本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路設(shè)有用于凈化排氣的催化劑。關(guān)于該催化劑，專利文獻(xiàn)1指出了如下問題：在內(nèi)燃機(jī)剛冷啟動(dòng)后的加速時(shí)，電加熱式催化劑的載體的側(cè)壁面與側(cè)壁附近部之間的溫度差變大，有可能在載體上產(chǎn)生裂紋。因此，在專利文獻(xiàn)1中記載的裝置為了抑制這樣的溫度差的擴(kuò)大，在剛冷啟動(dòng)后的加速時(shí)，使排氣空燃比向濃側(cè)移動(dòng)，使排氣所具有的能量降低。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開第2013/108379號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，本發(fā)明者等潛心研究，結(jié)果得到了這一新的見解：在具有電加熱式催化劑的內(nèi)燃機(jī)中，在其加速時(shí)和減速時(shí)，尤其是在吸入空氣量急劇地增大的吸入空氣量驟增時(shí)、和吸入空氣量急劇地減少的吸入空氣量驟減時(shí)(以下，將“驟增”和“驟減”總稱為“驟變”)中的任一時(shí)，載體的預(yù)定部位間的溫度差也擴(kuò)大，有可能在載體上產(chǎn)生裂紋。并且，也同時(shí)發(fā)現(xiàn)了用于抑制該溫度差擴(kuò)大、裂紋產(chǎn)生的新的對(duì)策。

因此，本發(fā)明是鑒于上述情況而發(fā)明的，其目的在于提供一種能夠抑制具有電加熱式催化劑的內(nèi)燃機(jī)中的，因吸入空氣量驟變時(shí)催化劑載體的預(yù)定部位間的溫度差的擴(kuò)大引起的裂紋產(chǎn)生的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置及方法。

用于解決問題的手段

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，

提供一種在排氣通路設(shè)有具有通過通電而發(fā)熱的載體的電加熱式催化劑的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于，

具備構(gòu)成為在基于所述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量或其相關(guān)值而檢測(cè)到所述吸入空氣量的驟變的情況下向所述載體通電的控制單元。

優(yōu)選，所述控制單元基于所述吸入空氣量或其相關(guān)值的變化速度來檢測(cè)所述吸入空氣量的驟變。

優(yōu)選，所述控制單元，在從所述吸入空氣量或其相關(guān)值的變化速度的絕對(duì)值超過了預(yù)定的速度閾值時(shí)起的預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的期間向所述載體通電。在該情況下，優(yōu)選所述控制單元根據(jù)所述吸入空氣量或其相關(guān)值的變化速度的絕對(duì)值的最大值使所述執(zhí)行時(shí)間變化。

優(yōu)選，所述控制單元基于所述吸入空氣量或其相關(guān)值與該吸入空氣量或其相關(guān)值的平均化處理后的值的差分(差量)來檢測(cè)所述吸入空氣量的驟變。在該情況下，優(yōu)選所述控制單元在所述差分的絕對(duì)值比預(yù)定的差分閾值大時(shí)向所述載體通電。

優(yōu)選，所述控制單元執(zhí)行下述至少一方的控制，

檢測(cè)所述吸入空氣量的驟增，在所述載體的溫度的上升速度為預(yù)定值以上、并且所述載體的溫度為預(yù)定的上限溫度以下時(shí)，向所述載體通電的控制，和

檢測(cè)所述吸入空氣量的驟減，在所述載體的溫度的降低速度為預(yù)定值以上、并且所述載體的溫度為預(yù)定的下限溫度以上時(shí)，向所述載體通電的控制。

根據(jù)本發(fā)明的其他方案，提供一種在排氣通路設(shè)有具有通過通電而發(fā)熱的載體的電加熱式催化劑的內(nèi)燃機(jī)的控制方法。該方法的特征在于：基于所述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量或其相關(guān)值來判定所述吸入空氣量是否發(fā)生了驟變，在判定為所述吸入空氣量發(fā)生了驟變的情況下向所述載體通電。

優(yōu)選，在本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制方法中，在所述吸入空氣量或其相關(guān)值的變化速度的絕對(duì)值超過了預(yù)定的速度閾值的情況下，判定為所述吸入空氣量發(fā)生了驟變，在從該判定時(shí)起的預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的期間，向所述載體通電。在該情況下，優(yōu)選使所述執(zhí)行時(shí)間根據(jù)所述吸入空氣量或其相關(guān)值的變化速度的絕對(duì)值的最大值而不同。

優(yōu)選，基于所述吸入空氣量或其相關(guān)值與該吸入空氣量或其相關(guān)值的平均化處理后的值的差分來判定所述吸入空氣量是否發(fā)生了驟變。優(yōu)選，在所述差分的絕對(duì)值比預(yù)定的差分閾值大的情況下，判定為所述吸入空氣量發(fā)生了驟變。

可以在所述吸入空氣量的驟變?yōu)槲肟諝饬康捏E增，所述載體的溫度的上升速度為預(yù)定值以上，并且所述載體的溫度為預(yù)定的上限溫度以下的情況下，向所述載體通電?；颍梢栽谒鑫肟諝饬康捏E變?yōu)槲肟諝饬康捏E減，所述載體的溫度的降低速度為預(yù)定值以上，并且所述載體的溫度為預(yù)定的下限溫度以上的情況下，向所述載體通電。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠發(fā)揮如下優(yōu)異的技術(shù)效果：在具有電加熱式催化劑的內(nèi)燃機(jī)中，抑制起因于吸入空氣量驟變時(shí)催化劑載體的預(yù)定部位間的溫度差擴(kuò)大的裂紋產(chǎn)生。

附圖說明

圖1是示出了本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的構(gòu)成的概略圖。

圖2是電加熱式催化劑的側(cè)視截面圖。

圖3是圖2的III-III截面圖。

圖4是電加熱式催化劑的正視截面圖。

圖5是示出了催化劑載體、第1部位以及第2部位的概略圖。

圖6是示出了催化劑載體、第1部位以及第2部位的概略圖。

圖7是示出了催化劑載體、第1部位以及第2部位的概略圖。

圖8是示出了催化劑載體、第1部位以及第2部位的概略圖。

圖9是示出了與催化劑載體有關(guān)的等價(jià)的電路的概略圖。

圖10是本實(shí)施方式的控制的第1實(shí)施例所涉及的時(shí)序圖。

圖11是本實(shí)施方式的控制的第1實(shí)施例所涉及的流程圖。

圖12是本實(shí)施方式的控制的第2實(shí)施例所涉及的時(shí)序圖。

圖13是示出了溫度差與微分值的關(guān)系的圖表。

圖14是本實(shí)施方式的控制的第2實(shí)施例所涉及的流程圖。

圖15示出了第2實(shí)施例的變形例所涉及的映射。

圖16是本實(shí)施方式的控制的第3實(shí)施例所涉及的時(shí)序圖。

圖17是本實(shí)施方式的控制的第3實(shí)施例所涉及的流程圖。

圖18是本實(shí)施方式的控制的第4實(shí)施例所涉及的時(shí)序圖。

圖19是本實(shí)施方式的控制的第4實(shí)施例所涉及的流程圖。

圖20示出了第4實(shí)施例的變形例所涉及的映射。

圖21是本實(shí)施方式的控制的第5實(shí)施例所涉及的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

圖1示出了本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))和其控制裝置、以及搭載有它們的車輛。發(fā)動(dòng)機(jī)10構(gòu)成為多汽缸(例如直列四汽缸)的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)(汽油發(fā)動(dòng)機(jī))。車輛100構(gòu)成為具備發(fā)動(dòng)機(jī)10和電動(dòng)發(fā)電機(jī)這兩個(gè)車輛動(dòng)力源的混合動(dòng)力車輛。在車輛100中設(shè)有作為為控制車輛100和發(fā)動(dòng)機(jī)10而構(gòu)成的控制單元的電子控制單元(以下稱為“ECU”)20。

但是，發(fā)動(dòng)機(jī)的種類、汽缸數(shù)、汽缸配置形式(直列、V型、水平對(duì)置等)、點(diǎn)火方式、以及用途等沒有特別限定，例如發(fā)動(dòng)機(jī)也可以是壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)(柴油發(fā)動(dòng)機(jī))。另外發(fā)動(dòng)機(jī)也可以不是車輛用的，也可以不搭載于車輛。同樣地，也不特別地限定車輛的種類、用途等，例如車輛也可以是以發(fā)動(dòng)機(jī)為唯一的動(dòng)力源的通常的車輛。

在本實(shí)施方式的情況下，具備第1電動(dòng)發(fā)電機(jī)(以下稱為“第1馬達(dá)”)21a和第2電動(dòng)發(fā)電機(jī)(以下稱為“第2馬達(dá)”)21b這兩個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)。第1馬達(dá)21a主要為了發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和電池充電而使用，第2馬達(dá)21b主要用作車輛動(dòng)力用的馬達(dá)。但也可以使第1馬達(dá)21a具有車輛動(dòng)力的功能，也可以使第2馬達(dá)21b具有發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和電池充電的功能。

首先，對(duì)包括發(fā)動(dòng)機(jī)10、第1馬達(dá)21a以及第2馬達(dá)21b的混合動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行說明。發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸連結(jié)于輸出軸23，輸出軸23連結(jié)于動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22經(jīng)由動(dòng)力傳遞軸24而連結(jié)于第1馬達(dá)21a，并且，還經(jīng)由動(dòng)力傳遞軸25而與第2馬達(dá)21b連結(jié)。在此，動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22通過行星齒輪機(jī)構(gòu)來切換發(fā)動(dòng)機(jī)10、第1馬達(dá)21a以及第2馬達(dá)21b的輸出等的傳遞。另外，在連結(jié)于第2馬達(dá)21b的動(dòng)力傳遞軸25連結(jié)有減速器26，減速器26經(jīng)由傳動(dòng)軸27而連結(jié)有驅(qū)動(dòng)輪28。減速器26是組合多個(gè)齒輪而構(gòu)成的，使動(dòng)力傳遞軸25的旋轉(zhuǎn)減速，將來自發(fā)動(dòng)機(jī)10、第1馬達(dá)21a以及第2馬達(dá)21b的輸出向傳動(dòng)軸27傳遞。

第1馬達(dá)21a和第2馬達(dá)21b與包含未圖示的逆變器的電力控制單元(PCU：Power Control Unit)29電連接，PCU29還與電池30電連接。PCU29構(gòu)成為：將從電池30取出的直流電力變換為交流電力，向第1馬達(dá)21a和第2馬達(dá)21b供給，并且，將由第1馬達(dá)21a和第2馬達(dá)21b所發(fā)出的交流電力變換為直流電力，向電池30供給。詳細(xì)而言，第1馬達(dá)21a和第2馬達(dá)21b由交流同步型的電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，在外加有勵(lì)磁電流時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，并且在從外部施加有轉(zhuǎn)矩時(shí)(例如在從發(fā)動(dòng)機(jī)10經(jīng)由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22而輸入動(dòng)能時(shí))，通過將其動(dòng)能變換為電能來產(chǎn)生電力。所產(chǎn)生的電力經(jīng)由PCU29而向電池30供給。另外，第2馬達(dá)21b能夠在車輛減速時(shí)作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能，能夠?qū)尿?qū)動(dòng)輪28經(jīng)由傳動(dòng)軸27和減速器26而向動(dòng)力傳遞軸25傳遞的動(dòng)能變換為電能，進(jìn)行所謂的再生發(fā)電，由此而產(chǎn)生的電力也經(jīng)由PCU29而向電池30供給。另外，圖1所示出的混合動(dòng)力車輛100是所謂的插電式混合動(dòng)力車輛，設(shè)有充電插頭31，從而能夠進(jìn)行來自外部電源32的電力供給。

發(fā)動(dòng)機(jī)1在每個(gè)汽缸都具有進(jìn)行燃料噴射的燃料噴射閥18和火花塞19。在發(fā)動(dòng)機(jī)1的進(jìn)氣通路12設(shè)有用于檢測(cè)每單位時(shí)間的吸入空氣量(進(jìn)氣流量)的空氣流量計(jì)13，在其下游側(cè)設(shè)有用于調(diào)整吸入空氣量的電子控制式節(jié)氣門14。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣通路2設(shè)有用于進(jìn)行排氣凈化的催化劑，尤其是電加熱式催化劑(以下稱為“EHC”)1。EHC1具備通過通電或電力的供給來發(fā)熱的載體，關(guān)于其具體的構(gòu)成在后詳述。

ECU20構(gòu)成為對(duì)前述的PCU29、燃料噴射閥18、火花塞19、節(jié)氣門14以及EHC1進(jìn)行控制。另外ECU20除了前述的空氣流量計(jì)13和節(jié)氣門14之外，還電連接有用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸角的曲軸角傳感器11、用于檢測(cè)加速器開度的加速器開度傳感器15、以及用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷卻水溫度的水溫傳感器16。ECU20還經(jīng)由PCU29來進(jìn)行電池30的蓄電量的監(jiān)視等。另外ECU20電連接有在排氣通路2中的EHC1的上游側(cè)設(shè)置的排氣溫度傳感器6a和空燃比傳感器6b。

接下來，參照?qǐng)D2和圖3來說明EHC1的構(gòu)成。圖2是沿排氣通路2的中心軸A的方向切斷的EHC1的截面圖，圖2中的白底箭頭表示排氣通路2中的排氣的流動(dòng)方向。另外圖3是沿垂直于中心軸A的方向而切斷的EHC1的截面圖，是圖2的III-III截面圖。EHC1具備基體材料或載體(以下稱為“催化劑載體”)3、殼體4、墊5、以及電極7。將催化劑載體3收容于殼體4。催化劑載體3形成為圓柱狀，以使其中心軸與排氣通路2的中心軸A同軸的方式進(jìn)行設(shè)置。中心軸A是排氣通路2、催化劑載體3、以及殼體4的共通的中心軸。但是也可以將它們以非同軸的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)置或配置。在催化劑載體3上擔(dān)載有實(shí)現(xiàn)三元催化劑的功能的催化劑成分13。此外，催化劑成分13不限于實(shí)現(xiàn)三元催化劑的功能的催化劑成分，也可以是實(shí)現(xiàn)氧化催化劑、吸藏還原型NOx催化劑，以及選擇還原型NOx催化劑中的任一功能的催化劑成分，可適當(dāng)?shù)剡x擇與應(yīng)凈化的排氣成分(CO、HC、NOX等)相適應(yīng)的催化劑成分。

催化劑載體3含有通過通電或電力的供給而發(fā)熱的導(dǎo)電性的發(fā)熱體，換言之，由在通電時(shí)成為電阻而發(fā)熱的材料形成。作為催化劑載體3的材料，可例示出SiC。催化劑載體3具有向排氣的流動(dòng)方向(即，中心軸A的方向)延伸并且與排氣的流動(dòng)方向垂直的剖面成蜂窩狀的多條通路。排氣在該通路流通。在本實(shí)施方式的情況下，催化劑載體3是圓柱狀，具有在中心軸A(它也是催化劑載體3的中心軸)的方向上的預(yù)定的長(zhǎng)度和以中心軸A為基點(diǎn)的預(yù)定并且恒定的半徑，垂直于中心軸A的方向的剖面形狀是圓形。但是所述剖面形狀是任意的，例如也可以是橢圓形等。

在催化劑載體3的外周面3a連接有一對(duì)電極7。電極7由表面電極7a和軸電極7b形成。表面電極7a是沿催化劑載體3的外周面3a向周方向和軸方向延伸，即以覆蓋催化劑載體3的外周面3a的一部分的方式延伸。另外，以將催化劑載體3夾于一對(duì)表面電極7a間的方式將一對(duì)表面電極7a配置于在催化劑載體3的直徑方向上的彼此為相反側(cè)的位置。軸電極7b的一端連接于表面電極7a。并且軸電極7b的另一端穿過形成于殼體4內(nèi)的電極室9而向殼體4的外側(cè)突出。對(duì)這樣構(gòu)成的電極7，從電池30供給電力，進(jìn)行向催化劑載體3的通電。在催化劑載體3通過該通電而發(fā)熱時(shí)，將擔(dān)載于催化劑載體3的催化劑成分13加熱，促進(jìn)其活性化。通過ECU20來控制這樣的向EHC1的電力供給。

殼體4由金屬形成，作為其材料，可例示出不銹鋼材料。在殼體4的內(nèi)壁面與催化劑載體3的外周面3a之間夾有比較柔軟的墊5。也就是說，催化劑載體3經(jīng)由墊5而被殼體4支撐。該墊5由電絕緣材料形成。作為形成墊5的材料，可以例示出以氧化鋁為主要成分的陶瓷纖維。這樣，通過將墊5夾在催化劑載體3與殼體4之間，抑制了在向催化劑載體3通電時(shí)向殼體4的漏電。另外本實(shí)施方式的墊5被分割成上游側(cè)部分5a和下游側(cè)部分5b，在上游側(cè)部分5a與下游側(cè)部分5b之間形成有空間，該空間劃定了用于使電極7的軸電極7b穿過的電極室9。此外，也可以是，不將墊5分割成上游側(cè)部分5a和下游側(cè)部分5b，通過僅在墊5的電極7所穿過的部分開出貫通孔來劃定成為電極室的空間。

另外，在為了使軸電極7b穿過而在殼體4開出的貫通孔設(shè)有支撐軸電極7b的電極支撐部件8。該電極支撐部件8由電絕緣材料形成，使殼體4與軸電極7b之間電絕緣。

于是，如上所述，本發(fā)明者等潛心研究，結(jié)果得到了這一新的見解：在發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)和減速時(shí)，尤其是在吸入空氣量驟增時(shí)和驟減時(shí)的任一時(shí)，催化劑載體的預(yù)定部位間的溫度差擴(kuò)大，也有可能在催化劑載體上產(chǎn)生裂紋。首先對(duì)該情況進(jìn)行說明。

圖4示出了垂直于中心軸A的方向的EHC1的截面圖(但是，是與圖3不同的軸方向位置)。作為催化劑載體3的預(yù)定的部位(或位置)，設(shè)定位于催化劑載體3的外周面3a上的第1部位P1、和相對(duì)于第1部位P1靠載體半徑方向內(nèi)側(cè)并且位于其附近的第2部位P2這兩個(gè)部位。第1部位P1與第2部位P2之間的間隔例如是5mm的程度。將該第1部位P1與第2部位P2之間的溫度差設(shè)為ΔT。此外，將催化劑載體3的中心軸A上的部位設(shè)為中心部位或第3部位P3。

在EHC1中，催化劑載體3的外周面3a經(jīng)由墊5而連接于殼體4，至少位于催化劑載體3中的最靠近殼體4的位置。另外，殼體4暴露于外部氣體。因此，外部氣體奪走殼體4的熱，殼體4從催化劑載體3的外周面3a奪取催化劑載體3的熱。因此，在第1部位P1與第2部位P2之間產(chǎn)生了溫度差ΔT。在將第1部位P1的溫度設(shè)為T1、將第2部位P2的溫度設(shè)為T2時(shí)，T2>T1，ΔT＝T2-T1。

圖5是示出了催化劑載體3、第1部位P1以及第2部位P2的概略圖。圖5示出了發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)，催化劑載體3在其剖面中具有幾乎均等的溫度。因此溫度差ΔT比較小。

但是，在從該狀態(tài)開始發(fā)動(dòng)機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是吸入空氣量急劇地增大時(shí)，從排氣向催化劑載體3供給的能量、具體而言熱量增大，從排氣向催化劑載體3供給的熱量變得大大超出從催化劑載體3的外周面3a散出的熱量。于是，如圖6所示，產(chǎn)生了催化劑載體3的溫度從催化劑載體3的中心部向半徑方向外側(cè)逐漸上升的現(xiàn)象。加速越急則該現(xiàn)象越顯著。因此，第2部位P2的溫度T2與第1部位P1的溫度T1相比相對(duì)較大地上升，如圖所示，溫度差ΔT變大。起因于該溫度差ΔT的擴(kuò)大，對(duì)催化劑載體3的熱應(yīng)力增大，由于熱應(yīng)力超過了載體強(qiáng)度，所以擔(dān)心會(huì)在催化劑載體3產(chǎn)生裂紋。不至于使催化劑載體3產(chǎn)生裂紋的所容許的溫度差的上限值ΔTlim例如是120℃，在溫度差ΔT超過了該上限值ΔTlim時(shí)，恐會(huì)在催化劑載體3產(chǎn)生裂紋。

尤其是，本實(shí)施方式這樣的EHC1的催化劑載體3與通常的不是電加熱式的催化劑的載體相比，載體強(qiáng)度弱，有容易產(chǎn)生裂紋的傾向。另外，在EHC1中，當(dāng)在催化劑載體3產(chǎn)生了裂紋時(shí)，裂紋部分的電阻值變得比其他的部分高。因此，在向EHC1通電時(shí)，催化劑載體3中的通電量的分布變得不均等，在催化劑載體3中會(huì)產(chǎn)生更大的溫度差，恐會(huì)導(dǎo)致裂紋的進(jìn)一步的增大、增加。因此，即使是微小的裂紋也必須避免其產(chǎn)生。

另一方面，圖7示出了與圖5同樣的狀態(tài)。這次從該狀態(tài)開始發(fā)動(dòng)機(jī)減速運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是吸入空氣量急劇地減少時(shí)，從排氣向催化劑載體3供給的能量、具體而言熱量減少，或?qū)嵸|(zhì)上停止。因此，從排氣向催化劑載體3供給的熱量變得大大低于從催化劑載體3的外周面3a散出的熱量。于是，如圖8所示，產(chǎn)生了催化劑載體3的溫度從催化劑載體3的外周面3a向半徑方向內(nèi)側(cè)逐漸降低的現(xiàn)象。減速越急則該現(xiàn)象越顯著。因此，第1部位P1的溫度T1與第2部位P2的溫度T2相比相對(duì)較大地降低，如圖所示，溫度差ΔT變大。起因于該溫度差ΔT的擴(kuò)大，也恐會(huì)在催化劑載體3產(chǎn)生裂紋。

因此，在本實(shí)施方式中，在基于發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣量或其相關(guān)值而檢測(cè)出(判定到)吸入空氣量的驟變的情況下，通過ECU20來執(zhí)行向催化劑載體3通電的控制。向該催化劑載體3的通電是本發(fā)明者等潛心研究而發(fā)現(xiàn)的、用于抑制溫度差擴(kuò)大和裂紋產(chǎn)生的新的對(duì)策。

在執(zhí)行該通電時(shí)，能夠抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大、或使溫度差ΔT縮小。這是因?yàn)橐韵碌睦碛伞Ｊ紫?，在?zhí)行通電時(shí)，催化劑載體3(在此以垂直于中心軸A的剖面來進(jìn)行考慮)被均等地加熱。另一方面，在催化劑載體3中有排氣的流動(dòng)，催化劑載體3的半徑方向中心側(cè)的排氣流速有比半徑方向外周側(cè)的排氣流速更高的傾向。因此，催化劑載體3的半徑方向中心側(cè)通過排氣帶走的熱量(帶走量)也有比半徑方向外周側(cè)的通過排氣帶走的熱量更多的傾向，在催化劑載體3通過通電而被均等地加熱時(shí)，半徑方向外周側(cè)的溫度有比半徑方向中心側(cè)的溫度更容易上升的傾向。對(duì)這一點(diǎn)若以第1部位P1和第2部位P2的溫度T1、T2來比較，則第1部位P1的溫度T1比第2部位P2的溫度T2更容易上升。因此，能夠抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大，或使溫度差ΔT縮小。

另外，作為溫度差ΔT的擴(kuò)大抑制或縮小能夠?qū)崿F(xiàn)的理由，也考慮以下的理由。如圖9所示，考慮關(guān)于催化劑載體3的等價(jià)電路。為了方便，在催化劑載體3中，將相對(duì)于第2部位P2位于半徑方向中心側(cè)的區(qū)域設(shè)為中心側(cè)區(qū)域A1，相對(duì)于第2部位P2位于半徑方向外周側(cè)的區(qū)域設(shè)為外周側(cè)區(qū)域A2。將中心側(cè)區(qū)域A1和外周側(cè)區(qū)域A2的催化劑載體3的電阻分別設(shè)為R1、R2。在該電路中，阻抗R2、R1、R2串聯(lián)連接，在開關(guān)SW(相當(dāng)于ECU20)接通時(shí)(也就是說催化劑載體3通電時(shí))，對(duì)這些阻抗外加有電池30的電壓Vb。

例如，如圖6所示，在中心側(cè)區(qū)域A1相對(duì)地成為高溫、外周側(cè)區(qū)域A2相對(duì)地成為低溫的狀態(tài)下，通電前，阻抗R1、R2具有R1a、R2a的值。在催化劑載體3具有溫度越低則具有越高的電阻這一特性的情況下，與如圖5所示那樣的均等溫度的狀態(tài)相比較，雖然外周側(cè)區(qū)域A2的阻抗值R2a幾乎不變，但中心側(cè)區(qū)域A1的阻抗值R1a變低。

于是，中心側(cè)區(qū)域A1與外周側(cè)區(qū)域A2的阻抗值的均衡變化為，外周側(cè)區(qū)域A2的阻抗值比中心側(cè)區(qū)域A1的阻抗值更大。阻抗值越大則進(jìn)行通電時(shí)的阻抗兩端的電位差變得越大，更多的電力被供給阻抗。因此，在進(jìn)行通電時(shí)，外周側(cè)區(qū)域A2比中心側(cè)區(qū)域A1更快地被加熱，升溫速度變大，結(jié)果，能夠抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大，或使溫度差ΔT縮小。該情況在圖7、圖8的情況下也同樣地適用。

除此之外，作為溫度差ΔT的擴(kuò)大抑制或縮小能夠?qū)崿F(xiàn)的理由，也考慮以下的理由。在此，作為與通過通電來均等地加熱催化劑載體3等價(jià)的例子，考慮將充分加熱了的加熱部件壓到催化劑載體3的剖面來均等地加熱催化劑載體3的情況。例如，在圖6所示出的狀態(tài)下壓有加熱部件的情況下(但是使加熱部件的溫度比中心側(cè)區(qū)域A1的溫度高)，因?yàn)榧訜岵考c外周側(cè)區(qū)域A2的溫度差比加熱部件與中心側(cè)區(qū)域A1的溫度差大，所以更多的熱量從加熱部件向外周側(cè)區(qū)域A2傳遞。因此外周側(cè)區(qū)域A2比中心側(cè)區(qū)域A1更快地被加熱，結(jié)果，能夠抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大，或使溫度差ΔT減少。

這樣，通過在檢測(cè)出(判定到)吸入空氣量的驟變的情況下向催化劑載體3通電，能夠抑制起因于溫度差ΔT的擴(kuò)大的裂紋產(chǎn)生。

以下，具體地說明本實(shí)施方式的控制的內(nèi)容。

圖10是用于說明本實(shí)施方式的控制的第1實(shí)施例的時(shí)序圖。該第1實(shí)施例與吸入空氣量驟增時(shí)相關(guān)聯(lián)。

載體溫度是催化劑載體3的溫度，T1表示第1部位P1的溫度，T2表示第2部位P2的溫度，T3表示中心部位或第3部位P3的溫度(參照?qǐng)D4)。關(guān)于吸入空氣量，Ga是由空氣流量計(jì)13檢測(cè)出的檢測(cè)值，Gama表示作為對(duì)所述檢測(cè)值實(shí)施了平均化處理后的值的處理后檢測(cè)值。

在所圖示的例子中，在時(shí)刻t1發(fā)動(dòng)機(jī)的加速開始，與此相伴地載體溫度和吸入空氣量增大。升溫標(biāo)志是在載體溫度的上升速度為預(yù)定值以上、并且載體溫度為預(yù)定的上限溫度TH以下時(shí)激活(ON)，在除此以外的時(shí)候?yàn)榉羌せ?OFF)的標(biāo)志。在此，作為載體溫度，使用催化劑載體3的中心部位的溫度T3，該值是通過ECU20例如基于排氣溫度傳感器6a的檢測(cè)值而推定的。此外，對(duì)于載體溫度的推定方法，可以是包含公知方法的各種各樣的方法。也可以代替推定方法而通過溫度傳感器來直接檢測(cè)載體溫度，涵蓋這些推定和檢測(cè)而稱為取得。這樣，在本實(shí)施方式中設(shè)置用于取得載體溫度的載體溫度取得單元。

在本實(shí)施例中，僅在升溫標(biāo)志激活時(shí)使EHC1接通(ON)，即向催化劑載體3通電。其理由是為了不執(zhí)行不需要的通電。即，在載體溫度的上升速度小于預(yù)定值時(shí)，原本就不容易產(chǎn)生溫度差ΔT的擴(kuò)大。另外，在載體溫度比上限溫度TH高時(shí)，載體溫度相當(dāng)高，即使因加速而從排氣向催化劑載體3供給的熱量增大，溫度差ΔT也不會(huì)超過容許上限值ΔTlim，或超過的可能性非常低。以容易理解的例子來進(jìn)行說明，在載體溫度為900℃這一高溫條件下，即使產(chǎn)生了加速，溫度差ΔT超過容許上限值ΔTlim的可能性也極低。在這樣的條件下沒有必要進(jìn)行通電，所以停止通電。由此實(shí)現(xiàn)了控制的適當(dāng)化。雖然如此，這樣的條件的附加是任意的，也可以是省略了該條件的實(shí)施例。

通過實(shí)機(jī)試驗(yàn)等來將載體溫度的上升速度的預(yù)定值和載體溫度的上限溫度TH設(shè)定(調(diào)整)為最適當(dāng)，并預(yù)先存儲(chǔ)于ECU20的存儲(chǔ)器。在圖示的例子中，在時(shí)刻t2使升溫標(biāo)志激活，在時(shí)刻t5使升溫標(biāo)志為非激活。此外載體溫度的上升速度例如可通過算出載體溫度的微分值來得到。

吸入空氣量在本實(shí)施方式的情況下通過空氣流量計(jì)13和ECU20來檢測(cè)，但也可以通過ECU20來推定。這樣，在本實(shí)施方式中設(shè)置用于取得吸入空氣量的吸入空氣量取得單元。

吸入空氣量的處理后檢測(cè)值Gama是對(duì)吸入空氣量的檢測(cè)值Ga實(shí)施了平均化處理(所謂的平緩化處理(緩和處理、なまし処理))后的值(所謂的平緩值(緩和值、なまし値))。在本實(shí)施方式中，作為平均化處理，采用移動(dòng)平均值算法處理，將處理后檢測(cè)值Gama設(shè)為檢測(cè)值Ga的移動(dòng)平均值。然而，也可以采用其他的平均化處理。總之，對(duì)檢測(cè)值Ga進(jìn)行平均化處理，以使得處理后檢測(cè)值Gama比檢測(cè)值Ga延遲并且更緩慢地變化。

具體而言，ECU20基于從本次(n)的運(yùn)算時(shí)期到(N-1)次前的運(yùn)算時(shí)期的檢測(cè)值Ga的數(shù)據(jù)，通過下式來算出本次的運(yùn)算時(shí)期的處理后檢測(cè)值Gaman。N是預(yù)先設(shè)定的樣本數(shù)。

Gaman＝{Gan+Gan-1+Gan-2+···+Gan-(N-1)}/N···(1)

通過在每個(gè)運(yùn)算周期每次都更新該處理后檢測(cè)值Gaman，能夠在各運(yùn)算時(shí)期中算出基于從當(dāng)前到過去的N個(gè)樣本的數(shù)據(jù)的最新的處理后檢測(cè)值Gama。

如圖10所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)加速開始后，吸入空氣量的檢測(cè)值Ga大大增大，吸入空氣量的處理后檢測(cè)值Gama也跟隨著它延遲并緩慢地增大。

在本實(shí)施例中，基于吸入空氣量與其平均化處理后的值的差分(差量)來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟增。具體而言，在檢測(cè)值Ga與處理后檢測(cè)值Gama的差分ΔGa變得比預(yù)定的差分閾值ΔGasa大時(shí)，檢測(cè)(判定)出吸入空氣量的驟增。并且在差分ΔGa比差分閾值ΔGasa大時(shí)，在該期間向催化劑載體3通電。在此，在發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)，如圖所示，檢測(cè)值Ga變得比處理后檢測(cè)值Gama大。因此，為了方便，將差分定義為ΔGa＝Ga-Gama。但也可以是其他的定義方法。吸入空氣量驟增時(shí)的差分的絕對(duì)值與差分ΔGa相等。差分閾值以ΔGasa來表示，其具有正的值。在吸入空氣量驟增時(shí)，本發(fā)明所說的“差分的絕對(duì)值”是ΔGa(＝|ΔGa|)，本發(fā)明所說的差分閾值是ΔGasa(＝|ΔGasa|)。

發(fā)動(dòng)機(jī)的加速越急則有溫度差ΔT越大，差分ΔGa也越變大的傾向。因此在差分ΔGa比差分閾值ΔGasa大時(shí)，作為溫度差ΔT有超過容許上限值ΔTlim的可能性、或加速急到使所述可能性產(chǎn)生的程度的情況，在該期間執(zhí)行通電?？紤]容許上限值ΔTlim、或與其相對(duì)應(yīng)地，通過實(shí)機(jī)試驗(yàn)等將差分閾值ΔGasa設(shè)定(調(diào)整)為最適當(dāng)，并預(yù)先存儲(chǔ)于ECU20的存儲(chǔ)器。本實(shí)施方式的控制尤其在溫度差ΔT容易變大的急加速時(shí)有效。

在圖示的例子中，在時(shí)刻t3差分ΔGa變得比差分閾值ΔGasa大，在時(shí)刻t4差分ΔGa變?yōu)椴罘珠撝郸asa以下。t3～t4的期間包含于升溫標(biāo)志激活了的期間t2～t5內(nèi)。

因此，如圖10所示，在t3～t4的期間EHC1接通(ON)，催化劑載體3通電。由此能夠抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大、乃至在催化劑載體3的裂紋產(chǎn)生。尤其是在吸入空氣量驟增了的情況下，檢測(cè)值Ga從處理后檢測(cè)值Gama背離的期間變長(zhǎng)，所以能夠使執(zhí)行通電的期間也變長(zhǎng)，能夠與溫度差ΔT的擴(kuò)大期間的長(zhǎng)期化相適地有效地執(zhí)行通電控制。

在本實(shí)施例中，基于吸入空氣量來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟增，但也可以基于吸入空氣量的相關(guān)值來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟增。作為這種相關(guān)值，例如可以列舉加速器開度、節(jié)氣門開度、排氣流量等。此外，加速器開度能夠通過加速器開度傳感器15，節(jié)氣門開度能夠通過組裝于節(jié)氣門14的節(jié)氣門開度傳感器，排氣流量能夠通過附加設(shè)置的排氣流量傳感器來分別檢測(cè)。

本實(shí)施方式的通電控制在發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)、熱機(jī)時(shí)都能夠執(zhí)行。這是因?yàn)椴粌H在發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)，在熱機(jī)的情況下，在吸入空氣量驟增時(shí)溫度差ΔT也有可能超過容許上限值ΔTlim。尤其是，與專利文獻(xiàn)1不同，在不是發(fā)動(dòng)機(jī)剛冷機(jī)啟動(dòng)后的加速時(shí)也能夠執(zhí)行。

接下來，參照?qǐng)D11來說明本實(shí)施例的控制例程。該例程是通過ECU20而按每一預(yù)定的運(yùn)算周期反復(fù)執(zhí)行的。

在步驟S101中，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)10是否處于運(yùn)轉(zhuǎn)期間。在不處于運(yùn)轉(zhuǎn)期間(處于停止期間)的情況下結(jié)束例程，在處于運(yùn)轉(zhuǎn)期間的情況下前進(jìn)至步驟S102。

在步驟S102中，判斷升溫標(biāo)志是否為激活。在為激活的情況下，前進(jìn)至步驟S103，判斷差分ΔGa是否比差分閾值ΔGasa大。在差分ΔGa比差分閾值ΔGasa大的情況下，前進(jìn)至步驟S104，使EHC1接通，即，使催化劑載體3通電。

另一方面，在步驟S102中升溫標(biāo)志沒有激活(非激活)的情況下，和在步驟S103中差分ΔGa為差分閾值ΔGasa以下的情況下，都前進(jìn)至步驟S105，使EHC1斷開(OFF)，即，使催化劑載體3的通電停止。

接下來，說明本實(shí)施方式的控制的第2實(shí)施例。圖12是第2實(shí)施例所涉及的時(shí)序圖。該第2實(shí)施例也與吸入空氣量驟增時(shí)相關(guān)。圖12的載體溫度和升溫標(biāo)志與圖10中相同。在圖12中，吸入空氣量的檢測(cè)值Ga的變化方式與圖10相同。

圖12示出了吸入空氣量的檢測(cè)值Ga的微分值Gad。微分值Gad是根據(jù)下式通過ECU20逐次算出的。

Gad_n＝Gan-Gan-1···(2)

Gad_n是本次(n)的運(yùn)算時(shí)期的微分值，Ga_n是本次的運(yùn)算時(shí)期的吸入空氣量檢測(cè)值，Ga_n-1是前次(n-1)的運(yùn)算時(shí)期的吸入空氣量檢測(cè)值。尤其是，具有正的值的微分值Gad表示吸入空氣量的增大速度，微分值Gad在正方向上越大，則吸入空氣量的增大速度越快。

在本實(shí)施例中，基于吸入空氣量的增大速度來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟增。尤其是，在吸入空氣量的增大速度的絕對(duì)值超過了預(yù)定的速度閾值時(shí)檢測(cè)(判定)出吸入空氣量的驟增。并且，在從吸入空氣量的增大速度的絕對(duì)值超過了預(yù)定的速度閾值時(shí)起的預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的期間，向催化劑載體3通電。在此，在產(chǎn)生吸入空氣量的驟增時(shí)，如圖所示，微分值Gad變得比具有正的值的預(yù)定的微分閾值Gadsa大。因此，在本實(shí)施例中，在微分值Gad變得比微分閾值Gadsa大時(shí)，作為吸入空氣量的增大速度的絕對(duì)值超過了預(yù)定的速度閾值的情況，執(zhí)行通電。但是，也可以由其他的值來表示吸入空氣量的增大速度和速度閾值。在吸入空氣量驟增時(shí)，本發(fā)明所說的“吸入空氣量的變化速度”對(duì)應(yīng)于吸入空氣量的增大速度，“吸入空氣量的變化速度的絕對(duì)值”對(duì)應(yīng)于Gad(＝|Gad|)，本發(fā)明所說的“速度閾值”對(duì)應(yīng)于Gadsa(＝|Gadsa|)。

發(fā)動(dòng)機(jī)的加速越急，則有溫度差ΔT越大，另外越出現(xiàn)大的正微分值Gad的傾向。在圖13中示意地示出了溫度差ΔT與微分值Gad的關(guān)系。因此，在微分值Gad變得比微分閾值Gadsa大時(shí)，作為溫度差ΔT有超過容許上限值ΔTlim的可能性、或吸入空氣量的增大急到使所述可能性產(chǎn)生的程度的情況，在執(zhí)行時(shí)間Δts的期間執(zhí)行通電?？紤]溫度差ΔT的容許上限值ΔTlim、或與其相對(duì)應(yīng)地，通過實(shí)機(jī)試驗(yàn)等將微分閾值Gadsa設(shè)定(調(diào)整)為最適當(dāng)，并預(yù)先存儲(chǔ)于ECU20的存儲(chǔ)器(參照?qǐng)D13)。另外，通電的執(zhí)行時(shí)間Δts也同樣，考慮溫度差ΔT的容許上限值ΔTlim，通過實(shí)機(jī)試驗(yàn)等來設(shè)定(調(diào)整)為最適當(dāng)，并預(yù)先存儲(chǔ)于ECU20的存儲(chǔ)器。

在圖12所示出的例子中，在時(shí)刻t3微分值Gad變得比微分閾值Gadsa大，從該時(shí)刻t3到經(jīng)過了預(yù)定的執(zhí)行時(shí)間Δts的時(shí)刻t4為止，EHC1接通。所述t3～t4的期間包含于升溫標(biāo)志激活的期間t2～t5內(nèi)。通過執(zhí)行這樣的通電控制也能夠抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大乃至在催化劑載體3的裂紋產(chǎn)生。

在本實(shí)施例中，基于吸入空氣量來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟增，但是與前述同樣，也可以基于吸入空氣量的相關(guān)值來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟增。

參照?qǐng)D14來說明本實(shí)施例的控制例程。步驟S201、S202與第1實(shí)施例(圖11)的步驟S101、S102相同。在步驟S202中升溫標(biāo)志為激活的情況下，前進(jìn)至步驟S203，判斷通電標(biāo)志是否為激活。通電標(biāo)志的初期狀態(tài)是非激活。在非激活的情況下，前進(jìn)至步驟S204，判斷微分值Gad是否比微分閾值Gadsa大。在為是的情況下，前進(jìn)至步驟S205，使通電標(biāo)志激活(ON)。

接下來，在步驟S206中，判斷自微分值Gad初次大于微分閾值Gadsa的時(shí)刻起的經(jīng)過時(shí)間Δt是否為預(yù)定的執(zhí)行時(shí)間Δts以下。在為是的情況下，前進(jìn)至步驟S207，使EHC1接通。

另一方面，在步驟S203中判斷為通電標(biāo)志激活的情況下，跳過步驟S204、S205，前進(jìn)至步驟S206。在步驟S206中判斷為經(jīng)過時(shí)間Δt超過了執(zhí)行時(shí)間Δts的情況下，前進(jìn)至步驟S208，使通電標(biāo)志為非激活(OFF)，在步驟S209中，使EHC1斷開。在步驟S202的判定為否的情況下也前進(jìn)至步驟S209。

根據(jù)該例程，假定步驟S201為是、步驟S202為是，在微分值Gad初次大于微分閾值Gadsa時(shí)(S204：是)，通電標(biāo)志激活(S205)，因?yàn)榻?jīng)過時(shí)間Δt沒有超過執(zhí)行時(shí)間Δts(S206：是)，所以執(zhí)行通電(S207)。之后，因?yàn)橥姌?biāo)志激活，所以從步驟S203直接前進(jìn)至步驟S206，直到經(jīng)過時(shí)間Δt超過執(zhí)行時(shí)間Δts為止(S206：是)，執(zhí)行通電(S207)。之后，在經(jīng)過時(shí)間Δt超過執(zhí)行時(shí)間Δts時(shí)(S206：否)，使通電標(biāo)志為非激活(S208)，使通電停止(S209)。

關(guān)于本實(shí)施例的變形例，在吸入空氣量驟增時(shí)的通電的執(zhí)行時(shí)間Δts可以是恒定的，也可以是可變的。尤其是，優(yōu)選根據(jù)吸入空氣量(或其相關(guān)值)的增大速度的絕對(duì)值的最大值來使執(zhí)行時(shí)間Δts變化。

如圖12所示，正微分值Gad表示吸入空氣量的檢測(cè)值Ga的增大速度。并且正微分值Gad在變得大于微分閾值Gadsa后，達(dá)到最大值Gadpa，之后降低。該最大值Gadpa表示吸入空氣量的增大速度的絕對(duì)值的最大值。最大值Gadpa越大，則吸入空氣量的增大速度的絕對(duì)值的最大值越大。

在該優(yōu)選的例子中，使執(zhí)行時(shí)間Δts根據(jù)最大值Gadpa的值而變化。具體而言，例如，按照如圖15所示的預(yù)定的映射，最大值Gadpa(具有正的值)越大，即吸入空氣量的增大速度的絕對(duì)值的最大值越大，則使執(zhí)行時(shí)間Δts越長(zhǎng)。

可以認(rèn)為，吸入空氣量的增大速度的絕對(duì)值的最大值越大，則吸入空氣量的增大越急，溫度差ΔT變得越大。因此，吸入空氣量的增大速度的絕對(duì)值的最大值越大則使執(zhí)行時(shí)間Δts越長(zhǎng)，由此能夠有效地抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大。

在將該變形例應(yīng)用于圖14的例程的情況下，在步驟S206中，一并執(zhí)行最大值Gadpa的取得、和與所取得的最大值Gadpa對(duì)應(yīng)的執(zhí)行時(shí)間Δts的算出以及設(shè)定。此外，也可以在最大值Gadpa的取得前設(shè)定作為預(yù)定的恒定值的執(zhí)行時(shí)間Δts。

接下來，說明本實(shí)施方式的控制的第3實(shí)施例。圖16是第3實(shí)施例的時(shí)序圖。該第3實(shí)施例與吸入空氣量驟減時(shí)相關(guān)。

在時(shí)刻t1發(fā)動(dòng)機(jī)的減速開始，與此相伴地載體溫度和吸入空氣量降低。降溫標(biāo)志是在載體溫度T3的降低速度為預(yù)定值以上、且載體溫度為預(yù)定的下限溫度TL以上時(shí)激活(ON)，在除此以外的時(shí)候?yàn)榉羌せ?OFF)的標(biāo)志。此外，下限溫度TL是比所述上限溫度TH相當(dāng)?shù)偷臏囟取?/p>

在本實(shí)施例中，僅在降溫標(biāo)志激活時(shí)執(zhí)行通電。其理由與前述同樣，是為了不執(zhí)行不需要的通電。即，在載體溫度的降低速度小于預(yù)定值時(shí)，原本就難以產(chǎn)生溫度差ΔT的擴(kuò)大。另外，在載體溫度小于下限溫度TL時(shí)，載體溫度本來就低，溫度差ΔT不會(huì)超過容許上限值ΔTlim(例如120℃)，或超過的可能性非常低。以容易理解的例子來進(jìn)行說明，在外界氣體溫度為25℃、載體溫度為100℃這一條件下，即使產(chǎn)生了減速，溫度差ΔT理論上也只擴(kuò)大至75℃。在這樣的條件下不需要進(jìn)行通電，所以停止通電。由此，能夠避免執(zhí)行明顯不需要的通電，實(shí)現(xiàn)了控制的適當(dāng)化。雖然如此，這樣的條件的附加是任意的，也可以是省略了該條件的實(shí)施例。

通過實(shí)機(jī)試驗(yàn)等來將載體溫度的降低速度的預(yù)定值和載體溫度的下限溫度TL設(shè)定(調(diào)整)為最適當(dāng)，并預(yù)先存儲(chǔ)于ECU20的存儲(chǔ)器。在所圖示的例子中，在時(shí)刻t2使降溫標(biāo)志激活，在時(shí)刻t5使降溫標(biāo)志為非激活。此外載體溫度的降低速度例如也可以通過算出載體溫度的微分值來得到。

在該例中，與第1實(shí)施例(圖10)同樣，使用吸入空氣量的處理后檢測(cè)值Gama。如圖16所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)的減速開始后，吸入空氣量的檢測(cè)值Ga大大減少，吸入空氣量的處理后檢測(cè)值Gama也隨著它而延遲并緩慢地減少。

在本實(shí)施例中也在檢測(cè)值Ga與處理后檢測(cè)值Gama的差分的絕對(duì)值比預(yù)定的差分閾值大時(shí)，執(zhí)行向催化劑載體3的通電。在此，差分與前述同樣，以ΔGa＝Ga-Gama來定義，減速時(shí)差分ΔGa具有負(fù)的值。因此，為了方便，將差分ΔGa與具有負(fù)的值的差分閾值ΔGas來進(jìn)行比較，在ΔGa<ΔGas的時(shí)候執(zhí)行通電。在減速時(shí)，本發(fā)明所說的“差分的絕對(duì)值”是|ΔGa|，本發(fā)明所說的差分閾值是|ΔGas|。

發(fā)動(dòng)機(jī)的減速越急則有溫度差ΔT越大，差分ΔGa也越向負(fù)方向變大的傾向。因此，在差分ΔGa比差分閾值ΔGas小時(shí)，作為溫度差ΔT有超過容許上限值ΔTlim的可能性、或吸入空氣量的減少急到使所述可能性產(chǎn)生的程度的情況，在該期間執(zhí)行通電?？紤]容許上限值ΔTlim，通過實(shí)機(jī)試驗(yàn)等來將差分閾值ΔGas設(shè)定(調(diào)整)為最適當(dāng)，并預(yù)先存儲(chǔ)于ECU20的存儲(chǔ)器。本實(shí)施方式的控制尤其在溫度差ΔT容易變大的發(fā)動(dòng)機(jī)的驟減速時(shí)有效。

在所圖示的例子中，在時(shí)刻t3差分ΔGa變得比差分閾值ΔGas小，在時(shí)刻t4差分ΔGa變?yōu)椴罘珠撝郸as以上。t3～t4的期間包含于降溫標(biāo)志激活的期間t2～t5內(nèi)。

因此，如圖16所示，在t3～t4的期間EHC1接通，由此能夠抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大、乃至在催化劑載體3的裂紋產(chǎn)生。尤其是在產(chǎn)生了吸入空氣量驟減的情況下，檢測(cè)值Ga從處理后檢測(cè)值Gama背離的期間變長(zhǎng)，所以能夠使執(zhí)行通電的期間也變長(zhǎng)，能夠與溫度差ΔT的擴(kuò)大期間的長(zhǎng)期化相適地有效地執(zhí)行通電。

可以代替吸入空氣量而基于其相關(guān)值來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟減這一點(diǎn)、以及通電控制在發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)時(shí)、熱機(jī)時(shí)都能執(zhí)行這一點(diǎn)，是與前述同樣的。

參照?qǐng)D17來說明本實(shí)施例的控制例程。在步驟S301中，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)10是否處于運(yùn)轉(zhuǎn)期間，在不處于運(yùn)轉(zhuǎn)期間(處于停止期間)的情況下結(jié)束例程，在處于運(yùn)轉(zhuǎn)期間的情況下前進(jìn)至步驟S302。

在步驟S302中，判斷降溫標(biāo)志是否激活。在為激活的情況下，前進(jìn)至步驟S303，判斷差分ΔGa是否比差分閾值ΔGas小。在差分ΔGa比差分閾值ΔGas小的情況下，前進(jìn)至步驟S304，使EHC1接通(通電)。

另一方面，在步驟S302中降溫標(biāo)志沒有激活的情況下，以及在步驟S303中差分ΔGa為差分閾值ΔGas以上的情況下，都前進(jìn)至步驟S305，使EHC1斷開(通電停止)。

此外，在該第3實(shí)施例中使用的減速時(shí)的差分閾值的絕對(duì)值|ΔGas|，可以是與在第1實(shí)施例中使用的加速時(shí)的差分閾值的絕對(duì)值|ΔGasa|相等的值，也可以是不同的值。

接下來，說明本實(shí)施方式的控制的第4實(shí)施例。圖18是第4實(shí)施例的時(shí)序圖。該第4實(shí)施例也與發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)相關(guān)。圖18的載體溫度和降溫標(biāo)志與圖16中相同。吸入空氣量的檢測(cè)值Ga的變化的方式與圖16相同。

圖18示出了吸入空氣量的檢測(cè)值Ga的微分值Gad。微分值Gad以與第2實(shí)施例同樣的方法來算出。尤其是，具有負(fù)的值的微分值Gad表示吸入空氣量的減少速度，微分值Gad在負(fù)方向上越大，則吸入空氣量的減少速度越快。

在本實(shí)施例中，與第2實(shí)施例類似，基于吸入空氣量的減少速度來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟減。尤其是，在吸入空氣量的減少速度的絕對(duì)值超過了預(yù)定的速度閾值時(shí)檢測(cè)(判定)出吸入空氣量的驟減。并且，在從吸入空氣量的減少速度的絕對(duì)值超過了預(yù)定的速度閾值時(shí)起的預(yù)定執(zhí)行時(shí)間Δts的期間，執(zhí)行通電。在此，在產(chǎn)生了吸入空氣量的驟減時(shí)，如圖所示，微分值Gad變得比具有負(fù)的值的預(yù)定的微分閾值Gads小。因此，在本實(shí)施例中，在微分值Gad變得比微分閾值Gads小時(shí)，作為吸入空氣量的減少速度的絕對(duì)值超過了預(yù)定的速度閾值的情況，執(zhí)行通電。但是，也可以由其他的值來表示吸入空氣量的減少速度和速度閾值。在吸入空氣量驟減時(shí)，本發(fā)明所說的“吸入空氣量的變化速度”對(duì)應(yīng)于吸入空氣量的減少速度，“吸入空氣量的變化速度的絕對(duì)值”對(duì)應(yīng)于|Gad|，本發(fā)明所說的“速度閾值”對(duì)應(yīng)于|Gads|。

發(fā)動(dòng)機(jī)的減速越急，則有溫度差ΔT越大，另外越出現(xiàn)小的負(fù)微分值Gad的傾向(參照?qǐng)D18)。因此，在微分值Gad變得比微分閾值Gads小時(shí)，作為溫度差ΔT有超過容許上限值ΔTlim的可能性、或吸入空氣量的減少急到使所述可能性產(chǎn)生的程度的情況，在執(zhí)行時(shí)間Δts的期間執(zhí)行通電。如圖13所示，考慮溫度差ΔT的容許上限值ΔTlim、或與容許上限值ΔTlim對(duì)應(yīng)地，通過實(shí)機(jī)試驗(yàn)等將微分閾值Gads設(shè)定(調(diào)整)為最適當(dāng)，并預(yù)先存儲(chǔ)于ECU20的存儲(chǔ)器。另外通電的執(zhí)行時(shí)間Δts也同樣，考慮溫度差ΔT的容許上限值ΔTlim，通過實(shí)機(jī)試驗(yàn)等而設(shè)定(調(diào)整)為最適當(dāng)，并預(yù)先存儲(chǔ)于ECU20的存儲(chǔ)器。

在圖18所示出的例子中，在時(shí)刻t3微分值Gad變得比微分閾值Gads小，從該時(shí)刻t3到經(jīng)過了預(yù)定的執(zhí)行時(shí)間Δts的時(shí)刻t4為止，執(zhí)行通電。所述t3～t4的期間包含于降溫標(biāo)志激活的期間t2～t5內(nèi)。通過執(zhí)行這樣的通電也能夠抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大乃至在催化劑載體3的裂紋產(chǎn)生。

在本實(shí)施例中，基于吸入空氣量來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟減，但與所述同樣，也可以基于吸入空氣量的相關(guān)值來檢測(cè)(判定)吸入空氣量的驟減。

參照?qǐng)D19來說明本實(shí)施例的控制例程。步驟S401、S402與第3實(shí)施例(圖17)的步驟S301、S302同樣。在步驟S402中降溫標(biāo)志為激活的情況下，前進(jìn)至步驟S403，判斷通電標(biāo)志是否激活。在沒有激活(非激活)的情況下，前進(jìn)至步驟S404，判斷微分值Gad是否比微分閾值Gads小。在為是的情況下，前進(jìn)至步驟S405，使通電標(biāo)志激活。

接下來，在步驟S406中，判斷自微分值Gad初次小于微分閾值Gads的時(shí)刻起的經(jīng)過時(shí)間Δt是否為預(yù)定的執(zhí)行時(shí)間Δts以下。在為是的情況下，前進(jìn)至步驟S407，使EHC1接通，執(zhí)行通電。

另一方面，在步驟S403中判斷為通電標(biāo)志為激活的情況下，跳過步驟S404、S405而前進(jìn)至步驟S406。在步驟S406中判斷為經(jīng)過時(shí)間Δt超過了執(zhí)行時(shí)間Δts的情況下，前進(jìn)至步驟S408，使通電標(biāo)志為非激活，在步驟S409中使EHC1斷開，使通電停止。在步驟S402的判定為否的情況下也前進(jìn)至步驟S409。

根據(jù)該例程，假定步驟S401、S402為是，在微分值Gad初次小于微分閾值Gads時(shí)(S404：是)，使通電標(biāo)志激活(S405)，因?yàn)榻?jīng)過時(shí)間Δt沒有超過執(zhí)行時(shí)間Δts(S406：是)，所以執(zhí)行通電(S407)。之后，因?yàn)橥姌?biāo)志激活，所以從步驟S403直接前進(jìn)至步驟S406，直到經(jīng)過時(shí)間Δt超過執(zhí)行時(shí)間Δts為止(S406：是)，執(zhí)行通電(S407)。之后，在經(jīng)過時(shí)間Δt超過執(zhí)行時(shí)間Δts時(shí)(S406：否)，使通電標(biāo)志為非激活(S408)，使通電停止(S409)。

此外，在該第4實(shí)施例中使用的減速時(shí)的微分閾值的絕對(duì)值|Gads|，可以是與在第2實(shí)施例中使用的加速時(shí)的微分閾值的絕對(duì)值|Gadsa|相等的值，也可以是不同的值。同樣，在該第4實(shí)施例中使用的減速時(shí)的執(zhí)行時(shí)間Δts，可以是與在第2實(shí)施例中使用的加速時(shí)的執(zhí)行時(shí)間Δts相等的值，也可以是不同的值。

關(guān)于本實(shí)施例的變形例，在吸入空氣量驟減時(shí)的通電的執(zhí)行時(shí)間Δts可以是恒定的，也可以是可變的。尤其是，優(yōu)選根據(jù)吸入空氣量(或其相關(guān)值)的減少速度的絕對(duì)值的最大值來使執(zhí)行時(shí)間Δts變化。

如圖18所示，負(fù)微分值Gad表示吸入空氣量的檢測(cè)值Ga的減少速度。并且負(fù)微分值Gad在小于微分閾值Gads后，達(dá)到最小值Gadp，之后上升。該最小值Gadp表示吸入空氣量的減少速度的絕對(duì)值的最大值。最小值Gadp越小，則吸入空氣量的減少速度的絕對(duì)值的最大值越大。

在該優(yōu)選的例子中，使執(zhí)行時(shí)間Δts根據(jù)最小值Gadp的值而變化。具體而言，例如，按照如圖20所示的預(yù)定的映射，最小值Gadp(具有負(fù)的值)越小，即吸入空氣量的減少速度的絕對(duì)值的最大值越大，則使執(zhí)行時(shí)間Δts越長(zhǎng)。

可以認(rèn)為，吸入空氣量的減少速度的絕對(duì)值的最大值越大，則吸入空氣量的減少越急，溫度差ΔT變得越大。因此，吸入空氣量的減少速度的絕對(duì)值的最大值越大則使執(zhí)行時(shí)間Δts越長(zhǎng)，由此能夠有效地抑制溫度差ΔT的擴(kuò)大。

在將該變形例應(yīng)用于圖19的例程的情況下，在步驟S406中，一并執(zhí)行最小值Gadp的取得、和與所取得的最小值Gadp對(duì)應(yīng)的執(zhí)行時(shí)間Δts的算出以及設(shè)定。此外，也可以在最小值Gadp的取得前設(shè)定作為預(yù)定的恒定值的執(zhí)行時(shí)間Δts。

以上，說明了與吸入空氣量的驟增時(shí)有關(guān)的第1、第2實(shí)施例、和與吸入空氣量的驟減時(shí)有關(guān)的第3、第4實(shí)施例。對(duì)于第1、第2實(shí)施例中的任一方和第3、第4實(shí)施例中的任一方，可以僅實(shí)施一方，也可以實(shí)施兩方。以下，作為一例，簡(jiǎn)單地說明組合有第1實(shí)施例和第3實(shí)施例的第5實(shí)施例，其他組合的實(shí)施例當(dāng)然也是可以的，并且那樣的實(shí)施例屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的范疇。

參照?qǐng)D21來說明第5實(shí)施例的控制例程。步驟S501～S505與第1實(shí)施例(圖11)的步驟S101～S105相同。在步驟S502中升溫標(biāo)志沒有激活的情況下，前進(jìn)至步驟S506。步驟S506～S509與第3實(shí)施例(圖17)的步驟S302～S305相同。

以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明也可以采用其他的實(shí)施方式。

(1)在上述實(shí)施方式中，將第1部位P1設(shè)為位于催化劑載體3的外周面3a上的部位，將第2部位P2設(shè)為相對(duì)于第1部位P1靠載體半徑方向內(nèi)側(cè)并且位于其附近的部位。這是因?yàn)檫@些部位間的溫度差最容易變大。然而，也可將該第1部位P1、第2部位P2設(shè)定為不同的部位。例如，也可以是將第1部位P1設(shè)為相對(duì)于催化劑載體3的外周面3a靠載體半徑方向內(nèi)側(cè)并且位于該外周面3a附近的部位，將第2部位P2設(shè)為相對(duì)于第1部位P1更靠載體半徑方向內(nèi)側(cè)并且位于該第1部位P1附近的部位。

(2)在上述中所敘述的數(shù)值只是例示，可以根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行適宜的變更。

上述的各實(shí)施方式、各實(shí)施例以及各構(gòu)成，只要不產(chǎn)生矛盾就可以進(jìn)行任意的組合。本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)包括由權(quán)利要求書所規(guī)定的本發(fā)明的思想所涵蓋的所有的變形例和/或應(yīng)用例、等同構(gòu)成。因此，對(duì)本發(fā)明不應(yīng)該進(jìn)行限定性的解釋，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于屬于本發(fā)明的思想范圍內(nèi)的其他任意的技術(shù)。

附圖標(biāo)記說明

1：電加熱式催化劑(EHC)

2：排氣通路

3：載體(催化劑載體)

4：殼體

5：墊

7：電極

10：內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))

12：進(jìn)氣通路

13：空氣流量計(jì)

14：節(jié)氣門

20：電子控制單元(ECU)

30：電池

100：車輛