(57)【要約】  本発明は、電気加熱式触媒における、ＰＭに起因した発熱体とケースとの間の短絡を抑制することを目的とする。電気加熱式触媒は、運転時に空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関の排気通路に設けられており、通電により発熱する発熱体と、該発熱体を収容するケースと、発熱体とケースとの間に設けられる絶縁部材と、を有している。そして、本発明では、内燃機関の運転停止後に発熱体に通電する。
2013065157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転時に空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関の排気通路に設けられる電気加熱式触媒であって、
通電により発熱し、発熱することで触媒を加熱する発熱体と、
前記発熱体を収容するケースと、
前記発熱体と前記ケースとの間に設けられ電気を絶縁する絶縁部材と、
を有する電気加熱式触媒の制御装置において、
前記内燃機関の運転停止後に前記発熱体に通電する通電制御部を備える電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項２】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記電気加熱式触媒の温度又は前記電気加熱式触媒の温度と相関のある排気の温度が第一所定温度以上のときは、前記発熱体への通電を禁止するか、又は、前記内燃機関の運転が停止した時点から所定の通電停止期間が経過してから前記発熱体に通電する請求項１に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項３】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記電気加熱式触媒の温度又は前記電気加熱式触媒の温度と相関のある排気の温度が第二所定温度以下のときは、前記発熱体への通電を禁止する請求項１又は２に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項４】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記絶縁部材の端部における粒子状物質の堆積量が所定量以下のときは、前記発熱体への通電を禁止する請求項１から３のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項５】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記絶縁部材の端部における粒子状物質の堆積量が多いときは、該粒子状物質の堆積量が少ないときに比べて、前記発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、前記発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なう請求項１から４のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項６】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記電気加熱式触媒の温度又は前記電気加熱式触媒の温度と相関のある排気の温度が低いときは、該温度が高いときに比べて、前記発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、前記発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なう請求項１から５のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項７】
前記通電制御部が、前記絶縁部材の端部に堆積した粒子状物質の粒径が大きいときは、該粒子状物質の粒径が小さいときに比べて、前記発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、前記発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なう請求項１から６のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項８】
前記通電制御部が、前記発熱体に通電する際の通電期間中において、単位時間当たりの通電量を時間の経過に応じて増加させる請求項１から７のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項９】
前記通電制御部によって前記発熱体に通電する際に前記電気加熱式触媒に供給される空気量を増加させる空気量増加部をさらに備える請求項１から８のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項１０】
前記発熱体に電気を供給する経路とは異なる経路で電気が供給され、前記絶縁部材の端部を加熱するヒータをさらに備え、
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転停止後に、前記発熱体への通電に代えて、前記ヒータへの通電を制御する請求項１から９のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる電気加熱式触媒を制御する電気加熱式触媒の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒として、通電されることで発熱する発熱体によって触媒が加熱される電気加熱式触媒（Electrically Heated Catalyst：以下、ＥＨＣと称する場合もある）が開発されている。【０００３】
ＥＨＣにおいては、通電によって発熱する発熱体と、該発熱体の収容するケースとの間に、電気を絶縁する絶縁部材が設けられる。例えば、特許文献１には、ＥＨＣにおいて、通電により発熱する担体と、該担体を収容するケースとの間に、絶縁体のマットを設ける技術が開示されている。このような絶縁部材を設けることで、発熱体とケースとの間が短絡することを抑制することができる。【０００４】
特許文献２には、内燃機関の冷間始動時に、ＥＨＣの作動開始後に電動式エアポンプの作動を開始させることで、ＥＨＣが加熱により活性化温度に達した状態で、ＥＨＣに二次空気を供給する技術が開示されている。【０００５】
特許文献３には、ハイブリッドシステムにおいて、内燃機関の運転停止中に、該内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサのヒータへの通電を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−２６９３８７号公報
【特許文献２】特開平０６−０７４０２８号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８５３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＨＣにおいて、発熱体とケースとの間に設けられた絶縁部材の端部は、排気に晒されている。そのため、絶縁部材の端部に、排気に含まれる導電性の粒子状物質（Particulate Matter:以下、ＰＭと称する場合もある）が付着する。その結果、絶縁部材の端部にＰＭが堆積すると、発熱体とケースとの間が該ＰＭによって短絡する虞がある。【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、ＥＨＣにおける、ＰＭに起因した発熱体とケースとの間の短絡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】
【０００９】
本発明は、内燃機関の運転停止後に発熱体に通電することで、絶縁部材の端部を加熱し、それによって、該絶縁部材の端部に堆積したＰＭを酸化させて除去するものである。【００１０】
より詳しくは、本発明に係る電気加熱式触媒の制御装置は、
運転時に空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関の排気通路に設けられる電気加熱式触媒であって、
通電により発熱し、発熱することで触媒を加熱する発熱体と、
前記発熱体を収容するケースと、
前記発熱体と前記ケースとの間に設けられ電気を絶縁する絶縁部材と、
を有する電気加熱式触媒の制御装置において、
前記内燃機関の運転停止後に前記発熱体に通電する通電制御部を備える。【００１１】
内燃機関の運転中において空燃比が理論空燃比に制御されている場合は、排気中において、ＰＭを酸化させるための酸素が不足している。そのため、絶縁部材の端部の温度が上昇しても、内燃機関の運転中に該絶縁部材の端部に堆積したＰＭを酸化させることは困難である。そこで、本発明では、内燃機関の停止後に、発熱体に通電することで絶縁部材の端部を加熱する。これにより、排気中に十分な酸素が存在する状態で絶縁部材の端部を加熱することができる。そのため、絶縁部材の端部に堆積したＰＭを酸化させ除去することができる。【００１２】
従って、本発明によれば、ＥＨＣにおける、ＰＭに起因した発熱体とケースとの間の短絡を抑制することができる。【００１３】
尚、本発明における内燃機関の運転停止とは、内燃機関における燃料噴射が停止されることを意味する。また、本発明における内燃機関の運転停止には、内燃機関を搭載した車両が停止した状態で内燃機関における燃料噴射が停止された場合の他に、減速運転時等に内燃機関における燃料噴射が停止される所謂フューエルカット制御が実行された場合が含まれてもよい。【００１４】
また、本発明における運転停止後には、内燃機関における燃料噴射が停止された直後であって慣性力による機関回転が継続している状態、および、内燃機関における燃料噴射が停止されてからある程度の期間が経過した後の状態も含まれる。【００１５】
本発明において、通電制御部は、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣの温度又はＥＨＣの温度と相関のある排気の温度が第一所定温度以上のときは、発熱体への通電を禁止するか、又は、内燃機関の運転が停止した時点から所定の通電停止期間が経過してから発熱体に通電してもよい。【００１６】
ここで、第一所定温度とは、絶縁部材の端部に堆積したＰＭを酸化させることが可能な温度の閾値以上の温度である。また、所定の通電停止期間は、ＥＨＣの温度又はＥＨＣの温度と相関のある排気の温度が第一所定温度より低くなるまでの期間であってもよい。【００１７】
また、本発明において、通電制御部は、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣの温度又はＥＨＣの温度と相関のある排気の温度が第二所定温度以下のときは、発熱体への通電を禁止してもよい。【００１８】
ここで、第二所定温度とは、発熱体に通電しても、絶縁部材の端部に堆積したＰＭを十分に酸化させることができるほど該絶縁部材の端部の温度を上昇させることが困難な温度の閾値以下の温度である。【００１９】
これらによれば、発熱体への不要な通電を抑制することができる。【００２０】
本発明において、通電制御部は、内燃機関の運転が停止した時点の絶縁部材の端部におけるＰＭ堆積量が所定量以下のときは、発熱体への通電を禁止してもよい。【００２１】
ここで、所定量とは、発熱体とケースとの間の短絡が発生しないと判断できるＰＭ堆積量の閾値以下の量である。【００２２】
これによっても、発熱体への不要な通電を抑制することができる。【００２３】
本発明において、通電制御部は、内燃機関の運転が停止した時点の絶縁部材の端部におけるＰＭ堆積量が多いときは、該ＰＭ堆積量が少ないときに比べて、発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なってもよい。【００２４】
また、本発明において、通電制御部は、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣの温度又はＥＨＣの温度と相関のある排気の温度が低いときは、該温度が高いときに比べて、発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なってもよい。【００２５】
また、本発明において、通電制御部は、絶縁部材の端部に堆積したＰＭの粒径が大きいときは、該ＰＭの粒径が小さいときに比べて、発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なってもよい。【００２６】
これらによれば、消費電力を可及的に抑制しつつ、絶縁部材の端部に堆積したＰＭを十分に酸化させ除去することができる。【００２７】
本発明において、通電制御部は、発熱体に通電する際の通電期間中において、単位時間当たりの通電量を時間の経過に応じて増加させてもよい。【００２８】
内燃機関の運転停止後は、ＥＨＣの周囲の温度は時間の経過とともに低下する。そのため、通電期間中においては時間の経過に応じて単位時間当たりの通電量を増加させることで、通電期間中における絶縁部材の端部の温度を、ＰＭの酸化が可能な温度で略一定に維持することができる。これにより、絶縁部材の端部に堆積したＰＭの酸化をより促進させることができる。【００２９】
本発明に係る電気加熱式触媒の制御装置は、空気量増加部をさらに備えてもよい。空気量増加部は、通電制御部によって発熱体に通電する際にＥＨＣに供給される空気量を増加させる。これによれば、絶縁部材の端部に堆積したＰＭの酸化をより促進させることができる。【００３０】
本発明に係る電気加熱式触媒の制御装置は、ヒータをさらに備えてもよい。ヒータは、発熱体に電気を供給する経路とは異なる経路で電気が供給され、絶縁部材の端部を加熱する。この場合、ヒータに通電することで、発熱体に通電した場合と同様、絶縁部材の端部を加熱することができる。【００３１】
そして、本発明に係る電気加熱式触媒の制御装置が、ヒータを備えている場合、通電制御部は、内燃機関の運転停止後に、発熱体への通電に代えて、ヒータへの通電を制御してもよい。つまり、上記のような発熱体への通電制御を、ヒータへの通電制御に適用してもよい。これによっても、上記の各制御と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ＥＨＣにおける、発熱体とケースとの間のＰＭによる短絡を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローを示すフローチャートである。
【図３】内燃機関の混合気の空燃比Ａ／Ｆ及び冷却水温Ｔｗと内燃機関から排出されるＰＭ量との関係を示す図である。
【図４】実施例１の変形例に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成を示す図である。
【図５】実施例２に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローを示すフローチャートである。
【図６】実施例３に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローを示すフローチャートである。
【図７】実施例３に係る、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣの温度Ｔｃと通電停止期間ｋｔとの関係を示す図である。
【図８】実施例４に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣへの単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔと、内燃機関の運転が停止された時点の内管の突出部におけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍとの関係を示す図である。
【図９】実施例４に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣへの目標通電時間ｔｅｈｃｔと、内燃機関の運転が停止された時点の内管の突出部におけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍとの関係を示す図である。
【図１０】実施例４に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣへの単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔと、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣの温度Ｔｃとの関係を示す図である。
【図１１】実施例４に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣへの目標通電時間ｔｅｈｃｔと、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣの温度Ｔｃとの関係を示す図である。
【図１２】実施例４に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣへの単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔと、内管の突出部に堆積したＰＭの粒径φｐｍとの関係を示す図である。
【図１３】実施例４に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣへの目標通電時間ｔｅｈｃｔと、内管の突出部に堆積したＰＭの粒径φｐｍとの関係を示す図である。
【図１４】内燃機関の混合気の空燃比Ａ／Ｆ及び冷却水温Ｔｗと内燃機関から排出されるＰＭの粒径との関係を示す図である。
【図１５】実施例４に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローを示すフローチャートである。
【図１６】実施例５に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣへの単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔと、内燃機関の運転停止後のＥＨＣへの通電時間ｔｅｈｃとの関係を示す図である。
【図１７】実施例５に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローを示すフローチャートである。
【図１８】実施例６に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３５】
＜実施例１＞
［ＥＨＣ及びその制御系の概略構成］
図１は、本実施例に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成を示す図である。図１は、ＥＨＣをその中心軸に沿って切断した断面図である。
【００３６】
本実施例に係るＥＨＣ１は、車両に搭載される内燃機関の排気管に設けられる。内燃機関は、運転時に空燃比が理論空燃比近傍に制御されるガソリンエンジンである。また、電気モータを備えたハイブリッドシステムを採用した車両においても本実施例に係るＥＨＣ１を用いることができる。尚、図１における矢印は、排気管における排気の流れ方向を示している。
【００３７】
本実施例に係るＥＨＣ１は、触媒担体３、ケース４、マット５、内管６、及び電極７を備えている。触媒担体３は、円柱状に形成されており、その中心軸が排気管２の中心軸Ａと同軸となるように設置されている。触媒担体３には排気浄化触媒１３が担持されている。排気浄化触媒１３としては、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、選択還元型ＮＯｘ触媒及び三元触媒等を例示することができる。
【００３８】
触媒担体３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。触媒担体３の材料としては、ＳｉＣを例示することができる。触媒担体３は、排気の流れる方向（すなわち、中心軸Ａの方向）に伸び且つ排気の流れる方向と垂直な断面がハニカム状をなす複数の通路を有している。この通路を排気が流通する。尚、中心軸Ａと直交する方向の触媒担体３の断面形状は楕円形等であっても良い。中心軸Ａは、排気管２、触媒担体３、内管６、及びケース４で共通の中心軸である。
【００３９】
触媒担体３はケース４に収容されている。ケース４内には電極室９が形成されている。尚、電極室９の詳細については後述する。触媒担体３には、該電極室９を通して左右方向から一対の電極７が接続されている。電極７にはバッテリから電気供給制御部１１を介して電気が供給される。電極７に電気が供給されると、触媒担体３に通電される。通電によって触媒担体３が発熱すると、触媒担体３に担持された排気浄化触媒１３が加熱され、その活性化が促進される。
【００４０】
ケース４は、金属によって形成されている。ケース４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。ケース４は、中心軸Ａと平行な曲面を含んで構成される収容部４ａと、該収容部４ａよりも上流側及び下流側で該収容部４ａと排気管２とを接続するテーパ部４ｂ，４ｃと、を有している。収容部４ａの通路断面積は排気管２の通路断面積よりも大きくなっており、その内側に、触媒担体３、マット５、及び内管６が収容されている。テーパ部４ｂ，４ｃは、収容部４ａから離れるに従って通路断面積が縮小するテーパ形状をしている。
【００４１】
ケース４の収容部４ａの内壁面と触媒担体３の外周面との間にはマット５が挟み込まれている。つまり、ケース４内において、触媒担体３がマット５によって支持されている。また、マット５には内管６が挟み込まれている。内管６は、中心軸Ａを中心とした管状の部材である。マット５が、内管６を挟み込むことで、該内管６によってケース４側と触媒担体３側とに分割されている。
【００４２】
マット５は、電気絶縁材によって形成されている。マット５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５は、触媒担体３の外周面及び内管６の外周面に巻きつけられている。また、マット５は、上流側部分５ａと下流側部分５ｂとに分割されており、該上流側部分５ａと下流側部分５ｂとの間には空間が形成されている。マット５が、触媒担体３とケース４との間に挟み込まれていることで、触媒担体３に通電したときに、ケース４へ電気が流れることが抑制される。
【００４３】
内管６はステンレス鋼材によって形成されている。また、内管６の表面全体には電気絶縁層が形成されている。電気絶縁層を形成する材料としては、セラミック又はガラスを例示することができる。尚、内管６の本体をアルミナ等の電気絶縁材によって形成してもよい。
【００４４】
また、図１に示すように、内管６は、中心軸Ａ方向の長さがマット５より長い。そのため、内管６の上流側及び下流側の端部は、マット５の上流側及び下流側の端面から突出している。以下、内管６におけるマット５の端面から排気中に突出している部分６ａ、６ｂを、「突出部」と称する。
【００４５】
ケース４及び内管６には、電極７を通すために、貫通孔４ｄ，６ｃが開けられている。そして、ケース４内における、マット５の上流側部分５ａと下流側部分５ｂとの間の空間によって、電極室９が形成されている。つまり、本実施例においては、マット５の上流側部分５ａと下流側部分５ｂとの間における触媒担体３の外周面全周にわたって電極室９が形成される。尚、マット５を上流側部分５ａと下流側部分５ｂとに分割することなく、マット５の電極７が通る部分にのみ貫通孔を空けることで、電極室となる空間を形成してもよい。
【００４６】
ケース４に開けられている貫通孔４ｄには、電極７を支持する電極支持部材８が設けられている。この電極支持部材８は電気絶縁材によって形成されており、ケース４と電極７との間に隙間なく設けられている。
【００４７】
また、排気管２内又はＥＨＣ１のケース４内においては、内燃機関の冷間始動時等に、排気中の水分が凝縮することで、凝縮水が発生する。排気管２内又はケース４内で発生した凝縮水がケース４の内壁面を伝って流れマット５まで到達すると、該凝縮水がマット５内に浸入（浸潤）する場合がある。また、マット５内に水蒸気の状態で浸入した水分が該マット５内で凝縮する場合もある。
【００４８】
そのため、本実施例に係るＥＨＣ１では、表面全体が電気絶縁層で覆われた内管６をマット５に挟み込んでいる。このような構成により、マット５内の凝縮水によって触媒担体３とケース４との間が短絡するのを抑制することができる。また、内管６の突出部６ａ，６ｂによって、マット５の端面を伝って凝縮水が触媒担体にまで至ることを抑制することができる。従って、マット５の端面での凝縮水による触媒担体３とケース４との間の短絡も抑制することができる。
【００４９】
尚、本実施例においては、必ずしもマット５の上流側及び下流側の両方から内管６が突出していなくともよい。例えば、凝縮水の発生量がより多い上流側のみに内管６の突出部が形成された構成としてもよい。また、内管６は、必ずしもマット５に挟み込まれている必要はない。例えば、内管６は、ケース４とマット５との間に挟み込まれるように設けられてもよい。
【００５０】
電気供給制御部１１は、電極７への電気の供給（即ち、触媒担体３への通電）のＯＮ／ＯＦＦの切り換えやその通電量の調整を行う。該電気供給制御部１１は、内燃機関１に併設された電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０に電気的に接続されている。該電気供給制御部１１は、該ＥＣＵ２０によって制御される。
【００５１】
本実施例では、ＥＨＣ１より下流側の排気管２に温度センサ２１が設けられている。該温度センサ２１は、ＥＨＣ１から排出された排気の温度を検出する。温度センサ２１はＥＣＵ２０に電気的に接続されている。温度センサ２１の検出値がＥＣＵ２０に入力される。
【００５２】
［機関運転停止後の通電制御］
内管６を上記のような構成とすると、内管６の突出部６ａ、６ｂは排気に晒される。そのため、内管６の突出部６ａ、６ｂに、排気に含まれる導電性のＰＭが付着する。その結果、マット５の端面及び内管６の突出部６ａ（又は６ｂ）にＰＭが堆積すると、触媒担体３とケース４との間が該ＰＭによって短絡する虞がある。
【００５３】
また、排気中に十分な酸素が存在する状態で、内管６の突出部６ａ、６ｂの温度がＰＭの酸化が可能な温度まで上昇すれば、該突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭは酸化され除去される。しかしながら、本実施例では、上述したように、内燃機関の運転中は空燃比が理論空燃比近傍に制御される。従って、内燃機関の運転中は、排気中の酸素量が不足しているため、内管６の突出部６ａ、６ｂの温度が上昇したとしても、該突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭが酸化され難い。
【００５４】
そこで、本実施例では、内燃機関の運転停止後に、触媒担体３への通電、即ち、ＥＨＣ１への通電を実施し、それによって、内管６の突出部６ａ、６ｂの温度をＰＭの酸化が可能な温度まで上昇させる。内燃機関の運転停止後は、排気中に十分な酸素が存在する。そのため、内燃機関の運転停止後に内管６の突出部６ａ、６ｂの温度をＰＭの酸化が可能な温度まで上昇させることで、該突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させ除去することができる。これにより、ＥＨＣ１における、ＰＭに起因した触媒担体３とケース４との間の短絡を抑制することができる。
【００５５】
以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローについて図２に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。尚、本フローにおいては、内燃機関の運転が停止される時点では、ＥＨＣ１への通電が実施されているものとする。
【００５６】
本フローでは、先ずステップＳ１０１において、イグニッションがＯＦＦとなり、内燃機関の運転が停止されたか否かが判別される。尚、内燃機関の運転停止とは、内燃機関における燃料噴射が停止されることである。そのため、内燃機関における燃料噴射が停止された直後であって、慣性力による機関回転が継続している状態でも、ステップＳ１０１では内燃機関の運転が停止されたと判定される。
【００５７】
ステップＳ１０１において否定判定された場合、即ち、内燃機関の運転が継続されている場合、本フローの実行は一旦終了される。一方、ステップＳ１０１において肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行される。
【００５８】
ステップＳ１０２においては、現時点、即ち、内燃機関の運転が停止した時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍが所定量Ｑｃｐｍ０以下であるか否かが判別される。ここで、所定量Ｑｃｐｍ０は、触媒担体３とケース４との間の短絡が発生しないと判断できるＰＭ堆積量の閾値以下の量である。この所定量Ｑｃｐｍ０は、実験等に基づいて予め定められている。
【００５９】
尚、内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍは、内燃機関の運転中に周知の方法によって推定することができる。例えば、内管６の突出部６ａ、６ｂに付着するＰＭ量は内燃機関から排出されるＰＭ量に比例する。そこで、内燃機関から排出されるＰＭ量に所定の係数を乗算した値を積算することで、内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍを算出してもよい。
【００６０】
ここで、内燃機関から排出されるＰＭ量は該内燃機関の運転状態に応じて変化する。図３は、内燃機関の混合気の空燃比Ａ／Ｆ及び冷却水温Ｔｗと内燃機関から排出されるＰＭ量との関係を示す図である。つまり、内燃機関の混合気の空燃比Ａ／Ｆが低いほど、また、内燃機関の冷却水温Ｔｗが低いほど、内燃機関から排出されるＰＭ量は多くなる。そのため、内燃機関から排出されるＰＭ量は、内燃機関の運転状態に基づいて算出することができる。
【００６１】
また、内管６の上流側の突出部６ａには、内管６の下流側の突出部６ｂに比べてＰＭが堆積し易い。そのため、内燃機関の運転中に内管６の上流側の突出部６ａにおけるＰＭ堆積量を算出してもよい。そして、ステップＳ１０２では、該上流側の突出部６ａにおけるＰＭ堆積量が所定量Ｑｃｐｍ０より多いか否かを判別してもよい。
【００６２】
ステップＳ１０２において肯定判定された場合、次にステップＳ１０３の処理が実行される。ステップＳ１０３においては、ＥＨＣ１への通電が停止される。一方、ステップＳ１０２において否定判定された場合、即ち、内燃機関の運転が停止した時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍが所定量Ｑｃｐｍ０より多い場合、次にステップＳ１０４の処理が実行される。ステップＳ１０４においては、現時点における、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間（即ち、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電期間中における経過時間）ｔｅｈｃが算出される。
【００６３】
次に、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で算出された内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間ｔｅｈｃが所定通電時間ｔｅｈｃ０以下であるか否かが判別される。ここで、所定通電時間ｔｅｈｃ０は、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間として許容可能な時間であって、実験等に基づいて予め定められた時間である。
【００６４】
ステップＳ１０５において肯定判定された場合、次にステップＳ１０６の処理が実行される。ステップＳ１０６においては、ＥＨＣ１への通電が継続される。その後、ステップＳ１０４及び１０５の処理が再度実行される。一方、ステップＳ１０５において否定判定された場合、次にステップＳ１０３において、ＥＨＣ１への通電が停止される。
【００６５】
上記フローによれば、内燃機関の運転が停止された時点で、内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量が所定量より多い場合は、ＥＨＣ１への通電が継続される。これにより、排気中に十分な酸素が存在する状態で内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱することができる。そのため、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させ除去することができる。
【００６６】
また、上記フローによれば、内燃機関の運転が停止された時点で、内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量が所定量以下の場合は、ＥＨＣ１への通電が禁止される。これにより、ＥＨＣ１への不要な通電を抑制することができる。その結果、バッテリの蓄電量の消費を抑えることができるため、燃費の悪化を抑制することができる。
【００６７】
また、上記フローでは、イグニッションがＯＦＦとなることで内燃機関の運転が停止された場合にＥＨＣ１への通電制御を実施したが、減速運転時等に内燃機関における燃料噴射が停止される所謂フューエルカット制御が実行された場合にも同様のＥＨＣ１への通電制御を実施してもよい。
【００６８】
また、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電は、必ずしも、内燃機関の運転中のＥＨＣ１への通電と連続的に行う必要はない。つまり、内燃機関の運転を停止した時点で一旦ＥＨＣ１への通電を停止し、所定の時間が経過してから、内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱すべくＥＨＣ１への通電を開始してもよい。また、ＥＨＣ１への通電が行われていない状態で内燃機関の運転が停止された場合に、内燃機関の運転が停止された時点から、内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱すべくＥＨＣ１への通電を開始してもよい。
【００６９】
尚、本実施例においては、触媒担体３が本発明に係る発熱体に相当する。ただし、本発明に係る発熱体は触媒を担持する担体に限られるものではなく、例えば、発熱体は触媒の上流側に設置された構造体であってもよい。また、本実施例においては、ケース４が本発明に係るケースに相当する。また、本実施例においては、マット５及び内管６が本発明に係る絶縁部材に相当する。また、本実施例においては、内管６の突出部６ａ、６ｂが本発明に係る絶縁部材の端部に相当する。
【００７０】
また、本発明は、本実施例に係る内管６が設けられていないＥＨＣにも適用することができる。内管が設けられていない場合であっても、マットの端面は排気に晒されているため、該マットの端面にＰＭが堆積する場合がある。そして、マットの端面にＰＭが堆積すると、触媒担体３とケース４との間が該ＰＭによって短絡する虞がある。そこで、このような構成においても、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御を実施する。これにより、排気中に十分な酸素が存在する状態でマットの端面を加熱することができる。そのため、マットの端面に堆積したＰＭを酸化させ除去することができる。
【００７１】
［変形例］
図４は、本実施例の変形例に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成を示す図である。本変形例では、内管６における突出部６ａ、６ｂ及びその近傍部分の内部には、内管ヒータ１０が埋め込まれている。該内管ヒータ１０は、内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱するための電気ヒータである。該内管ヒータ１０は、バッテリから電気供給制御部１１を介して電気が供給されることで作動する。
【００７２】
尚、内管ヒータ１０は、内管６とマット５との間に挟み込まれるように設けられてもよく、また、マット５内に埋め込まれてもよい。内管ヒータ１０がマット５側に設けられた場合であっても、内管ヒータ１０を作動させれば、熱伝導によって内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱することができる。また、内管ヒータ１０は、必ずしも、内管６の上流側の突出部６ａ及び下流側の突出部６ｂの両方に対して設けられる必要はない。例えば、ＰＭがより堆積し易い上流側の突出部６ａに対してのみ設けられてもよい。
【００７３】
内管ヒータ１０には、電気供給制御部１１を介して、電極７への電気供給経路とは異なる経路で電気を供給することが可能である。そのため、電極７への電気の供給状態、即ち触媒担体３への通電状態に関わらず、内管ヒータ１０によって、内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱することができる。
【００７４】
そして、本変形例では、上述したＥＨＣ１への通電制御を、内管ヒータ１０への通電制御として実施する。つまり、内燃機関１の運転が停止された後に、ＥＨＣ１への通電（触媒担体３への通電）に代えて、内管ヒータ１０への通電を実施する。これによっても、排気中に十分な酸素が存在する状態で内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱することができる。そのため、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させ除去することができる。
【００７５】
また、内燃機関の運転が停止された時点で、内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量が所定量以下の場合は、内管ヒータ１０への通電を禁止する。これにより、内管ヒータ１０への不要な通電を抑制することができる。
【００７６】
尚、内管ヒータに代えて、マット５の端面を加熱するためのヒータを設けてもよい。この場合も、同様の通電制御を実施する。
【００７７】
＜実施例２＞
本実施例に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御について、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００７８】
［機関運転停止後の通電制御］
内燃機関の運転が停止された時点でＥＨＣ１の温度がある程度以上高い場合は、内燃機関の運転が停止されることで酸素が供給されると、ＥＨＣ１に通電することで内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱しなくとも、該突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭが酸化される。そこで、本実施例では、内燃機関の運転が停止された時点でＥＨＣ１の温度が第一所定温度以上のときは、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電を禁止する。
【００７９】
ここで、第一所定温度は、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させることが可能な温度の閾値以上の温度である。この第一所定温度は、実験等に基づいて予め定められている。
【００８０】
また、内燃機関の運転が停止された時点でＥＨＣ１の温度が非常に低い場合は、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１への通電を実施しても、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを十分に酸化させることができるほど該突出部６ａ、６ｂの温度を上昇させることは困難である。そこで、本実施例では、内燃機関の運転が停止された時点でＥＨＣ１の温度が第二所定温度以下のときも、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電を禁止する。
【００８１】
ここで、第二所定温度は、ＥＨＣ１への通電を実施しても、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを十分に酸化させることができるほど該突出部６ａ、６ｂの温度を上昇させることは困難な温度の閾値以下の温度である。この第二所定温度は、実験等に基づいて予め定められている。
【００８２】
以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローについて図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。尚、本フローにおいては、内燃機関の運転が停止される時点では、ＥＨＣ１への通電が実施されているものとする。また、本フローにおける各ステップのうち、図２に示すフローと同様の処理が実行されるステップについては、図２における参照番号と同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
本フローでは、ステップＳ１０２において否定判定された場合、次にステップＳ２０３の処理が実行される。ステップＳ２０３においては、現時点、即ち、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃが第一所定温度Ｔｃ１以上であるか否かが判別される。尚、ＥＨＣ１の温度は、温度センサ２１によって検出される排気温度、或いは、内燃機関から排出される排気の温度等に基づいて推定することができる。
【００８４】
ステップＳ２０３において肯定判定された場合、次にステップＳ１０３においてＥＨＣ１への通電が停止される。一方、ステップＳ２０３において否定判定された場合、次にステップＳ２０４の処理が実行される。
【００８５】
ステップＳ２０４においては、現時点、即ち、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃが第二所定温度Ｔｃ２以下であるか否かが判別される。ステップＳ２０４において肯定判定された場合、次にステップＳ１０３においてＥＨＣ１への通電が停止される。一方、ステップＳ２０４において否定判定された場合、次にステップＳ１０４の処理が実行される。
【００８６】
上記フローによれば、内燃機関の運転が停止された時点で、ＥＨＣ１の温度が第一所定温度以上又は第二所定温度以下の場合は、ＥＨＣ１への通電が禁止される。これにより、ＥＨＣ１への不要な通電を抑制することができる。その結果、バッテリの蓄電量の消費を抑えることができるため、燃費の悪化を抑制することができる。
【００８７】
尚、必ずしも、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度が第一所定温度以上の場合、及び、該温度が第二所定温度以下の場合、のいずれの場合においても、ＥＨＣ１への通電を禁止する必要はない。つまり、これらの場合のうちのいずれか一方の場合にのみ、ＥＨＣ１への通電を禁止するようにしてもよい。
【００８８】
また、ＥＨＣ１の温度に代えて、温度センサ２１によって検出される排気の温度或いはＥＨＣ１に流入する排気の温度等、ＥＨＣ１の温度と相関のある排気の温度に基づいて、ＥＨＣ１への通電を禁止するか否かを判別してもよい。
【００８９】
また、ＥＨＣ及びその制御系の構成が実施例１の変形例に係る構成のような場合は、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度が第一所定温度以上又は第二所定温度以下のときに、内管ヒータ１０への通電を禁止する。これにより、内管ヒータ１０への不要な通電を抑制することができる。
【００９０】
また、内管ヒータに代えて、マット５の端面を加熱するためのヒータを設けた場合も、同様の通電制御を実施する。
【００９１】
＜実施例３＞
本実施例に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御について、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【００９２】
［機関運転停止後の通電制御］
上述したように、内燃機関の運転が停止された時点でＥＨＣ１の温度がある程度以上高い場合は、内燃機関の運転が停止されることで酸素が供給されると、ＥＨＣ１に通電することで内管６の突出部６ａ、６ｂを加熱しなくとも、該突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭが酸化される。そこで、本実施例では、内燃機関の運転が停止された時点でＥＨＣ１の温度が第一所定温度以上のときは、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への通電を、該内燃機関の運転が停止された時点から所定の通電停止期間が経過してから実施する。
【００９３】
ここで、第一所定温度は、実施例２に係る第一所定温度と同様、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させることが可能な温度の閾値以上の温度である。この第一所定温度は、実験等に基づいて予め定められている。また、所定の通電停止期間は、ＥＨＣ１の温度が第一所定温度より低くなると判断できる期間である。
【００９４】
以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローについて図６に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。尚、本フローにおいては、内燃機関の運転が停止される時点では、ＥＨＣ１への通電が実施されているものとする。また、本フローにおける各ステップのうち、図２に示すフローと同様の処理が実行されるステップについては、図２における参照番号と同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００９５】
本フローでは、ステップＳ１０２において否定判定された場合、次にステップＳ３０３の処理が実行される。ステップＳ３０３においては、現時点、即ち、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃが第一所定温度Ｔｃ１以上であるか否かが判別される。ステップＳ３０３において、肯定判定された場合、次にステップＳ３０４の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１０４の処理が実行される。
【００９６】
ステップＳ３０４においては、ＥＨＣ１への通電が一旦停止される。次にステップＳ３０５において、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃに基づいて通電停止期間ｋｔが算出される。図７は、本実施例に係る、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃと通電停止期間ｋｔとの関係を示す図である。図７に示すように、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃが高いほど、通電停止期間ｋｔを長くする。
【００９７】
図７に示すような、内燃機関の運転が停止した時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃと通電停止期間ｋｔとの関係が、マップ又は関数としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。そして、ステップＳ３０５では、このマップ又は関数を用いて通電停止期間ｋｔが算出される。尚、ＥＨＣ１の温度に代えて、温度センサ２１によって検出される排気の温度或いはＥＨＣ１に流入する排気の温度等、ＥＨＣ１の温度と相関のある排気の温度に基づいて、通電停止期間を算出してもよい。
【００９８】
次に、ステップＳ３０６において、内燃機関の運転が停止されてから、ステップＳ３０４で算出された通電停止期間ｋｔが経過したか否かが判別される。ステップＳ３０６において、肯定判定された場合、次にステップＳ３０７の処理が実行され、否定判定された場合、ステップＳ３０６の処理が再度実行される。ステップＳ３０７においては、ＥＨＣ１への通電が再開される。
【００９９】
上記フローによれば、内燃機関の運転停止後、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭが酸化されるほどＥＨＣ１の温度が高い間は該ＥＨＣ１への通電が停止される。そして、ＥＨＣ１の温度が、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの酸化が困難な温度まで放熱によって低下してから、ＥＨＣ１への通電が開始される。これにより、ＥＨＣ１への不要な通電を抑制することができる。その結果、バッテリの蓄電量の消費を抑えることができるため、燃費の悪化を抑制することができる。
【０１００】
尚、上記フローにおいては、ステップＳ３０５及びＳ３０６に代えて、ＥＨＣ１への通電停止後の該ＥＨＣ１の温度を取得し、該ＥＨＣの温度が第一所定温度より低くなったか否かを判別してもよい。そして、ＥＨＣの温度が第一所定温度より低くなった場合に、ＥＨＣ１への通電を再開してもよい。
【０１０１】
また、ＥＨＣ１への通電が行われていない状態で内燃機関の運転が停止された場合であって、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度が第一所定温度以上であるときは、内燃機関の運転が停止された時点から所定の通電停止期間が経過するまでの間は、ＥＨＣ１への通電停止を継続する。そして、内燃機関の運転が停止された時点から所定の通電停止期間が経過した時点で、ＥＨＣ１への通電を実施する。
【０１０２】
また、ＥＨＣ及びその制御系の構成が実施例１の変形例に係る構成のような場合は、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度が第一所定温度以上ときに、内燃機関の運転停止後における内管ヒータ１０への通電を、該内燃機関の運転が停止された時点から所定の通電停止期間が経過してから実施する。これにより、内管ヒータ１０への不要な通電を抑制することができる。
【０１０３】
また、内管ヒータに代えて、マット５の端面を加熱するためのヒータを設けた場合も、同様の通電制御を実施する。
【０１０４】
＜実施例４＞
本実施例に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御について、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【０１０５】
［機関運転停止後の通電制御］
内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量が多いほど、また、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度が低いほど、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させて除去するために、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１への通電によって供給すべきエネルギは大きくなる。換言すれば、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量が少ないほど、また、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度が高いほど、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させて除去するために、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１への通電によって供給する必要のあるエネルギは小さくなる。
【０１０６】
また、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径が大きいほど、該ＰＭは酸化され難い。そのため、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径が大きいほど、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させて除去するために、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１への通電によって供給すべきエネルギは大きくなる。換言すれば、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径が小さいほど、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させて除去するために、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１への通電によって供給する必要のあるエネルギは小さくなる。
【０１０７】
そこで、本実施例においては、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量、その時点のＥＨＣ１の温度、及び内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径に応じて、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１に通電する際の単位時間当たりの通電量及び通電時間の長さを変更する。具体的には以下のとおりである。
【０１０８】
図８は、本実施例に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔと、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍとの関係を示す図である。図８に示すように、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍが多いほど、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔを大きくする。
【０１０９】
図９は、本実施例に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への目標通電時間ｔｅｈｃｔと、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍとの関係を示す図である。図９に示すように、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量Ｑｃｐｍが多いほど、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への目標通電時間ｔｅｈｃｔを長くする。
【０１１０】
図１０は、本実施例に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔと、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃとの関係を示す図である。図１０に示すように、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃが低いほど、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔを大きくする。
【０１１１】
図１１は、本実施例に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への目標通電時間ｔｅｈｃｔと、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃとの関係を示す図である。図１１に示すように、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度Ｔｃが低いほど、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への目標通電時間ｔｅｈｃｔを長くする。
【０１１２】
図１２は、本実施例に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔと、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径φｐｍとの関係を示す図である。図１２に示すように、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径φｐｍが大きいほど、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔを大きくする。
【０１１３】
図１３は、本実施例に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への目標通電時間ｔｅｈｃｔと、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径φｐｍとの関係を示す図である。図１３に示すように、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径φｐｍが大きいほど、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への目標通電時間ｔｅｈｃｔを長くする。
【０１１４】
尚、内燃機関から排出されるＰＭの粒径は該内燃機関の運転状態に応じて変化する。図１４は、内燃機関の混合気の空燃比Ａ／Ｆ及び冷却水温Ｔｗと内燃機関から排出されるＰＭの粒径との関係を示す図である。つまり、内燃機関の混合気の空燃比Ａ／Ｆが低いほど、また、内燃機関の冷却水温Ｔｗが低いほど、内燃機関から排出されるＰＭの粒径は大きくなる。そのため、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径は、内燃機関の運転が停止される前の該内燃機関の運転状態に基づいて算出することができる。
【０１１５】
以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローについて図１５に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。尚、本フローにおいては、内燃機関の運転が停止される時点では、ＥＨＣ１への通電が実施されているものとする。また、本フローにおける各ステップのうち、図２に示すフローと同様の処理が実行されるステップについては、図２における参照番号と同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１１６】
本フローでは、ステップＳ１０２において否定判定された場合、次にステップＳ４０３の処理が実行される。ステップＳ２０３においては、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量、その時点のＥＨＣ１の温度、及び内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径に基づいて、内燃機関の運転停止後における単位時間当たりのＥＨＣ１への目標通電量（以下、単に目標通電量と称する場合もある）ｋＥｔが算出される。
【０１１７】
本実施例では、図８、１０、１２に示すような、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量、その時点のＥＨＣ１の温度、及び内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径と、目標通電量ｋＥｔとの関係が、マップ又は関数としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。そして、ステップＳ４０３では、このマップ又は関数を用いて、目標通電量ｋＥｔが算出される。
【０１１８】
次に、ステップＳ４０４において、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量、その時点のＥＨＣ１の温度、及び内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径に基づいて、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への目標通電時間（以下、単に目標通電時間と称する場合もある）ｔｅｈｃｔが算出される。
【０１１９】
本実施例では、図９、１１、１３に示すような、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量、その時点のＥＨＣ１の温度、及び内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径と、目標通電時間ｔｅｈｃｔとの関係が、マップ又は関数としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。そして、ステップＳ４０４では、このマップ又は関数を用いて、目標通電時間ｔｅｈｃｔが算出される。
【０１２０】
次に、ステップＳ４０５において、ＥＨＣ１への単位時間当たりの通電量ｋＥが、ステップＳ４０３で算出された目標通電量ｋＥｔに制御される。
【０１２１】
そして、ステップ１０４において、現時点における、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間ｔｅｈｃが算出された後、ステップＳ４０６の処理が実行される。ステップＳ４０６では、ステップＳ１０４で算出された内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間（即ち、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電期間中における経過時間）ｔｅｈｃが、ステップＳ４０４で算出された目標通電時間ｔｅｈｃｔ以下であるか否かが判別される。
【０１２２】
ステップＳ４０６において肯定判定された場合、次にステップＳ１０６の処理が実行される。ステップＳ１０６においては、ＥＨＣ１への通電が継続される。その後、ステップＳ１０４及び４０６の処理が再度実行される。一方、ステップＳ４０６において否定判定された場合、次にステップＳ１０３において、ＥＨＣ１への通電が停止される。
【０１２３】
上記フローによれば、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量が多いほど、また、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度が低いほど、また、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径が大きいほど、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１に通電する際の単位時間当たりの通電量が大きくされる。さらに、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量が多いほど、また、内燃機関の運転が停止された時点のＥＨＣ１の温度が低いほど、また、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径が大きいほど、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１に通電する際の通電時間が長くされる。
【０１２４】
従って、消費電力を可及的に抑制しつつ、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを十分に酸化させ除去することができる。
【０１２５】
尚、本実施例においては、必ずしも、目標通電量及び目標通電時間の両方の値を可変とする必要はない。つまり、目標通電量又は目標通電時間のいずれか一方のみを、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量、その時点のＥＨＣ１の温度、及び内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径に応じて変更し、他方を一定値としてもよい。
【０１２６】
また、必ずしも、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量、その時点のＥＨＣ１の温度、及び内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径の全てに基づいて目標通電量を算出する必要はない。つまり、これらの値のうちの一つ又は二つの値に基づいて目標通電量を算出してもよい。
【０１２７】
また、必ずしも、内燃機関の運転が停止された時点の内管６の突出部６ａ、６ｂにおけるＰＭ堆積量、その時点のＥＨＣ１の温度、及び内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの粒径の全てに基づいて目標通電時間を算出する必要はない。つまり、これらの値のうちの一つ又は二つの値に基づいて目標通電時間を算出してもよい。
【０１２８】
また、ＥＨＣ及びその制御系の構成が実施例１の変形例に係る構成のような場合は、上述したような内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの通電量及び通電時間の長さの制御を、内燃機関の運転停止後における内管ヒータ１０への単位時間当たりの通電量及び通電時間の長さの制御に適用する。これにより、上記制御と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
また、内管ヒータに代えて、マット５の端面を加熱するためのヒータを設けた場合も、同様の通電制御を実施する。
【０１３０】
＜実施例５＞
本実施例に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御について、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【０１３１】
［機関運転停止後の通電制御］
内燃機関の運転停止後、ＥＨＣ１の周囲の温度は時間の経過とともに低下する。ＥＨＣ１の温度が低下すると、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭを酸化させることができるほど該突出部６ａ、６ｂの温度を上昇させるために必要なＥＨＣ１への通電量が増加する。そこで、本実施例では、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１へ通電する際の通電期間中において、単位時間当たりの通電量を時間の経過に応じて増加させる。
【０１３２】
図１６は、本実施例に係る、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔと、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間（即ち、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電期間中における経過時間）ｔｅｈｃとの関係を示す図である。図１６に示すように、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間ｔｅｈｃが長くなるほど、内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔを増加させる。
【０１３３】
以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローについて図１７に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。尚、本フローにおいては、内燃機関の運転が停止される時点では、ＥＨＣ１への通電が実施されているものとする。また、本フローにおける各ステップのうち、図２に示すフローと同様の処理が実行されるステップについては、図２における参照番号と同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１３４】
本フローでは、ステップＳ１０４において、現時点における、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間ｔｅｈｃが算出された後、ステップＳ５０５の処理が実行される。ステップＳ５０５では、ステップＳ１０４で算出された通電時間ｔｅｈｃに基づいて、ＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔが算出される。
【０１３５】
本実施例では、図１６に示すような、内燃機関の運転停止後のＥＨＣ１への通電時間ｔｅｈｃと、ＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔとの関係が、マップ又は関数としてＥＣＵ２０に予め記憶されている。そして、ステップＳ５０５では、このマップ又は関数を用いて、ＥＨＣ１への単位時間当たりの目標通電量ｋＥｔが算出される。
【０１３６】
次に、ステップＳ５０６において、ＥＨＣ１への単位時間当たりの通電量ｋＥが、ステップＳ５０５で算出された目標通電量ｋＥｔに制御される。その後、ステップＳ１０５の処理が実行される。
【０１３７】
上記フローによれば、内燃機関１の運転停止後におけるＥＨＣ１への通電期間中において、ＥＨＣ１の温度、即ち、内管６の突出部６ａ、６ｂの温度を、ＰＭの酸化が可能な温度で略一定に維持することができる。これにより、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの酸化をより促進させることができる。
【０１３８】
尚、ＥＨＣ及びその制御系の構成が実施例１の変形例に係る構成のような場合は、上述したような内燃機関の運転停止後におけるＥＨＣ１への単位時間当たりの通電量の制御を、内燃機関の運転停止後における内管ヒータ１０への単位時間当たりの通電量の制御に適用する。これにより、上記制御と同様の効果を得ることができる。
【０１３９】
また、内管ヒータに代えて、マット５の端面を加熱するためのヒータを設けた場合も、同様の通電制御を実施する。
【０１４０】
＜実施例６＞
本実施例に係るＥＨＣ及びその制御系の概略構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御について、実施例１と異なる点についてのみ説明する。
【０１４１】
［機関運転停止後の通電制御］
本実施例では、内燃機関の運転停止後にＥＨＣ１に通電する際にＥＨＣ１に供給される空気量を増加させる空気量増加制御が行われる。これによれば、内管６の突出部６ａ、６ｂに堆積したＰＭの酸化に供される酸素が増加する。そのため、該ＰＭの酸化をより促進させることができる。
【０１４２】
以下、本実施例に係る内燃機関の運転停止後の通電制御のフローについて図１８に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。尚、本フローにおいては、内燃機関の運転が停止される時点では、ＥＨＣ１への通電が実施されているものとする。また、本フローにおける各ステップのうち、図２に示すフローと同様の処理が実行されるステップについては、図２における参照番号と同様の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１４３】
本フローでは、ステップＳ１０２において否定判定された場合、次にステップＳ６０６の処理が実行される。ステップＳ６０６においては、空気量増加制御が実行される。その後、ステップＳ１０４の処理が実行される。
【０１４４】
尚、空気量増加制御としては、内燃機関の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度を増加させる制御を例示することができる。また、内燃機関の吸排気弁のバルブタイミングを調整することで、空気量増加制御を実現してもよい。また、二次空気供給装置によってＥＨＣ１より上流側の排気管２内に二次空気を供給することで、空気量増加制御を実現してもよい。
【０１４５】
尚、ＥＨＣ及びその制御系の構成が実施例１の変形例に係る構成のような場合や、該変形例における内管ヒータに代えて、マット５の端面を加熱するためのヒータを設けた場合の通電制御にも、上述したような空気量増加制御を適用することができる。
【０１４６】
上記各実施例は、可能な限り組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１４７】
１・・・電気加熱式触媒（ＥＨＣ）
２・・・排気管
３・・・触媒担体
４・・・ケース
５・・・マット
６・・・内管
６ａ，６ｂ・・突出部
７・・・電極
１０・・内管ヒータ
１１・・電気供給制御部
２０・・ＥＣＵ
２１・・温度センサ
【図１】
2013065157.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年5月8日(2012.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
運転時に空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関の排気通路に設けられる電気加熱式触媒であって、
通電により発熱し、発熱することで触媒を加熱する発熱体と、
前記発熱体を収容するケースと、
前記発熱体と前記ケースとの間に設けられ電気を絶縁する絶縁部材と、
を有する電気加熱式触媒の制御装置において、
前記内燃機関の運転停止後に前記発熱体に通電する通電制御部を備え、
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記電気加熱式触媒の温度又は前記電気加熱式触媒の温度と相関のある排気の温度が第一所定温度以上のときは、前記発熱体への通電を禁止するか、又は、前記内燃機関の運転が停止した時点から所定の通電停止期間が経過してから前記発熱体に通電する電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項３】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記電気加熱式触媒の温度又は前記電気加熱式触媒の温度と相関のある排気の温度が第二所定温度以下のときは、前記発熱体への通電を禁止する請求項２に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項４】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記絶縁部材の端部における粒子状物質の堆積量が所定量以下のときは、前記発熱体への通電を禁止する請求項２または３に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項５】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記絶縁部材の端部における粒子状物質の堆積量が多いときは、該粒子状物質の堆積量が少ないときに比べて、前記発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、前記発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なう請求項２から４のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項６】
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転が停止した時点の前記電気加熱式触媒の温度又は前記電気加熱式触媒の温度と相関のある排気の温度が低いときは、該温度が高いときに比べて、前記発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、前記発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なう請求項２から５のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項７】
前記通電制御部が、前記絶縁部材の端部に堆積した粒子状物質の粒径が大きいときは、該粒子状物質の粒径が小さいときに比べて、前記発熱体に通電する際の単位時間当たりの通電量を大きくする制御か、又は、前記発熱体に通電する際の通電時間を長くする制御の少なくともいずれかの制御を行なう請求項２から６のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項８】
前記通電制御部が、前記発熱体に通電する際の通電期間中において、単位時間当たりの通電量を時間の経過に応じて増加させる請求項２から７のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項９】
前記通電制御部によって前記発熱体に通電する際に前記電気加熱式触媒に供給される空気量を増加させる空気量増加部をさらに備える請求項２から８のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【請求項１０】
前記発熱体に電気を供給する経路とは異なる経路で電気が供給され、前記絶縁部材の端部を加熱するヒータをさらに備え、
前記通電制御部が、前記内燃機関の運転停止後に、前記発熱体への通電に代えて、前記ヒータへの通電を制御する請求項２から９のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
【国際調査報告】
2013065157.tif 000021
2013065157.tif 000022