JP6992656B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

内燃機関とモータとを備えたハイブリッド車両において、該車両がモータによる駆動力で走行されているとき（ＥＶ走行中）に、該モータに電力を供給するバッテリの蓄電量が、内燃機関の駆動力により該バッテリが充電される所定の下限量よりも多い設定量となると、内燃機関が加熱手段によりプレヒートされる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、特許文献２に記載の技術によれば、ハイブリッド車両において内燃機関が暖機運転されているときに、内燃機関の冷却水がモータの冷却回路に流される。そうすると、モータの熱が内燃機関の冷却水に伝達され、以て、内燃機関の早期昇温が図られる。

特開２００３－２６９２０８号公報 特開２０１１－１５７０３５号公報

内燃機関の暖機運転中に該内燃機関の早期昇温が図られる従来技術（例えば、特許文献２に記載の技術）によれば、内燃機関の始動から暖機完了までに該内燃機関から排出される有害成分を低減することができる。しかしながら、内燃機関の暖機が完了するまでの暖機運転時においては、やはり該内燃機関から有害成分が排出されてしまう。

一方で、内燃機関が始動される前に、該内燃機関を予め電気加熱することによって、内燃機関の始動時に該内燃機関から排出される有害成分を低減することができる。しかしながら、この場合、内燃機関の電気加熱に要する電力が比較的大きくなる。そのため、内燃機関の始動前に該内燃機関を予め電気加熱する際の、消費電力の低減が望まれていた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、内燃機関を電気加熱可能なハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出の低減と、内燃機関の電気加熱に要する電力の低減と、を両立させることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と電動機とを備えるとともに、前記内燃機関が停止した状態で前記電動機による駆動力で走行するＥＶ走行が可能なハイブリッド車両において、前記ハイブリッド車両の前記ＥＶ走行中に前記電動機を含む所定の駆動装置において生成される熱であるＥＶ排熱を冷媒によって回収し、該冷媒を介して該ＥＶ排熱を前記内燃機関に伝達可能に構成された熱交換システムと、電力の供給を受けることにより発熱して前記内燃機関を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に電力を供給するバッテリと、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに、前記内燃機関が所定の暖機状態となる所定の条件が成立しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記所定の条件が成立していないと判定された場合、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに、前記ＥＶ排熱が前記内燃機関に伝達されるように前記熱交換システムを制御する熱交換制御を実行する熱交換制御手
段と、前記熱交換制御手段によって前記熱交換制御が実行されることで、前記内燃機関が始動される前に前記所定の条件が成立するか否かを予測する予測手段と、前記バッテリから前記加熱手段への電力の供給を制御する電力制御手段であって、前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立しないと予測される場合には、前記内燃機関が始動される前に前記バッテリから前記加熱手段へ電力を供給させ、前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立すると予測される場合には、前記バッテリから前記加熱手段へ電力を供給させない電力制御手段と、を備える。

このようなハイブリッド車両の制御装置では、内燃機関が所定の暖機状態となっていない場合、熱交換制御手段によって熱交換制御が実行されることで、該内燃機関を昇温させることができる。ここで、所定の暖機状態とは、内燃機関からの有害成分の排出量が所定量以下となる程度に、内燃機関が暖機されている状態をいう。判定手段が、内燃機関の暖機状態を表す所定のパラメータ（例えば、内燃機関の所定部位の温度や、内燃機関の冷却水温）に基づいて、内燃機関が所定の暖機状態となる所定の条件が成立しているか否かを判定する。

一方で、上記のハイブリッド車両の制御装置では、加熱手段により内燃機関が電気加熱されることによっても、内燃機関が昇温する。そして、加熱手段による内燃機関の電気加熱は、バッテリから加熱手段への電力の供給を制御する電力制御手段によって制御される。このように、上記のハイブリッド車両の制御装置では、熱交換制御手段による制御によって内燃機関を昇温させる態様と、電力制御手段による制御によって内燃機関を昇温させる態様と、がある。

ここで、熱交換制御のみでは、内燃機関が十分に昇温しないことがある。また、加熱手段による内燃機関の電気加熱のみでは、消費電力が大きくなる問題がある。そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、内燃機関が所定の暖機状態となっていない場合、ハイブリッド車両がＥＶ走行されているときに熱交換制御が実行されるとともに、該熱交換制御が実行されることで内燃機関が始動される前に所定の条件が成立するか否かが予測される。

そして、電力制御手段は、内燃機関の始動前に所定の条件が成立しないと予測される場合には、内燃機関が始動される前にバッテリから加熱手段へ電力を供給させる。つまり、加熱手段によって内燃機関が電気加熱される。そうすると、加熱手段によって内燃機関が電気加熱されない場合よりも、内燃機関を昇温させることができ、以て、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出を低減させることができる。更に、内燃機関の始動前には、このような加熱手段による内燃機関の電気加熱だけでなく熱交換制御も実行されることで、加熱手段による内燃機関の電気加熱のみで内燃機関を昇温させる場合よりも、消費電力を低減させることができる。

また、電力制御手段は、内燃機関の始動前に所定の条件が成立すると予測される場合には、バッテリから加熱手段へ電力を供給させない。これによれば、内燃機関を昇温させるのに要する電力を低減することができる。

以上に述べたように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出の低減と、内燃機関の電気加熱に要する電力の低減と、を両立させることを可能とする。

ここで、前記予測手段は、前記熱交換制御手段による前記熱交換制御の実行中の所定のタイミングにおいて、前記内燃機関が始動される前に前記所定の条件が成立するか否かを予測してもよい。そして、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置において、前記予測
手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立しないと予測される場合には、前記内燃機関が始動される前に、前記電力制御手段が前記バッテリから前記加熱手段へ電力を供給させるとともに、前記熱交換制御手段が前記熱交換制御の実行を終了させ、前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立すると予測される場合には、前記電力制御手段が前記バッテリから前記加熱手段へ電力を供給させずに、前記熱交換制御手段が前記熱交換制御の実行を継続させてもよい。

このようなハイブリッド車両の制御装置によれば、発熱した加熱手段の熱が冷媒によって奪われてしまう事態を抑制することができる。ここで、例えば、内燃機関における加熱手段による加熱部位が、ＥＶ排熱を回収した冷媒が流通し得る部位の近傍に設けられる場合において、仮に加熱手段への電力供給と熱交換制御とが同時に行われると、発熱した加熱手段の熱が冷媒によって奪われてしまう虞がある。これに対して、加熱手段が発熱するときには熱交換制御の実行が停止されると、発熱した加熱手段の熱が冷媒によって奪われてしまう事態が可及的に抑制される。

また、前記加熱手段は、前記内燃機関が備える燃料噴射弁から噴射された燃料の付着にかかわる所定の付着部を加熱可能に構成されてもよい。これによれば、仮に付着部に燃料が付着したとしても、該燃料の蒸発を促進させることができ、以て、内燃機関からの有害成分の排出を抑制することができる。

そして、加熱手段によって所定の付着部が加熱されるハイブリッド車両の制御装置において、前記付着部の温度を取得する取得手段が更に備えられてもよい。この場合、前記判定手段は、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに前記取得手段によって取得される前記付着部の温度が所定の第一判定温度以上である場合に、前記所定の条件が成立していると判定し、前記予測手段は、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに前記取得手段によって取得される前記付着部の温度が、前記所定の第一判定温度よりも低い所定の第二判定温度未満である場合に、前記内燃機関が始動される前に前記所定の条件が成立しないと予測し、前記電力制御手段は、前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立しないと予測される場合には、前記取得手段によって取得された前記付着部の温度に基づいて、前記バッテリから前記加熱手段への電力供給量を制御してもよい。

ここで、第一判定温度は、付着部への燃料の付着を抑制可能な温度として定義され、付着部の温度が該第一判定温度以上になると内燃機関が所定の暖機状態となる。また、第二判定温度は、車両のＥＶ走行中の所定のタイミングにおいて付着部の温度が（第一判定温度未満で）該第二判定温度以上になっていると、該所定のタイミングから内燃機関が始動されるまでの期間に熱交換制御が継続して実行されると、内燃機関が始動されるまでには内燃機関を所定の暖機状態にすることができる温度として定義される。つまり、前記所定のタイミングにおいて、付着部の温度が第二判定温度未満である場合、該所定のタイミングから内燃機関が始動されるまでの期間に熱交換制御が継続して実行されても、内燃機関を所定の暖機状態にすることができない。そこで、この場合には、電力制御手段がバッテリから加熱手段へ電力を供給させる。更に、このとき、電力制御手段は、付着部の温度に基づいて、バッテリから加熱手段への電力供給量を制御する。詳しくは、電力制御手段は、第一判定温度と付着部の温度との温度差が大きいときは該温度差が小さいときよりも、電力供給量を多くする。一方で、前記所定のタイミングにおいて、付着部の温度が第二判定温度以上である場合、電力制御手段は、バッテリから加熱手段へ電力を供給させない。これによっても、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出の低減と、内燃機関の電気加熱に要する電力の低減と、を両立させることができる。

以上に述べたハイブリッド車両の制御装置において、前記予測手段は、前記ハイブリッ
ド車両が前記ＥＶ走行されているときに、次に前記内燃機関が始動されるタイミングである始動タイミングを予測するとともに、現在から該始動タイミングまでの時間である残時間を算出し、該残時間が、前記加熱手段による前記内燃機関の電気加熱のみにより該内燃機関を前記所定の暖機状態にするのに要する時間となるタイミングにおいて、前記内燃機関が始動される前に前記所定の条件が成立するか否かを予測してもよい。これによれば、内燃機関の始動前に好適に該内燃機関を所定の暖機状態にすることができ、以て、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出の低減と、内燃機関の電気加熱に要する電力の低減と、を両立させることができる。

本発明によれば、内燃機関を電気加熱可能なハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出の低減と、内燃機関の電気加熱に要する電力の低減と、を両立させることができる。

本発明の実施形態に係る車両の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。 本発明の第一の実施形態に係る内燃機関の気筒の断面模式図を示す第一の図である。 本発明の第一の実施形態に係る熱交換システムの概略構成を示す第一の図である。 本発明の第一の実施形態に係る制御フローを示すフローチャートである。 図５に示した制御フローにおいて、熱交換制御とセラミックヒータによる吸気ポートの電気加熱とが実行される場合の、熱交換系統の開通状態、ポート温度、セラミックヒータへの通電状態、および内燃機関の機関回転速度の時間推移を示すタイムチャートである。 図５に示した制御フローが実行されずセラミックヒータによる電気加熱のみで吸気ポートが暖機される場合の、熱交換系統の開通状態、ポート温度、セラミックヒータへの通電状態、および内燃機関の機関回転速度の時間推移を示すタイムチャートである。 本発明の第一の実施形態に係る内燃機関の気筒の断面模式図を示す第二の図である。 本発明の第一の実施形態に係る熱交換システムの概略構成を示す第二の図である。 本発明の第一の実施形態の変形例に係る熱交換システムの概略構成を示す図である。 本発明の第一の実施形態の変形例に係る制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態に係る内燃機関の高圧燃料系の概略構成を示す図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第一の実施形態）
本実施形態では、内燃機関およびモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に対して、本発明が適用される。

＜ハイブリッド車両の構成＞
図１は、本実施形態に係る車両１００の概略構成を示す図である。図１に示す車両１００は、駆動源としての内燃機関１、および第１モータジェネレータ１９，第２モータジェネレータ２０を有している。ここで、第１モータジェネレータ１９および第２モータジェネレータ２０は、いずれも発電機として機能し、且つ、電動機としても機能する周知の交流同期型の電動機として構成されている。

車両１００は、上記の構成の他、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０、動力分割
機構１２、減速機１６、ＰＣＵ（Power Control Unit）２１、バッテリ２２等を主要構造として構成されている。そして、図１に示すように、内燃機関１のクランクシャフトは出力軸１３に連結され、出力軸１３は動力分割機構１２に連結されている。動力分割機構１２は、動力伝達軸１４を介して第１モータジェネレータ１９と連結されるとともに、動力伝達軸１５を介して第２モータジェネレータ２０とも連結されている。ここで、動力分割機構１２は、周知の遊星歯車機構（図示省略）を採用して、内燃機関１、第１モータジェネレータ１９、第２モータジェネレータ２０の機械的動力を分配・集合して伝達する。また、動力伝達軸１５には減速機１６が連結され、駆動源からの出力が、該減速機１６を介してドライブシャフト１７に伝達される。そして、ドライブシャフト１７に連結された駆動輪１８が駆動されることによって、車両１００が駆動されることになる。

そして、ＰＣＵ２１は、第１モータジェネレータ１９，第２モータジェネレータ２０、およびバッテリ２２と電気的に接続されている。ここで、ＰＣＵ２１は、図示しないインバータを含み、バッテリ２２からの直流電力を交流電力に変換可能に、且つ第１モータジェネレータ１９，第２モータジェネレータ２０によって発電された交流電力を直流電力に変換可能に構成されている。ＰＣＵ２１は、第１モータジェネレータ１９，第２モータジェネレータ２０によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ２２へ供給することができる。また、ＰＣＵ２１は、バッテリ２２から取り出した直流電力を交流電力に変換して、第１モータジェネレータ１９，第２モータジェネレータ２０に供給することができる。

ここで、第１モータジェネレータ１９は、動力分割機構１２を介して内燃機関１によって駆動されると、交流電力を発生させる。このような第１モータジェネレータ１９を、以下「ＭＧ１」と称する。また、第２モータジェネレータ２０は、動力伝達軸１５に軸回転を出力することで、車両１００に駆動力を付与することができる。また、第２モータジェネレータ２０は、車両１００の減速時に動力伝達軸１５から軸回転が入力されることで駆動されると、交流電力を発生させる。このような第２モータジェネレータ２０を、以下「ＭＧ２」と称する。

ＥＣＵ１０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。ＥＣＵ１０には、車両速度を取得する車速センサ、バッテリ２２の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）、詳しくはバッテリ２２の蓄電量（以下、「ＳＯＣ量
」と称する場合もある。）を取得するＳＯＣセンサ等の各種センサ（いずれも図示省略）が電気配線を介して接続されており、これらの出力信号がＥＣＵ１０へと入力される。

そして、ＥＣＵ１０はこれら各種センサの出力信号に基づいて、内燃機関１、ＭＧ１、ＭＧ２、バッテリ２２等の作動状態を把握するとともに、これらの作動状態に基づいて車両１００の走行モードを適正化する。ＥＣＵ１０は、例えば車両１００に対する駆動要求負荷が比較的大きい場合には、内燃機関１の出力およびＭＧ２の出力を駆動源とするモードにより車両１００を走行させる。また、ＥＣＵ１０は、例えばＳＯＣ量が比較的多くて且つ車両１００に対する駆動要求負荷が比較的小さい場合には、内燃機関１を停止した状
態でＭＧ２の出力のみを駆動源とするモードにより車両１００を走行（ＥＶ走行）させる。なお、このようなＥＶ走行では、ＭＧ２の出力のみが駆動源とされてもよいし、ＭＧ１およびＭＧ２の出力が駆動源とされてもよい。

ここで、車両１００がＥＶ走行されているときには、ＰＣＵ２１が、バッテリ２２から取り出した直流電力を交流電力に変換して、ＭＧ２（およびＭＧ１）に供給する。そして、ＭＧ２（およびＭＧ１）の出力は、動力伝達軸１５（および動力伝達軸１４）を介して動力分割機構１２に入力され、その出力が減速機１６を介してドライブシャフト１７に伝達される。ここで、バッテリ２２から電力が取り出され、該電力により生成された駆動力がドライブシャフト１７に伝達されるまでの上記各過程では、熱が生成される。この熱を「ＥＶ排熱」と称し、ＭＧ１，ＭＧ２、動力分割機構１２、動力伝達軸１４，１５、減速機１６、ＰＣＵ２１、およびバッテリ２２を「ＥＶ系駆動部２３」と称すると、車両１００のＥＶ走行中には、ＥＶ系駆動部２３においてＥＶ排熱が生成されることになる。なお、本実施形態においては、ＥＶ系駆動部２３が本発明に係る所定の駆動装置に相当する。

そして、車両１００は、熱交換システム２４を備えており、熱交換システム２４を用いてＥＶ排熱が内燃機関１に伝達される。詳細については、後述する。

＜内燃機関の構成＞
図２は、内燃機関１の概略構成を示す図である。図２に示す内燃機関１は、車両１００に搭載されて、ガソリンを燃料として運転される火花点火式の内燃機関である。また、図３は、内燃機関１の気筒の断面模式図を示す図である。図３に示すように、内燃機関１は、気筒２内へ燃料を供給するための燃料噴射弁７を備えており、燃料噴射弁７は、吸気ポート１ａ内に燃料を噴射するように構成されている。また、吸気ポート１ａを加熱するためのセラミックヒータ１ｂが、吸気ポート１ａにおいて燃料噴射弁７と対向する面の壁内に埋設されている。セラミックヒータ１ｂは、通電されると電気抵抗となって発熱する発熱体である。このセラミックヒータ１ｂによる作用については、後述する。また、内燃機関１のシリンダブロックおよびシリンダヘッドには、これらを冷却するためのウォータージャケット１ｃが形成されている。

内燃機関１は、気筒内へ吸入される新気（空気）を流通させるための吸気通路３と接続されている。吸気通路３の途中には、該吸気通路３の通路断面積を変更することで内燃機関１に吸入される空気量を調整するスロットルバルブ３０が設けられる。また、該スロットルバルブ３０より上流の吸気通路３には、該吸気通路３を流れる新気（空気）の量（質量）を検出するためのエアフローメータ３１が設けられる。

内燃機関１は、気筒内から排出される既燃ガス（排気）を流通させるための排気通路４と接続されている。排気通路４を構成する排気管４０には、触媒ケーシング４００が接続されている。触媒ケーシング４００は、筒状のケーシング内に、排気浄化触媒が担持された触媒担体を収容して構成されている。なお、本実施形態では、触媒担体に排気浄化触媒として三元触媒が担持されている。そして、触媒ケーシング４００より上流の排気通路４には、触媒ケーシング４００へ流入するガスの空燃比を検出する空燃比センサ４１が配置されている。また、触媒ケーシング４００より下流の排気通路４には、触媒ケーシング４００から流出するガスの温度を検出する排気温度センサ４２が配置されている。

そして、ＥＣＵ１０には、上記したエアフローメータ３１、空燃比センサ４１、および排気温度センサ４２に加え、クランクポジションセンサ５やアクセルポジションセンサ６等の各種センサが電気的に接続されている。なお、クランクポジションセンサ５は、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）の回転位置に相関する電気信号を出力する。アクセルポジションセンサ６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。ＥＣＵ１０は、クランクポジションセンサ５の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出し、アクセルポジションセンサ６の出力信号に基づいて内燃機関１の機関負荷を導出する。

また、ＥＣＵ１０は、上記した燃料噴射弁７やスロットルバルブ３０等の各種機器と電気的に接続されている。ＥＣＵ１０は、上記の各種センサの出力信号に基づいて、これら機器を電気的に制御する。

＜熱交換制御＞
次に、熱交換システム２４を用いた、ＥＶ系駆動部２３から内燃機関１への熱の伝達について説明する。ＥＣＵ１０は、内燃機関１が所定の暖機状態となっていない場合、車両１００がＥＶ走行されているときに、ＥＶ排熱が内燃機関１に伝達されるように熱交換システム２４を制御する。ＥＣＵ１０が実行するこのような制御を、以下「熱交換制御」と称する。ここで、所定の暖機状態とは、内燃機関１から排出されるＨＣ成分の量が所定量以下となる程度に、内燃機関１が暖機されている状態をいう。なお、車両１００がＥＶ走行されているときには、内燃機関１の排気通路４に設けられた三元触媒は、その排気浄化率が１００％近傍に達するほど暖機された完全暖機状態に至っていない可能性がある。このように、三元触媒が完全暖機状態に至っていなかったとしても、内燃機関１から排出されるＨＣ成分の量が前記所定量以下にされると、該ＨＣ成分が三元触媒によって浄化され、車両１００（テールパイプ）から排出されるＨＣ成分の量が可及的に少なくされる。

図４は、本実施形態の熱交換システム２４の概略構成を示す図である。内燃機関１には、該内燃機関１を冷却する内燃機関冷却系統が接続されている。内燃機関冷却系統は、第１ラジエータ２４１、第１回路２４２、流路切換弁２４７ｂ，２４７ｃ、および図示しない第１ウォーターポンプ（電動ポンプ）を含む。この冷却系統において、第１ウォーターポンプが、冷却水を内燃機関１のウォータージャケット１ｃに吐出することによって、該冷却水がウォータージャケット１ｃを流通する。そして、ウォータージャケット１ｃを流通した冷却水は、第１回路２４２を介して第１ラジエータ２４１に流入し、該第１ラジエータ２４１において冷却水と外気とで熱交換が行われることによって、該冷却水から熱が奪われる。第１ラジエータ２４１によって冷却された冷却水は、第１回路２４２を介して第１ウォーターポンプによって汲み上げられる。そして、その冷却水がウォータージャケット１ｃに供給されることで、内燃機関冷却系統において冷却水が循環する。このような冷却水の循環は、内燃機関１の作動中に内燃機関冷却系統においてなされるものである（これは、図４における矢ａ１によって表される。）。

また、図４に示すように、ＥＶ系駆動部２３には、該ＥＶ系駆動部２３を冷却するＥＶ系冷却系統が接続されている。ＥＶ系冷却系統は、第２ラジエータ２４３、第２回路２４４、流路切換弁２４７ａ，２４７ｄ、および図示しない第２ウォーターポンプ（電動ポンプ）を含む。この冷却系統において、第２ウォーターポンプが、冷却水をＥＶ系駆動部２３のウォータージャケットに供給する。この冷却水は、その後、第２回路２４４を介して第２ラジエータ２４３に流入し、該第２ラジエータ２４３において該冷却水が冷却される。そして、第２ラジエータ２４３によって冷却された冷却水が、第２回路２４４を介して第２ウォーターポンプによって汲み上げられ、ＥＶ系駆動部２３のウォータージャケットに供給されることで、ＥＶ系冷却系統において冷却水が循環する。このような冷却水の循環は、ＥＶ系駆動部２３の作動中（車両１００がＥＶ走行されているときや、モータジェネレータにおいて発電がされているとき等）で且つ内燃機関１が所定の暖機状態となっていないときに、ＥＶ系冷却系統においてなされるものである（これは、図４における矢ａ２によって表される。）。

そして、上述したように、ＥＣＵ１０は、内燃機関１が所定の暖機状態となっていない
場合、車両１００がＥＶ走行されているときに、熱交換制御を実行する。これについて、図４に基づいて説明する。なお、ＥＣＵ１０が熱交換制御を実行することで、本発明に係る熱交換制御手段として機能する。

熱交換制御では、ＥＣＵ１０によって、流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御される。詳しくは、ＥＣＵ１０は、ＥＶ系駆動部２３のウォータージャケット出口と第２ラジエータ２４３との間の第２回路２４４に設けられた流路切換弁２４７ａを制御し、第２回路２４４と第３回路２４５とを接続させる。ここで、流路切換弁２４７ａは、該流路切換弁２４７ａよりも上流側の第２回路２４４と、該流路切換弁２４７ａよりも下流側の第２回路２４４または第３回路２４５のいずれか一方と、を接続可能に構成された周知の切換弁（例えば、電磁弁）である。そうすると、ＥＶ系駆動部２３のウォータージャケットから流出した冷却水は、第３回路２４５に導かれる。なお、第３回路２４５は、上記の流路切換弁２４７ａと、第１ラジエータ２４１と内燃機関１のウォータージャケット１ｃの入口との間の第１回路２４２に設けられた流路切換弁２４７ｂと、を接続する冷却水流路である。このとき、ＥＣＵ１０は、流路切換弁２４７ｂを更に制御し、第３回路２４５と第１回路２４２とを接続させる。ここで、流路切換弁２４７ｂは、流路切換弁２４７ａと実質的に同一構造の切換弁であって、該流路切換弁２４７ｂよりも下流側の第１回路２４２と、該流路切換弁２４７ｂよりも上流側の第１回路２４２または第３回路２４５のいずれか一方と、を接続する。そうすると、第３回路２４５を流通した冷却水は、内燃機関１のウォータージャケット１ｃに導かれる。

更に、このとき、ＥＣＵ１０は、内燃機関１のウォータージャケット１ｃの出口と第１ラジエータ２４１との間の第１回路２４２に設けられた流路切換弁２４７ｃを制御し、第１回路２４２と第４回路２４６とを接続させる。そうすると、内燃機関１のウォータージャケット１ｃから流出した冷却水は、第４回路２４６に導かれる。なお、流路切換弁２４７ｃは、該流路切換弁２４７ｃよりも上流側の第１回路２４２と、該流路切換弁２４７ｃよりも下流側の第１回路２４２または第４回路２４６のいずれか一方と、を接続する切換弁である。また、このとき、ＥＣＵ１０は、第２ラジエータ２４３とＥＶ系駆動部２３のウォータージャケット入口との間の第２回路２４４に設けられた流路切換弁２４７ｄを制御し、第４回路２４６と第２回路２４４とを接続させる。そうすると、第４回路２４６を流通した冷却水は、ＥＶ系駆動部２３のウォータージャケットに導かれる。なお、流路切換弁２４７ｄは、該流路切換弁２４７ｄよりも下流側の第２回路２４４と、該流路切換弁２４７ｄよりも上流側の第２回路２４４または第４回路２４６のいずれか一方と、を接続する切換弁である。

そして、このように流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御されると、ＥＶ系駆動部２３のウォータージャケットから流出した冷却水が第３回路２４５を介して内燃機関１のウォータージャケット１ｃに導かれ、ウォータージャケット１ｃから流出した冷却水が第４回路２４６を介してＥＶ系駆動部２３のウォータージャケットに導かれることになる。つまり、ＥＶ系駆動部２３と内燃機関１との間で冷却水が循環し、第１ラジエータ２４１および第２ラジエータ２４３には冷却水が流れない（これは、図４における矢ｂによって表される。）。このような冷却系統を「熱交換系統」と称すると、熱交換系統が開通された状態では、ＥＶ系駆動部２３と内燃機関１との間で冷却水が循環することになる。

ここで、熱交換制御は、車両１００がＥＶ走行されているときに実行される。そのため、熱交換制御の実行中には、ＥＶ系駆動部２３において熱が生成される。つまり、ＥＶ排熱が生じる。また、熱交換制御は、内燃機関１が作動されておらず、且つ内燃機関１が所定の暖機状態となっていないときに実行される。そのため、内燃機関１の温度は比較的低い。以上に鑑みると、熱交換制御の実行中には、ＥＶ排熱が冷却水（冷媒）によって回収され、該冷却水（冷媒）を介して該ＥＶ排熱が内燃機関１に伝達されることになる。

＜電力供給制御＞
次に、バッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへの電力供給の制御について説明する。上述したように、セラミックヒータ１ｂは、バッテリ２２からの電力の供給を受けることにより発熱する発熱体である。そして、本実施形態では、上記の図３に示したように、セラミックヒータ１ｂが、内燃機関１のシリンダヘッドに形成された吸気ポート１ａを加熱可能な位置に配置される。なお、本実施形態においては、セラミックヒータ１ｂが本発明に係る加熱手段に相当する。

ここで、燃料噴射弁７から噴射された燃料は、吸気ポート１ａに付着する傾向にある。そして、仮に、吸気ポート１ａに付着した燃料が蒸発することなく気筒２に吸入されると、その燃料が未燃ＨＣやＰＭとして気筒２から排出されてしまう虞がある。

これに対して、吸気ポート１ａの温度が比較的高くされると、該吸気ポート１ａに付着した燃料が蒸発し、結果として、燃料の付着が抑制されることになる。ここで、本実施形態では、車両１００のＥＶ走行中に熱交換制御が実行されると、ＥＶ排熱を回収した冷却水が内燃機関１のウォータージャケット１ｃを流通する。そのため、このときには、ＥＶ排熱を回収して比較的高温となった冷却水から吸気ポート１ａに熱が移動し、燃料の付着が抑制される程度にまで吸気ポート１ａが暖機されるとも思われる。しかしながら、ＥＶ排熱の熱量や熱交換制御の実行時間によっては、車両１００のＥＶ走行中に熱交換制御が実行されても、燃料の付着が抑制される程度にまで吸気ポート１ａが暖機されない可能性がある。なお、本実施形態では、燃料の付着が抑制される程度にまで吸気ポート１ａが暖機されると、内燃機関１が所定の暖機状態となる。

一方、セラミックヒータ１ｂの発熱によっても、吸気ポート１ａは加熱される。本実施形態では、ＥＣＵ１０が、バッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへの電力の供給を制御することで、セラミックヒータ１ｂによる吸気ポート１ａの電気加熱が制御される。したがって、ＥＣＵ１０は、セラミックヒータ１ｂを用いて、燃料の付着が抑制される程度にまで吸気ポート１ａを暖機することができる。つまり、ＥＣＵ１０は、セラミックヒータ１ｂを用いて、内燃機関１を所定の暖機状態にすることができる。しかしながら、セラミックヒータ１ｂによる吸気ポート１ａの電気加熱のみでは、内燃機関１を所定の暖機状態にするのに要する電力が大きくなる問題があった。なお、本実施形態においては、吸気ポート１ａが本発明に係る所定の付着部に相当する。

そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１０が、内燃機関１が始動される前に所定の条件が成立するか否かを予測する。ここで、所定の条件とは、内燃機関１が所定の暖機状態となる条件である。そして、ＥＣＵ１０は、内燃機関１の始動前に所定の条件が成立しないと予測される場合には、内燃機関１が始動される前にバッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへ電力を供給させ、内燃機関１の始動前に所定の条件が成立すると予測される場合には、バッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへ電力を供給させない。これについて、以下にフローチャートを用いて詳しく説明する。

図５は、本実施形態に係る制御フローを示すフローチャートである。本実施形態では、ＥＣＵ１０によって、本フローが所定の演算周期で繰り返し実行される。

本フローでは、先ず、Ｓ１０１において、車両１００がＥＶ走行されているか否かが判別される。そして、Ｓ１０１において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０２の処理へ進み、Ｓ１０１において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。

Ｓ１０１において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０２において、吸気ポート１ａの温
度（以下、「ポート温度」と称する場合もある。）Ｔｐが取得される。Ｓ１０２では、内燃機関１のウォータージャケット１ｃ内の冷却水温度、冷却水と吸気ポート１ａとの間の熱伝達係数、および吸気ポート１ａが形成されたシリンダヘッドの熱容量等に基づいて、ポート温度Ｔｐが推定される。なお、上記の冷却水温度は、温度センサを用いて測定することができる。また、上記の熱伝達係数および熱容量は、予め定められた値を用いることができる。なお、温度センサによって直接測定することで、ポート温度Ｔｐが取得されてもよい。また、上記とは異なる周知の手法に基づいて、ポート温度Ｔｐが取得されてもよい。なお、ＥＣＵ１０が、以上に述べたようにしてポート温度Ｔｐを取得することで、本発明に係る取得手段として機能する。

次に、Ｓ１０３において、Ｓ１０２で取得したポート温度Ｔｐが第一判定温度Ｔｐｔｈ１よりも低いか否かが判別される。ここで、第一判定温度Ｔｐｔｈ１は、上記の所定の条件が成立しているか否かを判定するための温度であって、ポート温度Ｔｐが第一判定温度Ｔｐｔｈ１以上である場合に、所定の条件が成立している、すなわち内燃機関１が所定の暖機状態となっていると判定することができる。なお、ポート温度Ｔｐが第一判定温度Ｔｐｔｈ１以上となると、吸気ポート１ａに付着した燃料が蒸発し易くなり、結果として、燃料の付着が抑制される。したがって、吸気ポート１ａへの燃料の付着が抑制されるポート温度として、第一判定温度Ｔｐｔｈ１を定義することができる。そして、Ｓ１０１において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０２の処理へ進み、Ｓ１０１において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。なお、ＥＣＵ１０が、以上に述べたようにして所定の条件が成立しているか否かを判定することで、本発明に係る判定手段として機能する。

Ｓ１０３において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０４において、上述した熱交換系統が開通されるように、流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御される。つまり、ＥＶ排熱が内燃機関１に伝達されるように熱交換システム２４が制御される熱交換制御が実行されることになる。このように、本実施形態では、車両１００のＥＶ走行中であって、且つ内燃機関１が所定の暖機状態となっていないときに、熱交換制御が実行される。一方、Ｓ１０３において否定判定された場合、次に、Ｓ１０５において、熱交換系統が遮断されるように、流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御される。そして、Ｓ１０５の処理の後、本フローの実行が終了される。

Ｓ１０４の処理の後、次に、Ｓ１０６において、内燃機関１が始動されるまでの残時間（以下、単に「残時間」と称する場合もある。）Ｔｉｓが算出される。Ｓ１０６では、ＳＯＣ量、バッテリ２２の温度、車両１００に対する要求負荷等に基づいて、残時間Ｔｉｓが算出される。

ここで、車両１００では、ＥＶ走行によってバッテリ２２の電力が消費され、ＳＯＣ量が所定の第一蓄電量（以下、「ＳＯＣ１」と称する場合もある。）以下となると、内燃機関１の駆動力によりバッテリ２２が充電される。詳しくは、ＭＧ１が動力分割機構１２を介して内燃機関１によって駆動されることで交流電力が発生し、発電された該交流電力がＰＣＵ２１によって直流電力に変換されてバッテリ２２へ供給される。したがって、現在のＳＯＣ量とＳＯＣ１との差分に基づいて、残時間Ｔｉｓを算出することができる。このとき、バッテリ２２の温度や車両１００に対する要求負荷等に基づいて推定される今後のＳＯＣ量の低下速度が考慮される。

なお、車両１００に対する要求負荷が今後も変化しないと仮定して、今後のＳＯＣ量の低下速度が推定されてもよい。または、車両１００が走行予定の経路情報が取得されることで、車両１００に対する今後の要求負荷が推定され、それに基づいて今後のＳＯＣ量の低下速度が推定されてもよい。更に、このとき、車両１００の過去の運転履歴が考慮され
てもよい。

次に、Ｓ１０７において、Ｓ１０６で算出した残時間Ｔｉｓが時間閾値Ｔｉｓｔｈ以下となっているか否かが判別される。ここで、時間閾値Ｔｉｓｔｈは、所定の低温状態となっている内燃機関１に対して、セラミックヒータ１ｂによる吸気ポート１ａの電気加熱のみにより、ポート温度Ｔｐを第一判定温度Ｔｐｔｈ１にするのに要する時間である。なお、所定の低温状態とは、例えば、車両１００が極低温環境におかれたときの内燃機関１の状態をいう。そして、Ｓ１０７において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０８の処理へ進み、Ｓ１０７において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。

Ｓ１０７において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０８において、Ｓ１０２で取得したポート温度Ｔｐが第二判定温度Ｔｐｔｈ２よりも低いか否かが判別される。ここで、第二判定温度Ｔｐｔｈ２は、上記の第一判定温度Ｔｐｔｈ１よりも低い所定の温度であって、内燃機関１が始動される前に上記の所定の条件が成立するか否かを判定するための温度である。詳しくは、ポート温度Ｔｐが第二判定温度Ｔｐｔｈ２以上である場合には、今後も熱交換制御の実行が継続されることにより、内燃機関１が始動されるまでには所定の条件が成立すると予測することができる。そして、Ｓ１０８において肯定判定された場合、この場合は内燃機関１の始動前に所定の条件が成立しない（内燃機関１が所定の暖機状態とならない）と予測される場合であって、ＥＣＵ１０はＳ１０９の処理へ進む。一方、Ｓ１０８において否定判定された場合、この場合は内燃機関１の始動前に所定の条件が成立する（内燃機関１が所定の暖機状態となる）と予測される場合であって、ＥＣＵ１０はＳ１１４の処理へ進む。なお、ＥＣＵ１０が、以上に述べたように、Ｓ１０７において肯定判定されるタイミングにおいて、内燃機関１が始動される前に所定の条件が成立するか否かを予測することで、本発明に係る予測手段として機能する。

Ｓ１０８において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０９において、熱交換系統が遮断されるように、流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御される。ここで、Ｓ１０９の処理が実行されると、内燃機関１のウォータージャケット１ｃにおける冷却水の循環が停止される。これにより、後述するＳ１１１の処理において吸気ポート１ａがセラミックヒータ１ｂによって電気加熱されるときに、発熱したセラミックヒータ１ｂの熱が冷却水によって奪われてしまう事態が抑制される。

次に、Ｓ１１０において、バッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへの電力供給時間（以下、単に「電力供給時間」と称する場合もある。）Ｔｉｈが算出される。Ｓ１１０では、Ｓ１０２で取得したポート温度Ｔｐに基づいて電力供給時間Ｔｉｈが算出される。詳しくは、第一判定温度Ｔｐｔｈ１とポート温度Ｔｐとの温度差が大きいときは該温度差が小さいときよりも、電力供給時間Ｔｉｈが長くされる。そして、Ｓ１１１において、バッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへ電力が供給され、Ｓ１１２において、Ｓ１１０で算出した電力供給時間Ｔｉｈが経過したか否かが判別される。そして、Ｓ１１２において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１３の処理へ進み、Ｓ１１３において、バッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへの電力供給が停止される。一方、Ｓ１１２において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１１の処理を繰り返す。

次に、Ｓ１１４において、内燃機関１が始動される始動条件が成立したか否かが判別される。本フローでは、ＳＯＣ量がＳＯＣ１にまで低下すると、始動条件が成立したと判定される。そして、Ｓ１１４において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１５の処理へ進み、Ｓ１１４において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１４の処理を繰り返す。なお、車両１００においては、該車両１００に対する要求負荷が所定負荷よりも高くなると、始動条件が成立することもある。この場合、ＥＣＵ１０は、車両１００に対する負荷要求に速やかに応えるために、内燃機関１が所定の暖機状態となっていなくても、内燃機
関１を始動させてもよい。このような状況で内燃機関１が始動される場合において、仮に熱交換系統が開通されるように流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御されている場合には、ＥＣＵ１０は、内燃機関１が始動される前に、熱交換系統が遮断されるようにこれら流路切換弁を制御する。

Ｓ１１４において肯定判定された場合、次に、Ｓ１１５において、内燃機関１が始動される。そして、Ｓ１１５の処理の後、本フローの実行が終了される。なお、Ｓ１１５において内燃機関１が始動されるとき、仮に熱交換系統が開通されるように流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御されている場合（例えば、Ｓ１０８において否定判定され、その後Ｓ１１４において肯定判定される場合がこれに該当する。）には、ＥＣＵ１０は、内燃機関１が始動される前に、熱交換系統が遮断されるようにこれら流路切換弁を制御する。

このような制御フローによれば、車両１００のＥＶ走行中であって、且つ内燃機関１が所定の暖機状態となっていないときに、熱交換制御が実行されることによって、または、熱交換制御とセラミックヒータ１ｂによる吸気ポート１ａの電気加熱とが実行されることによって（ただし、吸気ポート１ａが電気加熱されている最中は、熱交換制御は実行されない。）、内燃機関１の始動前に該内燃機関１を所定の暖機状態にすることができる。これにより、内燃機関１の始動時における車両１００からのＨＣの排出を低減することができる。また、熱交換制御とセラミックヒータ１ｂによる電気加熱とにより吸気ポート１ａを暖機することで、セラミックヒータ１ｂによる電気加熱のみで吸気ポート１ａを暖機する場合よりも、吸気ポート１ａを暖機するのに要する電力を低減することができる。また、内燃機関１の始動前に該内燃機関１が所定の暖機状態となると予測される場合には、セラミックヒータ１ｂによる吸気ポート１ａの電気加熱は実行されない。そのため、吸気ポート１ａを暖機するのに要する電力を低減することができる。

なお、ＥＣＵ１０が、Ｓ１０８の処理でされた判定に基づいて、Ｓ１０９－Ｓ１１３の処理を実行することで、本発明に係る電力制御手段として機能する。

ここで、上述した制御フローを、タイムチャートを用いて簡単に説明する。図６Ａは、上述した制御フローにおいて、熱交換制御とセラミックヒータ１ｂによる吸気ポート１ａの電気加熱とが実行される場合の、熱交換系統の開通状態、ポート温度Ｔｐ、セラミックヒータ１ｂへの通電状態、および内燃機関１の機関回転速度ＮＥの時間推移を示すタイムチャートである。一方、図６Ｂは、上述した制御フローが実行されずセラミックヒータ１ｂによる電気加熱のみで吸気ポート１ａが暖機される場合の上記パラメータの時間推移であって、図６Ａとの比較を行うためのタイムチャートである。なお、図６Ａおよび図６Ｂにおいて、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの期間、車両１００はＥＶ走行されているものとする。また、時刻ｔ１において、上述した残時間Ｔｉｓが時間閾値Ｔｉｓｔｈとなるものとする。

図６Ａに示すように、時刻ｔ０において、ポート温度Ｔｐ１が第一判定温度Ｔｐｔｈ１よりも低くなっており、且つ車両１００がＥＶ走行されているため、このときには、熱交換系統が開通されている。つまり、熱交換制御が実行されている。そうすると、ＥＶ排熱が吸気ポート１ａへ伝達され、ポート温度が時間経過とともに上昇していく。そして、残時間Ｔｉｓが時間閾値Ｔｉｓｔｈとなる時刻ｔ１においては、ポート温度がＴｐ２にまで上昇するものの、ポート温度Ｔｐ２は第二判定温度Ｔｐｔｈ２よりも低くなっている。そのため、時刻ｔ１において、熱交換系統が遮断される（これは、上記の図５における、Ｓ１０７－Ｓ１０９の処理に相当する。）。つまり、熱交換制御が終了される。更に、このとき、上述した電力供給時間が算出され、算出された時間Ｔｉｈ１においてバッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへ電力が供給される（これは、上記の図５における、Ｓ１１０－Ｓ１１３の処理に相当する。）。そうすると、時刻ｔ１から時間Ｔｉｈ１経過した時刻
ｔ１１において、ポート温度が第一判定温度Ｔｐｔｈ１となる。このように、本実施形態では、内燃機関１が始動される時刻ｔ２よりも前の時刻ｔ１１において、内燃機関１を所定の暖機状態にすることができる。

一方、図６Ｂに示す制御では、熱交換制御が実行されない。そのため、熱交換系統は遮断されている。そうすると、ポート温度は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、Ｔｐ１のままである。そして、時刻ｔ１において、電力供給時間が算出され、算出された時間Ｔｉｈ２においてバッテリ２２からセラミックヒータ１ｂへ電力が供給される。そうすると、時刻ｔ１から時間Ｔｉｈ２経過した時刻ｔ１２において、ポート温度が第一判定温度Ｔｐｔｈ１となる。

このように、図６Ｂに示す制御によっても、内燃機関１が始動されるよりも前に内燃機関１を所定の暖機状態にすることができる。しかしながら、図６Ｂにおける電力供給時間Ｔｉｈ２は、図６Ａにおける電力供給時間Ｔｉｈ１よりも長くなる。言い換えれば、内燃機関１を所定の暖機状態にするのに要する電力は、図６Ｂに示す制御が行われる場合、図６Ａに示す制御が行われる場合よりも大きくなる。つまり、熱交換制御とセラミックヒータ１ｂによる電気加熱とにより吸気ポート１ａを暖機することで、セラミックヒータ１ｂによる電気加熱のみで吸気ポート１ａを暖機する場合よりも、吸気ポート１ａを暖機するのに要する電力を低減することができる。

なお、以上に説明した制御では、残時間Ｔｉｓが時間閾値Ｔｉｓｔｈとなるタイミングにおいて、所定の条件が成立するか否かが予測されるが、この予測タイミングは、残時間Ｔｉｓが時間閾値Ｔｉｓｔｈとなるタイミングに限定されない。ＥＣＵ１０は、熱交換制御の実行中の所定のタイミングにおいて、所定の条件が成立するか否かを予測することができる。

また、以上に述べた実施形態では、セラミックヒータ１ｂによって吸気ポート１ａが加熱される例について説明したが、セラミックヒータ１ｂによる加熱部位は、吸気ポート１ａに限定されない。例えば、図７に示すように、燃料噴射弁７が気筒２内に燃料を直接噴射するように、内燃機関１が構成されている場合には、気筒２のスリーブ２ａがセラミックヒータ２ｂによって加熱されてもよい。この場合、図７に示すように、セラミックヒータ２ｂは、スリーブ２ａにおいて燃料噴射弁７と対向する面の壁内に埋設されている。

このような構成においては、燃料噴射弁７から噴射された燃料は、スリーブ２ａに付着する傾向にある。したがって、熱交換制御によって、または熱交換制御とセラミックヒータ２ｂによるスリーブ２ａの電気加熱とによって、燃料の付着が抑制される程度にまでスリーブ２ａを暖機することで、内燃機関１からのＨＣの排出を低減することができる。

なお、このようにスリーブ２ａが暖機される態様においては、上記の図５に示した制御フローにおいて、ポート温度Ｔｐに代えてスリーブ２ａの温度に基づいて、各処理が実行される。

また、本実施形態の熱交換システム２４は、上記の図４に示したシステムに限定されず、例えば、図８に示すシステムであってもよい。

図８に示す熱交換システム２４は、上記の図４に示したシステムにおける第３回路２４５，第４回路２４６に代えて、第５回路２４９ａおよび第６回路２４９ｂを有している。第５回路２４９ａは、ＥＶ系駆動部２３のウォータージャケットから流出した冷却水を熱交換器２４８に導き、該熱交換器２４８から流出した冷却水をＥＶ系駆動部２３のウォータージャケットに導くことで、ＥＶ系駆動部２３と熱交換器２４８との間で冷却水を循環
させることを可能にする冷却水流路である。第６回路２４９ｂは、内燃機関１のウォータージャケット１ｃから流出した冷却水を熱交換器２４８に導き、該熱交換器２４８から流出した冷却水をウォータージャケット１ｃに導くことで、内燃機関１と熱交換器２４８との間で冷却水を循環させることを可能にする冷却水流路である。このようなシステムによれば、熱交換器２４８において、ＥＶ系冷却系統の熱が内燃機関冷却系統に伝達される。つまり、熱交換制御が実行されると、ＥＶ排熱がＥＶ系冷却系統の冷却水によって回収され、熱交換器２４８において、該ＥＶ排熱が内燃機関冷却系統の冷却水に伝達される。そして、内燃機関冷却系統の冷却水の熱が内燃機関１に伝達されることで、冷媒を介してＥＶ排熱が内燃機関１に伝達されることになる。

（第一の実施形態の変形例）
次に、上述した第一の実施形態の変形例について説明する。なお、本変形例において、第一の実施形態と実質的に同一の構成については、その詳細な説明を省略する。

上述した第一の実施形態では、吸気ポート１ａ（または、スリーブ２ａ）が電気加熱されることによって、該吸気ポート１ａ（または、スリーブ２ａ）への燃料の付着が抑制される。その結果、気筒２からの未燃ＨＣやＰＭの排出が抑制される。これに対して、本変形例では、内燃機関冷却系統の冷却水が電気加熱される。これによっても、吸気ポート１ａ（または、スリーブ２ａ）への燃料の付着を抑制することができ、以て、気筒２からの未燃ＨＣやＰＭの排出が抑制される。

図９は、本変形例の熱交換システム２４の概略構成を示す図である。本変形例の熱交換システム２４は、上述した第一の実施形態の説明で述べた第５回路２４９ａ，第６回路２４９ｂ、および熱交換器２４８を有している。更に、内燃機関冷却系統の冷却水を電気加熱するヒータ２５０を有している。

本変形例では、ヒータ２５０が通電されているとき、内燃機関１と熱交換器２４８との間で冷却水が循環するように、流路切換弁２４７ｂ，２４７ｃが制御される（これは、図９における矢ｃ１によって表される。）。一方、ＥＶ系冷却系統では、ヒータ２５０が通電されているとき、ＥＶ系駆動部２３と第２ラジエータ２４３との間で冷却水が循環するように、流路切換弁２４７ａ，２４７ｄが制御される（これは、図９における矢ｃ２によって表される。）。そうすると、熱交換器２４８においては、実質的に熱交換が行われないことになる。これにより、ヒータ２５０の熱がＥＶ系冷却系統に伝達することを抑制できる。

そして、内燃機関１のウォータージャケット１ｃを流通する冷却水がヒータ２５０によって加熱されると、該冷却水を介して吸気ポート１ａやスリーブ２ａを暖機することができる。その結果、これら部位への燃料の付着が抑制される。

ここで、図１０は、本変形例に係る制御フローを示すフローチャートである。本変形例では、ＥＣＵ１０によって、本フローが所定の演算周期で繰り返し実行される。なお、図１０に示す各処理において、上記の図５に示した処理と実質的に同一の処理については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１０に示す制御フローでは、Ｓ１０３において肯定判定された場合、次に、Ｓ２０４において、第５回路２４９ａおよび第６回路２４９ｂが開通されるように、流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御される。つまり、ＥＶ排熱が内燃機関１に伝達されるように熱交換システム２４が制御される熱交換制御が実行されることになる。そして、Ｓ２０４の処理の後、Ｓ１０６の処理が実行される。一方、Ｓ１０３において否定判定された場合、次に、Ｓ２０５において、第５回路２４９ａおよび第６回路２４９ｂが遮断されるように、
流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御される。そして、Ｓ２０５の処理の後、本フローの実行が終了される。

また、図１０に示す制御フローでは、Ｓ１０８において肯定判定された場合、次に、Ｓ２０９において、第５回路２４９ａが遮断され且つ第６回路２４９ｂが開通されるように、流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御される。そして、Ｓ２０９の処理の後、Ｓ１１０の処理が実行される。

そして、図１０に示す制御フローが実行されることによっても、内燃機関１の始動時における車両１００からの有害成分の排出の低減と、内燃機関１の電気加熱に要する電力の低減と、を両立させることができる。

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第一の実施形態と実質的に同一の構成、実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。

上述した第一の実施形態では、吸気ポート１ａ（または、スリーブ２ａ）が電気加熱されることによって、該吸気ポート１ａ（または、スリーブ２ａ）への燃料の付着が抑制される。その結果、気筒２からの未燃ＨＣやＰＭの排出が抑制される。これに対して、本実施形態では、内燃機関１において燃料を昇温可能な部位が電気加熱される。そうすると、燃料温度が上昇し、燃料噴射弁７から噴射された燃料の霧化が促進される。その結果、後述するように、スリーブ等への燃料の付着が抑制される。

本実施形態に係る内燃機関１は、図１１に示す高圧燃料系を備えている。図１１は、内燃機関１の高圧燃料系の概略構成を示す図である。図１１に示すように、内燃機関１の各気筒２には、該気筒２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁７が設けられている。そして、燃料噴射弁７は、デリバリパイプ７１に接続されており、デリバリパイプ７１には、高圧ポンプ７２によって高圧化して圧送された燃料が供給される。また、デリバリパイプ７１には、デリバリパイプ７１内の燃料の温度を検出する燃料温度センサ７３が配置されている。

デリバリパイプ７１には、デリバリパイプ７１内の燃料を電気加熱する電熱線７ａが設けられている。電熱線７ａは、通電されると電気抵抗となって発熱する発熱体である。電熱線７ａが通電される際には、バッテリ２２から電源ケーブルを介して電流が流される。

通電によって電熱線７ａが発熱し、デリバリパイプ７１が加熱されると、デリバリパイプ７１内の燃料が加熱される。そうすると、比較的温度が高められた燃料が燃料噴射弁７から噴射されることになり、以て、気筒２内において、噴射された燃料の霧化が促進される。そして、このように燃料の霧化が促進されると、噴射された燃料が液滴のままスリーブに衝突する事態が抑制される。つまり、スリーブへの燃料の付着が抑制される。その結果、気筒２からの未燃ＨＣやＰＭの排出が抑制される。

なお、本実施形態に係る内燃機関１の構成によれば、電熱線７ａの熱は冷却水に伝達され難い。したがって、本実施形態では、電熱線７ａによってデリバリパイプ７１が電気加熱されているときに、熱交換制御が継続して実行されてもよい。

この場合、上記の図５に示した制御フローにおいて、Ｓ１０８において肯定判定された場合、次に、Ｓ１１０の処理が実行される。つまり、Ｓ１０９の処理によって、熱交換系統が遮断されることはない。このようにして、電熱線７ａによってデリバリパイプ７１が
電気加熱されているときにも、熱交換制御が継続して実行されると、スリーブへの燃料の付着が好適に抑制される。

なお、本実施形態においては、上記の図５に示した制御フローにおいて、ポート温度Ｔｐに代えてスリーブの温度に基づいて、各処理が実行される。また、上記の図５に示したＳ１１５の処理において内燃機関１が始動されるときには、内燃機関１の始動前に熱交換系統が遮断されるように、流路切換弁２４７ａ－２４７ｄが制御される。

このような制御フローが実行されることによっても、内燃機関１の始動時における車両１００からの有害成分の排出の低減と、内燃機関１の電気加熱に要する電力の低減と、を両立させることができる。

１・・・・内燃機関
１ａ・・・吸気ポート
１ｂ・・・セラミックヒータ
１ｃ・・・ウォータージャケット
２・・・・気筒
３・・・・吸気通路
４・・・・排気通路
７・・・・燃料噴射弁
１０・・・ＥＣＵ
１９・・・第１モータジェネレータ（ＭＧ１）
２０・・・第２モータジェネレータ（ＭＧ２）
２２・・・バッテリ
２３・・・ＥＶ系駆動部
２４・・・熱交換システム
１００・・車両
４００・・触媒ケーシング

Claims (4)

1. 内燃機関と電動機とを備えるとともに、前記内燃機関が停止した状態で前記電動機による駆動力で走行するＥＶ走行が可能なハイブリッド車両において、
   前記ハイブリッド車両の前記ＥＶ走行中に前記電動機を含む所定の駆動装置において生成される熱であるＥＶ排熱を冷媒によって回収し、該冷媒を介して該ＥＶ排熱を前記内燃機関に伝達可能に構成された熱交換システムと、
   電力の供給を受けることにより発熱して前記内燃機関を加熱する加熱手段と、
   前記加熱手段に電力を供給するバッテリと、
   前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに、前記内燃機関が所定の暖機状態となる所定の条件が成立しているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記所定の条件が成立していないと判定された場合、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに、前記ＥＶ排熱が前記内燃機関に伝達されるように前記熱交換システムを制御する熱交換制御を実行する熱交換制御手段と、
   前記熱交換制御手段によって前記熱交換制御が実行されることで、前記内燃機関が始動される前に前記所定の条件が成立するか否かを予測する予測手段と、
   前記バッテリから前記加熱手段への電力の供給を制御する電力制御手段であって、前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立しないと予測される場合には、前記内燃機関が始動される前に前記バッテリから前記加熱手段へ電力を供給させ、前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立すると予測される場合には、前記バッテリから前記加熱手段へ電力を供給させない電力制御手段と、
   を備え、
   前記予測手段は、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに、次に前記内燃機関が始動されるタイミングである始動タイミングを予測するとともに、現在から該始動タイミングまでの時間である残時間を算出し、該残時間が、前記加熱手段による前記内燃機関の電気加熱のみにより該内燃機関を前記所定の暖機状態にするのに要する時間となるタイミングにおいて、前記内燃機関が始動される前に前記所定の条件が成立するか否かを予測する、
   ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立しないと予測される場合には、前記内燃機関が始動される前に、前記電力制御手段が前記バッテリから前記
   加熱手段へ電力を供給させるとともに、前記熱交換制御手段が前記熱交換制御の実行を終了させ、前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立すると予測される場合には、前記電力制御手段が前記バッテリから前記加熱手段へ電力を供給させずに、前記熱交換制御手段が前記熱交換制御の実行を継続させる、
   請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記加熱手段は、前記内燃機関が備える燃料噴射弁から噴射された燃料の付着にかかわる所定の付着部を加熱可能に構成される、
   請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記付着部の温度を取得する取得手段を更に備え、
   前記判定手段は、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに前記取得手段によって取得される前記付着部の温度が所定の第一判定温度以上である場合に、前記所定の条件が成立していると判定し、
   前記予測手段は、前記ハイブリッド車両が前記ＥＶ走行されているときに前記取得手段によって取得される前記付着部の温度が、前記所定の第一判定温度よりも低い所定の第二判定温度未満である場合に、前記内燃機関が始動される前に前記所定の条件が成立しないと予測し、
   前記電力制御手段は、前記予測手段によって前記内燃機関の始動前に前記所定の条件が成立しないと予測される場合には、前記取得手段によって取得された前記付着部の温度に基づいて、前記バッテリから前記加熱手段への電力供給量を制御する、
   請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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