(57)【要約】【課題】電気加熱式触媒の基材の劣化を抑制する。【解決手段】内燃機関１００と、内燃機関１００の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材３５と導電性基材３５を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置３３と、制御装置２００と、を備える車両１１０であって、制御装置２００は、触媒装置３３の内部に存在する水分量である内部水分量を算出する内部水分量算出部と、車両要求出力と内部水分量とに基づいて、内燃機関１００の出力を制御する機関出力制御部と、を備える。機関出力制御部は、触媒装置３３の内部に水分が存在している場合において、内部水分量が多いときは、少ないときと比べて、内燃機関１００の出力を低い出力に制限するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材と前記導電性基材を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、
制御装置と、
を備える車両であって、
前記制御装置は、
前記触媒装置の内部に存在する水分量である内部水分量を算出する内部水分量算出部と、
車両要求出力と、前記内部水分量と、に基づいて、前記内燃機関の出力を制御する機関出力制御部と、
を備え、
前記機関出力制御部は、
前記触媒装置の内部に水分が存在している場合において、前記内部水分量が多いときは、少ないときと比べて、前記内燃機関の出力を低い出力に制限するように構成される、
車両。
【請求項２】
前記車両は、前記車両の駆動源として前記内燃機関の他に走行用モータをさらに備え、
前記制御装置は、前記車両要求出力と、前記内部水分量と、に基づいて、前記走行用モータの出力を制御するモータ出力制御部をさらに備え、
前記機関出力制御部は、
前記内部水分量が多いときは、少ないときと比べて、前記車両要求出力に基づいて設定される前記内燃機関の目標出力を低くするように構成され、
前記モータ出力制御部は、
前記内部水分量が多いときは、少ないときと比べて、前記内燃機関の目標出力を低くした分、前記車両要求出力に基づいて設定される前記走行用モータの目標出力を高くするように構成される、
請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記触媒装置の内部に水分が存在している場合に設定される前記内燃機関の目標出力は、前記導電性基材の温度が上昇していく過程において、前記導電性基材の水分が存在する部位と水分が存在していない部位との間で生じる温度差が、所定の温度差未満となる出力である、
請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記機関出力制御部は、
前記内部水分量に基づいて前記内燃機関の出力上限値を算出すると共に、前記車両要求出力が前記出力上限値よりも高いときは前記内燃機関の出力を前記出力上限値に制限し、
前記内部水分量が多いときは、少ないときと比べて前記出力上限値を低くするように構成される、
請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記機関出力制御部は、
前記内部水分量が所定水分量以上のときに前記出力上限値を算出するように構成されており、
前記所定水分量は、前記内燃機関の出力が最大出力である場合に、前記導電性基材の温度が上昇していく過程において、前記導電性基材の水分が存在する部位と水分が存在していない部位との間で生じる温度差が、所定の温度差以上となる水分量である、
請求項４に記載の車両。
【請求項６】
内燃機関と、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材と前記導電性基材を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、
を備える車両の制御方法であって、
前記触媒装置の内部に存在する水分量である内部水分量を算出する内部水分量算出工程と、
車両要求出力と、前記内部水分量と、に基づいて、前記内燃機関の出力を制御する機関出力制御工程と、
を備え、
前記機関出力制御工程は、
前記触媒装置の内部に水分が存在している場合において、前記内部水分量が多いときは、少ないときと比べて、前記内燃機関の出力を低い出力に制限する、
車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両及び車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、動力源としての内燃機関及び電動機を備え、内燃機関の排気通路に電気加熱式の触媒装置（ＥＨＣ；Electrical Heated Catalyst）を設けたハイブリッド車両が開示されている。電気加熱式の触媒装置は、排気通路内に保持されて通電されることで発熱する基材によって、当該基材に担持された触媒を加熱できるように構成されている。電気加熱式の触媒装置を設けることで、内燃機関の始動前に触媒装置の暖機を実施することができる。
【０００３】
特許文献１においては、多孔体の基材の内部に水分が含まれた状態で基材を加熱してしまうと基材の内部で突沸が生じ、そのときに生じる水蒸気によって急激に基材内部の圧力が上昇して基材を劣化させるおそれがあることから、基材の内部に水分が含まれている場合には、基材を加熱する際に基材に供給する電力を通常よりも低くする低電力制御を実施するようにしていた。これにより、基材の内部に含まれている水分をゆっくりと徐々に蒸発させることができるので、突沸による基材の劣化を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３１７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基材の表面や内部に水分が存在している状態、すなわち触媒装置の内部に水分が存在している状態で基材を加熱すると、突沸に起因する基材の劣化の他にも、基材の内部で温度差が生じることに起因する基材の劣化が生じる場合がある。そして、基材の加熱中に内燃機関が始動されると、たとえ特許文献１のように基材に供給する電力を低くしていたとしても、高温の排気によって基材が加熱されることになるため、触媒装置の内部に水分が存在している場合には基材が劣化するおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、触媒装置の内部に水分が存在する状態で基材が加熱されたときに、基材が劣化するのを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様による車両は、内燃機関と、内燃機関の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材と導電性基材を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、制御装置と、を備える。制御装置は、触媒装置の内部に存在する水分量である内部水分量を算出する内部水分量算出部と、車両要求出力と内部水分量とに基づいて、内燃機関の出力を制御する機関出力制御部と、を備える。そして機関出力制御部は、触媒装置の内部に水分が存在している場合において、内部水分量が多いときは、少ないときと比べて、内燃機関の出力を低い出力に制限するように構成されている。
【０００８】
また、内燃機関と、内燃機関の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材と導電性基材を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置と、を備える車両の本発明のある態様による制御方法は、触媒装置の内部に存在する水分量である内部水分量を算出する内部水分量算出工程と、車両要求出力と内部水分量とに基づいて内燃機関の出力を制御する機関出力制御工程と、を備え、機関出力制御工程は、触媒装置の内部に水分が存在している場合において、内部水分量が多いときは、少ないときと比べて、内燃機関の出力を低い出力に制限するようになっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のこれらの態様によれば、触媒装置の内部に水分が存在する状態で基材が加熱されたときに、基材が劣化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による車両及び車両を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態による内燃機関の詳細な構成について説明する図である。
【図３】図３は、導電性基材の表面や内部に水分が存在している状態で、導電性基材に対する通電を開始して触媒装置の暖機を行った場合に生じる問題点について説明する図である。
【図４】図４は、ＥＶモード中の、車両要求出力に占める内燃機関及び第２回転電機の各目標出力Ｐｅ、Ｐｍの割合を示した図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態によるＥＶモード中の出力制御について説明するフローチャートである。
【図６】図６は、触媒装置の内部水分量Ｑｃｗの算出制御について説明するフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の第１実施形態によるＥＶモード中の出力制御の動作について説明するタイムチャートである。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態による出力制御について説明するフローチャートである。
【図９】図９は、内部水分量Ｑｃｗに基づいて、内燃機関の出力上限値Ｐｅｍを算出するためのテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車両１１０及び車両１１０を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。
【００１３】
本実施形態による車両１１０は、内燃機関１００と、動力分割機構４０と、第１回転電機５０と、第２回転電機６０と、バッテリ７０と、昇圧コンバータ８１と、第１インバータ８２と、第２インバータ８３と、を備え、内燃機関１００及び第２回転電機６０の２つの動力源の一方又は双方の動力を、最終減速装置１１１を介して車輪駆動軸１１２に伝達することができるように構成されたハイブリッド車両である。
【００１４】
内燃機関１００は、機関本体１と、吸気装置２０と、排気装置３０と、を備え、機関本体１のクランクシャフト（図示せず）と連結された出力軸１１３を回転させるための動力を発生させる。以下、図２も参照して内燃機関１００の詳細な構成について説明する。
【００１５】
図２に示すように、機関本体１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面に固定されたシリンダヘッド３と、を備える。
【００１６】
シリンダブロック２には、複数のシリンダ４が形成される。シリンダ４の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ４の内部を往復運動するピストン５が収められる。ピストン５は、コンロッド（図示せず）を介してクランクシャフトと連結されており、クランクシャフトによってピストン５の往復運動が回転運動に変換される。シリンダヘッド３の内壁面、シリンダ４の内壁面及びピストン５の冠面によって区画された空間が燃焼室６となる。
【００１７】
シリンダヘッド３には、シリンダヘッド３の一方の側面に開口すると共に燃焼室６に開口する吸気ポート７と、シリンダヘッド３の他方の側面に開口すると共に燃焼室６に開口する排気ポート８と、が形成される。
【００１８】
またシリンダヘッド３には、燃焼室６と吸気ポート７との開口を開閉するための吸気弁９と、燃焼室６と排気ポート８との開口を開閉するための排気弁１０と、吸気弁９を開閉駆動する吸気カムシャフト１１と、排気弁１０を開閉駆動する排気カムシャフト１２と、が取り付けられる。吸気カムシャフト１１の一端には、吸気弁９の開閉時期を任意の時期に設定することができる油圧式の可変動弁機構（図示せず）が設けられる。
【００１９】
さらにシリンダヘッド３には、燃焼室６内に燃料を噴射するための燃料噴射弁１３と、燃料噴射弁１３から噴射された燃料と空気との混合気を燃焼室６内で点火するための点火プラグ１４と、が取り付けられる。なお、燃料噴射弁１３は、吸気ポート７内に燃料を噴射するように取り付けてもよい。
【００２０】
吸気装置２０は、吸気ポート７を介してシリンダ４内に空気を導くための装置であって、エアクリーナ２１と、吸気管２２と、吸気マニホールド２３と、エアフローメータ２１１と、電子制御式のスロットル弁２４と、を備える。
【００２１】
エアクリーナ２１は、空気中に含まれる砂などの異物を除去する。
【００２２】
吸気管２２は、一端がエアクリーナ２１に連結され、他端が吸気マニホールド２３のサージタンク２３ａに連結される。吸気管２２によって、エアクリーナ２１を介して吸気管２２内に流入してきた空気（吸気）が吸気マニホールド２３のサージタンク２３ａに導かれる。
【００２３】
吸気マニホールド２３は、サージタンク２３ａと、サージタンク２３ａから分岐してシリンダヘッド側面に形成されている各吸気ポート７の開口に連結される複数の吸気枝管２３ｂと、を備える。サージタンク２３ａに導かれた空気は、吸気枝管２３ｂを介して各シリンダ４内に均等に分配される。このように、吸気管２２、吸気マニホールド２３及び吸気ポート７が、各シリンダ４内に空気を導くための吸気通路を形成する。
【００２４】
エアフローメータ２１１は、吸気管２２内に設けられる。エアフローメータ２１１は、吸気管２２内を流れる空気の流量（以下「吸気量」という。）を検出する。
【００２５】
スロットル弁２４は、エアフローメータ２１１よりも下流側の吸気管２２内に設けられる。スロットル弁２４は、スロットルアクチュエータ２５によって駆動され、吸気管２２の通路断面積を連続的又は段階的に変化させる。スロットルアクチュエータ２５によってスロットル弁２４の開度（以下「スロットル開度」という。）の調整することで、各シリンダ４内に吸入される吸気量が調整される。スロットル開度は、スロットルセンサ２１２によって検出される。
【００２６】
排気装置３０は、燃焼室６内で生じた燃焼ガス（以下「排気」という。）を浄化して外気に排出するための装置であって、排気マニホールド３１と、排気管３２と、排気温度センサ２１３と、電気加熱式の触媒装置３３と、を備える。
【００２７】
排気マニホールド３１は、シリンダヘッド側面に形成されている各排気ポート８の開口と連結される複数の排気枝管３１ａと、排気枝管３１ａを集合させて１本にまとめた集合管３１ｂと、を備える。
【００２８】
排気管３２は、一端が排気マニホールド３１の集合管３１ｂに連結され、他端が外気に開口している。各シリンダ４から排気ポート８を介して排気マニホールド３１に排出された排気は、排気管３２を流れて外気に排出される。
【００２９】
排気温度センサ２１３は、触媒装置３３よりも上流側の排気管３２に設けられ、触媒装置３３に流入する排気の温度を検出する。
【００３０】
電気加熱式の触媒装置３３は、排気管３２に取り付けられた外筒３４と、導電性基材３５と、保持マット３６と、一対の電極３７と、基材温度センサ２１４と、備える。
【００３１】
外筒３４は、その内部に導電性基材３５を収容するための部品であって、典型的にはステンレス等の金属又はセラミック等の非金属によって構成されたケースである。
【００３２】
導電性基材３５は、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）や二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）などの通電されることにより発熱する材料によって形成される。本実施形態による導電性基材３５は、排気の流れ方向に沿って複数の排気流通路３５ａ（図３（ａ）参照）が形成されたいわゆるハニカム型の担体であり、各排気流通路３５ａの表面に触媒が担持されている。本実施形態では導電性基材３５に三元触媒を担持させているが、導電性基材３５に担持させる触媒の種類は特に限られるものではなく、種々の触媒の中から所望の排気浄化性能を得るために必要な触媒を適宜選択して担持させることができる。
【００３３】
保持マット３６は、外筒３４と導電性基材３５との間の隙間を埋めるように、外筒３４と導電性基材３５との間に設けられ、導電性基材３５を外筒３４内の所定位置に保持するための部品である。保持マット３６は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの電気絶縁性の材料によって形成されている。
【００３４】
一対の電極３７は、導電性基材３５に電圧を印加するための部品であり、それぞれ外筒３４に対して電気的に絶縁された状態で導電性基材３５に電気的に接続されると共に、図１に示すように導電性基材３５に印加する電圧を調整するための電圧調整回路３８を介してバッテリ７０に接続される。一対の電極３７を介して導電性基材３５に電圧を印加して導電性基材３５に電力を供給することで、導電性基材３５に電流が流れて導電性基材３５が発熱し、導電性基材３５に担持された触媒が加熱される。一対の電極３７によって導電性基材３５に印加する電圧は、電子制御ユニット２００によって電圧調整回路３８を制御することで調整可能であり、例えばバッテリ７０の電圧をそのまま印加することも、バッテリ７０の電圧を任意の電圧に調整して印加することも可能である。
【００３５】
基材温度センサ２１４は、導電性基材３５の近傍、かつ、導電性基材３５よりも下流側の外筒３４に設けられる。本実施形態では、この基材温度センサ２１４の検出値などに基づいて、導電性基材３５の温度（以下「基材温度」という。）や、導電性基材３５に担持された触媒の温度を、電子制御ユニット２００によって推定することで算出している。
【００３６】
排気ポート８、排気マニホールド３１、排気管３２及び外筒３４が、各シリンダ４から排出された排気が流れる排気通路を形成する。
【００３７】
なお、本実施形態では内燃機関１００の一例として、上記のような無過給ガソリンエンジンを例示して説明したが、上記の構成に限られるものではなく、燃焼態様や気筒配列、燃料の噴射態様、吸排気系の構成、動弁機構の構成、過給器の有無、過給態様等が、上記の構成と異なるものであっても良い。
【００３８】
図１に戻り、動力分割機構４０は、内燃機関１００の動力を、車輪駆動軸１１２を回転させるための動力と、第１回転電機５０を回生駆動させるための動力と、の２系統に分割するための遊星歯車であって、サンギヤ４１と、リングギヤ４２と、ピニオンギヤ４３と、プラネタリキャリア４４と、を備える。
【００３９】
サンギヤ４１は外歯歯車であり、動力分割機構４０の中央に配置される。サンギヤ４１は、第１回転電機５０の回転軸５３と連結されている。
【００４０】
リングギヤ４２は内歯歯車であり、サンギヤ４１と同心円上となるように、サンギヤ４１の周囲に配置される。リングギヤ４２は、第２回転電機６０の回転軸６３と連結される。また、リングギヤ４２には、車輪駆動軸１１２に対して最終減速装置１１１を介してリングギヤ４２の回転を伝達するためのドライブギヤ１１４が一体化されて取り付けられている。
【００４１】
ピニオンギヤ４３は外歯歯車であり、サンギヤ４１及びリングギヤ４２と噛み合うように、サンギヤ４１とリングギヤ４２との間に複数個配置される。
【００４２】
プラネタリキャリア４４は、内燃機関１００の出力軸１１３に連結されており、出力軸１１３を中心にして回転する。またプラネタリキャリア４４は、プラネタリキャリア４４が回転したときに、各ピニオンギヤ４３が個々に回転（自転）しながらサンギヤ４１の周囲を回転（公転）することができるように、各ピニオンギヤ４３にも連結されている。
【００４３】
第１回転電機５０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、サンギヤ４１に連結された回転軸５３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ５１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ５２と、を備える。第１回転電機５０は、バッテリ７０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、内燃機関１００の動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。
【００４４】
本実施形態では、第１回転電機５０は主に発電機として使用される。そして、内燃機関１００の始動時に出力軸１１３を回転させてクランキングを行うときに電動機として使用され、スタータとしての役割を果たす。
【００４５】
第２回転電機６０は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータであり、リングギヤ４２に連結された回転軸５３の外周に取り付けられて複数の永久磁石が外周部に埋設されたロータ６１と、回転磁界を発生させる励磁コイルが巻き付けられたステータ６２と、を備える。第２回転電機６０は、バッテリ７０からの電力供給を受けて力行駆動する電動機としての機能と、車両１１０の減速時などに車輪駆動軸１１２からの動力を受けて回生駆動する発電機としての機能と、を有する。
【００４６】
バッテリ７０は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。本実施形態では、バッテリ７０として、定格電圧が２００［Ｖ］程度のリチウムイオン二次電池を使用している。バッテリ７０は、バッテリ７０の充電電力を第１回転電機５０及び第２回転電機６０に供給してそれらを力行駆動することができるように、また、第１回転電機５０及び第２回転電機６０の発電電力をバッテリ７０に充電できるように、昇圧コンバータ８１等を介して第１回転電機５０及び第２回転電機６０に電気的に接続される。またバッテリ７０は、バッテリ７０の充電電力を導電性基材３５に供給して導電性基材３５を加熱することができるように、電圧調整回路３８及び一対の電極３７を介して導電性基材３５にも電気的に接続される。
【００４７】
さらにバッテリ７０は、例えば家庭用コンセントなどの外部電源からの充電が可能なように、充電制御回路７１及び充電リッド７２を介して外部電源と電気的に接続可能に構成されている。充電制御回路７１は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて、外部電源から供給される交流電流を直流電流に変換し、入力電圧をバッテリ電圧まで昇圧して外部電源の電力をバッテリ７０に充電することが可能な電気回路である。なおバッテリ７０は、必ずしも外部電源からの充電が可能なように構成されている必要はない。
【００４８】
昇圧コンバータ８１は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて一次側端子の端子間電圧を昇圧して二次側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて二次側端子の端子間電圧を降圧して一次側端子から出力することが可能な電気回路を備える。昇圧コンバータ８１の一次側端子はバッテリ７０の出力端子に接続され、二次側端子は第１インバータ８２及び第２インバータ８３の直流側端子に接続される。
【００４９】
第１インバータ８２及び第２インバータ８３は、電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて直流側端子から入力された直流電流を交流電流（本実施形態では三相交流電流）に変換して交流側端子から出力し、逆に電子制御ユニット２００からの制御信号に基づいて交流側端子から入力された交流電流を直流電流に変換して直流側端子から出力することが可能な電気回路をそれぞれ備える。第１インバータ８２の直流側端子は昇圧コンバータ８１の二次側端子に接続され、第１インバータ８２の交流側端子は第１回転電機５０の入出力端子に接続される。第２インバータ８３の直流側端子は昇圧コンバータ８１の二次側端子に接続され、第２インバータ８３の交流側端子は第２回転電機６０の入出力端子に接続される。
【００５０】
電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。
【００５１】
入力ポート２０５には、前述したエアフローメータ２１１などの他にも、車速を検出するための車速センサ２１５やバッテリ充電量を検出するためのＳＯＣセンサ２１６、外気温度を検出するための外気温度センサ２１７などの出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、アクセルペダル２２０の踏み込み量（以下「アクセル踏込量」という。）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２２１の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関回転速度を算出するための信号として、機関本体１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２２２の出力信号が入力される。このように入力ポート２０５には、車両１１０を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。
【００５２】
出力ポート２０６には、対応する駆動回路２０８を介して燃料噴射弁１３などの各制御部品が電気的に接続される。
【００５３】
電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力して車両１１０を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する車両１１０の制御について説明する。
【００５４】
電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量に基づいて、車両１１０の走行モードを設定する。具体的には、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量が所定のモード切替充電量（例えば満充電量の２５％）よりも大きいときは、車両１１０の走行モードをＥＶ（Electric Vehicle）モードに設定する。ＥＶモードは、ＣＤ（Charge Depleting；充電消耗）モードと称される場合もある。
【００５５】
車両１１０の走行モードがＥＶモードに設定されているときは、電子制御ユニット２００は、基本的に内燃機関１００を停止させた状態でバッテリ７０の充電電力を使用して第２回転電機６０を力行駆動させ、第２回転電機６０の動力のみにより車輪駆動軸１１２を回転させる。そして電子制御ユニット２００は、所定の機関運転条件が成立しているときには例外的に内燃機関１００を運転させ、内燃機関１００及び第２回転電機６０の双方の動力で車輪駆動軸１１２を回転させる。
【００５６】
ＥＶモード中における機関運転条件は、車両１１０の走行性能確保や部品保護の観点から設定されるもので、例えば車速が所定車速（例えば１００ｋｍ／ｈ）以上になっているときや、アクセル踏込量が増大してアクセル踏込量（車両負荷）及び車速に基づいて設定される車両要求出力Ｐｔが所定出力以上になっているとき（典型的には急加速要求時）、バッテリ温度が所定温度（例えば−１０℃）以下になっているときなどが挙げられる。
【００５７】
このようにＥＶモードは、バッテリ７０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機６０を力行駆動させ、少なくとも第２回転電機６０の動力を車輪駆動軸１１２に伝達して車両１１０を走行させるモードである。
【００５８】
一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量がモード切替充電量以下のときは、車両１１０の走行モードをＨＶ（Hybrid Vehicle）モードに設定する。ＨＶモードは、ＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードと称される場合もある。
【００５９】
車両１１０の走行モードがＨＶモードに設定されているときは、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００の動力を動力分割機構４０によって２系統に分割し、分割した内燃機関１００の一方の動力を車輪駆動軸１１２に伝達すると共に、他方の動力によって第１回転電機５０を回生駆動する。そして、基本的に第１回転電機５０の発電電力によって第２回転電機６０を力行駆動し、内燃機関１００の一方の動力に加えて第２回転電機６０の動力を車輪駆動軸１１２に伝達する。例外的に、例えばアクセル踏込量が増大して車両要求出力が所定出力以上になっているときなどは、車両１１０の走行性能確保のために第１回転電機５０の発電電力とバッテリ７０の充電電力によって第２回転電機６０を力行駆動し、内燃機関１００及び第２回転電機６０の双方の動力を車輪駆動軸１１２に伝達する。
【００６０】
このようにＨＶモードは、内燃機関１００を運転させると共に第１回転電機５０の発電電力を優先的に利用して第２回転電機６０を力行駆動させ、内燃機関１００及び第２回転電機６０の双方の動力を車輪駆動軸１１２に伝達して車両１１０を走行させるモードである。
【００６１】
このようにハイブリッド車両では、基本的に走行モードがＥＶモードからＨＶモードに切り替わったときに内燃機関１００が始動されることになる。そしてＥＶモードからＨＶモードへの切り替わりは、基本的にバッテリ充電量に依存する。
【００６２】
ところで、内燃機関１００の運転中において、触媒装置３３が所望の排気浄化性能を発揮するには、導電性基材３５に担持させた触媒を活性温度まで昇温させて、触媒を活性させる必要がある。そのため、機関始動後の排気エミッションの悪化を抑制するには、ＥＶモード中に導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３の暖機を開始し、ＨＶモードに切り替わる前に触媒装置３３の暖機を完了させておくことが望ましい。そこで本実施形態では、ＥＶモード中にバッテリ充電量がモード切替充電量よりも大きい暖機開始充電量まで低下したら、導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３を暖機するようにしている。
【００６３】
このとき、機関停止中に排気通路内において発生した凝縮水が、導電性基材３５の排気流通路３５ａの表面に付着している場合がある。また、導電性基材３５を構成する材料が多孔質の材料である場合、すなわち導電性基材３５が多孔体である場合には、機関停止中に排気通路内において発生した凝縮水が、導電性基材３５の内部に侵入して残留している場合がある。
【００６４】
このように、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している状態、すなわち触媒装置３３の内部に水分が存在している状態で、導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３の暖機を行うと、以下のような問題が生じるおそれがある。
【００６５】
図３は、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している状態で、導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３の暖機を行った場合に生じる問題点について説明する図である。
【００６６】
図３（ａ）は、触媒装置３３を排気流れ方向と垂直に交わる方向で切断した場合の触媒装置３３の一部を拡大した断面図である。図３（ｂ）は、導電性基材３５を外気温相当の初期温度から活性温度に向けて昇温させているときの、導電性基材３５の各部位の温度の推移を示す図である。図３（ｂ）の実線は、導電性基材３５の内部に水分が存在していない部位の温度の推移を示す。図３（ｂ）の破線は、導電性基材３５の内部に水分が存在している部位の温度の推移を示す。図３（ｃ）は、導電性基材３５の内部において、水分が存在していない部位と、水分が存在している部位と、の温度差（以下「内部温度差」という。）ΔＴの推移を示す図である。
【００６７】
図３（ｂ）に実線で示すように、導電性基材３５の内部に水分が存在していない部位においては、時間の経過とともに導電性基材３５の温度がほぼ単調に増加していく。一方で、図３（ｂ）に破線で示すように、導電性基材３５の内部に水分が存在している部位においては、導電性基材３５の温度が水の蒸発温度近傍で停滞する期間が存在する。これは、導電性基材３５の温度が水の蒸発温度近傍に達すると、導電性基材３５の内部に水分が存在している部位で水分が蒸発し、そのときの気化潜熱によって導電性基材３５の昇温が妨げられるためである。
【００６８】
その結果、図３（ｃ）に示すように、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している状態で、導電性基材３５に対する通電を開始して触媒装置３３の暖機を行ってしまうと、内部温度差ΔＴが生じることになる。この内部温度差ΔＴは、導電性基材３５の表面や内部に部分的に存在している水分量、すなわち触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、蒸発時間が長くなって停滞期間も長くなるので、大きくなる。そして、内部温度差ΔＴが大きくなると、それに伴って大きな熱応力が生じるため、導電性基材３５を劣化させる要因となる。
【００６９】
この内部温度差ΔＴが過大になることに起因する導電性基材３５の劣化を抑制する方法としては、例えば前述した特許文献１のように、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している場合には、導電性基材３５に対する通電電力を低下させる方法が考えられる。これにより、導電性基材３５の内部に水分が存在していない部位の昇温速度を抑制でき、内部温度差ΔＴが過大になることを抑制できるためである。
【００７０】
しかしながらハイブリッド車両においては、ＥＶモード中であっても、例えば車両要求出力が所定出力（後述する始動要求出力Ｐｓ０）以上になった場合などに内燃機関１００が始動されるときがあり、バッテリ充電量が暖機開始充電量まで低下する前や、バッテリ充電量が暖機開始充電量まで低下した後、モード切替充電量まで低下する前に、内燃機関１００が始動される場合がある。すなわち、導電性基材３５に対する通電を開始する前や、通電を実施している途中に内燃機関１００が始動される場合がある。
【００７１】
導電性基材３５の表面や内部に水分が存在している状態で、導電性基材３５に対する通電を開始する前や、通電を実施している途中に内燃機関１００が始動されると、排気熱によって導電性基材３５が加熱されることになる。排気温度は、基本的に内燃機関１００の出力と相関があり、内燃機関１００の出力が高くなるほど高温になる。
【００７２】
そのため、導電性基材３５に対する通電を開始する前や、通電を実施している途中に内燃機関１００が始動された場合には、導電性基材３５の昇温速度が内燃機関１００の出力、すなわち排気温度に依存することになり、導電性基材３５の昇温速度を制御することができなくなる。その結果、導電性基材３５の内部に水分が存在していない部位の昇温速度を抑制することができずに内部温度差ΔＴが過大になるおそれがある。
【００７３】
また、導電性基材３５の表面や内部に水分が存在しているために、バッテリ充電量が暖機開始充電量まで低下した場合に、導電性基材３５に対する通電電力を低下させて導電性基材３５に対する通電を開始するような制御を実施した場合には、導電性基材３５に担持させた触媒を活性温度まで昇温させるために必要な時間が長くなる。そうすると、通電を実施している途中に内燃機関１００が始動される頻度が増加することになる。
【００７４】
そこで本実施形態では、車両要求出力Ｐｔに基づいて設定されるＥＶモード中の内燃機関１００の目標出力Ｐｅ［ｋＷ］及び第２回転電機６０の目標出力Ｐｍ［ｋＷ］を、触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗ［ｃｃ］に応じて変化させることとした。
【００７５】
図４は、ＥＶモード中の、車両要求出力Ｐｔに占める内燃機関１００及び第２回転電機６０の各目標出力Ｐｅ、Ｐｍの割合を示した図である。なお図４において、Ｑｃｗ１からＱｃｅ５の大小関係は、Ｑｃｗ１＜Ｑｃｗ２＜Ｑｃｗ３＜Ｑｃｗ４＜Ｑｃｗ５となっている。
【００７６】
図４に示すように、本実施形態では、触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比較して、車両要求出力Ｐｔに占める第２回転電機６０の目標出力Ｐｍの割合を高くし、一方で車両要求出力に占める内燃機関１００の目標出力Ｐｅの割合を低くすることとした。
【００７７】
これにより、例えば車両要求出力Ｐｔが、図４に示すＰｔ３であった場合において、内部水分量ＱｃｗがＱｃｗ１、Ｑｃｗ２、Ｑｃｗ３（Ｑｃｗ１＜Ｑｃｗ２＜Ｑｃｗ２）のときの、第２回転電機６０の各目標出力Ｐｍ１、Ｐｍ２、Ｐｍ３の大小を比較すると、Ｐｍ１＜Ｐｍ２＜Ｐｍ３（＝Ｐｔ３）となり、内燃機関１００の各目標出力Ｐｅ１、Ｐｅ２、Ｐｅ３の大小を比較すると、Ｐｅ１＞Ｐｅ２＞Ｐｅ３（＝０）となる。
【００７８】
このように本実施形態によれば、基本的に内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど車両要求出力に占める内燃機関１００の目標出力Ｐｅの割合が低くされるため、車両要求出力Ｐｔが同じＰｔ３であったとしても、内部水分量ＱｃｗがＱｃｗ１、Ｑｃｗ２、Ｑｃｗ３と多くなるに従って、内燃機関１００の出力がＰｅ１、Ｐｅ２、Ｐｅ３と低くされる。すなわち、内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、内燃機関１００の出力が低い出力に制限されることになる。そして、ＥＶモード中において内燃機関１００を始動する車両要求出力Ｐｔの閾値となる始動要求出力Ｐｓも、内部水分量ＱｃｗがＱｃｗ１、Ｑｃｗ２、Ｑｃｗ３と多くなるに従って、それぞれＰｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ３と高くなっていくことになる。
【００７９】
このように、内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、始動要求出力Ｐｓが高くなっていくため、ＥＶモード中において、車両要求出力Ｐｔが通常であれば内燃機関１００を始動する始動要求出力（以下「通常始動要求出力」という。）Ｐｓ０（＝Ｐｔ１）（図４参照）以上になった場合であっても、内部水分量Ｑｃｗが多いときには、内燃機関１００を始動せずに第２回転電機６０の出力のみで車両を走行させることができる。そのため、導電性基材３５に対する通電を開始する前や、通電を実施している途中に内燃機関１００が始動されるのを抑制することができる。
【００８０】
また、仮に内燃機関１００が始動されたとしても、内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、内燃機関１００の出力が低い出力に制限されるため、排気温度を低くすることができる。そのため、仮に内燃機関１００が始動されたとしても、導電性基材３５の内部に水分が存在していない部位の昇温速度を抑制することができ、内部温度差ΔＴが過大になるのを抑制することができる。
【００８１】
図５は、この本実施形態によるＥＶモード中の出力制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンをＥＶモード中に所定の演算周期で繰り返し実行する。
【００８２】
ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、本ルーチンとは別途に算出されている触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗを読み込む。内部水分量Ｑｃｗの算出方法については、図６を参照して後述する。
【００８３】
ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、車両要求出力Ｐｔを算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成されたマップを参照し、車両負荷及び車速に基づいて、車両要求出力Ｐｔを算出している。
【００８４】
ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、前述した図４のマップを参照し、車両要求出力Ｐｔと、内部水分量Ｑｃｗと、に基づいて、内燃機関１００の目標出力Ｐｅ及び第２回転電機６０の目標出力Ｐｍをそれぞれ算出する。
【００８５】
ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００及び第２回転電機６０の出力が、それぞれ目標出力Ｐｅ、Ｐｍとなるように、内燃機関１００及び第２回転電機６０の出力を制御する。
【００８６】
図６は、触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗの算出制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを車両起動スイッチがＯＮにされてからＯＦＦにされるまでの間に所定の演算周期で繰り返し実行する。なお車両起動スイッチは、車両起動時にＯＮにされ、車両停止時にＯＦＦにされるスイッチである。
【００８７】
ステップＳ１１において、電子制御ユニット２００は、車両始動時（すなわち車両起動スイッチがＯＮにされたとき）か否かを判定する。電子制御ユニット２００は、車両始動時であれば、ステップＳ１２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、車両始動時でなければ、ステップＳ１５の処理に進む。
【００８８】
ステップＳ１２において、電子制御ユニット２００は、内部水分量前回値Ｑｃｗｚを読み込む。本実施形態では電子制御ユニット２００は、前回の車両停止時（すなわち車両起動スイッチが前回ＯＦＦにされたとき）においてＲＡＭ２０３に格納されている内部水分量Ｑｃｗを、内部水分量前回値Ｑｃｗｚとして読み込む。
【００８９】
ステップＳ１３において、電子制御ユニット２００は、前回の車両停止時から今回の車両始動時までの間に触媒装置３３内で発生した凝縮水の推定量（以下「推定発生水分量」という。）Ｑｃｗ１を算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、前回の車両停止時における基材温度と、今回の車両始動時における基材温度と、外気温度と、に基づいて、推定発生水分量Ｑｃｗ１を算出している。推定発生水分量Ｑｃｗ１は、前回の車両停止時における基材温度と、今回の車両始動時における基材温度と、の温度差が大きくなるほど、多くなる傾向にある。
【００９０】
ステップＳ１４において、電子制御ユニット２００は、内部水分量前回値Ｑｃｗｚに、推定発生水分量Ｑｃｗ１を加算したものを内部水分量Ｑｃｗとして算出し、ＲＡＭ２０３に格納する。
【００９１】
ステップＳ１５において、電子制御ユニット２００は、ＲＡＭ２０３に格納された内部水分量Ｑｃｗを読み込み、内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きいか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが０よりも大きければ、ステップＳ１６の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが０であれば、今回の処理を終了する。
【００９２】
ステップＳ１６において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００が始動されているか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、内燃機関１００が始動されていれば、ステップＳ１７の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、内燃機関１００が停止されていれば、ステップＳ１９の処理に進む。
【００９３】
ステップＳ１７において、電子制御ユニット２００は、触媒装置３３の内部において、排気熱によって蒸発する単位時間当たりの水分量の推定値（以下「第１蒸発水分量」という。）Ｑｅｖ１を算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成されたテーブルを参照し、排気温度センサ２１３によって検出された触媒装置３３に流入する排気の温度に基づいて、第１蒸発水分量Ｑｅｖ１を算出している。
【００９４】
ステップＳ１８において、電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗから第１蒸発水分量Ｑｅｖ１を減算して内部水分量Ｑｃｗの値を更新する。
【００９５】
ステップＳ１９において、電子制御ユニット２００は、通電によって導電性基材３５に投入される熱エネルギによって、導電性基材３５で蒸発が生じているか否かを判定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、導電性基材３５に対する通電が実施されており、かつ基材温度が所定温度（水の沸点近傍の温度であり、本実施形態では１００［℃］）以上であれば、通電による熱エネルギによって蒸発が生じていると判断してステップＳ２０の処理に進み、そうでなければ通電による熱エネルギによって蒸発は生じていないと判断して今回の処理を終了する。
【００９６】
ステップＳ２０において、電子制御ユニット２００は、通電によって導電性基材３５に投入される熱エネルギによって蒸発する単位時間当たりの水分量の推定値（以下「第２蒸発水分量」という。）Ｑｅｖ２を算出する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、通電によって導電性基材３５に投入される単位時間当たりの熱エネルギ（電力量）［ｋＪ］と、水の単位質量当たりの気化潜熱［ｋＪ／ｃｃ］と、に基づいて、第２蒸発水分量Ｑｅｖ２を算出している。
【００９７】
ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗから第２蒸発水分量Ｑｅｖ２を減算して内部水分量Ｑｃｗの値を更新する。
【００９８】
図７は、本実施形態によるＥＶモード中の出力制御の動作について説明するタイムチャートである。
【００９９】
時刻ｔ１で、バッテリ充電量が暖機開始充電量まで低下したら、導電性基材３５に対する通電が開始され、触媒装置３３の暖機が開始される。これにより、基材温度が外気温度相当の初期温度から上昇し、時刻ｔ２で水の蒸発温度近傍まで上昇すると、導電性基材３５の表面や内部に存在している水分が蒸発し始める。そのため、時刻ｔ２以降は、触媒装置３３の内部水分量Ｑｃｗが徐々に減少していく。
【０１００】
このとき本実施形態では、基本的に内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、車両要求出力Ｐｔに占める第２回転電機６０の目標出力Ｐｍの割合を高くし、一方で車両要求出力Ｐｔに占める内燃機関１００の目標出力Ｐｅの割合を低くしているため、内部水分量Ｑｃｗが多くなるほど、始動要求出力Ｐｓが高くなる。
【０１０１】
したがって、内部水分量Ｑｃｗの減少が始まる時刻ｔ２以前においては、始動要求出力Ｐｓが通常始動要求出力Ｐｓ０よりも高い値に設定される。そして時刻ｔ２以降においては、内部水分量Ｑｃｗが減少するに従って、始動要求出力Ｐｓが通常始動要求出力Ｐｓ０に向かって低下していく。
【０１０２】
これにより、内部水分量Ｑｃｗが０まで低下していない時刻ｔ３から時刻ｔ４、及び時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間において、車両要求出力Ｐｔが通常始動要求出力Ｐｓ０以上になっても、内燃機関１００を始動することなく、車両要求出力Ｐｔの全てが第２回転電機６０の出力で補われる。そのため、導電性基材３５の内部に水分が存在していない部位の昇温速度を、通電電力に応じた昇温速度に制御することができるため、内部温度差ΔＴが過大になるのを抑制することができる。
【０１０３】
時刻ｔ７で内部水分量Ｑｃｗがゼロとなり、時刻ｔ８で導電性基材３５に担持させた触媒が活性温度まで昇温したと判断されると、導電性基材３５に対する通電が停止される。そして時刻ｔ９で、バッテリ充電量がモード切替充電量まで低下すると、走行モードがＨＶモードに設定されて、内燃機関１００が始動される。
【０１０４】
以上説明した本実施形態による車両１１０は、内燃機関１００と、内燃機関１００の排気通路に設けられ、通電されることにより発熱する導電性基材３５と導電性基材３５を介して加熱される触媒とを含む電気加熱式の触媒装置３３と、電子制御ユニット２００（制御装置）と、を備える。電子制御ユニット２００は、触媒装置３３の内部に存在する水分量である内部水分量Ｑｃｗを算出する内部水分量算出部と、車両要求出力Ｐｔと内部水分量Ｑｃｗとに基づいて、内燃機関１００の出力を制御する機関出力制御部と、を備える。そして機関出力制御部は、触媒装置３３の内部に水分が存在している場合において、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比べて、内燃機関１００の出力を低い出力に制限するように構成される。
【０１０５】
これにより、触媒装置３３の内部に水分が存在している場合において内燃機関１００が始動されたとしても、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比べて、排気温度を低くすることができる。そのため、触媒装置３３の内部に水分が存在する状態で導電性基材３５が加熱されたとしても、導電性基材３５の内部に水分が存在していない部位の昇温速度を抑制することができ、ひいては内部温度差ΔＴが過大になるのを抑制することができるので、導電性基材３５が劣化するのを抑制することができる。
【０１０６】
また本実施形態による車両１１０は、車両１１０の駆動源として内燃機関１００の他に第２回転電機６０（走行用モータ）をさらに備え、電子制御ユニット２００は、車両要求出力Ｐｔと内部水分量Ｑｃｗとに基づいて、第２回転電機６０の出力を制御するモータ出力制御部をさらに備える。そして機関出力制御部は、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比べて、車両要求出力Ｐｔに基づいて設定される内燃機関の目標出力Ｐｅを低くするように構成され、モータ出力制御部は、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比べて、内燃機関１００の目標出力Ｐｅを低くした分、車両要求出力Ｐｔに基づいて設定される第２回転電機６０の目標出力Ｐｍを高くするように構成される。
【０１０７】
このように、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比べて第２回転電機６０の目標出力Ｐｍを高くすることで、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比べてＥＶモード中の始動要求出力Ｐｓを高くすることができる。そのため、車両要求出力Ｐｔが、通常であれば内燃機関１００を始動する通常始動要求出力Ｐｓ０以上になった場合であっても、内部水分量Ｑｃｗが多いときには、内燃機関１００を始動せずに第２回転電機６０の出力のみで車両を走行させることができる。そのため、導電性基材３５に対する通電を開始する前や、通電を実施している途中に内燃機関１００が始動されるのを抑制することができる。
【０１０８】
また本実施形態において、触媒装置３３の内部に水分が存在している場合に設定される内燃機関１００の目標出力Ｐｅは、導電性基材３５の温度が上昇していく過程において、導電性基材３５の水分が存在する部位と水分が存在していない部位との間で生じる内部温度差ΔＴが、所定の温度差未満となる出力とされる。
【０１０９】
そのため、内部温度差ΔＴが、導電性基材３５を劣化させる温度差以上になるのを確実に抑制することできる。
【０１１０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、車両１１０が、動力源として内燃機関１００のみを備えた通常車両である点で、第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１１１】
車両１１０が動力源として内燃機関１００のみを備えた通常車両である場合、基本的に内燃機関１００の始動と共に導電性基材３５に対する通電が開始され、触媒装置３３の暖機が行われる。このとき、内燃機関１００の出力が車両要求出力Ｐｔとなるように、内燃機関１００を制御すると、導電性基材３５の昇温速度が、車両要求出力Ｐｔ、すなわち内燃機関１００の出力に依存してしまう。そのため、導電性基材３５の昇温速度を制御できず、触媒装置３３の内部に水分が存在している場合に導電性基材３５を劣化させるおそれがある。
【０１１２】
そこで本実施形態では、触媒装置３３の内部に水分が存在している場合には、内部水分量Ｑｃｗに基づいて、内燃機関１００の出力上限値Ｐｅｍを算出し、内燃機関１００をその出力上限値Ｐｅｍ以下の出力で運転させることとした。以下、この本実施形態による出力制御について説明する。
【０１１３】
図８は、本実施形態による出力制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを内燃機関１００の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行する。なお図８において、ステップＳ１及びステップＳ２の処理の内容と、内部水分量Ｑｃｗの算出方法は、前述した第１実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。
【０１１４】
ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが所定の制限水分量Ｑｔｈ以上であるか否かを判定する。制限水分量Ｑｔｈは、内燃機関１００の出力を最大出力で運転させた場合、すなわち内燃機関１００を全負荷運転させた場合に、内部温度差ΔＴが、導電性基材３５を劣化させるおそれのある温度差以上になると考えられる水分量である。電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが、制限水分量Ｑｔｈ以上であれば、ステップＳ３２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、内部水分量Ｑｃｗが、制限水分量Ｑｔｈ未満であれば、内燃機関１００を全負荷運転させたとしても、内部温度差ΔＴが導電性基材３５を劣化させるおそれのある温度差以上とはならないと判断し、内燃機関１００の出力を制限することなく今回の処理を終了する。
【０１１５】
ステップＳ３２において、電子制御ユニット２００は、図９のテーブルを参照し、内部水分量Ｑｃｗに基づいて、内燃機関１００の出力上限値Ｐｅｍを算出する。図９のテーブルに示すように、内燃機関１００の出力上限値Ｐｅｍは、内部水分量Ｑｃｗが多いときとは、少ないときと比べて低い値に設定される。この内部水分量Ｑｃｗに基づいて設定される内燃機関１００の出力上限値Ｐｅｍは、内燃機関１００をこの出力上限値Ｐｅｍよりも高い出力で運転すると、導電性基材３５の表面や内部に存在している水分によって、内部温度差ΔＴが導電性基材３５を劣化させるおそれのある温度差以上となると考えられる出力である。
【０１１６】
ステップＳ３３において、電子制御ユニット２００は、車両要求出力Ｐｔが、内燃機関１００の出力上限値Ｐｅｍよりも高いか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、車両要求出力Ｐｔが、内燃機関１００の上限出力値Ｐｅｍよりも高ければ、ステップＳ３４の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、車両要求出力Ｐｔが、内燃機関１００の上限出力値Ｐｅｍ未満であれば、ステップＳ３５の処理に進む。
【０１１７】
ステップＳ３４において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００の出力が上限出力Ｐｅｍとなるように、内燃機関１００を制御する。すなわち内燃機関１００の出力を上限出力Ｐｅｍに制限する。
【０１１８】
ステップＳ３５において、電子制御ユニット２００は、内燃機関１００の出力が車両要求出力Ｐｔとなるように、内燃機関１００を制御する。これは、車両要求出力Ｐｔが内燃機関１００の出力上限値Ｐｅｍ未満であれば、内燃機関１００の出力が車両要求出力Ｐｔとなるように内燃機関１００を制御したとしても、内部温度差ΔＴが導電性基材３５を劣化させるおそれのある温度差以上にはならないためである。
【０１１９】
以上説明した本実施形態による車両１１０の電子制御ユニット２００（制御装置）が備える機関出力制御部は、触媒装置３３の内部に水分が存在している場合において、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比べて、内燃機関１００の出力を低い出力に制限するように構成される。より詳細には、機関出力制御部は、内部水分量Ｑｃｗに基づいて内燃機関１００の出力上限値Ｐｅｍを算出すると共に、車両要求出力Ｐｔが出力上限値Ｐｅｍよりも高いときは内燃機関１００の出力を出力上限値Ｐｅｍに制限し、内部水分量Ｑｃｗが多いときは、少ないときと比べて出力上限値Ｐｅｍを低くするように構成される。
【０１２０】
これにより、内部水分量Ｑｃｗに基づいて設定された出力上限値Ｐｅｍ以下の出力で内燃機関１００を運転することができ、排気温度を内部水分量Ｑｃｗに応じた一定の温度以下に制御することができる。そのため、触媒装置３３の内部に水分が存在する状態で導電性基材３５が加熱されたとしても、導電性基材３５の内部に水分が存在していない部位の昇温速度を抑制することができ、ひいては内部温度差ΔＴが過大になるのを抑制することができるので、導電性基材３５が劣化するのを抑制することができる。
【０１２１】
また本実施形態による機関出力制御部は、内部水分量Ｑｃｗが制限水分量Ｑｔｈ（所定水分量）以上のときに出力上限値Ｐｅｍを算出するように構成されており、制限水分量Ｑｔｈは、内燃機関１００の出力が最大出力である場合に、導電性基材３５の温度が上昇していく過程において、導電性基材３５の水分が存在する部位と水分が存在していない部位との間で生じる内部温度差ΔＴが、所定の温度差以上となる水分量とされる。
【０１２２】
これにより、内部水分量Ｑｃｗが制限水分量Ｑｔｈ以上のときに限って内燃機関１００の出力が制限されるため、内燃機関１００の出力を制限することによる車両の走行性能の悪化を、最小限に抑えることができる。
【０１２３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【０１２４】
３３    触媒装置
３５    導電性基材
６０    第２回転電機（走行用モータ）
１００    内燃機関
１１０    車両
２００    電子制御ユニット（制御装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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