JP2004324439A - 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 - Google Patents
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Abstract
【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
【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
Description
【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
【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
Claims (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。 - 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。
- 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。
Priority Applications (1)
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JP2003116202A JP2004324439A (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | 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 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8685856B2 (en) | 2009-03-31 | 2014-04-01 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, fabrication method thereof, imaging apparatus, and fabrication method of anti-reflection structure |
US20220024439A1 (en) * | 2020-07-27 | 2022-01-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Drive system of a plug-in hybrid vehicle and method for operating such a drive system |
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2003
- 2003-04-21 JP JP2003116202A patent/JP2004324439A/ja active Pending
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US20220024439A1 (en) * | 2020-07-27 | 2022-01-27 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Drive system of a plug-in hybrid vehicle and method for operating such a drive system |
US12024155B2 (en) * | 2020-07-27 | 2024-07-02 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Drive system of a plug-in hybrid vehicle and method for operating such a drive system |
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