JP7028140B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。

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凝縮水が付着していると、該電気加熱式触媒へ通電することで発生する熱エネルギの一部が凝縮水の蒸発に消費されるため、電気加熱式触媒の昇温が妨げられてしまう。これに対し、内燃機関の前回の運転時における運転時間や電気加熱式触媒の温度履歴等に基づいて、電気加熱式触媒の凝縮水付着量を推定し、推定された凝縮水付着量に応じて電気加熱式触媒の通電量を補正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２０１２－１０７５６７号公報

しかしながら、内燃機関の運転停止期間が長くなったり、内燃機関の運転停止中における外気温度が高くなったりすると、電気加熱式触媒に付着している凝縮水の一部又は全部が蒸発する可能性がある。その場合、実際の凝縮水付着量が推定値より少なくなるため、電気加熱式触媒の通電量が過剰に多くなり、それに伴って排気浄化触媒に供給される熱得エネルギも過剰に多くなる可能性がある。

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、電気加熱式触媒を昇温させる際に、電気加熱式触媒へ供給される熱エネルギの過不足を抑制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所定期間が経過した後における該電気加熱式触媒の電気抵抗値を取得し、取得された電気抵抗値と所定の基準抵抗値との差（抵抗差）に基づいて電気加熱式触媒へ供給されるエネルギ量を調整するようにした。

詳細には、本発明は、内燃機関の排気通路に配置され、通電により発熱する発熱体及び排気浄化触媒を含む電気加熱式触媒と、前記内燃機関の始動前に前記電気加熱式触媒の通電を開始する通電手段と、前記電気加熱式触媒の通電開始から、前記電気加熱式触媒に付着している凝縮水が蒸発し終わるまでに要する期間である所定期間が経過した後における、前記電気加熱式触媒の電気抵抗値を取得する取得手段と、前記取得手段により取得される前記電気抵抗値と所定の基準抵抗値との差である抵抗差に基づいて、前記電気加熱式触媒を所定温度以上まで昇温させる上で不足する熱エネルギ量である熱エネルギ不足分を演算する演算手段と、前記演算手段により算出される前記熱エネルギ不足分を補うために必
要なエネルギを前記電気加熱式触媒へ供給する供給手段と、を備えるようにした。なお、ここでいう「所定の基準抵抗値」は、凝縮水が付着していない状態の電気加熱式触媒に通電した場合における該電気加熱式触媒の電気抵抗値に相当する。

このように構成される内燃機関の排気浄化装置では、電気加熱式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通電することで、電気加熱式触媒を予熱する。なお、その際に電気加熱式触媒へ投入される電力の総量（通電量）は、通電開始時における電気加熱式触媒の推定温度等に基づいて定められるのが一般的である（以下、このようにして定められる通電量を「基準通電量」と称する場合もある。）。

ところで、電気加熱式触媒の通電開始時点で該電気加熱式触媒に凝縮水が付着していると、電気加熱式触媒への通電により発生した熱エネルギの一部が凝縮水の蒸発に消費される。そのため、基準通電量の電力が電気加熱式触媒に供給されることで該電気加熱式触媒が到達し得る温度は、電気加熱式触媒に凝縮水が付着していない場合よりも付着している場合の方が低くなる。さらに、凝縮水の蒸発に消費される熱エネルギの量は、通電開始時点の電気加熱式触媒に付着している凝縮水の量（凝縮水付着量）が少ない場合よりも多い場合の方が大きくなる。よって、通電開始時点の電気加熱式触媒に凝縮水が付着していると、基準通電量の電力が電気加熱式触媒に通電されても、電気加熱式触媒を効果的に床温させることが困難になる可能性がある。

これに対し、本願発明者が鋭意の実験及び検証を行った結果、電気加熱式触媒の通電開始から所定期間が経過した後における抵抗差は、凝縮水付着量に相関するという知見を得た。そこで、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、取得手段が、通電手段による電気加熱式触媒への通電開始から所定期間が経過した後における電気加熱式触媒の電気抵抗値を取得する。次いで、演算手段が、取得手段により取得される電気抵抗値と所定の基準抵抗値との差である抵抗差に基づいて、電気加熱式触媒を所定温度以上まで昇温させる上で不足する熱エネルギ量である熱エネルギ不足分を演算する。ここで、通電開始から所定期間が経過した後における抵抗差は、凝縮水付着量が少ない場合より多い場合の方が大きくなる。よって、演算手段は、抵抗差が大きい場合は小さい場合に比べ、熱エネルギ不足分をより大きく見積もればよい。そして、供給手段は、上記熱エネルギ不足分を賄うために必要なエネルギを電気加熱式触媒に供給する。これにより、電気加熱式触媒を所定温度以上に昇温させる上で必要となる熱エネルギを、過不足なく電気加熱式触媒へ供給することが可能になる。

また、本発明における所定期間は、電気加熱式触媒に付着し得る最大量の凝縮水が該電気加熱式触媒に付着している状態における、電気加熱式触媒の通電開始から、電気加熱式触媒に付着している凝縮水の全てが蒸発し終わるまでに要する期間としてもよい。なお、排気浄化触媒に付着し得る凝縮水の最大量とは、凝縮水付着量が最も多くなる条件下で内燃機関が使用された場合における凝縮水付着量に相当する。上記の如く所定期間が定められた場合は、電気加熱式触媒の通電開始から上記所定期間が経過した後における電気加熱式触媒は、通電開始時点に該電気加熱式触媒に付着していた凝縮水が蒸発し終わった状態となる。そのため、取得手段は、凝縮水が蒸発し終わった状態における電気加熱式触媒の電気抵抗値を取得することができる。これにより、凝縮水付着量との相関の高い抵抗差を求めることが可能になるため、熱エネルギ不足分をより精度良く演算することも可能になる。

また、本発明における所定期間は、電気加熱式触媒の通電開始から、抵抗差の単位時間あたり変化量が所定の閾値以下となるまでの期間としてもよい。ここで、通電開始時点の電気加熱式触媒に凝縮水が付着している場合において、電気加熱式触媒の通電開始から該電気加熱式触媒に付着している凝縮水が蒸発し終わるまでの期間では、電気抵抗値の単位
時間あたりの変化量が所定の基準抵抗値の単位時間あたりの変化量と相違する（すなわち、抵抗差が一定にならない）が、電気加熱式触媒に付着している凝縮水が蒸発し終わった後は、電気抵抗値の単位時間あたりの変化量が所定の基準抵抗値の単位時間あたりの変化量と略同等になる（すなわち、抵抗差が略一定になる）。そのため、電気加熱式触媒の通電開始後において、抵抗差の単位時間あたりの変化量が所定の閾値以下になれば、電気加熱式触媒に付着していた凝縮水が蒸発し終わったとみなすことができる。なお、ここでいう「所定の閾値」は、抵抗差が略一定（抵抗差の単位時間あたりの変化量が略零）であるとみなすことができる程度に小さい値である。よって、電気加熱式触媒の通電開始から抵抗差の単位時間あたりの変化量が所定の閾値以下となるまでの期間が所定期間に設定されると、取得手段が、凝縮水が蒸発し終わった状態における電気加熱式触媒の電気抵抗値を取得することができる。これにより、凝縮水付着量との相関の高い抵抗差を求めることが可能になるため、熱エネルギ不足分をより精度良く演算することも可能になる。

ここで、上記熱エネルギ不足分を補うために必要なエネルギとしては、該熱エネルギ不足分の熱エネルギを電気加熱式触媒が発生するために必要な電気エネルギ（通電量不足分）を用いてもよい。すなわち、供給手段が、通電量不足分を電気加熱式触媒の通電量に追加してもよい。その際、供給手段が、単位時間あたりの電気加熱式触媒の通電量を変えずに電気加熱式触媒の通電時間を長くすることで、通電量不足分を電気加熱式触媒の通電量に追加してもよい。なお、電気加熱式触媒の暖機に要する時間を短く抑えるという観点に立つと、供給手段が、電気加熱式触媒の単位時間あたりの通電量を大きくすることで、通電量不足分を電気加熱式触媒の通電量に追加してもよい。

熱エネルギ不足分の熱エネルギを電気加熱式触媒へ供給する他の方法としては、内燃機関の始動後に該内燃機関から排出される排気の温度を上昇させる処理である排気昇温処理を行う方法を用いることもできる。ここでいう「排気昇温処理」は、例えば、火花点火式内燃機関における点火時期を遅角させる処理、圧縮着火式内燃機関における燃料噴射時期を遅角させる処理、圧縮着火式内燃機関においてポスト噴射を行う処理等である。内燃機関の始動後に排気昇温処理が行われると、内燃機関から排出される排気の持つ熱エネルギエネルギが増加する。これにより、排気から電気加熱式触媒へ供給される熱エネルギが増加することで、熱エネルギ不足分の熱エネルギを電気加熱式触媒に供給することができる。

また、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置において、通電量不足分を電気加熱式触媒の通電量に追加している途中で、内燃機関の始動要求が発生した場合には、供給手段は、電気加熱式触媒への通電を中止するとともに、排気昇温処理を実行するようにしてもよい。これによれば、通電量不足分を電気加熱式触媒の通電量に追加している途中で内燃機関が始動される場合においても、熱エネルギ不足分を賄うために必要なエネルギを電気加熱式触媒に供給することができる。

本発明によれば、電気加熱式触媒を昇温させる際に、電気加熱式触媒へ供給される熱エネルギの過不足を抑制することができる。

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。 ソーク時間と床温との相関を示す図である。 基準通電量の電力をＥＨＣに通電した場合における床温の経時変化を示す図である。 凝縮水付着量が多い場合における床温の経時変化と凝縮水付着量が少ない場合における床温の経時変化とを比較するための図である。 床温とＥＨＣの電気抵抗値と抵抗差の経時変化を示す図である。 凝縮水付着量と抵抗差との相関を示す図である。 抵抗差と通電量不足分との相関を示す図である。 実施例１に係るプレヒート処理において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。 実施例１の変形例に係るプレヒート処理において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。 実施例２に係るプレヒート処理及び排気昇温処理において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。 抵抗差と排気昇温処理の実行時間との相関を示す図である。

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１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１から図９に基づいて説明する。図１は、本発明に係る内燃機関の排気系の概略構成を示す図である。

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、インバータ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、インバータ５５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からインバータ５５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。

インバータ５５は、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へ供給する。また、インバータ５５は、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に供給する。斯様なインバータ５５には、該インバータ５５の冷却水温度を検出する水温センサ５９が設けられている。

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電気加熱式触媒（ＥＨＣ：Electric Heated Catalyst）２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、水温センサ５９、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。

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、インバータ５５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。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値が大きくなる材料（すなわち、ＮＴＣ特性を有する材料）により形成されている。

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。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から電極７に対する電気エネルギの供給（ＥＨＣ２の通電）と供給停止（ＥＨＣ２の非通電）との切替えや、バッテリ５４から電極７へ供給される電力エネルギ量を調整する。

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から軸電極７ｂへ通電させたときに、触媒担体３が電気抵抗となって発熱することで、該触媒担体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バッテリ５４から軸電極７ｂ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、バッテリ５４から軸電極７ｂに通電されれば、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、ＥＣＵ２０は
、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、且つ排気浄化触媒３１の温度が所定温度（例えば、排気浄化触媒３１の活性温度）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がバッテリ５４のＳＯＣ（State Of Charge）を検出する。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であり、バッテリ５４の充放電電流を積算することにより求められる。

また、ＥＣＵ２０は、ハイブリッドシステムの起動時における排気浄化触媒３１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、排気浄化触媒３１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）、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔが、内燃機関１の前回の運転停止時における温度Ｔｅｎｄから経時的に低下していく。その後、排気浄化触媒３１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に示すような相関について、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排気浄化触媒３１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排気浄化触媒３１の床温が所定温度より低ければ、ＥＣＵ２０は、排気浄化触媒３１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（基準通電量）を演算する。その際の基準通電量は、例えば、ハイブリッドシステムの起動時における排気浄化触媒３１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、基準通電量の電力が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ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣ－ＳＯＣｃｏｍ）を算出する。ＥＣＵ２０は、前記残量ΔＳＯＣ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ΔＳＯＣ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に対する通電を開始する。なお、前記残量ΔＳＯＣ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、バッテリ５４からＥＨＣ２への通電を開始してもよい。ここでいう「一定時間」は、例えば、基準通電量の電力をＥＨＣ２へ供給するために要する時間より長い時間である。

ＥＣＵ２０は、ＥＨＣ２へ通電された電力の積算値が基準通電量に達したときに、バッ
テリ５４からＥＨＣ２への通電を停止させて、内燃機関１を始動させる。このように、内燃機関１の始動前に基準通電量の電力がＥＨＣ２に通電されると、内燃機関１の始動時における排気浄化触媒３１の温度を予め高めておくことができる。その結果、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、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。

ところで、内燃機関１が冷間始動された直後のように、排気管１１の壁面等が冷えているときには、排気に含まれる水分が凝集して凝縮水を発生させる場合がある。特に、内燃機関１が十分に暖まる前に該内燃機関１の運転が停止される、所謂「ショートトリップ」が繰り返されると、排気管３の内部等に比較的多量の凝縮水が溜まる可能性がある。斯様な凝縮水は、排気とともに排気浄化触媒３１へ到達して、該排気浄化触媒３１に付着する可能性がある。凝縮水が排気浄化触媒３１に付着している状態において、上記基準通電量の電力がＥＨＣ２に通電されると、排気浄化触媒３１の床温が所定温度まで上昇しない可能性がある。ここで、基準通電量の電力をＥＨＣ２に通電した場合における排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔの経時変化を図４に示す。図４中の実線は、排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していない状態でＥＨＣ２に通電した場合における床温Ｔｃａｔ０の経時変化を示す。一方、図４中の一点鎖線は、排気浄化触媒３１に凝縮水が付着している状態でＥＨＣ２に通電した場合における床温Ｔｃａｔ１床温の経時変化を示す。

図４において、ＥＨＣ２の通電開始時点（図４中のｔ１０）で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していなければ、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ０がＴｓｔ（ハイブリッドシステムの起動時における排気浄化触媒３１の床温であり、以下では「起動時床温」と記す場合もある。）を起点として経時的に上昇していく。そして、基準通電量の通電が終了したときに（図４中のｔ１１）、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ０が所定温度Ｔｔｒｇに到達する。一方、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していると、ＥＨＣ２への通電が開始されてから排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ１がＴｅｖａｐ（凝縮水の蒸発し始める温度であり、例えば、１００℃）に到達するまでの期間（図４中のｔ１０～ｔ２０までの期間）では、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ１が起動時床温Ｔｓｔを起点として経時的に上昇していく。しかしながら、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ１が上記Ｔｖａｐに到達（図４中のｔ２０）してから、排気浄化触媒３１に付着している凝縮水が蒸発し終わるまで（図４中のｔ２１）の期間（蒸発期間）では、ＥＨＣ２の通電によって発生した熱エネルギが凝縮水の蒸発に消費されるため、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ１がＴｅｖａｐ近傍で停滞する。そして、排気浄化触媒３１に付着していた凝縮水が蒸発し終わると（図４中のｔ２１）、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ１が再び上昇し始める。このように、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していると、通電により発生した熱エネルギの一部が凝縮水の蒸発に消費されるため、基準通電量の通電が終了した時点（図４中のｔ１１）で排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ１が到達し得る温度は、所定温度Ｔｔｒｇより低くなる。

また、図５に示すように、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に付着している凝縮水の量（凝縮水付着量）が多い場合（図５中の二点鎖線）における蒸発期間（図５中のｔ２０～ｔ２１’）は、凝縮水付着量が少ない場合（図５中の一点鎖線）における蒸発期間（図５中のｔ２０～ｔ２１）よりも長くなる。これは、凝縮水付着量が多い場合は少ない場合に比べ、凝縮水の蒸発に消費される熱エネルギが多くなるためである。その結果、基準通電量の通電が終了した時点（図５中のｔ１１）で排気浄化触媒３１の床温が到達し得る温度は、凝縮水付着量が少ない場合よりも多い場合の方が低くなる。

上記図４及び図５に示したような傾向を鑑みると、プレヒート処理によって排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔを所定温度Ｔｔｒｇまで昇温させるためには、凝縮水付着量に応じ
てＥＨＣ２の通電量を調整する必要がある。

そこで、本実施例においては、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過した後におけるＥＨＣ２の実際の電気抵抗値と所定の基準抵抗値との差（抵抗差）に基づいて、ＥＨＣ２の通電量を調整するようにした。ここでいう「所定期間」は、ＥＨＣ２の通電開始から、通電開始時点の排気浄化触媒３１に付着していた凝縮水が蒸発し終わるまでに要する期間であって、基準通電量の電力をＥＨＣ２に通電するために要する期間より短い期間である。また、所定の基準抵抗値は、排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していない状態でＥＨＣ２に通電した場合におけるＥＨＣ２の電気抵抗値である。

図６は、通電開始後における排気浄化触媒３１の床温ＴｃａｔとＥＨＣ２の電気抵抗値Ｒｃａｔｔと抵抗差ΔＲの経時変化を示すタイミングチャートである。図６中の実線は、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していない場合における各値の経時変化を示す。図６中の一点鎖線は、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に比較的少量の凝縮水が付着している場合における各値の経時変化を示す。図６中の二点鎖線は、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に比較的多量の凝縮水が付着している場合における各値の経時変化を示す。

図６において、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していなければ、前述したように、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ０が起動時床温Ｔｓｔから所定温度Ｔｔｒｇへ向かって経時的に上昇する。これに対し、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していると、ＥＨＣ２の通電開始直後は、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ１、Ｔｃａｔ２が、起動時床温Ｔｓｔを起点として経時的に上昇していく。しかしながら、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔ１、Ｔｃａｔ２が凝縮水の蒸発し始める温度Ｔｅｖａｐに達してから凝縮水が蒸発し終わるまでの蒸発期間（ｔ２０～ｔ２１、ｔ２０～ｔ２１’）では、床温Ｔｃａｔ１、Ｔｃａｔ２がＴｅｖａｐ近傍で停滞する。そして、排気浄化触媒３１に付着していた凝縮水が蒸発し終わると（ｔ２１、ｔ２１’）、床温Ｔｃａｔ１、Ｔｃａｔ２が再び上昇し始める。

また、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していない場合は、ＥＨＣ２の電気抵抗値（所定の基準抵抗値に相当）Ｒｃａｔ０が経時的に低下する。一方、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着している場合も、ＥＨＣ２の電気抵抗値Ｒｃａｔ１、Ｒｃａｔ２が経時的に低下する。ただし、通電開始から凝縮水が蒸発し終わるまでの所定期間（ｔ１０～ｔ２１、ｔ１０～ｔ２１’）では、電気抵抗値Ｒｃａｔ１、Ｒｃａｔ２の単位時間あたりの低下量（低下速度）が、基準抵抗値Ｒｃａｔ０の低下速度より小さくなる。これにより、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間（ｔ１０～ｔ２１、ｔ１０～ｔ２１’）が経過するまでは、抵抗差ΔＲ１、ΔＲ２が経時的に増加する。そして、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間（ｔ１０～ｔ２１、ｔ１０～ｔ２１’）が経過した後は、電気抵抗値Ｒｃａｔ１、Ｒｃａｔ２が、基準抵抗値Ｒｃａｔ０と略同等の低下速度で低下する。これにより、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間（ｔ１０～ｔ２１、ｔ１０～ｔ２１’）が経過した後は、抵抗差ΔＲ１、ΔＲ２が略一定（抵抗差ΔＲ１、ΔＲ２の単位時間あたりの変化量が略零）になる。なお、所定期間（ｔ１０～ｔ２１、ｔ１０～ｔ２１’）中における電気抵抗値の低下速度は、凝縮水付着量が少ない場合（Ｒｃａｔ１）より多い場合（Ｒｃａｔ２）の方が小さくなる。そのため、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間（ｔ１０～ｔ２１、ｔ１０～ｔ２１’）が経過した後における抵抗差は、凝縮水付着量が少ない場合（ΔＲ１）よりも凝縮水付着量が多い場合（ΔＲ２）の方が大きくなる。

なお、図６中において、蒸発期間（ｔ２０～ｔ２１、ｔ２０～ｔ２１’）中の床温Ｔｃａｔ１、Ｔｃａｔ２が略一定になるにもかかわらず、同期間中の電気抵抗値Ｒｃａｔ１、
Ｒｃａｔ２が微減しているのは、排気浄化触媒３１のうち、表面電極７ａ近傍の部位（すなわち、排気浄化触媒３１の周縁部分）の温度が上昇することに起因すると推測される。

上記図６に示したような相関によれば、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過した後の抵抗差ΔＲは、図７に示すように、通電開始時点の排気浄化触媒３１に付着している凝縮水の量が多くなるほど、大きくなる。よって、本実施例のプレヒート処理では、ＥＣＵ２０が、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過した後の抵抗差ΔＲに基づいて通電量不足分を求め、その通電量熱不足分の通電量を基準通電量に上乗せしてＥＨＣ２へ通電するようにした。ここでいう「通電量不足分」は、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔを所定温度Ｔｔｒｇまで上昇させる上で不足する熱エネルギ（熱エネルギ不足分）をＥＨＣ２で発生させるために必要な通電量であり、例えば、図８に示すように、抵抗差ΔＲが大きくなるほど、大きくされる。なお、図８に示すような相関については、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、抵抗差ΔＲを引数として通電量熱不足分を導出可能なマップ又は関数式の形態でＥＣＵ２０のＲＯＭ等に記憶しておくものとする。

（処理フロー）
ここで、本実施例におけるプレヒート処理の流れについて図９に基づいて説明する。図９は、本実施例に係るプレヒート処理において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、ハイブリッドシステムの起動時にＥＣＵ２０によって実行され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、排気浄化触媒３１の起動時床温Ｔｓｔが所定温度Ｔｔｒｇより低いかを判別する。その際、ＥＣＵ２０は、前述したように、内燃機関１の前回の運転が停止された時点における床温Ｔｅｎｄとソーク時間とを引数として、図３に示すようなマップ又は関数式へアクセスすることで、起動時床温Ｔｓｔを導出すればよい。

上記Ｓ１０１において否定判定された場合（Ｔｓｔ≧Ｔｔｒｇ）は、排気浄化触媒３１を暖機する必要がないため、ＥＣＵ２０は、プレヒート処理を実行せずに、本処理ルーチンを終了する。一方、上記Ｓ１０１において肯定判定された場合（Ｔｓｔ＜Ｔｔｒｇ）は、排気浄化触媒３１を暖機する必要があるため、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０２以降の処理へ進む。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ２０は、基準通電量Ｑｂａｓｅを目標通電量Ｑｔｒｇに設定する。その際、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０１で求められた起動時床温Ｔｓｔに基づいて基準通電量Ｑｂａｓｅを求める。ここでいう基準通電量Ｑｂａｓｅは、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していなければ、該基準通電量Ｑｂａｓｅの電力をＥＨＣ２へ通電することで、排気浄化触媒３１の床温Ｔｃａｔを所定温度Ｔｔｒｇ以上まで上昇させることができる通電量であり、起動時床温Ｔｓｔが低くなるほど大きな値に設定される。なお、起動時床温Ｔｓｔと基準通電量Ｑｂａｓｅとの相関は、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、起動時床温Ｔｓｔを引数として基準通電量Ｑｂａｓｅ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。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ２０は、バッテリ５４からＥＨＣ２への通電を開始すべく供給電力制御部１８を制御する。本実施例においては、バッテリ５４からＥＨＣ２へ単位時間あたりに通電される電力は、予め定められた一定量ｑに固定されるものとする。なお、ＥＣＵ２０がＳ１０３の処理を実行することにより、本発明に係る「通電手段」が実現される。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ２０は、通電開始時から現時点までの期間にＥＨＣ２へ通電された電力の積算値（積算電力量）Ｑを演算する。具体的には、ＥＣＵ２０は、積算電力量の前回値Ｑｏｌｄに上記一定量ｑを加算することで、積算電力量Ｑを算出する。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ２０は、補正フラグがＯＦＦであるかを判別する。ここでいう「補正フラグ」は、後述するＳ１１０において抵抗差ΔＲに基づく目標通電量Ｑｔｒｇの補正処理が行われた際にＯＮにされる一方で、後述するＳ１１３においてＥＨＣ２に対する通電が終了した際にＯＦＦにされるフラグである。該Ｓ１０５において否定判定された場合は、目標通電量Ｑｔｒｇの補正処理が実行済みであるため、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０６～Ｓ１１１の処理をスキップして、Ｓ１１１へ進む。一方、Ｓ１０５において肯定判定された場合は、目標通電量Ｑｔｒｇの補正処理が未だ実行されていないため、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０６～Ｓ１１１の処理を順次実行する。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ２０は、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過しているかを判別する。ここでいう「所定期間」は、前述したように、ＥＨＣ２の通電開始から、通電開始時点で排気浄化触媒３１に付着していた凝縮水が蒸発し終わるまでに要する期間である。ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過しているかを判別する方法としては、抵抗差ΔＲが略一定であること（すなわち、抵抗差ΔＲの単位時間あたりの変化量が所定の閾値以下であること）を条件として、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過していると判定する方法を用いることができる。つまり、前述の図６の説明で述べたように、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過するまでの期間では抵抗差ΔＲが経時的に増加（すなわち、抵抗差ΔＲの単位時間あたりの変化量が所定の閾値より大きくなる）する一方で、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過した後では抵抗差ΔＲが略一定（すなわち、抵抗差ΔＲの単位時間あたりの変化量が所定の閾値以下）になる。そのため、抵抗差ΔＲの単位時間あたりの変化量が所定の閾値以下となる状態が所定の判定期間以上にわたって継続していれば、抵抗差ΔＲが略一定であるとみなすことができ、以てＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過していると判定することができる。なお、ここでいう「所定の閾値」は、抵抗差ΔＲが略一定（すなわち、抵抗差ΔＲの単位時間あたりの変化量が略零）であるとみなすことができる程度に小さい値である。ところで、斯様な方法で該Ｓ１０６の判定を行うためには、ＥＨＣ２の実際の電気抵抗値Ｒｃａｔを求める必要がある。ＥＨＣ２の実際の電気抵抗値Ｒｃａｔは、電極７に印加される電圧Ｖｅｈｃと電極７を流れる電流Ｉｅｈｃとから演算することができる（Ｒｃａｔ＝Ｖｅｈｃ／Ｉｅｈｃ）。よって、ＥＨＣ２の電極７に電圧センサ及び電流センサを取付け、それらセンサの計測値Ｖｅｈｃ、Ｉｅｈｃから電気抵抗値Ｒｃａｔを演算すればよい。一方、抵抗差ΔＲの演算に用いられる基準抵抗値Ｒｃａｔ０は、排気浄化触媒に凝縮水が付着しおらず且つ排気浄化触媒の床温が上記Ｓ１０１で取得された起動時床温Ｔｃａｔと等しい状態にあるＥＨＣに対して上記Ｓ１０２で設定された目標通電量Ｑｔｒｇと等しい電力を通電した場合の、電気抵抗値Ｒｃａｔと同じタイミング（通電開始からの経過時間が同じになるタイミング）における電気抵抗値である。そこで、本実施例では、起動時床温と目標通電量と通電開始からの経過時間と基準抵抗値Ｒｃａｔ０との相関を、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、起動時床温と目標通電量と通電開始からの経過時間とを引数として基準抵抗値Ｒｃａｔ０を導出可能なマップ又は関数式の形態でＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶させておくようにした。

なお、排気浄化触媒に付着し得る最大量の凝縮水が該排気浄化触媒に付着している状態でＥＨＣへの通電を開始した場合における、ＥＨＣの通電開始から排気浄化触媒に付着している凝縮水の全てが蒸発し終わるまでに要する時間又は通電量を、予め実験やシミュレーションの結果から求めておき、ＥＨＣ２の通電開始からの実際の経過時間が上記時間以上であること、又はＥＨＣ２の通電開始からの実際の積算電力量Ｑが上記通電量以上であ
ることを条件として、ＥＨＣ２の通電開始から所定期間が経過していると判定されてもよい。なお、排気浄化触媒に付着し得る凝縮水の最大量とは、凝縮水付着量が最も多くなる条件下で内燃機関１が使用された場合における凝縮水付着量に相当する。

上記Ｓ１０６において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４の処理へ戻る。一方、上記Ｓ１０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０７の処理へ進む。Ｓ１０７では、ＥＣＵ２０は、ＥＨＣ２の電気抵抗値Ｒｃａｔを取得する。具体的には、ＥＣＵ２０は、前述したように、ＥＨＣ２の電極７に印加されている電圧ＶｅｈｃとＥＨＣ２の電極７を流れる電流Ｉｅｈｃとに基づいて、ＥＨＣ２の電気抵抗値Ｒｃａｔを演算する。なお、ＥＣＵ２０がＳ１０７の処理を実行することにより、本発明に係る「取得手段」が実現される。

Ｓ１０８では、ＥＣＵ２０は、上記Ｓ１０７で取得された電気抵抗値Ｒｃａｔから基準抵抗値Ｒｃａｔ０を減算することで、抵抗差ΔＲを演算する。続いて、ＥＣＵ２０は、上記Ｓ１０８で演算された抵抗差ΔＲをパラメータとして、通電量不足分Ｑａｄｄを演算する（Ｓ１０９）。具体的には、ＥＣＵ２０は、上記Ｓ１０８で演算された抵抗差ΔＲを引数として、前述の図８の説明で述べたマップ又は関数式にアクセスすることで、通電量不足分Ｑａｄｄを導出する。その際、上記Ｓ１０８で演算された抵抗差ΔＲが零であれば（通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していなければ）、通電量不足分Ｑａｄｄが零に設定される。なお、ＥＣＵ２０がＳ１０９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。

Ｓ１１０では、ＥＣＵ２０は、上記Ｓ１０２で演算された目標通電量Ｑｔｒｇを、上記Ｓ１０９で設定された通電量不足分Ｑａｄｄによって補正する。具体的には、ＥＣＵ２０は、上記Ｓ１０２で設定された目標通電量Ｑｔｒｇに、上記Ｓ１０９で設定された通電量不足分Ｑａｄｄを加算することで、新たな目標通電量Ｑｔｒｇ（＝Ｑｔｒｇ＋Ｑａｄｄ）を演算する。その際、通電開始時点の排気浄化触媒３１に凝縮水が付着していれば、通電量不足分Ｑａｄｄが零より大きくなるため、補正後の目標通電量Ｑｔｒｇが上記基準通電量Ｑｂａｓｅより大きくなる。このように補正された目標通電量Ｑｔｒｇに従ってＥＨＣ２への通電が行われると、ＥＨＣ２へ単位時間あたりに通電される電力は上記一定量ｑで変わらないものの、ＥＨＣ２の通電時間が長くなるため、通電量不足分Ｑａｄｄを過不足なくＥＨＣ２へ通電することが可能となる。

Ｓ１１１では、ＥＣＵ２０は、上記補正フラグをＯＦＦからＯＮへ変更する。続いて、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１２へ進み、上記Ｓ１０４で演算された積算電力量Ｑが上記Ｓ１０９で補正された目標通電量Ｑｔｒｇ以上であるかを判別する。該Ｓ１１２において否定判定された場合（Ｑ＜Ｑｔｒｇ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０４の処理へ戻る。一方、該Ｓ１１２において肯定判定された場合（Ｑ≧Ｑｔｒｇ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１３へ進む。

Ｓ１１３では、ＥＣＵ２０は、バッテリ５４からＥＨＣ２への通電を終了させるべく供給電力制御部１８を制御する。続いて、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１４へ進み、補正をＯＮからＯＦＦへ変更する。

図９に示した手順でプレヒート処理が実行されると、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に付着している凝縮水の量（凝縮水付着量）との相関の高い抵抗差に応じて、ＥＨＣ２の目標通電量が補正されることになる。これにより、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着している場合は付着していない場合に比べ、目標通電量が大きくされる。すなわち、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着している場合は付着していない場合に比べ、ＥＨＣ２の通電時間が長くされる。よって、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着している場合であっても、排
気浄化触媒３１を所定温度Ｔｔｒｇ以上に昇温させる上で必要となる熱エネルギを、過不足なく排気浄化触媒３１へ供給することが可能となる。その結果、本発明に係る「供給手段」が実現される。

＜実施例１の変形例＞
上記実施例１では、目標通電量の補正後において単位時間あたりにＥＨＣ２へ通電される電力は、目標通電量の補正前と同じ電力に設定される例について述べた。すなわち、上記実施例１では、ＥＨＣ２の通電時間を長くすることで、通電量不足分を賄う例について述べた。これに対し、補正後の目標通電量が補正前の目標通電量より大きくなる場合（通電量不足分が零より大きい場合）には、目標通電量の補正後において単位時間あたりにＥＨＣ２へ通電される電力が、目標通電量の補正前より大きくされるようにしてもよい。すなわち、ＥＨＣ２へ単位時間あたりに通電される電力を大きくすることで、通電量不足分を賄うようにしてもよい。

図１０は、本変形例に係るプレヒート処理において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１０において、前述の図９の処理ルーチンと同様の処理については同様の符号を付している。

図１０の処理ルーチンでは、Ｓ１１０の処理が実行された後に、Ｓ２０１～Ｓ２０２の処理が実行される。Ｓ２０１では、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０９で設定された通電量不足分Ｑａｄｄが零より大きいかを判別する。Ｓ２０１において否定判定された場合（Ｑａｄｄ＝０）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０２をスキップしてＳ１１１へ進む。一方、Ｓ２０１において肯定判定された場合（Ｑａｄｄ＞０）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ２０２へ進む。

Ｓ２０２では、ＥＣＵ２０は、ＥＨＣ２へ単位時間あたりに通電される電力ｑを所定の補正量Δｑによって補正する。具体的には、ＥＣＵ２０は、補正前の電力ｑに所定の補正量Δｑを加算することで、新たな電力ｑ（＝ｑ＋Δｑ）を演算する。その際、所定の補正量Δｑは、予め定められた固定値であってもよく、又は通電量不足分Ｑａｄｄが大きくなるほど大きな値に設定される可変値であってもよい。

図１０に示したよう手順でプレヒート処理が実行されると、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着している場合において、プレヒート処理の実行期間が過剰に長くなることを抑制することができる。特に、通電量不足分Ｑａｄｄが大きくなるほど所定の補正量Δｑが大きな値に設定されれば、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着している場合に、プレヒート処理の実行期間の増加を可能な限り短く抑えることができる。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について、図１１～図１２に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については省略する。

前述の第１の実施例では、熱エネルギ不足分の熱エネルギを、プレヒート処理におけるＥＨＣ２の目標通電量を増加させることで賄う例について述べた。これに対し、本実施例では、熱エネルギ不足分の熱エネルギを、内燃機関１の始動後に排気昇温処理を実行することで賄う例について述べる。

図１１は、本実施例におけるプレヒート処理及び排気昇温処理において、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１１において、前述の図９の処理ルーチンと同様の処理については同様の符号を付している。

図１１の処理ルーチンでは、図９の処理ルーチンにおけるＳ１０５の代わりにＳ３０１の処理が実行される。また、図１１の処理ルーチンでは、図９の処理ルーチンにおけるＳ１０９～Ｓ１１１の処理の代わりにＳ３０２～Ｓ３０３の処理が実行される。さらに、図１１の処理ルーチンでは、図９の処理ルーチンにおけるＳ１１４の代わりにＳ３０４～Ｓ３０７の処理が実行される。

Ｓ３０１では、ＥＣＵ２０は、暖機フラグがＯＦＦであるかを判別する。ここでいう「暖機フラグ」は、後述するＳ３０３において暖機時間Ｅｘｔｉｍｅの設定処理が行われた際にＯＮにされ、後述するＳ３０５において否定判定された際、又は後述するＳ３０６において排気昇温処理が実行された際にＯＦＦにされるフラグである。該Ｓ３０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０６～Ｓ１０７及びＳ３０２～Ｓ３０３をスキップして、Ｓ１１２へ進む。一方、該Ｓ３０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０６～Ｓ１０８の処理を順次実行した後に、Ｓ３０２へ進む。

Ｓ３０２では、ＥＣＵ２０は、上記Ｓ１０８で演算された抵抗差ΔＲに基づいて、内燃機関１の始動後に実行される排気昇温処理の実行時間Ｅｘｔｉｍｅを設定する。その際、ＥＣＵ２０は、図１２に示すように、上記Ｓ１０８で演算された抵抗差ΔＲが大きくなるほど、排気昇温処理の実行時間Ｅｘｔｉｍｅを長く設定する。これは、上記Ｓ１０８で演算された抵抗差ΔＲが大きくなるほど、熱エネルギ不足分が大きくなるためである。なお、図１２に示すような、抵抗差ΔＲと排気昇温処理の実行時間Ｅｘｔｉｍｅとの相関は、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、抵抗差ΔＲを引数として排気昇温処理の実行時間Ｅｘｔｉｍｅ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。

Ｓ３０３では、ＥＣＵ２０は、前述したように、暖機フラグをＯＦＦからＯＮへ変更する。続いて、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１２及びＳ１１３の処理を順次実行した後に、Ｓ３０４～Ｓ３０７の処理を実行する。

Ｓ３０４では、ＥＣＵ２０は、内燃機関１を始動させる。次いで、Ｓ３０５では、ＥＣＵ２０は、上記Ｓ３０２で設定された、排気昇温処理の実行時間Ｅｘｔｉｍｅが０より大きいか（すなわち、排気昇温処理を実行する必要があるか）を判別する。該Ｓ３０５において否定判定された場合（Ｅｘｔｉｍｅ＝０）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０６をスキップしてＳ３０７へ進む。一方、該Ｓ３０５において肯定判定された場合（Ｅｘｔｉｍｅ＞０）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ３０６へ進む。

Ｓ３０６では、ＥＣＵ２０は、排気昇温処理を実行する。その際の排気昇温処理は、上記Ｓ３０２で設定された実行時間Ｅｘｔｉｍｅに従って実行される。ここでいう「排気昇温処理」は、内燃機関１から排出される排気の温度を上昇させるための処理であり、例えば、点火プラグ１ｂの点火時期を遅角させることで、内燃機関１から排出される排気の温度を上昇させてもよい。なお、内燃機関１が圧縮着火式の内燃機関である場合には、燃料噴射時期を遅角させる処理、又はポスト噴射を行う処理を行うことで、内燃機関１から排出される排気の温度を上昇させてもよい。本実施例においては、ＥＣＵ２０がＳ３０６の処理を実行することで、本発明に係る「供給手段」が実現される。

ＥＣＵ２０は、上記Ｓ３０６の処理を実行し終えると、Ｓ３０７へ進み、上記暖機フラグをＯＮからＯＦＦへ切り換える。

図１１に示した手順でプレヒート処理及び触媒暖機処理が実行されると、熱エネルギ不足分の熱エネルギが排気昇温処理によって賄われることになる。そのため、ＥＨＣ２の通電開始時点で排気浄化触媒３１に凝縮水が付着している場合に、ＳＯＣの消費量ＳＯＣｃ
ｏｍの増加を抑制しつつ、熱エネルギ不足分の熱エネルギを過不足なく排気浄化触媒３１へ供給することが可能となる。

＜実施例２の変形例＞
上記実施例２では、熱エネルギ不足分の熱エネルギの全てを排気昇温処理によって賄う例について述べたが、熱エネルギ不足分の熱エネルギを、プレヒート処理におけるＥＨＣ２の目標通電量の増量側への補正で賄うことを原則とし、プレヒート処理の実行途中で内燃機関１を始動させざるを得ない場合に限り、排気昇温処理を行うことで熱エネルギ不足分の熱エネルギを賄うようにしてもよい。

ここで、バッテリ５４の残量ΔＳＯＣが閾値より小さいと判定された場合や、ＥＨＣ２の通電中に車両１００の要求駆動力が大きくなった場合は、ＥＨＣ２の積算電力量が目標通電量に達する前に内燃機関１を始動させざるを得ない。その場合は、ＥＨＣ２の積算電力量が目標通電量に達する前に、ＥＨＣ２への通電が中止されるため、プレヒート処理のみによって排気浄化触媒３１の床温を所定温度まで上昇させることができない。そこで、ＥＨＣ２の積算電力量が目標通電量に達する前に内燃機関１が始動される場合には、内燃機関１の始動後に排気昇温処理を実行するようにしてもよい。その際の排気昇温処理の実行時間は、通電開始から通電中止までの期間にＥＨＣ２へ通電された電力の総量（積算電力量）と目標通電量との差に基づいて決定されればよい。つまり、通電開始から通電中止までの期間における積算電力量と目標通電量との差が大きくなるほど、排気昇温処理の実行時間が長く設定されればよい。これによれば、プレヒート処理の途中で内燃機関１が始動される場合であっても、熱エネルギ不足分の熱エネルギを過不足なく排気浄化触媒３１へ供給することができる。

＜その他＞
前述した各実施例及び変形例では、ＮＴＣ特性を有する電気加熱式触媒に本発明を適用する例について述べたが、ＰＴＣ特性を有する電気加熱式触媒に本発明を適用することもできる。ＰＴＣ特性を有する電気加熱式触媒は、その温度が低いときは高いときよりも電気抵抗値が小さくなる。そのため、通電量不足分の演算に用いられる抵抗差は、基準抵抗値から実際の電気抵抗値を減算して求めればよい。

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
７ａ 表面電極
７ｂ 軸電極
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
２０ ＥＣＵ
３１ 排気浄化触媒
５４ バッテリ

Claims (8)

1. 内燃機関の排気通路に配置され、通電により発熱する発熱体及び排気浄化触媒を含む電気加熱式触媒と、
   前記内燃機関の始動前に前記電気加熱式触媒の通電を開始する通電手段と、
   前記通電手段による前記電気加熱式触媒の通電開始から、前記電気加熱式触媒に付着している凝縮水が蒸発し終わるまでに要する期間である所定期間が経過した後における、前記電気加熱式触媒の電気抵抗値を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得される前記電気抵抗値と所定の基準抵抗値との差である抵抗差に基づいて、前記電気加熱式触媒を所定温度以上まで昇温させる上で不足する熱エネルギ量である熱エネルギ不足分を演算する演算手段と、
   前記演算手段により算出される前記熱エネルギ不足分を賄うために必要なエネルギを、前記電気加熱式触媒へ供給する供給手段と、
   を備える、内燃機関の排気浄化装置。
2. 前記所定期間は、前記電気加熱式触媒に付着し得る最大量の凝縮水が該電気加熱式触媒に付着している状態における、前記電気加熱式触媒の通電開始から、前記電気加熱式触媒に付着している凝縮水の全てが蒸発し終わるまでに要する期間である、
   請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
3. 前記所定期間は、前記電気加熱式触媒の通電開始から、前記抵抗差の単位時間あたりの変化量が所定の閾値以下となるまでの期間である、
   請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
4. 前記供給手段は、前記熱エネルギ不足分の熱エネルギを前記電気加熱式触媒が発生するために必要な電気エネルギである通電量不足分を、前記電気加熱式触媒の通電量に追加する、
   請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
5. 前記供給手段は、前記電気加熱式触媒の通電時間を長くすることで、前記通電量不足分を前記電気加熱式触媒の通電量に追加する、
   請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
6. 前記供給手段は、前記電気加熱式触媒の単位時間あたりの通電量を大きくすることで、前記通電量不足分を前記電気加熱式触媒の通電量に追加する、
   請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置。
7. 前記供給手段は、前記内燃機関の始動後に該内燃機関から排出される排気の温度を上昇させる処理である排気昇温処理を行うことで、前記熱エネルギ不足分の熱エネルギを前記電気加熱式触媒へ供給する、
   請求項１から３の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
8. 前記通電量不足分を前記電気加熱式触媒の通電量に追加している途中で、前記内燃機関の始動要求が発生した場合に、前記供給手段は、前記電気加熱式触媒への通電を中止するとともに、前記内燃機関の始動後に該内燃機関から排出される排気の温度を上昇させる処理である排気昇温処理を実行する、
   請求項４から６の何れか１項に記載の内燃機関の排気浄化装置。

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