(57)【要約】      （修正有）【課題】要求駆動力が増加した場合のドライバビリティの悪化を抑制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】エンジンの運転モードが部分気筒運転（Ｓ１）で、動力分割機構が非差動状態（Ｓ２）の場合に要求駆動力が増加したときに、エンジンの運転モードを部分気筒運転から全気筒運転に切り替える高出力モード切替制御と、動力分割機構の状態を非差動状態から差動状態へ切り替える差動状態切替制御とを実施する（Ｓ３）。要求駆動力の増加速度Ｖが閾値Ｖｔｈを超え、かつ増加量Ｑが閾値Ｑｔｈを超える場合（Ｓ５、Ｓ６）は、高出力モード切替制御と差動状態切替制御とを同時に実施し（Ｓ７）、それ以外の場合は、高出力モード切替制御を実施し、その後に差動状態切替制御を実施する（Ｓ８）。【選択図】図３
2014151668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力特性が互いに異なる低出力モードと高出力モードとを実施可能なエンジンと、
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、
前記出力部に連結された第２モータ・ジェネレータと、
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と、を備えたハイブリッド車両に適用され、
前記エンジンの運転モードが前記低出力モードで、前記差動機構の状態が前記非差動状態の場合に要求駆動力が増加したときに、前記エンジンの運転モードを前記低出力モードから前記高出力モードへ切り替える高出力モード切替制御と、前記差動機構の状態を前記非差動状態から前記差動状態へ切り替える差動状態切替制御とを実施するモード制御手段を備え、
前記モード制御手段は、要求駆動力の増加の程度が所定の基準を超える場合に前記高出力モード切替制御と前記差動状態切替制御とを同時に実施し、要求駆動力の増加の程度が前記基準以下の場合に前記高出力モード切替制御及び前記差動状態切替制御のいずれか一方を先に、いずれか他方を後に実施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】
前記高出力モード切替制御を実施した場合の駆動力の立ち上がり速度と、前記差動状態切替制御を実施した場合の駆動力の立ち上がり速度とのうち、前記立ち上がり速度が速い方の制御を車速に基づいて予測する予測手段を更に備え、
前記モード制御手段は、要求駆動力の増加の程度が前記基準以下の場合、前記高出力モード切替制御及び前記差動状態切替制御のうち、前記予測手段が予測した前記立ち上がり速度が速い方の制御を先に実施する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記高出力モード切替制御を実施した場合の前記エンジンの熱効率と、前記差動状態切替制御を実施した場合の前記エンジンの熱効率とのうち、前記熱効率が高い方の制御を要求駆動力に基づいて予測する予測手段を更に備え、
前記モード制御手段は、要求駆動力の増加の程度が前記基準以下の場合、前記高出力モード切替制御及び前記差動状態切替制御のうち、前記予測手段が予測した前記熱効率が高い方の制御を先に実施する請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記モード制御手段は、前記エンジンの運転モードが前記高出力モードで、前記差動機構の状態が前記差動状態の場合に要求駆動力の減少速度が所定の基準よりも大きいときに、前記差動機構の状態を前記差動状態から前記非差動状態へ切り替える非差動状態切替制御を実施した後に、前記エンジンの運転モードを前記高出力モードから前記低出力モードへ切り替える低出力モード切替制御を実施する請求項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】
ハイブリッド車両の制御装置として、一部の気筒を稼働する部分気筒運転と全部の気筒を稼働する全気筒運転とを切り替える作動気筒数切替制御と、差動部をロックする非差動状態とそのロックを解放する差動状態とを切替える変速状態切替制御とを実行可能で、これらの制御の実行要求が重なる場合に作動気筒数切替制御及び変速状態切替制御のいずれか一方を実行した後にいずれか他方を実行するものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４０４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、エンジンの燃費を向上させるためエンジンの出力特性を低出力モードと高出力モードとの間で切り替えるエンジンが開発されている。例えば、複数の気筒の全部を稼働する全気筒運転を高出力モードとして、複数の気筒のうちの一部の気筒を休止させる部分気筒運転を低出力モードとしてそれぞれ実施するエンジンや、目標空燃比を理論空燃比付近に設定するストイキ燃焼運転を高出力モードとして、目標空燃比を理論空燃比よりも高い状態に設定するリーン燃焼運転を低出力モードとしてそれぞれ実施するエンジンや、過給機による過給を行う過給運転を高出力モードとして、過給機による過給を停止する自然吸気運転を低出力モードとしてそれぞれ実行可能なエンジンがある。これらのエンジンは運転者の要求駆動力が小さい場合は低出力モードを実施し、要求駆動力の増加に合わせて低出力モードから高出力モードへ切り替える。
【０００５】
特許文献１の制御装置は、エンジン出力の変化を伴う作動気筒数切替制御と変速状態切替制御とを同時に実施するとショックが大きくなるため、いずれか一方の制御を実施してからいずれか他方の制御を実施することにより、これらの制御の同時実施を回避する。しかしながら、運転者の駆動力の増加要求の程度が高い場合、これらの制御を順番に実施すると要求駆動力が得られるまでに時間がかかるという問題がある。また、これらの制御を順番に行うことで駆動力の増加が２段階になり、運転者の加速操作が早い場合はその操作後に駆動力が増加してドライバビリディが悪化するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、要求駆動力が増加した場合のドライバビリティの悪化を抑制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】
【０００７】
本発明の制御装置は、出力特性が互いに異なる低出力モードと高出力モードとを実施可能なエンジンと、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、前記出力部に連結された第２モータ・ジェネレータと、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と、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記エンジンの運転モードが前記低出力モードで、前記差動機構の状態が前記非差動状態の場合に要求駆動力が増加したときに、前記エンジンの運転モードを前記低出力モードから前記高出力モードへ切り替える高出力モード切替制御と、前記差動機構の状態を前記非差動状態から前記差動状態へ切り替える差動状態切替制御とを実施するモード制御手段を備え、前記モード制御手段は、要求駆動力の増加の程度が所定の基準を超える場合に前記高出力モード切替制御と前記差動状態切替制御とを同時に実施し、要求駆動力の増加の程度が前記基準以下の場合に前記高出力モード切替制御及び前記差動状態切替制御のいずれか一方を実施した後にいずれか他方を実施するものである（請求項１）。
【０００８】
この制御装置によれば、要求駆動力の増加の程度が所定の基準を超える場合には高出力モード切替制御と差動状態切替制御とが同時に実施されるので、速やかに駆動力を出力できるとともに、駆動力が２段階に変化せずドライバビリティの悪化を抑制できる。要求駆動力の増加の程度が高い場合は、その要求に答えるためショックの抑制よりもレスポンスの向上が重視された制御に変更できる。一方、要求駆動力の増加の程度が基準以下の場合は高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のいずれか一方が実施された後にいずれか他方が実施されるので、これらの制御の実施に伴うショックを抑制できる。なお、高出力モード切替制御と差動状態切替制御とを同時に実施するとは、各制御の実施期間が一致する場合のみならず各制御の実施期間が一部重なる場合も含まれる。また、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のいずれか一方を実施した後にいずれか他方を実施するとは、各制御の開始時期が前後することを意味し、各制御の実施期間が一部重なってもよい。ただし、各制御の実施期間が重なる場合、その長さは各制御を同時に実施する際に実施期間が重なる長さよりも短い。
【０００９】
本発明の制御装置の一態様として、前記高出力モード切替制御を実施した場合の駆動力の立ち上がり速度と、前記差動状態切替制御を実施した場合の駆動力の立ち上がり速度とのうち、前記立ち上がり速度が速い方の制御を車速に基づいて予測する予測手段を更に備え、前記モード制御手段は、要求駆動力の増加の程度が前記基準以下の場合、前記高出力モード切替制御及び前記差動状態切替制御のうち、前記予測手段が予測した前記立ち上がり速度が速い方の制御を先に実施してもよい（請求項２）。この態様によれば、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のうち駆動力の立ち上がり速度が速い制御が先に実施されるので、要求駆動力の増加の程度が基準以下の状況であってもできる限り早く駆動力を立ち上げることができる。これにより、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御の実施に伴うショックを抑制しながら可能な限り運転者の要求に応えることができる。
【００１０】
本発明の制御装置の一態様として、前記高出力モード切替制御を実施した場合の前記エンジンの熱効率と、前記差動状態切替制御を実施した場合の前記エンジンの熱効率とのうち、前記熱効率が高い方の制御を要求駆動力に基づいて予測する予測手段を更に備え、前記モード制御手段は、要求駆動力の増加の程度が前記基準以下の場合、前記高出力モード切替制御及び前記差動状態切替制御のうち、前記予測手段が予測した前記熱効率が高い方の制御を先に実施してもよい（請求項３）。この態様によれば、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のうち熱効率が高い制御が先に実施されるので、これらの制御の実施に伴うショックを抑制しながら燃費悪化を抑えることができる。
【００１１】
本発明の制御装置の一態様として、前記モード制御手段は、前記エンジンの運転モードが前記高出力モードで、前記差動機構の状態が前記差動状態の場合に要求駆動力の減少速度が所定の基準よりも大きいときに、前記差動機構の状態を前記差動状態から前記非差動状態へ切り替える非差動状態切替制御を実施した後に、前記エンジンの運転モードを前記高出力モードから前記低出力モードへ切り替える低出力モード切替制御を実施してもよい（請求項４）。要求駆動力の減少速度が大きいときにはできるだけ短時間でエンジン回転数を下げることが望ましい。高出力モードから低出力モードへ切り替えるとエンジントルクが低下するためエンジン回転数が下がるまで時間がかかり、運転者に違和感を与えるおそれがある。この態様によれば、要求駆動力の減少速度が所定の基準よりも大きいときに、高出力モードから低出力モードへ切り替える低出力モード切替制御が実施される前に非差動状態切替制御が実施される。このため、速やかにエンジン回転数を下げることができるので運転者に違和感を与えることを回避できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、要求駆動力の増加の程度が所定の基準を超える場合には高出力モード切替制御と差動状態切替制御とが同時に実施される一方で、要求駆動力の増加の程度が所定の基準以下の場合には高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のいずれか一方が実施された後にいずれか他方が実施される。これにより、要求駆動力の増加の程度が高い場合にドライバビリティの悪化を抑制できるとともに、要求駆動力の増加の程度が低い場合に高出力モード切替制御及び差動状態切替制御の実施に伴うショックを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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２Ａ】要求駆動力が増加の程度が高い場合における制御内容を示したタイムチャート。
【図２Ｂ】要求駆動力の増加の程度が低い場合における制御内容を示したタイムチャート。
【図３】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４】各モードにおける車速と駆動力との関係を示した図。
【図５】高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のそれぞれの駆動力の立ち上がりの一例を示した図。
【図６】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。
【図７】エンジンの動作ライン及び熱効率を示した図。
【図８】第３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９】第４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】
【００１４】
（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施できる。部分気筒運転を実施するエンジンン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、全気筒運転を実施する場合よりも低出力の出力特性を有する。したがって、部分気筒運転は低出力モードに、全気筒運転は高出力モードにそれぞれ相当する。
【００１５】
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。
【００１６】
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。すなわち、第２モータ・ジェネレータ５はギア２３を介して出力部としての出力ギア列２０に連結されている。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。
【００１７】
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。
【００１８】
車両１の各部の制御はコンピュータとして構成された電子制御装置（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、第１モータ・ジェネレータ４の温度に対応する信号を出力する温度センサ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力を計算し、その要求駆動力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、エンジン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。
【００１９】
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。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いわゆる動力循環を回避すべき場合などロック許可条件が成立した場合に実施される。
【００２０】
上述したようにエンジン３は部分気筒運転と全気筒運転とを実施可能である。したがって、ハイブリッドモードには、（１）エンジン３が全気筒運転の差動運転モード、（２）エンジン３が部分気筒運転の差動運転モード、（３）エンジン３が全気筒運転の非差動運転モード、及び（４）エンジン３が部分気筒運転の非差動運転モードの４つのモードが存在する。これらのモードは要求駆動力に応じて切り替えられる。本形態は、（４）の部分気筒運転の非差動運転モードの実施中に要求駆動力が増加した場合に、（４）のモードから（１）のモードへ切り替える過程で実施する制御に特徴がある。
【００２１】
ＥＣＵ３０は、（４）のモードから（１）のモードへ切り替えるため、エンジン３の運転モードを部分気筒運転から全気筒運転へ切り替える高出力モード切替制御と、動力分割機構６の状態を非差動状態から差動状態へ切り替える差動状態切替制御とを実施する。これらの制御の実施により駆動力の上昇とともにショックが少なからず発生する。要求駆動力の増加の程度が高い場合はある程度のショックを許容してでも短時間に駆動力を増加させることが望ましい。一方、それ以外の場合はショックを抑制させつつ駆動力を増加させることが望ましい。そこで、ＥＣＵ３０は高出力モード切替制御及び差動状態切替制御の実施方法を要求駆動力の増加の程度に応じて変更する。
【００２２】
図２Ａに示したように、要求駆動力の増加速度及び増加量がともに大きい場合、ＥＣＵ３０は高出力モード切替制御と差動状態切替制御とを、時刻ｔ０を起点として同時に実施する。要求駆動力の増加の程度が所定の基準を超える場合には高出力モード切替制御と差動状態切替制御とが同時に実施されるので、速やかに駆動力を出力できるとともに、駆動力が２段階に変化せずドライバビリティの悪化を抑制できる。一方、図２Ｂに示したように、要求駆動力の増加速度及び増加量の少なくともいずれか一方が図２Ａの制御を行う基準以下の場合、ＥＣＵ３０は、時刻ｔ１から高出力モード切替制御を実施し、その後時刻ｔ２から差動状態切替制御を実施する。これにより、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御の実施に伴うショックを抑制できる。
【００２３】
図３はＥＣＵ３０が実施する制御ルーチンの一例を示している。このルーチンのプログラムはＥＣＵ３０に記憶されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１において、ＥＣＵ３０はエンジン３の運転モードが部分気筒運転であるか否かを判定する。部分気筒運転である場合はステップＳ２に進み、全気筒運転であ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。
【００２４】
ステップＳ２において、ＥＣＵ３０は動力分割機構６の状態が非差動状態か否かを判定する。非差動状態の場合はステップＳ３に進み、差動状態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了する。ステップＳ３において、ＥＣＵ３０は現在のモードすなわちエンジン３が部分気筒運転の非差動運転モードから、エンジン３が全気筒運転の差動運転モードへ切り替える必要があるか否かを判定する。この判定は、アクセル開度センサ３２の信号に基づいて要求駆動力を計算するとともに、その要求駆動力に対応するシステム効率をモード毎に計算し、モードの切り替えによってシステム効率が改善するか否かを基準として実施される。
【００２５】
ステップＳ４において、ＥＣＵ３０は要求駆動力の増加速度Ｖ及び増加量Ｑをそれぞれ取得する。増加速度Ｖはアクセル開度センサ３１の信号に基づいて計算される。要求駆動力の増加量Ｑは所定の基準時間当たりの要求駆動力の増加量であり、増加速度Ｖと同様にアクセル開度センサ３１の信号に基づいて計算される。
【００２６】
ステップＳ５において、ＥＣＵ３０は増加速度Ｖが閾値Ｖｔｈを超えたか否かを判定する。増加速度Ｖが閾値Ｖｔｈを超えた場合はステップＳ６に進む。増加速度Ｖが閾値Ｖｔｈ以下の場合はステップＳ８に進む。ステップＳ６において、ＥＣＵ３０は増加量Ｑが閾値Ｑｔｈを超えたか否かを判定する。増加量Ｑが閾値Ｑｔｈを超えた場合はステップＳ７に進む。増加量Ｑが閾値Ｑｔｈ以下の場合はステップＳ８に進む。これらの閾値Ｖｔｈ、Ｑｔｈは、ショックの抑制よりもドライバビリティを優先すべき状態を基準として適宜設定される。増加速度Ｖが閾値Ｖｔｈを超え、かつ増加量Ｑが閾値Ｑｔｈを超えた場合は要求駆動力の増加の程度が所定の基準を超えた場合に相当する。また、これらの条件のうち少なくともいずれか一方が否定された場合は要求駆動力の増加の程度が所定の基準以下の場合に相当する。
【００２７】
ステップＳ７において、ＥＣＵ３０は高出力モード切替制御及び差動状態切替制御を同時に実施する。ステップＳ８において、ＥＣＵ３０は高出力モード切替制御を先に実施し、この制御が終了してから差動状態切替制御を実施する。ＥＣＵ３０が図３のルーチンを実行することにより、本発明に係るモード制御手段として機能し、上述したドライバビリティの悪化の抑制とショックの抑制とを両立できる。なお、第１の形態において、高出力モード切替制御と差動状態切替制御との実施順序を入れ替えて実施することもできる。
【００２８】
（第２の形態）
次に、図４〜図６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、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御を順番に実施する場合にその順序を決める制御内容に特徴がある。その他の事項は第１の形態と共通であるから説明を省略する。
【００２９】
上述したように、ハイブリッドモードには、（１）エンジン３が全気筒運転の差動運転モード、（２）エンジン３が部分気筒運転の差動運転モード、（３）エンジン３が全気筒運転の非差動運転モード、及び（４）エンジン３が部分気筒運転の非差動運転モードの４つのモードが存在する。これらの４つのモードの車速と駆動力には図４に示した関係がある。図４から明らかなように、（３）及び（４）の非差動運転モードの場合、駆動力は車速によらずほぼ一定である。これに対して、（１）及び（２）の差動運転モードの場合、駆動力は車速が大きくなるほど小さくなる。その一方で、高出力モード切替制御及び差動状態制御の各制御に要する時間は車速によらずほぼ一定である。そのため、差動状態切替制御を実施した場合に発生する駆動力が車速によって変化するので、各制御を実施した場合の駆動力の立ち上がり速度が変化する。
【００３０】
図５に示したように、高出力モード切替制御と差動状態切替制御とを車速が低い場合と車速が高い場合とでそれぞれ実施して駆動力の立ち上がり速度を調べると、高出力モード切替制御の実施時の立ち上がり速度Ｖａ（＝Ｆ１／Ｔ１）は低車速時及び高車速時で同じであるが、差動状態切替制御の実施時の立ち上がり速度Ｖｂ（＝Ｆ２／Ｔ２、Ｆ３／Ｔ２）は低車速時及び高車速時で異なっている。そのため、図５の例では、各制御の実施時の立ち上がり速度Ｖａ、Ｖｂの大小関係が低車速時にＶａ＜Ｖｂとなり、高車速時にＶａ＞Ｖｂとなる。このように、駆動力の立ち上がり速度の大小関係が車速によって変化する現象が生じる。そこで、本形態は、高出力モード切替制御と差動状態切替制御とを順番に実施する際に、これらの制御のうち駆動力の立ち上がり速度が速い方を予測し、駆動力の立ち上がり速度が速い方の制御を先に実施する。
【００３１】
具体的には、ＥＣＵ３０は図３のステップＳ８で定義されたサブルーチンとして図６の制御ルーチンを実施することによって上記制御を実現する。ステップＳ８１において、ＥＣＵ３０は車速センサ３３の信号に基づいて車両１の車速を取得する。ステップＳ８２において、ＥＣＵ３０は高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のうち、駆動力の立ち上がり速度が速い方の制御を車速に基づいて予測する。上述したように、駆動力の立ち上がり速度の大小関係は車速に応じて変化する。したがって、この予測は、高出力モード切替制御の駆動力の立ち上がり速度と差動状態切替制御の駆動力の立ち上がり速度との大小関係を車速と対応付ける調査を予め実施し、その調査結果に基づいて行われる。
【００３２】
ステップＳ８３において、ＥＣＵ３０は上記予測を行った結果、高出力モード切替制御の駆動力の立ち上がり速度の方が速いか否かを判定する。高出力モード切替制御の駆動力の立ち上がり速度の方が速い場合はステップＳ８４に進む。この場合は、ステップＳ８４で、始めに高出力モード切替制御を実施し、その後、ステップＳ８５において差動状態切替制御を実施する。一方、差動状態切替制御の駆動力の立ち上がり速度の方が速い場合はステップＳ８６に進む。この場合は、ステップＳ８６で、始めに差動状態切替制御を実施し、その後ステップＳ８７において高出力モード切替制御を実施する。
【００３３】
図６の制御ルーチンを実施することにより、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のうち駆動力の立ち上がり速度が速い制御が先に実施されるので、要求駆動力の増加の程度が基準以下の状況であってもできる限り早く駆動力を立ち上げることができる。これにより、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御の実施に伴うショックを抑制しながら可能な限り運転者の要求に応えることができる。
【００３４】
（第３の形態）
次に、図７及び図８を参照しながら第３の形態を説明する。第３の形態は、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御を順番に実施する場合にその順序を決める制御内容に特徴がある。その他の事項は第１の形態と共通であるから説明を省略する。
【００３５】
図７はエンジン３の動作ラインと熱効率の一例を示している。一般に、エンジン３の運転モードが全気筒運転で動力分割機構６が差動状態の場合、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る動作点が動作ラインＬ１上を移動するように制御される。同様に、エンジン３の運転モードが部分気筒運転で動力分割機構６が差動状態の場合、エンジン３は動作点が動作ラインＬ２上を移動するように制御される。各動作ラインＬ１、Ｌ２は、熱効率の等高線η１、η２の中心を通るように設定される。エンジン３の熱効率は各等高線η１、η２の中心に向かうほど高い。
【００３６】
ここで、エンジン３の運転モードが部分気筒運転で動力分割機構６が非差動状態の状態から要求駆動力が増加した場合を考える。要求駆動力から換算したエンジンパワーがＰａの場合、始めに高出力モード切替制御を実施すると、非差動状態が維持されるのでエンジン３の動作点は点Ｄ０からエンジン回転数が同じ点Ｄ１ａに移動する。一方、同様の状態で、始めに差動状態切替制御を実施すると、エンジン３の動作点は点Ｄ０から動作ラインＬ２上の点Ｄ２ａに移動する。熱効率の等高線η１、η２の中心から離れるほど熱効率は低くなるので、エンジン３の動作点が点Ｄ０から点Ｄ２ａに移動する差動状態切替制御を実施した方が、点Ｄ０から点Ｄ１ａに移動する高出力モード切替制御を実施するよりも実施後の熱効率が高いことが分かる。したがって、エンジンパワーがＰａの場合は差動状態切替制御を先に、高出力モード切替制御を後に実施した方が熱効率に関して有利である。
【００３７】
一方、エンジンパワーがＰａよりも高いＰｂの場合、始めに高出力モード切替制御を実施すると、非差動状態が維持されるのでエンジン３の動作点は点Ｄ０からエンジン回転数が同じ点Ｄ１ｂに移動する。一方、始めに差動状態切替制御を実施すると、エンジン３の動作点は点Ｄ０から動作ラインＬ２上の点Ｄ２ｂに移動する。この場合には、エンジン３の動作点が点Ｄ０から点Ｄ１ｂに移動する高出力モード切替制御を実施した方が、点Ｄ０から点Ｄ２ｂに移動する差動状態切替制御を実施するよりも実施後の熱効率が高いことが分かる。したがって、エンジンパワーがＰｂの場合は高出力モード切替制御を先に、差動状態切替制御を後に実施した方が熱効率に関して有利である。このように、制御実施後の熱効率の大小関係が要求駆動力によって変化する。本形態は、高出力モード切替制御と差動状態切替制御とを順番に実施する際に、これらの制御のうち制御実施後の熱効率が高い方を予測しその熱効率が高い方の制御を先に実施する。
【００３８】
具体的には、ＥＣＵ３０は図３のステップＳ８で定義されたサブルーチンとして図８の制御ルーチンを実施することによって上記制御を実現する。ステップＳ１８１において、ＥＣＵ３０はアクセル開度センサ３２の信号に基づいて要求駆動力を取得する。ステップＳ１８２において、ＥＣＵ３０は高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のうち、制御実施後の熱効率が高い方の制御を要求駆動力に基づいて予測する。上述したように、制御実施後の熱効率の大小関係は要求駆動力（エンジンパワー）に応じて変化する。したがって、この予測は、高出力モード切替制御を実施した後の熱効率と、差動状態切替制御を実施した後の熱効率とをそれぞれ計算し、熱効率が大きい制御を特定することにより実施される。
【００３９】
ステップＳ１８３において、ＥＣＵ３０は上記予測を行った結果、高出力モード切替制御実施後のエンジン３の熱効率の方が高いか否かを判定する。高出力モード切替制御実施後の熱効率が高い場合はステップＳ１８４に進む。この場合は、ステップＳ１８４で、始めに高出力モード切替制御を実施し、その後、ステップＳ１８５において差動状態切替制御を実施する。一方、差動状態切替制御実施後の熱効率が高い場合はステップＳ１８６に進む。この場合は、ステップＳ１８６で、始めに差動状態切替制御を実施し、その後ステップＳ８７において高出力モード切替制御を実施する。
【００４０】
図８の制御ルーチンを実施することにより、高出力モード切替制御及び差動状態切替制御のうち熱効率が高い制御が先に実施されるので、これらの制御の実施に伴うショックを抑制しながら燃費悪化を抑えることができる。なお、図８の制御ルーチンを実施する前提条件として、要求駆動力の増加速度Ｖが第１の形態の閾値Ｖｔｈよりも小さい閾値Ｖｔｈ′よりも小さいという条件を設定し、この条件を満たさない場合は図６の制御ルーチンを実施することもできる。
【００４１】
（第４の形態）
次に、図９を参照しながら、本発明の第４の形態を説明する。第４の形態は、エンジン３の運転モードが全気筒運転で動力分割機構６が差動状態の場合に要求駆動力が減少した場合に実施する制御に特徴がある。第４の形態は、上述した第１〜３の形態のいずれかと組み合わせて実施することができる。
【００４２】
図９の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ３０に記憶されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１０１において、ＥＣＵ３０はエンジン３の運転モードが全気筒運転であるか否かを判定する。全気筒運転である場合はステップＳ１０２に進み、部分気筒運転であ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。
【００４３】
ステップＳ１０２において、ＥＣＵ３０は動力分割機構６の状態が差動状態か否かを判定する。差動状態の場合はステップＳ１０３に進み、非差動状態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了する。ステップＳ１０３において、ＥＣＵ３０は現在のモードすなわちエンジン３が全気筒運転の差動運転モードから、エンジン３が部分気筒運転の非差動運転モードへ切り替える必要があるか否かを判定する。この判定は、アクセル開度センサ３２の信号に基づいて要求駆動力を計算するとともに、その要求駆動力に対応するシステム効率をモード毎に計算し、モードの切り替えによってシステム効率が改善するか否かを基準として実施される。
【００４４】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ３０は要求駆動力の減少速度Ｖｄを取得する。減少速度Ｖｄはアクセル開度センサ３１の信号に基づいて計算される。ステップＳ１０５において、ＥＣＵ３０は要求駆動力の減少速度Ｖｄが所定の基準としての閾値Ｖｄｔｈを超えたか否かを判定する。減少速度Ｖｄが閾値Ｖｄｔｈを超えた場合はステップＳ１０６に進む。この場合は、ステップＳ１０６で、始めに動力分割機構６の状態を差動状態から非差動状態に切り替える非差動状態切替制御を実施し、その後、ステップＳ１０７で、エンジン３の運転モードを全気筒運転から部分気筒運転に切り替える低出力モード切替制御を実施する。
【００４５】
一方、要求駆動力の減少速度Ｖｄが閾値Ｖｄｔｈ以下の場合はステップＳ１０８に進む。この場合は、ステップＳ１０８で、始めに低出力モード切替制御を実施し、その後、ステップＳ１０９で、非差動状態切替制御を実施する。
【００４６】
要求駆動力の減少速度が大きいときにはできるだけ短時間でエンジン回転数を下げることが望ましい。全気筒運転から部分気筒運転へ切り替えるとエンジントルクが低下するためエンジン回転数が下がるまで時間がかかり、運転者に違和感を与えるおそれがある。第４の形態によれば、要求駆動力の減少速度Ｖｄが閾値Ｖｄｔｈよりも大きいときに低出力モード切替制御が実施される前に非差動状態切替制御が実施される。このため、速やかにエンジン回転数を下げることができるので運転者に違和感を与えることを回避できる。
【００４７】
本発明は上記形態に限定されず、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、要求駆動力の増加の程度を要求駆動力の増加速度と増加量とによって評価しているが、要求駆動力の増加速度及び増加量のいずれか一方で評価することもできる。また、要求駆動力の増加の程度を把握できればよいので、例えば要求駆動力の増加速度の変化すなわち要求駆動力の加速度を評価の基準とすることもできる。
【００４８】
上記形態では、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。
【００４９】
本発明の適用対象となるエンジンは部分気筒運転と全気筒運転とを切り替え可能なエンジンに限らない。すなわち、エンジンが部分気筒運転を低出力モードとして、全気筒運転を高出力モードとしてそれぞれ実施する場合に限らない。運転者の要求駆動力が小さい場合は低出力モードを実施し、要求駆動力の増加に合わせて低出力モードから高出力モードへ切り替えるエンジンであればよい。例えば、目標空燃比を理論空燃比付近に設定するストイキ燃焼運転を高出力モードとして、目標空燃比を理論空燃比よりも高い状態に設定するリーン燃焼運転を低出力モードとしてそれぞれ実施するエンジンや、過給機による過給を行う過給運転を高出力モードとして、過給機による過給を停止する自然吸気運転を低出力モードとしてそれぞれ実行可能なエンジンは本発明の適用対象となり得る。
【符号の説明】
【００５０】
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
６  動力分割機構（差動機構）
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（モード制御手段）
【図１】
2014151668.tif 000003
【図２Ａ】
2014151668.tif 000004
【図２Ｂ】
2014151668.tif 000005
【図３】
2014151668.tif 000006
【図４】
2014151668.tif 000007
【図５】
2014151668.tif 000008
【図６】
2014151668.tif 000009
【図７】
2014151668.tif 000010
【図８】
2014151668.tif 000011
【図９】
2014151668.tif 000012