(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、車両停車時などにおける小さな要求負荷に対してエンジンを駆動する必要のあるときのエネルギ効率を向上させる。【解決手段】エンジンを低出力域で高効率な低出力・高効率運転と、通常運転とに切換可能な運転モード切換手段５１と、エンジン３により駆動される発電機１３と、車両の一方の駆動軸を回転駆動する駆動モータ９と、エンジン３の出力の伝達経路に介装されたクラッチ５と、発電機１３により充電されるとともに、駆動モータ９、補機に電力を供給するバッテリ１０と、エンジン出力を駆動輪に伝達する必要のある運転条件でクラッチ５を接続し、それ以外では解放する駆動制御手段５０と、クラッチ５の解放時にエンジンの要求負荷が軽微な負荷に相当する第１の所定値以下であれば、エンジン出力が要求負荷に応じた出力となるように、エンジンの一部の気筒の作動を休止させるとともに、残りの気筒を低出力・高効率運転で稼働させる気筒数制御手段５１とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有するエンジンと、
前記エンジンの運転モードを低出力域で高効率な低出力・高効率運転と、通常運転とに切換可能な運転モード切換手段と、
前記エンジンにより駆動される発電機と、
車両の一方の駆動軸を回転駆動する駆動モータと、
前記エンジンの出力を前記車両の他方の駆動軸または前記駆動モータに伝達する経路に介装されたクラッチと、
前記発電機により充電されるとともに、前記駆動モータ、並びに車両の補機に電力を供給する蓄電装置と、
車両の走行条件及び蓄電装置の蓄電条件に応じて前記エンジンに要求される負荷を検出する要求負荷検出手段と、
前記エンジン出力を駆動輪に伝達する必要のある運転条件で前記クラッチを接続し、それ以外では解放する駆動制御手段と、
前記クラッチの解放時にエンジンの要求負荷が軽微な負荷に相当する第１の所定値以下であれば、前記エンジン出力が要求負荷に応じた出力となるように、エンジンの一部の気筒の作動を休止させるとともに、残りの気筒を低出力・高効率運転で稼働させる気筒数制御手段と、を備え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】
前記駆動制御手段は、車両の停車時にクラッチを解放する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記第１の所定値は、全気筒を低出力・高効率運転させたときのエンジン最低出力に相当する値である請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記気筒数制御手段は、前記要求負荷が大きくなるのにしたがって、休止させる気筒数を減少させる請求項１〜３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記気筒数制御手段は、休止させる気筒数がゼロとなり、全気筒での燃焼を低出力・高効率運転としても前記要求負荷を満足させられないときは、通常運転に切り換える請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記蓄電装置の充電状態が規定値以上の場合であって、前記エンジン要求負荷が、前記第１の所定値よりもさらに小さい第２の所定値以下のときは、前記エンジンの全気筒の作動を停止させる請求項１〜４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記第２の所定値は、少なくとも一つの気筒を低出力・高効率運転させたときのエンジン最低出力に相当する値である請求項６に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
前記気筒数制御手段は、前記エンジン要求負荷が前記第１の所定値以下で、前記蓄電装置の蓄電量が規定値以下となった場合には、全気筒で低出力・高効率運転を行う請求項１〜７のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】
前記低出力・高効率運転は、予混合圧縮自己着火による燃焼方式での運転であり、前記通常運転は予混合火花点火式の燃焼による運転である請求項１〜８のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１０】
前記気筒数制御手段は、排気系に設置した触媒の温度が活性化温度よりも低くなる可能性があると判断したときには、前記予混合圧縮自己着火による運転を禁止する請求項９に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１１】
前記駆動制御手段は、前記クラッチを接続するときには、前記運転モード切換手段が通常運転に切り換えた後に、クラッチの接続を実行する請求項１〜１０のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両の制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が一時的に停車するときなど、エンジンの作動を休止させる、いわゆるアイドルストップを行うハイブリッド車両が、特許文献１により知られている。
【０００３】
このアイドルストップ時に補機に対する電力の供給が必要となる場合は、バッテリから電力を供給している。しかし、このときバッテリの容量が規定値よりも低下すれば、補機が必要とする消費電力が小さくても、エンジンを始動し、低負荷状態で発電機を駆動し、バッテリの充電を行いつつ、補機に電力を供給している。
【０００４】
なお、ガソリンエンジンにおいて、低負荷運転時に、運転モードを通常のオットーサイクルから、ミラーサイクルに切り換え、熱効率を向上させることが、特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３３２０１１号公報
【特許文献２】特開平９−１６６０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記ハイブリッド車両の場合、エンジンは、小さな補機電気負荷に対応した出力で駆動されるため、エンジンの燃費効率が良くなく、仮に余剰電力を蓄電するにしても、ハイブリッド車両として、システム全体のエネルギ効率は低下してしまう。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するために提案されたもので、ハイブリッド車両において、車両停車時などにおける小さな要求負荷に対してエンジンを駆動する必要のあるときのエネルギ効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、複数の気筒を有するエンジンと、前記エンジンの運転モードを低出力域で高効率な低出力・高効率運転と、通常運転とに切換可能な運転モード切換手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、車両の一方の駆動軸を回転駆動する駆動モータと、前記エンジンの出力を前記車両の他方の駆動軸または前記駆動モータに伝達する経路に介装されたクラッチと、前記発電機により充電されるとともに、前記駆動モータ、並びに車両の補機に電力を供給する蓄電装置とを備える。そして、前記エンジン出力を駆動輪に伝達する必要のある運転条件で前記クラッチを接続し、それ以外では解放するとともに、前記クラッチの解放時にエンジンの要求負荷が軽微な負荷に相当する第１の所定値以下であれば、前記エンジン出力が要求負荷に応じた出力となるように、エンジンの一部の気筒の作動を休止させるとともに、残りの気筒を低出力・高効率運転で稼働させる気筒数制御運転を行う。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本発明では、クラッチを解放して車両を停車させたときなど、例えば、補機などに対する電力供給のためにエンジンを駆動する必要のあるときは、一部の気筒のみで運転を行い、かつこのとき稼働する気筒では、通常の運転とは異なり、出力は低いが高効率となる運転に切り換えることで、蓄電装置に負担を強いることなく、極低負荷での高効率運転が可能となり、システム全体のエネルギ効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１、図２は、本発明を適用するハイブリッド車両の駆動システムを示すもので、図１は前後輪駆動タイプ、図２は前輪駆動タイプである。
【００１１】
図１において、１は車両の前輪、２は後輪である。３は車両の駆動源となって車両を走行させたり、発電のために後述する発電機１３を駆動するエンジンである。４は有段もしくは無段の変速機であって、エンジン３と変速機４との間には動力の伝達を選択的に遮断するクラッチ５が介装される。変速機４の出力側はデフギヤ７を介して前輪１側の車軸と連結する。したがって、クラッチ５を接続することにより、エンジン１の出力が変速機４を介して前輪１に伝達され、前輪１が駆動される。
【００１２】
後輪２側の車軸にはデフギヤ８を介して駆動モータ９の出力が伝達される。駆動モータ９は後述するように、バッテリ１０からの電力の供給を受けて、後輪２を駆動する。
【００１３】
前記エンジン３の出力は、電磁クラッチ１１を介して補機１２と、発電機１３にも伝達される。電磁クラッチ１１はオフのときにエンジン３からの動力伝達を遮断する。
【００１４】
これに対して、図２では、変速機４に駆動モータ９が直列に接続され、駆動モータ９の出力側にデフギヤ７を介して前輪１の車軸が連結され、エンジン３と駆動モータ９の出力が共に前輪１に伝達される。
【００１５】
ただし、後輪２については、エンジン３、駆動モータ９の出力は伝達されず、従ってこの場合には、車両は前輪駆動タイプとなる。
【００１６】
本発明はこれら図１、図２のいずれのタイプのハイブリッド駆動システムについても適用することができる。
【００１７】
図３は、エンジン３の構成を示すもので、一例として、＃１気筒〜＃４気筒の直列４気筒エンジンが示されている。ただし、４気筒エンジンに限られるものではなく、他の多気筒エンジン、例えば、２気筒、６気筒、８気筒などを含めて様々なタイプのエンジンついて適用できる。
【００１８】
このエンジン３は、通常の運転と低出力・高効率運転とに運転モードの切換が可能なエンジンであり、具体的には、予混合圧縮自己着火（以下、ＨＣＣＩともいう）と、予混合火花点火（以下、ＳＩともいう）とに燃焼状態を切り換え可能なエンジンである。
【００１９】
図９に本発明に適用するエンジン３の熱効率−出力比特性を示す。図中の出力比約１０〜２５％の領域においてＨＣＣＩ燃焼を行っており、他の部分ではＳＩ燃焼を行っている。すなわち曲線中の凸部がＨＣＣＩ燃焼に相当し、ＨＣＣＩ燃焼を行わないでＳＩ燃焼のみを行った場合は凸部を有さない滑らかな曲線となる。
ここでＨＣＣＩ燃焼については周知技術であるので詳細な説明を省略するが、ＨＣＣＩ燃焼ではエンジンの筒内圧力を利用して自己着火を行っているので、１点から燃焼を開始する火花着火燃焼に比べて複数箇所で燃焼が開始されるため、燃焼を伝播させる必要がなくリーンな空燃比での燃焼が可能になり熱効率が飛躍的に向上する。しかし、ＨＣＣＩ燃焼を行うには筒内温度、筒内圧力、空燃比等を自己着火に最適な条件に整える必要ある。エンジンの設計によりＨＣＣＩ燃料領域の移動、拡大は可能であるが一般的にはＨＣＣＩ燃焼領域は非常に狭い。本発明に適用するエンジン３では前述のようにＨＣＣＩ燃焼が可能な領域を出力比１０〜２５％の範囲に設定しているが、これは走行に使用できないアイドリング付近を避けて設定することでＨＣＣＩ燃焼をできうる限り利用できるようにした結果である。またＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼の切り換えは筒内温度、筒内圧力、空燃比等を瞬時に変更する必要があるため、運転性を悪化させる虞がある。したがって、本発明では、後述するように、車両の一時的な停車時などでエンジン３をアイドルストップしたとき、モータのみで走行しているときなど、クラッチを解放して場合に限ってＨＣＣＩ燃焼を実行することで運転性への影響を回避している。
【００２０】
吸気マニホールド３０には各ブランチに気筒に対応して燃料噴射弁３２がそれぞれ設置され、各気筒に供給する燃料を吸気中に噴射する。排気マニホールド３１には、排気を浄化するための三元触媒３３が取り付けられ、また三元触媒３３の上流側には排気空燃比を検出する空燃比センサ３４と、下流側には排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ３５がそれぞれ取り付けられる。これら各センサ出力に基づいて、燃料噴射弁３２から噴射される燃料量が目標値と一致するようにフィードバック制御される。
【００２１】
３６は三元触媒３３の温度を検出するための温度センサであり、後述するように、触媒温度の低いときには、前記ＨＣＣＩ燃焼の実行を中止し、ＳＩ燃焼により排気温度を高めて触媒の活性状態を維持する。
【００２２】
図４はハイブリッド車両の制御系をブロック図（ただし、図１の構成に対応させてある）として示すものであり、エンジン３を制御するためにエンジンコントローラ（ＥＣＵともいう）５１が備えられる。ＥＣＵ５１にはエンジン３の運転状態を代表する各種の信号、空気量センサ信号、回転速度センサ信号、ノックセンサ信号、水温センサ信号、油温センサ信号等が入力し、これらに基づいて後述するように、エンジン３の作動を制御する。
【００２３】
エンジン３からの動力で駆動されて発電する発電機１３は、発電機コントローラ５２からのベクトル制御により、発電トルクが制御される。
【００２４】
変速機４は、変速機コントローラ５３によって作動油圧が制御され、これに応じて変速段の切換が行われ、また変速機４からは変速完了信号や回転速度、制御油圧などの信号が送られる。変速機４としては、自動変速機、自動機械式変速機、無断変速機などを用いることができる。
【００２５】
なお、クラッチ５は、湿式クラッチ、乾式クラッチ、電磁式クラッチなどを用いることができ、エンジン３の出力トルクを十分に伝達できる容量に設定され、クラッチ５の作動は、例えば変速機コントローラ５３からの信号により制御する。
【００２６】
後輪２（または前輪１）を駆動する駆動モータ９は、高効率のモータとして、埋込型永久磁石同期モータ（ＩＰＭ）、スイッチリトラクタンスモータ（ＳＲＭ）などが用いられ、駆動モータ９は、車両の走行駆動力を発生するだけでなく、減速時、制動時など発電機として回生制動し、車両の慣性エネルギを回収して発電を行う。駆動モータ９を制御するために、モータコントローラ５４が備えられ、駆動時や制動時に駆動モータ９がベクトル制御される。
【００２７】
バッテリ１０は、駆動モータ９に電力を供給して走行トルクを発生させるとともに、発電機１３や駆動モータ（発電機としての）９の発電電力により充電される。バッテリコントローラ５５がバッテリ１０の出力を制御する。バッテリコントローラ５５にはバッテリ１０から、電圧信号、電流信号が送られ、これらに基づいてバッテリ出力が調整される。ただし、駆動モータ９で消費する電力は、極力、発電機１３の発電電力で賄われることが望ましく、発電機コントローラ５２が駆動モータ９の要求負荷に応じて発電機１３の発電量を制御し、このとき余剰の電力はバッテリ１０に充電され、電力の不足分はバッテリ１０から供給（放電）される。
【００２８】
なお、バッテリ１０には、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、もしくはキャパシタなどを用いる。バッテリコントローラ５５は、バッテリ１０の電圧、電流から計算した電力を積算し、電力の積算値をバッテリ容量で除算して、バッテリ充電状態（ＳＯＣという）を算出し、このＳＯＣに基づいて、後述するハイブリッドコントローラ５０からの信号により、発電機１３による発電量を制御したりする。
【００２９】
さらに補機コントローラ５６が備えられ、前記したエンジン３により直接的に駆動される補機１２に加えて、エアコン２５、パワステ２６などの補機類の駆動を制御する。
【００３０】
また、前輪１と後輪２のブレーキ装置２１、２２に、制動時に供給する制動油圧を制御するために、油圧コントローラ５７が設けられ、この油圧コントローラ５７も、ハイブリッドコントローラ５０からの制御信号により、作動が制御される。
【００３１】
そして、ハイブリッドコントローラ５０は、前記エンジンコントローラ５１、発電機コントローラ５２、変速機コントローラ５３、モータコントローラ５４、バッテリコントローラ５５、補機コントローラ５６、油圧コントローラ５７の各動作を運転状態に応じて総合的、統合的に適切に制御する。
【００３２】
基本的には、ハイブリッドコントローラ５０は、例えば、車両の運転負荷、車速が小さい領域では、駆動モータ９のみを駆動して車両を走行し、これに対して負荷、車速が大きくなると、クラッチ５を接続し、エンジン３の出力を変速機４を介して車輪側に伝達し、駆動モータ９にエンジン３の駆動力も付加して車両を走行させる、あるいはエンジン３のみで車両を走行させ、また、駆動モータ９での走行時には、エンジン３により発電機１３を駆動して発電を行い、このとき駆動モータ９で消費される電力を発電機１３が発電し、またバッテリ１０の充電量が不足すると、これを適切に充電するために発電機１３を駆動し、この場合、できるだけ燃費のよい状態でエンジン３が運転されるように制御が行われる。
【００３３】
このうち、とくに本発明では、例えば、車両が一時的に停車したときなど、エンジン３の要求負荷が小さい運転条件において、補機の駆動のために電力を消費したり、バッテリ１０のＳＯＣが所定値以下となった場合など、エンジン３を極低負荷運転する必要が生じたときに、エンジン３の一部の気筒につき、運転モードを、通常の火花点火（ＳＩ）燃焼から、予混合圧縮着火（ＨＣＣＩ）燃焼に切り換え、かつ残りの気筒については、運転を休止させることで、ＨＣＣＩ燃焼時に必要量のエンジン負荷を確保しつつ、燃費の悪化を最小限にくい止めるような制御を行うことに特徴がある。ここで単に理論上の燃費を鑑みれば全気筒でＨＣＣＩ燃焼を行って余剰分を蓄電装置に充電するのも可能であるが、ＨＣＣＩ燃焼領域は走行に利用可能な領域を設定している為、補機の要求電力に対して過大な出力となってしまう。よって蓄電装置の充放電ロス、蓄電装置の蓄電可能容量を鑑みた場合は補機の要求電力分のみを高効率で出力することが望ましい。よって本発明では一部の気筒を休止して補機の駆動の為のより低負荷領域においてもＨＣＣＩ燃焼を利用できるようにしている。
【００３４】
このため、前記エンジンコントローラ５１には、ブレーキペダルの操作を検出するブレーキセンサ４１、車両の車速を検出する車速センサ４２、アクセルペダルの操作を検出するアクセル開度センサ４３などの各検出信号が入力し、エンジンコントローラ５１はこれらに基づいて、車両の停車状態を判断すると、クラッチ５を解放してアイドルストップ制御を行い、さらにハイブリッドコントローラ５０を経由して送られる、バッテリ充電状態、補機類の駆動状態などの信号に基づいて、エンジン３の運転モードの切換と気筒休止制御とを実行する。
【００３５】
ここで、図５から図８に示すフローチャートにしたがって、エンジン要求負荷の小さい運転条件での、エンジン運転モード切換え及び気筒休止制御について説明する。なお、以下の制御フローは一定時間（例えば10msec）毎にすべて演算する。制御フロー中の所定の値はヒステリシスを持たせる。
【００３６】
まず、図５にエンジンの気筒休止制御のメインフローを示し、これを説明する。
【００３７】
ステップＳ１−１で、クラッチ５の接続状態を読み込み、ステップＳ１−２でクラッチ５が接続状態に無いときは、ステップＳ１−３以下に進むが、接続状態であれば、ステップＳ１−９に進んで、通常の運転である、負荷追従モードを実行する。なお、この負荷追従モードでは、後でも説明するが、エンジン３とともに、あるいは単独で駆動モータ９からの出力が要求されるときに移行するモードであり、発電機１３にモータ負荷に応じた発電量をも発生させるべく、エンジン３を通常の火花点火（ＳＩ）燃焼により制御を行う。よってＨＣＣＩ燃焼とＳＩ燃焼が切り換えによる運転性の悪化を回避しえる。
【００３８】
クラッチ５が接続されていないときには、ステップＳ１−３で、エンジン３の要求負荷を計算し、読み込む。この場合、負荷計算値は補機負荷と駆動モータ９の各出力に基づいて計算される。
【００３９】
クラッチ５が解放されるのは、例えば、車両の一時的な停車時にエンジン３をアイドルストップさせるときや、あるいはエンジン３の出力を車両の走行に必要としないときであり、これらはハイブリッドコントローラ５０により運転条件に基づいて判定され、クラッチ５が制御される。
【００４０】
そしてステップＳ１−４ではエンジン３の要求負荷の計算値を所定値Ｌａｕｘと比較し、もし負荷計算値がＬａｕｘよりも小さいときは、ステップＳ１−５に進んでバッテリＳＯＣを読み込むが、そうでないときは、ステップＳ１−９に移行して、前記したように、エンジン３を負荷追従モードで制御する。
【００４１】
ここで、Ｌａｕｘは、補機負荷相当の負荷値であり、エンジン負荷要求が、このＬａｕｘよりも小さい負荷かどうかの判断を行うことで、エンジン全気筒を、ＨＣＣＩ燃焼させたときの最低出力以下でよいかどうかを監視している。すなわち、負荷要求がＨＣＣＩ燃焼での発生出力で対応できる場合はＨＣＣＩ燃焼を行い、負荷要求がこれよりも大きいときは、ＳＩ燃焼により高い出力を発生させられるようにする。
【００４２】
ステップＳ１−６では、バッテリ充電状態ＳＯＣを規定値Ｓｃｈｇと比較し、Ｓｃｈｇよりも小さいときは、ステップＳ１−７に進んで、エンジン全気筒でのＨＣＣＩ燃焼を行う、すなわち、バッテリ充電モードでエンジン３を運転する。なお、全気筒ＨＣＣＩ燃焼とするのは、エンジンフリクションロスを考慮しているためで、バッテリを過不足なく充電することを可能とする。この後、スタートに戻り、上記の動作を繰り返す。
【００４３】
ＨＣＣＩ燃焼では、図９のように、エンジン出力比が小さい領域において、熱効率が非常に高く、このため、出力そのものは小さくても、燃費の良好な状態でエンジン３を運転することができる。
【００４４】
この場合、バッテリ充電モードは、ステップＳ１−４で負荷計算値がＬａｕｘ以上となるか、バッテリＳＯＣが規定値Ｓｃｈｇ以上となるまで継続されることになる。
【００４５】
これに対して、ステップＳ１−６でバッテリＳＯＣが規定値Ｓｃｈｇよりも大きい場合は、ステップＳ１−１１に進んで、負荷計算値を所定値Ｌａｕｘ−ｍｉｎと比較する。
【００４６】
ここで、負荷要求が所定値Ｌａｕｘ−ｍｉｎよりも小さいときは、ステップＳ１−１３に進んで、エンジン全気筒の運転を休止し、アイドルストップ状態にする。所定値Ｌａｕｘ−ｍｉｎは、負荷要求が、例えば、車両の灯火類などの比較的軽微な電気負荷（補機負荷）のみであり、例えば一つの気筒だけＨＣＣＩ燃焼させたときのエンジン出力に相当するような場合であって、このときには、バッテリ１０も所定の充電状態にあるので、エンジン３をアイドルストップしても、バッテリ１０からの給電により、補機の負荷要求を満たすことができる。
【００４７】
ハイブリッド駆動システムを全体的に考慮した場合、バッテリ１０に対する不必要な充電は避け、エンジンを最高効率でのみ運転することが好ましい。しかし、負荷要求が小さく、エンジンを、低出力・高効率運転での最低出力としているにもかからず余剰電力があり、バッテリＳＯＣが十分なときには、エンジン３を完全に停止し、アイドルストップを行うのである。
【００４８】
この場合、ステップＳ１−１３の後、スタートにリターンする。ここで、エンジン全気筒の休止状態は、負荷要求がＬａｕｘを上回り（ステップＳ１−４）、ＳＯＣが規定値Ｓｃｈｇよりも低下する（ステップＳ１−６）、補機負荷が増大する（ステップＳ１−１１）などの変化が起こらない限り、継続する。
【００４９】
ステップＳ１−１１で、負荷計算値がＬａｕｘ−ｍｉｎ以上のときは、ステップＳ１−１２に進んで、後述する補機駆動モードを実行する。この補機駆動モードでは、エンジン全気筒休止ではないが、全気筒ＨＣＣＩ燃焼するまでの出力は必要としない極低負荷運転領域であって、一部気筒のみＨＣＣＩ燃焼を行い、他の気筒は休止させる制御を行う。
【００５０】
したがって、負荷要求が、負荷値Ｌａｕｘ（全気筒ＨＣＣＩ燃焼による最低出力）以下、かつ負荷値Ｌａｕｘ−ｍｉｎの場合で、バッテリＳＯＣが規定値Ｓｃｈｇ以上の場合に、補機駆動モードが実行されることになる。
【００５１】
ここで、図６のフローチャートにしたがって補機駆動モードの制御を説明する。
【００５２】
まず、ステップＳ２−１で、エンジン気筒数に関する変数ｉを０に設定する。変数ｉは稼働させる気筒数に対応し、最大気筒数のときはｉ＝４（ただし、４気筒エンジンの場合）となる。
【００５３】
ステップＳ２−２では、変数ｉが最大気筒数に一致するか判定する。一致する場合には、すでに４気筒ともに稼働しているので、ステップＳ２−６に進んで、前記した負荷追従モードで運転し、図５のスタートに戻る。これに対して、一致しない場合はステップＳ２−３へ進み、一部気筒休止時のエンジン出力推定値を計算する。エンジン推定値は次式（１）で計算される。
【００５４】
エンジン推定出力＝（ＨＣＣＩ領域最大出力＋ＨＣＣＩ領域最小出力）×（１／２）×（気筒数ｉ）×フリクション係数…（１）
なお、制御ループの初回は必ず気筒数０であるので、本制御は２週目のループからが実際の計算が開始されることとなる。
【００５５】
なお、フリクション係数は気筒数とフリクションロスの関係からマップ化しておく。
【００５６】
ステップＳ２−４へ進み、前記式（１）で求めたエンジン出力推定値が、補機負荷Ｌａｕｘ以上と  なる気筒数iを求める。
【００５７】
これは、ＨＣＣＩ燃焼可能な気筒数を求め、可能な限り休止気筒数を少なくしてフリクションロス  を減らすためであり、かつ、バッテリ１０への蓄電量も最小にしてバッテリ１０への負担および変  換ロスを最小に抑えるためである。
【００５８】
ステップＳ２−４の条件が満たされない場合は、ステップＳ２−５へ進み、ＨＣＣＩ燃焼する気筒  数ｉに１を加え、再びステップＳ２−２に戻り、上記した動作を繰り返す。
【００５９】
ステップＳ２−４でエンジン出力がこの条件を満たした場合は、ステップＳ２−８へ進み、ＨＣＣＩ燃焼する気筒数として、そのときの気筒数ｉを採用する。ステップＳ２−９では、休止気筒数として、最大気筒数からステップＳ２−８で求めたＨＣＣＩ燃焼気筒数ｉを差し引いたものを休する止気筒数ｋとする。
【００６０】
次にステップＳ２−１０へ進み、気筒休止制御、すなわち特定の気筒に対する燃料の供給を停止し  、その気筒の作動を休止させる制御を行う。その後、図５のスタートに戻る。
【００６１】
次に図７に示すフローチャートにしたがって気筒休止制御を説明する。
【００６２】
ステップＳ３−１では、前記したステップＳ２−９で求めた、休止させる気筒数が、休止気筒数＝ｋになるまで、ステップＳ３−１からステップＳ３−５の動作を繰り返す。
【００６３】
ステップＳ３−２ではクランク角を検出する。クランク角は、例えば、エンジン回転速度センサ（クランク角センサ）の出力から求める。ステップＳ３−３では、求めたクランク角より排気行程中の気筒を検出する。ステップＳ３−４では検出した排気行程中の気筒への燃料供給を停止するために、排気行程中の気筒の燃料噴射弁３２の作動を禁止、すなわち燃料噴射を停止する。
【００６４】
ステップＳ３−５で気筒休止した気筒の数ｋを１だけインクリメントし、ｋ＝ｋ＋１とする。
【００６５】
ステップＳ３−１で目標とする休止気筒数だけ、休止させた場合、図５のスタートに戻る。
【００６６】
最後に図８のフローチャートにより、負荷追従モードを説明する。
【００６７】
このフローでは、エンジンの要求負荷に応じてエンジンの燃焼モードの切換を行う。ステップＳ４−１でアクセルペダル開度ＡＰＯを読込む。ステップＳ４−２では、エンジン３に要求される出力を計算する。
【００６８】
ステップＳ４−２の上段の負荷追従モードでは、アクセル開度に対応したエンジン出力を、例えばアクセル開度との関係から規定したマップを参照して読み込む。また、下段のバッテリ充電モードでは、アクセル開度にしたがって要求される出力と、バッテリが受け入れ可能な出力とを加算したものを、エンジン出力とする。この場合も、同じようにマップなどに、予めバッテリ受け入れ可能なバッテリ充電量との関係から規定しておくことができる。
【００６９】
ついで、ステップＳ４−３では、三元触媒３３の触媒温度を所定の値Ｔｃａｔと比較して、所定値よりも高い場合には、エンジン低出力でのＨＣＣＩ燃焼が可能であるとして、ステップＳ４−４へ進む。
【００７０】
ステップＳ４−４では、要求されたエンジン出力がＨＣＣＩ燃焼の出力範囲内であるかどうかを判定する。すなわち、ＨＣＣＩ燃焼での最大出力Ｌｈｃｃｉｈと最小出力Ｌｈｃｃｉｌとの間にあるかどうか判定し、この範囲内の出力でない場合は、ステップＳ４−５へ進み、全気筒をＳＩ燃焼とするようにエンジン３を制御する。そして、全気筒がＳＩ燃焼に移行した後に、ステップＳ４−６でクラッチ５を接続（係合）状態にして、図５のスタートに戻る。
【００７１】
これに対して、ステップＳ４−４で、要求エンジン出力が、ＨＣＣＩ燃焼の出力範囲内であると判定した場合は、ステップＳ４−８へ進み、エンジン３の全気筒をＨＣＣＩ燃焼燃焼させ、図５のスタートへ戻る。
【００７２】
なお、ステップＳ４−３で、触媒温度が所定値Ｔｃａｔ以下の場合は、三元触媒３３の活性を維持するために、ＨＣＣＩ燃焼を行わず、ステップＳ４−５へ進み、ＳＩ燃焼とすることで触媒温度を上昇させる。
【００７３】
次に全体的な作用を説明する。
【００７４】
エンジン３の要求負荷が小さい運転域、例えば、車両の一時的な停車時など、クラッチ５を解放してエンジン３を駆動系から遮断した状態において、エンジン３の運転モードが通常のＳＩ燃焼からＨＣＣＩ燃焼に切換られ、要求負荷に応じて一部の気筒に対する燃料の供給が停止される。
【００７５】
ＨＣＣＩ燃焼は低出力ではあるが、熱効率に優れ、このためエンジン３の燃費は非常によい。なお、そのときの要求負荷に応じて、一部の気筒の作動が休止されるので、要求負荷が小さくなるほど、休止気筒数も増加する。
【００７６】
また、エンジン要求負荷が、車両の灯火類などの電気負荷のみなど、さらに小さい領域では、バッテリ１０の充電状態が規定値以上である場合に、エンジン３は完全に停止させられ、バッテリ１０からの電力が供給される。
【００７７】
車両の運転条件によって、エンジン３の駆動力を必要とするときなど、要求負荷が大きくなると、運転モードがＨＣＣＩ燃焼からＳＩ燃焼に切換られ、したがって、負荷要求に応じた出力を発生させられる。
【００７８】
以上のように本実施形態によれば、クラッチ５を解放してのアイドルストップ時など、エンジン３の要求負荷が補機負荷などに相当する軽微な負荷のときは、エンジン３の一部の気筒の作動を休止させるとともに、残りの気筒を低出力・高効率運転に切り換えることにより、バッテリ１０に負担をかけることなく、すなわちバッテリ１０を大型化することなく、極低負荷で効率のよい運転が行え、システム全体として燃費の改善がはかれる。
【００７９】
低出力・高効率運転を、ＨＣＣＩ燃焼、すなわち予混合圧縮自己着火燃焼とすることにより、騒音、振動も少なくでき、いわゆるアイドルストップ中にエンジンを作動させるにしても、運転者に違和感を与えることが少ない。
【００８０】
また、エンジン要求負荷がさらに小さい場合には、要求負荷に応じて休止させる気筒数を増やすので、本来、燃費の悪化が避けられない低負荷領域であるにもかかわらず確実に燃費の改善ができる。
【００８１】
また、バッテリ１０が所定の充電状態にある場合、エンジン要求負荷がさらに小さくなったときには、バッテリ１０から補機などに電力を供給することで、エンジン全気筒の作動を完全に休止させ、バッテリ１０に無理を強いることなく、さらに燃費を改善できる。
【００８２】
また、バッテリ１０の充電を行うときにも、他の補機類などによる、エンジン要求負荷が小さい場合には、全気筒のＨＣＣＩ燃焼とすることで、効率よくバッテリ充電を行うことができる。
【００８３】
さらに、アイドルストップ中に、アクセルペダルが踏み込まれ、発進要求があり、エンジン要求負荷が大きくなったときにも、クラッチ５が接続される前に、ＳＩ燃焼に移行することになるので、休止気筒から復帰時のトルク脈動、ＨＣＣＩ燃焼からＳＩ燃焼への切換に伴うトルク脈動が、いずれも駆動軸に伝わることがなく、車両停車状態からの発進時などの運転性が損なわれることもない。
【００８４】
一方で、排気系に設置した三元触媒３３の温度が活性化温度よりも低くなる可能性があると判断したときには、ＨＣＣＩ燃焼による運転を禁止し、ＳＩ燃焼に戻すことで、排気温度を高め、三元触媒３３の活性化による触媒機能の維持をはかる。
【００８５】
なお、上記の説明では、エンジンを極低負荷運転するにあたり、ＨＣＣＩ燃焼が、比較的低出力、低回転数であるので、車両停車中の違和感が少なく好適な実施形態として例示したが、例えば同じく、ＳＩ燃焼での最高効率を利用するようにしてもよいし、あるいはアトキンソンサイクルとオットーサイクルの双方を利用できるエンジンにおいて、熱効率の高い（ただし、出力は相対的に低下するが）アトキンソンサイクルを利用するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明はハイブリッド車両の制御装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施形態における駆動システムの一例を示す構成図である。
【図２】同じく駆動システムの他の例を示す構成図である。
【図３】同じくエンジンの構成図である。
【図４】同じく制御系のブロック図である。
【図５】制御動作を示すフローチャートである。
【図６】制御動作を示すフローチャートである。
【図７】制御動作を示すフローチャートである。
【図８】制御動作を示すフローチャートである。
【図９】ＨＣＣＩ燃焼の熱効率を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  前輪
２  後輪
３  エンジン
４  変速機
５  クラッチ
９  駆動モータ
１０  バッテリ
１３  発電機
３５  三元触媒
５０  ハイブリッドコントローラ
５１  エンジンコントローラ
【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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