JP2020033980A - 車両及び車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気加熱式触媒の基材の劣化を抑制する。【解決手段】内燃機関１００と、内燃機関１００の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材３５と導電性基材３５を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置３３と、制御装置２００と、を備える車両１１０であって、制御装置２００は、導電性基材３５に供給する基材供給電力を制御する基材供給電力制御部と、導電性基材３５の温度が上昇していく過程において触媒装置３３の内部に水分が存在していた場合に発生し、導電性基材３５の温度が部分的に所定温度帯域で停滞する停滞期間であるか否かを判定する判定部と、を備える。基材供給電力制御部は、停滞期間であると判定されたときは、停滞期間ではないと判定されたときと比較して、基材供給電力を低い電力に制御する。【選択図】図１

Description

本発明は車両及び車両の制御方法に関する。

特許文献１には、動力源としての内燃機関及び電動機を備え、内燃機関の排気通路に電気加熱式の触媒装置（ＥＨＣ；Electrical Heated Catalyst）を設けたハイブリッド車両が開示されている。電気加熱式の触媒装置は、排気通路内に保持されて通電されることで発熱する基材によって、当該基材に担持された触媒を加熱できるように構成されている。電気加熱式の触媒装置を設けることで、内燃機関の始動前に触媒装置の暖機を実施することができる。

特許文献１においては、多孔体の基材の内部に水分が含まれた状態で基材を加熱してしまうと基材の内部で突沸が生じ、そのときに生じる水蒸気によって急激に基材内部の圧力が上昇して基材を劣化させるおそれがあることから、基材の内部に水分が含まれている場合には、基材を加熱する際に基材に供給する電力を通常よりも低くする低電力制御を実施するようにしていた。これにより、基材の内部に含まれている水分をゆっくりと徐々に蒸発させることができるので、突沸による基材の劣化を防止することができるとされている。

特開２０１１−２３１７１０号公報

しかしながら、基材の表面や内部に水分が存在している状態、すなわち触媒装置の内部に水分が存在している状態で基材を加熱すると、突沸に起因する基材の劣化の他にも、基材の内部で温度差が生じることに起因する基材の劣化が生じる場合がある。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、触媒装置の内部に水分が存在する状態で基材が加熱されたときに生じる基材の劣化を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様による車両は、内燃機関と、内燃機関の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材と導電性基材を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、制御装置と、を備える。制御装置は、導電性基材に供給する基材供給電力を制御する基材供給電力制御部と、導電性基材の温度が上昇していく過程において触媒装置の内部に水分が存在していた場合に発生し、導電性基材の温度が部分的に所定温度帯域で停滞する停滞期間であるか否かを判定する判定部と、を備える。基材供給電力制御部は、停滞期間であると判定されたときは、停滞期間ではないと判定されたときと比較して、基材供給電力を低い電力に制御する。

また、内燃機関と、内燃機関の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材と導電性基材を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、を備える車両の本発明のある態様による制御方法は、導電性基材に供給する基材供給電力を制御する基材供給電力制御工程と、導電性基材の温度が上昇していく過程において触媒装置の内部に水分が存在していた場合に発生し、導電性基材の温度が部分的に所定温度帯域で停滞する停滞期間であるか否かを判定する判定工程と、を備える。基材供給電力制御工程は、停滞期間であると判定されたときは、停滞期間ではないと判定されたときと比較して、基材供給電力を低い電力に制御するようになっている。

本発明のこれらの態様によれば、触媒装置の内部に水分が存在する状態で基材が加熱されたときに生じる基材の劣化を抑制することができる。

図１は、本発明の第１実施形態による車両及び車両を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。 図２は、本発明の第１実施形態による内燃機関の詳細な構成について説明する図である。 図３は、導電性基材の表面や内部に水分が存在している状態で、導電性基材に対する通電を開始して触媒装置の暖機を行った場合に生じる問題点について説明する図である。 図４は、本発明の第１実施形態による導電性基材に対する通電制御について説明するフローチャートである。 図５は、内部水分量Ｑｃｗに基づいて、停滞期間中に導電性基材に供給する電力の目標値となる停滞期間供給電力Ｗｓ］を算出するためのテーブルである。 図６は、触媒装置の内部水分量Ｑｃｗの算出制御について説明するフローチャートである。 図７は、本発明の第１実施形態による導電性基材に対する通電制御の動作について説明するタイムチャートである。 図８は、本発明の第２実施形態による導電性基材に対する通電制御について説明するフローチャートである。 図９は、内部水分量Ｑｃｗに基づいて、低電力制御時間ｔｓを算出するためのテーブルである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車両１１０及び車両１１０を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。

本実施形態による車両１１０は、内燃機関１００と、動力分割機構４０と、第１回転電機５０と、第２回転電機６０と、バッテリ７０と、昇圧コンバータ８１と、第１インバータ８２と、第２インバータ８３と、を備え、内燃機関１００及び第２回転電機６０の２つの動力源の一方又は双方の動力を、最終減速装置１１１を介して車輪駆動軸１１２に伝達することができるように構成されたハイブリッド車両である。

内燃機関１００は、機関本体１と、吸気装置２０と、排気装置３０と、を備え、機関本体１のクランクシャフト（図示せず）と連結された出力軸１１３を回転させるための動力を発生させる。以下、図２も参照して内燃機関１００の詳細な構成について説明する。

図２に示すように、機関本体１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面に固定されたシリンダヘッド３と、を備える。

シリンダブロック２には、複数のシリンダ４が形成される。シリンダ４の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ４の内部を往復運動するピストン５が収められる。ピストン５は、コンロッド（図示せず）を介してクランクシャフトと連結されており、クランクシャフトによってピストン５の往復運動が回転運動に変換される。シリンダヘッド３の内壁面、シリンダ４の内壁面及びピストン５の冠面によって区画された空間が燃焼室６となる。

シリンダヘッド３には、シリンダヘッド３の一方の側面に開口すると共に燃焼室６に開口する吸気ポート７と、シリンダヘッド３の他方の側面に開口すると共に燃焼室６に開口する排気ポート８と、が形成される。

またシリンダヘッド３には、燃焼室６と吸気ポート７との開口を開閉するための吸気弁９と、燃焼室６と排気ポート８との開口を開閉するための排気弁１０と、吸気弁９を開閉駆動する吸気カムシャフト１１と、排気弁１０を開閉駆動する排気カムシャフト１２と、が取り付けられる。吸気カムシャフト１１の一端には、吸気弁９の開閉時期を任意の時期に設定することができる油圧式の可変動弁機構（図示せず）が設けられる。

さらにシリンダヘッド３には、燃焼室６内に燃料を噴射するための燃料噴射弁１３と、燃料噴射弁１３から噴射された燃料と空気との混合気を燃焼室６内で点火するための点火プラグ１４と、が取り付けられる。なお、燃料噴射弁１３は、吸気ポート７内に燃料を噴射するように取り付けてもよい。

吸気装置２０は、吸気ポート７を介してシリンダ４内に空気を導くための装置であって、エアクリーナ２１と、吸気管２２と、吸気マニホールド２３と、エアフローメータ２１１と、電子制御式のスロットル弁２４と、を備える。

エアクリーナ２１は、空気中に含まれる砂などの異物を除去する。

吸気管２２は、一端がエアクリーナ２１に連結され、他端が吸気マニホールド２３のサージタンク２３ａに連結される。吸気管２２によって、エアクリーナ２１を介して吸気管２２内に流入してきた空気（吸気）が吸気マニホールド２３のサージタンク２３ａに導かれる。

吸気マニホールド２３は、サージタンク２３ａと、サージタンク２３ａから分岐してシリンダヘッド側面に形成されている各吸気ポート７の開口に連結される複数の吸気枝管２３ｂと、を備える。サージタンク２３ａに導かれた空気は、吸気枝管２３ｂを介して各シリンダ４内に均等に分配される。このように、吸気管２２、吸気マニホールド２３及び吸気ポート７が、各シリンダ４内に空気を導くための吸気通路を形成する。

エアフローメータ２１１は、吸気管２２内に設けられる。エアフローメータ２１１は、吸気管２２内を流れる空気の流量（以下「吸気量」という。）を検出する。

スロットル弁２４は、エアフローメータ２１１よりも下流側の吸気管２２内に設けられる。スロットル弁２４は、スロットルアクチュエータ２５によって駆動され、吸気管２２の通路断面積を連続的又は段階的に変化させる。スロットルアクチュエータ２５によってスロットル弁２４の開度（以下「スロットル開度」という。）の調整することで、各シリンダ４内に吸入される吸気量が調整される。スロットル開度は、スロットルセンサ２１２によって検出される。

排気装置３０は、燃焼室６内で生じた燃焼ガス（以下「排気」という。）を浄化して外気に排出するための装置であって、排気マニホールド３１と、排気管３２と、排気温度センサ２１３と、電気加熱式の触媒装置３３と、を備える。

排気マニホールド３１は、シリンダヘッド側面に形成されている各排気ポート８の開口と連結される複数の排気枝管３１ａと、排気枝管３１ａを集合させて１本にまとめた集合管３１ｂと、を備える。

排気管３２は、一端が排気マニホールド３１の集合管３１ｂに連結され、他端が外気に開口している。各シリンダ４から排気ポート８を介して排気マニホールド３１に排出された排気は、排気管３２を流れて外気に排出される。

排気温度センサ２１３は、触媒装置３３よりも上流側の排気管３２に設けられ、触媒装置３３に流入する排気の温度を検出する。

電気加熱式の触媒装置３３は、排気管３２に取り付けられた外筒３４と、導電性基材３５と、保持マット３６と、一対の電極３７と、備える。

外筒３４は、その内部に導電性基材３５を収容するための部品であって、典型的にはステンレス等の金属又はセラミック等の非金属によって構成されたケースである。

導電性基材３５は、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）や二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ_２）などの通電されることにより発熱する材料によって形成される。本実施形態による導電性基材３５は、排気の流れ方向に沿って複数の排気流通路３５ａ（図３（ａ）参照）が形成されたいわゆるハニカム型の担体であり、各排気流通路３５ａの表面に触媒が担持されている。本実施形態では導電性基材３５に三元触媒を担持させているが、導電性基材３５に担持させる触媒の種類は特に限られるものではなく、種々の触媒の中から所望の排気浄化性能を得るために必要な触媒を適宜選択して担持させることができる。

保持マット３６は、外筒３４と導電性基材３５との間の隙間を埋めるように、外筒３４と導電性基材３５との間に設けられ、導電性基材３５を外筒３４内の所定位置に保持するための部品である。保持マット３６は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などの電気絶縁性の材料によって形成されている。

一対の電極３７は、導電性基材３５に電圧を印加するための部品であり、それぞれ外筒３４に対して電気的に絶縁された状態で導電性基材３５に電気的に接続されると共に、図１に示すように導電性基材３５に印加する電圧を調整するための電圧調整回路３８を介してバッテリ７０に接続される。一対の電極３７を介して導電性基材３５に電圧を印加して導電性基材３５に電力を供給することで、導電性基材３５に電流が流れて導電性基材３５が発熱し、導電性基材３５に担持された触媒が加熱される。一対の電極３７によって導電性基材３５に印加する電圧は、電子制御ユニット２００によって電圧調整回路３８を制御することで調整可能であり、例えばバッテリ７０の電圧をそのまま印加することも、バッテリ７０の電圧を任意の電圧に調整して印加することも可能である。このように本実施形態では、電子制御ユニット２００によって電圧調整回路３８を制御することで、導電性基材３５に供給する電力（以下「基材供給電力」という。）を任意の電力に制御することができるようになっている。

排気ポート８、排気マニホールド３１、排気管３２及び外筒３４が、各シリンダ４から排出された排気が流れる排気通路を形成する。

なお、本実施形態では内燃機関１００の一例として、上記のような無過給ガソリンエンジンを例示して説明したが、上記の構成に限られるものではなく、燃焼態様や気筒配列、燃料の噴射態様、吸排気系の構成、動弁機構の構成、過給器の有無、過給態様等が、上記の構成と異なるものであっても良い。

図１に戻り、動力分割機構４０は、内燃機関１００の動力を、車輪駆動軸１１２を回転させるための動力と、第１回転電機５０を回生駆動させるための動力と、の２系統に分割するための遊星歯車であって、サンギヤ４１と、リングギヤ４２と、ピニオンギヤ４３と、プラネタリキャリア４４と、を備える。

サンギヤ４１は外歯歯車であり、動力分割機構４０の中央に配置される。サンギヤ４１は、第１回転電機５０の回転軸５３と連結されている。

リングギヤ４２は内歯歯車であり、サンギヤ４１と同心円上となるように、サンギヤ４１の周囲に配置される。リングギヤ４２は、第２回転電機６０の回転軸６３と連結される。また、リングギヤ４２には、車輪駆動軸１１２に対して最終減速装置１１１を介してリングギヤ４２の回転を伝達するためのドライブギヤ１１４が一体化されて取り付けられている。

ピニオンギヤ４３は外歯歯車であり、サンギヤ４１及びリングギヤ４２と噛み合うように、サンギヤ４１とリングギヤ４２との間に複数個配置される。

プラネタリキャリア４４は、内燃機関１００の出力軸１１３に連結されており、出力軸１１３を中心にして回転する。またプラネタリキャリア４４は、プラネタリキャリア４４が回転したときに、各ピニオンギヤ４３が個々に回転（自転）しながらサンギヤ４１の周囲を回転（公転）することができるように、各ピニオンギヤ４３にも連結されている。

第１回転電機５０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、サンギヤ４１に連結された回転軸５３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ５１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ５２と、を備える。第１回転電機５０は、バッテリ７０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、内燃機関１００の動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。

本実施形態では、第１回転電機５０は主に発電機として使用される。そして、内燃機関１００の始動時に出力軸１１３を回転させてクランキングを行うときに電動機として使用され、スタータとしての役割を果たす。

第２回転電機６０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、リングギヤ４２に連結された回転軸５３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ６１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ６２と、を備える。第２回転電機６０は、バッテリ７０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、車両１１０の減速時などに車輪駆動軸１１２からの動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。

バッテリ７０は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。本実施形態では、バッテリ７０として、定格電圧が２００［Ｖ］程度のリチウムイオン二次電池を使用している。バッテリ７０は、バッテリ７０の充電電力を第１回転電機５０及び第２回転電機６０に供給してそれらを力行駆動することができるように、また、第１回転電機５０及び第２回転電機６０の発電電力をバッテリ７０に充電できるように、昇圧コンバータ８１等を介して第１回転電機５０及び第２回転電機６０に電気的に接続される。またバッテリ７０は、バッテリ７０の充電電力を導電性基材３５に供給して導電性基材３５を加熱することができるように、電圧調整回路３８及び一対の電極３７を介して導電性基材３５にも電気的に接続される。

さらにバッテリ７０は、例えば家庭用コンセントなどの外部電源からの充電が可能なように、充電制御回路７１及び充電リッド７２を介して外部電源と電気的に接続可能に構成されている。充電制御回路７１は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換し、入力電圧をバッテリ電圧まで昇圧して外部電源の電力をバッテリ７０に充電することが可能な電気回路である。なおバッテリ７０は、必ずしも外部電源からの充電が可能なように構成されている必要はない。

昇圧コンバータ８１は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて一次側端子の端子間電圧を昇圧して二次側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて二次側端子の端子間電圧を降圧して一次側端子から出力することが可能な電気回路を備える。昇圧コンバータ８１の一次側端子はバッテリ７０の出力端子に接続され、二次側端子は第１インバータ８２及び第２インバータ８３の直流側端子に接続される。

第１インバータ８２及び第２インバータ８３は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて直流側端子から入力された直流電流を交流電流（本実施形態では三相交流電流）に変換して交流側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて交流側端子から入力された交流電流を直流電流に変換して直流側端子から出力することが可能な電気回路をそれぞれ備える。第１インバータ８２の直流側端子は昇圧コンバータ８１の二次側端子に接続され、第１インバータ８２の交流側端子は第１回転電機５０の入出力端子に接続される。第２インバータ８３の直流側端子は昇圧コンバータ８１の二次側端子に接続され、第２インバータ８３の交流側端子は第２回転電機６０の入出力端子に接続される。

電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。

入力ポート２０５には、前述したエアフローメータ２１１などの他にも、車速を検出するための車速センサ２１５やバッテリ充電量を検出するためのＳＯＣセンサ２１６、外気温度を検出するための外気温度センサ２１７などの出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、アクセルペダル２２０の踏み込み量（以下「アクセル踏込量」という。）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２２１の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関回転速度を算出するための信号として、機関本体１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２２２の出力信号が入力される。このように入力ポート２０５には、車両１１０を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。

出力ポート２０６には、対応する駆動回路２０８を介して燃料噴射弁１３などの各制御部品が電気的に接続される。

電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力して車両１１０を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する車両１１０の制御について説明する。

電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量に基づいて、車両１１０の走行モードを設定する。具体的には、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量が所定のモード切替充電量（例えば満充電量の２５％）よりも大きいときは、車両１１０の走行モードをＥＶ（Electric Vehicle）モードに設定する。ＥＶモードは、ＣＤ（Charge Depleting；充電消耗）モードと称される場合もある。

車両１１０の走行モードがＥＶモードに設定されているときは、電子制御ユニット２００は、基本的に内燃機関１００を停止させた状態でバッテリ７０の充電電力を使用して第２回転電機６０を力行駆動させ、第２回転電機６０の動力のみにより車輪駆動軸１１２を回転させる。そして電子制御ユニット２００は、所定の機関運転条件が成立しているときには例外的に内燃機関１００を運転させ、内燃機関１００及び第２回転電機６０の双方の動力で車輪駆動軸１１２を回転させる。

ＥＶモード中における機関運転条件は、車両１１０の走行性能確保や部品保護の観点から設定されるもので、例えば車速が所定車速（例えば１００ｋｍ／ｈ）以上になっているときや、アクセル踏込量が増大してアクセル踏込量（車両負荷）及び車速に基づいて設定される車両要求出力Ｐｔが所定出力以上になっているとき（典型的には急加速要求時）、バッテリ温度が所定温度（例えば−１０℃）以下になっているときなどが挙げられる。

このようにＥＶモードは、バッテリ７０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機６０を力行駆動させ、少なくとも第２回転電機６０の動力を車輪駆動軸１１２に伝達して車両１１０を走行させるモードである。

一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量がモード切替充電量以下のときは、車両１１０の走行モードをＨＶ（Hybrid Vehicle）モードに設定する。ＨＶモードは、ＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードと称される場合もある。

車両１１０の走行モードがＨＶモードに設定されているときは、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００の動力を動力分割機構４０によって２系統に分割し、分割した内燃機関１００の一方の動力を車輪駆動軸１１２に伝達すると共に、他方の動力によって第１回転電機５０を回生駆動する。そして、基本的に第１回転電機５０の発電電力によって第２回転電機６０を力行駆動し、内燃機関１００の一方の動力に加えて第２回転電機６０の動力を車輪駆動軸１１２に伝達する。例外的に、例えばアクセル踏込量が増大して車両要求出力が所定出力以上になっているときなどは、車両１１０の走行性能確保のために第１回転電機５０の発電電力とバッテリ７０の充電電力によって第２回転電機６０を力行駆動し、内燃機関１００及び第２回転電機６０の双方の動力を車輪駆動軸１１２に伝達する。

このようにＨＶモードは、内燃機関１００を運転させると共に第１回転電機５０の発電電力を優先的に利用して第２回転電機６０を力行駆動させ、内燃機関１００及び第２回転電機６０の双方の動力を車輪駆動軸１１２に伝達して車両１１０を走行させるモードである。

このようにハイブリッド車両では、基本的に走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替わったときに内燃機関１００が始動されることになる。そしてＥＶモードからＨＶモードへの切り替わりは、基本的にバッテリ充電量に依存する。

ところで、内燃機関１００の運転中において、触媒装置３３が所望の排気浄化性能を発揮するには、導電性基材３５に担持させた触媒を活性温度まで昇温させて、触媒を活性させる必要がある。そのため、機関始動後の排気エミッションの悪化を抑制するには、ＥＶモード中に導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３の暖機を開始し、ＨＶモードに切り替わる前に触媒装置３３の暖機を完了させておくことが望ましい。そこで本実施形態では、ＥＶモード中にバッテリ充電量がモード切替充電量よりも大きい暖機開始充電量まで低下したら、導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３を暖機するようにしている。

このとき、機関停止中に排気通路内において発生した凝縮水が、導電性基材３５の排気流通路３５ａ（図３（ａ）参照）の表面に付着している場合がある。また、導電性基材３５を構成する材料が多孔質の材料である場合、すなわち導電性基材３５が多孔体である場合には、機関停止中に排気通路内において発生した凝縮水が、導電性基材３５の内部に侵入して残留している場合がある。

このように、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している状態、すなわち触媒装置３３の内部に水分が存在している状態で、導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３の暖機を行うと、以下のような問題が生じるおそれがある。

図３は、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している状態で、導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３の暖機を行った場合に生じる問題点について説明する図である。

図３（ａ）は、触媒装置３３を排気流れ方向と垂直に交わる方向で切断した場合の触媒装置３３の一部を拡大した断面図である。図３（ｂ）は、導電性基材３５を外気温相当の初期温度から活性温度に向けて昇温させているときの、導電性基材３５の各部位の温度の推移を示す図である。図３（ｂ）の実線は、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在していない部位（以下「基材乾燥部位」という。）の温度の推移を示す。図３（ｂ）の破線は、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している部位（以下「基材湿潤部位」という。）の温度の推移を示す。図３（ｃ）は、導電性基材３５の表面や内部において、基材乾燥部位と、基材湿潤部位と、の温度差（以下「内部温度差」という。）ΔＴの推移を示す図である。

図３（ｂ）に実線で示すように、基材乾燥部位においては、時間の経過とともに導電性基材３５の温度がほぼ単調に増加していく。一方で、図３（ｂ）に破線で示すように、基材湿潤部位においては、導電性基材３５の温度が水の蒸発温度近傍の所定温度帯域で停滞する停滞期間が存在する。これは、導電性基材３５の温度が水の蒸発温度近傍に達すると、基材湿潤部位で水分が蒸発し、そのときの気化潜熱によって基材湿潤部位の昇温が妨げられるためである。

その結果、図３（ｃ）に示すように、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している状態で、導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３の暖機を行ってしまうと、内部温度差ΔＴが生じることになる。この内部温度差ΔＴは、導電性基材３５の表面や内部に部分的に存在している水分量、すなわち触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、蒸発時間が長くなって停滞期間も長くなるので、大きくなる。そして、内部温度差ΔＴが大きくなると、それに伴って大きな熱応力が生じるため、導電性基材３５を劣化させる要因となる。

この内部温度差ΔＴが過大になることに起因する導電性基材３５の劣化を抑制する方法としては、導電性基材３５に供給する電力（基材供給電力）を低下させ、基材乾燥部位の停滞期間中における昇温速度を抑制する方法が考えられる。

ここで前述した特許文献１では、導電性基材３５の内部に水分が存在しているときには、突沸の発生を抑制するために基材供給電力を低下させていたが、そうすると触媒装置３３の暖機時間が長くなってしまうため、突沸の発生を抑制できる範囲で基材供給電力を可能な限り高くしていた。そのため、突沸の発生については抑制できるものの、基材乾燥部位の停滞期間中の昇温速度を十分に抑制できず、内部温度差Δが過大になって導電性基材３５を劣化させるおれがあった。したがって、内部温度差ΔＴが過大になることに起因する導電性基材３５の劣化に対する対策としては十分なものではなかった。

そこで本実施形態では、内部温度差ΔＴが、導電性基材３５を劣化させるおそれのある所定の温度差（以下「劣化温度差」という。）ΔＴｔｈ以上とならないように、停滞期間中の基材供給電力を、触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗに基づいて、触媒装置３３の内部に水分が存在しない場合等の通常時の基材供給電力の目標値（以下「通常供給電力」という。）Ｗｎ［ｋＷ］よりも低い電力に制御することとした。以下、この本実施形態による導電性基材３５に対する通電制御について説明する。

図４は、本実施形態による導電性基材３５に対する通電制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを車両の１トリップ中に所定の演算周期で繰り返し実行する。

ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、通電実施フラグＦが１に設定されているか否かを判定する。通電実施フラグＦは、導電性基材３５に対する通電を実施する必要があるときに１に設定され、導電性基材３５に対する通電を実施する必要がないときには０に設定されるフラグであって、初期値は０に設定される。電子制御ユニット２００は、本ルーチンとは別途に通電実施フラグＦの設定制御を実施しており、例えば導電性基材３５の温度（以下「基材温度」という。）が所定の活性基材温度（導電性基材３５に担持させた触媒が活性していると判断できる温度）未満であり、かつ、バッテリ充電量が暖機開始充電量以下のときに、通電実施フラグを１に設定する。

なお基材温度は、電子制御ユニット２００によって推定された基材乾燥部位の温度である。本実施形態では電子制御ユニット２００は、導電性基材３５に供給された電力量や排気温度センサ２１３によって検出された触媒装置３３に流入する排気の温度、内燃機関１００を停止してからの経過時間などに基づいて、基材温度を算出している。しかしながら基材温度の算出に関しては、このような方法に限らず、公知の種々の方法によって算出することができる。

電子制御ユニット２００は、通電実施フラグＦが１に設定されていればステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、通電実施フラグＦが０に設定されていればステップＳ８の処理に進む。

ステップ２において、電子制御ユニット２００は、本ルーチンとは別途に算出されている触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗを読み込む。内部水分量Ｑｃｗの算出方法については、図６を参照して後述する。

ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、触媒装置３３の内部に水分が存在しているか否かを判定する。具体的には電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きいか否か判定する。電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きければ、触媒装置３３の内部に水分が存在していると判定してステップＳ４の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが０であれば、触媒装置３３の内部に水分は存在していないと判定してステップＳ７の処理に進む。

なお本実施形態では、このように内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きければステップＳ４の処理に進むようにしているが、触媒装置３３の内部に水分が存在していても、その水分量が少ないときには、仮に基材供給電力を通常供給電力Ｗｎに制御したとしても、内部温度差ΔＴが劣化温度差ΔＴｔｈになる前に触媒装置３３の内部に存在する水分を全て蒸発させることができる場合がある。そのため、基材供給電力を通常通電電力Ｗｎに制御した場合に、内部温度差ΔＴが劣化温度差ΔＴｔｈ以上になる内部水分量（以下「劣化判定水分量」という。）Ｑｔｈを予め実験等によって求めておき、内部水分量Ｑｃｗが劣化判定水分量Ｑｔｈよりも大きければ、ステップＳ４の処理に進むようにしてもよい。

ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、基材湿潤部位において水分が蒸発しているか、すなわち停滞期間中であるか否かを判定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、基材温度が所定の蒸発基材温度以上であれば、停滞期間中であると判定する。一方で電子制御ユニット２００は、基材温度が蒸発基材温度未満であれば、停滞期間中ではないと判断して、ステップＳ７の処理に進む。

蒸発基材温度は、導電性基材３５の表面や内部に存在している水分が蒸発していると判断できる温度であり、本実施形態では水の蒸発温度よりもやや低い温度（例えば９５℃）に設定している。これは、導電性基材３５の内部では、例えば通電分布差などによってある程度の温度ばらつきが生じている可能性があり、一部が９５℃でも、その他の部分が水の蒸発温度に達している場合があるためである。しかしながら、これに限らず、例えば蒸発基材温度を水の蒸発温度よりもやや高い温度に設定してもよい。すなわち、基材温度（基材乾燥部位の温度）と、基材湿潤部位の温度と、にある程度の温度差が生じた段階で、停滞期間中であると判定するようにしてもよい。

ステップＳ５において、電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図５のテーブルを参照し、内部水分量Ｑｃｗに基づいて、停滞期間中に導電性基材３５に供給する電力（基材供給電力）の目標値となる停滞期間供給電力Ｗｓ［ｋＷ］を算出する。図５に示すように、停滞期間供給電力Ｗｓ［ｋＷ］は、通常供給電力Ｗｎよりも低い値に設定されると共に、内部水分量Ｑｃｗが多いときには、少ないときと比較して低い値に設定される。これは、内部水分量Ｑｃｗが多いときほど停滞期間が長くなるため、その分だけ停滞期間供給電力Ｗｓを低くして、基材乾燥部位の昇温速度を抑える必要があるためである。

ステップＳ６において、電子制御ユニット２００は、基材供給電力が停滞期間供給電力Ｗｓとなるように、電圧調整回路３８を制御する。

ステップＳ７において、電子制御ユニット２００は、基材供給電力が通常供給電力Ｗｎとなるように、電圧調整回路３８を制御する。通常供給電力Ｗｎは、予め定められた所定値であり、触媒装置３３の暖機時間を短縮するために、可能な範囲で高い値に設定される。

ステップＳ８において、電子制御ユニット２００は、導電性基材３５に対する通電を実施していた場合には通電を停止し、通電を実施してなかった場合にはそのまま今回の処理を終了する。

図６は、触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗの算出制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを車両起動スイッチがＯＮにされてからＯＦＦにされるまでの間に所定の演算周期で繰り返し実行する。なお車両起動スイッチは、車両起動時にＯＮにされ、車両停止時にＯＦＦにされるスイッチである。

ステップＳ１１において、電子制御ユニット２００は、車両始動時（すなわち車両起動スイッチがＯＮにされたとき）か否かを判定する。電子制御ユニット２００は、車両始動時であれば、ステップＳ１２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、車両始動時でなければ、ステップＳ１５の処理に進む。

ステップＳ１２において、電子制御ユニット２００は、内部水分量前回値Ｑｃｗｚを読み込む。本実施形態では電子制御ユニット２００は、前回の車両停止時（すなわち車両起動スイッチが前回ＯＦＦにされたとき）においてＲＡＭ２０３に格納されている内部水分量Ｑｃｗを、内部水分量前回値Ｑｃｗｚとして読み込む。

ステップＳ１３において、電子制御ユニット２００は、前回の車両停止時から今回の車両始動時までの間に触媒装置３３内で発生した凝縮水の推定量（以下「推定発生水分量」という。）Ｑｃｗ１を算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、前回の車両停止時における基材温度と、今回の車両始動時における基材温度と、外気温度と、に基づいて、推定発生水分量Ｑｃｗ１を算出している。推定発生水分量Ｑｃｗ１は、前回の車両停止時における基材温度と、今回の車両始動時における基材温度と、の温度差が大きくなるほど、多くなる傾向にある。

ステップＳ１４において、電子制御ユニット２００は、内部水分量前回値Ｑｃｗｚに、推定発生水分量Ｑｃｗ１を加算したものを内部水分量Ｑｃｗとして算出し、ＲＡＭ２０３に格納する。

ステップＳ１５において、電子制御ユニット２００は、ＲＡＭ２０３に格納された内部水分量Ｑｃｗを読み込み、内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きいか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きければ、ステップＳ１６の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが０であれば、今回の処理を終了する。

ステップＳ１６において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００が始動されているか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、内燃機関１００が始動されていれば、ステップＳ１７の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、内燃機関１００が停止されていれば、ステップＳ１９の処理に進む。

ステップＳ１７において、電子制御ユニット２００は、触媒装置３３の内部において、排気熱によって蒸発する単位時間当たりの水分量の推定値（以下「第１蒸発水分量」という。）Ｑｅｖ１を算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成されたテーブルを参照し、排気温度センサ２１３によって検出された触媒装置３３に流入する排気の温度に基づいて、第１蒸発水分量Ｑｅｖ１を算出している。

ステップＳ１８において、電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗから第１蒸発水分量Ｑｅｖ１を減算して内部水分量Ｑｃｗの値を更新する。

ステップＳ１９において、電子制御ユニット２００は、通電によって導電性基材３５に投入される熱エネルギによって、導電性基材３５で蒸発が生じているか否かを判定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、導電性基材３５に対する通電が実施されており、かつ基材温度が蒸発基材温度以上であれば、通電による熱エネルギによって蒸発が生じていると判断してステップＳ２０の処理に進み、そうでなければ通電による熱エネルギによって蒸発は生じていないと判断して今回の処理を終了する。

ステップＳ２０において、電子制御ユニット２００は、通電によって導電性基材３５に投入される熱エネルギによって蒸発する単位時間当たりの水分量の推定値（以下「第２蒸発水分量」という。）Ｑｅｖ２を算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、通電によって導電性基材３５に投入される単位時間当たりの熱エネルギ（すなわち基材供給電力）［ｋＪ］と、水の単位質量当たりの気化潜熱［ｋＪ／ｃｃ］と、に基づいて、第２蒸発水分量Ｑｅｖ２を算出している。

ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗから第２蒸発水分量Ｑｅｖ２を減算して内部水分量Ｑｃｗの値を更新する。

図７は、本実施形態による導電性基材３５に対する通電制御の動作について説明するタイムチャートである。なお図７では、車両１１０の走行モードがＥＶモードに設定されていて、バッテリ７０の充電電力を利用して第２回転電機６０の動力によって車両１１０の走行が行われているシーンの動作を示している。

時刻ｔ１で、基材温度が活性基材温度よりも低いときにバッテリ充電量が暖機開始充電量以下になると、通電実施フラグＦが１に設定され、導電性基材３５に対する通電が開始される。

このとき時刻ｔ１では、内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きく、触媒装置３３の内部に水分が存在している状態ではあるものの、基材温度が蒸発基材温度未満であるため、停滞期間中ではないと判断されて、基材供給電力が通常供給電力Ｗｎに制御される。これにより、時刻ｔ１以降は、基材温度が徐々に上昇していく。

そして時刻ｔ２で、基材温度が蒸発基材温度に達して停滞期間中であると判断されると、基材供給電力が内部水分量Ｑｃｗに応じた停滞期間供給電力Ｗｓに制御される。これにより、時刻ｔ２以降は、基材乾燥部位の昇温速度を、内部水分量Ｑｃｗに応じた昇温速度に制御することができる。

本実施形態では停滞期間供給電力Ｗｓは、通常供給電力Ｗｎよりも低い値に設定されると共に、内部水分量Ｑｃｗが多いときには、少ないときと比較して低い値に設定される。そのため、時刻ｔ２以降は、時刻ｔ２以前よりも基材乾燥部位の昇温速度を低下させることができると共に、さらに内部水分量Ｑｃｗが多いときには、少ないときと比較して、基材乾燥部位の昇温速度を低下させることができる。したがって、停滞期間中に内部温度差Δが大きくなって、劣化温度差ΔＴｔｈ以上になってしまうのを抑制できる。

時刻ｔ３で、内部水分量Ｑｃｗが０となり、触媒装置３３の内部に水分が存在していない状態になると、停滞期間が終了したと判断されて、基材供給電力が再び通常供給電力Ｗｎに制御される。そして時刻ｔ４で、時刻ｔ３からの供給電力量が、基材温度を蒸発基材温度から活性基材温度まで昇温させることが可能な所定の供給電力量以上になり、基材湿潤部位の温度が活性基材温度に達すると、通電実施フラグＦが０に設定され、導電性基材３５に対する通電が停止される。

以上説明した本実施形態による車両１１０は、内燃機関１００と、内燃機関１００の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材３５と導電性基材３５を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置３３と、電子制御ユニット２００（制御装置）と、を備える。電子制御ユニット２００は、導電性基材３５に供給する基材供給電力を制御する基材供給電力制御部と、導電性基材３５の温度が上昇していく過程において触媒装置３３の内部に水分が存在していた場合に発生し、導電性基材３５の温度が部分的に所定温度帯域で停滞する停滞期間であるか否かを判定する判定部と、を備えるように構成される。そして基材供給電力制御部は、停滞期間であると判定されたときは、停滞期間ではないと判定されたときと比較して、基材供給電力を低い電力に制御するように構成されている。

これにより、触媒装置３３の内部に水分が存在する状態で導電性基材３５が加熱されたとしても、停滞期間と判定された場合には、基材乾燥部位の昇温速度を抑制することができる。そのため、突沸に起因する導電性基材３５の劣化を抑制することができると共に、内部温度差ΔＴが過大になるのを抑制することもできるので、内部温度差ΔＴが過大になることに起因する導電性基材３５の劣化も抑制することができる。したがって、触媒装置３３の内部に水分が存在する状態で基材が加熱されたときに生じる基材の劣化を抑制することができる。

また本実施形態による電子制御ユニット２００は、触媒装置３３の内部に存在する水分量である内部水分量Ｑｃｗを算出する内部水分量算出部をさらに備えるように構成されており、前述の判定部は、内部水分量Ｑｃｗがゼロよりも多く、かつ、導電性基材３５の温度が、触媒装置３３の内部に存在する水分が蒸発していると判断できる蒸発基材温度（所定温度）以上であるときに、停滞期間であると判定するように構成されている。これにより、停滞期間であるか否かを精度良く判定することができる。

なお、前述の判定部に関しては、内部水分量Ｑｃｗが劣化判定水分量Ｑｔｈ（所定水分量）以上であり、かつ、導電性基材３５の温度が、触媒装置３３の内部に存在する水分が蒸発していると判断できる蒸発基材温度（所定温度）以上であるときに、停滞期間であると判定するように構成することもできる。このとき劣化判定水分量Ｑｔｈは、基材供給電力を、停滞期間ではないと判定されたときに導電性基材３５に供給される所定の通常供給電力Ｗｎに制御したときに、導電性基材３５の温度が上昇していく過程で導電性基材３５の水分が存在する部位と水分が存在していない部位との間で生じる内部温度差ΔＴが、所定の劣化温度差ΔＴｔｈ以上となる水分量である。

これにより、内部温度差ΔＴが劣化温度差ΔＴｔｈ以上になるおそれが無いにもかかわらず、停滞期間と判定して基材供給電力を低くしてしまうのを抑制できるので、触媒装置３３の暖機時間が長くなってしまうのを抑制できる。

また本実施形態による基材供給電力制御部は、停滞期間であると判定されたときは、内部水分量Ｑｃｗに基づいて、基材供給電力を停滞期間ではないと判定されたときと比較して低い電力に制御し、さらに内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比較して基材供給電力を低くするように構成されている。

これにより、基材乾燥部位の昇温速度を、内部水分量Ｑｃｗに応じた昇温速度に制御することができ、具体的には内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、基材乾燥部位の昇温速度を抑制することができる。内部水分量Ｑｃｗが多いときほど全ての水分を蒸発させるために必要な時間が長くなるので、停滞期間が長くなって内部温度差ΔＴが大きくなる傾向にあるが、このように内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、基材乾燥部位の昇温速度を抑制することで、内部温度差ΔＴが過大になるのを効果的に抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、導電性基材３５に対する通電制御の内容が、第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。

前述した第１実施形態では、停滞期間中であると判定した場合には、基材供給電力を内部水分量Ｑｃｗに応じた停滞期間供給電力Ｗｓに制御し、基本的に内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど停滞期間供給電力Ｗｓを低くしていた。

これに対して本実施形態では、停滞期間供給電力Ｗｓを通常供給電力Ｗｎよりも低い予め定められた所定値とし、その代わりに内部水分量Ｑｃｗに基づいて、基材供給電力を停滞期間供給電力Ｗｓに制御する時間（以下「低電力制御時間」という。）ｔｓ［ｓ］を算出することとした。

以下、この本実施形態による導電性基材３５に対する通電制御について説明する。

図８は、本実施形態による導電性基材３５に対する通電制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを車両の１トリップ中に所定の演算周期で繰り返し実行する。なお図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１からステップＳ４、ステップＳ７及びステップＳ８の処理の内容は、第１実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。

ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図９のテーブルを参照し、内部水分量Ｑｃｗに基づいて、低電力制御時間ｔｓを算出する。図５に示すように、低電力制御時間ｔｓは、内部水分量Ｑｃｗが多いときには、少ないときと比較して大きい値に設定される。これは、停滞期間中の基材供給電力を予め定められた所定値とした場合は、内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、全ての水分を蒸発させるために必要な時間が長くなるためである。

ステップＳ３２において、電子制御ユニット２００は、低電力制御時間ｔｓが経過するまで、基材供給電力が通常供給電力Ｗｎよりも低い予め設定された停滞期間供給電力Ｗｓとなるように、電圧調整回路３８を制御する。この本実施形態において停滞期間中に設定される基材供給電力の目標値である停滞期間供給電力Ｗｓは、内部水分量Ｑｃが想定される最大量であったとして、基材供給電力を停滞期間供給電力Ｗｓに制御してその最大量の水分を全て蒸発させたとしても、内部温度差Δが劣化温度差ΔＴｔｈ以上とならない電力値に設定される。

以上説明した本実施形態による電子制御ユニット２００（制御装置）が備える基材供給電力制御部は、停滞期間であると判定されたときは、基材供給電力を低電力制御時間ｔｓ（所定時間）だけ、停滞期間ではないと判定されたときに導電性基材３５に供給される所定の通常供給電力Ｗｎよりも低い所定の停滞期間供給電力Ｗｓ（所定電力）に制御し、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比較して低電力制御時間ｔｓを長くするように構成されている。このようにしても、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、触媒装置３３の内部に水分が存在する状態で基材が加熱されたときに生じる基材の劣化を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば上記の第１実施形態では、内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きいか否か、すなわち触媒装置３３の内部に水分が存在しているか否かを判定し、触媒装置３３の内部に水分が存在している場合に基材温度が所定の蒸発基材温度以上になったときは、停滞期間であると判定していた。しかしながら、簡易的には、このような内部水分量Ｑｃｗの算出を行わず、触媒装置３３の内部に水分が存在していると仮定して、基材温度が所定の蒸発基材温度以上になったときには、触媒装置３３の内部に水分が存在しているか否かにかかわらず停滞期間であると判定するようにしてもよい。そして、予め定められた所定時間だけ、基材供給電力を通常供給電力Ｗｎよりも低い所定電力に制御するようにしてもよい。この場合、所定電力に関しては、第２実施形態で設定した停滞期間供給電力Ｗｓとし、所定時間に関しては、第２実施形態において、内部水分量Ｑｃｗに基づいて算出される低電力制御時間ｔｓの最大値とすればよい。

また上記の各実施形態では、ハイブリッド車両を例に説明したが、内燃機関１００のみを動力源として備える車両において、内燃機関１００が始動される時期を予測して、内燃機関１００の始動される前に各実施形態で説明した通電制御を実施するようにしてもよい。車両のドアが開かれてから内燃機関１００が始動されるまでの時間や、車両の運転席にドライバが座ってから内燃機関１００が始動されるまでの時間などはある程度決まった時間となる。そのため、例えば車両のドアが開かれたことや、車両の運転席にドライバが座ったことを検知することで、内燃機関１００が始動される時期を予測することができる。また、電子制御ユニット２００が外部のクラウドサーバと通信可能に構成されている場合であれば、クラウドサーバに集約された自車両の過去の走行情報などのデータをクラウドサーバから取得し、当該走行情報から内燃機関１００が始動される時期を予想することもできる。

３３ 触媒装置
３５ 導電性基材
６０ 第２回転電機（走行用モータ）
１００ 内燃機関
１１０ 車両
２００ 電子制御ユニット（制御装置）

Claims (8)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材と前記導電性基材を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、
   制御装置と、
   を備える車両であって、
   前記制御装置は、
   前記導電性基材に供給する基材供給電力を制御する基材供給電力制御部と、
   前記導電性基材の温度が上昇していく過程において前記触媒装置の内部に水分が存在していた場合に発生し、前記導電性基材の温度が部分的に所定温度帯域で停滞する停滞期間であるか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   前記基材供給電力制御部は、
   前記停滞期間であると判定されたときは、前記停滞期間ではないと判定されたときと比較して、前記基材供給電力を低い電力に制御する、
   車両。
2. 前記制御装置は、
   前記触媒装置の内部に存在する水分量である内部水分量を算出する内部水分量算出部をさらに備え、
   前記判定部は、
   前記内部水分量がゼロよりも多いか又は所定水分量以上であり、かつ、前記導電性基材の温度が、前記触媒装置の内部に存在する水分が蒸発していると判断できる所定温度以上であるときに、前記停滞期間であると判定する、
   請求項１に記載の車両。
3. 前記基材供給電力制御部は、
   前記停滞期間であると判定されたときは、前記内部水分量に基づいて、前記基材供給電力を前記停滞期間ではないと判定されたときと比較して低い電力に制御し、
   さらに前記内部水分量が多いときは、少ないときと比較して前記基材供給電力を低くする、
   請求項２に記載の車両。
4. 前記基材供給電力制御部は、
   前記停滞期間であると判定されたときは、基材供給電力を所定時間だけ、前記停滞期間ではないと判定されたときに前記導電性基材に供給される所定の通常供給電力よりも低い所定電力に制御し、
   前記内部水分量が多いときは、少ないときと比較して前記所定時間を長くする、
   請求項２に記載の車両。
5. 前記所定水分量は、
   前記基材供給電力を、前記停滞期間ではないと判定されたときに前記導電性基材に供給される所定の通常供給電力に制御したときに、前記導電性基材の温度が上昇していく過程で前記導電性基材の水分が存在する部位と水分が存在していない部位との間で生じる温度差が、所定の温度差以上となる水分量である、
   請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の車両。
6. 前記判定部は、
   前記導電性基材の温度が、前記触媒装置の内部に存在する水分が蒸発していると判断できる所定温度以上になったときは、前記触媒装置の内部に水分が存在しているか否かにかかわらず、前記停滞期間であると判定し、
   前記基材供給電力制御部は、
   前記停滞期間であると判定されたときは、基材供給電力を所定時間だけ、前記停滞期間ではないと判定されたときに前記導電性基材に供給される所定の通常供給電力よりも低い所定電力に制御する、
   請求項１に記載の車両。
7. 前記車両は、前記車両の駆動源として前記内燃機関の他に走行用モータをさらに備え、
   前記基材供給電力制御部は、
   前記内燃機関を始動する前の前記走行用モータの駆動力による走行中に、前記導電性基材に対する通電を実施して前記基材供給電力を制御する、
   請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の車両。
8. 内燃機関と、
   前記内燃機関の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材と前記導電性基材を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、
   を備える車両の制御方法であって、
   前記導電性基材に供給する基材供給電力を制御する基材供給電力制御工程と、
   前記導電性基材の温度が上昇していく過程において前記触媒装置の内部に水分が存在していた場合に発生し、前記導電性基材の温度が部分的に所定温度帯域で停滞する停滞期間であるか否かを判定する判定工程と、
   を備え、
   前記基材供給電力制御工程は、
   前記停滞期間であると判定されたときは、前記停滞期間ではないと判定されたときと比較して、前記基材供給電力を低い電力に制御する、
   車両の制御方法。

Images