ハイブリッド車両およびその制御方法
【課題】減筒運転可能な内燃機関を備えたハイブリッド車両において全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させる。
【解決手段】全筒運転よりも減筒運転の方がエンジンから要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とする場合であってエンジンが全筒運転されているときにエンジンの運転停止が見込まれるか否かが判定される（Ｓ２００，Ｓ２１０）。エンジンの運転停止が見込まれない場合には、エンジンが減筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２が制御され、エンジンの運転停止が見込まれる場合には、エンジンが全筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２が制御される（Ｓ２２０〜Ｓ３００）。
【解決手段】全筒運転よりも減筒運転の方がエンジンから要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とする場合であってエンジンが全筒運転されているときにエンジンの運転停止が見込まれるか否かが判定される（Ｓ２００，Ｓ２１０）。エンジンの運転停止が見込まれない場合には、エンジンが減筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２が制御され、エンジンの運転停止が見込まれる場合には、エンジンが全筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジンやモータＭＧ１，ＭＧ２が制御される（Ｓ２２０〜Ｓ３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機とを含むハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１モータ、クラッチおよびトランスミッションを介して前輪に接続された内燃機関と、後輪に接続された第２モータとを備えたハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両は、車両の運転状態に応じて、ポンピングロスの低減のために吸気バルブが閉弁された状態にある内燃機関を第１モータにより回転（空転）させる休筒空転運転を行いながら第２モータからの動力により走行可能である。そして、休筒空転運転中の内燃機関に対する燃料供給および点火制御を再開すると共に第１モータを駆動することで内燃機関を始動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０８１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数の燃焼室を有する内燃機関の中には、全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転のみならず一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転を実行可能なものも存在する。このような内燃機関では、比較的負荷が低いときに減筒運転を実行することにより、全筒運転時に比べて燃料消費量を低減すると共にポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。従って、このような減筒運転を実行可能な内燃機関をハイブリッド車両に搭載すれば、車両の全体のエネルギ効率をより向上させることができると考えられる。しかしながら、全筒運転と減筒運転とが頻繁に繰り返されると、運転の切替に伴う振動やショックが顕在化してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、減筒運転可能な内燃機関を備えたハイブリッド車両において、内燃機関の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両は、
複数の燃焼室を有すると共に全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含むハイブリッド車両であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定する要求機関パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転中であって該内燃機関の運転を継続させるべきときに、前記全筒運転と前記減筒運転とのうちの何れが前記内燃機関から前記設定された要求機関パワーをより効率よく発生可能とするかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により前記減筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断されると共に前記内燃機関が全筒運転されているときに、車両状態から前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段により前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記第１の判定手段により前記全筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断された場合および前記第２の判定手段により前記内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００８】
このハイブリッド車両では、内燃機関を運転すべきであると共に減筒運転よりも全筒運転の方が内燃機関から要求機関パワーを効率よく発生可能とする場合、内燃機関が要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とが制御される。また、全筒運転よりも減筒運転の方が内燃機関から要求機関パワーを効率よく発生可能とし、かつ内燃機関が全筒運転されている場合には、車両状態から内燃機関の運転停止が見込まれるか否かが判定される。そして、内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、内燃機関が要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とが制御され、内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、内燃機関が要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とが制御される。これにより、このハイブリッド車両では、内燃機関の全筒運転中に効率との関係から内燃機関を減筒運転を選択し得ると判断されると共に内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、内燃機関が減筒運転され、全筒運転から減筒運転への移行により内燃機関の燃料消費量を低減すると共にポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。また、内燃機関の全筒運転中に効率との関係から内燃機関の減筒運転を選択し得ると判断されても、内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、減筒運転を実行してもごく短時間のうちに内燃機関が停止される可能性が高く、減筒運転による燃費改善効果が低いと考えられることから、内燃機関の全筒運転が継続され、それにより全筒運転から減筒運転への移行に伴う振動やショックの発生を抑制することができる。従って、このハイブリッド車両では、内燃機関の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【０００９】
また、前記ハイブリッド車両は、車速を取得する車速取得手段と、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量検出手段とを更に備えてもよく、前記第２の判定手段は、前記取得された車速と前記検出されたアクセルペダルの操作量とに基づいて前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定するものであってもよい。これにより、内燃機関の運転停止が見込まれるか否か、すなわち、その後に内燃機関の運転が停止される可能性の高低をより適正に判定することが可能となる。
【００１０】
更に、前記第２の判定手段は、前記取得された車速が所定車速未満であると共に前記検出されたアクセルペダルの操作量が所定操作量以上であると前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断するものであってもよい。すなわち、車速が比較的低く、かつアクセルペダルの操作量がある程度大きい場合には、運転者により加速要求がなされており、その後の短時間のうちにエンジンの運転が停止される可能性が低いと考えられる。従って、このような判定手段を用いることにより、内燃機関の運転停止の見込みをより適正に判定して、内燃機関の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行することが可能となる。
【００１１】
また、前記ハイブリッド車両は、動力を入出力可能な第２の電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第２の電動機の回転軸と駆動輪に連結される駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段とを更に備えてもよく、前記電動機は、前記駆動軸または該駆動軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であり、前記制御手段は、前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで全筒運転および減筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記第２の電動機とを制御するものであってもよい。
【００１２】
この場合、前記動力分配手段は、前記内燃機関の前記出力軸に接続される第１要素と、前記第２の電動機の前記回転軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であってもよい。
【００１３】
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
複数の燃焼室を有すると共に全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含むハイブリッド車両であって、
（ａ）前記内燃機関の運転中であって該内燃機関の運転を継続させるべきときに、前記全筒運転と前記減筒運転との何れが前記内燃機関から該内燃機関に要求される要求機関パワーをより効率よく発生可能とするかを判定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて前記減筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断されると共に前記内燃機関が全筒運転されているときに、車両状態から前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）にて前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、前記内燃機関が前記要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、ステップ（ａ）にて前記全筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断された場合およびステップ（ｂ）にて前記内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、前記内燃機関が前記要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
【００１４】
この方法によれば、内燃機関の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】ハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン運転時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】エンジン２２の制御に用いられる全筒運転用動作ラインおよび減筒運転用動作ラインを例示する説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を例示する説明図である。
【図６】変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６に図示しないダンパを介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【００１８】
エンジン２２は、複数の燃焼室２３を有すると共に各燃焼室２３内でガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４による吸入空気制御や燃料噴射制御、点火時期制御を受ける。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。また、実施例のエンジン２２は、可変バルブタイミング機構として構成された動弁機構（図示省略）を有し、エンジンＥＣＵ２４は、所定条件が成立したときに、例えば半数の燃焼室の吸気バルブおよび排気バルブの双方が全閉となるように動弁機構を制御すると共に、当該半数の燃焼室に対する燃料供給を禁止する。これにより、燃料供給を受ける残りの半数の燃焼室２３内で混合気を燃焼させる減筒運転を実行してエンジン２２の燃料消費量を低減すると共にポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。すなわち、実施例のエンジン２２では、すべての燃焼室２３内で混合気を燃焼させる全筒運転と一部の燃焼室２３内で混合気を燃焼させる減筒運転との双方を実行することができる。
【００１９】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１と噛合すると共にリングギヤ３２と噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを有し、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成されたシングルピニオン式遊星歯車機構である。かかる動力分配統合機構３０の第１要素であるキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、第２要素であるサンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、第３要素であるリングギヤ３２には駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａと減速ギヤ３５とを介してモータＭＧ２の回転軸がそれぞれ連結されている。動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２０】
モータＭＧ１およびＭＧ２は、いずれも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ラインは、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電され、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとることにすれば、バッテリ５０は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（図示せず）からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサから入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。更に、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２１】
バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理される。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂ、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。バッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。
【００２２】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４や、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量（操作量）を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
【００２３】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２の運転制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで、所定条件が成立するとエンジン２２を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。
【００２４】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２が運転された状態でハイブリッド自動車２０が走行しているときの動作について説明する。
【００２５】
図２は、実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン運転時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２が運転された状態でハイブリッド自動車２０が走行している最中に所定時間ごとに（例えば、数ｍｓｅｃごとに）繰り返し実行されるものである。
【００２６】
図２のルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、充放電要求パワーＰｂ＊，入出力制限ＷｉｎおよびＷｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力される。また、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、充放電要求パワーＰｂ＊、入出力制限ＷｉｎおよびＷｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。
【００２７】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。実施例では、アクセルオン状態でのアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が図３に例示する要求トルク設定用マップとして予め定められており、このマップからアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊が導出・設定される。また、実施例において、要求パワーＰｅ＊は、要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとの積と充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数を乗じることによって求めることができる。
【００２８】
次いで、ステップＳ１００にて入力した残容量ＳＯＣが予め定められた下限残容量Ｓｒｅｆ（例えば２０〜４０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。残容量ＳＯＣが下限残容量Ｓｒｅｆ以上であれば、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖが予め定められた間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１は、例えばエンジン２２の運転が必要となって間欠運転を禁止すべき車速域の下限値として設定され（例えば６０〜７０ｋｍ／ｈ）、バッテリ５０の状態やエンジン２２の状態、ハイブリッド自動車２０の走行状態等に応じて変化するように設定されてもよいものである。車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１未満であれば、ステップＳ１１０にて設定した要求トルクＴｒ＊が予め定められた停止判定トルクＴｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。停止判定トルクＴｒｅｆは、例えばモータ運転モードのもとでモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに効率よく出力可能なトルクの上限またはそれに近い値とされる。要求トルクＴｒ＊が停止判定トルクＴｒｅｆ以下であれば、ステップＳ１１０にて設定したエンジン２２に対する要求パワーＰｅ＊が予め定められた始動判定パワーＰｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。始動判定パワーＰｒｅｆは、例えばエンジン２２を比較的効率よく運転することができる領域における下限またはその近傍のパワーとされ、エンジン２２やモータＭＧ２の特性等に基づいて定められる。そして、要求パワーＰｅ＊が始動判定パワーＰｒｅｆ未満であれば、エンジン２２を運転する必要がないとみなして、エンジン２２を停止させるべくエンジン停止フラグをオンし（ステップＳ３１０）、本ルーチンを終了させる。こうしてエンジン停止フラグがオンされると、ハイブリッドＥＣＵ７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２の運転が停止されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。そして、エンジン２２の運転が停止されると、モータ運転モードのもとでハイブリッド自動車２０がモータＭＧ２のみから動力により走行するようにハイブリッドＥＣＵ７０によりエンジン停止時駆動制御ルーチンが実行されることになる。
【００２９】
一方、ステップＳ１２０にて残容量ＳＯＣが下限残容量Ｓｒｅｆ未満であると判断された場合、ステップＳ１３０にて車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１以上であると判断された場合、ステップＳ１４０にて要求トルクＴｒ＊が停止判定トルクＴｒｅｆを上回っていると判断された場合、およびステップＳ１５０にて要求パワーＰｅ＊が始動判定パワーＰｒｅｆ以上であると判断された場合には、エンジン２２の運転を継続させるべく要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数の仮の値である仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１およびＮｅｔｍｐ２を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１は、全筒運転によりエンジン２２に要求パワーＰｅ＊を出力させるときの回転数であり、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２は、上述の減筒運転によりエンジン２２に要求パワーＰｅ＊を出力させるときの回転数である。実施例では、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の設定に用いられる動作ラインとして、エンジン２２が効率よく全筒運転される運転ポイント（回転数およびトルク）を規定する全筒運転用動作ラインと、エンジン２２が効率よく減筒運転される運転ポイントを規定する減筒運転用動作ライン（図４における二点鎖線参照）とが予め定められている。全筒運転用動作ラインは、図４において一点鎖線で示すように、全筒運転時における等高線状の等燃費率曲線上のポイントを結ぶことにより得られるものである。また、減筒運転用動作ラインは、図４において二点鎖線で示すように、減筒運転時における等高線状の等燃費率曲線上のポイントを結ぶことにより得られるものであり、全筒運転用動作ラインに比べて同一の回転数に対するトルクを低く規定するものである。そして、ステップＳ１６０では、全筒運転用動作ラインと要求パワーＰｅ＊（回転数×トルク）が一定となることを示す相関曲線との交点に対応した回転数が仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１として設定されると共に、減筒運転用動作ラインと要求パワーＰｅ＊（回転数×トルク）が一定となることを示す相関曲線との交点に対応した回転数が仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２として設定される。
【００３０】
こうしてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１およびＮｅｔｍｐ２とを設定したならば、要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１とが得られるようにエンジン２２を全筒運転したときの効率η１と、要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２とが得られるようにエンジン２２を減筒運転したときの効率η２とを導出する（ステップＳ１７０）。実施例では、全筒運転用動作ラインに対応した等燃費率曲線（図４の細い一点鎖線参照）を利用して要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１とエンジン２２を全筒運転したときの効率η１との関係が全筒運転時効率導出用マップとして予め定められており、当該マップから要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１とに対応した効率η１が導出される。同様に、減筒運転用動作ラインに対応した等燃費率曲線（図４の細い二点鎖線参照）を利用して要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２とエンジン２２を減筒運転したときの効率η２との関係が減筒運転時効率導出用マップとして予め定められており、当該マップから要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２とに対応した効率η２が導出される。そして、導出した効率η１およびη２を比較して減筒運転時の効率η２が全筒運転時のη１を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１８０）。
【００３１】
ステップＳ１８０にて減筒運転時の効率η２が全筒運転時のη１を上回っていると判断された場合には、エンジン２２が全筒運転されているか否かを判定し（ステップＳ１９０）、エンジン２２が全筒運転されていれば、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。所定車速Ｖｒｅｆ２は、上述の間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１よりも低い車速として定められるものであり、実施例では、例えば４０ｋｍ／ｈとされる。車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ２未満であれば、更にステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ（例えば２０％程度の値）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。なお、ステップＳ１９０にてエンジン２２が減筒運転されていると判断された場合には、ステップＳ２００およびＳ２１０の処理はスキップされる。そして、ステップＳ２１０にてアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ以上である判断された場合には、エンジン２２を減筒運転するためにステップＳ１７０にて設定した仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定した上で（ステップＳ２２０）、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊，ステップＳ２２０にて設定した目標回転数Ｎｅ＊および減筒運転指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２３０）。要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊と減筒運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を求めた上で、減筒運転によりエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となると共にエンジン２２から目標トルクＴｅ＊に相当するトルクが出力されるようにスロットル開度制御や燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御等を実行する。
【００３２】
ここで、ステップＳ１８０にて減筒運転時の効率η２が全筒運転時のη１を上回っていると判断された場合には、全筒運転よりも減筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とすることになるから、エンジンの運転方式として減筒運転を選択することができる。ただし、エンジン２２の全筒運転中に効率η１およびη２との関係からエンジン２２の減筒運転を選択しても、その後にエンジン２２の運転停止が見込まれる場合には、減筒運転を実行してもごく短時間のうちにエンジン２２の運転が停止される可能性が高く、減筒運転による燃費改善効果が低いと考えられる。また、一般に、車速Ｖが比較的低くかつアクセルペダル８３の踏み込み量が小さい場合には、運転者により加速要求がなされていないと考えられ、この場合には、その後に要求パワーＰｅ＊との関係からエンジン２２の運転が停止される可能性が高いとみなすことができる。一方、車速Ｖがある程度高い場合や車速Ｖが比較的低くてもアクセルペダル８３の踏み込み量がある程度大きい場合には、運転者により加速要求がなされていると考えられ、この場合には、その後に要求パワーＰｅ＊との関係からエンジン２２の運転が継続される可能性が高いとみなすことができる。これを踏まえて、実施例では、上述のステップＳ１９０にてエンジン２２が全筒運転されていると判断された場合に、車速Ｖと所定車速Ｖｒｅｆ２との比較（ステップＳ２００）およびアクセル開度Ａｃｃと所定開度Ａｃｃｒｅｆとの比較（Ｓ２１０）を実行することにより、その後にエンジン２２の運転停止が見込まれるか否かを判定している。そして、ステップＳ２００およびＳ２１０の双方にて肯定判断がなされた場合にのみ減筒運転の実行が許容される。
【００３３】
これに対して、ステップＳ１８０にて減筒運転時の効率η２が全筒運転時の効率η１以下であると判断された場合、ステップＳ１９０にてエンジン２２が減筒運転されていると判断された場合、ステップＳ２００にて車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ２以上であると判断された場合、およびステップＳ２１０にてアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ未満であると判断された場合には、エンジン２２を全筒運転するためにステップＳ１７０にて設定した仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定した上で（ステップＳ２４０）、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊，ステップＳ２３０にて設定した目標回転数Ｎｅ＊および全筒運転指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２５０）。要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊と全筒運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を求めた上で、全筒運転によりエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となると共にエンジン２２から目標トルクＴｅ＊に相当するトルクが出力されるようにスロットル開度制御や燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御等を実行する。すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、減筒運転よりも全筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とする場合や、全筒運転よりも減筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とするもののその後にエンジン２２の運転停止が見込まれる場合には、エンジン２２が全筒運転されることになる。
【００３４】
ステップＳ２２０またはＳ２４０の処理の後、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、要求パワーＰｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊や現在の回転数Ｎｍ１等を用いて次式（２）に従いモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２６０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。図５に動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Pe*/Ne*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）
【００３６】
モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとステップＳ２６０にて設定したモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）に従い計算する（ステップＳ２７０）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ２８０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ２９０）。このようしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限することができる。なお、式（５）は、図５の共線図から容易に導出することができる。モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３００）、本ルーチンを一旦終了させる。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３７】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
【００３８】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を運転すべきであると共に減筒運転よりも全筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とする場合、エンジン２２が要求パワーＰｅ＊を発生するように全筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ１８０，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２６０〜Ｓ３００）。また、全筒運転よりも減筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とし、かつエンジン２２が全筒運転されている場合には、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃといった車両状態からエンジン２２の運転停止が見込まれるか否かが判定される（ステップＳ２００，Ｓ２１０）。そして、エンジン２２の運転停止が見込まれないと判断された場合には、エンジン２２が要求パワーＰｅ＊を発生するように減筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２６０〜Ｓ３００）。これに対して、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃといった車両状態からエンジン２２の運転停止が見込まれると判断された場合には、エンジン２２が要求パワーＰｅ＊を発生するように全筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２６０〜Ｓ３００）。これにより、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の全筒運転中に効率η１，η２との関係からエンジン２２の減筒運転を選択し得ると判断されると共に（ステップＳ１８０）、エンジン２２の運転停止が見込まれないと判断された場合には（ステップＳ２００およびＳ２１０）、エンジン２２が減筒運転され、全筒運転から減筒運転への移行によりエンジン２２の燃料消費量を低減すると共にポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。また、エンジン２２の全筒運転中に効率η１，η２との関係からエンジン２２の減筒運転を選択し得ると判断されても（ステップＳ１８０）、エンジン２２の運転停止が見込まれると判断された場合には（ステップＳ２００またはＳ２１０）、減筒運転を実行してもごく短時間のうちにエンジン２２が停止される可能性が高く、減筒運転による燃費改善効果が低いと考えられることから、エンジン２２の全筒運転が継続され、それにより全筒運転から減筒運転への移行に伴う振動やショックの発生を抑制することができる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、実施例のステップＳ２００およびＳ２１０において、車速Ｖとアクセルペダル８３の踏み込み量を示すアクセル開度Ａｃｃとを判定用のパラメータとして用いることにより、エンジン２２の運転停止が見込まれるか否か、すなわち、その後にエンジン２２の運転が停止される可能性の高低をより適正に判定することが可能となる。更に、上記実施例のように、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ２未満であると共にアクセルペダルポジションセンサ８４により検出されたアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ以上であるとエンジン２２の運転停止が見込まれないと判断すれば、エンジン２２の運転停止の見込みをより適正に判定して、エンジン２２の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行することが可能となる。
【００４０】
なお、上述のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を動力分配統合機構３０のリングギヤ３２に接続されたリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象はこれに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図６に示す変形例に係るハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａ（車輪３９ａ，３９ｂ）とは異なる車軸（図６における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。
【００４１】
ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例等では、複数の燃焼室２３を有すると共にすべての燃焼室２３内で混合気を燃焼させる全筒運転および全体の半数の燃焼室２３内で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能なエンジン２２が「内燃機関」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、図２のステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求トルク設定手段」および「要求機関パワー設定手段」に相当し、図２のステップＳ１６０〜Ｓ１８０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「第１の判定手段」に相当し、図２のステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「第２の判定手段」に相当し、図２のステップＳ２２０〜Ｓ３００の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０との組み合わせが「制御手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４が「アクセル操作量検出手段」に相当し、車速センサ８７が「車速取得手段」に相当し、動力を入出力可能なモータＭＧ１が「第２の電動機」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されるキャリア３４とモータＭＧ１の回転軸に接続されるサンギヤ３１と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されるリングギヤ３２とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構３０が「動力分配手段」および「遊星歯車機構」に相当する。
【００４２】
ただし、「内燃機関」は、全筒運転および減筒運転を実行可能なものであれば、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」や「第２の電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電装置」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求トルク設定手段」は、アクセル開度と車速とに基づいて要求トルクを設定するものに限られず、例えばアクセル開度のみに基づいて要求駆動力を設定するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求機関パワー設定手段」は、要求トルクに基づいて内燃機関に要求される要求機関パワーを設定するものであれば如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、単一の電子制御ユニット等のように、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。いずれにしても、これら実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。
【００４３】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 燃焼室、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機とを含むハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１モータ、クラッチおよびトランスミッションを介して前輪に接続された内燃機関と、後輪に接続された第２モータとを備えたハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両は、車両の運転状態に応じて、ポンピングロスの低減のために吸気バルブが閉弁された状態にある内燃機関を第１モータにより回転（空転）させる休筒空転運転を行いながら第２モータからの動力により走行可能である。そして、休筒空転運転中の内燃機関に対する燃料供給および点火制御を再開すると共に第１モータを駆動することで内燃機関を始動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０８１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数の燃焼室を有する内燃機関の中には、全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転のみならず一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転を実行可能なものも存在する。このような内燃機関では、比較的負荷が低いときに減筒運転を実行することにより、全筒運転時に比べて燃料消費量を低減すると共にポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。従って、このような減筒運転を実行可能な内燃機関をハイブリッド車両に搭載すれば、車両の全体のエネルギ効率をより向上させることができると考えられる。しかしながら、全筒運転と減筒運転とが頻繁に繰り返されると、運転の切替に伴う振動やショックが顕在化してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、減筒運転可能な内燃機関を備えたハイブリッド車両において、内燃機関の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両は、
複数の燃焼室を有すると共に全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含むハイブリッド車両であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定する要求機関パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転中であって該内燃機関の運転を継続させるべきときに、前記全筒運転と前記減筒運転とのうちの何れが前記内燃機関から前記設定された要求機関パワーをより効率よく発生可能とするかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により前記減筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断されると共に前記内燃機関が全筒運転されているときに、車両状態から前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段により前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記第１の判定手段により前記全筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断された場合および前記第２の判定手段により前記内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００８】
このハイブリッド車両では、内燃機関を運転すべきであると共に減筒運転よりも全筒運転の方が内燃機関から要求機関パワーを効率よく発生可能とする場合、内燃機関が要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とが制御される。また、全筒運転よりも減筒運転の方が内燃機関から要求機関パワーを効率よく発生可能とし、かつ内燃機関が全筒運転されている場合には、車両状態から内燃機関の運転停止が見込まれるか否かが判定される。そして、内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、内燃機関が要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とが制御され、内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、内燃機関が要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に要求トルクに基づくトルクが得られるように内燃機関と電動機とが制御される。これにより、このハイブリッド車両では、内燃機関の全筒運転中に効率との関係から内燃機関を減筒運転を選択し得ると判断されると共に内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、内燃機関が減筒運転され、全筒運転から減筒運転への移行により内燃機関の燃料消費量を低減すると共にポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。また、内燃機関の全筒運転中に効率との関係から内燃機関の減筒運転を選択し得ると判断されても、内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、減筒運転を実行してもごく短時間のうちに内燃機関が停止される可能性が高く、減筒運転による燃費改善効果が低いと考えられることから、内燃機関の全筒運転が継続され、それにより全筒運転から減筒運転への移行に伴う振動やショックの発生を抑制することができる。従って、このハイブリッド車両では、内燃機関の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【０００９】
また、前記ハイブリッド車両は、車速を取得する車速取得手段と、アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量検出手段とを更に備えてもよく、前記第２の判定手段は、前記取得された車速と前記検出されたアクセルペダルの操作量とに基づいて前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定するものであってもよい。これにより、内燃機関の運転停止が見込まれるか否か、すなわち、その後に内燃機関の運転が停止される可能性の高低をより適正に判定することが可能となる。
【００１０】
更に、前記第２の判定手段は、前記取得された車速が所定車速未満であると共に前記検出されたアクセルペダルの操作量が所定操作量以上であると前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断するものであってもよい。すなわち、車速が比較的低く、かつアクセルペダルの操作量がある程度大きい場合には、運転者により加速要求がなされており、その後の短時間のうちにエンジンの運転が停止される可能性が低いと考えられる。従って、このような判定手段を用いることにより、内燃機関の運転停止の見込みをより適正に判定して、内燃機関の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行することが可能となる。
【００１１】
また、前記ハイブリッド車両は、動力を入出力可能な第２の電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第２の電動機の回転軸と駆動輪に連結される駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段とを更に備えてもよく、前記電動機は、前記駆動軸または該駆動軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であり、前記制御手段は、前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで全筒運転および減筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記第２の電動機とを制御するものであってもよい。
【００１２】
この場合、前記動力分配手段は、前記内燃機関の前記出力軸に接続される第１要素と、前記第２の電動機の前記回転軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であってもよい。
【００１３】
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
複数の燃焼室を有すると共に全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含むハイブリッド車両であって、
（ａ）前記内燃機関の運転中であって該内燃機関の運転を継続させるべきときに、前記全筒運転と前記減筒運転との何れが前記内燃機関から該内燃機関に要求される要求機関パワーをより効率よく発生可能とするかを判定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて前記減筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断されると共に前記内燃機関が全筒運転されているときに、車両状態から前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）にて前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、前記内燃機関が前記要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、ステップ（ａ）にて前記全筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断された場合およびステップ（ｂ）にて前記内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、前記内燃機関が前記要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
【００１４】
この方法によれば、内燃機関の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】ハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン運転時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】エンジン２２の制御に用いられる全筒運転用動作ラインおよび減筒運転用動作ラインを例示する説明図である。
【図５】動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を例示する説明図である。
【図６】変形例に係るハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト２６に図示しないダンパを介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、ハイブリッド自動車２０の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備えるものである。
【００１８】
エンジン２２は、複数の燃焼室２３を有すると共に各燃焼室２３内でガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４による吸入空気制御や燃料噴射制御、点火時期制御を受ける。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。また、実施例のエンジン２２は、可変バルブタイミング機構として構成された動弁機構（図示省略）を有し、エンジンＥＣＵ２４は、所定条件が成立したときに、例えば半数の燃焼室の吸気バルブおよび排気バルブの双方が全閉となるように動弁機構を制御すると共に、当該半数の燃焼室に対する燃料供給を禁止する。これにより、燃料供給を受ける残りの半数の燃焼室２３内で混合気を燃焼させる減筒運転を実行してエンジン２２の燃料消費量を低減すると共にポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。すなわち、実施例のエンジン２２では、すべての燃焼室２３内で混合気を燃焼させる全筒運転と一部の燃焼室２３内で混合気を燃焼させる減筒運転との双方を実行することができる。
【００１９】
動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１と噛合すると共にリングギヤ３２と噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを有し、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成されたシングルピニオン式遊星歯車機構である。かかる動力分配統合機構３０の第１要素であるキャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、第２要素であるサンギヤ３１にはモータＭＧ１の回転軸が、第３要素であるリングギヤ３２には駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａと減速ギヤ３５とを介してモータＭＧ２の回転軸がそれぞれ連結されている。動力分配統合機構３０は、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪である車輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２０】
モータＭＧ１およびＭＧ２は、いずれも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ラインは、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電され、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとることにすれば、バッテリ５０は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（図示せず）からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサから入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。更に、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２１】
バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理される。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂ、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。バッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量ＳＯＣを算出したり、当該残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出したり、残容量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定すると共に、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。
【００２２】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４や、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル８３の踏み込み量（操作量）を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
【００２３】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２の運転制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１およびＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで、所定条件が成立するとエンジン２２を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。
【００２４】
次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にエンジン２２が運転された状態でハイブリッド自動車２０が走行しているときの動作について説明する。
【００２５】
図２は、実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン運転時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン２２が運転された状態でハイブリッド自動車２０が走行している最中に所定時間ごとに（例えば、数ｍｓｅｃごとに）繰り返し実行されるものである。
【００２６】
図２のルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、充放電要求パワーＰｂ＊，入出力制限ＷｉｎおよびＷｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力される。また、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、充放電要求パワーＰｂ＊、入出力制限ＷｉｎおよびＷｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力される。
【００２７】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定した上で、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。実施例では、アクセルオン状態でのアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が図３に例示する要求トルク設定用マップとして予め定められており、このマップからアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対応した要求トルクＴｒ＊が導出・設定される。また、実施例において、要求パワーＰｅ＊は、要求トルクＴｒ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとの積と充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの総和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数を乗じることによって求めることができる。
【００２８】
次いで、ステップＳ１００にて入力した残容量ＳＯＣが予め定められた下限残容量Ｓｒｅｆ（例えば２０〜４０％）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。残容量ＳＯＣが下限残容量Ｓｒｅｆ以上であれば、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖが予め定められた間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１は、例えばエンジン２２の運転が必要となって間欠運転を禁止すべき車速域の下限値として設定され（例えば６０〜７０ｋｍ／ｈ）、バッテリ５０の状態やエンジン２２の状態、ハイブリッド自動車２０の走行状態等に応じて変化するように設定されてもよいものである。車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１未満であれば、ステップＳ１１０にて設定した要求トルクＴｒ＊が予め定められた停止判定トルクＴｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。停止判定トルクＴｒｅｆは、例えばモータ運転モードのもとでモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに効率よく出力可能なトルクの上限またはそれに近い値とされる。要求トルクＴｒ＊が停止判定トルクＴｒｅｆ以下であれば、ステップＳ１１０にて設定したエンジン２２に対する要求パワーＰｅ＊が予め定められた始動判定パワーＰｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。始動判定パワーＰｒｅｆは、例えばエンジン２２を比較的効率よく運転することができる領域における下限またはその近傍のパワーとされ、エンジン２２やモータＭＧ２の特性等に基づいて定められる。そして、要求パワーＰｅ＊が始動判定パワーＰｒｅｆ未満であれば、エンジン２２を運転する必要がないとみなして、エンジン２２を停止させるべくエンジン停止フラグをオンし（ステップＳ３１０）、本ルーチンを終了させる。こうしてエンジン停止フラグがオンされると、ハイブリッドＥＣＵ７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１からクランクシャフト２６への負のトルクの出力を伴ってエンジン２２の運転が停止されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。そして、エンジン２２の運転が停止されると、モータ運転モードのもとでハイブリッド自動車２０がモータＭＧ２のみから動力により走行するようにハイブリッドＥＣＵ７０によりエンジン停止時駆動制御ルーチンが実行されることになる。
【００２９】
一方、ステップＳ１２０にて残容量ＳＯＣが下限残容量Ｓｒｅｆ未満であると判断された場合、ステップＳ１３０にて車速Ｖが間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１以上であると判断された場合、ステップＳ１４０にて要求トルクＴｒ＊が停止判定トルクＴｒｅｆを上回っていると判断された場合、およびステップＳ１５０にて要求パワーＰｅ＊が始動判定パワーＰｒｅｆ以上であると判断された場合には、エンジン２２の運転を継続させるべく要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数の仮の値である仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１およびＮｅｔｍｐ２を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１は、全筒運転によりエンジン２２に要求パワーＰｅ＊を出力させるときの回転数であり、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２は、上述の減筒運転によりエンジン２２に要求パワーＰｅ＊を出力させるときの回転数である。実施例では、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊の設定に用いられる動作ラインとして、エンジン２２が効率よく全筒運転される運転ポイント（回転数およびトルク）を規定する全筒運転用動作ラインと、エンジン２２が効率よく減筒運転される運転ポイントを規定する減筒運転用動作ライン（図４における二点鎖線参照）とが予め定められている。全筒運転用動作ラインは、図４において一点鎖線で示すように、全筒運転時における等高線状の等燃費率曲線上のポイントを結ぶことにより得られるものである。また、減筒運転用動作ラインは、図４において二点鎖線で示すように、減筒運転時における等高線状の等燃費率曲線上のポイントを結ぶことにより得られるものであり、全筒運転用動作ラインに比べて同一の回転数に対するトルクを低く規定するものである。そして、ステップＳ１６０では、全筒運転用動作ラインと要求パワーＰｅ＊（回転数×トルク）が一定となることを示す相関曲線との交点に対応した回転数が仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１として設定されると共に、減筒運転用動作ラインと要求パワーＰｅ＊（回転数×トルク）が一定となることを示す相関曲線との交点に対応した回転数が仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２として設定される。
【００３０】
こうしてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１およびＮｅｔｍｐ２とを設定したならば、要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１とが得られるようにエンジン２２を全筒運転したときの効率η１と、要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２とが得られるようにエンジン２２を減筒運転したときの効率η２とを導出する（ステップＳ１７０）。実施例では、全筒運転用動作ラインに対応した等燃費率曲線（図４の細い一点鎖線参照）を利用して要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１とエンジン２２を全筒運転したときの効率η１との関係が全筒運転時効率導出用マップとして予め定められており、当該マップから要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１とに対応した効率η１が導出される。同様に、減筒運転用動作ラインに対応した等燃費率曲線（図４の細い二点鎖線参照）を利用して要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２とエンジン２２を減筒運転したときの効率η２との関係が減筒運転時効率導出用マップとして予め定められており、当該マップから要求パワーＰｅ＊と仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２とに対応した効率η２が導出される。そして、導出した効率η１およびη２を比較して減筒運転時の効率η２が全筒運転時のη１を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１８０）。
【００３１】
ステップＳ１８０にて減筒運転時の効率η２が全筒運転時のη１を上回っていると判断された場合には、エンジン２２が全筒運転されているか否かを判定し（ステップＳ１９０）、エンジン２２が全筒運転されていれば、ステップＳ１００にて入力した車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。所定車速Ｖｒｅｆ２は、上述の間欠禁止車速Ｖｒｅｆ１よりも低い車速として定められるものであり、実施例では、例えば４０ｋｍ／ｈとされる。車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ２未満であれば、更にステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ（例えば２０％程度の値）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。なお、ステップＳ１９０にてエンジン２２が減筒運転されていると判断された場合には、ステップＳ２００およびＳ２１０の処理はスキップされる。そして、ステップＳ２１０にてアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ以上である判断された場合には、エンジン２２を減筒運転するためにステップＳ１７０にて設定した仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ２をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定した上で（ステップＳ２２０）、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊，ステップＳ２２０にて設定した目標回転数Ｎｅ＊および減筒運転指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２３０）。要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊と減筒運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を求めた上で、減筒運転によりエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となると共にエンジン２２から目標トルクＴｅ＊に相当するトルクが出力されるようにスロットル開度制御や燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御等を実行する。
【００３２】
ここで、ステップＳ１８０にて減筒運転時の効率η２が全筒運転時のη１を上回っていると判断された場合には、全筒運転よりも減筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とすることになるから、エンジンの運転方式として減筒運転を選択することができる。ただし、エンジン２２の全筒運転中に効率η１およびη２との関係からエンジン２２の減筒運転を選択しても、その後にエンジン２２の運転停止が見込まれる場合には、減筒運転を実行してもごく短時間のうちにエンジン２２の運転が停止される可能性が高く、減筒運転による燃費改善効果が低いと考えられる。また、一般に、車速Ｖが比較的低くかつアクセルペダル８３の踏み込み量が小さい場合には、運転者により加速要求がなされていないと考えられ、この場合には、その後に要求パワーＰｅ＊との関係からエンジン２２の運転が停止される可能性が高いとみなすことができる。一方、車速Ｖがある程度高い場合や車速Ｖが比較的低くてもアクセルペダル８３の踏み込み量がある程度大きい場合には、運転者により加速要求がなされていると考えられ、この場合には、その後に要求パワーＰｅ＊との関係からエンジン２２の運転が継続される可能性が高いとみなすことができる。これを踏まえて、実施例では、上述のステップＳ１９０にてエンジン２２が全筒運転されていると判断された場合に、車速Ｖと所定車速Ｖｒｅｆ２との比較（ステップＳ２００）およびアクセル開度Ａｃｃと所定開度Ａｃｃｒｅｆとの比較（Ｓ２１０）を実行することにより、その後にエンジン２２の運転停止が見込まれるか否かを判定している。そして、ステップＳ２００およびＳ２１０の双方にて肯定判断がなされた場合にのみ減筒運転の実行が許容される。
【００３３】
これに対して、ステップＳ１８０にて減筒運転時の効率η２が全筒運転時の効率η１以下であると判断された場合、ステップＳ１９０にてエンジン２２が減筒運転されていると判断された場合、ステップＳ２００にて車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ２以上であると判断された場合、およびステップＳ２１０にてアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ未満であると判断された場合には、エンジン２２を全筒運転するためにステップＳ１７０にて設定した仮目標回転数Ｎｅｔｍｐ１をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊として設定した上で（ステップＳ２４０）、ステップＳ１１０にて設定した要求パワーＰｅ＊，ステップＳ２３０にて設定した目標回転数Ｎｅ＊および全筒運転指令をエンジンＥＣＵ２４に送信する（ステップＳ２５０）。要求パワーＰｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊と全筒運転指令を受信したエンジンＥＣＵ２４は、要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を求めた上で、全筒運転によりエンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となると共にエンジン２２から目標トルクＴｅ＊に相当するトルクが出力されるようにスロットル開度制御や燃料噴射制御、点火時期制御、バルブタイミング制御等を実行する。すなわち、実施例のハイブリッド自動車２０では、減筒運転よりも全筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とする場合や、全筒運転よりも減筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とするもののその後にエンジン２２の運転停止が見込まれる場合には、エンジン２２が全筒運転されることになる。
【００３４】
ステップＳ２２０またはＳ２４０の処理の後、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、要求パワーＰｅ＊や目標回転数Ｎｅ＊、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊や現在の回転数Ｎｍ１等を用いて次式（２）に従いモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２６０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。図５に動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側のＲ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１にトルクＴｍ１を出力させたときにこのトルク出力によりリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２にトルクＴｍ２を出力させたときに減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Pe*/Ne*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）
【００３６】
モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，ＷｏｕｔとステップＳ２６０にて設定したモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）に従い計算する（ステップＳ２７０）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ２８０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ２９０）。このようしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限することができる。なお、式（５）は、図５の共線図から容易に導出することができる。モータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信し（ステップＳ３００）、本ルーチンを一旦終了させる。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３７】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
【００３８】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２を運転すべきであると共に減筒運転よりも全筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とする場合、エンジン２２が要求パワーＰｅ＊を発生するように全筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ１８０，Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２６０〜Ｓ３００）。また、全筒運転よりも減筒運転の方がエンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく発生可能とし、かつエンジン２２が全筒運転されている場合には、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃといった車両状態からエンジン２２の運転停止が見込まれるか否かが判定される（ステップＳ２００，Ｓ２１０）。そして、エンジン２２の運転停止が見込まれないと判断された場合には、エンジン２２が要求パワーＰｅ＊を発生するように減筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（ステップＳ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２６０〜Ｓ３００）。これに対して、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃといった車両状態からエンジン２２の運転停止が見込まれると判断された場合には、エンジン２２が要求パワーＰｅ＊を発生するように全筒運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される（Ｓ２４０，Ｓ２５０，Ｓ２６０〜Ｓ３００）。これにより、ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の全筒運転中に効率η１，η２との関係からエンジン２２の減筒運転を選択し得ると判断されると共に（ステップＳ１８０）、エンジン２２の運転停止が見込まれないと判断された場合には（ステップＳ２００およびＳ２１０）、エンジン２２が減筒運転され、全筒運転から減筒運転への移行によりエンジン２２の燃料消費量を低減すると共にポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。また、エンジン２２の全筒運転中に効率η１，η２との関係からエンジン２２の減筒運転を選択し得ると判断されても（ステップＳ１８０）、エンジン２２の運転停止が見込まれると判断された場合には（ステップＳ２００またはＳ２１０）、減筒運転を実行してもごく短時間のうちにエンジン２２が停止される可能性が高く、減筒運転による燃費改善効果が低いと考えられることから、エンジン２２の全筒運転が継続され、それにより全筒運転から減筒運転への移行に伴う振動やショックの発生を抑制することができる。従って、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行して振動やショックの発生を抑制しつつエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、実施例のステップＳ２００およびＳ２１０において、車速Ｖとアクセルペダル８３の踏み込み量を示すアクセル開度Ａｃｃとを判定用のパラメータとして用いることにより、エンジン２２の運転停止が見込まれるか否か、すなわち、その後にエンジン２２の運転が停止される可能性の高低をより適正に判定することが可能となる。更に、上記実施例のように、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ２未満であると共にアクセルペダルポジションセンサ８４により検出されたアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃｒｅｆ以上であるとエンジン２２の運転停止が見込まれないと判断すれば、エンジン２２の運転停止の見込みをより適正に判定して、エンジン２２の全筒運転と減筒運転とをより適正に実行することが可能となる。
【００４０】
なお、上述のハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を動力分配統合機構３０のリングギヤ３２に接続されたリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象はこれに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図６に示す変形例に係るハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａ（車輪３９ａ，３９ｂ）とは異なる車軸（図６における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。
【００４１】
ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例等では、複数の燃焼室２３を有すると共にすべての燃焼室２３内で混合気を燃焼させる全筒運転および全体の半数の燃焼室２３内で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能なエンジン２２が「内燃機関」に相当し、リングギヤ軸３２ａに動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、図２のステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「要求トルク設定手段」および「要求機関パワー設定手段」に相当し、図２のステップＳ１６０〜Ｓ１８０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「第１の判定手段」に相当し、図２のステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０が「第２の判定手段」に相当し、図２のステップＳ２２０〜Ｓ３００の処理を実行するハイブリッドＥＣＵ７０、エンジンＥＣＵ２４およびモータＥＣＵ４０との組み合わせが「制御手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ８４が「アクセル操作量検出手段」に相当し、車速センサ８７が「車速取得手段」に相当し、動力を入出力可能なモータＭＧ１が「第２の電動機」に相当し、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されるキャリア３４とモータＭＧ１の回転軸に接続されるサンギヤ３１と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されるリングギヤ３２とを有すると共にこれら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された動力分配統合機構３０が「動力分配手段」および「遊星歯車機構」に相当する。
【００４２】
ただし、「内燃機関」は、全筒運転および減筒運転を実行可能なものであれば、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン２２に限られず、水素エンジンといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「電動機」や「第２の電動機」は、モータＭＧ１，ＭＧ２のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電装置」は、バッテリ５０のような二次電池に限られず、電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求トルク設定手段」は、アクセル開度と車速とに基づいて要求トルクを設定するものに限られず、例えばアクセル開度のみに基づいて要求駆動力を設定するもののような他の如何なる形式のものであっても構わない。「要求機関パワー設定手段」は、要求トルクに基づいて内燃機関に要求される要求機関パワーを設定するものであれば如何なる形式のものであっても構わない。「制御手段」は、単一の電子制御ユニット等のように、ハイブリッドＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０との組み合わせ以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。いずれにしても、これら実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行われるべきものである。
【００４３】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 燃焼室、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 車輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルストロークセンサ、８７ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃焼室を有すると共に全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含むハイブリッド車両であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定する要求機関パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転中であって該内燃機関の運転を継続させるべきときに、前記全筒運転と前記減筒運転とのうちの何れが前記内燃機関から前記設定された要求機関パワーをより効率よく発生可能とするかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により前記減筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断されると共に前記内燃機関が全筒運転されているときに、車両状態から前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段により前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記第１の判定手段により前記全筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断された場合および前記第２の判定手段により前記内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
車速を取得する車速取得手段と、
アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量検出手段とを更に備え、
前記第２の判定手段は、前記取得された車速と前記検出されたアクセルペダルの操作量とに基づいて前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定するハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記第２の判定手段は、前記取得された車速が所定車速未満であると共に前記検出されたアクセルペダルの操作量が所定操作量以上であると前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断するハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
動力を入出力可能な第２の電動機と、
前記内燃機関の出力軸と前記第２の電動機の回転軸と駆動輪に連結される駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段とを更に備え、
前記電動機は、前記駆動軸または該駆動軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であり、前記制御手段は、前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで全筒運転および減筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記第２の電動機とを制御するハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車両において、
前記動力分配手段は、前記内燃機関の前記出力軸に接続される第１要素と、前記第２の電動機の前記回転軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であるハイブリッド車両。
【請求項６】
複数の燃焼室を有すると共に全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含むハイブリッド車両であって、
（ａ）前記内燃機関の運転中であって該内燃機関の運転を継続させるべきときに、前記全筒運転と前記減筒運転との何れが前記内燃機関から該内燃機関に要求される要求機関パワーをより効率よく発生可能とするかを判定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて前記減筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断されると共に前記内燃機関が全筒運転されているときに、車両状態から前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）にて前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、前記内燃機関が前記要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、ステップ（ａ）にて前記全筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断された場合およびステップ（ｂ）にて前記内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、前記内燃機関が前記要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１】
複数の燃焼室を有すると共に全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含むハイブリッド車両であって、
走行に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記設定された要求トルクに基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定する要求機関パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転中であって該内燃機関の運転を継続させるべきときに、前記全筒運転と前記減筒運転とのうちの何れが前記内燃機関から前記設定された要求機関パワーをより効率よく発生可能とするかを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により前記減筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断されると共に前記内燃機関が全筒運転されているときに、車両状態から前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定する第２の判定手段と、
前記第２の判定手段により前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、前記第１の判定手段により前記全筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断された場合および前記第２の判定手段により前記内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、前記内燃機関が前記設定された要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
車速を取得する車速取得手段と、
アクセルペダルの操作量を検出するアクセル操作量検出手段とを更に備え、
前記第２の判定手段は、前記取得された車速と前記検出されたアクセルペダルの操作量とに基づいて前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定するハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両において、
前記第２の判定手段は、前記取得された車速が所定車速未満であると共に前記検出されたアクセルペダルの操作量が所定操作量以上であると前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断するハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
動力を入出力可能な第２の電動機と、
前記内燃機関の出力軸と前記第２の電動機の回転軸と駆動輪に連結される駆動軸との３軸に接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段とを更に備え、
前記電動機は、前記駆動軸または該駆動軸とは異なる他の車軸に動力を入出力可能であり、前記制御手段は、前記内燃機関が前記設定された目標運転ポイントで全筒運転および減筒運転されると共に前記設定された要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記第２の電動機とを制御するハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド車両において、
前記動力分配手段は、前記内燃機関の前記出力軸に接続される第１要素と、前記第２の電動機の前記回転軸に接続される第２要素と、前記駆動軸に接続される第３要素とを有すると共に、これら３つの要素が互いに差動回転できるように構成された遊星歯車機構であるハイブリッド車両。
【請求項６】
複数の燃焼室を有すると共に全燃焼室で混合気を燃焼させる全筒運転および一部の燃焼室で混合気を燃焼させる減筒運転により走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを含むハイブリッド車両であって、
（ａ）前記内燃機関の運転中であって該内燃機関の運転を継続させるべきときに、前記全筒運転と前記減筒運転との何れが前記内燃機関から該内燃機関に要求される要求機関パワーをより効率よく発生可能とするかを判定するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）にて前記減筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断されると共に前記内燃機関が全筒運転されているときに、車両状態から前記内燃機関の運転停止が見込まれるか否かを判定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）にて前記内燃機関の運転停止が見込まれないと判断された場合には、前記内燃機関が前記要求機関パワーを発生するように減筒運転されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御し、ステップ（ａ）にて前記全筒運転が前記要求機関パワーをより効率よく発生可能とすると判断された場合およびステップ（ｂ）にて前記内燃機関の運転停止が見込まれると判断された場合には、前記内燃機関が前記要求機関パワーを発生するように全筒運転されると共に前記要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むハイブリッド車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２４１３８６（Ｐ２０１０−２４１３８６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５２５７（Ｐ２００９−９５２５７）
【出願日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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