(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に搭載されかつ、走行用の電力を発電するよう構成された発電機と、
前記発電機に連結されかつ、前記発電機を駆動するよう構成されたエンジンと、
前記エンジンの排気通路に設けられかつ、前記エンジンの運転時に、前記エンジンから排出された排気ガスを浄化するよう構成された触媒装置と、
前記排気通路において、前記触媒装置よりも上流側に配置されかつ、前記触媒装置を加熱するよう構成された電気ヒータと、
前記エンジンの運転を制御するよう構成された制御部と、を備え、
前記制御部は、前記エンジンを始動することによって、前記発電機が発電を開始するときに、前記触媒装置が活性状態に至るまでは、前記発電機の駆動力が、前記触媒装置が活性状態に至った以降の発電駆動力よりも低い駆動力となるように、前記エンジンを運転する暖機モードを実行し、
前記触媒装置が活性状態に至った後、前記発電機が所定の発電をするように、駆動力を前記発電駆動力に高めて前記エンジンを運転する発電運転モードを実行し、
前記暖機モードの前に、前記電気ヒータを運転することにより、前記触媒装置を加熱する初期モードを実行し、
前記触媒装置は、前段触媒部と、前記前段触媒部よりも下流側に配置される後段触媒部とを有し、
前記制御部は、前記初期モードにおいて、前記前段触媒部が活性状態に至るまで、前記電気ヒータによって前記前段触媒部を加熱し、前記前段触媒部が活性状態に至った後、前記暖機モードを実行し、
前記制御部はまた、前記暖機モードにおいて前記後段触媒部が活性状態に至った後、前記発電運転モードを実行する発電機駆動用エンジン搭載の自動車。
【請求項２】
請求項１に記載の発電機駆動用エンジン搭載の自動車において、
前記制御部は、前記暖機モードから前記発電運転モードに切り替えた後、前記発電機の発電能力が次第に高まるように、前記エンジンの運転状態を変更する発電機駆動用エンジン搭載の自動車。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発電機駆動用エンジン搭載の自動車において、
前記発電機は、前記エンジンを駆動可能なジェネレータモータであり、
前記制御部は、前記初期モードにおいて、前記発電機によって前記エンジンをモータリングする発電機駆動用エンジン搭載の自動車。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電機駆動用エンジン搭載の自動車において、
前記自動車には、バッテリの電力により運転する走行用モータが搭載され、
前記発電機及び前記エンジンは、前記バッテリのＳＯＣが低下したときに前記自動車の航続距離を延長するためのレンジエクステンダ装置を構成する発電機駆動用エンジン搭載
の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、発電機を駆動するためのエンジンを搭載した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気ヒータ付き触媒装置を搭載した自動車が記載されている。この自動車は、排気通路の上流側に第１触媒部が配置されていると共に、第１触媒部の下流側に第２触媒部が配置されている。電気ヒータは、第１触媒部の上流側に取り付けられている。電気ヒータが第１触媒部を加熱することにより、第１触媒部の活性化が図られる。
【０００３】
特許文献２には、走行用のモータと、走行用の駆動力を出力するエンジンと、を搭載したハイブリッド自動車が記載されている。この自動車では、エンジンの排気通路に配置された触媒装置の暖機が必要なときに、出力を抑えながらエンジンを運転すると共に、エンジン出力の抑制分をモータ出力によって補う。これにより、エミッション性能の悪化を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８５０５４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、走行用の電力を発電するよう構成された発電機と、発電機を駆動するよう構成されたエンジンとを搭載した自動車では、走行中に、触媒装置が未活性の状態で、エンジンを始動する場合がある。特に、航続距離を延長するためのレンジエクステンダ装置を搭載した電気自動車や、いわゆるプラグインハイブリッド自動車は、バッテリＳＯＣ（State Of Charge）が低下したときにエンジンが始動することによって、発電機が発電を開始する。これらの自動車では、エンジンの始動頻度が低いため、エンジンの始動時には、触媒装置が未活性である場合が多い。触媒装置が未活性のままで、発電機が発電をする程度にエンジンの出力を高めると、大気中にエミッションが排出されてしまう。エンジンの始動時には、エミッション性能が悪化してしまう。
【０００６】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発電機駆動用エンジンを搭載した自動車において、エンジンを始動する際に、エミッション性能が悪化してしまうことを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示する技術は、発電機駆動用エンジン搭載の自動車に係る。この自動車は、自動車に搭載されかつ、走行用の電力を発電するよう構成された発電機と、前記発電機に連結されかつ、前記発電機を駆動するよう構成されたエンジンと、前記エンジンの排気通路に設けられかつ、前記エンジンの運転時に、前記エンジンから排出された排気ガスを浄化するよう構成された触媒装置と、前記エンジンの運転を制御するよう構成された制御部と、を備える。
【０００８】
そして、前記制御部は、前記エンジンを始動することによって、前記発電機が発電を開始するときに、前記触媒装置が活性状態に至るまでは、前記発電機の駆動力が、前記触媒装置が活性状態に至った以降の発電駆動力よりも低い駆動力となるように、前記エンジンを運転する暖機モードを実行し、前記触媒装置が活性状態に至った後、前記発電機が所定の発電（実質的な発電）をするように、駆動力を前記発電駆動力に高めて前記エンジンを運転する発電運転モードを実行する。
【０００９】
この構成によると、発電機による発電開始のために、エンジンを始動するときには、触媒装置が活性状態に至るまでは、発電機の駆動力が、前記触媒装置が活性状態に至った以降の所定の発電駆動力よりも低い駆動力（エンジン回転数がアイドル回転数よりも高く、エンジン負荷が有負荷状態である低速・低負荷運転であって、発電機が所定の発電量より低い発電量を出力する発電状態）で、エンジンを運転する（つまり、暖機モード）。この暖機モードでは、エンジンが燃焼を伴って運転するため、排気ガスの温度は高まり、触媒装置の温度が上昇する。但し、エンジンの出力が低いため、エンジンに供給される燃料量が少なく、エンジンから排出されるエミッション量は少なくなる。また、暖機モード中に触媒装置の温度が次第に上昇するに伴い、触媒装置の浄化率が高まる。その結果、エミッション性能が悪化することが防止される。暖機モードでは、エミッション性能の悪化を防止しながら、触媒装置の活性化を図る。
【００１０】
触媒装置が活性状態に至れば、エンジンの出力を高める。発電機が所定の（実質的な）発電運転を開始する（つまり、発電運転モード）。発電運転モードでは、触媒装置が活性化しているため、エミッション性能の悪化が防止される。
【００１１】
エンジンを始動して発電機の発電を実質的に開始する際に、この発電の開始に先立って、暖機モードを行うことにより、エミッション性能の悪化が防止される。また、発電機による実質的な発電を速やかに開始することが可能になる。
【００１５】
前記発電機駆動用エンジン搭載の自動車は、前記排気通路において、前記触媒装置よりも上流側に配置されかつ、前記触媒装置を加熱するよう構成された電気ヒータをさらに備え、前記制御部は、前記暖機モードの前に、前記電気ヒータを運転することにより、前記触媒装置を加熱する初期モードを実行する。
【００１６】
初期モードでは、電気ヒータによって触媒装置を加熱する。初期モードでは、エンジンを運転しないため、大気中にエミッションを排出することなく、触媒装置の活性化を図ることが可能になる。
【００１７】
前記触媒装置は、前段触媒部と、前記前段触媒部よりも下流側に配置される後段触媒部とを有し、前記制御部は、前記初期モードにおいて、前記前段触媒部が活性状態に至るまで、前記電気ヒータによって前記前段触媒部を加熱し、前記前段触媒部が活性状態に至った後、前記暖機モードを実行し、前記制御部はまた、前記暖機モードにおいて前記後段触媒部が活性状態に至った後、前記発電運転モードを実行する。
【００１８】
初期モードにおいては、電気ヒータによって前段触媒部を活性状態にする。エンジンを運転しないで前段触媒部の活性化を図ることが可能になる。前段触媒部が活性状態となった後、エンジンを始動する。前段触媒部が活性化しているため、エミッション性能が確保される。
【００１９】
暖機モードでは、エンジンから排出される高温の排気ガスによって、後段触媒部の活性化が図られる。エミッション性能の悪化を防止しながら、後段触媒部を速やかに昇温することが可能になる。エンジンを運転する暖機モードでは、電気ヒータを停止する。これにより、電力消費が抑えられる。また、電気ヒータは、前段触媒部の活性化にのみ使用されるため、電気ヒータの容量を小さくすることができる。電気ヒータの小型化及び軽量化が可能になる。
【００２０】
前段触媒部及び後段触媒部が共に活性化すれば、発電運転モードを実行する。エンジンの出力を高めて発電を実質的に開始するものの、前段触媒部及び後段触媒部が共に活性化しているため、エミッション性能が良好になる。
【００２１】
前記制御部は、前記暖機モードから前記発電運転モードに切り替えた後、前記発電機の発電能力が次第に高まるように、前記エンジンの運転状態を変更する、としてもよい。つまり、発電運転モードに切り替えた直後に、エンジンの出力を大きく高めるのではなく、例えば、発電運転モードにおいて触媒装置の浄化率が高まることに伴い、エンジンの出力を次第に高めるようにする。こうすることで、エミッション性能をさらに向上させることが可能になる。
【００２２】
前記発電機は、前記エンジンを駆動可能なジェネレータモータであり、前記制御部は、前記初期モードにおいて、前記発電機によって前記エンジンをモータリングする、としてもよい。
【００２３】
エンジンをモータリングすることによって排気通路内の上流から下流に向かうガスの流れが発生する。電気ヒータの熱が、ガス流れによって触媒装置に送られる。これにより、触媒装置を効率的に昇温することが可能になる。
【００２４】
前記自動車には、バッテリの電力により運転する走行用モータが搭載され、前記発電機及び前記エンジンは、前記バッテリのＳＯＣが低下したときに前記自動車の航続距離を延長するためのレンジエクステンダ装置を構成する、としてもよい。
【００２５】
レンジエクステンダ装置を備えた電気自動車は、バッテリのＳＯＣが低下したときにエンジンを始動して発電を開始する（前記発電運転モードの実行を開始して本来の発電を開始する）ため、エンジンの始動頻度が低い。エンジンの始動時には、触媒装置が未活性状態であることが多い。ここに開示する技術は、前述の通り、触媒装置が未活性状態であっても、発電機による発電に先立って、少なくとも暖機モードを行う。このことにより、エンジンを始動する際のエミッション性能の悪化が防止される。従って、ここに開示する技術は、レンジエクステンダ電気自動車に適している。尚、ここに開示する技術は、レンジエクステンダ電気自動車と同様に、エンジンの始動頻度が低いプラグインハイブリッド自動車に適用することが可能である。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、前記の発電機駆動用エンジン搭載の自動車によると、発電機の発電開始のためにエンジンを始動する際に、エミッション性能の悪化を防止しながら、触媒装置の活性化が図られると共に、発電機による発電を速やかに開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】発電機駆動用エンジン搭載の自動車の構成を説明する図である。
【図２】レンジエクステンダ装置の構成を示す底面図である。
【図３】レンジエクステンダ装置の制御に係る構成を示すブロック図である。
【図４】発電機の発電開始時における、エンジン始動フラグ、エンジン運転状態、ＥＨＣ運転状態、燃料噴射状態、及び触媒温度のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、ここに開示する発電機駆動用エンジン搭載の自動車について、図面を参照しながら説明をする。尚、以下の説明は、例示である。図１は、発電機駆動用エンジン搭載の自動車の構成を示す図である。この自動車は、電気自動車１である。図示は省略するが、この電気自動車１は、普通充電器や、急速充電器によってバッテリ２２に電力を充電可能な充電用プラグを備える。この電気自動車１はまた、航続距離を延長するためのレンジエクステンダ装置４を搭載している。
【００２９】
図１に示すように、この電気自動車１は、走行用のモータ２１と、バッテリ２２と、インバータ２３とを備えている。バッテリ２２は、走行用の電力を蓄積する。バッテリ２２は、例えばリチウムイオン電池等からなる。モータ２１は、インバータ２３を介してバッテリ２２からの電力供給を受ける。モータ２１は、駆動輪、つまり、図１の例では前輪３１を駆動する。前輪３１が駆動することにより、電気自動車１は走行する。モータ２１はまた、減速時等には発電機として機能する。バッテリ２２は、回生電力によって充電される。
【００３０】
レンジエクステンダ装置４は、発電機４１と、発電機４１を駆動するエンジン４２と、エンジン４２に供給する燃料を貯める燃料タンク４３と、を有している。発電機４１は、バッテリ２２を充電するための電力を発生する。発電機４１が駆動することによって発生した電力は、インバータ２３を介してバッテリ２２に送られる。発電機４１はまた、後述するように、バッテリ２２から供給される電力を受けて駆動することにより、エンジン４２を始動させる際のスタータとしても機能をする。
【００３１】
エンジン４２は、詳細な図示は省略するが、その出力軸が発電機４１に対して連結されている。エンジン４２は、燃料タンク４３から燃料の供給を受けて運転する。エンジン４２が運転することによって、発電機４１が駆動をして発電が行われる。エンジン４２は、この例では、１ロータの小型ロータリーピストンエンジンである。
【００３２】
図２は、電気自動車１の後部の構造を示している。図２は、電気自動車１の後部の底面図である。レンジエクステンダ装置４は、ユニット化されて、電気自動車１の後部に搭載されている。詳細には、車幅方向に延びる後側クロスメンバ１１よりも後方であって、車両前後方向に延びる一対のリヤサイドフレーム１２、１２の間に、レンジエクステンダ装置４は配設されている。レンジエクステンダ装置４は、左右の後輪３２、３２の間に配設される。
【００３３】
前述したように、１ロータの小型ロータリーピストンエンジンからなるエンジン４２は、車幅方向の右側に配設されている。ロータリーピストンエンジンは、詳細な図示は省略するが、略三角形状のロータと、ロータを収容するロータハウジングと、ロータハウジングを挟持してロータ収容室を区画する一対のサイドハウジングとを有している。ロータハウジングのトロコイド内周面とロータとの間に形成される３つの作動室のそれぞれで、吸気、圧縮、膨張、排気の各行程が行われることによりロータの回転力が発生する。ロータの回転力は、ロータリーピストンエンジンの出力軸であるエキセントリックシャフトから出力される。この例において、エンジン４２は、エキセントリックシャフトが上下方向に延びるように、配設されている。詳細な図示は省略するが、エンジン４２の吸気ポートは、ロータハウジングに設けられかつ、車両前後方向の前方に向かって開口している。排気ポートは、エンジン４２の前部においてサイドハウジングに設けられかつ、前方に向かって開口している。
【００３４】
エンジン４２には、吸気通路５、及び、排気通路６が接続されている。吸気通路５は、エンジン４２よりも前側において、車幅方向の左側に向かって延びて配設されている。車幅方向の左側には、吸気通路５の左端に取り付けられたエアクリーナー５１が配設されている。吸気通路５の途中には、スロットル弁４２３（図３参照）を収容するスロットルボディ５２が介設している。
【００３５】
排気通路６は、エンジン４２よりも前側において、吸気通路５の下方に配設されている。排気通路６もまた、車幅方向の左側に向かって延びて配設されている。排気通路６は、車幅方向の略中央において、車両前後方向の後方に向かって延びるように屈曲している。排気通路６の後端は、サイレンサー６１に接続されている。
【００３６】
排気通路６の途中には、触媒装置７が介設している。触媒装置７は、排気通路６の上流側に配置される前段触媒部７１と、前段触媒部７１よりも下流側に配置される後段触媒部７２とを有している。前段触媒部７１及び後段触媒部７２はそれぞれ、三元触媒を収容している。前段触媒部７１の上流側には、電気ヒータであるＥＨＣ（Electrically Heated Catalyst）７３が配設されている。前段触媒部７１とＥＨＣ７３とは一体化しており、図例では車幅方向に延びるように配設されている。後段触媒部７２は、図例では車両前後方向に延びるように配設されている。
【００３７】
発電機４１は、エンジン４２に対して車幅方向の左隣に配設されている。発電機４１は、電気自動車１における車幅方向の略中央に位置している。エンジン４２の出力軸と発電機４１の回転軸とは、図示を省略するが、ベルト等の無端体を介して、互いに連結されている。
【００３８】
発電機４１に対して車幅方向の左隣には、燃料タンク４３が配設されている。燃料タンク４３は、立方体に近い形状を有している。レンジエクステンダ装置４の燃料タンク４３は、所定の容量に制限されている。図２では図示を省略するが、燃料タンク４３は、燃料供給管を介してエンジン４２に接続されている。燃料タンク４３に対して車幅方向の左隣には、インバータ２３が配設されている。
【００３９】
図３は、レンジエクステンダ装置４を搭載した電気自動車１の走行制御に関連する構成を示している。電気自動車１は、制御部としてのＰＣＵ（Powertrain Control Unit）８１を備えている。ＰＣＵ８１には、アクセル開度を検知するアクセル開度センサ８２、車速を検知する車速センサ８３、前段触媒部７１及び後段触媒部７２の触媒温度を検知する触媒温度センサ８４、触媒装置７の浄化率を検知するための、Ｏ２センサからなる浄化率センサ８５、及び、バッテリ２２のＳＯＣ（State Of Charge）を検知するバッテリセンサ８６が接続される。センサ８２〜８６はそれぞれ、ＰＣＵ８１に検知信号を出力する。
【００４０】
ＰＣＵ８１は、エンジン４２の制御として、作動室内に供給する燃料を噴射するよう構成されたインジェクタ４２１、作動室内の混合気を点火するよう構成された点火プラグ４２２、エンジン４２が吸入する空気量を調整するよう構成されたスロットル弁４２３に対して制御信号を出力する。ＰＣＵ８１はまた、インバータ２３に対して制御信号を出力し、インバータ２３を通じてモータ２１及び発電機４１を制御する。ＰＣＵ８１はさらに、ＥＨＣ７３のオン／オフを制御する。
【００４１】
ここで、ＰＣＵ８１による、電気自動車１の走行制御について簡単に説明をする。ＰＣＵは、アクセル開度及び車速等に基づいて、インバータ２３を通じてモータ２１を駆動する。それによって、電気自動車１を、運転者の要求に応じて走行させる。
【００４２】
ＰＣＵ８１は、バッテリ２２のＳＯＣが所定値（例えば１０％以下で適宜設定される所定値）以下になれば、エンジン４２を始動し、発電機４１による発電を開始する（つまり、発電運転モードを実行する）。エンジン４２の始動時には、発電機４１に電力を供給することによって発電機４１を原動機として動かすことによりスタータとして用いる。エンジン４２の始動後、ＰＣＵ８１は、発電機４１において効率良く発電が行われるように、予め設定された負荷及び回転数でエンジン４２を運転する。発電機４１が発電をしている時に、エンジン４２は高負荷・高回転で運転される。ＰＣＵ８１は、バッテリ２２のＳＯＣが所定値を維持するようにエンジン４２を運転する。
【００４３】
レンジエクステンダ装置４を搭載した電気自動車１においては、バッテリ２２のＳＯＣが所定値にまで低下して初めてエンジン４２が始動して発電を開始する（前記発電運転モードを実行する）。電気自動車１において、エンジン４２の始動頻度は比較的低い。エンジン４２の始動頻度が低いため、エンジン４２の始動は冷間始動となりやすくかつ、エンジン４２の始動時に、ほとんどの場合、触媒装置７は未活性状態である。そのため、エンジン４２の始動時に、大気中に排出されるエミッション量が増えてしまう虞がある。
【００４４】
そこで、このレンジエクステンダ装置４を搭載した電気自動車１では、エンジン４２の始動時におけるエミッションの排出を抑制するように構成されている。ＰＣＵ８１が実行をする、エンジン４２の始動時の制御について、図４に示すタイムチャートを参照しながら説明をする。
【００４５】
時刻Ｔ０でエンジン４２の始動フラグのオフからオンになったとする。つまり、バッテリ２２のＳＯＣが所定値にまで低下したときに始動フラグがオンになる。始動フラグがオンになると、発電機４１が発電を開始するために、エンジン４２を始動する。
【００４６】
エンジン４２を始動する際には、先ず前段触媒部７１を活性化させる。そのために、ＰＣＵ８１は、ＥＨＣ７３をオンにし、ＥＨＣ７３の下流側に配置された前段触媒部７１を加熱する。このときに、前段触媒部７１を効率的に加熱するために、ＰＣＵ８１は、発電機４１に電力を供給する。発電機４１を原動機として動かすことによって、エンジン４２をモータリングする。つまり、エンジン４２において燃焼を行わずにエンジン４２を空転させる。これにより、排気通路６内では、上流から下流へ向かうガスの流れが生じる。ＥＨＣ７３で発生した熱は、そのガス流れによって、前段触媒部７１に送られる。図４に示すように、前段触媒部７１の温度は次第に高まる。以下、ＥＨＣ７３を運転することによって前段触媒部７１の活性化を図ることを、初期モードと呼ぶ。
【００４７】
時刻Ｔ１において、ＰＣＵ８１は、エンジン４２を始動させる。つまり、インジェクタ４２１による燃料噴射を開始し、所定のタイミングで点火プラグ４２２を駆動する。エンジン４２の始動の際に、ＰＣＵ８１は、発電機４１をスタータとして機能させる。ＰＣＵ８１は、エンジン４２を始動するときに、ＥＨＣ７３をオフにする。時刻Ｔ１において初期モードが終了し、後述する暖機モードが開始する。
【００４８】
時刻Ｔ１では、前段触媒部７１の温度が活性温度に到達している。初期モードの継続時間（つまり、Ｔ１−Ｔ０）を予め設定しておき、ＰＣＵ８１は、タイマーにより、予め設定した初期モードの継続時間が経過したときに、初期モードを終了し、暖機モードを開始するようにしてもよい。初期モードの継続時間は、ＥＨＣ７３の容量、及び／又は、初期モードにおけるＥＨＣ７３の運転状態（つまり、ＥＨＣ７３への供給電力）に応じて適宜設定すればよい。初期モードの継続時間は、例えば十秒程度から数十秒程度に設定してもよい。また、ＰＣＵ８１は、触媒装置７の温度状態の検知に基づいて、初期モードを終了し、暖機モードを開始するようにしてもよい。
【００４９】
エンジン４２の始動後の暖機モードにおいて、ＰＣＵ８１は、エンジン４２を低負荷・低回転で運転させる。このときのエンジン４２の出力は、後述する発電機４１が実質的に発電をするときの発電駆動力よりも低くする。暖機モードでは、発電機４１による発電を所定の発電量よりも低くして、触媒装置７、特に後段触媒部７２の活性化を図る。始動後のエンジン４２から排出される高温の排気ガスが前段触媒部７１及び後段触媒部７２に送られるため、前段触媒部７１及び後段触媒部７２の温度が次第に高まる。暖機モードにおいては、前段触媒部７１が活性化していると共に、エンジン４２の出力も低いため、エミッション性能の悪化を防止しつつ、後段触媒部７２の活性化が図られる。
【００５０】
暖機モードにおけるエンジン４２の運転状態として、負荷に関しては、エンジン４２の負荷領域を、低負荷領域及び高負荷領域の２つの領域に等分したときの、低負荷領域において運転するようにしてもよい。回転数に関しては、エンジン４２の回転数領域を、低回転領域、中回転領域及び高回転領域の３つの領域に等分したときの、低回転領域において運転するようにしてもよい。回転数に関しては、エンジン４２の回転数領域を、低回転領域及び高回転領域の２つの領域に等分したときの、低回転領域において運転するようにしてもよい。エンジン４２は、例えば１２００〜１８００rpmで運転してもよい。
【００５１】
そうして、時刻Ｔ２で、ＰＣＵ８１は、暖機モードを終了しかつ、発電運転モードを開始する。時刻Ｔ２では、後段触媒部７２の温度が活性温度に到達している。暖機モードの継続時間（つまり、Ｔ２−Ｔ１）を予め設定しておき、ＰＣＵ８１は、タイマーにより、予め設定した暖機モードの継続時間が経過したときに、暖機モードを終了し、発電運転モードを開始するようにしてもよい。暖機モードの継続時間は、暖機モードにおけるエンジン４２の運転状態に応じて適宜設定すればよい。暖機モードの継続時間は、例えば十秒程度から数十秒程度に設定してもよい。また、ＰＣＵ８１は、触媒装置７の温度状態の検知に基づいて、暖機モードを終了し、発電運転モードを開始するようにしてもよい。
【００５２】
発電運転モードは、発電機４１が所定の（実質的な）発電を行うモードである。ＰＣＵ８１は、エンジン４２の運転状態を、低負荷・低回転から、高負荷・高回転に変更する。エンジン４２の出力が暖機モード時よりも高まって発電駆動力（例えば、１０〜３０ＫＷの発電を行う発電駆動力）となり、発電機４１において効率的に発電が行われる。前段触媒部７１及び後段触媒部７２が共に、活性状態であるため、エンジン４２を高負荷・高回転で運転をしても、エミッション性能が悪化しない。
【００５３】
発電運転モードにおけるエンジン４２の運転状態として、負荷に関しては、エンジン４２の負荷領域を、低負荷領域及び高負荷領域の２つの領域に等分したときの、高負荷領域において運転するようにしてもよい。エンジン４２を全負荷状態で運転してもよい。回転数に関しては、エンジン４２の回転数領域を、低回転領域及び高回転領域の２つの領域に等分したときの、高回転領域において運転するようにしてもよい。エンジン４２は、例えば４０００〜５０００rpmで運転してもよい。エンジン４２を定格回転数で運転してもよい。エンジン４２の最高出力時に効率的に発電が行われるように、発電機４１及びエンジン４２の特性をそれぞれ設定してもよい。
【００５４】
暖機モードから発電運転モードへ切り替えた直後において、ＰＣＵ８１は、浄化率センサ８５の検知信号に基づく触媒装置７の浄化率を考慮しながら、エンジン４２の出力を次第に高める。図４の例では、時刻Ｔ３までは、暖機モード時のエンジン出力よりも高くかつ、時刻Ｔ３以降の、前述した高負荷・高回転でのエンジン出力よりも低くなるように、エンジン４２を運転する。こうすることで、エミッション性能の悪化が防止される。時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの間においても、発電機４１は発電を行う。但し、時刻Ｔ３以降と比べて、発電機４１の発電能力は低くなる。尚、触媒装置７の浄化率の検知に基づくのではなく、予め期間（Ｔ３−Ｔ２）を設定しておき、タイマーを用いて、設定した期間が経過するまではエンジン出力を相対的に低くし、設定した期間が経過すればエンジン出力を高めるようにしてもよい。
【００５５】
（まとめ）
以上説明したように、ここに開示する発電機駆動用エンジン搭載の自動車（つまり、レンジエクステンダ装置４を搭載した電気自動車１）は、自動車に搭載されかつ、走行用の電力を発電するよう構成された発電機４１と、前記発電機４１に連結されかつ、前記発電機４１を駆動するよう構成されたエンジン４２と、前記エンジン４２の排気通路６上に設けられかつ、前記エンジン４２の運転時に、前記エンジン４２から排出された排気ガスを浄化するよう構成された触媒装置７と、前記エンジン４２の運転を制御するよう構成された制御部（つまり、ＰＣＵ８１）と、を備える。
【００５６】
そして、前記ＰＣＵ８１は、前記エンジン４２を始動することによって、前記発電機４１が発電を開始するときに、前記触媒装置７が活性状態に至るまでは、前記発電機４１の駆動力が、前記触媒装置７が活性状態に至った以降の発電駆動力よりも低い駆動力となるように、前記エンジン４２を運転する暖機モードを実行し、前記触媒装置７が活性状態に至った後、前記発電機４１が所定の発電をするように、駆動力を前記発電駆動力に高めて前記エンジン４２を運転する発電運転モードを実行する。
【００５７】
この構成により、暖機モードでは、エンジン４２が運転するため、排気ガスの温度は高まり、触媒装置７の温度が上昇する。但し、エンジン４２の出力が低いため、エンジン４２に供給される燃料量が少なく、エンジン４２から排出されるエミッション量は少なくなる。また、暖機モード中に触媒装置７の温度が次第に上昇するに伴い、触媒装置７の浄化率が高まる。その結果、エミッション性能の悪化が防止される。暖機モードでは、エミッション性能の悪化を防止しながら、触媒装置７の活性化が図られる。
【００５８】
触媒装置７が活性状態に至れば、発電運転モードを実行する。つまり、エンジン４２の出力を高める。発電機４１が所定の発電運転を開始する。発電運転モードでは、触媒装置７が活性化しているため、エミッション性能が悪化しない。
【００５９】
エンジン４２を始動して発電機４１の所定の（実質的な）発電を開始する際に、この発電の開始に先立って、暖機モードを行うことにより、エミッション性能の悪化が抑制される。また、発電機４１による発電を速やかに開始することが可能になる。
【００６０】
前記ＰＣＵ８１は、前記暖機モードから前記発電運転モードに切り替えた後、前記発電機４１の発電能力が次第に高まるように、前記エンジン４２の運転状態を変更する。つまり、発電運転モードにおいて触媒装置７の浄化率が高まるに従い、エンジン４２の出力を次第に高めるようにすることで、エミッション性能をさらに向上させることが可能になる。
【００６１】
前記電気自動車１は、前記排気通路６において、前記触媒装置７よりも上流側に配置されかつ、前記触媒装置７を加熱するよう構成された電気ヒータ（つまり、ＥＨＣ７３）をさらに備え、前記ＰＣＵ８１は、前記暖機モードの前に、前記ＥＨＣ７３を運転することにより、前記触媒装置７を加熱する初期モードを実行する。
【００６２】
こうすることで、初期モードでは、ＥＨＣ７３によって触媒装置７を加熱することが可能であるため、大気中にエミッションを排出することなく、触媒装置７の活性化を図ることが可能になる。
【００６３】
前記発電機４１は、前記エンジン４２を駆動可能なジェネレータモータであり、前記ＰＣＵ８１は、前記初期モードにおいて、前記発電機４１によって前記エンジン４２をモータリングする。
【００６４】
エンジン４２をモータリングすることによって排気通路６内の上流から下流に向かうガスの流れが発生する。ＥＨＣ７３の熱が、ガス流れによって触媒装置７に送られる。これにより、触媒装置７を効率的に昇温することが可能になる。
【００６５】
前記触媒装置７は、前段触媒部７１と、前記前段触媒部７１よりも下流側に配置される後段触媒部７２とを有し、前記ＰＣＵ８１は、前記初期モードにおいて、前記前段触媒部７１が活性状態に至るまで、前記ＥＨＣ７３によって前記前段触媒部７１を加熱し、前記前段触媒部７１が活性状態に至った後、前記暖機モードを実行し、前記ＰＣＵ８１はまた、前記暖機モードにおいて前記後段触媒部７２が活性状態に至った後、前記発電運転モードを実行する。
【００６６】
こうすることで、初期モードにおいては、ＥＨＣ７３によって前段触媒部７１を活性状態にする。エンジン４２を始動しないで前段触媒部７１を活性化させることが可能になる。前段触媒部７１が活性状態となった後、エンジン４２を始動する。前段触媒部７１が活性化しているため、エミッション性能の悪化が防止される。
【００６７】
暖機モードでは、エンジン４２から排出される高温の排気ガスによって、後段触媒部７２の活性化が図られる。エミッション性能の悪化を防止しながら、後段触媒部７２を速やかに昇温することが可能になる。エンジン４２を運転する暖機モードでは、ＥＨＣ７３を停止する。これにより、電力消費が抑えられる。また、ＥＨＣ７３は、前段触媒部７１の活性化にのみ使用されるため、ＥＨＣ７３の容量を小さくすることができる。ＥＨＣ７３の小型化及び軽量化が可能になる。
【００６８】
前段触媒部７１及び後段触媒部７２が共に活性化すれば、発電運転モードを実行する。エンジン４２の出力を高めて所定の（実質的な）発電を開始するものの、前段触媒部７１及び後段触媒部７２が共に活性化しているため、エミッション性能が悪化しない。
【００６９】
ここで、暖機モードでは、発電機４１が殆ど発電しない程度の発電（例えば、１ＫＷ程度の発電）を行ってもよい。
【００７０】
前記の構成では初期モードにおいて、ＥＨＣ７３をオンにすることで、前段触媒部７１の温度を高めて活性化させるようにしているが、ＥＨＣ７３を省略する構成では、初期モードにおいてエンジン４２を始動すると共に、その出力を、暖機モードにおけるエンジン出力よりも低く設定してもよい。そうすることで、初期モードでは、エミッション性能の悪化を防止しつつ、前段触媒部７１の活性化を図るようにしてもよい。
【００７１】
また、図４に示す制御例では、発電機４１が発電を開始する際に、初期モード、暖機モード、及び発電運転モードの３つのモードを設定している。このうち、初期モードを省略してもよい。この場合は、エンジン始動フラグがオンになれば、エンジン４２を始動することによって、暖機モードを開始する。暖機モードでは、エンジン４２の出力を、発電運転モードにおけるエンジン出力よりも低く設定する。そうすることで、暖機モードでは、エミッション性能の悪化を防止しつつ、前段触媒部７１の活性化を図る。そうして、前段触媒部７１が活性状態となれば、発電運転モードに移行し、後段触媒部７２の活性化を図りながら、発電機４１による発電を開始するようにしてもよい。
【００７２】
さらに、前記の構成では、触媒装置７は、前段触媒部７１と、後段触媒部７２との２つの触媒部を有しているが、触媒部は１つであってもよい。
【００７３】
加えて、前記の構成ではエンジン４２をロータリーピストンエンジンとしているが、レシプロエンジンであってもよい。
【００７４】
ここに開示する技術は、レンジエクステンダ装置を搭載した電気自動車１に適用することに限らず、いわゆるプラグインハイブリッド自動車に適用することも可能である。つまり、バッテリのＳＯＣが低下したときに初めて、発電機４１が発電を開始するためにエンジン４２が始動する自動車では、エンジン４２の始動時には、触媒装置７が未活性であることが多い。ここに開示する技術は、エンジン４２の始動時に、エミッション性能の悪化を防止することができるから、プラグインハイブリッド自動車にも適している。
【符号の説明】
【００７５】
１  電気自動車（自動車）
２１  モータ（走行用モータ）
２２  バッテリ
４１  発電機
４２  エンジン
６  排気通路
７  触媒装置
７１  前段触媒部
７２  後段触媒部
７３  ＥＨＣ（電気ヒータ）
８１  ＰＣＵ（制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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