JP2005067591A - エンジンシステム及びその制御方法並びに車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 気筒数制御エンジンの気筒数切替時のトルク変動分を抑制しつつ燃費の向上を図る。
【解決手段】 統合制御器は、稼働気筒数が変わる場合、気筒数制御エンジンがエンジン分担パワーの出力を得るように制御すると共に、無段変速機及びモータジェネレータを併用する。これにより、エンジン動作点は、減筒運転領域から気筒数切替閾値Ｔｈ上を滑らかに移動して全気筒運転領域へ、又は全気筒運転領域から気筒数切替閾値Ｔｈ上を滑らかに移動して減筒運転領域へ移動する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、エンジンシステム及びその制御方法並びに車両に係り、特に、気筒数制御エンジンの稼働気筒数の切替を円滑に行うエンジンシステム及びその制御方法並びに車両に関する。

従来、燃費改善を目的とした車両として、ハイブリッド自動車がある。従来のハイブリッド自動車における一般的なエンジン動作点について下図を用いて説明する。

図１３は、エンジンの等燃費線図及び最適燃費線図である。いわゆる街乗りは、Ａ領域に該当する。Ａ領域は、スロットルが絞られている状態であり、エンジン効率が悪い。加速時はＢ領域に該当し、高速運転時はＣ領域に該当する。

ハイブリッド自動車は、エンジン出力要求がＡ領域である場合、発電による負荷増によってエンジン動作点をＢ領域に移動させたり、エンジンを停止してモータ走行する。これによって、エンジン効率の悪いＡ領域で運転することを回避している。

ここで、Ａ領域をモータで走行するハイブリッド自動車では、モータの定格出力が車両最大出力の１／２程度まで大きくなる上に、モータ走行をまかなうだけのバッテリーを搭載する必要が生じる。このため、そのようなモータをハイブリッド自動車に搭載すると、車載容量と重量の増加を生じる。またコストの問題も生じる。

さらに、ハイブリッド自動車は、一度発電により得られた電気をバッテリーに蓄え、バッテリーに蓄えた電気を用いてモータを動かしている。このため、電気系の効率（＝発電効率×充電効率×放電効率×モータ駆動効率）を考慮すると、Ａ領域をモータで走行しても、燃費改善効果は思ったほどには得られない場合がある。

また、ハイブリッド自動車は、エンジンの最高出力を小さくして、エンジンとモータを併用することで最大出力を得るように設定されている。このため、ハイブリッド自動車は、高負荷運転（例えば、重量物牽引やアウトバーンでの高速巡航）が定常的に必要な場合、バッテリー容量の関係からエンジンのみでの運転することになり、エンジンパワーの出力不足に陥る問題がある。

上記諸問題を解決する１つの手法として、気筒数制御エンジンに関する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

図１４（Ａ）は気筒数制御エンジンが全気筒運転した時の最適燃費線を示す図であり、同図（Ｂ）は気筒数制御エンジンが減筒運転した時の最適燃費線を示す図である。特許文献１に記載された技術は、気筒数制御エンジンで減筒運転による気筒負荷を増加させることにより、図１４に示すように、Ａ領域での運転をＢ領域で行うようにして燃費率を改善する。さらに、高負荷域（Ｂ領域、Ｃ領域）では全気筒運転することにより、連続高負荷運転を可能としている。

しかし、特許文献１には、エンジンとモータの総トルク量が要求トルクに一致するように制御する旨しか記載されていない。したがって、特許文献１に記載された技術を用いる場合、気筒数切替時のトルクギャップをすべてモータが精度よく受け入れなくてはならず、完全なトルクギャップの解消は困難であると共に、モータの定格出力も大きくならざるを得ない問題がある。

そこで、気筒数制御エンジンの気筒数切替時のトルクギャップを抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。

図１５は、４気筒運転時及び２気筒運転時のスロットル弁開度に対する出力トルクを示す図である。なお、エンジン回転速度は一定である。特許文献２に記載された技術は、図１５に示すように、全気筒運転時と減筒運転時のエンジントルクが交差するスロットル開度で気筒数を切り替えるものである。

今日、実用化されている気筒数制御エンジンの多くは、この気筒数切替方式を採用している。しかし、特許文献２に記載された技術は、気筒数切替ポイントを限定しているために燃費改善効果を十分に得られない問題がある。さらに、特許文献２に記載された技術では、減筒運転時に発生する振動を回避することできない問題があった。

気筒数制御エンジンの気筒数の切替ポイントを上記のように限定せず、気筒数制御エンジンによる燃料経済性改善効果をより多く確保する技術が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。

特許文献３に記載された技術は、常動気筒群と休止気筒群のそれぞれにスロットル弁を設け、気筒数切替時にトルクギャップが生じないように２つのスロットル弁を連携操作するものである。しかし、特許文献３には、気筒数切替をどのポイントで行うのが最も燃費改善効果が大きくなるのか、また、気筒数切替に伴うエンジン動作点の変更をいかに滑らかに行うかが記載されていない。
特開２００２−１３４２３号公報 特開昭５７−１７６３３０号公報 特開平７−２９３２８８号公報

このように、気筒数制御エンジンを搭載した車両を実現するための諸問題として、気筒数切替ポイントを限定することにより十分な燃費改善ができなかったり、気筒数切替に伴うトルクギャップの発生問題、減筒運転時の振動問題があった。さらに、モータ定格出力とバッテリー容量を抑制しつつ燃費を向上させるためのモータジェネレータによるアシスト方法も望まれていた。

本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、気筒数制御エンジンの気筒数切替時のトルク変動分を抑制しつつ燃費の向上を図ったエンジンシステム及びその制御方法並びに車両を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明であるエンジンシステムは、稼働気筒数を切り替えることで全気筒運転又は減筒運転を行う気筒数制御エンジンと、前記気筒数制御エンジンのエンジン回転速度に対応する入力回転速度と連続的に制御された変速比とに基づいて、出力回転速度を得る無段変速機と、前記気筒数制御エンジンのエンジンパワーを略一定にしながら前記気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替える切替手段と、前記稼働気筒数の切替の際に前記無段変速機の変速比を制御する制御手段と、を備えている。

気筒数制御エンジンは、全気筒を稼働させる全気筒運転又は所定の気筒のみを稼働させる減筒運転を行う。なお、気筒数制御エンジンは、気筒毎に出力を制御することができれば特に限定されるものではない。また、気筒数も特に限定されるものではない。

無段変速機は、入力回転速度と連続的に制御された変速比とに基づいて、出力回転速度を得る。なお、無段変速機の入力回転速度は、通常エンジン回転速度と同じである。減速比は連続的に制御される。

切替手段は、気筒数制御エンジンのエンジンパワーを略一定にしながら気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替える。このとき、稼働気筒数の違いによるエンジン動作点の違いにより、エンジン回転速度が急激に変化するおそれがある。そこで、制御手段は、稼働気筒数の切替の際に無段変速機の変速比を滑らかに制御する。

したがって、請求項１に記載の発明によれば、気筒数制御エンジンのエンジンパワーを略一定にしながら気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替えると共に、稼働気筒数の切替の際に無段変速機の変速比を制御することにより、稼働気筒数の変更によるエンジン動作点の変更に伴うエンジン回転速度の急激な変化を抑制することができる。

請求項２に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項１に記載の発明であって、回転軸が前記気筒数制御エンジンのクランク軸に直接的又は間接的に結合され、蓄電された電源に基づいて駆動される発電機兼用モータを更に備え、前記制御手段は、前記気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替えるときに生じるトルク変動分と略等しいトルクを前記発電機兼用モータに発生させる。

発電機兼用モータは、回転軸が前記気筒数制御エンジンのクランク軸に直接的又は間接的に結合されている。したがって、発電機兼用モータは、必要に応じて、エンジントルクが不足するときにアシスト、またはエンジントルクが過剰の時に発電吸収することができる。ここでは、気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替えるときに、トルク変動が発生する。このため、制御手段は、稼働気筒数を切り替えの際には、トルク変動分と略等しいトルクを発電機兼用モータに発生させる。

したがって、請求項２に記載の発明によれば、気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替えるときに生じるトルク変動分と略等しいトルクを発電機兼用モータに発生させることにより、稼働気筒数切替時のトルク変動分を発電機兼用モータで補正することができ、滑らかに稼働気筒数の切替を実行することができる。

請求項３に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項２に記載の発明であって、前記制御手段は、稼働気筒数変更に伴うエンジン回転速度の変化により発生するトルク変動分と略等しいトルクを前記発電機兼用モータが発生できるように、前記無段変速機の減速比を制御して、エンジン回転速度の変化率を所定値以下に設定する。所定値としては、例えば、稼働気筒数変更に伴うエンジン回転速度の変化により発生するトルク変動分と略等しいトルクを前記発電機兼用モータが発生できる限界を表した最大変化率が好ましい。

稼働気筒数の切替の際にエンジン回転速度が急激に変化すると、イナーシャトルクによりトルク変動分が非常に大きくなる。このようなトルクにも発電機兼用モータが対処しようとすると、発電機兼用モータの定格出力を大きくしなければならず、大型化してしまう。

したがって、請求項３に記載の発明によれば、トルク変動分と略等しいトルクを発電機兼用モータが発生できるように、無段変速機の減速比を制御して、エンジン回転速度の変化率を所定値以下に設定することで、トルク変動の大きさを抑制して、発電機兼用モータで確実に吸収できるようにしている。

請求項４に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明であって、前記制御手段は、要求パワーが閾値より大きいときは全気筒運転をするように、要求パワーが前記閾値より小さいときは減筒運転をするように、前記気筒数制御エンジンを制御する。

したがって、請求項４に記載の発明によれば、要求パワーが大きいときは気筒数制御エンジンに全気筒運転を、要求パワーが小さいときは気筒数制御エンジンに減筒運転を行わせることで、ドライバビリティと燃費改善効果を向上させることができる。

請求項５に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明であって、前記制御手段は、要求パワーが第１の閾値より大きいときは全気筒運転をするように、要求パワーが前記第１の閾値より小さく設定された第２の閾値より小さいときは減筒運転をするように、前記気筒数制御エンジンを制御する。

１つの閾値と要求パワーを比較して稼働気筒数を決定する場合、要求パワーが閾値近傍で動くような場合、全気筒運転と減筒運転とが頻繁に切り替わってしまうチャタリングの問題が発生する。

したがって、請求項５に記載の発明によれば、要求パワーが第１の閾値より大きいときは全気筒運転をするように、又は、要求パワーが第１の閾値より小さく設定された第２の閾値より小さいときは減筒運転をするように、気筒数制御エンジンを制御することにより、チャタリングを確実に防止することができる。

請求項６に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項４に記載の発明であって、前記制御手段は、前記気筒数制御エンジンが減筒運転から全気筒運転に切り替わった時は、前記切替時から所定時間経過するまでは前記気筒数制御エンジンが全気筒運転から減筒運転に切り替わることを禁止する。

したがって、請求項６に記載の発明によれば、閾値が１つの場合であっても、全気筒運転に切り替わった時は、その切替時から所定時間経過するまでは減筒運転に切り替わることを禁止することで、確実にチャタリングを防止することができる。

請求項７に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の発明であって、前記制御手段は、全気筒運転時では全気筒運転用の最適燃費線、減筒運転時では減筒運転用の最適燃費線、気筒数切替中ではエンジン分担パワーで決まる等パワー線にそれぞれ略沿って、エンジン動作点が移動するように前記気筒数制御エンジンを制御する。

したがって、請求項７に記載の発明によれば、各運転状態において最適な燃費になるように気筒数制御エンジンを制御しつつ、出力パワーが変化しないように稼働気筒数を切り替えることができる。

請求項８に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発明であって、前記気筒数制御エンジンの振動を抑制する共振周波数特性の切り替えが可能な振動抑制手段を更に備え、前記制御手段は、前記気筒数制御エンジンの点火周波数あるいは稼働気筒数に応じて、前記振動抑制手段の共振周波数特性を設定する。

エンジントルクが急増するような急加速時では、エンジンマウント系のねじれによって、トルク応答の遅れが発生し、ドライバビリティが低下することがある。

そこで、請求項８に記載の発明によれば、気筒数制御エンジンの稼働気筒数に応じて、振動抑制手段の共振周波数特性を設定することにより、トルク応答の遅れを回避して、ドライバビリティの低下を防止することができる。

請求項９に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の発明であって、前記制御手段は、前記気筒数制御エンジンの減筒運転時において所定パワーを超える加速要求があったときは、前記発電機兼用モータを駆動させる。

したがって、請求項９に記載の発明によれば、減筒運転時に加速するときのトルク応答の遅れを補うと共に、加速による燃料消費を抑制することができる。

請求項１０に記載の発明であるエンジンシステムの制御方法は、稼働気筒数を切り替えることで全気筒運転又は減筒運転を行う気筒数制御エンジンに対して、エンジンパワーを略一定にしながら前記気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替え、前記稼働気筒数の切替の際に、前記気筒数制御エンジンのエンジン回転速度に対応する入力回転速度と連続的に制御された変速比とに基づいて出力回転速度を得る無段変速機の変速比を制御する。

請求項１１に記載の発明であるエンジンシステムは、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のエンジンシステムを備えた車両である。

本発明に係るエンジンシステム及びその制御方法並びに車両によれば、気筒数切替時のトルク変動を抑制してドライバビリティを向上させつつ、高い燃料経済性を得ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るエンジンシステムの構成を示すブロック図である。このエンジンシステムは、いわゆるハイブリッド自動車に搭載されたものである。

エンジンシステムは、気筒数制御エンジン１０と、気筒数制御エンジン１０を制御するエンジン制御器１１と、無段階で連続的に変速する無段変速機２０と、無段変速機２０を制御する無段変速機制御器２１と、モータジェネレータ３０と、トルク変動加算器３１と、気筒数制御エンジン１０の振動を抑制するエンジンマウント４０と、エンジンマウント４０の周波数特性の切替を制御するエンジンマウント制御器４１と、各制御器を制御する統合制御器５０と、を備えている。

さらに、エンジンシステムは、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ５１と、気筒数制御エンジン１０のエンジン回転速度Ｎｅを検出するクランクポジションセンサ５２と、エンジン冷却水の水温（冷却水温）を検出する水温センサ５３と、車速Ｖｅｌを検出する車速センサ５４と、ブレーキ操作量に応じたマスタシリンダ圧力を検出するマスタシリンダ圧力センサ５５と、を備えている。

気筒数制御エンジン１０は、吸排気弁を全閉状態にして稼働気筒を変える可変動弁と、気筒に吸入する空気量を制御する吸入空気量制御機構と、を有している。気筒数制御エンジン１０は、４気筒エンジンであり、ペア毎に気筒の動作休止を行う。すなわち、本実施の形態では、全気筒運転時では稼働気筒数は４つであり、減気筒数運転時では稼働気筒数は２つである。なお、気筒数制御エンジン１０の気筒数は上記のものに限定されないのは勿論である。吸入空気量制御機構としては、例えば、スロットル弁を用いたものでもよいし、スロットル弁を使用することなく吸気弁開度を制御する可動弁を用いたものでもよい。

エンジン制御器１１は、統合制御器５０の指示に従って、気筒数制御エンジン１０の運転状態を制御する。エンジン制御器１１は、例えば、気筒数制御エンジン１０の各気筒にエンジン点火信号を供給したり、各気筒をそれぞれ独立に制御して稼働気筒数を切り替えたりする。

無段変速機２０は、気筒数制御エンジン１０の回転速度に応じて入力される入力回転速度と、無段変速機制御器２１によって連続的に制御された変速比とに基づいて、出力回転速度を出力する。無段変速機制御器２１は、無段変速機２０の変速比を連続的に制御する。特に、無段変速機制御器２１は、気筒数制御エンジン１０の稼働気筒切替時には、気筒数制御エンジン１０のパワーがほぼ一定になるように、無段変速機２０の減速比を制御する。

モータジェネレータ３０の回転軸は、気筒数制御エンジン１０のクランク軸に直結されている。このため、モータジェネレータ３０は、回生制動時には、気筒数制御エンジン１０の負荷になり、エンジン回転に応じた電気をバッテリーに充電する。また、モータジェネレータ３０は、所定条件下で加速要求があった時には、バッテリーに蓄積された電気によって駆動され、気筒数制御エンジン１０のパワーの不足分をアシスト（以下「トルクアシスト」という。）する。なお、モータジェネレータ３０の回転軸は、上記クランク軸に間接的に結合されていてもよい。

一方で、モータジェネレータ３０に過度のトルクが要求されないように、モータジェネレータ３０の回転速度、つまり気筒数制御エンジン１０の回転速度が無段変速機２０によって制御されている。したがって、モータジェネレータ３０の定格出力は数キロワット程度である。モータジェネレータ３０は、トルク変動加算器３１の指示に従ってトルクを出力する。

トルク変動加算器３１は、アクセルポジションセンサ５１で検出されたアクセル開度Ｔａ、クランクポジションセンサ５２で検出されたエンジン回転速度Ｎｅ、統合制御器５０で演算されたモータジェネレータ分担パワーＰｍ及びイニーシャトルクＴｉ、さらにエンジン制御器１１から出力されたエンジン点火信号に基づいて、トルク変動を演算する。なお、エンジン点火信号の代わりに、例えばクランク角信号（エンジン回転速度）を用いてもよい。

図２は、エンジンマウント４０の共振周波数特性を示す図である。エンジンマウント４０は、全気筒運転時と減筒運転時のそれぞれにおいて気筒数制御エンジン１０の振動を抑制するために、図２に示すように、共振周波数特性を２段階で切り替え可能に構成されている。すなわち、エンジンマウント４０は、減筒運転用及び全気筒運転用の周波数特性を有している。エンジンマウント制御器４１は、気筒数制御エンジン１０の減筒運転時ではエンジンマウント４０の共振周波数特性を減筒運転用に設定し、全気筒運転時ではエンジンマウント４０の共振周波数特性を全気筒運転用に設定する。

例えば従来では、気筒数制御エンジン１０が急加速時に減筒運転から全気筒運転に切り替わると、エンジンマウント４０のねじれによるエンジントルクの応答遅れが問題になった。そこで、エンジンマウント制御器４１は、気筒数制御エンジン１０が減筒運転から全気筒運転に切り替わったときは、エンジンマウント４０の周波数特性を減筒運転用に切り替える。これにより、マウント系のねじれによるエンジントルクの応答遅れを防ぎ、ドライバビリティを確保することができる。

なお、エンジンマウント４０は、３段階以上で共振周波数特性を切り替えるように構成されたものでもよいし、連続的に共振周波数特性を変えられるものであってもよい。

統合制御器５０は、アクセルポジションセンサ５１、クランクポジションセンサ５２、水温センサ５３、車速センサ５４、マスタシリンダ圧力センサ５５、エンジン制御器１１からの各々信号に基づいて、気筒数制御エンジン１０の気筒数切替を決定して、その決定に応じてシステム全体の制御を行う。

なお、統合制御器５０は、アイドリング時では、エンジン制御器１１を介して、気筒数制御エンジン１０が運転を停止するように制御する。また、統合制御器５０は、詳しくは後述するが気筒数制御エンジン１０の燃焼状態が安定しない場合では、気筒数制御エンジン１０が全気筒運転を実行するように制御する。

（気筒数切替処理ルーチン１）
図３及び図４は、統合制御器５０による気筒数制御エンジン１０の気筒数切替処理ルーチンを示すフローチャートである。統合制御器５０は、アイドリング時は気筒数制御エンジン１０を停止させる。統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０が始動されると、ステップＳＴ１以降の処理を実行する。

ステップＳＴ１では、統合制御器５０は、車速センサ５４で検出された車速Ｖｅｌを用いて、平坦路での一定車速走行に必要なパワー（以下「一定車速走行パワー」という。）Ｐｓを算出する。具体的には、（１）式に従って一定車速走行パワーＰｓを演算して、ステップＳＴ２に移行する。

但し、
Ｒ：走行抵抗（＝転がり抵抗＋空力抵抗）
である。

ステップＳＴ２では、統合制御器５０は、アクセル開度Ｔａ、ブレーキ操作量Ｂｒ（マスタシリンダ圧力）、車速Ｖｅｌを用いて、車両に要求されるパワーである要求パワーＰｒｅｆを算出して、ステップＳＴ３に移行する。

ここで、統合制御器５０は、アクセル開度Ｔａ、ブレーキ操作量Ｂｒ、車速Ｖｅｌ及び要求パワーＰｒｅｆの関係を表したマップ又は関数式を予め記憶している。そして、統合制御器５０は、このマップ又は関数式を用いて、入力されたアクセル開度Ｔａ、ブレーキ操作量Ｂｒ及び車速Ｖｅｌに対応する要求パワーＰｒｅｆを算出する。

なお、統合制御器５０は、ステップＳＴ１及びステップＳＴ２の処理を逆の順番で行ってもよいし、これらの処理を同時に行ってもよい。また、ステップＳＴ１の処理については、ステップＳＴ４の処理のときに行ってもよい。

ステップＳＴ３では、統合制御器５０は、要求パワーＰｒｅｆがゼロ以上（Ｐｒｅｆ≧０）であるかを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ４に移行し、否定判定のときはステップＳＴ１１に移行する。

ステップＳＴ４では、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０が減筒運転を行っており、かつ（Ｐｒｅｆ＞ａ・Ｐｓ）であるかを判定して、肯定判定のときはステップＳＴ６に移行し、否定判定のときはステップＳＴ６に移行する。

すなわち、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０の減筒運転時において要求パワーＰｒｅｆが一定車速走行パワーＰｓの所定倍（ａ倍）を超えたときに、モータジェネレータ３０によるトルクアシストを行うべく、ステップＳＴ５に移行する。ここで係数ａは、０から１０までの値であり、本実施形態では例えば３．６とする。

これにより、統合制御器５０は、モータジェネレータ３０に気筒数制御エンジン１０のトルクアシストを行わせることによって、気筒数制御エンジン１０が減筒運転時に加速するときのエンジントルク応答の遅れを補うと共に、加速に伴う燃料消費を抑制することができる。

図５は、係数ａ＝３．６とした場合の１０・１５モード走行１サイクルにおける（Ａ）車速パターン、（Ｂ）原動機パワー、（Ｃ）バッテリー充放電収支を示す図である。統合制御器５０は、ステップＳＴ４においてトルクアシストで加速する時の条件を限定しているので、図５に示すように減速時に回生したエネルギーでトルクアシストの消費電力をまかなうことができ、バッテリー容量を抑制することもできる。

なお、係数ａの値を大きくすれば、更に、バッテリー容量を小さくすることができる。また、トルクアシストで加速する時の条件を上記のように限定することにより、エンジン出力を定常状態から準定常状態にすることになるので、エンジン燃焼自体の安定を保ち、過渡運転によるエンジン効率の低下を防止し、燃費効率を向上させることができる。

統合制御器５０は、急加速要求などがあって気筒数制御エンジン１０が大きなトルクを要する場合、詳しくはステップＳＴ１０で後述するが、全気筒運転することを決定する。これにより、モータジェネレータ３０の定格出力を小さくすることができる。

ステップＳＴ５では、統合制御器５０は、加速時の気筒数制御エンジン１０のパワー不足をモータジェネレータ３０で補うために、モータジェネレータ３０のモータジェネレータ分担パワーＰｍを算出する。具体的には、（２）式を演算して、ステップＳＴ７に移行する。

ステップＳＴ６では、統合制御器５０は、モータジェネレータ分担パワーＰｍをゼロに設定して（Ｐｍ＝０）、ステップＳＴ７に移行する。これは、統合制御器５０は、ステップＳＴ４の否定判定の時は、気筒数制御エンジン１０のみのエンジンパワーで十分であり、モータジェネレータ分担パワーＰｍは必要ないからである。

ステップＳＴ７では、統合制御器５０は、モータジェネレータ分担パワーＰｍが予め定められたモータジェネレータパワーアシスト上限値ｍａｘＰｍより大きい（Ｐｍ＞ｍａｘＰｍ）かを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ８に移行し、否定判定のときはステップＳＴ９に移行する。なお、モータジェネレータパワーアシスト上限値ｍａｘＰｍは、モータジェネレータ３０の定格出力よりも小さな値である。

ステップＳＴ８では、統合制御器５０は、モータジェネレータ分担パワーＰｍの値をモータジェネレータパワーアシスト上限値ｍａｘＰｍの値に設定して（Ｐｍ＝ｍａｘＰｍ）、ステップＳＴ９に移行する。

ステップＳＴ９では、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０のエンジン分担パワーＰｅを算出する。具体的には、（３）式を演算して、ステップＳＴ１０に移行する。

ステップＳＴ１０では、統合制御器５０は、エンジン分担パワーＰｅと気筒数切替閾値Ｔｈとを比較して気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数を決定し、そして目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅを算出する。

（稼働気筒数決定の処理）
図６は、気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数を決定するときのエンジン回転速度に対するエンジントルクを示す図であり、（Ａ）はエンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈより小さい場合、（Ｂ）はエンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈより大きい場合、（Ｃ）は稼働気筒数を切り替えている場合である。

図６において、気筒数切替閾値Ｔｈ及びエンジン分担パワーＰｅは、等パワー線上にある。ここで、等パワー線とは、エンジンパワーを一定にしたときのエンジン回転速度に対するエンジントルクの関係を示す線図である。気筒数切替閾値Ｔｈは、減筒運転時の最適燃費線における最高燃費点（×印）、又は最高燃費点から少しエンジンパワーを大きくした点を通るのが好ましい。

統合制御器５０は、例えば図６（Ａ）に示すように、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈよりも小さいときは、稼働気筒数を２つにして、気筒数制御エンジン１０に減筒運転を行わせることを選択する。そして、統合制御器５０は、エンジン分担パワーＰｅと減筒運転時の最適燃費線との交点を目標エンジン動作点とし、この目標エンジン動作点のエンジン回転速度（目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅ）を算出する。

また、統合制御器５０は、例えば図６（Ｂ）に示すように、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈよりも大きいときは、気筒数制御エンジン１０に全気筒運転を行わせることを選択する。そして、統合制御器５０は、エンジン分担パワーＰｅと全気筒運転時の最適燃費線との交点を目標エンジン動作点とし、この目標エンジン動作点のエンジン回転速度（目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅ）を算出する。なお、気筒数切替中の制御については後述する。

（稼働気筒数決定の例外処理）
統合制御器５０は、エンジン分担パワーＰｅと気筒数切替閾値Ｔｈとを比較して、気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数を決定した場合であっても、エンジン回転速度や冷却水温などの現在のエンジン燃焼状態によっては、減筒運転を行うのが好ましくないことがある。

図７は、統合制御器５０による減筒運転制限判定ルーチンを示すフローチャートである。統合制御器５０は、上述したように気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数を決定した後、さらに図７に示す次のステップＳＴ４１からステップＳＴ４５までの処理を行う。

ステップＳＴ４１では、統合制御器５０は、減筒運転を行うか否かを判定する。なお、このステップＳＴ４１は、上述した稼働気筒数決定処理に対応している。そして、肯定判定のときはステップＳＴ４２に移行し、否定判定のときは、全気筒運転を行うことを決定する。

ステップＳＴ４２では、統合制御器５０は、エンジン回転速度Ｎｅが減筒運転制限回転速度Ｎｌｉｍより小さい（Ｎｅ＜Ｎｌｉｍ）かを判定し、肯定判定のときは全気筒運転を行うことを決定し、否定判定のときはステップＳＴ４３に移行する。

ステップＳＴ４３では、統合制御器５０は、冷却水温が所定値より小さいかを判定し、肯定判定のときは全気筒運転を行うことを決定し、否定判定のときはステップＳＴ４４に移行する。

ステップＳＴ４４では、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０の失火を検出したかを判定し、肯定判定のときは全気筒運転を行うことを決定し、否定判定のときはステップＳＴ４５に移行する。

ステップＳＴ４５では、統合制御器５０は、エンジン回転速度Ｎｅの変動が所定値より大きいかを判定し、肯定判定のときは全気筒運転を行うことを決定し、否定判定のときは減筒運転を行うことを決定する。なお、ステップＳＴ４２からステップＳＴ４５までの順番は、特に限定されるものではない。

以上のように、統合制御器５０は、ステップＳＴ４２からステップＳＴ４５において１つでも肯定判定があるとき、すなわち気筒数制御エンジン１０の燃焼状態が悪いときは、全気筒運転を行うと決定する。

そして、統合制御器５０は、上述した処理を経て、稼働気筒数を切り替える（減筒運転から全気筒運転に切り替える、又は、全気筒運転から減筒運転に切り替える）と決定したときは、気筒数切替処理判定フラグＦｌａｇを“１”に設定する。また、統合制御器５０は、稼働気筒数を切り替える必要がないと決定したときは、気筒数切替処理判定フラグＦｌａｇを“０”に設定して、図４に示すステップＳＴ３０に移行する。

（気筒数切替処理ルーチン２）
一方、図３に示すステップＳＴ１１では、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０のエンジン回転速度Ｎｅが減筒運転制限回転速度Ｎｌｉｍより大きい（Ｎｅ＞Ｎｌｉｍ）かを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ１２に移行し、否定判定のときはステップＳＴ１３に移行する。なお、減筒運転制限回転速度Ｎｌｉｍは、減筒運転時のエンジン回転速度の下限値を示している。

ステップＳＴ１２では、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０の全気筒の休止を決定して、ステップＳＴ１４及びステップＳＴ２０のそれぞれに移行する。

ステップＳＴ１３では、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０の全気筒を稼働させつつ、スロットルを全閉することを決定して、ステップＳＴ１４に移行する。これにより、統合制御器５０は、再加速要求があった場合でも、エンジン再稼働の遅れを回避することができる。

ステップＳＴ１４では、統合制御器５０は、エンジン分担パワーＰｅの値をエンジンモータリングパワーＰｅｍの値に設定して（Ｐｅ＝Ｐｅｍ）、ステップＳＴ１５に移行する。

ステップＳＴ１５では、統合制御器５０は、（４）式に従ってモータジェネレータ分担パワーＰｍを演算して、ステップＳＴ１６に移行する。

ステップＳＴ１６では、統合制御器５０は、モータジェネレータ分担パワーＰｍが予め定められたモータジェネレータパワーアシスト下限値−ｍａｘＰｍより小さい（Ｐｍ＜−ｍａｘＰｍ）かを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ１７に移行し、否定判定のときはステップＳＴ１８に移行する。

ステップＳＴ１７では、統合制御器５０は、モータジェネレータ分担パワーＰｍの値をモータジェネレータパワーアシスト下限値−ｍａｘＰｍの値に設定して（Ｐｍ＝−ｍａｘＰｍ）、ステップＳＴ１８に移行する。

ステップＳＴ１８では、統合制御器５０は、（５）式に従ってブレーキ分担パワーＰｂを演算する。

そして、統合制御器５０は、図示しないスキッド制御器を介して、ブレーキ分担パワーＰｂを得るように、マスタシリンダ圧力を制御して制動制御を行う。このように、統合制御器５０は、要求パワーＰｒｅｆがゼロ未満である場合に、エンジン分担パワーＰｅ及びモータジェネレータ分担パワーＰｍを用いても要求パワーＰｒｅｆを満たすことができないときは、制動制御を行っている。

（減速時における目標エンジン回転速度の算出）
一方、ステップＳＴ２０では、統合制御器５０は、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅを算出する。ここでは、統合制御器５０は、無段変速機制御器２１を介して、減速判定前（ステップＳＴ３の判定前）における無段変速機２０の減速比を維持する制御を行っている。具体的には、次のサブルーチン処理を実行する。

図８は、統合制御器５０のステップＳＴ２０における目標エンジン回転速度算出ルーチンを示すフローチャートである。統合制御器５０は、ステップＳＴ２０では、図８に示すステップＳＴ２１からステップＳＴ２５までの処理を実行する。

ステップＳＴ２１では、統合制御器５０は、（６）式に従って暫定的に目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅを演算して、ステップＳＴ２２に移行する。

ここで、各パラメータは次の通りである。

γｏ：ステップＳＴ３判定前における無段変速機２０の減速比
Ｎｏｕｔ：無段変速機２０の出力回転速度
ステップＳＴ２２では、統合制御器５０は、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅが最低エンジン回転速度Ｎｍｉｎより小さい（ｒｅｆＮｅ＜Ｎｍｉｎ）かを判定する。なお、最低エンジン回転速度Ｎｍｉｎは、最適燃費線におけるエンジン回転速度の下限値を示している。そして、肯定判定のときはステップＳＴ２３に移行し、否定判定のときは、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅをステップＳＴ２１で演算した値に決定して処理を終了する。

つまり、統合制御器５０は、暫定的に求めた目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅが最低エンジン回転速度Ｎｍｉｎ以上であれば、その目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅに決定する。

ステップＳＴ２３では、統合制御器５０は、（γｍａｘ・Ｎｏ＜Ｎｍｉｎ）であるかを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ２５に移行し、否定判定のときはステップＳＴ２４に移行する。なお、γｍａｘは、最大減速比である。よって、γｍａｘ・Ｎｏは、無段変速機２０の出力回転速度Ｎｏｕｔから想定される最小の入力回転速度（＝エンジン回転速度）である。

ステップＳＴ２４では、統合制御器５０は、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅの値をγｍａｘ・Ｎｏの値に設定して（ｒｅｆＮｅ＝γｍａｘ・Ｎｏ）、処理を終了する。一方、ステップＳＴ２５では、統合制御器５０は、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅの値を最低エンジン回転速度Ｎｍｉｎの値に設定して（ｒｅｆＮｅ＝Ｎｍｉｎ）、処理を終了する。

これにより、統合制御器５０は、エンジン回転速度が減気筒運転制限回転速度Ｎｌｉｍ以下では気筒数制御エンジン１０に全気筒運転を実行させ、減筒運転させないように制御している。また、統合制御器５０は、例えば、冷却水温が低かったり、失火を検出したり、エンジン回転速度変動が大きいような燃焼状態が安定しない場合も、気筒数制御エンジン１０に全気筒運転を実行させる。

統合制御器５０は、以上のような処理を経て減速時の目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅを求めると、図４に示すステップＳＴ３０に移行する。

（気筒数切替処理ルーチン３）
次に、図４に示すステップＳＴ３０では、統合制御器５０は、気筒数切替処理判定フラグＦｌａｇが“１”であるかを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ３３に移行し、否定判定のときはステップＳＴ３１に移行する。

ステップＳＴ３１では、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数の切替を実行するかを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ３２に移行する。一方、否定判定のときは通常の変速制御を実行する。すなわち、統合制御器５０は、無段変速機制御器２１を介して、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅになるように無段変速機２０の変速制御を実行して、処理を終了する。

ステップＳＴ３２では、統合制御器５０は、気筒数切替処理判定フラグＦｌａｇを“１”に設定して、ステップＳＴ３３に移行する。

ステップＳＴ３３では、統合制御器５０は、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅとエンジン回転速度Ｎｅとの差が気筒数切替時処理終了判定閾値ｄＮより大きい（｜ｒｅｆＮｅ−Ｎｅ｜＞ｄＮ）かを判定する。そして、肯定判定のときはステップＳＴ３５に移行し、否定判定のときはステップＳＴ３４に移行する。

ステップＳＴ３４では、統合制御器５０は、気筒数切替処理判定フラグＦｌａｇを“０”に設定する。そして、無段変速機制御器２１を介して、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅになるように無段変速機２０の変速制御を実行して、処理を終了する。つまり、統合制御器５０は、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅとエンジン回転速度Ｎｅとが微差である場合、気筒数切替時処理を実行せず、無段変速機２０のみで、エンジン回転速度Ｎｅを目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅに設定する。

ステップＳＴ３５では、統合制御器５０は、アクセル開度Ｔａ、エンジン回転速度Ｎｅ及び車速Ｖｅｌに基づいて、例えば次のようにしてエンジン回転速度変化率目標値を決定する。

統合制御器５０は、アクセル開度Ｔａ、エンジン回転速度Ｎｅ、車速Ｖｅｌ及びエンジン回転速度変化率目標値の関係を表したマップ又は関数式を予め記憶している。なお、エンジン回転速度変化率目標値は、詳しくは後述するが、無段変速機２０の動特性を補償する値である。そして、統合制御器５０は、このマップ又は関数式を用いて、入力されたアクセル開度Ｔａ、エンジン回転速度Ｎｅ、車速Ｖｅｌに対応するエンジン回転速度変化率目標値を算出する。そして、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数を切り替えると共に、無段変速機２０の変速制御を実行する。

（稼働気筒数切替時変速制御）
統合制御器５０は、エンジン制御器１１を介して、気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数を切り替えると共に、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅ及びエンジン回転速度変化率目標値以下になるように、無段変速機２０及びモータジェネレータ３０を制御する。具体的には、以下の処理を実行する。

（気筒数制御エンジン１０の制御）
基本的に、減筒運転時及び全気筒運転時の目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅは、減筒運転及び全気筒運転のそれぞれに設定されている最適燃費線と、エンジン分担パワーＰｅの等パワー線とが交差する点（目標エンジン動作点）から算出される。しかし、気筒数切替を瞬時に行おうとすると、エンジン動作点の急激な変化により、非常に大きいトルクショックが発生する。

そこで、統合制御器５０は、稼働気筒数が変わる場合であっても気筒数制御エンジン１０がエンジン分担パワーＰｅ通りの出力を得るように制御すると共に、無段変速機２０及びモータジェネレータ３０を併用する。これにより、図６（Ｃ）に示すように、エンジン動作点は、減筒運転領域（気筒数切替閾値Ｔｈよりパワーが小さい領域）から気筒数切替閾値Ｔｈ上を滑らかに移動して全気筒運転領域（気筒数切替閾値Ｔｈよりパワーが大きい領域）へ、又は全気筒運転領域から気筒数切替閾値Ｔｈ上を滑らかに移動して減筒運転領域へ移動する。

例えば、減筒運転から全気筒運転に移行する場合、統合制御器５０は、エンジン制御器１１を介して、気筒数制御エンジン１０の休止していた気筒群の出力を徐々に増加させつつ、稼働していた気筒群の出力を徐々に減少させ、気筒数制御エンジン１０全体から常に一定のエンジン分担パワーＰｅが得られるように制御する。そして、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０の全気筒の出力が一致すると、それ以降は気筒数制御エンジン１０に全気筒運転を実行させる。このようにして、統合制御器５０は、エンジン動作点を、減筒運転時の最適燃費線上から、エンジン分担パワーＰｅで決まる等パワー線を経由させて、目標エンジン動作点（目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅ）まで到達させることができる。

一方、全気筒運転から減筒運転に移行する場合、統合制御器５０は、エンジン制御器１１を介して、気筒数制御エンジン１０の休止の対象となる気筒群の出力を徐々に減少させつつ、稼働していた気筒群の出力を徐々に増加させ、気筒数制御エンジン１０全体からエンジン分担パワーＰｅが得られるように制御する。そして、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０の休止対象の気筒群が完全に休止すると、それ以降は気筒数制御エンジン１０に減筒運転を実行させる。このようにして、統合制御器５０は、エンジン動作点を、全気筒運転時の最適燃費線上から、エンジン分担パワーＰｅで決まる等パワー線を経由させて、目標エンジン動作点（目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅ）まで到達させることができる。

なお、気筒数制御エンジン１０は、エンジン出力を気筒毎に独立に制御できれば特に限定されるものではなく、例えば、気筒毎にスロットルを設けたり、吸気弁リフト量を制御して吸入空気量を制御したり、燃料噴射量を制御してもよい。

（無段変速機２０及びモータジェネレータ３０の制御）
エンジン動作点、つまりエンジン回転速度が変更されると、それに伴ってイナーシャトルクＴｉが発生する問題がある。そこで、統合制御器５０は、上記の気筒数制御エンジン１０の制御と共に、モータジェネレータ３０がイナーシャトルクＴｉを吸収できるように、エンジン回転速度変化率目標値を決定し、そのエンジン回転速度変化率目標値以下になるように無段変速機２０の減速比を連続的に制御する。

ここで、エンジン回転速度変化率目標値とは、例えば、稼働気筒数変更に伴うエンジン回転速度の変化により発生するトルク変動分と略等しいトルクをモータジェネレータ３０が発生できる限界を表した、エンジン回転速度の最大変化率である。これにより、エンジン回転速度の変化率が上記目標値以下になれば、モータジェネレータ３０は、常にイナーシャトルクＴｉを吸収できる。

ところで、目標エンジン回転速度ｒｅｆＮｅと実際のエンジン回転速度とにずれが生じる。これは、無段変速機２０の制御系の応答遅れがあるためである。そこで、無段変速機２０の動特性を１次遅れ＋無駄時間で表す。統合制御器５０は、このような無段変速機２０の動特性を考慮して、上記のずれを補償しながら上述したステップＳＴ３５においてエンジン回転速度変化率目標値を決定する。

統合制御器５０は、無段変速機２０の動特性補償後のエンジン回転速度変化率目標値に、エンジン回転慣性を乗じることによって、（７）式に示すように、イニーシャトルクＴｉを算出する。

イニーシャトルクＴｉとは、気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数切替時のエンジン動作点の変更に伴って発生するトルク変動分をいう。統合制御器５０は、算出したイニーシャトルクＴｉをトルク変動加算器３１に供給する。

（トルク変動加算器３１の構成）
図９は、トルク変動加算器３１の構成を示すブロック図である。トルク変動加算器３１は、気筒数制御エンジン１０のエンジントルクの脈動（以下「脈動トルク」という。）を算出するエンジントルク脈動算出部３２と、モータジェネレータ分担パワーＰｍをトルクに換算するトルク換算部３３と、脈動トルクとモータジェネレータ分担パワートルクＰｍと、イナーシャトルクＴｉとを加算する加算器３４と、を備えている。

エンジントルク脈動算出部３２は、エンジン点火信号、エンジン回転速度Ｎｅ、アクセル開度Ｔａ、及び脈動トルクの関係を表すマップ又は関数式を予め記憶している。そして、エンジントルク脈動算出部３２は、マップ又は関数式を参照し、エンジン点火信号、エンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度Ｔａに基づいて、エンジン爆発毎に生じる脈動トルクを算出し、算出した脈動トルクを加算器３４に供給する。

トルク換算部３３は、モータジェネレータ分担パワーＰｍをトルクに換算する。具体的には、トルク換算部３３は、モータジェネレータ３０がエンジン軸と同回転速度で回転する場合、モータジェネレータ分担パワーＰｍとエンジン回転速度Ｎｅとを用いて、（８）式に従ってモータジェネレータ分担トルクＴｍを演算する。

加算器３４は、エンジントルク脈動算出部３２で算出された脈動トルク、トルク換算部３３で得られたモータジェネレータ分担トルクＴｍ、統合制御器５０で演算されたイニーシャトルクＴｉを加算することによって変動トルクを算出し、この変動トルクをモータジェネレータ３０に供給する。

モータジェネレータ３０は、トルク変動加算器３１で算出されたトルク変動に基づくトルクを発生する。これにより、モータジェネレータ３０は、気筒数制御エンジン１０においてエンジン爆発毎に生じる脈動トルクや稼働気筒数を切り替えるときに生じるイニーシャトルクＴｉを補正することができる。さらに、モータジェネレータ３０は、加速時には、トルク応答の遅れを回避すべく、モータジェネレータ分担パワーＰｍを出力することができる。

以上のように、本実施の形態に係るエンジンシステムは、気筒数制御エンジン１０の稼働気筒数切替時に、無段変速機２０によってエンジン回転速度を制御しながらエンジン動作点を変更することができる。このとき、エンジンシステムは、エンジン動作点の変更によって生じるイニーシャトルクＴｉをモータジェネレータ３０によって補正することにより、エンジントルクの変動を抑制して、ドライバビリティを確保することができる。

また、上記エンジンシステムは、気筒数制御エンジン１０の点火周波数あるいは稼働気筒数の切替に応じて、エンジンマウント４０の周波数特性を切り替えることによって、例えば、急加速時のマウント系のねじれによるトルク応答の遅れを回避することができる。

さらに、上記エンジンシステムは、減筒運転時において要求パワーＰｒｅｆが一定車速走行パワーＰｓの所定倍を超えた場合のみ、モータジェネレータ３０を駆動させて気筒数制御エンジン１０のトルクアシストを行う。これにより、減筒運転時に加速するときのトルク応答の遅れを防止すると共に、燃料消費を大幅に抑制することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すようなものについても適用可能である。

（チャタリング防止１）
エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈ前後の値で遷移する場合、全気筒運転と減筒運転とが頻繁に切り替わってしまうチャタリングが発生する。そこで、統合制御器５０は、チャタリング防止のため、次のように全気筒運転と減筒運転の切替を決定してもよい。

図１０は、気筒数制御エンジンの稼働気筒数を決定するときの２つの気筒数切替閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を示す図である。ここでは、図６と異なり、２つの気筒数切替閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２がある。気筒数切替閾値Ｔｈ１は、減筒運転時に、エンジン分担パワーＰｅと比較される閾値である。気筒数切替閾値Ｔｈ２は、全気筒運転時に、エンジン分担パワーＰｅと比較される閾値である。なお、気筒数切替閾値Ｔｈ２は、気筒数切替閾値Ｔｈ１より小さな値に設定されている。統合制御器５０は、上述したステップＳＴ１０において、気筒数切替閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を用いて、次のような処理を行えばよい。

統合制御器５０は、減筒運転時では、エンジン分担パワーＰｅと気筒数切替閾値Ｔｈ１とを比較して、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈ１以下のときは現在の状態の減筒運転に決定し、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈ１を超えたときは全気筒運転に決定する。

また、統合制御器５０は、全気筒運転時では、エンジン分担パワーＰｅと気筒数切替閾値Ｔｈ２とを比較して、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈ１以上のときは現在の状態の減筒運転に決定し、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈ１未満になったときは減筒運転に決定する。

以上のように、統合制御器５０は、運転状態決定の際にエンジン分担パワーＰｅと比較する閾値として、減筒運転時には気筒数切替閾値Ｔｈ１を、全気筒運転時には気筒数切替閾値Ｔｈ２を用いている。これにより、エンジン分担パワーＰｅがいずれか一方の気筒数切替閾値近傍の値であっても、一度運転状態が切り替われば他方の気筒数切替閾値を超えなければ再び運転状態が切り替わらないので、チャタリングを確実に防止することができる。

（チャタリング防止２）
また、統合制御器５０は、図６に示すように、１つの気筒数切替閾値Ｔｈを有する場合でも、次の処理を行うことでチャタリングを防止することができる。

図１１は、統合制御器５０による気筒数制御エンジン１０の運転状態所定時間切替中止ルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳＴ５１では、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０が現在減筒運転を行っているかを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ５２に移行し、否定判定のときはステップＳＴ５４に移行する。

ステップＳＴ５２では、統合制御器５０は、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈ未満（Ｐｅ＜Ｔｈ）であるかを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ５３に移行する。一方、統合制御器５０は、否定判定のときは全気筒運転を続行すると判定して、処理を終了する。エンジン分担パワーＰｅは気筒数切替閾値Ｔｈ以上であるので、減筒運転をする必要がないからである。

ステップＳＴ５３では、統合制御器５０は、全気筒運転をしてから所定時間経過したかを判定し、肯定判定のときは減筒運転に切り替えると判定し、否定判定のときは全気筒運転を続行すると判定する。これにより、統合制御器５０は、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈ未満になった場合でも、全気筒運転で所定時間経過した後でなければ減筒運転に切り替えないように制御している。

ステップＳＴ５４では、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈより大きい（Ｐｅ＞Ｔｈ）かを判定し、肯定判定のときは全気筒運転に切り替えると判定し、否定判定のときは減筒運転を続行すると判定する。否定判定のときは、エンジン分担パワーＰｅは気筒数切替閾値Ｔｈ以下であるので、全気筒運転をする必要がないからである。また、統合制御器５０は、減筒運転時にエンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈを超えた場合には、加速要求に応えるためにすぐに全気筒運転に切り替える。

以上のように、統合制御器５０は、エンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈ以上要求された時点で減筒運転から全気筒運転に切り替え、一度全気筒運転を行ったら所定時間経過するまでは減筒運転に切り替わることを禁止することにより、頻繁に稼働気筒数が切り替わるチャタリングを防止することができる。

（減筒運転時の例外処理）
エンジン分担パワーＰｅが減筒運転条件内であっても、要求パワーＰｒｅｆの時間増加率が所定値を超えたときは、エンジンマウント系のねじれによりトルク応答が遅れることが懸念される。このような場合、統合制御器５０は、気筒数制御エンジン１０に全気筒運転させることで、エンジンマウント系の剛性を高めることができる。

図１２は、減筒運転時に急加速要求があったときの処理ルーチンを示すフローチャートである。

ステップＳＴ６１では、統合制御器５０は、要求パワー時間変化率ｄＰｅを算出して、ステップＳＴ６２に移行する。ここで、要求パワー時間変化率ｄＰｅとは、要求パワーＰｒｅｆを時間微分したものである。

ステップＳＴ６２では、統合制御器５０は、要求パワー時間変化率ｄＰｅが所定値より大きいかを判定し、肯定判定のときはステップＳＴ６３に移行し、否定判定のときは処理を終了する。ここにいう所定値は、急加速が要求されているか否かを判定するための閾値であるため、比較的大きな値に設定されている。したがって、統合制御器５０は、否定判定のときは、急加速が要求されていないので、減筒運転をそのまま続行する。

ステップＳＴ６３では、統合制御器５０は、全気筒運転に切り替えるように、エンジン制御器１１を介して気筒数制御エンジン１０に指示する。これにより、気筒数制御エンジン１０は、減筒運転時において急加速が要求された場合には、全気筒運転を行うことにより、エンジンマウント系の剛性を高めて、トルク応答が遅れるのを回避することができる。

以上のように、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内であれば、設計上変更されたものについても適用可能であるのは勿論である。

例えば、本発明（気筒数切替エンジンとＣＶＴを組合せた気筒数切り替え法）において、ＣＶＴは無段階に変速比を変えることが出来れば良く、ベルト式ＣＶＴやトロイダル式ＣＶＴの純機械式ＣＶＴに限らず、電気モータと遊星歯車を用いたいわゆる電気式ＣＶＴを用いても良い。

本発明の実施の形態に係るエンジンシステムの構成を示すブロック図である。 エンジンマウントの共振周波数特性を示す図である。 統合制御器による気筒数制御エンジンの気筒数切替処理ルーチンを示すフローチャートである。 統合制御器による気筒数制御エンジンの気筒数切替処理ルーチンを示すフローチャートである。 係数ａ＝３．６とした場合の１０・１５モード走行１サイクルにおける（Ａ）車速パターン、（Ｂ）原動機パワー、（Ｃ）バッテリー充放電収支を示す図である。 気筒数制御エンジンの稼働気筒数を決定するときのエンジン回転速度に対するエンジントルクを示す図であり、（Ａ）はエンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈより小さい場合、（Ｂ）はエンジン分担パワーＰｅが気筒数切替閾値Ｔｈより大きい場合、（Ｃ）は稼働気筒数を切り替えている場合である。 統合制御器の減筒運転制限判定ルーチンを示すフローチャートである。 統合制御器のステップＳＴ２０における目標エンジン回転速度算出ルーチンを示すフローチャートである。 トルク変動加算器の構成を示すブロック図である。 気筒数制御エンジンの稼働気筒数を決定するときの２つの気筒数切替閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２を示す図である。 統合制御器による気筒数制御エンジンの運転状態所定時間切替中止ルーチンを示すフローチャートである。 減筒運転時に急加速要求があったときの処理ルーチンを示すフローチャートである。 エンジンの等燃費線図及び最適燃費線図である。 （Ａ）は気筒数制御エンジンが全気筒運転した時の最適燃費線を示す図であり、（Ｂ）は気筒数制御エンジンが減筒運転した時の最適燃費線を示す図である。 ４気筒運転時及び２気筒運転時のスロットル弁開度に対する出力トルクを示す図である。

符号の説明

１０ 気筒数制御エンジン
１１ エンジン制御器
２０ 無段変速機
２１ 無段変速機制御器
３０ モータジェネレータ
３１ トルク変動加算器
４０ エンジンマウント
４１ エンジンマウント制御器
５０ 統合制御器
５１ アクセルポジションセンサ
５２ クランクポジションセンサ
５３ 水温センサ
５４ 車速センサ
５５ マスタシリンダ圧力センサ

Claims (11)

1. 稼働気筒数を切り替えることで全気筒運転又は減筒運転を行う気筒数制御エンジンと、
   前記気筒数制御エンジンのエンジン回転速度に対応する入力回転速度と連続的に制御された変速比とに基づいて、出力回転速度を得る無段変速機と、
   前記気筒数制御エンジンのエンジンパワーを略一定にしながら前記気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替える切替手段と、
   前記稼働気筒数の切替の際に前記無段変速機の変速比を制御する制御手段と、
   を備えたエンジンシステム。
2. 回転軸が前記気筒数制御エンジンのクランク軸に直接的又は間接的に結合され、蓄電された電源に基づいて駆動される発電機兼用モータを更に備え、
   前記制御手段は、前記気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替えるときに生じるトルク変動分と略等しいトルクを前記発電機兼用モータに発生させる
   請求項１に記載のエンジンシステム。
3. 前記制御手段は、稼働気筒数変更に伴うエンジン回転速度の変化により発生するトルク変動分と略等しいトルクを前記発電機兼用モータが発生できるように、前記無段変速機の減速比を制御して、エンジン回転速度の変化率を所定値以下に設定する
   請求項２に記載のエンジンシステム。
4. 前記制御手段は、要求パワーが閾値より大きいときは全気筒運転をするように、要求パワーが前記閾値より小さいときは減筒運転をするように、前記気筒数制御エンジンを制御する
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンシステム。
5. 前記制御手段は、要求パワーが第１の閾値より大きいときは全気筒運転をするように、要求パワーが前記第１の閾値より小さく設定された第２の閾値より小さいときは減筒運転をするように、前記気筒数制御エンジンを制御する
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンシステム。
6. 前記制御手段は、前記気筒数制御エンジンが減筒運転から全気筒運転に切り替わった時は、前記切替時から所定時間経過するまでは前記気筒数制御エンジンが全気筒運転から減筒運転に切り替わることを禁止する
   請求項４に記載のエンジンシステム。
7. 前記制御手段は、全気筒運転時では全気筒運転用の最適燃費線、減筒運転時では減筒運転用の最適燃費線、気筒数切替中ではエンジン分担パワーで決まる等パワー線にそれぞれ略沿って、エンジン動作点が移動するように前記気筒数制御エンジンを制御する
   請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のエンジンシステム。
8. 前記気筒数制御エンジンの振動を抑制する共振周波数特性の切り替えが可能な振動抑制手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記気筒数制御エンジンの点火周波数あるいは稼働気筒数に応じて、前記振動抑制手段の共振周波数特性を設定する
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のエンジンシステム。
9. 前記制御手段は、前記気筒数制御エンジンの減筒運転時において所定パワーを超える加速要求があったときは、前記発電機兼用モータを駆動させる
   請求項２から請求項８のいずれか１項に記載のエンジンシステム。
10. 稼働気筒数を切り替えることで全気筒運転又は減筒運転を行う気筒数制御エンジンに対して、エンジンパワーを略一定にしながら前記気筒数制御エンジンの稼働気筒数を切り替え、
    前記稼働気筒数の切替の際に、前記気筒数制御エンジンのエンジン回転速度に対応する入力回転速度と連続的に制御された変速比とに基づいて出力回転速度を得る無段変速機の変速比を制御する
    エンジンシステムの制御方法。
11. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のエンジンシステムを備えた車両。

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