CN104053875A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种内燃机的控制装置，具备利用来自通过电力的供给而发热的发热体的热量对具有排气净化能力的催化剂进行加热的电加热式催化剂，所述内燃机的控制装置具备：决定单元，决定向该电加热式催化剂的经由排气的投入能量的抑制量以使内燃机的冷起动时的发热体内温度差处于规定温度范围内，所述发热体内温度差是电加热式催化剂的发热体中的规定部位之间的温度差；及控制单元，对应于由决定单元决定的投入能量的抑制量，来控制内燃机的运转状态。通过该构成，抑制电加热式催化剂的发热体内的裂纹产生。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置。

背景技术

在设于内燃机的排气系统且用于捕集、除去排气中的颗粒(PM)的过滤器中，通常对捕集到的PM进行氧化除去，由此实现该过滤器的PM捕集能力的维持。这样在过滤器中进行捕集PM的氧化除去时，由于该氧化反应产生的热量，在过滤器内产生急剧的温度梯度，存在引起过滤器的裂纹或熔损的可能性。因此，作为抑制过滤器中的裂纹的产生等的技术，开发有例如专利文献1记载的技术。在该技术中，为了减小PM氧化时的过滤器内的温度梯度，在过滤器的平均温度为100℃～700℃的区域中，以使过滤器内的平均温度上升率成为100℃/分钟以下的方式调整过滤器中的PM的氧化条件。

另外，如专利文献2所示，在内燃机的排气系统设置用于检测所希望的参数的传感器，并且有时在提高该传感器的检测精度等的目的下同时设置用于对传感器进行加热的加热器。这种情况下，在通过加热器欲对传感器进行加热时，若水分附着于传感器，则由于被加热后的传感器侧与水分侧的温度差，有可能在传感器产生裂纹。因此，在专利文献2中公开了一种为了避免加热器内部与表面的温度差超过规定值而平缓地进行基于加热器的传感器的加热控制的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-287433号公报

专利文献2：日本特开2004-360526号公报

发明内容

发明要解决的课题

为了对来自内燃机的排气进行有效的净化，有时在该排气通路具备电加热式催化剂。该电加热式催化剂通过来自因电力供给而发热的发热体的热量，能够实现具有排气净化能力的催化剂的迅速的活化。电加热式催化剂与现有技术公开的排气系统中设置的传感器不同，以排气净化为目的，因此成为来自内燃机的排气向该电加热式催化剂流入的结构。因此，成为从流入的排气能获取较多的能量的结构，其结果是，以该能量为起因，在电加热式催化剂的发热体内可能会产生成为裂纹的原因的温度差。

本申请人发现了尤其是在内燃机的冷起动时，电加热式催化剂的温度自身也成为比较低温的状态，因此容易产生成为裂纹的原因的发热体内的温度差这一情况。因此，察觉到适当地控制从内燃机的冷起动时的向电加热式催化剂流入的排气接受的热能的必要性，但是在现有技术中，对于这一必要性没有充分地进行研究。

本发明鉴于上述的问题点而作出，目的是提供一种内燃机的控制装置，该内燃机的控制装置在具备电加热式催化剂的内燃机中适当地控制内燃机的运转状态以在电加热式催化剂中避免在因通电而发热的发热体内产生成为裂纹的原因的温度差。

用于解决课题的方案

在本发明中，为了解决上述课题，着眼于在内燃机的冷起动时，经由从该内燃机排出且产生电加热式催化剂的发热体内的温度差的排气的向该催化剂的投入能量与内燃机的运转状态的关系。由此，根据对应于内燃机的运转状态而排气具有的能量即向电加热式催化剂投入的能量发生变动的情况，能够有效地抑制内燃机的冷起动时的发热体内的裂纹产生。

详细而言，本发明涉及一种内燃机的控制装置，具备：电加热式催化剂，设置于内燃机的排气通路，利用来自通过电力的供给而发热的发热体的热量，对具有排气净化能力的催化剂进行加热；决定单元，决定向该电加热式催化剂的经由排气的投入能量的抑制量以使所述内燃机的冷起动时的发热体内温度差处于规定温度范围内，所述发热体内温度差是所述电加热式催化剂的所述发热体中的规定部位之间的温度差；及控制单元，对应于由所述决定单元决定的所述投入能量的抑制量，来控制所述内燃机的运转状态。

在设于上述内燃机的电加热式催化剂中，通过向发热体的电力供给(通电)而使该发热体发热，通过该热量而进行具有排气净化能力的催化剂的加热。作为其一例，可列举在作为发热体的载体载持催化剂的方式、或发热体设置在催化剂的上游侧且其发热向催化剂传递的方式等。并且，在本发明的内燃机的控制装置中，通过决定单元，为了抑制电加热式催化剂中的发热体的裂纹产生，而决定经由从内燃机排出且向电加热式催化剂流入的排气而向该电加热式催化剂投入的能量(以下，称为“投入能量”)的抑制量。具体而言，在电加热式催化剂中，根据当与发热体相关的发热体内温度差过分增大时在发热体产生裂纹这一情况，通过决定单元决定经由来自内燃机的排气的投入能量的抑制量以使该发热体内温度差处于能避免裂纹的产生的规定温度范围内。需要说明的是，本发明的投入能量的抑制是指与未考虑发热体中的裂纹抑制时的、对应于内燃机的运转状态而经由来自该内燃机的排气的情况下的投入能量相比抑制得较低。

另外，发热体内温度差定义为对应于设于排气通路的电加热式催化剂的大小或形状等而容易产生裂纹的发热体内的部位间的温度差。通常，发热体的外表面成为向外部的散热面，因此与发热体的内部相比容易成为低温，因此，存在发热体的外表面与其内部之间的温度差引起而在发热体容易产生裂纹的情况。在这样的情况下，可以将发热体的外表面与其内部之间的温度差定义为上述发热体内温度差。并且，为了实现通过决定单元决定的投入能量的抑制量，控制单元对内燃机的运转状态进行控制。由此，来自内燃机的排气具有的能量即向电加热式催化剂流入的排气的能量反映了该抑制量，结果是，排气引起的电加热式催化剂的温度上升被缓和。由此，能够避免容易产生温度差且容易成为裂纹的原因的规定部位之间的发热体内温度差过度变大的情况。

尤其是在内燃机的冷起动时，电加热式催化剂自身成为比较低温状态，因此在发热体的规定部位之间存在容易产生温度差的趋势，但是如上述那样，通过利用控制单元来抑制向电加热式催化剂的投入能量，能抑制冷起动时的发热体内温度差的扩大，因此，能够避免发热体中的裂纹的产生。现有技术是在内燃机的冷起动时，为了实现电加热式催化剂的活化而增加投入能量，但是本发明与现有技术不同，经由内燃机的运转状态的控制，实现经由排气的投入能量的抑制。

在此，在上述内燃机的控制装置中，可以是，所述决定单元基于从所述内燃机的冷起动起的经过时间，算出与流过所述电加热式催化剂的排气量相关联的规定参数的累计值的上限值即上限累计值作为所述投入能量的抑制量，所述上限累计值用于使所述发热体内温度差处于所述规定温度范围内，并且，所述控制单元以使从所述内燃机的冷起动起的所述规定参数的实际的累计值不超过由所述决定单元算出的所述上限累计值的方式或接近该上限累计值的方式，控制该内燃机的内燃机输出。

即，在上述发明中，通过与流过电加热式催化剂的排气量相关联的规定参数的从冷起动时起的累计值，来把握经由排气而向电加热式催化剂投入的投入能量。合理的考虑是随着排气量的累计值增多而向电加热式催化剂的投入能量增加。因此，经由与排气量相关联的规定参数，例如内燃机的吸气量、排气量本身等参数的累计值，能够把握冷起动时的向电加热式催化剂的投入能量。并且，决定单元算出该规定参数的上限累计值，并且控制单元将实际的累计值与该上限累计值进行比较，为了使发热体内温度差处于规定温度范围内，而以避免实际的累计值超过上限累计值的方式或接近该上限累计值的方式，控制内燃机的内燃机输出。由此，能够避免冷起动时的发热体中的裂纹产生。需要说明的是，内燃机的内燃机输出可以经由吸气量等进行控制。

另外，作为上述控制单元对内燃机的运转状态的控制的另一方法，也可以采用对内燃机的排气空燃比进行控制的方式。具体而言，在上述内燃机的控制装置中，可以是，所述决定单元基于从所述内燃机的冷起动起的经过时间，算出与流过所述电加热式催化剂的排气量相关联的规定参数的累计值的上限值即上限累计值作为所述投入能量的抑制量，所述上限累计值用于使所述发热体内温度差处于所述规定温度范围内，所述控制单元以使从所述内燃机的冷起动起的所述规定参数的实际的累计值不超过由所述决定单元算出的所述上限累计值的方式或接近该上限累计值的方式，调整该内燃机中的燃料燃烧产生的排气空燃比，控制排气温度。

即，在上述发明中，通过规定参数的从冷起动时起的累计值，来把握经由排气向电加热式催化剂投入的投入能量，并基于内燃机中的燃料燃烧产生的排气空燃比来控制实际流入电加热式催化剂的排气产生的投入能量。在内燃机中，在燃料燃烧产生的排气空燃比与排气温度之间，发现了某些关联性。因此，在本发明中，通过调整排气空燃比而控制排气温度，能够控制向电加热式催化剂的投入能量，其结果是，能够抑制内燃机的冷起动时的发热体内温度差的扩大，并实现裂纹产生的避免。

并且，例如，可以是，在所述内燃机是火花点火式内燃机的情况下，所述规定参数的实际的累计值越大，所述控制单元越以排气空燃比成为更浓侧的方式调整所述内燃机的燃烧条件，使排气温度下降。在火花点火式内燃机的情况下，通常，在排气空燃比成为理想配比(ストイキ)附近时，排气温度成为高温，随着排气空燃比向浓侧转移而排气温度下降。因此，通过规定参数的实际的累计值增大，随着实际的累计值与上限累计值的背离变大，以使排气空燃比为更浓侧的空燃比的方式调整燃烧条件，由此使排气温度下降，因而能够抑制向电加热式催化剂的投入能量。

在此，在到上述为止的内燃机的控制装置中，可以是，在还具备推定或检测所述电加热式催化剂的温度的推定单元的情况下，由所述推定单元推定或检测出的所述电加热式催化剂的温度越高，所述决定单元越减小向电加热式催化剂的经由排气的投入能量的抑制量。本申请人发现了具有随着电加热式催化剂的温度升高而发热体中的规定部位之间的温度差变小的趋势。并且，根据该温度差越小而在发热体内产生裂纹的可能性越低这一情况，电加热式催化剂的温度越高而越减小经由排气的投入能量的抑制量，也能够容易地避免裂纹的产生。其结果是，控制单元对内燃机的运转状态的控制的程度得到缓和，能够实现接近本来的内燃机输出的输出，或能够实现本来应有的排气空燃比的状态。

在此，在内燃机刚冷起动之后，如上述那样，若比较高的投入能量的排气向电加热式催化剂流入，则发热体内温度差可能会扩大，由此引起而会产生裂纹。并且，作为具有比较高的投入能量的排气排出的情况，可列举刚冷起动之后的加速时。因此，在到上述为止的内燃机的控制装置中，可以是，在该内燃机的冷起动即刻之后的规定的加速期间内，进行由所述控制单元执行的与所述投入能量的抑制量对应的所述内燃机的运转状态的控制。由此，在有限的期间进行控制单元对内燃机的运转状态的控制，能够尽可能地抑制从本来应进行的内燃机的运转状态的背离。

另外，也可以将到上述为止的内燃机的控制装置对搭载于混合动力车辆的内燃机适用。这种情况下，还可以基于混合动力车辆特有的现象，来调整向电加热式催化剂的投入能量的抑制量。具体而言，在到上述为止的内燃机的控制装置中，该内燃机搭载在以该内燃机和通过来自电源的供给电力来驱动的电动机为动力源的混合动力车辆上，这种情况下，所述内燃机的冷起动时的所述混合动力车辆的车辆速度越高，所述决定单元越增大向所述电加热式催化剂的投入能量的抑制量。

通常，在具备内燃机和电动机作为驱动源的混合动力车辆中，根据驱动负荷或电源的电力供给能力等的状况而适当切换仅基于电动机的驱动、及基于电动机和内燃机的驱动。因此，也会产生车辆自身行驶且内燃机处于内燃机停止的状态的状况，因此在内燃机冷起动时，也存在混合动力车辆的车辆速度变得比较高的状况。尤其是在被称为PHV(插电混合动力)的形式的混合动力车辆中，在其结构上，仅通过电动机能够行驶的区域比一般的混合动力车辆设定得宽，因此内燃机的冷起动时的车辆的高速化的趋势变强。并且，当在混合动力车辆的车辆速度高的状态下进行内燃机的冷起动时，与冷起动同时地将比较多的量的吸气向内燃机供给，结果是向电加热式催化剂导入较多的投入能量，从而容易诱发裂纹。因此，如上述那样，内燃机的冷起动时的混合动力车辆的车辆速度越高，越增大向电加热式催化剂的投入能量的抑制量，即进一步抑制投入能量，由此能够避免发热体内温度差的扩大。

在此，可以从另一方面来把握本发明。具体而言，本发明是一种内燃机的控制装置，所述内燃机搭载于以内燃机和由来自电源的供给电力所驱动的电动机为动力源的混合动力车辆，所述内燃机的控制装置具备：电加热式催化剂，设置于内燃机的排气通路，利用来自通过电力的供给而发热的发热体的热量，对具有排气净化能力的催化剂进行加热；及起动前发热单元，当所述混合动力车辆在所述内燃机停止的状态下以所述电动机为动力源进行行驶时，向所述电加热式催化剂供给电力，使所述发热体在该内燃机起动前发热。并且，即使在所述内燃机进行了冷起动的情况下，所述起动前发热单元也基于所述混合动力车辆的车辆速度进行向该电加热式催化剂的电力供给，使该电加热式催化剂升温，以使发热体内温度差处于规定温度范围内，所述发热体内温度差是所述电加热式催化剂的所述发热体中的规定部位之间的温度差。

上述发明是搭载于混合动力车辆的内燃机的控制装置的发明。如到上述为止那样，作为混合动力车辆中的内燃机的冷起动时的特征，可列举与冷起动一起将比较多的量的吸气向内燃机供给，结果得到向电加热式催化剂流入大量的排气的状况这一点。这样若在冷起动时大量的排气向电加热式催化剂流入，则结果是向电加热式催化剂的投入能量增加，发热体内温度差可能会扩大。因此，在上述发明中，从内燃机停止且通过电动机来驱动车辆的状态起，假设内燃机进行了冷起动的情况下，基于此时的车辆速度，通过起动前发热单元来使电加热式催化剂升温。若电加热式催化剂的温度上升，则即使排气流入，发热体内温度差也难以扩大，这一情况正如上述那样，因此，对应于假设内燃机冷起动时的车辆速度，换言之对应于与车辆速度相关联的吸气量(或排气量)，在实际的冷起动之前预先对电加热式催化剂进行加热，由此能预防发热体内温度差的扩大。因此，本发明根据向电加热式催化剂的经由排气的投入能量，并通过向电加热式催化剂的电力供给来避免发热体内温度差的扩大。

另外，在上述内燃机的控制装置中，可以是，所述起动前发热单元以所述混合动力车辆的车辆速度越高则使所述电加热式催化剂的温度越高的方式进行电力供给。由此，能够准确地根据向电加热式催化剂的经由排气的投入能量，能够实现发热体内温度差的扩大的预防。

发明效果

在具备电加热式催化剂的内燃机中，提供一种内燃机的控制装置，其适当地控制内燃机的运转状态以避免电加热式催化剂中在因通电而发热的发热体内产生成为裂纹的原因的温度差。

附图说明

图1是表示包含本发明的实施例的内燃机的控制装置的、以该内燃机和电动机为动力源的混合动力车辆的概略结构的图。

图2是表示在图1所示的混合动力车辆上搭载的内燃机的排气净化用的电加热式催化剂的结构的第一剖视图。

图3是表示在图1所示的混合动力车辆上搭载的内燃机的排气净化用的电加热式催化剂的结构的第二剖视图。

图4是表示图2、图3所示的电加热式催化剂中的载体内的各部位的温度推移的图。

图5是通过本发明的实施例的内燃机的控制装置执行的、与用于抑制电加热式催化剂的载体内温度差的扩大的控制相关的第一流程图。

图6是表示在图5所示的控制流程中用于算出累计Ga上限的、与从冷起动起的经过时间、电加热式催化剂的温度的相关的图。

图7是表示在图5所示的控制流程中用于算出节气门开度上限的、与内燃机转速、累计Ga上限的相关的图。

图8是表示进行图5所示的控制流程时的、从冷起动起的累计Ga及Ga的推移的图。

图9A是表示进行图5所示的控制流程时的、电加热式催化剂的各部位的温度推移及载体内温度差的推移的第一图。

图9B是表示进行图5所示的控制流程时的、电加热式催化剂的各部位的温度推移及载体内温度差的推移的第二图。

图10是与通过本发明的实施例的内燃机的控制装置执行的、用于抑制电加热式催化剂的载体内温度差的扩大的控制相关的第二流程图。

图11是表示在图10所示的控制流程中用于决定排气空燃比的、与内燃机转速、电加热式催化剂的温度的相关的第一图。

图12是表示在图10所示的控制流程中用于决定排气空燃比的、与内燃机转速、电加热式催化剂的温度的相关的第二图。

图13是表示在图10所示的控制流程中用于决定排气空燃比的、与内燃机转速、电加热式催化剂的温度的相关的第三图。

图14是表示进行图10所示的控制流程时的、从冷起动起的累计Ga及排气空燃比的推移的图。

图15A是表示进行图10所示的控制流程时的、电加热式催化剂的各部位的温度推移及载体内温度差的推移的图。

图15B是表示进行图10所示的控制流程时的、电加热式催化剂的各部位的温度推移的图。

图15C是表示进行图10所示的控制流程时的、电加热式催化剂的各温度的载体内温度差的推移的图。

图16是通过本发明的实施例的内燃机的控制装置执行的、与用于抑制电加热式催化剂的载体内温度差的扩大的控制相关的第三流程图。

图17是表示在图10所示的控制流程中用于决定节气门开度上限的、与内燃机转速、累计Ga上限、车辆速度的相关的图。

图18是通过本发明的实施例的内燃机的控制装置执行的、与用于抑制电加热式催化剂的载体内温度差的扩大的控制相关的第四流程图。

图19是表示在图18所示的控制流程中用于决定排气空燃比的、与内燃机转速、电加热式催化剂的温度、车辆速度的相关的图。

图20是通过本发明的实施例的内燃机的控制装置执行的、与用于抑制电加热式催化剂的载体内温度差的扩大的控制相关的第五流程图。

图21是表示在图20所示的控制流程中用于决定目标EHC温度的、与车辆速度的相关的图。

具体实施方式

以下，基于附图，说明本发明的具体的实施方式。本实施例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，就不是将发明的技术范围仅限定于此。

实施例1

<混合动力系统的概略结构>

图1是表示具备混合动力系统的混合动力车辆100的概略结构的图，该混合动力系统包括具有本发明的实施例的控制装置的内燃机和与之不同的作为驱动源的两台电动发电机(以下，简称为“电动机”)。混合动力车辆100具有内燃机10作为主动力源，而且，具有电动机21a及电动机21b作为辅助动力源。

首先，对混合动力系统进行说明。内燃机10的曲轴与输出轴23连结，输出轴23与动力分割机构22连结。动力分割机构22经由动力传递轴24而与电动机21a连结，且经由动力传递轴25也与电动机21b连结。在此，动力分割机构22通过行星齿轮机构来切换内燃机及辅助动力源的输出等的传递。而且，在与电动机21b连结的动力传递轴25上连结有减速器26，在减速器26上经由驱动轴27而连结有驱动轮28。减速器26将多个齿轮组合而构成，对动力传递轴25的转速进行减速，将来自内燃机10、电动机21a及电动机21b的输出向驱动轴27传递。

在此，电动机21a及21b与包含未图示的逆变器的PCU(PowerControl Unit)29电连接，该PCU29还与蓄电池30电连接。PCU29是电力控制单元，其构成为，将从蓄电池30取出的直流电力转换成交流电力，向电动机21a、21b供给，并将通过电动机21a、21b发电的交流电力转换成直流电力而向蓄电池30供给。详细而言，电动机21a及21b由交流同步型的电动机构成，当被施加励磁电流时产生转矩，并且当从外部施加转矩时，例如从内燃机10经由动力分割机构22被输入动能时，通过将该动能转换成电能而产生电力。产生的电力经由PCU29向蓄电池30供给。而且，电动机21b在车辆的减速时作为发电机发挥作用，能够进行将从驱动轮28经由驱动轴27及减速器26向动力传递轴25传递的动能转换成电能的所谓再生发电，由此产生的电力也经由PCU29向蓄电池30供给。而且，图1所示的混合动力车辆100是所谓插电混合动力车辆，为了能够进行来自外部电源32的电力供给而设有充电插头31。

图1所示的成为混合动力车辆100的主动力源的内燃机1是具有向燃烧室内进行燃料喷射的燃料喷射阀(未图示)和点火插头(未图示)的火花点火式内燃机。在内燃机1的吸气通路12设有用于检测该通路的吸气流量的空气流量计13，在其下游侧设有调整吸气通路12的吸气流量的节气门14。而且，在内燃机1的排气通路2设有用于进行排气净化的EHC(电加热式催化剂)1。EHC1是通过向铺设于该载体的电极的通电而实现载体所载持的催化剂的升温的装置，关于其具体的结构在后文叙述。

在具有如上述那样构成的混合动力系统的混合动力车辆100上，设有作为电子控制单元的ECU20，该ECU20用于控制内燃机10中的燃料喷射、对电动机21a、21b与蓄电池30间的电力交换进行控制的PCU29。具体而言，在ECU20上电连接有曲轴位置传感器11、油门开度传感器15，通过传递各自的检测值，能把握内燃机10的运转状态。而且，ECU20也电连接有检测内燃机10的冷却水温度的水温传感器16、及上述空气流量计13、节气门14。而且，ECU20经由PCU29也进行蓄电池30中的蓄电量的监控等。例如，当ECU20判断为蓄电池30的蓄电量下降时，通过使内燃机1的内燃机输出向电动机21a传递而进行发电，由电动机21a发电的电力经由PCU29向蓄电池30蓄电。而且，在ECU20上也电连接有图2所示的温度传感器6a、空燃比传感器6b，此外，为了能够控制向EHC1的通电也形成有电连接。

<EHC的概略结构>

在此，关于EHC1的具体的结构，基于图2及图3进行说明。图2是沿着排气的流动方向的EHC1的剖视图，图2中的空心箭头表示排气通路2中的排气的流动方向。而且，图3是图2所示的B-B剖视图。EHC1具备催化剂载体3、壳体4、垫5及电极7。催化剂载体3收容于壳体4。催化剂载体3形成为圆柱状，以其中心轴与排气通路2的中心轴A成为同轴的方式设置。中心轴A在排气通路2、催化剂载体3及壳体4中是共通的中心轴。在催化剂载体3载持有三元催化剂13。需要说明的是，催化剂载体3所载持的催化剂并不局限于三元催化剂，也可以是氧化催化剂、吸留还原型NOx催化剂、或选择还原型NOx催化剂，能够适当选择与排气净化相适的催化剂。

催化剂载体3由被通电时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(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。排气在该通路中流通。需要说明的是，与中心轴A正交的方向的催化剂载体3的截面形状也可以是椭圆形等。

在催化剂载体3的外周面连接有一对电极7。电极7由表面电极7a及轴电极7b形成。表面电极7a沿着催化剂载体3的外周面在周向及轴向上延伸，即以覆盖催化剂载体3的外周面的方式延伸。而且，表面电极7a在催化剂载体3的外周面上以夹着该催化剂载体3而相互对置的方式设置。轴电极7b的一端与表面电极7a连接。并且，轴电极7b的另一端通过在壳体4内形成的电极室9而向壳体4的外侧突出。对于这样构成的电极7，从蓄电池30供给电力，进行向催化剂载体3的通电。当因该通电而催化剂载体3发热时，由催化剂载体3载持的三元催化剂13被加热，其活化得到促进。这样经由电极7的EHC1内的催化剂的活化用的电力供给由ECU20控制。

在此，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。在壳体4的内壁面与催化剂载体3的外周面之间夹入垫5。即，在壳体4内，催化剂载体3由垫5支承。该垫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成分的陶瓷纤维。这样，通过将垫5夹入到催化剂载体3与壳体4之间，而在向催化剂载体3通电时，能抑制电向壳体4漏出。而且，垫5被分割成上游侧部分5a和下游侧部分5b，在该上游侧部分5a与下游侧部分5b之间形成空间，该空间划定用于使电极7的轴电极7b通过的电极室9。需要说明的是，也可以不将垫5分割成上游侧部分5a和下游侧部分5b，仅在垫5的电极7通过的部分空出贯通孔，由此划定成为电极室的空间。

另外，在为了使轴电极7b通过而开设于壳体4的贯通孔中设有对轴电极7b进行支承的电极支承构件8。该电极支承构件8由电绝缘料材形成，能确保壳体4与轴电极7b之间的绝缘性。

需要说明的是，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局限于载持催化剂的载体，例如，发热体可以是在催化剂的上游侧设置的结构体，这种情况下通过将发热体的热量向催化剂传递，来进行催化剂的加热。

<EHC中的热分布及冷起动时的输出抑制控制>

图4是用于概略性地说明内燃机10的冷起动时的EHC1的催化剂载体3的温度的推移的图。图4(a)是将EHC1在与其中心轴正交的方向上剖切时的剖视图。需要说明的是，在图4(a)中，为了简便起见而省略了电极7。图4(b)是表示内燃机10的冷起动时的催化剂载体3的各部位的温度推移的图。在图4(b)中，横轴表示时间，纵轴表示催化剂载体3的温度，单点划线表示催化剂载体3的侧壁面(与垫5相接的面)的温度推移，虚线表示催化剂载体3内部的侧壁附近部(例如，从侧壁面向内侧进入5mm左右的部位)的温度推移，实线表示催化剂载体3的中央部的温度推移。图4(c)是表示内燃机10的冷起动时的、催化剂载体3的侧壁面与其内部的侧壁附近部之间的温度差(以下，称为“载体内温度差”)ΔT的推移的图。

在催化剂载体3因排气而升温的情况下，催化剂载体3的侧壁面由于向垫5的散热量多，因此与其内部相比，温度难以上升。因此，如图4所示，在内燃机10的冷起动时，当通过来自内燃机10的排气而向催化剂载体3投入的能量急增时，在催化剂载体3的侧壁面与内部之间产生温度差。尤其是催化剂载体3的侧壁面与其侧壁附近部之间的温度差ΔT容易变大。并且，当这样的催化剂载体3的侧壁面与侧壁附近部之间的温度差ΔT变得过大时，在催化剂载体3可能会产生裂纹。

在EHC1中，当在催化剂载体3产生裂纹时，该裂纹部分的电阻值比其他的部分升高。因此，在向EHC1通电时，催化剂载体3中的通电量的分布变得不均匀，在催化剂载体3中产生更大的温度差，可能会导致裂纹的进一步增大/增加，因此即便是微小的裂纹也必须避免其产生。

因此，在特别容易产生裂纹的内燃机10的冷起动时，优选进行抑制在催化剂载体3产生裂纹的控制，关于该控制的具体的实施例，基于图5进行说明。图5是通过ECU20进行的输出抑制控制的流程图，该控制通过ECU20每隔规定的时间反复执行。该ECU20实质上相当于包含CPU、存储器等的计算机，因此通过执行控制程序，能执行图5所示的流程图的控制或后述的各种控制。

首先，在S101中，基于油门开度传感器15的检测值，判定车辆100中的油门开度是否大于作为基准的规定开度A0。该规定开度A0是用于判定对于上述混合动力系统包含的内燃机10是否存在急速的加速要求的阈值。在S101中作出肯定判定时，进入S102，当作出否定判定时，结束本控制。

接下来，在S102中，判定对于内燃机10是否作出了冷起动要求。通常内燃机的冷起动是指内燃机的温度比较低时的内燃机起动。但是，在混合动力系统包含的内燃机10中，车辆100根据驾驶员的行驶要求，适当切换仅以电动机21a、21b的驱动力行驶的“EV行驶”、通过两电动机和内燃机1的驱动力进行行驶的“HV行驶”，因此内燃机10中的冷起动包含混合动力系统整体停止时的内燃机起动、车辆100的行驶状态从EV行驶向HV行驶切换时的内燃机起动。需要说明的是，内燃机10的内燃机起动是否为冷起动基于水温传感器16的冷却水温度、内燃机10停止的时间(即，内燃机10的均热时间)等来判断。在S102中作出肯定判定时进入S103，作为否定判定时结束本控制。

接下来，说明处理进入S103的情况。在S101及S102中均为肯定判定时，进入S103。此时，内燃机10在冷起动时，作出比较大的加速要求，结果是成为处在向EHC1的催化剂载体3投入的能量急增的状态(以下，称为“冷起动加速状态”)。当向催化剂载体3的投入能量急剧地增加时，如基于图4说明那样成为裂纹产生的主要原因的载体内温度差容易扩大。因此，S103以后的处理为了抑制催化剂载体3的裂纹产生而进行。

并且，在S103中，基于温度传感器6a的检测值，算出EHC1的催化剂载体3的温度(以下，称为“EHC温度”)Tehc，并且基于该EHC温度Tehc和内燃机10从冷起动起的经过时间，算出处于冷起动加速状态的内燃机10中的吸气量的累计值(以下，称为“累计吸气量”)的上限值(以下，称为“累计吸气量上限”)。该累计吸气量上限是为了抑制向催化剂载体3的急剧的能量投入而设定的与累计吸气量相关的限制值。因此，累计吸气量上限相当于本发明中的“经由排气的投入能量的抑制量”，并且，S103的处理相当于本发明的决定单元进行的处理。

在此，基于图6，说明累计吸气量上限gasummax的计算例。图6是设横轴为从冷起动起的经过时间、设纵轴为累计吸气量上限gasummax的映射。通过按照该映射并基于从冷起动起的经过时间，能够算出累计吸气量上限gasummax。在该映射中，如图6所示，具有该经过时间越短而累计吸气量上限gasummax也越小，并且随着时间的经过而累计吸气量上限的增加率变大的趋势。而且，本申请人对于催化剂载体3，发现了若其EHC温度低，则载体内温度差ΔT容易更大地产生的趋势。因此，以催化剂载体3的床温Tehc自身越低，与高的状态相比相对于经过时间的累计吸气量上限gasummax的值越小的方式，设定该经过时间与累计吸气量上限gasummax的相对关系。这样，基于从冷起动起的经过时间和EHC温度Tehc这两者算出累计吸气量上限gasummax，由此能够实现准确地把握催化剂载体3的热状态的基础上的能量投入。

另外，在S102中作出了肯定判定之后，与处理S103并行地进行S104。在该S104中，进行从内燃机10的冷起动起的实际的吸气量Ga的累计，算出累计吸气量gasum。具体而言，进行空气流量计13的检测值的累计处理。在进行了上述S103及S104的处理之后，进行S105的判定处理。在S105中，判定在S104中算出的累计吸气量gasum是否大于在S103中算出的累计吸气量上限gasummax。S105中的肯定判定表示在冷起动时向催化剂载体3投入过大的能量，存在载体内温度差ΔT扩大的可能性。因此，在S105中作出肯定判定时，为了抑制其过大的能量投入而进行S106以后的处理。另一方面，在S105中作出否定判定时，认为载体内温度差ΔT未扩大至可能产生裂纹的程度，因此不进行S106以后的处理，而结束本控制。

接下来，在S106中，基于油门开度传感器15的检测值，算出用于满足为了实现与油门开度对应的加速要求所需的吸气量的、节气门14的目标开度(以下，称为“目标节气门开度”)tatag。具体而言，根据检测到的油门开度与内燃机10的内燃机转速及电动机21a、21b的输出转矩的相对关系，根据存储在ECU20内的控制映射，算出目标节气门开度tatag。当S106的处理结束时，进入S107。

在S107中，决定为了实现在S103中算出的累计吸气量上限gasummax而应采取的节气门14的开度(以下，称为“节气门开度上限”)tamax。该节气门开度上限tamax是实现用于避免催化剂载体3的载体内温度差ΔT过大扩大的吸气量的、与节气门14的开度相关的限制值。关于该节气门开度上限tamax的决定，基于图7进行说明。图7是设横轴为内燃机转速且设纵轴为节气门开度上限tamax的映射。通过按照该映射并基于内燃机转速，能够算出节气门开度上限tamax。作为内燃机10的一般的特性，随着内燃机转速升高而节气门14的开度增大。而且，如上述那样，催化剂载体3的床温Tehc越低，催化剂载体3中的载体内温度差ΔT越具有扩大的趋势，因此优选将向EHC1投入的能量抑制得更低。因此，如图6所示，根据EHC温度Tehc越小而累计吸气量上限gasummax的值越作为更小的值算出的情况，如图7所示，关于节气门开度上限tamax，以累计吸气量上限gasummax的值越小，相对于内燃机转速的节气门开度上限tamax的值越小的方式设定该内燃机转速与节气门开度上限tamax的相对关系。这样，基于内燃机转速和反映了EHC温度Tehc的累计吸气量上限gasummax这两者来决定节气门开度上限tamax，由此能够实现准确地把握催化剂载体3的热状态的基础上的能量投入用的吸气量控制。当S107的处理结束时，进入S108。

在S108中，判定目标节气门开度tatag是否大于节气门开度上限tamax。换言之，根据若吸气量增加则向EHC1流入的排气量增加，结果是向EHC1投入的能量增加这一情况，S108的判定处理判定用于实现要求的内燃机10的运转状态的吸气量是否为会使载体内温度差ΔT扩大的吸气量。因此，当在S108中作出肯定判定时，能够合理地判断为载体内温度差ΔT会扩大，进入S109，将目标节气门开度tatag的值限制为节气门开度上限tamax。另一方面，当在S108中作出否定判定时，不进行与目标节气门开度tatag相关的限制。

并且，在S108、S109的处理后，在S110中，根据目标节气门开度tatag来控制节气门14的开度。其结果是，在S109中对目标节气门开度tatag施加限制的情况下，将节气门14的开度成控制成其限制开度，在S109中未对目标节气门开度tatag施加限制的情况下，将节气门14的开度控制成在S106中算出的值。当S110的处理结束时，进入S111。

在S111中，判定从内燃机10开始冷起动起是否经过了规定时间。该规定时间定义为EHC温度Tehc上升一定程度直至不会以载体内温度差ΔT为起因而产生裂纹的状态为止的时间。因此，当在S111中作出肯定判定时，认为在催化剂载体3产生裂纹的可能性低而结束本控制，当作出否定判定时，仍然是在EHC1存在裂纹产生的可能性，因此重复进行S103以后的处理。需要说明的是，在上述S111中，根据规定时间的经过来判定本控制的继续，但作为其他方法，也可以基于当前时刻的EHC温度Tehc来判定本控制的继续。通过以上所述，上述的S103-S111的处理相当于本发明的控制单元进行的处理。

这样，根据本输出抑制控制，在内燃机10的冷起动时，按照以EHC温度Tehc为代表的各种参数，以使累计吸气量不超过用于避免催化剂载体3的载体内温度差ΔT过度扩大的限制值的方式进行控制。其结果是，能够抑制EHC1中的裂纹产生。需要说明的是，在本控制中，在累计吸气量设定上限值，为了实现其抑制，结果是抑制内燃机10的输出。然而，本控制在内燃机10的刚冷起动之后起对累计吸气量进行限制，因此加速中途不会出现输出急剧受限这样的事态，因此不易使驾驶员感觉到混合动力车辆100的驾驶感恶化。

在此，基于图8、图9A、图9B，说明本发明的控制装置的效果。首先，图8(a)示出进行了图5所示的输出抑制控制时的累计吸气量的推移，图8(b)例示吸气量Ga的推移。需要说明的是，在图8中，实线所示的推移涉及本输出抑制控制，虚线涉及现有技术，即涉及未进行基于累计吸气量上限的吸气量的限制处理的方式。如图8(a)所示，在本控制中，从冷起动的加速刚开始之后起设定累计吸气量上限，因此与没有该设定的情况相比，加速初期的累计吸气量的增加率变低。然后，通过S111的判定来结束本控制，由此解除累计吸气量上限的设定，从而累计吸气量的增加率成为与没有该设定时相同的程度。

并且，进行了这样的累计吸气量的限制时的吸气量的推移如图8(b)所示。由此也可知，在本控制中，与没有累计吸气量上限的设定的情况相比，从冷起动的加速刚开始之后起，吸气量Ga也被抑制得较低。因此，不会出现如上述那样为了抑制载体内温度差的扩大而急剧缩小吸气量Ga的情况，因此在加速中途能够避免内燃机10的输出受到较大限制的事态，因而能够减轻驾驶感的恶化。

接下来，在图9A及图9B中，在各图的上段例示催化剂载体3的侧壁面及侧壁附近部的温度推移，在各图的下段例示载体内温度差ΔT的推移。详细而言，在两图中，线L1示出进行本输出抑制控制时的催化剂载体3的侧壁面的温度推移，线L2示出进行本输出抑制控制时的催化剂载体3的侧壁附近部的温度推移，两线的侧壁面与侧壁附近部之间的温度差即载体内温度差ΔT由线L5表示。同样，在两图中，线L3示出未进行本输出抑制控制的情况，即现有技术的催化剂载体3的侧壁面的温度推移，线L4示出现有技术的催化剂载体3的侧壁附近部的温度推移，两线的侧壁面与侧壁附近部之间的温度差即载体内温度差ΔT由线L6表示。

另外，图9A是表示在内燃机10的冷起动加速状态下在其加速初期EHC温度比较低的情况下的各参数的推移的图，相反地，图9B是表示在其加速初期EHC温度比较高的情况下的各参数的推移的图。从这些图中也可知，通过进行本输出抑制控制，即使在载体内温度差ΔT容易扩大的低温时，与现有技术的情况相比，也能够将载体内温度差ΔT维持成催化剂载体3的裂纹产生的阈值即ΔT1(该基准以下的温度范围相当于本发明中的“规定温度范围”)以下。

另外，将图9A的下段与图9B的下段进行比较也可知，当加速初期的EHC温度升高时，载体内温度差ΔT的扩大的程度缩小。因此，加速初期的EHC温度越高，将累计吸气量上限的值设定得越高，能够减轻内燃机10的内燃机输出的下降(抑制量)。并且，这样EHC温度与累计吸气量上限的相关反映到图6所示的控制映射中。因此，根据本输出抑制控制，即使将裂纹产生的阈值设定为比上述ΔT1低的ΔT2，也能够将载体内温度差ΔT维持为该ΔT2以下，且能够减轻内燃机10的输出的抑制程度。

<变形例>

需要说明的是，在上述实施例中，说明了搭载于混合动力车辆100的内燃机10中的用于避免EHC1中的裂纹产生的发明，但本发明对于仅由内燃机10驱动的车辆、即不将由电力驱动的电动机作为动力源的车辆中的该内燃机10，也能够适用。而且，即使内燃机10是压缩自点火式内燃机，本发明也能够适用。

另外，在上述输出抑制控制中，在S111中判断为经过了规定时间的情况下，结束该控制，但这种情况下，不再进行累计吸气量上限的设定，因此内燃机10能发挥的输出的上限可能会急剧变动。因此，在经过了规定时间后，可以不立即中止累计吸气量上限的设定，而是使累计吸气量上限的值逐渐增大，最终达到实质上无上限的状态，由此避免内燃机10的输出的急变。而且，使该累计吸气量上限的值渐变的调整未必需要等待S111中的规定时间的经过的判断来进行，也可以对应于载体内温度差ΔT，在裂纹产生的可能性不升高的范围内，在比规定时间的经过时刻提前一定程度的时机开始该调整处理。需要说明的是，该调整引起的吸气量的渐变表示为图8(b)的抑制复原期间的吸气量推移。

实施例2

关于本发明的内燃机10的控制装置的第二实施例，基于图10-图15C进行说明。图10是用于抑制EHC1的裂纹产生的排气空燃比控制的流程图，构成该控制的各处理中，与构成图5所示的输出抑制控制的处理实质上相同的处理标注相同的参照编号，由此省略其详细说明。具体而言，图10所示的排气空燃比控制是将图5所示的输出抑制控制的S106-S110的处理置换为S201及S202的控制。因此，当在S105中作出肯定判定时，进行S201、S202的处理，而转至S111。

详细而言，在S201中，为了消除以吸气量累计gasum与累计吸气量上限gasummax的差量为起因的载体内温度差ΔT会产生裂纹的向EHC1的过度的投入能量，而决定使来自内燃机1的排气的空燃比向浓侧转移的其控制量(即，与用于使理想配比空燃比达到浓侧的空燃比的排气空燃比相关的控制量，以后，称为“浓控制量”)。由于内燃机10是火花点火式内燃机(汽油发动机)，因此通常为了燃烧效率的适当化而以使其排气空燃比成为理想配比附近的空燃比的方式控制燃烧条件。在本说明书中，从排气空燃比的观点出发，将该通常的燃烧控制称为通常理想配比控制。在该通常理想配比控制中，燃烧效率的适当化的结果是，基本上排气温度变得比较高，因此向EHC1流入的排气具有的能量也成为高能量的状态。本发明着眼于进行通常理想配比控制的排气处于这样具有高能量的状态的情况，在S201中为了使排气具有的能量下降，以使排气空燃比向浓侧转移的方式调整内燃机10中的燃烧条件，即决定上述浓控制量。

在此，关于浓控制量的具体的决定方法，基于图11-图13进行说明。图11-图13是设横轴为内燃机10的内燃机转速且纵轴为排气空燃比，并划定了内燃机转速与排气空燃比的相关关系的控制映射。而且，对于各EHC温度，定义该相关关系，通过按照该映射，基于内燃机10的内燃机转速和EUC1的EHC温度，能够算出用于抑制向EHC1的投入能量的排气空燃比，换言之是上述浓控制量。需要说明的是，如上述那样，EHC温度越高而载体内温度差ΔT越难以扩大，因此在上述的控制映射中，在EHC温度低的情况下，与EHC温度高的情况相比，以使排气空燃比相对于内燃机转速的相关成为更浓侧的方式，换言之，以使浓控制量增加的方式，设定各EHC温度的上述相关关系。

在本实施例中，也可以按照图11-图13所示的任一控制映射，决定浓控制量。在此，关于各图所示的控制映射的特征，以下进行说明。

<图11所示的控制映射>

在本控制映射中，以内燃机的内燃机转速越低的加速初期而浓控制量越大，内燃机转速越高而浓控制量越小的方式，设定内燃机转速与排气空燃比的相关关系。若按照该控制映射来决定浓控制量，则在EHC1中容易产生裂纹的低温时，即在内燃机10的刚冷起动之后的加速初期较强地进行排气空燃比的浓化，由此能够抑制加速的整个期间(从加速初期到加速结束的期间)的浓控制量的总和，且高效地避免载体内温度差扩大。另一方面，在内燃机转速低的加速初期始终较强地进行排气空燃比的浓化，由此加速在中途中止等情况下，会进行过度的浓控制。

<图12所示的控制映射>

本控制映射设定图11所示的控制映射的相反的、内燃机转速与排气空燃比的相关关系，具体而言，内燃机的内燃机转速越高的加速后期而浓控制量越大，且内燃机转速越低而浓控制量越小。因此，若按照该控制映射来决定浓控制量，则在加速中途中止加速等情况下，能够避免进行过度的浓控制的情况，但是加速的整个期间的浓控制量的总和处于增加的趋势。

<图13所示的控制映射>

本控制映射设定被定位在图11所示的控制映射与图12所示的控制映射的中间的、内燃机转速与排气空燃比的相关关系，具体而言，无论内燃机的内燃机转速如何而浓控制量都恒定，根据EHC温度而其浓控制量变化。因此，若按照该控制映射来决定浓控制量，则能得到图11所示的控制映射的情况与图12所示的控制映射的情况的中间的与浓控制量相关的趋势。

这样，根据与各控制映射对应的特征，在S201中，适当地按照图11-图13的任一控制映射，能够决定浓控制量。当S201结束时，进入S202，基于由S201决定的浓控制量，为了抑制向EHC1的投入能量，而使排气空燃比向浓侧转移。在本实施例中，调整内燃机10中的燃料喷射量，能实现作为目标的浓侧的排气空燃比。当S202的处理结束时，进入S111，进行上述的判定处理。

当这样进行本排气空燃比控制时，在内燃机10的冷起动时，按照以EHC温度Tehc为代表的各种参数，在实际的累计吸气量超过累计吸气量上限的情况下，以避免催化剂载体3中的载体内温度差ΔT过度扩大的方式进行排气空燃比的浓控制，结果是能抑制经由排气向EHC1投入的能量。需要说明的是，在本控制中，与实施例1的输出抑制控制不同，不限制吸气量而实现向EHC1的投入能量的抑制，因此不限制内燃机10的输出。然而，通过本控制进行基于燃料喷射量的增量的浓控制，由此有时燃料消耗量会增加。

在此，基于图14、图15A、图15B、图15C说明上述发明的控制装置的效果。首先，图14(a)示出进行图10所示的排气空燃比控制时的累计吸气量的推移，图14(b)例示从内燃机10的排气的空燃比，即向EHC流入的排气的空燃比的推移。需要说明的是，图14(a)的累计吸气量上限设定的推移与基于图6所示的控制映射而由S103算出的累计吸气量上限设定gasummax相关，WOT加速时的推移与进行了作为冷起动时的加速的一例的WOT加速(全节气门加速)时的内燃机10的实际的吸气量相关。

并且，在图14所示的例子中，在冷起动时开始WOT加速起经过了t1之后，实际的吸气量超过累计吸气量上限gasummax，因此，在该时刻以后，进行排气空燃比控制中的S201、S202的处理。基于图14(b)说明此时的排气空燃比的推移，在WOT加速刚开始之后，为了应对WOT加速开始而暂时使燃料喷射量增量，因此排气空燃比偏向浓侧，但之后以使排气空燃比成为理想配比附近的空燃比的方式进行上述通常理想配比控制。并且，当经过时间t1时，通过上述S201和S202的处理的浓控制，将排气空燃比控制成浓侧。该浓控制如上述那样为了抑制排气产生的向EHC1的投入能量而进行。然后，在S111中经过了规定时间时，即在经过判断为EHC1中产生裂纹的可能性低的时间t2时，上述排气空燃比控制结束，向基于通常理想配比控制的排气空燃比的控制转移。

接下来，图15A的上段、图15B例示催化剂载体3的侧壁面及侧壁附近部的温度推移，图15A的下段例示载体内温度差ΔT的推移。详细而言，在两图中，线L11示出进行了上述排气空燃比控制时的催化剂载体3的侧壁面的温度推移，线L12示出进行了上述排气空燃比控制时的催化剂载体3的侧壁附近部的温度推移，两线的侧壁面与侧壁附近部之间的温度差即载体内温度差ΔT在图15A的下段由线L15表示。同样，在两图中，线L13示出未进行上述排气空燃比控制的情况即现有技术的催化剂载体3的侧壁面的温度推移，线L14示出现有技术的催化剂载体3的侧壁附近部的温度推移，两线的侧壁面与侧壁附近部之间的温度差即载体内温度差ΔT在图15A的下段由线L16表示。

另外，图15A是表示在内燃机10的冷起动加速状态下在其加速初期EHC温度比较低时的各参数的推移的图，相反，图15B是表示在其加速初期EHC温度比较高时的各参数的推移的图。并且，图15A的下段所示的进行了上述排气空燃比控制时的载体内温度差ΔT的推移(即，由与EHC温度低时对应的线L15表示的推移)与虽然图15B未示出但是根据图15B所示的温度推移算出的进行了上述排气空燃比控制时的载体内温度差ΔT的推移(即，由与EHC温度高时对应的线L17表示的推移)的比较如图15C所示。

从这些图也可知，通过进行本排气空燃控制，即使在载体内温度差ΔT容易扩大的低温时，与现有技术的情况相比，也能够将载体内温度差ΔT维持成催化剂载体3的裂纹产生的阈值即ΔT1(该基准以下的温度范围相当于本发明中的“规定温度范围”)以下。而且，如图15C的线L17所示，当加速初期的EHC温度升高时，载体内温度差ΔT的扩大的程度缩小。因此，可以是加速初期的EHC温度越高，而越减小通过S201决定的浓控制量，即从理想配比附近向浓侧的空燃比转移的程度。由此，能够抑制为了裂纹抑制而进行的排气的浓化用的燃料消耗量。

实施例3

关于本发明的内燃机10的控制装置的第三实施例，基于图16、图17进行说明。图16是作为图5所示的输出抑制控制的变形例的、用于抑制EHC1中的裂纹产生的控制的流程图，构成该控制的各处理中，与构成图5所示的输出抑制控制的处理实质上相同的处理标注同一参照编号，由此省略其详细说明。具体而言，图16所示的输出抑制控制是将图5所示的输出抑制控制的S107的处理置换成S301的控制。

因此，说明在S106的处理结束之后进行的S301的处理。在S301中，与S107同样，决定节气门开度上限tamax，但是在本实施例中进行该决定时，除了内燃机10的内燃机转速和累计吸气量上限gasummax之外，还考虑本控制时的混合动力车辆100的车辆速度。因此，基于图17，说明S301的节气门开度上限tamax的决定方法。在本实施例中，使用图17(a)所示的控制映射和图17(b)所示的控制映射，来决定节气门开度上限tamax。图17(a)所示的控制映射与对应于S106的处理的、图7所示的控制映射实质上相同，因此省略其详细说明。并且，按照图17(a)所示的控制映射，基于累计吸气量上限gasummax，选择内燃机转速与节气门开度上限tamax的相关关系。在本实施例中，例示了与累计吸气量上限gasumumax对应的3个相关关系(由线L21、线L22、线L23表示的相关关系)，例如，基于在S103中算出的累计吸气量上限gasummax而选择由线L21表示的上述相关关系。

而且，在本实施例中，以由选择的线L21表示的相关关系为基础，准备使混合动力车辆100的车辆速度反映到节气门开度上限tamax后的控制映射(参照图17(b))。在执行本输出抑制控制的内燃机10的冷起动时，当混合动力车辆100的车辆速度升高时，即使节气门14的开度与车辆速度低的情况相同，向内燃机10取入的吸气量也必然增多，这存在导致经由排气的向EHC1的投入能量的增大的可能性。因此，在图17(b)所示的控制映射中，以随着混合动力车辆100的车辆速度升高而进一步抑制吸气量的方式设定内燃机转速与节气门开度上限tamax的相关关系。具体而言，在车辆速度EV＝0km/h时，设定由线L21-1表示的相关关系，在车辆速度EV＝50、90km/h时，分别设定由线L21-2、L21-3表示的相关关系。需要说明的是，图17(b)所示的控制映射对应于图17(a)中的线L21的相关关系，但是当然，关于线L22、线L23等的相关关系，也准备反映了车辆速度的控制映射。

这样通过利用图17(a)、(b)所示的控制映射，进行S301中的节气门开度上限tamax的决定处理，然后，进行S108以后的处理。这样，通过进行图16所示的输出抑制控制，在内燃机10的冷起动时，按照以EHC温度Tehc为代表的各种参数，将累计吸气量控制成不超过用于避免催化剂载体3中的载体内温度差ΔT过度扩大的限制值。尤其是在累计吸气量的上限值中反映控制时的车辆速度，由此即使在从均热状态起的内燃机10的冷起动时也能够准确地避免载体内温度差ΔT的扩大。

实施例4

关于本发明的内燃机10的控制装置的第四实施例，基于图18、图19进行说明。图18是作为图10所示的排气空燃比控制的变形例的、用于抑制EHC1的裂纹产生的控制的流程图，构成该控制的各处理中，与构成图10所示的排气空燃比控制的处理实质上相同的处理标注相同参照编号，由此省略其详细说明。具体而言，图18所示的排气空燃比控制是将图10所示的排气空燃比控制的S201的处理置换成S401的控制。

因此，说明在S105中作出了肯定判定之后进行的S401的处理。在S401中，与S201同样，决定排气空燃比的浓控制量，但是在本实施例中在该决定时，除了内燃机10的内燃机转速和EHC温度之外，还考虑本控制时的混合动力车辆100的车辆速度。因此，基于图19，说明S401中的浓控制量的决定方法。在本实施例中，使用图19(a)所示的控制映射和图19(b)所示的控制映射，决定浓控制量。图19(a)所示的控制映射与对应于S201的处理的图12所示的控制映射实质上相同，因此省略其详细说明。并且，按照图19(a)所示的控制映射，基于EHC温度，选择内燃机转速与排气空燃比的相关关系。在本实施例中，例示与EHC温度对应的4个相关关系(由线L31、线L32、线L33、线L34表示的相关关系)，例如，设基于EHC温度而选择由线L32表示的上述相关关系。

接下来，在本实施例中，以选择的由线L32表示的相关关系为基础，准备将混合动力车辆100的车辆速度反映到浓控制量后的控制映射(参照图19(b))。在执行本排气空燃比控制的内燃机10的冷起动时，当混合动力车辆100的车辆速度升高时，即使在节气门14的开度与车辆速度低的情况相同，向内燃机10取入的吸气量也必然增多，这可能会导致经由排气的向EHC1的投入能量的增大。因此，在图19(b)所示的控制映射中，以随着混合动力车辆100的车辆速度升高而使排气空燃比向更浓侧转移的方式，设定内燃机转速与排气空燃比的相关关系。具体而言，在车辆速度EV＝0km/h时，设定由线L32-1表示的相关关系，在车辆速度EV＝50、90km/h时，分别设定由线L32-2、L32-3表示的相关关系。需要说明的是，图19(b)所示的控制映射对应于图19(a)中的线L32的相关关系，但当然关于线L33、线L34等的相关关系，也准备反映了车辆速度的控制映射。

这样通过利用图19(a)、(b)所示的控制映射，进行S401的浓控制量的决定处理，然后，进行S202以后的处理。这样，通过进行图18所示的排气空燃比控制，在内燃机10的冷起动时，按照以EHC温度Tehc为代表的各种参数，以避免催化剂载体3中的载体内温度差ΔT过度扩大的方式控制排气空燃比。尤其是在浓控制量中反映控制时的车辆速度，由此在从均热状态起的内燃机10的冷起动时，也能够准确地避免载体内温度差ΔT的扩大。

实施例5

关于本发明的内燃机10的控制装置的第五实施例，基于图20、图21进行说明。图20是用于在内燃机10的冷起动前事先向EHC1进行电力供给，使其EHC温度上升，由此在之后的冷起动时经由排气而投入能量时，在催化剂载体3中避免载体内温度差ΔT过度扩大的控制的流程图，将该控制称为起动前EHC通电控制。该控制在内燃机10停止的状态下，通过ECU20适当反复执行。

首先，在S501中，进行EHC温度Tehc的取得。关于EHC温度的推定、计算，如到上述为止的实施例所示那样，基于由温度传感器6a检测的排气温度等进行。然后，在S502中，基于曲轴位置传感器11的检测值，取得混合动力车辆100的车辆速度evspd。当S502的处理结束时，进入S503。

在S503中，算出在内燃机10停止的状态下，即在进行内燃机10的冷起动之前的状态下，预先向EHC1通电而使其温度上升时的目标温度即目标EHC温度tempev。该目标EHC温度tempev是为了避免假设内燃机10冷起动，因排气向EHC1流入而作为裂纹产生的原因的载体内温度差ΔT过度扩大，而在排气流入的时刻预先使EHC温度上升而设定的值。内燃机10的刚冷起动时之后的EHC温度越高而载体内温度差ΔT越难以扩大的情况正如到上述为止的实施例(例如，图9B、图15B)所示。

因此，关于目标EHC温度tempev的计算，按照图21所示的控制映射进行。该控制映射的横轴表示车辆速度evspd，纵轴表示目标EHC温度tempev，该控制映射决定两者的相关关系。在该相对关系中，以车辆速度evspd越高而目标EHC温度tempev也越高的方式设定。这是由于，考虑到在车辆速度evspd更高时内燃机10进行冷起动的情况下，将更多的吸气向内燃机10取入，其结果是，经由排气将更多的能量向EHC1投入，载体内温度差ΔT会过度扩大，而以通过设定更高的目标EHC温度，抑制该载体内温度差ΔT的扩大为目的。通过以上所述，在S503中，按照图21所示的控制映射，基于在S502中取得的车辆速度evspd来算出目标EHC温度tempev。当S503的处理结束时，进入S504。

在S504中，判定在S501中取得的EHC温度Tehc是否大于在S503中算出的目标EHC温度tempev。并且，若在S504中作出肯定判定，则不进行向EHC1的通电(S505的处理)，另一方面若作出否定判定，则以使EHC温度到达目标EHC温度tempev的方式进行向EHC1的通电(S506的处理)。

若这样进行本起动前EHC通电控制，则在内燃机10停止的状态下，基于混合动力车辆100的车辆速度，将EHC温度控制成避免成为裂纹产生的原因的载体内温度差ΔT过度扩大的温度。因此，其后在混合动力车辆100的行驶中，即使内燃机10进行冷起动，也能够抑制向EHC1的排气的流入引起的裂纹的产生。

标号说明

1····EHC(电加热式催化剂)

2····排气通路

3····催化剂载体

4····壳体

5····垫

7····电极

10····内燃机

12····吸气通路

13····空气流量计

14····节气门

20····ECU

21a、21b····电动机(电动发电机)

30····蓄电池

100····混合动力车辆

Claims (10)

1.一种内燃机的控制装置，具备：

电加热式催化剂，设置于内燃机的排气通路，利用来自通过电力的供给而发热的发热体的热量，对具有排气净化能力的催化剂进行加热；

决定单元，决定向该电加热式催化剂的经由排气的投入能量的抑制量以使所述内燃机的冷起动时的发热体内温度差处于规定温度范围内，所述发热体内温度差是所述电加热式催化剂的所述发热体中的规定部位之间的温度差；及

控制单元，对应于由所述决定单元决定的所述投入能量的抑制量，来控制所述内燃机的运转状态。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，

所述决定单元基于从所述内燃机的冷起动起的经过时间，算出与流过所述电加热式催化剂的排气量相关联的规定参数的累计值的上限值即上限累计值作为所述投入能量的抑制量，所述上限累计值用于使所述发热体内温度差处于所述规定温度范围内，

所述控制单元以使从所述内燃机的冷起动起的所述规定参数的实际的累计值不超过由所述决定单元算出的所述上限累计值的方式或接近该上限累计值的方式，控制该内燃机的内燃机输出。

3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其中，

所述规定参数是所述内燃机的吸气量。

4.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，

所述决定单元基于从所述内燃机的冷起动起的经过时间，算出与流过所述电加热式催化剂的排气量相关联的规定参数的累计值的上限值即上限累计值作为所述投入能量的抑制量，所述上限累计值用于使所述发热体内温度差处于所述规定温度范围内，

所述控制单元以使从所述内燃机的冷起动起的所述规定参数的实际的累计值不超过由所述决定单元算出的所述上限累计值的方式或接近该上限累计值的方式，调整该内燃机中的燃料燃烧产生的排气空燃比，控制排气温度。

5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，其中，

所述内燃机是火花点火式内燃机，

所述规定参数的实际的累计值越大，所述控制单元越以排气空燃比成为更浓侧的方式调整所述内燃机的燃烧条件，使排气温度下降。

6.根据权利要求1～权利要求5中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，

所述内燃机的控制装置还具备推定或检测所述电加热式催化剂的温度的推定单元，

由所述推定单元推定或检测出的所述电加热式催化剂的温度越高，所述决定单元越减小向电加热式催化剂的经由排气的投入能量的抑制量。

7.根据权利要求1～权利要求6中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，

在该内燃机的冷起动即刻之后的规定的加速期间内，进行由所述控制单元执行的与所述投入能量的抑制量对应的所述内燃机的运转状态的控制。

8.根据权利要求1～权利要求7中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，

所述内燃机搭载于以该内燃机和由来自电源的供给电力所驱动的电动机为动力源的混合动力车辆，

所述内燃机的冷起动时的所述混合动力车辆的车辆速度越高，所述决定单元越增大向所述电加热式催化剂的投入能量的抑制量。

9.一种内燃机的控制装置，所述内燃机搭载于以该内燃机和由来自电源的供给电力所驱动的电动机为动力源的混合动力车辆，所述内燃机的控制装置具备：

电加热式催化剂，设置于内燃机的排气通路，利用来自通过电力的供给而发热的发热体的热量，对具有排气净化能力的催化剂进行加热；及

起动前发热单元，当所述混合动力车辆在所述内燃机停止的状态下以所述电动机为动力源进行行驶时，向所述电加热式催化剂供给电力，使所述发热体在该内燃机起动前发热，

即使在所述内燃机进行了冷起动的情况下，所述起动前发热单元也基于所述混合动力车辆的车辆速度进行向该电加热式催化剂的电力供给，使该电加热式催化剂升温，以使发热体内温度差处于规定温度范围内，所述发热体内温度差是所述电加热式催化剂的所述发热体中的规定部位之间的温度差。

10.根据权利要求9所述的内燃机的控制装置，其中，

所述起动前发热单元以所述混合动力车辆的车辆速度越高则使所述电加热式催化剂的温度越高的方式进行电力供给。