(57)【要約】【課題】内燃機関と電動機を備えるものにおいて、内燃機関のエミッションをより低減すると共に、操作者の走行要求をできる限り満たす。【解決手段】ハイブリッド自動車２０は、排気の浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが浄化温度Ｔｃｒｅｆ以上であり気筒休止条件が成立していない通常時には、エンジン２２を全気筒で運転した状態でエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを操作者の操作に基づいて設定された走行に要求される要求トルクＴｒ＊に基づいて制御する。一方、触媒温度Ｔｃが浄化温度Ｔｃｒｅｆ未満である暖機時には、エンジン２２の気筒の一部を休止した気筒休止状態でエンジン２２を運転し、通常時に比して浄化装置２５へ供給される排気の量が小さいエンジン２２の回転数で且つ要求トルクＴｒ＊のうち気筒を休止して生じるエンジン２２の低下駆動力の少なくとも一部をモータＭＧ２から出力させる。【選択図】図１
2010260392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を出力可能であり排気を浄化する浄化触媒が接続され気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
操作者の操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定し、前記浄化触媒の温度が所定の浄化温度以上であり所定の気筒休止条件が成立していない通常時には前記内燃機関を全気筒で運転した状態で前記内燃機関と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する一方、前記浄化触媒の温度が所定の浄化温度未満である暖機時には前記内燃機関の気筒の一部を休止した気筒休止状態で前記内燃機関を運転し前記通常時に比して前記浄化触媒へ供給される排気量が小さい内燃機関の回転数で且つ前記要求駆動力のうち前記気筒を休止して生じる前記内燃機関の低下駆動力の少なくとも一部を前記電動機から出力するよう前記内燃機関と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する制御手段と、
を備える車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記暖機時には前記要求駆動力に対する前記通常時における内燃機関の回転数以下の回転数を該内燃機関の目標回転数に設定し、該目標回転数に対応する前記気筒休止状態に応じた該内燃機関の目標駆動力を設定し、前記設定された要求駆動力のうち前記内燃機関の目標駆動力を出力するよう該内燃機関を制御する手段である、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御手段は、前記通常時には前記内燃機関の全気筒での運転効率に基づいて定められた該内燃機関の回転数と駆動力との第１の関係と前記設定された要求駆動力とに基づいて該内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し該設定した内燃機関の目標回転数及び目標駆動力で前記内燃機関と前記電動機とを制御する一方、前記暖機時には前記内燃機関の一部休止した気筒での運転効率に基づいて定められた該内燃機関の回転数と駆動力との第２の関係と前記設定された要求駆動力とに基づいて該内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し、前記設定された要求駆動力のうち前記内燃機関の目標駆動力を出力するよう該内燃機関を制御する手段である、請求項１又は２に記載の車両。
【請求項４】
前記制御手段は、前記通常時には前記第１の関係の曲線と前記設定された要求駆動力に基づいて定められた内燃機関の要求動力を表わす回転数及び駆動力の曲線との交点を内燃機関の目標回転数及び目標駆動力に設定する一方、前記暖機時には前記第１の関係の曲線と前記設定された要求駆動力に基づいて定められた内燃機関の要求動力を表わす回転数及び駆動力の曲線との交点における内燃機関の回転数を内燃機関の目標回転数に設定すると共に第２の関係の曲線における該目標回転数に対応する駆動力を前記内燃機関の目標駆動力に設定する手段である、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記制御手段は、前記暖機時において前記浄化触媒の温度が低いほど前記内燃機関の休止気筒数が多くなる傾向に内燃機関を制御する手段である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両。
【請求項６】
前記蓄電手段は、外部電源からの電力により充電可能である手段である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、
車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力された動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する手段である、車両。
【請求項８】
走行用の動力を出力可能であり排気を浄化する浄化触媒が接続され気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
操作者の操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定し、前記浄化触媒の温度が所定の浄化温度以上であり所定の気筒休止条件が成立していない通常時には前記内燃機関を全気筒で運転した状態で前記内燃機関と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する一方、前記浄化触媒の温度が所定の浄化温度未満である暖機時には前記内燃機関の気筒の一部を休止した気筒休止状態で前記内燃機関を運転し前記通常時に比して前記浄化触媒へ供給される排気量が小さい内燃機関の回転数で且つ前記要求駆動力のうち前記気筒を休止して生じる前記内燃機関の低下駆動力の少なくとも一部を前記電動機から出力するよう前記内燃機関と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する制御手段と、
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両及びその制御方法に関し、より詳しくは内燃機関と電動機とを備える車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の車両としては、休筒運転モードを備えたエンジンと、このエンジンにより駆動され又はエンジンを駆動補助する第２モータと、第２のモータからの電力又はバッテリからの電力により車両の駆動力を発生する第１のモータと第２のモータと駆動輪との間に設けられたクラッチを備えるハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、エンジンが休筒運転中にクラッチを接続状態とし、運転状態に応じて第１モータと第２モータとのうち効率の高い方を選択し、選択したモータによりエンジンを駆動補助することにより効果的な駆動をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９６９７５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、特許文献１に記載の車両などでは、エンジンの下流側にエンジンからの排気を浄化する浄化触媒を備えており、効果的な駆動を行なうことのほか、例えば、浄化触媒を暖機する場合など、エミッションを向上することも課題としてある。このように、内燃機関と電動機を備えるものにおいて排気のエミッションの低下をより抑制すると共に、操作者の走行要求をできる限り満たすことが求められていた。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、内燃機関と電動機とを備えるものにおいて、内燃機関のエミッションをより低減すると共に、操作者の走行要求をできる限り満たすことができる車両及びその制御方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の車両は、
走行用の動力を出力可能であり排気を浄化する浄化触媒が接続され気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、
操作者の操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定し、前記浄化触媒の温度が所定の浄化温度以上であり所定の気筒休止条件が成立していない通常時には前記内燃機関を全気筒で運転した状態で前記内燃機関と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する一方、前記浄化触媒の温度が所定の浄化温度未満である暖機時には前記内燃機関の気筒の一部を休止した気筒休止状態で前記内燃機関を運転し前記通常時に比して前記浄化触媒へ供給される排気量が小さい内燃機関の回転数で且つ前記要求駆動力のうち前記気筒を休止して生じる前記内燃機関の低下駆動力の少なくとも一部を前記電動機から出力するよう前記内燃機関と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００８】
この車両では、操作者の操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定する。続いて、内燃機関の排気を浄化する浄化触媒の温度が所定の浄化温度以上であり所定の気筒休止条件が成立していない通常時（全気筒運転時）には内燃機関を全気筒で運転した状態で内燃機関と電動機とを設定した要求駆動力に基づいて制御する。一方、浄化触媒の温度が所定の浄化温度未満である暖機時には、内燃機関の気筒の一部を休止した気筒休止状態で内燃機関を運転し、通常時に比して浄化触媒へ供給される排気量が小さい内燃機関の回転数で且つ要求駆動力のうち気筒を休止して生じる内燃機関の低下駆動力の少なくとも一部を電動機から出力するよう内燃機関と電動機とを設定した要求駆動力に基づいて制御する。このように、暖機時には一部の気筒を休止することにより、浄化触媒へ供給される排気の量を小さくし排気に含まれる浄化を要する成分の絶対量を低減可能である。また、内燃機関の一部の気筒を休止することにより生じる駆動力の低下を電動機により補うのである。したがって、内燃機関と電動機を備えるものにおいて、内燃機関のエミッションをより低減すると共に、操作者の走行要求をできる限り満たすことができる。
【０００９】
本発明の車両において、前記制御手段は、前記暖機時には前記要求駆動力に対する前記通常時における内燃機関の回転数以下の回転数を該内燃機関の目標回転数に設定し、該目標回転数に対応する前記気筒休止状態に応じた該内燃機関の目標駆動力を設定し、前記設定された要求駆動力のうち前記内燃機関の目標駆動力を出力するよう該内燃機関を制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、要求駆動力に応じた通常時における目標回転数以下の回転数を内燃機関の目標回転数とすると共に、気筒休止状態であるため、浄化触媒へ供給される排気の量をより確実に小さくすることができる。
【００１０】
本発明の車両において、前記制御手段は、前記通常時には前記内燃機関の全気筒での運転効率に基づいて定められた該内燃機関の回転数と駆動力との第１の関係と前記設定された要求駆動力とに基づいて該内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し該設定した内燃機関の目標回転数及び目標駆動力で前記内燃機関と前記電動機とを制御する一方、前記暖機時には前記内燃機関の一部休止した気筒での運転効率に基づいて定められた該内燃機関の回転数と駆動力との第２の関係と前記設定された要求駆動力とに基づいて該内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定し、前記設定された要求駆動力のうち前記内燃機関の目標駆動力を出力するよう該内燃機関を制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、第１の関係と第２の関係とを用いて比較的容易に内燃機関の目標回転数及び目標駆動力を設定することができる。このとき、前記制御手段は、前記通常時には前記第１の関係の曲線と前記設定された要求駆動力に基づいて定められた内燃機関の要求動力を表わす回転数及び駆動力の曲線との交点を内燃機関の目標回転数及び目標駆動力に設定する一方、前記暖機時には前記第１の関係の曲線と前記設定された要求駆動力に基づいて定められた内燃機関の要求動力を表わす回転数及び駆動力の曲線との交点における内燃機関の回転数を内燃機関の目標回転数に設定すると共に第２の関係の曲線における該目標回転数に対応する駆動力を前記内燃機関の目標駆動力に設定する手段であるものとしてもよい。
【００１１】
本発明の車両において、前記制御手段は、前記暖機時において前記浄化触媒の温度が低いほど前記内燃機関の休止気筒数が多くなる傾向に内燃機関を制御する手段であるものとしてもよい。こうすれば、浄化触媒の排気浄化機能に合わせて排気量を変えることができ、内燃機関のエミッションを一層低減することができる。なお、「気筒数が大きくなる傾向」とは、浄化触媒の温度が低下しても休止気筒数が変わらない範囲を有していてもよいという趣旨である。
【００１２】
本発明の車両において、前記蓄電手段は、外部電源からの電力により充電可能である手段であるものとしてもよい。外部電源で充電可能な蓄電手段を備える車両は、起動後に蓄電手段の電力で走行を開始したあと内燃機関を起動することが多い、即ち浄化触媒の暖機を行ないながら走行することが多いため、本発明を適用する意義が高い。
【００１３】
本発明の車両は、前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力された動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する手段であるものとしてもよい。
【００１４】
本発明の車両の制御方法は、
走行用の動力を出力可能であり排気を浄化する浄化触媒が接続され気筒の一部を休止して運転可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやり取りを行なう蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
操作者の操作に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定し、前記浄化触媒の温度が所定の浄化温度以上であり所定の気筒休止条件が成立していない通常時には前記内燃機関を全気筒で運転した状態で前記内燃機関と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する一方、前記浄化触媒の温度が所定の浄化温度未満である暖機時には前記内燃機関の気筒の一部を休止した気筒休止状態で前記内燃機関を運転し前記通常時に比して前記浄化触媒へ供給される排気量が小さい内燃機関の回転数で且つ前記要求駆動力のうち前記気筒を休止して生じる前記内燃機関の低下駆動力の少なくとも一部を前記電動機から出力するよう前記内燃機関と前記電動機とを前記設定した要求駆動力に基づいて制御する、ことを含むものである。
【００１５】
この車両の制御方法では、上述した車両と同様に、暖機時には一部の気筒を休止することにより、浄化触媒へ供給される排気量を小さくし排気に含まれる浄化を要する成分の絶対量を低減可能である。また、内燃機関の一部の気筒を休止することにより生じる駆動力の低下を電動機により補うのである。したがって、内燃機関と電動機を備えるものにおいて、内燃機関のエミッションをより低減すると共に、操作者の走行要求をできる限り満たすことができる。なお、この車両の制御方法において、上述した車両の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した車両の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される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】エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図６】動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
【図７】別のエンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。
【図８】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図９】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８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に取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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７０とを備える。また、ハイブリッド自動車２０は、外部から電力を供給するためのプラグ５８を備えたプラグインハイブリッド車両として構成されている。
【００１９】
エンジン２２は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図示しないが、エアクリーナにより清浄された空気をスロットルバルブを介して吸入すると共に燃料噴射弁からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブを介して燃料室に吸入し、点火プラグによる電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストンの往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。このエンジン２２は、気筒の一部を休止して運転すること（気筒休止運転とも称する）が可能な可変気筒型エンジンとして構成されており、実施例では、８気筒のうち片側４気筒や、２気筒を休止できるように構成されている。エンジン２２からの排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化装置（三元触媒）２５を介して外気へ排出される。
【００２０】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＣＰＵ２４ａ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、ＣＰＵ２４ａの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ２４ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４ｃと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、浄化装置２５に配設された温度センサ２５ａからの触媒温度Ｔｃなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン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出力する。
【００２１】
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に噛合すると共にリングギヤ３２に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とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、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からギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。
【００２２】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる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を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４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のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、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ることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。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４３，４４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などが入力されており、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が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータ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用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２３】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。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，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４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，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、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用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。
【００２４】
プラグ５８は、家庭用の交流電力を供給する差し込み接続器（例えば、ＡＣ１００Ｖコンセント）に接続可能な差し込みプラグである。このプラグ５８により供給された交流電力はインバータ５６や図示しないＤＣ−ＤＣコンバータなどによって直流電力に変換され、電力ライン５４を介してバッテリ５０を充電できるようになっている。
【００２５】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０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と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ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ポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２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と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２６】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、操作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を計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン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から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータ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およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン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から出力される動力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とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
【００２７】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に起動直後から走行を開始する際の動作について説明する。図２は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される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、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。ここでは、低温状態（例えば５℃や０℃、−１０℃など）でハイブリッド自動車２０が起動されて走行を開始する場合を主として説明する。また、このハイブリッド自動車２０は、外部電源を用いて充電したバッテリ５０を用いて走行を開始可能であることから、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定の閾値を下回るまではエンジン２２を停止してモータ運転モードを実行し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定の閾値を下回るとエンジン２２によりバッテリ５０を充電する充放電運転モードを実行するよう設定されている。
【００２８】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、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８８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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、浄化装置２５の暖機処理時に値「１」にセットされる暖機実行フラグＦ、エンジン２２を運転している気筒数である運転気筒数Ｓｎなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の残容量ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、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することができる。また、暖機実行フラグＦや運転気筒数Ｓｎは、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００２９】
ここで、駆動制御ルーチンの説明を中断し、全気筒での運転及び一部の気筒を休止して運転する際のエンジン２２の駆動制御について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａによって実行されるエンジン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、ＲＯＭ２４ｂに記憶され、エンジン２２を運転する際に所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。このルーチンを実行すると、エンジンＥＣＵ２４のＣＰＵ２４ａは、まず浄化装置２５に配設された温度センサ２５ａからの触媒温度Ｔｃを入力し、入力した触媒温度Ｔｃが所定の浄化温度Ｔｃｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。この浄化温度Ｔｃｒｅｆは、浄化装置２５により排気を十分浄化可能であるか否かを判定する閾値であり、例えば浄化装置２５の性能に応じて浄化装置２５により排気を十分浄化可能な温度の下限値近傍に経験的に設定することができる。
【００３０】
触媒温度Ｔｃが浄化温度Ｔｃｒｅｆ以上でないとき、即ち触媒温度Ｔｃが浄化温度Ｔｃｒｅｆ未満であるときには、浄化装置２５の暖機を行うべく暖機実行フラグＦに値「１」をセットし（ステップＳ３１０）、エンジン２２の運転に用いる運転気筒数Ｓｎに気筒の一部を休止する気筒数を設定する（ステップＳ３２０）。ここでは、触媒温度Ｔｃが低いほど少ない気筒数が運転気筒数Ｓｎに設定されるものとした。例えば、Ｎ，Ｍ，Ｌを正の整数とし、気筒数がＮ＞Ｍ＞Ｌであるとき、触媒温度Ｔｃが温度Ｔｃ２以上温度Ｔｃ１未満では気筒数Ｍが運転気筒数Ｓｎに設定され、触媒温度Ｔｃが温度Ｔｃ２未満では気筒数Ｌが運転気筒数Ｓｎに設定される。続いて、設定した運転気筒数Ｓｎと暖機実行フラグＦの値とをハイブリッド用電子制御ユニット７０へ送信し（ステップＳ３３０）、後述するハイブリッド用電子制御ユニット７０から入力した目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊とに基づいて設定した一部気筒休止する運転気筒数Ｓｎで燃料噴射・添加制御を実行し（ステップＳ３４０）、このルーチンを終了する。ここでは、入力した目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊とに基づいてスロットル開度ＴＨを設定すると共に、このスロットル開度となるよう図示しないスロットルバルブを制御し、所定の補正（例えば暖機用の増量補正など）を行い吸入空気量に応じて燃料噴射量を設定し、この設定した燃料噴射量が所定のタイミングで噴射され点火されるよう燃料噴射弁や点火プラグなどを制御する。このようにエンジン２２の運転を行い、浄化装置２５の暖機を実行するのである。
【００３１】
一方、ステップＳ３００で触媒温度Ｔｃが浄化温度Ｔｃｒｅｆ以上であるときには、浄化装置２５の暖機は行わず、暖機実行フラグＦに値「０」をセットし（ステップＳ３５０）、所定の気筒休止条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ３６０）。この所定の気筒休止条件は、例えば高速での巡航状態であるときなど走行に要求されるパワーの変化量が小さいときなどに成立するものとしてもよい。気筒休止条件が成立しているときには、ステップＳ３２０でエンジン２２の運転に用いる運転気筒数Ｓｎに気筒の一部を休止する気筒数を設定し、ステップＳ３３０以降の処理を実行し、このルーチンを終了する。即ち、浄化装置２５の暖機を実行せずにエンジン２２の気筒休止運転を実行するのである。一方、ステップＳ３６０で所定の気筒休止条件が成立していないときには、エンジン２２の運転に用いる運転気筒数Ｓｎに全気筒数を設定し（ステップＳ３７０）、ステップＳ３３０以降の処理を実行し、このルーチンを終了する。即ち、浄化装置２５の暖機を実行せずにエンジン２２の全気筒を用いた通常の運転を実行するのである。このように、触媒温度Ｔｃや気筒休止条件の成立の有無に基づいてエンジン２２の運転に用いる気筒数を変更したり浄化装置２５の暖機を実行したりし、その情報をハイブリッド用電子制御ユニット７０へ送信しながらエンジン２２を運転制御するのである。
【００３２】
さて、駆動制御ルーチンの説明へ戻る。ステップＳ１００でデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂ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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものとバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊とロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。
【００３３】
次に、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この閾値Ｓｒｅｆは、モータ運転モードが実行可能な残容量の下限値、即ちエンジン２２の動力によりバッテリ５０の充電を開始する残容量に経験的に定められている。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上であるときには、エンジン２２を停止してモータ運転モードを実行可能であるものとみなし、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをそれぞれ値「０」に設定し（ステップＳ１３０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値「０」に設定する（ステップＳ１４０）。続いて、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと計算したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータ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（１）および式（２）により計算すると共に（ステップＳ１５０）、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を用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（３）により計算し（ステップＳ１６０）、計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１７０）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、ここでは、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が値「０」であるから、モータＭＧ１の消費電力（発電電力）は、値「０」であり、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔで制限するものとなる。また、式（３）は、後述する図６の共線図から容易に導き出すことができる。こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。ここでは、エンジンＥＣＵ２４は、エンジンを停止させた状態とする。また、モータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるよう４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、バッテリ５０に十分な電力があるときにはモータＭＧ２によるモータ運転モードを実行するのである。
【００３４】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  (1)
【００３５】
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  (2)
【００３６】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr  (3)
【００３７】
一方、ステップＳ１２０でバッテリ５０の残容量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上でないときには、エンジン２２及びモータＭＧ１によるバッテリ５０の充電が必要なものとみなし、充放電運転モードを実行する。具体的には、まず、暖機実行フラグＦに値「１」がセットされているか否か、即ち浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが所定の浄化温度Ｔｃｒｅｆ未満であるエンジン２２の暖機時であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。暖機実行フラグＦに値「１」がセットされていないときには、浄化装置２５の暖機時でないものとみなし、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２００）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の一部気筒を休止して運転することから、エンジン２２を運転する気筒数に応じてエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインが定められているものとした。図５には、全気筒数における動作ラインであるＮ気筒ライン（Ｎ＝８、第１の関係）や気筒数Ｍにおける動作ラインであるＭ気筒ライン（例えばＭ＝６、第２の関係）、気筒数Ｌにおける動作ラインであるＬ気筒ライン（例えばＭ＝４、第２の関係）などを一例として示した。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、エンジンＥＣＵ２４から入力した運転気筒数Ｓｎに応じて動作ラインを設定し、設定した動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。例えば、浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが浄化温度Ｔｃｒｅｆ以上であり所定の気筒休止条件が成立していない通常時には、Ｎ気筒ラインを動作ラインに設定し、目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定する（図５のＡ点参照）。また、暖機時でなく気筒休止条件が成立しておりＭ気筒でエンジン２２を運転しているときには、Ｍ気筒ラインを動作ラインに設定し、目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定する（図５のＢ点参照）。
【００３８】
次に、設定した目標回転数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とを用いて次式（４）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（５）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２１０）。ここで、式（４）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。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図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、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。式（４）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（５）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。続いて、ステップＳ１５０でモータ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を式（１）および式（２）により計算すると共に、ステップＳ１６０でモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（３）により計算し、ステップＳ１７０でトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘにより仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。そして、ステップＳ１８０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３９】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)    (4)
【００４０】
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (5)
【００４１】
一方、ステップＳ１９０で暖機実行フラグＦに値「１」がセットされているときには、浄化装置２５の暖機時であるものとみなし、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいて通常時に比して浄化装置２５へ供給される排気の量が小さい回転数にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定すると共に、目標回転数Ｎｅ＊に対応する気筒休止状態に応じたエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ２００）。具体的には、図５に示すように、全気筒での運転効率に基づいて定められた動作ライン（Ｎ気筒ライン）と要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅｔｍｐ）が一定となる曲線との交点におけるエンジン２２の回転数を内燃機関の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に、気筒休止状態での運転効率に基づいて定められた動作ライン（Ｌ，Ｍ気筒ライン）におけるこの目標回転数Ｎｅ＊に対応するトルクをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊に設定する。また、暖機時においては、浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが小さいほど休止する気筒数が大きくなるように定められており、触媒温度Ｔｃが与えられるとそれに応じた休止気筒数が設定され、休止気筒数に応じた動作ラインが設定されるものとした。例えば、暖機時にＭ気筒ラインが動作ラインに設定された場合は、Ｎ気筒ラインと要求パワーＰｅ＊の曲線との交点により目標回転数Ｎｅ＊を設定し、この目標回転数Ｎｅ＊に対応するＭ気筒ラインでのトルク値を目標トルクＴｅ＊に設定する（図５のＣ点参照）。
【００４２】
次に、ステップＳ２１０で目標回転数Ｎｅ＊を用いて式（４）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（５）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。続いて、ステップＳ１５０でトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを計算すると共に、ステップＳ１６０で仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを計算し、ステップＳ１７０でトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘにより仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値としてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。そして、ステップＳ１８０でエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して、駆動制御ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。この暖機時には、図５に示すように、同じ要求パワーＰｅ＊でみたときに、通常時に比してエンジン２２の目標トルクＴｅ＊が小さく設定されているから、操作者の操作に基づくエンジン２２の要求パワーＰｅ＊よりも小さなパワーがエンジン２２から出力され、これに合わせたモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が設定される（ステップＳ２１０）。また、この暖機時には、リングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊とによりモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるから（ステップＳ１６０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、できる限りエンジン２２の低下トルク分を補うようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定される（ステップＳ１７０）。このように、浄化装置２５の暖機時には、通常時でのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を維持し浄化装置２５へ供給される排気の量を低減させると共に、気筒休止で生じるエンジン２２からの出力低下分をバッテリ５０の電力によるモータＭＧ２からの出力で補うのである。
【００４３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、操作者の操作に基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、エンジン２２の排気を浄化する触媒温度Ｔｃが浄化温度Ｔｃｒｅｆ以上であり気筒休止条件が成立していない通常時には、エンジン２２を全気筒で運転した状態でエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて制御する。一方、触媒温度Ｔｃが浄化温度Ｔｃｒｅｆ未満である暖機時には、エンジン２２の気筒の一部を休止した気筒休止状態でエンジン２２を運転し、通常時に比して浄化装置２５へ供給される排気の量が小さいエンジン２２の回転数で且つ要求トルクＴｒ＊のうち気筒を休止して生じるエンジン２２の低下駆動力の少なくとも一部をモータＭＧ２から出力するようエンジン２２とモータＭＧ２とを設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて制御する。このように、暖機時には一部の気筒を休止することにより、浄化装置２５へ供給される排気の量を小さくし排気に含まれるエミッションの絶対量を低減可能である。また、エンジン２２の一部の気筒を休止することにより生じる駆動力の低下をモータＭＧ２により補うのである。したがって、エンジン２２のエミッションをより低減すると共に、操作者の走行要求をできる限り満たすことができる。
【００４４】
また、暖機時には通常時におけるエンジン２２の回転数をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定するため、通常時における目標回転数以下の回転数をエンジン２２の目標回転数とすると共に、気筒休止状態であり、浄化触媒へ供給される排気の量をより確実に小さくすることができる。更に、通常時にはエンジン２２の全気筒での運転効率に基づいて定められた動作ライン（第１の関係）とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定する一方、暖機時にはエンジン２２の一部休止した気筒での運転効率に基づいて定められた動作ライン（第２の関係）とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊を設定するため、動作ラインを用いて比較的容易に且つ効率のよい運転ポイントにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊及び目標トルクＴｒ＊を設定することができる。更にまた、暖機時において触媒温度Ｔｃが低いほどエンジン２２の休止気筒数が多くなる傾向にエンジン２２を制御するため、浄化装置２５の排気浄化機能に合わせて排気量を変えることができ、エンジン２２のエミッションを一層低減することができる。そして、ハイブリッド自動車２０は、バッテリ５０がプラグ５８及びインバータ５６を介して外部電源からの電力により充電可能である、いわゆるプラグインハイブリッド車両であるため、起動後にバッテリ５０の電力で走行を開始したあとエンジン２２を起動することが多く、即ち浄化装置２５の暖機を行ないながら走行することが多いため、本発明を適用する意義が高い。そしてまた、エンジン２２の気筒休止運転では、エンジン２２を無負荷状態で運転するアイドル運転よりも小さい排気の量としつつ浄化装置２５を暖機することもできる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、暖機時には通常時と同じエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とこの目標回転数Ｎｅ＊と動作ラインとにより目標トルクＴｅ＊を設定するものとしたが、特にこれに限定されず、図７に示すように、通常時のエンジン２２の目標回転数よりも大きな値に設定するものとしてもよいし、通常時のエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊よりも小さな値に設定するものとしてもよい。図７は、別のエンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する様子を示す説明図である。例えば、図７に示すように、暖機時において、エンジン２２の気筒休止運転の運転気筒数Ｓｎを半分とすれば、エンジン２２の回転数Ｎｅが２倍となるまで浄化装置２５へ供給される排気の量は通常時に比して小さい。このため、通常時のエンジン２２の目標回転数よりも大きな値に暖機時のエンジン２２の目標回転数を設定することが可能である。このように、気筒休止運転を行ない浄化装置２５へ供給される排気量を通常時に比して低下させるものとすればよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、暖機時には通常時の動作ラインを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定するものとしたが、特にこれに限定されず、例えば、図７に示すように、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊をより小さい値に変更し、変更した要求パワーＰｅ＊と休止気筒運転に対応する動作ラインとの交点からエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定するものとしてもよい。なお、エンジン２２の回転数の変化には時間がかかることから、アクセル開度Ａｃｃに基づいて定められた要求パワーＰｅ＊の回転数により近い方が、暖機運転から通常時運転へ移行する際に経過時間を短縮可能である観点から好ましい。また、暖機時には通常時におけるエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊以下の回転数にエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定することが、排気の量をより抑えることができる観点から、より好ましい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、暖機時には浄化装置２５の触媒温度Ｔｃにより複数の動作ラインを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定するものとしたが、暖機時の動作ラインを１つとしてもよい。また、浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが低いほどエンジン２２の休止気筒数が多くなるようエンジン２２を制御するものとしたが、特に限定されず、１種類の休止気筒数としてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、動作ラインと要求パワーＰｅ＊の曲線とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定するものとしたが、これらの曲線を用いずに、触媒温度Ｔｃとの関係をマップに定め、要求パワーＰｅ＊と運転気筒数Ｓｎと触媒温度Ｔｃとが与えられるとそれに応じたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を導出して設定するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、浄化装置２５の触媒温度Ｔｃを温度センサ２５ａにより計測するものとしたが、他の指標に基づいて浄化装置２５の触媒温度Ｔｃを把握するものとしてもよい。例えば、外気温及び吸入空気量の積算値に基づいて触媒温度Ｔｃを推定するものとしてもよい。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、プラグ５８を備えたプラグインハイブリッド自動車として構成するものとしたが、特にこれに限定されず、プラグ５８を備えないハイブリッド自動車としてもよい。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２は８気筒であるとしたが、特にこれに限定されず、１０気筒、６気筒、４気筒、３気筒などであってもよい。また、気筒の配置は、直列型であってもよいし、Ｖ型であってもよいし、水平対向型であってもよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図８における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、本発明の内容をエンジン２２と２つのモータとを備えるハイブリッド自動車２０の構成に適用して説明したが、本発明の内容は、走行用の動力を出力可能なエンジンとこのエンジンの動力を用いて発電可能なモータとこのモータと電力のやりとりが可能なバッテリとを備えるハイブリッド車の構成に適用するものとすればよく、例えば、図９に例示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸に接続されたモータＭＧと、エンジン２２の出力軸と車軸に連結された駆動軸とに接続された変速機２３０と、を備えるハイブリッド自動車２２０の構成に適用するものとしても構わない。なお、このハイブリッド自動車２２０では、モータＭＧが発電機及び電動機の機能を兼ね備えている。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、シリーズ−パラレル型の車両として説明したが、パラレル型のハイブリッド自動車としてもよい。
【００５４】
また、こうしたハイブリッド車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外のハイブリッド車両の形態としても構わない。さらに、こうしたハイブリッド車の制御方法の形態としてもよい。
【００５５】
ここで、実施例や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する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２からの動力を用いて発電するモータＭＧ，ＭＧ１が「発電機」に相当し、走行用の動力を出力するモータＭＧ，ＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、操作者の操作に基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが所定の浄化温度Ｔｃｒｅｆ以上であり所定の気筒休止条件が成立していない通常時にはエンジン２２を全気筒で運転した状態でエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて制御する一方、浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが所定の浄化温度Ｔｃｒｅｆ未満である暖機時にはエンジン２２の気筒の一部を休止した気筒休止状態でエンジン２２を運転し、通常時に比して浄化装置２５へ供給される排気量が小さいエンジン２２の回転数Ｎｅで且つ要求トルクＴｒ＊のうち気筒を休止して生じるエンジン２２の低下駆動力の少なくとも一部をモータＭＧ２から出力するようエンジン２２とモータＭＧ２とを設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０、エンジンＥＣＵ２４及びモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。また、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。
【００５６】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、走行用の動力を入出力可能な内燃機関であれば水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ，ＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関の動力を用いて発電可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ，ＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０、エンジンＥＣＵ２４及びモータＥＣＵ４０からなる組み合わせに限定されるものではなく、更に多くの電子制御ユニットにより構成されるものとしてもよいし、単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、操作者の操作に基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが所定の浄化温度Ｔｃｒｅｆ以上であり所定の気筒休止条件が成立していない通常時にはエンジン２２を全気筒で運転した状態でエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて制御する一方、浄化装置２５の触媒温度Ｔｃが所定の浄化温度Ｔｃｒｅｆ未満である暖機時にはエンジン２２の気筒の一部を休止した気筒休止状態でエンジン２２を運転し、通常時に比して浄化装置２５へ供給される排気量が小さいエンジン２２の回転数Ｎｅで且つ要求トルクＴｒ＊のうち気筒を休止して生じるエンジン２２の低下駆動力の少なくとも一部をモータＭＧ２から出力するようエンジン２２とモータＭＧ２とを設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて制御するものであれば如何なるものとしても構わない。
【００５７】
なお、実施例や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最良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。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は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ないものである。
【００５８】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例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、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５  浄化装置、２５ａ  温度センサ、２６  クランクシャフト、２８  ダンパ、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、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１  温度センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、５６  インバータ、５８  プラグ、６０  ギヤ機構、６２  デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ  駆動輪、６４ａ，６４ｂ  車輪、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット、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  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ、２３０  変速機。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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