JP2018053782A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＭの電気抵抗率がＰＭの温度に依存して変化することを考慮した上でＰＭ除去処理を実行したり実行しなかったりすることにより、無駄に燃料を消費する可能性を低下することができる、内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】電気加熱式触媒を備える内燃機関の排気浄化装置は、電気加熱式触媒に堆積した粒子状物質を除去すべきであるときに満たす所定の除去条件をＰＭ温度と絶縁抵抗値（触媒担体とケースとの間の抵抗値）とが満たす場合（Ｓ４０８）、機関から排気通路へと排出されるエネルギによって電気加熱式触媒を昇温させることにより前記堆積した粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を実行する（Ｓ４０９）。【選択図】図７

Description

本発明は、電気加熱式触媒を有する内燃機関の排気浄化装置に関する。

従来から知られている電気加熱式触媒（ＥＨＣ：Electrical Heating Catalyzer）は、触媒を担持するとともに通電されたときに発熱する触媒担体と、触媒担体に設けられ且つ触媒担体に通電するための一対の電極と、その電極が設けられた触媒担体を収容するケースと、を備える。更に、触媒担体とケースとの間には絶縁部材が配設されている。電気加熱式触媒は、触媒の温度が低い場合に触媒担体に通電がなされることにより、触媒を早期に昇温させて活性化させる。

このような電気加熱式触媒において、触媒担体とケースとの間の抵抗値が低下した状態にて触媒担体に通電がなされると、過大な電流が触媒担体及び／又は電極からケースへと流れる可能性（即ち、漏電する可能性）がある。よって、電気加熱式触媒の触媒担体とケースとの間の抵抗値が低い場合、電気加熱式触媒に対する通電を抑制する必要がある。

触媒担体とケースとの間の抵抗値は、電気加熱式触媒が正常であっても、触媒担体とケースとの間に凝縮水が存在する場合、及び／又は、排気に含まれるカーボン等の粒子状物質（以下、「ＰＭ」と称呼する。）が絶縁部材に付着・堆積した場合に低下する。凝縮水の電気抵抗率及びＰＭの電気抵抗率は、何れも、絶縁部材の電気抵抗率より大幅に小さいからである。更に、絶縁部材に存在する凝縮水及び／又はＰＭの量が多くなるほど、触媒担体とケースとの間の抵抗値は低下する。

そこで、触媒担体に通電していない状態において、触媒担体とケースとの間の抵抗値が閾値よりも低い場合、触媒担体に通電することなく電気加熱式触媒を昇温させ、それにより、凝縮水及びＰＭを除去する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、内燃機関に供給される混合気の空燃比（機関の空燃比）をリッチ空燃比とリーン空燃比との間で強制的に所定の周期で変動させることにより触媒温度を上昇させておき、その後のフューエルカットによりもたらされる酸素によってＰＭを燃焼させて除去する処理も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。更に、内燃機関の燃料噴射時期及び／又は点火時期を変更するなどして、排気温度を上昇させて触媒上のＰＭを燃焼させ、以てＰＭを除去する処理も知られている。以下、これらのＰＭを除去する処理を、単に「ＰＭ除去処理」と称呼する場合がある。ＰＭ除去処理は、内燃機関の熱効率を低下させるから、燃費を悪化させてしまう。

特開２０１２−７２６６５号公報 特開２０１３−１８１５１７号公報

しかしながら、ＰＭの電気抵抗率はＰＭの温度が高いほど小さくなる。そのため、ＰＭの温度が高い場合には、絶縁部材に堆積したＰＭの量がＰＭ除去処理を行なう必要がない程度に少なくても、触媒担体とケースとの間の抵抗値が前記閾値よりも低くなることがある。そして、このような場合、前述したＰＭ除去処理が実行されてしまうので、燃費が悪化するという問題が生じる。

本発明は、上述した課題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的の一つは、ＰＭの電気抵抗率がＰＭの温度（以下、「ＰＭ温度」とも表記する。）に依存して変化することを考慮した上でＰＭ除去処理を実行したり実行しなかったりすることにより、無駄に燃料を消費する可能性を低下することができる、内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

本発明の内燃機関の排気浄化装置（以下、「本発明装置」とも呼称する。）は、
触媒を担持するとともに通電されたときに発熱する触媒担体（３１）、前記触媒担体（３１）に設けられ且つ前記触媒担体（３１）に通電するための一対の電極（３３）、前記電極（３３）が設けられた前記触媒担体（３１）を収容するケース（３２）及び前記触媒担体（３１）と前記ケース（３２）との間に配置された絶縁部材（３４）を備え、内燃機関（１１）の排気通路に配置される電気加熱式触媒（１３）と、
前記触媒担体（３１）への通電要求が発生したときに前記一対の電極（３３）に電位差を付与することにより前記触媒担体（３１）に通電する通電制御手段（Ｓ１０１乃至Ｓ１０６）と、
を備える。
更に、本発明装置は、
前記触媒担体（３１）と前記ケース（３２）との間の絶縁抵抗値を測定する抵抗測定手段（２５）と、
前記電気加熱式触媒に堆積した粒子状物質の温度であるＰＭ温度を推定するＰＭ温度推定手段（Ｓ４０２）と、
前記触媒担体（３１）に通電されていない状態において、前記電気加熱式触媒（１３）に堆積した粒子状物質を除去すべきであるときに満たす所定の除去条件を前記ＰＭ温度と前記絶縁抵抗値とが満たす場合、前記電気加熱式触媒の温度を前記内燃機関から前記排気通路へと排出されるエネルギを用いて上昇させることにより前記堆積した粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を実行するＰＭ除去制御手段（Ｓ４０１乃至Ｓ４０９）と、
を備える。

ＰＭ温度が高いほど、ＰＭの電気抵抗率が小さくなるため、絶縁抵抗値が低下してしまう。よって、ＰＭ温度が高い場合には、絶縁抵抗値の低下要因が、ＰＭ温度によるＰＭの電気抵抗率の低下なのか、ＰＭの堆積量の増加によるものなのかが不明である。そこで、本発明装置は、ＰＭ温度と絶縁抵抗値が所定の除去条件を満たす場合のみ、ＰＭ除去制御を実行する。これにより、ＰＭ温度による電気抵抗率の変化を考慮してＰＭを除去するか否かを決定できるので、燃料を不要に消費することなく適切なタイミングにてＰＭを除去して、絶縁抵抗を回復することができる。

本発明装置の一側面において、前記ＰＭ除去制御手段は、
前記電気加熱式触媒に水が付着していないと推定される状態において、前記所定の除去条件を前記ＰＭ温度と前記絶縁抵抗値とが満たす場合、前記ＰＭ除去制御を実行する（Ｓ４０４乃至Ｓ４０９）。

電気加熱式触媒に凝縮水が付着しているとき、その凝縮水によっても絶縁抵抗が低下する。そのため、電気加熱式触媒に水が付着しているときに、前記所定の除去条件が満たされたとしても、必ずしもＰＭの堆積量が除去すべき堆積量ではない場合がある。そこで、上記側面によれば、前記電気加熱式触媒に水が付着していないと推定される状態において、前記所定の除去条件を前記ＰＭ温度と前記絶縁抵抗値とが満たす場合、前記ＰＭ除去制御を実行する。これによれば、凝縮水による絶縁抵抗の低下を考慮する必要がなく、ＰＭによる絶縁抵抗の低下のみを考えればいいため、ＰＭ温度と絶縁抵抗とから、電気加熱式触媒に堆積したＰＭ量が過大であるか否かを正確に判断することができる。そのため、燃料を不要に消費することなく適切なタイミングにてＰＭを除去して、絶縁抵抗を回復することができる。

前記ＰＭ除去制御手段は、
前記絶縁抵抗値が測定されたときの前記推定されたＰＭ温度である測定時ＰＭ温度に基づいて、前記絶縁抵抗値を所定の基準ＰＭ温度における絶縁抵抗値に変換した値を基準絶縁抵抗値として取得する基準絶縁抵抗値取得手段と（Ｓ４０２、Ｓ４０６及びＳ４０７）、
前記基準絶縁抵抗値が第１抵抗閾値よりも小さいか否かを判定し、前記基準絶縁抵抗値が前記第１抵抗閾値よりも小さいと判定したとき前記所定の除去条件が満たされたと判定する判定手段と（Ｓ４０８）、を含み、
前記所定の除去条件が満たされたと判定された場合に前記ＰＭ除去制御を実行するように構成され（Ｓ４０９）、
前記基準絶縁抵抗値取得手段は、
前記測定時ＰＭ温度が前記基準ＰＭ温度以上の場合には前記測定時ＰＭ温度が高くなるほど前記絶縁抵抗値が大きくなるように同絶縁抵抗値を変換した値を前記基準絶縁抵抗値として取得し、前記測定時ＰＭ温度が前記基準ＰＭ温度未満の場合には前記測定時ＰＭ温度が低くなるほど前記絶縁抵抗値が小さくなるように同絶縁抵抗値を変換した値を前記基準絶縁抵抗値として取得するように構成されてもよい（Ｓ４０７）。

ＰＭ温度が高いほど絶縁抵抗値は小さくなる。そこで、上記側面は、測定時ＰＭ温度が基準ＰＭ温度以上の場合には測定時ＰＭ温度が高くなるほど絶縁抵抗値が大きくなるように同絶縁抵抗値を変換した値を前記基準絶縁抵抗値として取得する。更に、上記側面は、前記測定時ＰＭ温度が前記基準ＰＭ温度未満の場合には前記測定時ＰＭ温度が低くなるほど前記絶縁抵抗値が小さくなるように同絶縁抵抗値を変換した値を前記基準絶縁抵抗値として取得する。そして、このように取得された基準絶縁抵抗値が第１抵抗閾値よりも小さいと判定されたときには、測定時ＰＭ温度に関わらず、電気加熱式触媒に堆積したＰＭ量が所定の堆積量よりも多いと判断できるので（即ち、前記所定の除去条件が満たされたと判定されるので）、ＰＭ除去制御が実行される。よって、燃料を無駄に消費することなく、必要な場合にＰＭを除去することにより、絶縁抵抗を回復することができる。

代替えとして、前記ＰＭ除去制御手段は、
前記絶縁抵抗値が測定されたときの前記推定されたＰＭ温度である測定時ＰＭ温度に基づいて、所定の基準ＰＭ温度に対して予め定められた基準抵抗閾値を前記測定時ＰＭ温度に対応する値に変換した値を前記第２抵抗閾値として取得する閾値取得手段と（Ｓ５０７）、
前記絶縁抵抗値が前記第２抵抗閾値よりも小さいか否かを判定し、前記絶縁抵抗値が前記第２抵抗閾値よりも小さいと判定したとき前記所定の除去条件が満たされたと判定する判定手段と（Ｓ５０８）、を含み、
前記所定の除去条件が満たされたと判定された場合に前記ＰＭ除去制御を実行するように構成され（Ｓ５０９）、
前記閾値取得手段は、
前記測定時ＰＭ温度が小さい場合に比べて大きい場合には、前記第２抵抗閾値として前記基準絶縁抵抗値を変換した値がより小さくなるように前記第２抵抗閾値を取得してもよい（Ｓ５０７）。

ＰＭ温度が高いほど絶縁抵抗値は小さくなる。そこで、上記側面は、測定時ＰＭ温度に応じて、ＰＭ除去制御を行うか否かを決定する際に使用される閾値（第２抵抗閾値）を測定時ＰＭ温度に応じて変更する。そして、絶縁抵抗値がその閾値（第２抵抗閾値）よりも小さいと判定されたときには、測定時ＰＭ温度に関わらず、電気加熱式触媒に堆積したＰＭ量が所定の堆積量よりも多いと判断できるので（即ち、前記所定の除去条件が満たされたと判定されるので）、ＰＭ除去制御が実行される。よって、燃料を無駄に消費することなく、必要な場合にＰＭを除去することにより、絶縁抵抗を回復することができる。

なお、上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の第１実施形態に係る「内燃機関の排気浄化装置」、及び、その排気浄化装置が適用される内燃機関及び排気系の概略図である。 図２は、図１に示した電気加熱式触媒の概略図である。 図３は、電気加熱式触媒の温度と、触媒担体とケースとの間の絶縁抵抗値との関係を表したグラフである。 図４は、図１に示したＥＣＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図５は、図１に示したＥＣＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図６は、図１に示したＥＣＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図７は、図１に示したＥＣＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図８は、図１に示したＥＣＵの作動を示したタイムチャートである。 図９は、本発明の第２実施形態に係るＥＣＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

＜第１実施形態＞
（構成）
図１に示したように、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置（以下、「第１装置」とも呼称する。）１０は、内燃機関（機関）１１に適用される。機関１１は、駆動源として図示しない車両に搭載されている。機関１１は、多気筒（本例においては、直列４気筒）・４サイクル・ピストン往復動型・火花点火式・ガソリン燃料・エンジンである。なお、機関１１は、４サイクル・ピストン往復動型・圧縮着火式・ディーゼル燃料・エンジンであってもよい。機関１１には機関１１から排出された排気を大気に放出するための排気管１２が接続されている。即ち、排気管１２は機関１１の排気通路を構成している。

第１装置は、電気加熱式触媒（以下、「ＥＨＣ」とも称呼する。）１３を備えている。電気加熱式触媒１３は排気管１２に配設されている。ＥＨＣ１３は、図示しない車両に搭載されたバッテリ１４（図２を参照。）から電力が供給されたとき（即ち、ＥＨＣ１３が通電されたとき）、発熱することにより昇温する排気浄化触媒装置である。このＥＨＣ１３の詳細な構成については後述する。

第１装置は、更に、ＥＣＵ（電子制御ユニット）２０と、以下に述べるセンサ及びスイッチ等（２１−２８）と、を備える。ＥＣＵ２０は、これらのセンサ及びスイッチ等と接続され、これらからの信号を受け取るようになっている。ＥＣＵ２０は、機関１１の図示しない燃料噴射弁に指示信号を送出し、機関１１に供給される混合気の空燃比（即ち、機関の空燃比）を変更するようになっている。なお、ＥＣＵ２０は、エレクトロニックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクション（ルーチン、プログラム）を実行することにより後述する各種機能を実現する。

空燃比センサ２１：これは、排気管１２内を流れ且つＥＨＣ１３に流入する排気の空燃比を測定し、この空燃比（触媒上流空燃比）ＡＦＳを表す信号を出力する。
上流側温度センサ２２：これは、排気管１２内を流れ且つＥＨＣ１３に流入する排気の温度（ＥＨＣ１３の上流側の排気の温度）を測定し、この排気の温度Ｔupを表す信号を出力する。
酸素濃度センサ（Ｏ_２センサ）２３：これは、排気管１２内を流れ且つＥＨＣ１３から流出する排気の酸素濃度に応じた信号Ｖoxを出力する。
下流側温度センサ２４：これは、排気管１２内を流れ且つＥＨＣ１３から流出する排気の温度（ＥＨＣ１３の下流側の排気の温度）を測定し、この排気の温度Ｔ_ｄｎを表す信号を出力する。
絶縁抵抗検出装置２５：これは、後述するＥＨＣ１３の絶縁抵抗値（抵抗値）Ｒ_０を検出する。絶縁抵抗検出装置２５については後に詳述する。
イグニッションスイッチ２６：これは、機関１１を作動させたり機関１１の作動を停止させたりするために運転者によって操作されるスイッチであり、そのオン・オフ状態を表す信号をＥＣＵ２０に送出する。
エアフローメータ２７：これは、「図示しない機関１１の吸気管」を通過して機関１１に吸入される空気の質量流量（吸入空気量Ｇａ）を測定し、この吸入空気量Ｇａを表す信号を出力する。
水温センサ２８：これは、機関１１を冷却する冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を測定し、この冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力する。

次に、ＥＨＣ１３の詳細な構成について図２を参照して説明する。ＥＨＣ１３は、触媒担体３１、ケース３２及びマット部材３４を備えている。

触媒担体３１は、円柱状に成形されたハニカム構造体である。このハニカム構造体は多孔質のセラミック（たとえば、ＳｉＣ）により形成されている。触媒担体３１には、三元触媒が担持されている。但し、触媒担体３１に担持される触媒は他の触媒であってもよい。即ち、ＥＨＣ１３は、例えば、酸化機能を有する触媒及びＮＯｘを吸蔵及び還元する機能を有する触媒が担持されている吸蔵還元型ＮＯ_Ｘ触媒装置であってもよく、選択還元型ＮＯ_Ｘ触媒装置等であってもよい。

更に、触媒担体３１の外周面（又は、外周面近傍の周部）には、一対の電極３３が設けられている。一対の電極３３は、触媒担体３１を挟んで互いに対向する位置に配置されている。一対の電極３３に電位差が付与されると（即ち、触媒担体３１（ＥＨＣ１３）に通電がなされると）、触媒担体３１は発熱する。換言すると、触媒担体３１自身は電力が供給されたときに発熱する発熱体である。

ケース３２は、触媒担体３１を収容する金属製（たとえば、ステンレス鋼材）の筐体である。ケース３２は導電性である。ケース３２は、触媒担体３１の外径より大きな内径を有する円筒状に成形されている。ケース３２は、触媒担体３１とケース３２とが同軸となるように触媒担体３１を収容している。なお、ケース３２の上流側端部と下流側端部は、触媒担体３１から離間するほど縮径するテーパ状に成形されている。

マット部材３４は、触媒担体３１の外周面とケース３２の内周面との間に圧入される環状の部材である。マット部材３４は、電気伝導率が低い材質（たとえば、アルミナ繊維などの無機繊維）により形成され、ケース３２と触媒担体３１（電極３３）とを絶縁しながら触媒担体３１をケース３２に対して支持（保持）している。なお、マット部材３４は、本発明に係る絶縁部材の一実施態様である。マット部材３４は、電気伝導率が低く、耐熱性が高く、且つ、緩衝材としての機能を有するものであれば、どのような材質からなっていてもよい。

マット部材３４及びケース３２の軸方向中央部近傍であって、一対の電極３３のそれぞれの中央部を通る領域には、軸方向と直交する方向に軸線を有する円柱状の一対の貫通孔が形成されている。その貫通孔のそれぞれには、円柱状の導電部材（電極端子）３７が挿入される。導電部材３７の一端は電極３３に接続され、導電部材３７の他端はケース３２を貫通してケース３２の外部へ突出している。これら一対の導電部材３７には、電位差が付与され、これにより、一対の電極３３の間に電位差が付与されるようになっている。

なお、導電部材３７がケース３２を貫通する部分において、導電部材３７とケース３２との間には、支持部材３６が配設されている。支持部材３６は、電気伝導率が低い絶縁体により形成され、導電部材３７とケース３２とを絶縁している。さらに、支持部材３６と導電部材３７とは気密に接合されるとともに、支持部材３６とケース３２とも気密に接合されている。

このように構成されたＥＨＣ１３において、一対の電極３３間にバッテリ１４から電圧（即ち、バッテリ電圧）が印加されると（電位差が付与されると）、触媒担体３１が抵抗体となって発熱する。その結果、触媒の温度（床温）が上昇する。たとえば、内燃機関１１が冷間始動された場合に、電極３３へバッテリ電圧を印加することにより、触媒担体３１に担持された触媒を早期に活性化させることが可能となる。また、内燃機関１１が減速フューエルカット運転状態にあるときに電極３３へバッテリ電圧を印加することにより、触媒担体３１に担持された触媒の温度が上昇して触媒の活性度が低下することを回避することができる。

ここで、ＥＨＣ１３の絶縁抵抗値Ｒ_０の測定方法について説明する。絶縁抵抗検出装置２５は、負極が接地された基準電源２５１、基準抵抗２５２、電圧計２５３及び絶縁抵抗回路スイッチ２５４を備えている。絶縁抵抗回路スイッチ２５４は、ＥＣＵ２０により導通状態が切り替えられる。更に、ケース３２は接地されている。よって、基準抵抗２５２と絶縁部材３４とは、導電部材３７及び電極３３を介して、基準電源２５１に対して直列に接続されている。そして、基準電源２５１は、絶縁抵抗回路スイッチ２５４が導通状態に設定されたとき、一定の基準電圧を基準抵抗２５２及び絶縁部材３４が直列接続された回路部に印加する。電圧計２５３は、基準抵抗２５２と絶縁部材３４との間における電圧（電位）を表す信号をＥＣＵ２０に送出する。なお、この絶縁抵抗値を測定するための回路は、ＥＨＣ１３を発熱させるために通電する通電回路とは別に設けられている。通電回路は、バッテリ１４、ＥＣＵ２０により導通状態が切り替えられるスイッチ１４１を含む回路である。この通電回路において、スイッチ１４１が導通状態に設定されると、バッテリ１４は一対の電極３３の間にバッテリ１４の電圧を印加する。

ここで、基準電源２５１の基準電圧をＶ_ｒｅｆ、基準抵抗２５２の抵抗値（基準抵抗値）をＲ_ｒｅｆ、基準抵抗２５２及び絶縁部材３４に流れる電流をＩ及び電圧計２５３によって計測される電圧をＶ_ＥＨＣとする。この場合、絶縁部材３４の抵抗値Ｒ_ＥＨＣは、下記式（１）及び（２）を用いて表すことができる。

Ｉ＝（Ｖ_ｒｅｆ−Ｖ_ＥＨＣ）／Ｒ_ｒｅｆ ・・・ （１）

Ｒ_ＥＨＣ＝Ｖ_ＥＨＣ／Ｉ
＝Ｒ_ｒｅｆ・Ｖ_ＥＨＣ／（Ｖ_ｒｅｆ−Ｖ_ＥＨＣ） ・・・ （２）

ところで、ＥＨＣ１３において触媒担体３１とケース３２との間の抵抗値（絶縁抵抗値Ｒ_０）が低下した場合は、ＥＨＣ１３の「上記通電回路を用いた通電時」にケース３２へ漏電する虞がある。そのため、絶縁抵抗検出装置２５により触媒担体３１とケース３２との間の絶縁抵抗値Ｒ_０を測定し、その絶縁抵抗値Ｒ_０が閾値（たとえば、１ＭΩ）を下回る場合はＥＨＣ１３の通電を禁止する必要がある。この点は、例えば、北米法規（ＦＭＶＳＳ３０５）にも定められている。なお、ＥＨＣ１３の「上記通電回路を用いた通電」を行う制御を、以下、通電制御と称呼する。

そこで、従来から、上述の絶縁抵抗値Ｒ_０が閾値よりも低下した場合、機関１１の点火時期を「機関１１の負荷及び回転速度」から定まる最適点火時期（基本点火時期）から所定の点火遅角量だけ遅角させることにより排気温度を上昇させ、且つ、内燃機関１１に供給される混合気の空燃比を一時的にリーン空燃比（理論空燃比よりも大きい空燃比）に設定することにより、十分に高い温度においてＰＭを酸化させることによってＰＭを除去する処理が行われている。なお、この処理は「ＰＭ除去処理」又は「ＰＭ除去制御」とも称呼される。しかしながら、ＰＭ温度（ＰＭの温度）が高いほどＰＭの電気抵抗率は小さくなるため、ＰＭの温度が高い場合には、絶縁部材３４に堆積したＰＭの量が除去すべき堆積量よりも少ない場合であっても、絶縁抵抗値Ｒ_０が閾値よりも低くなる場合が生じる。その結果、ＰＭ温度が高い場合、絶縁部材３４に対するＰＭの堆積量が除去すべき堆積量より少ない場合であっても、ＰＭ除去処理が行われてしまう。その結果、点火遅角により熱効率が低下することに起因して、燃費が悪化する虞がある。

ここで、図３を参照して、ＰＭ温度とＰＭの電気抵抗率との関係について説明する。図３は、横軸がＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを表し、縦軸は触媒担体３１とケース３２との間の絶縁抵抗値Ｒ_０を表したグラフである。これは、ＥＨＣ１３に所定量のＰＭが堆積している場合に、ＥＨＣ１３の温度を変化させた時の絶縁抵抗値Ｒ_０を実際に測定した結果を示す。なお、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣはＰＭの温度と実質的に等しいと考えることができる。

図３から、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが大きくなるほど、絶縁抵抗値Ｒ_０は小さくなることが分かる。絶縁抵抗値Ｒ_０が小さくなる要因としては、ＥＨＣ１３の温度が高くなることにより、ＰＭ又は絶縁部材３４の温度が高くなり、よって、ＰＭ又は絶縁部材３４の電気抵抗率が低下することが考えられる。

一方、ＰＭ除去制御及びＥＨＣ１３への通電制御を実行した場合でも、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣは、相当に高い所定温度Ｔａよりも低い温度領域に存在する。更に、温度Ｔ_ＥＨＣが、「機関１１の停止時のＥＨＣ１３の温度」から「ＰＭ除去制御及びＥＨＣ１３への通電制御を実行した場合に達するＥＨＣ１３の温度」までの温度領域内にある場合、絶縁部材３４の電気抵抗率は殆んど変化しない。即ち、所定温度Ｔａよりも低い温度領域においては、絶縁部材３４の電気抵抗率は、ＥＨＣ１３の温度が変化してもほぼ変化しない。従って、ＰＭ温度が上昇した際に絶縁抵抗値Ｒ_０が低下する手段たる要因は、ＰＭの電気抵抗率の低下であると考えられる。

そこで、ＥＣＵ２０は、ＥＨＣ１３に堆積したＰＭの温度と、触媒担体３１とケース３２との間の絶縁抵抗値Ｒ_０とに基づいて、ＰＭ除去処理を実行するか否かを決定する。即ち、ＥＣＵ２０は、ＰＭ温度を考慮した絶縁抵抗値に基づいて、ＥＨＣに堆積したＰＭを除去するか否かを決定する。具体的には、第１装置は、ＰＭ温度と絶縁抵抗値Ｒ_０とから、基準温度における絶縁抵抗値を算出し、基準温度における絶縁抵抗値が所定の抵抗値（ＰＭが除去すべき量だけ堆積している場合の基準温度における絶縁抵抗値であり、「第１抵抗閾値」とも称呼される。）よりも小さい場合に、ＰＭ除去処理を行なう。これに対し、絶縁抵抗の低下の主要因が、ＰＭ温度の上昇による電気抵抗率の低下による場合には、基準温度における絶縁抵抗値が第１抵抗閾値よりも大きくなるので、第１装置はＰＭ除去処理を行なわない。従って、燃費の悪化を回避することができる。

（実際の作動）
次に、ＥＣＵ２０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）の実際の作動について説明する。ＣＰＵは図４に示したＥＨＣ通電開始制御ルーチンの処理を所定時間が経過する毎に繰り返し実行する。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図４のＳ１０１に進み、以下に述べる３つの条件が総て成立しているか否かを判定する。
・凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「０」に設定されている。
・ＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭが「０」に設定されている。
・故障フラグ（ＥＨＣ異常フラグ）Ｘ_ｉｊｏが「０」に設定されている。

凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗの値は後述する凝縮水除去制御が実行されている場合に「１」に設定され、凝縮水除去制御が実行されていない場合に「０」に設定される。凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗの値はＲＡＭに格納される。
ＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭの値は後述するＰＭ除去制御（ＰＭ除去処理）が実行されている場合に「１」に設定され、ＰＭ除去制御が実行されていない場合に「０」に設定される。ＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭの値はＲＡＭに格納される。
なお、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗ及びＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭの値は、図示しないイグニッション・キー・スイッチの操作位置がオフ位置からオン位置へと変更されたときにＣＰＵが実行するイニシャルルーチンにおいて「０」に設定される。
ＥＨＣ異常フラグＸ_ｉｊｏの値は、後述するように、ＥＨＣ１３が異常である（故障している）と判定された場合に「１」に設定され、バックアップＲＡＭに格納される。

フラグＸ_Ｗ、フラグＸ_ＰＭ及びフラグＸ_ｉｊｏのうちの少なくとも１つが「０」に設定されていない場合、ＣＰＵはＳ１０１にて「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、フラグＸ_Ｗ、フラグＸ_ＰＭ及びフラグＸ_ｉｊｏの総てが「０」に設定されている場合、ＣＰＵはＳ１０１にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ１０２に進む。

Ｓ１０２では、ＣＰＵは、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第１温度Ｔ_ｔｈよりも低いか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは、Ｓ１０２において、ＥＣＨ１３への通電要求が発生しているか否かを判定する。なお、ＣＰＵは、例えば、下記の式（３）に基づいてＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを取得（推定）している。式（３）において、αは０よりも大きく１よりも小さい所定の定数である。αは、温度ＴupがＥＨＣ１３の温度変化に影響を及ぼす度合及びＥＨＣ１３の放熱割合等を考慮して適宜決定される値である。Ｔ_ＥＨＣ（前回値）は、一定時間前に式（３）に基づいて計算された温度Ｔ_ＥＨＣである。温度Ｔupは上流側温度センサ２２により検出されたＥＣＨ１３の上流側の排気温度である。但し、温度Ｔ_ＥＨＣを取得（推定）する方法は、式（３）を用いる方法に限定されず、他の周知の方法であってもよい。

Ｔ_ＥＨＣ＝α・Ｔup＋（１−α）・Ｔ_ＥＨＣ（前回値） ・・・（３）

ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第１温度Ｔ_ｔｈ以上の場合には、ＣＰＵはＳ１０２にて「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第１温度Ｔ_ｔｈよりも低い場合には、ＣＰＵはＳ１０２にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ１０３に進む。

Ｓ１０３では、ＣＰＵは、ＥＨＣ１３が非通電中か否かを判定する。ＥＨＣ１３が通電中である場合には、ＣＰＵはＳ１０３にて「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＥＨＣ１３が非通電中である場合には、ＣＰＵはＳ１０３にて「Ｙｅｓ」と判定して１０４に進む。

Ｓ１０４では、ＣＰＵは、絶縁抵抗検出装置２５を用いて、現時点での抵抗値（絶縁抵抗値）Ｒ_０を取得する。次に、ＣＰＵはＳ１０５に進み、絶縁抵抗値Ｒ_０が所定抵抗値Ｒ_ｔｈ以上か否かを判定する。絶縁抵抗値Ｒ_０が所定抵抗値Ｒ_ｔｈ以上の場合には、ＣＰＵはＳ１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ１０６に進み、スイッチ１４１の状態を遮断状態から導通状態へと変更することにより一対の電極３３間に電位差を付与し、もって、ＥＨＣ１３への通電を実行して本ルーチンを一旦終了する。ここで所定抵抗値Ｒ_ｔｈは、ＥＨＣ１３への通電を実行した場合に、過大な電流が触媒担体及び／又は電極からケースへと流れる可能性のある絶縁抵抗値である。即ち、絶縁抵抗値Ｒ_０が所定抵抗値Ｒ_ｔｈよりも大きい場合には、過大な電流が触媒担体及び／又は電極からケースへと流れる可能性は低い。一方、絶縁抵抗値Ｒ_０が所定抵抗値Ｒ_ｔｈよりも小さい場合には、過大な電流が触媒担体及び／又は電極からケースへと流れる可能性が高い。

ところで、絶縁抵抗値Ｒ_０が所定抵抗値Ｒ_ｔｈよりも小さい場合、凝縮水が触媒担体３１に存在している可能性がある。そこで、この場合、ＣＰＵはＳ１０５にて「Ｎｏ」と判定してＳ１０７に進み、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗを「１」に設定して本ルーチンを一旦終了する。この結果、後述するように、凝縮水除去制御が開始される。

また、ＣＰＵは図４に示したＥＨＣ通電開始制御のルーチンと並行して、図５に示したＥＨＣ通電終了制御ルーチンの処理を所定時間が経過する毎に繰り返し実行する。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図５のＳ２０１に進み、ＥＨＣ１３が通電中であるか否かを判定する。ＥＨＣ１３が通電中でない場合には、ＣＰＵはＳ２０１にて「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＥＨＣ１３が通電中である場合には、ＣＰＵはＳ２０１にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ２０２に進む。

Ｓ２０２では、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが、ＥＨＣ１３の暖機が完了したと判断できる第２温度（ＥＨＣ触媒暖機完了温度）Ｔ_{ｄａｎｋｉ}以上か否かを判定する。この第２温度Ｔ_{ｄａｎｋｉ}は、当然、第１温度Ｔ_ｔｈよりも高い。ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第２温度Ｔ_{ｄａｎｋｉ}よりも低い場合には、ＣＰＵはＳ２０２にて「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第２温度Ｔ_{ｄａｎｋｉ}以上の場合には、ＣＰＵはＳ２０２にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ２０３に進み、スイッチ１４１の状態を導通状態から遮断状態へと変更することによりＥＨＣ１３への通電を終了して本ルーチンを一旦終了する。

更に、ＣＰＵは図４に示したＥＨＣ通電開始制御ルーチン及び図５に示したＥＨＣ通電終了制御のルーチンと並行して、図６に示した凝縮水除去制御ルーチンの処理を所定時間が経過する毎に繰り返し実行する。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図のＳ３０１に進み、現時点が、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「０」から「１」に変化した時点の直後であるか否かを判定する。現時点が、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「０」から「１」に変化した時点の直後である場合には、ＣＰＵはＳ３０１にて「Ｙｅｓ」と判定し、ＥＨＣ１３への投入エネルギＥを「０」に設定してＳ３０７に進む。

Ｓ３０７では、ＣＰＵは、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「１」であるか否かを判定する。凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「１」に設定されている場合には、ＣＰＵはＳ３０７にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ３０８に進み、凝縮水除去制御を実行して本ルーチンを一旦終了する。ここで、凝縮水除去制御は、具体的には機関１１の点火時期を「機関１１の負荷及び回転速度」から定まる最適点火時期（基本点火時期）から所定の点火遅角量だけ遅角させる点火遅角を行う制御である。点火遅角を実行することにより機関１１から排気通路に排出される得エネルギが増大して排気温度が上昇するため、ＥＨＣ１３に通電させることなくＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを上昇させてＥＨＣ１３に付着している凝縮水を除去することができる。なお、ＥＨＣ１３に通電させることなくＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを上昇させることが可能であれば、凝縮水除去実行制御は点火遅角でなくても構わない。即ち、例えば、機関１１の図示しない排気弁の開弁時期を進角させることにより、排気通路にエネルギ（排気温度）の大きい排気を排出することによって、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを上昇させてもよい。

一方、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「０」に設定されている場合には、ＣＰＵはＳ３０７にて「Ｎｏ」と判定してＳ３０９に進み、点火遅角量を「０」に設定することにより凝縮水除去制御を終了して本ルーチンを一旦終了する。

また、現時点が、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「０」から「１」に変化した時点の直後でない場合（即ち、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「０」又は「１」のままの場合）には、ＣＰＵはＳ３０１にて「Ｎｏ」と判定し、Ｓ３０３に進む。

Ｓ３０３では、ＣＰＵは、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「１」であるか否かを判定する。凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「０」に設定されている場合には、ＣＰＵはＳ３０３にて「Ｎｏ」と判定してＳ３０７に直接進む。一方、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「１」に設定されている場合には、ＣＰＵはＳ３０３にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ３０４に進む。

Ｓ３０４では、ＣＰＵは、ＥＨＣ１３への投入エネルギＥを「Ｔｅｘ・γ・Ｇａ＋Ｅ（前回値）」に設定する。Ｔｅｘは上流側温度センサ２２により検出されたＥＨＣ１３の上流側の排気温度Ｔupと等しい。更に、γは排気の比熱を示し、Ｇａはエアフローメータ２７により測定された吸入空気量Ｇａを示す。Ｅ（前回値）は、本ルーチンが前回実行された時点にて算出された投入エネルギＥである。投入エネルギＥは、例えば、点火遅角量及び吸入空気量Ｇａに基いて推定することができる。

次に、ＣＰＵはＳ３０５に進み、以下の何れかの条件が成立しているか否かを判定する。
・ＥＨＣ１３への投入エネルギＥが所定エネルギＥ_ｔｈ以上である。
・ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第２温度（触媒暖機完了温度）Ｔ_{ｄａｎｋｉ}以上である。

ＥＨＣ１３への投入エネルギＥが所定エネルギＥ_ｔｈよりも小さく、且つ、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第２温度Ｔ_{ｄａｎｋｉ}未満である場合、触媒担体３１に存在している凝縮水は蒸発（除去）していない可能性があると考えられる。そこで、この場合、ＣＰＵはＳ３０５にて「Ｎｏ」と判定し、Ｓ３０７に進む。その結果、現時点では、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「１」であるから、Ｓ３０８にて凝縮水除去制御が継続される。

一方、ＥＨＣ１３への投入エネルギＥが所定エネルギＥ_ｔｈ以上である場合、又は、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第２温度Ｔ_{ｄａｎｋｉ}以上である場合、触媒担体３１に存在している凝縮水は蒸発（除去）したと考えられる。そこで、この場合、ＣＰＵはＳ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ３０６に進み、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗを「０」に設定してＳ３０７に進む。その結果、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「０」になるから、Ｓ３０９にて凝縮水除去制御が終了させられる。

更に、ＣＰＵは図４乃至図６に示したルーチンと並行して、図７に示したＰＭ除去制御ルーチンの処理を所定時間が経過する毎に繰り返し実行する。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵは図７のＳ４０１に進み、ＥＨＣ１３が非通電中であるか否かを判定する。ＥＨＣ１３が通電中である場合には、ＣＰＵはＳ４０１にて「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＥＨＣ１３が非通電中である場合には、ＣＰＵはＳ４０１にて「Ｙｅｓ」と判定し、Ｓ４０２に進む。

Ｓ４０２では、ＣＰＵは、上記（３）式により別途算出されているＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを取得する。次に、ＣＰＵはＳ４０３に進み、ＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭが「０」に設定されているか否かを判定する。ＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭが「０」に設定されている場合には、ＣＰＵはＳ４０３にて「Ｙｅｓ」と判定し、Ｓ４０４にて「凝縮水除去制御が終了した時点の直後であるか否か」を判定する。即ち、ＣＰＵは、現時点が、凝縮水除去制御実行フラグが「１」から「０」に変化した直後であるか否かを判定する。現時点が、凝縮水除去制御実行フラグが「１」から「０」に変化した直後である場合には、ＣＰＵはＳ４０４にて「Ｙｅｓ」と判定し、Ｓ４０６に進む。

Ｓ４０６では、ＣＰＵは、絶縁抵抗検出装置２５を用いて、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_０を絶縁抵抗値Ｒ_１として取得する。その後、ＣＰＵはＳ４０７に進み、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_１と現時点でのＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣ（即ち、絶縁抵抗値Ｒ_０を測定した時点の温度Ｔ_ＥＨＣ）とに基づいて基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭを求める。この基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭは、ＥＨＣ１３に凝縮水が存在していない状態においてＥＨＣ１２に堆積したＰＭによってもたらされる抵抗値であって且つＥＨＣ１３の温度（従って、触媒担体３１に付着・堆積しているＰＭの温度）が基準温度Ｔ_０であると仮定した場合の絶縁抵抗値（触媒担体３１とケース３２との間の抵抗値）である。

より具体的に述べると、触媒担体３１に付着・堆積しているＰＭの量（以下、「ＰＭ堆積量」と称呼する。）を種々の値に設定し、それぞれのＰＭ堆積量についてＰＭの温度を変化させた場合の絶縁抵抗値を実験により予め測定しておく。なお、この実験を行う場合、触媒担体３１には凝縮水が存在しないように凝縮水を除去しておく。そして、ＰＭ堆積量が「ある量Ｘ」である場合に、ＰＭの温度が基準温度Ｔ_０であるときの絶縁抵抗値Ｒ（Ｔ０，Ｘ）と、ＰＭの温度が任意の温度Ｔｘであるときの絶縁抵抗値Ｒ（Ｔｘ、Ｘ）と、を求め、それらの比（＝Ｒ（Ｔ０，Ｘ）／Ｒ（Ｔｘ、Ｘ））を変換係数ｋ（Ｔｘ，Ｒ（Ｔｘ、Ｘ））として求め、ルックアップテーブルＭａｐＡの形式でＲＯＭに格納しておく。即ち、ルックアップテーブルＭａｐＡは、以下のように記述することができる。

ｋ（Ｔｘ，Ｒ（Ｔｘ、Ｘ））＝ＭａｐＡ（Ｔｘ，Ｒ（Ｔｘ、Ｘ）） ・・・（４）

そして、ＣＰＵは、ルックアップテーブルＭａｐＡの引数Ｔｘに現時点でのＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを代入し、ルックアップテーブルＭａｐＡの引数Ｒ（Ｔｘ、Ｘ）に現時点での絶縁抵抗値Ｒ_１を代入することにより、変換係数ｋ（Ｔ_ＥＨＣ，Ｒ_１）を求める。更に、ＣＰＵは、式（５）のように、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_１に変換係数ｋ（Ｔ_ＥＨＣ，Ｒ_１）を乗じることにより、基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭを求める。

Ｒ_ＰＭ＝ｋ（Ｔ_ＥＨＣ，Ｒ_１）・Ｒ_１ ・・・（５）

なお、Ｒ_ＰＭ＝ｋ（Ｔ_ＥＨＣ，Ｒ_１）・Ｒ_１＝ｆａ（Ｔ_ＥＨＣ，Ｒ_１）である（ｆａは、所定の関数）ことから、ＰＭの温度が温度Ｔ_ＥＨＣであるときの絶縁抵抗値Ｒ_１が分かれば、それらから基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭを直接求めることができる。即ち、ＣＰＵは、以下のルックアップテーブルＭａｐＢにより基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭを直接求めてもよい。

Ｒ_ＰＭ＝ＭａｐＢ（Ｔ_ＥＨＣ，Ｒ_ＰＭ）＝ｆａ（Ｔ_ＥＨＣ，Ｒ_１） ・・・（６）

次に、ＣＰＵはＳ４０８に進み、Ｓ４０７にて求めた基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭが第１抵抗閾値Ｒ_ＰＭｔｈよりも小さいか否かを判定する。基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭが第１抵抗閾値Ｒ_ＰＭｔｈ以上の場合には、ＰＭ堆積量は付着・体積したＰＭを除去すべきほど多くないと判定できる。よって、この場合、ＣＰＵはＳ４０８に「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭが第１抵抗閾値Ｒ_ＰＭｔｈよりも小さい場合には、ＰＭ堆積量は付着・体積したＰＭを除去すべき量よりも多くなっていると判定できる。よって、この場合、ＣＰＵはＳ４０８にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ４０９に進み、ＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭを「１」に設定するとともにＰＭ除去制御を開始し、本ルーチンを一旦終了する。

ここで、ＰＭ除去制御は、具体的には、機関１１の点火時期を「機関１１の負荷及び回転速度」から定まる最適点火時期（基本点火時期）から所定の点火遅角量だけ遅角させることにより排気温度を上昇させ、且つ、燃料噴射弁から噴射される燃料の量（燃料噴射量）を、吸入空気量Ｇａ、機関回転速度ＮＥ及び目標空燃比から定まる量に設定することにより実行される。ＰＭ除去制御における目標空燃比は、理論空燃比より相当に小さい強リッチ空燃比（ＰＭ除去制御が行われていない場合の空燃比フィードバック中に通常なり得るリッチ空燃比よりも小さい空燃比）と理論空燃比より大きい強リーン空燃比（ＰＭ除去制御が行われていない場合の空燃比フィードバック中に通常なり得るリーン空燃比よりも大きい空燃比）との間で所定の周期で変更される。この空燃比制御は、一般には、アクティブ空燃比制御又は空燃比パータベーション制御とも称呼される。この結果、点火遅角により排気温度が上昇し、且つ、目標空燃比が強リーン空燃比に設定された期間においてＥＨＣ１３に多量の酸素が供給される。よって、ＥＨＣ１３内においてＰＭを酸化させることができ、ＥＨＣ１３に堆積したＰＭを除去することができる。なお、アクティブ空燃比制御により、ＥＨＣ１３に供給される排ガスの空燃比の平均値は略理論空燃比に維持されるので、エミッションの大きな悪化は発生しない。

ところで、ＣＰＵがＳ４０４の処理を行う時点が、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「１」から「０」に変化した時点の直後でない場合（即ち、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗが「１」又は「０」のままの場合）には、ＣＰＵはＳ４０４にて「Ｎｏ」と判定し、Ｓ４０５に進む。Ｓ４０５では、ＣＰＵは、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが前述した第２温度（ＥＨＣ触媒暖機完了温度）Ｔ_{ｄａｎｋｉ}以上か否かを判定する。ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第２温度Ｔ_{ｄａｎｋｉ}よりも低い場合には、ＣＰＵはＳ４０４にて「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第２温度Ｔ_{ｄａｎｋｉ}以上である場合には触媒担体３１に存在している凝縮水は蒸発（除去）し終わっていると考えられるので、ＣＰＵはＳ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、前述したＳ４０６以降に進む。なお、このとき、ＣＰＵは、凝縮水除去制御実行フラグＸ_Ｗの値を「０」に設定する。

更に、ＣＰＵがＳ４０３の処理を実行する時点において、ＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭが「１」である場合には、ＣＰＵはＳ４０３において「Ｎｏ」と判定し、Ｓ４１０に進む。Ｓ４１０では、ＣＰＵは、ＰＭ除去制御の継続時間ｔ_ＰＭが所定時間ｔ_ＰＭｔｈ以上であるか否かを判定する。ＰＭ除去制御の継続時間ｔ_ＰＭが所定時間ｔ_ＰＭｔｈよりも短い場合には、ＣＰＵはＳ４１０にて「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。この結果、ＰＭ除去制御が継続して実行される。

一方、ＰＭ除去制御の継続時間Ｔ_ＰＭが所定時間Ｔ_ＰＭｔｈ以上である場合には、ＥＨＣ１３に付着・堆積していたＰＭの除去が完了したと判定できる。よって、この場合、ＣＰＵはＳ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ４１１に進み、ＰＭ除去制御実行フラグＸ_ＰＭを「０」に設定するとともに、ＰＭ除去制御を終了する。

その後、ＣＰＵは、Ｓ４１２に進み、絶縁抵抗検出装置２５を用いて、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_０を絶縁抵抗値Ｒ_２として取得する。そして、ＣＰＵはＳ４１３に進み、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_２が所定抵抗値Ｒ_ｔｈ（所定抵抗値Ｒ_ｔｈより若干低い抵抗値であってもよい）よりも大きいか否かを判定する。現時点ではＥＨＣ１３に付着・堆積していたＰＭの除去が完了しているので、ＥＨＣ１３が正常であれば、絶縁抵抗値Ｒ_２は十分に大きくなっている筈である。そこで、ＣＰＵは、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_２が所定抵抗値Ｒ_ｔｈよりも大きい場合には、Ｓ４１３にて「Ｙｅｓ」と判定してＳ４１４に進み、故障フラグＸ_ｉｊｏを「０」に設定して本ルーチンを一旦終了する。即ち、ＣＰＵは、ＥＨＣ１３が正常であると判定する。

一方、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_２が所定抵抗値Ｒ_ｔｈ以下である場合には、ＥＨＣ１３は異常であると考えられる。そこで、この場合、ＣＰＵはＳ４１３にて「Ｎｏ」と判定してＳ４１５に進み、故障フラグＸ_ｉｊｏを「１」に設定して本ルーチンを一旦終了する。

次に、図４乃至図７のルーチンを実行した際の、排気浄化装置１０の実際の作動について説明する。ここでは、ＥＨＣ１３は故障しておらず、且つ、ＥＨＣ１３に凝縮水及びＰＭが付着している場合を考える。

まず、時刻ｔ_１にて、ＣＰＵは、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを測定し、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第１温度Ｔ_ｔｈよりも低いか否かを判定する。図８の場合では、Ｔ_ＥＨＣは第１温度Ｔ_ｔｈよりも低いため、「ＥＨＣ１３への通電によりＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを上昇させる要求（通電要求）」が発生する。次に、ＣＰＵは、ＥＨＣ１３が非通電中であることを確認し、絶縁抵抗検出装置２５を用いて、絶縁部材３４の絶縁抵抗値Ｒ_０を検出する。そして、ＣＰＵは絶縁抵抗Ｒ_０が所定抵抗値Ｒ_ｔｈ以上か否かを判定する。図８の場合は、絶縁抵抗値Ｒ_０が所定抵抗値Ｒ_ｔｈよりも小さいため、ＥＨＣ１３に凝縮水が付着している可能性があると考えられることから、ＣＰＵは凝縮水除去制御の実行を開始するとともに、投入エネルギＥの値を初期化する（即ち、投入エネルギＥを「０」に設定する。）。

その後、時間経過とともに投入エネルギＥの値は加算されていき、時刻ｔ_２にて、ＣＰＵは、投入エネルギＥが所定エネルギＥ_ｔｈに達したときに、凝縮水除去制御を終了する。そして、時刻ｔ_３にて、絶縁抵抗検出装置２５を用いて、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_１を取得する。その後、ＣＰＵは、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_１と現時点でのＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣとに基づいて基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭを求め、基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭが第１抵抗閾値Ｒ_ＰＭｔｈよりも小さいか否かを判定する。図８の場合には、基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭが第１抵抗閾値Ｒ_ＰＭｔｈよりも小さいため、ＥＨＣ１３にＰＭが堆積していると考えられることから、ＰＭ除去制御の実行を開始する。

時刻ｔ_３から所定期間ｔ_０が経過した時刻ｔ_４にて、ＣＰＵは、ＰＭ除去制御を終了する。所定期間ｔ_０の間、ＰＭ除去制御を実行したことにより、ＥＨＣ１３に堆積していたＰＭは除去されたと考えられる。次に、時刻ｔ_５にて、ＣＰＵは、絶縁抵抗検出装置２５を用いて、現時点での絶縁抵抗値Ｒ_２を検出し、絶縁抵抗値Ｒ_２が所定抵抗値Ｒ_ｔｈよりも大きいか否かを判定する。図８の場合には、絶縁抵抗値Ｒ_２は所定抵抗値Ｒ_ｔｈよりも大きいため、ＥＨＣ１３は正常であると判断される。そして、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが第１温度Ｔ_ｔｈよりも大きいため、ＥＨＣに通電させることなく、本制御を終了する。

以上説明したように、第１装置においては、ＰＭ堆積量を種々の値に設定し、それぞれのＰＭ堆積量についてＰＭの温度を変化させた場合の絶縁抵抗値を実験により予め測定しておく。そして、第１装置は、実際の絶縁抵抗値を検出した時点でのＰＭ温度とその絶縁抵抗値とから、基準温度の絶縁抵抗値である基準絶縁抵抗値を算出する。基準絶縁抵抗値が第１抵抗閾値よりも小さい場合には、電気加熱式触媒に堆積・付着したＰＭ量が除去すべき堆積・付着したＰＭ量よりも多いと判断できる。そのため、その場合のみ第１装置はＰＭを除去するＰＭ除去制御を実行する。以上により、第１装置は、燃料を無駄に消費することなく、絶縁抵抗を回復することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置（以下、「第２装置」とも呼称する。）について説明する。第２実施形態は、そのＥＣＵ２０が、図７に示したルーチンに代わる図９に示したルーチンを実行する点のみにおいて第１実施形態と相違している。以下、この相違点を中心として説明する。

図９に示したルーチンのＳ５０１乃至Ｓ５１５は、Ｓ５０７及びＳ５０８を除き、図７に示したルーチンのＳ４０１乃至Ｓ４１５のそれぞれと同様の処理を行うステップである。従って、以下においては、Ｓ５０７及びＳ５０８の処理について説明を加える。

Ｓ５０７にて、ＣＰＵは、現時点でのＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣから、絶縁抵抗の閾値である第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}を算出する。より具体的に述べると、触媒担体３１に、ＰＭ除去制御を行うか否かを決定する際に使用されるＰＭの量（この量以上のＰＭが堆積している場合にはＰＭ除去制御を実行すべきであるというＰＭ堆積量であり、以下、「ＰＭ除去堆積量Ｙ」と称呼する。）のＰＭを実際に堆積させておき、ＰＭの温度（即ち、ＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣ）を変化させた場合の絶縁抵抗値を実験により予め測定しておく。なお、この実験を行う場合、触媒担体３１には凝縮水が存在しないように凝縮水を除去しておく。そして、ＰＭ堆積量がＰＭ除去堆積量Ｙである場合に、ＰＭの温度が基準温度Ｔ_０であるときの絶縁抵抗値Ｒ（Ｔ_０）と、ＰＭの温度が任意の温度Ｔ_Ｙであるときの絶縁抵抗値Ｒ（Ｔ_Ｙ）と、を求め、それらの比（＝Ｒ（Ｔ_Ｙ）／Ｒ（Ｔ_０））を変換係数ｍ（Ｔ_Ｙ）として求め、ルックアップテーブルＭａｐＣの形式でＲＯＭに格納しておく。即ち、ルックアップテーブルＭａｐＣは、以下のように記述することができる。

ｍ（Ｔ_Ｙ）＝ＭａｐＣ（Ｔ_Ｙ） ・・・（７）

そして、ＣＰＵは、ルックアップテーブルＭａｐＣの引数Ｔ_Ｙに現時点でのＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣを代入することにより、変換係数ｍ（Ｔ_ＥＨＣ）を求める。更に、ＣＰＵは、式（８）に示したように、ＰＭの温度が基準温度Ｔ_０であるときの絶縁抵抗値Ｒ（Ｔ_０）に変換係数ｍ（Ｔ_ＥＨＣ）を乗じることにより、第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}を求める。なお、現時点でのＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣが小さい場合に比べて大きい場合には、第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}が小さい値になるように「ＰＭの温度が基準温度Ｔ_０であるときの絶縁抵抗値Ｒ（Ｔ_０）」が変換係数ｍ（Ｔ_ＥＨＣ）により変換されて第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}が求められる。これは、ＰＭの温度が大きくなるほど、ＰＭの電気抵抗率が低下することにより、絶縁抵抗値Ｒが小さくなることを考慮しているためである。

Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}＝ｍ（Ｔ_ＥＨＣ）・Ｒ（Ｔ_０） ・・・（８）

なお、Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}＝ｍ（Ｔ_ＥＨＣ）・Ｒ（Ｔ_０）＝ｇａ（Ｔ_ＥＨＣ）である（ｇａは所定の関数）ことから、ＰＭの温度Ｔ_ＥＨＣが分かれば、第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}を直接求めることができる。即ち、ＣＰＵは、以下のルックアップテーブルＭａｐＤにより第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}を直接求めてもよい。

Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}＝ＭａｐＤ（Ｔ_ＥＨＣ）＝ｇａ（Ｔ_ＥＨＣ） ・・・（９）

そして、ＣＰＵはＳ５０８に進み、Ｓ５０６にて取得した現時点での絶縁抵抗値Ｒ_１が第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}よりも小さいか否かを判定する。現時点での絶縁抵抗値Ｒ_１が第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}以上の場合には、ＣＰＵはＳ５０８に「Ｎｏ」と判定し、本ルーチンを一旦終了する。一方、現時点での絶縁抵抗Ｒ_１が第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}よりも小さい場合には、ＣＰＵはＳ５０８にて「Ｙｅｓ」と判定し、Ｓ５０９に進む。

第２装置は、ＰＭの温度と見做されるＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣ毎に、ＰＭがＰＭ除去堆積量Ｙ（所定堆積量）だけ堆積した場合の絶縁抵抗値である第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}を予め求める。そして、第２装置は、絶縁抵抗検出装置２５（抵抗測定手段）によって測定された絶縁抵抗値が第２抵抗閾値よりも小さい場合には、ＰＭ温度に関わらず、電気加熱式触媒の端部に堆積したＰＭ量がＰＭ除去堆積量Ｙよりも多いと判断してＰＭ除去制御を実行する。そのため、堆積したＰＭ量がＰＭ除去堆積量Ｙよりも多い場合にのみＰＭ除去制御が実行されるので、燃料を無駄に消費することなく、絶縁抵抗を回復することができる。

以上、説明したように、本発明の各実施形態及び各変形例によれば、ＰＭの温度による電気抵抗率の変化を考慮してＰＭを除去するか否かを決定できる。よって、燃料を無駄に消費することなく、絶縁抵抗を回復することができる。なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、本発明の各実施形態は、ＰＭ温度と絶縁抵抗値とから、粒子状物質（ＰＭ）を除去するか否か（ＰＭ除去制御を実行すべきか否か）を決定する構成であれば、図７及び図９に示したＰＭ除去制御のルーチン以外のルーチンを実行しても構わない。例えば、本発明による他の態様の排気浄化装置のＣＰＵは、図７に示したＳ４０７及びＳ４０８の処理を行わず、Ｓ４０２にて取得したＥＨＣ１３の温度Ｔ_ＥＨＣと、Ｓ４０６にて取得した現時点での絶縁抵抗Ｒ_１とを「温度Ｔ_ＥＨＣと絶縁抵抗Ｒ_１とにより決まる点が、ＰＭ除去制御を実行すべき領域にあるか否かを定めた領域マップ（ルックアップテーブル）」に適用することによってＰＭ除去制御を実行するか否かを直接的に決定してもよい。この場合、基準絶縁抵抗値Ｒ_ＰＭ又は第２抵抗閾値Ｒ_{ｔｈＥＨＣ}を算出する工程を省略することができる。よって、ＰＭ温度による電気抵抗率の変化を考慮して、燃料を無駄に消費することなく、絶縁抵抗を回復することができるとともに、ＰＭ除去制御のルーチンを簡素化できる。

また、ＰＭ除去制御は、例えば、機関１１がディーゼル機関である場合には、燃料噴射時期を遅角させたり或いはメイン噴射の後にポスト噴射を行なったりすることによって排気管内において燃料を燃焼させ（即ち、機関１１から排気通路に排出されるエネルギを増大させ）、その燃焼により発生した熱によってＥＨＣ１３の温度を上昇させた上でＥＨＣ１３に供給される過剰な酸素によってＰＭを燃焼させて除去する制御であってもよい。この場合、機関１１の燃焼室に供給される燃料の一部が排気の昇温に用いられることになるため、トルク発生に寄与しない燃料の消費量が増大するが、本発明によれば、そのようなＰＭ除去制御が不要に行われないので、燃費の悪化を回避することができる。

或いは、機関１１がガソリン燃料機関であっても、ディーゼル機関であっても、排気弁の開弁タイミングを進角することにより、より高温な燃焼ガスを排気通路に排出させ（即ち、機関１１から排気通路に排出されるエネルギを増大させ）、以て、ＥＨＣ１３を昇温させ、かつ、その後に機関に供給される混合気の空燃比をリーン空燃比に設定することによってＥＨＣ１３に十分な酸素を供給することにより、ＰＭを燃焼させて除去させてもよい。即ち、本発明の排気浄化装置の実施形態及び変形例は、ＥＨＣ１３に通電することなく、関から排気通路へと排出されるエネルギによりＥＨＣ１３（ＥＨＣ１３に堆積したＰＭ）を昇温させることによってＰＭを燃焼（除去）する装置であればよい。

１１…機関、１３…電気加熱式触媒、１４…バッテリ、２０…ＥＣＵ、２２…上流側温度センサ、２４…下流側温度センサ、２５…絶縁抵抗検出装置、３１…触媒担体、３２…ケース、３３…電極、３４…絶縁部材。

Claims (4)

1. 触媒を担持するとともに通電されたときに発熱する触媒担体、前記触媒担体に設けられ且つ前記触媒担体に通電するための一対の電極、前記電極が設けられた前記触媒担体を収容するケース及び前記触媒担体と前記ケースとの間に配置された絶縁部材を備え、内燃機関の排気通路に配置される電気加熱式触媒と、
   前記触媒担体への通電要求が発生したときに前記一対の電極に電位差を付与することにより前記触媒担体に通電する通電制御手段と、
   を備える、内燃機関の排気浄化装置であって、
   前記触媒担体と前記ケースとの間の絶縁抵抗値を測定する抵抗測定手段と、
   前記電気加熱式触媒に堆積した粒子状物質の温度であるＰＭ温度を推定するＰＭ温度推定手段と、
   前記触媒担体が通電されていない状態において、前記電気加熱式触媒に堆積した粒子状物質を除去すべきであるときに満たす所定の除去条件を前記ＰＭ温度と前記絶縁抵抗値とが満たす場合、前記電気加熱式触媒の温度を前記内燃機関から前記排気通路へと排出されるエネルギを用いて上昇させることにより前記堆積した粒子状物質を除去するＰＭ除去制御を実行するＰＭ除去制御手段と、を備えた内燃機関の排気浄化装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
   前記ＰＭ除去制御手段は、
   前記電気加熱式触媒に水が付着していないと推定される状態において、前記所定の除去条件を前記ＰＭ温度と前記絶縁抵抗値とが満たす場合、前記ＰＭ除去制御を実行するように構成された内燃機関の排気浄化装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
   前記ＰＭ除去制御手段は、
   前記絶縁抵抗値が測定されたときの前記推定されたＰＭ温度である測定時ＰＭ温度に基づいて、前記絶縁抵抗値を所定の基準ＰＭ温度における絶縁抵抗値に変換した値を基準絶縁抵抗値として取得する基準絶縁抵抗値取得手段と、
   前記基準絶縁抵抗値が第１抵抗閾値よりも小さいか否かを判定し、前記基準絶縁抵抗値が前記第１抵抗閾値よりも小さいと判定したとき前記所定の除去条件が満たされたと判定する判定手段と、を含み、
   前記所定の除去条件が満たされたと判定された場合に前記ＰＭ除去制御を実行するように構成され、
   前記基準絶縁抵抗値取得手段は、
   前記測定時ＰＭ温度が前記基準ＰＭ温度以上の場合には前記測定時ＰＭ温度が高くなるほど前記絶縁抵抗値が大きくなるように同絶縁抵抗値を変換した値を前記基準絶縁抵抗値として取得し、前記測定時ＰＭ温度が前記基準ＰＭ温度未満の場合には前記測定時ＰＭ温度が低くなるほど前記絶縁抵抗値が小さくなるように同絶縁抵抗値を変換した値を前記基準絶縁抵抗値として取得するように構成された内燃機関の排気浄化装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
   前記ＰＭ除去制御手段は、
   前記絶縁抵抗値が測定されたときの前記推定されたＰＭ温度である測定時ＰＭ温度に基づいて、所定の基準ＰＭ温度に対して予め定められた基準抵抗閾値を前記測定時ＰＭ温度に対応する値に変換した値を第２抵抗閾値として取得する閾値取得手段と、
   前記絶縁抵抗値が前記第２抵抗閾値よりも小さいか否かを判定し、前記絶縁抵抗値が前記第２抵抗閾値よりも小さいと判定したとき前記所定の除去条件が満たされたと判定する判定手段と、を含み、
   前記所定の除去条件が満たされたと判定された場合に前記ＰＭ除去制御を実行するように構成され、
   前記閾値取得手段は、
   前記測定時ＰＭ温度が小さい場合に比べて大きい場合には、前記第２抵抗閾値として前記基準絶縁抵抗値を変換した値がより小さくなるように前記第２抵抗閾値を取得するように構成された内燃機関の排気浄化装置。
   

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