(57)【要約】【課題】ヒータ位置を適正化し、内燃機関の出力性能を良好に維持しつつ早期に良好な排気ガスの浄化効果を得ることができる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】触媒担体２１を加熱するためのヒータ２２は、触媒担体２１の上流側端面から所定間隔を以て配置され、この所定間隔は、ヒータ２２を配置することによる触媒担体２１の上流側端面における排気ガスの圧損が許容値以下で、且つヒータ２２の加熱により上昇可能な触媒担体２１の温度が下限値以上となる範囲内に設定される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管内を流れる排気ガス中の有害成分を浄化する触媒を担持する触媒担体と、前記排気ガスを通過させる空隙を有して前記触媒担体の上流側に前記排気ガスの流れに対向するように設けられ駆動電流の供給に基づいて発熱して前記触媒担体を加熱するヒータとを、前記排気管と連通するケース内に収容してなる排気浄化装置であって、
前記ヒータは、前記触媒担体の上流側端面から所定間隔を以て配置されるものであり、
前記所定間隔は、前記ヒータを配置することによる前記触媒担体の上流側端面における前記排気ガスの圧損が許容値以下で、且つ前記ヒータの加熱により上昇可能な前記触媒担体の温度が下限値以上となる範囲内に設定されていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記ヒータには、前記駆動電流の供給に基づいて発熱する線状の発熱体が備えられており、該発熱体は、前記触媒担体の上流側端面と略平行な方向に沿って展開されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記ヒータと前記触媒担体の上流側端面との間には、前記所定間隔を保持する間隔保持手段が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記ケースには、前記触媒担体から離間する方向への前記ヒータの移動を規制する段差部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置であって、
前記ヒータに駆動電流の供給又は該駆動電流の供給を遮断する切換手段と、
前記切換手段の切換動作をデューティ制御により行い、前記ヒータに供給する駆動電流の電流量を制御する電流制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【請求項６】
前記電流制御手段は、前記ヒータに連続通電を行う第１の段階と、前記ヒータの温度上昇を緩やかにする第２の段階と、前記ヒータを好適な温度で維持する第３の段階との３段階で前記切換手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス中の有害物質を浄化する触媒を早期に活性化させ、特に冷間始動時に好適な内燃機関の排気浄化装置、及び、その排気浄化装置に用いる制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、排気管に排気ガス中の有害物質を浄化するための触媒コンバータが備えられているが、冷間始動時等、触媒が活性化して良好な排気浄化効果が得られる温度まで触媒コンバータ（触媒担体）の温度が上昇するのに単に排気ガスにより昇温させるのでは時間を要してしまう。かかる時間が長いと排気エミッションが悪化するため、触媒担体を加熱する何らかの手段を講じて、触媒担体の温度が好適な温度まで上昇する時間を短くする技術が従来より種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、排気管の触媒担体の上流側にヒータが設けられている。ヒータは、排気ガスが表裏を通過可能な空隙を有する略円盤状をなしており、触媒担体の上流側端面と平行となるように配置されている。そして、ヒータが駆動されると、該ヒータにて触媒担体が直接的且つ排気ガスを通じて間接的に加熱される。これにより、触媒担体の温度が好適な温度まで上昇する時間が短くなり、触媒が早期に活性化するようになっている。
【０００４】
しかしながら、ヒータと触媒担体との距離が遠いと、ヒータにて発生した熱の損失が大きいため、触媒担体の昇温効果が高くない。これに対し、昇温効果を高めようとヒータと触媒担体との距離を近づけ過ぎると、ヒータ及び触媒担体部分での排気ガスの流れが極めて悪くなり、エンジンの出力性能に影響を与えてしまう。そのため、ヒータ形状（仕様）に応じてヒータの配置位置を十分に検討する必要があった。
【０００５】
更に特許文献１では、ヒータの加熱方式が連続加熱方式であるため、過昇温の危険性があるという問題も秘めている。
【特許文献１】特開平５−１５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ヒータ位置を適正化し、内燃機関の出力性能を良好に維持しつつ早期に良好な排気ガスの浄化効果を得ることができる内燃機関の排気浄化装置、及び、その排気浄化装置に用いられヒータの過昇温を防止できる制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、効果等を示しつつ説明する。
【０００８】
手段１．触媒担体を加熱するためのヒータは、触媒担体の上流側端面から所定間隔を以て配置され、この所定間隔は、ヒータを配置することによる触媒担体の上流側端面における排気ガスの圧損が許容値以下で、且つヒータの加熱により上昇可能な触媒担体の温度が下限値以上となる範囲内に設定される。
【０００９】
つまり、ヒータを配置することによる排気ガスの圧損は、内燃機関の出力性能を確保するために許容値以下にする必要がある。また、ヒータの加熱により上昇可能な触媒温度が下限値以上となる範囲では、該ヒータの能力で触媒担体が下限値以上に十分に昇温可能である。従って、これらを満足する間隔に設定することで、内燃機関の出力性能を良好に維持しつつ触媒担体の昇温効果が良好となり、早期に良好な排気ガスの浄化効果が得られるようになる。
【００１０】
なお、ヒータは１又は複数であり、ヒータが複数の場合は、触媒担体に最も近いヒータと該触媒担体との間隔を上記のように設定する。
【００１１】
手段２．上記手段１において、ヒータには、駆動電流の供給に基づいて発熱する線状の発熱体が備えられ、該発熱体は、触媒担体の上流側端面と略平行な方向に沿って展開される。
【００１２】
つまり、発熱体が触媒担体の上流側端面と略平行に配置されるので、該端面（触媒担体）の加熱効率が良好である。
【００１３】
手段３．手段１又は２において、ヒータと触媒担体の上流側端面との間には、前記所定間隔を保持する間隔保持手段が備えられる。
【００１４】
つまり、間隔保持手段を用いることで、ヒータと触媒担体の上流側端面とを好適な所定間隔に容易に配置できる。なお、この間隔保持手段は、ヒータ及び触媒担体と別体、ヒータ又は触媒担体と一体に設けられる。
【００１５】
手段４．手段１〜３のいずれかにおいて、ケースには、触媒担体から離間する方向へのヒータの移動を規制する段差部が形成される。
【００１６】
つまり、段差部にヒータを当接させることで、触媒担体から離間する方向へのヒータの移動を容易に規制できる。特に上記手段３と組み合わせれば、ヒータをこの段差部と間隔保持手段とで挟持されることになるので、場合によってはヒータの固定手段を省略することも可能になる。
【００１７】
手段５．上記手段１〜４のいずれかの排気浄化装置の制御装置であり、切換手段は、ヒータに駆動電流の供給又は該駆動電流の供給を遮断し、電流制御手段は、切換手段の切換動作をデューティ制御により行いヒータに供給する駆動電流の電流量を制御する。
【００１８】
つまり、デューティ制御を用いることによりヒータの発熱量を容易に制御できるので、ヒータが過度に温度上昇することによる破損を防止しながら、極力早期に良好な排気ガスの浄化効果を得ることが可能となる。
【００１９】
手段６．上記手段５において、電流制御手段は、ヒータに連続通電を行う第１の段階と、ヒータの温度上昇を緩やかにする第２の段階と、ヒータを好適な温度で維持する第３の段階との３段階で切換手段を制御する。
【００２０】
つまり、３段階の簡単な制御で、ヒータの破損を防止しつつ、早期に良好な排気ガスの浄化効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。
【００２２】
図１において、エンジン１０の吸気ポート近傍には気筒毎に電磁駆動式の燃料噴射弁１１が取り付けられている。燃料噴射弁１１からエンジン１０の各気筒に燃料が噴射供給されると、各気筒の吸気ポートでは吸入空気と燃料噴射弁１１による噴射燃料とが混合されて混合気が形成され、この混合気が吸気バルブ１２の開動作に伴い各気筒の燃焼室１３に導入される。
【００２３】
エンジン１０のシリンダヘッドには気筒毎に点火プラグ１４が取り付けられており、点火プラグ１４には、点火コイル等よりなる点火装置（図示略）を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ１４の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室１３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。
【００２４】
エンジン１０の排気ポートには排気バルブ１５が設けられており、該バルブ１５の開動作により燃焼後の排気ガスが排気管１６に排出される。
【００２５】
排気管１６には、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための触媒コンバータ１７が設けられ、触媒コンバータ１７の下流側には排気音を低減するマフラー１８が設けられる。また、触媒コンバータ１７の上流側には、排気ガスを検出対象として混合気の空燃比又はリッチ／リーンを検出するための空燃比センサ１９（リニア空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。
【００２６】
触媒コンバータ１７は、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを浄化するための三元触媒を担持する触媒担体２１と、その触媒が活性化して良好な排気浄化効果が得られる温度まで触媒担体２１を加熱するヒータ２２とを備えている。
【００２７】
触媒コンバータ１７は、具体的には図２に示すように、排気管１６と連通する円筒状のケース２３内に略円柱状の触媒担体２１と略円盤状のヒータ２２とを収容しており、該ヒータ２２が触媒担体２１の上流側端面２１ａと平行となるように配置されて構成されている。触媒担体２１は、セラミックや金属材料にて略円柱状をなしており、排気ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを浄化するための三元触媒を担持している。
【００２８】
ヒータ２２は、セラミック製のベース部材２４に所定抵抗値を有する銀製のヒータ電極２５がインサートされてなる。ベース部材２４には、直線状をなし両側から交互に入り組むような形状の空隙２６が形成され、該空隙２６を排気ガスが通過する。ベース部材２４の空隙２６以外の本体部分は、平面方向に沿って一方から他方に直角に蛇行した形状をなしており、この本体部分にインサートされるヒータ電極２５も同様に一方から他方に直角に蛇行して展開されている。ヒータ電極２５の両端部は、ケース２３に設けた一対の貫通孔２３ａからそれぞれ導入された接続線２７と接続している。なお、貫通孔２３ａは、シール部材２８を用いてシールされている。接続線２７は、後述するＥＣＵ４０と電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ４０の制御に基づきヒータ電極２５に接続線２７を介して駆動電流が供給されると、ヒータ２２が昇温する。これにより、触媒担体２１が直接的且つ空隙２６を通過する排気ガスを通じて間接的に加熱され、該触媒担体２１が急速に昇温するようになっている。
【００２９】
また、このような構成（仕様）のヒータ２２を用いる場合、該ヒータ２２と触媒担体２１の上流側端面２１ａとの間隔Ｄを適正化し、ヒータ２２が触媒担体２１の上流側端面２１ａから該間隔Ｄを以て配置されている。この間隔Ｄは、図３に示すように、間隔Ｄと、触媒温度（この場合、触媒担体２１の上流側端面２１ａの温度）及び排気ガスの圧損（この場合、同端面２１ａにおける排気ガスの圧損）との相関関係から求めている。但し、ヒータ２２を所定温度一定に駆動した場合である。図３に示すように、間隔Ｄを大きくすると、ヒータ２２の加熱により上昇可能な触媒温度は次第に低い温度となり、該ヒータ２２の配置することによる圧損も次第に小さい値となる。そして、ヒータ２２と触媒担体２１の上流側端面２１ａとの間隔Ｄは、該ヒータ２２を配置することによる排気ガスの圧損が許容値Ｐａ（例えば、２．５［ｋＰａ］）以下で、且つ該ヒータ２２の加熱により上昇可能な触媒温度が下限値Ｔａ（例えば、３００［℃］）以上となる範囲内に設定されている。
【００３０】
つまり、ヒータ２２を配置することによる排気ガスの圧損は、エンジン１０の出力性能を確保するために許容値Ｐａ以下にする必要がある。また、ヒータ２２の加熱により上昇可能な触媒温度が下限値Ｔａ以上となる範囲では、該ヒータ２２の能力で触媒担体２１が下限値Ｔａ以上に十分に昇温可能である。従って、これらを満足する間隔Ｄに設定することで、エンジン１０の出力性能を良好に維持しつつ触媒担体２１の昇温効果が良好となり、早期に良好な排気浄化効果が得られるようになっている。
【００３１】
また、この触媒コンバータ１７には、図２に示すように、触媒担体２１の温度を検出するための触媒温度センサ３０と、ヒータ２２の温度を検出するためのヒータ温度センサ３１とがそれぞれ所定位置に設けられている。
【００３２】
上述した各種センサの出力は、エンジン制御を司るＥＣＵ４０に入力される。ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に基づいて燃料噴射弁１１による燃料噴射や点火プラグ１４による点火時期等を制御する。
【００３３】
また、ＥＣＵ４０には、ヒータ２２（ヒータ電極２５）にバッテリ３５からの駆動電流を供給又は該駆動電流の供給を遮断するスイッチング素子３６が備えられている（図２参照）。ＥＣＵ４０は、このスイッチング素子３６をオンオフ制御（デューティ制御）して触媒コンバータ１７のヒータ温度制御を行っている。このヒータ温度制御については、図４のタイムチャート及び図５の処理フローを参照して説明する。
【００３４】
ＥＣＵ４０は、先ず触媒温度センサ３０からの出力信号に基づいて触媒担体２１の温度（上流側端面２１ａの温度）を検出しており、該触媒担体２１の温度が所定温度Ｔ０以下の冷間状態である判定すると、ステップ１０１に進み、スイッチング素子３６をオンさせてバッテリ３５からヒータ２２（ヒータ電極２５）に駆動電流を供給する。この場合、スイッチング素子３６をオン状態で維持し（デューティ１００％）、ヒータ２２に連続通電を行う。これにより、ヒータ２２の温度が急速に上昇する。
【００３５】
ステップ１０２では、ヒータ２２の温度が予め定めた第１判定温度Ｔ１以上になったか否かを判定する。第１判定温度Ｔ１は、後述する第２判定温度Ｔ２の約８０％の温度である。ヒータ２２の温度が第１判定温度Ｔ１未満であれば、ステップ１０１に戻り、ヒータ２２の連続通電を継続する。ヒータ２２の温度が第１判定温度Ｔ１以上になると、ステップ１０３に進む。
【００３６】
ステップ１０３では、予め設定した第１デューティ制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ４０は、デューティを下げ（例えば１００％→５０％）、これに基づいてスイッチング素子３６をオンオフ動作させ、ヒータ２２（ヒータ電極２５）に供給する駆動電流の電流量を連続通電時の約半分程度まで減少させる。これにより、ヒータ２２の温度上昇が上記した連続通電時よりも緩やかになる。つまり、ヒータ２２の温度が後述する第２判定温度Ｔ２に到達した時に過大にオーバーシュートすることを防止している。
【００３７】
ステップ１０４では、ヒータ２２の温度が予め定めた第２判定温度Ｔ２以上になったか否かを判定する。ヒータ２２の温度が第２判定温度Ｔ２未満であれば、ステップ１０３に戻り、上記の第１デューティ制御を継続する。ヒータ２２の温度が第２判定温度Ｔ２以上になると、ステップ１０５に進む。
【００３８】
ステップ１０５では、予め設定した第２デューティ制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ４０は、デューティを下げ（例えば５０％→３０％）、これに基づいてスイッチング素子３６をオンオフ動作させ、ヒータ２２（ヒータ電極２５）に供給する駆動電流の電流量を連続通電時の約１／３程度まで減少させる。これにより、ヒータ２２の温度上昇が停止し、該温度で維持される。つまり、ＥＣＵ４０は、ヒータ２２の温度を第２判定温度Ｔ２付近で維持する。このようにヒータ２２が第２判定温度Ｔ２まで加熱されることにより、触媒担体２１の温度も急速に上昇していく（図４参照）。
【００３９】
ステップ１０６では、触媒担体２１の温度が予め定めた第３判定温度Ｔ３以上になったか否かを判定する。触媒担体２１の温度が第３判定温度Ｔ３未満であれば、ステップ１０５に戻り、上記の第２デューティ制御を継続する。触媒担体２１の温度が第３判定温度Ｔ３以上になると、ステップ１０７に進む。
【００４０】
ステップ１０７では、触媒担体２１にて担持する触媒が活性化して良好な排気浄化効果が得られる好適な温度に達したと判定し、スイッチング素子３６をオフして、ヒータ２２の駆動を停止する。そのため、ヒータ２２の駆動停止後は、該ヒータ２２の温度は低下していく。また、触媒担体２１は継続的に排気ガスが通過するので、該触媒担体２１の温度は上昇し、図示しないがやがて安定する。
【００４１】
このようにＥＣＵ４０はヒータ２２を駆動することで、触媒担体２１が好適な温度になるまでの時間が短くなるため、図４に示すように、排気ガス中の例えばＨＣが早期から大幅に減少し、排気エミッションを改善できる。
【００４２】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４３】
本実施の形態では、触媒担体２１を加熱するためのヒータ２２は、触媒担体２１の上流側端面２１ａから所定間隔Ｄを以て配置され、この所定間隔Ｄは、ヒータ２２を配置することによる触媒担体２１の上流側端面２１ａにおける排気ガスの圧損が許容値Ｐａ以下で、且つヒータ２２の加熱により上昇可能な触媒担体２１の温度が下限値Ｔａ以上となる範囲内（図３参照）に設定されている。
【００４４】
つまり、ヒータ２２を配置することによる排気ガスの圧損は、エンジン１０の出力性能を確保するために許容値Ｐａ以下にする必要がある。また、ヒータ２２の加熱により上昇可能な触媒温度が下限値Ｔａ以上となる範囲では、該ヒータ２２の能力で触媒担体２１が下限値Ｔａ以上に十分に昇温できる。従って、これらを満足する間隔Ｄに設定することで、エンジン１０の出力性能を良好に維持しつつ触媒担体２１の昇温効果が良好となり、早期に良好な排気ガスの浄化効果を得ることができる。
【００４５】
本実施の形態では、ヒータ電極２５が触媒担体２１の上流側端面２１ａと略平行な方向に沿って展開されている。つまり、発熱体が触媒担体２１の上流側端面２１ａと略平行に配置されるので、該端面２１ａ（触媒担体２１）の加熱効率が良好である。
【００４６】
本実施の形態では、ＥＣＵ４０にてスイッチング素子３６がデューティ制御され、ヒータ２２に供給する駆動電流の電流量が制御されている。この場合、ＥＣＵ４０は、ヒータ２２に連続通電を行う第１の段階と、ヒータ２２の温度上昇を緩やかにすべく第１ディーティ制御を行う第２の段階と、ヒータ２２を好適な温度（第２判定温度Ｔ２）で維持すべく第２ディーティ制御を行う第３の段階との３段階でスイッチング素子３６を制御している。つまり、このようなデューティ制御を用いることによりヒータ２２の発熱量を容易に制御できるので、ヒータ２２が過度に温度上昇することによる破損を防止しながら、極力早期に良好な排気ガスの浄化効果を得ることができる。特に本形態では、３段階の簡単な制御を用いている。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００４８】
上記実施の形態では、ヒータ２２を図２（ａ）ように構成したが、これに限らず適宜変更しても良い。例えば、図６に示すようなヒータ２２ａを用いても良い。このヒータ２２ａは、ベース部材２４ａが大径及び小径の２つのリングを直径方向に延びる１つの直線で連結させた形状をなしており、ヒータ電極２５ａが周方向に蛇行するようにして配置されてなる。このようなヒータ２２ａを用いても、上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
上記実施の形態では、ヒータ２２を１個使用したものであったが、ヒータを複数用いても良い。例えば、図７に示すように、ヒータ２２を２個用いても良い。この場合、ヒータ２２間の間隔を決定した状態で、触媒担体２１に最も近いヒータ２２と該触媒担体２１との間隔Ｄを上記のように設定する。
【００５０】
上記実施の形態のヒータ２２を、図８のように固定しても良い。すなわち、ケース２３に、触媒担体２１から離間する方向へのヒータ２２の移動を規制する段差部２３ｂを例えば環状に形成すると共に、ヒータ２２と触媒担体２１の上流側端面２１ａとの間に、上記した所定間隔Ｄを保持する例えばリング状の間隔保持部材２９を用いる。つまり、段差部２３ｂにヒータ２２を当接させることで、触媒担体２１から離間する方向へのヒータ２２の移動を容易に規制できる。また、間隔保持部材２９を用いることで、ヒータ２２と触媒担体２１の上流側端面２１ａとを好適な所定間隔Ｄに容易に配置できる。なお、この間隔保持部材２９は、このようにヒータ２２及び触媒担体２１と別体としてもよいが、ヒータ２２又は触媒担体２１と一体に設けても良い。更に、段差部２３ｂと間隔保持部材２９とを共に用いる図８の形態では、ヒータ２２をこの段差部２３ｂと間隔保持部材２９とで挟持できるので、ヒータ２２の固定手段を省略できる。
【００５１】
上記実施の形態では、ヒータ２２の温度を検出するためのヒータ温度センサ３１を用いたが、ヒータ電極２５の温度上昇に伴う抵抗値変化を検出し、該抵抗値変化からヒータ２２の温度を検出するようにしても良い。このようにすれば、ヒータ温度センサ３１を省略することができる。
【００５２】
上記実施の形態では、スイッチング素子３６のデューティ制御を３段階で行うようにしたが、これ以外の多段階で行うようにしたも良い。例えば、その時々でデューティを適宜変更するようにしても良い。
【００５３】
上記実施の形態では、ヒータ２２及び触媒担体２１の温度に基づいて制御の切り換えを行ったが、経過時間に基づいて制御の切り換えを行うようにしても良い。
【００５４】
上記実施の形態では、ガソリンエンジンに適応したが、ディーゼルエンジンに適応することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】一実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。
【図２】ヒータの形状及び配置を説明するための断面図である。
【図３】ヒータと触媒担体との間隔を設定するのに用いる特性図である。
【図４】ヒータ温度制御を説明するためのタイムチャートである。
【図５】ヒータ温度制御を説明するためのフローチャートである。
【図６】別例におけるヒータの形状を説明するための断面図である。
【図７】別例におけるヒータの配置を説明するための断面図である。
【図８】別例におけるヒータの配置を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０…エンジン（内燃機関）、１６…排気管、１７…触媒コンバータ（排気浄化装置）、２１…触媒担体、２１ａ…上流側端面、２２…ヒータ、２３…ケース、２３ａ…段差部、２５，２５ａ…ヒータ電極（発熱体）、２６…空隙、２９…間隔保持部材（間隔保持手段）、３６…スイッチング素子（切換手段）、４０…ＥＣＵ（電流制御手段）、Ｐａ…許容値、Ｔａ…下限値、Ｄ…間隔。
【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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