JP2020115003A

JP2020115003A - 電気加熱式触媒の異常検出装置

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Publication number: JP2020115003A
Application number: JP2019006356A
Authority: JP
Inventors: 重正廣岡; Shigemasa Hirooka; 剛小渕; Go Kobuchi; 真吾是永; Shingo Korenaga
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2039-01-17
Also published as: DE102020100359A1; US20200232370A1; CN111441851A; JP7031616B2; DE102020100359B4; CN111441851B; US11306640B2

Abstract

【課題】排気エミッションの悪化を招くような電気加熱式触媒の異常を、精度良く検出する。【解決手段】本発明が適用される電気加熱式触媒は、ＥＶ走行モードとＨＣ走行モードとを切り替え可能なハイブリッド車両に搭載され、内燃機関の始動前に通電される。本発明の異常検出装置は、電気加熱式触媒の通電開始から所定期間において電気加熱式触媒へ実際に供給された電力の積算値（実通電量）に相関する通電量パラメータを演算し、その通電量パラメータを所定の閾値と比較することで、電気加熱式触媒の異常を検出する。所定の閾値は、電気加熱式触媒が通電されている状態におけるバッテリの充電率の減収速度（充電率減少速度）に応じて、設定される。【選択図】図９

Description

本発明は、電気加熱式触媒の異常検出装置に関する。

内燃機関の排気浄化装置として、通電により発熱する発熱体が併設された排気浄化触媒（以下、「電気加熱式触媒」と記す場合もある。）を備えたものが知られている。斯様な内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関の始動に先立って電気加熱式触媒へ電圧を印加（通電）することで、内燃機関の始動時や始動直後の排気エミッションを少なく抑えることが可能になる。

ところで、上記電気加熱式触媒に異常が発生すると、規定量の電気エネルギを投入しても、電気加熱式触媒の温度が目標温度まで上昇しなくなる可能性がある。これに対し、従来では、電気加熱式触媒に実際に供給された電力の積算値と基準電力の積算値とを比較することで、電気加熱式触媒の異常を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０００−２２０４４３号公報

ところで、バッテリに充電された電力を利用した電動機のみで車両を走行させるモード（ＥＶ（Electric Vehicle）走行モード）と、内燃機関と電動機との協働によって車両を走行させるモード（ＨＶ（Hybrid Vehicle）走行モード）と、を切り換えることができるハイブリッド車両に電気加熱式触媒が搭載される場合は、電気加熱式触媒の通電中に車両がＥＶ走行させられる場合がある。しかしながら、ＥＶ走行によるバッテリの消費速度が大きくなると、電気加熱式触媒への通電が途中で中止されて、バッテリの充電のために内燃機関が始動される可能性がある。そのような場合は、電気加熱式触媒への通電が完了した後に内燃機関が始動される場合に比べ、内燃機関の始動時及び始動直後における排気エミッションが多くなり易い。そして、電気加熱式触媒への通電が途中で中止される場合にあっては、たとえ電気加熱式触媒の異常度合が同じであっても、電気加熱式触媒への通電が開始されてから中止されるまでの通電時間に応じて、内燃機関の始動時及び始動直後における排気エミッションの量が変わり得る。

本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気エミッションの悪化を招くような電気加熱式触媒の異常を、精度良く検出することができる技術を提供することにある。

本発明は、上記した課題を解決するために、電気加熱式触媒の通電開始からの所定期間における実通電量に相関する通電量パラメータと所定の閾値とを比較することで、電気加熱式触媒の異常を検出する、電気加熱式触媒の異常検出装置であって、電気加熱式触媒の通電時におけるバッテリの充電率減少速度に応じて、所定の閾値を変更することで、排気エミッションの悪化を招くような異常を精度良く検出することができるようにした。

詳細には、本発明は、バッテリに充電された電力を利用した電動機のみで車両を走行さ
せるモード（ＥＶ走行モード）と、前記電動機と内燃機関とを協働させることで車両を走行させるモード（ＨＶ走行モード）と、を切り替え可能なハイブリッド車両における前記内燃機関の排気通路に配置され、通電により発熱し且つ温度が低いときは高いときよりも電気抵抗が大きくなる発熱体、及び排気浄化触媒を含む電気加熱式触媒に適用される、異常検出装置である。該異常検出装置は、前記内燃機関の始動前に、前記バッテリから前記電気加熱式触媒へ電圧を印加させるものであって、前記電気加熱式触媒に印加される電圧である印加電圧と単位時間あたりに前記電気加熱式触媒を流れる電流である触媒電流との積である電力が、前記電気加熱式触媒へ供給すべき電力の目標値である目標電力となるように、前記印加電圧を調整する、通電手段と、前記通電手段によって前記電気加熱式触媒への前記印加電圧の印加が開始された時点からの所定期間において、前記電気加熱式触媒へ実際に供給された電力の積算値である実通電量に相関する通電量パラメータを演算する、演算手段と、前記通電手段によって前記印加電圧が前記電気加熱式触媒へ印加されているときの、前記バッテリにおける充電率の減少速度である充電率減少速度を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得される前記充電率減少速度に応じて、前記電気加熱式触媒の異常を検出する際の基準となる所定の閾値を設定する、設定手段と、前記演算手段によって演算される前記通電量パラメータと前記設定手段によって設定される前記所定の閾値とを比較することで、前記電気加熱式触媒の異常を検出する、検出手段と、を備える。

電気加熱式触媒を搭載したハイブリッド車両では、例えば、電気加熱式触媒（排気浄化触媒）の温度が低い場合に、内燃機関の始動に先立って通電手段が電気加熱式触媒へ印加電圧を印加（通電）することで、発熱体を発熱させて、排気浄化触媒を予熱する。その際、通電手段は、電気加熱式触媒に印加される電圧（印加電圧）と単位時間あたりに電気加熱式触媒を流れる電流（触媒電流）との積（乗算値）である電力が、電気加熱式触媒へ供給すべき電力の目標値である目標電力となるように、印加電圧を調整する。これにより、内燃機関の始動時や始動直後における電気加熱式触媒の浄化性能を高めることができるため、排気エミッションの低減を図ることができる。なお、上記した目標電力は、電気加熱式触媒へ電力を供給するための機器（例えば、バッテリ、発電機、ＤＣ／ＤＣコンバータ等）の構造や性能等に応じて設定される。

ところで、発熱体や電極等が酸化したり又はクラックを生じたりするような異常が電気加熱式触媒に発生すると、電気加熱式触媒の電気抵抗が正常時より大きくなる。また、電気加熱式触媒に印加可能な電圧は、電気加熱式触媒へ電力を供給するための機器の構造や性能等に応じた所定の上限値に制限される。よって、電気加熱式触媒に異常が発生している場合は、所定の上限値に相当する印加電圧が電気加熱式触媒に印加されても、触媒電流が過少になることで、電気加熱式触媒へ供給することができる電力が目標電力より小さくなる可能性がある。それにより、電気加熱式触媒を所望の温度まで昇温させるまでに要する通電時間（以下、「通電必要時間」と記す場合もある。）が長くなる。

ここで、電気加熱式触媒の異常に起因して通電必要時間が長くなると、電気加熱式触媒への通電が途中で中止される可能性がある。例えば、電気加熱式触媒が通電されているときに、ハイブリッド車両がＥＶ走行させられると、バッテリの充電率減少速度が大きくなる。これにより、通電必要時間が経過する前にバッテリの充電率が下限値まで低下する可能性がある。ここでいう「下限値」は、バッテリの充電率が該下限値を下回ると、内燃機関を始動させてバッテリを充電する必要があると判定される値である。よって、電気加熱式触媒の通電途中でバッテリの充電率が上記下限値まで低下すると、電気加熱式触媒への通電が中止されて、内燃機関が始動されることになる。その際、電気加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、バッテリの充電率がより早い時期に下限値まで低下し易いため、それに伴って電気加熱式触媒への通電が中止されるタイミング（内燃機関が始動されるタイミング）がより早くなり易い。つまり、電気
加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、電気加熱式触媒への実際の通電時間が短くなり易い。それにより、電気加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、電気加熱式触媒への通電が中止される時点における電気加熱式触媒の温度が低くなり易く、それに伴って電気加熱式触媒の浄化性能も小さくなり易い。よって、電気加熱式触媒の異常度合が同じであっても、電気加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、内燃機関の始動時及び始動直後における排気エミッションが多くなり易い。

これに対し、本発明は、電気加熱式触媒の通電開始からの所定期間において電気加熱式触媒へ実際に供給された電力の積算値（実通電量）に相関する通電量パラメータを、所定の閾値と比較することで、電気加熱式触媒の異常を検出する、電気加熱式触媒の異常検出装置において、電気加熱式触媒が通電されているときのバッテリの充電率減少速度に応じて、所定の閾値が設定されるようにした。これによれば、電気加熱式触媒への通電が途中で中止された場合であっても、内燃機関の始動時及び始動直後における排気エミッションの悪化を招くような異常を精度良く検出することができる。なお、ここでいう「所定期間」は、電気加熱式触媒が正常である場合の通電量パラメータと、電気加熱式触媒が異常である場合の通電量パラメータと、の間に顕著な差が生じるように定められる期間である。斯様な所定期間は、例えば、電気加熱式触媒が正常である場合において、電気加熱式触媒の通電が開始されてから実電力が目標電力と同等の電力へ上昇するまでに要する期間以上、且つ電気加熱式触媒の通電開始からの目標通電量が所定の基準通電量に達するまでに要する期間以下に定められればよい。その際の「所定の基準通電量」は、例えば、電気加熱式触媒の温度を、通電開始時の温度から所定温度（例えば、排気浄化触媒の活性する温度）まで上昇させるために必要となる電力である。

ここで、本発明に係る演算手段は、前記所定期間における前記目標電力の積算値である目標通電量に対する前記実通電量の比（以下、「通電量比」と記す場合もある。）を演算してもよい。その場合、設定手段は、取得手段によって取得される充電率減少速度が大きい場合は小さい場合よりも大きい値になるように、前記所定の閾値としての所定比を設定してもよい。そして、検出手段は、前記演算手段によって演算される通電量比が前記設定手段によって設定される前記所定比より小さければ、前記電気加熱式触媒が異常であると判定してもよい。

前述したように、電気加熱式触媒が異常である場合は正常である場合に比べ、電気加熱式触媒の電気抵抗が大きくなる。それに伴い、上記した通電量比も、電気加熱式触媒が正常である場合よりも異常である場合の方が小さくなる。ただし、電気加熱式触媒の異常度合が同じであっても（上記した通電量比が同じであっても）、電気加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、内燃機関の始動時及び始動直後における排気エミッションが多くなり易い。そのため、電気加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、より軽度の異常（通電量比がより大きくなる異常）を検出する必要がある。これに対し、電気加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、所定比が大きい値に設定されれば、内燃機関の始動時及び始動直後における排気エミッションの悪化を招くような異常を、精度良く検出することができる。

なお、本発明に係る通電量パラメータは、上記したような通電量比に限定されるものではなく、例えば、所定期間における実通電量や、所定期間における目標通電量と実通電量との差等を用いることができる。所定期間における実通電量が通電量パラメータとして用いられる構成においては、電気加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、所定の閾値が大きい値に設定されればよい。また、所定期間における目標通電量と実通電量との差が通電量パラメータとして用いられる構成において
は、電気加熱式触媒が通電されているときの充電率減少速度が大きい場合は小さい場合に比べ、所定の閾値が小さい値に設定されればよい。

なお、通電量比と所定比とを比較することで電気加熱式触媒の異常を検出するように、本発明に係る異常検出装置が構成される場合においては、該異常検出装置は、内燃機関が始動される際のハイブリッド車両の走行負荷を予測する予測手段を更に備えるようにしてもよい。その場合、設定手段は、取得手段によって取得される充電率減少速度が大きい場合は小さい場合よりも大きい値になり、且つ予測手段により予測される走行負荷が大きい場合は小さい場合よりも大きい値になるように、所定比を設定してもよい。これは、電気加熱式触媒の異常度合が同じであっても、内燃機関が始動される際の走行負荷が大きい場合は小さい場合に比べ、内燃機関の始動直後における該内燃機関の負荷（機関負荷）が大きくなることで、排気エミッションが多くなり易いためである。

本発明によれば、排気エミッションの悪化を招くような電気加熱式触媒の異常を、精度良く検出することができる。

本発明を適用する車両の概略構成を示す図である。ＥＨＣの概略構成を示す図である。ソーク時間と床温Ｔｃａｔとの相関を示す図である。ＥＨＣの通電開始から通電終了までの期間における、実電力Ｗｒと、実通電量ΣＷｒと、触媒担体の床温Ｔｃａｔと、の経時変化を示す図である。触媒担体の床温ＴｃａｔとＥＨＣの電気抵抗Ｒｃａｔとの相関を示す図である。ＥＨＣに異常が発生している状態でプレヒート処理が行われた場合における、実電力Ｗｒと、実通電量ΣＷｒと、通電量比Ｐｒｗと、の経時変化を示す図である。プレヒート処理中に車両がＥＶ走行された場合における、ＥＨＣの通電状態と、バッテリのＳＯＣと、触媒担体の床温Ｔｃａｔと、の経時変化を示す図である。ＥＨＣが通電されているときのバッテリのＳＯＣと、ＥＨＣが通電されているときの充電率減少速度ΔＳＯＣと、所定比Ｐｔｈｒｅと、の相関を示す図である。実施例に係る異常検出処理においてＥＣＵが実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例＞
図１は、本発明が適用される車輌の概略構成を示す図である。図１において、車両１００は、駆動輪である車輪５８を駆動するためのハイブリッドシステムを搭載している。ハイブリッドシステムは、内燃機関１と、動力分割機構５１と、電動モータ５２と、発電機５３と、バッテリ５４と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）５５と、車軸（ドライブシャフト）５６と、減速機５７と、を備える。

内燃機関１は、複数の気筒１ａを有する火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）であり、各気筒１ａ内で形成される混合気に着火するための点火プラグ１ｂを備えている。なお、図１に示す例では、内燃機関１は、４つの気筒を有しているが、３つ以下の気筒を有するものでもよく、若しくは５つ以上の気筒を有するものでもよい。また、内燃機関１
は、圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）であってもよい。内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）は、動力分割機構５１を介して発電機５３の回転軸と電動モータ５２の回転軸とに連結されている。

発電機５３の回転軸は、動力分割機構５１を介して内燃機関１のクランクシャフトと連結されており、主としてクランクシャフトの運動エネルギを利用して発電を行う。また、発電機５３は、内燃機関１を始動させる際に動力分割機構５１を介してクランクシャフトを回転駆動することにより、スタータモータとして働くこともできる。また、発電機５３によって発電された電力は、ＰＣＵ５５を介してバッテリ５４に蓄えられ、或いは電動モータ５２へ供給される。

電動モータ５２の回転軸は、減速機５７を介して車軸５６と連結されており、バッテリ５４又は発電機５３からＰＣＵ５５を介して供給される電力を利用して車輪５８を回転駆動する。また、電動モータ５２の回転軸は、動力分割機構５１にも連結されており、内燃機関１を補助して車輪５８を回転駆動することもできる。

動力分割機構５１は、遊星歯車装置で構成されており、内燃機関１と電動モータ５２と発電機５３との間で動力の分割を行う。例えば、動力分割機構５１は、内燃機関１を最も効率の良い運転領域で運転させつつ、発電機５３の発電量を調整して電動モータ５２を作動させることによって、車両１００の走行速度を調整する。

ＰＣＵ５５は、インバータ、昇圧コンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を含んで構成されており、バッテリ５４から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータ５２へ供給したり、発電機５３から供給される交流電力を直流電力に変換してバッテリ５４に供給したり、インバータとバッテリ５４との間で授受される電力を変圧したり、バッテリ５４から後述の電気加熱式触媒（ＥＨＣ：Electric Heated Catalyst）２へ供給される電力の電圧を変圧したりする。

ここで、内燃機関１は、気筒１ａ内又は吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁（図示略）を具備しており、該燃料噴射弁から噴射された燃料と空気とで形成される混合気を上記点火プラグ１ｂで着火及び燃焼させることで熱エネルギを発生させ、その熱エネルギによってクランクシャフトを回転駆動する。

斯様な内燃機関１には、吸気管１０が接続されている。吸気管１０は、大気中から取り込まれた新気（空気）を内燃機関１の気筒へ導くものである。吸気管１０の途中には、エアフローメータ１２及びスロットル弁１３が配置されている。エアフローメータ１２は、内燃機関１へ供給される空気の質量（吸入空気量）に相関する電気信号を出力する。スロットル弁１３は、吸気管１０内の通路断面積を変更することで内燃機関１の吸入空気量を調整する。

また、内燃機関１には、排気管１１が接続されている。排気管１１は、内燃機関１の気筒内で燃焼された既燃ガス（排気）を流通させる。排気管１１の途中には、通電により発熱する発熱体が併設された排気浄化触媒であるＥＨＣ２が設けられている。ＥＨＣ２より上流側の排気管１１には空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）１４及び第１排気温度センサ１５が設けられている。Ａ／Ｆセンサ１４は、排気の空燃比に相関する電気信号を出力する。第１排気温度センサ１５は、ＥＨＣ２へ流入する排気の温度に相関する電気信号を出力する。また、ＥＨＣ２より下流側の排気管１１には、第２排気温度センサ１６が設けられている。第２排気温度センサ１６は、ＥＨＣ２から流出する排気の温度に相関する電気信号を出力する。なお、第１排気温度センサ１５と第２排気温度センサ１６とのうち、何れか一方のみが排気管１１に設けられるようにしてもよい。

このように構成されたハイブリッドシステムには、ＥＣＵ（Electronic Control Unit
）２０が併設されている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子制御ユニットである。

ＥＣＵ２０は、エアフローメータ１２、Ａ／Ｆセンサ１４、第１排気温度センサ１５、及び第２排気温度センサ１６等の各種センサに加え、アクセルポジションセンサ１７やＳＯＣセンサ５４０と電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ１７は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する電気信号を出力するセンサである。ＳＯＣセンサ５４０は、バッテリ５４に取り付けられ、該バッテリ５４のＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）を検出する。ここでいうＳＯＣは、バッテリ５４が蓄えることができる最大の電力量（満充電時に蓄えられている電力の容量）に対して現時点で放電可能な電力量の割合（充電率）である。

ＥＣＵ２０は、前記した各種センサの出力信号に基づいて、内燃機関１及びその周辺機器（例えば、点火プラグ１ｂ、スロットル弁１３、燃料噴射弁、ＥＨＣ２等）と、電動モータ５２と、発電機５３と、ＰＣＵ５５と、ＥＨＣ２と、を制御する。なお、ＥＣＵ２０は、ハイブリッドシステム全体を制御するＥＣＵと、内燃機関１及びその周辺機器を制御するためのＥＣＵと、に分割されていてもよい。

次に、ＥＨＣ２の概略構成について図２に基づいて説明する。なお、図２中の矢印は、排気の流れ方向を示している。ＥＨＣ２は、円柱状に形成された触媒担体３と、触媒担体３を覆う筒状の内筒６と、内筒６を覆う筒状のケース４と、を備えている。それら触媒担体３と内筒６とケース４とは同軸に配置されている。

触媒担体３は、排気の流れ方向に延在する複数の通路がハニカム状に配置された構造体であり、該構造体の外形は、円柱状に成形されている。触媒担体３には、酸化触媒、三元触媒、吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ（NO_X Storage Reduction）触媒）、選択還元型触媒（Ｓ
ＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒）、或いはそれらを組み合わせた排気浄化
触媒３１が担持されている。なお、本実施例における触媒担体３は、多孔質のセラミック（ＳｉＣ）などのように、比較的電気抵抗が大きく、且つその温度が低いときは高いときよりも電気抵抗が大きくなる基材（すなわち、ＮＴＣ特性を有する基材）により形成され、発熱体として機能する。

内筒６は、電気伝導率が低く、且つ、耐熱性が高い絶縁材（例えば、アルミナ、或いはステンレス鋼材の表面に絶縁層をコートしたもの）を円筒状に成形したものである。内筒６は、該内筒６の内径が触媒担体３の外径より大きくなるように形成される。

ケース４は、触媒担体３及び内筒６を収容する金属製（たとえば、ステンレス鋼材）の筐体である。ケース４は、内筒６の外径より大きな内径を有する筒部と、該筒部の上流側端部に連結される上流側コーン部と、該筒部の下流側端部に連結される下流側コーン部と、を備えている。上流側コーン部と下流側コーン部は、筒部から離間するほど内径が小さくなるテーパ状に成形されている。

内筒６の内周面と触媒担体３の外周面との間、並びにケース４の内周面と内筒６の外周面との間には、筒状のマット部材５が圧入される。マット部材５は、電気伝導率が低く、且つ緩衝性が高い絶縁材（例えば、アルミナ繊維マットなどの無機繊維マット）により形成される。

ケース４の外周面における互いに対向する２箇所には、該ケース４とマット部材５と内
筒６を貫通する一対の貫通孔９が設けられている。各貫通孔９には、電極７が設けられている。各電極７は、触媒担体３の外周面に沿って周方向及び軸方向に延在する表面電極７ａと、該表面電極７ａの外周面から前記貫通孔９を通ってケース４の外部へ延びる軸電極７ｂと、を備えている。

ケース４における貫通孔９の周縁部には、軸電極７ｂを支持する支持部材８が設けられている。支持部材８は、ケース４と軸電極７ｂとの間の環状の開口部を覆うように形成される。なお、支持部材８は、電気伝導率が低い絶縁体により形成され、軸電極７ｂとケース４との短絡を抑制する。

また、軸電極７ｂは、供給電力制御部１８及びＰＣＵ５５を介してバッテリ５４の出力端子に接続されている。供給電力制御部１８は、ＥＣＵ２０によって制御され、バッテリ５４からＰＣＵ５５を介して電極７へ電圧を印加（ＥＨＣ２の通電）したり、バッテリ５４からＰＣＵ５５を介してＥＨＣ２へ印加される電圧（印加電圧）の大きさを調整したり、単位時間あたりにＥＨＣ２の電極７間を流れる電流（触媒電流）を検出したりする機能を有する。

このように構成されたＥＨＣ２によれば、供給電力制御部１８がバッテリ５４からＰＣＵ５５を介して電極７へ電圧を印加することで、ＥＨＣ２への通電が為されると、触媒担体３が電気抵抗となって発熱する。これにより、触媒担体３に担持されている排気浄化触媒３１が加熱される。よって、排気浄化触媒３１の温度が低いときにＥＨＣ２への通電が行われれば、排気浄化触媒３１を速やかに昇温させることができる。特に、内燃機関１の始動に先立って、ＥＨＣ２への通電が行われれば、内燃機関１の始動時及び始動直後における排気エミッションを少なく抑えることができる。

ここで、本実施例におけるＥＨＣ２の制御方法について説明する。先ず、ハイブリッドシステムが起動状態（車両が走行可能な状態）にあるときに、内燃機関１が停止状態にあり、且つ触媒担体３の温度が所定温度（例えば、触媒担体３に担持されている排気浄化触媒３１が活性する温度）より低ければ、ＥＨＣ２へ通電されるように供給電力制御部１８が制御される。

詳細には、ハイブリッドシステムが起動されたときに、先ず、ＥＣＵ２０がＳＯＣセンサ５４０を介してバッテリ５４のＳＯＣを検出する。また、ＥＣＵ２０は、ハイブリッドシステムの起動時における触媒担体３の中心部分の温度（以下、「床温」と記す場合もある。）を取得する。その際の床温は、内燃機関１の前回の運転停止時における床温Ｔｅｎｄと、内燃機関１の前回の運転停止時からハイブリッドシステムが起動されるまでの時間（ソーク時間）と、に基づいて推定される。

ここで、触媒担体３の床温Ｔｃａｔとソーク時間との関係を図３に示す。内燃機関１の運転が停止されると（図３中のｔ０）、触媒担体３の床温Ｔｃａｔが、内燃機関１の前回の運転停止時における床温Ｔｅｎｄから経時的に低下していく。その後、触媒担体３の床温Ｔｃａｔが外気温度Ｔａｔｍと同等まで低下すると（図３中のｔ１）、それ以降の床温Ｔｃａｔは外気温度Ｔａｔｍと同等の温度に安定する。そこで、本実施例では、図３に示すような相関を、予め実験やシミュレーションの結果に基づいて求めておくとともに、内燃機関１の運転停止時における床温Ｔｅｎｄとソーク時間とを引数してハイブリッドシステムの起動時における床温を導出可能なマップ又は関数式の形態でＥＣＵ２０のＲＯＭ等に記憶させておくものとする。なお、内燃機関１の運転停止時における床温Ｔｅｎｄは、内燃機関１の運転停止直前における第１排気温度センサ１５およびまたは第２排気温度センサ１６の測定値から推定されてもよく、内燃機関１の前回の運転履歴から推定されてもよい。

ＥＣＵ２０は、ハイブリッドシステムの起動時における触媒担体３の床温が所定温度より低いかを判別する。ハイブリッドシステムの起動時における触媒担体３の床温が所定温度より低ければ、ＥＣＵ２０は、触媒担体３の床温を所定温度まで上昇させるために必要となるＥＨＣ２の通電量（所定の基準通電量）を演算する。所定の基準通電量は、例えば、ハイブリッドシステムの起動時における触媒担体３の床温が高い場合よりも低い場合の方が大きくなるように演算される。次いで、ＥＣＵ２０は、所定の基準通電量の電気エネルギがＥＨＣ２に通電されたと仮定した場合におけるＳＯＣの消費量ＳＯＣｃｏｍを演算する。ＥＣＵ２０は、ハイブリッドシステムが起動されたときのＳＯＣから前記消費量ＳＯＣｃｏｍを減算することにより、ＳＯＣの残量ＳＯＣｒｍｎ（＝ＳＯＣ−ＳＯＣｃｏｍ）を算出する。ＥＣＵ２０は、前記残量ＳＯＣｒｍｎが下限値以上であるか否かを判別する。ここでいう「下限値」は、ＳＯＣが該下限値を下回ると、内燃機関１を始動させてバッテリ５４を充電する必要があると判定される値である。

前記残量ＳＯＣｒｍｎが前記下限値以上である場合は、ＥＣＵ２０は、ＳＯＣが前記消費量ＳＯＣｃｏｍと前記下限値との和にマージンを加算した値と等しくなったときに、ＥＨＣ２への通電を開始する。なお、前記残量ＳＯＣｒｍｎがＥＶ走行（電動モータ５２のみで車両１００を走行させる状態）を一定時間継続させることができる量以上である場合は、車両１００の走行要求が発生したときに、電動モータ５２のみで車両１００を走行させるとともに、ＥＨＣ２に対する通電を開始してもよい。ここでいう「一定時間」は、例えば、所定の基準通電量の電気エネルギをＥＨＣ２へ供給するために要する時間より長い時間である。

ＥＨＣ２への通電を行うにあたり、ＥＣＵ２０は、ＥＨＣ２へ供給すべき電力の目標値（目標電力）を設定する。ここでいう「目標電力」は、ＥＨＣ２へ電力を供給するための機器（例えば、発電機５３、バッテリ５４、ＰＣＵ５５等）の構造や性能等に応じて設定される一定値である。そして、ＥＣＵ２０は、ＥＨＣ２へ供給される電力が目標電力となるように、供給電力制御部１８を制御する。なお、「ＥＨＣ２へ供給される電力」とは、ＥＨＣ２の電極７に印加される電圧（印加電圧）と、ＥＨＣ２の電極７間を単位時間あたりに流れる電流（触媒電流）と、の積（乗算値）である。

ここで、ＥＨＣ２の通電開始から通電終了までの期間において、ＥＨＣ２へ実際に供給される電力（以下、「実電力」と記す場合もある。）Ｗｒと、実電力の積算値（実通電量）ΣＷｒと、触媒担体３の床温Ｔｃａｔと、の経時変化を、図４に示す。

図４に示すように、ＥＨＣ２の通電開始（図４中のｔ１０）から図４中のｔ２０までの期間では、実電力Ｗｒが目標電力Ｗｔｒｇより小さくなっている。これは、ＥＨＣ２の触媒担体３がＮＴＣ特性を有すること、及びＥＨＣ２へ印加することができる電圧が所定の上限値以下に制限されることに因る。つまり、触媒担体３がＮＴＣ特性を有している場合は、図５に示すように、触媒担体３の床温Ｔｃａｔが低いときは高いときに比べ、触媒担体３の電気抵抗が大きくなることで、触媒担体３や電極７を含めたＥＨＣ２の電気抵抗（電極７間の電気抵抗）Ｒｃａｔも大きくなる。これにより、ＥＨＣ２に対する通電が開始された直後のように、触媒担体３の床温Ｔｃａｔが比較的低いときは、ＥＨＣ２の電気抵抗Ｒｃａｔが比較的大きくなる。また、ＥＨＣ２へ印加可能な電圧は、ＥＨＣ２へ電力を供給するための機器の構造や性能等に応じた設計上の上限値（所定の上限値）に制限される。よって、ＥＨＣ２の通電開始直後のように、触媒担体３の床温Ｔｃａｔが比較的低いときは、ＮＴＣ特性に起因してＥＨＣ２の電気抵抗Ｒｃａｔが比較的大きくなるため、所定の上限値に相当する電圧がＥＨＣ２に印加されても、触媒電流が過少となり、それによって実電力Ｗｒが目標電力Ｗｔｒｇより小さくなる。

なお、図４中のｔ１０からｔ２０までの期間において、所定の上限値に相当する電圧がＥＨＣ２に印加され続けると、触媒担体３の床温Ｔｃａｔが通電開始時の温度Ｔ０から経時的に上昇していくことで、ＥＨＣ２の電気抵抗Ｒｃａｔが経時的に低下する。これにより、触媒電流が経時的に大きくなるため、それに伴って実電力Ｗｒも経時的に大きくなっていく。そして、図４中のｔ２０では、所定の上限値に相当する電圧がＥＨＣ２に印加された状態での実電力Ｗｒが目標電力Ｗｔｒｇと同等になる程度に、ＥＨＣ２の電気抵抗Ｒｃａｔが低下する。よって、図４中のｔ２０以降は、触媒担体３の床温Ｔｃａｔの上昇（すなわち、ＥＨＣ２の電気抵抗Ｒｃａｔの低下）に伴って、ＥＨＣ２の印加電圧を減少させていくことで、実電力Ｗｒを目標電力Ｗｔｒｇと同等の電圧に調整することができる。詳細には、供給電力制御部１８が、単位時間あたりにＥＨＣ２の電極７間を流れる電流である触媒電流を検出し、検出された触媒電流と印加電圧との積（実電力）Ｗｒが目標電力Ｗｔｒｇと同等になるように、印加電圧の大きさ（ＰＣＵ５５で変圧される電圧の大きさ）を調整する。その後、実通電量ΣＷｒが所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅに達すると（図４中のｔ４０）、触媒担体３の床温が所定温度Ｔｔｒｇに達するため、ＥＣＵ２０が、ＥＨＣ２に対する通電を停止させるべく供給電力制御部１８を制御する。

このように、内燃機関１の始動に先だって、所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅの電気エネルギがＥＨＣ２に通電されると、触媒担体３及び触媒担体３に担持されている排気浄化触媒３１が所定温度Ｔｔｒｇ以上に昇温せしめられるため、内燃機関１の始動時や始動直後における排気浄化触媒３１の浄化性能を高めることができ、以て排気エミッションを少なく抑えることができる。以下、上記したように、内燃機関１の始動前に排気浄化触媒３１を予熱する処理を、プレヒート処理と称する。なお、上記したように、ＥＣＵ２０が、供給電力制御部１８を介して印加電圧を制御することにより、本発明に係る「通電手段」が実現される。

ところで、触媒担体３や電極７が酸化したり又はクラックを生じたりするような異常がＥＨＣ２に発生すると、ＥＨＣ２の電気抵抗Ｒｃａｔが正常時よりも大きくなる可能性がある。その場合、実電力Ｗｒが正常時より小さくなるため、所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅの電気エネルギをＥＨＣ２へ供給するために要する時間（通電時間）が長くなる可能性がある。それにより、内燃機関１の始動前の限られた時間内で触媒担体３の床温Ｔｃａｔを所定温度Ｔｔｒｇまで上昇させることが困難になる可能性もある。

ここで、ＥＨＣ２に上記したような異常が発生している状態でプレヒート処理を行った場合における、実電力Ｗｒと、実通電量ΣＷｒと、目標通電量ΣＷｔｒｇに対する実通電量ΣＷｒの比（通電量比）Ｐｒｗと、の経時変化を図６に示す。図６中の実線は、ＥＨＣ２が異常である場合における実電力Ｗｒ１、実通電量ΣＷｒ１、及び通電量比Ｐｒｗ１の経時変化を示す。図６中の二点鎖線は、ＥＨＣ２が正常である場合における実電力Ｗｒ０、実通電量ΣＷｒ０、及び通電量比Ｐｒｗ０の経時変化を示す。また、図６中の一点鎖線は、目標電力Ｗｔｒｇ及び目標通電量ΣＷｔｒｇの経時変化を示す。

図６において、ＥＨＣ２の通電開始（図６中のｔ１０）から、正常時の実電力Ｗｒ０が目標電力Ｗｔｒｇと同等になる（図６中のｔ２０）までの期間では、正常時の実電力Ｗｒ０が異常時の実電力Ｗｒ１より大きくなるものの、触媒担体３のＮＴＣ特性に起因して双方の実電力Ｗｒ０、Ｗｒ１が目標電力Ｗｔｒｇから乖離している。これにより、正常時の実通電量ΣＷｒ０と異常時の実通電量ΣＷｒ１との双方が目標通電量ΣＷｔｒｇから乖離することとなる。その結果、図６中のｔ１０からｔ２０までの期間では、正常時の通電量比Ｐｒｗ０と異常時の通電量比Ｐｒｗ１との間に顕著な差が生じ難い。

一方、図６中のｔ２０以降は、正常時の実電力Ｗｒ０が目標電力Ｗｔｒｇと同等になることで、正常時における床温Ｔｃａｔの上昇速度が図６中のｔ２０以前よりも大きくなる
ため、正常時の実通電量ΣＷｒの増加速度が図６中のｔ２０以前よりも大きくなる。これに対し、異常時の実電力Ｗｒ１は、図６中のｔ２０以降においても、目標電力Ｗｔｒｇから乖離していることで、異常時における床温Ｔｃａｔの上昇速度が図６中のｔ２０以前と殆ど変わらないため、異常時の実通電量ΣＷｒ１の増加速度も図６中のｔ２０以前と殆ど変わらない。よって、図６中のｔ２０以降では、正常時の実通電量ΣＷｒ０と異常時の実通電量ΣＷｒ１との差が経時的に拡がっていく。これに伴い、図６中のｔ２０以降では、正常時の通電量比Ｐｒｗ０と異常時の通電量比Ｐｒｗ１との差も経時的に拡がっていく。そして、目標通電量ΣＷｔｒｇが所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅに達する時点（図６中のｔ３０）では、異常時の実通電量ΣＷｒ１が、正常時の実通電量ΣＷｒ０に比して、顕著に小さい値となる。その結果、目標通電量ΣＷｔｒｇが所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅに達する時点（図８中のｔ３０）では、異常時の通電量比Ｐｒｗ１が、正常時の通電量比Ｐｒｗ０に比して、顕著に小さい値を示すことになる。

そこで、本実施例では、目標通電量ΣＷｔｒｇが所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅに達した時点（図６中のｔ３０）における通電量比Ｐｒｗ（すなわち、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過した時点における通電量比Ｐｒｗ）に基づいて、ＥＨＣ２の異常を検出するようにした。具体的には、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過した時点における通電量比Ｐｒｗが所定比Ｐｔｈｒｅより小さければ、ＥＨＣ２が異常であると判定されるようにした。ここでいう「所定比Ｐｔｈｒｅ」は、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過した時点における通電量比Ｐｒｗが該所定比Ｐｔｈｒｅより小さければ、ＥＨＣ２が異常であると判定することができる値である。換言すれば、「所定比Ｐｔｈｒｅ」は、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過した時点における通電量比Ｐｒｗが該所定比Ｐｔｈｒｅを下回ると、内燃機関１の始動前の限られた時間内にＥＨＣ２を効果的に予熱することが困難になる値であり、ＥＨＣ２が正常である場合における通電量比Ｐｒｗに、ＥＨＣ２の経時変化やバラツキ等を考慮したマージンを加算した値である。

なお、本例における車両１００は、ＥＨＣ２が通電されているときに、電動モータ５２のみによってＥＶ走行させられる場合がある。その場合、電動モータ５２は、バッテリ５４の電力を利用して車輪５８を駆動させるため、車両１００の走行負荷が大きくなると、バッテリ５４のＳＯＣが減少する速度（充電率減少速度）が大きくなる。ＥＨＣ２が通電されているときの充電率減少速度が比較的大きくなると、ＥＨＣ２の通電途中でＳＯＣが上記下限値まで低下してしまう可能性がある。その結果、実通電量ΣＷｒが所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅに達する前に、ＥＨＣ２への通電が終了されて、バッテリ５４を充電すべく内燃機関１が始動される可能性がある。

ここで、プレヒート処理中に車両１００がＥＶ走行された場合における、ＥＨＣ２の通電状態と、バッテリ５４のＳＯＣと、触媒担体３の床温Ｔｃａｔと、の経時変化を図７に示す。図７中の実線は、ＥＶ走行中の走行負荷が比較的大きい場合における、ＥＨＣ２の通電状態、バッテリ５４のＳＯＣ、及び触媒担体３の床温Ｔｃａｔを示す。また、図７中の一点鎖線は、ＥＶ走行中の走行負荷が比較的小さい場合における、ＥＨＣ２の通電状態、バッテリ５４のＳＯＣ、及び触媒担体３の床温Ｔｃａｔを示す。

ＥＨＣ２への通電が開始（図７中のｔ１００においてＯＮ）されると、バッテリ５４のＳＯＣが経時的に減少していくとともに、触媒担体３の床温Ｔｃａｔが初期床温Ｔ０から経時的に上昇していくことになる。そして、バッテリ５４のＳＯＣが下限値ＳＯＣｔｈｒｅまで低下すると（図７中のｔ２００、ｔ３００）、ＥＨＣ２への通電が中止（ＯＦＦ）にされて、バッテリ５４を充電すべく内燃機関１が始動されることになる。その際、車両１００の走行負荷が大きい場合（図７中の実線）は小さい場合（図７中の一点鎖線）に比べ、単位時間あたりにおけるＳＯＣの減少量（充電率減少速度）が大きくなる。それにより、バッテリ５４のＳＯＣが下限値へ低下するタイミングは、車両１００の走行負荷が小
さい場合（図７中のｔ３００）よりも大きい場合（図７中のｔ２００）の方が早くなる。よって、ＥＨＣ２への通電が中止される時点（内燃機関１が始動される時点）における触媒担体３の床温Ｔｃａｔは、たとえＥＨＣ２の異常度合が同じであっても、車両１００の走行負荷が小さい場合（図７中のＴ２）よりも大きい場合（図７中のＴ１）の方が低くなる。すなわち、内燃機関１の始動時及び始動直後における排気浄化触媒３１の浄化性能は、たとえＥＨＣ２の異常度合が同じであっても、ＥＨＣ２が通電されているときの走行負荷（充電率減少速度）が小さい場合より大きい場合の方が低くなる。その結果、内燃機関１の始動時及び始動直後における排気エミッションは、たとえＥＨＣ２の異常度合が同じであっても、ＥＨＣ２が通電されているときの走行負荷（充電率減少速度）が小さい場合よりも大きい場合の方が多くなる。なお、この傾向は、バッテリ５４のＳＯＣが大きい場合より小さい場合の方が顕著となる。

そこで、本実施例における異常検出処理では、上記した所定比Ｐｔｈｒｅが、ＥＨＣ２が通電されているときのバッテリ５４のＳＯＣ及び充電率減少速度に応じて設定されるようにした。具体的には、図８に示すように、ＥＨＣ２が通電されているときのバッテリ５４のＳＯＣが小さい場合は大きい場合よりも大きい値になり、且つＥＨＣ２が通電されているときの充電率減少速度ΔＳＯＣが大きい場合は小さい場合よりも大きい値になるように、所定比Ｐｔｈｒｅが設定されるようにした。なお、所定比Ｐｔｈｒｅを設定する際に用いられるＳＯＣは、ＥＨＣ２への通電が開始された時点から目標通電量ΣＷｔｒｇが所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅに達する時点までの所定期間における特定のタイミング（例えば、ＥＨＣ２の通電が開始された時点、又は目標通電量ΣＷｔｒｇが所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅに達した時点等）でのＳＯＣセンサ５４０の検出値を用いることができるが、以下では、ＥＨＣ２への通電が開始された時点におけるＳＯＣセンサ５４０の検出値を用いる例について述べる。また、所定比Ｐｔｈｒｅを設定する際に用いられる充電率減少速度ΔＳＯＣは、所定期間中にＳＯＣセンサ５４０によって検出されるＳＯＣの減少速度の平均値、又は所定期間中にＳＯＣセンサ５４０によって検出されるＳＯＣの減少速度の最大値若しくは最小値を用いることができるが、以下では、所定期間中にＳＯＣセンサ５４０によって検出されるＳＯＣの減少速度の平均値を用いる例について述べる。斯様な方法で設定される所定比Ｐｔｈｒｅと、ＥＨＣ２の通電が開始されてから所定期間が経過した時点における通電量比Ｐｒｗと、を比較することで、ＥＨＣ２の異常判定処理が行われると、ＥＨＣ２が通電されているときのＳＯＣが小さい場合は大きい場合に比べ、より軽度の異常を検出することが可能になり、且つＥＨＣ２が通電されているときの充電率減少速度ΔＳＯＣが大きい場合は小さい場合に比べ、より軽度の異常を検出することが可能になる。その結果、内燃機関１の始動時及び始動直後における排気エミッションを悪化させるようなＥＨＣ２の異常を、より精度よく検出することができる。

（処理フロー）
ここで、本実施例における異常検出処理の流れについて図９に基づいて説明する。図９は、本実施例に係る異常検出処理においてＥＣＵ２０が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図９に示す処理ルーチンは、前述のプレヒート処理が開始されることをトリガにしてＥＣＵ２０が実行する処理ルーチンであり、ＥＣＵ２０のＲＯＭ等に予め記憶されているものとする。

図９の処理ルーチンでは、ＥＣＵ２０は、先ずＳ１０１において、プレヒート処理が開始されたかを判別する。Ｓ１０１の処理において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本処理ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０２の処理へ進む。

Ｓ１０２の処理では、ＥＣＵ２０は、プレヒート処理が開始される時点におけるＳＯＣセンサ５４０の検出値（ＳＯＣ）とプレヒート処理で設定される目標電力Ｗｔｒｇを取得
する。なお、ここでいう「目標電力Ｗｔｒｇ」は、前述したように、ＥＨＣ２へ電力を供給するための機器の構造や性能等に応じて設定される一定値である。

Ｓ１０３の処理では、ＥＣＵ２０は、目標通電量ΣＷｔｒｇを演算する。具体的には、ＥＣＵ２０は、目標通電量の前回値ΣＷｔｒｇｏｌｄに、前記Ｓ１０２の処理で取得された目標電力Ｗｔｒｇを加算することで、ＥＨＣ２の通電開始から現時点までの期間における、目標電力の積算値である目標通電量ΣＷｔｒｇ（＝ΣＷｔｒｇｏｌｄ＋Ｗｔｒｇ）を演算する。

Ｓ１０４の処理では、ＥＣＵ２０は、プレヒート処理においてＥＨＣ２の電極７に印加された電圧（印加電圧）Ｖｅｈｃを取得する。続いて、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０５の処理へ進み、上記印加電圧ＶｅｈｃがＥＨＣ２の電極７に印加された際の電極７間を単位時間あたりに流れた電流（触媒電流）Ｉｅｈｃを、供給電力制御部１８を介して検出する。そして、Ｓ１０６の処理では、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４の処理で取得された印加電圧Ｖｅｈｃと、Ｓ１０５の処理で検出された触媒電流Ｉｅｈｃと、を乗算することで、ＥＨＣ２へ実際に供給された電力（実電力）Ｗｒを演算する（Ｗｒ＝Ｖｅｈｃ＊Ｉｅｈｃ）。

Ｓ１０７の処理では、ＥＣＵ２０は、実通電量ΣＷｒを演算する。具体的には、ＥＣＵ２０は、実通電量の前回値ΣＷｒｏｌｄに、前記Ｓ１０６の処理で演算された実電力Ｗｒを加算することで、ＥＨＣ２の通電開始から現時点までの期間における、実電力の積算値である実通電量ΣＷｒ（＝ΣＷｒｏｌｄ＋Ｗｒ）を演算する。

Ｓ１０８の処理では、ＥＣＵ２０は、充電率減少速度ΔＳＯＣを取得する。具体的には、ＥＣＵ２０は、先ず、本処理ルーチンの前回の実行時におけるＳＯＣセンサ５４０の検出値と本処理ルーチンの今回の実行時におけるＳＯＣセンサ５４０の検出値との差を、本処理ルーチンの前回の実行時から本処理ルーチンの今回の実行時までの経過時間で除算することで、本処理ルーチンの前回の実行時から本処理ルーチンの今回の実行時までの期間における充電率減少速度を演算し、その演算結果をＥＣＵ２０のＲＡＭ等に記憶させる。これにより、ＥＨＣ２への通電が開始されてから現時点までに本処理ルーチンが実行された回数分の充電率減少速度がＥＣＵ２０のＲＡＭに記憶されることになる。そして、ＥＣＵ２０は、それら充電率減少速度の平均値を、ΔＳＯＣに設定する。

Ｓ１０９の処理では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０３の処理で演算された目標通電量ΣＷｔｒｇが所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅ以上に達しているかを判別する。すなわち、Ｓ１０９の処理では、ＥＣＵ２０は、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過したかを判別する。ここでいう「所定の基準通電量ΣＷｂａｓｅ」は、前述したように、触媒担体３の床温Ｔｃａｔを、初期床温Ｔ０から所定温度Ｔｔｒｇへ上昇させるために必要となるＥＨＣ２の通電量であり、初期床温Ｔ０が低いほど大きな値に設定される。該Ｓ１０９の処理において否定判定された場合（ΣＷｔｒｇ＜ΣＷｂａｓｅ）は、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が未だ経過していないため、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３の処理へ戻る。一方、該Ｓ１０９の処理において肯定判定された場合（ΣＷｔｒｇ≧ΣＷｂａｓｅ）は、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過しているため、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１０の処理へ進む。

Ｓ１１０の処理では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０７の処理で演算された実通電量ΣＷｒを、前記Ｓ１０３の処理で演算された目標通電量ΣＷｔｒｇによって除算することで、通電量比Ｐｒｗを算出する。なお、ＥＣＵ２０がＳ１１０の処理を実行することにより、本発明に係る「演算手段」が実現される。

Ｓ１１１の処理では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０２の処理で取得されたＳＯＣと前記Ｓ１０８の処理で取得された充電率減少速度ΔＳＯＣとに基づいて、所定比Ｐｔｈｒｅを設
定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、前述の図８の説明で述べたように、前記Ｓ１０２の処理で取得されたＳＯＣが小さい場合は大きい場合よりも大きい値になり、且つ前記Ｓ１０８の処理で取得された充電率減少速度ΔＳＯＣが大きい場合は小さい場合よりも大きい値になるように、所定比Ｐｔｈｒｅを設定する。その際、図８に示したようなＳＯＣと充電率減少速度ΔＳＯＣと所定比Ｐｔｈｒｅとの相関を、予めマップや関数式の形態でＥＣＵ２０のＲＯＭ等に記憶させておくようにしてもよい。これにより、ＥＣＵ２０は、ＳＯＣと充電率減少速度ΔＳＯＣとを引数として、上記のマップや関数式にアクセスすることで、所定比Ｐｔｈｒｅを導出することができる。なお、ＥＣＵ２０がＳ１１１の処理を実行することにより、本発明に係る「設定手段」が実現される。

Ｓ１１２の処理では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１１０の処理で算出された通電量比Ｐｒｗが、前記Ｓ１１１の処理で設定された所定比Ｐｔｈｒｅより小さいかを判別する。Ｓ１１２の処理において肯定判定された場合（Ｐｒｗ＜Ｐｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１３の処理へ進み、ＥＨＣ２が異常であると判定する。一方、前記Ｓ１１２の処理において否定判定された場合（Ｐｒｗ≧Ｐｔｈｒｅ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１４の処理へ進み、ＥＨＣ２が正常であると判定する。なお、ＥＣＵ２０がＳ１１２−Ｓ１１４の処理を実行することにより、本発明に係る「検出手段」が実現される。

図９の処理フローに従ってＥＨＣ２の異常検出処理が行われると、ＥＨＣ２が通電されているときのＳＯＣ及び充電率減少速度ΔＳＯＣに応じて所定比Ｐｔｈｒｅが設定されるため、ＥＨＣ２への通電が途中で中止されて内燃機関１が始動される場合であっても、内燃機関１の始動時及び始動直後における排気エミッションを悪化させるようなＥＨＣ２の異常を、精度良く検出することができる。

なお、本実施例では、本発明に係る所定期間として、ＥＨＣ２の通電開始から目標通電量が所定の基準通電量に達するまでの期間を例示したが、これに限定されるものではなく、ＥＨＣ２が正常である場合の通電量比とＥＨＣ２が異常である場合の通電量比との間に顕著な差が生じる期間であればよい。例えば、所定期間は、ＥＨＣ２が正常である場合において、該ＥＨＣ２の通電が開始されてから実電力が目標電力と同等の電力に上昇するまでの期間であってもよい。

また、本実施例では、ＥＨＣ２が通電されているときのＳＯＣと充電率減少速度ΔＳＯＣとに基づいて、所定の閾値としての所定比が設定される構成を例示したが、ＥＨＣ２が通電されているときの充電率減少速度ΔＳＯＣのみに基づいて、所定比が設定されてもよい。その場合、ＥＨＣ２の異常検出処理を簡略化することができる。

＜変形例１＞
上記した実施例では、ＥＨＣ２が通電されているときの充電率減少速度ΔＳＯＣを、ＳＯＣセンサ５４０の実測値に基づいて取得しているが、ＥＨＣ２への通電が開始されてから現時点までの走行負荷の履歴（例えば、走行負荷の平均値）と、車両１００が今後走行すると予測される道路の状態（上り勾配の大きさや、走行可能速度の大きさ等）と、に基づいて、充電率減少速度ΔＳＯＣが推定されてもよい。その場合、例えば、ＥＨＣ２への通電が開始されてから現時点までの走行負荷の平均値が大きい場合は小さい場合よりも大きい値になり、且つ車両１００が今後走行すると予測される道路の上り勾配又は走行可能速度が大きい場合は小さい場合よりも大きい値になるように、充電率減少速度ΔＳＯＣを推定すればよい。なお、車両１００が今後走行すると予測される道路の状態は、車両１００に搭載されるナビゲーションシステム等から取得してもよく、車両１００に搭載される通信装置によって取得される渋滞情報や他車両の走行速度等から演算されてもよい。

＜変形例２＞
上記した実施例では、ＥＨＣ２が通電されているときのＳＯＣ及び充電率減少速度ΔＳＯＣに応じて、所定比Ｐｔｈｒｅが設定されるが、それらのＳＯＣ及び充電率減少速度ΔＳＯＣに加え、内燃機関１が始動される際の車両１００の走行負荷も考慮して、所定比Ｐｔｈｒｅが設定されてもよい。ここで、内燃機関１が始動される際の車両１００の走行負荷が大きい場合は小さい場合に比べ、内燃機関１の始動直後における機関負荷が大きくなることで、排気エミッションが多くなり易い。よって、ＥＨＣ２が通電されているときのＳＯＣが小さい場合は大きい場合よりも大きい値になり、且つＥＨＣ２が通電されているときの充電率減少速度ΔＳＯＣが大きい場合は小さい場合よりも大きい値になり、且つ内燃機関１が始動される際の車両１００の走行負荷が大きき場合は小さい場合よりも大きい値になるように、所定比Ｐｔｈｒｅが設定されてもよい。斯様な方法で所定比Ｐｔｈｒｅが設定されれば、内燃機関１の始動時及び始動直後における排気エミッションを悪化させるような異常を、より精度良く検出することができる。なお、内燃機関１が始動される際の車両１００の負荷は、該車両１００が今後走行すると予測される道路の状態に基づいて予測すればよい。例えば、車両１００が今後走行すると予測される道路の上り勾配や走行可能速度が大きい場合は小さい場合より大きい値になるように、内燃機関１が始動される際の車両１００の走行負荷が予測されればよい。

１内燃機関
３触媒担体
４ケース
５マット部材
６内筒
７電極
８支持部材
９貫通孔
１０吸気管
１１排気管
１５第１排気温度センサ
１６第２排気温度センサ
１８供給電力制御部
２０ＥＣＵ
３１排気浄化触媒
５４バッテリ
５５ＰＣＵ
５４０ＳＯＣセンサ

Claims

バッテリに充電された電力を利用した電動機のみで車両を走行させるモードと、前記電動機と内燃機関とを協働させることで車両を走行させるモードと、を切り替え可能なハイブリッド車両における前記内燃機関の排気通路に配置され、通電により発熱し且つ温度が低いときは高いときよりも電気抵抗が大きくなる発熱体、及び排気浄化触媒を含む電気加熱式触媒に適用される、異常検出装置であって、
前記内燃機関の始動前に、前記バッテリから前記電気加熱式触媒へ電圧を印加させるものであって、前記電気加熱式触媒に印加される電圧である印加電圧と単位時間あたりに前記電気加熱式触媒を流れる電流である触媒電流との積である電力が、前記電気加熱式触媒へ供給すべき電力の目標値である目標電力となるように、前記印加電圧を調整する、通電手段と、
前記通電手段によって前記電気加熱式触媒への前記印加電圧の印加が開始された時点からの所定期間において、前記電気加熱式触媒へ実際に供給された電力の積算値である実通電量に相関する通電量パラメータを演算する、演算手段と、
前記通電手段によって前記印加電圧が前記電気加熱式触媒へ印加されているときの、前記バッテリにおける充電率の減少速度である充電率減少速度を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得される前記充電率減少速度に応じて、前記電気加熱式触媒の異常を検出する際の基準となる所定の閾値を設定する、設定手段と、
前記演算手段によって演算される前記通電量パラメータと前記設定手段によって設定される前記所定の閾値とを比較することで、前記電気加熱式触媒の異常を検出する、検出手段と、
を備える、電気加熱式触媒の異常検出装置。
前記演算手段は、前記所定期間における前記目標電力の積算値である目標通電量に対する前記実通電量の比を演算し、
前記設定手段は、前記取得手段によって取得される前記充電率減少速度が大きい場合は小さい場合よりも大きい値になるように、前記所定の閾値としての所定比を設定し、
前記検出手段は、前記演算手段によって演算される前記比が前記設定手段によって設定される前記所定比より小さければ、前記電気加熱式触媒が異常であると判定する、
請求項１に記載の電気加熱式触媒の異常検出装置。
前記内燃機関が始動される際の前記ハイブリッド車両の走行負荷を予測する予測手段を更に備え、
前記設定手段は、前記取得手段によって取得される前記充電率減少速度が大きい場合は小さい場合よりも大きい値になり、且つ前記予測手段により予測される走行負荷が大きい場合は小さい場合よりも大きい値になるように、前記所定比を設定する、
請求項２に記載の電気加熱式触媒の異常検出装置。