JP6828705B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、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、内燃機関が始動される前に、該車両が備えるバッテリから供給される電力を用いて、内燃機関や排気浄化触媒を予め電気加熱する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−２６９２０８号公報

内燃機関が始動される前に、排気浄化触媒を予め電気加熱することによって、内燃機関の始動時に車両（テールパイプ）から排出される有害成分を低減することができる。また、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。そして、上記の電気加熱は、車両に設けられたバッテリからの電力を用いて実現される。

ここで、内燃機関が始動される前に、電気加熱により排気浄化触媒を活性させることができれば、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出が可及的に抑制される。しかしながら、例えばバッテリの蓄電量が比較的少ない場合には、排気浄化触媒の電気加熱に対して十分な量の電力を使用することができない。

そして、内燃機関の始動前に排気浄化触媒の電気加熱に使用可能な電力量が、排気浄化触媒を活性させるのに要する電力量未満である場合においては、内燃機関の始動前に排気浄化触媒が電気加熱されたとしても、内燃機関の始動時には車両から有害成分が排出され得る。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出を可及的に抑制することを目的とする。

本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気中に含まれる所定成分を浄化する排気浄化触媒と、前記排気通路に設けられ、電力の供給を受けることにより発熱して前記排気浄化触媒を加熱する第一発熱体と、電力の供給を受けることにより発熱して、前記内燃機関において燃焼される燃料にかかわる所定部位を加熱する第二発熱体と、前記第一発熱体及び前記第二発熱体に電力を供給するバッテリと、を備える車両に適用される。そして、前記制御装置では、前記内燃機関の始動前に、前記バッテリから前記第一発熱体及び／又は前記第二発熱体への電力の供給が制御される。

このような制御装置によれば、内燃機関の始動前に、第一発熱体を用いて排気浄化触媒を電気加熱することや、第二発熱体を用いて燃料にかかわる所定部位を電気加熱することができる。ここで、内燃機関の始動前に排気浄化触媒が電気加熱されると、該排気浄化触媒が昇温し、内燃機関の始動時における排気浄化触媒の排気浄化性能が向上する。また、内燃機関の始動前に燃料にかかわる所定部位が電気加熱されると、燃料温度が上昇するこ
と等に起因して、内燃機関の始動時における燃料の燃焼が促進される。

そして、本発明に係る車両の制御装置は、前記バッテリから前記第一発熱体及び／又は前記第二発熱体へ、前記内燃機関の始動前に供給可能な電力の上限量である供給可能電力量が、前記第一発熱体を用いて前記排気浄化触媒を活性させるのに要する電力量である第二電力量以下の場合であって、且つ、前記供給可能電力量が、前記第二電力量よりも少ない所定の第一電力量以下の場合には、該供給可能電力量のうちの全量の電力が、前記内燃機関の始動前に前記第二発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御し、前記供給可能電力量が、前記第一電力量よりも多い場合には、該供給可能電力量のうちの全量の電力が、前記内燃機関の始動前に前記第一発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御する。

第二電力量は、上記のとおり、第一発熱体を用いて排気浄化触媒を活性させるのに要する電力量（以下、「活性電力量」と称する場合もある。）である。そのため、供給可能電力量が第二電力量よりも少ないときには、内燃機関の始動前に排気浄化触媒が電気加熱されたとしても、該排気浄化触媒を活性させることができない。そこで、上記の制御装置は、上述したように電力の供給を制御することで、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可及的に抑制することを可能にする。

このとき、第二電力量よりも少ない所定の電力量である第一電力量が、以下のように定義されることで、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出が可及的に抑制されることが見出された。詳しくは、第一電力量が、冷間状態にある排気浄化触媒が電気加熱されることによる排気浄化性能の向上効果（これを、触媒加熱効果ともいう。）と、冷間状態にある内燃機関の所定部位が電気加熱されることによる燃料の燃焼促進効果（これを、内燃機関加熱効果ともいう。）と、に基づいて定義される。そして、第一電力量以下の電力を用いて排気浄化触媒または内燃機関の所定部位のいずれかが電気加熱される場合、内燃機関の始動時に車両から排出される有害成分への影響は、上記の内燃機関加熱効果による影響度合いが、上記の触媒加熱効果による影響度合いよりも大きくなる。つまり、このとき、内燃機関の始動時に車両から排出される有害成分の低減効果は、排気浄化触媒が電気加熱される場合と比べて、内燃機関の所定部位が電気加熱される場合に大きくなる。

したがって、上記の制御装置は、供給可能電力量が第一電力量以下の場合には、該供給可能電力量のうちの全量の電力が第二発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御する。これにより、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可及的に抑制することができる。

これに対して、第一電力量よりも多くて第二電力量以下の電力を用いて排気浄化触媒または内燃機関の所定部位のいずれかが電気加熱される場合、内燃機関の始動時に車両から排出される有害成分への影響は、上記の触媒加熱効果による影響度合いが、上記の内燃機関加熱効果による影響度合いよりも大きくなる。つまり、このとき、内燃機関の始動時に車両から排出される有害成分の低減効果は、内燃機関の所定部位が電気加熱される場合と比べて、排気浄化触媒が電気加熱される場合に大きくなる。

したがって、上記の制御装置は、供給可能電力量が第一電力量よりも多くて第二電力量以下の場合には、該供給可能電力量のうちの全量の電力が第一発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御する。これにより、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可及的に抑制することができる。

以上に述べたように、本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関の始動時における車両からの有害成分の排出を可及的に抑制することを可能とする。

また、前記制御装置は、前記供給可能電力量が前記第二電力量よりも多い場合には、前記内燃機関の始動前に、前記第二電力量の電力が前記第一発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御するとともに、前記供給可能電力量から前記第二電力量を差し引いた電力量の電力が前記第二発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御してもよい。

この場合、供給可能電力量が活性電力量よりも多いことになる。ここで、活性電力量の電力が第一発熱体へ供給されることで活性した排気浄化触媒は、それ以上第一発熱体へ電力が供給されても、排気浄化性能が向上し難くなる（排気浄化性能の向上度合いが小さくなる）傾向にある。一方、排気浄化触媒における排気浄化性能が同一であっても、内燃機関からの有害成分の排出が少ない場合は多い場合よりも、車両からの有害成分の排出が抑制される。

ここで、上記の制御によれば、第一発熱体を用いて排気浄化触媒を活性させつつ、第二発熱体へ供給される電力量を可及的に多くすることができる。つまり、排気浄化触媒における排気浄化性能を可及的に高くしつつ、内燃機関からの有害成分の排出を可及的に少なくすることができる。これによれば、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可及的に抑制することができる。

また、前記燃料には、アルコール成分が含まれてもよい。そして、前記制御装置は、前記燃料におけるアルコール濃度が高いときは低いときよりも前記第一電力量を多く設定する設定部を有するとともに、前記設定部によって設定された前記第一電力量に基づいて、前記バッテリから前記第一発熱体及び／又は前記第二発熱体への電力の供給を制御してもよい。

ここで、燃料にアルコール成分が含まれる場合（例えば、内燃機関の燃料として、ガソリンにアルコール成分が混合された燃料が使用される場合）は、含まれない場合（例えば、内燃機関の燃料として、ガソリンが使用される場合）と比べて燃料の燃焼が悪化し易くなる。一方で、第二発熱体へ電力が供給され上記の所定部位が電気加熱されると、上記の内燃機関加熱効果により、この傾向は緩和される。そして、燃料におけるアルコール濃度が高くなるほど、上記の内燃機関加熱効果が大きくなる。

ここで、上述した第一電力量の定義によれば、第一電力量以下の電力を用いて排気浄化触媒または内燃機関の所定部位が電気加熱される場合に、内燃機関の始動時に車両から排出される有害成分の低減効果は、排気浄化触媒が電気加熱される場合と比べて、内燃機関の所定部位が電気加熱される場合に大きくなる。そうすると、上記の設定部が、燃料におけるアルコール濃度が高いときは低いときよりも第一電力量を多く設定し、制御装置が該第一電力量に基づいて電力の供給を制御することによって、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可及的に抑制することができる。

以上に述べた車両の制御装置において、前記所定部位には、前記内燃機関が備える燃料噴射弁から噴射された前記燃料の霧化にかかわる部分が含まれてもよい。これによれば、燃料噴射弁から噴射された燃料の霧化にかかわる部分が電気加熱されることになる。ここで、燃料噴射弁から噴射された燃料の霧化にかかわる部分は、燃料噴射弁から噴射される燃料を昇温可能な部分として定義することができる。なぜなら、燃料噴射弁から噴射される燃料の温度が高くなると、噴射された燃料の霧化が促進される傾向にあるからである。そして、噴射された燃料の霧化が促進されると、内燃機関の始動時における燃料の燃焼が促進されることになる。これにより、内燃機関からの有害成分の排出が抑制される。

また、前記所定部位には、前記内燃機関が備える燃料噴射弁から噴射された前記燃料の
付着にかかわる部分が含まれてもよい。これによれば、燃料噴射弁から噴射された燃料の付着にかかわる部分が電気加熱されることになる。そうすると、噴射された燃料の付着が抑制され、以て、内燃機関からの有害成分の排出が抑制される。

また、本発明に係る車両の制御装置において、前記車両は、前記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可能なハイブリッド車両であって、前記バッテリは、前記第一発熱体及び前記第二発熱体及び前記電動機に電力を供給してもよい。そして、前記内燃機関の駆動力による前記バッテリの充電が要求されるときの該バッテリの蓄電量を第一蓄電量とし、前記第一蓄電量に所定のマージンを加えた蓄電量を第二蓄電量としたとき、前記供給可能電力量が、前記バッテリから前記第一発熱体及び／又は前記第二発熱体への電力の供給が行われる前における前記バッテリの蓄電量から、前記第二蓄電量を差し引いた電力量として定義されてもよい。

このような車両では、内燃機関が停止した状態で電動機による駆動力で走行するＥＶ走行を行うことが可能である。そして、ＥＶ走行中にバッテリの蓄電量が第一蓄電量まで低下すると、内燃機関が始動される。ここで、第二蓄電量は、第一蓄電量に所定のマージンを加えた蓄電量である。そして、バッテリに第二蓄電量の電力があれば、内燃機関を始動させることなく車両をＥＶ走行させることができる。上記のハイブリッド車両では、第二蓄電量が確保されるように供給可能電力量が設定される。そのため、内燃機関の始動前に、第一発熱体及び／又は第二発熱体へ電力を供給しつつ、車両をＥＶ走行させることができる。

本発明によれば、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可及的に抑制することができる。

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。 本発明の実施形態に係る排気浄化装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御フローを示す第一のフローチャートである。 本発明の実施形態に係る制御フローを示す第二のフローチャートである。 燃料温度と排出ＨＣ濃度との相関を示す図である。 第一供給電力量と浄化率との相関を示す図である。 第二供給電力量と排出ＨＣ濃度との相関を示す図である。 冷間状態にあるときの触媒温度が、第一供給電力量と浄化率との相関に及ぼす影響を説明するための図である。 本発明の第一の実施形態における、バッテリからの電力のＥＨＣ担体及び／又は電熱線への配分を説明するための図である。 本発明の第一の実施形態の変形例に係る内燃機関の気筒の断面模式図を示す図である。 アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が、第二供給電力量と排出ＨＣ濃度との相関に及ぼす影響について説明するための図である。 図８に示した第一供給電力量と浄化率との相関に、図１３に示した電力量Ｅ１１およびＥ１２を重ねて示す図である。 本発明の第二の実施形態における、バッテリからの電力のＥＨＣ担体及び／又は電熱線への配分を説明するための第一の図である。 本発明の第二の実施形態における、バッテリからの電力のＥＨＣ担体及び／又は電熱線への配分を説明するための第二の図である。

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（何れも図示省略）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。

また、車両１００は、燃料タンク２３を備えている。そして、燃料タンク２３内に蓄えられた燃料は、燃料タンク２３内に設けられた低圧ポンプ（不図示）によって、燃料配管２４を介して内燃機関１へ圧送される。

＜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の高圧燃料系の概略構成を示す図である。図３に示すように、内燃機関１は４つの気筒２を備えており、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。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。

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。詳細については、後述する。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、スロットルバルブ３０、高圧ポンプ７２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。

次に、内燃機関１の高圧燃料系について、図３に基づいて詳しく説明する。燃料タンク２３内に設けられた低圧ポンプ（不図示）によって圧送され燃料配管２４を流通する低圧系の燃料は、高圧ポンプ７２によって更に圧送され、デリバリパイプ７１に蓄えられる。デリバリパイプ７１には、各燃料噴射弁７へ通じる互いに独立した燃料通路が接続されており、各燃料噴射弁７へ高圧燃料が供給される。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。

各燃料噴射弁７には、ソレノイドアクチュエータ７ａが設けられている。ソレノイドアクチュエータ７ａは、ＥＣＵ１０からの指令信号に基づいて、噴孔を開閉するニードル（いずれも不図示）を駆動させる。また、各燃料噴射弁７には、燃料流路７ｂを電気加熱する電熱線７ｃが設けられている。電熱線７ｃ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７ｃが通電される際には、上記のハイブリッド車両の構成の説明で述べたバッテリ２２から電源ケーブルを介して電流が流される。つまり、バッテリ２２は、上述したモータに電力を供給するとともに、電熱線７ｃに電力を供給する。なお、本実施形態においては、燃料流路７ｂが本発明に係る燃料にかかわる所定部位、特に燃料の霧化にかかわる部分に相当し、電熱線７ｃが第二発熱体に相当する。

そして、通電によって電熱線７ｃが発熱し、燃料流路７ｂが加熱されると、燃料流路７ｂ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。その結果、気筒２内における燃料の燃焼が促進され、気筒２からの未燃ＨＣやＰＭの排出が抑制される。つまり、内燃機関１からの有害成分の排出が抑制される。

なお、本実施形態においては、ＥＣＵ１０によって、電熱線７ｃへの電力供給が制御される。つまり、ＥＣＵ１０によって、電熱線７ｃへの通電のＯＮ／ＯＦＦの切り換えや、電熱線７ｃへの供給電力の調整が行われる。

また、本実施形態において、燃料流路７ｂを加熱する発熱体は、上記の電熱線７ｃに限定されない。例えば、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生装置と、マイクロ波の照射の作用により発熱するマイクロ波吸収剤と、を含む周知の構成が用いられてもよい。また、加熱される所定部位は、上記の燃料流路７ｂに限定されない。当該所定部位は、燃料の霧化にかかわる部分、つまり、燃料を昇温可能な部分であればよく、例えば、デリバリパイプ７１や燃料配管２４でもよい。

次に、本実施形態に係る排気浄化装置について説明する。図４は、本実施形態に係る排気浄化装置の概略構成を示す図である。この排気浄化装置には、電気加熱式触媒（Electrically Heated Catalyst：以下、「ＥＨＣ」と称する場合もある。）４１０が含まれている。

ＥＨＣ４１０は、ＥＨＣ担体４１１、マット部材４１２、および電極４１３ａ，４１３ｂを備えている。ＥＨＣ担体４１１は、触媒ケーシング４００内に収容されている。ＥＨＣ担体４１１は、円柱状に形成されており、その中心軸が排気管４０の中心軸Ａと同軸となるように設置されている。中心軸Ａは、排気管４０、ＥＨＣ担体４１１、および触媒ケーシング４００で共通の中心軸である。ＥＨＣ担体４１１には三元触媒４１１ａが担持されている。なお、ＥＨＣ担体４１１に担持される触媒は、三元触媒に限られるものではなく、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、または選択還元型ＮＯｘ触媒であってもよい。

ＥＨＣ担体４１１は、通電されると電気抵抗となって発熱する材料によって形成されている。ＥＨＣ担体４１１の材料としては、ＳｉＣを例示することができる。ＥＨＣ担体４１１は、排気の流れる方向（すなわち、中心軸Ａが延びる方向）に延び且つ該排気の流れる方向と垂直な方向の断面がハニカム状をなす複数の通路を有している。そして、この通路を排気が流通する。なお、中心軸Ａと直交する方向のＥＨＣ担体４１１の断面形状は楕円形等であってもよい。また、本実施形態においては、ＥＨＣ担体４１１が本発明に係る第一発熱体に相当する。

ＥＨＣ担体４１１の側面（外周面）には一対の電極４１３ａ，４１３ｂが接続されている。電極４１３ａ，４１３ｂは、それぞれ、ＥＨＣ担体４１１の外周面に沿って周方向及び軸方向に延びている。そして、電極４１３ａと電極４１３ｂとがＥＨＣ担体４１１を挟んで互いに対向している。ただし、必ずしも、電極４１３ａと電極４１３ｂとのそれぞれの全面が互いに対向している必要はない。電極４１３ａ，４１３ｂには金属箔４３０が接続されている。金属箔４３０は、後述するマット部材４１２に形成された貫通孔４１２ａ、および、触媒ケーシング４００に形成された貫通孔４００ａを通って、該触媒ケーシング４００の外側に突出している。ただし、触媒ケーシング４００の貫通孔４００ａは電極カバー４４０によって囲われている。したがって、金属箔４３０は電極カバー４４０内に突出している。電極カバー４４０には密閉状態で電源ケーブル（図示略）が挿通されている。そして、電極カバー４４０内において金属箔４３０が電源ケーブルと接続されている。ＥＨＣ担体４１１に通電する際には、バッテリ２２から電源ケーブルおよび金属箔４３０を介して電極４１３ａ，４１３ｂに電流が流れる。つまり、バッテリ２２は、上述したモータおよび燃料噴射弁７に設けられた電熱線７ｃに電力を供給するとともに、ＥＨＣ担体４１１に電力を供給する。

ＥＨＣ４１０においては、通電によってＥＨＣ担体４１１が発熱すると、該ＥＨＣ担体４１１に担持された三元触媒４１１ａが加熱される。これにより、三元触媒４１１ａの活性化が促進される。また、ＥＨＣ４１０には、ＥＨＣ担体４１１の温度を検出する温度センサ４２０が設けられている。ここで、温度センサ４２０によって検出されるＥＨＣ担体４１１の温度は、三元触媒４１１ａの温度と同視され得る。なお、本実施形態においては、ＥＣＵ１０によって、ＥＨＣ担体４１１への電力供給が制御される。つまり、ＥＣＵ１０によって、ＥＨＣ担体４１１への通電のＯＮ／ＯＦＦの切り換えや、ＥＨＣ担体４１１への供給電力の調整が行われる。

触媒ケーシング４００は金属によって形成されている。触媒ケーシング４００を形成する材料としては、ステンレス鋼材を例示することができる。触媒ケーシング４００の内壁面は電気絶縁材であるガラスによってコーティングされている。そして、触媒ケーシング４００の内壁面とＥＨＣ担体４１１の外周面との間にはマット部材４１２が挟み込まれている。つまり、触媒ケーシング４００内において、ＥＨＣ担体４１１がマット部材４１２によって支持されている。

マット部材４１２は電気絶縁材によって形成されている。マット部材４１２を形成する材料としては、アルミナを主成分とするセラミックファイバーを例示することができる。マット部材４１２は、ＥＨＣ担体４１１の外周面に巻きつけられている。そして、マット部材４１２が、ＥＨＣ担体４１１と触媒ケーシング４００との間に挟み込まれていることで、ＥＨＣ担体４１１に通電したときに、触媒ケーシング４００へ電流が流れることが抑制される。つまり、マット部材４１２は、触媒ケーシング４００内においてＥＨＣ担体４１１を支持する機能のみならず、触媒ケーシング４００とＥＨＣ担体４１１との間を電気的に絶縁する機能を有する。

＜通電制御＞
次に、本実施形態に係る通電制御について説明する。本実施形態では、車両１００を駆動させるためのシステム電源（以下、単に「システム電源」と称する場合もある。）がＯＮにされた後、アクセルペダルの操作が行われると、車両１００がＥＶ走行される。そして、ＥＶ走行によってバッテリ２２の電力が消費され、ＳＯＣ量が第一蓄電量（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。ここで、バッテリ２２を充電するために内燃機関１が始動されるとき、仮にＥＨＣ担体４１１に担持された三元触媒４１１ａが活性されていないと、内燃機関１の始動時に車両１００（車両のテールパイプ）から有害成分が排出されてしまう。一方で、内燃機関１が始動される前に、ＥＨＣ担体４１１への通電により三元触媒４１１ａを活性させることができれば、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が可及的に抑制される。

ここで、システム電源がＯＮにされたときのＳＯＣ量が比較的少ないと、内燃機関１が始動される前に行われるＥＨＣ担体４１１への通電に対して、十分な量の電力を使用することができない。そして、内燃機関１の始動前にＥＨＣ担体４１１への通電に使用可能な電力量が、ＥＨＣ担体４１１に担持された三元触媒４１１ａを活性させるのに要する電力量（以下、「活性電力量」と称する場合もある。）未満である場合においては、内燃機関１の始動前にＥＨＣ担体４１１への通電が行われたとしても、内燃機関１の始動時には車両１００から有害成分が排出される。

そこで、本実施形態では、内燃機関１の始動前に、バッテリ２２からＥＨＣ担体４１１及び／又は燃料噴射弁７に設けられた電熱線７ｃへの電力の供給が制御される。これにより、内燃機関１が始動される前に、バッテリ２２からの電力がＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃに適切に配分されることになる。その結果、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が可及的に抑制される。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。なお、ＥＣＵ１０が以下に説明する制御フローを実行することで、本発明に係る車両の制御装置として機能する。

図５および図６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、触媒活性フラグがＯＦＦとなっていて、且つ、システム電源がＯＮとなっているか否かが判別される。ここで、触媒活性フラグは、三元触媒４１１ａが活性していると推定される場合にＯＮに設定されるフラグであって、本フローとは異なる周知の処理によって設定される。Ｓ１０１では、このようにして設定された触媒活性フラグが読込まれることによって、上記が判別される。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。

ここで、上述したように、車両１００は、システム電源がＯＮにされた後、アクセルペダルの操作が行われると、ＥＶ走行される。したがって、例えばシステム電源がＯＮにされたタイミングで後述のＳ１１４の処理で述べる通電処理が開始されると、車両１００がＥＶ走行される前から通電処理が実行されることになる。なお、当該通電処理は、車両１００のＥＶ走行中にも継続して実行することができる。また、本実施形態では、Ｓ１０１において、触媒活性フラグがＯＦＦとなっていて、且つ、システム電源がＯＮとなっているか否かが判別されるが、これに限定する意図はない。例えば、Ｓ１０１において、触媒活性フラグがＯＦＦとなっていて、且つ、車両１００に乗員が搭乗したか否かが判別され
てもよい。そうすると、システム電源がＯＮにされる前から通電処理を実行することができる。なお、車両１００に乗員が搭乗したか否かは、周知の手法に基づいて（例えば、車両１００のシートに設けられた着座認識センサによって出力される電気信号に基づいて）、判定することができる。

Ｓ１０１において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０２において、ＳＯＣ量の現在量ＳＯＣｎが取得される。Ｓ１０３では、ＳＯＣセンサの出力値に基づいて現在量ＳＯＣｎを取得することができる。

次に、Ｓ１０３において、バッテリ２２からＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへ内燃機関１の始動前に供給可能な電力の上限量（以下、「供給可能電力量」と称する場合もある。）Ｅｐが算出される。Ｓ１０３では、供給可能電力量Ｅｐが下記式１によって算出される。
Ｅｐ＝ＳＯＣｎ−ＳＯＣ２ ・・・式１
Ｅｐ：供給可能電力量
ＳＯＣｎ：Ｓ１０２で取得した現在量
ＳＯＣ２：第二蓄電量
ここで、第二蓄電量ＳＯＣ２は、上述した第一蓄電量ＳＯＣ１に所定のマージンを加えたＳＯＣ量である。バッテリ２２にＳＯＣ２の電力があれば、内燃機関１を始動させることなく車両１００をＥＶ走行させることができる。つまり、この供給可能電力量Ｅｐの電力を使用して後述のＳ１１４の処理で述べる通電処理が実行されながらも、この所定のマージンの電力を使用して車両１００をＥＶ走行させることができる。

次に、Ｓ１０４において、Ｓ１０３で算出した供給可能電力量Ｅｐが０よりも多いか否かが判別される。そして、Ｓ１０４において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０５の処理へ進む。一方、Ｓ１０４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ＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへの電力の供給ができない場合であって、本フローの実行が終了される。つまり、通電処理は実行されない。

Ｓ１０４において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０５において、燃料温度Ｔｆが取得される。Ｓ１０５では、燃料温度センサ７３の出力値に基づいて燃料温度Ｔｆを取得することができる。

次に、Ｓ１０６において、Ｓ１０５で取得した燃料温度Ｔｆが所定の判定温度Ｔｆｔｈよりも低いか否かが判別される。判定温度Ｔｆｔｈは、燃料噴射弁７から噴射された燃料の霧化にかかわる温度である。ここで、燃料温度Ｔｆと内燃機関１から排出されるＨＣ濃度（排出ＨＣ濃度）との相関を図７に示す。図７に示すように、燃料温度Ｔｆが所定温度Ｔ１より低くても高くても、排出ＨＣ濃度が増加する傾向がある。そして、燃料温度Ｔｆが所定温度Ｔ１より低い場合には、燃料温度Ｔｆが高くなるほど排出ＨＣ濃度が低下する傾向がある。この場合には、燃料温度Ｔｆが高くなるほど、燃料噴射弁７から噴射された燃料の霧化が促進される。そのため、排出ＨＣ濃度が低下することになる。したがって、本実施形態では、判定温度Ｔｆｔｈが、図７によって表される所定温度Ｔ１に設定される。そうすると、燃料温度Ｔｆが判定温度Ｔｆｔｈよりも低い場合には、燃料を昇温することで排出ＨＣ濃度を低減することができる。そして、Ｓ１０６において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１０７の処理へ進む。一方、Ｓ１０６において否定判定された場合、この場合は燃料を昇温しても排出ＨＣ濃度を低減できない場合であって、本フローの実行が終了される。

Ｓ１０６において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０７において、三元触媒４１１ａの温度（以下、「触媒温度」と称する場合もある。）Ｔｃが取得される。Ｓ１０７では、Ｅ
ＨＣ４１０に設けられた温度センサ４２０の出力値に基づいて触媒温度Ｔｃを取得することができる。または、内燃機関１の運転中の触媒温度を排気温度センサ４２の出力値に基づいて推定し、該触媒温度と内燃機関１が停止されてから経過した時間とに基づいて、現在の触媒温度Ｔｃを推定することができる。

次に、Ｓ１０８において、Ｓ１０７で取得した触媒温度Ｔｃに基づいて、第一電力量Ｅ１および第二電力量Ｅ２が取得される。ここで、第二電力量Ｅ２は、ＥＨＣ担体４１１を用いて三元触媒４１１ａを活性させるのに要する電力量、つまり活性電力量である。また、第一電力量Ｅ１は、第二電力量Ｅ２よりも少ない所定の電力量であって、冷間状態にある三元触媒４１１ａが電気加熱されることによる浄化率の向上効果と、冷間状態にある内燃機関１の燃料流路７ｂが電気加熱されることによる燃料の燃焼促進効果（これは、燃料噴射弁７から噴射された燃料の霧化が促進されることに起因する。）と、に基づいて定義される。これら第一電力量Ｅ１および第二電力量Ｅ２について、図８から図１０に基づいて説明する。

図８は、バッテリ２２からＥＨＣ担体４１１への供給電力量（以下、「第一供給電力量」と称する場合もある。）Ｅｓ１と、三元触媒４１１ａにおける排気中の有害成分の浄化率（以下、単に「浄化率」と称する場合もある。）と、の相関を示す図である。なお、図８において、第一供給電力量Ｅｓ１が０のときには、三元触媒４１１ａは冷間状態にあるものとする。また、図９は、バッテリ２２から電熱線７ｃへの供給電力量（以下、「第二供給電力量」と称する場合もある。）Ｅｓ２と、内燃機関１から排出されるＨＣ濃度（排出ＨＣ濃度）と、の相関を示す図である。なお、図９において、第二供給電力量Ｅｓ２が０のときには、内燃機関１は冷間状態にあるものとする。

図８に示すように、第一供給電力量Ｅｓ１が或る量よりも多くならないと、浄化率が低いままとなる一方で、第一供給電力量Ｅｓ１がこの量よりも多くなると、供給電力量の増加に応じて浄化率が比較的大きく増加する。つまり、この電力量を境に、供給電力量の増加に応じた浄化率の増加度合い（以下、単に「浄化率の増加度合い」と称する場合もある。）が大きく変化する。そして、本実施形態では、このときの電力量が第一電力量Ｅ１となる。そうすると、第一供給電力量Ｅｓ１が第一電力量Ｅ１以下のときには、浄化率が低くて且つ浄化率の増加度合いが小さい。これに対して、第一供給電力量Ｅｓ１が第一電力量Ｅ１よりも多いときには、浄化率の増加度合いが大きくなる。

ただし、第一供給電力量Ｅｓ１が第一電力量Ｅ１より多いときであっても、第一供給電力量Ｅｓ１が上述した活性電力量近傍にまで多くなると、浄化率の増加度合いは小さくなる。そして、第一供給電力量Ｅｓ１が活性電力量に達すると、浄化率は上限に達する。つまり、三元触媒４１１ａが活性することになる。そして、このときの電力量（活性電力量）が、第二電力量Ｅ２となる。

また、図９に示すように、第二供給電力量Ｅｓ２が多くなるほど、排出ＨＣ濃度が小さくなる傾向がある。これは、第二供給電力量Ｅｓ２が多くなるほど燃料温度Ｔｆが高くなり、上記の図７の説明で述べたように、燃料温度Ｔｆが判定温度Ｔｆｔｈよりも低い場合には、燃料温度Ｔｆの上昇に応じて排出ＨＣ濃度が低下するからである。そして、第二供給電力量Ｅｓ２が第一電力量Ｅ１よりも少ないときには、第二供給電力量Ｅｓ２が第一電力量Ｅ１以上のときよりも、供給電力量の増加に応じた排出ＨＣ濃度の低下度合いが大きくなることが判る。

そして、以上に述べたようにして第一電力量Ｅ１が定義されると、第一電力量Ｅ１以下の電力を用いて三元触媒４１１ａまたは燃料流路７ｂが電気加熱される場合に、内燃機関１の始動時に車両１００から排出される有害成分の低減効果は、三元触媒４１１ａが電気
加熱される場合と比べて、燃料流路７ｂが電気加熱される場合に大きくなる。

更に、本実施形態では、第一電力量Ｅ１および第二電力量Ｅ２は、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃによって変化する。図１０は、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃが、第一供給電力量Ｅｓ１と浄化率との相関に及ぼす影響を説明するための図である。図１０においては、上記の図８に示した相関が破線で表されており、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃがこれよりも高い場合の上記相関が実線で表されている。

図１０に示すように、第一供給電力量Ｅｓ１が同じ場合、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃが高いとき（図１０における実線）は低いとき（図１０における破線）よりも、浄化率が高くなる。なぜなら、同一の第一供給電力量Ｅｓ１の電力が供給される場合、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃが高くなるほど、該電力供給後の触媒温度も高くなるからである。そして、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃが高いときの第一電力量（これは、図１０においてＥ１´で表される。）は、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃが低いときの第一電力量（これは、図１０においてＥ１で表される。）よりも少なくなる。また、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃが高いときの第二電力量（これは、図１０においてＥ２´で表される。）は、冷間状態にあるときの触媒温度Ｔｃが低いときの第二電力量（これは、図１０においてＥ２で表される。）よりも少なくなる。

そして、図５および図６の説明に戻ると、ＥＣＵ１０のＲＯＭには、触媒温度Ｔｃに応じた第一電力量Ｅ１および第二電力量Ｅ２の値が、マップまたは関数として予め記憶されている。そして、Ｓ１０８では、Ｓ１０７で取得した触媒温度Ｔｃと、ＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されたマップまたは関数と、に基づいて、第一電力量Ｅ１および第二電力量Ｅ２が取得される。

そして、Ｓ１０８の処理の後、次に、Ｓ１０９において、Ｓ１０３で算出した供給可能電力量Ｅｐが、Ｓ１０８で取得した第一電力量Ｅ１以下であるか否かが判別される。そして、Ｓ１０９において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１０の処理へ進み、Ｓ１０９において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１１の処理へ進む。

そして、Ｓ１０９において否定判定された場合、次に、Ｓ１１１において、Ｓ１０３で算出した供給可能電力量Ｅｐが、Ｓ１０８で取得した第一電力量Ｅ１よりも多くてＳ１０８で取得した第二電力量Ｅ２以下であるか否かが判別される。そして、Ｓ１１１において肯定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１２の処理へ進み、Ｓ１１１において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１３の処理へ進む。

そして、Ｓ１１０、Ｓ１１２、およびＳ１１３の処理では、第一供給電力量Ｅｓ１および第二供給電力量Ｅｓ２が設定される。これについて、図１１に基づいて以下に説明する。

図１１は、本実施形態における、バッテリ２２からの電力のＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへの配分を説明するための図である。図１１において、横軸は第一供給電力量Ｅｓ１を表しており、縦軸は第二供給電力量Ｅｓ２を表している。また、横軸と縦軸とを結ぶ複数の線分は、複数の供給可能電力量における第一供給電力量Ｅｓ１と第二供給電力量Ｅｓ２との配分関係を表している。例えば、線分Ｌ１は供給可能電力量がＥ１（第一電力量）の場合における上記関係を表しており、線分Ｌ２は供給可能電力量がＥ２（第二電力量）の場合における上記関係を表している。また、図１１における丸印は、本実施形態における供給可能電力量毎の第一供給電力量Ｅｓ１と第二供給電力量Ｅｓ２との配分関係を表している。

図１１に示すように、供給可能電力量が第一電力量Ｅ１の場合、第一供給電力量Ｅｓ１が０で、第二供給電力量Ｅｓ２が第一電力量Ｅ１に設定される。つまり、供給可能電力量のうちの全量の電力が電熱線７ｃへ供給されるように設定される。また、供給可能電力量が第一電力量Ｅ１よりも少ない場合（これは、図１１において矢Ａ１によって表される。）にも、供給可能電力量のうちの全量の電力が電熱線７ｃへ供給されるように設定される。これは、Ｓ１０９において肯定判定された場合、次に、Ｓ１１０において、第一供給電力量Ｅｓ１が０に設定され、且つ第二供給電力量Ｅｓ２がＳ１０３で算出した供給可能電力量Ｅｐに設定されることに相当する。

また、図１１に示すように、供給可能電力量が第二電力量Ｅ２の場合、第一供給電力量Ｅｓ１が第二電力量Ｅ２で、第二供給電力量Ｅｓ２が０に設定される。つまり、供給可能電力量のうちの全量の電力がＥＨＣ担体４１１へ供給されるように設定される。また、供給可能電力量が第一電力量Ｅ１よりも多くて第二電力量Ｅ２よりも少ない場合（これは、図１１において矢Ａ２によって表される。）にも、供給可能電力量のうちの全量の電力がＥＨＣ担体４１１へ供給されるように設定される。これは、Ｓ１１１において肯定判定された場合、次に、Ｓ１１２において、第一供給電力量Ｅｓ１がＳ１０３で算出した供給可能電力量Ｅｐに設定され、且つ第二供給電力量Ｅｓ２が０に設定されることに相当する。

更に、図１１に示すように、供給可能電力量が第二電力量Ｅ２よりも多い場合（これは、図１１において矢Ａ３によって表される。）、第一供給電力量Ｅｓ１が第二電力量Ｅ２に設定される。そして、供給可能電力量から第二電力量Ｅ２を差し引いた電力量が、第二供給電力量Ｅｓ２として設定される。つまり、第二電力量Ｅ２の電力がＥＨＣ担体４１１へ供給されるように、且つ、供給可能電力量から第二電力量Ｅ２を差し引いた電力量の電力が電熱線７ｃへ供給されるように設定される。これは、Ｓ１１１において否定判定された場合、次に、Ｓ１１３において、第一供給電力量Ｅｓ１がＳ１０８で取得した第二電力量Ｅ２に設定され、且つ、第二供給電力量Ｅｓ２が、Ｓ１０３で算出した供給可能電力量ＥｐからＳ１０８で取得した第二電力量Ｅ２を差し引いた電力量に設定されることに相当する。

そして、Ｓ１１０、Ｓ１１２、またはＳ１１３の処理の後、次に、Ｓ１１４において、バッテリ２２からＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへ電力を供給する通電処理が実行される。ＥＣＵ１０がこの通電処理を実行することによって、内燃機関１の始動前に、三元触媒４１１ａ及び／又は内燃機関１の燃料流路７ｂを電気加熱することができる。このとき、上述したように第一供給電力量Ｅｓ１および第二供給電力量Ｅｓ２が設定されることで、冷間状態にある三元触媒４１１ａが電気加熱されることによる浄化率の向上効果と、冷間状態にある内燃機関１の燃料流路７ｂが電気加熱されることによる燃料の燃焼促進効果と、に基づいて、内燃機関１の始動時に車両１００から排出される有害成分が最小化されるように、バッテリ２２からＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへの電力の供給が制御されることになる。

次に、Ｓ１１５において、バッテリ２２からＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへ供給された電力の積算量Ｅｓｕｍが取得される。そして、Ｓ１１６において、Ｓ１１５で取得した積算量ＥｓｕｍがＳ１０３で算出した供給可能電力量Ｅｐ以上となっているか否かが判別される。そして、Ｓ１１６において肯定判定された場合、本フローの実行が終了される。一方、Ｓ１１６において否定判定された場合、ＥＣＵ１０はＳ１１４の処理へ戻る。

ＥＣＵ１０が、以上に説明したような制御を実行することにより、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を可及的に抑制することができる。

なお、排気浄化触媒の加熱について、本実施形態では、ＥＨＣ担体４１１が、バッテリ２２から電力の供給を受けることにより発熱して、三元触媒４１１ａが加熱されるが、これに限定する意図はない。例えば、バッテリ２２から電力の供給を受けることにより発熱する電熱線によって、三元触媒４１１ａが加熱されてもよい。

また、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を例にして説明したが、これに限定する意図はない。モータジェネレータを備えない車両においても、ＥＣＵが上述した制御を実行することにより、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可及的に抑制することができる。なお、この場合、車両はＥＶ走行されない。そのため、供給可能電力量は、ＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへの通電処理が行われる前のバッテリ蓄電量に基づいて算出される。そして、システム電源がＯＮにされる前から（例えば、車両に乗員が搭乗したことが検知された場合に）上述した通電処理が実行されることで、好適に内燃機関の始動時における有害成分の排出を低減することができる。

（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、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、燃料の霧化にかかわる部分、つまり燃料を昇温可能な部分が電気加熱されることによって、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、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、燃料の付着にかかわる部分が電気加熱される。これにより、燃料の付着が抑制され、以て、気筒２からの未燃ＨＣやＰＭの排出が抑制される。

図１２は、本変形例に係る内燃機関１の気筒の断面模式図を示す図である。本変形例では、スリーブ２ａの壁面に電熱線２ｂが埋設される。電熱線２ｂ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２ｂ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。このような構成においては、通電された電熱線２ｂが発熱すると、スリーブ２ａが加熱されることになる。なお、本変形例においては、スリーブ２ａが本発明に係る燃料にかかわる所定部位、特に燃料の付着にかかわる部分に相当し、電熱線２ｂが第二発熱体に相当する。

ここで、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。このように、スリーブ２ａには燃料が付着し得るものの、スリーブ２ａの温度が比較的高い場合には、スリーブ２ａ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。つまり、内燃機関１が冷間状態にあるときには、電熱線２ｂに通電しスリーブ２ａを加熱することで、燃料の付着を抑制することができる。これにより、内燃機関１の始動時における、内燃機関１からの有害成分の排出が抑制される。

なお、燃料の付着にかかわる部分は、スリーブ２ａに限定されない。内燃機関１が冷間状態にあるときに、例えば、シリンダヘッドの燃焼室壁やピストンの頂面が電気加熱されると、燃料噴射弁７から噴射された燃料がこれら部位に付着することが抑制され、以て、内燃機関１の始動時における、内燃機関１からの有害成分の排出が抑制される。また、燃料噴射弁７からの燃料が吸気ポート内に噴射される場合には、内燃機関１が冷間状態にあるときに、吸気ポート壁が電気加熱されてもよい。

そして、内燃機関１の始動前に、バッテリ２２からＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線２ｂへの電力の供給が、上述した第一の実施形態と同様にして制御されることによって、
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を可及的に抑制することが可能となる。

（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、上述した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における内燃機関１は、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。これに対して、本実施形態における内燃機関１は、ガソリンにアルコール成分が混合された燃料（以下、「アルコール混合燃料」と称する場合もある。）を用いて運転される火花点火式の内燃機関である。

アルコール成分は、ガソリンよりも気化し難い傾向にある。したがって、内燃機関１の燃料としてアルコール混合燃料が使用される場合は、ガソリンが使用される場合よりも、燃料噴射弁７から噴射された燃料が霧化され難くなる。また、内燃機関１の燃料としてアルコール混合燃料が使用される場合は、ガソリンが使用される場合よりも、燃料噴射弁７から噴射され例えばスリーブ２ａに付着した燃料が、蒸発し難くなる。

一方で、燃料温度が比較的高くなると、上述した傾向は緩和される。詳しくは、内燃機関１の始動前に燃料流路７ｂが電気加熱されることで、内燃機関１の始動時に燃料噴射弁７から噴射されるアルコール混合燃料の温度が高くなるほど、ガソリンに対してアルコール混合燃料の霧化が悪化するその度合いが小さくなる。また、内燃機関１の始動前にスリーブ２ａが電気加熱されることで、スリーブ２ａに付着したアルコール混合燃料の温度が高くなるほど、ガソリンに対してアルコール混合燃料の付着が悪化するその度合いが小さくなる。

以上に鑑みると、第二供給電力量Ｅｓ２と、内燃機関１から排出されるＨＣ濃度（排出ＨＣ濃度）と、の相関は、内燃機関１の燃料としてガソリンが使用される場合（上記の図９を参照）とアルコール混合燃料が使用される場合とで相違することになる。これについて、図１３に基づいて以下に説明する。

図１３は、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が、第二供給電力量Ｅｓ２と排出ＨＣ濃度との相関に及ぼす影響について説明するための図である。なお、図１３において、第二供給電力量Ｅｓ２が０のときには、内燃機関１は冷間状態にあるものとする。また、図１３においては、上記の図９に示した相関が破線で表されており、内燃機関１の燃料としてアルコール混合燃料が使用される場合の上記相関が実線で表されている。

図１３に示すように、第二供給電力量Ｅｓ２が多くなるほど、排出ＨＣ濃度が小さくなる傾向がある。ここで、上記の図９の説明で述べたように、内燃機関１の燃料としてガソリンが使用される場合、第二供給電力量Ｅｓ２が第一電力量Ｅ１よりも少ないときには、第二供給電力量Ｅｓ２が第一電力量Ｅ１以上のときよりも、供給電力量の増加に応じた排出ＨＣ濃度の低下度合い（以下、単に「排出ＨＣ濃度の低下度合い」と称する場合もある。）が大きくなる（これは、図１３における破線によって表される。）。つまり、第一電力量Ｅ１を境に、排出ＨＣ濃度の低下度合いが比較的大きく変化する。一方で、内燃機関１の燃料としてアルコール混合燃料が使用され且つそのアルコール濃度が低い場合（これは、図１３における線Ｌ３によって表される。）は、電力量Ｅ１１を境に、排出ＨＣ濃度の低下度合いが比較的大きく変化する。つまり、第二供給電力量Ｅｓ２が電力量Ｅ１１よりも少ないときには、第二供給電力量Ｅｓ２が電力量Ｅ１１以上のときよりも、排出ＨＣ濃度の低下度合いが大きくなる。また、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が高
い場合（これは、図１３における線Ｌ４によって表される。）は、電力量Ｅ１２を境に、排出ＨＣ濃度の低下度合いが比較的大きく変化する。

そして、図１３の線Ｌ３において第二供給電力量Ｅｓ２が電力量Ｅ１１よりも少ないときの排出ＨＣ濃度の低下度合いと、図１３の線Ｌ４において第二供給電力量Ｅｓ２が電力量Ｅ１２よりも少ないときの排出ＨＣ濃度の低下度合いと、を比較すると、後者の方が排出ＨＣ濃度の低下度合いが大きくなる。これによれば、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が高くなるほど、冷間状態にある内燃機関１の燃料流路７ｂが電気加熱されることによる燃料の燃焼促進効果（これを、内燃機関加熱効果ともいう。）が大きくなることが判る。

以上、図１３より、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が低いときは第二供給電力量Ｅｓ２が電力量Ｅ１１よりも少ない場合に、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が高いときは第二供給電力量Ｅｓ２が電力量Ｅ１２よりも少ない場合に、比較的大きな内燃機関加熱効果が得られることが判る。

また、図１４は、上記の図８に示した第一供給電力量Ｅｓ１と浄化率との相関に、図１３に示した電力量Ｅ１１およびＥ１２を重ねて示す図である。図１４に示すように、第一供給電力量Ｅｓ１が電力量Ｅ１１のときは、第一供給電力量Ｅｓ１が電力量Ｅ１のときよりも浄化率が高くなる。また、第一供給電力量Ｅｓ１が電力量Ｅ１２のときは、第一供給電力量Ｅｓ１が電力量Ｅ１１のときよりも浄化率が高くなる。

そして、本実施形態では、図１３によって表される燃料の燃焼促進効果と、図１４によって表される浄化率の向上効果と、に基づいて、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が低いときには、電力量Ｅ１１が第一電力量として設定される。そうすると、第一電力量Ｅ１１以下の電力を用いて三元触媒４１１ａまたは燃料流路７ｂが電気加熱される場合に、内燃機関１の始動時に車両１００から排出される有害成分の低減効果は、三元触媒４１１ａが電気加熱される場合と比べて、燃料流路７ｂが電気加熱される場合に大きくなる。また、同様にして、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が高いときには、電力量Ｅ１２が第一電力量として設定される。

更に、本実施形態では、内燃機関１の始動前に実行されるＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへの通電処理において、上述した第一の実施形態と同様にして、第一供給電力量Ｅｓ１および第二供給電力量Ｅｓ２が設定される。これについて、図１５Ａおよび図１５Ｂに基づいて以下に説明する。

図１５Ａおよび図１５Ｂは、本実施形態における、バッテリ２２からの電力のＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへの配分を説明するための図である。なお、図１５Ａは、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が低いとき（これは、上記の図１３における線Ｌ３に相当する。）の第一供給電力量Ｅｓ１および第二供給電力量Ｅｓ２の設定例である。また、図１５Ｂは、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が高いとき（これは、上記の図１３における線Ｌ４に相当する。）の第一供給電力量Ｅｓ１および第二供給電力量Ｅｓ２の設定例である。図１５Ａおよび図１５Ｂにおいて、横軸と縦軸とを結ぶ複数の線分は、上記の図１１と同様に、複数の供給可能電力量における第一供給電力量Ｅｓ１と第二供給電力量Ｅｓ２との配分関係を表している。

図１５Ａに示すように、供給可能電力量が第一電力量Ｅ１１以下の場合、供給可能電力量のうちの全量の電力が電熱線７ｃへ供給されるように設定される。そして、供給可能電力量が第一電力量Ｅ１１よりも多くて第二電力量Ｅ２よりも少ない場合、供給可能電力量のうちの全量の電力がＥＨＣ担体４１１へ供給されるように設定される。更に、供給可能
電力量が第二電力量Ｅ２よりも多い場合、第二電力量Ｅ２の電力がＥＨＣ担体４１１へ供給されるように、且つ、供給可能電力量から第二電力量Ｅ２を差し引いた電力量の電力が電熱線７ｃへ供給されるように設定される。

なお、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が高いときにも、これと同様にして、図１５Ｂに示すように第一供給電力量Ｅｓ１および第二供給電力量Ｅｓ２が設定される。

このように、本実施形態では、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度が高いときは低いときよりも第一電力量が多く設定され、設定された該第一電力量に基づいて配分された電力量（第一供給電力量Ｅｓ１、第二供給電力量Ｅｓ２）の電力が、ＥＨＣ担体４１１及び／又は電熱線７ｃへ供給される。なお、このときの第一電力量の設定は、上記の図５に示したＳ１０８の処理によって行われる。また、ＥＣＵ１０がＳ１０８の処理を実行することで、本発明に係る設定部として機能する。

ここで、内燃機関１から排出されるＨＣ濃度（排出ＨＣ濃度）は、アルコール混合燃料におけるアルコール濃度だけでなく、電熱線７ｃへの通電前の燃料温度や内燃機関１の水温等によっても変化する。つまり、第一電力量は、これらパラメータに応じて設定され得る。したがって、本実施形態では、上記の図５に示したＳ１０８の処理において、これらパラメータが考慮されたマップまたは関数に基づいて第一電力量が取得される。なお、これらパラメータが考慮されたマップは、ＥＣＵ１０のＲＯＭに記憶されていてもよいし、外部のサーバ装置に記憶されていてもよい。当該マップがサーバ装置に記憶されている場合、ＥＣＵ１０は、車両１００に備えられた外部通信装置を介して、アルコール濃度、電熱線７ｃへの通電前の燃料温度、内燃機関１の水温といったパラメータの値をサーバ装置に送信する。そして、外部通信装置を介して、サーバ装置によって算出された第一電力量を受信することで、第一電力量を取得することができる。

以上に述べた実施形態においても、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を可及的に抑制することができる。

１・・・・内燃機関
２・・・・気筒
３・・・・吸気通路
４・・・・排気通路
５・・・・クランクポジションセンサ
６・・・・アクセルポジションセンサ
７・・・・燃料噴射弁
７ｂ・・・燃料流路
７ｃ・・・電熱線
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
１００・・車両
４００・・触媒ケーシング
４１０・・ＥＨＣ（電気加熱式触媒）
４１１・・ＥＨＣ担体
４１１ａ・三元触媒

Claims (6)

1. 内燃機関の排気通路に設けられ、前記内燃機関の排気中に含まれる所定成分を浄化する排気浄化触媒と、
   前記排気通路に設けられ、電力の供給を受けることにより発熱して前記排気浄化触媒を加熱する第一発熱体と、
   電力の供給を受けることにより発熱して、前記内燃機関において燃焼される燃料にかかわる所定部位を加熱する第二発熱体と、
   前記第一発熱体及び前記第二発熱体に電力を供給するバッテリと、
   を備える車両に適用され、前記内燃機関の始動前に、前記バッテリから前記第一発熱体及び／又は前記第二発熱体への電力の供給が制御される車両の制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記バッテリから前記第一発熱体及び／又は前記第二発熱体へ、前記内燃機関の始動前に供給可能な電力の上限量である供給可能電力量が、前記第一発熱体を用いて前記排気浄化触媒を活性させるのに要する電力量である第二電力量以下の場合であって、且つ、
   前記供給可能電力量が、前記第二電力量よりも少ない所定の第一電力量以下の場合には、該供給可能電力量のうちの全量の電力が、前記内燃機関の始動前に前記第二発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御し、
   前記供給可能電力量が、前記第一電力量よりも多い場合には、該供給可能電力量のうちの全量の電力が、前記内燃機関の始動前に前記第一発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御する、
   車両の制御装置。
2. 前記制御装置は、前記供給可能電力量が前記第二電力量よりも多い場合には、前記内燃機関の始動前に、前記第二電力量の電力が前記第一発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御するとともに、前記供給可能電力量から前記第二電力量を差し引いた電力量の電力が前記第二発熱体へ供給されるように、電力の供給を制御する、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記燃料には、アルコール成分が含まれ、
   前記制御装置は、
   前記燃料におけるアルコール濃度が高いときは低いときよりも前記第一電力量を多く設定する設定部を有するとともに、
   前記設定部によって設定された前記第一電力量に基づいて、前記バッテリから前記第一発熱体及び／又は前記第二発熱体への電力の供給を制御する、
   請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記所定部位には、前記内燃機関が備える燃料噴射弁から噴射された前記燃料の霧化にかかわる部分が含まれることを特徴とする、
   請求項１から３の何れか１項に記載の車両の制御装置。
5. 前記所定部位には、前記内燃機関が備える燃料噴射弁から噴射された前記燃料の付着にかかわる部分が含まれることを特徴とする、
   請求項１から４の何れか１項に記載の車両の制御装置。
6. 前記車両は、前記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可能なハイブリッド車両であって、
   前記バッテリは、前記第一発熱体及び前記第二発熱体及び前記電動機に電力を供給し、
   前記内燃機関の駆動力による前記バッテリの充電が要求されるときの該バッテリの蓄電量を第一蓄電量とし、前記第一蓄電量に所定のマージンを加えた蓄電量を第二蓄電量とし
   たとき、
   前記供給可能電力量が、前記バッテリから前記第一発熱体及び／又は前記第二発熱体への電力の供給が行われる前における前記バッテリの蓄電量から、前記第二蓄電量を差し引いた電力量として定義される、
   請求項１から５の何れか１項に記載の車両の制御装置。

Images