JP5333652B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、排気通路上に電気加熱式触媒を備えた車両の制御装置に関する。
従来より、排気通路上に配設された電気加熱式触媒(以下、適宜「EHC(Electrically Heated Catalyst)」と呼ぶ。)を用いて排気ガスを浄化する技術が知られている。例えば、特許文献1には、触媒担体の外周面と金属製シェルの内周面との間に、電気絶縁材であって緩衝性を有する環状のマット部材が介装されたEHCが記載されている。また、特許文献2には、触媒を保持するシールマットの温度を推定する技術が記載されている。
その他にも、本発明に関連する技術が、例えば特許文献3に記載されている。特許文献3には、EHCの電流や電圧に基づいてEHCにおける漏電の可能性を推定し、漏電の可能性がある場合にEHCへの電力供給を制限することが記載されている。
なお、以下では、EHC内の触媒を担持する構成要素を適宜「EHC担体」と呼び、EHC担体を保持する構成要素を適宜「保持マット」と呼ぶ。
ところで、EHC担体を保持する保持マットは絶縁性を有しているが、その保持マットの絶縁性は、保持マットの状態によって変化するものと考えられる。具体的には、保持マットの絶縁抵抗が変化するものと考えられる。そのため、保持マットの状態を考慮して、EHCにおける絶縁性能について判断して、EHCの通電を制御することが望ましいと言える。なお、上記した特許文献1乃至3には、EHC内の保持マットの状態を考慮して制御を行うことについては記載されていない。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、EHC内の保持マットの状態に基づいて、EHCの通電を適切に制御することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。
本発明の1つの観点では、車両の制御装置は、内燃機関と、触媒担体、及び電気的絶縁性を有すると共に前記触媒担体を保持する担体保持部を具備しており、通電されることで暖機可能な電気加熱式触媒と、を有する車両に適用され、前記担体保持部の絶縁抵抗が所定値以下に低下しているか否かを判定する絶縁抵抗判定手段と、前記絶縁抵抗判定手段によって前記絶縁抵抗が前記所定値以下に低下していると判定された場合に、前記電気加熱式触媒の通電を禁止する通電禁止手段と、を備える。
上記の車両の制御装置は、内燃機関の排気ガスを浄化可能且つ通電により暖機可能に構成された電気加熱式触媒(EHC)を有する車両に好適に適用される。電気加熱式触媒は、触媒を担持する触媒担体、及び、電気的絶縁性を有すると共に触媒担体を保持する担体保持部を具備する。なお、触媒担体はEHC担体に相当し、担体保持部は保持マットに相当する。また、絶縁抵抗判定手段は、所定の条件を用いて、担体保持部の絶縁抵抗が所定値以下に低下しているか否かを判定する。具体的には、絶縁抵抗判定手段は、担体保持部の絶縁抵抗に基づいて、電気加熱式触媒の絶縁性が確保されているか否かを判定する。
そして、通電禁止手段は、絶縁抵抗判定手段によって絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定された場合に、電気加熱式触媒の通電を禁止する。具体的には、通電禁止手段は、触媒暖機を目的とした電気加熱式触媒の通電要求が発せられていても、絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定された場合には、担体保持部の絶縁性が確保されていないと言えるため、通電による触媒暖機の実行を禁止する。上記の車両の制御装置によれば、担体保持部の状態を考慮して、電気加熱式触媒の通電を適切に禁止することができる。よって、電気加熱式触媒の漏電を適切に防止することが可能となる。
上記の車両の制御装置の一態様では、前記絶縁抵抗判定手段は、前記担体保持部の温度が所定温度以上である場合に、前記絶縁抵抗が前記所定値以下に低下していると判定する。
この態様では、担体保持部の温度が所定温度以上である場合に、絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、電気加熱式触媒の通電を禁止する。こうするのは、担体保持部の温度が高くなるほど絶縁抵抗が低下する傾向にあるからである。例えば、担体保持部の温度の判定に用いられる所定温度は、絶縁抵抗に対して用いられる所定値に対応する温度に設定される。上記の態様によれば、担体保持部の温度が所定温度以上である場合に通電を禁止することができ、電気加熱式触媒の漏電を適切に防止することが可能となる。
好適な例では、前記触媒担体、前記担体保持部、及び前記触媒担体と前記担体保持部とを覆うケースのそれぞれの熱伝達に基づいて、前記担体保持部の温度を推定する温度推定手段を更に備え、前記絶縁抵抗判定手段は、前記温度推定手段によって推定された温度を用いて前記判定を行う。
例えば、温度推定手段は、電気加熱式触媒内の各構成部の温度差、及び、電気加熱式触媒内の各構成部における熱の移動の時間遅れを考慮して、担体保持部の温度を推定する。これにより、担体保持部の温度を精度良く推定することができる。よって、担体保持部の温度に基づいて、担体保持部の絶縁抵抗が所定値以下に低下している状態であるか否かの判定を精度良く行うことが可能となる。
上記の車両の制御装置の他の態様では、前記絶縁抵抗判定手段は、前記担体保持部が吸水している水分量が所定量以上である場合に、前記絶縁抵抗が前記所定値以下に低下していると判定する。
この態様では、担体保持部が吸水している水分量が所定量以上である場合に、絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、電気加熱式触媒の通電を禁止する。こうするのは、担体保持部が吸水している水分量が大きくなるほど絶縁抵抗が低下する傾向にあるからである。例えば、水分量の判定に用いられる所定量は、絶縁抵抗に対して用いられる所定値に対応する水分量に設定される。上記の態様によれば、担体保持部が吸水している水分量が所定量以上である場合に通電を禁止することができ、電気加熱式触媒の漏電を適切に防止することが可能となる。
好適な例では、排気通路内に発生する凝縮水の量と、前記排気通路内に発生した凝縮水のうち前記電気加熱式触媒に到達する凝縮水の量と、前記担体保持部が吸水している水分量のうち排気熱によって蒸発する水分量の割合を示す蒸発係数とに基づいて、前記担体保持部が吸水している水分量を推定する水分量推定手段を更に備え、前記絶縁抵抗判定手段は、前記水分量推定手段によって推定された水分量を用いて前記判定を行う。
この例によれば、担体保持部が吸水している水分量を精度良く推定することができる。よって、担体保持部が吸水している水分量に基づいて、担体保持部の絶縁抵抗が所定値以下に低下している状態であるか否かの判定を精度良く行うことが可能となる。
また好適な例では、前記水分量推定手段は、前記水分量の推定を繰り返し行うと共に、前回推定された水分量を記憶し、記憶している前記前回推定された水分量を用いて前記水分量の推定を行い、記憶している前記前回推定された水分量が消去された場合には、前記担体保持部が吸水する最大の水分量を前記前回推定された水分量に設定して前記推定を行う。
この例によれば、記憶している前回推定された水分量が消去された場合に、担体保持部の絶縁抵抗に対する誤判定を確実に防止することができる。例えば、実際に担体保持部が吸水している水分量が所定量以上であるにも関わらず、担体保持部が吸水している水分量が所定量未満であるといった誤判定を防止することができる。よって、電気加熱式触媒の漏電を適切に防止することが可能となる。
上記の車両の制御装置の他の態様では、前記通電禁止手段によって前記電気加熱式触媒の通電が禁止された場合に前記内燃機関を運転させる制御を行うと共に、前記担体保持部が吸水している水分が蒸発するように、前記内燃機関の運転を継続させる制御を行う手段を更に備える。
この態様では、電気加熱式触媒の通電が禁止された場合に、触媒を暖機させるべく内燃機関を運転させる制御を行うと共に、担体保持部が吸水している水分が蒸発するように内燃機関の運転を継続させる。例えば、内燃機関の運転によって触媒が暖機された後も、担体保持部が吸水している水分が蒸発するまで、内燃機関の運転を継続させる。これにより、次回以降の電気加熱式触媒の通電要求時において、担体保持部が吸水している水分量が所定量未満である確率が高くなるため、電気加熱式触媒の通電が実行されやすくなる。よって、内燃機関の起動頻度を減少させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
上記の車両の制御装置の他の態様では、前記絶縁抵抗判定手段は、前記担体保持部に堆積しているカーボン量が所定量以上である場合に、前記絶縁抵抗が前記所定値以下に低下していると判定する。
この態様では、担体保持部に堆積しているカーボン量が所定量以上である場合に、絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、電気加熱式触媒の通電を禁止する。こうするのは、担体保持部に堆積しているカーボン量が大きくなるほど絶縁抵抗が低下する傾向にあるからである。例えば、カーボン量の判定に用いられる所定量は、絶縁抵抗に対して用いられる所定値に対応するカーボン量に設定される。上記の態様によれば、担体保持部に堆積しているカーボン量が所定量以上である場合に通電を禁止することができ、電気加熱式触媒の漏電を適切に防止することが可能となる。
好適な例では、排気通路内に発生するカーボンの量と、前記排気通路内に発生したカーボンのうち前記電気加熱式触媒に到達するカーボンの量と、前記担体保持部に堆積しているカーボン量のうち焼失するカーボン量の割合を示す焼失係数とに基づいて、前記担体保持部に堆積しているカーボン量を推定するカーボン量推定手段を更に備え、前記絶縁抵抗判定手段は、前記カーボン量推定手段によって推定されたカーボン量を用いて前記判定を行う。
この例によれば、担体保持部に堆積しているカーボン量を精度良く推定することができる。よって、担体保持部に堆積しているカーボン量に基づいて、担体保持部の絶縁抵抗が所定値以下に低下している状態であるか否かの判定を精度良く行うことが可能となる。
また好適な例では、前記カーボン量推定手段は、前記カーボン量の推定を繰り返し行うと共に、前回推定されたカーボン量を記憶し、記憶している前記前回推定されたカーボン量を用いて前記カーボン量の推定を行い、記憶している前記前回推定されたカーボン量が消去された場合には、前記担体保持部に堆積する最大のカーボン量を前記前回推定されたカーボン量に設定して前記推定を行う。
この例によれば、記憶している前回推定されたカーボン量が消去された場合に、担体保持部の絶縁抵抗に対する誤判定を確実に防止することができる。例えば、実際に担体保持部に堆積しているカーボン量が所定量以上であるにも関わらず、担体保持部に堆積しているカーボン量が所定量未満であるといった誤判定を防止することができる。よって、電気加熱式触媒の漏電を適切に防止することが可能となる。
上記の車両の制御装置の他の態様では、前記通電禁止手段によって前記電気加熱式触媒の通電が禁止された場合に前記内燃機関を運転させる制御を行うと共に、前記担体保持部に堆積しているカーボンが焼失するように、前記内燃機関の運転を継続させる制御を行う手段を更に備える。
この態様では、電気加熱式触媒の通電が禁止された場合に、触媒を暖機させるべく内燃機関を運転させる制御を行うと共に、担体保持部に堆積しているカーボンが焼失するように、内燃機関の運転を継続させる。例えば、内燃機関の運転によって触媒が暖機された後も、担体保持部に堆積しているカーボンが焼失するまで、内燃機関の運転を継続させる。これにより、次回以降の電気加熱式触媒の通電要求時において、担体保持部に堆積しているカーボン量が所定量未満である確率が高くなるため、電気加熱式触媒の通電が実行されやすくなる。よって、内燃機関の起動頻度を減少させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
[装置構成]
図1は、本実施形態におけるハイブリッド車両100の概略構成図を示す。なお、図1中の破線矢印は、信号の入出力を示している。
[装置構成]
図1は、本実施形態におけるハイブリッド車両100の概略構成図を示す。なお、図1中の破線矢印は、信号の入出力を示している。
ハイブリッド車両100は、主に、エンジン(内燃機関)1と、車軸20と、駆動輪30と、第1のモータジェネレータMG1と、第2のモータジェネレータMG2と、動力分割機構40と、インバータ50と、バッテリ60と、ECU(Electronic Control Unit)70と、を備える。
車軸20は、エンジン1及び第2のモータジェネレータMG2の動力を車輪30に伝達する動力伝達系の一部である。車輪30は、ハイブリッド車両100の車輪であり、説明の簡略化のため、図1では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン1は、例えばガソリンエンジンで構成され、ハイブリッド車両100の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン1は、ECU70によって種々の制御が行われる。
第1のモータジェネレータMG1は、主としてバッテリ60を充電するための発電機、或いは第2のモータジェネレータMG2に電力を供給するための発電機として機能するように構成されており、エンジン1の出力により発電を行う。第2のモータジェネレータMG2は、主としてエンジン1の出力をアシスト(補助)する電動機として機能するように構成されている。これらのモータジェネレータMG1、MG2は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。
動力分割機構40は、サンギヤやリングギヤなどを有して構成されるプラネタリギヤ(遊星歯車機構)に相当し、エンジン1の出力を第1のモータジェネレータMG1及び車軸20へ分配することが可能に構成されている。
インバータ50は、バッテリ60と第1のモータジェネレータMG1との間の電力の入出力を制御すると共に、バッテリ60と第2のモータジェネレータMG2との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ50は、第1のモータジェネレータMG1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60に供給したり、バッテリ60から取り出した直流電力を交流電力に変換して第2のモータジェネレータMG2に供給したりする。
バッテリ60は、第1のモータジェネレータMG1及び/又は第2のモータジェネレータMG2を駆動するための電源として機能することが可能に構成されると共に、第1のモータジェネレータMG1及び/又は第2のモータジェネレータMG2が発電した電力を充電可能に構成された蓄電池である。バッテリ60には、バッテリ60の充電状態(SOC;State Of Charge)を検出可能に構成されたSOCセンサ204が設けられている。SOCセンサ204は、検出したSOCに対応する検出信号をECU70に供給する。
なお、以下では、第1のモータジェネレータMG1及び第2のモータジェネレータMG2のことを単に「モータジェネレータMG」と表記する。
ECU70は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを備え、ハイブリッド車両100内の各構成要素に対して種々の制御を行う。例えば、ECU70は、アクセル開度センサ201が検出したアクセル開度や、車速センサ202が検出した車速や、外気温センサ203が検出した外気温などに基づいて、制御を行う。詳細は後述するが、ECU70は、絶縁抵抗判定手段や通電禁止手段の一例に相当する。
次に、図2を参照して、エンジン1について具体的に説明する。図2は、エンジン1の概略構成図を示す。
エンジン1は、主に、吸気通路3と、スロットルバルブ4と、燃料噴射弁5と、気筒6aと、吸気弁7と、排気弁8と、点火プラグ9と、排気通路12と、EHC(電気加熱式触媒)13と、を有する。なお、図2においては、説明の便宜上、1つの気筒6aのみを示しているが、実際にはエンジン1は複数の気筒6aを有する。
吸気通路3には外部から導入された吸気(空気)が通過し、スロットルバルブ4は吸気通路3を通過するガスの流量を調整する。吸気通路3を通過した吸気は、燃焼室6bに供給される。また、燃焼室6bには、燃料噴射弁5によって噴射された燃料が供給される。燃焼室6bには、吸気弁7と排気弁8とが設けられている。吸気弁7は、開閉することによって、吸気通路3と燃焼室6bとの導通/遮断を制御する。排気弁8は、開閉することによって、燃焼室6bと排気通路12との導通/遮断を制御する。
燃焼室6b内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が、点火プラグ9によって点火されることで燃焼される。点火プラグ9は、ECU70によって点火時期などが制御される。このような燃焼によってピストン6cが往復運動し、当該往復運動がコンロッド6dを介してクランク軸(不図示)に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室6bでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路12より排出される。
排気通路12上には、排気ガスを浄化可能且つ通電により暖機可能に構成されたEHC13が設けられている。EHC13については、詳細は後述する。なお、EHC13の下流側の排気通路12上に、触媒(例えば三元触媒など)を別途設けても良い。
また、エンジン1には各種のセンサが設けられている。エアフロメータ205は、吸気通路3に設けられており、吸入空気量を検出する。水温センサ206は、エンジン1を冷却する冷却水が流れる通路上に設けられ、冷却水の温度(以下、「エンジン水温」と呼ぶ。)を検出する。空燃比センサ207は、排気通路12に設けられており、排気ガスの空燃比(A/F)を検出する。床温センサ208は、EHC13の温度、具体的にはEHC13内の触媒の床温(以下、「EHC床温」と呼ぶ。)を検出する。床温センサ208は、例えばEHC13内のEHC担体(不図示)などに付設される。これらのセンサは、検出信号をECU70に供給する。
次に、図3を参照して、EHC13について具体的に説明する。図3は、EHC13の概略構成図を示す。
図3(a)は、排気通路12の伸長方向に沿ったEHC13の断面図を示しており、図3(b)は、図3(a)中の切断線X1−X2に沿ったEHC13の断面図を示している。図3(a)及び図3(b)に示すように、EHC13は、EHC担体13aと、保持マット13bと、ケース13cと、正電極13dと、負電極13eと、絶縁碍子13f、13gと、を有する。
EHC担体13aは、断面がハニカム状に構成され、触媒を担持する。例えば、EHC担体13aは、SiC(炭化ケイ素)などによって構成される。また、EHC担体13aは導電性を有する。なお、EHC担体13aは、触媒担体の一例に相当する。
保持マット13bは、EHC担体13aの外周面を覆うように設置されると共に、ケース13cの内周面を覆うように設置されており、EHC担体13aを保持する。保持マット13bは、例えばアルミナなどの金属酸化物が繊維状に編み込まれることで構成されており、電気的絶縁性を有している。また、保持マット13bは断熱性も有する。なお、保持マット13bは担体保持部の一例に相当する。
ケース13cは、例えばSUSなどの金属材料で構成されたEHC13の筐体であり、その上下流側の夫々の端部において、不図示の連結部材を介して排気通路12と接続されている。
正電極13dは、端部がEHC担体13aの外周部に固定された正電圧印加用の電極であり、負電極13eは、端部がEHC担体13aの外周部に固定された負電圧印加用の電極である。また、正電極13d及び負電極13eは、それぞれ、例えばアルミナなどの絶縁材料で構成された絶縁碍子13f、13gで覆われており、電気的絶縁状態に維持されている。
このような構成を有するEHC13では、負電極13eの電位を基準として正電極13dに正の駆動電圧が印加された場合に、導電性のEHC担体13aに電流が流れ、EHC担体13aが発熱する。この発熱によりEHC担体13aに担持された触媒の昇温が促され、EHC13は速やかに触媒活性状態に移行する。なお、このようなEHC13の構成は、一例に過ぎず、例えばEHC担体の構成及び各電極の付設態様及び制御態様等は公知の各種態様を採り得る。
ここで、上記したECU70は、EHC13を暖機するための制御、つまり触媒暖機制御を行う。具体的には、ECU70は、EHC13を通電することで触媒を加熱する制御、又はエンジン1の排気ガスによって触媒を加熱する制御を行う。以下では、EHC13を通電することで触媒を加熱する制御を「通電による触媒暖機」と呼び、エンジン1の排気ガスによって触媒を加熱する制御を「エンジン1による触媒暖機」と呼ぶ。詳しくは、ECU70は、EHC13内の触媒が最適な排気浄化性能を発揮するような温度(つまり活性温度)以上にEHC床温を維持するべく、EHC床温が所定温度以下である場合に、通電による触媒暖機又はエンジン1による触媒暖機を行う。以下では、EHC床温の判定に用いる所定温度を適宜「触媒暖機判定温度」と呼ぶ。触媒暖機判定温度は、EHC13内の触媒の活性温度に基づいて設定される。基本的には、ECU70は、EHC床温が触媒暖機判定温度以下である場合、触媒暖機を目的としたEHC13の通電要求(以下、「EHC通電要求」と呼ぶ。)を発する。
なお、ECU70は、通電による触媒暖機を行う場合には、例えば、エンジン1の出力を用いてハイブリッド車両100を走行させる制御を実行する。これに対して、ECU70は、エンジン1による触媒暖機を行う場合には、例えば、モータジェネレータMGの出力を用いてハイブリッド車両100をEV走行させる制御を実行する。この場合、ECU70は、エンジン1に対して、例えば、アイドル運転相当の運転を行わせつつ、排気ガス温度を上昇させるべく、点火時期を遅角させる制御などを行う。
[制御方法の基本概念]
次に、本実施形態においてECU70が行う制御方法の基本概念について説明する。
[制御方法の基本概念]
次に、本実施形態においてECU70が行う制御方法の基本概念について説明する。
本実施形態では、ECU70は、EHC13内の保持マット13bの絶縁抵抗に基づいて、EHC13の絶縁性が確保されているか否かを判断することで、EHC13の通電について禁止/許可を決定する、つまり通電による触媒暖機を行うか否かを決定する。具体的には、ECU70は、所定の条件を用いることで、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下しているか否かを判定し、絶縁抵抗が所定値以下に低下している場合にはEHC13の通電を禁止する。つまり、ECU70は、触媒暖機を目的としたEHC通電要求が発せられていても、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下している場合には、保持マット13bの絶縁性が確保されていないと言えるため、通電による触媒暖機の実行を禁止する。
ここで、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下している状態とは、EHC13を通電した場合に漏電が実現象として発生する旨が確定した状態、又は発生すると推定若しくは予見される状態、或いは、発生する可能性が実践上看過し得る程度に低くないと判断され得る一種の予防的見地に立った状態等を意味する。絶縁抵抗を判定するための「所定値」は、このような観点に基づいて設定される。具体的には、当該所定値は、この値以下に低下すると保持マット13bの絶縁性が確保できなくなるような絶縁抵抗の値に設定される。以下では、当該所定値を適宜「絶縁抵抗下限保証値」と呼ぶ。
また、本実施形態では、保持マット13bの絶縁抵抗を直接的にモニタせずに、保持マット13bの絶縁抵抗に対応するパラメータに基づいて、つまり保持マット13bの絶縁抵抗に対して影響を与えるパラメータに基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗を推定する。こうするのは、例えば、絶縁抵抗を直接検出するセンサを用いた場合、当該センサを駆動する電源システムなどによっては、当該システムがオフにされたりすることで絶縁抵抗を常時モニタすることができない可能性があるからである。よって、本実施形態では、EHC13の漏電などを適切にプリ検出すべく、絶縁抵抗に対して影響を与えるパラメータに基づいて絶縁抵抗を推定する。
以下では、上記した制御方法の具体的な実施形態(第1乃至第3実施形態)について説明する。
[第1実施形態]
第1実施形態では、保持マット13bの温度(以下、適宜「保持マット温度」と呼ぶ。)に基づいて保持マット13bの絶縁抵抗を推定することで、EHC13の通電について禁止/許可を決定する。こうするのは、保持マット温度に応じて保持マット13bの絶縁抵抗が変化する傾向にあるからである。具体的には、第1実施形態では、ECU70は、保持マット温度が所定温度以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。この場合、ECU70は、EHC通電要求が発せられていても、通電による触媒暖機を実行しない。
[第1実施形態]
第1実施形態では、保持マット13bの温度(以下、適宜「保持マット温度」と呼ぶ。)に基づいて保持マット13bの絶縁抵抗を推定することで、EHC13の通電について禁止/許可を決定する。こうするのは、保持マット温度に応じて保持マット13bの絶縁抵抗が変化する傾向にあるからである。具体的には、第1実施形態では、ECU70は、保持マット温度が所定温度以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。この場合、ECU70は、EHC通電要求が発せられていても、通電による触媒暖機を実行しない。
図4及び図5を参照して、上記のように保持マット温度に基づいてEHC13の通電を制御する理由について具体的に説明する。
図4は、保持マット温度と保持マット13bの絶縁抵抗との関係の一例を示している。図4は、横軸に保持マット温度を示し、縦軸に絶縁抵抗(体積固有抵抗率に相当する)を示している。このような保持マット温度と絶縁抵抗との関係は、予め実験などを行うことで得られる。なお、「絶縁抵抗」とは、電気が流れる電路における電路相互間及び電路と大地との間の絶縁性を数値で表したものであり、絶縁抵抗の数値が低くなると漏電が生じやすくなる。
図4に示すように、保持マット13bは、保持マット13bを構成するアルミナなどの物性に起因して、温度が高くなると絶縁抵抗が低下する傾向がある。そのため、高速運転時や高負荷運転時などの排気ガスが高温となる状況では、保持マット温度が高温になることで、保持マット13bの絶縁抵抗が低下する傾向にある。
また、図4では、符号A1で絶縁抵抗下限保証値を示している。この場合、保持マット温度が温度T11以上になると、絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値A1以下となる。つまり、保持マット温度が温度T11以上になると、保持マット13bの絶縁性が保証できなくなると言える。以下では、このような絶縁抵抗下限保証値A1に対応する保持マット温度T11を適宜「絶縁保証温度」と呼ぶ。例えば、絶縁保証温度は触媒暖機判定温度よりも高い温度に設定される。一例としては、触媒暖機判定温度は350[℃]程度に設定され、絶縁保証温度は500[℃]程度に設定される。
図5は、EHC床温及び保持マット温度の温度プロフィールの一例を示している。図5は、横軸に時間を示し、縦軸に温度を示している。グラフA21はEHC床温の時間変化を示しており、グラフA22は保持マット温度の時間変化を示している。グラフA21及びグラフA22に示すように、EHC床温及び保持マット温度が共に大きく低下していることがわかる。例えば、減速F/C(フューエルカット)時において、このようなEHC床温及び保持マット温度の低下が生じる。この場合、EHC床温と保持マット温度との間には温度差が生じていることがわかる。これは、EHC担体13aと保持マット13bとの境界での熱伝達や、保持マット13b内部での熱伝導などに起因する。また、保持マット温度の変化は、EHC床温の変化よりも遅いことがわかる。言い換えると、保持マット温度は、EHC床温よりも、温度変化の時定数が大きいと言える。これは、EHC13内の各構成部の熱容量などに起因する。
また、図5では、温度T12は触媒暖機判定温度を示しており、温度T11は絶縁保証温度を示している。この場合、図5中の破線領域A23に示すように、EHC床温が触媒暖機判定温度T12以下であって、且つ、保持マット温度が絶縁保証温度T11よりも高いといった状況が生じていることがわかる。当該状況では、EHC床温が触媒暖機判定温度T12よりも低下しているためEHC13の通電要求が発せられることとなるが、保持マット温度が絶縁保証温度T11よりも高いので、EHC13の絶縁性の観点からは通電すべきでないと言える。
以上のことから、第1実施形態では、ECU70は、保持マット温度が所定温度以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、つまり絶縁抵抗下限保証値以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。
(EHC暖機判定)
次に、第1実施形態におけるEHC暖機判定について具体的に説明する。EHC暖機判定は、EHC13を暖機するか否かを判定すると共に、EHC13を暖機する場合に、通電による触媒暖機及びエンジン1による触媒暖機のいずれを実行するかを判定するために行われる(以下同様とする)。
次に、第1実施形態におけるEHC暖機判定について具体的に説明する。EHC暖機判定は、EHC13を暖機するか否かを判定すると共に、EHC13を暖機する場合に、通電による触媒暖機及びエンジン1による触媒暖機のいずれを実行するかを判定するために行われる(以下同様とする)。
図6は、第1実施形態におけるEHC暖機判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU70によって所定周期で繰り返し実行される。
まず、ステップS101では、ECU70は、EHC13の通電要求について判定(以下、「EHC通電要求判定」と呼ぶ。)を行い、ステップS102に進む。
ここで、図7を参照して、ステップS101で行われるEHC通電要求判定について具体的に説明する。図7は、EHC通電要求判定処理を示すフローチャートである。EHC通電要求判定処理は、触媒暖機を目的としたEHC13の通電要求を判定するために行われる。この処理も、ECU70によって実行される。
ステップS201では、ECU70は、水温センサ206が検出したエンジン水温を取得し、当該エンジン水温が所定温度範囲内か否かを判定する。ここでは、ECU70は、EHC通電を行うことが可能なエンジン状態であるか否かを判定する。エンジン水温が所定温度範囲内である場合(ステップS201;Yes)、処理はステップS202に進む。これに対して、エンジン水温が所定温度範囲内でない場合(ステップS201;No)、EHC通電を行うことが可能なエンジン状態ではないと言えるため、処理は終了する。この場合には、ECU70は、EHC通電要求を出さない。
なお、エンジン水温に基づいてステップS201の判定を行うことに限定はされず、エンジン水温の代わりに外気温を用いて当該判定を行っても良いし、エンジン水温及び外気温の両方を用いて当該判定を行っても良い。
ステップS202では、ECU70は、床温センサ208が検出したEHC床温を取得し、当該EHC床温が所定温度以下であるか否かを判定する。ここでは、ECU70は、EHC13が未活性状態であるか否かを判定する。具体的には、ECU70は、所定温度として触媒暖機判定温度を用いて、EHC床温が触媒暖機判定温度以下であるか否かを判定する。EHC床温が所定温度以下である場合(ステップS202;Yes)、EHC13が未活性状態であるため、処理はステップS203に進む。これに対して、EHC床温が所定温度以下でない場合(ステップS202;No)、EHC13が活性状態であるため、処理は終了する。この場合には、ECU70は、EHC通電要求を出さない。
なお、床温センサ208が検出したEHC床温に基づいてステップS202の判定を行うことに限定はされず、床温センサ208が検出したEHC床温の代わりに、排気ガス温度などにより推定したEHC床温に基づいて、ステップS202の判定を行っても良い。つまり、EHC床温として実測値を用いることに限定はされず、EHC床温として推定値を用いても良い。
ステップS203では、ECU70は、SOCセンサ204が検出したバッテリ60のSOCを取得し、当該SOCが所定量以上であるか否かを判定する。ここでは、ECU70は、EHC通電に必要な電力量がバッテリ60に残存しているか否かを判定する。SOCが所定量以上である場合(ステップS203;Yes)、処理はステップS204に進む。この場合には、EHC通電に必要な電力量が残存しているため、ECU70は、EHC通電要求を出す(ステップS204)。そして、処理は終了する。これに対して、SOCが所定量以上でない場合(ステップS203;No)、EHC通電に必要な電力量が残存していないため、処理は終了する。この場合には、ECU70は、EHC通電要求を出さない。
図6に戻って、ステップS102以降の処理について説明する。ステップS102では、ECU70は、EHC通電要求があるか否かを判定する。EHC通電要求がある場合(ステップS102;Yes)、処理はステップS103に進み、EHC通電要求がない場合(ステップS102;No)、処理は終了する。
ステップS103では、ECU70は、保持マット温度が所定温度以上であるか否かを判定する。ここでは、ECU70は、保持マット温度に基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下しているような状態であるか否かを判定する。つまり、ECU70は、保持マット温度に基づいて、保持マット13bの絶縁性が確保されていない状態であるか否かを判定する。1つの例では、ECU70は、保持マット温度として、センサによって検出された値(実測値)を用いて、ステップS103の判定を行う。この例では、ECU70は、例えば保持マット13bに付設されたセンサによって検出された温度を用いる。他の例では、ECU70は、保持マット温度として、所定のパラメータに基づいて推定した値(推定値)を用いて、ステップS103の判定を行う。なお、保持マット温度を推定する方法については、詳細は後述する。
ここで、ステップS103で用いられる所定温度は、保持マット温度と保持マット13bの絶縁抵抗との関係(例えば図4参照)に基づいて設定される。具体的には、保持マット温度と絶縁抵抗との関係を予め実験などにより求めて、絶縁抵抗下限保証値に対応する絶縁保証温度を得ることにより、当該絶縁保証温度に基づいて所定温度が設定される。例えば、当該所定温度は、絶縁保証温度に設定される、若しくは絶縁保証温度よりもある程度低い温度に設定される。
保持マット温度が所定温度以上である場合(ステップS103;Yes)、処理はステップS104に進む。この場合には、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下している可能性が高いと言える。そのため、ステップS104では、ECU70は、EHC13の通電を禁止する。そして、処理はステップS105に進み、ECU70は、エンジン1による触媒暖機を実行する。例えば、ECU70は、点火時期を遅角させてエンジン1を運転させる制御を実行する。そして、処理は終了する。
これに対して、保持マット温度が所定温度未満である場合(ステップS103;No)、処理はステップS106に進む。この場合には、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下している可能性はかなり低いと言える。そのため、ステップS106では、ECU70は、EHC13の通電を許可する。そして、処理はステップS107に進み、ECU70は、EHC13の通電による触媒暖機を実行する。この後、処理は終了する。
以上説明したEHC暖機判定処理によれば、保持マット温度が所定温度以上である場合にEHC13の通電を禁止することができ、EHC13の漏電を適切に防止することが可能となる。また、このように保持マット温度が所定温度以上である場合に、エンジン1による触媒暖機を適切に実行することができ、EHC13を暖機することが可能となる。つまり、EHC13の漏電を適切に防止しつつ、EHC13を適切に暖機することが可能となる。
(保持マット温度推定)
次に、第1実施形態における保持マット温度の推定方法について説明する。ECU70は、温度推定手段として機能し、EHC担体13a、保持マット13b、及びケース13cのそれぞれの熱伝達を考慮に入れて、保持マット温度を推定する。具体的には、ECU70は、EHC13内の各構成部の温度差、及び、EHC13内の各構成部における熱の移動の時間遅れを考慮して、保持マット温度を推定する。なお、このように推定された保持マット温度は、上記したステップS103の判定(図6参照)で用いられる。
次に、第1実施形態における保持マット温度の推定方法について説明する。ECU70は、温度推定手段として機能し、EHC担体13a、保持マット13b、及びケース13cのそれぞれの熱伝達を考慮に入れて、保持マット温度を推定する。具体的には、ECU70は、EHC13内の各構成部の温度差、及び、EHC13内の各構成部における熱の移動の時間遅れを考慮して、保持マット温度を推定する。なお、このように推定された保持マット温度は、上記したステップS103の判定(図6参照)で用いられる。
図8を参照して、保持マット温度の推定方法について具体的に説明する。図8は、横方向に温度を示し、縦方向にEHC担体13a、保持マット13b、及びケース13cを示すことで、EHC13の内部の熱伝達を模式的に表している。
図8(a)は、グラフB11によって、定常運転時におけるEHC担体13a、保持マット13b、及びケース13cの温度プロフィールを示している。この場合、EHC担体13aは排気ガスから受熱し、保持マット13bはEHC担体13aから受熱してケース13cへ放熱する。そのため、EHC床温と保持マット温度との間に温度差(EHC床温>保持マット温度)が生じる。
図8(b)は、グラフB12によって、急加速時などにおけるEHC担体13a、保持マット13b、及びケース13cの温度プロフィールを示している。なお、図8(b)では、比較のために、定常運転時における温度プロフィールB11を重ねて示している。急加速時などにおいても、EHC担体13aは排気ガスから受熱し、保持マット13bはEHC担体13aから受熱してケース13cへ放熱する。しかしながら、急加速時などにおいては、定常運転時よりも、排気ガスが高温となるため、EHC担体13aが排気ガスによって大きく加熱されることとなる。そのため、EHC担体13aと保持マット13bとの間における熱の移動の時間遅れがより大きくなる。
図8(c)は、グラフB13によって、減速F/C時などにおけるEHC担体13a、保持マット13b、及びケース13cの温度プロフィールを示している。なお、図8(c)では、比較のために、定常運転時における温度プロフィールB11を重ねて示している。減速F/C時などにおいては、EHC担体13aは空気流れによって冷却される。そのため、保持マット13bは、EHC担体13a及びケース13cの両方へ放熱する。これにより、EHC床温よりも保持マット温度のほうが高いといった状態が生じ得る。
このように、急加速時や減速F/C時などにおける保持マット13bの受放熱は、非定常な熱伝達現象であると言える。これは、EHC13の内部で熱の移動に時間遅れが生じるためであると考えられる。
以上のことから、本実施形態では、ECU70は、EHC13内の各構成部の温度差、及び、EHC13内の各構成部における熱の移動の時間遅れを考慮して、保持マット温度を推定する。具体的には、ECU70は、EHC床温に対してこのような時間遅れを付与することで得られる温度を、保持マット温度として用いる。詳しくは、ECU70は、EHC床温変化に対する保持マット温度変化の時間遅れを「なまし係数」によって表現し、なまし係数をEHC床温に対して乗算することで保持マット温度を算出する。例えば、なまし係数は、予め実験やシミュレーションや所定の演算式などを行うことで設定される。1つの例では、エンジン1の運転状態や車両の運転状態や外部の状態などのパラメータに対して、なまし係数が対応付けられたマップが予め作成されて、ECU70は、当該マップを参照することでなまし係数を求める。
次に、図9を参照して、保持マット温度推定に関する具体的な処理について説明する。図9は、第1実施形態における保持マット温度推定処理を示すフローチャートである。保持マット温度推定処理は、例えば、上記したEHC暖機判定処理のステップS103(図6参照)の前に実行される。また、当該処理は、ECU70によって実行される。
まず、ステップS301では、ECU70は、床温センサ208が検出したEHC床温を取得する。なお、床温センサ208が検出したEHC床温を用いることに限定はされず、排気ガス温度などにより推定したEHC床温を用いても良い。
ステップS301の処理と並行して、ステップS302〜S304の処理が行われる。ステップS302では、ECU70は、エンジン1及びハイブリッド車両100に関する情報を取得する。例えば、ECU70は、エアフロメータ205が検出した吸入空気量や、空燃比センサ207が検出した空燃比や、車速センサ202が検出した車速や、水温センサ206が検出したエンジン水温などを取得する。そして、処理はステップS303に進む。ステップS303では、ECU70は、ハイブリッド車両100の外部情報を取得する。例えば、ECU70は、外気温センサ203が検出した外気温などを取得する。そして、処理はステップS304に進む。
ステップS304では、ECU70は、ステップS302、S303で取得された情報に基づいて、なまし係数を算出する。例えば、ECU70は、エンジン1及びハイブリッド車両100に関する情報や外部情報などに対して、なまし係数が対応付けられたマップを参照して、ステップS302、S303で取得された情報に対応するなまし係数を取得する。このようなマップは、予め実験やシミュレーションなどを行うことで作成される。なお、マップを用いてなまし係数を求めることに限定はされず、所定の演算式を計算することでなまし係数を求めても良い。ステップS304の処理が終了すると、処理はステップS305に進む。
ステップS305では、ECU70は、ステップS301で取得されたEHC床温及びステップS304で取得されたなまし係数に基づいて、保持マット温度を推定する。具体的には、ECU70は、EHC床温に対してなまし係数を乗算することで、保持マット温度を算出する。そして、処理は終了する。
以上説明した保持マット温度推定処理によれば、保持マット温度を精度良く推定することができる。よって、上記したEHC暖機判定処理において、保持マット温度を用いた判定(ステップS103)を精度良く行うことが可能となる。具体的には、保持マット温度に基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下している状態であるか否かの判定を精度良く行うことが可能となる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、保持マット13bが吸水している水分量(言い換えると、保持マット13bが保持している排気凝縮水の量に相当し、以下では適宜「マット吸水量」と呼ぶ。)に基づいて保持マット13bの絶縁抵抗を推定する点で、第1実施形態と異なる。つまり、第2実施形態では、保持マット温度の代わりにマット吸水量に基づいて、EHC13の通電について禁止/許可を決定する点で、第1実施形態と異なる。具体的には、第2実施形態では、ECU70は、マット吸水量が所定量以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、保持マット13bが吸水している水分量(言い換えると、保持マット13bが保持している排気凝縮水の量に相当し、以下では適宜「マット吸水量」と呼ぶ。)に基づいて保持マット13bの絶縁抵抗を推定する点で、第1実施形態と異なる。つまり、第2実施形態では、保持マット温度の代わりにマット吸水量に基づいて、EHC13の通電について禁止/許可を決定する点で、第1実施形態と異なる。具体的には、第2実施形態では、ECU70は、マット吸水量が所定量以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。
上記のようにマット吸水量に基づいて制御を行う理由は、以下の通りである。通常、排気ガスには、燃料が燃焼することにより発生する水分が含まれる。排気ガス温度や排気通路12の温度(排気管温度)が低い場合には、排気ガスが排気通路12に接触する際に、排気ガス中の水蒸気が凝縮して排気通路12内に水(凝縮水)が溜まる。
他方で、EHC13内の保持マット12bは、このような凝縮水を吸水する。つまり、排気通路12内の凝縮水によって、保持マット12bが被水する。このように保持マット12bが凝縮水を吸水した場合、保持マット12bの絶縁抵抗が低下する傾向にある。具体的には、保持マット12bのマット吸水量が大きくなるほど絶縁抵抗が低下する。なお、保持マット12bを高温にすると、保持マット12bが吸水している凝縮水は蒸発して除去される。
以上のことから、第2実施形態では、ECU70は、マット吸水量が所定量以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値(つまり絶縁抵抗下限保証値)以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。この場合、ECU70は、EHC通電要求が発せられていても、通電による触媒暖機を実行しない。
(EHC暖機判定)
次に、第2実施形態におけるEHC暖機判定について具体的に説明する。図10は、第2実施形態におけるEHC暖機判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU70によって所定周期で繰り返し実行される。
次に、第2実施形態におけるEHC暖機判定について具体的に説明する。図10は、第2実施形態におけるEHC暖機判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU70によって所定周期で繰り返し実行される。
まず、ステップS401では、ECU70は、EHC通電要求判定を行う。具体的には、ECU70は、図6のステップS101と同様のEHC通電要求判定を行う。つまり、ECU70は、図7に示したEHC通電要求判定処理を行う。よって、ここでは、その説明を省略する。そして、処理はステップS402に進む。
ステップS402では、ECU70は、EHC通電要求があるか否かを判定する。EHC通電要求がある場合(ステップS402;Yes)、処理はステップS403に進み、EHC通電要求がない場合(ステップS402;No)、処理は終了する。
ステップS403では、ECU70は、マット吸水量を算出する。そして、処理はステップS404に進む。なお、マット吸水量を算出する方法については、詳細は後述する。
ステップS404では、ECU70は、マット吸水量が所定量以上であるか否かを判定する。ここでは、ECU70は、マット吸水量に基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下しているような状態であるか否かを判定する。つまり、ECU70は、マット吸水量に基づいて、保持マット13bの絶縁性が確保されていない状態であるか否かを判定する。
ここで、ステップS404で用いられる所定量は、マット吸水量と保持マット13bの絶縁抵抗との関係に基づいて設定される。具体的には、マット吸水量と絶縁抵抗との関係を予め実験などにより求めて、絶縁抵抗下限保証値に対応するマット吸水量を得ることにより、当該マット吸水量に基づいて所定量が設定される。例えば、当該所定量は、絶縁抵抗下限保証値に対応するマット吸水量に設定される、若しくは絶縁抵抗下限保証値に対応するマット吸水量よりもある程度小さい量に設定される。
マット吸水量が所定量以上である場合(ステップS404;Yes)、処理はステップS405に進む。この場合には、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下している可能性が高いと言える。そのため、ステップS405では、ECU70は、EHC13の通電を禁止する。そして、処理はステップS406に進み、ECU70は、エンジン1の起動要求についての判定(以下、「エンジン起動要求判定」と呼ぶ。)を実行する。エンジン起動要求判定では、エンジン1による触媒暖機を実行するか否か等の判定が行われる。そして、処理は終了する。なお、エンジン起動要求判定については、詳細は後述する。
これに対して、マット吸水量が所定量未満である場合(ステップS404;No)、処理はステップS407に進む。この場合には、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下している可能性はかなり低いと言える。そのため、ステップS407では、ECU70は、EHC13の通電を許可する。そして、処理はステップS408に進み、ECU70は、EHC13の通電による触媒暖機を実行する。この後、処理は終了する。
以上説明したEHC暖機判定処理によれば、マット吸水量が所定量以上である場合にEHC13の通電を禁止することができ、EHC13の漏電を適切に防止することが可能となる。
(マット吸水量算出)
次に、第2実施形態におけるマット吸水量の算出方法について説明する。第2実施形態では、ECU70は、水分量推定手段として機能し、排気通路12内に発生する凝縮水量と、排気通路12内に発生した凝縮水のうちEHC13に到達する凝縮水量と、保持マット13bが吸水している凝縮水量のうち排気熱によって蒸発する凝縮水量の割合を示す蒸発係数とに基づいて、マット吸水量を算出する。以下では、排気通路12内に発生する凝縮水量を「発生凝縮水量」と呼び、排気通路12内に発生した凝縮水のうちEHC13に到達する凝縮水量を「EHC到達凝縮水量」と呼ぶ。より詳しくは、「EHC到達凝縮水量」は、EHC13に到達する凝縮水のうち、保持マット13bが吸水する凝縮水量を意味するものとする。
次に、第2実施形態におけるマット吸水量の算出方法について説明する。第2実施形態では、ECU70は、水分量推定手段として機能し、排気通路12内に発生する凝縮水量と、排気通路12内に発生した凝縮水のうちEHC13に到達する凝縮水量と、保持マット13bが吸水している凝縮水量のうち排気熱によって蒸発する凝縮水量の割合を示す蒸発係数とに基づいて、マット吸水量を算出する。以下では、排気通路12内に発生する凝縮水量を「発生凝縮水量」と呼び、排気通路12内に発生した凝縮水のうちEHC13に到達する凝縮水量を「EHC到達凝縮水量」と呼ぶ。より詳しくは、「EHC到達凝縮水量」は、EHC13に到達する凝縮水のうち、保持マット13bが吸水する凝縮水量を意味するものとする。
この場合、ECU70は、所定周期で、マット吸水量を繰り返し算出する。具体的には、ECU70は、前回算出されたマット吸水量(以下、適宜「マット吸水量(前回値)」と表記する。)を記憶しておき、記憶しているマット吸水量(前回値)を用いて今回のマット吸水量(以下、適宜「マット吸水量(今回値)」と表記する。)を算出する。つまり、ECU70は、保持マット13bに吸水して残存している凝縮水量に基づいて、現在のマット吸水量を算出する。なお、マット吸水量(前回値)は、例えばSRAMなどに記憶される。
また、本実施形態では、ECU70は、マット吸水量(前回値)が記憶されていない場合、つまり記憶されたマット吸水量(前回値)が消去された場合、保持マット13bが吸水する最大の凝縮水量(以下、「マット最大吸水量」と呼ぶ。)をマット吸水量(前回値)に設定して、マット吸水量(今回値)を算出する。例えば、ECU70は、バッテリ60が取り外されることでSRAMなどに記憶された情報が消去された場合(以下では、このような状況を「バッテリクリア」と呼ぶ。)に、マット最大吸水量をマット吸水量(前回値)に設定する。
こうすることで、記憶しているマット吸水量(前回値)が消去された場合にも、保持マット13bの絶縁抵抗に対する誤判定を確実に防止することができる。例えば、実際のマット吸水量が所定量以上であるにも関わらず、マット吸水量が所定量未満であるといった誤判定を防止することができる。よって、EHC13の漏電を適切に防止することが可能となる。
次に、図11を参照して、マット吸水量算出に関する具体的な処理について説明する。図11は、第2実施形態におけるマット吸水量算出処理を示すフローチャートである。マット吸水量算出処理は、上記したEHC暖機判定処理のステップS403(図10参照)において実行される。また、当該処理は、ECU70によって実行される。
まず、ステップS501では、ECU70は、バッテリクリア直後であるか否かを判定する。つまり、ECU70は、マット吸水量(前回値)が消去されているか否かを判定する。バッテリクリア直後である場合(ステップS501;Yes)、処理はステップS502に進む。この場合、マット吸水量(前回値)が消去されているため、ECU70は、マット最大吸水量をマット吸水量(前回値)に設定する(ステップS502)。例えば、ECU70は、予め実験などを行うことで求められたマット最大吸水量を用いる。そして、処理はステップS506に進む。
これに対して、バッテリクリア直後でない場合(ステップS501;No)、処理はステップS503に進む。ステップS503では、ECU70は、SRAMなどに記憶されているマット吸水量(前回値)を取得すると共に、現在のトリップが継続中であるか否かを判定する、言い換えるとソークが行われていないか否かを判定する。トリップ継続中である場合(ステップS503;Yes)、処理はステップS504に進む。この場合には、ECU70は、記憶されているマット吸水量(前回値)をそのまま用いることに決定する(ステップS504)。そして、処理はステップS506に進む。
これに対して、トリップ継続中でない場合(ステップS503;No)、処理はステップS505に進む。この場合には、ソークが行われたため、記憶しているマット吸水量(前回値)をそのまま用いるべきでないと言える。これは、ソーク中にマット吸水量が変化するため、ソーク後のマット吸水量は、記憶しているマット吸水量(前回値)から変化している傾向にあるからである。したがって、ステップS505では、ECU70は、ソーク後のマット吸水量を求め、当該マット吸水量をマット吸水量(前回値)に設定する。具体的には、ECU70は、式(1)で示すように、前トリップ吸水量、ソーク時間、エンジン水温変化、及び外気温変化などで規定された関数F11に基づいて、ソーク後のマット吸水量を求める。そして、処理はステップS506に進む。
ソーク後のマット吸水量
=F11(前トリップ吸水量、ソーク時間、エンジン水温変化、外気温変化) 式(1)
式(1)において「前トリップ吸水量」は、今回のマット吸水量算出処理の開始時において記憶されているマット吸水量(前回値)、つまり前回のトリップの終了時に記憶されたマット吸水量(前回値)に相当する。また、式(1)中のソーク時間、エンジン水温変化、及び外気温変化は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値若しくは当該検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F11は、理論式などに基づいて設定される。
=F11(前トリップ吸水量、ソーク時間、エンジン水温変化、外気温変化) 式(1)
式(1)において「前トリップ吸水量」は、今回のマット吸水量算出処理の開始時において記憶されているマット吸水量(前回値)、つまり前回のトリップの終了時に記憶されたマット吸水量(前回値)に相当する。また、式(1)中のソーク時間、エンジン水温変化、及び外気温変化は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値若しくは当該検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F11は、理論式などに基づいて設定される。
ステップS506では、ECU70は、発生凝縮水量を算出する。つまり、ECU70は、エンジン1の起動中に排気ガスが排気通路12などによって冷やされることで発生する凝縮水量を算出する。具体的には、ECU70は、式(2)で示すように、排気ガス流量、排気ガス温度、エンジン水温、及び空燃比などで規定された関数F12に基づいて、発生凝縮水量を算出する。そして、処理はステップS507に進む。
発生凝縮水量
=Σ{F12(排気ガス流量、排気ガス温度、エンジン水温、空燃比)} 式(2)
式(2)において「Σ」は、マット吸水量算出処理を実行する周期の間に発生する凝縮水量の総量を求めることを意味している。また、式(2)中の排気ガス流量、排気ガス温度、エンジン水温、及び空燃比は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値若しくは当該検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F12は、理論式などに基づいて設定される。
=Σ{F12(排気ガス流量、排気ガス温度、エンジン水温、空燃比)} 式(2)
式(2)において「Σ」は、マット吸水量算出処理を実行する周期の間に発生する凝縮水量の総量を求めることを意味している。また、式(2)中の排気ガス流量、排気ガス温度、エンジン水温、及び空燃比は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値若しくは当該検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F12は、理論式などに基づいて設定される。
ステップS507では、ECU70は、ステップS506で算出された発生凝縮水量に基づいて、EHC到達凝縮水量を算出する。つまり、ECU70は、発生凝縮水量のうち、保持マット13bが吸水する凝縮水量を算出する。具体的には、ECU70は、式(3)で示すように、発生凝縮水量、排気系設計諸元、及び排気ガス流速などで規定された関数F13に基づいて、EHC到達凝縮水量を算出する。そして、処理はステップS508に進む。
EHC到達凝縮水量
=F13(発生凝縮水量、排気系設計諸元、排気ガス流速) 式(3)
式(3)において「排気系設計諸元」は、排気通路12の内径や、EHC13の断面積や、エンジン1のエキゾーストマニホールドからEHC13までの排気通路12の距離や、当該排気通路12の表面積などが挙げられる。このような排気系設計諸元は、予めメモリなどに記憶された値が用いられる。また、式(3)中の排気ガス流速は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F13は、理論式などに基づいて設定される。
=F13(発生凝縮水量、排気系設計諸元、排気ガス流速) 式(3)
式(3)において「排気系設計諸元」は、排気通路12の内径や、EHC13の断面積や、エンジン1のエキゾーストマニホールドからEHC13までの排気通路12の距離や、当該排気通路12の表面積などが挙げられる。このような排気系設計諸元は、予めメモリなどに記憶された値が用いられる。また、式(3)中の排気ガス流速は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F13は、理論式などに基づいて設定される。
ステップS508では、ECU70は、保持マット13bからの蒸発係数を算出する。つまり、ECU70は、保持マット13bが吸水している凝縮水量のうち、排気熱によって蒸発する凝縮水量の割合を算出する。具体的には、ECU70は、式(4)で示すように、排気ガス流量、排気ガス温度、外気温、及びマット材料係数などで規定された関数F14に基づいて、蒸発係数を算出する。そして、処理はステップS509に進む。
蒸発係数
=F14(排気ガス流量、排気ガス温度、外気温、マット材料係数) 式(4)
式(4)中のマット材料係数は、予めメモリなどに記憶された値が用いられる。また、式(4)中の排気ガス流量、排気ガス温度、及び外気温は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値若しくは当該検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F14は、理論式などに基づいて設定される。
=F14(排気ガス流量、排気ガス温度、外気温、マット材料係数) 式(4)
式(4)中のマット材料係数は、予めメモリなどに記憶された値が用いられる。また、式(4)中の排気ガス流量、排気ガス温度、及び外気温は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値若しくは当該検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F14は、理論式などに基づいて設定される。
ステップS509では、ECU70は、マット吸水量(今回値)を算出する。具体的には、ECU70は、ステップS502、S504、S505のいずれかで設定されたマット吸水量(前回値)、ステップS507で算出されたEHC到達凝縮水量、及びステップS508で算出された蒸発係数に基づいて、マット吸水量(今回値)を算出する。つまり、保持マット13bに残存している凝縮水量と、EHC13に到達する凝縮水量と、保持マット13bから蒸発していく凝縮水の割合とに基づいて、マット吸水量(今回値)を算出する。この場合、ECU70は、式(5)に基づいてマット吸水量(今回値)を算出する。そして、処理はステップS510に進む。
マット吸水量(今回値)
={マット吸水量(前回値)+EHC到達凝縮水量}×(1−蒸発係数) 式(5)
ステップS510では、ECU70は、ステップS509で算出されたマット吸水量(今回値)を記憶させる。具体的には、ECU70は、記憶されているマット吸水量(前回値)を、今回算出されたマット吸水量(今回値)によって更新する。例えば、ECU70は、マット吸水量(今回値)をSRAMなどに格納する。そして、処理は終了する。
={マット吸水量(前回値)+EHC到達凝縮水量}×(1−蒸発係数) 式(5)
ステップS510では、ECU70は、ステップS509で算出されたマット吸水量(今回値)を記憶させる。具体的には、ECU70は、記憶されているマット吸水量(前回値)を、今回算出されたマット吸水量(今回値)によって更新する。例えば、ECU70は、マット吸水量(今回値)をSRAMなどに格納する。そして、処理は終了する。
以上説明したマット吸水量算出処理によれば、マット吸水量を精度良く算出することができる。よって、上記したEHC暖機判定処理において、マット吸水量を用いた判定(ステップS404)を精度良く行うことが可能となる。具体的には、マット吸水量に基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下している状態であるか否かの判定を精度良く行うことが可能となる。
なお、ステップS505、S506、S507、S508では、それぞれ、関数F11、F12、F13、F14を用いて、ソーク後のマット吸水量、発生凝縮水量、EHC到達凝縮水量、蒸発係数を求めていたが、これに限定はされない。このような関数を用いる代わりに、予め設定したマップを参照することで、ソーク後のマット吸水量、発生凝縮水量、EHC到達凝縮水量、蒸発係数を求めても良い。
(エンジン起動要求判定)
次に、上記したEHC暖機判定処理のステップS406(図10参照)で行われるエンジン起動要求判定について説明する。
次に、上記したEHC暖機判定処理のステップS406(図10参照)で行われるエンジン起動要求判定について説明する。
第2実施形態では、基本的には、マット吸水量が所定量以上である場合(ステップS404;Yes)に、EHC13の通電を禁止して、エンジン1による触媒暖機を実行する。具体的には、ECU70は、触媒を活性させるべく、エンジン1を起動して、点火時期を遅角させてエンジン1を運転させる制御などを実行する。以下では、このようなエンジン1の運転を「触媒暖機運転」と呼ぶ。一方、触媒暖機運転を実行している際に、エンジン1から所定以上の駆動力を出力させる要求(以下、「高出力駆動要求」と呼ぶ。)が発せられた場合には、ECU70は、触媒暖機運転を中止する。この場合には、ECU70は、エンジン1の出力を用いてハイブリッド車両100を走行させるように、例えばHV走行させるように、エンジン1の運転を制御する。以下では、このようなエンジン1の運転を「出力運転」と呼ぶ。
次に、図12、図13を参照して、エンジン起動要求判定処理の2つの例(以下では「第1の例に係るエンジン起動要求判定処理」及び「第2の例に係るエンジン起動要求判定処理」と呼ぶ。)について説明する。
図12は、第1の例に係るエンジン起動要求判定処理を示すフローチャートである。第1の例に係るエンジン起動要求判定処理は、上記したEHC暖機判定処理のステップS406(図10参照)において実行される。また、当該処理は、ECU70によって実行される。
まず、ステップS601では、ECU70は、ハイブリッド車両100側から高出力駆動要求が発せられているか否かを判定する。つまり、ECU70は、エンジン1から所定以上の駆動力を出力させる要求が発せられているか否かを判定する。例えば、ECU70は、アクセル開度などに基づいて当該判定を行う。
高出力駆動要求がある場合(ステップS601;Yes)、処理はステップS602に進む。この場合には、ECU70は、出力運転を実行する(ステップS602)。例えば、触媒暖機運転を既に実行している場合には、当該触媒暖機運転を中止して、出力運転を実行する。そして、処理は終了する。これに対して、高出力駆動要求がない場合(ステップS601;No)、処理はステップS603に進む。
ステップS603では、ECU70は、EHC13側から触媒暖機要求が発せられているか否かを判定する。この場合、ECU70は、上記したステップS401におけるEHC通電要求判定と同様の判定を行う。触媒暖機要求がある場合(ステップS603;Yes)、処理はステップS604に進む。この場合には、ECU70は、エンジン1による触媒暖機を実行する(ステップS604)。具体的には、ECU70は、点火時期を遅角させる制御などの触媒暖機運転を実行する。そして、処理は終了する。
なお、触媒暖機運転として、点火時期を遅角させる制御を行うことに限定はされない。排気ガス温度を上昇させることが可能な制御であれば、点火時期を遅角させる制御以外の制御を行っても良い。例えば、吸気弁7と排気弁8とのバルブタイミングの位相を遅角させる制御などを行うことができる。
これに対して、触媒暖機要求がない場合(ステップS603;No)、処理はステップS605に進む。この場合には、高出力駆動要求も触媒暖機要求も発せられていないため、ECU70は、エンジン1の運転を停止する(ステップS605)。そして、処理は終了する。
以上説明した第1の例に係るエンジン起動要求判定処理によれば、通電による触媒暖機を行うことができないような状況においても、エンジン1による触媒暖機運転を行うことで、触媒を活性状態に適切に維持することができる。
次に、図13を参照して、第2の例に係るエンジン起動要求判定処理について説明する。なお、第2の例に係るエンジン起動要求判定処理は、上記した第1の例に係るエンジン起動要求判定処理の代わりに実行されるものである。
第2の例に係るエンジン起動要求判定処理では、触媒暖機運転の実行後において、ハイブリッド車両100側から高出力駆動要求がない場合に、保持マット13bが吸水している凝縮水が完全に蒸発するまでエンジン1の運転を継続させる制御を行う点で、第1の例に係るエンジン起動要求判定と異なる。つまり、ECU70は、触媒暖機運転の実行によって触媒暖機要求が発せられなくなった状況においても、触媒暖機運転後において引き続きエンジン1の運転を継続させることで、保持マット13bが吸水している凝縮水を排気熱によって蒸発させる。以下では、保持マット13bが吸水している凝縮水が蒸発するようにエンジン1を運転させることを「マット吸水蒸発運転」と呼ぶ。
図13は、第2の例に係るエンジン起動要求判定処理を示すフローチャートである。第2の例に係るエンジン起動要求判定処理は、上記したEHC暖機判定処理のステップS406(図10参照)において実行される。また、当該処理は、ECU70によって実行される。
ステップS701〜S704の処理は、ステップS601〜S604の処理と同様であるため、その説明を省略する。ここでは、ステップS705以降の処理を説明する。
ステップS705の処理は、触媒暖機要求がない場合(ステップS703;No)に行われる。例えば、EHC床温が所定温度よりも高くなった状況などにおいて行われる。ステップS705では、ECU70は、保持マット13bが吸水している凝縮水を蒸発させる要求(以下、「マット吸水蒸発要求」と呼ぶ。)が発せられているか否かを判定する。例えば、ECU70は、現在のマット吸水量などに基づいて当該判定を行う。1つの例では、マット吸水量が概ね0である場合には、マット吸水蒸発要求がないと判定する。
マット吸水蒸発要求がある場合(ステップS705;Yes)、処理はステップS706に進む。この場合、ECU70は、マット吸水蒸発運転を実行する(ステップS706)。1つの例では、ECU70は、マット吸水蒸発運転として、触媒暖機運転と同様の運転を実行する。他の例では、ECU70は、マット吸水蒸発運転として、排気ガス温度が少なくとも100℃以上となるようなエンジン1の運転を実行する。こうするのは、排気ガス温度が100℃以上であれば、保持マット13bが吸水している凝縮水を排気熱によって蒸発させることができるからである。いずれの例にしても、好適には、ECU70は、エンジン1に対してアイドル運転相当の運転を実行する。以上のステップS706の処理が終了すると、処理は終了する。
これに対して、マット吸水蒸発要求がない場合(ステップS705;No)、処理はステップS707に進む。この場合には、高出力駆動要求、触媒暖機要求、及びマット吸水蒸発要求のいずれも発せられていないため、ECU70は、エンジン1の運転を停止する(ステップS707)。そして、処理は終了する。
以上説明した第2の例に係るエンジン起動要求判定処理によれば、触媒暖機運転の実行後においてエンジン1の運転を継続させることで、保持マット13bが吸水している凝縮水を適切に蒸発させることができる。よって、次回以降のEHC通電要求時において、マット吸水量が所定量未満である確率がかなり高くなるため、通電による触媒暖機が実行されやすくなる、言い換えるとエンジン1による触媒暖機が実行されにくくなる。そのため、エンジン1の起動頻度を減少させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
なお、保持マット13bが吸水している凝縮水が完全に蒸発するまで、マット吸水蒸発運転を実行することに限定はされない。保持マット13bが吸水している凝縮水が完全に蒸発しなくても、保持マット13bに残存している凝縮水量が所定の閾値以下となるまで、マット吸水蒸発運転を実行することとしても良い。例えば、保持マット13bに残存している凝縮水量が、絶縁抵抗下限保証値に対応するマット吸水量よりもある程度小さい量以下となるまで、マット吸水蒸発運転を実行することができる。これによっても、マット吸水蒸発運転を実行しない場合と比較して、次回以降のEHC通電要求時において、マット吸水量が所定量未満である確率が高くなるため、通電による触媒暖機が実行されやすくなる。
なお、第1実施形態についても、上記したようなエンジン起動要求判定を適用しても良い。つまり、第1実施形態では、保持マット温度が所定温度以上である場合(ステップS103;Yes)に、特に判定を行うことなく、エンジン1による触媒暖機を実行していたが、エンジン起動要求判定を行ってエンジン1による触媒暖機を実行するか否かを決定しても良い。具体的には、保持マット温度が所定温度以上である場合において、高出力駆動要求がある場合には、触媒暖機運転を実行せずに、出力運転を実行することができる。また、触媒暖機運転の実行によって触媒暖機要求が発せられなくなった状況においても、触媒暖機運転後において引き続きエンジン1の運転を継続させることができる。例えば、保持マット温度が少なくとも絶縁保証温度未満になるまで、エンジン1の運転を継続させることができる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、保持マット13bに堆積しているカーボンの量(以下、適宜「カーボン堆積量」と呼ぶ。)に基づいて保持マット13bの絶縁抵抗を推定する点で、第1及び第2実施形態と異なる。つまり、第3実施形態では、保持マット温度及びマット吸水量の代わりにカーボン堆積量に基づいて、EHC13の通電について禁止/許可を決定する点で、第1及び第2実施形態と異なる。具体的には、第3実施形態では、ECU70は、カーボン堆積量が所定量以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態では、保持マット13bに堆積しているカーボンの量(以下、適宜「カーボン堆積量」と呼ぶ。)に基づいて保持マット13bの絶縁抵抗を推定する点で、第1及び第2実施形態と異なる。つまり、第3実施形態では、保持マット温度及びマット吸水量の代わりにカーボン堆積量に基づいて、EHC13の通電について禁止/許可を決定する点で、第1及び第2実施形態と異なる。具体的には、第3実施形態では、ECU70は、カーボン堆積量が所定量以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。
上記のようにカーボン堆積量に基づいて制御を行う理由は、以下の通りである。排気ガスには、燃料が不完全燃焼することで発生するパティキュレートが含まれる場合がある。排気ガスの空燃比がリッチであり、排気ガス量が多い場合に、パティキュレートが多量に発生する傾向にある。パティキュレートは、言い換えると「すす」であり、主成分はカーボンである。なお、本明細書では、パティキュレートを含めて「カーボン」の文言を用いるものとする。つまり、正確には、パティキュレートにはカーボン以外の物質も含まれるが、そのようなカーボン以外の物質も含むパティキュレートについても「カーボン」の文言を用いる。
他方で、EHC13は排気通路12内に露出しているため、排気通路12内に発生したカーボンが保持マット12bに付着して堆積する傾向にある。このように保持マット12bにカーボンが堆積した場合、保持マット12bの絶縁抵抗が低下する。具体的には、保持マット12bのカーボン堆積量が大きくなるほど絶縁抵抗が低下する。なお、保持マット12bを高温にして、酸素を含む排気ガスを保持マット12bに供給した場合、保持マット12bに堆積しているカーボンは燃焼して除去される、つまり焼失される。
以上のことから、第3実施形態では、ECU70は、カーボン堆積量が所定量以上である場合に、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値(つまり絶縁抵抗下限保証値)以下に低下していると判定して、EHC13の通電を禁止する。この場合、ECU70は、EHC通電要求が発せられていても、保持マット13bの絶縁性が確保されていないと言えるため、通電による触媒暖機を実行しない。
(EHC暖機判定)
次に、第3実施形態におけるEHC暖機判定について具体的に説明する。図14は、第3実施形態におけるEHC暖機判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU70によって所定周期で繰り返し実行される。
次に、第3実施形態におけるEHC暖機判定について具体的に説明する。図14は、第3実施形態におけるEHC暖機判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ECU70によって所定周期で繰り返し実行される。
まず、ステップS801では、ECU70は、EHC通電要求判定を行う。具体的には、ECU70は、図6のステップS101と同様のEHC通電要求判定を行う。つまり、ECU70は、図7に示したEHC通電要求判定処理を行う。よって、ここでは、その説明を省略する。そして、処理はステップS802に進む。
ステップS802では、ECU70は、EHC通電要求があるか否かを判定する。EHC通電要求がある場合(ステップS802;Yes)、処理はステップS803に進み、EHC通電要求がない場合(ステップS802;No)、処理は終了する。
ステップS803では、ECU70は、カーボン堆積量を算出する。そして、処理はステップS804に進む。なお、カーボン堆積量を算出する方法については、詳細は後述する。
ステップS804では、ECU70は、カーボン堆積量が所定量以上であるか否かを判定する。ここでは、ECU70は、カーボン堆積量に基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下しているような状態であるか否かを判定する。つまり、ECU70は、カーボン堆積量に基づいて、保持マット13bの絶縁性が確保されていない状態であるか否かを判定する。
ここで、ステップS804で用いられる所定量は、カーボン堆積量と保持マット13bの絶縁抵抗との関係に基づいて設定される。具体的には、カーボン堆積量と絶縁抵抗との関係を予め実験などにより求めて、絶縁抵抗下限保証値に対応するカーボン堆積量を得ることにより、当該カーボン堆積量に基づいて所定量が設定される。例えば、当該所定量は、絶縁抵抗下限保証値に対応するカーボン堆積量に設定される、若しくは絶縁抵抗下限保証値に対応するカーボン堆積量よりもある程度小さい量に設定される。
カーボン堆積量が所定量以上である場合(ステップS804;Yes)、処理はステップS805に進む。この場合には、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下している可能性が高いと言える。そのため、ステップS805では、ECU70は、EHC13の通電を禁止する。そして、処理はステップS806に進み、ECU70は、エンジン起動要求判定を実行する。具体的には、ECU70は、図12に示した第1の例に係るエンジン起動要求判定処理と同様の処理を実行する、若しくは図13に示した第2の例に係るエンジン起動要求判定処理と同様の処理を実行する。そして、処理は終了する。
これに対して、カーボン堆積量が所定量未満である場合(ステップS804;No)、処理はステップS807に進む。この場合には、保持マット13bの絶縁抵抗が絶縁抵抗下限保証値以下に低下している可能性はかなり低いと言える。そのため、ステップS807では、ECU70は、EHC13の通電を許可する。そして、処理はステップS808に進み、ECU70は、EHC13の通電による触媒暖機を実行する。この後、処理は終了する。
以上説明したEHC暖機判定処理によれば、カーボン堆積量が所定量以上である場合にEHC13の通電を禁止することができ、EHC13の漏電を適切に防止することが可能となる。
なお、ECU70は、ステップS806において第1の例に係るエンジン起動要求判定処理を実行する場合、基本的には、第2実施形態と同様の処理を行う、つまり図12に示した処理と同様の処理を行う。具体的には、ECU70は、高出力駆動要求がある場合には出力運転を実行し、高出力駆動要求がなく且つ触媒暖機要求がある場合には触媒暖機運転を実行する。これにより、通電による触媒暖機を行うことができないような状況においても、エンジン1による触媒暖機運転を行うことで、触媒を活性状態に適切に維持することができる。
他方、ステップS806において第2の例に係るエンジン起動要求判定処理を実行する場合には、ECU70は、触媒暖機運転の実行後において、ハイブリッド車両100側から高出力駆動要求がない場合に、保持マット13bに堆積しているカーボンが完全に焼失するまでエンジン1の運転を継続させる制御を行う。つまり、ECU70は、触媒暖機運転の実行によって触媒暖機要求が発せられなくなった状況においても、触媒暖機運転後において引き続きエンジン1の運転を継続させることで、保持マット13bに堆積しているカーボンを焼失させる。例えば、ECU70は、保持マット13bに堆積しているカーボンを適切に焼失させるべく、排気ガス温度が高温になるようにエンジン1を運転させる制御を実行する。
このように第3実施形態において第2の例に係るエンジン起動要求判定処理を実行した場合にも、次回以降のEHC通電要求時において、カーボン堆積量が所定量未満である確率がかなり高くなるため、通電による触媒暖機が実行されやすくなる、言い換えるとエンジン1による触媒暖機が実行されにくくなる。そのため、エンジン1の起動頻度を減少させることができ、ドライバビリティの悪化を抑制することが可能となると共に、燃費を向上させることが可能となる。
なお、保持マット13bに堆積しているカーボンが完全に焼失するまで、エンジン1の運転を継続することに限定はされない。保持マット13bに堆積しているカーボンが完全に焼失しなくても、保持マット13bに残存しているカーボン量が所定の閾値以下となるまで、エンジン1の運転を継続することとしても良い。例えば、保持マット13bに残存しているカーボン量が、絶縁抵抗下限保証値に対応するカーボン堆積量よりもある程度小さい量以下となるまで、エンジン1の運転を継続することができる。
(カーボン堆積量算出)
次に、第3実施形態におけるカーボン堆積量の算出方法について説明する。第3実施形態では、ECU70は、カーボン量推定手段として機能し、空燃比、排気ガス量、排気ガス温度、及びEHC13を含む排気系設計諸元などに基づいて、カーボン堆積量を算出する。具体的には、ECU70は、排気通路12内に発生するカーボンの量と、排気通路12内に発生したカーボンのうちEHC13に到達するカーボンの量と、保持マット13bに堆積しているカーボン量のうち焼失するカーボン量の割合を示す焼失係数とに基づいて、カーボン堆積量を算出する。以下では、排気通路12内に発生するカーボンの量を「発生カーボン量」と呼び、排気通路12内に発生したカーボンのうちEHC13に到達するカーボンの量を「EHC到達カーボン量」と呼ぶ。より詳しくは、「EHC到達カーボン量」は、EHC13に到達したカーボンのうち、保持マット13bに付着するカーボン量を意味するものとする。
次に、第3実施形態におけるカーボン堆積量の算出方法について説明する。第3実施形態では、ECU70は、カーボン量推定手段として機能し、空燃比、排気ガス量、排気ガス温度、及びEHC13を含む排気系設計諸元などに基づいて、カーボン堆積量を算出する。具体的には、ECU70は、排気通路12内に発生するカーボンの量と、排気通路12内に発生したカーボンのうちEHC13に到達するカーボンの量と、保持マット13bに堆積しているカーボン量のうち焼失するカーボン量の割合を示す焼失係数とに基づいて、カーボン堆積量を算出する。以下では、排気通路12内に発生するカーボンの量を「発生カーボン量」と呼び、排気通路12内に発生したカーボンのうちEHC13に到達するカーボンの量を「EHC到達カーボン量」と呼ぶ。より詳しくは、「EHC到達カーボン量」は、EHC13に到達したカーボンのうち、保持マット13bに付着するカーボン量を意味するものとする。
この場合、ECU70は、所定周期で、カーボン堆積量を繰り返し算出する。具体的には、ECU70は、前回算出されたカーボン堆積量(以下、適宜「カーボン堆積量(前回値)」と表記する。)を記憶しておき、記憶しているカーボン堆積量(前回値)を用いて今回のカーボン堆積量(以下、適宜「カーボン堆積量(今回値)」と表記する。)を算出する。つまり、ECU70は、保持マット13bに残存しているカーボン量に基づいて、現在のカーボン堆積量を算出する。
次に、図15を参照して、カーボン堆積量算出に関する具体的な処理について説明する。図15は、第3実施形態におけるカーボン堆積量算出処理を示すフローチャートである。カーボン堆積量算出処理は、上記したEHC暖機判定処理のステップS803(図14参照)において実行される。また、当該処理は、ECU70によって実行される。
まず、ステップS901では、ECU70は、SRAMなどに記憶されているカーボン堆積量(前回値)を取得する。そして、処理はステップS902に進む。
ステップS902では、ECU70は、発生カーボン量を算出する。つまり、ECU70は、エンジン1の起動中に燃料が不完全燃焼などすることで発生するカーボン量を算出する。具体的には、ECU70は、式(6)で示すように、排気ガス流量、排気ガス温度、及び空燃比などで規定された関数F21に基づいて、発生カーボン量を算出する。そして、処理はステップS903に進む。
発生カーボン量
=Σ{F21(排気ガス流量、排気ガス温度、空燃比)} 式(6)
式(6)において「Σ」は、カーボン堆積量算出処理を実行する周期の間に発生するカーボン量の総量を求めることを意味している。また、式(6)中の排気ガス流量、排気ガス温度、及び空燃比は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値若しくは当該検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F21は、理論式などに基づいて設定される。
=Σ{F21(排気ガス流量、排気ガス温度、空燃比)} 式(6)
式(6)において「Σ」は、カーボン堆積量算出処理を実行する周期の間に発生するカーボン量の総量を求めることを意味している。また、式(6)中の排気ガス流量、排気ガス温度、及び空燃比は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値若しくは当該検出値に基づいて求められた値が用いられる。なお、関数F21は、理論式などに基づいて設定される。
ステップS903では、ECU70は、ステップS902で算出された発生カーボン量に基づいて、EHC到達カーボン量を算出する。つまり、発生カーボン量のうち、保持マット13bに付着するカーボン量を算出する。具体的には、ECU70は、式(7)で示すように、発生カーボン量及び排気系設計諸元などで規定された関数F22に基づいて、EHC到達カーボン量を算出する。そして、処理はステップS904に進む。
EHC到達カーボン量
=F22(発生カーボン量、排気系設計諸元) 式(7)
式(7)において「排気系設計諸元」は、排気通路12の内径や、EHC13の断面積や、エンジン1のエキゾーストマニホールドからEHC13までの排気通路12の距離や、当該排気通路12の表面積などが挙げられる。このような排気系設計諸元は、予めメモリなどに記憶された値が用いられる。なお、関数F22は、理論式などに基づいて設定される。
=F22(発生カーボン量、排気系設計諸元) 式(7)
式(7)において「排気系設計諸元」は、排気通路12の内径や、EHC13の断面積や、エンジン1のエキゾーストマニホールドからEHC13までの排気通路12の距離や、当該排気通路12の表面積などが挙げられる。このような排気系設計諸元は、予めメモリなどに記憶された値が用いられる。なお、関数F22は、理論式などに基づいて設定される。
ステップS904では、ECU70は、保持マット13bにおけるカーボンの焼失係数を算出する。つまり、ECU70は、保持マット13bに堆積しているカーボン量のうち、燃焼されることで除去されるカーボン量の割合を算出する。具体的には、ECU70は、式(8)で示すように、排気ガス温度、空燃比、外気温、及びマット材料係数などで規定された関数F23に基づいて、焼失係数を算出する。そして、処理はステップS905に進む。
焼失係数
=F23(排気ガス温度、空燃比、外気温、マット材料係数) 式(8)
式(8)中のマット材料係数は、予めメモリなどに記憶された値が用いられる。また、式(8)中の排気ガス温度、空燃比、及び外気温は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値が用いられる。なお、関数F23は、理論式などに基づいて設定される。
=F23(排気ガス温度、空燃比、外気温、マット材料係数) 式(8)
式(8)中のマット材料係数は、予めメモリなどに記憶された値が用いられる。また、式(8)中の排気ガス温度、空燃比、及び外気温は、例えばハイブリッド車両100に設けられたセンサの検出値が用いられる。なお、関数F23は、理論式などに基づいて設定される。
ステップS905では、ECU70は、カーボン堆積量(今回値)を算出する。具体的には、ECU70は、ステップS901で取得されたカーボン堆積量(前回値)、ステップS903で算出されたEHC到達カーボン量、及びステップS904で算出された焼失係数に基づいて、カーボン堆積量(今回値)を算出する。つまり、保持マット13bに残存しているカーボン量と、EHC13に付着するカーボン量と、保持マット13bから焼失していくカーボン量の割合とに基づいて、カーボン堆積量(今回値)を算出する。この場合、ECU70は、式(9)に基づいてカーボン堆積量(今回値)を算出する。そして、処理はステップS906に進む。
カーボン堆積量(今回値)
={カーボン堆積量(前回値)+EHC到達カーボン量}×(1−焼失係数) 式(9)
ステップS906では、ECU70は、ステップS905で算出されたカーボン堆積量(今回値)を記憶させる。具体的には、ECU70は、記憶されているカーボン堆積量(前回値)を、今回算出されたカーボン堆積量(今回値)によって更新する。例えば、ECU70は、カーボン堆積量(今回値)をSRAMなどに格納する。そして、処理は終了する。
={カーボン堆積量(前回値)+EHC到達カーボン量}×(1−焼失係数) 式(9)
ステップS906では、ECU70は、ステップS905で算出されたカーボン堆積量(今回値)を記憶させる。具体的には、ECU70は、記憶されているカーボン堆積量(前回値)を、今回算出されたカーボン堆積量(今回値)によって更新する。例えば、ECU70は、カーボン堆積量(今回値)をSRAMなどに格納する。そして、処理は終了する。
以上説明したカーボン堆積量算出処理によれば、カーボン堆積量を精度良く算出することができる。よって、上記したEHC暖機判定処理において、カーボン堆積量を用いた判定(ステップS804)を精度良く行うことが可能となる。具体的には、カーボン堆積量に基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗が所定値以下に低下している状態であるか否かの判定を精度良く行うことが可能となる。
なお、ステップS902、S903、S904では、それぞれ、関数F21、F22、F23を用いて、発生カーボン量、EHC到達カーボン量、焼失係数を求めていたが、これに限定はされない。このような関数を用いる代わりに、予め設定したマップを参照することで、発生カーボン量、EHC到達カーボン量、焼失係数を求めても良い。
なお、第3実施形態においても、上記した第2実施形態と同様に、カーボン堆積量(前回値)が記憶されていない場合、つまり記憶されたカーボン堆積量(前回値)が消去された場合に、保持マット13bに堆積する最大のカーボン量(以下、「最大カーボン堆積量」と呼ぶ。)をカーボン堆積量(前回値)に設定して、カーボン堆積量(今回値)を算出しても良い。つまり、バッテリクリア直後において、最大カーボン堆積量をカーボン堆積量(前回値)に設定しても良い。これによっても、保持マット13bの絶縁抵抗に対する誤判定を確実に防止することができ、EHC13の漏電を適切に防止することが可能となる。なお、最大カーボン堆積量は、例えば予め実験などを行うことで求められた量を用いることができる。
[変形例]
上記では、保持マット温度、マット吸水量、及びカーボン堆積量のうちのいずれか1つのみに基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗を推定し、EHC13の通電について禁止/許可を決定する実施形態を示した。他の例では、保持マット温度、マット吸水量、及びカーボン堆積量のうちのいずれか2つに基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗を推定し、EHC13の通電について禁止/許可を決定することができる。例えば、保持マット温度及びマット吸水量に基づいて、EHC13の通電について禁止/許可を決定することができる。この例では、保持マット温度が所定温度未満であってもマット吸水量が所定量以上である場合には、EHC13の通電を禁止し、また、マット吸水量が所定量未満であっても保持マット温度が所定温度以上である場合には、EHC13の通電を禁止する。つまり、保持マット温度が所定温度未満で、且つマット吸水量が所定量未満である場合にのみ、EHC13の通電を許可する。
[変形例]
上記では、保持マット温度、マット吸水量、及びカーボン堆積量のうちのいずれか1つのみに基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗を推定し、EHC13の通電について禁止/許可を決定する実施形態を示した。他の例では、保持マット温度、マット吸水量、及びカーボン堆積量のうちのいずれか2つに基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗を推定し、EHC13の通電について禁止/許可を決定することができる。例えば、保持マット温度及びマット吸水量に基づいて、EHC13の通電について禁止/許可を決定することができる。この例では、保持マット温度が所定温度未満であってもマット吸水量が所定量以上である場合には、EHC13の通電を禁止し、また、マット吸水量が所定量未満であっても保持マット温度が所定温度以上である場合には、EHC13の通電を禁止する。つまり、保持マット温度が所定温度未満で、且つマット吸水量が所定量未満である場合にのみ、EHC13の通電を許可する。
更に他の例では、保持マット温度、マット吸水量、及びカーボン堆積量の全てに基づいて、保持マット13bの絶縁抵抗を推定し、EHC13の通電について禁止/許可を決定することができる。この例では、保持マット温度が所定温度未満で、且つマット吸水量が所定量未満で、尚且つカーボン堆積量が所定量未満である場合にのみ、EHC13の通電を許可し、それ以外の場合にはEHC13の通電を禁止する。
本発明は、通常のハイブリッド車両への適用に限定はされず、プラグインハイブリッド車両にも適用することができる。また、本発明は、ハイブリッド車両への適用に限定はされず、ハイブリッド車両以外の通常の車両にも適用することができる。
1 エンジン
12 排気通路
13 EHC(電気加熱式触媒)
13a EHC担体
13b 保持マット
13c ケース
70 ECU
100 ハイブリッド車両
12 排気通路
13 EHC(電気加熱式触媒)
13a EHC担体
13b 保持マット
13c ケース
70 ECU
100 ハイブリッド車両
Claims (11)
- 内燃機関と、
触媒を担持する触媒担体、及び電気的絶縁性を有すると共に前記触媒担体を保持する担体保持部を具備しており、通電されることで暖機可能な電気加熱式触媒と、を有する車両に適用され、
前記担体保持部の絶縁抵抗が所定値以下に低下しているか否かを判定する絶縁抵抗判定手段と、
前記絶縁抵抗判定手段によって前記絶縁抵抗が前記所定値以下に低下していると判定された場合に、前記電気加熱式触媒の通電を禁止する通電禁止手段と、を備えることを特徴とする車両の制御装置。 - 前記絶縁抵抗判定手段は、前記担体保持部の温度が所定温度以上である場合に、前記絶縁抵抗が前記所定値以下に低下していると判定する請求項1に記載の車両の制御装置。
- 前記触媒担体、前記担体保持部、及び前記触媒担体と前記担体保持部とを覆うケースのそれぞれの熱伝達に基づいて、前記担体保持部の温度を推定する温度推定手段を更に備え、
前記絶縁抵抗判定手段は、前記温度推定手段によって推定された温度を用いて前記判定を行う請求項2に記載の車両の制御装置。 - 前記絶縁抵抗判定手段は、前記担体保持部が吸水している水分量が所定量以上である場合に、前記絶縁抵抗が前記所定値以下に低下していると判定する請求項1に記載の車両の制御装置。
- 排気通路内に発生する凝縮水の量と、前記排気通路内に発生した凝縮水のうち前記電気加熱式触媒に到達する凝縮水の量と、前記担体保持部が吸水している水分量のうち排気熱によって蒸発する水分量の割合を示す蒸発係数とに基づいて、前記担体保持部が吸水している水分量を推定する水分量推定手段を更に備え、
前記絶縁抵抗判定手段は、前記水分量推定手段によって推定された水分量を用いて前記判定を行う請求項4に記載の車両の制御装置。 - 前記水分量推定手段は、
前記水分量の推定を繰り返し行うと共に、前回推定された水分量を記憶し、記憶している前記前回推定された水分量を用いて前記水分量の推定を行い、
記憶している前記前回推定された水分量が消去された場合には、前記担体保持部が吸水する最大の水分量を前記前回推定された水分量に設定して前記推定を行う請求項5に記載の車両の制御装置。 - 前記通電禁止手段によって前記電気加熱式触媒の通電が禁止された場合に前記内燃機関を運転させる制御を行うと共に、前記担体保持部が吸水している水分が蒸発するように、前記内燃機関の運転を継続させる制御を行う手段を更に備えることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
- 前記絶縁抵抗判定手段は、前記担体保持部に堆積しているカーボン量が所定量以上である場合に、前記絶縁抵抗が前記所定値以下に低下していると判定する請求項1に記載の車両の制御装置。
- 排気通路内に発生するカーボンの量と、前記排気通路内に発生したカーボンのうち前記電気加熱式触媒に到達するカーボンの量と、前記担体保持部に堆積しているカーボン量のうち焼失するカーボン量の割合を示す焼失係数とに基づいて、前記担体保持部に堆積しているカーボン量を推定するカーボン量推定手段を更に備え、
前記絶縁抵抗判定手段は、前記カーボン量推定手段によって推定されたカーボン量を用いて前記判定を行う請求項8に記載の車両の制御装置。 - 前記カーボン量推定手段は、
前記カーボン量の推定を繰り返し行うと共に、前回推定されたカーボン量を記憶し、記憶している前記前回推定されたカーボン量を用いて前記カーボン量の推定を行い、
記憶している前記前回推定されたカーボン量が消去された場合には、前記担体保持部に堆積する最大のカーボン量を前記前回推定されたカーボン量に設定して前記推定を行う請求項9に記載の車両の制御装置。 - 前記通電禁止手段によって前記電気加熱式触媒の通電が禁止された場合に前記内燃機関を運転させる制御を行うと共に、前記担体保持部に堆積しているカーボンが焼失するように、前記内燃機関の運転を継続させる制御を行う手段を更に備えることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
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RU2014117004A (ru) * | 2011-11-02 | 2015-12-10 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Регулирующее устройство для электроподогреваемого каталитического нейтрализатора |
CN103987932A (zh) * | 2011-12-20 | 2014-08-13 | 丰田自动车株式会社 | 电加热式催化剂的故障检测装置 |
US9347353B2 (en) * | 2011-12-21 | 2016-05-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Abnormality detection apparatus for electrically heated catalyst |
JP5925652B2 (ja) * | 2012-09-21 | 2016-05-25 | ヤンマー株式会社 | エンジンシステム |
JP5660104B2 (ja) * | 2012-10-22 | 2015-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
JP5930059B2 (ja) * | 2012-10-23 | 2016-06-08 | トヨタ自動車株式会社 | 車両および車両用制御方法 |
JP5626309B2 (ja) * | 2012-10-23 | 2014-11-19 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
EP2913213B1 (en) * | 2012-10-25 | 2019-11-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric vehicle |
JP2014134187A (ja) * | 2013-01-14 | 2014-07-24 | Denso Corp | 電気加熱式触媒の暖機制御装置 |
JP5846163B2 (ja) * | 2013-07-05 | 2016-01-20 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒の制御装置 |
JP6206131B2 (ja) * | 2013-11-27 | 2017-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式排ガス浄化システム |
JP2018053782A (ja) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
US10287958B2 (en) * | 2016-12-20 | 2019-05-14 | Denso International America, Inc. | Substrate and filter with stress/strain detection and method of use |
US10161277B2 (en) * | 2017-04-24 | 2018-12-25 | GM Global Technology Operations LLC | Capacitor-powered catalyst heater |
FR3073253B1 (fr) * | 2017-11-09 | 2021-08-06 | Psa Automobiles Sa | Procede de commande electrique d’un catalyseur scr chauffe electriquement et dispositif de commande electrique d’un tel catalyseur |
JP6996456B2 (ja) * | 2018-08-31 | 2022-01-17 | トヨタ自動車株式会社 | 車両及び車両の制御方法 |
JP7047677B2 (ja) * | 2018-08-31 | 2022-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両及び車両の制御方法 |
JP7028140B2 (ja) * | 2018-10-26 | 2022-03-02 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP7184056B2 (ja) * | 2020-01-14 | 2022-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP2022036488A (ja) * | 2020-08-24 | 2022-03-08 | 株式会社デンソー | 制御装置 |
JP7380657B2 (ja) * | 2021-08-05 | 2023-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP2023049308A (ja) * | 2021-09-29 | 2023-04-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0596424U (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-27 | カルソニック株式会社 | 電熱触媒担体の電極取付構造 |
JP2008291801A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Suzuki Motor Corp | 排気装置の温度制御装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5070694A (en) * | 1990-10-31 | 1991-12-10 | W. R. Grace & Co. -Conn. | Structure for electrically heatable catalytic core |
US5505911A (en) * | 1991-03-28 | 1996-04-09 | Roth-Technik GmbH & Co. Forschung Fur | Catalytic converter |
JPH05269387A (ja) | 1992-03-26 | 1993-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | 排気浄化用触媒コンバータ装置 |
US5582805A (en) * | 1992-12-21 | 1996-12-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrically heated catalytic apparatus |
DE19646025C2 (de) * | 1996-11-08 | 1999-07-01 | Heinrich Schuermann | Heizanordnung für einen Katalysator |
JP2002021541A (ja) | 2000-07-07 | 2002-01-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス浄化装置 |
US6887439B2 (en) * | 2000-12-15 | 2005-05-03 | Delphi Technologies, Inc. | Variable flow regulator for use with catalytic converters |
JP2005009364A (ja) | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Honda Motor Co Ltd | 多気筒内燃機関の気筒休止制御装置 |
US8112990B2 (en) * | 2007-09-14 | 2012-02-14 | GM Global Technology Operations LLC | Low exhaust temperature electrically heated particulate matter filter system |
US8252077B2 (en) * | 2007-09-17 | 2012-08-28 | GM Global Technology Operations LLC | Electrically heated particulate filter heater insulation |
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Patent Citations (2)
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JPH0596424U (ja) * | 1992-05-27 | 1993-12-27 | カルソニック株式会社 | 電熱触媒担体の電極取付構造 |
JP2008291801A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Suzuki Motor Corp | 排気装置の温度制御装置 |
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