JP2016014342A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気加熱式触媒を有する内燃機関において、吸入空気量の急変時に、触媒担体の所定部位間の温度差が拡大することに起因するクラック発生を抑制する。
【解決手段】本発明の一の態様によれば、通電により発熱する担体を有する電気加熱式触媒（ＥＨＣ）が排気通路に設けられた内燃機関の制御装置が提供される。制御装置は、内燃機関の吸入空気量またはその相関値に基づいて、吸入空気量の急変を検出した場合に、担体に通電するように構成された制御ユニットを備える。
【選択図】図１０

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の排気通路には排気ガスを浄化するための触媒が設けられている。この触媒に関し、特許文献１は、内燃機関の冷間始動直後の加速時に電気加熱式触媒の担体の側壁面と側壁近傍部との間の温度差が大きくなり、担体にクラックが発生する可能性があるという問題を指摘している。このため特許文献１に記載の装置は、そのような温度差の拡大を抑制するため、冷間始動直後の加速時に、排気空燃比をリッチ側に移行させ、排気の有するエネルギーを低下させるようにしている。

国際公開第２０１３／１０８３７９号

しかしながら、本発明者らは鋭意研究の結果、電気加熱式触媒を有する内燃機関において、その加速時と減速時、特に吸入空気量が急激に増大する吸入空気量の急増時と、吸入空気量が急激に減少する吸入空気量の急減時（以下、「急増」と「急減」を総称して「急変」という）のいずれのときにおいても、担体の所定部位間の温度差が拡大し、担体にクラックが発生する可能性があるという新たな知見を得るに至った。そしてその温度差拡大やクラック発生を抑制するための新たな方策も併せて見出すに至った。

そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、電気加熱式触媒を有する内燃機関において、吸入空気量の急変時に、触媒担体の所定部位間の温度差が拡大することに起因するクラック発生を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
通電により発熱する担体を有する電気加熱式触媒が排気通路に設けられた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の吸入空気量またはその相関値に基づいて、前記吸入空気量の急変を検出した場合に、前記担体に通電するように構成された制御ユニットを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。

好ましくは、前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値の変化速度に基づいて、前記吸入空気量の急変を検出する。

好ましくは、前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値の変化速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えた時から所定の実行時間の間、前記担体に通電する。

好ましくは、前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値の変化速度の絶対値の最大値に応じて前記実行時間を変化させる。

好ましくは、前記制御ユニットは、
前記吸入空気量の急増を検出し、前記担体の温度の上昇速度が所定値以上であり、且つ前記担体の温度が所定の上限温度以下のとき、前記担体に通電すること、および、
前記吸入空気量の急減を検出し、前記担体の温度の低下速度が所定値以上であり、且つ前記担体の温度が所定の下限温度以上のとき、前記担体に通電すること、の少なくとも一方を実行する。

好ましくは、前記第１部位が、前記担体の外周面上に位置する部位であり、前記第２部位が、前記第１部位に対し担体半径方向内側且つ近傍に位置する部位である。

本発明によれば、電気加熱式触媒を有する内燃機関において、吸入空気量の急変時に、触媒担体の所定部位間の温度差が拡大することに起因するクラック発生を抑制することができるという、優れた効果が発揮される。

本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置の構成を示す概略図である。 電気加熱式触媒の側面断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 電気加熱式触媒の正面断面図である。 触媒担体、第１部位および第２部位を示す概略図である。 触媒担体、第１部位および第２部位を示す概略図である。 触媒担体、第１部位および第２部位を示す概略図である。 触媒担体、第１部位および第２部位を示す概略図である。 触媒担体に関する等価的な電気回路を示す概略図である。 本実施形態の制御の第１実施例に係るタイムチャートである。 本実施形態の制御の第１実施例に係るフローチャートである。 本実施形態の制御の第２実施例に係るタイムチャートである。 温度差と微分値の関係を示すグラフである。 本実施形態の制御の第２実施例に係るフローチャートである。 第２実施例の変形例に係るマップを示す。 本実施形態の制御の第３実施例に係るタイムチャートである。 本実施形態の制御の第３実施例に係るフローチャートである。 本実施形態の制御の第４実施例に係るタイムチャートである。 本実施形態の制御の第４実施例に係るフローチャートである。 第４実施例の変形例に係るマップを示す。 本実施形態の制御の第５実施例に係るフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関（エンジン）とその制御装置、ならびにこれらが搭載された車両を示す。エンジン１０は多気筒（例えば直列４気筒）の火花点火式内燃機関（ガソリンエンジン）として構成されている。車両１００は、エンジン１０とモータジェネレータとの２つの車両動力源を備えるハイブリッド車両として構成されている。車両１００には、車両１００およびエンジン１０を制御するように構成された制御ユニットとしての電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０が設けられる。

但し、エンジンの種類、気筒数、シリンダ配置形式（直列、Ｖ型、水平対向等）、着火方式、用途等は特に限定されず、例えばエンジンは圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）であってもよい。またエンジンは車両用でなくてもよく、車両に搭載されたものでなくてもよい。同様に、車両の種類、用途等も特に限定されず、例えば車両はエンジンを唯一の動力源とする通常の車両であってもよい。

本実施形態の場合、第１モータジェネレータ（以下「第１モータ」という）２１ａと第２モータジェネレータ（以下「第２モータ」という）２１ｂとの２つのモータジェネレータが備えられる。第１モータ２１ａは主にエンジン始動とバッテリ充電のために用いられ、第２モータ２１ｂは主に車両動力用として用いられる。但し、第１モータ２１ａに車両動力の機能を持たせてもよいし、第２モータ２１ｂにエンジン始動とバッテリ充電の機能を持たせてもよい。

先ず、エンジン１０、第１モータ２１ａおよび第２モータ２１ｂを含むハイブリッドシステムについて説明する。エンジン１０のクランクシャフトは出力軸２３に連結され、出力軸２３は動力分割機構２２に連結されている。動力分割機構２２は、動力伝達軸２４を介して第１モータ２１ａに連結されるとともに、動力伝達軸２５を介して第２モータ２１ｂとも連結されている。ここで、動力分割機構２２は、遊星歯車機構によってエンジン１０、第１モータ２１ａおよび第２モータ２１ｂの出力等の伝達を切り替える。また、第２モータ２１ｂに連結される動力伝達軸２５には、減速機２６が連結され、減速機２６には、ドライブシャフト２７を介して駆動輪２８が連結されている。減速機２６は、複数の歯車を組み合わせて構成され、動力伝達軸２５の回転を減速して、エンジン１０、第１モータ２１ａおよび第２モータ２１ｂからの出力をドライブシャフト２７に伝達する。

第１モータ２１ａおよび第２モータ２１ｂは、図示しないインバータを含む電力制御ユニット（ＰＣＵ；Power Control Unit）２９と電気的に接続され、ＰＣＵ２９は更にバッテリ３０と電気的に接続されている。ＰＣＵ２９は、バッテリ３０から取り出した直流電力を交流電力に変換して、第１モータ２１ａおよび第２モータ２１ｂに供給するとともに、第１モータ２１ａおよび第２モータ２１ｂによって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に供給するように構成されている。詳細には、第１モータ２１ａおよび第２モータ２１ｂは、交流同期型の電動機で構成され、励磁電流が印加されるとトルクを発生するとともに、外部からトルクが加えられると（例えばエンジン１０から動力分割機構２２を介して運動エネルギーが入力されると）、その運動エネルギーを電気エネルギーに変換することによって電力を発生させる。発生した電力は、ＰＣＵ２９を介してバッテリ３０へ供給される。また、第２モータ２１ｂは、車両の減速時に発電機として機能することができ、駆動輪２８からドライブシャフト２７及び減速機２６を介して動力伝達軸２５に伝達される運動エネルギーを電気エネルギーに変換する、いわゆる回生発電を行うことができ、それによって発生した電力もＰＣＵ２９を介してバッテリ３０へ供給される。また、図１に示すハイブリッド車両１００は、いわゆるプラグインハイブリッド車両であり、外部電源３２からの電力供給が可能となるように充電プラグ３１が設けられている。

エンジン１は、燃料噴射を行う燃料噴射弁１８と、点火プラグ１９とを気筒毎に有する。エンジン１の吸気通路１２には、単位時間当たりの吸入空気量（吸気流量）を検出するためのエアフローメータ１３が設けられ、その下流側には吸入空気量を調整するための電子制御式スロットルバルブ１４が設けられている。また、エンジン１の排気通路２には、排気浄化を行うための触媒、特に電気加熱式触媒（以下「ＥＨＣ」という）１が設けられている。ＥＨＣ１は、通電もしくは電力の供給により発熱する担体を備えるが、その具体的な構成については後述する。

ＥＣＵ２０は、前述のＰＣＵ２９、燃料噴射弁１８、点火プラグ１９、スロットルバルブ１４およびＥＨＣ１を制御するように構成されている。またＥＣＵ２０には、前述のエアフローメータ１３およびスロットルバルブ１４に加え、エンジン１０のクランク角を検出するためのクランク角センサ１１、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ１５、エンジン１０の冷却水温度を検出するための水温センサ１６が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、ＰＣＵ２９を介してバッテリ３０の蓄電量の監視等も行う。またＥＣＵ２０には、排気通路２におけるＥＨＣ１の上流側に設置された排気温センサ６ａおよび空燃比センサ６ｂが電気的に接続されている。

次に、ＥＨＣ１の構成を図２および図３を参照して説明する。図２は、排気通路２の中心軸Ａの方向に沿って切断したＥＨＣ１の断面図であり、図２における白抜き矢印は、排気通路２における排気の流れ方向を示している。また図３は、中心軸Ａに垂直な方向に沿って切断したＥＨＣ１の断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。ＥＨＣ１は、基材もしくは担体（以下「触媒担体」という）３、ケース４、マット５、及び電極７を備えている。触媒担体３はケース４に収容されている。触媒担体３は、円柱状に形成されており、その中心軸が排気通路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、排気通路２、触媒担体３、及びケース４で共通の中心軸である。但しこれらを非同軸の関係で設置もしくは配置することも可能である。触媒担体３には、三元触媒の機能を果たす触媒成分１３が担持されている。なお触媒成分１３は、三元触媒の機能を果たすものに限られるものではなく、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、および選択還元型ＮＯｘ触媒の何れかの機能を果たすものであってもよく、浄化すべき排ガス成分（ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等）に適した触媒成分を適宜選択できる。

触媒担体３は、通電もしくは電力の供給により発熱する導電性の発熱体からなり、言い換えれば、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。触媒担体３の材料としては、ＳｉＣを例示することができる。触媒担体３は、排気の流れる方向（すなわち、中心軸Ａの方向）に伸び且つ排気の流れる方向と垂直な断面がハニカム状をなす複数の通路を有している。この通路を排気が流通する。本実施形態の場合、触媒担体３は円柱状であり、中心軸Ａ（これは触媒担体３の中心軸でもある）の方向における所定の長さと、中心軸Ａを基点とした所定且つ一定の半径とを有し、中心軸Ａに垂直な方向の断面形状が円形である。但しその断面形状は任意であり、例えば楕円形等であっても良い。

触媒担体３の外周面３ａには一対の電極７が接続されている。電極７は、表面電極７ａ及び軸電極７ｂによって形成されている。表面電極７ａは、触媒担体３の外周面３ａに沿って周方向及び軸方向に延び、すなわち触媒担体３の外周面３ａの一部を覆うように延びている。また、一対の表面電極７ａは、触媒担体３を間に挟むよう、触媒担体３の直径方向における互いに反対側の位置に配置されている。軸電極７ｂの一端は表面電極７ａに接続されている。そして軸電極７ｂの他端は、ケース４内に形成された電極室９を通ってケース４の外側に突出している。このように構成される電極７に対して、バッテリ３０から電力が供給され、触媒担体３への通電が行われる。この通電によって触媒担体３が発熱すると、触媒担体３に担持された触媒成分１３が加熱され、その活性化が促進される。このようなＥＨＣ１への電力供給はＥＣＵ２０により制御される。

ケース４は金属によって形成されており、その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４の内壁面と触媒担体３の外周面３ａとの間には比較的柔軟なマット５が挟み込まれている。つまり、触媒担体３はマット５を介してケース４により支持されている。このマット５は、電気絶縁材によって形成されている。マット５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。このように、マット５が触媒担体３とケース４との間に挟み込まれていることで、触媒担体３に通電したときに、ケース４へ電気が漏れ出ることが抑制される。また本実施形態のマット５は、上流側部分５ａと下流側部分５ｂとに分割されており、上流側部分５ａと下流側部分５ｂとの間には空間が形成されており、この空間は、電極７の軸電極７ｂを通すための電極室９を画定する。なお、マット５を上流側部分５ａと下流側部分５ｂとに分割することなく、マット５の電極７が通る部分にのみ貫通孔を空けることで、電極室となる空間を画定してもよい。

また、軸電極７ｂを通すためにケース４に開けられている貫通孔には、軸電極７ｂを支持する電極支持部材８が設けられている。この電極支持部材８は電気絶縁材によって形成されており、ケース４と軸電極７ｂとの間を電気的に絶縁する。

さて、前述したように、本発明者らは鋭意研究の結果、エンジンの加速時と減速時、特に吸入空気量の急増時と急減時のいずれのときにおいても、触媒担体の所定部位間の温度差が拡大し、触媒担体にクラックが発生する可能性があるという新たな知見を得るに至った。まずこのことについて説明する。

図４は、中心軸Ａに垂直な方向のＥＨＣ１の断面図（但し図３とは異なる軸方向位置）を示す。触媒担体３の所定の部位（もしくは位置）として、触媒担体３の外周面３ａ上に位置する第１部位Ｐ１と、第１部位Ｐ１に対し担体半径方向内側且つ近傍に位置する第２部位Ｐ２との２つの部位を定める。第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２の間の間隔は例えば５ｍｍ程度である。これら第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２の間の温度差をΔＴとする。なお触媒担体３の中心軸Ａ上の部位を中心部位もしくは第３部位Ｐ３とする。

ＥＨＣ１において、触媒担体３の外周面３ａはマット５を介してケース４に接続されており、少なくとも触媒担体３のうちで最もケース４の近くに位置されている。またケース４は外気に晒されている。このため、外気がケース４の熱を奪い、ケース４が触媒担体３の熱をその外周面３ａから奪う。よって、第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２の間には温度差ΔＴが生じる。第１部位Ｐ１の温度をＴ１、第２部位Ｐ２の温度をＴ２とすると、Ｔ２＞Ｔ１であり、ΔＴ＝Ｔ２−Ｔ１である。

図５は、触媒担体３、第１部位Ｐ１および第２部位Ｐ２を示す概略図である。図５は、エンジンが定常運転しているときの状態を示し、このとき触媒担体３は、その断面においてほぼ均一な温度を有する。このため温度差ΔＴは比較的小さい。

しかし、この状態からエンジンが加速運転され、特に吸入空気量が急激に増大されると、排気ガスから触媒担体３に供給されるエネルギー、具体的には熱量が増大し、排気ガスから触媒担体３に供給される熱量が、触媒担体３の外周面３ａから放散される熱量を大きく上回るようになる。すると図６に示すように、触媒担体３の中心部から半径方向外側に向かって徐々に触媒担体３の温度が上昇していくという現象が生じる。この現象は、加速が急であるほど顕著である。そのため、第２部位Ｐ２の温度Ｔ２が第１部位Ｐ１の温度Ｔ１と比べて相対的に大きく上昇し、図示されるように温度差ΔＴが大きくなる。この温度差ΔＴの拡大に起因して、触媒担体３に対する熱応力が増大し、熱応力が担体強度を上回ることで、触媒担体３にクラックが発生する虞がある。触媒担体３にクラックを発生させないような、許容される温度差の上限値ΔＴｌｉｍは例えば１２０℃であり、温度差ΔＴがこの上限値ΔＴｌｉｍを超えると、触媒担体３にクラックが発生する虞がある。

特に、本実施形態のようなＥＨＣ１の触媒担体３は、通常の電気加熱式でない触媒の担体に比べ、担体強度が弱く、クラックが発生し易い傾向にある。またＥＨＣ１においては、触媒担体３にクラックが生じてしまうと、クラック部分の電気抵抗値がその他の部分よりも高くなる。そのため、ＥＨＣ１に通電した際に、触媒担体３における通電量の分布が不均一となり、触媒担体３においてより大きな温度差が生じ、クラックの更なる増大・増加を招く虞がある。このため、微小のクラックでもその発生は避けなければならない。

一方、図７は図５と同様の状態を示す。この状態から今度はエンジンが減速運転され、特に吸入空気量が急激に減少されると、排気ガスから触媒担体３に供給されるエネルギー、具体的には熱量が減少し、もしくは実質的に停止する。このため、排気ガスから触媒担体３に供給される熱量が、触媒担体３の外周面３ａから放散される熱量を大きく下回るようになる。すると図８に示すように、触媒担体３の外周面３ａから半径方向内側に向かって徐々に触媒担体３の温度が低下していくという現象が生じる。この現象は、減速が急であるほど顕著である。そのため、第１部位Ｐ１の温度Ｔ１が第２部位Ｐ２の温度Ｔ２と比べて相対的に大きく低下し、図示されるように温度差ΔＴが大きくなる。この温度差ΔＴの拡大に起因しても、触媒担体３にクラックが発生する虞がある。

そこで本実施形態においては、エンジンの吸入空気量またはその相関値に基づいて、吸入空気量の急変を検出した場合に、触媒担体３に通電する制御をＥＣＵ２０によって実行する。この触媒担体３への通電が、本発明者らが鋭意研究の結果見出した、温度差拡大およびクラック発生を抑制するための新たな方策である。

この通電を実行すると温度差ΔＴの拡大を抑制し、あるいは温度差ΔＴを縮小することができる。これは次の理由による。まず通電を実行すると、触媒担体３（ここでは中心軸Ａに垂直な断面で考える）は均一に加熱される。一方、触媒担体３中には排気ガスの流れがあり、触媒担体３の半径方向中心側の方が半径方向外周側より排気流速が高い傾向にある。このため、排気ガスによる熱の持ち去り量も、触媒担体３の半径方向中心側の方が半径方向外周側より多い傾向にあり、触媒担体３が通電により均一に加熱されたとき、半径方向外周側の方が半径方向中心側よりも温度が上がり易い傾向にある。これを第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２の温度Ｔ１，Ｔ２で比較したとき、第１部位Ｐ１の温度Ｔ１の方が第２部位Ｐ２の温度Ｔ２より上がり易い。よって温度差ΔＴの拡大を抑制し、あるいは温度差ΔＴを縮小することができる。

また、温度差ΔＴの拡大抑制あるいは縮小が可能な理由として、次の理由も考えられる。図９に示すように、触媒担体３に関する等価的な電気回路を考える。便宜上、触媒担体３において、第２部位Ｐ２に対し半径方向中心側の領域を中心側領域Ａ１、第２部位Ｐ２に対し半径方向外周側の領域を外周側領域Ａ２とする。中心側領域Ａ１および外周側領域Ａ２における触媒担体３の電気抵抗をそれぞれＲ１、Ｒ２とする。この回路では、抵抗Ｒ２，Ｒ１，Ｒ２が直列に接続され、スイッチＳＷ（ＥＣＵ２０に相当）がオンされると（つまり触媒担体３が通電されると）、これら抵抗にバッテリ３０の電圧Ｖｂが印加される。

例えば図６に示すように、中心側領域Ａ１が相対的に高温、外周側領域Ａ２が相対的に低温となっている状態において、通電前に、抵抗Ｒ１，Ｒ２はＲ１ａ，Ｒ２ａという値を有する。触媒担体３が、温度が低いほど高い電気抵抗を持つという特性を有する場合、図５に示したような均一温度の状態と比較して、外周側領域Ａ２の抵抗値Ｒ２ａはほぼ変わらないが、中心側領域Ａ１の抵抗値Ｒ１ａは低くなる。

すると、中心側領域Ａ１と外周側領域Ａ２の抵抗値のバランスが、外周側領域Ａ２の方が中心側領域Ａ１より大きくなるように変化する。抵抗値が大きいほど、通電を行ったときの抵抗の両端における電位差が大きくなり、より多くの電力が抵抗に供給されるようになる。従って、通電を行ったとき、外周側領域Ａ２の方が中心側領域Ａ１よりも速く加熱され、昇温速度が大きくなり、結果として温度差ΔＴの拡大を抑制し、あるいは温度差ΔＴを縮小することができる。このことは、図７、図８の場合にも同様に当て嵌まる。

加えて、温度差ΔＴの拡大抑制あるいは縮小が可能な理由として、次の理由も考えられる。ここでは、触媒担体３を通電により均一に加熱することと等価な例として、触媒担体３の断面に十分に熱された加熱部材を押し当てて触媒担体３を均一に加熱することを考える。例えば図６に示す状態において加熱部材を押し当てた場合（但し加熱部材の温度は中心側領域Ａ１の温度より高いものとする）、加熱部材と外周側領域Ａ２の温度差の方が加熱部材と中心側領域Ａ１の温度差より大きいため、より多くの熱量が加熱部材から外周側領域Ａ２に伝達される。よって外周側領域Ａ２の方が中心側領域Ａ１よりも速く加熱され、結果として温度差ΔＴの拡大を抑制し、あるいは温度差ΔＴを減少することができる。

このように、吸入空気量の急変を検出した場合に触媒担体３に通電することで、温度差ΔＴが拡大することに起因するクラック発生を抑制することが可能である。

以下、本実施形態における制御の内容を具体的に説明する。

図１０は、本実施形態の制御の第１実施例を説明するためのタイムチャートである。この第１実施例は吸入空気量の急増時に関連する。

担体温度とは触媒担体３の温度であり、Ｔ１は第１部位Ｐ１の温度、Ｔ２は第２部位Ｐ２の温度、Ｔ３は中心部位もしくは第３部位Ｐ３の温度を示す（図４参照）。吸入空気量に関し、Ｇａはエアフローメータ１３により検出された検出値、Ｇａｍａはその検出値に対し平均化処理を施した後の値である処理後検出値を示す。

図示例において、時刻ｔ１でエンジンの加速が開始され、これに伴い担体温度および吸入空気量が増大している。昇温フラグは、担体温度の上昇速度が所定値以上であり、且つ担体温度が所定の上限温度ＴＨ以下のときオンとなり、それ以外のときにはオフとなるフラグである。ここで担体温度としては、触媒担体３の中心部位の温度Ｔ３が使用され、この値はＥＣＵ２０により、例えば排気温センサ６ａの検出値に基づき推定される。なお担体温度の推定方法については公知方法を含め様々な方法が可能である。代替的に担体温度を温度センサで直接検出してもよく、これら推定及び検出を含めて取得という。このように本実施形態では担体温度を取得するための担体温度取得ユニットが設けられる。

本実施例では、昇温フラグがオンのときに限ってＥＣＨ１をオン、すなわち触媒担体３に通電するようにしている。その理由は、不必要に通電を実行しないためである。すなわち、担体温度の上昇速度が所定値未満のときには、そもそも温度差ΔＴの拡大が生じ難い。また、担体温度が上限温度ＴＨより高いときには、担体温度が相当高く、加速により排気ガスから触媒担体３に供給される熱量が増大しても、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超えないか、または超える可能性が著しく低い。分かり易い例で説明すると、担体温度が９００℃という高温条件下で加速が発生したとしても、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超える可能性は極めて低い。こうした条件下で通電を行う必要はないので、通電を停止する。これにより制御の好適化が図れる。もっとも、こうした条件を付加するのは任意であり、この条件を省略した実施例も可能である。

担体温度の上昇速度の所定値および担体温度の上限温度ＴＨは、実機試験等を通じて最適に設定（適合）され、ＥＣＵ２０のメモリに予め記憶される。図示例では、時刻ｔ２で昇温フラグがオンされ、時刻ｔ５で昇温フラグがオフされている。なお担体温度の上昇速度は例えば担体温度の微分値を算出することにより得ることができる。

吸入空気量は、本実施形態の場合エアフローメータ１３とＥＣＵ２０により検出するが、ＥＣＵ２０により推定してもよい。このように本実施形態では吸入空気量を取得するための吸入空気量取得ユニットが設けられる。

吸入空気量の処理後検出値Ｇａｍａは、吸入空気量の検出値Ｇａに対し平均化処理（いわゆるなまし処理）を施した後の値（いわゆるなまし値）である。本実施形態では平均化処理として移動平均値算出処理を採用し、処理後検出値Ｇａｍａを検出値Ｇａの移動平均値とする。しかしながら、他の平均化処理を採用することも可能である。いずれにしても、処理後検出値Ｇａｍａが検出値Ｇａよりも遅れて且つ緩慢に変化するように、検出値Ｇａが平均化処理される。

具体的には、ＥＣＵ２０は、今回（ｎ）の演算時期から（Ｎ−１）回前の演算時期までの検出値Ｇａのデータに基づき、次式により、今回の演算時期における処理後検出値Ｇａｍａ_nを算出する。Ｎは予め定められたサンプル数である。

この処理後検出値Ｇａｍａ_nを演算周期毎に毎回更新することで、各演算時期において現在から過去のＮサンプルのデータに基づく最新の処理後検出値Ｇａｍａを算出することができる。

図１０に示すように、エンジンの加速開始後、吸入空気量の検出値Ｇａが大きく増大し、これに追従するように吸入空気量の処理後検出値Ｇａｍａも遅れて且つ緩慢に増大する。

本実施例では、吸入空気量とその平均化処理後の値との差分に基づいて、吸入空気量の急増が検出される。具体的には、検出値Ｇａと処理後検出値Ｇａｍａとの差分ΔＧａが所定の差分しきい値ΔＧａｓａより大きくなったとき、吸入空気量の急増が検出される。そして差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓａより大きいとき、その間、触媒担体３に通電するようにしている。ここでエンジンが加速されたときには図示するように検出値Ｇａが処理後検出値Ｇａｍａよりも大きくなる。よって便宜上、差分をΔＧａ＝Ｇａ−Ｇａｍａと定義する。但し他の定義方法も可能である。吸入空気量急増時の差分の絶対値は差分ΔＧａに等しい。差分しきい値はΔＧａｓａで表され、これは正の値を有する。吸入空気量急増時において、本発明にいう「差分の絶対値」はΔＧａ（＝|ΔＧａ|）であり、本発明にいう差分しきい値はΔＧａｓａ（＝|ΔＧａｓａ|）である。

エンジンの加速が急であるほど、温度差ΔＴは大きくなり、差分ΔＧａも大きくなる傾向がある。よって差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓａより大きいとき、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超える可能性があるとして、あるいはその可能性を生じさせるほどに加速が急であるとして、その間、通電を実行する。差分しきい値ΔＧａｓａは、許容上限値ΔＴｌｉｍを考慮し、あるいはこれに対応するよう、実機試験等を通じて最適に設定（適合）され、ＥＣＵ２０のメモリに予め記憶される。本実施形態の制御は特に温度差ΔＴが大きくなり易い急加速の際に有効である。

図示例では、時刻ｔ３で差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓａより大きくなり、時刻ｔ４で差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓａ以下となっている。ｔ３〜ｔ４の期間は、昇温フラグがオンとなっている期間ｔ２〜ｔ５内に含まれる。

よって図１０に示すように、ｔ３〜ｔ４の期間でＥＨＣ１がオンされ、触媒担体３が通電される。これにより温度差ΔＴの拡大、ひいては触媒担体３でのクラック発生を抑制できる。特に吸入空気量が急増された場合、検出値Ｇａが処理後検出値Ｇａｍａから乖離する期間が長くなるので、通電を実行する期間も長くすることができ、温度差ΔＴの拡大期間の長期化に合わせて効果的に通電制御を実行できる。

本実施例では、吸入空気量に基づいて吸入空気量の急増を検出するが、吸入空気量の相関値に基づいて吸入空気量の急増を検出することもできる。かかる相関値としては例えばアクセル開度、スロットル開度、排気流量等を挙げることができる。なおアクセル開度はアクセル開度センサ１５により、スロットル開度はスロットルバルブ１４に組み込まれたスロットル開度センサにより、排気流量は付加的に設けられた排気流量センサにより、それぞれ検出可能である。

本実施形態の通電制御は、エンジンの冷間時にも温間時にも実行可能である。エンジンの冷間時だけでなく、温間時にも、吸入空気量の急増時に温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超える可能性があるからである。特に、特許文献１と異なり、エンジンの冷間始動直後でない加速時にも実行可能である。

次に、本実施例の制御ルーチンを図１１を参照して説明する。当該ルーチンは、ＥＣＵ２０により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、エンジン１０が運転中であるか否かが判断される。運転中でない（停止中である）場合はルーチンが終了され、運転中である場合はステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、昇温フラグがオンであるか否かが判断される。オンである場合、ステップＳ１０３に進んで、差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓａより大きいか否かが判断される。差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓａより大きい場合、ステップＳ１０４に進んでＥＨＣ１がオンされ、すなわち触媒担体３が通電される。

他方、ステップＳ１０２で昇温フラグがオンでない（オフである）場合、およびステップＳ１０３で差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓａ以下である場合には、いずれも、ステップＳ１０５に進んでＥＨＣ１がオフされ、すなわち触媒担体３が通電停止される。

次に、本実施形態の制御の第２実施例を説明する。図１２は第２実施例に係るタイムチャートである。この第２実施例も吸入空気量の急増時に関連する。図１２の担体温度および昇温フラグは図１０のそれらと同じである。図１２において、吸入空気量の検出値Ｇａの変化の仕方は図１０と同じである。

図１２は、吸入空気量の検出値Ｇａの微分値Ｇａｄを示す。微分値Ｇａｄは次式からＥＣＵ２０により逐次的に算出される。

Ｇａｄ_nは今回（ｎ）の演算時期における微分値、Ｇａ_nは今回の演算時期における吸入空気量検出値、Ｇａ_n-1は前回（ｎ−１）の演算時期における吸入空気量検出値である。特に、正の値を有する微分値Ｇａｄは吸入空気量の増大速度を表し、微分値Ｇａｄがプラス方向に大きいほど、吸入空気量の増大速度は速くなる。

本実施例では、吸入空気量の増大速度に基づいて、吸入空気量の急増が検出される。特に、吸入空気量の増大速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えたときに吸入空気量の急増が検出される。そして吸入空気量の増大速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えた時から所定の実行時間の間、触媒担体３に通電する。ここで吸入空気量の急増が発生すると、図示するように、微分値Ｇａｄが、正の値を有する所定の微分しきい値Ｇａｄｓａよりも大きくなる。よって本実施例では、微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓａより大きくなったとき、吸入空気量の増大速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えたとして、通電を実行する。但し、他の値により吸入空気量の増大速度および速度しきい値を表すことも可能である。吸入空気量の急増時において、本発明にいう「吸入空気量の変化速度」は吸入空気量の増大速度に対応し、「吸入空気量の変化速度の絶対値」はＧａｄ（＝|Ｇａｄ|）に対応し、本発明にいう「速度しきい値」はＧａｄｓａ（＝|Ｇａｄｓａ|）に対応する。

エンジンの加速が急であるほど、温度差ΔＴは大きくなり、また大きな正の微分値Ｇａｄが現れる傾向にある。温度差ΔＴと微分値Ｇａｄの関係を模式的に図１３に示す。よって微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓａより大きくなったとき、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超える可能性があるとして、あるいはその可能性を生じさせるほどに吸入空気量の増大が急であるとして、実行時間Δｔｓの間、通電を実行する。微分しきい値Ｇａｄｓａは、温度差ΔＴの許容上限値ΔＴｌｉｍを考慮し、またはそれに対応するよう、実機試験等を通じて最適に設定（適合）され、ＥＣＵ２０のメモリに予め記憶される（図１３参照）。また通電の実行時間Δｔｓも同様に、温度差ΔＴの許容上限値ΔＴｌｉｍを考慮し、実機試験等を通じて最適に設定（適合）され、ＥＣＵ２０のメモリに予め記憶される。

図１２に示す例では、時刻ｔ３で微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓａよりも大きくなり、この時刻ｔ３から所定の実行時間Δｔｓを経過した時刻ｔ４まで、ＥＨＣ１がオンされている。これらｔ３〜ｔ４の期間は、昇温フラグがオンとなっている期間ｔ２〜ｔ５内に含まれる。こうした通電制御を実行することによっても、温度差ΔＴの拡大ひいては触媒担体３でのクラック発生を抑制することができる。

本実施例においては、吸入空気量に基づいて吸入空気量の急増を検出するが、吸入空気量の相関値に基づいて吸入空気量の急増を検出してもよいことは前記同様である。

本実施例の制御ルーチンを図１４を参照して説明する。ステップＳ２０１、Ｓ２０２は第１実施例（図１１）のステップＳ１０１、Ｓ１０２と同じである。ステップＳ２０２で昇温フラグがオンである場合、ステップＳ２０３に進んで通電フラグがオンであるか否かが判断される。通電フラグの初期状態はオフである。オンでない場合、ステップＳ２０４に進んで、微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓａより大きいか否かが判断される。イエスの場合、ステップＳ２０５に進んで通電フラグがオンされる。

次いでステップＳ２０６で、微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓａを最初に上回った時点からの経過時間Δｔが、所定の実行時間Δｔｓ以下であるか否かが判断される。イエスの場合、ステップＳ２０７に進んでＥＨＣ１がオンされる。

他方、ステップＳ２０３で通電フラグがオンと判断された場合、ステップＳ２０４，Ｓ２０５をスキップしてステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６で経過時間Δｔが実行時間Δｔｓを超えたと判断された場合、ステップＳ２０８に進んで通電フラグがオフされ、ステップＳ２０９でＥＨＣ１がオフされる。ステップＳ２０２の判定がノーの場合もステップＳ２０９に進む。

このルーチンによれば、ステップＳ２０１がイエス、ステップＳ２０２がイエスと仮定して、最初に微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓａを上回ったとき（Ｓ２０４：イエス）、通電フラグがオンされ（Ｓ２０５）、経過時間Δｔが実行時間Δｔｓを超えてないので（Ｓ２０６：イエス）、通電が実行される（Ｓ２０７）。その後、通電フラグがオンなので、ステップＳ２０３からステップＳ２０６に直接進み、経過時間Δｔが実行時間Δｔｓを超えるまでは（Ｓ２０６：イエス）、通電が実行される（Ｓ２０７）。その後、経過時間Δｔが実行時間Δｔｓを超えると（Ｓ２０６：ノー）、通電フラグがオフされ（Ｓ２０８）、通電が停止される（Ｓ２０９）。

本実施例の変形例に関し、吸入空気量急増時における通電の実行時間Δｔｓは、一定であってもよいが、可変でもよい。特に、吸入空気量（またはその相関値）の増大速度の絶対値の最大値に応じて実行時間Δｔｓを変化させるのが好ましい。

図１２に示すように、正の微分値Ｇａｄは、吸入空気量の検出値Ｇａの増大速度を表す。そして正の微分値Ｇａｄは、微分しきい値Ｇａｄｓａを上回った後、最大値Ｇａｄｐａに達し、その後低下する。この最大値Ｇａｄｐａが吸入空気量の増大速度の絶対値の最大値を表す。最大値Ｇａｄｐａが大きいほど、吸入空気量の増大速度の絶対値の最大値は大きい。

この好ましい例では、最大値Ｇａｄｐａの値に応じて実行時間Δｔｓが変化させられる。具体的には、例えば図１５に示すような所定のマップに従い、最大値Ｇａｄｐａ（正の値を有する）が大きいほど、すなわち吸入空気量の増大速度の絶対値の最大値が大きいほど、実行時間Δｔｓが長くされる。

吸入空気量の増大速度の絶対値の最大値が大きいほど、吸入空気量の増大は急であり、温度差ΔＴは大きくなると考えられる。よって、吸入空気量の増大速度の絶対値の最大値が大きいほど実行時間Δｔｓを長くすることで、温度差ΔＴの拡大を効果的に抑制することができる。

この変形例を図１４のルーチンに適用した場合、ステップＳ２０６において、最大値Ｇａｄｐａの取得と、取得した最大値Ｇａｄｐａに対応した実行時間Δｔｓの算出および設定とが併せて実行される。なお最大値Ｇａｄｐａの取得前は所定の一定値としての実行時間Δｔｓが設定されてもよい。

次に、本実施形態の制御の第３実施例を説明する。図１６は第３実施例に係るタイムチャートである。この第３実施例は吸入空気量の急減時に関連する。

時刻ｔ１でエンジンの減速が開始され、これに伴い担体温度および吸入空気量が低下している。降温フラグは、担体温度Ｔ３の低下速度が所定値以上であり、且つ担体温度が所定の下限温度ＴＬ以上のときオンとなり、それ以外のときにはオフとなるフラグである。なお下限温度ＴＬは前記上限温度ＴＨより相当に低い温度である。

本実施例では、降温フラグがオンのときに限って通電を実行する。その理由は前記同様、不必要に通電を実行しないためである。すなわち、担体温度の低下速度が所定値未満のときには、そもそも温度差ΔＴの拡大が生じ難い。また、担体温度が下限温度ＴＬ未満のときには、担体温度が元々低く、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍ（例えば１２０℃）を超えないか、または超える可能性が著しく低い。分かり易い例で説明すると、外気温が２５℃、担体温度が１００℃という条件下では、減速が発生したとしても、温度差ΔＴは理論上７５℃までしか拡大しない。こうした条件下で通電を行う必要はないので、通電を停止する。これにより、明らかに不必要な通電を実行することを回避でき、制御の好適化が図れる。もっとも、こうした条件を付加するのは任意であり、この条件を省略した実施例も可能である。

担体温度の低下速度の所定値および担体温度の下限温度ＴＬは、実機試験等を通じて最適に設定（適合）され、ＥＣＵ２０のメモリに予め記憶される。図示例では、時刻ｔ２で降温フラグがオンされ、時刻ｔ５で降温フラグがオフされている。なお担体温度の低下速度も、例えば担体温度の微分値を算出することにより得ることができる。

この例では、第１実施例（図１０）と同様、吸入空気量の処理後検出値Ｇａｍａを用いる。図１６に示すように、エンジンの減速開始後、吸入空気量の検出値Ｇａが大きく減少し、これに追従するように吸入空気量の処理後検出値Ｇａｍａも遅れて且つ緩慢に減少する。

本実施例でも、検出値Ｇａと処理後検出値Ｇａｍａとの差分の絶対値が所定の差分しきい値より大きいとき、触媒担体３への通電を実行する。ここで、差分は前記同様、ΔＧａ＝Ｇａ−Ｇａｍａで定義され、減速時には差分ΔＧａが負の値を有する。よって便宜上、差分ΔＧａを、負の値を有する差分しきい値ΔＧａｓと比較し、ΔＧａ＜ΔＧａｓのとき通電を実行する。減速時において、本発明にいう「差分の絶対値」は|ΔＧａ|であり、本発明にいう差分しきい値は|ΔＧａｓ|である。

エンジンの減速が急であるほど、温度差ΔＴは大きくなり、差分ΔＧａもマイナス方向に大きくなる傾向がある。よって差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓより小さいとき、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超える可能性があるとして、あるいはその可能性を生じさせるほどに吸入空気量の減少が急であるとして、その間、通電を実行する。差分しきい値ΔＧａｓは、許容上限値ΔＴｌｉｍを考慮し、実機試験等を通じて最適に設定（適合）され、ＥＣＵ２０のメモリに予め記憶される。本実施形態の制御は特に温度差ΔＴが大きくなり易いエンジンの急減速の際に有効である。

図示例では、時刻ｔ３で差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓより小さくなり、時刻ｔ４で差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓ以上となっている。ｔ３〜ｔ４の期間は、降温フラグがオンとなっている期間ｔ２〜ｔ５内に含まれる。

よって図１６に示すように、ｔ３〜ｔ４の期間でＥＨＣ１がオンされ、これにより温度差ΔＴの拡大、ひいては触媒担体３でのクラック発生を抑制できる。特に吸入空気量の急減が発生した場合、検出値Ｇａが処理後検出値Ｇａｍａから乖離する期間が長くなるので、通電を実行する期間も長くすることができ、温度差ΔＴの拡大期間の長期化に合わせて効果的に通電を実行できる。

吸入空気量の代わりにその相関値に基づいて吸入空気量の急減を検出できる点、および通電制御がエンジンの冷間時にも温間時にも実行可能である点は、前記同様である。

本実施例の制御ルーチンを図１７を参照して説明する。ステップＳ３０１では、エンジン１０が運転中であるか否かが判断され、運転中でない（停止中である）場合はルーチンが終了され、運転中である場合はステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、降温フラグがオンであるか否かが判断される。オンである場合、ステップＳ３０３に進んで、差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓより小さいか否かが判断される。差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓより小さい場合、ステップＳ３０４に進んでＥＨＣ１がオン（通電）される。

他方、ステップＳ３０２で降温フラグがオンでない場合、およびステップＳ３０３で差分ΔＧａが差分しきい値ΔＧａｓ以上である場合には、いずれも、ステップＳ３０５に進んでＥＨＣ１がオフ（通電停止）される。

なお、この第３実施例で用いる減速時の差分しきい値の絶対値|ΔＧａｓ|は、第１実施例で用いた加速時の差分しきい値の絶対値|ΔＧａｓａ|と等しい値であってもよいし、異なる値であってもよい。

次に、本実施形態の制御の第４実施例を説明する。図１８は第４実施例に係るタイムチャートである。この第４実施例もエンジンの減速時に関連する。図１８の担体温度および降温フラグは図１６のそれらと同じである。吸入空気量の検出値Ｇａの変化の仕方は図１６と同じである。

図１８は、吸入空気量の検出値Ｇａの微分値Ｇａｄを示す。微分値Ｇａｄは第２実施例と同様の方法で算出される。特に、負の値を有する微分値Ｇａｄは吸入空気量の減少速度を表し、微分値Ｇａｄがマイナス方向に大きいほど、吸入空気量の減少速度は速くなる。

本実施例では、第２実施例に類似して、吸入空気量の減少速度に基づいて、吸入空気量の急減が検出される。特に、吸入空気量の減少速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えたときに吸入空気量の急減が検出される。そして吸入空気量の減少速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えた時から所定の実行時間Δｔｓの間、通電を実行する。ここで吸入空気量の急減が発生したときには、図示するように、微分値Ｇａｄが、負の値を有する所定の微分しきい値Ｇａｄｓよりも小さくなる。よって本実施例では、微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓより小さくなったとき、吸入空気量の減少速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えたとして、通電を実行する。但し、他の値により吸入空気量の減少速度および速度しきい値を表すことも可能である。吸入空気量の急減時において、本発明にいう「吸入空気量の変化速度」は吸入空気量の減少速度に対応し、「吸入空気量の変化速度の絶対値」は|Ｇａｄ|に対応し、本発明にいう「速度しきい値」は|Ｇａｄｓ|に対応する。

エンジンの減速が急であるほど、温度差ΔＴは大きくなり、また小さな負の微分値Ｇａｄが現れる傾向にある（図１８参照）。よって微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓより小さくなったとき、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超える可能性があるとして、あるいはその可能性を生じさせるほどに吸入空気量の減少が急であるとして、実行時間Δｔｓの間、通電を実行する。微分しきい値Ｇａｄｓは、図１３に示すように、温度差ΔＴの許容上限値ΔＴｌｉｍを考慮し、または許容上限値ΔＴｌｉｍに対応するように、実機試験等を通じて最適に設定（適合）され、ＥＣＵ２０のメモリに予め記憶される。また通電の実行時間Δｔｓも同様に、温度差ΔＴの許容上限値ΔＴｌｉｍを考慮し、実機試験等を通じて最適に設定（適合）され、ＥＣＵ２０のメモリに予め記憶される。

図１８に示す例では、時刻ｔ３で微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓよりも小さくなり、この時刻ｔ３から所定の実行時間Δｔｓを経過した時刻ｔ４まで、通電が実行されている。これらｔ３〜ｔ４の期間は、降温フラグがオンとなっている期間ｔ２〜ｔ５内に含まれる。こうした通電を実行することによっても、温度差ΔＴの拡大ひいては触媒担体３でのクラック発生を抑制することができる。

本実施例においては、吸入空気量に基づいて吸入空気量の急減を検出するが、吸入空気量の相関値に基づいて吸入空気量の急減を検出してもよいことは前記同様である。

本実施例の制御ルーチンを図１９を参照して説明する。ステップＳ４０１，Ｓ４０２は第３実施例（図１７）のステップＳ３０１，Ｓ３０２と同様である。ステップＳ４０２で降温フラグがオンである場合、ステップＳ４０３に進んで通電フラグがオンであるか否かが判断される。オンでない（オフである）場合、ステップＳ４０４に進んで、微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓより小さいか否かが判断される。イエスの場合、ステップＳ４０５に進んで通電フラグがオンされる。

次いでステップＳ４０６で、微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓを最初に下回った時点からの経過時間Δｔが、所定の実行時間Δｔｓ以下であるか否かが判断される。イエスの場合、ステップＳ４０７に進んでＥＨＣ１がオンされ、通電が実行される。

他方、ステップＳ４０３で通電フラグがオンと判断された場合、ステップＳ４０４，Ｓ４０５をスキップしてステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６で経過時間Δｔが実行時間Δｔｓを超えたと判断された場合、ステップＳ４０８に進んで通電フラグがオフされ、ステップＳ４０９でＥＨＣ１がオフされ、通電が停止される。ステップＳ４０２の判定がノーの場合もステップＳ４０９に進む。

このルーチンによれば、ステップＳ４０１，Ｓ４０２がイエスと仮定して、最初に微分値Ｇａｄが微分しきい値Ｇａｄｓを下回ったとき（Ｓ４０４：イエス）、通電フラグがオンされ（Ｓ４０５）、経過時間Δｔが実行時間Δｔｓを超えてないので（Ｓ４０６：イエス）、通電が実行される（Ｓ４０７）。その後、通電フラグがオンなので、ステップＳ４０３からステップＳ４０６に直接進み、経過時間Δｔが実行時間Δｔｓを超えるまでは（Ｓ４０６：イエス）、通電が実行される（Ｓ４０７）。その後、経過時間Δｔが実行時間Δｔｓを超えると（Ｓ４０６：ノー）、通電フラグがオフされ（Ｓ４０８）、通電が停止される（Ｓ４０９）。

なお、この第４実施例で用いる減速時の微分しきい値の絶対値|Ｇａｄｓ|は、第２実施例で用いた加速時の微分しきい値の絶対値|Ｇａｄｓａ|と等しい値であってもよいし、異なる値であってもよい。同様に、この第４実施例で用いる減速時の実行時間Δｔｓは、第２実施例で用いた加速時の実行時間Δｔｓと等しい値であってもよいし、異なる値であってもよい。

本実施例の変形例に関し、吸入空気量の急減時における通電の実行時間Δｔｓは、一定であってもよいが、可変でもよい。特に、吸入空気量（またはその相関値）の減少速度の絶対値の最大値に応じて実行時間Δｔｓを変化させるのが好ましい。

図１８に示すように、負の微分値Ｇａｄは、吸入空気量の検出値Ｇａの減少速度を表す。そして負の微分値Ｇａｄは、微分しきい値Ｇａｄｓを下回った後、最小値Ｇａｄｐに達し、その後上昇する。この最小値Ｇａｄｐが吸入空気量の減少速度の絶対値の最大値を表す。最小値Ｇａｄｐが小さいほど、吸入空気量の減少速度の絶対値の最大値は大きい。

この好ましい例では、最小値Ｇａｄｐの値に応じて実行時間Δｔｓが変化させられる。具体的には、例えば図２０に示すような所定のマップに従い、最小値Ｇａｄｐ（負の値を有する）が小さいほど、すなわち吸入空気量の減少速度の絶対値の最大値が大きいほど、実行時間Δｔｓが長くされる。

吸入空気量の減少速度の絶対値の最大値が大きいほど、吸入空気量の減少は急であり、温度差ΔＴは大きくなると考えられる。よって、吸入空気量の減少速度の絶対値の最大値が大きいほど実行時間Δｔｓを長くすることで、温度差ΔＴの拡大を効果的に抑制することができる。

この変形例を図１９のルーチンに適用した場合、ステップＳ４０６において、最小値Ｇａｄｐの取得と、取得した最小値Ｇａｄｐに対応した実行時間Δｔｓの算出および設定とが併せて実行される。なお最小値Ｇａｄｐの取得前は所定の一定値としての実行時間Δｔｓが設定されてもよい。

以上、吸入空気量の急増時に関する第１および第２実施例と、吸入空気量の急減時に関する第３および第４実施例とを説明した。第１および第２実施例のいずれかと、第３および第４実施例のいずれかとは、一方のみを実施してもよいが、両方を実施してもよい。以下に一例として、第１実施例と第３実施例を組み合わせた第５実施例を簡単に説明するが、他の組み合わせに係る実施例も当然に可能であり、且つそのような実施例は当業者に自明の範疇である。

第５実施例の制御ルーチンを図２１を参照して説明する。ステップＳ５０１〜Ｓ５０５は第１実施例（図１１）のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同じである。ステップＳ５０２で昇温フラグがオンでない場合、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６〜Ｓ５０９は第３実施例（図１７）のステップＳ３０２〜Ｓ３０５と同じである。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は他の実施形態も可能である。

（１）上記実施形態では、第１部位Ｐ１を、触媒担体３の外周面３ａ上に位置する部位とし、第２部位Ｐ２を、第１部位Ｐ１に対し担体半径方向内側且つ近傍に位置する部位とした。これら部位間の温度差が最も大きくなり易いからである。しかしながら、これら第１部位Ｐ１および第２部位Ｐ２を異なる部位に設定してもよい。例えば、第１部位Ｐ１を、触媒担体３の外周面３ａに対し担体半径方向内側且つ近傍に位置する部位とし、第２部位Ｐ２を、第１部位Ｐ１に対しさらに担体半径方向内側且つ近傍に位置する部位としてもよい。

（２）上記で述べた数値はあくまで例示であり、実状等に応じて適宜変更可能である。

上記の各実施形態、各実施例および各構成は、矛盾が生じない限り任意に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 電気加熱式触媒（ＥＨＣ）
２ 排気通路
３ 担体（触媒担体）
４ ケース
５ マット
７ 電極
１０ 内燃機関（エンジン）
１２ 吸気通路
１３ エアフローメータ
１４ スロットルバルブ
２０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３０ バッテリ
１００ 車両

好ましくは、前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値の変化速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えた時から所定の実行時間の間、前記担体に通電する。この場合、前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値の変化速度の絶対値の最大値に応じて前記実行時間を変化させることが好ましい。

好ましくは、前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値と、当該吸入空気量またはその相関値の平均化処理後の値との差分に基づいて、前記吸入空気量の急変を検出する。この場合、前記制御ユニットは、前記差分の絶対値が所定の差分しきい値より大きいとき、前記担体に通電することが好ましい。

本実施例では、昇温フラグがオンのときに限ってＥＨＣ１をオン、すなわち触媒担体３に通電するようにしている。その理由は、不必要に通電を実行しないためである。すなわち、担体温度の上昇速度が所定値未満のときには、そもそも温度差ΔＴの拡大が生じ難い。また、担体温度が上限温度ＴＨより高いときには、担体温度が相当高く、加速により排気ガスから触媒担体３に供給される熱量が増大しても、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超えないか、または超える可能性が著しく低い。分かり易い例で説明すると、担体温度が９００℃という高温条件下で加速が発生したとしても、温度差ΔＴが許容上限値ΔＴｌｉｍを超える可能性は極めて低い。こうした条件下で通電を行う必要はないので、通電を停止する。これにより制御の好適化が図れる。もっとも、こうした条件を付加するのは任意であり、この条件を省略した実施例も可能である。

Ｇａｍａ_n＝{Ｇａ_n＋Ｇａ_n-1＋Ｇａ_n-2＋・・・＋Ｇａ_n-(N-1)}/Ｎ ・・・(１)

Ｇａｄ_n＝Ｇａ_n−Ｇａ_n-1 ・・・（２）

Claims (8)

1. 通電により発熱する担体を有する電気加熱式触媒が排気通路に設けられた内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の吸入空気量またはその相関値に基づいて、前記吸入空気量の急変を検出した場合に、前記担体に通電するように構成された制御ユニットを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値の変化速度に基づいて、前記吸入空気量の急変を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値の変化速度の絶対値が所定の速度しきい値を超えた時から所定の実行時間の間、前記担体に通電する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値の変化速度の絶対値の最大値に応じて前記実行時間を変化させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記制御ユニットは、前記吸入空気量またはその相関値と、当該吸入空気量またはその相関値の平均化処理後の値との差分に基づいて、前記吸入空気量の急変を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記制御ユニットは、前記差分の絶対値が所定の差分しきい値より大きいとき、前記担体に通電する
   ことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記制御ユニットは、
   前記吸入空気量の急増を検出し、前記担体の温度の上昇速度が所定値以上であり、且つ前記担体の温度が所定の上限温度以下のとき、前記担体に通電すること、および、
   前記吸入空気量の急減を検出し、前記担体の温度の低下速度が所定値以上であり、且つ前記担体の温度が所定の下限温度以上のとき、前記担体に通電すること、の少なくとも一方を実行する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記第１部位が、前記担体の外周面上に位置する部位であり、前記第２部位が、前記第１部位に対し担体半径方向内側且つ近傍に位置する部位である
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。

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