(57)【要約】【課題】ＥＶ走行距離が短くなるのを抑制しつつ内燃機関の始動後における排気エミッションの悪化を抑制する。【解決手段】車両１００の制御装置２００は、バッテリ５０の充電量が所定の第１充電量以上のときは、回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させ、バッテリ５０の充電量が第１充電量未満のときは、内燃機関１０及び回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させる走行制御部と、バッテリ５０の充電量が第１充電量よりも大きい第２充電量から第１充電量に低下するまでの間、導電性基材１５１に電力を供給して触媒装置１５を暖機する触媒暖機制御部と、を備える。触媒暖機制御部は、導電性基材１５１に対する電力供給中に、導電性基材１５１の温度が所定の活性化温度になったときは、導電性基材１５１に供給する基材供給電力を、導電性基材１５１の温度を活性化温度に維持可能な所定の保温電力に制御するように構成される。【選択図】図１
2020196408.tif 000002
【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って発熱する導電性基材に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置と、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリの電力によって駆動される回転電機と、
を備える車両を制御するための車両の制御装置であって、
前記バッテリの充電量が所定の第１充電量以上のときは、前記回転電機の出力を制御して前記車両を走行させ、前記バッテリの充電量が前記第１充電量未満のときは、前記内燃機関及び前記回転電機の出力を制御して前記車両を走行させる走行制御部と、
前記バッテリの充電量が前記第１充電量よりも大きい第２充電量から前記第１充電量に低下するまでの間、前記導電性基材に電力を供給して前記触媒装置を暖機する触媒暖機制御部と、
を備え、
前記触媒暖機制御部は
前記導電性基材に対する電力供給中に、前記導電性基材の温度が所定の活性化温度になったときは、前記導電性基材に供給する基材供給電力を、前記導電性基材の温度を前記活性化温度に維持可能な所定の保温電力に制御する、
車両の制御装置。
【請求項２】
前記触媒暖機制御部は、
前記導電性基材の温度が前記活性化温度になるまでは、前記基材供給電力を、前記保温電力よりも大きい予め設定された所定の第１電力に制御する、
請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
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って発熱する導電性基材に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置と、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリの電力によって駆動される回転電機と、
を備える車両を制御するための車両の制御装置であって、
前記バッテリの充電量が所定の第１充電量以上のときは、前記回転電機の出力を制御して前記車両を走行させ、前記バッテリの充電量が前記第１充電量未満のときは、前記内燃機関及び前記回転電機の出力を制御して前記車両を走行させる走行制御部と、
前記バッテリの充電量が前記第１充電量よりも大きい第２充電量から前記第１充電量に低下するまでの間、前記導電性基材に供給する電力を制御して前記触媒装置を暖機する触媒暖機制御部と、
を備え、
前記触媒暖機制御部は
前記バッテリの充電量が前記第１充電量になったときに前記導電性基材の温度が所定の活性化温度になるように、実走行負荷と予測走行負荷とに基づいて、前記導電性基材に供給する基材供給電力を制御する、
車両の制御装置。
【請求項４】
前記触媒暖機制御部は、
実走行負荷が予測走行負荷よりも低くなるほど、前記基材供給電力を低くする、
請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記触媒暖機制御部は、
実走行負荷と予測走行負荷とが一致しているときは、前記基材供給電力を予め設定された所定の第１電力に制御し、
実走行負荷が予測走行負荷よりも低いときは、前記基材供給電力を、前記第１電力に実走行負荷を予測走行負荷で除算した係数を掛け合わせた電力に制御する、
請求項４に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記触媒暖機制御部は、
触媒暖機中の或る時点における、前記第１充電量までの残りのバッテリ残量と前記触媒装置の暖機を完了させるまでに必要な残りの電力量との偏差に基づいて、前記電力量に対して前記バッテリ残量が多くなるほど前記基材供給電力が低くなるように、前記基材供給電力を補正する、
請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記触媒暖機制御部は、
予測走行負荷に基づいて算出される前記触媒装置の暖機中における予測走行用電力量と、前記導電性基材の温度を前記活性化温度まで昇温させるために必要な電力量と、に基づいて、前記第２充電量を設定する、
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、動力源として内燃機関及び回転電機（電動機）を備えるハイブリッド車両の制御装置として、バッテリ充電量が所定の第１充電量以下になると内燃機関を始動させ、バッテリ充電量が第１充電量よりも大きい第２充電量以下になるとヒータによって内燃機関の排気通路に設けられた触媒装置を暖機するように構成されたものが開示されている。すなわち特許文献１には、従来の車両の制御装置として、内燃機関の始動前に触媒装置を予め暖機するように構成されたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６９２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の車両の制御装置の構成では、バッテリ充電量が第１充電量以下になる前に触媒装置の暖機を確実に完了させようとすると、第２充電量を比較的高い値に設定する必要がある。そのため、バッテリ充電量が第１充電量以下になる前に触媒装置の暖機が完了する場合がある。このような場合において、触媒装置の暖機が完了したときに仮に触媒装置の暖機を終了して内燃機関を始動させると、バッテリ充電量が第１充電量以下になる前に、回転電機の出力のみで走行するＥＶ走行が終了することになるので、ＥＶ走行距離が短くなる。また、触媒装置の暖機が完了したときに、仮にヒータによる触媒装置の加熱を停止したとすると、バッテリ充電量が第１充電量以下になるまでの間に触媒装置の温度が低下することになるため、内燃機関の始動後の排気エミッションが悪化するおそれがある。
【０００５】
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、ＥＶ走行距離が短くなるのを抑制しつつ、内燃機関の始動後における排気エミッションの悪化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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、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って発熱する導電性基材に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置と、充放電可能なバッテリと、バッテリの電力によって駆動される回転電機と、を備える。この車両を制御するための制御装置は、バッテリの充電量が所定の第１充電量以上のときは、回転電機の出力を制御して車両を走行させ、バッテリの充電量が第１充電量未満のときは、内燃機関及び前記回転電機の出力を制御して車両を走行させる走行制御部と、バッテリの充電量が第１充電量よりも大きい第２充電量から第１充電量に低下するまでの間、導電性基材に電力を供給して触媒装置を暖機する触媒暖機制御部と、を備える。そして触媒暖機制御部は、導電性基材に対する電力供給中に、導電性基材の温度が所定の活性化温度になったときは、導電性基材に供給する基材供給電力を、導電性基材の温度を活性化温度に維持可能な所定の保温電力に制御するように構成される。
【０００７】
また本発明の別の態様によれば、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って発熱する導電性基材に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置と、充放電可能なバッテリと、バッテリの電力によって駆動される回転電機と、を備える。この車両を制御するための制御装置は、バッテリの充電量が所定の第１充電量以上のときは、回転電機の出力を制御して車両を走行させ、バッテリの充電量が第１充電量未満のときは、内燃機関及び前記回転電機の出力を制御して車両を走行させる走行制御部と、バッテリの充電量が第１充電量よりも大きい第２充電量から第１充電量に低下するまでの間、導電性基材に供給する電力を制御して触媒装置を暖機する触媒暖機制御部と、を備える。そして触媒暖機制御部は、バッテリの充電量が第１充電量になったときに導電性基材の温度が所定の活性化温度になるように、実走行負荷と予測走行負荷とに基づいて、導電性基材に供給する基材供給電力を制御するように構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のこれらの態様によれば、ＥＶ走行距離が短くなるのを抑制しつつ、内燃機関の始動後における排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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、バッテリ充電量と切替負荷との関係を示した図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態による触媒暖機制御の動作について説明するタイムチャートである。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態による触媒暖機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、本発明の第２実施形態による触媒暖機制御の動作について説明するタイムチャートである。
【図７】図７は、本発明の第３実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による車両１００、及び車両１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。
【００１２】
本実施形態による車両１００は、内燃機関１０と、動力分割機構２０と、第１回転電機３０と、第２回転電機４０と、バッテリ５０と、昇圧コンバータ６０と、第１インバータ７０と、第２インバータ８０と、を備えるハイブリッド車両であり、内燃機関１０及び第２回転電機４０の一方又は双方の動力を、最終減速装置１を介して車輪駆動軸２に伝達することができるように構成される。また車両１００は、これら内燃機関１０以外にも、地図データベース９５と、ＧＰＳ受信機９６と、ナビゲーション装置９７と、を備える。
【００１３】
内燃機関１０は、機関本体１１に形成された各気筒１２内で燃料を燃焼させて、クランクシャフト（図示せず）に連結された出力軸１３を回転させるための動力を発生させる。各気筒１２から排気通路１４に排出された排気は、排気通路１４を流れて大気中に排出される。排気通路１４には、排気中の有害物質を浄化するための電気加熱式の触媒装置１５が設けられる。
【００１４】
電気加熱式の触媒装置１５は、導電性基材１５１と、一対の電極１５２と、電圧調整回路１５３と、触媒温度センサ２１０と、を備える。
【００１５】
導電性基材１５１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。導電性基材１５１には、排気の流れ方向に沿って、断面形状が格子形状（又はハニカム形状）の複数の通路（以下「単位セル」という。）が形成されており、各単位セルの表面に触媒が担持されている。導電性基材１５１に担持させる触媒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導電性基材１５１に担持させることができる。
【００１６】
一対の電極１５２は、導電性基材１５１に電圧を印加するための部品である。一対の電極１５２は、それぞれ導電性基材１５１に電気的に接続されると共に、電圧調整回路１５３を介してバッテリ５０に接続される。一対の電極１５２を介して導電性基材１５１に電圧を印加することで、導電性基材１５１に電流が流れて導電性基材１５１が発熱し、導電性基材１５１に担持された触媒が加熱される。
【００１７】
一対の電極１５２によって導電性基材１５１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１５３を制御することで調整可能であり、例えばバッテリ５０の電圧をそのまま印加することも、バッテリ５０の電圧を任意の電圧まで降圧させて印加することも可能である。このように本実施形態では、電子制御ユニット２００によって電圧調整回路１５３を制御することで、導電性基材１５１に供給する電力（以下「基材供給電力」という。）Ｐｈ［ｋＷ］を任意の電力に制御することができるようになっている。
【００１８】
触媒温度センサ２１０は、導電性基材１５１の近傍、かつ排気流れ方向下流側に設けられており、導電性基材１５１の温度（以下「触媒床温」という。）ＴＥＨＣ［℃］を検出する。
【００１９】
動力分割機構２０は、内燃機関１０の動力を、車輪駆動軸２を回転させるための動力と、第１回転電機３０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２１と、リングギヤ２２と、ピニオンギヤ２３と、プラネタリキャリア２４と、を備える。
【００２０】
サンギヤ２１は外歯歯車であり、動力分割機構２０の中央に配置される。サンギヤ２１は、第１回転電機３０の回転軸３３と連結されている。
【００２１】
リングギヤ２２は内歯歯車であり、サンギヤ２１と同心円上となるように、サンギヤ２１の周囲に配置される。リングギヤ２２は、第２回転電機４０の回転軸３３と連結される。また、リングギヤ２２には、車輪駆動軸２に対して最終減速装置１を介してリングギヤ２２の回転を伝達するためのドライブギヤ３が一体化されて取り付けられている。
【００２２】
ピニオンギヤ２３は外歯歯車であり、サンギヤ２１及びリングギヤ２２と噛み合うように、サンギヤ２１とリングギヤ２２との間に複数個配置される。
【００２３】
プラネタリキャリア２４は、内燃機関１０の出力軸１３に連結されており、出力軸１３を中心にして回転する。またプラネタリキャリア２４は、プラネタリキャリア２４が回転したときに、各ピニオンギヤ２３が個々に回転（自転）しながらサンギヤ２１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２３にも連結されている。
【００２４】
第１回転電機３０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２１に連結された回転軸３３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３１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３２と、を備える。第１回転電機３０は、バッテリ５０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１０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。
【００２５】
本実施形態では、第１回転電機３０は主に発電機として使用される。そして、内燃機関１０の始動時に出力軸１３を回転させてクランキングを行うときには電動機として使用され、スタータとしての役割を果たす。
【００２６】
第２回転電機４０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２２に連結された回転軸４３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４１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４２と、を備える。第２回転電機４０は、バッテリ５０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、車両の減速時などに車輪駆動軸２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。
【００２７】
バッテリ５０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５０として、定格電圧が２００Ｖ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５０は、バッテリ５０の充電電力を第１回転電機３０及び第２回転電機４０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３０及び第２回転電機４０の発電電力をバッテリ５０に充電できるように、昇圧コンバータ６０等を介して第１回転電機３０及び第２回転電機４０に電気的に接続される。
【００２８】
また、本実施形態によるバッテリ５０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５１及び充電リッド５２を介して外部電源と電気的に接続可能に構成される。したがって本実施形態による車両１００は、いわゆるプラグインハイブリッド車両である。充電制御回路５１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５０に充電することが可能な電気回路である。
【００２９】
昇圧コンバータ６０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６０の一次側端子はバッテリ５０の出力端子に接続され、二次側端子は第１インバータ７０及び第２インバータ８０の直流側端子に接続される。
【００３０】
第１インバータ７０及び第２インバータ８０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７０の直流側端子は昇圧コンバータ６０の二次側端子に接続され、第１インバータ７０の交流側端子は第１回転電機３０の入出力端子に接続される。第２インバータ８０の直流側端子は昇圧コンバータ６０の二次側端子に接続され、第２インバータ８０の交流側端子は第２回転電機４０の入出力端子に接続される。
【００３１】
地図データベース９５は、地図情報に関するデータベースである。この地図データベース９５は、例えば車両に搭載されたハードディスクドライブ（HDD；Hard Disk Drive）内に記憶されている。地図情報には、道路の位置情報や道路形状の情報（例えば勾配や、カーブと直線部の種別、カーブの曲率など）、交差点及び分岐点の位置情報、道路種別、制限車速などの各種の道路情報が含まれる。
【００３２】
ＧＰＳ受信機９６は、３個以上のＧＰＳ衛星からの信号を受信して車両１００の緯度及び経度を特定し、車両１００の現在位置を検出する。ＧＰＳ受信機９６は、検出した車両１００の現在位置情報を電子制御ユニット２００に送信する。
【００３３】
ナビゲーション装置９７は、ＧＰＳ受信機９６で検出した車両１００の現在位置情報や地図データベース９５の地図情報、ドライバが設定した目的地などに基づいて、車両１００の予想経路を設定し、設定した予想経路に関する情報をナビゲーション情報として電子制御ユニット２００に送信する。
【００３４】
電子制御ユニット２００は、双方向性バスによって相互に接続された中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入力ポート、及び出力ポートを備えたマイクロコンピュータである。
【００３５】
電子制御ユニット２００には、バッテリ充電量ＳＯＣを検出するためのＳＯＣセンサ２１１や、アクセルペダル２２０の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１２、機関回転速度などを算出するための信号として、機関本体１１のクランクシャフト（図示せず）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２１３、車両１００の起動及び停止を判断するためのスタートスイッチ２１４などの各種センサからの出力信号が入力される。
【００３６】
電子制御ユニット２００は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、各制御部品を駆動して車両１００を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する本実施形態による車両１００の制御について説明する。
【００３７】
電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣに基づいて、走行モードをＥＶ（Electric Vehicle）モード、又はＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードのいずれか一方に切り替えて車両１００を走行させる。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ＳＯＣ１（例えば満充電量の１０％）よりも大きいときは、車両１００の走行モードをＥＶモードに設定する。なおモード切替充電量ＳＯＣ１は、適宜変更可能である。
【００３８】
ＥＶモードは、バッテリ５０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、少なくとも第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。
【００３９】
電子制御ユニット２００は、走行モードがＥＶモードのときは、内燃機関１０を停止させた状態でバッテリ５０の充電電力を使用して第２回転電機４０を力行駆動させ、第２回転電機４０の動力のみにより車輪駆動軸２を回転させて、車両１００を走行させる。すなわち電子制御ユニット２００は、走行モードがＥＶモードのときは、内燃機関１０を停止させた状態で、走行負荷に応じた要求出力となるように、走行負荷に基づいて第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させる。
【００４０】
一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下のときは、車両１００の走行モードをＣＳ（Charge Sustaining；充電維持）モードに設定する。
【００４１】
ＣＳモードは、バッテリ充電量ＳＯＣがＣＳモードに切り替えられたときのバッテリ充電量（以下「維持充電量」）に維持されるように、車両１００を走行させるモードである。
【００４２】
電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行モードをさらにＣＳＥＶモード、又はＣＳＨＶモードのいずれか一方に切り替えて、車両１００を走行させる。具体的には電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行負荷が切替負荷未満であれば走行モードをＣＳＥＶモードに設定し、走行負荷が切替負荷以上であれば走行モードをＣＳＨＶモードに設定する。そして電子制御ユニット２００は、図２に示すように、バッテリ充電量ＳＯＣが少ないときほど切替負荷が小さくなるように、バッテリ充電量ＳＯＣに応じて切替負荷を変化させる。
【００４３】
ＣＳＥＶモードは、前述したＥＶモードと同様に、バッテリ５０の充電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、少なくとも第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。すなわち、内燃機関１０を停止させた状態でバッテリ５０の充電電力を使用して第２回転電機４０を力行駆動させ、第２回転電機４０の動力のみにより車輪駆動軸２を回転させて、車両１００を走行させるモードである。
【００４４】
ＣＳＨＶモードは、内燃機関１０を運転させると共に第１回転電機３０の発電電力を優先的に利用して第２回転電機４０を力行駆動させ、内燃機関１０及び第２回転電機４０の双方の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させるモードである。電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳＨＶモードのときは、内燃機関１０の動力を動力分割機構２０によって２系統に分割し、分割した内燃機関１０の一方の動力を車輪駆動軸２に伝達すると共に、他方の動力によって第１回転電機３０を回生駆動させる。そして、基本的に第１回転電機３０の発電電力によって第２回転電機４０を力行駆動し、内燃機関１０の一方の動力に加えて第２回転電機４０の動力を車輪駆動軸２に伝達して車両１００を走行させる。
【００４５】
このように電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードのときは、走行負荷に応じた要求出力となるように、バッテリ充電量ＳＯＣと走行負荷とに基づいて内燃機関１０及び第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させる。バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１のときの切替負荷は低いため、車両走行中にバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１まで低下して走行モードがＥＶモードからＣＳモードに切り替わったときには、基本的に内燃機関１０が始動されることになる。したがってＣＳモードは、基本的に内燃機関１０を運転させることを前提として、内燃機関１０の熱効率が悪い条件下においては第２回転電機４０の出力のみで車両１００の走行させることができるようにした走行モードということもできる。
【００４６】
なお電子制御ユニット２００は、走行モードがＣＳモードの場合に、車両１００の停車時においてバッテリ充電量が維持充電量未満になっているときは、バッテリ充電量が維持充電量以上となるように、内燃機関１０の動力によって第１回転電機３０を回生駆動し、第１回転電機３０の発電電力によってバッテリ５０を充電させる。
【００４７】
ここで前述したように、ＣＳモードは基本的に内燃機関１０を運転させることを前提とした走行モードであり、走行モードがＥＶモードからＣＳモードに切り替わった後は、基本的に内燃機関１０が始動されることになる。そしてＥＶモードからＣＳモードへの切り替わりは、バッテリ充電量ＳＯＣに依存する。ＥＶモードからＣＳモードに切り替わって内燃機関１０が始動されると、機関本体１１の各気筒１２から排気通路１４に排出された排気が、排気通路１４を流れて大気中に排出されることになる。
【００４８】
排気中の有害物質は、触媒装置１５の暖機が完了している場合、すなわち触媒床温ＴＥＨＣ［℃］が、導電性基材１５１に担持させた触媒の排気浄化機能が活性化する所定の活性化温度ＴＥＨＣ１以上となっている場合には、触媒装置１５で浄化することができる。
【００４９】
一方で、内燃機関１０の始動直後など、触媒装置１５の暖機が完了する前においては、排気中の有害物質を触媒装置１５で十分に浄化することができないので、排気エミッションが悪化することになる。したがって、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１５１に対する通電を開始して触媒装置１５の暖機を開始し、ＣＳモードに切り替わる前に触媒装置１５の暖機を完了させておくことが望ましい。
【００５０】
そこで例えば、ＥＶモード中にバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１よりも大きい暖機開始充電量ＳＯＣ２まで低下したら、導電性基材１５１に対する通電を開始して触媒装置１５を暖機し、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２からモード切替充電量ＳＯＣ１に低下するまでの間に、すなわちＥＶモードからＣＳモードに切り替わるまでの間のＥＶモード中に、触媒装置１５の暖機を完了させることが考えられる。
【００５１】
しかしながら、ＥＶモード中に導電性基材１５１に対する通電を開始して触媒装置１５を暖機する場合、導電性基材１５１を加熱するために導電性基材１５１に供給する基材供給電力Ｐｈの他にも、第２回転電機４０を力行駆動するための電力やエアコン等の各種の補機類を駆動するための電力、すなわち車両１００を走行させるための走行用電力が必要になる。
【００５２】
そのため、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２からモード切替充電量ＳＯＣ１に低下するまでの間に確実に触媒装置１５の暖機を完了させるには、走行用電力を十分に確保する必要があり、この走行用電力を大きく見積もってしまうと、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になる前に触媒装置１５の暖機が完了してしまうおそれがある。
【００５３】
このとき、仮にバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になるまで、導電性基材１５１に対して触媒装置１５の暖機が完了する前と同様の電力（後述する定格電力Ｐｍａｘ）を供給して導電性基材１５１を加熱し続けると、電力を無駄に消費することになるため、ＥＶモードで走行可能な距離（以下「ＥＶ走行距離」という。）が短くなってしまう。また、導電性基材１５１が過剰に加熱されてしまって、例えば導電性基材１５１が部分的に溶損するなどして劣化するおそれがある。
【００５４】
また、仮に触媒装置１５の暖機が完了した時点で走行モードをＣＳモードに切り替えるようにしたとすると、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になる前に走行モードがＣＳモードに切り替えられることになるので、ＥＶ走行距離が短くなってしまう。また、仮に触媒装置１５の暖機が完了した時点で導電性基材１５１に対する通電を停止したとすると、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になるまでの間に導電性基材１５１の温度が低下することになるため、内燃機関１０の始動後の排気エミッションが悪化するおそれがある。
【００５５】
そこで本実施形態では、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になる前に触媒装置１５の暖機が完了した場合、すなわちバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になる前に触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１に達したときは、導電性基材１５１に対して、触媒床温ＴＥＨＣを活性化温度ＴＥＨＣ１に維持できる程度の電力を供給して、触媒装置１５の保温を図ることとした。以下、この本実施形態による触媒暖機制御について説明する。
【００５６】
図３は、本実施形態による触媒暖機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、本ルーチンを所定の演算周期（例えば１０［ｍｓ］）で繰り返し実行する。
【００５７】
ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、触媒保温フラグＦ２が０に設定されているか否かを判定する。触媒保温フラグＦ２は、触媒装置１５の保温を開始したときに１に設定されるフラグであって、初期値は０に設定されている。電子制御ユニット２００は、触媒保温フラグＦ２が０であれば、ステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、触媒保温フラグＦ２が１であれば、ステップＳ８の処理に進む。
【００５８】
ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ１が０に設定されているか否かを判定する。触媒暖機開始フラグＦ１は、触媒装置１５の暖機を開始したときに１に設定されるフラグであって、初期値は０に設定されている。電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ１が０であれば、ステップＳ３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ１が１であれば、ステップＳ６の処理に進む。
【００５９】
ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、暖機開始充電量ＳＯＣ２を設定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、下記の（１）式に基づいて、暖機開始充電量ＳＯＣ２を設定する。
【数１】
2020196408.tif 000003
【００６０】
なお（１）式において、電力量Ｅｈ［ｋＷｈ］は、触媒床温ＴＥＨＣを、導電性基材１５１に通電を開始したときの初期温度ＴＥＨＣ０から活性化温度ＴＥＨＣ１まで昇温させるために必要な電力量であり、導電性基材１５１の熱容量をＣとすると、（２）式によって算出することができる。
【００６１】
また（１）式において、電力量Ｅｐ［ｋＷｈ］は、触媒床温ＴＥＨＣを初期温度ＴＥＨＣ０から活性化温度ＴＥＨＣ１に昇温させるまでの間に必要な走行用電力量の予測値であり、導電性基材１５１に対する通電を開始した後の予測走行負荷をＰｐとすると、（３）式によって算出することができる。予測走行負荷Ｐｐは、例えば、ＧＰＳ受信機９６によって検出された車両１００の現在位置情報、ナビゲーション装置９７によって設定された予想経路上の地図情報（例えば勾配や道路種別、制限車速、平均曲率等）、及び、時間帯や季節などから予想される補機の使用状況等に基づいて算出することができる。
【００６２】
（３）式における時間Ｔ［ｓｅｃ］は、触媒床温ＴＥＨＣを初期温度ＴＥＨＣ０から活性化温度ＴＥＨＣ１に昇温させるまでに必要な加熱時間であり、本実施形態では、触媒床温ＴＥＨＣが初期温度ＴＥＨＣ０から活性化温度ＴＥＨＣ１に昇温するまでの間は、基材供給電力Ｐｈを一定の定格電力Ｐｍａｘに制御しているため、（４）式によって算出することができる。
【００６３】
また（１）式において、電力量α［ｋＷｈ］は、任意に設定することが可能な余裕代である。
【００６４】
ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが、暖機開始充電量ＳＯＣ２以下になったか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２以下であれば、導電性基材１５１に対する通電を開始するためにステップＳ５の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２よりも大きければ、今回の処理を終了する。
【００６５】
ステップＳ５において、電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ１を１に設定する。
【００６６】
ステップＳ６において、電子制御ユニット２００は、基材供給電力Ｐｈが定格電力Ｐｍａｘとなるように電圧調整回路１５３を制御して、触媒装置１５を暖機する。
【００６７】
ステップＳ７において、電子制御ユニット２００は、触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１以上になったか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１以上になっていれば、ステップＳ８の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１未満であれば、今回の処理を終了する。
【００６８】
ステップＳ８において、電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１よりも大きいか否かを判定する。電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１よりも大きければ、ステップＳ９の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下であれば、ステップＳ１１の処理に進む。
【００６９】
ステップＳ９において、電子制御ユニット２００は、触媒保温フラグＦ２を１に設定する。
【００７０】
ステップＳ１０において、電子制御ユニット２００は、基材供給電力Ｐｈが予め設定された保温電力Ｐｋとなるように電圧調整回路１５３を制御して、触媒装置１５を保温する。保温電力Ｐｋは、触媒床温ＴＥＨＣを活性化温度ＴＥＨＣ１に維持できる程度の電力であり、定格電力Ｐｍａｘよりも低い電力である。
【００７１】
ステップＳ１１において、電子制御ユニット２００は、導電性基材１５１に対する通電を停止して（すなわち基材供給電力Ｐｈをゼロにして）、内燃機関１０を始動させる。
【００７２】
ステップＳ１２において、電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ１、及び触媒保温フラグＦ２を０に戻す。
【００７３】
図４は、本実施形態による触媒暖機制御の動作について説明するタイムチャートである。
【００７４】
時刻ｔ１で、ＥＶモード中に、バッテリ充電量ＳＯＣが前述した（１）式に基づいて算出された暖機開始充電量ＳＯＣ２以下になると、基材供給電力Ｐｈが定格電力Ｐｍａｘとなるように電圧調整回路１５３が制御され、導電性基材１５１が加熱される。これにより、時刻ｔ１以降は、触媒床温ＴＥＨＣが、初期温度ＴＥＨＣ０から徐々に上昇していく。
【００７５】
時刻ｔ２で、触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１に達すると、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１よりも大きいか否かが判定される。このタイムチャートでは、時刻ｔ２の時点で、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１よりも大きいため、基材供給電力Ｐｈが保温電力Ｐｋとなるように電圧調整回路１５３が制御される。これにより、時刻ｔ２以降は、触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１に維持される。
【００７６】
そして時刻ｔ３で、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になると、導電性基材１５１に対する通電が停止される。そして、走行モードがＥＶモードからＣＳモードに切り替わることになるので、基本的に導電性基材１５１に対する通電の停止と同時に内燃機関１０が始動されることになる。なお、このときの走行負荷が低く、走行モードの切り替わりと同時に内燃機関１０の始動が行われない場合には、内燃機関１０が始動されるまでの間、触媒装置１５の保温を継続するようにしてもよい。
【００７７】
以上説明した本実施形態による車両１００は、内燃機関１０と、内燃機関１０の排気通路１４に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材１５１に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置１５と、充放電可能なバッテリ５０と、バッテリ５０の電力によって駆動される第２回転電機４０（回転電機）と、を備える。そして、この車両１００を制御する電子制御ユニット２００（制御装置）は、バッテリ充電量ＳＯＣが所定のモード切替充電量ＳＯＣ１（第１充電量）以上のときは、第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させ、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１未満のときは、内燃機関１０及び第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させる走行制御部と、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１よりも大きい暖機開始充電量ＳＯＣ２（第２充電量）からモード切替充電量ＳＯＣ１に低下するまでの間、導電性基材１５１に電力を供給して触媒装置１５を暖機する触媒暖機制御部と、を備える。
【００７８】
そして触媒暖機制御部は、導電性基材１５１に対する電力供給中に、導電性基材１５１の温度である触媒床温ＴＥＨＣが所定の活性化温度ＴＥＨＣ１になったときは、導電性基材１５１に供給する基材供給電力Ｐｈを、触媒床温ＴＥＨＣを活性化温度ＴＥＨＣ１に維持可能な所定の保温電力Ｐｋに制御するように構成されている。より詳細には、触媒暖機制御部は、触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１になるまでは、基材供給電力Ｐｈを、保温電力よりも大きい予め設定された所定の定格電力Ｐｍａｘ（第１電力）に制御するように構成されている。
【００７９】
これにより、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になる前に触媒装置１５の暖機が完了した場合には、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になるまでの間、基材供給電力Ｐｈが、触媒床温ＴＥＨＣを活性化温度ＴＥＨＣ１に維持可能な最低限の保温電力Ｐｋに制御されることになる。そのため、無駄な電力消費を抑制しつつ、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になるまではＥＶモードで走行することができるため、ＥＶ走行距離が短くなるのを抑制できる。また、導電性基材１５１が過剰に加熱されるのを抑制できるので、導電性基材１５１が劣化するのを抑制することができる。さらには、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１以下になるまでの間に導電性基材１５１の温度が低下することがないため、内燃機関１０の始動後の排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【００８０】
また本実施形態による触媒暖機制御部は、予測走行負荷Ｐｐに基づいて算出される触媒装置の暖機中における走行用の電力量Ｅｐと、触媒床温ＴＥＨＣを活性化温度ＴＥＨＣ１まで昇温させるために必要な電力量Ｅｈと、に基づいて、暖機開始充電量ＳＯＣ２（第２充電量）を設定するように構成されている。
【００８１】
このように、触媒装置１５の暖機中における走行用の電力量Ｅｐを、予測走行負荷Ｐｐに基づいて予測することで精度良く見積もることができる。そのため、触媒装置１５の暖機を開始する暖機開始充電量ＳＯＣ２を、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに触媒装置１５の暖機を完了させることが可能な適切な充電量に設定することができる。
【００８２】
（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、実際の走行負荷（以下「実走行負荷」という。）Ｐｒと予測走行負荷Ｐｐとに基づいて基材供給電力Ｐｈを制御する点で、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。
【００８３】
前述した第１実施形態では、予測走行負荷Ｐｐに基づいて、触媒床温ＴＥＨＣを初期温度ＴＥＨＣ０から活性化温度ＴＥＨＣ１に昇温させるまでの間に必要な走行用の電力量Ｅｐを算出して、暖機開始充電量ＳＯＣ２を設定していた。そして、触媒暖機中における実走行負荷Ｐｒと、予測走行負荷Ｐｐと、が一致することを前提として、基材供給電力Ｐｈを一定の定格電力Ｐｍａｘに制御して触媒装置１５の暖機を実施していた。
【００８４】
したがって、触媒暖機中における実走行負荷Ｐｒと、予測走行負荷Ｐｐと、が一致していれば、基本的に、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１まで低下したときに触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１となる。
【００８５】
しかしながら、実走行負荷Ｐｒと、予測走行負荷Ｐｐと、の間にズレが生じる場合があり、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低くなったときには、触媒床温ＴＥＨＣを初期温度ＴＥＨＣ０から活性化温度ＴＥＨＣ１に昇温させるまでの間に実際に必要な走行用の電力量が、予想した走行用の電力量Ｅｐよりも少なくなる。そのため、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１に低下する前に、触媒装置１５の暖機が完了することになる。
【００８６】
そこで本実施形態では、触媒装置１５を暖機する際の基材供給電力Ｐｈを、実走行負荷Ｐｒと予測走行負荷Ｐｐとに基づいて制御することとした。具体的には本実施形態では、下記の（５）式に従って、基材供給電力Ｐｈを制御することとした。
【数２】
2020196408.tif 000004
【００８７】
（５）式に従って基材供給電力Ｐｈを制御することで、すなわち、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低くなるほど基材供給電力Ｐｈを定格電力Ｐｍａｘよりも低い電力に制御することで、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１になるように、導電性基材１５１の昇温速度を制御することができる。以下、その理由について説明する。
【００８８】
触媒暖機中の基材供給電力Ｐｈを定格電力Ｐｍａｘに制御したときに、触媒床温ＴＥＨＣを初期温度ＴＥＨＣ０から活性化温度ＴＥＨＣ１に昇温させるまでに必要な加熱時間ＴをＴ１とすると、加熱時間Ｔ１は、前述した（４）式と同様、下記の（６）式の通りとなる。なお電力量Ｅｈは、前述したように、触媒床温ＴＥＨＣを、導電性基材１５１に通電を開始したときの初期温度ＴＥＨＣ０から活性化温度ＴＥＨＣ１まで昇温させるために必要な電力量（基材供給電力量）である。
【数３】
2020196408.tif 000005
【００８９】
このとき、触媒暖機中の予測走行負荷Ｐｐが一定であったと仮定すると、触媒装置１５の暖機を開始してから触媒装置１５の暖機が完了するまでに必要な総電力量（すなわち基材供給電力量Ｅｈと走行用電力量Ｅｐの総和）Ｅは、下記の（７）式の通りとなる。
【数４】
2020196408.tif 000006
【００９０】
一方で、Δｔ［ｓｅｃ］だけ実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低くなったと仮定し、Δｔだけ基材供給電力Ｐｈを定格電力Ｐｍａｘよりも低い電力Ｐｘに制御したときの加熱時間ＴをＴ２（＝Ｔ１＋Δｔ）とすると、基材供給電力量Ｅｈ、及び総電力量Ｅは変わらないので、下記の（８）式、及び（９）式を導くことができる。
【数５】
2020196408.tif 000007
【００９１】
したがって、（６）式及び（８）式から、下記の（１０）式が成立し、（７）式及び（９）式から下記の（１１）式が成立する。
【数６】
2020196408.tif 000008
【００９２】
そして、（１０）式にＰｐを乗算したものから、（１１）式にＰｍａｘを乗算したものを減算して整理すると、下記の（１２）式を導くことができ、（１２）式を変形して、前述した（５）式に相当する下記の（１３）式を導くことができる。
【数７】
2020196408.tif 000009
【００９３】
（１３）式における電力Ｐｘは、前述した通り、Δｔだけ実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低かったと仮定したときに、Δｔの間、導電性基材１５１に供給される定格電力Ｐｍａｘよりも低い電力である。したがって、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低くなったΔｔの間、基材供給電力Ｐｈを電力Ｐｘに制御することで、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低くなった分だけ導電性基材１５１の昇温速度を遅らせて、加熱時間Ｔ２が経過したとき、すなわち、総電力量Ｅが消費されてバッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに、触媒床温ＴＥＨＣを活性化温度ＴＥＨＣ１にすることができる。
【００９４】
図５は、本実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２からステップＳ５、ステップＳ７、及びステップＳ１１の処理の内容は、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。
【００９５】
ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、基材供給電力Ｐｈが（１３）式に示した電力Ｐｘとなるように電圧調整回路１５３を制御して、触媒装置１５を暖機する。なお、実走行負荷Ｐｒを予測走行負荷Ｐｐで除算した係数（＝Ｐｒ／Ｐｐ）の上限値は１に設定され、当該係数が１よりも大きくなった場合は、当該係数は１に設定される。
【００９６】
これにより、実走行負荷Ｐｒと予測走行負荷Ｐｐとが一致しているときは、基材供給電力Ｐｈが定格電力Ｐｍａｘに制御され、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低いときは、基材供給電力Ｐｈが、定格電力Ｐｍａｘに実走行負荷Ｐｒを予測走行負荷Ｐｐで除算した係数（＝Ｐｒ／Ｐｐ）を掛け合わせた電力に制御される。なお、実走行負荷Ｐｒは、例えば、単位時間当たりのバッテリ充電量ＳＯＣの変化量から、単位時間当たりの基材供給電力量を減算することで算出することができる。
【００９７】
ステップＳ２２において、電子制御ユニット２００は、触媒暖機開始フラグＦ１を０に戻す。
【００９８】
図６は、本実施形態による触媒暖機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ｔ２１で、ＥＶモード中に、バッテリ充電量ＳＯＣが前述した（１）式に基づいて算出された暖機開始充電量ＳＯＣ２以下になると、基材供給電力Ｐｈが（１３）式に示した電力Ｐｘ（＝（Ｐｒ／Ｐｐ）Ｐｍａｘ）となるように電圧調整回路１５３が制御され、導電性基材１５１が加熱される。
【０１００】
これにより、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低くなるほど基材供給電力Ｐｈが定格電力Ｐｍａｘよりも低い電力に制御され、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１になるように、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２の期間において、導電性基材１５１の昇温速度が基材供給電力Ｐｈに応じた昇温速度に制御される。
【０１０１】
その結果、時刻ｔ２２で、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに、触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１となり、導電性基材１５１に対する通電が停止されると共に、走行モードがＥＶモードからＣＳモードに切り替わることになるので、基本的に内燃機関１０が始動される。
【０１０２】
以上説明した本実施形態による車両１００は、内燃機関１０と、内燃機関１０の排気通路１４に設けられ、通電されることによって発熱する導電性基材１５１に触媒を担持させた電気加熱式の触媒装置１５と、充放電可能なバッテリ５０と、バッテリ５０の電力によって駆動される第２回転電機４０（回転電機）と、を備える。そして、この車両１００を制御する電子制御ユニット２００（制御装置）は、バッテリ充電量ＳＯＣが所定のモード切替充電量ＳＯＣ１（第１充電量）以上のときは、第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させ、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１未満のときは、内燃機関１０及び第２回転電機４０の出力を制御して車両１００を走行させる走行制御部と、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１よりも大きい暖機開始充電量ＳＯＣ２（第２充電量）からモード切替充電量ＳＯＣ１に低下するまでの間、導電性基材１５１に供給する電力を制御して触媒装置１５を暖機する触媒暖機制御部と、を備える。
【０１０３】
そして触媒暖機制御部は、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに導電性基材１５１の温度である触媒床温ＴＥＨＣが所定の活性化温度ＴＥＨＣ１になるように、実走行負荷Ｐｒと予測走行負荷Ｐｐとに基づいて、導電性基材１５１に供給する基材供給電力Ｐｈを制御するように構成されている。具体的には触媒暖機制御部は、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低くなるほど基材供給電力Ｐｈを低くするように構成されている。
【０１０４】
これにより、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低くなった分だけ導電性基材１５１の昇温速度を遅らせることができるので、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１に低下する前に、触媒装置１５の暖機が完了してしまうのを抑制することができる。
【０１０５】
また本実施形態による触媒暖機制御部は、より詳細には、実走行負荷Ｐｒと予測走行負荷Ｐｐとが一致しているときは、基材供給電力Ｐｈを予め設定された所定の定格電力Ｐｍａｘ（第１電力）に制御し、実走行負荷Ｐｒが予測走行負荷Ｐｐよりも低いときは、基材供給電力Ｐｈを、定格電力Ｐｍａｘに実走行負荷Ｐｒを予測走行負荷Ｐｐで除算した係数を掛け合わせた電力に制御するように構成されている。
【０１０６】
これにより、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに触媒床温ＴＥＨＣが活性化温度ＴＥＨＣ１になるように、導電性基材１５１の昇温速度を制御することができる。
【０１０７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、触媒暖機中にバッテリ充電量ＳＯＣが増大したときには、バッテリ充電量ＳＯＣが増大した分だけ導電性基材１５１の昇温速度を遅らせる点で、第２実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【０１０８】
前述した第２実施形態では、バッテリ充電量ＳＯＣが暖機開始充電量ＳＯＣ２以下になった後は、基本的にバッテリ充電量ＳＯＣが減少し続けることを前提として、導電性基材１５１に対する通電が継続されることなる。しかしながら、例えば触媒暖機中に車両１００が減速し、第２回転電機４０による回生が行われてバッテリ充電量ＳＯＣが増大する場合がある。このような場合には、導電性基材１５１の昇温速度をさらに遅くしないと、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１まで低下する前に、触媒装置１５の暖機が完了してしまう。
【０１０９】
そこで本実施形態では、バッテリ充電量ＳＯＣが増大した分だけ導電性基材１５１の昇温速度を遅らせることができるように、基材供給電力Ｐｈ（＝（Ｐｒ／Ｐｈ）Ｐｍａｘ）を補正することとした。
【０１１０】
具体的には本実施形態では、触媒暖機の開始時刻をｔ＝０として、触媒暖機中の或る時刻ｔにおける実際のバッテリ充電量ＳＯＣｔとモード切替充電量ＳＯＣ１との差分値であるバッテリ残量をＥｒとし、当該時刻ｔにおいて触媒装置１５の暖機を完了させるまでに必要な残りの電力量をＥｔとすると、単位時間（例えば電子制御ユニット２００の制御周期Δｔ）当たりの電力量Ｅｔとバッテリ残量Ｅｒの偏差δ（＝（Ｅｔ−Ｅｒ）／Δｔ）に基づいて、基材供給電力Ｐｈを以下の（１４）式に基づいて補正することとした。なお、バッテリ残量Ｅｒ、及び電力量Ｅｔは、以下の（１５）式、及び（１６）式に基づいて、算出することができる。（１６）式におけるＴＥＨＣｒは、触媒暖機中の或る時刻ｔにおける実際の触媒床温であり、加熱時間Ｔは、（１７）式の通りに表すことができる。
【数８】
2020196408.tif 000010
【０１１１】
これにより、触媒暖機中にバッテリ充電量ＳＯＣが増大したときには、増大した分だけ導電性基材１５１の昇温速度を遅らせて、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１になったときに、触媒床温ＴＥＨＣを活性化温度ＴＥＨＣ１にすることができる。
【０１１２】
図７は、本実施形態による触媒暖機制御について説明するフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、ステップＳ３１以外の処理の内容は、第２実施形態と同様なので、ここでは説明を省略する。
【０１１３】
ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、基材供給電力Ｐｈが（１４）式に示した電力となるように電圧調整回路１５３を制御して、触媒装置１５を暖機する。
【０１１４】
以上説明した本実施形態によれば、前述した第２実施形態の触媒暖機制御部が、触媒暖機中の或る時点における、モード切替充電量ＳＯＣ１（第１充電量）までの残りのバッテリ残量Ｅｒと触媒装置１５の暖機を完了させるまでに必要な残りの電力量Ｅｔとの偏差δに基づいて、電力量Ｅｔに対してバッテリ残量Ｅｒが多くなるほど基材供給電力Ｐｈが低くなるように、基材供給電力Ｐｈを補正するように、さらに構成されている。
【０１１５】
これにより、触媒暖機中にバッテリ充電量ＳＯＣが増大したときには、増大した分だけ導電性基材１５１の昇温速度を遅らせることができるので、バッテリ充電量ＳＯＣがモード切替充電量ＳＯＣ１に低下する前に、触媒装置１５の暖機が完了してしまうのを抑制することができる。
【０１１６】
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。
【０１１７】
例えば、前述した第２実施形態では、触媒暖機中の予測走行負荷Ｐｐが一定であったと仮定して電力Ｐｘを算出していたが、予測走行負荷Ｐｐを時変の変数Ｐｐ（ｔ）とし、微小時間ｄｔの間だけ基材供給電力Ｐｈを電力Ｐｘに制御したとすると、前述した（７）式から（９）式は、以下の（７’）式から（９’）式の通りに書き換えることができる。
【数９】
2020196408.tif 000011
【０１１８】
したがって、前述した（１０）式、及び（１１）式は、以下の（１０’）式、及び（１１’）式の通りに書き換えることができる。
【数１０】
2020196408.tif 000012
【０１１９】
このとき、ｄｔ’＝Ｔ２−Ｔ１と定義すると、（１０’）式、及び（１１’）式は、以下の（１８）式、及び（１９）式の通りに書き換えることができる。
【数１１】
2020196408.tif 000013
【０１２０】
そして、（１８）式にＰｐ（Ｔ１）を乗算したものから、（１９）式にＰｍａｘを乗算したものを減算して整理すると、下記の（２０）式を導くことができる。
【数１２】
2020196408.tif 000014
【０１２１】
したがって、前述した第２実施形態において、図５のステップＳ２１で、基材供給電力Ｐｈが（２０）式に示した電力Ｐｘとなるように電圧調整回路１５３を制御するようにしてもよい。
【０１２２】
また、前述した第３実施形態では、前述した（５）式に偏差δ（＝（Ｅｔ−Ｅｒ）／Δｔ）を加算することで基材供給電力Ｐｈを補正していたが、偏差δに基づいてＰＩＤゲインを設けるようにしてもよい。すなわち、図７のステップＳ３１において、下記の（２１）式に従って、基材供給電力Ｐｈを制御するようにしてもよい。なお、（２１）式のＫｐ
、Ｋｉ、Ｋｄは、それぞれ予め設定される比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインである。
【数１３】
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【０１２３】
また上記の各実施形態では、触媒温度センサ２１０によって触媒床温ＴＥＨＣを検出していたが、例えば外気温及び導電性基材１５１に対する電力供給量などに基づいて推定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１０    内燃機関
１５    電気加熱式の触媒装置
１５１    導電性基材
４０    第２回転電機（回転電機）
１００    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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