JP6004106B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、ハイブリッド車両において気筒休止運転が可能な内燃機関に適用されるものがある（特許文献１参照）。特許文献１に開示された装置によれば、内燃機関の始動要求時の要求出力が所定値よりも小さい場合には一部気筒休止状態で内燃機関が始動され、所定値よりも大きい場合には全筒運転で内燃機関が始動される。

また、ハイブリッド車両以外に適用されるものとして、特許文献２には、自立運転停止状態での機関回転中において、一方のバンクでポンプロスを低減しつつ、他方のバンクで機関始動に必要なコンプレッションを生じさせる装置が開示されている。

特開２０１１−２３６８７１号公報 特許第３７８３５４８号公報

運転態様の切り替えには、下記の如き問題点が付随する。

即ち、内燃機関の稼働中に運転態様が切り替わると、燃焼音の変化が運転者に違和感を与える。内燃機関の始動前に運転態様を切り替える場合、運転態様の切り替えに要する時間だけ内燃機関の始動が遅れる。特に、運転態様の切り替えに油圧駆動装置を使用する場合、車両構成によっては油圧の立ち上がり時間が長くなり易い。この際、常時所定の油圧を維持しておくために電動ポンプ等を別途設置すると、電力消費に伴う燃費の悪化とコストの上昇を招く。また、運転態様の切り替えに電気駆動装置を使用すると、電力消費が燃費の低下を招く。従って、運転態様の頻繁な切り替え頻度は低い方がよい。

一方、運転態様の切り替え頻度は、前回停止時の内燃機関の運転態様と無関係ではないが、特許文献１及び２に記載された装置には、その点が考慮されていない。従って、この種の運転態様の切り替えが可能な内燃機関において、運転態様の切り替え頻度が高くなり易い。

本発明は、係る技術的問題点に鑑みてなされたものであり、ＥＶ走行可能なハイブリッド車両において全筒運転と気筒休止運転（以下、適宜「減筒運転」とする）との切り替え頻度を低減可能な内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒を全て稼動状態とする全筒運転と、気筒の一部を休止させる減筒運転との間で運転態様を切り替え可能な内燃機関と、力行及び回生が可能な少なくとも一つの回転電機とを動力源として備えたハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御する装置であって、前記内燃機関が停止状態となるＥＶ走行期間において、前記内燃機関の前回の停止時点における前記運転態様を特定する特定手段と、前記特定された運転態様が前記減筒運転である場合に、前記ハイブリッド車両の要求出力相当値が第１基準値となった時点で前記内燃機関を前記減筒運転で始動させる第１始動制御手段と、前記特定された運転態様が前記全筒運転である場合に、前記要求出力相当値が前記第１基準値となった時点ではＥＶ走行を継続させ、前記要求出力相当値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値となった時点で前記内燃機関を前記全筒運転で始動させる第２始動制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る内燃機関は、気筒の休止状態を規定する運転態様を、全ての気筒を稼動状態とする全筒運転と、一部の気筒が休止状態とされる減筒運転との間で切り替え可能に構成される。この運転態様の切り替えは、例えば、休止状態とする気筒の吸気弁、排気弁又はその双方を全閉位置で固定する等して実現される。このような吸排気弁の制御は、例えば、公知の各種可変動弁機構により実現される。

ここで、通常、気筒相互間に物理的差異はないから、減筒運転において熱効率が良好となる要求出力相当値の範囲は、稼動気筒が減少する分、全筒運転の当該範囲よりも低出力側にシフトする。即ち、全筒運転と減筒運転との間には、要求出力相当値に対する熱効率に差がある。従って、停止直前の内燃機関の運転態様が始動条件に反映されない場合、運転態様の切り替え頻度は必然的に高くなる。

例えば、減筒運転を選択すべき比較的低出力側の要求出力相当値において、全筒運転で停止している内燃機関を全筒運転で始動させた場合、燃費向上の観点から始動直後に運転態様を減筒運転に切り替える必要が生じる。更にその後に要求出力相当値が上昇すれば、減筒運転から全筒運転への再度の切り替えも生じ得る。或いは、減筒運転を選択すべき比較的低出力側の要求出力相当値において、全筒運転で停止している内燃機関を減筒運転で始動させるためには、始動前に運転態様の切り替えが必要となる。

これに対し、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、内燃機関が停止状態とされるＥＶ走行期間において、前回の停止時点の内燃機関の運転態様が、内燃機関の始動条件に反映される。

具体的には、内燃機関が全筒運転で停止している場合、要求出力相当値が、減筒運転で停止した内燃機関の始動が行われる第１基準値に達しても、内燃機関の始動は行われずにＥＶ走行が継続される。内燃機関が全筒運転で停止している場合、要求出力相当値が第１基準値よりも高い第２基準値に達した時点で内燃機関の始動が行われる。

従って、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、運転態様の切り替え頻度を低減することができ、例えば、始動直後に運転態様が切り替わることによる、燃焼音の変化に起因する違和感の発生を好適に抑制することができる。或いは、始動前に運転態様を切り替える場合における、始動遅延、燃費の悪化又はコストの増加を好適に抑制することができる。

ところで、要求出力相当値が第２基準値に達し、内燃機関が全筒運転で始動した後、要求出力相当値が低下する可能性がある。この場合、全筒運転での始動後に減筒運転への切り替えが必要になることも想定される。

然るに、本発明に係る内燃機関の制御装置においては、全筒運転で内燃機関が停止している場合に、ＥＶ走行期間が拡大される。ＥＶ走行期間の拡大に伴い、相対的にバッテリからの電力の持ち出し量は増え、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）は低下する。即ち、バッテリの充放電収支は放電側に傾いている。

従って、第２基準値において内燃機関を全筒運転で始動させた直後に要求出力相当値が低下した場合には、要求出力相当値よりも高出力側で内燃機関を運転しつつ、全筒運転では余剰となる出力の一部を、回転電機を介した電力回生によりバッテリの充電に利用することができる。即ち、ＥＶ走行期間の拡大を、始動後の減筒運転への切り替えの抑制に利用することができる。従って、このような状況においても全筒運転を維持することができ、運転態様の切り替え頻度を抑制することができる。

尚、このような効能は、第２基準値において全筒運転で始動させた直後において未だ減筒運転の方が高効率である場合にも有効である。従って、第２基準値の設定には比較的自由度がある。

本発明に係る内燃機関の制御装置の一の態様では、前記第１基準値は、前記減筒運転を伴う減筒運転ＨＶ走行時における前記ハイブリッド車両の効率が、ＥＶ走行時における前記ハイブリッド車両の効率以上となる前記要求出力相当値であり、前記第２基準値は、前記全筒運転を伴う全筒運転ＨＶ走行時における前記ハイブリッド車両の効率が、ＥＶ走行時における前記ハイブリッド車両の効率以上となる前記要求出力相当値である（請求項２）。

この態様によれば、ハイブリッド車両を効率良く走行させることができる。

尚、ここで述べられる「ハイブリッド車両の効率」とは、その高低が、内燃機関の燃料消費量の小大に夫々対応する指標値である。

ＥＶ走行時には、要求出力の全てが回転電機により賄われるため、燃料消費は生じない。しかしながら、ＥＶ走行時に消費した電力は、内燃機関の動力を利用した発電により補われる。従って、回転電機の効率が低下、即ち、出力に対する電力消費量が増加すれば、必然的に内燃機関の燃料消費量が増大する。

ここで、回転電機の効率は、内燃機関とは逆に、比較的低出力側で良好となる。従って、ＥＶ走行時においては、要求出力の上昇に伴って回転電機の効率は低下し、減筒運転の内燃機関の熱効率は上昇する。その過程で訪れる、内燃機関を減筒運転した方が燃料消費量を節減することができる要求出力に対応する要求出力相当値が、即ち第１基準値である。

一方、先述したように、全筒運転の熱効率と、減筒運転の熱効率との関係は、ある要求出力を境に逆転する。また、ＥＶ走行時の効率は、多くの場合第１基準値よりも高出力側において低下傾向を示す。このため、第１基準値よりも高出力側に、ＥＶ走行を継続するよりも内燃機関を全筒運転した方が燃料消費量を節減することができる要求出力が存在する。この要求出力に対応する要求出力相当値が、即ち第２基準値である。

このような、ハイブリッド車両の効率に相関する第１及び第２基準値は、予め実験的に、経験的に又は理論的に定めておくことができる。好適な一形態として、第１及び第２基準値は、マップ等の形で参照可能に記憶されていてもよい。

また、ハイブリッド車両の上記各効率は、その都度演算により求められてもよい。例えば、ＥＶ走行時の効率は、放電による消費電力、バッテリのＳＯＣ、バッテリの充放電効率、回生制動時の電力回生量（充電量）及び発電のための燃料消費量の嵩上げ量等から求めることができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記内燃機関が前記全筒運転で始動した場合に、前記内燃機関の出力を前記減筒運転時の熱効率と前記全筒運転時の熱効率とが互いに等しくなる出力値に近づくように増量補正する補正手段を更に備える。

上述したように、本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、ＥＶ走行期間の拡大に伴い、バッテリのＳＯＣは低下する。この態様によれば、回転電機の発電負荷を高め、より積極的に充電を行うことによって、バッテリのＳＯＣを早期に回復させることができる。

また、この態様によれば全筒運転中の内燃機関を、可及的に熱効率の良い領域で運転させることができる。従って、全筒運転を可及的に維持することができ、減筒運転への切り替わりを抑制することができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置の他の態様では、前記要求出力相当値は、要求出力又は要求駆動力である（請求項４）。

要求出力及び要求駆動力は、ＥＶ走行期間において内燃機関の始動タイミングを規定する指標として有効である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図２のハイブリッド駆動装置におけるエンジンの構成を概念的に表してなる概略構成図である。 吸気バルブ駆動機構の概略側面断面図である。 ＥＶ走行時エンジン始動制御のフローチャートである。 エンジン始動閾値マップの概念図である。 減筒停止時のエンジン始動タイミングに関するタイミングチャートである。 図７に対応するエンジンの状態を説明する図である。 全筒停止時のエンジン始動タイミングに関するタイミングチャートである。 図９に対応するエンジンの状態を説明する図である。 比較例に係る全筒停止時のエンジン始動タイミングに関するタイミングチャートである。 図１１に対応するエンジンの状態を説明する図である。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２及びハイブリッド駆動装置１０を備えた車両である。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「内燃機関の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述するＥＶ走行時エンジン始動制御を実行することができる。

ＰＣＵ１１は、バッテリ１２と後述する各モータジェネレータとの間の電力の入出力を制御可能に構成された公知の電力制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、バッテリ１２と電力負荷との電気的接続を遮断可能なＳＭＲ（System Main Relay）、バッテリ１２の出力電圧を各モータジェネレータの駆動に適した昇圧指令電圧まで昇圧可能な昇圧コンバータ及びバッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給可能に構成されたインバータ等（いずれも不図示）を含んで構成される。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。

バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な二次電池ユニットである。バッテリ１２は、例えばリチウムイオンバッテリセル等の単位電池セルを複数（例えば、数百個）直列に接続した構成を有する。

尚、図示は省略するが、ハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の各種状態量を検出する各種センサを備えている。例えば、この各種センサは、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出するアクセル開度センサ、バッテリ１２のＳＯＣを検出するＳＯＣセンサ等を含む。これら各センサは、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された各種状態量、制御量或いは物理量は、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、入力軸４００、駆動軸５００、減速機構６００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）を備える。

エンジン２００は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。

ここで、図３を参照し、エンジン２００の詳細について説明する。ここに、図３は、エンジン２００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図３において、エンジン２００は、シリンダブロック（符合省略）内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒エンジンである。エンジン２００は、各シリンダの内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト（いずれも不図示）を介して回転運動に変換可能に構成されている。このクランクシャフトの回転位置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された不図示のクランクポジションセンサによって検出されており、所定の制御バスを介してＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

エンジン２００が動作するに際し、外部から吸入された空気は、吸気通路２０２に導かれ、エアクリーナ２０３によって浄化された後に、各気筒に連通する吸気マニホールド２０２ａへ供給される。また、吸入された空気に係る吸入空気量は、エアクリーナ２０３の下流に位置するエアフローメータ２０４によって検出される。エアフローメータ２０４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、エアフローメータ２０４によって検出された吸入空気量は、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

吸気通路２０２には、スロットル弁２０５が設けられ、その開度に応じて吸気マニホールド２０２ａに供給される吸入空気量が制御される構成となっている。スロットル弁２０５は、ＤＣモータを含む電気駆動型のスロットル弁アクチュエータにより駆動される電子制御式の吸気絞り弁である。このスロットル弁アクチュエータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、スロットル弁２０５は、ＥＣＵ１００により、例えば不図司のアクセルペダルの開度に応じて或いはアクセルペダルの開度とは無関係にその開度が制御される構成となっている。

また、スロットル弁２０５の開度たるスロットル開度は、スロットル弁２０５近傍に設けられたスロットル開度センサ２０６により検出される。スロットル開度センサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたスロットル開度は、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

シリンダ２０１内の燃焼室には、吸気マニホールド２０２ａを介して供給される空気と、吸気マニホールド２０２ａに連通する不図示の吸気ポートにおいて、例えば電子制御式のインジェクタ（図示は省略）等から噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ２０７を介して吸入される。混合気は、吸気バルブ２０７の開弁時に燃焼室内へ吸入される。尚、インジェクタ等の燃料供給系統は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその噴射量及び噴射時期（噴射クランク角）が制御される構成となっている。

燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ２０８による点火動作により混合気が燃焼する。尚、点火プラグ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその点火時期（点火クランク角）が制御されるように構成されている。

燃焼室において燃焼済みとなった混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ２０９の開弁時に当該排気ポートに排出され、更に排気ポートに連通する排気マニホールド２１０ａ及び排気通路２１０を介して排出される。

排気通路２１０には、三元触媒２１１が設けられており、排気通路２１０に排出された排気は、係る三元触媒２１１により浄化せしめられ、更に後段に設置される他の触媒装置により順次浄化せしめられた後に車外へ排出される構成となっている。

一方、先述した吸気バルブ２０７は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された吸気側カムシャフト２１２に各吸気バルブ２０７に対応付けられて固定された吸気カム２１３と、この吸気カム２１３により揺動可能に構成された不図示のロッカーアームとによって、その開閉動作が制御される。

吸気側カムシャフト２１２の一端部には、吸気バルブ２０７のバルブタイミングを可変に制御するためのＶＶＴコントローラ２１６が備わる。ＶＶＴコントローラ２１６は、紙面に垂直な方向へ伸長する吸気側カムシャフト２１２の外周に回動可能に支持されたスプロケット（不図示）にボルト等で締め付けられることによって固定されたハウジングとロータとを備える。クランクシャフトの回転は、タイミングチェーン（不図示）を介してこのスプロケットとハウジングとに伝達されるため、スプロケット及びハウジングは、クランクシャフトに同期して回転する。

吸気側カムシャフト２１２は、エンジン２００のシリンダヘッドとベアリングキャップにより回転可能に支持されている。ロータは、このように支持された吸気側カムシャフト２１２の一方の端部においてストッパを介してボルトで締め付けられることによって固定されており、ハウジング内に回動可能に収容されている。また、ハウジング内部には、複数の液室が形成されており、その各々が、ロータの外周部に形成されたベーンによって、進角室及び遅角室に区画されている。吸気側カムシャフト２１２の外周部分には、遅角側流路部が環状に形成されており、遅角室の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。また、吸気側カムシャフト２１２の外周部には更に、進角側流路部が、遅角側流路部と同様、環状に形成されており、進角室の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。

このような構成の下、ＶＶＴコントローラ２１６は、この遅角側流路部及び進角側流路部を含む液圧伝達系を介して作動油を進角室又は遅角室に適宜供給し、ベーンをハウジングに対して相対回転させることにより、吸気バルブ２０７のバルブタイミングを可変に制御可能に構成されている。

他方、先述した排気バルブ２０９は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された排気側カムシャフト２１４に各排気バルブ２０９に対応付けられて固定された排気カム２１５と、この排気カム２１５により揺動可能に構成された不図示のロッカーアームとによって、その開閉動作が制御される。

排気側カムシャフト２１４の一端部には、排気バルブ２０９のバルブタイミングを可変に制御するためのＶＶＴコントローラ２１７が備わる。ＶＶＴコントローラ２１７は、紙面に垂直な方向へ伸長する排気側カムシャフト２１４の外周に回動可能に支持されたスプロケット（不図示）にボルト等で締め付けられることによって固定されたハウジングとロータとを備える。クランクシャフトの回転は、タイミングチェーン（不図示）を介してこのスプロケットとハウジングとに伝達されるため、スプロケット及びハウジングは、クランクシャフトに同期して回転する。

排気側カムシャフト２１４は、エンジン２００のシリンダヘッドとベアリングキャップにより回転可能に支持されている。ロータは、このように支持された排気側カムシャフト２１４の一方の端部においてストッパを介してボルトで締め付けられることによって固定されており、ハウジング内に回動可能に収容されている。また、ハウジング内部には、複数の液室が形成されており、その各々が、ロータの外周部に形成されたベーンによって、進角室及び遅角室に区画されている。排気側カムシャフト２１４の外周部分には、遅角側流路部が環状に形成されており、遅角室の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。また、排気側カムシャフト２１４の外周部には更に、進角側流路部が、遅角側流路部と同様、環状に形成されており、進角室の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。

このような構成の下、ＶＶＴコントローラ２１７は、この遅角側流路部及び進角側流路部を含む液圧伝達系を介して作動油を進角室又は遅角室に適宜供給し、ベーンをハウジングに対して相対回転させることにより、排気バルブ２０９のバルブタイミングを可変に制御可能に構成されている。

ここで、図４を参照し、吸気バルブ２０７を開閉駆動する吸気バルブ駆動機構２５０（図３には示されない）について説明する。ここに、図４は、吸気バルブ駆動機構２５０の構成を概念的に表してなる概略側面断面図である。尚、同図において、図３と重複する箇所については同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図４において、吸気バルブ駆動機構２５０は、吸気カムシャフト２１２に固定された吸気カム２１３の回転運動（図示矢線Ａ参照）を吸気バルブ２０７の直線運動（図示矢線Ｂ参照）、即ち弁開閉運動に変換する機構である。

吸気バルブ駆動機構２５０は、油圧式ラッシュアジャスタ２５２に一端を支持されて吸気バルブ２０７と連動して揺動するロッカーアーム２５１と、ロッカーアーム２５１と吸気カム２１３との間に介装されるロッカーローラ２５３とを備える。

このロッカーローラ２５３は、通常、ロッカーアーム２５１に対して相対移動不能に固定されている。この状態において、ロッカーローラ２５３が、吸気カム２１３に押圧され、カムプロフィールに応じて吸気バルブ２０７の開閉方向に回動すると、ロッカーアーム２５１も同様に回動する。その結果、吸気バルブ２０７のバルブリフト動作が実現される。

一方、吸気バルブ駆動機構２５０には、このロッカーローラ２５３を、上述したロッカーアーム２５１に対して相対移動不能な状態と、相対移動可能な状態との間で切り替えるバルブリフト停止装置（不図示）が備わっている。

バルブリフト停止装置は、例えば、上述したＶＶＴコントローラと同じ油圧供給系統で供給される油圧に応じて駆動されるストッパを、ロッカーアーム２５１又はロッカーローラ２５３側から、ロッカーローラ２５３又はロッカーアーム２５１に作用させることによりロッカーアーム２５１とロッカーローラ２５３とを固定する装置である。

このバルブリフト停止装置により、ロッカーローラ２５３がロッカーアーム２５１に対して相対移動可能とされた状態では、吸気カム２１３によりロッカーローラ２５３が押圧されたとしても、ロッカーローラ２５３は、ロッカーアーム２５１に対して相対移動するだけで、ロッカーアーム２５１を駆動することはない。即ち、ロッカーアーム２５１は、吸気カム２０７の回転動作に対して不動となる。その結果、吸気バルブ２０７のバルブリフトが停止される。

エンジン２００の後述する減筒運転時には、休止気筒に対応する吸気バルブ２０７が、このバルブリフト停止装置の作用によりバルブリフト停止状態に維持される。従って、吸気気筒に新気が導入されることはなく、休止気筒は休止状態となる。

尚、エンジン２００において、排気バルブ２０９の駆動機構も吸気バルブ駆動機構２５０と同様に構成される。また、排気バルブ２０９のバルブリフトを停止させるバルブリフト停止装置も同様に備わる。エンジン２００の後述する減筒運転時には、休止気筒に対応する排気バルブ２０９が、吸気バルブ２０７と同様、このバルブリフト停止装置の作用によりバルブリフト停止状態に維持される。

尚、三元触媒２１１の排気浄化性能を担保するためには、排気が酸素リッチであることは好ましくない。上述したバルブリフト停止装置は、排気経路に新気が排出されないように、吸気バルブ２０７及び排気バルブ２０９を全閉位置で固定する。然るに、新気の排出を防止する目的は、吸気バルブ２０７又は排気バルブ２０９を全閉位置で固定するだけでも実現することは可能である。

尚、ここで説明したバルブリフト停止装置及びバルブ駆動機構の態様は一例に過ぎず、バルブリフト停止装置及びバルブ駆動機構は、気筒の一部を休止状態とする減筒運転を実現し得る限りにおいて、公知の各種態様を採ることができる。或いは、減筒運転を実現するための構成は、公知の各種態様を採ることができる。

図２に戻り、モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた電動発電機であり、本発明に係る「回転電機」の一例である。

モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりも体格の大きい電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「回転電機」の他の一例である。即ち、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置１０は、所謂２モータ型のハイブリッド駆動装置として構成されている。但し、本発明に係るハイブリッド車両は、単一のモータジェネレータを有する所謂１モータ型のハイブリッド駆動装置を備えていてもよい。

モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有するが、無論他の構成を有していてもよい。

動力分割機構３００は、相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた公知の遊星歯車機構である。

動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアＣ１とを備える。

サンギアＳ１は、エンジン２００の出力トルクであるエンジントルクＴｅに対する反力トルクを負担するための反力要素であり、モータジェネレータＭＧ１のロータに固定されている。従って、サンギアＳ１の回転速度は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度たるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ1と等価である。

リングギアＲ１は、動力分割機構３００の出力要素であり、動力分割機構３００の動力出力軸である駆動軸５００に、その回転軸を共有する形で連結されている。尚、駆動軸５００は、デファレンシャル等を介してハイブリッド車両１の駆動輪ＤＷに間接的に連結されている。

キャリアＣ１は、トーションダンパＴＤＰを介してエンジン２００のクランクシャフトに連結される入力軸４００に、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転速度は、エンジン２００の機関回転数ＮＥと等価である。

動力分割機構３００は、上述した構成の下で、エンジン２００から入力軸４００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。

この際、動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギアＳ１に作用する部分トルクＴｅｓは下記（１）式により、また駆動軸５００に現れる直達トルクＴｅｒは下記（２）式により、夫々表される。

Ｔｅｓ＝Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
尚、上述したように、サンギアＳ１にはモータジェネレータＭＧ１のロータが固定されている。ハイブリッド車両１では、モータジェネレータＭＧ１から、上記部分トルクＴｅｓと大きさの等しい反力トルク（回生トルク）を作用させることにより、エンジン動力を利用した発電が可能である。逆に言えば、ハイブリッド駆動装置１０では、モータジェネレータＭＧ１から反力トルクが供給されることにより、駆動軸５００に直達トルクＴｅｒを作用させることができる。

減速機構６００は、車軸に繋がる駆動軸５００とモータジェネレータＭＧ２との間に介装された、サンギアＳ２、リングギアＲ２、ピニオンギア（不図示）及びキャリアＣ２の各回転要素を備えた遊星歯車機構である。

減速機構６００において、サンギアＳ２は、モータジェネレータＭＧ２のロータに固定されている。また、キャリアＣ２は、ハイブリッド駆動装置１０の外郭ケースに回転不能に固定されている。更に、リングギアＲ２は、駆動軸５００に連結されている。係る構成において、減速機構６００は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度たるＭＧ２回転速度Ｎｍｇ２を、駆動軸５００に対し、各回転要素（ギア）のギア比に応じて定まる減速比に従って減速して伝達することが出来る。

尚、減速機構６００の構成は、モータジェネレータＭＧ２の回転を減速する機構の採り得る一形態に過ぎず、この種の減速機構は実践上多様な形態を有し得る。また、この種の減速機構は、必ずしもハイブリッド駆動装置に備わっておらずともよい。即ち、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００に直結されていてもよい。

＜実施形態の動作＞
次に本実施形態の動作について説明する。

＜ハイブリッド車両１の走行モード＞
ハイブリッド車両１は、ハイブリッド駆動装置１０と駆動輪ＤＷとの間の動力伝達態様を規定する走行モードとして、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを有する。

ＨＶ走行モードは、動力分割機構３００の動力分割作用を利用して、エンジントルクＴｅの一部である直達トルクＴｅｒと、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクであるＭＧ２トルクＴｍｇ２とを協調的に駆動軸５００に作用させる走行モードである。また、ＨＶ走行モードでは、部分トルクＴｅｓを利用して、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクであるＭＧ１トルクＴｍｇ１（即ち、部分トルクＴｅｓの反力トルク）により電力回生、即ち発電もまた行われる。

この際、エンジン２００の動作点（機関回転数ＮＥとエンジントルクＴｅとにより規定される動作条件）は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を反力トルクとして利用したハイブリッド駆動装置１０の電気的ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）機能により、自由に設定可能である。エンジン２００の動作点は、好適な一形態として、基本的にはエンジン２００の燃料消費率（燃費）が最小となる最適燃費動作点に制御される。

これに対し、ＭＧ２トルクＴｍｇ２は、基本的には、駆動軸５００に要求される駆動軸要求トルクに対して直達トルクＴｅｒでは不足する分を補うように制御される。即ち、ＨＶ走行モードでは、ＭＧ２トルクＴｍｇ２とエンジントルクＴｅとの協調制御がなされる。

例えば、この協調制御においては、バッテリ１２のＳＯＣが目標値としての目標ＳＯＣに維持されるように、モータジェネレータＭＧ１の発電量と、モータジェネレータＭＧ２の放電量或いは更に補機装置の放電量とが絶えず調整される。例えば、バッテリ１２のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも高ければ、駆動軸要求トルクに対するＭＧ２トルクＴｍｇ２の比率が増やされる等して電力収支は放電側に傾き、反対に目標ＳＯＣよりも低ければ当該比率が減らされる等して電力収支は充電側に傾く。

一方、ＥＶ走行モードは、ＭＧ２トルクＴｍｇ２のみを駆動軸５００に作用させ、モータジェネレータＭＧ２の動力のみによりハイブリッド車両１を走行させる走行モードである。ＥＶ走行モードでは、基本的にエンジン２００は停止状態とされる。但し、補機装置に対する電力供給のための最低限の機関稼動がなされる場合もある。

＜エンジン２００の運転態様＞
エンジン２００は、上述した吸排気バルブの駆動機構におけるバルブリフト停止装置の作用により、一部の気筒の吸排気バルブを全閉位置に維持して、当該気筒を休止状態とすることができる。以後、一部の気筒を休止させた運転態様を適宜「減筒運転」と表現する。これに対し、通常の全気筒を稼動状態とする運転態様を適宜「全筒運転」と表現する。減筒運転と全筒運転との間の運転態様の切り替えは、バルブリフト停止装置の動作を制御するＥＣＵ１００により実行される。

尚、このように、エンジン２００には、気筒の休止状態に応じた二種類の運転態様がある。従って、上述したＨＶ走行モードにも、エンジン２００を減筒運転とする減筒ＨＶ走行モードと、エンジン２００を全筒運転とする全筒ＨＶ走行モードとの二種類の走行モードが存在する。

尚、減筒運転における休止気筒数は特に限定されない。また、特定の気筒のみを常時休止対象とすると、気筒の物理的状態にばらつきが生じる可能性があるため、休止対象となる気筒をその都度変化させてもよい。また、本実施形態に係るエンジン２００は、直列４気筒エンジンであるが、Ｖ型エンジンの場合には、片方のバンクを休止させてもよい。

ところで、減筒運転と全筒運転とでは、稼動気筒数が異なることから、エンジン全体の燃焼音が変化する。従って、減筒運転と全筒運転との間の運転態様の切り替わりが頻繁に生じると、運転者が違和感を覚える可能性がある。また、内燃機関の始動時には、この種の運転態様の切り替えを始動前に行う選択肢があるが、この場合も、始動遅延や燃費の悪化等が生じる。このような運転態様の頻繁な切り替わりを防止すべく、ハイブリッド車両１ではＥＶ走行時エンジン始動制御が行われる。尚、ＥＶ走行時エンジン始動制御は、先述した、ＥＶ走行モードによる走行時（ＥＶ走行時）において実行される制御であり、エンジン２００の始動に関する制御である。

＜ＥＶ走行時エンジン始動制御の詳細＞
始めに、図５を参照し、ＥＶ走行時エンジン始動制御の流れについて説明する。ここに、図５は、ＥＶ走行時エンジン始動制御のフローチャートである。

図５において、ＥＣＵ１００は、エンジン２００の気筒休止情報を取得する（ステップＳ１１０）。気筒休止情報とは、直近のエンジン停止時点におけるエンジン２００の上述した運転態様に関する情報である。即ち、気筒休止情報は、端的には、エンジン２００が、前回減筒運転で停止したか、全筒運転で停止したかの二値情報である。ＥＣＵ１００は、エンジン２００の停止を伴うＥＶ走行モードへの移行時に、この気筒休止情報を記憶する構成となっている。

気筒休止情報を取得すると、ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１の要求駆動力Ｆｔを取得する（ステップＳ１２０）。要求駆動力Ｆｔは、駆動輪ＤＷに要求される駆動力である。要求駆動力Ｆｔは、予めＲＯＭに格納された要求駆動力マップから取得される。要求駆動力マップには、要求駆動力Ｆｔが、車速Ｖとアクセル開度Ｔａとをパラメータとして予め設定されている。要求駆動力Ｆｔは、本発明に係る「要求出力相当値」の一例である。

要求駆動力Ｆｔが算出されると、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０で取得した気筒休止情報に基づいて、エンジン２００が減筒運転で停止したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。減筒運転で停止している場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、第１始動閾値Ｆｔｃｔ１を取得する（ステップＳ１４０）。

第１始動閾値Ｆｔｃｔ１を取得すると、ＥＣＵ１００は、要求駆動力Ｆｔが第１始動閾値Ｆｔｃｔ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。要求駆動力Ｆｔが第１始動閾値Ｆｔｃｔ１未満である場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を始動させることなくＥＶ走行モードを継続させる（ステップＳ１７０）。要求駆動力Ｆｔが第１始動閾値Ｆｔｃｔ１以上である場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を始動させ（ステップＳ１６０）、走行モードをＨＶ走行モードに切り替える。

ここで、ステップＳ１６０においては、エンジン２００が減筒運転で停止しているため、始動時の運転態様もまた減筒運転である。必然的に、走行モードは減筒ＨＶ走行モードとなる。

補足すると、運転態様の切り替えには、既に述べたように、油圧駆動型のバルブリフト停止装置によりロッカーローラ２５３とロッカーアーム２５１とを固定する、或いはこれらの固定を解除する必要がある。従って、エンジン始動に先立って運転態様を切り替えようとすると、このバルブリフト停止装置の駆動に要する時間がエンジン２００の始動遅延となって顕在化する。このようなエンジン２００の始動遅れによる駆動力への影響を回避するため、本実施形態では、エンジン始動に先立った運転態様の切り替えは行われないものとする。

尚、ハイブリッド駆動装置１０においては、ＥＶ走行時においてもエンジン２００と駆動軸５００との動力伝達は遮断されていないから、エンジン２００は回転数ゼロとなって停止しているか、或いは、所謂モータリング状態にある。モータリング状態にあれば、この切り替え装置に油圧を供給する油圧駆動装置の油圧の立ち上がり自体は大きく遅延することはない。即ち、コストの増加を招く油圧維持のための装置（例えば、電動ポンプや電気駆動装置）は必ずしも必要ではない。一方で、この種の運転態様の切り替えは、エンジン始動要求が発生した後に行われる。従って、油圧の立ち上がりに大きな遅延がなくとも、バルブリフト動作の禁止又は禁止解除に係るバルブリフト停止装置の動作に要する時間分、確実にエンジン２００の始動は遅延するのである。

また、本実施形態では行われないものとしたが、エンジン始動に先立った運転態様の切り替えが行われてもよい。この場合、燃焼音に起因する違和感は発生しないが、上述した始動遅延による駆動力不足や、燃費の悪化、或いはコストの増加が顕在化する。即ち、運転態様の切り替え頻度が抑制されない限り、改善すべき何らかの問題が顕在化する。

ＥＶ走行モードが継続されるか、又はハイブリッド車両１の走行モードが減筒ＨＶ走行モードに移行すると、ＥＶ走行時エンジン始動制御は終了する。尚、ＥＶ走行モードが継続される場合には、ＥＶ走行時エンジン始動制御の終了後、所定周期で処理は再度ステップＳ１１０に戻される。即ち、ＥＶ走行時エンジン始動制御が繰り返し実行される。ステップＳ１６０が実行された場合には、ハイブリッド車両１は減筒ＨＶ走行モードに移行するため、ＥＶ走行時エンジン始動制御は、次回のＥＶ走行時まで実行されない。

一方、ステップＳ１３０において、エンジン２００が全筒運転で停止している場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、第２始動閾値Ｆｔｃｔ２を取得する（ステップＳ１８０）。

第２始動閾値Ｆｔｃｔ２を取得すると、ＥＣＵ１００は、要求駆動力Ｆｔが第２始動閾値Ｆｔｃｔ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。要求駆動力Ｆｔが第２始動閾値Ｆｔｃｔ２未満である場合（ステップＳ１９０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を始動させることなくＥＶ走行モードを継続させる（ステップＳ２１０）。要求駆動力Ｆｔが第２始動閾値Ｆｔｃｔ２以上である場合（ステップＳ１９０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００を始動させ、走行モードをＨＶ走行モードに切り替える（ステップＳ２００）。尚、ステップＳ２００においては、エンジン２００が全筒運転で停止しているため、始動時の運転態様もまた全筒運転である。即ち、ハイブリッド車両１の走行モードは、全筒ＨＶ走行モードとなる。

ＥＶ走行モードが継続されるか、又はハイブリッド車両１の走行モードが全筒ＨＶ走行モードに移行すると、ＥＶ走行時エンジン始動制御は終了する。尚、ＥＶ走行モードが継続される場合には、ＥＶ走行時エンジン始動制御の終了後、所定周期で処理はステップＳ１１０に戻される。即ち、ＥＶ走行時エンジン始動制御が繰り返し実行される。ステップＳ２００が実行された場合には、ハイブリッド車両１は全筒ＨＶ走行モードに移行するため、ＥＶ走行時エンジン始動制御は、次回のＥＶ走行時まで実行されない。

ＥＶ走行時エンジン始動制御は以上のように実行される。

ここで、ＥＶ走行時エンジン始動制御における上述した第１始動閾値Ｆｔｃｔ１及び第２始動閾値Ｆｔｃｔ２は、予めＲＯＭに格納された始動閾値マップから取得される。ここで、図６を参照し、始動閾値マップについて説明する。ここに、図６は、始動閾値マップの概念図である。

図６において、縦軸に要求駆動力Ｆｔが、横軸に車速Ｖが夫々示される。この座標平面において、第１始動閾値Ｆｔｃｔ１は図示Ｌ＿Ｆｔｃｔ１（実線参照）として表される。第２始動閾値Ｆｔｃｔ２は図示Ｌ＿Ｆｔｃｔ２（破線参照）として表される。即ち、全筒運転でエンジン２００を始動させる第２始動閾値Ｆｔｃｔ２は、常に第１始動閾値Ｆｔｃｔ１よりも高駆動力側で設定されている。

ここで特に、ハイブリッド駆動装置１０では、車速Ｖが定まると駆動軸５００の回転速度が定まる。一方、要求駆動力Ｆｔは、タイヤ径やデファレンシャルのギア比等に基づいた物理換算により、駆動軸５００に要求される駆動軸要求トルクに変換することができる。即ち、図６の座標平面は、駆動軸５００の回転速度と駆動軸要求トルクとを軸要素とする平面として扱うことができる。従って、図６の座標平面の座標点は、ハイブリッド車両１の要求出力Ｐｎに対応する。

従って、図６において、第２始動閾値Ｆｔｃｔ２は、第１始動閾値Ｆｔｃｔ１よりも高出力側で設定されると言い換えることができる。即ち、第１始動閾値Ｆｔｃｔ１は、本発明に係る「第１基準値」の一例であり、第２始動閾値Ｆｔｃｔ２は、本発明に係る「第２基準値」の一例である。始動閾値マップには、図６に相当する関係が数値化されて格納されており、ＥＣＵ１００は、その時点の車速Ｖに応じた要求駆動力値を始動閾値として取得することができる。

尚、ハイブリッド車両１の要求出力Ｐｎとは、駆動軸５００に要求される駆動軸要求出力であって、エンジン２００に要求されるエンジン要求出力Ｐｅｎとは必ずしも一致しない。先述したように、エンジントルクＴｅは、直達トルクＴｅｒと部分トルクＴｅｓとに分割されるが、駆動軸要求トルクと直達トルクＴｅｒとを一致させれば、必然的に発電負荷に相当する部分トルクＴｅｓの分だけエンジン要求出力Ｐｅｎは増加する。一方、エンジン要求出力Ｐｅｎとハイブリッド車両１の要求出力Ｐｎとを一致させることもできる。この場合、発電負荷に相当する部分トルクＴｅｓの分だけ直達トルクＴｅｒは駆動軸要求トルクに対して不足する。この場合、モータジェネレータＭＧ２から供給されるＭＧ２トルクＴｍｇ２によりトルクアシストが行われる。

本実施形態において、第１始動閾値Ｆｔｃｔ１は、それ以上の領域において、減筒ＨＶ走行モードによる走行時（減筒ＨＶ走行時）のハイブリッド車両１の効率が、ＥＶ走行時のハイブリッド車両１の効率を上回る値として設定されている。

ここで、ＥＶ走行時にエンジン２００の燃料消費は生じないが、ＥＶ走行時に消費された電力は、中長期的に見れば、ＨＶ走行モードにおいて、先述したモータジェネレータＭＧ１による発電により補償される。

従って、要求駆動力ＦｔをモータジェネレータＭＧ２から供給した際のバッテリ１２の放電量に相当する発電を行うために必要な燃料量が、減筒ＨＶ走行モードを選択した場合の燃料量よりも多ければ、燃費の点で減筒ＨＶ走行モードを選択した方が良いことになる。第１始動閾値Ｆｔｃｔ１は、このような観点から予め実験的に、経験的に又は理論的に定められている。同様に、本実施形態において、第２始動閾値Ｆｔｃｔ２は、それ以上の領域において、全筒ＨＶ走行モードによる走行時（全筒ＨＶ走行時）のハイブリッド車両１の効率が、ＥＶ走行時のハイブリッド車両１の効率を上回る値として設定されている。

尚、本実施形態では、第１及び第２始動閾値が夫々マップに格納される構成としたが、それ以外の態様を採ることもできる。

例えば、ＥＶ走行時の効率は、消費電力、バッテリ１２のＳＯＣ、バッテリ１２の充放電効率、モータジェネレータＭＧ１の発電効率、エンジン２００の熱効率等からその都度算出することができる。また、定期的にモータジェネレータＭＧ２による電力回生が生じると予測される走行条件においては、電力回生量（充電量）の予測値等が考慮されてもよい。ＥＶ走行時の効率が計算されれば、減筒ＨＶ走行時或いは全筒ＨＶ走行時における効率が当該値を上回る要求出力値を計算することができる。

次に、ＥＶ走行時エンジン始動制御の実行期間におけるハイブリッド車両１の状態について説明する。

始めに、図７を参照し、減筒停止時における状態について説明する。ここに、図７は、減筒停止時のエンジン始動タイミングに関するタイミングチャートである。

図７において、ＥＶ走行時エンジン始動制御の実行期間における、要求駆動力Ｆｔ、バッテリ出力Ｐｂ及びエンジン出力Ｐｅの各時間推移が例示される。

図７において、時刻ｔ１０以前にはＥＶ走行が行われており、エンジン出力Ｐｅはゼロである。時刻ｔ１０において、要求駆動力Ｆｔが第１始動閾値Ｆｔｃｔ１に達すると、エンジン２００が減筒運転で始動する（図示マーカｍｋ１参照）。

その後、減筒ＨＶ走行が継続し（図示マーカｍｋ２参照）、時刻ｔ２０において、全筒運転への切り替え条件が満たされた時点で、減筒運転から全筒運転への切り替えが行われる（図示マーカｍｋ３参照）。全筒運転への切り替え後は、全筒ＨＶ走行が継続される（図示マーカｍｋ４参照）。尚、減筒運転から全筒運転への切り替えは、エンジン２００の熱効率に基づいて行われる。この点については後述する。

図８は、図７に対応するエンジンの動作状態を説明する図である。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図８において、上段は機関回転数ＮＥとエンジントルクＴｅとにより規定されるエンジン２００の動作点を説明する図であり、実線は減筒運転における最適燃費動作線を示し、破線は全筒運転における最適燃費動作線を示している。また、下段はエンジン出力Ｐｅとエンジン熱効率ηｅとの関係を例示する図であり、実線は減筒運転における熱効率特性線を、破線は全筒運転における熱効率特性線を夫々例示している。各図において、適宜図７と同一のマーカが付帯される。

図８において、エンジン２００の動作点の推移は、各最適燃費動作線及び熱効率特性線上でハッチング表示されている。

図示の通り、減筒運転におけるエンジン熱効率ηｅのピーク値は、全筒運転のピーク値よりも低出力側にある。これは、減筒運転では、稼動気筒数が減ることから、同一の出力値で比較した場合に、気筒当たりの出力が増加するためである。気筒当たりの出力が増加するため、スロットルバルブ２０５による吸気絞りの度合いが緩和される。その結果、ポンピングロスが減少し、熱効率が高くなるのである。

一方、減筒運転では、稼動気筒数が減ることから、出力限界は低下する。必然的に、エンジン熱効率ηｅが低下し始める出力値がより低出力側にシフトする。その結果、あるエンジン出力において、減筒運転におけるエンジン熱効率と全筒運転におけるエンジン熱効率とは一致する。このときのエンジン出力ＰｅをＰｅ１とすると、減筒運転は、基本的に、エンジン出力ＰｅがＰｅ１に達した時点で全筒運転に切り替わる。

このように、エンジン２００が減筒運転で停止している場合、要求駆動力Ｆｔが第２始動閾値Ｆｔｃｔ２よりも低出力側の第１始動閾値Ｆｔｃｔ１に達した時点で、エンジン２００は減筒運転を維持したまま始動する。従って、始動前及び始動直後に全筒運転への切り替えが生じることがない。即ち、運転態様の切り替え頻度を低減することができる。

次に、図９を参照し、全筒停止時における状態について説明する。ここに、図９は、全筒停止時のエンジン始動タイミングに関するタイミングチャートである。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図９において、図７と同様に、ＥＶ走行時エンジン始動制御の実行期間における、要求駆動力Ｆｔ、バッテリ出力Ｐｂ及びエンジン出力Ｐｅの各時間推移が例示される。

図９において、エンジン２００が全筒運転で停止している場合、図７で例示した、減筒運転停止時の始動時刻ｔ１０（マーカｍｋ１参照）において、エンジン２００は始動しない。即ち、ＥＶ走行期間が拡大する。時刻ｔ１５において、要求駆動力Ｆｔが第２始動閾値Ｆｔｃｔ２に達すると、エンジン２００が全筒運転で始動する（マーカｍｋ５参照）。その後、全筒ＨＶ走行が継続される（図示マーカｍｋ４参照）。

一方、時刻ｔ１５においてエンジン２００が全筒運転で始動すると、エンジン出力Ｐｅは、図示実線で示されるように制御される。

ここで、図示破線で例示される時間推移は、要求駆動力Ｆｔに応じたエンジン出力の推移であるが、全筒運転での始動後、相応の期間については、このエンジン出力よりも高出力側でエンジン２００は運転される。即ち、図示ハッチング表示された部分は、モータジェネレータＭＧ１の発電負荷の増分（即ち、本発明に係る補正手段の作用の一例）に対応する。発電負荷の増加補正については後述する。

図１０は、図９に対応するエンジンの動作状態を説明する図である。尚、同図において、図９と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１０において、上段は機関回転数ＮＥとエンジントルクＴｅとにより規定されるエンジン２００の動作点を説明する図であり、実線は減筒運転における最適燃費動作線を示し、破線は全筒運転における最適燃費動作線を示している。また、下段はエンジン出力Ｐｅとエンジン熱効率ηｅとの関係を例示する図であり、実線は減筒運転における熱効率特性線を、破線は全筒運転における熱効率特性線を夫々例示している。各図において、適宜図９と同一のマーカが付帯される。

図１０において、エンジン２００の動作点の推移は、各最適燃費動作線及び熱効率特性線上でハッチング表示されている。

先に述べたように、全筒運転で停止しているエンジン２００が始動する第２始動閾値Ｆｔｃｔ２は、全筒ＨＶ走行時の効率とＥＶ走行時の効率とが大略等しくなる点である。ここで、減筒停止時において、エンジン２００は、エンジン熱効率ηｅがηｅ１となるエンジン出力で始動する。一方、全筒停止時において、エンジン２００は、エンジン熱効率ηｅがηｅ０（ηｅ０＜ηｅ１）となるエンジン出力Ｐｅ０で始動する。

これは、減筒停止時の始動点よりも高出力側の範囲において、ＥＶ走行時の効率は低下傾向にあり、エンジン熱効率がηｅ０となった時点で、全筒ＨＶ走行時の効率がＥＶ走行時の効率を上回るからである。

一方、エンジン２００が全筒運転で始動するエンジン出力Ｐｅ０からエンジン出力Ｐｅ１までの範囲では、エンジン２００の熱効率は、減筒ＨＶ走行を行った方が高くなる。即ち、このままでは、運転態様の頻繁な切り替わりが抑制されることと引き換えに、燃費が低下する可能性がある。

そこで、ＥＶ走行時エンジン始動制御においては、全筒運転での始動直後から、モータジェネレータＭＧ１による発電負荷が増加補正される。即ち、エンジン出力Ｐｅは、本来の駆動力要求に応じたエンジン出力Ｐｅ０から、減筒運転時のエンジン熱効率ηｅと全筒運転時のエンジン熱効率ηｅとが等しくなるエンジン出力Ｐｅ１近傍まで嵩上げされる。このため、全筒運転で始動したエンジン２００が、熱効率の極端に悪い運転領域で運転されることはなく、燃費の悪化が顕在化することはない。

ここで特に、このような発電負荷の嵩上げ措置は、本発明に係る内燃機関の制御装置に特有の効能である。

即ち、本実施形態に係るＥＶ走行時エンジン始動制御においては、全筒停止時のエンジン始動閾値Ｆｔｃｔ２が減筒停止時のエンジン始動閾値Ｆｔｃｔ１よりも高い。このため、ＥＶ走行期間が拡大され、バッテリ１２のＳＯＣは、第１始動閾値Ｆｔｃｔ１においてエンジン始動を行った場合と較べて低下する。従って、全筒運転始動時に熱効率の観点からエンジン出力Ｐｅを増加側に補正し、嵩上げされた発電負荷に相当する発電電力をバッテリ１２の充電に回しても、バッテリ１２のＳＯＣ制御が破綻することはないのである。

尚、このような発電負荷の嵩上げ措置は、全筒運転での始動直後にハイブリッド車両１の要求出力Ｐｎが低下した場合においても有効である。

このように、エンジン２００が全筒運転で停止している場合、要求駆動力Ｆｔが第２始動閾値Ｆｔｃｔ２に達するまでＥＶ走行が継続され、内燃機関が全筒運転を維持したまま始動する。このため、始動前及び始動直後に、減筒運転への切り替えが生じることがない。従って、運転態様の切り替え頻度を低減することができる。

＜ＥＶ走行時エンジン始動制御の効果＞
次に、図１１及び図１２を参照し、本実施形態との比較検討に供すべき比較例における、ハイブリッド車両１の状態について説明する。尚、比較例に係る制御は、前回の停止時点におけるエンジン２００の運転態様がＥＶ走行時のエンジン始動条件に反映されない制御であるとする。

図１１は、全筒停止時のエンジン始動タイミングに関するタイミングチャートである。尚、同図において、図７と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

比較例においては、時刻ｔ１０において、要求駆動力Ｆｔが第１始動閾値Ｆｔｃｔ１に達し、エンジン２００が全筒運転で始動される（マーカｍｋ１参照）。そして始動直後の時刻ｔ１１において、エンジン２００の運転態様が、全筒運転から減筒運転へと切り替えられる（マーカｍｋ６参照）。そして、時刻ｔ２０において全筒ＨＶ走行時の効率が減筒ＨＶ走行時の効率を上回り、運転態様は再度全筒運転へと切り替わる。即ち、始動直後の短い期間に、エンジン２００の運転態様は頻繁に切り替わり、運転者に違和感を抱かせる結果となる。

図１２は、図１１に対応するエンジンの動作状態を説明する図である。尚、同図において、図１１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図１２において、上段は機関回転数ＮＥとエンジントルクＴｅとにより規定されるエンジン２００の動作点を説明する図であり、実線は減筒運転における最適燃費動作線を示し、破線は全筒運転における最適燃費動作線を示している。また、下段はエンジン出力Ｐｅとエンジン熱効率ηｅとの関係を例示する図であり、実線は減筒運転における熱効率特性線を、破線は全筒運転における熱効率特性線を夫々例示している。各図において、適宜図１１と同一のマーカが付帯される。また、図１２において、エンジン２００の動作点の推移は、各最適燃費動作線及び熱効率特性線上でハッチング表示されている。

図１２から明らかなように、第１始動閾値Ｆｔｃｔ１に相当するエンジン出力でエンジン２００を全筒運転で始動すると、エンジン熱効率ηｅは極端に低くなる。そのため、必然的に始動直後に減筒運転への切り替えが必要となる。即ち、前回停止時のエンジン２００の運転態様がＥＶ走行時のエンジン始動条件に反映されない場合、必然的に、運転態様の頻繁な切り替わりが生じるのである。

本実施形態に係るＥＶ走行時エンジン始動制御によれば、このような頻繁な運転態様の切り替わりに伴う問題点を見出し、前回停止時のエンジン２００の運転態様をＥＶ走行時のエンジン始動制御に反映させている。従って、運転態様の頻繁な切り替わりに伴う諸問題の発生（ここでは、燃焼音に伴う違和感の発生）を防止することができるのである。また特に、本実施形態においては、ＥＶ走行期間の拡大によるバッテリ１２のＳＯＣの低下を利用して、全筒運転始動直後から、エンジン２００を熱効率の良好な動作点で運転する構成としている。従って燃費の面においても実践上利益が大である。

尚、制動機会が多い場合等、モータジェネレータＭＧ２による電力回生量が大きい場合においても、本実施形態に係るＥＶ走行時エンジン始動制御は有効である。例えば、この場合、バッテリ１２のＳＯＣの減少が緩慢になることから、ＥＶ走行時の効率が上昇する。その結果、必然的に第１及び第２始動閾値が、夫々高出力側にシフトする。

従って、全筒運転での停止時においては、ＥＶ走行期間がより拡大する。このようなＥＶ走行期間の拡大は、エンジン２００の運転態様の頻繁な切り替わりをもたらすものでないことは自明である。また、減筒運転での停止時においては、減筒運転での始動後に、積極的にモータジェネレータＭＧ２によるトルクのアシストを行うことができる。このような積極的なアシストは、エンジン２００を熱効率が良好な動作点で可及的に長く運転することを可能とするから、必然的に全筒ＨＶ走行モードへの切り替わりは生じ難くなる。即ち、エンジン２００の運転態様の頻繁な切り替わりをもたらすものではないことは自明である。

尚、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２の二つのモータジェネレータを備える、所謂２モータハイブリッド形式を有する。しかしながら、ＥＶ走行とＨＶ走行との切り替えが可能である限りにおいて、ハイブリッド駆動装置の物理構成は何ら限定されるものではない。例えば、本発明に係る内燃機関の制御装置は、有段変速機を備えた１モータハイブリッド形式のハイブリッド車両にも適用可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明は、全筒運転と減筒運転との間で運転態様を切り替え可能に構成された内燃機関を有するハイブリッド車両の走行制御に適用可能である。

１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、１１…ＰＣＵ、１２…バッテリ、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、４００…入力軸、５００…駆動軸、６００…減速機構。

Claims (4)

1. 気筒を全て稼動状態とする全筒運転と、気筒の一部を休止させる減筒運転との間で運転態様を切り替え可能な内燃機関と、力行及び回生が可能な少なくとも一つの回転電機とを動力源として備えたハイブリッド車両において、前記内燃機関を制御する装置であって、
   前記内燃機関が停止状態となるＥＶ走行期間において、前記内燃機関の前回の停止時点における前記運転態様を特定する特定手段と、
   前記特定された運転態様が前記減筒運転である場合に、前記ハイブリッド車両の要求出力相当値が第１基準値となった時点で前記内燃機関を前記減筒運転で始動させる第１始動制御手段と、
   前記特定された運転態様が前記全筒運転である場合に、前記要求出力相当値が前記第１基準値となった時点ではＥＶ走行を継続させ、前記要求出力相当値が前記第１基準値よりも大きい第２基準値となった時点で前記内燃機関を前記全筒運転で始動させる第２始動制御手段と
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記第１基準値は、前記減筒運転を伴う減筒運転ＨＶ走行時における前記ハイブリッド車両の効率が、ＥＶ走行時における前記ハイブリッド車両の効率以上となる前記要求出力相当値であり、
   前記第２基準値は、前記全筒運転を伴う全筒運転ＨＶ走行時における前記ハイブリッド車両の効率が、ＥＶ走行時における前記ハイブリッド車両の効率以上となる前記要求出力相当値である
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記内燃機関が前記全筒運転で始動した場合に、前記内燃機関の出力を前記減筒運転時の熱効率と前記全筒運転時の熱効率とが互いに等しくなる出力値に近づくように増量補正する補正手段を更に備える
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記要求出力相当値は、要求出力又は要求駆動力である
   ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の内燃機関の制御装置。

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