(57)【要約】【課題】部分気筒運転から全気筒運転へ切り替えた場合に動力循環モードに至る頻度を低減できるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】本発明の制御装置は、部分気筒運転と全気筒運転とを実行可能なエンジン３と、第１モータ・ジェネレータ４と、第２モータ・ジェネレータ５とを備えたハイブリッド車両に適用され、バッテリ１６の蓄電率に基づいてバッテリに対する要求放電量を算出する際に、部分気筒運転時の要求放電量が全気筒運転時の要求放電量に比べて大きくなるようにする。【選択図】図１
2014124994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有し、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止し残りの気筒を稼働する部分気筒運転と前記複数の気筒の全ての気筒を稼働する全気筒運転とを実行可能なエンジンと、
第１モータ・ジェネレータと、
駆動輪にトルクを伝達するための出力部と、
前記エンジンのトルクを前記第１モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動機構と、
前記出力部にギアを介して連結された第２モータ・ジェネレータと、
前記第２モータ・ジェネレータへ電力を供給可能なバッテリと、
を備えたハイブリッド車両に適用される制御装置であって、
前記全気筒運転と、前記部分気筒運転とを前記エンジンに実行させるエンジン制御手段と、
前記バッテリの蓄電率に基づいて前記バッテリに対する要求放電量を算出する放電量算出手段と、
前記部分気筒運転及び前記全気筒運転のそれぞれを前記エンジンが実行する場合に、前記放電量算出手段が算出した前記要求放電量が大きいほど前記第２モータ・ジェネレータから前記出力部に伝達されるトルクが大きくなるように前記第２モータ・ジェネレータを制御するモータ制御手段と、
を備え、
前記放電量算出手段は、前記部分気筒運転時の前記要求放電量が前記全気筒運転時の前記要求放電量に比べて大きくなるように前記要求放電量を算出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記放電量算出手段は、前記部分気筒運転にて前記エンジンが最高効率点で運転される場合のエンジン出力を要求出力が上回る場合、要求出力が該エンジンン出力以下の場合と比べて前記要求放電量が大きくなるように前記要求放電量を算出する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記車両には、前記差動機構の状態を、前記エンジンのトルクを前記第１モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動状態と、その分配を停止する非差動状態とを切り替え可能なロック手段が設けられており、
前記差動機構が前記非差動状態でかつ前記エンジンが前記部分気筒運転で運転する第１運転モード又は前記差動機構が前記差動状態でかつ前記エンジンが前記部分気筒運転にて運転する第２運転モードから、要求出力が所定値以上になった場合に前記差動機構が前記差動状態でかつ前記エンジンが前記全気筒運転にて運転する通常運転モードに切り替える運転モード制御手段を更に備え、
前記第１運転モードの場合の方が前記第２運転モードの場合に比べて前記所定値が小さくなるように設定されている請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記エンジン制御手段は、前記エンジンが前記部分気筒運転を実行中に前記バッテリの蓄電率が前記バッテリを強制的に充電すべき閾値以下となった場合、前記部分気筒運転から前記全気筒運転に強制的に切り替える請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用動力源としてエンジンとモータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の気筒の一部を休止する部分気筒運転が可能な気筒休止エンジンと、一つのモータとを備えたハイブリッド車両に適用され、部分気筒運転時にバッテリの残量が少なくなった場合は変速機の変速比を低速側に変更してエンジン回転数を増大させることによって発電のためのエンジン出力を確保するようにした制御装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９２１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハイブリッド車両には、特許文献１のような一つのモータを備えた形態の他に、エンジンの動力を第１モータ・ジェネレータと出力部とに分割し、第２モータ・ジェネレータがギアを介して出力部に連結された形態も存在する。この形態のハイブリッド車両のエンジンとして休止気筒エンジンを搭載した場合、部分気筒運転と全気筒運転との切り替え前後でエンジン回転数は等パワーライン上で変化する。エンジンと第１モータ・ジェネレータとは互いに差動回転を許容する差動機構に連結されているため、そのエンジン回転数の変化に伴って第１モータ・ジェネレータのモータ回転数も変化する。特に、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えた場合に、第１モータ・ジェネレータのモータ回転数が低下して動力循環モードに入り易くなる問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、部分気筒運転から全気筒運転へ切り替えた場合に動力循環モードに入る頻度を低減できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制御装置は、複数の気筒を有し、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止し残りの気筒を稼働する部分気筒運転と前記複数の気筒の全ての気筒を稼働する全気筒運転とを実行可能なエンジンと、第１モータ・ジェネレータと、駆動輪にトルクを伝達するための出力部と、前記エンジンのトルクを前記第１モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動機構と、前記出力部にギアを介して連結された第２モータ・ジェネレータと、前記第２モータ・ジェネレータへ電力を供給可能なバッテリと、を備えたハイブリッド車両に適用される制御装置であって、前記全気筒運転と、前記部分気筒運転とを前記エンジンに実行させるエンジン制御手段と、前記バッテリの蓄電率に基づいて前記バッテリに対する要求放電量を算出する放電量算出手段と、前記部分気筒運転及び前記全気筒運転のそれぞれを前記エンジンが実行する場合に、前記放電量算出手段が算出した前記要求放電量が大きいほど前記第２モータ・ジェネレータから前記出力部に伝達されるトルクが大きくなるように前記第２モータ・ジェネレータを制御するモータ制御手段と、を備え、前記放電量算出手段は、前記部分気筒運転時の前記要求放電量が前記全気筒運転時の前記要求放電量に比べて大きくなるように前記要求放電量を算出するものである（請求項１）。
【０００７】
この制御装置によれば、バッテリに対する要求放電量が全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が大きいので部分気筒運転時にはバッテリが放電され易く、全気筒運転時に比べてバッテリの蓄電率が低下した状態で運転される。そのため、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えられた場合にはバッテリの蓄電率の低下を補うために駆動輪へ出力する要求出力に加えて第１モータ・ジェネレータ又は第２モータ・ジェネレータで発電してバッテリを充電するためのエンジン出力が必要となる。したがって、部分気筒運転から全気筒運転への切り替え後に充電に要するエンジン出力を得るためにエンジン回転数を高く維持する必要があるから、部分気筒運転から全気筒運転への切り替えに伴うエンジン回転数の低下を抑えることができる。これにより、第１モータ・ジェネレータのモータ回転数の低下も抑えることができるから動力循環モードに入る頻度を低減できる。その結果、燃費が向上する。
【０００８】
本発明の制御装置の一態様として、前記放電量算出手段は、前記部分気筒運転にて前記エンジンが最高効率点で運転される場合のエンジン出力を要求出力が上回る場合、要求出力が該エンジンン出力以下の場合と比べて前記要求放電量が大きくなるように前記要求放電量を算出してもよい（請求項２）。この態様によれば、部分気筒運転にてエンジンが最高効率点で運転される場合のエンジン出力を要求出力が上回る場合はこれ以下の場合に比べて要求放電量が大きくなる。つまり、このような場合には第１モータ・ジェネレータ又は第２モータ・ジェネレータによるアシスト量が増加する。これにより、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えられた後に、エンジンを最高効率点で運転可能となる頻度が増加する。
【０００９】
本発明の制御装置の一態様として、前記車両には、前記差動機構の状態を、前記エンジンのトルクを前記第１モータ・ジェネレータと前記出力部とに分配する差動状態と、その分配を停止する非差動状態とを切り替え可能なロック手段が設けられており、前記差動機構が前記非差動状態でかつ前記エンジンが前記部分気筒運転にて運転する第１運転モード又は前記差動機構が前記差動状態でかつ前記エンジンが前記部分気筒運転にて運転する第２運転モードから、要求出力が所定値以上になった場合に前記差動機構が前記差動状態でかつ前記エンジンが前記全気筒運転で運転する通常運転モードに切り替える運転モード制御手段を更に備え、前記第１運転モードの場合の方が前記第２運転モードの場合に比べて前記所定値が小さくなるように設定されてもよい（請求項３）。この態様によれば、通常運転モードへ切り替える条件が、差動状態かつ部分気筒運転の第２運転モードの場合よりも非差動状態かつ部分気筒運転の第１運転モードの場合に緩和される。そのため、第２運転モードから通常運転モードへ切り替わる場合と比較して第１運転モードから通常運転モードへ切り替わり易くなる。これにより、エンジン制御が車速に制約されて自由度が低く燃費が悪化し易い第１運転モードの継続が強いられる機会が減少するので燃費が向上する。
【００１０】
本発明の制御装置の一態様として、前記エンジン制御手段は、前記エンジンが前記部分気筒運転を実行中に前記バッテリの蓄電率が前記バッテリを強制的に充電すべき閾値以下となった場合、前記部分気筒運転から前記全気筒運転に強制的に切り替えてもよい（請求項４）。この態様によれば、バッテリを強制的に充電すべき場合は部分気筒運転から強制的に全気筒運転に切り替えられてバッテリが充電される。したがって、部分気筒運転時に放電量を大きくしてもバッテリの蓄電率が過剰に低下することを回避できるのでバッテリに過度な負担を与えることがない。したがって、バッテリに特別な能力が要求されないので使用可能なバッテリの選択肢を狭めるおそれがない。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明の制御装置によれば、バッテリに対する要求放電量が全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が大きいので部分気筒運転時にはバッテリが放電され易く、全気筒運転時に比べてバッテリの蓄電率が低下した状態で運転される。そのため、部分気筒運転から全気筒運転への切り替えに伴うエンジン回転数及びモータ回転数のそれぞれの低下を抑えることができるから動力循環モードに至る頻度を低減できる。これにより燃費が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一形態の制御装置が適用された車両の全体構成を示した図。
【図２】ハイブリッドモード時のエンジンの動作点を説明する図。
【図３】全気筒運転時に使用する充放電量算出マップの一例を示した図。
【図４Ａ】部分気筒運転時に使用する充放電量算出マップの一例を示した図。
【図４Ｂ】部分気筒運転時に使用する充放電量算出マップの他の例を示した図。
【図５】部分気筒運転から全気筒運転に切り替わる場合のエンジンの動作点の推移を説明する図。
【図６】部分気筒運転から全気筒運転に切り替わる場合の共線図。
【図７】第１の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図８】図４Ａのマップを用いて放電量を算出した場合の効果を説明する図。
【図９】第１モータ・ジェネレータでアシストを行う場合と第２モータ・ジェネレータでアシストを行う場合のそれぞれの場合を示した共線図。
【図１０】第２の形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の形態）
図１に示すように、車両１は複数の動力源を組み合わせたハイブリッド車両として構成されている。車両１は、エンジン３と、２つのモータ・ジェネレータ４、５とを走行用の動力源として備えている。エンジン３は４つの気筒１０を備えた直列４気筒型の内燃機関として構成されている。エンジン３は、４つの気筒１０の全てを稼働する全気筒運転の他に、４つの気筒１０のうちの２つを休止し、残りの２つを稼働する部分気筒運転を実行できる。
【００１４】
エンジン３と第１モータ・ジェネレータ４とは差動機構としての動力分割機構６に連結されている。第１モータ・ジェネレータ４はステータ４ａとロータ４ｂとを有する。第１モータ・ジェネレータ４は動力分割機構６にて分配されたエンジン３の動力を受けて発電する発電機として機能するとともに、交流電力にて駆動される電動機としても機能する。同様に、第２モータ・ジェネレータ５はステータ５ａとロータ５ｂとを有し、電動機及び発電機としてそれぞれ機能する。各モータ・ジェネレータ４、５はモータ用制御装置１５を介してバッテリ１６に接続される。モータ用制御装置１５は各モータ・ジェネレータ４、５が発電した電力を直流変換してバッテリ１６に蓄電するとともにバッテリ１６の電力を交流変換して各モータ・ジェネレータ４、５に供給する。
【００１５】
動力分割機構６はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分割機構６は、外歯歯車のサンギアＳと、サンギアＳと同軸に配置された内歯歯車のリングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオンＰを自転及び公転可能に保持するプラネタリキャリアＣとを有している。エンジン３が出力するエンジントルクは動力分割機構６のプラネタリキャリアＣに伝達される。第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂは動力分割機構６のサンギアＳに連結されている。動力分割機構６からリングギアＲを介して出力されたトルクは出力ギア列２０に伝達される。出力ギア列２０は駆動輪１８にトルクを伝達するための出力部として機能する。出力ギア列２０は動力分割機構６のリングギアＲと一体回転する出力ドライブギア２１と、出力ドライブギア２１に噛み合う出力ドリブンギア２２とを含む。出力ドリブンギア２２には、第２モータ・ジェネレータ５がギア２３を介して連結されている。ギア２３は第２モータ・ジェネレータ５のロータ５ｂと一体回転する。出力ドリブンギア２２から出力されたトルクは差動装置２４を介して左右の駆動輪１８に分配される。
【００１６】
動力分割機構６には、ロック手段としてのモータロック機構２５が設けられている。モータロック機構２５は、動力分割機構６の状態を、エンジン３のトルクを第１モータ・ジェネレータ４と出力ギア列２０とに分配する差動状態と、その分配を停止する非差動状態との間で切り替えることができる。モータロック機構２５は湿式多板タイプのブレーキ機構として構成されている。モータロック機構２５は第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂの回転を阻止する係合状態と、ロータ４ｂの回転を許容する解放状態との間で切り替えられる。モータロック機構２５の係合状態と解放状態との切り替えは不図示の油圧アクチュエータにて実施される。モータロック機構２５が係合状態に操作されると第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂの回転が阻止される。これにより、動力分割機構６のサンギアＳの回転も阻止される。このため、エンジン２のトルクが第１モータ・ジェネレータ４へ分配されることが停止されて動力分割機構６が非差動状態となる。
【００１７】
車両１の各部の制御は電子制御装置（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０はエンジン３、各モータ・ジェネレータ４、５及びモータロック機構２５等に対して各種の制御を行う。以下、本発明に関連してＥＣＵ３０が行う主要な制御について説明する。ＥＣＵ３０には、車両１の各種情報が入力される。例えば、ＥＣＵ３０には、各モータ・ジェネレータ４、５の回転数及びトルクがモータ用制御装置１５を介して入力される。また、ＥＣＵ３０には、アクセルペダル３１の踏み込み量に対応する信号を出力するアクセル開度センサ３２の出力信号と、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ３３の出力信号と、バッテリ１６の蓄電率に対応する信号を出力するＳＯＣセンサ３４の出力信号とがそれぞれ入力される。ＥＣＵ３０は、アクセル開度センサ３２の出力信号と車速センサ３３の出力信号とを参照して運転者が要求する要求駆動トルクを計算し、その要求駆動トルクに対するシステム効率が最適となるように各種のモードを切り替えながら車両１を制御する。例えば、エンジン３の熱効率が低下する低負荷領域ではエンジン３の燃焼を停止して第２モータ・ジェネレータ５を駆動するＥＶモードが選択される。また、内燃機関３だけではトルクが不足する場合は、エンジン３とともに第２モータ・ジェネレータ５を走行用駆動源とするハイブリッドモードが選択される。
【００１８】
ハイブリッドモードが選択された場合、ＥＣＵ３０は、動力分割機構６の状態を差動状態とし、分割されたエンジン３の動力を利用して第１モータ・ジェネレータ４で発電させる差動運転モードと、動力分割機構６の状態をモータロック機構２５の操作により非差動状態に切り替えて第１モータ・ジェネレータ４へのエンジン３の動力の分配を停止し、エンジン３の動力を出力ギア列２０に出力させる非差動運転モードとを状況に応じて切り替える。図２に示すように、差動運転モードの場合、エンジン３はエンジン回転数とエンジントルクとで定義された動作点Ｅがあらかじめ設定された動作ラインＬ上を移動するようにＥＣＵ３０にて制御される。動作ラインＬと交差する曲線Ｌｐは等パワーラインである。動作ラインＬはエンジン３の燃費が最適となり、かつ騒音が低減できるようにあらかじめシミュレーションや実機を用いた試験によって定められている。差動運転モードから非差動運転モードへの切り替えは、例えば、第１モータ・ジェネレータ４が許容限度を超えて高温になった場合や、差動運転モードを行うと第１モータ・ジェネレータ４の回転が負回転となる動力循環モードを回避すべき場合などに実施される。非差動運転モードの場合、エンジン回転数と車速とが一対一の関係となる。そのため、差動運転モードのようにエンジン３の動作点を車速の制約を受けずに動作ラインＬ上で制御することはできない。
【００１９】
上述したように、エンジン３は全気筒運転と部分気筒運転とを実行できるから、動作ラインＬは運転モード毎に準備されている。部分気筒運転を実行するエンジンン３は、低排気量エンジンにダウンサイジングされたことに相当するので、図２の動作ラインＬが全気筒運転用のものとした場合、部分気筒用の動作ラインＬ′は破線で示すように動作ラインＬよりも低トルク側に位置する。したがって、差動運転モードで部分気筒運転を実行する場合はエンジン３の動作点Ｅは動作ラインＬ′上に制御される。
【００２０】
また、ＥＣＵ３０はバッテリ１６の蓄電率を監視し、バッテリ１６の蓄電率が所定範囲に維持されるようにバッテリ１６の蓄電率に対する要求放電量又は要求充電量を算出する。放電要求がある場合、ＥＣＵ３０は要求放電量に応じた電力が消費されるように第１モータ・ジェネレータ４及び第２モータ・ジェネレータ５の少なくとも一つを駆動する。一方、充電要求がある場合、ＥＣＵ３０は要求充電量に応じた電力が発電されるように第１モータ・ジェネレータ４及び第２モータ・ジェネレータ５を制御する。
【００２１】
本形態はバッテリ１６の蓄電率に対する要求放電量を全気筒運転の場合と部分気筒運転の場合とで相違させることに特徴がある。すなわち、ＥＣＵ３０は、部分気筒運転時は全気筒運転時よりも大きな要求放電量を算出する。これにより、エンジン３が部分気筒運転を実行する場合にはバッテリ１６が放電され易い状況となる。つまり、第１モータ・ジェネレータ４又は第２モータ・ジェネレータ５によるアシスト量が全気筒運転時よりも部分気筒運転時の方が多くなる。一方、エンジンが全気筒運転を実行する場合にはバッテリ１６が充電され易い状況となる。つまり、第１モータ・ジェネレータ４又は第２モータ・ジェネレータ５による発電量が部分気筒運転時よりも全気筒運転時の方が多くなる。
【００２２】
要求放電量及び要求充電量の算出は、図３、図４Ａ及び図４Ｂに示した充放電量算出マップＭ０〜Ｍ２に基づいて実施される。これらのマップＭ０〜Ｍ２はバッテリ１６の蓄電率に対して要求放電量又は要求充電量が対応付けられている。そこで、ＥＣＵ３０はＳＯＣセンサ３４の出力信号を参照して現在の蓄電率を取得し、これらのマップＭ０〜Ｍ２を検索することによって、現在の蓄電率に対応する要求放電量又は要求充電量を算出する。マップＭ０は全気筒運転時に使用されるマップであり、マップＭ１及びマップＭ２は部分気筒運転時に使用される。マップＭ０とマップＭ１及びマップＭ２とを比較すれば明らかなように、部分気筒運転時に使用するマップＭ１及びマップＭ２は同じ蓄電率で比較するとマップＭ０よりも大きな要求放電量を与える。さらに、マップＭ２はマップＭ１よりも同じ蓄電率で大きな要求放電量を与える。したがって、これらのマップＭ０〜Ｍ２の特性について放電のし易さという観点で序列を付けると、Ｍ０＜Ｍ１＜Ｍ２となる。
【００２３】
部分気筒運転時にＥＣＵ３０がマップＭ１又はマップＭ２を使用して要求放電量又は要求充電量を算出し、その算出結果に基づいて第１モータ・ジェネレータ４及び第２モータ・ジェネレータを制御することによって、バッテリ１６の蓄電率は通常５０％前後で推移する。そして、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えられた場合、要求放電量又は要求充電量はマップＭ０に基づいて算出されるので、部分気筒運転時よりも要求放電量は小さくかつ充電要求が生じ易くなる。充電要求があると要求充電量に応じた電力を第１モータ・ジェネレータ４又は第２モータ・ジェネレータ５にて発電する必要がある。車両１から出力すべき要求出力を維持するためには要求充電量に相当するだけエンジン出力を高める必要がある。
【００２４】
したがって、図５に示したように、部分気筒運転から全気筒運転に切り替える場合、エンジン３の動作点は部分気筒運転時の動作ラインＬ′上のＡ点から要求充電量相当分だけ上乗せされた等パワーラインＬｐ１と全気筒運転時の動作ラインＬとの交点Ｂに移動する（実線の矢印）。これに対して、充電要求がない場合、エンジン３の動作点はＡ点から等パワーラインＬｐ０上に沿って移動し、全気筒運転時の動作ラインＬと等パワーラインＬｐ０との交点Ｃに移動する（一点鎖線の矢印）。Ｂ点とＣ点とを比較すれば明らかなように、充電要求がある場合は充電要求がない場合よりもエンジン回転数の低下が抑えられる。エンジン３と第１モータ・ジェネレータ４とは動力分割機構６によって互いに差動回転するのでエンジン回転数の変化に伴ってモータ回転数も変化する。そのため、図６の共線図に示すように、部分気筒運転から全気筒運転への移行後にエンジン回転数の低下が抑えられることによって第１モータ・ジェネレータ４のモータ回転数が負回転となる動力循環モードへ入る頻度を低減できる。
【００２５】
次に、図７を参照しながらＥＣＵ３０が行う制御ルーチンの一例を説明する。図７の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ３０に保持されている。図７の制御ルーチンは差動運転モードでかつ部分気筒運転の場合に所定間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１において、ＥＣＵ３０は強制充電モードか否かを判定する。強制充電モードはバッテリ１６の蓄電率がバッテリ１６を強制的に充電すべき場合として設定された閾値以下となった場合に設定される。強制充電モードの場合はステップＳ３に進み、ＥＣＵ３０はエンジン３の運転を部分気筒運転から全気筒運転に強制的に切り替えて第１モータ・ジェネレータ及び第２モータ・ジェネレータ５を制御してバッテリ１６を充電する。一方、強制充電モードでない場合はステップＳ２に進む。
【００２６】
ステップＳ２において、ＥＣＵ３０は要求出力Ｐｄが部分気筒運転時の限界出力Ｐｍａｘを超えているか否かを判定する。要求出力Ｐｄは車両１の車速及びアクセル開度に基づいて計算される。車速は車速センサ３３の出力信号に基づいてアクセル開度はアクセル開度センサ３２の出力信号に基づいてそれぞれ取得される。要求出力Ｐｄが限界出力Ｐｍａｘを超えている場合は部分気筒運転を維持できないので、ステップＳ３に進んで部分気筒運転から全気筒運転に切り替える。一方、要求出力Ｐｄが限界出力Ｐｍａｘを超えていない場合、つまり要求出力Ｐｄが限界出力Ｐｍａｘ以下の場合はステップＳ４に進む。
【００２７】
ステップＳ４において、ＥＣＵ３０は要求出力Ｐｄが最高熱効率の出力を上回るか否かを判定する。図８に示したように、最高熱効率の出力とはエンジン３が最高効率点で運転される場合のエンジン出力を意味し、最高効率点とは部分気筒運転時の熱効率の等高線Ｈ′の中心Ｃ′を意味する。動作ラインＬ′はその中心Ｃ′を通るようにあらかじめ設定されている。図８に示すように、要求出力Ｐｄに対応する等パワーラインＬｐが中心Ｃ′を通る等パワーラインＬｐ０よりも高回転高トルク側に位置する場合は、要求出力Ｐｄが最高熱効率の出力を上回る場合に相当する。
【００２８】
要求出力Ｐｄが最高熱効率の出力を上回らない場合、すなわち要求出力Ｐｄが最高燃費効率の出力以下の場合はステップＳ５に進む。ステップＳ５において、ＥＣＵ３０は図４Ａに示したマップＭ１を読み出すとともに、現在のバッテリ１６の蓄電率をＳＯＣセンサ３４の出力信号を参照して取得する。そして、取得した蓄電率に対応する要求放電量又は要求充電量を、マップＭ１を検索することによって算出する。そして、処理をステップＳ９に進める。一方、要求出力Ｐｄが最高熱効率の出力を上回る場合はステップＳ６に進む。ステップＳ６において、ＥＣＵ３０は図４Ｂに示したマップＭ２を読み出すとともに、現在のバッテリ１６の蓄電率をＳＯＣセンサ３４の出力信号を参照して取得する。そして、取得した蓄電率に対応する要求放電量又は要求充電量を、マップＭ２を検索することによって算出する。
【００２９】
ステップＳ７において、ＥＣＵ３０はステップＳ６で算出した要求放電量が所定値以上か否かを判定する。要求放電量が所定値以上の場合は、ステップＳ８に進み第１モータ・ジェネレータ４を要求放電量に見合う出力で駆動して出力のアシストを実施する。そして、ステップＳ９に進む。上述したように、マップＭ２はマップＭ１よりも放電し易い特性がある。要求放電量が大きくなり要求されるアシスト量が所定値よりも高くなると、第２モータ・ジェネレータ５によるアシストの代わりに第１モータ・ジェネレータ４によるアシストを実行する方が、効率が改善することがある。図９に示したように、第２モータ・ジェネレータ５でアシストする場合よりも第１モータ・ジェネレータ４を低回転でアシストでき電気的効率が高まるためである。このように第１モータ・ジェネレータ４によるアシストを実施することによってエンジン回転数を低回転側に維持できる。したがって、図８に示したように、最高熱効率の出力又はその付近でエンジン３を運転することができる。さらに、このような処理を行うことによって、部分気筒運転から全気筒運転に切り替えた場合、アシスト要求とともに充電要求が上乗せされた動作点にエンジン３が制御されるので、全気筒運転時においても最高熱効率の出力又はその付近でエンジン３を運転することができる。換言すれば、全気筒運転時に切り替えた後にエンジン３が最高効率点で運転される頻度が増加する。その結果、運転モードの切り替えによって、図８の矢印のように最高熱効率の出力間を往復するような動作が促されるので部分気筒運転時にマップＭ１だけを持つ場合よりも燃費が向上する。
【００３０】
ステップＳ９において、ＥＣＵ３０は充放電変数ＥｐにステップＳ５又はステップＳ６で算出した要求放電量又は要求充電量を代入する。この充放電変数Ｅｐは正又は負の値を持つことができる。ステップＳ５又はステップＳ６で要求放電量が算出された場合は正の値として、要求充電量が算出された場合は負の値として、充放電変数Ｅｐにそれぞれ代入される。ステップＳ１０において、ＥＣＵ３０はエンジン出力Ｐｅ、すなわちエンジン３の動作点を、式：Ｐｅ＝Ｐｄ−Ｅｐを用いて算出する。この計算式から明らかなように、要求放電量が算出された場合はアシスト量が増加するためエンジン出力が減じる方向に計算される。反対に、要求充電量が算出された場合は発電が必要となるので発電に要する分だけエンジン出力が増加する方向に計算される。
【００３１】
ＥＣＵ３０は以上の処理によって算出したエンジン出力Ｐｅでエンジン３が運転されるようにエンジン３及び第１モータ・ジェネレータ４を制御する。そして、ＥＣＵ３０は要求放電量が大きいほど第２モータ・ジェネレータ５から出力ギア列２０に伝達されるトルクが大きくなるように第２モータ・ジェネレータ５を制御する。
【００３２】
図７に示した制御ルーチンをＥＣＵ３０が実行することによって、部分気筒運転時にはバッテリ１６が放電され易く、全気筒運転時に比べてバッテリ１６の蓄電率が低下した状態で運転される。そのため、部分気筒運転から全気筒運転への切り替え後に充電に要するエンジン出力を得るためにエンジン回転数を高く維持する必要があるから、部分気筒運転から全気筒運転への切り替えに伴うエンジン回転数の低下を抑えることができる。これにより、第１モータ・ジェネレータ４のモータ回転数の低下も抑えることができるから動力循環モードに入る頻度を低減できる。特に、図７のステップＳ１において、バッテリ１６を強制的に充電すべき場合は部分気筒運転から強制的に全気筒運転に切り替えられてバッテリ１６が充電される。そのため、部分気筒運転時に放電量を大きくしてもバッテリの蓄電率が過剰に低下することを回避できるのでバッテリ１６に過度な負担を与えることがない。したがって、バッテリ１６に特別な能力が要求されないので使用可能なバッテリの選択肢を狭めるおそれがない。以上説明した制御を実行することによりＥＣＵ３０は本発明に係るエンジン制御手段、放電量算出手段及びモータ制御手段としてそれぞれ機能する。
【００３３】
（第２の形態）
次に、図１０を参照しながら本発明の第２の形態を説明する。第２の形態は、エンジン３が全気筒運転で運転されかつ差動運転モードの通常運転モードへ復帰させる条件を、エンジン３が部分気筒運転で運転されかつ非差動運転モードの第１運転モードと、エンジン３が部分気筒運転で運転されかつ差動運転モードの第２運転モードとの間で相違させることに特徴がある。図１０に示した制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ３０にて保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。この制御ルーチンは第１の形態の制御ルーチンと並行して実施されてよい。
【００３４】
ステップＳ１１において、ＥＣＵ３０はエンジン３が部分気筒運転で運転されているか否かを判定する。エンジン３が部分気筒運転で運転されている場合はステップＳ２に進む。エンジン３が部分気筒運転で運転されていない場合、すなわち全気筒運転で運転されている場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終える。
【００３５】
ステップＳ１２において、ＥＣＵ３０は運転モードが非差動運転モードか否か、すなわち動力分割機構６が非差動状態であるか否かを判定する。非差動運転モードの場合はステップＳ１３に進む。この場合は現在の運転モードが上述した第１運転モードである。非差動運転モードでない場合、すなわち差動運転モードの場合はステップＳ１４に進む。この場合は現在の運転モードが上述した第２運転モードである。ステップＳ１３において、ＥＣＵ３０は第１運転モードから通常運転モードに復帰させるための要求出力の閾値である所定値αを設定する。一方、ステップＳ１４において、ＥＣＵ３０は第２運転モードから通常運転モードに復帰させるための要求出力の閾値である所定値βを設定する。所定値αは所定値βよりも小さい。
【００３６】
ステップＳ１５において、ＥＣＵ３０は要求出力Ｐｄが所定値α以上であるか否かを判定する。要求出力Ｐｄが所定値α以上の場合は、第１運転モードから通常運転モードへ切り替えるため、ステップＳ１７でモータロック機構２５を操作して非差動運転モードから差動運転モードへ切り替えるとともに、ステップＳ１８でエンジン３を部分気筒運転から全気筒運転へ切り替える。これにより、運転モードが第１運転モードから通常運転モードに復帰する。一方、要求出力Ｐｄが所定値α未満の場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終える。これにより、運転モードが第１運転モードに維持される。
【００３７】
ステップＳ１６において、ＥＣＵ３０は要求出力Ｐｄが所定値β以上であるか否かを判定する。要求出力Ｐｄが所定値β以上の場合は第２運転モードから通常運転モードへ切り替えるため、ステップＳ１８でエンジン３を部分気筒運転から全気筒運転に切り替える。これにより、運転モードが第１運転モードから通常運転モードに復帰する。一方、要求出力Ｐｄが所定値β未満の場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終える。これにより、運転モードが第２運転モードに維持される。
【００３８】
以上の制御ルーチンによれば、所定値αが所定値βよりも小さいため通常運転モードへ復帰する条件が第２運転モードの場合よりも第１運転モードの場合に緩和される。そのため、第１運転モードから通常運転モードへ切り替わり易くなる。これにより、エンジン制御が車速に制約されて自由度が低く燃費が悪化し易い第１運転モードの継続が強いられる機会が減少するので燃費が向上する。ＥＣＵ３０は図１０の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る運転モード制御手段として機能する。
【００３９】
本発明は上記各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態では、要求放電量を算出するためにバッテリの蓄電率に要求放電量及び要求充電量が対応付けられたマップＭ０〜Ｍ２を使用しているが、このようなマップやテーブル等の特定手段を利用する形態の代わりに、例えば、蓄電率を変数として含む所定の実験式を利用してその都度要求放電量を算出することも可能である。
【００４０】
上記形態では、部分気筒運転時に要求放電量を算出するマップとして、全気筒運転時に使用するマップよりも放電し易い特性を持つ２つのマップを要求出力に応じて使い分けているが、２つのマップを用意することは一例にすぎない。全気筒運転時に使用するマップと比べて放電し易い特性を持つ一つのマップを部分気筒時に用いてもよい。
【００４１】
上記各形態では、第１モータ・ジェネレータ４をモータロック機構２５にてロックすることにより、差動機構としての動力分割機構６を差動状態から非差動状態に切り替えている。しかし、差動機構を差動状態から非差動状態へ切り替えるロック手段としては、第１モータ・ジェネレータ自体の回転を阻止する場合に限らない。例えば、差動機構から第１モータ・ジェネレータまでの動力伝達経路をクラッチで切り離すとともに、差動機構側の要素を固定する形態でロック手段を実施し、そのロック手段によって差動機構を差動状態から非差動状態へ切り替えることも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  車両
３  エンジン
４  第１モータ・ジェネレータ
５  第２モータ・ジェネレータ
２０  出力ギア列（出力部）
２５  モータロック機構（ロック手段）
３０  ＥＣＵ（エンジン制御手段、モータ制御手段、放電量算出手段、）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図１０】
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