(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられる電気加熱式触媒の制御システムであって、
前記電気加熱式触媒は、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挟み込まれ電気を絶縁するマット部材と、を有し、
前記ケースと前記マット部材との間または前記マット部材中に設けられ、自身にかかる荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重センサの検出値に基づいて前記発熱体への電力供給を制御する制御部と、を備えた電気加熱式触媒の制御システム。
【請求項２】
前記制御部が、前記発熱体への電力供給の開始後、前記荷重センサの検出値が所定の目標荷重に対応する目標値に達したときに前記発熱体への電力供給を停止する請求項１に記載の電気加熱式触媒の制御システム。
【請求項３】
前記制御部が、前記発熱体への電力供給の実行中において、前記荷重センサの検出値が前記目標値に向って推移している間に前記荷重センサが検出すべき荷重である基準荷重に対する前記荷重センサの実際の検出値のずれ度合いが所定の程度より大きくなった場合、前記荷重センサの実際の検出値が前記基準荷重推移に対して増大側にずれたときは前記発熱体へ供給する電力を低減させ、前記荷重センサの実際の検出値が前記基準荷重推移に対して減少側にずれたときは前記発熱体へ供給する電力を増大させる請求項２に記載の電気加熱式触媒の制御システム。
【請求項４】
前記電気加熱式触媒における前記発熱体の前記マット部材と接する外周面には該発熱体に電力を供給する一対の電極が接続されており、該一対の電極におけるそれぞれの電極は前記発熱体の外周面に沿って周方向及び軸方向に延び、且つ、前記発熱体を挟んで互いに対向しており、
前記荷重センサが、前記発熱体の周方向における前記一対の電極の間の中間位置において、前記ケースと前記マット部材との間または前記マット部材中に配置されている請求項２または３に記載の電気加熱式触媒の制御システム。
【請求項５】
前記電気加熱式触媒における前記発熱体の前記マット部材と接する外周面には該発熱体に電力を供給する一対の電極が接続されており、該一対の電極におけるそれぞれの電極は前記発熱体の外周面に沿って周方向及び軸方向に延び、且つ、前記発熱体を挟んで互いに対向しており、
前記荷重センサが、前記発熱体の周方向において、前記一対の電極における一方の電極から相対的に近い位置と該一方の電極から相対的に遠い位置とのそれぞれに配置されており、
前記発熱体への電力供給を実行している間において、一方の荷重センサの検出値と他方の荷重センサの検出値との差である荷重差が第１所定量より大きくなった場合、前記制御部が、前記発熱体へ供給する電力を低減する請求項１に記載の電気加熱式触媒の制御システム。
【請求項６】
前記発熱体への電力供給を実行している間において、前記荷重差が前記第１所定量より大きくなり、前記発熱体へ供給する電力を低減する場合に、前記制御部が、前記荷重差が維持傾向または減少傾向となるまで、前記発熱体へ供給する電力を徐々に低減し、且つ、前記荷重差が維持傾向または減少傾向となった時点以降はその時点の電力を維持して前記発熱体への電力供給を実行する請求項５に記載の電気加熱式触媒の制御システム。
【請求項７】
前記電気加熱式触媒における前記発熱体の前記マット部材と接する外周面には該発熱体
に電力を供給する一対の電極が接続されており、該一対の電極におけるそれぞれの電極は前記発熱体の外周面に沿って周方向及び軸方向に延び、且つ、前記発熱体を挟んで互いに対向しており、
前記荷重センサが、前記発熱体の周方向において、前記一対の電極における一方の電極から相対的に近い位置と該一方の電極から相対的に遠い位置とのそれぞれに配置されており、
前記発熱体への電力供給を実行している間において、一方の荷重センサの検出値と他方の荷重センサの検出値との差である荷重差が第２所定量より大きくなった場合、前記発熱体への電力供給を停止する請求項１に記載の電気加熱式触媒の制御システム。
【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の制御システムに関する。
【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装置として、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では、発熱体の温度を所望の温度に調整するために、該発熱体への電力供給が制御される。そこで、ＥＨＣの発熱体の温度を取得すべく、該発熱体より上流側および下流側の排気通路に排気温度センサが設けられた構成が知られている。このような構成では、排気温度センサの検出値に基づいて発熱体の温度が推定される。そして、推定された発熱体の温度に基づいて該発熱体への電力供給が制御される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６２６３６８号公報
【特許文献２】特開２０００−２０６０７０号公報
【特許文献３】特開平８−３０４３１３号公報
【特許文献４】特開２００１−２４９０９２号公報
【特許文献５】特開２０１３−１８５５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＥＨＣの発熱体の温度を取得するために排気通路に排気温度センサを設けた構成の場合、仮に、排気通路における発熱体の近傍に排気温度センサを配置したとしても、該排気温度センサと発熱体との間にはある程度の距離が生じる。また、発熱体への通電によって触媒を加熱する時においては排気通路に排気が流れていない場合もある。この場合、発熱体において発生した熱を、排気を介して排気温度センサに伝達させることが困難となる。したがって、排気温度センサの検出値に基づいてＥＨＣの発熱体の温度を高精度で推定することが困難な場合がある。そのため、排気温度センサの検出値に基づいて発熱体への電力供給を制御すると、電力の過剰供給または供給不足を招く虞がある。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、ＥＨＣにおいて、発熱体への電力供給をより好適に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電気加熱式触媒の制御システムは、内燃機関の排気通路に設けられる電気加熱式触媒の制御システムであって、前記電気加熱式触媒は、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挟み込まれ電気を絶縁するマット部材と、を有し、前記ケースと前記マット部材との間または前記マット部材中に設けられ、自身にかかる荷重を検出する荷重センサと、前記荷重センサの検出値に基づいて前記発熱体への電力供給を制御する制御部と、を備えている。
【０００８】
本発明においては、ＥＨＣにおける、ケースとマット部材との間またはマット部材中に荷重センサが設けられている。ここで、ＥＨＣの発熱体が通電により発熱すると、該発熱
体がその温度上昇に応じて膨張する。その結果、ＥＨＣに設けられた荷重センサにかかる荷重が増加する。つまり、荷重センサの検出値は、発熱体の温度と相関がある。したがって、荷重センサの検出値に基づいて発熱体への電力供給を制御することで、該発熱体の温度を所望の温度に調整することができる。
【０００９】
また、本発明に係る荷重センサは、ケースとマット部材との間またはマット部材中に設けられる。そのため、荷重センサは、発熱体の温度変化に伴う体積変化を、自身にかかる荷重の変化として直接的に検出することができる。したがって、荷重センサによって検出される荷重の変化は、発熱体より下流側の排気通路に設けられた排気温度センサによって検出される排気温度の変化よりも、発熱体の温度の変化に対する追従性が高い。また、排気通路に排気が流れていない場合であっても、荷重センサによって検出される荷重は発熱体の温度との相関が高い。
【００１０】
また、発熱体と荷重センサとの間の電気的な絶縁性はマット部材によって確保されている。ここで、発熱体の温度を検出すべく、本発明に係る荷重センサの設置位置と同様の位置に温度センサを設ける構成が考えられる。しかしながら、このような構成の場合、マット部材が断熱材として機能してしまうことで、温度センサの検出値と発熱体の温度との相関が低下してしまう虞がある。そのため、本発明に係る荷重センサの検出値と発熱体の温度との相関よりも、該荷重センサの設置位置と同様の位置に温度センサを設置した場合の該温度センサの検出値と発熱体の温度との相関は低くなる。
【００１１】
以上のように、ＥＨＣにおいて、発熱体の温度に対して高い相関を示す荷重センサの検出値に基づいて発熱体への電力供給を制御することで、発熱体への電力供給をより好適に制御することができる。
【００１２】
本発明においては、制御部が、前記発熱体への電力供給の開始後、荷重センサの検出値が所定の目標荷重に対応する目標値に達したときに発熱体への電力供給を停止してもよい。ここで、目標荷重は、発熱体の温度が所望の温度に達した場合に荷重センサにかかると想定される荷重として設定される値である。また、このような目標荷重に対応する荷重センサの検出値である目標値は、実験等に基づいて予め定めることができる。そして、上記のように発熱体への電力供給を制御することで、発熱体への電力の過剰供給または供給不足を抑制することができる。その結果、発熱体の温度をより高精度で所望の温度に調整することができる。
【００１３】
また、制御部が、発熱体への電力供給を実行している間における電力の供給量を荷重センサの検出値に基づいて制御してもよい。ここで、発熱体への電力供給の実行中において、荷重センサの検出値が目標値に向って推移している間に該荷重センサが検出すべき荷重を基準荷重とする。この基準荷重は実験等に基づいて予め定めることができる。そして、発熱体への電力供給の実行中において、基準荷重に対する荷重センサの実際の検出値のずれ度合いが所定の程度より大きくなった場合、制御部が、発熱体へ供給する電力を補正してもよい。つまり、荷重センサの実際の検出値が基準荷重に対して所定の程度より増大側にずれたときは発熱体へ供給する電力を低減させてもよい。また、荷重センサの実際の検出値が基準荷重に対して所定の程度より減少側にずれたときは発熱体へ供給する電力を増大させてもよい。
【００１４】
これによれば、発熱体への電力供給を実行している間において、実際に荷重センサにかかる荷重が可及的に基準荷重の推移に沿って推移するように、発熱体へ供給する電力が制御されることになる。そのため、発熱体への過剰な電力供給を抑制しつつ、荷重センサにかかる荷重をより速やかに目標荷重まで到達させることができる。したがって、発熱体の熱劣化の促進を抑制しつつ、該発熱体の温度をより速やかに所望の温度まで上昇せること
ができる。
【００１５】
また、ＥＨＣにおいては、発熱体に電力を供給するための一対の電極が設けられている。ここで、ＥＨＣにおける発熱体のマット部材と接する外周面に一対の電極が接続されていてもよい。この場合、一対の電極におけるそれぞれの電極（すなわち、正極と負極）は発熱体の外周面に沿って周方向及び軸方向に延び、且つ、発熱体を挟んで互いに対向していてもよい。
【００１６】
ここで、ＥＨＣの発熱体に通電された場合、該発熱体においては、一対の電極におけるそれぞれ電極の近傍部分の温度が最も高くなる。そして、発熱体の外周面における、一対の電極のそれぞれの電極から最も離れた位置、すなわち、発熱体の周方向における一対の電極の間の中間位置近傍の部分の温度が最も低くなる。そこで、本発明においては、荷重センサが、発熱体の周方向における一対の電極の間の中間位置において、ケースとマット部材との間またはマット部材中に配置されてもよい。このような位置に配置された荷重センサの検出値に基づいて発熱体への電力供給を実行または停止することで、発熱体における最も温度が低い箇所の温度を所望の温度に調整することができる。そのため、発熱体の全体をより高い確率で十分に昇温させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る電気加熱式触媒の制御システムは、ＥＨＣにおけるケースとマット部材との間またはマット部材中に設けられた荷重センサを複数備えていてもよい。このとき、荷重センサは、発熱体に電力を供給する一対の電極における一方の電極から相対的に近い位置と該一方の電極から相対的に遠い位置とのそれぞれに配置されていてもよい。
【００１８】
ここで、発熱体に電力を供給する電極においては局所的な酸化が生じる場合がある。このような電極の局所的な酸化が生じると、該電極における酸化部分の抵抗値が上昇する。そのため、このような電極の局所的な酸化が生じた状態で、該電極が正常な状態と同様の電力供給を継続していると、該電極の温度が過剰に上昇し、該電極が破損または溶損する虞がある。
【００１９】
ここで、上記のように、一対の電極における一方の電極から相対的に近い位置と該一方の電極から相対的に遠い位置とのそれぞれに荷重センサが配置されている構成では、該一方の電極において局所的な酸化が生じると、これら二つの荷重センサの検出値の差である荷重差が、該一方の電極が正常な状態のときに比べて大きくなる。そこで、上記のように荷重センサが配置されている構成では、発熱体への電力供給を実行している間において荷重差が第１所定量より大きくなった場合、制御部が、発熱体へ供給する電力を低減してもよい。これによれば、電極の局所的な酸化が生じることで該電極が正常な状態のときに比べて荷重差が所定量よりも大きくなった場合、発熱体へ供給する電力が低減される。そのため、電極が破損または溶損することを抑制しつつ、触媒の加熱を継続することができる。
【００２０】
また、発熱体への電力供給を実行している間において、荷重差が第１所定量より大きくなり、発熱体へ供給する電力を低減する場合に、制御部が、荷重差が維持傾向または減少傾向となるまで、発熱体へ供給する電力を徐々に低減してもよい。そして、荷重差が維持傾向または減少傾向となった時点以降はその時点の供給電力を維持して発熱体への電力供給を実行してもよい。これによれば、電極が破損または溶損することを抑制しつつ、発熱体へ供給する電力の低減量を可及的に少なくすることができる。そのため、電極が破損または溶損することを抑制しつつ、発熱体の温度を可及的速やかに上昇させることができる。
【００２１】
また、一対の電極における一方の電極から相対的に近い位置と該一方の電極から相対的
に遠い位置とに荷重センサが配置されている構成では、発熱体への電力供給を実行している間において荷重差が第２所定量より大きくなった場合、制御部が、発熱体への電力供給を停止してもよい。これによれば、電極の局所的な酸化が生じることで該電極が正常な状態のときに比べて荷重差が所定量よりも大きくなった場合、発熱体への電力供給が停止される。そのため、電極が破損または溶損することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、ＥＨＣにおいて、発熱体への電力供給をより好適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１に係る、ＥＨＣを有する排気浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係るＥＨＣの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る、ＥＨＣ担体に巻きつけられる前のマット部材の形状を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係る、ＥＨＣ担体への通電が実行されたときの、ＥＨＣ担体の温度と荷重センサにかかる荷重との推移を示す図である。
【図５】本発明の実施例１に係るＥＨＣの通電制御のフローを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１に係る、荷重センサをマット部材中に設けた場合の構成示す図である。
【図７】本発明の実施例２に係るＥＨＣの通電制御のフローを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例２に係る、ＥＨＣ担体への供給電力と荷重センサの検出値との推移を示す図である。
【図９】本発明の実施例３に係るＥＨＣの概略構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施例３に係るＥＨＣの通電制御のフローを示すフローチャートの一部である。
【図１１】本発明の実施例３に係るＥＨＣの通電制御のフローを示すフローチャートの他の一部である。
【図１２】本発明の実施例３に係る、ガード電力を算出するために用いられるマップを示す図である。
【図１３】本発明の実施例３の変形例に係るＥＨＣ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】
【００２４】
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。
【００２５】
＜実施例１＞
（概略構成）
本実施例に係る、ＥＨＣを有する排気浄化装置の概略構成について図１，２に基づいて説明する。  図１は、本実施例に係る排気浄化装置の概略構成を示す図である。図２は、本実施例に係るＥＨＣの概略構成を示す図である。図２は、本実施例に係るＥＨＣの排気の流れる方向（図１において矢印で示す方向）と垂直な方向の断面を示している。本実施例に係る排気浄化装置１は、車両の駆動源として内燃機関と電動モータとを有するハイブリッドシステムを構成する内燃機関の排気管２に設けられる。ただし、本発明に係るＥＨＣが適用される内燃機関は、必ずしもハイブリッドシステムを構成する内燃機関に限られるものではない。
【００２６】
排気浄化装置１にはＥＨＣ３と後段触媒４とが含まれている。ＥＨＣ３は、ケース５、ＥＨＣ担体３１、マット部材３２、及び電極３３ａ，３３ｂを備えている。ＥＨＣ担体３１はケース５内に収容されている。ＥＨＣ担体３１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。中心軸Ａは、排気管２、ＥＨＣ担体３１、及びケース５で共通の中心軸である。ＥＨＣ担体３１には三元触媒３１ａが担持されている。尚、ＥＨＣ担体３１に担持される触媒は、三元触媒に限られるものではなく、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、又は選択還元型ＮＯｘ触媒であってもよい。
【００２７】
ＥＨＣ担体３１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。なお、本実施例においては、ＥＨＣ担体３１が本発明に係る発熱体に相当する。ＥＨＣ担体３１の材料としては、ＳｉＣを例示することができる。ＥＨＣ担体３１は、排気の流れる方向（すなわち、中心軸Ａが延びる方向）に延び且つ該排気の流れる方向と垂直な方向の断面がハニカム状をなす複数の通路を有している。そして、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ＥＨＣ担体３１の断面形状は楕円形等であっても良い。
【００２８】
ＥＨＣ担体３１の側面（外周面）には一対の電極３３ａ，３３ｂが接続されている。電極３３ａ，３３ｂは、それぞれ、ＥＨＣ担体３１の外周面に沿って周方向及び軸方向に延びている。そして、電極３３ａと電極３３ｂとがＥＨＣ担体３１を挟んで互いに対向している。ただし、必ずしも、電極３３ａと電極３３ｂとのそれぞれの全面が互いに対向している必要はない。電極３３ａ，３３ｂには金属箔６が接続されている。金属箔６は、後述するマット部材３２に形成された貫通孔３２ａ、および、ケース５に形成された貫通孔５ａを通って、該ケース５の外側に突出している。ただし、ケース５の貫通孔５ａは電極カバー７によって囲われている。したがって、金属箔６は電極カバー７内に突出している。電極カバー７には密閉状態で電源ケーブル（図示略）が挿通されている。そして、電極カバー７内において金属箔６が電源ケーブルと接続されている。ＥＨＣ担体３１に通電する際には、バッテリから電源ケーブルおよび金属箔６を介して電極３３ａ，３３ｂに電流が流れる。
【００２９】
ＥＨＣ３においては、通電によってＥＨＣ担体３１が発熱すると、該ＥＨＣ担体３１に担持された三元触媒３１ａが加熱される。これにより、三元触媒３１ａの活性化が促進される。なお、本実施例においては、内燃機関に併設された電子制御装置（ＥＣＵ）２０によって、ＥＨＣ担体３１への電力供給が制御される。つまり、ＥＣＵ２０によって、ＥＨＣ担体３１への通電のＯＮ／ＯＦＦの切り換えや、ＥＨＣ担体３１への供給電力の調整が行われる。
【００３０】
ケース５は金属によって形成されている。ケース５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５の内壁面は電気絶縁材であるガラスによってコーティングされている。そして、ケース５の内壁面とＥＨＣ担体３１の外周面との間にはマット部材３２が挟み込まれている。つまり、ケース５内において、ＥＨＣ担体３１がマット部材３２によって支持されている。
【００３１】
マット部材３２は電気絶縁材によって形成されている。マット部材３２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。マット部材３２は、ＥＨＣ担体３１の外周面に巻きつけられている。図３は、ＥＨＣ担体３１に巻きつけられる前のマット部材３２の形状を示す図である。図３における上下方向が、マット部材３２がＥＨＣ担体３１に巻きつけられたときのＥＨＣ担体３１の軸方向となる。図３に示すように、マット部材３２には、上述したように、ＥＨＣ３が組み付けられた
際に金属箔６が通る貫通孔３２ａが形成されている。また、マット部材３２の一端には凸部３２ｂが形成されており、マット部材３２の他端には凹部３２ｃが形成されている。そして、マット部材３２がＥＨＣ担体３１に巻きつけられた際には、この凸部３２ｂと凹部３２ｃとが組み合わさることになる。マット部材３２が、ＥＨＣ担体３１とケース５との間に挟み込まれていることで、ＥＨＣ担体３１に通電したときに、ケース５へ電流が流れることが抑制される。つまり、マット部材３２は、ケース５内においてＥＨＣ担体３１を支持する機能のみならず、ケース５とＥＨＣ担体３１との間を電気的に絶縁する機能を有する。
【００３２】
また、本実施例では、図２に示すように、ＥＨＣ担体３１の周方向における一対の電極３３ａ，３３ｂの間の中間位置（つまり、図２においてＬａ＝Ｌｂとなる位置）において、ケース５とマット部材３２との間に荷重センサ１０が設けられている。つまり、電極３３ａと電極３３ｂとのそれぞれから最も遠い位置において、ケース５の内壁面とマット部材３２の外壁面との間に荷重センサ１０が挟み込まれている。荷重センサ１０は、自身にかかる荷重を検出するセンサである。荷重センサ１０としては、ロードセルやひずみゲージを採用することができる。荷重センサ１０はＥＣＵ２０と電気的に接続されている。そして、荷重センサ１０の検出値がＥＣＵ２０に入力される。
【００３３】
また、ケース５内には後段触媒４も収容されている。後段触媒４は、ケース５内におけるＥＨＣ担体３１よりも下流側に配置されている。後段触媒４の触媒担体４１には三元触媒４１ａが担持されている。尚、後段触媒４の触媒担体４１に担持される触媒も、三元触媒に限られるものではなく、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、又は選択還元型ＮＯｘ触媒であってもよい。また、後段触媒４の触媒担体４１とケース５との間には、マット部材３２と同様の材質で形成されたマット部材４２が挟み込まれている。これにより、ケース５内において、触媒担体４１がマット部材３２によって支持されている。
【００３４】
尚、上述したとおり、本実施例に係る排気浄化装置１においては、ケース５内に後段触媒４が収容された構成を採用したが、本発明に係るＥＨＣにおいて、ケース内に後段触媒を設置することは必須ではない。
【００３５】
（通電制御）
次に、本実施例に係るＥＨＣの通電制御について説明する。ハイブリッドシステムにおいては、所定の機関始動条件が成立した場合に内燃機関が始動される。ただし、本実施例においては、所定の機関始動条件が成立した時点で内燃機関が直ちに始動されるのではなく、該所定の機関始動条件が成立してから内燃機関が始動される前に、ＥＨＣ３のＥＨＣ担体３１への通電が実行される。これにより、内燃機関１が実際に始動される時にはＥＨＣ担体３１の温度が三元触媒３１の活性温度まで上昇した状態とすることができる。その結果、機関始動直後から排気を効果的に浄化することが可能となる。
【００３６】
ここで、ＥＨＣ担体３１への通電が実行されたときの、ＥＨＣ担体３１の温度と荷重センサ１０にかかる荷重との推移について図４に基づいて説明する。図４においては、所定の機関始動条件が成立したことによって、ｔ１で示す時期に、ＥＣＵ２０に格納されているＥＨＣ３の昇温要求フラグがＯＮとなる。これにより、ＥＨＣ担体３１への電力供給が開始される。なお、本実施例においては、ＥＨＣ担体３への供給電力は所定の一定値（基準電力）である。
【００３７】
ＥＨＣ担体３１への電力供給が開始されると、該ＥＨＣ担体３１の温度が上昇し始める。ここで、ＥＨＣ担体３１が通電により発熱すると、該ＥＨＣ担体３１がその温度上昇に応じて膨張する。ＥＨＣ担体３１が膨張すると、マット部材３２とケース５との間に設けられた荷重センサ１０にかかる荷重が増加することになる。そのため、図４に示すように
、ＥＨＣ担体３１へ電力が供給されている間は、該ＥＨＣ担体３１の温度上昇に応じて、荷重センサ１０にかかる荷重が増加する。そのため、荷重センサ１０の検出値はＥＨＣ担体３１の温度と相関がある。そこで、本実施例においては、荷重センサ１０の検出値に基づいてＥＨＣ担体３１への電力供給を制御する。具体的には、通電による温度上昇によって到達すべきＥＨＣ担体３１の温度として設定される目標温度に対応する、荷重センサ１０にかかる荷重を目標荷重として設定する。また、この目標荷重に対応する荷重センサ１０の検出値を目標値として設定する。そして、荷重センサ１０の検出値が目標値より小さい間はＥＨＣ担体３１への電力供給を継続し、荷重センサ１０の検出値が該目標値に達したとき（図４におけるｔ２）にＥＨＣ担体３１への電力供給を停止する。
【００３８】
図５は、本実施例に係るＥＨＣの通電制御のフローを示すフローチャートである。本フローはＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。なお、本実施例においては、ＥＣＵ２０が本フローを実行することで、本発明に係る制御部が実現される。
【００３９】
本フローでは、先ずＳ１０１において、ＥＣＵ２０に格納されているＥＨＣ３の昇温要求フラグがＯＮとなっているか否かが判別される。上述したように、この昇温要求フラグは、所定の機関始動条件が成立した場合にＯＮにされる。Ｓ１０１において否定判定された場合、すなわち、昇温要求フラグがＯＦＦとなっている場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次にＳ１０２の処理が実行される。
【００４０】
Ｓ１０２においては、現時点の荷重センサ１０の検出値Ｌｅが読み込まれる。次に、Ｓ１０３において、Ｓ１０２で読み込まれた荷重センサ１０の検出値Ｌｅが目標値Ｌｔ以上であるか否かが判別される。Ｓ１０３において否定判定された場合、すなわち、荷重センサ１０の検出値Ｌｅが目標値Ｌｔに達していない場合、ＥＨＣ担体３１の温度は未だ目標温度に達していないと判断できる。この場合、次に、Ｓ１０６において、ＥＨＣ担体３１への電力供給が実行（継続）される。
【００４１】
一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合、すなわち、荷重センサ１０の検出値Ｌｅが目標値Ｌｔに達している場合、ＥＨＣ担体３１の温度も目標温度に達していると判断できる。この場合、次に、Ｓ１０４において、ＥＨＣ担体３１への電力供給が停止される。次に、Ｓ１０５において、ＥＣＵ２０に格納されているＥＨＣ３の昇温要求フラグがＯＦＦにされる。その後、本フローの実行が一旦終了される。
【００４２】
以上のように、荷重センサ１０の検出値に基づいてＥＨＣ担体３１への電力供給を制御することで、該ＥＨＣ担体３１の温度を目標温度に調整することができる。
【００４３】
また、従来技術を考慮した場合、ＥＨＣ担体３１の温度を目標温度に調整するために、排気浄化装置１よりも下流側の排気管２に、ＥＨＣ担体３１を通って該排気浄化装置１から流出した排気の温度を検出する排気温度センサを設け、該排気温度センサの検出値に基づいてＥＨＣ担体３１の温度を推定する構成を採用することが考えられる。しかしながら、このような構成の場合、排気温度センサとＥＨＣ担体３１との間にある程度の距離が生じる。また、ＥＨＣ担体３１への通電が行われている時は、内燃機関の始動前である。そのため、ＥＨＣ担体３１において発生した熱を、排気を介して排気温度センサに伝達させることが困難となる。したがって、排気温度センサの検出値に基づいてＥＨＣ担体３１の温度を高精度で推定することが困難な場合がある。そのため、排気温度センサの検出値に基づいてＥＨＣ担体３１への電力供給を制御すると、電力の過剰供給または供給不足を招く虞がある。
【００４４】
これに対し、本実施例においては、荷重センサ１０が、ＥＨＣ３におけるケース５とマット部材３２との間に設けられる。そのため、荷重センサ１０によって検出される荷重の変化は、仮に排気浄化装置１よりも下流側の排気管２に排気温度センサを設けた場合に該排気温度センサによって検出される排気温度の変化よりも、ＥＨＣ担体３１の温度の変化に対する追従性が高い。また、内燃機関の始動前であるために排気管２内に排気が流れていない場合であっても、ＥＨＣ担体３１がその温度上昇に伴って膨張すれば、荷重センサ１０にかかる荷重は増加する。したがって、排気管２内に排気が流れていなくとも、荷重センサ１０によって検出される荷重はＥＨＣ担体３１の温度との相関が高い。
【００４５】
また、本実施例では、ＥＨＣ担体３１と荷重センサ１０との間の電気的な絶縁性はマット部材３２によって確保されている。ここで、ＥＨＣ担体３１の温度を検出すべく、本実施例に係る荷重センサ１０の設置位置と同様の位置に温度センサを設ける構成が考えられる。しかしながら、このような構成の場合、マット部材３２が断熱材として機能してしまうことで、温度センサの検出値とＥＨＣ担体３１の温度との相関が低下してしまう虞がある。そのため、本実施例に係る荷重センサ１０の検出値とＥＨＣ担体３１の温度の相関よりも、該荷重センサ１０の設置位置と同様の位置に温度センサを設置した場合の該温度センサの検出値とＥＨＣ担体３１の温度との相関は低くなる。
【００４６】
以上のように、本実施例によれば、ＥＨＣ３において、ＥＨＣ担体３１の温度に対して高い相関を示す荷重センサ１０の検出値に基づいて該ＥＨＣ担体３１への電力供給を制御することで、該ＥＨＣ担体３１への電力の過剰供給または供給不足を抑制することができる。その結果、ＥＨＣ担体３１の温度をより高精度で目標温度に調整することができる。
【００４７】
なお、ＥＨＣ担体３１への通電時期は内燃機関の始動前に限られるものではない。例えば、内燃機関の始動後において、ＥＨＣ３および後段触媒４の昇温要求があった場合にＥＨＣ担体３１への通電を行ってもよい。この場合、例えば、内燃機関の運転中に、荷重センサ１０の検出値が所定の通電要求値以下となったときに、ＥＨＣ担体３１への電力供給を実行する。また、ＥＨＣ担体３１への電力供給の開始後、荷重センサ１０の検出値が所定の通電停止値に達したときにＥＨＣ担体３１への電力供給を停止する。なお、このような通電制御を行う場合においては、ハンチングを抑制するために、通電要求値よりも通電停止値を大きい値に設定してもよい。
【００４８】
（荷重センサの配置）
また、本実施例では、図２に示すように、ＥＨＣ担体３１の周方向における一対の電極３３ａ，３３ｂの間の中間位置においてケース５とマット部材３２との間に荷重センサ１０が設けられている。ここで、ＥＨＣ担体３１に通電された場合、該ＥＨＣ担体３１においては、該ＥＨＣ担体３１に電力を供給する電極３３ａおよび電極３３ｂそれぞれの近傍部分の温度が最も高くなる。一方で、ＥＨＣ担体３１においては、電極３３ａと電極３３ｂとのそれぞれから最も遠い位置、すなわち、該ＥＨＣ担体３１の外周面における、電極３３ａと電極３３ｂとの間の中間位置近傍の部分の温度が最も低くなる。つまり、本実施例においては、ＥＨＣ担体３１に通電された際に該ＥＨＣ担体３１において最も温度が低くなる部分に対応する位置に荷重センサ１０が設けられていることになる。したがって、荷重センサ１０の検出値が目標値に達していれば、ＥＨＣ担体３１全体が目標温度以上に昇温されているとより高い確率で判断できる。
【００４９】
しかしながら、荷重センサ１０の設置位置は、上述したようなＥＨＣ担体３１の周方向における一対の電極３３ａ，３３ｂの間の中間位置に限られるものではない。ただし、ＥＨＣ担体３１の熱膨張に伴って荷重センサ１０は押圧を受ける。そのため、仮に荷重センサ１０の設置位置がマット部材３２の端部付近となっていると、ＥＨＣ担体３１の膨張及び収縮が繰り返されることで、該荷重センサ１０のマット部材３２に対する相対的な設置
位置が当初の位置からずれる虞がある。その結果、荷重センサ１０の一部がマット部材３２の端部からはみ出たような状態となると、該荷重センサ１０の検出値とＥＨＣ担体３１の温度との相関関係が当初とは異なったものとなる。同様に、仮に荷重センサ１０の設置位置がマット部材３２の貫通孔３２ａ付近となっていると、該荷重センサ１０の位置が当初の位置からずれることで、荷重センサ１０の一部が貫通孔３２ａ側にはみ出たような状態となる場合がある。このような場合も、荷重センサ１０の検出値とＥＨＣ担体３１の温度との相関関係が当初とは異なったものとなる。これらのような場合、荷重センサ１０の検出値に基づいて該ＥＨＣ担体３１への電力供給を制御したとしても、ＥＨＣ担体３１の温度を高精度で目標温度に調整することが困難となる。また、荷重センサ１０の一部がマット部材３２の端部からはみ出たような状態となることで、該荷重センサ１０が排気に晒されることになると、該荷重センサ１０に排気に含まれる導電性物質が該荷重センサ１０に付着する虞がある。このようなことは、漏電抑制の観点から好ましくない。
【００５０】
以上のような問題を考慮すると、ＥＨＣ担体３１の膨張及び収縮が繰り返されることで荷重センサ１０のマット部材３２に対する相対的な設置位置が当初の位置からずれたとしても、荷重センサ１０の全体がマット部材３２に覆われた状態が維持されるような位置に、荷重センサ１０を配置するのが好ましい、つまり、荷重センサ１０の設置位置は、図３において斜線で示す領域Ａｒ１内のように、マット部材３２の端部からはある程度離れた位置とするのが好適である。なお、本実施例に係るＥＨＣ３における荷重センサ１０の設置位置は、図３における領域Ａｒ１の中心付近となる。
【００５１】
また、本実施例では、図２に示すように、ケース５の内壁面とマット部材３２の外壁面との間に荷重センサ１０が挟み込まれている。ただし、これに代えて、図６に示すように、マット部材３２中に荷重センサ１０を埋め込んだ構成を採用してもよい。このような構成の場合でも、ＥＨＣ担体３１が膨張すると荷重センサ１０にかかる荷重は増加する。そのため、荷重センサ１０の検出値はＥＨＣ担体３１の温度と相関を有することになる。また、このような構成の場合でも、ＥＨＣ担体３１と荷重センサ１０との間の電気的な絶縁性をマット部材３２によって確保することができる。
【００５２】
＜実施例２＞
本実施例に係る排気浄化装置の構成は実施例１と同様である。以下、本実施例に係るＥＨＣの通電制御について、実施例１と異なる点について説明する。
【００５３】
上述した実施例１においては、ＥＨＣ担体３１に通電する際の供給電力を一定の基準電力とした。ただし、実際には、供給電力が一定であっても、ＥＨＣ担体３１または電極３３ａ，３３ｂの状態の変化や、ＥＨＣ担体３１への導電性物質の付着等に起因して、ＥＨＣ担体３１の温度の推移の仕方にばらつきが生じる場合がある。このような、ＥＨＣ担体３１の温度の推移の仕方にばらつきが生じることで該ＥＨＣ担体３１の温度が急上昇すると、該ＥＨＣ担体３１の熱劣化が促進される虞がある。また、ＥＨＣ担体３１の温度の推移の仕方にばらつきが生じることで、反対に、ＥＨＣ担体３１の温度の上昇速度が過度に低下すると、該ＥＨＣ担体３１の温度が十分に上昇しない虞がある。
【００５４】
そこで、本実施例においては、ＥＨＣ担体３１への電力供給を実行している間における基準荷重が設定される。ここで、基準荷重とは、ＥＨＣ担体３１への電力供給の実行中において、荷重センサ１０の検出値が目標値に向って推移している間に該荷重センサ１０が検出すべき荷重である。つまり、この基準荷重の推移が、ＥＨＣ担体３１への電力供給の実行中において荷重センサ１０に本来かかるべき荷重の推移である。このような基準荷重は実験等に基づいて予め定めることができる。そして、本実施例においては、ＥＨＣ担体３１への電力供給を実行している間において、基準荷重に対する荷重センサ１０の実際の検出値のずれ度合いを算出し、該ずれ度合に基づいてＥＨＣ担体３１へ供給する電力を補
正する。
【００５５】
図７は、本実施例に係るＥＨＣの通電制御のフローを示すフローチャートである。本フローはＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。なお、本フローのＳ１０１からＳ１０６のそれぞれのステップにおける処理は、図５に示す実施例１に係るＥＨＣの通電制御のフローのＳ１０１からＳ１０６それぞれのステップにおける処理と同様である。そのため、これらのステップにおける処理については説明を省略する。本実施例においては、ＥＣＵ２０が本フローを実行することで、本発明に係る制御部が実現される。
【００５６】
本フローでは、Ｓ１０３において否定判定された場合、すなわち、荷重センサ１０の検出値Ｌｅが目標値Ｌｔに達していない場合、次に、Ｓ２０４の処理が実行される。Ｓ２０４においては、現時点の基準荷重Ｌｂが算出される。ここでは、ＥＨＣ担体３１への電力供給の実行中における基準荷重Ｌｂの推移をマップとしてＥＣＵ２０に記憶しておき、該マップを用いて基準荷重Ｌｂを算出してもよい。また、ＥＨＣ担体３１への供給電力（ここでは基準電力）およびＥＨＣ担体３１への電力供給を開始してからの経過時間をパラメータとして基準荷重Ｌｂを算出する関数をＥＣＵ２０に記憶しておき、該関数を用いて基準荷重Ｌｂを算出してもよい。
【００５７】
次に、Ｓ２０５において、基準荷重に対する荷重センサ１０の実際の検出値のずれ度合いを示す指標値となる乖離率Ｒｂが算出される。ここで、乖離率Ｒｂは以下の式１を用いて算出される。
【数１】
0006468202.tif 000002
Ｒｂ：乖離率
Ｌｅ：Ｓ１０２で読み込まれた荷重センサ１０の検出値
Ｌｂ：Ｓ２０４で算出された基準荷重
【００５８】
次に、Ｓ２０６において、Ｓ２０５で算出された乖離率Ｒｂが所定乖離率Ｒ０より大きいか否かが判別される。ここで、所定乖離率Ｒ０は、乖離率Ｒｂが該所定乖離率Ｒ０より大きい場合、ＥＨＣ担体３１に供給する電力を補正すべきと判断できる閾値である。この所定乖離率Ｒ０は実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０に記憶されている。
【００５９】
Ｓ２０６において肯定判定された場合、次にＳ２０７において、ＥＨＣ担体３１に供給する電力が補正される。ここで、荷重センサ１０の検出値Ｌｅが基準荷重Ｌｂより大きい場合、すなわち、荷重センサ１０の検出値Ｌｅが基準荷重Ｌｂに対して増大側にずれた場合は、ＥＨＣ担体３１に供給する電力を現時点の供給電力よりも低減させる。一方、荷重センサ１０の検出値Ｌｅが基準荷重Ｌｂより小さい場合、すなわち、荷重センサ１０の検出値Ｌｅが基準荷重Ｌｂに対して減少側にずれた場合は、ＥＨＣ担体３１に供給する電力を現時点の供給電力よりも増大させる。なお、このときのＥＨＣ担体３１に供給する電力の補正量（または補正率）は、Ｓ２０５で算出された乖離率Ｒｂに基づいて決定される。Ｓ２０７の次にはＳ１０６の処理が実行される。この場合、Ｓ１０６においては、Ｓ２０７で補正された後の電力がＥＨＣ担体３１に供給される。
【００６０】
一方、Ｓ２０６において否定判定された場合、すなわち、乖離率Ｒｂが所定乖離率Ｒ０以下である場合、次にＳ１０６処理が実行される。この場合、Ｓ１０６においては、現時
点の供給電力を維持した状態でＥＨＣ担体３１への電力供給が実行される。
【００６１】
図８は、上述した制御フローが実行された場合における、ＥＨＣ担体３１への供給電力と荷重センサ１０の検出値との推移を示す図である。図８において、線Ｌ１はＥＨＣ担体３１への供給電力の推移を示しており、線Ｌ２は荷重センサ１０の検出値の推移を示している。また、図８において、一点鎖線は基準電力を表しており、二点鎖線は基準荷重の推移を表している。
【００６２】
図８に示すとおり、上述した制御フローが実行されることで、ＥＨＣ担体３１への電力供給が実行されている間において、実際に荷重センサ１０にかかる荷重が可及的に基準荷重の推移に沿って推移するように、ＥＨＣ担体３１へ供給する電力が制御されることになる。そのため、ＥＨＣ担体３１への過剰な電力供給を抑制しつつ、荷重センサ１０にかかる荷重をより速やかに目標荷重まで到達させることが可能となる。したがって、ＥＨＣ担体３１の熱劣化の促進を抑制しつつ、該ＥＨＣ担体３１の温度をより速やかに目標温度まで上昇させることができる。
【００６３】
＜実施例３＞
本実施例に係る排気浄化装置の構成は、ＥＨＣに荷重センサが複数設けられている点で、実施例１に係る排気浄化装置の構成と異なっている。以下、本実施例に係るＥＨＣの構成について、実施例１と異なる点について説明する。図９は、本実施例に係るＥＨＣの概略構成を示す図である。図９は、本実施例に係るＥＨＣの排気の流れる方向（図１において矢印で示す方向）と垂直な方向の断面を示している。
【００６４】
本実施例では、ＥＨＣ３において、実施例１と同様の位置に配置された荷重センサ１０の他に荷重センサ１１，１２が設けられている。以下、荷重センサ１０を第１荷重センサ１０とし、荷重センサ１１を第２荷重センサ１１とし、荷重センサ１２を第３荷重センサとする。なお、第２荷重センサ１１および第３荷重センサ１２自体の構成は第１荷重センサ１０と同様である。
【００６５】
図９に示すとおり、第２荷重センサ１１は、電極３３ａの周方向の端部近傍部分と重なり合う位置における、ケース５とマット部材３２との間に設けられている。また、第３荷重センサ１２は、電極３３ｂの周方向の端部近傍部分と重なり合う位置における、ケース５とマット部材３２との間に設けられている。つまり、第１荷重センサ１０と同様、第２荷重センサ１１および第３荷重センサ１２も、ケース５の内壁面とマット部材３２の外壁面との間に挟み込まれている。また、第１荷重センサ１０と同様、第２荷重センサ１１および第３荷重センサ１２もＥＣＵ２０と電気的に接続されている、そして、第２荷重センサ１１および第３荷重センサ１２の検出値がＥＣＵ２０に入力される。
【００６６】
ＥＨＣ担体３１が通電により発熱し、該ＥＨＣ担体３１がその温度上昇に応じて膨張すると、第１荷重センサ１０にかかる荷重のみならず、第２荷重センサ１１および第３荷重センサ１２それぞれにかかる荷重も増加することになる。したがって、第１荷重センサ１０の検出値のみならず、第２荷重センサ１１および第３荷重センサ１２の検出値もＥＨＣ担体３１の温度と相関がある。
【００６７】
また、上述したように、ＥＨＣ担体３１に通電された場合、該ＥＨＣ担体３１においては、該ＥＨＣ担体３１に電力を供給する電極３３ａおよび電極３３ｂそれぞれの近傍部分の温度が最も高くなる。一方で、ＥＨＣ担体３１の外周面における、電極３３ａと電極３３ｂとの間の中間位置近傍の部分の温度が最も低くなる。つまり、本実施例においては、ＥＨＣ担体３１に通電された際に該ＥＨＣ担体３１において最も温度が低くなる部分に対応する位置に第１荷重センサ１０が設けられており、ＥＨＣ担体３１に通電された際に該
ＥＨＣ担体３１において最も温度が高くなる部分に対応する位置に第２荷重センサ１１および第３荷重センサ１２が設けられていることになる。
【００６８】
本実施例においても、ＥＨＣ担体３１への通電開始時においては、実施例１と同様の予め定められた基準電力がＥＨＣ担体３１に供給される。ここで、ＥＨＣ３では、電極３３ａ，３３ｂにおいて局所的な酸化が生じる場合がある。例えば、熱応力によってＥＨＣ担体３１に割れが生じることで、電極３３ａまたは電極３３ｂのいずれかが空気（酸素）に晒されることになると、該電極における空気（酸素）に晒された部分の酸化が進行し易くなる。以下、局所的な酸化が生じた方の電極を「酸化電極」と称する場合もある。この酸化電極では酸化部分の抵抗値が上昇する。そのため、電極３３ａまたは電極３３ｂにおいて局所的な酸化が生じた状態で、電極３３ａ，３３ｂが正常な状態と同様の電力供給を継続していると、酸化電極の温度が過剰に上昇することで該酸化電極が破損または溶損する虞がある。
【００６９】
上記のように、電極３３ａまたは電極３３ｂにおいて局所的な酸化が生じると、ＥＨＣ担体３１に電力を供給した際に、電極３３ａ，３３ｂが正常な状態のときに比べて酸化電極の温度が高くなる。これに伴い、ＥＨＣ担体３１における酸化電極近傍部分の温度も高くなる。そうすると、電極３３ａが酸化電極となった場合は、第２荷重センサ１１の検出値が正常時に比べて増加することになる。また、電極３３ｂが酸化電極となった場合は、第３荷重センサ１２の検出値が正常時に比べて増加することになる。これに対し、第１荷重センサ１０は、第２荷重センサ１１よりも電極３３ａから相対的に離れており、第３荷重センサ３３ｃよりも電極３３ｂから相対的に離れている。そのため、電極３３ａまたは電極３３ｂにおいて局所的な酸化が生じることでＥＨＣ担体３１における酸化電極近傍部分の温度が高くなっても、第１荷重センサ１０の検出値への影響は、第２荷重センサ１１または第３荷重センサ１２の検出値への影響に比べて小さい。したがって、電極３３ａが酸化電極となった場合は、第１荷重センサ１０の検出値と第２荷重センサ１１の検出値との差が正常時に比べて増加することになる。また、電極３３ｂが酸化電極となった場合は、第１荷重センサ１０の検出値と第３荷重センサ１２の検出値との差が正常時に比べて増加することになる。そこで、本実施例では、第１荷重センサ１０の検出値と第２荷重センサ１１の検出値との差、または、第１荷重センサ１０の検出値と第３荷重センサ１２の検出値との差に基づいて、ＥＨＣ担体３１への電力供給を制御する。
【００７０】
図１０，１１は、本実施例に係るＥＨＣの通電制御のフローを示すフローチャートである。本フローはＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。なお、本フローのＳ１０１、および、Ｓ１０４からＳ１０６のそれぞれのステップにおける処理は、図５に示す実施例１に係るＥＨＣの通電制御のフローのＳ１０１、および、Ｓ１０４からＳ１０６のそれぞれのステップにおける処理と同様である。そのため、これらのステップにおける処理については説明を省略する。本実施例においては、ＥＣＵ２０が本フローを実行することで、本発明に係る制御部が実現される。
【００７１】
本フローでは、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次にＳ３０２の処理が実行される。Ｓ３０２においては、現時点の、第１荷重センサの検出値Ｌｅ１、第２荷重センサの検出値Ｌｅ２、および、第３荷重センサの検出値Ｌｅ３が読み込まれる。次に、Ｓ３０３において、Ｓ３０２で読み込まれた第１荷重センサ１０の検出値Ｌｅ１が目標値Ｌｔ以上であるか否かが判別される。なお、このＳ３０３の処理は、図５に示す実施例１に係るＥＨＣの通電制御のフローのＳ１０３の処理と実質的に同一である。そして、Ｓ３０３において肯定判定された場合、すなわち、第１荷重センサ１０の検出値Ｌｅ１が目標値Ｌｔに達している場合は、次にＳ１０４の処理が実行される。
【００７２】
一方、Ｓ３０３において否定判定された場合、すなわち、第１荷重センサ１０の検出値
Ｌｅ１が目標値Ｌｔに達していない場合、次に、Ｓ３０４の処理が実行される。Ｓ３０４においては、現時点の荷重差ＤＬｅが算出される。ここでは、Ｓ３０２で読み込まれた第１荷重センサ１０の検出値Ｌｅ１と第２荷重センサ１１の検出値Ｌｅ２との差と、Ｓ３０２で読み込まれた第１荷重センサ１０の検出値Ｌｅ１と第３荷重センサ１２の検出値Ｌｅ３との差とのうち、大きい方の差が荷重差ＤＬｅとして算出される。
【００７３】
次に、Ｓ３０５において、Ｓ３０４で算出された荷重差ＤＬｅが所定の第１荷重差ＤＬｅ１より大きいか否かが判別される。ここで、第１荷重差ＤＬｅ１は、電極３３ａまたは電極３３ｂにおいて局所的な酸化が生じているため、基準電力をＥＨＣ担体３１に供給し続けると、電極３３ａまたは電極３３ｂの破損または溶損が生じる虞があると判断できる荷重差の閾値である。このような第１荷重差ＤＬｅ１は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０に記憶されている。なお、本実施例においては、第１荷重差ＤＬｅ１が、本発明に係る第１所定量に相当する。
【００７４】
Ｓ３０５において否定判定された場合、すなわち、荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１以下の場合、次にＳ３１０の処理が実行される。Ｓ３１０においては、ＥＨＣ担体３１への供給電力が現時点の供給電力Ｐｐに設定される。なお、ＥＨＣ担体３１への通電が開始されてから荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１以下に維持されている間は、基準電力が供給電力Ｐｐに設定される。そして、次に、Ｓ１０６においてＥＨＣ担体３１への電力供給が実行される。つまり、この場合、ＥＨＣ担体３１に対し現時点の供給電力Ｐｐの供給が継続される。また、ＥＨＣ担体３１への通電が開始されてから荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１以下に維持されている間は、ＥＨＣ担体３１に対し基準電力の供給が継続されることになる。
【００７５】
一方、Ｓ３０５において肯定判定された場合、Ｓ３０４で算出された荷重差ＤＬｅが所定の第２荷重差ＤＬｅ２より大きいか否かが判別される。ここで、第２荷重差ＤＬｅ２は、第１荷重差ＤＬｅ２より大きい値である。この第２荷重差ＤＬｅ２は、電極３３ａまたは電極３３ｂにおいて局所的な酸化が生じているため、ＥＨＣ担体３１への電力供給を継続すると、電極３３ａまたは電極３３ｂの破損または溶損が生じる虞があると判断できる荷重差の閾値である。このような第２荷重差ＤＬｅ２は、実験等に基づいて予め定められており、ＥＣＵ２０に記憶されている。なお、本実施例においては、第２荷重差ＤＬｅ２が、本発明に係る第２所定量に相当する。
【００７６】
Ｓ３０６において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０４においてＥＨＣ担体３１への電力供給が停止される。この場合、第１荷重センサ１０の検出値Ｌｅ１が目標値Ｌｔに達する前、つまり、ＥＨＣ担体３１の温度が目標温度に達する前に、ＥＨＣ担体３１への電力供給が停止されることになる。
【００７７】
一方、Ｓ３０６において否定判定された場合、すなわち、荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１より大きく且つ第２荷重差ＤＬｅ２以下である場合、次にＳ３０７の処理が実行される。Ｓ３０７においては、Ｓ３０４で算出された現時点の荷重差ＤＬｅに基づいてガード電力Ｐｌｉｍｉｔが算出される。図１２は、Ｓ３０４においてガード電力Ｐｌｉｍｉｔを算出するために用いられるマップを示す図である。このようなマップはＥＣＵ２０に予め記憶されている。図１２において、横軸は荷重差ＤＬｅを表しており、縦軸はガード電力Ｐｌｉｍｉｔを表している。図１２に示すように、荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１より大きく且つ第２荷重差ＤＬｅ２以下である場合に算出されるガード電力Ｐｌｉｍｉｔは、荷重差ＤＬｅが大きいほど小さい値として算出される。
【００７８】
次に、Ｓ３０８において、現時点のＥＨＣ担体３１への供給電力Ｐｐが、Ｓ３０７で算出されたガード電力Ｐｌｉｍｉｔよりも大きいか否かが判別される。Ｓ３０８において否
定判定された場合、すなわち、現時点のＥＨＣ担体３１への供給電力Ｐｐがガード電力Ｐｌｉｍｉｔ以下の場合、次にＳ３１０の処理が実行される。上述したように、Ｓ３１０においては、ＥＨＣ担体３１への供給電力が現時点の供給電力Ｐｐに設定される。一方、Ｓ３０８において肯定判定された場合、次にＳ３０９の処理が実行される。Ｓ３０９においては、ＥＨＣ担体３１への供給電力が、Ｓ３０７で算出されたガード電力Ｐｌｉｍｉｔに設定される。そして、次に、Ｓ１０６においてＥＨＣ担体３１への電力供給が実行される。つまり、この場合、ＥＨＣ担体３１に対しガード電力Ｐｌｉｍｉｔの供給が実行される。
【００７９】
上述した制御フローによれば、ＥＨＣ担体３１への通電が開始されてから、荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１を超えるまでは、基準電力がＥＨＣ担体３１へ供給される（電極３３ａ，３３ｂがいずれも正常な状態であるために、荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１を超えずに、第１荷重センサ１０の検出値Ｌｅ１が目標値Ｌｔに達すれば、その時点でＥＨＣ担体３１への電力供給が停止される。）。そして、電極３３ａまたは電極３３ｂにおいて局所的な酸化が生じているために、ＥＨＣ担体３１への電力供給を実行している間に酸化電極の温度が上昇し、荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１より大きくなった場合、ＥＨＣ担体３１へ供給する電力が低減される。これにより、酸化電極の温度が過剰に上昇することを抑制することができる。そのため、電極３３ａ，３３ｂが破損または溶損することを抑制しつつ、三元触媒３１ａの加熱を継続することができる。
【００８０】
ただし、ＥＨＣ担体３１へ供給する電力を低減しても必ずしも直ちに荷重差ＤＬｅが減少するわけではない。そのため、上述した制御フローによれば、荷重差ＤＬｅが増大傾向にある間は、その増加に応じてガード電力Ｐｌｉｍｉｔが徐々に低減される。つまり、荷重差ＤＬｅが維持傾向または減少傾向となるまで、ＥＨＣ担体３１へ供給する電力が徐々に低減される。そして、ＥＨＣ担体３１へ供給する電力が徐々に低減されることで荷重差ＤＬｅが維持傾向または減少傾向となると、その時点以降は、荷重差ＤＬｅが維持傾向または減少傾向となった時点の供給電力を維持してＥＨＣ担体３１への電力供給が実行される。これによれば、電極３３ａ，３３ｂが破損または溶損することを抑制しつつ、ＥＨＣ担体３１へ供給する電力の低減量を可及的に少なくすることができる。そのため、電極３３ａ，３３ｂが破損または溶損することを抑制しつつ、ＥＨＣ担体３１の温度を可及的速やかに上昇させることができる。
【００８１】
なお、ＥＨＣ担体３１への電力供給を実行している間に荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１より大きくなった場合にＥＨＣ担体３１へ供給する電力を低減させる際の制御内容は、上述したような制御内容に限られるものではない。例えば、ＥＨＣ担体３１への通電開始後に荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１を超えた時点で、ＥＨＣ担体３１へ供給する電力を基準電力よりも所定量小さい補正電力まで低減させるとともに、その時点以降のＥＨＣ担体３１への供給電力を該補正電力に維持してもよい。
【００８２】
さらに、ＥＨＣ担体３１への電力供給を実行している間に荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１より大きくなったために、ＥＨＣ担体３１へ供給する電力を低減させたとしても、荷重差ＤＬｅの維持傾向または減少傾向とはならずに増加し続ける場合もある。このような場合、電極３３ａまたは電極３３ｂの酸化がある程度以上進行してしまっていると考えられる。そして、上述した制御フローによれば、このような場合において、荷重差ＤＬｅが第２荷重差ＤＬｅ２まで達した場合は、ＥＨＣ担体３１への電力供給が停止される。これによれば、電極３３ａ，３３ｂが破損または溶損することを抑制することができる。
【００８３】
ただし、この場合、上述したように、ＥＨＣ担体３１の温度が目標温度に達する前に、ＥＨＣ担体３１への電力供給が停止されることになる。しかしながら、このような場合であっても、内燃機関が始動される時点において、ＥＨＣ担体３１の温度（すなわち、三元
触媒３１ａの温度）をある程度まで上昇させておくことができる。そのため、内燃機関の始動後により早期に三元触媒３１ａを活性化させることができる。また、電極３３ａ，３３ｂの破損または溶損を抑制することで、次回の内燃機関の始動前において、ＥＨＣ担体３１への通電によって三元触媒３１ａを加熱することができる。
【００８４】
なお、本実施例における荷重センサの配置は図９に示す位置に限られるものではない。電極３３ａに対して相対的に近い位置と相対的に遠い位置とのそれぞれに荷重センサが配置されていれば、該電極３３ａが酸化電極となった場合に、これらの荷重センサの検出値の差が、電極３３ａが正常な状態の時に比べて大きくなる。また、電極３３ｂに対して相対的に近い位置と相対的に遠い位置とのそれぞれに荷重センサが配置されていれば、該電極３３ｂが酸化電極となった場合に、これらの荷重センサの検出値の差が、電極３３ａｂ正常な状態の時に比べて大きくなる。そのため、電極３３ａに対して相対的に近い位置と相対的に遠い位置とのそれぞれに荷重センサが配置されており、且つ、電極３３ｂに対して相対的に近い位置と相対的に遠い位置とのそれぞれに荷重センサが配置されていれば、上記と同様の荷重差に基づく、ＥＨＣ担体３１への電力供給の制御を行うことができる。
【００８５】
（変形例）
図１３は、本実施例の変形例に係るＥＨＣの通電制御のフローを示すフローチャートである。本フローはＥＣＵ２０に予め記憶されており、該ＥＣＵ２０によって所定の間隔で繰り返し実行される。なお、本フローのＳ１０１、および、Ｓ１０４からＳ１０６のそれぞれのステップにおける処理は、図５に示す実施例１に係るＥＨＣの通電制御のフローのＳ１０１、および、Ｓ１０４からＳ１０６のそれぞれのステップにおける処理と同様である。また、本フローのＳ３０４およびＳ３０５における処理は、図１０に示すＥＨＣの通電制御のフローのＳ３０４およびＳ３０５における処理と同様である。本変形例においては、ＥＣＵ２０が本フローを実行することで、本発明に係る制御部が実現される。
【００８６】
本フローでは、Ｓ３０５において否定判定された場合、すなわち、荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１以下の場合、次にＳ１０６においてＥＨＣ担体３１への電力供給が実行される。この場合、ＥＨＣ担体３１に対し基準電力が供給される。一方、Ｓ３０５において肯定判定された場合、次に、Ｓ１０４においてＥＨＣ担体３１への電力供給が停止される。なお、本変形例においては、第１荷重差ＤＬｅ１が、本発明に係る第２所定量に相当する。
【００８７】
つまり、本変形例においては、ＥＨＣ担体３１への電力供給が実行されている間において、荷重差ＤＬｅが第１荷重差ＤＬｅ１より大きくなった場合、その時点でＥＨＣ担体３１への電力供給が停止される。このような制御によっても、電極３３ａ，３３ｂが破損または溶損することを抑制することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１・・・排気浄化装置
２・・・排気管
３・・・電気加熱式触媒（ＥＨＣ）
３１・・ＥＨＣ担体
３２・・マット部材
３３ａ，３３ｂ・・電極
４・・・後段触媒
４１・・触媒担体
４２・・マット部材
５・・・ケース
６・・・金属箔
７・・・電極カバー
１０・・荷重センサ（第１荷重センサ）
１１・・第２荷重センサ
１２・・第３荷重センサ
２０・・ＥＣＵ
【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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【図１２】
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【図１３】
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