CN110872968B - 车辆和车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种车辆和车辆的控制方法，抑制电加热式催化剂的基材的劣化。车辆(110)具备：内燃机(100)；电加热式催化剂装置(33)，设置于内燃机(100)的排气通路，包括通过被通电而发热的导电性基材(35)和经由导电性基材35而被加热的催化剂；以及控制装置(200)，控制装置(200)具备：内部水分量算出部，算出作为在催化剂装置33的内部存在的水分量的内部水分量；和内燃机输出控制部，基于车辆要求输出和内部水分量控制内燃机100的输出。内燃机输出控制部构成为，在催化剂装置33的内部存在水分的情况下，当内部水分量多时，将内燃机100的输出限制为比内部水分量少时低的输出。

Description

车辆和车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及车辆和车辆的控制方法。

背景技术

专利文献1公开了具备作为动力源的内燃机和电动机、并在内燃机的排气通路设置有电加热式催化剂装置(EHC；Electrical Heated Catalyst)的混合动力车辆。电加热式催化剂装置构成为，通过保持于排气通路内且通过被通电而发热的基材，能够对担载于该基材的催化剂进行加热。通过设置电加热式催化剂装置，能够在内燃机启动前实施催化剂装置的预热。

在专利文献1中，若在多孔体的基材的内部含有水分的状态下对基材进行加热则有可能在基材的内部产生突沸，基材内部的压力因在此时产生的水蒸汽而急剧上升，从而使基材劣化，因此，在基材的内部含有水分的情况下，使得在对基材加热时实施使向基材供给的电力比通常低的低电力控制。由此，由于能够使基材的内部所含有的水分缓慢逐渐地蒸发，所以能够防止由突沸导致的基材的劣化。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011－231710号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，若在基材的表面和/或内部存在有水分的状态、即在催化剂装置的内部存在有水分的状态下对基材加热，则除了因突沸导致基材的劣化以外，有时还会发生因在基材的内部产生温度差而导致的基材的劣化。而且，若在基材进行加热时启动内燃机，则即使如专利文献1那样降低了向基材供给的电力，由于基材因高温的排气而被加热，所以也有可能在催化剂装置的内部存在有水分的情况下基材劣化。

本发明是着眼于这样的问题而提出的，其目的在于，在催化剂装置的内部存在水分的状态下对基材加热时，抑制基材劣化。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的某技术方案的车辆具备：内燃机；电加热式催化剂装置，设置于内燃机的排气通路，包括通过被通电而发热的导电性基材和经由导电性基材而被加热的催化剂；以及控制装置。控制装置具备：内部水分量算出部，算出作为在催化剂装置的内部存在的水分量的内部水分量；和内燃机输出控制部，基于车辆要求输出和内部水分量，控制内燃机的输出。而且内燃机输出控制部构成为，在催化剂装置的内部存在有水分的情况下，当内部水分量多时，将内燃机的输出限制为比内部水分量少时低的输出。

另外，本发明的某技术方案的车辆的控制方法中，所述车辆具备：内燃机；和电加热式催化剂装置，设置于所述内燃机的排气通路，包括通过被通电而发热的导电性基材和经由所述导电性基材被加热的催化剂，所述方法包括：内部水分量算出步骤，算出内部水分量，所述内部水分量是在所述催化剂装置的内部存在的水分量；和内燃机输出控制步骤，基于车辆要求输出和所述内部水分量控制所述内燃机的输出，所述内燃机输出控制步骤中，在所述催化剂装置的内部存在有水分的情况下，当所述内部水分量多时，将所述内燃机的输出限制为比所述内部水分量少时低的输出。

发明的效果

根据本发明的上述技术方案，在催化剂装置的内部存在水分的状态下对基材进行加热时，能够抑制基材劣化。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的车辆和控制车辆的电子控制单元的概略构成图。

图2是说明本发明的第1实施方式的内燃机的详细构成的图。

图3是说明在导电性基材的表面和/或内部存在有水分的状态下，在开始对导电性基材的通电来进行催化剂装置的预热的情况下会发生的问题的图。

图4是示出了EV模式中的、内燃机和第2旋转电机的各目标输出Pe、Pm占车辆要求输出的比例的图。

图5是说明本发明的第1实施方式的EV模式中的输出控制的流程图。

图6是说明催化剂装置的内部水分量Qcw的算出控制的流程图。

图7是说明本发明的第1实施方式的EV模式中的输出控制的动作的时间图。

图8是说明本发明的第2实施方式的输出控制的流程图。

图9是用于基于内部水分量Qcw算出内燃机的输出上限值Pem的表。

标号说明

33 催化剂装置

35 导电性基材

60 第2旋转电机(行驶用马达)

100 内燃机

110 车辆

200 电子控制单元(控制装置)

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，在以下的说明中，针对同样的构成要素标注同一参照标号。

(第1实施方式)

图1是本发明的第1实施方式的车辆110和控制车辆110的电子控制单元200的概略构成图。

本实施方式的车辆110具备内燃机100、动力分配机构40、第1旋转电机50、第2旋转电机60、电池70、升压转换器81、第1变换器82、第2变换器83，并且是构成为能够将内燃机100和第2旋转电机60这2个动力源中的一方或双方的动力经由最终减速装置111向车轮驱动轴112传递的混合动力车辆。

内燃机100具备内燃机本体1、进气装置20、排气装置30，产生用于使与内燃机本体1的曲轴(未图示)连结的输出轴113旋转的动力。以下，也参照图2对内燃机100的详细构成进行说明。

如图2所示，内燃机本体1具备：汽缸体2和固定于汽缸体2的上表面的汽缸盖3。

汽缸体2中形成多个汽缸4。在汽缸4的内部容纳有受到燃烧压力而在汽缸4的内部进行往复运动的活塞5。活塞5经由连杆(未图示)与曲轴连结，通过曲轴将活塞5的往复运动转换为旋转运动。通过汽缸盖3的内壁面、汽缸4的内壁面以及活塞5的冠面区划而成的空间成为燃烧室6。

汽缸盖3中形成有在汽缸盖3的一个侧面开口并且在燃烧室6开口的进气口7和在汽缸盖3的另一个侧面开口并且在燃烧室6开口的排气口8。

在汽缸盖3还安装有用于对燃烧室6和进气口7的开口进行开闭的进气阀9、用于对燃烧室6和排气口8的开口进行开闭的排气阀10、对进气阀9进行开闭驱动的进气凸轮轴11、对排气阀10进行开闭驱动的排气凸轮轴12。在进气凸轮轴11的一端设置有能够将进气阀9的开闭正时设定为任意的正时的油压式的可变动阀机构(未图示)。

在汽缸盖3还安装有用于向燃烧室6内喷射燃料的燃料喷射阀13和用于将从燃料喷射阀13喷射出的燃料与空气的混合气在燃烧室6内点火的火花塞14。此外，燃料喷射阀13也可以安装为向进气口7内喷射燃料。

进气装置20是用于经由进气口7向汽缸4内导入空气的装置，并具备空气过滤器21、进气管22、进气歧管23、空气流量计211、电子控制式的节流阀24。

空气过滤器21除去空气中所包含的沙子等异物。

进气管22的一端连结于空气过滤器21，另一端连结于进气歧管23的调压箱23a。通过进气管22，经过空气过滤器21流入到进气管22内的空气(进气)被导向进气歧管23的调压箱23a。

进气歧管23具备调压箱23a、和从调压箱23a分支与形成于汽缸盖侧面的各进气口7的开口连结的多个进气支管23b。导入至调压箱23a的空气经由进气支管23b在各汽缸4内均等分配。这样，进气管22、进气歧管23以及进气口7形成用于向各汽缸4内导入空气的进气通路。

空气流量计211设置在进气管22内。空气流量计211检测在进气管22内流动的空气的流量(以下称为“进气量”)。

节流阀24设置于与空气流量计211相比更靠下流侧的进气管22内。节流阀24通过节气门致动器25被驱动，使进气管22的通路截面积连续地或阶段性地变化。通过节气门致动器25进行节流阀24的开度(以下称为“节气门开度”)的调整，调整被吸入到各汽缸4内的进气量。节气门开度由节气门传感器212检测。

排气装置30是用于将在燃烧室6内产生的燃烧气体(以下称为“排气”)进行净化并向外部空气排出的装置，并具备排气歧管31、排气管32、排气温度传感器213、电加热式催化剂装置33。

排气歧管31具备与形成于汽缸盖侧面的各排气口8的开口连结的多个排气支管31a、和将排气支管31a集合汇总为1条的集合管31b。

排气管32的一端与排气歧管31的集合管31b连结，另一端向外部空气开口。从各汽缸4经由排气口8向排气歧管31排出的排气在排气管32中流动并向外部空气排出。

排气温度传感器213设置于与催化剂装置33相比更靠上流侧的排气管32，检测向催化剂装置33流入的排气的温度。

电加热式催化剂装置33具备：安装于排气管32的外筒34、导电性基材35、保持垫36、一对电极37、基材温度传感器214。

外筒34是用于在其内部容纳导电性基材35的部件，且典型来说是由不锈钢等的金属或陶瓷等的非金属构成的壳体。

导电性基材35例如由碳化硅(SiC)、二硅化钼(MoSi₂)等通过被通电而发热的材料形成。本实施方式的导电性基材35是沿着排气的流动方向形成了多个排气流通路35a(参照图3的(a))的所谓的蜂窝型的载体，在各排气流通路35a的表面担载有催化剂。在本实施方式中，虽然使导电性基材35担载有三元催化剂，但是使导电性基材35担载的催化剂的种类没有被特别限定，可以从各种催化剂之中适当选择为了得到所希望的排气净化性能所需的催化剂来担载。

保持垫36是以填埋外筒34与导电性基材35之间的间隙的方式设置于外筒34与导电性基材35之间，并且是用于将导电性基材35保持在外筒34内的预定位置的部件。保持垫36例如由氧化铝(Al₂O₃)等的电绝缘性的材料形成。

一对电极37是用于向导电性基材35施加电压的部件，各自以与外筒34电绝缘的状态与导电性基材35电连接，并且如图1所示经由用于调整向导电性基材35施加的电压的电压调整电路38与电池70连接。通过经由一对电极37向导电性基材35施加电压来向导电性基材35供给电力，在导电性基材35中流动电流而导电性基材35发热，对导电性基材35所担载的催化剂加热。通过一对电极37向导电性基材35施加的电压，通过电子控制单元200控制电压调整电路38而能够进行调整，例如(就那样)直接施加电池70的电压，也能够将电池70的电压调整为任意的电压并施加。

基材温度传感器214设置于导电性基材35的附近且与导电性基材35相比更靠下流侧的外筒34。在本实施方式中，基于该基材温度传感器214的检测值等，通过电子控制单元200推定并算出导电性基材35的温度(以下称为“基材温度”)和/或导电性基材35所担载的催化剂的温度。

排气口8、排气歧管31、排气管32以及外筒34形成供从各汽缸4排出的排气流动的排气通路。

此外，在本实施方式中作为内燃机100的一例，例示上述那样的无增压汽油发动机进行了说明，但是并不限于上述构成，燃烧方式和/或气筒排列、燃料的喷射方式、进排气***的构成、阀门机构的构成、增压器的有无、增压方式等也可以与上述构成不同。

返回至图1，动力分配机构40是用于将内燃机100的动力分配为用于使车轮驱动轴112旋转的动力和用于使第1旋转电机50再生驱动的动力这2个***的行星齿轮，且具备太阳轮41、齿圈42、小齿轮43、行星架44。

太阳轮41是外齿轮，配置于动力分配机构40的中央。太阳轮41与第1旋转电机50的旋转轴53连结。

齿圈42是内齿轮，以成为与太阳轮41在同心圆上的方式配置在太阳轮41的周围。齿圈42与第2旋转电机60的旋转轴63连结。另外，在齿圈42一体化安装有用于经由最终减速装置111向车轮驱动轴112传递齿圈42的旋转的差动轮系小齿轮114。

小齿轮43是外齿轮，以与太阳轮41以及齿圈42啮合的方式在太阳轮41与齿圈42之间配置有多个。

行星架44与内燃机100的输出轴113连结，以输出轴113为中心旋转。另外，行星架44也以在行星架44旋转时，各小齿轮43能够各自一边旋转(自转)一边在太阳轮41的周围旋转(公转)的方式与各小齿轮43连结。

第1旋转电机50例如是三相交流同步型的电动发电机，具备：安装于与太阳轮41连结的旋转轴53的外周并在外周部埋设了多个永磁体的转子51、和卷绕了产生旋转磁场的励磁线圈的定子52。第1旋转电机50具有：作为接受来自电池70的电力供给来进行牵引(力行)驱动的电动机的功能、和作为接受内燃机100的动力来进行再生驱动的发电机的功能。

在本实施方式中，第1旋转电机50主要用作发电机。而且，在内燃机100的启动时使输出轴113旋转并进行起转时用作电动机，发挥作为起动装置的作用。

第2旋转电机60例如是三相交流同步型的电动发电机，具备：安装于与齿圈42连结的旋转轴53的外周并在外周部埋设了多个永磁体的转子61、和卷绕了产生旋转磁场的励磁线圈的定子62。第2旋转电机60具有作为接受来自电池70的电力供给来进行力行驱动的电动机的功能、和作为在车辆110的减速时等接受来自车轮驱动轴112的动力来再生驱动的发电机的功能。

电池70例如是镍铬蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池等的可充放电的二次电池。在本实施方式中，作为电池70，使用了额定电压为200[V]左右的锂离子二次电池。电池70经由升压转换器81等与第1旋转电机50以及第2旋转电机60电连接，以使得能够将电池70的充电电力向第1旋转电机50以及第2旋转电机60供给来对它们进行力行驱动，另外，能够将第1旋转电机50以及第2旋转电机60的发电电力充电至对电池70。另外，电池70也经由电压调整电路38以及一对电极37与导电性基材35电连接，以使得能够将电池70的充电电力向导电性基材35供给来对导电性基材35加热。

进而电池70还构成为能够经由充电控制电路71以及充电盖72与外部电源电连接，以使得例如能够进行来自家庭用插座等的外部电源的充电。充电控制电路71是基于来自电子控制单元200的控制信号，将从外部电源供给的交流电流变换为直流电流，并能够将输入电压升压至电池电压来将外部电源的电力充入电池70的电路。此外，电池70未必构成为能够进行来自外部电源的充电。

升压转换器81具备如下电路，即，能够基于来自电子控制单元200的控制信号对初级侧端子的端子间电压进行升压并从次级侧端子输出，反过来能够基于来自电子控制单元200的控制信号对次级侧端子的端子间电压进行降压并从初级侧端子输出。升压转换器81的初级侧端子与电池70的输出端子连接，次级侧端子与第1变换器82以及第2变换器83的直流侧端子连接。

第1变换器82以及第2变换器83分别具备如下电路，即，能够基于来自电子控制单元200的控制信号将从直流侧端子输入的直流电流变换为交流电流(在本实施方式中是三相交流电流)并从交流侧端子输出，反过来能够基于来自电子控制单元200的控制信号将从交流侧端子输入的交流电流变换为直流电流并从直流侧端子输出。第1变换器82的直流侧端子与升压转换器81的次级侧端子连接，第1变换器82的交流侧端子与第1旋转电机50的输入输出端子连接。第2变换器83的直流侧端子与升压转换器81的次级侧端子连接，第2变换器83的交流侧端子与第2旋转电机60的输入输出端子连接。

电子控制单元200由数字计算机构成，并具备通过双向总线201彼此连接的ROM(只读存储器)202、RAM(随机访问存储器)203、CPU(微处理器)204、输入口205以及输出口206。

输入口205除了前述的空气流量计211等以外，还经由对应的各AD变换器207被输入用于检测车速的车速传感器215、用于检测电池充电量的SOC传感器216、用于检测外部空气温度的外部空气温度传感器217等的输出信号。另外，输入口205经由对应的AD变换器207被输入产生与加速踏板220的踩踏量(以下称为“加速踩踏量”)成比例的输出电压的负载传感器221的输出电压。另外输入口205被输入内燃机本体1的曲轴每旋转例如15°而产生输出脉冲的曲轴转角传感器222的输出信号来作为用于算出内燃机转速的信号。这样输入口205被输入为了控制车辆110所需的各种传感器的输出信号。

输出口206经由对应的驱动电路208与燃料喷射阀13等的各控制部件电连接。

电子控制单元200基于被输入到输入口205的各种传感器的输出信号，从输出口206输出用于控制各控制部件的控制信号来控制车辆110。以下，针对电子控制单元200实施的车辆110的控制进行说明。

电子控制单元200基于电池充电量，设定车辆110的行驶模式。具体而言，电子控制单元200在电池充电量比预定的模式切换充电量(例如满充电量的25％)大时，将车辆110的行驶模式设定为EV(Electric Vehicle)模式。EV模式也有时被称为CD(Charge Depleting；充电消耗)模式。

当车辆110的行驶模式被设定为EV模式时，电子控制单元200基本上在使内燃机100停止了的状态下利用电池70的充电电力使第2旋转电机60力行驱动，仅利用第2旋转电机60的动力使车轮驱动轴112旋转。而且，电子控制单元200在预定的内燃机运转条件成立时例外地使内燃机100运转，利用内燃机100以及第2旋转电机60这两方的动力使车轮驱动轴112旋转。

EV模式中的内燃机运转条件是从确保车辆110的行驶性能和/或保护部件的观点出发而设定的，例如可以列举车速成为预定车速(例如100km/h)以上时、加速踩踏量增大而基于加速踩踏量(车辆负载)以及车速所设定的车辆要求输出Pt成为预定输出以上时(典型地说是要求急加速时)、电池温度成为预定温度(例如－10℃)以下时等。

这样EV模式是优先利用电池70的充电电力使第2旋转电机60力行驱动，至少将第2旋转电机60的动力向车轮驱动轴112传递并使车辆110行驶的模式。

另一方面，电子控制单元200在电池充电量为模式切换充电量以下时，将车辆110的行驶模式设定为HV(Hybrid Vehicle：混合动力车)模式。HV模式也有时被称为CS(ChargeSustaining；充电维持)模式。

在将车辆110的行驶模式设定为HV模式时，电子控制单元200将内燃机100的动力通过动力分配机构40分配给2个***，分配后的内燃机100的一方的动力向车轮驱动轴112传递，并且利用另一方的动力使第1旋转电机50再生驱动。而且，基本上利用第1旋转电机50的发电电力使第2旋转电机60力行驱动，除了内燃机100的一方的动力以外还将第2旋转电机60的动力向车轮驱动轴112传递。例外的是，例如当加速踩踏量增大而车辆要求输出成为预定输出以上时等，为了确保车辆110的行驶性能而利用第1旋转电机50的发电电力和电池70的充电电力使第2旋转电机60力行驱动，将内燃机100以及第2旋转电机60这两方的动力向车轮驱动轴112传递。

这样HV模式是使内燃机100运转并且优先利用第1旋转电机50的发电电力使第2旋转电机60力行驱动，将内燃机100以及第2旋转电机60这两方的动力向车轮驱动轴112传递而使车辆110行驶的模式。

这样在混合动力车辆中，基本上行驶模式从EV模式切换为HV模式时内燃机100被启动。而且从EV模式向HV模式的切换基本上依赖于电池充电量。

但是，在内燃机100的运转中，为了使催化剂装置33发挥所希望的排气净化性能，需要使导电性基材35所担载的催化剂升温至活性温度，使催化剂成为活性。因此，为了抑制内燃机启动后的排气排放的恶化，希望在EV模式中开始对导电性基材35的通电从而开始催化剂装置33的预热，在切换为HV模式之前使催化剂装置33的预热完成。因此在本实施方式中，使得若在EV模式中电池充电量降低至比模式切换充电量大的预热开始充电量，则开始对导电性基材35的通电而对催化剂装置33进行预热。

此时，在内燃机停止中在排气通路内产生的冷凝水有时会附着于导电性基材35的排气流通路35a的表面。另外，在构成导电性基材35的材料是多孔质的材料的情况、即导电性基材35是多孔体的情况下，在内燃机停止中在排气通路内产生的冷凝水有时会侵入导电性基材35的内部而残留。

这样，在导电性基材35的表面和/或内部存在有水分的状态、即在催化剂装置33的内部存在有水分的状态下，若开始对导电性基材35的通电而进行催化剂装置33的预热，则有可能会发生以下那样的问题。

图3是针对在导电性基材35的表面和/或内部存在有水分的状态下开始对导电性基材35的通电而进行了催化剂装置33的预热的情况下会发生的问题点进行说明的图。

图3的(a)是对将催化剂装置33在与排气流动方向垂直相交的方向上切断了情况下的催化剂装置33的一部分进行了放大而得到的剖视图。图3的(b)是表示在使导电性基材35从外部空气温相当的初期温度向活性温度升温时的、导电性基材35的各部位的温度的推移的图。图3的(b)的实线表示在导电性基材35的内部不存在水分的部位的温度的推移。图3的(b)的虚线表示在导电性基材35的内部存在有水分的部位的温度的推移。图3的(c)是表示在导电性基材35的内部不存在水分的部位、与存在有水分的部位之间的温度差(以下称为“内部温度差”)ΔT的推移的图。

如图3的(b)中实线所示，在导电性基材35的内部不存在水分的部位，随着时间的经过导电性基材35的温度大致单调增加下去。另一方面，如图3的(b)中虚线所示，在导电性基材35的内部存在有水分的部位中，存在导电性基材35的温度在水的蒸发温度附近停滞的期间。其原因在于，当导电性基材35的温度到达水的蒸发温度附近时，在导电性基材35的内部存在有水分的部位中水分蒸发，因此时的汽化潜热而妨碍导电性基材35的升温。

其结果，如图3的(c)所示，在导电性基材35的表面和/或内部存在有水分的状态下，若开始对导电性基材35的通电而进行催化剂装置33的预热，则会产生内部温度差ΔT。由于在导电性基材35的表面和/或内部部分存在的水分量、即催化剂装置33的内部水分量Qcw越多，则蒸发时间越长，停滞期间也越长，所以该内部温度差ΔT变大。而且，当内部温度差ΔT变大时，伴随于此产生大的热应力，因此成为使导电性基材35劣化的要因。

作为抑制因该内部温度差ΔT过大而导致导电性基材35的劣化的方法，可以考虑例如如前述的专利文献1那样，在导电性基材35的表面和/或内部存在有水分的情况下，使对导电性基材35的通电电力降低的方法。这是因为，由此，能够抑制在导电性基材35的内部不存在水分的部位的升温速度，能够抑制内部温度差ΔT过大。

然而，在混合动力车辆中，即使在EV模式中，也有时例如在车辆要求输出为预定输出(后述的启动要求输出Ps0)以上等情况下启动内燃机100，有时在电池充电量降低至预热开始充电量之前、或电池充电量降低至预热开始充电量之后且降低至模式切换充电量之前启动内燃机100。即，存在在开始对导电性基材35的通电之前或在正实施通电的途中启动内燃机100的情况。

在导电性基材35的表面和/或内部存在有水分的状态下，在开始对导电性基材35的通电之前、或正实施通电的途中启动内燃机100时，导电性基材35因排气热而被加热。排气温度基本上与内燃机100的输出相关，内燃机100的输出越高则排气温度越高。

因此，在开始对导电性基材35的通电之前、或正实施通电的途中启动了内燃机100的情况下，导电性基材35的升温速度依赖于内燃机100的输出即排气温度，无法控制导电性基材35的升温速度。其结果，有可能无法抑制在导电性基材35的内部不存在水分的部位的升温速度而导致内部温度差ΔT变得过大。

另外，在由于在导电性基材35的表面和/或内部存在有水分而电池充电量降低至预热开始充电量的情况下，在实施了使对导电性基材35的通电电力降低而开始对导电性基材35的通电这样的控制的情况下，使导电性基材35所担载的催化剂升温至活性温度所需的时间变长。这样一来，在正实施通电的途中启动内燃机100的频度增加。

因此，在本实施方式中，使基于车辆要求输出Pt而设定的EV模式中的内燃机100的目标输出Pe[kW]以及第2旋转电机60的目标输出Pm[kW]根据催化剂装置33的内部水分量Qcw[cc]而变化。

图4是表示EV模式中的、内燃机100以及第2旋转电机60的各目标输出Pe、Pm占车辆要求输出Pt的比例的图。此外在图4中，从Qcw1到Qcw5的大小关系为Qcw1＜Qcw2＜Qcw3＜Qcw4＜Qcw5。

如图4所示，在本实施方式中，当催化剂装置33的内部水分量Qcw多时，与少时相比较，提高了第2旋转电机60的目标输出Pm占车辆要求输出Pt的比例，另一方面，降低了内燃机100的目标输出Pe占车辆要求输出的比例。

由此，例如在车辆要求输出Pt为图4所示的Pt3的情况下，当比较内部水分量Qcw为Qcw1、Qcw2、Qcw3(Qcw1＜Qcw2＜Qcw3)时的、第2旋转电机60的各目标输出Pm1、Pm2、Pm3的大小时，为Pm1＜Pm2＜Pm3(＝Pt3)，当比较内燃机100的各目标输出Pe1、Pe2、Pe3的大小时，为Pe1＞Pe2＞Pe3(＝0)。

这样根据本实施方式，由于基本上内部水分量Qcw越多则越降低内燃机100的目标输出Pe占车辆要求输出的比例，所以即使车辆要求输出Pt同为Pt3，随着内部水分量Qcw按Qcw1、Qcw2、Qcw3变多，内燃机100的输出按Pe1、Pe2、Pe3降低。即，内部水分量Qcw越多，则将内燃机100的输出限制为越低的输出。而且，在EV模式中，成为启动内燃机100的车辆要求输出Pt的阈值的启动要求输出Ps也随着内部水分量Qcw按Qcw1、Qcw2、Qcw3变多而分别按Pt1、Pt2、Pt3提高下去。

这样，由于内部水分量Qcw越多，则启动要求输出Ps越提高下去，所以在EV模式中，即使在车辆要求输出Pt为通常情况下启动内燃机100的启动要求输出(以下称为“通常启动要求输出”)Ps0(＝Pt1)(参照图4)以上的情况下，当内部水分量Qcw多时，也能够不启动内燃机100而仅利用第2旋转电机60的输出使车辆行驶。因此，能够抑制在开始对导电性基材35的通电之前、或正实施通电的途中启动内燃机100启动。

另外，假设即使启动了内燃机100，由于内部水分量Qcw越多则将内燃机100的输出限制为低输出，所以也能够降低排气温度。因此，假设即使启动了内燃机100，也能够抑制在导电性基材35的内部不存在水分的部位的升温速度，从而能够抑制内部温度差ΔT过大。

图5是说明本实施方式的EV模式中的输出控制的流程图。电子控制单元200在EV模式中按预定的运算周期反复执行本例程。

在步骤S1中，电子控制单元200读入与本例程(routine)分开算出的催化剂装置33的内部水分量Qcw。针对内部水分量Qcw的算出方法，参照图6稍后说明。

在步骤S2中，电子控制单元200算出车辆要求输出Pt。在本实施方式中电子控制单元200参照通过预先实验等制作而成的映射，基于车辆负载以及车速，算出车辆要求输出Pt。

在步骤S3中，电子控制单元200参照之前说明的图4的映射，基于车辆要求输出Pt和内部水分量Qcw，分别算出内燃机100的目标输出Pe以及第2旋转电机60的目标输出Pm。

在步骤S4中，电子控制单元200控制内燃机100以及第2旋转电机60的输出，以使得内燃机100以及第2旋转电机60的输出分别成为目标输出Pe、Pm。

图6是说明催化剂装置33的内部水分量Qcw的算出控制的流程图。电子控制单元200在车辆启动开关为接通(ON)起到断开(OFF)为止的期间按预定的运算周期反复执行本例程。此外车辆启动开关是在车辆起动时为接通(ON)、在车辆停止时为断开(OFF)的开关。

在步骤S11中，电子控制单元200判定是否为车辆启动时(即车辆启动开关为接通(ON)时)。若为车辆启动时，则电子控制单元200进入步骤S12的处理。另一方面，若不为车辆启动时，则电子控制单元200进入步骤S15的处理。

在步骤S12中，电子控制单元200读入内部水分量上回值Qcwz。在本实施方式中电子控制单元200将在上回的车辆停止时(即车辆启动开关上回断开时)保存于RAM203的内部水分量Qcw作为内部水分量上回值Qcwz而读入。

在步骤S13中，电子控制单元200算出从上回的车辆停止时到本回的车辆启动时为止期间在催化剂装置33内产生的冷凝水的推定量(以下称为“推定产生水分量”)Qcw1。在本实施方式中电子控制单元200基于上回的车辆停止时的基材温度、本回的车辆启动时的基材温度以及外部空气温度，算出推定产生水分量Qcw1。推定产生水分量Qcw1具有上回的车辆停止时的基材温度和本回的车辆启动时的基材温度之间的温度差越大则越多的倾向。

在步骤S14中，电子控制单元200算出内部水分量上回值Qcwz加上推定产生水分量Qcw1得到的值来作为内部水分量Qcw，并保存于RAM203。

在步骤S15中，电子控制单元200读入RAM203所保存的内部水分量Qcw，判定内部水分量Qcw是否比0大。若内部水分量Qcw比0大，则电子控制单元200进入步骤S16的处理。另一方面，若内部水分量Qcw为0，则电子控制单元200结束本回的处理。

在步骤S16中，电子控制单元200判定内燃机100是否被启动。若内燃机100被启动，则电子控制单元200进入步骤S17的处理。另一方面，若内燃机100停止，则电子控制单元200进入步骤S19的处理。

在步骤S17中，电子控制单元200算出在催化剂装置33的内部因排气热而蒸发的每单位时间的水分量的推定值(以下称为“第1蒸发水分量”)Qev1。在本实施方式中电子控制单元200参照通过预先实验等作成的表，基于通过排气温度传感器213检测出的向催化剂装置33流入的排气的温度，算出第1蒸发水分量Qev1。

在步骤S18中，电子控制单元200从内部水分量Qcw减去第1蒸发水分量Qev1来更新内部水分量Qcw的值。

在步骤S19中，电子控制单元200判定是否由于因通电而投入到导电性基材35的热能，在导电性基材35发生蒸发。在本实施方式中若实施对导电性基材35的通电且基材温度为预定温度(水的沸点附近的温度，在本实施方式中为100[℃])以上，则电子控制单元200判断为因通电产生的热能而正发生蒸发，进入步骤S20的处理，否则判断为没有因通电产生的热能而发生蒸发，结束本回的处理。

在步骤S20中，电子控制单元200算出因通电投入到导电性基材35的热能而蒸发的每单位时间的水分量的推定值(以下称为“第2蒸发水分量”)Qev2。在本实施方式中电子控制单元200基于因通电而投入到导电性基材35的每单位时间的热能(电力量)[kj]和水的每单位质量的汽化潜热[kj/cc]，算出第2蒸发水分量Qev2。

在步骤S21中，电子控制单元200从内部水分量Qcw中减去第2蒸发水分量Qev2来更新内部水分量Qcw的值。

图7是说明本实施方式的EV模式中的输出控制的动作的时间图。

在时刻t1，若电池充电量降低至预热开始充电量，则开始对导电性基材35的通电，开始催化剂装置33的预热。由此，基材温度从外部空气温度相当的初期温度上升，在时刻t2上升至水的蒸发温度附近为止时，在导电性基材35的表面和/或内部存在着的水分开始蒸发。因此，在时刻t2以后，催化剂装置33的内部水分量Qcw逐渐减少下去。

此时，在本实施方式中，基本上内部水分量Qcw越多，则越提高第2旋转电机60的目标输出Pm占车辆要求输出Pt的比例，另一方面，越降低内燃机100的目标输出Pe占车辆要求输出Pt的比例，因此，内部水分量Qcw越多，则越提高启动要求输出Ps。

因此，在内部水分量Qcw的减少开始的时刻t2以前，将启动要求输出Ps设定为比通常启动要求输出Ps0高的值。然后在时刻t2以后，随着内部水分量Qcw减少，启动要求输出Ps向通常启动要求输出Ps0降低下去。

由此，在内部水分量Qcw没有降低至0的从时刻t3到时刻t4以及从时刻t5到时刻t6为止的期间，即使车辆要求输出Pt为通常启动要求输出Ps0以上，也不启动内燃机100，全部车辆要求输出Pt由第2旋转电机60的输出来填充。因此，由于能够将在导电性基材35的内部不存在水分的部位的升温速度控制为与通电电力相应的升温速度，所以能够抑制内部温度差ΔT过大。

在时刻t7内部水分量Qcw成为零，在时刻t8判定为导电性基材35所担载的催化剂升温到了活性温度为止时，停止对导电性基材35的通电。然后在时刻t9，当电池充电量降低至模式切换充电量为止时，将行驶模式设定为HV模式，启动内燃机100。

以上说明的本实施方式的车辆110具备：内燃机100；电加热式催化剂装置33，设置于内燃机100的排气通路，包括通过被通电而发热的导电性基材35和经由导电性基材35而被加热的催化剂；以及电子控制单元200(控制装置)。电子控制单元200具备：内部水分量算出部，算出作为在催化剂装置33的内部存在的水分量的内部水分量Qcw；和内燃机输出控制部，基于车辆要求输出Pt和内部水分量Qcw控制内燃机100的输出。而且，内燃机输出控制部构成为，在催化剂装置33的内部存在有水分的情况下，当内部水分量Qcw多时，与少时相比，将内燃机100的输出限制为低的输出。

由此，即使在催化剂装置33的内部存在有水分的情况下启动了内燃机100，当内部水分量Qcw多时，与少时相比，也能够降低排气温度。因此，即使在催化剂装置33的内部存在水分的状态下对导电性基材35加热，也能够抑制在导电性基材35的内部不存在水分的部位的升温速度，进而能够抑制内部温度差ΔT过大，因此，能够抑制导电性基材35劣化。

另外，本实施方式的车辆110除了内燃机100以外还具备第2旋转电机60(行驶用马达)来作为车辆110的驱动源，电子控制单元200还具备基于车辆要求输出Pt和内部水分量Qcw控制第2旋转电机60的输出的马达输出控制部。而且，内燃机输出控制部构成为，当内部水分量Qcw多时，与少时相比，降低基于车辆要求输出Pt而设定的内燃机的目标输出Pe，马达输出控制部构成为，当内部水分量Qcw多时，与少时相比，将基于车辆要求输出Pt而设定的第2旋转电机60的目标输出Pm提高与降低了内燃机100的目标输出Pe相应的量。

这样，当内部水分量Qcw多时，与少时相比通过提高第2旋转电机60的目标输出Pm，当内部水分量Qcw多时，与少时相比能够提高EV模式中的启动要求输出Ps。因此，即使在车辆要求输出Pt成为通常的启动内燃机100的通常启动要求输出Ps0以上的情况下，当内部水分量Qcw多时，也能够不启动内燃机100而仅利用第2旋转电机60的输出使车辆行驶。因此，能够抑制在开始对导电性基材35的通电之前或正实施通电的途中启动内燃机100。

另外，在本实施方式中，在催化剂装置33的内部存在有水分的情况下所设定的内燃机100的目标输出Pe，被设定为使得在导电性基材35的温度上升下去的过程中，导电性基材35的水分存在的部位与水分不存在的部位之间产生的内部温度差ΔT成为低于预定的温度差的输出。

因此，能够切实地抑制内部温度差ΔT成为使导电性基材35劣化的温度差以上。

(第2实施方式)

接着，针对本发明的第2实施方式进行说明。本实施方式与第1实施方式不同之处在于，车辆110是仅具备内燃机100来作为动力源的通常车辆。以下，以该不同之处为中心进行说明。

在车辆110是仅具备内燃机100来作为动力源的通常车辆的情况下，基本上与内燃机100的启动一起开始对导电性基材35的通电，进行催化剂装置33的预热。此时，当控制内燃机100以使得内燃机100的输出成为车辆要求输出Pt时，会导致导电性基材35的升温速度依赖于车辆要求输出Pt、即内燃机100的输出。因此，无法控制导电性基材35的升温速度，在催化剂装置33的内部存在有水分的情况下有可能会使导电性基材35劣化。

因此在本实施方式中，在催化剂装置33的内部存在有水分的情况下，基于内部水分量Qcw，算出内燃机100的输出上限值Pem，使内燃机100以其输出上限值Pem以下的输出进行运转。以下，针对本实施方式的输出控制进行说明。

图8是说明本实施方式的输出控制的流程图。电子控制单元200在内燃机100的运转中按预定的运算周期反复执行本例程。此外在图8中，步骤S1以及步骤S2的处理的内容以及内部水分量Qcw的算出方法与之前说明的第1实施方式同样，因此在此省略说明。

在步骤S31中，电子控制单元200判定内部水分量Qcw是否为预定的限制水分量Qth以上。限制水分量Qth被认为是，在使内燃机100的输出以最大输出运转的情况、即使内燃机100全负载运转的情况下，内部温度差ΔT成为有可能使导电性基材35劣化的温度差以上的水分量。若内部水分量Qcw为限制水分量Qth以上，则电子控制单元200进入步骤S32的处理。另一方面，若内部水分量Qcw低于限制水分量Qth，则电子控制单元200判断为即使使内燃机100全负载运转，内部温度差ΔT也不会成为有可能使导电性基材35劣化的温度差以上，不限制内燃机100的输出而结束本回的处理。

在步骤S32中，电子控制单元200参照图9的表，基于内部水分量Qcw，算出内燃机100的输出上限值Pem。如图9的表所示，内燃机100的输出上限值Pem被设定为内部水分量Qcw多时比少时低的值。基于该内部水分量Qcw而设定的内燃机100的输出上限值Pem是被认为当使内燃机100以比该输出上限值Pem高的输出运转时，因导电性基材35的表面和/或内部存在着的水分，内部温度差ΔT成为有可能使导电性基材35劣化的温度差以上的输出。

在步骤S33中，电子控制单元200判定车辆要求输出Pt是否比内燃机100的输出上限值Pem高。若车辆要求输出Pt比内燃机100的上限输出值Pem高，则电子控制单元200进入步骤S34的处理。另一方面，若车辆要求输出Pt低于内燃机100的上限输出值Pem，则电子控制单元200进入步骤S35的处理。

在步骤S34中，电子控制单元200控制内燃机100，以使得内燃机100的输出成为上限输出Pem。即，将内燃机100的输出限制为上限输出Pem。

在步骤S35中，电子控制单元200控制内燃机100，以使得内燃机100的输出成为车辆要求输出Pt。其原因在于，若车辆要求输出Pt低于内燃机100的输出上限值Pem，则即使控制内燃机100以使得内燃机100的输出成为车辆要求输出Pt，内部温度差ΔT也不会成为有可能使导电性基材35劣化的温度差以上。

以上说明的本实施方式的车辆110的电子控制单元200(控制装置)具备的内燃机输出控制部构成为，在催化剂装置33的内部存在有水分的情况下，当内部水分量Qcw多时，将内燃机100的输出限制为比内部水分量Qcw少时低的输出。更详细而言，内燃机输出控制部构成为，基于内部水分量Qcw算出内燃机100的输出上限值Pem，并且当车辆要求输出Pt比输出上限值Pem高时将内燃机100的输出限制为输出上限值Pem，当内部水分量Qcw多时，与少时相比降低输出上限值Pem。

由此，能够以基于内部水分量Qcw而设定的输出上限值Pem以下的输出使内燃机100运转，能够将排气温度控制为与内部水分量Qcw相应的一定的温度以下。因此，即使在催化剂装置33的内部存在水分的状态下对导电性基材35进行了加热，由于也能够抑制在导电性基材35的内部不存在水分的部位的升温速度，进而能够抑制内部温度差ΔT过大，所以能够抑制导电性基材35劣化。

另外，本实施方式的内燃机输出控制部构成为，当内部水分量Qcw为限制水分量Qth(预定水分量)以上时算出输出上限值Pem，限制水分量Qth被设为，在内燃机100的输出为最大输出的情况下，在导电性基材35的温度上升下去的过程中，在导电性基材35的水分存在的部位与水分不存在的部位之间产生的内部温度差ΔT成为预定的温度差以上的水分量。

由此，由于只有在内部水分量Qcw为限制水分量Qth以上时限制内燃机100的输出，所以能够将限制内燃机100的输出导致的车辆的行驶性能的恶化抑制为最小限度。

以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但是上述实施方式只不过示出了本发明的适用例的一部分，并不意在将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体的构成。

Claims (6)

1.一种车辆，具备：

内燃机；

电加热式催化剂装置，设置于所述内燃机的排气通路，包括通过被通电而发热的导电性基材和经由所述导电性基材而被加热的催化剂；以及

控制装置，

所述控制装置具备：

内部水分量算出部，算出内部水分量，所述内部水分量是在所述催化剂装置的内部存在的水分量；和

内燃机输出控制部，基于车辆要求输出和所述内部水分量控制所述内燃机的输出，

所述内燃机输出控制部构成为，

在所述催化剂装置的内部存在有水分的情况下，当所述内部水分量多时，将所述内燃机的输出限制为比所述内部水分量少时低的输出。

2.根据权利要求1所述的车辆，

所述车辆除了所述内燃机以外还具备行驶用马达来作为所述车辆的驱动源，

所述控制装置还具备马达输出控制部，所述马达输出控制部基于所述车辆要求输出和所述内部水分量控制所述行驶用马达的输出，

所述内燃机输出控制部构成为，

当所述内部水分量多时，使基于所述车辆要求输出而设定的所述内燃机的目标输出比所述内部水分量少时低，

所述马达输出控制部构成为，

当所述内部水分量多时，与所述内部水分量少时相比，将基于所述车辆要求输出而设定的所述行驶用马达的目标输出提高与降低了所述内燃机的目标输出相应的量。

3.根据权利要求2所述的车辆，

在所述催化剂装置的内部存在有水分的情况下所设定的所述内燃机的目标输出，是使得在所述导电性基材的温度上升下去的过程中所述导电性基材的水分存在的部位与水分不存在的部位之间产生的温度差低于预定的温度差的输出。

4.根据权利要求1所述的车辆，

所述内燃机输出控制部构成为，

基于所述内部水分量算出所述内燃机的输出上限值，并且当所述车辆要求输出比所述输出上限值高时将所述内燃机的输出限制为所述输出上限值，

当所述内部水分量多时，使所述输出上限值比所述内部水分量少时低。

5.根据权利要求4所述的车辆，

所述内燃机输出控制部构成为，

当所述内部水分量为预定水分量以上时算出所述输出上限值，

所述预定水分量，是使得在所述内燃机的输出为最大输出的情况下，在所述导电性基材的温度上升下去的过程中所述导电性基材的水分存在的部位与水分不存在的部位之间产生的温度差成为预定的温度差以上的水分量。

6.一种车辆的控制方法，所述车辆具备：

内燃机；和

电加热式催化剂装置，设置于所述内燃机的排气通路，包括通过被通电而发热的导电性基材和经由所述导电性基材而被加热的催化剂，

所述控制方法包括：

内部水分量算出步骤，算出内部水分量，所述内部水分量是在所述催化剂装置的内部存在的水分量；和

内燃机输出控制步骤，基于车辆要求输出和所述内部水分量控制所述内燃机的输出，

所述内燃机输出控制步骤中，

在所述催化剂装置的内部存在有水分的情况下，当所述内部水分量多时，将所述内燃机的输出限制为比所述内部水分量少时低的输出。

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