数およびトルクは、車軸112の回転数および
トルクによって一律に決定されるということはない。車
軸112の状態、即ちトルクと回転数は、二つのモータ
MG1,MG2の運転状態により、プラネタリギヤ12
0が有する上記式(1)ないし(3)の関係を満たす範
囲内で、自由に制御することができるのである。EFI
ECU170は、必要なエネルギをディーゼルエンジン
150から出力するように制御すれば足りる。EFIE
CU170が、必要な出力を確保すれば、制御ECU1
80は、二つのモータMG1,MG2を制御して、車軸
112に必要な回転数とトルクを出力しつつ、ディーゼ
ルエンジン150を、最も効率の高い点で運転するよう
制御する。この様子を、図3に示した。図3において、
等高線として描かれた線は、効率の等しい回転数とトル
クの組合わせを示している。図において、閉じられた範
囲A1は、効率が最も高い運転領域を示しており、範囲
A2,A3・・・と外に行くにつれて効率が低下するこ
とを示している。図3は、横軸がエンジンの回転数、縦
軸がトルクを、それぞれ示している。トルク×回転数が
エネルギに対応しているので、この図に、「等エネルギ
線」を書き込むことができる。図が煩雑になることを避
けて、図3には1本のみ記入した。ディーゼルエンジン
150は、出力Peが決まると、対応する等エネルギ線
上で運転されることになる。ディーゼルエンジン150
の回転数を制御して最も効率の良い点で運転すること
は、制御ECU180の制御により実現されている。こ
の結果、本実施例の制御装置では、実線LGとして例示
したように、ディーゼルエンジン150は、その最も高
率の高い点を選択して運転されることになる。この実線
LGを、最適出力線LGと呼ぶもとのする。以下に説明
する実施例は、以上の制御を前提として行なわれる。
【0040】C.第1実施例の制御:以上の構成を有す
る本実施例のディーゼルハイブリッド車両の制御装置
は、図4に示す運転制御処理を実行する。制御ECU1
80は、まずバッテリセンサ196からの信号を読み取
ることで、バッテリ194の充電状態SOCを読み込む
処理を行なう(ステップS10)。充電状態SOCは、
バッテリ194の残容量と同じものである。制御ECU
180は、この充電状態SOCに基づいて、補正量Ph
を求める処理を行なう(ステップS20)。補正量Ph
は、演算によって求めることもできるが、本実施例で
は、予め用意した補正量マップを参照することで設定し
た。補正量マップの一例を図5に示す。ハイブリッド車
両では、将来の使用に備えて、バッテリ194の残容量
を所定の範囲に保っておくことが望ましい。そこで、バ
ッテリ194が満充電(SOCが大)の場合には、放電
させるべく補正量Phをマイナスの値に設定し、バッテ
リ194の残容量が不十分な場合(SOCが過小の場
合)は、充電させるべく補正量Phをプラスの値に設定
するのである。本実施例では、補正量Phは、充電状態
SOCが所定値S1の場合には値0となり、それ以外で
は、上記の関係を満たして所定の値を有するような関係
として設定されているが、所定値S1に対して一定の
幅、例えば±ΔSの範囲では、補正量Phが値0となる
ように設定することも差し支えない。
【0041】次に、制御ECU180は、EFIECU
170とやりとりしているデータに基づいて、ディーゼ
ルエンジン150の現在の出力Peを読み取る処理を行
なう(ステップS30)。ディーゼルエンジン150
は、図3に示した最適出力線LGに沿って運転されてい
るから、現在のディーゼルエンジン150の出力Peを
知れば、エンジン150がどの点(トルクと回転数の組
合わせ)で運転されてるいるかを知ることができる。そ
こで、次に、このエンジンの出力Peに従って、修正係
数αを設定する処理を行なう(ステップS40)。本実
施例では、この修正係数αは、図6に例示した修正係数
マップから求めるものとしたが、演算式等によって設定
するものとしても良い。図6に例示するように、エンジ
ン出力Peが図3に示した範囲A1に入っていれば、デ
ィーゼルエンジン150は最も効率が高い状態で運転さ
れていることになるから、修正は必要とないことにな
る。本実施例では後述するように修正は積算により行な
われるから、この場合の修正係数αは、値1に設定され
ている。修正係数αは、エンジンの出力Peが範囲A1
から離れるにつれて漸増するような値に設定されてい
る。ディーゼルエンジン150が出力するエネルギPe
がこの範囲A1より大きい場合でも小さい場合でも、運
転効率は低下するからである。ディーゼルエンジン15
0は、範囲A1にできる打近い範囲で運転されること
が、運転効率、燃費の点からは好ましい。
【0042】以上の処理を受けて、ステップS50以下
では、エンジンの出力Peの範囲や補正量Phの大小な
どについて判定することで、上記の補正量Phと修正係
数αとから、バッテリの充放電を調整するために必要と
なるエネルギPαを求める処理を行なう。まず、エンジ
ンの出力Peが範囲A1に対してどのような関係になっ
ているかを判定する(ステップS50)。エンジンの出
力Peが範囲A1に入っていれば、ディーゼルエンジン
150の運転状態を変更する必要はないから、マップに
より求めた補正量Phをそのまま調整用のエネルギPα
として設定する処理を行なう(ステップS60)。
【0043】他方、エンジンの出力Peが範囲A1より
大きく、例えば、図3,図6に示し運転ポイントQ1で
運転されている場合には(ステップS50)、次に補正
量Phが値0未満か否かの判断を行なう(ステップS7
0)。即ち、図5に示した補正量のマップにおいて、充
電状態SOCが、所定値S1より大きいか否かについて
判定するのである。充電状態SOCが所定値S1未満で
なければ、バッテリ194の残容量からの要求として
は、一定の大きさの出力がエンジンには求められている
ことになる。従って、この場合には、例えディーゼルエ
ンジン150が効率が最も高い範囲A1からはずれて運
転されているとしても、そのままでは、ディーゼルエン
ジン150の運転状態を効率が最も高い範囲A1に近づ
けることはできない。近づけるには、エンジンの出力を
低減せねばならず、その場合には、バッテリ194の残
容量を適正な範囲に保持することが必ずしも保証されな
い可能性があるからである。ディーゼルエンジン150
の運転効率と、バッテリ194の残容量の適正化のいず
れを優先するかは、システムの設計に関わる。ディーゼ
ルエンジン150の運転効率を、より優先する実施例に
ついては、後述する。
【0044】ステップS70での判断が「NO」、即ち
補正量Phが値0未満でなければ、マップから求めた補
正量Phをそのまま調整用のエネルギPαとして設定す
る(ステップS60)。他方、補正量Phが値0未満の
場合には(ステップS70)、補正量Phに修正係数α
を乗算して、調整用のエネルギPαを求める処理を行な
う(ステップS80)。この処理は、図3,図6におい
て、運転ポイントQ1で運転されており、バッテリ19
4の充電状態SOCからみても、ディーゼルエンジン1
50の出力を低減することで、その運転状態を範囲A1
に近づけることができると判断した場合に相当する。こ
の場合には、ディーゼルエンジン150の運転効率を向
上すべく、補正量Phの絶対量を大きな値に修正するの
である。
【0045】ステップS50で、エンジンの出力Peが
範囲A1より小さいと判断した場合には、更に補正量P
hが値0より大きいか否かの判断を行なう(ステップS
75)。この処理は、ステップS70と対称的な処理に
なっており、ステップS75で「NO」と判断されるの
は、図3,図6において、最も運転効率の高い範囲A1
より出力が低い運転状態、例えば運転ポイントQ2で運
転されており、かつバッテリ194の充電状態SOCが
所定値S1に対して高い場合(充電されすぎている場
合)である。この場合には、バッテリ194の充電状態
SOCから見れば、ディーゼルエンジン150の出力を
低下させたいが、低下させればその運転効率は更に低下
してしまうことになる。そこで、この場合には、バッテ
リ194側からエンジンに対して要求するエネルギPα
を値0とし(ステップS85)、エンジンの効率の低下
を防止する。なお、ディーゼルエンジン150の出力を
低下させなければ、通常バッテリ194は更に充電され
て、充電状態SOCは漸増するが、第1実施例のハイブ
リッド車両では、その場合には、ディーゼルエンジン1
50の運転を停止し、その後は、バッテリ194に蓄え
られた電力を用いて、モータMG1およびMG2により
走行することになる。
【0046】他方、ステップS75の判断において、補
正量Phが値0より大きい場合には、補正量Phに修正
係数αを乗算して、調整用のエネルギPαを求める処理
を行なう(ステップS80)。この処理は、図3,図6
において、運転ポイントQ2で運転されており、バッテ
リ194の充電状態SOCからみて、ディーゼルエンジ
ン150の出力を高めることで、その運転状態を範囲A
1に近づけることができると判断した場合に相当する。
【0047】以上説明したステップS60,ステップS
80もしくはステップS85の処理のいずれかにより、
エンジンに要求するエネルギの計算に用いられる調整用
のエネルギPαが設定される。そこで、これらの処理を
受けて、次に、最大値、最小値のチェックとガード処理
を行なう(ステップS90)。求めたエネルギPαが、
予め設定した最小値から最大値の間に入っているか否か
のチェックと、仮にこの範囲を超えている場合には、こ
れを最小値または最大値でガードする処理である。こう
して調整用のエネルギPαを適正な値に定めた後、補正
を実行する(ステップS95)。この補正は、既述した
式(4)に従って、ディーゼルエンジン150の出力P
eを補正するのである。求めたこの出力Peの値は、E
FIECU170に出力され、EFIECU170は、
この出力Peに基づいて、燃料噴射ポンプ171などを
制御し、ディーゼルエンジン150が出力するエネルギ
を所望の値に調整する。
【0048】以上説明した本実施例のディーゼルハイブ
リッド車両の制御装置によれば、式(4)に示したよう
に、ディーゼルエンジン150の出力を、現在の駆動力
の要求Pdのみにより定めるのではなく、バッテリ19
4の充電状態SOCの調整に必要とされるエネルギPα
をも考慮して定めている。しかも、本実施例では、ディ
ーゼルエンジン150が最も効率が高い運転範囲で運転
されていない場合で、かつバッテリ194の充電状態S
OCから見て許される場合には、補正量Phを修正係数
αにより修正して、ディーゼルエンジン150を運転効
率が一層高い運転範囲で運転する(ステップS80)。
その一方で、バッテリ194の充電状態SOCの要求に
引きずられてディーゼルエンジン150の運転効率が低
下する、という事態を生じないようにしている(ステッ
プS60またはステップS85)。これらの処理を行な
うことで、ディーゼルエンジン150をエネルギ源とす
るハイブリッド車両において、ディーゼルエンジン15
0の運転効率を、平均的には改善することが可能とな
る。
【0049】なお、本実施例では、二つのモータMG
1,MG2を用いて、いわゆるトルク変換を行なってい
るので、ディーゼルエンジン150の運転ポイントを自
由に制御できるという利点も得られる。また、バッテリ
194を設けて電力の出し入れも行なっているので、バ
ッテリ194に蓄えられた電力のみによるいわゆるEV
走行も可能であり、ハイブリッド車両全体として、運転
状況に応じて、効率が高い運転モードを選択して走行す
ることができる。
【0050】D.第2実施例の制御:以上説明した第1
実施例では、ディーゼルエンジン150の運転効率を高
くする方向への調整用のエネルギPαの修正が、バッテ
リ194の充電状態SOCから見た要求と異なっている
場合には、補正量Phを修正係数αで修正するという処
理(ステップS80)は行なわなかった。バッテリ19
4の充電状態SOCを適正範囲に制御するという要請を
優先したからである。これに対して、バッテリ194の
充電状態SOCを適正範囲に制御するという要請を満た
しつつも、更にディーゼルエンジン150の運転効率を
高めるような制御を実現することも可能である。バッテ
リ194の充電状態SOCを適正な範囲に制御するとい
っても、充放電には時間がかかることから、どの程度迅
速に、適正な範囲に移行させるか、という点では、シス
テム設計上の自由度が存在するからである。以下、ディ
ーゼルエンジン150の運転効率を高めるという要請を
一層優先した制御を、第2実施例として説明する。
【0051】第2実施例のディーゼルハイブリッド車両
の制御装置は、第1実施例と同一のハードウェア構成を
備え、制御ECU180が実行する処理のみが異なる。
制御ECU180が実行する処理の概要を図7のフロー
チャートに示した。なお、第1実施例と同一の処理(ス
テップS10ないしS40)は図示を省略した。また、
図4に示した第1実施例と同一の処理については、ステ
ップ番号の下2桁を同一とした。
【0052】第2実施例では、第1実施例と同様、バッ
テリ194の充電状態SOCの読み込みや補正量Ph、
修正係数αの設定などを行なった後、ディーゼルエンジ
ン150の運転範囲が、運転効率が最も高い範囲A1に
対してどのような関係にあるかの判断(ステップS15
0)と、補正量Phが値0とどのような大小関係にある
かの判断(ステップS170,S175)とを、第1実
施例と同様に行なう。これらの判断の組合わせのうち、
エンジンの出力Peが範囲A1に含まれている場合と、
補正量Phを用いた補正がエンジンの効率を改善するも
のである場合は、いずれも第1実施例と同様の処理を行
なう(ステップS160,S180)。なお、その後
の、最大値,最小値のチェックとガード処理(ステップ
S190)と、補正の実行(ステップS195)につい
ても、第1実施例と同様である。
【0053】本実施例では、次の点で第1実施例の処理
と異なる処理を行なっている。即ち、ディーゼルエンジ
ン150の出力が効率の最も高い範囲A1より大きくか
つ補正量Phが値0より大きい場合には、一定時間以内
に充電状態SOCが所定範囲内に入る最大の調整用エネ
ルギPαを設定し(ステップS200)、一方、ディー
ゼルエンジン150の出力が効率の最も高い範囲A1よ
り小さくかつ補正量Phが値0未満の場合には、一定時
間以内に充電状態SOCが所定範囲内に入る最小の調整
用エネルギPαを設定する(ステップS210)。それ
ぞれの条件は、換言すれば、ディーゼルエンジン150
の運転状態からは、効率の高い運転範囲A1の側に出力
を調整したいが、その方向に出力を増減すると、バッテ
リ194の充電状態の要求に反するというものである。
第1実施例では、これらの条件の場合は、調整用のエネ
ルギPαを補正量Phそのものに設定するか(図4、ス
テップS60)、調整用のエネルギPαを値0に設定し
た(図4、ステップS85)。これに対して第2実施例
では、それぞれ、調整用のエネルギPαを、一定時間以
内にバッテリ194の充電状態SOCが所定範囲内に入
る最大の値、または最小の値に設定している。
【0054】この調整の様子を図8に例示した。図8
は、バッテリ194の充電状態SOCが所定範囲(S1
±ΔS)よりも下回った運転ポイントB1で運転されて
いる場合(Ph>0)のその後の制御の様子を例示した
グラフである。バッテリ194の状態が同じポイントB
1にあるとしても、ディーゼルエンジン150が図3に
示したポイントQ1で運転されているか、ポイントQ2
で運転されているかによって、その後の制御は異なる。
ディーゼルエンジン150が図3に示した運転ポイント
Q2にあれば、充電状態SOCによる出力調整の方向と
ディーゼルエンジン150の効率改善の方向とは一致す
るから、調整用のエネルギPαは、修正係数αを用いて
修正され、ディーゼルエンジン150の出力Peは、更
に増加される。他方、ディーゼルエンジン150か図3
の運転ポイントQ1で運転されていれば、バッテリ19
4の充電のためにディーゼルエンジン150の出力を更
に増加することは、エンジンの運転効率の点からは望ま
しくない。第1実施例では、この場合、現状を維持する
よう、調整用エネルギPαを補正量Phそのものとして
設定した(図4、ステップS50−S70−S60)。
この場合、ディーゼルエンジン150は同じ出力で運転
が継続されることになり、ディーゼルエンジン150の
運転効率の改善は行なわれず、やがてバッテリ194の
充電状態SOCは、所定範囲に入ることになる。もとよ
り、この場合でも、運転効率の改善は行なわれないもの
の、充電状態SOCからの要請に引きずられて運転状態
を効率が低下する方向に制御することはないから、従来
と比べてトータルでの運転効率は改善されていた。
【0055】これに対して、第2実施例では、同様の条
件の下では、所定時間以内にバッテリ194の充電状態
SOCが所定範囲(S1±ΔS)に入る最大の調整用エ
ネルギPαを求め、これを設定している(ステップS2
10)。従って、EFIECU170により、ディーゼ
ルエンジン150の出力はわずかに低減され、結果的に
その効率は改善される。調整用のエネルギPαは低減さ
れるとは言え、バッテリ194に対する充電が行なわれ
る程度にディーゼルエンジン150の出力Peは維持さ
れるので、バッテリ194の充電は行なわれるのであ
る。但し、充電に要する時間は長くなる。なお、上記の
説明では、バッテリ194の充電状態SOCが所定範囲
S1±ΔSに対して低い場合を例として用いたが、充電
状態SOCが所定範囲よりも高い場合であっても、同様
の制御が行なわれる。即ち、バッテリ194の充電のた
めにディーゼルエンジン150の出力を更に低下するこ
とが、エンジンの運転効率の点からは望ましくない場
合、所定時間以内にバッテリ194の充電状態SOCが
所定範囲(S1±ΔS)に入る最小の調整用エネルギP
αを求め、これを設定する(ステップS200)。従っ
て、EFIECU170により、ディーゼルエンジン1
50の出力はわずかに増加され、結果的にその効率は改
善される。
【0056】以上説明した第2実施例によれば、バッテ
リ194の充電状態SOCから見たディーゼルエンジン
150の出力の増減の修正方向と効率の点から見た出力
の増減方向とが一致しない場合でも、所定時間以内に充
電状態SOCが所定範囲に内に入る最小または最大の調
整用のエネルギPαを求めて、ディーゼルエンジン15
0の出力を制御している。この結果、いずれの場合で
も、ディーゼルエンジン150の運転効率は改善される
ことになる。第1実施例と第2実施例とでは、上述した
ように、充電状態SOCによる出力調整の方向とディー
ゼルエンジン150の効率改善の方向とが一致しない場
合のディーゼルエンジン150の出力の調整の手法が異
なっているが、これはいずれの条件をどの程度優先する
か、という問題であり、技術的にはどちらを採用するこ
とも可能である。
【0057】E.その他の変形例:例えば、車両の今後
の運転条件がカーナビゲーションシステムなどから予測
できる場合には、図4および図7に示した制御を切り替
えて、車両全体としてより望ましい側の制御を採用する
ことも可能である。また、所定期間(例えば数日から数
ヶ月)に亘っていずれか一方の制御を採用し、その後同
じ期間他方の制御を採用し、両者の燃費を比較して、よ
り効率の高い方の制御を採用するといった学習制御も可
能である。また、上述した実施例では、ディーゼルエン
ジン150の出力の補正は、バッテリ194の充放電の
ための調整用のエネルギPαを通して行なったが、ディ
ーゼルエンジン150の出力Peを直接補正することも
差し支えない。
【0058】第1,第2実施例では、ハイブリッド車両
は、二つのモータMG1,MG2を用いたパラレルハイ
ブリッド車両としたが、本発明は、このタイプのハイブ
リッド車両への適用に限られるものではなく、燃料の燃
焼により動力を取り出しうる少なくとも一つの原動機
と、車両の駆動力足りうる少なくとも一つの電動機とを
備えたハイブリッド車両であれば、種々のタイプの車両
に適用することができる。例えば、図9に示すような1
モータタイプのハイブリッド車両に適用することもでき
る。図9に示したハイブリッド車両では、ディーゼルエ
ンジン150の出力軸にはマニュアル変速機290が結
合されており、この変速機290の出力軸にアシストお
よび回生用のモータMG11が結合されている。ディー
ゼルエンジン150の制御はEFIECU270が受け
持ち、インバータ291を介したモータMG11の制御
は制御ECU280が受け持っている。モータMG11
を駆動する電力はバッテリ294に蓄えられる。なお、
このタイプの車両では、ディーゼルエンジン150の起
動用に専用のスタータ252が設けられる。
【0059】かかる構成を有するハイブリッド車両で
は、ディーゼルエンジン150と駆動軸とはマニュアル
変速機290を介して機械的に結合されているので、デ
ィーゼルエンジン150の出力トルクと回転数は、車両
の駆動輪116L,116Rに要求されるトルクおよび
回転数と変速機290の変速比とにより決定されてしま
う。従って、このタイプのハイブリッド車両では、図3
に示した最適出力線LGでの運転は必ずしも実現できな
いが、ディーゼルエンジン150の運転効率は、そのト
ルクと回転数が分かれば、図3から知ることができる。
従って、バッテリ294の充電状態SOCから見たエン
ジン出力の修正と、ディーゼルエンジン150の運転効
率からみた出力の増減との関係を判断して、上記実施例
と同様に、ディーゼルエンジン150の出力の増減補正
を行なうことで、ディーゼルエンジン150の効率を低
下させない、更には改善するという対応が可能である。
【0060】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、更に種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
例えば、本実施例のハイブリッド車両では、原動機とし
て、コモンレール方式の燃料噴射ポンプを採用したディ
ーゼルエンジン150を用いたが、その他のタイプのデ
ィーゼルエンジンを用いることができる。また、本実施
例では、モータとして全て三相同期モータを適用した
が、誘導モータその他の交流モータおよび直流モータを
用いるものとしてもよい。また、本実施例では、種々の
制御処理をCPUがソフトウェアを実行することにより
実現しているが、かかる制御処理をディスクリートなハ
ードウェア構成により実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例としてのディーゼルハイブリッ
ド車両の制御装置の概略構成図である。
【図2】実施例の動力系の詳細を示す説明図である。
【図3】ディーゼルエンジンにおける運転状態と効率の
関係を例示するグラフである。
【図4】第1実施例における運転制御処理の概要を示す
フローチャートである。
【図5】バッテリ194の充電状態SOCから補正量P
hを設定するマップの一例を示す説明図である。
【図6】ディーゼルエンジン150の出力の範囲から修
正係数αを設定するマップの一例を示す説明図である。
【図7】第2実施例における運転制御処理の概要を示す
フローチャートである。
【図8】第2実施例におけるバッテリ194の充電状態
SOCの変化の様子を示す説明図である。
【図9】その他のハイブリッド車両の構成例を示す説明
図である。
【符号の説明】
112…車軸 114…ディファレンシャルギア 116L,116R…駆動輪 119…ケース 120…プラネタリギヤ 121…サンギヤ 122…リングギヤ 123…プラネタリピニオンギヤ 124…プラネタリキャリア 125…サンギヤ軸 126…リングギヤ軸 127…プラネタリキャリア軸 129…チェーンベルト 130…ダンパ 131,141…三相コイル 132,142…ロータ 133,143…ステータ 144…回転数センサ 150…エンジン 150…ディーゼルエンジン 156…クランクシャフト 163…ブレーキセンサ 165…アクセルセンサ 170…EFIECU 171…燃料噴射ポンプ 172…エアフロメータ 175…過給器 177…インタクーラ 180…制御ECU 191,192…駆動回路 194…バッテリ 196…バッテリセンサ 252…スタータ 270…EFIECU 280…制御ECU 290…マニュアル変速機 291…インバータ 294…バッテリ
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 静夫 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA00 AA01 DA02 EB08 FA00 FA03 FA06 FA10 3G093 AA07 AA16 AB01 AB02 DA06 DB00 DB01 DB15 EA05 EA14 FA10 3G301 HA00 HA02 HA11 JA02 LB11 LB13 MA11 NA06 NC01 NC02 PE06Z PF03Z PF05Z PG01Z 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PI23 PI24 PI29 PO02 PO06 PO09 PO10 PO17 PU02 PU09 PU10 PU25 PU29 PV07 PV09 PV24 QI04 QN03 RE03 RE05 RE06 RE13 SE04 SE05 SE06 SE09 TB01 TE06 TE07 TE08 TI02 TO21 TO23 TO30

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンと該エンジン以外に
    駆動力を発生する電動機と該電動機への電力供給源とな
    るバッテリとを備えたディーゼルハイブリッド車両の制
    御装置であって、 前記バッテリの状態に基づいて、前記ディーゼルエンジ
    ンの出力に対する補正量を求める補正量算出手段と、 前記ディーゼルエンジンの運転状態と運転効率との関係
    に従って、前記補正量を、前記ディーゼルエンジンの運
    転効率が高まる側に修正する修正手段と、 前記ディーゼルエンジンに対する要求量を前記修正され
    た補正量により補正し、該補正済みの要求量に従って、
    該ディーゼルエンジンを運転するエンジン運転手段とを
    備えたディーゼルハイブリッド車両の制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のディーゼルハイブリッド
    車両の制御装置であって、 前記補正手段は、 前記バッテリの状態に基づく補正量による補正と前記運
    転効率との関係に従ってなされる修正とが、前記ディー
    ゼルエンジンの出力の増減に対して同じ増減方向である
    とき、該補正と修正とを加算的に行ない、両者が相反す
    る増減方向であるとき、前記バッテリの状態に基づく補
    正量に従った補正のみを行なう手段であるディーゼルハ
    イブリッド車両の制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のディーゼルハイブリッド
    車両の制御装置であって、 前記補正手段は、 前記補正量に対する修正係数を予め記憶しておく記憶手
    段と、 該補正量の符号と、前記ディーゼルエンジンの運転状態
    とに基づいて、前記修正係数の乗算の可否を判断する判
    断手段と、 該判断結果から、補正量の修正が可能である場合には、
    前記補正量に前記修正係数を乗算して、前記補正を行な
    う手段とを備えたディーゼルハイブリッド車両の制御装
    置。
  4. 【請求項4】 前記修正係数は、前記ディーゼルエンジ
    ンの運転効率が最も高い範囲を基準値として、該範囲か
    らはずれるほど大きな修正値として設定された請求項3
    記載のディーゼルハイブリッド車両の制御装置。
  5. 【請求項5】 前記補正量算出手段は、前記バッテリの
    充放電量を補正することで、前記ディーゼルエンジンに
    対する補正量を算出する手段である請求項1記載のディ
    ーゼルハイブリッド車両の制御装置。
  6. 【請求項6】 前記補正手段による補正は、前記エンジ
    ン運転手段における要求量を補正する請求項1記載のデ
    ィーゼルハイブリッド車両の制御装置。
  7. 【請求項7】 ディーゼルエンジンと該エンジン以外に
    駆動力を発生する電動機と該電動機への電力供給源とな
    るバッテリとを備えたディーゼルハイブリッド車両の制
    御方法であって、 前記バッテリの状態に基づいて、前記ディーゼルエンジ
    ンの出力に対する補正量を求め、 前記ディーゼルエンジンの運転状態と運転効率との関係
    に従って、前記補正量を、前記ディーゼルエンジンの運
    転効率が高まる側に修正し、 前記ディーゼルエンジンに対する要求量を前記修正され
    た補正量により補正し、該補正済みの要求量に従って、
    該ディーゼルエンジンを運転するディーゼルハイブリッ
    ド車両の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7373917B2 (en) 2004-09-02 2008-05-20 Avl List Gmbh Method for operating a hybrid vehicle
JP2010502888A (ja) * 2006-09-08 2010-01-28 カストロール リミテッド 自動車用消耗品の性能測定法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2397385B1 (en) * 2010-06-16 2013-03-06 Altra S.P.A. Method for controlling a parallel hybrid driving system for a vehicle equiped with a manual transmission and corresponding drivind system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5343970A (en) * 1992-09-21 1994-09-06 Severinsky Alex J Hybrid electric vehicle
DE4344053B4 (de) * 1993-01-08 2005-06-16 Volkswagen Ag Verfahren zum Betrieb eines Hybridfahrzeugs und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
US6164400A (en) * 1998-06-10 2000-12-26 Ford Global Technologies, Inc. Hybrid powertrain controller
JP2001037008A (ja) * 1999-07-21 2001-02-09 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7373917B2 (en) 2004-09-02 2008-05-20 Avl List Gmbh Method for operating a hybrid vehicle
JP2010502888A (ja) * 2006-09-08 2010-01-28 カストロール リミテッド 自動車用消耗品の性能測定法

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