JPWO2014097401A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明の制御装置は、内燃機関（１１）のトルクを第１ＭＧ（１２）と出力部（１７）とに分配する動力分割機構（１６）と、動力分割機構（１６）の状態を、内燃機関（１１）のトルクを第１ＭＧ（１２）と出力部（１７）とに分配する差動状態と、そのトルクの分配を停止する非差動状態とに切り替え可能なモータロック機構（２３）とを備えた駆動装置１０が搭載され、動力分割機構（１６）が差動状態に切り替えられる第１走行モードと、動力分割機構（１６）が非差動状態に切り替えられる第２走行モードとに走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両（１）に適用される。そして、制御装置は、各走行モードにおける駆動装置（１０）のエネルギ損失を算出し、算出したエネルギ損失に基づいて車両（１）の走行モードを切り替える。

Description

本発明は、内燃機関のトルクを第１モータ・ジェネレータと駆動輪とに分配する差動機構と、駆動輪を駆動可能な第２モータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。

内燃機関のトルクを第１モータ・ジェネレータと駆動輪とに分配する差動機構と、駆動輪を駆動可能な第２モータ・ジェネレータとを備えたハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両に組み込まれる動力出力装置として、車両に対する要求駆動力に基づいて内燃機関から出力すべきパワーを算出し、算出したパワーが出力され、かつ効率が高い運転ポイントで内燃機関が運転されるように内燃機関、第１モータ・ジェネレータ、及び第２モータ・ジェネレータを制御する装置が知られている（特許文献１参照）。

特許第３０５２８４４号公報

特許文献１に示されている差動機構を有するハイブリッド車両では、その差動機構によるトルクの分配を停止させることが可能な機構を設けることにより、内燃機関のトルクを差動機構で駆動輪と第１モータ・ジェネレータとに分配する走行モード及び内燃機関のトルクを全て駆動輪に伝達する走行モードの２つの走行モードで車両を走行させることができる。差動機構でトルクを分配する場合には、特許文献１にも示されているように車両に対する要求駆動力によって内燃機関の運転ポイントが制約されないが、第１モータ・ジェネレータでエネルギ損失が発生する。一方、差動機構によるトルクの分配を停止する場合には、第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失は発生しないが、車両に対する要求駆動力にて内燃機関の運転ポイントが制約される。そのため、これら２つの走行モードを適宜に切り替えることにより、車両のエネルギ効率をさらに改善できる可能性がある。

そこで、本発明は、車両のエネルギ効率を改善し、燃費を向上させることが可能な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。

本発明の制御装置は、内燃機関と、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、前記内燃機関のトルクを前記第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、前記出力部にギヤを介して連結された第２モータ・ジェネレータと、前記差動機構の状態を、前記内燃機関のトルクを前記第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、そのトルクの分配を停止する非差動状態とに切り替え可能な状態切替手段と、を備えた駆動装置が搭載され、前記差動機構の状態が前記差動状態に切り替えられる第１走行モードと、前記差動機構の状態が前記非差動状態に切り替えられる第２走行モードと、に走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に適用される制御装置において、前記車両の走行モードを前記第１走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失、及び第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第１エネルギ損失算出手段と、前記車両の走行モードを前記第２走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記車両の速度に応じて定まる回転数と前記車両に対する要求駆動力にて定まるトルクとで前記内燃機関を運転した場合の前記内燃機関におけるエネルギ損失、及び第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第２エネルギ損失算出手段と、前記第１エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第２エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失とに基づいて、前記車両の走行モードを切り替える走行モード切替手段と、を備えた。

本発明の制御装置によれば、第１走行モードにおける駆動装置のエネルギ損失及び第２走行モードにおける駆動装置のエネルギ損失に基づいて車両の走行モードを切り替えるので、車両の走行モードをエネルギ損失が小さい走行モードに切り替えることができる。これにより車両で無駄に消費されるエネルギを低減できるので、車両のエネルギ効率を改善できる。そのため、車両の燃費を向上させることができる。

本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関は、複数の気筒を有するとともに、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止させる減筒運転モードと、全気筒を稼働させる全気筒運転モードとで運転可能であり、前記第１走行モード及び前記第２走行モードでは、前記内燃機関が前記全気筒運転モードで運転され、前記車両の走行モードとして、前記内燃機関が前記減筒運転モードで運転され、かつ前記差動機構の状態が前記非差動状態に切り替えられる第３走行モードがさらに設けられ、前記車両の走行モードを前記第３走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記車両の速度に応じて定まる回転数と前記車両に対する要求駆動力にて定まるトルクとで前記内燃機関を運転した場合の前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記一部の気筒におけるフリクション損失、及び第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第３エネルギ損失算出手段をさらに備え、前記走行モード切替手段は、前記第１エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第２エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第３エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失とに基づいて、前記車両の走行モードを切り替えてもよい。この形態によれば、車両の走行モードとして３つの走行モードが設けられていても、車両の走行モードを現在の走行状態において最もエネルギ損失が小さくなる走行モードに切り替えることができる。そのため、車両のエネルギ効率を改善し、燃費を向上させることができる。

この形態において、前記車両の走行モードとして、前記内燃機関が前記減筒運転モードで運転され、かつ前記差動機構の状態が前記差動状態に切り替えられる第４走行モードがさらに設けられ、前記車両の走行モードを前記第４走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記一部の気筒におけるフリクション損失、前記第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失、及び第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第４エネルギ損失算出手段をさらに備え、前記走行モード切替手段は、前記第１エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第２エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第３エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第４エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失とに基づいて、前記車両の走行モードを切り替えてもよい。この形態においても、車両の走行モードを現在の走行状態において最もエネルギ損失が小さくなる走行モードに切り替えることができる。そのため、車両のエネルギ効率を改善し、燃費を向上させることができる。

この形態においては、前記車両の速度及び前記車両に対する要求駆動トルクと、前記第１走行モード、前記第２走行モード、及び前記第４走行モードと、を対応付けたマップを記憶する記憶手段をさらに備え、前記走行モード切替手段は、前記車両の速度、前記車両に対する要求駆動トルク、及び前記マップに基づいて、前記車両の走行モードを切り替え、前記マップには、前記第１走行モードに対応する第１領域と、前記第２走行モードに対応する第２領域と、前記第４走行モードに対応する第３領域と、が互いに重ならないように設けられ、前記第３領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が所定の高速走行判定値以上、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが所定の低トルク判定値未満の領域が含まれ、前記第２領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が所定の低速走行判定値以上、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが前記低トルク判定値以上かつ所定の高トルク判定値未満の領域が含まれ、前記第１領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が前記低速走行判定値未満、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが前記高トルク判定値以上の領域が含まれていてもよい。

車両の速度（車速）が高く、かつ車両に対する要求駆動トルクが低い場合には、内燃機関から出力するパワーが低くても車両を走行させることができる。そのため、このような場合には、内燃機関を減筒運転モードで運転することにより内燃機関で消費される燃料を低減できる。この形態では、第３領域にこのような領域が含まれている。車速が中速、かつ車両への要求駆動トルクが中程度の場合には、内燃機関からある程度のパワーを出力する必要がある。そこで、このような走行状態では、内燃機関を全気筒運転モードで運転する。ただし、このような走行状態であれば、差動機構の状態を非差動状態に切り替えても内燃機関から出力されるトルクで車両を走行させることができる。そして、差動機構の状態を非差動状態にすることにより内燃機関のトルクに対する反力トルクを第１モータ・ジェネレータから出力する必要がない。そのため、第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失を低減できる。そこで、第２領域には、このような領域が含まれている。そして、車両が低速、高トルクで走行している場合には、内燃機関から大きなトルクを出力する必要があるため、内燃機関を全気筒運転モードで運転する必要がある。また、差動機構の状態を差動状態に切り替え、差動機構でトルクを増幅できるようにする。そこで、第１領域には、このような領域が含まれている。この形態によれば、このように各領域が設定されたマップに基づいて車両の走行モードを切り替えるので、車両を適切に走行させつつ車両のエネルギ効率を改善することができる。そのため、燃費を向上させることができる。

本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた車両のスケルトン図を示す図。 モータロック機構が解放状態の場合のエンジン、第１ＭＧ、及び第２ＭＧのそれぞれのトルク及び回転数の算出方法を示す図。 モータロック機構が係合状態の場合のエンジン、第１ＭＧ、及び第２ＭＧのそれぞれのトルク及び回転数の算出方法を示す図。 エンジンの回転数と、トルクと、熱効率との関係を示す図。 第１ＭＧの回転数、トルク、及びエネルギ損失の関係を示す図。 第２ＭＧの回転数、トルク、及びエネルギ損失の関係を示す図。 車両制御装置が実行する走行モード切替ルーチンを示すフローチャート。 車両が中速で走行し、かつ車両に対して中トルクが要求されている場合のエンジンの回転数、トルク、及び熱効率の関係を示す図。 車両が中速で走行し、かつ車両に対して中トルクが要求されている場合の動力分割機構の共線図。 車両が中速で走行し、かつ車両に対して中トルクが要求されている場合のエンジンの回転数、トルク、及び熱効率の関係の他の例を示す図。 車両が中速で走行し、かつ車両に対して中トルクが要求されている場合の動力分割機構の共線図の他の例を示す図。 車両が中速で走行し、かつ車両に対して低トルクが要求されている場合のエンジンの回転数、トルク、及び熱効率の関係を示す図。 車両が中速で走行し、かつ車両に対して低トルクが要求されている場合の動力分割機構の共線図。 車両が高速で走行し、かつ車両に対して低トルクが要求されている場合のエンジンの回転数、トルク、及び熱効率の関係を示す図。 車両が高速で走行し、かつ車両に対して低トルクが要求されている場合の動力分割機構の共線図。 車両に対して高トルクが要求されている場合のエンジンの回転数、トルク、及び熱効率の関係を示す図。 車両に対して高トルクが要求されている場合の動力分割機構の共線図。 本発明の第２の形態に係る制御装置において車両制御装置が実行する走行モード切替ルーチンを示すフローチャート。 車速、車両に対する要求駆動トルク、及び各走行モードの関係を示す図。

（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る制御装置が組み込まれた車両のスケルトン図を示している。この車両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には、車両１を走行させるための駆動装置１０が搭載されている。駆動装置２は、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１１と、第１モータ・ジェネレータ（以下、第１ＭＧと略称することがある。）１２と、第２モータ・ジェネレータ（以下、第２ＭＧと略称することがある。）１３とを備えている。エンジン１１は、４つの気筒１１ａ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。このエンジン１１は、全気筒運転モード及び減筒運転モードの２つの運転モードで運転できる。全気筒運転モードでは、４つの気筒１１ａの全てを稼働させる。一方、減筒運転モードでは、４つの気筒１１ａのうちの２つの気筒１１ａを休止させ、残りの２つの気筒１１ａを稼働させる。

第１ＭＧ１２及び第２ＭＧ１３は、電動機及び発電機として機能する周知のモータ・ジェネレータである。第１ＭＧ１２は、ロータ１２ａと、ロータ１２ａの外周に同軸に配置されてケース（不図示）に固定されたステータ１２ｂとを備えている。第２ＭＧ１３も同様に、ロータ１３ａと、ロータ１３ａの外周に同軸に配置されてケースに固定されたステータ１３ｂとを備えている。各ＭＧ１２、１３はモータ制御装置１４を介してバッテリ１５に接続される。モータ制御装置１４は各ＭＧ１２、１３が発電した電力を直流変換してバッテリ１５に蓄電するとともにバッテリ１５の電力を交流変換して各ＭＧ１１、１２に供給する。

エンジン１１及び第１ＭＧ１２は、動力分割機構１６と接続されている。動力分割機構１６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１６は、外歯歯車であるサンギヤＳと、そのサンギヤＳに対して同軸的に配置された内歯歯車としてのリングギヤＲと、これらのギヤＳ、Ｒに噛み合うピニオンギヤＰを自転可能かつサンギヤＳの周囲を公転可能に保持するキャリアＣとを備えている。サンギヤＳは、第１ＭＧ１２のロータ１２ａと一体回転するように連結されている。キャリアＣは、エンジン１１の出力軸１１ｂと一体回転するように連結されている。

動力分割機構１６には、車両１の駆動輪２にトルクを伝達するための出力部１７も接続されている。出力部１７は、出力ギヤ列１８を備えている。出力ギヤ列１８は、出力ドライブギヤ１９と、出力ドライブギヤ１９と噛み合う出力ドリブンギヤ２０とを含む。出力ドライブギヤ１９は、動力分割機構１６のリングギヤＲと一体回転するように連結されている。出力ドリブンギヤ２０には、第２ＭＧ１３がギヤ２１を介して連結されている。ギヤ２１は、第２ＭＧ１３のロータ１３ａと一体回転するように連結されている。出力ドリブンギヤ２０から出力されたトルクはデファレンシャル機構２２を介して左右の駆動輪２に分配される。

動力分割機構１６には、状態切替手段としてのモータロック機構２３が設けられている。モータロック機構２３は、動力分割機構１６の状態を、エンジン１１のトルクを第１ＭＧ１２と出力ギヤ列１８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２３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２３は第１ＭＧ１２のロータ１２ａの回転を阻止する係合状態と、ロータ１２ａ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２３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２３が係合状態に操作されると第１ＭＧ１２のロータ１２ａの回転が阻止される。これにより、動力分割機構１６のサンギヤＳの回転も阻止される。このため、エンジン１１のトルクが第１ＭＧ１２へ分配されることが停止されて動力分割機構１６が非差動状態となる。

車両１の各部の制御は、車両制御装置３０にて行われる。車両制御装置３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。車両制御装置３０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。車両制御装置３０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン１１及び各ＭＧ１２、１３等の制御対象に対する制御を行っている。なお、車両制御装置３０は、モータ制御装置１４を制御することにより各ＭＧ１２、１３を制御する。車両制御装置３０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。車両制御装置３０には、例えば車速センサ３１、アクセル開度センサ３２、及びＳＯＣセンサ３３が接続されている。車速センサ３１は、車両１の速度（車速）に対応した信号を出力する。アクセル開度センサ３２は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度に対応した信号を出力する。ＳＯＣセンサ３３は、バッテリ１５の充電状態に対応した信号を出力する。この他にも車両制御装置３０には種々のセンサやスイッチ等が接続されているが、それらの図示は省略した。

この車両１では、エンジン１１の運転モード及びモータロック機構２３の状態を切り替えることにより４つの走行モードが実現される。第１走行モードでは、エンジン１１が全気筒運転モードで運転され、かつモータロック機構２３が解放状態に切り替えられる。第２走行モードでは、エンジン１１が全気筒運転モードで運転され、かつモータロック機構２３が係合状態に切り替えられる。第３走行モードでは、エンジン１１が減筒運転モードで運転され、かつモータロック機構２３が係合状態に切り替えられる。第４走行モードでは、エンジン１１が減筒運転モードで運転され、かつモータロック機構２３が解放状態に切り替えられる。

車両制御装置３０は、現在の車速、車両１に対する要求駆動トルク、及びバッテリ１５の充電状態に基づいて各走行モードに切り替えた場合に駆動装置１０で生じると予想されるエネルギ損失を算出する。そして、算出したエネルギ損失に基づいて車両１の走行モードを切り替える。

駆動装置１０で生じると予想されるエネルギ損失の算出方法について説明する。駆動装置１０におけるエネルギ損失は、エンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３におけるエネルギ損失が主である。そこで、これらにおいて生じると予想されるエネルギ損失をそれぞれ算出し、それらの合計を駆動装置１０におけるエネルギ損失とする。

エンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３におけるエネルギ損失を求めるためには、現在の車両１の状態で各走行モードに切り替えた場合におけるエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３のそれぞれのトルク及び回転数が必要になる。図２及び図３を参照してこれらの推定方法について説明する。図２は、モータロック機構２３が解放状態の場合のエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３のそれぞれのトルク及び回転数の算出方法を示し、図３は、モータロック機構２３が係合状態の場合のエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３のそれぞれのトルク及び回転数の算出方法を示している。なお、これらにおいて「Ｎｅ」はエンジン１１の回転数を示し、「Ｔｅ」はエンジン１１のトルクを示している。また、「Ｎｇ」は第１ＭＧ１２の回転数を示し、「Ｔｇ」は第１ＭＧ１２のトルクを示している。そして、「Ｎｍ」は第２ＭＧ１３の回転数を示し、「Ｔｍ」は第２ＭＧ１３のトルクを示している。

図２を参照して第１走行モードに切り替えた場合におけるエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３のトルク及び回転数の算出方法について説明する。この図に示すようにエンジン１１に対して要求されるパワー（要求エンジンパワー）は、車両１に対する要求駆動トルクに車速を掛け、その結果にバッテリ１５の充放電パワーを加えることにより算出される。この車両１では、第２ＭＧ１３からトルクを出力した場合、及び第１ＭＧ１２又は第２ＭＧ１３で発電を行った場合に、エンジン１１から出力すべきパワーが変化する。この車両１では、バッテリ１５から供給した電力で第２ＭＧ１３を動作させ、第２ＭＧ１３から出力したトルクで駆動輪２を駆動できる。この場合には、第２ＭＧ１３からトルクを出力しない場合と比較してエンジン１１から出力すべきパワーを下げることができる。なお、この際に第２ＭＧ１３から出力すべきトルク、すなわちバッテリ１５から放電されるパワーは、エンジン１の効率が高くなるように設定される。バッテリ１５の残量が所定の判定値以下の場合には、第１ＭＧ１２又は第２ＭＧ１３で発電を行い、バッテリ１５を充電する必要がある。この場合、エンジン１１で第１ＭＧ１２又は第２ＭＧ１３を駆動する必要があるため、エンジン１１から出力すべきパワーが大きくなる。バッテリ１５の充放電パワーは、このようにバッテリ１５の放電又は充電によって駆動装置１０に加えられるパワーである。そのため、この充放電パワーは、バッテリ１５の容量、残量、及びエンジン１の運転状態に基づいて求められる。要求駆動トルクは、アクセル開度に基づいて周知の方法で算出すればよい。

次に算出した要求エンジンパワーに基づいてエンジン１１の回転数ＮｅとトルクＴｅを算出する。図４は、エンジン１１の回転数と、トルクと、熱効率との関係を示している。なお、この図の破線Ｌ１は、全気筒運転モードでエンジン１１を運転した場合に燃費が最適になるように設定された運転ラインである。破線Ｌ２は、減筒運転モードでエンジン１１を運転した場合に燃費が最適になるように設定された運転ラインである。そして、実線Ｌ３は、算出された要求エンジンパワーにて定まる等パワーラインを示している。破線Ｌ１上に示したエンジン１１の回転数と、トルクと、熱効率との関係は、全気筒運転モードでエンジン１１を運転した場合の関係を示している。破線Ｌ２上に示したエンジン１１の回転数と、トルクと、熱効率との関係は、減筒運転モードでエンジン１１を運転した場合の関係を示している。なお、この減筒運転モードの熱効率は、休止させた２つの気筒１１ａのフリクション損失が考慮された熱効率を示している。モータロック機構２３が解放状態の場合には、車両１に対する要求駆動トルク及び車速のいずれの制約も受けずにエンジン１１のトルク及び回転数を設定できる。上述したように第１走行モードでは、エンジン１１が全気筒運転モードで運転される。そのため、破線Ｌ１と実線Ｌ３が交差する点Ｐ１の回転数がエンジン１１の回転数Ｎｅとして算出され、点Ｐ１のトルクがエンジン１１のトルクＴｅとして算出される。なお、図４に示した関係は、予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置３０のＲＯＭにマップとして記憶させておけばよい。そして、エンジン１１の回転数Ｎｅ及びトルクＴｅは、このマップと算出した要求エンジンパワーに基づいて算出すればよい。

次に第１ＭＧ１２の回転数Ｎｇ及びトルクＴｇの算出方法について説明する。上述したようにリングギヤＲは出力部１７を介して駆動輪２と接続されている。そのため、リングギヤＲの回転数は、車速に基づいて算出できる。キャリアＣの回転数は、エンジン１１の回転数Ｎｅと同じである。周知のようにサンギヤＳの回転数は、キャリアＣの回転数及びリングギヤＲの回転数に応じて決まる。そのため、これらの回転数に基づいて第１ＭＧ１２の回転数Ｎｇを算出できる。第１ＭＧ１２からは、エンジン１１のトルクＴｅをリングギヤＲに伝達しつつ第１ＭＧ１２の回転数を算出した回転数Ｎｇに維持するために必要なトルクが出力される。このようなトルクＴｇは、エンジン１１のトルクＴｅ及び動力分割機構１６のギヤ比に基づいて周知の方法で算出すればよい。これらにより第１ＭＧ１２の回転数Ｎｇ及びトルクＴｇが算出される。

第２ＭＧ１３の回転数Ｎｍ及びトルクＴｍの算出方法について説明する。第２ＭＧ１３は、ギヤ２１を介して出力部１７と接続されている。そのため、第２ＭＧ１３の回転数は、車速に基づいて周知の方法で算出すればよい。一方、図２に示すように第２ＭＧ１３のトルクＴｍは、要求駆動トルクと、エンジン１１のトルクＴｅのうち動力分割機構１６を介して出力ドリブンギヤ２０に伝達されたトルク（以下、直達トルクと呼ぶことがある。）とに基づいて算出される。駆動輪２からは要求駆動トルクを出力する必要がある。そのため、要求駆動トルクよりも直達トルクが小さい場合には、第２ＭＧ１３からトルクを出力する必要がある。そのため、第２ＭＧ１３のトルクＴｇは、駆動要求トルクから直達トルクを引いたトルクである。なお、直達トルクとは、エンジン１１のトルクＴｅが動力分割機構１６を介して出力ドリブンギヤ２０に伝達されたトルクのことであり、動力分割機構１６を構成する遊星歯車機構のサンギヤＳの歯数ＮｓとリングギヤＲの歯数Ｎｒから一義的に決まる値である。リングギヤＲとサンギヤＳの歯数の比をρ（＝Ｎｓ／Ｎｒ）とした場合、直達トルクはＴｅ×１／（１＋ρ）で求められる。そのため、直達トルクは、エンジン１１のトルクＴｅと上記歯数の比ρから算出することができる。

このように第１ＭＧ１２の回転数Ｎｇ及びトルクＴｇ、及び第２ＭＧ１３の回転数Ｎｍ及びトルクＴｍを算出した後は、これらの推定値に基づいて第１ＭＧ１２におけるエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓ及び第２ＭＧ１３におけるエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓを算出する。図５は、第１ＭＧ１２の回転数Ｎｇ、トルクＴｇ、及びエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓの関係を示している。この図に示したように第１ＭＧ１２におけるエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓは、第１ＭＧ１２の回転数Ｎｇ及びトルクＴｇと関係している。そのため、算出した第１ＭＧ１２の回転数Ｎｇ及びトルクＴｇと、この図に示した関係に基づいて第１ＭＧ１２におけるエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓを算出できる。図６は、第２ＭＧ１３の回転数Ｎｇ、トルクＴｇ、及びエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓの関係を示している。上述した第１ＭＧ１２と同様に第２ＭＧ１３におけるエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓも、第２ＭＧ１３の回転数Ｎｇ及びトルクＴｇと関係している。そのため、算出した第２ＭＧ１３の回転数Ｎｍ及びトルクＴｍと、この図に示した関係に基づいて第２ＭＧ１３におけるエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓを算出できる。なお、これらの図に示した関係は、予め実験や数値計算等により求めて車両制御装置３０のＲＯＭにマップとして記憶させておけばよい。

次に図２に示したように、今回算出した第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓと第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓの合計値（Ｐｇ＿ｌｏｓｓ＋Ｐｍ＿ｌｏｓｓ）ｎから、前回算出した第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓと第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓの合計値（Ｐｇ＿ｌｏｓｓ＋Ｐｍ＿ｌｏｓｓ）ｎ−１を引いた値の絶対値（以下、誤差と称することがある。）が許容値δ以下か否か判定する。なお、第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓと第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓを最初に計算した場合には、前回算出した第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓと第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓの合計値（Ｐｇ＿ｌｏｓｓ＋Ｐｍ＿ｌｏｓｓ）ｎ−１に０が代入される。誤差が許容値δより大きい場合には、要求エンジンパワーに第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓ及び第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓを加え、再度上述した計算を行う。そして、誤差が許容値δ以下になるまで計算を繰り返し実行する。誤差が許容値δ以下になった場合には計算が収束したと判断し、そのときの各計算値Ｎｅ、Ｔｅ、Ｎｇ、Ｔｇ、Ｎｍ、Ｔｍが第１走行モードのエンジン１１のトルク及び回転数、第１ＭＧ１２のトルク及び回転数、及び第２ＭＧ１３のトルク及び回転数として算出される。なお、許容値δは、上述した繰り返し計算が所定回数、例えば２０回以内で終了し、かつエンジン１１のトルクＴｅ及び回転数Ｎｅ、第１ＭＧ１２のトルクＴｇ及び回転数Ｎｇ、及び第２ＭＧ１３のトルクＴｍ及び回転数Ｎｍを適切に推定可能なように適宜に設定すればよい。

上述した繰り返し計算により第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓ及び第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓは算出されている。残りのエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓは、以下の式（１）により算出される。

Ｐｅ＿ｌｏｓｓ＝Ｐｅ・（１−α）／α …（１）

なお、式中の「Ｐｅ」は要求エンジンパワーである。また、「α」はエンジン１１の熱効率である。この熱効率は、算出したエンジン１１のトルクＴｅ及び回転数Ｎｅと、図４に示したマップに基づいて算出すればよい。この際、熱効率αは図４の破線Ｌ１上の関係を用いて求められる。

その後、算出したエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓ、第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓ、及び第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓを合計して、第１走行モードにおける駆動装置１０のエネルギ損失（以降、トータル損失と呼ぶこともある。）を算出すればよい。

次に第４走行モードにおける駆動装置１０のエネルギ損失の算出方法について説明する。上述したように第４走行モードは、エンジン１１を減筒運転モードで運転する以外は第１走行モードと同じである。そのため、第４走行モードの算出方法では、エンジン１１の回転数Ｎｅ及びトルクＴｅの算出方法が第１走行モードの算出方法と異なり、それ以外は同じである。そのため、第１走行モードの算出方法と同じ部分については説明を省略する。

要求エンジンパワーを算出するまでは、第１走行モードの算出方法と同様に計算を行う。上述したように図４の破線Ｌ２が、減筒運転モードでエンジン１１を運転した場合に燃費が最適になるように設定された運転ラインである。そのため、第４走行モードでは、算出された要求エンジンパワーにて等パワーライン(実線Ｌ３)が決まると、破線Ｌ２と実線Ｌ３が交差する点Ｐ２の回転数がエンジン１１の回転数Ｎｅとして設定され、点Ｐ２のトルクがエンジン１１のトルクＴｅとして算出される。以後は、第１走行モードの算出方法と同様に計算が行われる。そして、誤差が許容値δ以下になった場合には、そのときの各計算値Ｎｅ、Ｔｅ、Ｎｇ、Ｔｇ、Ｎｍ、Ｔｍが第４走行モードのエンジン１１のトルク及び回転数、第１ＭＧ１２のトルク及び回転数、及び第２ＭＧ１３のトルク及び回転数として算出される。

その後、第１走行モードの算出方法と同様にしてエンジン１１の熱効率αを求める。ただし、熱効率αは図４の破線Ｌ２上の関係を用いて求められる。なお、上述したように図４の破線Ｌ２上の関係では、休止させた気筒１１ａのフリクション損失が考慮されている。そのため、このようにして求めた熱効率αは、休止させた気筒１１ａのフリクション損失が考慮された熱効率である。次に求めた熱効率α及び上述した式（１）を用いてエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓを算出する。そして、算出したエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓ、第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓ、及び第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓを合計して、第４走行モードにおけるトータル損失を算出する。

次に第２走行モードにおける駆動装置１０のエネルギ損失の算出方法について説明する。第２走行モードでは、モータロック機構２３が係合状態に切り替えられる。この場合、図３に示した算出方法でエンジン１１、第１ＭＧ１２、及び第２ＭＧ１３のトルク及び回転数を算出する。

第２走行モードの算出方法においても、要求エンジンパワーを算出するまでは第１走行モードの算出方法と同様の計算を行う。ただし、上述したようにモータロック機構２３が係合状態に切り替わると、第１ＭＧ１２のロータ１２ａ及びサンギヤＳの回転が阻止される。これにより動力分割機構１６が非差動状態になるので、エンジン１１の回転数Ｎｅは車速にて決まる。そして、エンジン１１のトルクＴｅは、この図に示したように要求エンジンパワーを回転数Ｎｅで割ることにより算出される。これによりエンジン１１の回転数Ｎｅ及びトルクＴｅが算出される。

上述したように第２走行モードでは、第１ＭＧ１２のロータ１２ａの回転が阻止される。そのため、第１ＭＧ１２の回転数Ｎｇ及びトルクＴｇはいずれも０になる。従って、図５から明らかなように第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓは０になる。

一方、第２ＭＧ１３の回転数Ｎｍ及びトルクＴｍは、モータロック機構２３が解放状態のときと同じ算出方法で算出される。すなわち、第２ＭＧ１３の回転数Ｎｍは、車速に基づいて算出される。第２ＭＧ１３のトルクＴｍは、要求駆動トルク及び直達トルクに基づいて算出される。

第２走行モードの算出方法でも、第１走行モードの算出方法と同様に誤差を求め、その誤差が許容値δ以下になるまで計算を繰り返し実行する。そして、誤差が許容値δ以下になった場合には、そのときの各計算値Ｎｅ、Ｔｅ、Ｎｇ、Ｔｇ、Ｎｍ、Ｔｍが第２走行モードのエンジン１１のトルク及び回転数、第１ＭＧ１２のトルク及び回転数、及び第２ＭＧ１３のトルク及び回転数として算出される。

次にエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓを算出する。この場合、まず算出したエンジン１１の回転数Ｎｅ及びトルクＴｅ、及び図４のマップに基づいて熱効率αを求める。ただし、第２走行モードでは、エンジン１１が全気筒運転モードで運転される。そのため、熱効率αは図４の破線Ｌ１上の関係を用いて求められる。その後、上述した式（１）に熱効率α及び要求エンジンパワーＰｅを代入してエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓを算出する。そして、算出したエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓ、第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓ、及び第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓを合計して、第２走行モードにおけるトータル損失を算出する。

次に第３走行モードにおける駆動装置１０のエネルギ損失の算出方法について説明する。上述したように第３走行モードでは、エンジン１１が減筒運転モードで運転され、かつモータロック機構２３が係合状態に切り替えられる。そのため、第３走行モードの算出方法では、エンジン１１の熱効率αを求める方法が第２走行モードの算出方法と異なり、それ以外は同じである。そこで、第２走行モードの算出方法と同じ部分については説明を省略する。

第３走行モードの算出方法でも、エンジン１１のトルクＴｅ及び回転数Ｎｅ、第１ＭＧ１２のトルクＴｇ及び回転数Ｎｇ、及び第２ＭＧ１３のトルクＴｍ及び回転数Ｎｍを算出するまでは、第２走行モードと同様に計算を行う。その後、算出したエンジン１１のトルクＴｅ及び回転数Ｎｅを用いてエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓを算出する。ただし、第３走行モードではエンジン１１が減筒運転モードで運転される。そのため、エンジン１１の熱効率αを求める場合には、図４の破線Ｌ２上の関係を用いる。その後、上述した式（１）に熱効率α及び要求エンジンパワーＰｅを代入してエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓを算出する。そして、算出したエンジン１１のエネルギ損失Ｐｅ＿ｌｏｓｓ、第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓ、及び第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓを合計して、第３走行モードにおけるトータル損失を算出する。

図７は、車両制御装置３０が車両１の走行モードを切り替えるために実行する走行モード切替ルーチンを示している。このルーチンは、車両１の走行中かつエンジン１１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。

このルーチンにおいて車両制御装置３０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態を取得する。車両１の走行状態としては、車速、アクセル開度、及びバッテリ１５の充電状態が取得される。この処理では、他にも車両１に関する種々の情報が取得されるがそれらの説明は省略する。続くステップＳ１２において車両制御装置３０は、要求エンジンパワーを算出する。要求エネルギパワーは、車速、アクセル開度、及びバッテリ１５の充放電パワーに基づいて上述した算出方法で算出すればよい。

次のステップＳ１３において車両制御装置３０は、各走行モードのシステム動作点を算出する。この処理では、図２及び図３に示した算出方法によって各走行モードのエンジン１１のトルクＴｅ及び回転数Ｎｅ、第１ＭＧ１２のトルクＴｇ及び回転数Ｎｇ、及び第２ＭＧ１３のトルクＴｍ及び回転数Ｎｍが算出される。

次のステップＳ１４において車両制御装置３０は、各走行モードのトータル損失を算出する。なお、この処理では、ステップＳ１３で算出したエンジン１１のトルクＴｅ及び回転数Ｎｅ、第１ＭＧ１２のトルクＴｇ及び回転数Ｎｇ、及び第２ＭＧ１３のトルクＴｍ及び回転数Ｎｍを用いて各走行モードのトータル損失を算出する。

次のステップＳ１５において車両制御装置３０は、算出結果が収束したか否か、すなわち各走行モードの誤差がいずれも許容値δ以下か否か判定する。算出結果が収束していないと判定した場合はステップＳ１６に進み、車両制御装置３０は要求エンジンパワーを修正する。この処理では、現在の要求エンジンパワーに第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓ及び第２ＭＧ１３のエネルギ損失Ｐｍ＿ｌｏｓｓが加えられる。その後、ステップＳ１３に進む。そして、車両制御装置３０は算出結果が収束するまで、ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理を繰り返し実行する。

一方、算出結果が収束したと判定した場合はステップＳ１７に進み、車両制御装置３０は各走行モードのトータル損失に基づいて車両１の走行モードを切り替える。具体的には、例えば各走行モードのうちトータル損失が最も小さい走行モードに、車両１の走行モードを切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。

図８〜図１７を参照して各走行モードが適用される車両１の走行状態について説明する。図８及び図９を参照して、車両１が中速で走行し、かつ車両１に対して中トルクが要求されている場合について説明する。図８はエンジン１１の回転数、トルク、及び熱効率の関係を示し、図９は動力分割機構１６の共線図を示している。なお、図８において図４と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図８の実線Ｌ４は、エンジン１１を全気筒運転モードで運転した場合に最大トルクが出力される運転ラインを示している。実線Ｌ５は、エンジン１１を減筒運転モードで運転した場合に最大トルクが出力される運転ラインを示している。図８の実線Ｌ１１は、この走行状態においてエンジン１１の要求エンジンパワーから求められる等パワーラインを示している。点Ｐ１１は、車両１の走行モードを第２走行モードに切り替えた場合の運転点を示し、点Ｐ１２は、車両１の走行モードを第１走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。そして、点Ｐ１３は、車両１の走行モードを第４走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。

図９中の「ＥＮＧ」はエンジン１１を示し、「ＯＵＴ」は出力ドライブギヤ１９示し、「ＭＧ１」は第１ＭＧ１２を示している。「Ｓ」はサンギヤＳを示し、「Ｒ」はリングギヤＲを示し、「Ｃ」はキャリアＣを示している。図９の実線Ｌ２１は、モータロック機構２３を解放状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示し、実線Ｌ２２はモータロック機構２３を係合状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示している。

図８に示すように、実線Ｌ１１は実線Ｌ５と交差しない。そのため、第３走行モード及び第４走行モードに切り替えることはできない。そして、図９に示すようにモータロック機構２３を解放状態にしても係合状態にしてもエンジン１１の回転数は殆ど変化しない。上述したようにモータロック機構２３を係合状態にした場合には、第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓが０になる。そのため、このような走行状態であれば、第２走行モードが選択される。

図１０及び図１１を参照して、車両１が中速で走行し、かつ車両１に対して中トルクが要求されている場合の他の例について説明する。図１０はエンジン１１の回転数、トルク、及び熱効率の関係を示し、図１１は動力分割機構１６の共線図を示している。なお、これらの図において上述した図８又は図９と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１０の実線Ｌ３１は、この走行状態においてエンジン１１の要求エンジンパワーから求められる等パワーラインを示している。点Ｐ２１は、車両１の走行モードを第１走行モードに切り替えた場合の運転点を示し、点Ｐ２２は、車両１の走行モードを第２走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。そして、点Ｐ２３は、車両１の走行モードを第４走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。図１１の実線Ｌ４１は、モータロック機構２３を解放状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示し、実線Ｌ４２はモータロック機構２３を係合状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示している。

図１０から明らかなようにエンジン１１の熱効率は、車両１の走行モードを第１走行モードに切り替えた場合に最も高くなる。しかしながら、第１走行モードでは、第１ＭＧ１２でエネルギ損失が発生する。図１１に示すようにこの走行状態でも、モータロック機構２３を解放状態にしても係合状態にしてもエンジン１１の回転数は殆ど変化しない。そして、モータロック機構２３を係合状態にした場合には、第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓが０になる。そのため、この走行状態においても第２走行モードが選択される。

図１２及び図１３を参照して、車両１が中速で走行し、かつ車両１に対して低トルクが要求されている場合について説明する。図１２はエンジン１１の回転数、トルク、及び熱効率の関係を示し、図１３は動力分割機構１６の共線図を示している。なお、これらの図において上述した図８又は図９と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１２の実線Ｌ５１は、この走行状態においてエンジン１１の要求エンジンパワーから求められる等パワーラインを示している。点Ｐ３１は、車両１の走行モードを第１走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。点Ｐ３２は、車両１の走行モードを第４走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。点Ｐ３３は、車両１の走行モードを第３走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。図１３の実線Ｌ６１は、モータロック機構２３を解放状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示し、実線Ｌ６２はモータロック機構２３を係合状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示している。

図１２から明らかなように、エンジン１１の熱効率は車両１の走行モードを第４走行モードに切り替えた場合に最も高くなる。しかしながら、第４走行モードでは、第１ＭＧ１２でエネルギ損失が発生する。図１３に示すようにこの走行状態では、モータロック機構２３を解放状態にしても係合状態にしてもエンジン１１の回転数は殆ど変化しない。そして、モータロック機構２３を係合状態にした場合には、第１ＭＧ１２のエネルギ損失Ｐｇ＿ｌｏｓｓが０になる。そのため、この走行状態においては第３走行モードが選択される。

図１４及び図１５を参照して、車両１が高速で走行し、かつ車両１に対して低トルクが要求されている場合について説明する。図１４はエンジン１１の回転数、トルク、及び熱効率の関係を示し、図１５は動力分割機構１６の共線図を示している。なお、これらの図において上述した図８又は図９と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１４の実線Ｌ７１は、この走行状態においてエンジン１１の要求エンジンパワーから求められる等パワーラインを示している。点Ｐ４１は、車両１の走行モードを第１走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。点Ｐ４２は、車両１の走行モードを第４走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。点Ｐ４３は、車両１の走行モードを第３走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。図１５の実線Ｌ８１は、モータロック機構２３を解放状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示し、実線Ｌ８２はモータロック機構２３を係合状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示している。

図１４から明らかなように、エンジン１１の熱効率は車両１の走行モードを第４走行モードに切り替えた場合に最も高くなる。しかも、図１５に示したようにモータロック機構２３を係合状態にした場合には、エンジン１１の回転数が上昇してエンジン１１の熱効率が低下する。そこで、この走行状態では第４走行モードが選択される。

図１６及び図１７を参照して、車両１に対して高トルクが要求されている場合について説明する。図１６はエンジン１１の回転数、トルク、及び熱効率の関係を示し、図１７は動力分割機構１６の共線図を示している。なお、これらの図において上述した図８又は図９と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１６の実線Ｌ９１は、この走行状態においてエンジン１１の要求エンジンパワーから求められる等パワーラインを示している。点Ｐ５１は、車両１の走行モードを第２走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。点Ｐ５２は、車両１の走行モードを第１走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。点Ｐ５３は、車両１の走行モードを第４走行モードに切り替えた場合の運転点を示している。図１５の実線Ｌ１０１は、モータロック機構２３を解放状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示し、実線Ｌ１０２はモータロック機構２３を係合状態にした場合に動力分割機構１６の各回転要素の関係を示している。

図１６に示すように実線Ｌ９１は実線Ｌ５と交差しない。そのため、第３走行モード及び第４走行モードに切り替えることはできない。また、図１７に示すようにモータロック機構２３を係合状態にするとエンジン１１の回転数が低下し、エンジン１１のトルクが上昇してエンジン１１の熱効率が低下する。そこで、この走行状態では第１走行モードが選択される。

以上に説明したように、第１の形態の制御装置によれば、各走行モードにおけるトータル損失を算出し、それらトータル損失に基づいて車両１の走行モードを切り替える。この際に、最もトータル損失が小さい走行モードに切り替えることにより、車両１におけるエネルギ効率を改善することができる。そのため、エンジン１１の燃費を向上させることができる。

なお、走行モードのトータル損失に休止させた気筒１１ａのフリクション損失を含ませる方法は、上述した形態で示した方法に限定されない。例えば、休止させた気筒１１ａのフリクション損失を求めるためのマップと、休止させた気筒１１ａのフリクション損失が考慮されていないエンジン１１の熱効率αを求めるためのマップとを用意し、熱効率αとフリクション損失とを別々に算出する。そして、それらを用いてトータル損失を算出してもよい。

なお、図７のステップＳ１２〜Ｓ１６を実行することにより、車両制御装置３０が本発明の第１エネルギ損失算出手段、第２エネルギ損失算出手段、第３エネルギ損失算出手段、及び第４エネルギ損失算出手段として機能する。また、図７のステップＳ１７を実行することにより、車両制御装置３０が本発明の走行モード切替手段として機能する。

（第２の形態）
次に図１８及び図１９を参照して本発明の第２の形態に係る制御装置について説明する。なお、この形態においても車両１に関しては図１が参照される。また、この形態においても第１〜第４走行モードが車両１の走行モードとして設けられている。図１８は、この形態において車両制御装置３０が実行する走行モード切替ルーチンを示している。図１９は、車速、車両１に対する要求駆動トルク、及び各走行モードの関係を示している。

この形態では、図１９に示した関係に基づいて車両１の走行モードが切り替えられる。第１の形態で説明したように、車両１が中速で走行し、かつ車両１に対して中トルクが要求されている場合には、第２走行モードが選択される。車両１が中速で走行し、かつ車両１に対して低トルクが要求されている場合には、第３走行モードが選択される。車両１が高速で走行し、かつ車両１に対して低トルクが要求されている場合には、第４走行モードが選択される。車両１に対して高トルクが要求されている場合には、第１走行モードが選択される。このように車両１の車速及び要求駆動トルクに対応してトータル損失が最も小さくなる走行モードが存在する。図１９は、車両１の走行状態と、その走行状態のときにトータル損失が最も小さくなる走行モードとの関係を示している。

図１９の太い実線で囲んだ領域Ａは、駆動装置１０において運転可能な領域を示している。そして、このうちの領域Ａ１は第１走行モードが選択される領域を示し、領域Ａ２は第２走行モードが選択される領域を示している。また、領域Ａ３は第３走行モードが選択される領域を示し、領域Ａ４は第４走行モードが選択される領域を示している。この図に示したように第４走行モードが選択される領域Ａ４には、要求駆動トルクが所定の第１トルクＴ１未満、かつ車速が所定の第２車速Ｖ２以上の領域が設定される。第３走行モードが選択される領域Ａ３には、要求駆動トルクが所定の第１トルクＴ１未満、かつ車速が所定の第１車速Ｖ１から第２車速Ｖ２の間の領域が設定される。第２走行モードが選択される領域Ａ２は、要求駆動トルクが第１トルクＴ１かつ第２トルクＴ２の間、かつ車速が第１車速以上の領域が設定される。第１走行モードが選択される領域Ａ１は、上述した領域Ａ２〜Ａ４以外の領域が設定される。なお、この図に示した関係は、予め実験又は数値計算等に基づいて求めて車両制御装置３０のＲＯＭにマップとして記憶させておけばよい。この際、例えば各運転状態において最もトータル損失が小さくなる走行モードを第１の形態で示した算出方法で算出し、その算出結果に基づいてマップを作成すればよい。

この形態では、車両制御装置３０が図１８の走行モード切替ルーチンを実行して車両１の走行モードを切り替える。このルーチンは、車両１の走行中かつエンジン１１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。なお、このルーチンにおいて図７のルーチンと共通の部分については同一の符号を付して説明を省略する。

このルーチンにおいて車両制御装置３０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態を取得する。続くステップＳ２１において車両制御装置３０は、取得した車速及びアクセル開度に基づいて走行モードを選択する。車両１に対する要求駆動トルクは、アクセル開度に基づいて求めることができる。そして、図１９を用いれば車速及び要求駆動トルクからトータル損失が最も小さくなる走行モードを選択できる。次のステップＳ１７において車両制御装置３０は、車両１の走行モードを選択した走行モードに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。

以上に説明したように、第２の形態では、予め車両１の走行状態とその走行状態のときにトータル損失が最も小さくなる走行モードとの関係を求めてマップとして車両制御装置３０のＲＯＭに記憶させておく。そして、このマップに基づいて切り替えるべき走行モードを選択する。そのため、車両制御装置３０に掛かる負荷を軽減できる。また、車両１の走行モードにはトータル損失が最も小さい走行モードが選択されるので、車両１におけるエネルギ効率を改善することができる。そのため、エンジン１１の燃費を向上させることができる。

なお、図１９のマップを記憶することにより、車両制御装置３０が本発明の記憶手段として機能する。また、図９のマップの第１車速Ｖ１が本発明の低速走行判定値に相当し、第２車速Ｖ２が本発明の高速走行判定値に相当する。そして、図９のマップの第１トルクＴ１が本発明の低トルク判定値に相当し、第２トルクＴ２が本発明の高トルク判定値に相当する。そのため、第１走行モードが選択される領域Ａ１が本発明の第１領域に相当し、第２走行モードが選択される領域Ａ２が本発明の第２領域に相当する。そして、第４走行モードが選択される領域Ａ４が本発明の第３領域に相当する。なお、走行モードとして第３走行モードを設けない場合には、領域Ａ３を領域Ａ１に含ませてもよい。この場合、第４走行モードを減筒走行モードと称してもよい。

本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される車両は、車両の走行モードとして第１〜第４走行モードが設定されたハイブリッド車両に限定されない。例えば、本発明は、車両の走行モードとして第１走行モード及び第２走行モードのみが設定されているハイブリッド車両に適用してもよい。また、車両の走行モードとして第１〜第３走行モードが設定されているハイブリッド車両に適用してもよい。

上記各形態では、第１ＭＧ１２をモータロック機構２３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１６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状態切替手段としては、第１ＭＧ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１ＭＧ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状態切替手段を実施し、その状態切替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。

本発明の制御装置は、内燃機関と、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、前記内燃機関のトルクを前記第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、前記出力部にギヤを介して連結された第２モータ・ジェネレータと、前記差動機構の状態を、前記内燃機関のトルクを前記第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、そのトルクの分配を停止する非差動状態とに切り替え可能な状態切替手段と、を備えた駆動装置が搭載され、前記内燃機関は、複数の気筒を有するとともに、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止させる減筒運転モードと、全気筒を稼働させる全気筒運転モードとで運転可能であり、前記内燃機関が前記全気筒運転モードで運転され、かつ前記差動機構の状態が前記差動状態に切り替えられる第１走行モードと、前記内燃機関が前記全気筒運転モードで運転され、かつ前記差動機構の状態が前記非差動状態に切り替えられる第２走行モードと、前記内燃機関が前記減筒運転モードで運転され、かつ前記差動機構の状態が前記非差動状態に切り替えられる第３走行モードと、前記内燃機関が前記減筒運転モードで運転され、かつ前記差動機構の状態が前記差動状態に切り替えられる第４走行モードと、に走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に適用される制御装置において、前記車両の走行モードを前記第１走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失、及び前記第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第１エネルギ損失算出手段と、前記車両の走行モードを前記第２走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記車両の速度に応じて定まる回転数と前記車両に対する要求駆動力にて定まるトルクとで前記内燃機関を運転した場合の前記内燃機関におけるエネルギ損失、及び前記第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第２エネルギ損失算出手段と、前記車両の走行モードを前記第３走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記車両の速度に応じて定まる回転数と前記車両に対する要求駆動力にて定まるトルクとで前記内燃機関を運転した場合の前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記一部の気筒におけるフリクション損失、及び前記第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第３エネルギ損失算出手段と、前記車両の走行モードを前記第４走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記一部の気筒におけるフリクション損失、前記第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失、及び前記第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第４エネルギ損失算出手段と、前記第１エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第２エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第３エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第４エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失とに基づいて、前記車両の走行モードを切り替える走行モード切替手段と、前記車両の速度及び前記車両に対する要求駆動トルクと、前記第１走行モード、前記第２走行モード、及び前記第４走行モードと、を対応付けたマップを記憶する記憶手段と、を備え、前記マップには、前記第１走行モードに対応する第１領域と、前記第２走行モードに対応する第２領域と、前記第４走行モードに対応する第３領域と、が互いに重ならないように設けられ、前記第３領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が所定の高速走行判定値以上、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが所定の低トルク判定値未満の領域が含まれ、前記第２領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が所定の低速走行判定値以上、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが前記低トルク判定値以上かつ所定の高トルク判定値未満の領域が含まれ、前記第１領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が前記低速走行判定値未満、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが前記高トルク判定値以上の領域が含まれ、前記走行モード切替手段は、前記車両の速度、前記車両に対する要求駆動トルク、及び前記マップに基づいて、前記車両の走行モードを切り替える。

本発明の制御装置によれば、第１〜第４走行モードにおける駆動装置のエネルギ損失に基づいて車両の走行モードを切り替えるので、車両の走行モードを現在の走行状態において最もエネルギ損失が小さくなる走行モードに切り替えることができる。これにより車両で無駄に消費されるエネルギを低減できるので、車両のエネルギ効率を改善できる。そのため、車両の燃費を向上させることができる。

車両の速度（車速）が高く、かつ車両に対する要求駆動トルクが低い場合には、内燃機関から出力するパワーが低くても車両を走行させることができる。そのため、このような場合には、内燃機関を減筒運転モードで運転することにより内燃機関で消費される燃料を低減できる。第３領域にこのような領域が含まれている。車速が中速、かつ車両への要求駆動トルクが中程度の場合には、内燃機関からある程度のパワーを出力する必要がある。そこで、このような走行状態では、内燃機関を全気筒運転モードで運転する。ただし、このような走行状態であれば、差動機構の状態を非差動状態に切り替えても内燃機関から出力されるトルクで車両を走行させることができる。そして、差動機構の状態を非差動状態にすることにより内燃機関のトルクに対する反力トルクを第１モータ・ジェネレータから出力する必要がない。そのため、第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失を低減できる。そこで、第２領域には、このような領域が含まれている。そして、車両が低速、高トルクで走行している場合には、内燃機関から大きなトルクを出力する必要があるため、内燃機関を全気筒運転モードで運転する必要がある。また、差動機構の状態を差動状態に切り替え、差動機構でトルクを増幅できるようにする。そこで、第１領域には、このような領域が含まれている。本発明の制御装置によれば、このように各領域が設定されたマップに基づいて車両の走行モードを切り替えるので、車両を適切に走行させつつ車両のエネルギ効率を改善することができる。そのため、燃費を向上させることができる。

本発明の制御装置の一形態において、前記マップには、前記第３走行モードに対応する領域が、前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域と重ならないように設けられ、前記第３走行モードに対応する領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が前記高速判定値未満かつ前記低速走行判定値以上、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが前記低トルク判定値未満の領域が含まれていてもよい。

Claims (4)

1. 内燃機関と、
   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、
   前記内燃機関のトルクを前記第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、
   前記出力部にギヤを介して連結された第２モータ・ジェネレータと、
   前記差動機構の状態を、前記内燃機関のトルクを前記第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、そのトルクの分配を停止する非差動状態とに切り替え可能な状態切替手段と、を備えた駆動装置が搭載され、
   前記差動機構の状態が前記差動状態に切り替えられる第１走行モードと、前記差動機構の状態が前記非差動状態に切り替えられる第２走行モードと、に走行モードを切り替え可能なハイブリッド車両に適用される制御装置において、
   前記車両の走行モードを前記第１走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失、及び第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第１エネルギ損失算出手段と、
   前記車両の走行モードを前記第２走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記車両の速度に応じて定まる回転数と前記車両に対する要求駆動力にて定まるトルクとで前記内燃機関を運転した場合の前記内燃機関におけるエネルギ損失、及び第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第２エネルギ損失算出手段と、
   前記第１エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第２エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失とに基づいて、前記車両の走行モードを切り替える走行モード切替手段と、を備えた制御装置。
2. 前記内燃機関は、複数の気筒を有するとともに、前記複数の気筒のうちの一部の気筒を休止させる減筒運転モードと、全気筒を稼働させる全気筒運転モードとで運転可能であり、
   前記第１走行モード及び前記第２走行モードでは、前記内燃機関が前記全気筒運転モードで運転され、
   前記車両の走行モードとして、前記内燃機関が前記減筒運転モードで運転され、かつ前記差動機構の状態が前記非差動状態に切り替えられる第３走行モードがさらに設けられ、
   前記車両の走行モードを前記第３走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記車両の速度に応じて定まる回転数と前記車両に対する要求駆動力にて定まるトルクとで前記内燃機関を運転した場合の前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記一部の気筒におけるフリクション損失、及び第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第３エネルギ損失算出手段をさらに備え、
   前記走行モード切替手段は、前記第１エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第２エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第３エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失とに基づいて、前記車両の走行モードを切り替える請求項１に記載の制御装置。
3. 前記車両の走行モードとして、前記内燃機関が前記減筒運転モードで運転され、かつ前記差動機構の状態が前記差動状態に切り替えられる第４走行モードがさらに設けられ、
   前記車両の走行モードを前記第４走行モードに切り替えたと仮定した場合の前記駆動装置におけるエネルギ損失を、前記内燃機関におけるエネルギ損失、前記一部の気筒におけるフリクション損失、前記第１モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失、及び第２モータ・ジェネレータにおけるエネルギ損失に基づいて算出する第４エネルギ損失算出手段をさらに備え、
   前記走行モード切替手段は、前記第１エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第２エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第３エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失と、前記第４エネルギ損失算出手段が算出したエネルギ損失とに基づいて、前記車両の走行モードを切り替える請求項２に記載の制御装置。
4. 前記車両の速度及び前記車両に対する要求駆動トルクと、前記第１走行モード、前記第２走行モード、及び前記第４走行モードと、を対応付けたマップを記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記走行モード切替手段は、前記車両の速度、前記車両に対する要求駆動トルク、及び前記マップに基づいて、前記車両の走行モードを切り替え、
   前記マップには、前記第１走行モードに対応する第１領域と、前記第２走行モードに対応する第２領域と、前記第４走行モードに対応する第３領域と、が互いに重ならないように設けられ、
   前記第３領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が所定の高速走行判定値以上、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが所定の低トルク判定値未満の領域が含まれ、
   前記第２領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が所定の低速走行判定値以上、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが前記低トルク判定値以上かつ所定の高トルク判定値未満の領域が含まれ、
   前記第１領域には、前記マップにおいて前記車両の速度が前記低速走行判定値未満、かつ前記車両に対する要求駆動トルクが前記高トルク判定値以上の領域が含まれている請求項３に記載の制御装置。

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