JP2017165179A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能なハイブリッド車両において、適切に触媒暖機を行なうことである。【解決手段】ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、バッテリ７０と、第２ＭＧ３０と、ＥＨＣ１４０と、ＥＣＵ２００とを備える。ＥＨＣ１４０は、排気通路１３０に設けられ、排気を浄化する触媒を含むとともにバッテリ７０から電力の供給を受けて触媒を加熱する。ＥＣＵ２００は、ＣＤモードが選択されている場合には、ＥＨＣ１４０を非通電状態とし、触媒の暖機が完了していない状態でＣＳモードが選択されている場合には、ＥＨＣ１４０を通電状態とする。【選択図】図１

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切り替え可能なハイブリッド車両に関する。

特開２０１０−２３７５８号公報（特許文献１）は、エンジンと、バッテリと、バッテリから供給される電力に基づいて走行駆動力を生成するモータと、エンジンの排気経路に設置される電気加熱式触媒（以下、「ＥＨＣ（Electrically Heated Catalyst）」とも称する。）とを備えるハイブリッド車両を開示する。ＥＨＣは、内部に触媒を含み、ＥＨＣが通電されると、触媒が暖機される。触媒の暖機が完了した状態でエンジンが作動すると、エンジンの排気は浄化される。

バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）が所定値まで低下するとエンジンが始動する。このハイブリッド車両においては、エンジン始動時までに触媒暖機を完了するために、バッテリのＳＯＣと車速とに基づいて触媒暖機の開始タイミングが決定される（特許文献１参照）。

特開２０１０−２３７５８号公報

ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切り替え可能なハイブリッド車両においては、エンジンの始動タイミングは、必ずしもバッテリのＳＯＣ及び車速のみによっては決定されない。したがって、上記特許文献１に開示される技術のように、バッテリのＳＯＣ及び車速のみに基づいて触媒暖機の開始タイミングが決定されたとしても、エンジンの始動時に触媒暖機が完了しているとは限らない。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能なハイブリッド車両において、適切に触媒暖機を行なうことである。

この発明のある局面に従うハイブリッド車両は、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能である。ハイブリッド車両は、電動機と、内燃機関と、電気加熱式触媒と、制御装置とを備える。電動機は、走行駆動力を発生する。電気加熱式触媒は、内燃機関の排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒を含むとともに蓄電装置から電力の供給を受けて触媒を加熱する。制御装置は、電気加熱式触媒装置の通電状態を制御する。制御装置は、ＣＤモードが選択されている場合には、電気加熱式触媒を非通電状態とする。また、制御装置は、触媒の暖機が完了していない状態でＣＳモードが選択されている場合には、電気加熱式触媒を通電状態とする。

ＣＤモードが選択されている場合には、内燃機関が始動する可能性が低い。したがって、この場合に触媒暖機を行なったとしても電力が無駄となる可能性がある。一方、ＣＳモードが選択されている場合には、内燃機関が始動する可能性が高い。したがって、この場合に触媒暖機を行なうことは有効である。このハイブリッド車両においては、触媒暖機が完了していない状態でＣＤモードが選択されている場合には、電気加熱式触媒が非通電状態とされ、触媒暖機が完了していない状態でＣＳモードが選択されている場合には、電気加熱式触媒が通電状態とされる。したがって、このハイブリッド車両によれば、電力を無駄にせず、必要な場合に触媒暖機を行なうことができる。

この発明の別の局面に従うハイブリッド車両は、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能である。ハイブリッド車両は、蓄電装置と、電動機と、内燃機関と、電気加熱式触媒と、電力調整部と、制御装置とを備える。蓄電装置は、充放電可能である。電動機は、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する。電気加熱式触媒は、内燃機関の排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒を含むとともに触媒を加熱する。電力調整部は、電気加熱式触媒に供給する電力量を調整する。制御装置は、内燃機関及び電力調整部を制御する。制御装置は、触媒の暖機が完了していない状態でＣＤモードが選択されている場合に、触媒の温度が所定温度よりも高いときは、蓄電装置のＳＯＣが第１のＳＯＣまで低下すると、電気加熱式触媒に第１の電力を供給するように電力調整部を制御し、触媒の温度が所定温度以下であるときは、ＳＯＣが第１のＳＯＣよりも高い第２のＳＯＣまで低下すると、電気加熱式触媒に第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように電力調整部を制御する。また、制御装置は、触媒の暖機が完了していない状態でＣＳモードが選択されている場合に、触媒の温度が所定温度よりも高いときは、電気加熱式触媒に第３の電力を供給するように電力調整部を制御し、触媒の温度が所定温度以下であるときは、電気加熱式触媒に第３の電力よりも小さい第４の電力を供給するように電力調整部を制御するとともに内燃機関が暖機運転をするように内燃機関を制御する。

低温環境下（触媒の温度が所定温度以下である場合）において、電気加熱式触媒の温度は低下している。このような状況下で電気加熱式触媒が急激に加熱されると、電気加熱式触媒の内表面と中心部との温度差が大きくなる。その結果、電気加熱式触媒の内部に生じる熱応力が大きくなり、電気加熱式触媒が破損する可能性がある。このハイブリッド車両においては、ＣＤモード／ＣＳモードに拘わらず、触媒温度が所定温度以下である場合には、触媒温度が所定温度より高い場合よりも、電気加熱式触媒に小さい電力が供給される。したがって、電気加熱式触媒の内表面と中心部との温度差が大きくなることが抑制され、電気加熱式触媒が破損する可能性を低減することができる。

ここで、ＣＤモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、触媒温度が所定温度を上回っているときよりも高いＳＯＣまでＳＯＣが低下した段階で、電気加熱式触媒への電力供給が開始される。したがって、電気加熱式触媒に電力が供給される時間が長くなるため、電気加熱式触媒に供給される電力が小さいとしても、内燃機関が始動するまでに触媒暖機を完了することができる。

一方、ＣＳモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、電気加熱式触媒への電力供給とともに内燃機関が暖機運転を行なう。したがって、電気加熱式触媒に供給される電力が小さいとしても、内燃機関が本格始動するまでに触媒暖機を完了することができる。

この発明によれば、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能なハイブリッド車両において、適切に触媒暖機を行なうことができる。

実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体ブロック図である。 第１及び第２ＭＧ、ＰＣＵ、バッテリ、ＥＨＣの回路構成を示す図である。 ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。 ＥＨＣの通電制御の処理手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に従うハイブリッド車両における、ＥＨＣの通電制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
［ハイブリッド車両の構成］
図１は、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１の全体ブロック図である。ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Motor Generator）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、減速機５０と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００と、を備える。さらに、ハイブリッド車両１は、排気通路１３０と、排気温度センサ２と、ＥＨＣ１４０と、充電ポート１６０と、充電器１７０と、ＣＤ（Charge Depleting）／ＣＳ（Charge Sustaining）切替ボタン２１０とを備える。

エンジン１０、第１ＭＧ２０及び第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０を介して連結される。ハイブリッド車両１は、エンジン１０及び第２ＭＧ３０の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。

エンジン１０は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによってクランクシャフトを回転させる駆動力を発生する内燃機関である。エンジン１０は、ＥＣＵ２００からの制御信号により制御される。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって、駆動輪８０へ伝達される経路と、第１ＭＧ２０へ伝達される経路とに分割される。

第１ＭＧ２０及び第２ＭＧ３０は、交流で駆動されるモータジェネレータである。第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第１ＭＧ２０によって発電された電力はバッテリ７０及び第２ＭＧ３０へ供給される。

第２ＭＧ３０は、バッテリ７０から供給される電力及び第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて走行駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の走行駆動力は、駆動輪８０に伝達される。ハイブリッド車両１の制動時には、駆動輪８０により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０がジェネレータとして動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、ハイブリッド車両１の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生ブレーキとして機能する。第２ＭＧ３０による回生発電によって生じた回生電力はＰＣＵ６０を介してバッテリ７０に充電される。なお、バッテリ７０に蓄えられた電力及び第１ＭＧ２０及び／又は第２ＭＧ３０で発電された回生電力は、後に詳述するように、必要に応じてＥＨＣ１４０にも供給される。

動力分割装置４０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車により構成される。ピニオンギヤは、サンギヤ及びリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３０の回転軸及び減速機５０に連結される。

ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御される。ＰＣＵ６０は、バッテリ７０から供給された直流電力を第１ＭＧ２０及び第２ＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、変換された交流電力をそれぞれ第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力で第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０が駆動される。なお、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０，第２ＭＧ３０によって発電された交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力でバッテリ７０を充電することも可能である。

バッテリ７０は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池で構成される。バッテリ７０の出力電圧は、たとえば２００Ｖを超える高い電圧である。バッテリ７０は、不図示の電圧センサ及び電流センサを含む。電圧センサは、バッテリ７０の電圧Ｖ１を検知し、電流センサは、バッテリ７０に対して入出力される電流Ｉ１を検知する。電圧センサ及び電流センサによる検知結果は、ＥＣＵ２００に出力される。なお、バッテリ７０に代えて、大容量のキャパシタも採用可能である。

排気通路１３０は、エンジン１０の排気ガスを大気に排出するための通路である。排気通路１３０の途中には、ＥＨＣ１４０が設けられる。ＥＨＣ１４０は、エンジン１０の排気ガスを浄化する触媒及び電気ヒータを含み、電気ヒータによって触媒を加熱可能に構成される。ＥＨＣ１４０とバッテリ７０とが通電状態となると、電気ヒータに電力が供給され、触媒が加熱（暖機）される。触媒の暖機が完了した状態でエンジン１０が作動すると、エンジン１０の排気は浄化される。なお、ＥＨＣ１４０には、種々の公知のものを適用することができる。

また、排気通路１３０の途中には、排気温度センサ２が設けられる。排気温度センサ２は、エンジン１０から排出される排気ガスの温度を検知する。なお、排気温度センサ２には、種々の公知のものを適用することができる。

上述の通り、ハイブリッド車両１は、外部電源３１０から供給される電力でバッテリ７０を充電するための充電ポート１６０及び充電器１７０を備える。すなわち、ハイブリッド車両１は、いわゆるプラグインハイブリッド自動車である。なお、外部電源３１０から供給される電力によるバッテリ７０の充電を以下では「外部充電」とも称する。

充電ポート１６０は、外部電源３１０から受電するための電力インターフェースである。外部充電を行なう際、充電ポート１６０には、外部電源３１０から車両へ電力を供給するためのコネクタ３００が接続される。

充電器１７０は、充電ポート１６０及びバッテリ７０に電気的に接続される。そして、充電器１７０は、外部電源３１０から供給される電力をバッテリ７０を充電可能な電力に変換し、バッテリ７０を充電する。

図２は、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０、ＰＣＵ６０、バッテリ７０、及びＥＨＣ１４０の回路構成を示す図である。図２を参照して、ＰＣＵ６０とバッテリ７０との間には、システムメインリレー（ＳＭＲ）７１が設けられる。ＳＭＲ７１は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御され、バッテリ７０とＰＣＵ６０との間における電力の供給と遮断とを切り替える。

ＰＣＵ６０は、コンバータ６１，１００と、インバータ６２，６３とを含む。コンバータ６１は、バッテリ７０とインバータ６２，６３との間に設けられる。コンバータ６１は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御され、バッテリ７０とインバータ６２，６３との間で電圧変換を行なう。

インバータ６２は、コンバータ６１と第１ＭＧ２０との間に設けられる。インバータ６３は、コンバータ６１と第２ＭＧ３０との間に設けられる。インバータ６２，６３は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御され、コンバータ６１で電圧変換された直流電力を交流電力に変換してそれぞれ第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０に出力する。

コンバータ１００は、バッテリ７０とＥＨＣ１４０との間に設けられる。コンバータ１００は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御され、バッテリ７０とＥＨＣ１４０との間で電圧変換を行なう。たとえば、コンバータ１００は、ＥＣＵ２００からの制御信号に従って電圧調整を行なうことにより、ＥＨＣ１４０に供給する電力を調整することができる。

ＥＨＣ１４０は、コンバータ１００に接続される。ＥＨＣ１４０においては、バッテリ７０の電力をコンバータ１００で調整した後の電力を用いて触媒が加熱される。ＥＨＣ１４０においては、通電状態と非通電状態とが切り替わる。また、ＥＨＣ１４０は不図示の温度センサを含み、温度センサはＥＨＣ１４０に含まれる触媒の温度Ｔ１を検知する。温度センサの検知結果は、ＥＣＵ２００に出力される。

再び図１を参照して、ＣＤ／ＣＳ切替ボタン２１０は、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替えるためのボタンである。詳細については後述するが、基本的には、バッテリ７０のＳＯＣが低下すると、ハイブリッド車両１のモードはＣＤモードからＣＳモードに切り替わる。しかしながら、たとえば、ＣＤモードが選択されている場合に、ユーザによりＣＤ／ＣＳ切替ボタン２１０が操作されると、バッテリ７０のＳＯＣに拘わらず、モードがＣＤモードからＣＳモードに切り替わる。

ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。なお、図１ではＥＣＵ２００が１つのユニットとして示されているが、ＥＣＵ２００を２つ以上のユニットに分割してもよい。ＥＣＵ２００は、たとえば、ＣＤモードと、ＣＳモードとを選択的に適用して車両の走行を制御する。また、ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０の電圧センサ及び電流センサの検知結果（Ｖ１及びＩ１）に基づいて、バッテリ７０のＳＯＣを推定する。

ＥＣＵ２００による主要な機能として、ＥＨＣ１４０の通電制御がある。ＥＣＵ２００は、ＥＨＣ１４０とバッテリ７０との通電状態（通電状態／非通電状態）を制御する。ＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両１のモード（ＣＤ／ＣＳモード）に応じて、ＥＨＣ１４０の通電状態を制御する。以下、ＣＤモード及びＣＳモードについて説明し、その後、ＥＨＣ１４０の通電制御について説明する。

［ＣＤ／ＣＳモードの説明］
図３は、ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。図３を参照して、たとえば、外部充電によりバッテリ７０が満充電状態となった後、ＣＤモードで走行が開始されるものとする。

ＣＤモードは、ＳＯＣを消費するモードであり、基本的には、バッテリ７０に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギー）を消費するものである。ＣＤモードでの走行時は、ＳＯＣを維持するためにはエンジン１０は作動しない。これにより、車両の減速時等に回収される回生電力やエンジン１０の作動に伴ない発電される電力により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣが減少する。

ＣＳモードは、ＳＯＣを所定レベルに維持するモードである。一例として、時刻ｔ１において、ＳＯＣの低下を示す所定値ＳＬにＳＯＣが低下すると、ＣＳモードが選択され、その後のＳＯＣが制御範囲ＲＮＧ内に制御される。具体的には、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧの下限（エンジン始動しきい値）に達するとエンジン１０が作動し、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧの上限に達するとエンジン１０が停止する。このように、エンジン１０が作動及び停止を適宜繰り返す（間欠運転）ことによって、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧ内に制御される。このように、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン１０が作動する。

なお、ＣＤモードにおいても、大きな走行駆動力が要求されればエンジン１０は作動する。一方、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが上昇すればエンジン１０は停止する。すなわち、ＣＤモードは、エンジン１０を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではなく、ＣＳモードも、エンジン１０を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモードにおいても、ＣＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

また、特に図示しないが、ＣＤモードが選択されている場合に、ユーザによりＣＤ／ＣＳ切替ボタン２１０が操作されると、バッテリ７０のＳＯＣに拘わらず、ハイブリッド車両１のモードはＣＤモードからＣＳモードに切り替わる。この場合には、ＣＤ／ＣＳ切替ボタン２１０がユーザにより操作された時点のＳＯＣを制御中心として制御範囲ＲＮＧが設定される。したがって、ＣＳモードが選択されている場合に、常にＳＯＣが所定値ＳＬを中心として制御されるわけではない。

［ＣＤ／ＣＳモード対応車両におけるＥＨＣの通電制御］
次に、ＥＨＣ１４０の通電制御について説明する。ＥＣＵ２００は、ＥＨＣ１４０の触媒を暖機するために、ＥＨＣ１４０とバッテリ７０とを通電状態にする。しかしながら、ＥＨＣ１４０を通電状態にするタイミングが適切でないと、触媒の暖機に用いられた電力が無駄になってしまう。たとえば、エンジン１０が使用されない状況においては、エンジン１０から排気ガスは排出されない。この場合にＥＨＣ１４０の触媒を暖機したとしても、電力が無駄になってしまう。一方、エンジン１０が使用される状況において、触媒の暖機が完了していないと、排気ガスが十分に浄化されず問題である。

この実施の形態１に従うハイブリッド車両１は、上述の通り、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能である。ＣＤモードが選択されている場合には、エンジン１０が始動する可能性が低い。ＣＤモードにおいては、ＳＯＣを維持するためにはエンジン１０は作動しないからである。したがって、この場合にＥＨＣ１４０を通電状態としたとしても（触媒暖機を行なったとしても）電力が無駄となる可能性が高い。

一方、ＣＳモードが選択されている場合には、エンジン１０が始動する可能性が高い。ＣＳモードにおいては、ＳＯＣを維持するためにエンジン１０が作動するからである。したがって、この場合にＥＨＣ１４０を通電状態とすることは有効である。

また、ハイブリッド車両１のようにＣＤ／ＣＳ切替ボタン２１０が設けられている場合には、単にバッテリ７０のＳＯＣ低下時にＥＨＣ１４０を通電状態とするだけでは不十分である。ＳＯＣが高い状態であっても、ユーザがＣＤ／ＣＳ切替ボタン２１０を操作すると、ＣＳモードが選択され、エンジン１０が始動する可能性が高くなるからである。

そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１において、ＥＣＵ２００は、ＣＤモードが選択されている場合には、ＥＨＣ１４０を非通電状態とし、触媒の暖機が完了していない状態でＣＳモードが選択されている場合には、ＥＨＣ１４０を通電状態とする。これよれば、電力を無駄にせず、必要な場合に触媒暖機を行なうことができる。

［ＥＨＣ通電制御の処理手順］
図４は、ＥＨＣ１４０の通電制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、車両システムの起動後、ＥＣＵ２００により繰り返し実行される。

図４を参照して、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０に含まれる電圧センサ及び電流センサ（不図示）の出力に基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定するとともに、ＥＨＣ１４０に含まれる温度センサ（不図示）の出力に基づいて触媒の温度を検知する（ステップＳ１００）。

その後、ＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両１のモードとしてＣＤモードが選択されているか、ＣＳモードが選択されているかを判定する（ステップＳ１１０）。ＣＤモードが選択されていると判定されると（ステップＳ１１０において「ＣＤモード」）、エンジン１０が始動する可能性が低いため、ＥＨＣ１４０は通電状態にされず（非通電状態）、処理はリターンに移行する。

一方、ＣＳモードが選択されていると判定されると（ステップＳ１１０において「ＣＳモード」）、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１００において検知された触媒の温度に基づいて、ＥＨＣ１４０の触媒が未暖機であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。触媒の暖機が完了していると判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、処理はステップＳ１５０に移行する。

一方、触媒が未暖機であると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、ＣＳモード時にはエンジン１０が始動する可能性が高いため、ＥＣＵ２００は、ＥＨＣ１４０を通電状態にする（ステップＳ１３０）。

その後、ＥＣＵ２００は、触媒の暖機が完了したか否かを判定し（ステップＳ１４０）、触媒の暖機が完了するまでＥＨＣ１４０の通電状態を継続させる（ステップＳ１４０においてＮＯ）。

触媒の暖機が完了したと判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が作動中か否かを判定する（ステップＳ１５０）。エンジン１０が作動中であると判定されると（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、処理はリターンに移行する。一方、エンジン１０が作動中でないと判定されると（ステップＳ１５０においてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１６０）。たとえば、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣがエンジン始動しきい値まで低下したため、バッテリ７０の充電のためにエンジン１０を始動する必要が生じたか否かを判定する。

エンジン１０の始動条件が成立していないと判定されると（ステップＳ１６０においてＮＯ）、処理はリターンに移行する。一方、エンジン１０の始動条件が成立したと判定されると、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が始動するようにエンジン１０を制御するとともに、ＥＨＣ１４０を通電状態にする（ステップＳ１７０）。

ＥＣＵ２００がエンジン１０の始動制御を実行するとともにＥＨＣ１４０を通電状態とする理由について説明する。たとえば、低温環境下において、触媒暖機が完了している状態でエンジン１０が始動すると、暖機済みの触媒より低い温度の排気ガスが触媒に対して流れ込み、触媒の温度が低下する。その結果、暖機済みの触媒が失活する可能性がある。触媒暖機が完了している状態で、エンジン１０を始動させる場合に、併せて、ＥＨＣ１４０を通電状態とすることで、触媒より低い温度の排気ガスが触媒に流れ込んだとしても、触媒が加熱中であるため、暖機済みの触媒の失活を防止することができる。

その後、ＥＣＵ２００は、排気温度センサ２の出力（温度Ｔ２）に基づいて、エンジン１０から排出される排気ガスの温度が所定温度Ｔｔｈ１以上となったか否かを判定する（ステップＳ１８０）。所定温度Ｔｔｈ１は、該温度の排気ガスの流入が生じても触媒が失活しない温度である。排気ガスの温度が所定温度Ｔｔｈ１未満であると判定されると（ステップＳ１８０においてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、排気ガスの温度が所定温度Ｔｔｈ１以上になるまで、ＥＨＣ１４０の通電状態を継続させる。

一方、排気ガスの温度が所定温度Ｔｔｈ１以上であると判定されると（ステップＳ１８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、ＥＨＣ１４０の通電状態が遮断されるように（非通電状態になるように）ＥＨＣ１４０を制御する（ステップＳ１９０）。その後、処理はリターンに移行する。

以上のように、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１において、ＥＣＵ２００は、ＣＤモードが選択されている場合には、ＥＨＣ１４０を非通電状態とし、触媒の暖機が完了していない状態でＣＳモードが選択されている場合には、ＥＨＣ１４０を通電状態とする。これよれば、電力を無駄にせず、必要な場合に触媒暖機を行なうことができる。

（実施の形態２）
再び図１及び図２を参照して、実施の形態１に従うハイブリッド車両１においては、選択されているモード（ＣＤ／ＣＳモード）に応じて、ＥＨＣ１４０の制御内容が変更された。この実施の形態２に従うハイブリッド車両１Ａにおいては、特に低温環境下におけるＥＨＣ１４０の通電制御に特徴を有し、選択されているモード（ＣＤ／ＣＳモード）及び低温環境下か否かに応じて、ＥＨＣ１４０の制御内容が変更される。

ハイブリッド車両１Ａは、実施の形態１に従うハイブリッド車両１とは異なり、ＥＣＵ２００Ａを備える。他の構成については、実施の形態１に従うハイブリッド車両１と同様である。

低温環境下において、ＥＨＣ１４０の温度は低下している。このような状況下でＥＨＣ１４０が急激に加熱されると、ＥＨＣ１４０の基材の内表面と基材の中心部との温度差が大きくなる。その結果、ＥＨＣ１４０の基材内部に生じる熱応力が大きくなり、ＥＨＣ１４０が破損する可能性がある。

そこで、この実施の形態２に従うハイブリッド車両１Ａにおいて、ＥＣＵ２００Ａは、ＣＤモード／ＣＳモードに拘わらず、触媒温度が所定温度以下である場合には、触媒温度が所定温度より高い場合よりも、ＥＨＣ１４０に小さい電力を供給するようにコンバータ１００を制御する。これにより、ＥＨＣ１４０の基材の内表面と基材の中心部との温度差が大きくなることが抑制され、ＥＨＣ１４０が破損する可能性を低減することができる。

しかしながら、単にＥＨＣ１４０に供給する電力を小さくするのみだと、エンジン１０の始動時までに触媒の暖機が完了しない可能性が生じる。

そこで、この実施の形態２に従うハイブリッド車両１Ａにおいて、ＥＣＵ２００Ａは、ＣＤモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、触媒温度が所定温度を上回っているときよりも高いＳＯＣまでバッテリ７０のＳＯＣが低下した段階で、ＥＨＣ１４０が通電状態となるようにＥＨＣ１４０を制御する。これにより、ＥＨＣ１４０の通電開始からＣＳモードに切り替わるまでの時間が長くなるため、ＥＨＣ１４０に供給される電力が小さいとしても、エンジン１０が始動するまでに触媒暖機を完了することができる。

また、ＥＣＵ２００Ａは、ＣＳモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、ＥＨＣ１４０を通電状態とするとともにエンジン１０が暖機運転を行なうようにエンジン１０を制御する。これにより、ＥＨＣ１４０に供給される電力が小さいとしても、エンジン１０の排気による暖機の併用により、エンジン１０が本格始動するまでに触媒暖機を完了することができる。

［ＥＨＣ通電制御の処理手順］
図５は、この実施の形態２に従うハイブリッド車両１Ａにおける、ＥＨＣ１４０の通電制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、車両システムの起動後、ＥＣＵ２００Ａにより繰り返し実行される。

図５を参照して、ＥＣＵ２００Ａは、バッテリ７０に含まれる電圧センサ及び電流センサ（不図示）の出力に基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定するとともに、ＥＨＣ１４０に含まれる温度センサ（不図示）の出力に基づいて触媒の温度を検知する（ステップＳ２００）。

その後、ＥＣＵ２００Ａは、ステップＳ２００において検知された触媒の温度に基づいて、ＥＨＣ１４０の触媒が未暖機であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。触媒の暖機が完了していると判定されると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、処理はリターンに移行する。

一方、触媒が未暖機であると判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００Ａは、ハイブリッド車両１ＡのモードとしてＣＤモードが選択されているか、ＣＳモードが選択されているかを判定する（ステップＳ２２０）。

ＣＤモードが選択されていると判定されると（ステップＳ２２０において「ＣＤモード」）、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０の触媒温度が所定温度Ｔｔｈ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。触媒温度が所定温度Ｔｔｈ２より高いと判定されると（ステップＳ２３０においてＮＯ）、ＥＣＵ２００Ａは、バッテリ７０のＳＯＣが所定値Ｓ２（＜所定値Ｓ１（後述））以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ＳＯＣが所定値Ｓ２より高いと判定されると（ステップＳ２４０においてＮＯ）、処理はリターンに移行する。一方、ＳＯＣが所定値Ｓ２以下であると判定されると（ステップＳ２４０においてＹＥＳ）、近いうちにＣＳモードに移行してエンジン１０が始動する可能性が高いので、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０に第１の電力を供給するようにコンバータ１００を制御する（ステップＳ２５０）。

ステップＳ２３０において、触媒温度が所定値Ｔｔｈ２以下であると判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００Ａは、バッテリ７０のＳＯＣが所定値Ｓ１（＞所定値Ｓ２）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２６０）。ＳＯＣが所定値Ｓ１より高いと判定されると（ステップＳ２６０においてＮＯ）、処理はリターンに移行する。一方、ＳＯＣが所定値Ｓ１以下であると判定されると（ステップＳ２６０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０に第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するようにコンバータ１００を制御する（ステップＳ２７０）。ＥＨＣ１４０に第２の電力（＜第１の電力）が供給されるのは、触媒温度が低い場合に（低温環境下で）、ＥＨＣ１４０に第１の電力が供給されるとＥＨＣ１４０が破損する可能性が高いからである。なお、ＥＨＣ１４０に供給される電力が第２の電力であっても、ＳＯＣが所定値Ｓ１（＞所定値Ｓ２）に低下した段階で、ＥＨＣ１４０が通電状態となっているため、触媒温度が所定値Ｔｔｈ２より高い場合よりもＥＨＣ１４０の通電開始からＣＳモードに切り替わるまでの時間が長くなり、エンジン１０の始動前に触媒暖機を完了することができる。

ステップＳ２５０，Ｓ２７０の後、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０に含まれる温度センサ（不図示）の出力に基づいて、触媒暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ２８０）。触媒暖機が完了していないと判定されると（ステップＳ２８０においてＮＯ）、ＥＣＵ２００Ａは、触媒暖機が完了するまでＥＨＣ１４０の通電状態を継続させる。一方、触媒暖機が完了したと判定されると（ステップＳ２８０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０の通電状態が遮断されるように（非通電状態になるように）、ＥＨＣ１４０を制御する（ステップＳ２８５）。その後、処理はリターンに移行する。

ステップＳ２２０において、ＣＳモードが選択されていると判定されると（ステップＳ２２０において「ＣＳモード」）、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０の触媒温度が所定温度Ｔｔｈ２以下か否かを判定する（ステップＳ２９０）。触媒温度が所定温度Ｔｔｈ２より高いと判定されると（ステップＳ２９０においてＮＯ）、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０に第３の電力を供給するようにコンバータ１００を制御する（ステップＳ３００）。

一方、触媒温度が所定温度Ｔｔｈ２以下であると判定されると（ステップＳ２９０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０の破損を防止するために、ＥＨＣ１４０に第３の電力よりも小さい第４の電力を供給するようにコンバータ１００を制御するとともに、エンジン１０が暖機運転を開始するようにエンジン１０を制御する（ステップＳ３１０）。ＥＨＣ１４０に供給される電力が第４の電力（＜第３の電力）であっても、エンジン１０が暖機運転を行なうため、エンジン１０の本格始動前に触媒暖機を完了することができる。

ステップＳ３００，Ｓ３１０の後、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０に含まれる温度センサ（不図示）の出力に基づいて、触媒暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ３２０）。触媒暖機が完了していないと判定されると（ステップＳ３２０においてＮＯ）、ＥＣＵ２００Ａは、触媒暖機が完了するまでＥＨＣ１４０の通電状態を継続させる。一方、触媒暖機が完了したと判定されると（ステップＳ３２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０の通電状態が遮断されるように（非通電状態になるように）、ＥＨＣ１４０を制御する（ステップＳ３２５）。その後、処理はリターンに移行する。

以上のように、この実施の形態２に従うハイブリッド車両１Ａにおいて、ＥＣＵ２００Ａは、ＣＤモード／ＣＳモードに拘わらず、触媒温度が所定温度以下である場合には、触媒温度が所定温度より高い場合よりも、ＥＨＣ１４０に小さい電力を供給するようにコンバータ１００を制御する。そして、ＣＤモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、ＥＣＵ２００Ａは、触媒温度が所定温度を上回っているときよりも高いＳＯＣまでバッテリ７０のＳＯＣが低下した段階で、ＥＨＣ１４０が通電状態となるようにＥＨＣ１４０を制御する。一方、ＣＳモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、ＥＣＵ２００Ａは、ＥＨＣ１４０を通電状態とするとともにエンジン１０が暖機運転を行なうようにエンジン１０を制御する。これにより、低温の場合にＥＨＣ１４０の内表面と中心部との温度差が大きくなることによるＥＨＣ１４０の破損を防止しつつ、エンジン１０の始動前に触媒暖機を完了することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、この発明の実施の形態として実施の形態１，２を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこの実施の形態１，２に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。

実施の形態１においては、ＣＤモードが選択されている場合には、ＥＨＣ１４０が非通電状態とされ、ＣＤモードからＣＳモードに遷移した場合にＥＨＣ１４０が未暖機であるときは、ＥＨＣ１４０が通電状態とされることとした。しかしながら、ＥＨＣ１４０を通電状態に切り替えるタイミングはこれに限定されない。たとえば、バッテリ７０のＳＯＣが所定値ＳＬ（図３）よりも高いしきい値まで低下した時点で、ＥＨＣ１４０が未暖機である場合には、ＥＣＵ２００がＥＨＣ１４０を通電状態とする構成としてもよい。また、たとえば、バッテリ７０のＳＯＣ及びＳＯＣの変化量に基づいて、車両のモードがＣＤモードからＣＳモードに遷移することが予想された時点で、ＥＣＵ２００がＥＨＣ１４０を通電状態とさせる構成としてもよい。これにより、ＣＳモードに遷移する前の段階で、ＥＨＣ１４０の暖機を開始することができる。

また、実施の形態１，２において、ＥＨＣ１４０は、バッテリ７０から電力の供給を受けることとした。しかしながら、ＥＨＣ１４０の電源はバッテリ７０に限定されない。たとえば、ＥＨＣ１４０がバッテリ７０以外の補機バッテリ等から電力供給を受ける構成としてもよい。

また、実施の形態１，２において、ＥＣＵ２００，２００Ａは、ＥＨＣ１４０を制御することにより、ＥＨＣ１４０の通電状態を切り替えることとした。しかしながら、ＥＨＣ１４０の通電状態を切り替えるために、制御する対象はＥＨＣ１４０に限定されない。たとえば、ＥＣＵ２００，２００Ａがコンバータ１００を制御することにより、ＥＨＣ１４０の通電状態を切り替える構成としてもよい。

また、実施の形態１，２において、ハイブリッド車両１，１Ａは、プラグインハイブリッド自動車とした。しかしながら、ハイブリッド車両１，１Ａは、プラグインハイブリッド自動車に限定されない。たとえば、ハイブリッド車両１，１Ａは、充電ポート１６０、及び充電器１７０を備えないハイブリッド自動車であってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ハイブリッド車両、２ 排気温度センサ、１０ エンジン、２０ 第１ＭＧ、３０ 第２ＭＧ、４０ 動力分割装置、５０ 減速機、６０ ＰＣＵ、６１，１００ コンバータ、６２，６３ インバータ、７０ バッテリ、７１ ＳＭＲ、８０ 駆動輪、１３０ 排気通路、１４０ ＥＨＣ、１６０ 充電ポート、１７０ 充電器、２００ ＥＣＵ、２１０ ＣＤ／ＣＳ切替ボタン、３００ コネクタ、３１０ 外部電源。

Claims (2)

1. ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切り替え可能なハイブリッド車両であって、
   走行駆動力を発生する電動機と、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒を含むとともに電力の供給を受けて前記触媒を加熱する電気加熱式触媒と、
   前記電気加熱式触媒の通電状態を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記ＣＤモードが選択されている場合には、前記電気加熱式触媒を非通電状態とし、
   前記触媒の暖機が完了していない状態で前記ＣＳモードが選択されている場合には、前記電気加熱式触媒を通電状態とする、ハイブリッド車両。
2. ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切り替え可能なハイブリッド車両であって、
   充放電可能な蓄電装置と、
   前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒を含むとともに前記触媒を加熱する電気加熱式触媒と、
   前記電気加熱式触媒に供給される電力量を調整する電力調整部と、
   前記内燃機関及び前記電力調整部を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記触媒の暖機が完了していない状態で前記ＣＤモードが選択されている場合に、
   前記触媒の温度が所定温度よりも高いときは、前記蓄電装置のＳＯＣが第１のＳＯＣまで低下すると、前記電気加熱式触媒に第１の電力を供給するように前記電力調整部を制御し、
   前記触媒の温度が前記所定温度以下であるときは、前記ＳＯＣが前記第１のＳＯＣよりも高い第２のＳＯＣまで低下すると、前記電気加熱式触媒に前記第１の電力よりも小さい第２の電力を供給するように前記電力調整部を制御し、
   前記触媒の暖機が完了していない状態で前記ＣＳモードが選択されている場合に、
   前記触媒の温度が前記所定温度よりも高いときは、前記電気加熱式触媒に第３の電力を供給するように前記電力調整部を制御し、
   前記触媒の温度が前記所定温度以下であるときは、前記電気加熱式触媒に前記第３の電力よりも小さい第４の電力を供給するように前記電力調整部を制御するとともに前記内燃機関が暖機運転をするように前記内燃機関を制御する、ハイブリッド車両。

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