(57)【要約】【課題】迅速なる昇温を図りつつ、しかも基材の均一なる加熱を実施する。【解決手段】ハニカム構造体のハニカム体６１はセラミックスよりなり、ハニカム体６１の表面には互いに離間して複数の電極６２が設けられている。ハニカム体６１においては、複数の電極６２により形成される複数の電流経路Ｘａ〜Ｘｃに対して各々通電が行われ、その通電によりハニカム体６１が加熱される。制御装置７５は、複数の電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとに、所定電圧を印加した状態で流れるヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃを検出する。また、制御手段７５は、電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとのヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃを比較し、その比較結果に基づいて各電流経路Ｘａ〜Ｘｃにおける通電時期をそれぞれ制御する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性セラミックスよりなる基材と該基材に互いに離間して設けられた複数の電極とを有するハニカム構造体と、
前記基材において前記複数の電極により形成される複数の電流経路に対して各々通電を行う通電手段と、
を備え、前記複数の電流経路に対する通電により前記基材を加熱する電気加熱式触媒装置であり、
前記複数の電流経路ごとに、所定電圧を印加した状態で流れる経路別電流、又は前記基材における電極間抵抗を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出した電流経路ごとの前記経路別電流又は前記電極間抵抗を比較し、その比較結果に基づいて各電流経路における通電時期をそれぞれ制御する通電制御手段と、
を備えることを特徴とする電気加熱式触媒装置。
【請求項２】
前記基材は、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）特性を有するセラミックスよりなり、
前記検出手段は、前記基材への加熱を開始する加熱開始時点での前記経路別電流又は前記電極間抵抗を検出するものであり、
前記通電制御手段は、前記複数の電流経路のうち、前記加熱開始時点での経路別電流が小さい電流経路を先に同経路別電流が大きい電流経路を後にして、又は前記加熱開始時点での電極間抵抗が大きい電流経路を先に同電極間抵抗が小さい電流経路を後にして、各電流経路の通電開始時期をそれぞれ制御する請求項１に記載の電気加熱式触媒装置。
【請求項３】
前記通電制御手段は、先に通電開始した電流経路の経路別電流又は電極間抵抗が、通電開始前の別の電流経路の経路別電流又は電極間抵抗と同じ値になった時点で、その別の電流経路について通電を開始する請求項２に記載の電気加熱式触媒装置。
【請求項４】
前記通電制御手段は、前記加熱開始時点での各電流経路同士の前記経路別電流又は前記電極間抵抗の差に基づいて、先に通電開始する電流経路を決定するとともに、後に通電開始する電流経路について、先の通電開始タイミングからの通電遅延時間を決定する請求項２又は３に記載の電気加熱式触媒装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記基材への加熱開始後において、所定の検出周期で前記複数の電流経路ごとに前記経路別電流又は前記電極間抵抗を検出し、
前記通電制御手段は、前記所定の検出周期でその都度検出された前記経路別電流又は前記電極間抵抗の比較を行い、その比較結果に基づいて各電流経路における通電時期をそれぞれ制御する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記経路別電流の検出に際し、その経路別電流の検出が可能であってかつ前記基材の温度変化が生じない通電時間で各電流経路を通電し前記経路別電流を検出する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒装置。
【請求項７】
動力源としてモータとエンジンとを備える車両ハイブリッドシステムに適用され、前記ハニカム構造体が前記エンジンの排気系に設けられる電気加熱式触媒装置であり、
前記通電制御手段は、前記モータによる車両始動後であってかつ前記エンジンの始動前の期間で、前記基材への加熱を実施する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気加熱式触媒装置。
【請求項８】
導電性セラミックスよりなる基材と該基材に互いに離間して設けられた複数の電極とを有するハニカム構造体と、
前記基材において前記複数の電極により形成される複数の電流経路に対して各々通電を行う通電手段と、
を備え、前記複数の電流経路に対する通電により前記基材を加熱する電気加熱式触媒装置であり、
前記複数の電流経路は、互いに交差する向きに延びる電流経路を含んで構成されており、
前記互いに交差する向きに延びる電流経路についてその都度通電対象となる電流経路の切替を実施する切替制御手段を備えることを特徴とする電気加熱式触媒装置。
【請求項９】
前記基材は円柱状をなしており、
前記複数の電流経路は、互いに交差する向きに延びる電流経路として、前記基材の軸方向に延びる第１電流経路と、該軸方向に交差する向きに延びる第２電流経路とを含み、
前記切替制御手段は、前記第１電流経路と前記第２電流経路についてその都度通電対象となる電流経路の切替を実施する請求項８に記載の電気加熱式触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気加熱式触媒装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの排気を浄化するための排気浄化装置として触媒装置が用いられている。触媒装置は、セラミックス製のハニカム体（基材）にＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ等の触媒が担持されて構成され、所定の活性温度（例えば４００℃程度）に保持されることで、所望とする排気浄化性能を発揮できるものとなっている。
【０００３】
また、触媒装置として、ハニカム体に一対の電極を設け、その電極間に電圧を印加することによりハニカム体を加熱する電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ）が提案されている（例えば特許文献１参照）。より具体的には、ハニカム体は、炭化珪素等の導電性セラミックスにより円柱状に形成され、排気通過方向に延びる多数の貫通孔（セル）を有している。そして、ハニカム体の外周面において、例えばハニカム体の軸心を基準として１８０度異なる二位置に、それぞれ薄膜状の一対の電極が設けられ、その一対の電極に電圧を印加することでハニカム体が加熱されるものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−２９５１８４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、エンジンにおける排気浄化性能を高めるには触媒装置の早期活性化を図る必要があり、近年では、ハニカム体の加熱時においてそのハニカム体に対して投入される電気エネルギが増大化される傾向にある。例えば、ハイブリッド自動車では大容量バッテリが搭載されることもあってハニカム体に対して大電力の投入が可能であり、２０〜３０秒という時間でハニカム体を５００℃程度まで昇温させるものもある。
【０００６】
一方、電気加熱式触媒装置において、ハニカム体に設けた一対の電極に対して電圧を印加して通電を行う場合、電極の設置形態やハニカム体の個体差、経時変化等に起因して、ハニカム体の各部で通電電流のバラツキが生じると考えられる。例えば、電極の中央部と端部とで電流が大小異なり、電極端部においてエネルギ（電流）が集中する。この場合、ハニカム体が不均一に加熱されることになるために局部的に熱応力が集中し、ひいてはハニカム体の破損等の不具合を招くおそれがある。こうした問題は、上記のとおり触媒装置の早期活性化（早期昇温）を図るべく投入エネルギが増大化されている場合に特に顕著であると考えられる。
【０００７】
本発明は、迅速なる昇温を図りつつ、しかも基材の均一なる加熱を実施することができる電気加熱式触媒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】
【０００８】
本発明の電気加熱式触媒装置では、導電性セラミックスよりなる基材と複数の電極とを有するハニカム構造体において複数の電極により基材に複数の電流経路が形成されており、それら各電流経路に対する通電により基材が加熱される。この場合、各電流経路で電極間抵抗がそれぞれ異なっていると、電圧印加した状態での経路別電流に差が生じ、ひいては基材における温度不均一が生じる。
【０００９】
この点、本発明では、所定電圧を印加した状態で基材に流れる経路別電流、又は基材における電極間抵抗を電流経路ごとに検出する。そして、電流経路ごとの経路別電流又は電極間抵抗を比較するとともに、その比較結果に基づいて各電流経路における通電時期をそれぞれ制御する。かかる場合、電流経路ごとの経路別電流又は電極間抵抗を比較することで、基材の内部抵抗に関して電流経路間のバラツキを把握でき、その電流経路間のバラツキを加味しつつ各電流経路の通電時期を個別に制御することができる。したがって、基材の加熱開始前において電極の設置形態や基材の個体差、経時変化等に起因して各電流経路の電極間抵抗に差が生じていても、加熱開始後にその差を解消するように加熱を行い、基材における温度分布を均一化することができる。よって、基材における局部的な熱応力の集中を抑制できる。このとき、早期の活性化を図るべく基材に対して大電力が投入されたとしても、基材の破損等を抑制できる。その結果、迅速なる昇温を図りつつ、しかも基材の均一なる加熱を実施することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、前記基材は、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）特性を有するセラミックスよりなり、検出手段は、前記基材への加熱を開始する加熱開始時点での前記経路別電流又は前記電極間抵抗を検出するものである。そして、通電制御手段は、前記複数の電流経路のうち、前記加熱開始時点での経路別電流が小さい電流経路を先に同経路別電流が大きい電流経路を後にして、又は前記加熱開始時点での電極間抵抗が大きい電流経路を先に同電極間抵抗が小さい電流経路を後にして、各電流経路の通電開始時期をそれぞれ制御する。
【００１１】
ＮＴＣ特性を有する基材の場合、通電開始に伴い温度上昇すると次第に内部抵抗が低下する（通電電流は増加する）。また、各電流経路で電極間抵抗が大小異なっていると、電極間抵抗が小さい方が他に比べて大電流となり、その電極間抵抗が小さい部位に熱が集中する。この点、上記構成によれば、基材への加熱開始前に各電流経路で電極間抵抗が大小異なっている場合において、その加熱開始直後には、電極間抵抗が小さい電流経路で抵抗値が保たれたまま、電極間抵抗が大きい電流経路で抵抗値が低下する。したがって、基材への加熱開始後において電極間抵抗の差を解消でき、基材における温度分布を均一化することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、前記通電制御手段は、先に通電開始した電流経路の経路別電流又は電極間抵抗が、通電開始前の別の電流経路の経路別電流又は電極間抵抗と同じ値になった時点で、その別の電流経路について通電を開始する。この場合、後実施の通電の開始以降において、先に通電開始する電流経路と後に通電開始する電流経路とについて経路別電流や電極間抵抗を一致させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記通電制御手段は、前記加熱開始時点での各電流経路同士の前記経路別電流又は前記電極間抵抗の差に基づいて、先に通電開始する電流経路を決定するとともに、後に通電開始する電流経路について、先の通電開始タイミングからの通電遅延時間を決定する。
【００１４】
上記構成によれば、先に通電開始する電流経路と後に通電開始する電流経路とについて、経路別電流や電極間抵抗を簡易な手法にて一致させることができる。例えば、各電流経路同士の経路別電流又は電極間抵抗の差と通電遅延時間との関係をあらかじめ定めておき、その関係に基づいて通電遅延時間を決定するとよい。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、前記検出手段は、前記基材への加熱開始後において、所定の検出周期で前記複数の電流経路ごとに前記経路別電流又は前記電極間抵抗を検出する。そして、前記通電制御手段は、前記所定の検出周期でその都度検出された前記経路別電流又は前記電極間抵抗の比較を行い、その比較結果に基づいて各電流経路における通電時期をそれぞれ制御する。
【００１６】
上記構成によれば、基材への加熱開始後であって、一部の電流経路が通電されている状態でその通電により電極間抵抗が徐々に変化していく過程において、通電開始済みの電流経路と通電開始前の電流経路との経路別電流又は電極間抵抗の比較に基づいて、通電開始前の電流経路について通電が順次開始される。例えば、基材の加熱開始後に未だ通電開始前となっている電流経路が２以上ある場合には、それら通電開始前の電流経路について前記比較に基づいて個々に通電開始の許否が判定され、通電許容がなされる都度、通電開始される。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、前記検出手段は、前記経路別電流の検出に際し、その経路別電流の検出が可能であってかつ前記基材の温度変化が生じない通電時間で各電流経路を通電し前記経路別電流を検出する。
【００１８】
各電流経路における経路別電流を検出する場合、それら各電流経路は、その後直ちに通電開始するものだけではないため、経路別電流の検出時において一時的な通電により基材が温度上昇することは望ましくない。この点、上記のとおり経路別電流の検出が可能であってかつ基材の温度変化が生じない通電時間で各電流経路を通電し経路別電流を検出することにより、基材における不要な温度上昇を抑制できる。具体的には、通電時間を３ｍｓｅｃ以下とし、例えば１ｍｓｅｃとする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、動力源としてモータとエンジンとを備える車両ハイブリッドシステムに適用され、前記ハニカム構造体が前記エンジンの排気系に設けられる電気加熱式触媒装置に関する。そして、前記通電制御手段は、前記モータによる車両始動後であってかつ前記エンジンの始動前の期間で、前記基材への加熱を実施する。
【００２０】
車両ハイブリッドシステムでは、一般に車両発進時や低車速域でエンジンの運転が停止され、モータによる車両走行が実施される。したがって、車両走行を始めようとする車両始動時には、モータ駆動だけの走行期間があり、この期間を利用して電気加熱式触媒装置の加熱を実施できる。この場合、上記のとおり迅速なる昇温を図りつつ、しかも基材の均一なる加熱を実施できることは、車両ハイブリッドシステムにおける低エミッション化を図る上で大いに有益であると言える。
【００２１】
また、車両ハイブリッドシステムでは、例えば２００Ｖ以上の高電圧を充電可能な高電圧バッテリが採用される。したがって、この点からしても電気加熱式触媒装置において早期でかつ好適なる昇温を実現できる。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、複数の電流経路は、互いに交差する向きに延びる電流経路を含んで構成されており、前記複数の電流経路のうち互いに交差する向きに延びる電流経路についてその都度通電対象となる電流経路の切替を実施する切替制御手段を備える。
【００２３】
要するに、基材に対して複数の電流経路により通電を行う場合、電極の配置や、電流経路の数、位置等により、基材において加熱の偏りができ、結果として温度不均一が生じることが考えられる。この点、上記構成によれば、互いに交差する向きに延びる複数の電流経路について通電対象となる電流経路が都度切り替えられるため、基材における加熱の偏りを抑制できる。つまり、複数の電流経路が同方向に延びる向きで設けられている場合には、それら電流経路同士の間などにおいて電流が流れにくい部位（すなわち、加熱されにくい部位）ができるが、上記のとおり互いに交差する電流経路を適宜切り替えることで、電流が流れにくい部位（すなわち、加熱されにくい部位）をできにくくすることができる。その結果、基材の均一なる加熱を実施することができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明では、前記基材は円柱状をなしており、前記複数の電流経路は、互いに交差する向きに延びる電流経路として、前記基材の軸方向に延びる第１電流経路と、該軸方向に交差する向きに延びる第２電流経路とを含んでいる。そして、前記切替制御手段は、前記第１電流経路と前記第２電流経路についてその都度通電対象となる電流経路の切替を実施する。
【００２５】
上記構成によれば、円柱状をなす基材について、電流が流れにくい部位（すなわち、加熱されにくい部位）をなくし、基材全体の加熱の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】発明の実施の形態における車両制御システムの概略を示す構成図。
【図２】ハニカム構造体の構成を示す図であり、（ａ）は全体の構成を示す斜視図、（ｂ）は軸方向の断面図。
【図３】触媒通電システムの概要を示す図面であり、（ａ）は同システムの概要回路図、（ｂ）はより詳細な回路図。
【図４】ヒータ通電制御の概要を示すタイムチャート。
【図５】ヒータ通電制御の手順を示すフローチャート。
【図６】図５に引き続きヒータ通電制御の手順を示すフローチャート。
【図７】ハニカム体の通電制御をより具体的に説明するためのタイムチャート。
【図８】ハニカム体の通電制御をより具体的に説明するためのタイムチャート。
【図９】（ａ）は通電遅延時間を算出するための図、（ｂ）は別例のタイムチャート。
【図１０】ハニカム体における電極の設置パターンを示す図。
【図１１】ハニカム体における電極の設置位置と電気回路とを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、エンジンとモータとを動力源とするハイブリッド車両における車両制御システムの制御装置に具体化している。当該制御システムにおいては、エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）とハイブリッド電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）とが設けられている。そして、エンジンＥＣＵを中枢として、エンジンにおける燃料噴射量制御や点火時期制御等を実施するとともに、ハイブリッドＥＣＵを中枢として、モータ制御やそれを含むシステム全体の制御を実施することとしている。本制御システムの全体概略を示す構成図を図１に示す。
【００２８】
図１において、エンジン１０は、火花着火式の多気筒ガソリンエンジンであり、吸気管１１には電気駆動式のスロットルバルブ１２が設けられ、吸気管１１に繋がるエンジン吸気ポートには燃料噴射手段としてのインジェクタ１３が設けられている。また、エンジン１０の点火手段として、エンジンの各気筒に点火プラグ１５が設けられるとともに、点火プラグ１５に点火用高電圧を印加するイグナイタ１６が設けられている。その他、吸気ポート及び排気ポートには吸気バルブ１７及び排気バルブ１８がそれぞれ設けられている。
【００２９】
また、排気管２１には、排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサとしてのＡ／Ｆセンサ２２が設けられるとともに、その下流側には排気浄化装置としての触媒コンバータ２３が設けられている。触媒コンバータ２３は、例えば三元触媒を有するものであり、排気が通過する際に排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ，ＮＯｘ）を浄化する。また、触媒コンバータ２３は、円筒状の触媒ケース内に、複数のヒータ電極を有するハニカム構造体２４が収容されて構成される、いわゆる電気加熱式触媒装置（ＥＨＣ：Electrical Heating Catalyzer）を構成するものである。ただし、その詳細は後述する。
【００３０】
エンジン１０の出力軸２５には、遊星ギアを用いた動力分配装置２６が接続されている。動力分配装置２６には、ギア軸２７を介して、電動機及び発電機として駆動可能なモータ２８が接続されており、出力軸２９、ディファレンシャルギア３１及び駆動軸３２を介して車輪（駆動輪）３３が接続されている。これにより、エンジン１０の動力とモータ２８の動力とが同一の駆動軸３２に出力可能になっている。
【００３１】
モータ２８は、インバータ３４を介して高圧バッテリ３５に接続されている。モータ２８が発電機として駆動する場合には、モータ２８で発電した電力が、インバータ３４で交流から直流に変換された後、高圧バッテリ３５に充電される。一方、モータ２８が電動機として駆動する場合には、高圧バッテリ３５からの電力が、インバータ３４を介してモータ２８に供給される。高圧バッテリ３５の残容量（ＳＯＣ）は、電流センサ３６により検出される充放電電流に基づいて算出される。なお、高圧バッテリ３５の電圧は例えば２００Ｖ程度である。
【００３２】
エンジンＥＣＵ５０及びハイブリッドＥＣＵ５１は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）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１０や車両の駆動に関する各種制御を実施する。
【００３３】
具体的には、エンジンＥＣＵ５０は、エンジン１０の所定クランク角毎に矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ３７や、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ３８等といったエンジン１０の運転状態を検出する各種センサ等からの検出信号を入力し、それらの各種信号に基づいて、燃料噴射量や点火時期等を演算してインジェクタ１３やイグナイタ１６の駆動を制御する。また、エンジンＥＣＵ５０は、ハイブリッドＥＣＵ５１と電気的に接続されており、ハイブリッドＥＣＵ５１からの制御信号に基づいてエンジン１０を制御する。
【００３４】
ハイブリッドＥＣＵ５１は、始動スイッチ３９や電流センサ３６、車両の運転に関する各種情報を検出する各種センサから検出信号を入力し、それらの各種信号に基づいて、モータ２８やインバータ３４等の駆動を制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ５１は、エンジンＥＣＵ５０と各種制御信号やデータ等のやり取りを行い、エンジン１０の燃費効率を考慮した車両走行モードによりエンジン１０及びモータ２８を制御したり、アイドルストップ制御を実施したりする。
【００３５】
次に、電気加熱式触媒装置について詳細に説明する。図２は、触媒コンバータ２３のハニカム構造体２４の構成を示す図であり、（ａ）は全体の構成を示す斜視図、（ｂ）は軸方向の断面図である。
【００３６】
ハニカム構造体２４は、炭化珪素（ＳｉＣ）を主成分とする多孔質の導電性セラミックスからなる基材としてのハニカム体６１と、そのハニカム体６１の表面に設けられ金属層からなる複数の電極６２とを有している。ハニカム体６１は、四角格子状に配された多孔質の隔壁６３と、その外周側面を覆う筒状の外周壁６４とを有しており、各隔壁６３の間には軸方向に延びる多数のセル６５が形成されている。隔壁６３にはＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等からなる三元触媒が担持されている。ハニカム体６１は、例えば直径φ９３ｍｍ×長さ１００ｍｍの円柱形状をなしており、隔壁６３の厚みは１７０μｍ、外周壁６４の厚みは３００μｍ、セル６５のピッチ幅は１１００μｍである。また、ハニカム体６１の気孔率は４０％であり、平均細孔径は１０μｍである。
【００３７】
電極６２は、少なくともＣｒとＦｅとを含有し、かつＣｒ又はＦｅを主成分とする表面金属層６７と、ハニカム体６１との境界部に形成される金属シリサイドからなる拡散層６８とからなる。より具体的には、表面金属層６７はＣｒ−４０Ｆｅ合金からなり、拡散層６８にはＣｒシリサイド及びＦｅシリサイドが形成されている。表面金属層６７及び拡散層６８の厚みは３０μｍである。
【００３８】
複数の電極６２は、ハニカム体６１の軸中心に対して１８０°対称となる位置に設けられた２つの電極群（第１電極群Ｇ１、第２電極群Ｇ２）として構成されており、各電極群Ｇ１，Ｇ２にはそれぞれ３つずつの電極６２が設けられている。本実施形態では、各電極群Ｇ１，Ｇ２がハニカム体６１の軸中心に対してなす角度θ（図の左右両側の電極の外側端部がなす角度）が９０°になっている。
【００３９】
また、複数の電極６２は、ハニカム体６１を挟んで対向する各一対の電極で複数の電極対を構成しており、それら各電極対に電圧が印加されることによりハニカム体６１が加熱される。本実施形態では３つの電極対が形成されており、その電極対ごとに通電を行うことでハニカム体６１の全体が加熱されるようになっている。ここで、炭化珪素を主成分とするハニカム体６１はＮＴＣ特性（負温度特性）を有しており、ハニカム体６１の温度上昇に伴い抵抗値が次第に低下する。
【００４０】
次に、触媒コンバータ２３の電気加熱に関する電気的構成について説明する。図３は、触媒通電システムの概要を示す図面であり、（ａ）は同システムの概要回路図、（ｂ）はより詳細な回路図である。なお、図３では、ハニカム体６１の外表面に設けられた計６つの電極６２を、それぞれ電極６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆとして示している。この場合、電極６２Ａ〜６２Ｃが第１電極群Ｇ１に属し、電極６２Ｄ〜６２Ｆが第２電極群Ｇ２に属する。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、６つの電極６２のうち、第１電極群Ｇ１に属する電極６２Ａ〜６２Ｃは電源７１の正側に接続され、第２電極群Ｇ２に属する電極６２Ｄ〜６２Ｆは通電切替回路７２を介して電源７１の負側に接続されている。なお、電源７１は図１の高圧バッテリ３５である。
【００４２】
ここで、電極６２Ａ−６２Ｄ、電極６２Ｂ−６２Ｅ、電極６２Ｃ−６２Ｆがそれぞれ電極対となっており、これら各電極対に電圧が印加されると、それぞれ電流経路Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃを通じて電極間に電流が流れることとなる。ただしこの場合、各電極対における電極間の抵抗（電極間抵抗）は、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃで異なることが考えられる。例えば、３つの電流経路Ｘａ〜Ｘｃのうち、ハニカム体６１の軸中心を通る電流経路Ｘｂは、他の電流経路Ｘａ，Ｘｃに比べて経路長が長いため、電極間抵抗が大きくなると考えられる。なお、電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとに電極間抵抗が異なる理由は、電流経路長の違いだけでなく、電極６２の形状、大きさや、ハニカム体６１の個体差、経年変化に起因するものが考えられる。
【００４３】
上記のとおり電流経路ごとに電極間抵抗にバラツキが生じていると、各電極対に一斉に電圧を印加した場合に、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃに流れる電流に差が生じ、結果としてハニカム体６１において加熱温度の不均一が生じる。特に、ハニカム体６１がＮＴＣ特性を有していることから、電圧印加開始後には温度上昇に伴いハニカム体６１の抵抗値が下がるため、電極対ごとの電流の差が顕著になると考えられる。
【００４４】
そこで本実施形態では、通電切替回路７２により、各電極対に対する通電タイミングを個々に制御し、それにより各電極対におけるヒータ電流の均一化、ひいてはハニカム体６１の加熱温度の均一化を図ることとしている。
【００４５】
また、本実施形態では車両ハイブリッドシステムに適用することとしており、その車両ハイブリッドシステムでは、車両発進時や低車速域など、エンジンの運転が低効率となる走行領域でエンジンの運転を停止し、モータによる車両走行を実施している。つまり、車両走行を始めようとする車両始動時にはモータ駆動だけの走行期間がある。本実施形態では、この期間を利用して電気加熱式触媒装置の加熱を実施することとしている。この場合、車両始動後（モータ始動後）であってかつエンジン始動前の所定時間内に触媒コンバータ２３を活性温度（例えば５００℃）まで昇温させることが要求されるが、こうした早期昇温の要求下でも触媒コンバータ２３を適正に昇温させる必要がある。
【００４６】
図３（ｂ）では、３つの電流経路Ｘａ〜Ｘｃについて、それぞれの電極間抵抗を抵抗Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃとし、電圧印加時に流れる電流（経路別電流）をヒータ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃとして示している。通電切替回路７２は、３つの電流経路Ｘａ〜Ｘｃをそれぞれ接続及び遮断のいずれかの状態に切り替えるものであり、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃにはそれぞれスイッチ７３ａ，７３ｂ，７３ｃと電流計７４ａ，７４ｂ，７４ｃとが設けられている。スイッチ７３ａ〜７３ｃは、ＭＯＳＦＥＴ等からなるスイッチング素子により構成されている。この場合、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃにおいて、スイッチ７３ａがオンとなっている状態で電流計７４ａによりヒータ電流Ｉａが検出され、スイッチ７３ｂがオンとなっている状態で電流計７４ｂによりヒータ電流Ｉｂが検出され、スイッチ７３ｃがオンとなっている状態で電流計７４ｃによりヒータ電流Ｉｃが検出される。
【００４７】
電流計７４ａ〜７４ｃにより検出されたヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃは制御装置７５に入力される。制御装置７５は、ヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃに基づいて、各スイッチ７３ａ〜７３ｃのオン／オフ制御（例えばＰＷＭ制御）によるヒータ通電制御を実施する。本実施形態では、制御装置７５が図１のエンジンＥＣＵ５０内のＣＰＵにより構成されている。
【００４８】
ヒータ通電制御の概要を図４のタイムチャートを用いて説明する。図４では説明の便宜上、３つの電流経路Ｘａ〜Ｘｃのうち、電極６２Ａ−６２Ｄを含む電流経路Ｘａと電極６２Ｂ−６２Ｅを含む電流経路Ｘｂとについて、電極間抵抗Ｒａ，Ｒｂの変化と通電オン／オフのタイミングとを示している。
【００４９】
さて、タイミングｔ１以前は、ヒータ通電の開始前であってハニカム体６１は冷間状態にある。この状態では、電極間抵抗Ｒａ，ＲｂはＲａ＜Ｒｂの関係にある。この状態のまま、タイミングｔ１で一斉に各電流経路Ｘａ，Ｘｂに電流を流すと、電流の偏りが生じる。そこで、通電開始タイミングであるタイミングｔ１では、２つの電流経路Ｘａ，Ｘｂのうち、電極間抵抗が大きい方の電流経路Ｘｂについてのみ通電を開始する。そして、電流経路Ｘｂへの通電に伴い電極間抵抗Ｒｂが低下し、Ｒｂ＝Ｒａとなるタイミングｔ２では、電流経路Ｘａについても通電を開始する。ｔ１〜ｔ２の期間は、電流経路Ｘｂへの通電開始に対して電流経路Ｘａへの通電開始を遅延させる遅延期間である。この場合、ハニカム体６１の加熱開始当初において各電流経路で電極間抵抗の合わせ込みが行われることにより、電流経路ごとのヒータ電流のバラツキを抑制できる。
【００５０】
次に、エンジンＥＣＵ５０（図３の制御装置７５）により実行されるハニカム構造体２４のヒータ通電制御処理について説明する。図５及び図６は、ヒータ通電制御の手順を示すフローチャートであり、本処理は、車両始動スイッチのオン後、すなわち車両システムへの電源投入後においてエンジンＥＣＵ５０により実行される。
【００５１】
図５において、ステップＳ１０１では、電流経路Ｘａ〜Ｘｃごと（ヒータ電極対ごと）に設定された通電許可フラグｆａ，ｆｂ，ｆｃを全て０にリセットする。次に、ステップＳ１０２では、電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとに設けられたスイッチ７３ａ〜７３ｃを全てオンにし、続くステップＳ１０３では、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃのヒータ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを検出する。この場合、ＥＣＵによるオン指令後においてヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃが正確に検出できるよう、少なくとも１ｍｓｅｃ程度の待ち時間の経過後にヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃが検出されるとよい。
【００５２】
その後、ステップＳ１０４では、通電許可フラグｆａ，ｆｂ，ｆｃが全て０であるか否かを判定する。電源投入後の初回時であれば、通電許可フラグｆａ，ｆｂ，ｆｃが全て０であるためステップＳ１０５に進み、各電流経路のヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃのうち最小のものを最小電流値Ｉｍｉｎとして記憶する。一方、二回目以降であれば、ステップＳ１０６に進み、通電許可フラグ＝１になっている電流経路のヒータ電流のうち最小のものを最小電流値Ｉｍｉｎとして記憶する。
【００５３】
その後、ステップＳ１０７〜Ｓ１１２では、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃのうち、ヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃがその時の最小電流値Ｉｍｉｎ以下になっている電流経路について通電許可フラグに１をセットする。すなわち、Ｉａ≦Ｉｍｉｎであれば通電許可フラグｆａに１をセットし（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）、Ｉｂ≦Ｉｍｉｎであれば通電許可フラグｆｂに１をセットし（ステップＳ１０９，Ｓ１１０）、Ｉｃ≦Ｉｍｉｎであれば通電許可フラグｆｃに１をセットする（ステップＳ１１１，Ｓ１１２）。
【００５４】
その後、図６のステップＳ１１３〜Ｓ１１８では、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃのスイッチ７３ａ〜７３ｃのうち、その時点で通電許可フラグ＝０になっているスイッチ（通電許可されていない電流経路のスイッチ）をオフする。すなわち、通電許可フラグｆａ＝０であればスイッチ７３ａをオフし（ステップＳ１１３，Ｓ１１４）、通電許可フラグｆｂ＝０であればスイッチ７３ｂをオフし（ステップＳ１１５，Ｓ１１６）、通電許可フラグｆｃ＝０であればスイッチ７３ｃをオフする（ステップＳ１１７，Ｓ１１８）。
【００５５】
その後、ステップＳ１１９では、通電許可フラグｆａ〜ｆｃの全てが１になったか否かを判定し、ＮＯであればステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０では、上記ステップＳ１０２でのスイッチオンの処理から所定時間（本実施形態では１０ｍｓｅｃ）が経過したか否かを判定し、ＹＥＳであれば図５のステップＳ１０２に戻る。
【００５６】
また、ステップＳ１１９がＹＥＳの場合にはステップＳ１２１に進み、例えば通電デューティ１００％の昇温制御を実施することで、触媒活性化制御を実施する。この触媒活性化制御は、ヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃが、触媒目標温度に相当する規定値以上になるまで（ステップＳ１２２がＹＥＳになるまで）継続して実施される。触媒目標温度は、例えば５００℃程度である。最後に、ステップＳ１２３では、スイッチ７３ａ〜７３ｃを全てオフにする。これにより、触媒コンバータ２３の昇温制御が終了される。
【００５７】
次に、上記フローチャートにより実現されるハニカム体６１の通電制御について、図７及び図８を用いてより具体的に説明する。図７及び図８は、いずれも冷間状態からの通電制御の様子を示しており、そのうち図７は、冷間状態でのヒータ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃがそれぞれ（５Ａ，３Ａ，４Ａ）である場合を示し、図８は、冷間状態でのヒータ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃがそれぞれ（５Ａ，３Ａ，３Ａ）である場合を示している。
【００５８】
さて図７において、ハニカム体６１への加熱を開始するタイミングｔ１１では、初回のヒータ通電処理が開始される。詳しくは、タイミングｔ１１では、通電許可フラグｆａ，ｆｂ，ｆｃが全てリセットされるとともに、電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとのスイッチ７３ａ〜７３ｃが全てオンされる。すると、各ヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃがそれぞれ変化し、Ｉａ＝５Ａ，Ｉｂ＝３Ａ，Ｉｃ＝４Ａ程度まで一気に上昇する。
【００５９】
そして、タイミングｔ１２では、初回のヒータ電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃが検出され、そのうち「Ｉｂ＝３Ａ」が最小電流値Ｉｍｉｎとして記憶される。また、同ｔ１２では、通電許可フラグｆａ〜ｆｃのうちｆｂだけに「１」がセットされるとともに、スイッチ７３ａ〜７３ｃのうち７３ａ，７３ｃがオフされる。したがって、タイミングｔ１２以降は、ヒータ電流Ｉｂのみが継続して流れるが、他のヒータ電流Ｉａ，Ｉｃは０になる。このとき、ヒータ電流Ｉｂの通電によりその通電部分でハニカム体６１が加熱されるため、ハニカム体６１の内部抵抗が下がり、それに伴いヒータ電流Ｉｂが徐々に増加する。つまり、３つの電流経路Ｘａ〜Ｘｃのうち、電流経路Ｘｂのみ通電が開始され、他の電流経路Ｘａ，Ｘｃの通電は開始されない。そのため、電流経路Ｘａ，Ｘｃ（電極間抵抗が小さい電流経路）でその電極間抵抗が略一定値で保たれたまま、電流経路Ｘｂ（電極間抵抗が大きい電流経路）でその電極間抵抗が徐々に低下する。なお、電流経路Ｘａ〜Ｘｃのうちで電流経路Ｘｂはヒータ電流が最も小さいため、その電流経路Ｘｂで先行して通電開始されても、他の電流経路への影響（他の電流経路での温度上昇等）は比較的少ないものとなっている。
【００６０】
ヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃを検出するための通電時間（ｔ１１〜ｔ１２のスイッチオン時間）は、それらヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃの検出が可能であってかつハニカム体６１の温度変化が生じない短い時間となっている（本実施形態では１ｍｓｅｃ）。
【００６１】
なお、ヒータ電流の検出タイミングと、スイッチのオフタイミングとは前後にずれていてもよい。例えば、タイミングｔ１１から１ｍｓｅｃ経過時点でヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃが検出されるのに対し、タイミングｔ１１から１．２ｍｓｅｃ経過時点でスイッチ（７３ａ〜７３ｃのいずれか）がオフされる構成であってもよい。
【００６２】
その後、タイミングｔ１３では、２回目のヒータ通電処理が開始される。詳しくは、タイミングｔ１３では、再びスイッチ７３ａ〜７３ｃが全てオンされる（既にオン状態のスイッチ７３ｂはオン状態が維持される）。すると、ヒータ電流Ｉａ，Ｉｃが、再びＩａ＝５Ａ，Ｉｃ＝４Ａ程度まで一気に上昇する。ヒータ電流Ｉｂはこの時点で４Ａ程度まで増加している。そして、タイミングｔ１４では、通電開始済み（通電許可フラグ＝１）の電流経路Ｘｂのヒータ電流Ｉｂにより、「４Ａ」が最小電流値Ｉｍｉｎとして記憶される。また、同ｔ１４では、ヒータ電流Ｉａ，Ｉｃと最小電流値Ｉｍｉｎ（＝４Ａ）とが比較され、Ｉｃ≦Ｉｍｉｎであるため、通電許可フラグｆｃに「１」がセットされるとともに、スイッチ７３ａがオフされる。これにより、タイミングｔ１４以降、電流経路Ｘｂに加えて電流経路Ｘｃの通電が開始される。
【００６３】
その後、タイミングｔ１５では、３回目のヒータ通電処理が開始される。詳しくは、タイミングｔ１５では、再びスイッチ７３ａ〜７３ｃが全てオンされる（既にオン状態のスイッチ７３ｂ，７３ｃはオン状態が維持される）。すると、ヒータ電流Ｉａが、再びＩａ＝５Ａ程度まで一気に上昇する。ヒータ電流Ｉｂ，Ｉｃはこの時点で５Ａ程度まで増加している。そして、タイミングｔ１６では、通電開始済み（通電許可フラグ＝１）の電流経路Ｘｂ，Ｘｃのヒータ電流Ｉｂ，Ｉｃにより、「５Ａ」が最小電流値Ｉｍｉｎとして記憶される。また、同ｔ１６では、ヒータ電流Ｉａと最小電流値Ｉｍｉｎ（＝５Ａ）とが比較され、Ｉａ≦Ｉｍｉｎであるため、通電許可フラグｆａに「１」がセットされる。これにより、タイミングｔ１６以降、全ての電流経路Ｘａ〜Ｘｃの通電が実施済みの状態となる。
【００６４】
上記３回のヒータ通電処理によれば、ハニカム体６１の各電流経路における通電エネルギの均一化を図りつつ、当該ハニカム体６１の略均一に昇温される。
【００６５】
また、図８において、加熱開始タイミングのタイミングｔ２１〜ｔ２２では、初回のヒータ通電処理が実施される。このとき、Ｉａ＝５Ａ，Ｉｂ＝３Ａ，Ｉｃ＝３Ａであり、通電許可フラグｆｂ，ｆｃに「１」がセットされるとともに、スイッチ７３ｂ，７３ｃはオン継続、スイッチ７３ａはオフとされる。つまり、電流経路Ｘｂ，Ｘｃの通電が開始され、電流経路Ｘａの通電は開始されない。
【００６６】
その後、タイミングｔ２３〜ｔ２４では、２回目のヒータ通電処理が開始される。このとき、ヒータ電流Ｉａが再び５Ａ程度まで一気に上昇するが、この時点でＩａ≦Ｉｍｉｎが成立しないため、電流経路Ｘａの通電は開始されないままとされる。
【００６７】
その後、タイミングｔ２５〜ｔ２６では、３回目のヒータ通電処理が開始される。このとき、ヒータ電流Ｉａが再び５Ａ程度まで一気に上昇し、この時点でＩａ≦Ｉｍｉｎが成立するため、電流経路Ｘａの通電が開始される。これにより、タイミングｔ２６以降、全ての電流経路Ｘａ〜Ｘｃの通電が実施済みの状態となる。
【００６８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００６９】
ハニカム体６１のヒータ通電処理として、電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとのヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃ（経路別電流）を比較するとともに、その比較結果に基づいて各電流経路Ｘａ〜Ｘｃにおける通電時期をそれぞれ制御する構成としたため、ハニカム体６１の内部抵抗に関して電流経路間のバラツキを把握しつつ、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃの通電時期を個別に制御することができる。したがって、ハニカム体６１の加熱開始前において電極６２の設置形態やハニカム体６１の個体差、経時変化等に起因して各電流経路Ｘａ〜Ｘｃの電極間抵抗に差が生じていても、加熱開始後にその差を解消するように加熱を行い、ハニカム体６１における温度分布を均一化することができる。よって、ハニカム体６１における局部的な熱応力の集中を抑制できる。このとき、早期の活性化を図るべくハニカム体６１に対して大電力が投入されたとしても、ハニカム体６１の破損等を抑制できる。その結果、迅速なる昇温を図りつつ、しかもハニカム体６１の均一なる加熱を実施することができる。
【００７０】
ハニカム体６１への加熱開始時において、複数の電流経路Ｘａ〜Ｘｃのうち、加熱開始時点でのヒータ電流が小さい電流経路を先に、同ヒータ電流が大きい電流経路を後にして、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃの通電開始時期をそれぞれ制御する構成とした。そのため、ハニカム体６１への加熱開始直後には、電極間抵抗が小さい電流経路で抵抗値が保たれたまま、電極間抵抗が大きい電流経路で抵抗値が低下する。したがって、ハニカム体６１への加熱開始後において電極間抵抗の差を解消でき（ヒータ電流の差も同様）、ハニカム体６１における温度分布を均一化することができる。
【００７１】
先に通電開始した電流経路のヒータ電流が、通電開始前の別の電流経路のヒータ電流と同じ値になった時点で、その別の電流経路について通電を開始する構成とした。この場合、後実施の通電の開始以降において、先に通電開始する電流経路と後に通電開始する電流経路とについてヒータ電流を一致させることができる。
【００７２】
ハニカム体６１への加熱開始後において、所定の検出周期（本実施形態では１０ｍｓｅｃ）で検出した電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとのヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃを互いに比較し、その比較結果に基づいて各電流経路Ｘａ〜Ｘｃにおける通電時期をそれぞれ制御する構成とした。これにより、先に通電開始された電流経路でヒータ電流が徐々に上昇していく過程（電極間抵抗が徐々に低下していく過程）において、通電開始済みの電流経路と通電開始前の電流経路とでヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃの比較を行いつつ、電流経路を通電状態に順次移行させることができる。
【００７３】
車両ハイブリッドシステムにおいてモータ２８による車両始動後であってかつエンジン始動前の期間でハニカム体６１への加熱を実施する構成としており、かかる構成において、エンジン始動前の限られた時間内で、ハニカム構造体２４の割れ防止を図りつつ早期昇温を実現できる。したがって、車両ハイブリッドシステムにおける低エミッション化を図る上で多大な効果を期待できる。
【００７４】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００７５】
・上記実施形態では、電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとのヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃを検出し、そのヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃに基づいて各電流経路の通電時期を制御する構成としたが、これに代えて、電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとの電極間抵抗を検出し、その電極間抵抗に基づいて各電流経路の通電時期を制御する構成としてもよい。電極間抵抗は、ヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃとその時の印加電圧とに基づいて算出される。通電制御（ハニカム体６１の昇温制御）として具体的には、加熱開始時点での電極間抵抗を電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとに検出するとともに、その加熱開始時点での電極間抵抗が大きい電流経路を先に、同電極間抵抗が小さい電流経路を後にして、各電流経路Ｘａ〜Ｘｃの通電開始時期をそれぞれ制御する。このとき、先に通電開始した電流経路の電極間抵抗が、通電開始前の別の電流経路の電極間抵抗と同じ値になった時点で、その別の電流経路について通電を開始する。
【００７６】
なお、ＥＣＵによる具体的な処理としては、基本的には図５，図６の処理が転用でき、ヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃの検出を電極間抵抗の検出に代え、ハニカム体６１への通電に伴い抵抗値が下がることを反映させたものであればよい。
【００７７】
・通電開始前の電流経路では、基本的にヒータ電流（経路別電流）や電極間抵抗は不変である。ゆえに、２回目以降のヒータ通電処理では、ヒータ電流Ｉａ，Ｉｃを検出しなくてもよい（図７，図８参照）。ただし、通電開始前の電流経路であっても、先に通電された電流経路の加熱により影響を受けることも考えられるため、それを考慮した補正を行うことが望ましい。
【００７８】
・ハニカム体６１の加熱開始時点での各電流経路同士のヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃ（又は電極間抵抗）の差に基づいて、先に通電開始する電流経路を決定するとともに、後に通電開始する電流経路について、先の通電開始タイミングからの通電遅延時間を決定するようにしてもよい。具体的には、ＥＣＵは、例えば加熱開始時点での電流経路Ｘａ〜Ｘｃごとのヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃがそれぞれ（５Ａ，３Ａ，４Ａ）である場合、このうちヒータ電流が最小の電流経路Ｘｂを先に通電開始する電流経路として決定する。そして次に、ＥＣＵは、例えば図９（ａ）の関係に基づいて、通電遅延時間を算出する。図９（ａ）は、ヒータ電流Ｉａ〜Ｉｃのうちで最小となる最小電流とそれ以外のヒータ電流との電流差を横軸、通電遅延時間を縦軸に定めたものであり、電流差が大きいほど、通電遅延時間が大きくなるように規定されている。最小電流がＩｂ＝３Ａである場合、ヒータ電流Ｉａについては電流差が「５Ａ−３Ａ＝２Ａ」となり、ヒータ電流Ｉｃについては電流差が「４Ａ−３Ａ＝１Ａ」となる。図９（ａ）によれば、電流経路Ｘａの通電遅延時間がＴＤ１として算出され、電流経路Ｘｃの通電遅延時間がＴＤ２として算出される。そして、ＥＣＵは、ハニカム体６１の加熱開始時点で電流経路Ｘｂを先行して通電開始するとともに、その後、通電遅延時間ＴＤ２が経過した時点で電流経路Ｘｃの通電を開始し、さらに通電遅延時間ＴＤ１が経過した時点で電流経路Ｘａの通電を開始する（図９（ｂ）参照）。
【００７９】
上記構成によれば、先に通電開始する電流経路と後に通電開始する電流経路とについて、経路別電流や電極間抵抗を簡易な手法にて一致させることができる。この場合、各電流経路の経路別電流又は電極間抵抗は、加熱開始時点にのみ検出されればよい。
【００８０】
・図１０は、ハニカム体６１における電極の設置パターンを示す図である。なお、図１０では、ハニカム体６１の軸方向を左右方向として示している。図１０（ａ）では、ハニカム体６１の軸方向にずらして複数の電極６２が設けられている（図では３つ）。また、電源７１の正側に接続された電極６２の数と負側に接続された電極６２の数とが不一致になっている（図では正側１つ、負側２つ）。この場合、ハニカム体６１には、正側電極を共通電極として２つの電流経路Ｘａ，Ｘｂが形成されており、その電流経路Ｘａ，Ｘｂの切替がスイッチ８１ａ，８１ｂにより行われるようになっている。
【００８１】
図１０（ｂ）では、ハニカム体６１において軸方向にずらした位置に各２つずつの電極６２が設けられている。それら各電極６２のうちハニカム体６１の一方の軸端部寄りの２つの電極６２に電源７１の正側が接続され、ハニカム体６１の他方の軸端部寄りの２つ電極６２に電源７１の負側が接続されている。この場合、ハニカム体６１には、その軸方向に沿って２つの電流経路Ｘａ，Ｘｂが形成されており、その電流経路Ｘａ，Ｘｂの切替がスイッチ８３ａ，８３ｂにより行われるようになっている。
【００８２】
図１０（ｃ）では、ハニカム体６１において軸方向に互い違いとなる位置に複数の電極６２が設けられている（図では５つ）。また、電源７１の正側に接続された電極６２の数と負側に接続された電極６２の数とが不一致になっている（図では正側３つ、負側２つ）。ハニカム体６１には、４つの電流経路が形成されており、正側電極において軸方向に見て負側電極に挟まれた位置の電極６２（図にハッチングを付したもの）と、負側電極において軸方向に見て正側電極に挟まれた位置の電極６２（図にハッチングを付したもの）とが、複数の電流経路での共通電極となっている。ハニカム体６１の各電流経路はスイッチ８５ａ，８５ｂ，８５ｃにより切り替えられるようになっている。
【００８３】
図１０（ａ）〜（ｃ）の構成においても、上記同様、複数の電流経路ごとに、所定電圧を印加した状態で流れる経路別電流又は電極間抵抗を検出する一方、その電流経路ごとの経路別電流又は電極間抵抗を互いに比較し、その比較結果に基づいて各電流経路における通電時期をそれぞれ制御するようにしている。
【００８４】
・例えば、図１０（ｂ）の構成では、ハニカム体６１の軸方向に沿って通電を行う場合（軸方向通電を行う場合）に、軸方向に延びる複数の電流経路が形成されるが、その電流経路同士の間などにおいて電流が流れにくい部位（すなわち、加熱されにくい部位）ができ、結果として径方向に温度差が発生する。これ以外に、ハニカム体６１の径方向に沿って通電を行う場合（径方向通電を行う場合）にも、同様の事態が生じ、結果として軸方向に温度差が発生すると考えられる。加熱のバラツキが生じる原因として電極の配置や、電流経路の数、位置等が考えられる。そこで、軸方向通電と径方向通電とを切替可能な構成とする。
【００８５】
図１１は、ハニカム体６１における電極の設置位置と電気回路とを示す図である。なお、図１１では、ハニカム体６１の軸方向を左右方向として示している。
【００８６】
図１１（ａ）に示すように、ハニカム体６１には、軸方向に離間した２カ所に、それぞれ２つずつ電極６２が設けられている。図では、各電極６２を、６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄとしている。そして、電極６２Ａには電源７１の正側が接続されている。電極６２Ｂには、スイッチＳＷ１が接続されており、同スイッチＳＷ１の２つの切替点ａ，ｂのうちａには電源７１の正側が、ｂには電源７１の負側が接続されている。電極６２Ｃには、スイッチＳＷ２が接続されており、同スイッチＳＷ２の２つの切替点ｃ，ｄのうちｃには電源７１の負側が、ｄには電源７１の正側が接続されている。また、電極６２Ｄには電源７１の負側が接続されている。各スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、図示しない制御装置からの制御信号により適宜切り替えられるようになっている。
【００８７】
上記構成では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替により軸方向通電と径方向通電との切替が可能となっている。具体的には、（ｂ）に示すように、ＳＷ１＝ａ、ＳＷ２＝ｃとした場合には、軸方向に沿って２つの電流経路が形成され、電極６２Ａ→６２Ｃ、電極６２Ｂ→６２Ｄの向きに電流が流れる。これにより、軸方向通電が実施される（このときの電流経路が第１電流経路に相当する）。また、（ｃ）に示すように、ＳＷ１＝ｂ、ＳＷ２＝ｄとした場合には、径方向に沿って２つの電流経路が形成され、電極６２Ａ→６２Ｂ、電極６２Ｃ→６２Ｄの向きに電流が流れる。これにより、径方向通電が実施される（このときの電流経路が第２電流経路に相当する）。
【００８８】
要するに、軸方向通電時の電流経路と径方向通電時の電流経路とは互いに交差する電流経路となっており、本実施形態では特に互いに直交するものとなっている。そして、それら互いに交差する向きに延びる電流経路について通電対象となる電流経路が切り替えられるようになっている。
【００８９】
軸方向通電と軸方向通電との切替処理は、制御装置（例えばエンジンＥＣＵ５０）により実施される。例えば、制御装置は、あらかじめ定めた所定の時間周期で、軸方向通電と径方向通電とを切り替える。この場合、軸方向通電の通電時間と径方向通電の通電時間とは同じ時間幅であってもよいし、異なる時間幅であってもよい。例えば、軸方向通電の１回当たりの通電時間を、径方向通電の１回当たりの通電時間よりも長くする（又はその逆でもよい）。
【００９０】
冷間状態からの加熱時と、活性完了後の温度保持のための加熱時とで、軸方向通電と径方向通電とを使い分けることも可能である。例えば、冷間状態からの加熱時には軸方向通電を行い、活性完了後の温度保持のための加熱時には径方向通電を行う（又はその逆でもよい）。
【００９１】
上記構成によれば、互いに交差する向きに延びる複数の電流経路についてその都度通電対象となる電流経路が切り替えられるため、ハニカム体６１において電流が流れにくい部位（すなわち、加熱されにくい部位）をできにくくすることができる。その結果、ハニカム体６１の均一なる加熱を実施することができる。本実施形態では特に、ハニカム体６１の軸方向に延びる電流経路と、該軸方向に交差する向きに延びる電流経路とを対象に電流経路の切替を実施する構成としたため、円柱状をなすハニカム体６１について、電流が流れにくい部位（すなわち、加熱されにくい部位）をなくし、ハニカム体全体の加熱の均一化を図ることができる。
【００９２】
上記のとおり軸方向通電と軸方向通電とを切り替える構成において、複数の電流経路ごとのヒータ電流（経路別電流）を比較するとともに、その比較結果に基づいて各電流経路における通電時期をそれぞれ制御する構成としてもよい。つまり、軸方向通電時において、その時の複数の電流経路について各々通電時期を制御したり、径方向通電時において、その時の複数の電流経路について各々通電時期を制御したりする。
【００９３】
・軸方向通電時の電流経路と径方向通電時の電流経路とは同数でなくてもよく、軸方向通電時の電流経路の方が多い構成、又は径方向通電時の電流経路の方が多い構成であってもよい。また、それら２つの電流経路は、図１１に示すように共通の電極の使い分けにより形成されるもの以外に、軸方向通電時に専用の電極と、径方向通電時に専用の電極とを有するものであってもよい。
【００９４】
・軸方向通電と径方向通電とを切り替える構成において、互いに交差する向きに延びる電流経路は、直交以外の状態で交差するものであってよい。また、３方向に延び、互いに交差する複数の電流経路であってもよい。
【００９５】
・ハニカム構造体において、ハニカム体６１（基材）の表面に複数の電極６２を設ける以外に、ハニカム体６１（基材）の内部に埋め込んだ状態で複数の電極６２を設けることも可能である。
【００９６】
・ハニカム構造体の基材として、ＮＴＣ特性（負の温度特性）でなくＰＴＣ特性（正の温度特性）を有するものを用いる構成であってもよい。ＰＣＴ特性の基材の場合、通電開始に伴い温度上昇すると次第に内部抵抗が上昇するため、複数の電流経路のうち、加熱開始時点での経路別電流が大きい電流経路を先に同経路別電流が小さい電流経路を後にして、又は加熱開始時点での電極間抵抗が小さい電流経路を先に同電極間抵抗が大きい電流経路を後にして、各電流経路の通電開始時期をそれぞれ制御するとよい。本構成であっても、やはりハニカム体の加熱開始後に、電流経路ごとの電極間抵抗の差を解消するように加熱を行うことができ、ハニカム体における温度分布を均一化することができる。
【００９７】
・基材としてのハニカム体は、円柱状以外に、角柱状をなすものであってもよい。また、その端面形状は、四角形以外に、五角以上の多角形形状であってもよい。さらに、セルの開口形状は四角形以外であってもよく、六角形等の多角形形状であってもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１０…エンジン、２３…触媒コンバータ、２４…ハニカム構造体、５０…エンジンＥＣＵ（検出手段、通電制御手段、切替制御手段）、６１…ハニカム体（基材）、６２…電極、７１…電源（通電手段）、７２…通電切替回路（通電手段）、７３…スイッチ、７４…電流計、７５…制御装置、Ｘａ〜Ｘｃ…電流経路。
【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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【図１０】
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【図１１】
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