CN103998732B - 电加热式催化剂的异常检测装置 - Google Patents

Abstract

对电加热式催化剂的异常进行更加准确地检测。一种电加热式催化剂的异常检测装置，具备：发热体，其设置于内燃机的排气通路，通过通电而发热；绝缘部，其进行绝缘以使得在对发热体通电时在所述排气通路中不流动电流，所述电加热式催化剂的异常检测装置还具备判定部，该判定部在从内燃机启动前起对发热体通电、且从内燃机启动起经过预定期间后的绝缘部的绝缘电阻值为阈值以下的情况下，判定为电加热式催化剂存在异常。

Description

电加热式催化剂的异常检测装置

技术领域

本发明涉及电加热式催化剂的异常检测装置。

背景技术

作为设置于内燃机的排气通路的排气净化催化剂，开发了通过被通电而发热的发热体对催化剂进行加热的电加热式催化剂(Electrically HeatedCatalyst：以下，有时也称为EHC)。

在此，在混合动力车辆中，已知如下技术：在电加热式催化剂的通电时检测电阻，基于该电阻判定电加热式催化剂的异常(例如，参照专利文献1)。

另外，已知对保持催化剂的垫(mat)的温度进行推定的技术(例如，参照专利文献2)。

另外，已知如下技术：基于对放电电极施加了高电压时的电流或电压等来判断漏电，在漏电时限制电力供给(例如，参照专利文献3)。

但是，在电加热式催化剂的温度不足够高的状态下启动内燃机时，有时在电加热式催化剂中水会冷凝。由于该冷凝水，电加热式催化剂和排气通路之间的绝缘电阻值会发生变化。以往，由于尚未考虑到由冷凝水导致的绝缘电阻值的变化，所以检测异常的精度有可能会变低。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2009-274471号公报

专利文献2：日本特开2005-009364号公报

专利文献3：日本特开2002-021541号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，更加准确地检测电加热式催化剂的异常。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的电加热式催化剂的异常检测装置具备：

发热体，其设置于内燃机的排气通路，通过通电而发热；和

绝缘部，其进行绝缘以使得在对所述发热体通电时在所述排气通路中不流动电流，

所述电加热式催化剂的异常检测装置还具备判定部，该判定部在从所述内燃机启动前起对所述发热体通电、且从所述内燃机启动起经过预定期间后的所述绝缘部的绝缘电阻值为阈值以下的情况下，判定为电加热式催化剂存在异常。

发热体可以是催化剂的载体，也可以设置在比催化剂更靠近上游侧。由于通过对发热体通电而使该发热体发热，所以能够使催化剂的温度上升。绝缘部为了不使电流流动而具备。但是，在绝缘部附着冷凝水时，有时电流会经由该冷凝水而流动。即，绝缘部的绝缘电阻值由于冷凝水而降低。

在此，若电加热式催化剂正常，则通过从内燃机启动前起对发热体通电，在直到内燃机的启动时能够充分提高该电加热式催化剂的温度。因此，冷凝水难以产生，故而能抑制绝缘部的绝缘电阻值降低。

另一方面，当电加热式催化剂存在异常时，即使从内燃机启动前起要对发热体通电，该电加热式催化剂的温度也不会上升。因此，在内燃机启动时容易产生冷凝水，故而绝缘部的绝缘电阻值降低。即，从内燃机启动起经过预定期间后的绝缘电阻值成为阈值以下。

该阈值能够作为冷凝水产生时的绝缘电阻值的上限值。另外，阈值也可以作为比容许范围的绝缘电阻值小的值。另外，预定期间可以设为在电加热式催化剂存在异常时产生冷凝水、且若电加热式催化剂正常则不产生冷凝水的期间。此外，判定部可以将该预定期间的任意时期的绝缘电阻值与阈值进行比较，也可以将该预定期间的平均值或最小值与阈值进行比较。

这样，若电加热式催化剂存在异常，则在内燃机启动后产生冷凝水。并且，从内燃机启动起经过预定期间后的绝缘电阻值与冷凝水的产生存在相关关系。因此，判定部能够基于该相关关系，判定电加热式催化剂是否存在异常。

此外，这里所说的电加热式催化剂的异常是指电加热式催化剂的温度不上升的情况、或者电加热式催化剂的温度上升相对于所供给的电力量不充分的情况。这可以认为例如用于向发热体供给电力的电线的切断、或者电加热式催化剂的破损、控制装置的故障。另外，也可以作为无法对发热体通电的异常。

另外，在本发明中，所述内燃机启动时的该内燃机的温度越高，则所述判定部可以使所述阈值越大。

在此，认为：内燃机启动时的该内燃机的温度越高，则排气通路、电加热式催化剂的温度也就越高。并且，排气通路、电加热式催化剂的温度越高，则越难以产生冷凝水。另一方面，内燃机的温度越低，则冷凝水的产生量越多。这样，由于内燃机启动时的该内燃机的温度越高，则越难以产生冷凝水，所以绝缘电阻值难以降低。因此，通过根据内燃机的温度来修正所述阈值，能够提高电加热式催化剂的异常判定的精度。

此外，内燃机启动时的该内燃机的温度是指，内燃机的启动开始的时刻的内燃机的温度、内燃机的冷却水温度、或者内燃机的润滑油温度。另外，也可以包括与内燃机启动时的该内燃机的温度大致相同的内燃机即将启动前、刚刚启动后的该内燃机的温度。另外，也可以取代改变阈值而修正绝缘电阻值。

另外，在本发明中，所述内燃机启动时的所述绝缘电阻值越高，则所述判定部可以使所述阈值越大。

在此，在内燃机启动时绝缘电阻值也有时已经低。例如，当上回的内燃机工作时排气中的粒子状物质(以下，也称为PM)附着于电加热式催化剂时绝缘电阻值降低。在这样的情况下，在内燃机启动后产生了冷凝水时，绝缘电阻值变为更小。因此，通过根据内燃机启动时的绝缘电阻值来修正所述阈值，能够提高电加热式催化剂的异常判定的精度。

此外，也可以取代内燃机启动时的绝缘电阻值而设为内燃机启动前的绝缘电阻值、对电加热式催化剂通电前的绝缘电阻值、或者开始对电加热式催化剂通电的时刻的绝缘电阻值。另外，也可以取代变更阈值而修正绝缘电阻值。

另外，在本发明中，在直到所述内燃机启动时为止供给到所述发热体的电力量越大，则所述判定部可以使所述阈值越大。

在此，即使在内燃机启动前对发热体通电，当供给的电力量小时，有时温度也不会充分上升。例如，在供给电力的期间短的情况、或者电压或电流小的情况下，电力量小。并且，若电加热式催化剂正常，则供给到发热体的电力量越大，发热体的温度就越高，因此难以产生冷凝水。因此，通过根据直到内燃机启动时为止供给到发热体的电力量来修正所述阈值，能够提高电加热式催化剂的异常判定的精度。此外，也可以取代变更阈值而修正绝缘电阻值。

另外，在本发明中，在从所述内燃机启动前到所述内燃机启动后为止对所述发热体通电、且从所述内燃机启动起经过预定期间后的所述绝缘部的绝缘电阻值为阈值以下的情况下，所述判定部能够判定为电加热式催化剂存在异常。

在此，在内燃机启动前对发热体通电的通电时间短的情况下，即使在内燃机启动时电加热式催化剂的温度也没有足够高的情况下，在内燃机启动后有可能会产生冷凝水。在这样的情况下，若电加热式催化剂正常，通过在内燃机启动后继续对发热体进行通电，能够迅速除去冷凝水。这样一来，在内燃机启动后降低了的绝缘电阻值之后会迅速变大。另一方面，若电加热式催化剂存在异常，则在内燃机启动后直到除去冷凝水之前会花费时间。因此，在直到内燃机启动后为止对发热体通电的情况下，若从内燃机启动起经过预定期间后的绝缘电阻值为阈值以下，则能够判定为电加热式催化剂存在异常。

发明的效果

根据本发明，能够更加准确地检测电加热式催化剂的异常。

附图说明

图1是表示实施例的电加热式催化剂的概略结构的图。

图2是表示测定装置的概略结构的图。

图3是表示内燃机启动前后的绝缘电阻值的推移的时间图。

图4是表示向催化剂载体供给的电力量与阈值的关系的图。

图5是表示实施例1涉及的判定EHC的异常的流程的流程图。

图6是表示向催化剂载体供给的电力量与阈值的关系的图。

图7是表示实施例2涉及的判定EHC的异常的流程的流程图。

图8是表示内燃机启动前后的绝缘电阻值的推移的时间图。

图9是表示向催化剂载体供给的电力量与阈值的关系的图。

图10是表示实施例3涉及的判定EHC的异常的流程的流程图。

图11是表示内燃机启动前后的绝缘电阻值的推移的时间图。

图12是表示实施例4涉及的判定EHC的异常的流程的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的具体的实施方式进行说明。本实施例所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特别记载就不将发明的技术范围仅限定于它们。

＜实施例1＞

图1是表示实施例的电加热式催化剂1的概略结构的图。本实施例的电加热式催化剂1(以下，称为EHC1)设置在内燃机10的排气管2。内燃机10是车辆驱动用的汽油发动机。但是，内燃机并不限于汽油发动机，也可以是柴油发动机等。另外，内燃机10也可以搭载于具备电动马达的混合动力车辆。此外，图1中的箭头B表示排气管2中的排气的流动方向。

在内燃机10设有检测冷却水的温度的水温传感器22。另外，在内燃机10连接有进气管11。在内燃机10的进气管11设有对内燃机10的吸入空气量进行测定的空气流量计12。另外，在比空气流量计12更靠近下游侧的进气管11设有节气门14。

EHC1具备催化剂载体3、壳体4、垫5、内管6、以及电极7。催化剂载体3形成为圆柱状，被设置为其中心轴与排气管2的中心轴A为同轴。在催化剂载体3载置有催化剂13。此外，载置于催化剂载体3的催化剂可以例示三元催化剂、氧化催化剂、吸收还原型NOx催化剂、或选择还原型NOx催化剂。

催化剂载体3由一旦通电则成为电阻而发热的材料形成。作为催化剂载体3的材料，可以例示SiC。催化剂载体3具有在排气的流动方向B(即，中心轴A的方向)上延伸且与排气的流动方向垂直的截面呈蜂窝状的多个通路。排气在该通路流通。此外，与中心轴A垂直的方向的催化剂载体3的截面形状也可以为椭圆形等。另外，中心轴A是排气管2、催化剂载体3、内管6、以及壳体4所共用的中心轴。

此外，在本实施例中，催化剂载体3相当于本发明的发热体。但是，本发明的发热体并不限于载置催化剂的载体。例如，发热体也可以是设置于催化剂的上游侧的构造体。

催化剂载体3收容于壳体4。在壳体4内形成有电极室9。此外，关于电极室9的详细内容在后面叙述。

壳体4由金属形成。作为形成壳体4的材料，可以例示不锈钢材料。壳体4具有：收容部4a，其包括与中心轴A平行的曲面而构成；和锥部4b、4c，其在与该收容部4a相比更靠近上游侧和更靠近下游侧将该收容部4a和排气管2连接。收容部4a的通路截面积比排气管2的通路截面积大，在其内侧收容有催化剂载体3、垫5、以及内管6。锥部4b、4c成为随着远离收容部4a而通路截面积缩小的锥形状。此外，壳体4电接地。

在壳体4的收容部4a的内周面与催化剂载体3的外周面之间夹入垫5。也就是说，在壳体4内，催化剂载体3由垫5支撑。另外，在垫5中夹入有内管6。即，垫5通过内管6被分割为壳体4侧和催化剂载体3侧。内管6是以中心轴A为中心的管状的构件。

垫5由电绝缘材料形成。作为形成垫5的材料，可以例示以氧化铝为主要成分的陶瓷纤维。垫5卷绕在催化剂载体3的外周面和内管6的外周面。垫5通过夹入在催化剂载体3与壳体4之间，从而在对催化剂载体3通电时抑制电流流向壳体4。

内管6由不锈钢材料形成。另外，在内管6的整个表面形成有电绝缘层。作为形成电绝缘层的材料，可以例示陶瓷或玻璃。此外，也可以由氧化铝等电绝缘材料来形成内管6的整体。另外，如图1所示，内管6的中心轴A方向的长度比垫5长。因此，内管6的上游侧和下游侧的端部从垫5的上游侧和下游侧的端面突出。

在催化剂载体3连接有一对电极7。电极7从壳体4的外部经过电极室9与催化剂载体3的外周面连接。电极7由表面电极7a和轴电极7b形成。表面电极7a沿催化剂载体3的外周面在周方向和轴方向上延伸。另外，表面电极7a被设置为在催化剂载体3的外周面夹着该催化剂载体3而彼此相对。轴电极7b的一端与表面电极7a连接。并且，轴电极7b的另一端经过电极室9而向壳体4的外侧突出。

在壳体4、垫5以及内管6，为了贯通轴电极7b而开设有贯通孔4d、5a、6a。而且，在壳体4内，通过由垫5的贯通孔5a的周面包围的空间而形成电极室9。此外，也可以通过将垫5分割为上游侧部分和下游侧部分，并隔开间隔来配置它们，从而在催化剂载体3的整个外周面的范围形成电极室9。

在开设于壳体4的贯通孔4d设有支撑轴电极7b的绝缘部8。该绝缘部8由电绝缘材料形成，在壳体4与电极7之间无间隙地设置。

轴电极7b的另一端经由电力控制部25与电池26电连接。从电池26经由电力控制部25向电极7供给电力。在向电极7供给电力时，对催化剂载体3通电。在通过通电而催化剂载体3发热时，载置于催化剂载体3的催化剂13被加热，从而促进其活性化。电力控制部25进行向电极7的电力的供给(即，向催化剂载体3通电)的供给/切断(ON/OFF)的切换和/或供给电力的调整。

另外，在EHC1设有对电极7和壳体4之间的绝缘电阻值进行测定的测定装置21。该测定装置21也可以说对绝缘部8的绝缘电阻值进行测定。

图2是表示测定装置21的概略结构的图。测定装置21具备基准电源211、基准电阻212、电压器213以及电阻值算出电路214。如图2所示，基准电阻212与绝缘部8串联连接。而且，基准电源211将从电池26供给的电压放大后的基准电压施加于基准电阻212和绝缘部8。电压器213对从基准电源211向基准电阻212和绝缘部8施加基准电压时的、位于基准电阻212和绝缘部8之间的位置的电压进行计测。电阻值算出电路214基于由电压器213计测的电压来算出绝缘部8的绝缘电阻值。

此外，若将基准电源211的电压(基准电压)设为Vref、将基准电阻212的电阻值(基准电阻值)设为Rref、将在基准电阻212和绝缘部8中流动的电流设为Id、将由电压器213计测的电压设为Vehc，则绝缘部8的绝缘电阻值Rehc能通过下述式(1)和(2)表示。电阻值算出电路214使用所述式(1)和(2)，算出绝缘部8的绝缘电阻值。

Id＝(Vref-Vehc)/Rref···(1)

Rehc＝Vehc/Id=Vehc/((Vref-Vehc)/Rref)＝Vehc/(Vref-Vehc)*Rref···(2)

电力控制部25与并设于内燃机10的电子控制单元(ECU)20电连接。另外，ECU20也与节气门14电连接。通过ECU20来控制这些装置。

另外，在ECU20电连接有空气流量计12、测定装置21以及水温传感器22。并且，各传感器的输出值和测定装置21的测定值被输入到ECU20。

在此，在内燃机10冷启动时EHC1的温度不足够高时，由于通过电极室9的排气的温度低，所以该排气中所含有的水会在电极7或绝缘部8冷凝。这样一来，电极7与壳体4之间的绝缘电阻值、即绝缘部8的绝缘电阻值会降低。与此相对，通过从内燃机10启动前起对催化剂载体3通电，能够在内燃机10启动时充分提高EHC1的温度。由此，能够抑制内燃机10启动后的绝缘电阻值的降低。

但是，在没有对催化剂载体3通电的情况下，在内燃机10启动后绝缘电阻值降低。因此，在本实施例中，在从内燃机10启动起预定期间后的绝缘电阻值为阈值R2以下的情况下，判定为EHC1存在异常。另外，在从内燃机10启动起预定期间后的绝缘电阻值比阈值R2大的情况下，判定为EHC1正常。

在此，图3是表示内燃机10启动前后的绝缘电阻值的推移的时间图。实线表示正常时的绝缘电阻值，单点划线表示异常时的绝缘电阻值。另外，双点划线表示供给电力。在供给电力为ON(供给)时，向催化剂载体3供给电力，在供给电力为OFF(切断)时，停止向催化剂载体3供给电力。

在图3中，在TA所示的时刻，开始向催化剂载体3供给电力。在TB所示的时刻，启动内燃机10。并且，在本实施例中，在启动内燃机10的时刻TB，停止向催化剂载体3供给电力。即，在从TA到TB的期间向催化剂载体3供给电力。并且，基于启动内燃机10的时刻TB之后的从TC到TD的期间的绝缘电阻值来判定EHC1的异常。从TC到TD的期间作为在没有向催化剂载体3供给足够的电力的情况下绝缘电阻值降低的期间而预先通过实验等求出。此外，在本实施例中，将从TC到TD的期间与内燃机10的吸入空气量的累计值相关联来规定。即，由于在电极室9内产生的冷凝水的量根据内燃机10的吸入空气量的累计值而变化，所以基于该吸入空气量的累计值来规定冷凝水的量多的时期。

在此，若EHC1正常，则绝缘电阻值从开始向催化剂载体3供给电力的时刻TA起缓慢降低，在该状态下收敛。另一方面，若EHC1异常，则绝缘电阻值从启动内燃机10的时刻TB起大幅降低，然后上升并收敛。

即，若EHC1正常，则在启动内燃机10的时刻TB之前温度足够高。因此，在启动内燃机10的时刻TB之后不会产生冷凝水，或者即使产生也是少量。因此，在启动内燃机10的时刻TB之后，绝缘电阻值不太降低。

另一方面，若EHC1异常，则在启动内燃机10的时刻TB之前催化剂载体3的温度不上升。因此，在启动内燃机10的时刻TB之后，产生较多冷凝水。因此，绝缘电阻值大幅降低。并且，若通过排气的热而电极7或绝缘部8的温度上升，则由于附着于电极7或绝缘部8的水蒸发，所以绝缘电阻值变大。

在本实施例中，在EHC1异常的情况下绝缘电阻值大幅降低的期间检测绝缘电阻值，并与阈值R2进行比较。该阈值R2作为EHC1异常的情况下所检测的绝缘电阻值的上限值而预先通过实验等求出。

此外，与阈值R2进行比较的可以是从TC到TD的期间的绝缘电阻值的最小值，也可以是该期间的平均值，还可以是最大值。另外，也可以是从TC到TD的期间的任意时刻的绝缘电阻值。

另外，内燃机10启动时的绝缘电阻值也根据向催化剂载体3供给的电力量而变化。在此，图4是表示向催化剂载体3供给的电力量与阈值R2(EHC1异常的情况下的绝缘电阻值的上限值)的关系的图。即使EHC1正常，在向催化剂载体3供给的电力量小时，也有可能产生冷凝水。此时，电力量越小，则冷凝水的产生量越多。另外，在即使EHC1存在异常而在催化剂载体3中电流流动的情况下，电力量越大，则催化剂载体3的温度越高。因此，绝缘电阻值也变大。

这样，需要对因EHC1存在异常而绝缘电阻值小、或者因所供给的电力量小而绝缘电阻值小进行区别。对此在本实施例中，如图4所示，向催化剂载体3供给的电力量越大，则使阈值R2越大。

接着，图5是表示实施例1涉及的判定EHC1的异常的流程的流程图。本例程通过ECU20按每个预定的时间来执行。

在步骤S101中，检测内燃机10启动前的绝缘电阻值R。对绝缘电阻值R进行反复检测直到内燃机10启动，最终检测到在内燃机10的启动开始的时刻的绝缘电阻值R。

在步骤S102中，对在步骤S101检测的绝缘电阻值R是否比阈值R1大进行判定。这里所说的阈值R1例如是在垫5或内管6附着有水或PM时的绝缘电阻值的上限值。在此，当在垫5或内管6附着有水或PM时，经由该水或PM，电流能够从催化剂载体3向壳体4流动。在这样的情况下，即使EHC1正常，通过测定装置21测定的绝缘电阻值R也变小。这样，在内燃机10启动前绝缘电阻值R已经降低了的情况下，难以准确地判定EHC1的异常。因此，只有在内燃机10启动前绝缘电阻值R为一定程度高时，才进行异常判定。

此外，在本步骤中，也可以对EHC1中的水或PM的附着量进行推定，判定这些附着量是否小于阈值。该阈值是EHC1的异常判定的精度处于容许范围外的附着量的下限值。

在此，冷凝水的产生量由内燃机10启动时的空燃比、排气管2的温度、吸入空气量来确定。另外，排气管2的温度越高，则冷凝水的蒸发量越多。基于这些关系，通过对到上回为止的内燃机10工作时的冷凝水的产生量和蒸发量进行累计，能够算出当前时刻的冷凝水的附着量。

另外，PM的产生量由内燃机10启动时的冷却水温度、空燃比、吸入空气量来确定。另外，由于PM在温度高且氧多时被氧化，所以能够根据排气温度和进行燃料切断的时间来算出PM的氧化量。基于他们的关系，通过对到上回为止的内燃机10工作时的PM的产生量和氧化量进行累计，能够算出当前时刻的PM的附着量。

然后，在步骤S102判定为肯定的情况下，进入步骤S103。另一方面，在步骤S102判定为否定的情况下，不进行异常判定而结束本例程。

在步骤S103中，对内燃机10启动前的冷却水温度T进行检测。冷却水温度通过水温传感器22进行检测。对冷却水温度T进行反复检测直到内燃机10启动，最终检测到在内燃机10的启动开始的时刻的冷却水温度T。

在步骤S104中，判定在步骤S103检测的冷却水温度T是否小于阈值T1。在此，认为在冷却水温度高的情况下排气管2、和/或EHC1的温度也高。在这样的情况下，水难以冷凝。这样一来，即使EHC1存在异常，也有可能由于水不会冷凝而绝缘电阻值不会降低。因此，只有在内燃机10的冷却水温度为一定程度低时才进行异常判定。即，阈值T1例如可以设为在电极7或绝缘部8水不会冷凝的温度的下限值。该阈值T1例如为60℃。

在步骤S104判定为肯定的情况下进入步骤S105。另一方面，在步骤S104判定为否定的情况下，不进行异常判定而结束本例程。

在步骤S105中，取得在内燃机10启动前向催化剂载体3供给的电力量E。该电力量E可以使用通过ECU20累计得到的值。

此外，向催化剂载体3的电力的供给在预测为内燃机10被启动时开始。例如，可以在车辆的门打开时、从车辆外打开门锁时、车辆的驾驶员坐在驾驶席时、在混合动力车辆中达到预定的负载时、或者进行了用于启动内燃机10的操作时等，预测为内燃机10被启动。另外，电力的供给在内燃机10的启动开始的时刻TB结束。

在步骤S106中，基于在步骤S105取得的电力量E，算出绝缘电阻值的阈值R2。该阈值R2是在EHC1存在异常时所检测的绝缘电阻值R的上限值。该阈值R2基于图4所示的关系而算出。图4所示的关系预先通过实验等求出。

在步骤S107中，判定内燃机10是否启动。通过内燃机10被启动，停止向催化剂载体3供给电力。

在步骤S108中，取得从启动内燃机10起所累计的吸入空气量GA。该吸入空气量GA是从启动内燃机10起内燃机10所吸入的空气量的总量，通过对由空气流量计12检测的吸入空气量进行累计而得到。由于该吸入空气量GA与在EHC1存在异常时冷凝水产生的时期存在相关关系，所以基于该吸入空气量GA来决定检测绝缘电阻值R的时期。

在步骤S109中，判定在步骤S108取得的吸入空气量GA是否比下限阈值GA1大且比上限阈值GA2小。下限阈值GA1相当于图3的TC的时刻的吸入空气量。另外，上限阈值GA2相当于图3的TD的时刻的吸入空气量。下限阈值GA1和上限阈值GA2可以预先通过实验等得出。在EHC1存在异常的情况下，当吸入空气量GA比下限阈值GA1大且比上限阈值GA2小时绝缘电阻值R最小。因此，基于该期间的绝缘电阻值R来进行异常判定，由此能够进行更加准确的判定。

在步骤S109判定为肯定的情况下进入步骤S110，另一方面，在判定为否定的情况下结束本例程。

在步骤S110中，检测绝缘电阻值R。

在步骤S111中，判定在步骤S110检测的绝缘电阻值R是否比在步骤S106算出的阈值R2大。在此，若EHC1存在异常，则绝缘电阻值R为阈值R2以下。

在步骤S111判定为肯定的情况下，进入步骤S112，判定为EHC1正常。另一方面，在步骤S111判定为否定的情况下，进入步骤S113，判定为EHC1异常。此外，在本实施例中，处理步骤S111、113的ECU20相当于本发明的判定部。

如以上说明的那样，根据本实施例，在内燃机10启动前对EHC1通电，将在内燃机10启动后的预定期间所检测的绝缘电阻值R与阈值R2进行比较，由此能够判定EHC1是否正常。

＜实施例2＞

在本实施例中，根据在内燃机10启动前向催化剂载体3供给的电力量E、以及内燃机10启动时的冷却水温度T来改变所述阈值R2。由于其他装置等与所述实施例相同，所以省略说明。

在此，在内燃机10启动前向催化剂载体3供给的电力量E根据驾驶员的要求、环境条件等而考虑多个方式。并且，根据该电力量E，能左右内燃机10启动时的催化剂载体3的温度。因此，内燃机10启动后的绝缘电阻值也受到电力量E的影响。

另外，根据内燃机10启动时的内燃机10的冷却水温度T，在电极7或绝缘部8产生的冷凝水量发生变化。因此，内燃机10启动后的绝缘电阻值也受到内燃机10的冷却水温度T的影响。

因此在本实施例中，根据内燃机10启动前向催化剂载体3供给的电力量E、以及内燃机10启动时的冷却水温度T来修正阈值R2。图6是表示向催化剂载体3供给的电力量和阈值R2的关系的图。向催化剂载体3供给的电力量E越大，则使阈值R2越大。另外，冷却水温度T越高，则使阈值R2越大。该关系可以预先通过实验等求出。

图7是表示实施例2涉及的判定EHC1的异常的流程的流程图。本例程通过ECU20按每个预定的时间来执行。此外，就进行与所述流程相同的处理的步骤而言，标注相同标号并省略说明。

在本例程中，在步骤S105之后进入步骤S201。然后，在步骤S201中，基于在步骤S103检测的冷却水温度T和在步骤S105取得的电力量E，根据图6所示的关系算出阈值R2。此外，图6所示的关系预先通过实验等求出并存储在ECU20中。然后，进入步骤S107。此外，在本实施例中，处理步骤S111、113、201的ECU20相当于本发明的判定部。

这样一来，通过考虑在内燃机10启动前向催化剂载体3供给的电力量E、和内燃机10启动时的冷却水温度T来判定EHC1的异常，能够进行更加准确的判定。另外，即使电力的供给方式不同也能够对应。

＜实施例3＞

在本实施例中，基于内燃机10启动时或开始向催化剂载体3进行电力供给时的绝缘电阻值来改变所述阈值R2。此外，也可以基于内燃机10启动前的绝缘电阻值来改变所述阈值R2。由于其他的装置等与所述实施例相同，所以省略说明。

在此，当在垫5、和/或内管6附着有PM或水时，有时会经由该PM或水而在催化剂载体3和壳体4之间有电流流动。并且，由于这些PM或水，由测定装置21测定的绝缘电阻值会降低。即，即使在内燃机10启动前，有时也会由于已经附着于EHC1的PM或水而绝缘电阻值降低。

因此在本实施例中，在内燃机10启动前，在绝缘电阻值已经降低的情况下，根据该绝缘电阻值来修正阈值R2。例如，基于内燃机10启动时或开始向催化剂载体3进行电力供给时的绝缘电阻值来修正阈值R2。

在此，图8是表示内燃机10启动前后的绝缘电阻值的推移的时间图。实线表示正常时的绝缘电阻值，单点划线表示异常时的绝缘电阻值。另外，双点划线表示供给电力。当供给电力为ON(供给)时，向催化剂载体3供给电力，当供给电力为OFF(切断)时，停止向催化剂载体3供给电力。在图8中，“初始的绝缘电阻值：大”表示内燃机10启动时或开始向催化剂载体3进行电力供给时的绝缘电阻值比较大的情况，“初始的绝缘电阻值：小”表示内燃机10启动时或开始向催化剂载体3进行电力供给时的绝缘电阻值比较小的情况。

此外，在图8中，R21是初始的绝缘电阻值比较大的情况下的阈值，R22是初始的绝缘电阻值比较小的情况下的阈值。另外，R1是在所述步骤S102中与绝缘电阻值R进行比较的阈值，并且是在EHC1附着有水或PM时的绝缘电阻值的上限值。

当在内燃机10启动前在垫5等附着有PM等时，如图8所示，内燃机10启动时或开始向催化剂载体3进行电力供给时的绝缘电阻值比较小。另一方面，若没有PM等的附着，则内燃机10启动时或开始向催化剂载体3进行电力供给时的绝缘电阻值比较大。

在此，例如，若将在初始的绝缘电阻值比较大的情况下所设定的阈值R21适用于初始的绝缘电阻值比较小的情况，则即使EHC1正常，绝缘电阻值R也有可能为阈值R21以下。另一方面，若将在初始的绝缘电阻值比较小的情况下所设定的阈值R22适用于初始的绝缘电阻值比较大的情况，则即使EHC1异常，绝缘电阻值R也可能比阈值R22大。这样，若将阈值设为一定的值，则异常判定的精度有可能降低。

与此相对，若与初始的绝缘电阻值相对应来修正阈值，则能够进行更加准确的异常判定。

在此，图9是表示向催化剂载体3供给的电力量与阈值R2的关系的图。实线表示初始的绝缘电阻值比较大的情况，单点划线表示初始的绝缘电阻值比较小的情况。另外，图9所记载的温度表示冷却水温度T。并且，初始的绝缘电阻值越高，则使阈值R2越大。另外，向催化剂载体3供给的电力量越大，则使阈值R2越大。进而，冷却水温度T越高，则使阈值R2越大。该关系可以预先通过实验等求出。此外，在本实施例中，分为初始的绝缘电阻值大的情况和初始的绝缘电阻值小的情况这两种情况来设定阈值，但是也可以分为3种情况以上来设定阈值，也可以不分级地设定阈值。

图10是表示实施例3涉及的判定EHC1的异常的流程的流程图。本例程通过ECU20按每个预定的时间来执行。此外，就进行与所述流程相同的处理的步骤而言，标注相同的标号并省略说明。此外，在步骤S101中，也可以检测开始向催化剂载体3进行电力供给时的绝缘电阻值。

在本例程中，在步骤S105之后进入步骤S301。然后，在步骤S301中，基于在步骤S101检测的绝缘电阻值R、在步骤S103检测的冷却水温度T以及在步骤S105取得的电力量E，根据图9所示的关系算出阈值R2。此外，图9所示的关系预先通过实验等求出并存储在ECU20中。然后，进入步骤S108。此外，在本实施例中，处理步骤S111、113、301的ECU20相当于本发明的判定部。

这样一来，通过考虑内燃机10启动时或开始向催化剂载体3进行电力供给时的绝缘电阻值、在内燃机10启动前向催化剂载体3供给的电力量E、以及内燃机10启动时的冷却水温度T来判定EHC1异常，能够进行更加准确的判定。

＜实施例4＞

在本实施例中，在内燃机10启动后也向催化剂载体3供给电力。由此，即使在内燃机10启动前催化剂载体3的温度没有充分上升，也能够在内燃机10启动后迅速使温度上升。由于其他的装置等与所述实施例相同，所以省略说明。

在此，即使在从内燃机10启动前起向催化剂载体3供给电力，在直到内燃机10启动为止的时间短的情况下，直到内燃机10启动为止所供给的电力量E也比较小。这样一来，即使EHC1正常，在内燃机10启动后也容易产生冷凝水，绝缘电阻值有可能降低。与此相对，通过在内燃机10启动后也向催化剂载体3供给电力，从而能够使绝缘电阻值迅速恢复。并且，在若EHC1正常则绝缘电阻值会恢复的时期检测绝缘电阻值，若该绝缘电阻值大，则能够判定EHC1正常。另一方面，若在该时期绝缘电阻值小，则能够判定为EHC1存在异常。

在此，图11是表示内燃机10启动前后的绝缘电阻值的推移的时间图。实线表示正常时的绝缘电阻值，单点划线表示异常时的绝缘电阻值。另外，双点划线表示供给电力。当供给电力为ON(供给)时，向催化剂载体3供给电力，当供给电力为OFF(切断)时，停止向催化剂载体3供给电力。

在TA所示的时刻，开始向催化剂载体3供给电力。在TB所示的时刻，启动内燃机10。在启动内燃机10的时刻TB继续向催化剂载体3供给电力，进行电力的供给直到TE所示的时刻为止。

并且，在本实施例中，基于从TC到TD的期间的绝缘电阻值来判定EHC1的异常。从TC到TD的期间是作为在向催化剂载体3供给足够的电力的情况下绝缘电阻值恢复、且在没有向催化剂载体3供给足够的电力的情况下绝缘电阻值不恢复的期间而预先通过实验等求出。此外，在本实施例中，将从TC到TD的期间与内燃机10的吸入空气量的累计值相关联而规定。即，由于在电极室9内产生的冷凝水的量根据内燃机10的吸入空气量的累计值而变化，所以基于该吸入空气量的累计值来规定冷凝水量多的时期。

在此，即使EHC1正常，若直到内燃机10启动为止催化剂载体3的温度没有足够高，则从启动内燃机10的时刻TB起也会产生冷凝水，从而绝缘电阻值降低。若EHC1正常，则通过在之后也向催化剂载体3供给电力，从而冷凝水迅速蒸发，因此绝缘电阻值也迅速恢复。因此，在从TC到TD的期间，绝缘电阻值比阈值R2大。

另一方面，若EHC1异常，则从启动内燃机10的时刻TB起绝缘电阻值大幅降低。并且，即使在内燃机10启动后还要供给电力，由于实际上没有被供给，所以冷凝水不会蒸发直到催化剂载体3的温度因排气的热而变高。因此，若EHC1异常，则从TC到TD的期间的绝缘电阻值为阈值R2以下。

即，若EHC1正常，则即使在启动内燃机10的时刻TB之后还产生冷凝水，也会迅速蒸发。因此，绝缘电阻值会迅速变大。另一方面，若EHC1异常，则在启动内燃机10的时刻TB之后，产生较多冷凝水。因此，绝缘电阻值大幅降低。并且，由于到通过排气的热使电极7或绝缘部8的温度上升为止会花费时间，所以到绝缘电阻值变大为止会花费时间。

在本实施例中，在EHC1正常的情况下绝缘电阻值恢复、且在EHC1异常的情况下绝缘电阻值不恢复的期间(从TC到TD的期间)检测绝缘电阻值，并与阈值R2进行比较。该阈值R2作为在EHC1异常的情况下所检测的绝缘电阻值的上限值而预先通过实验等求出。

此外，与阈值R2进行比较的可以是从TC到TD的期间的绝缘电阻值的最小值，也可以是该期间的平均值，还可以是最大值。另外，还可以使用从TC到TD的期间的任意时期的绝缘电阻值。

图12是表示实施例4涉及的判定EHC1的异常的流程的流程图。本例程通过ECU20按每个预定的时间来执行。此外，就进行与所述流程相同的处理的步骤而言，标注相同标号并省略说明。

在本例程中，在步骤S111判定为否定的情况下，进入步骤S401。在步骤S401中，判定向催化剂载体3的电力供给是否完成。例如，在达到预先设定的电力量E时作为电力的供给完成而使电力供给停止。另外，也可以在以预定的时间供给了电力时作为电力的供给完成而使电力供给停止。

然后，在步骤S401判定为肯定的情况下，因为若EHC1正常则绝缘电阻值应恢复但却没有恢复，所以进入步骤S113。另一方面，在步骤S401判定为否定的情况下，因为即使EHC1正常绝缘电阻值也不会恢复，因此无法进行异常判定，故而使本例程结束。此外，在本实施例中，处理步骤S111、113、201、401的ECU20相当于本发明的判定部。

这样一来，通过基于在内燃机10启动后向催化剂载体3供给了电力时的绝缘电阻值来判定EHC1的异常，能够进行更加准确的判定。

标号说明

1 电加热式催化剂(EHC)

2 排气管

3 催化剂载体

4 壳体

5 垫

6 内管

7 电极

8 绝缘部

9 电极室

10 内燃机

11 进气管

12 空气流量计

13 催化剂

14 节气门

20 ECU

21 测定装置

22 水温传感器

25 电力控制部

26 电池

Claims (5)

1.一种电加热式催化剂的异常检测装置，具备：

发热体，其设置于内燃机的排气通路，通过通电而发热；和

绝缘部，其进行绝缘以使得在对所述发热体通电时在所述排气通路中不流动电流，

所述电加热式催化剂的异常检测装置还具备判定部，该判定部在从所述内燃机启动前起对所述发热体通电、且从所述内燃机启动起经过预定期间后的所述绝缘部的绝缘电阻值为阈值以下的情况下，判定为电加热式催化剂存在异常。

2.根据权利要求1所述的电加热式催化剂的异常检测装置，

所述内燃机启动时的该内燃机的温度越高，则所述判定部使所述阈值越大。

3.根据权利要求1或2所述的电加热式催化剂的异常检测装置，

所述内燃机启动时的所述绝缘电阻值越高，则所述判定部使所述阈值越大。

4.根据权利要求1或2所述的电加热式催化剂的异常检测装置，

在直到所述内燃机启动时为止供给到所述发热体的电力量越大，则所述判定部使所述阈值越大。

5.根据权利要求1或2所述的电加热式催化剂的异常检测装置，

在从所述内燃机启动前到所述内燃机启动后为止对所述发热体通电、且从所述内燃机启动起经过预定期间后的所述绝缘部的绝缘电阻值为阈值以下的情况下，所述判定部判定为电加热式催化剂存在异常。