JP2023058326A - 電気加熱式触媒の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通電開始時に適切な電力を触媒担体に供給する。【解決手段】内燃機関１１は、通電により発熱する触媒担体に触媒を担持した排気浄化触媒であり触媒担体に通電することにより触媒担体を発熱させる電気加熱式触媒２１０を備える。制御装置１００は、触媒担体への通電開始時に触媒担体へ供給する電力を通電開始時の触媒担体の温度に応じて制御する通電制御処理を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、電気加熱式触媒の制御装置に関する。

内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒は、活性化温度において十分な能力を発揮する。そのため、排気浄化触媒の温度が活性化温度未満の状態では、排気を十分に浄化できないおそれがある。そこで、例えば特許文献１に記載されているように、触媒担体に電力を供給することによって当該触媒担体を発熱させる電気加熱式触媒が知られている。

特許文献１に記載の装置は、触媒担体への通電を開始してから既定の期間が経過すると触媒担体に供給する電力を小さくすることにより、電気加熱式触媒の温度を速やかに高めるとともに内部の温度差が小さくなるようにしている。

特開２０１８－９６２０９号公報

ところで、通電開始時において触媒担体に過剰な電力が供給されると過電流により電気加熱式触媒の電極などが損傷するおそれがある。また、通電開始時において触媒担体に供給する電力が不足すると触媒担体の温度上昇が遅くなり、エミッションが悪化するおそれがある。そのため、通電開始時には適切な電力を触媒担体に供給することが望まれる。

上記課題を解決する電気加熱式触媒の制御装置は、通電により発熱する触媒担体に触媒を担持した排気浄化触媒であり前記触媒担体に通電することにより前記触媒担体を発熱させる電気加熱式触媒の制御装置である。この制御装置は、前記触媒担体への通電開始時に同触媒担体に供給する電力を通電開始時の前記触媒担体の温度に応じて制御する通電制御処理を実行する。

触媒担体の温度に応じて当該触媒担体の電気抵抗は変化する。そこで、同構成では、通電開始時に触媒担体に供給する電力を、そうした電気抵抗に関与する触媒担体の温度に応じて設定するようにしている。従って、通電開始時に適切な電力を触媒担体に供給することができるようになる。

また、上記通電制御処理としては、前記触媒担体の温度に基づいて前記触媒担体の電気抵抗を算出する処理と、前記電気抵抗及び通電開始時の要求電力に基づいて前記触媒担体に印加する電圧を算出する処理とを含むようにしてもよい。

また、上記制御装置において、経年劣化による前記触媒担体の電気抵抗変化に合わせて前記触媒担体の温度に応じた前記電気抵抗を補正するための補正係数を算出する算出処理を実行してもよい。

触媒担体の電気抵抗は経年劣化によって変化する。この点、同構成によれば、触媒担体の温度に応じた前記電気抵抗が上記補正係数によって補正される。そのため、触媒担体の温度に応じた同触媒担体の電気抵抗についてその算出精度を高めることができる。

また、上記制御装置において、前記算出処理は、前記触媒担体の温度が、当該触媒担体の電気抵抗が大きくなる既定の温度領域にあるときに実行されてもよい。
触媒担体の電気抵抗は当該触媒担体の温度に応じて変化する。ここで、触媒担体の電気抵抗が大きいときほど、経年劣化による触媒担体の電気抵抗変化は顕著になる傾向がある。そこで、同構成では、触媒担体の温度が、触媒担体の電気抵抗が大きくなる既定の温度領域にあるときに上記補正係数を算出するようにしている。従って、補正係数の算出精度を高めることができる。

なお、温度が低いときほど電気抵抗が大きくなるＮＴＣ特性を有する触媒担体の場合には、既定の温度以下の領域を触媒担体の電気抵抗が大きくなる既定の温度領域とすることができる。また、温度が高いときほど電気抵抗が大きくなるＰＴＣ特性を有する触媒担体の場合には、既定の温度以上の領域を触媒担体の電気抵抗が大きくなる既定の温度領域とすることができる。

また、上記制御装置において、前記触媒担体の温度を推定する処理を実行してもよい。
電気加熱式触媒に設けたセンサで触媒担体の温度を検出する場合には、当該センサを介した電気加熱式触媒の漏電を抑えるための対策が必要になる。この点、同構成では、触媒担体の温度は推定値であり、センサを用いていないため、電気加熱式触媒の絶縁性を高めることができる。

電気加熱式触媒の制御装置を備える車両の構成を示す模式図である。 同車両に搭載された電気加熱式触媒のシステム構成を示す模式図である。 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 同実施形態の変更例において制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

以下、一実施形態にかかる電気加熱式触媒の制御装置である制御装置１００について、図１～図４を参照して説明する。
＜車両１０の構成＞
図１を参照して制御装置１００が搭載された車両１０の構成を説明する。

図１に示すように、車両１０は、内燃機関１１及び第２モータジェネレータ３２を動力源として備えている。すなわち車両１０は、ハイブリッド車両である。なお、車両１０は、外部電源６０に接続してバッテリ５０を充電することができるプラグインハイブリッド車両である。そのため、バッテリ５０には、外部充電用の充電器５１が接続されている。なお、バッテリ５０は、例えば４００Ｖの高圧バッテリである。また、第２モータジェネレータ３２は、例えば三相交流型のモータジェネレータである。

内燃機関１１は、吸気通路１２と排気通路２１とを備えている。なお、図１に示す例では、内燃機関１１は、４つの気筒を備えている。吸気通路１２には、吸気通路１２を流れる吸気の流量を調整するスロットルバルブ１３が設けられている。内燃機関１１には、吸気中に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁１４が各気筒に対して１つずつ設けられている。なお、複数の燃料噴射弁１４は、各気筒に対して複数個ずつ設けられていてもよいし、各気筒に対して設けられている個数がそれぞれ異なっていてもよい。また、内燃機関１１には、燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する点火プラグ１５が各気筒に対して１つずつ設けられている。なお点火プラグ１５は、各気筒に対して複数個ずつ設けられていてもよいし、各気筒に設けられている個数がそれぞれ異なっていてもよい。

内燃機関１１の排気通路２１には、触媒コンバータ２９が設置されている。触媒コンバータ２９には通電に応じて発熱する電気加熱式触媒２１０が搭載されている。電気加熱式触媒２１０は、電源装置２２０を介してバッテリ５０に接続されている。電気加熱式触媒２１０を含む電気加熱式触媒システム２００の詳しい構成については、図２を参照して後述する。

また、排気通路２１における触媒コンバータ２９よりも下流側には、フィルタ３６が設けられている。フィルタ３６は、排気に含まれる粒子状物質を捕集する。粒子状物質は燃焼によって生じるカーボンを主成分とする微細な粒子状の物質である。

第２モータジェネレータ３２は、パワーコントロールユニット３５を介してバッテリ５０に接続されている。また、第２モータジェネレータ３２は、減速機構３４を介して駆動輪４０に連結されている。

内燃機関１１は、動力分割機構３０及び減速機構３４を介して駆動輪４０に連結されている。なお、動力分割機構３０には、第１モータジェネレータ３１も連結されている。第１モータジェネレータ３１は、例えば三相交流型のモータジェネレータである。動力分割機構３０は、遊星歯車機構であり、内燃機関１１の駆動力を第１モータジェネレータ３１と駆動輪４０とに分割することができる。

第１モータジェネレータ３１は、内燃機関１１の駆動力や駆動輪４０からの駆動力を受けて発電を行う。また、第１モータジェネレータ３１は、内燃機関１１を始動する際に、内燃機関１１の回転軸を駆動するスタータとしての役割も担う。その際には、第１モータジェネレータ３１は、バッテリ５０からの電力の供給に応じて駆動力を発生するモータとして機能する。

第１モータジェネレータ３１及び第２モータジェネレータ３２は、パワーコントロールユニット３５を介してバッテリ５０に接続されている。第１モータジェネレータ３１によって発電された交流電力は、パワーコントロールユニット３５により直流に変換されてバッテリ５０に充電される。すなわち、パワーコントロールユニット３５はインバータとして機能する。

また、バッテリ５０の直流電力は、パワーコントロールユニット３５により交流に変換されて、第２モータジェネレータ３２に供給される。なお、車両１０を減速させる際には、駆動輪４０からの駆動力を利用して第２モータジェネレータ３２で発電を行う。そして、発電した電力はバッテリ５０に充電される。すなわち、この車両１０では回生充電を行う。この際には、第２モータジェネレータ３２は、ジェネレータとして機能する。このときには、第２モータジェネレータ３２によって発電された交流電力は、パワーコントロールユニット３５により直流に変換されてバッテリ５０に充電される。

なお、第１モータジェネレータ３１をスタータとして機能させるときは、パワーコントロールユニット３５は、バッテリ５０の直流電力を交流に変換して第１モータジェネレータ３１に供給する。

＜制御装置１００について＞
制御装置１００は、内燃機関１１、第１モータジェネレータ３１及び第２モータジェネレータ３２を制御する。すなわち、制御装置１００は、プラグインハイブリッド車両である車両１０のパワートレーンを制御する制御装置である。そのため、制御装置１００は、電気加熱式触媒システム２００を含む内燃機関１１を制御する。

制御装置１００には、車両１０の各部に設けられたセンサの検出信号が入力されている。制御装置１００に入力される検出信号には、車速、アクセルペダル開度、バッテリ５０の残容量に応じた充電状態ＳＯＣが含まれる。また、制御装置１００には、内燃機関１１の冷却水の温度である水温Ｔｗを検出する水温センサ１０１が接続されている。また、制御装置１００には、車両１０の運転者が車両１０のシステムの起動及び停止を行うためのパワースイッチ１０２も接続されている。そのため、制御装置１００は、パワースイッチ１０２からの入力信号に基づいて、車両１０のシステムの起動状態を把握する。制御装置１００には、内燃機関１１から排出された排気の温度である排気温度を検出する上流側排気温センサ１０３が接続されている。なお、上流側排気温センサ１０３は排気通路２１における触媒コンバータ２９よりも上流側に配置されている。また、排気通路２１における触媒コンバータ２９よりも下流側であり且つフィルタ３６よりも上流側の部分には、下流側排気温センサ１０７が配置されている。下流側排気温センサ１０７は、触媒コンバータ２９を通過した排気の温度を検出する。また、上流側排気温センサ１０３及び下流側排気温センサ１０７と同様に、触媒コンバータ２９の上流側と下流側には、それぞれ空燃比センサが設けられている。排気通路２１における触媒コンバータ２９よりも上流側の部分に配置されている上流側空燃比センサ１０５は、触媒コンバータ２９に導入される排気の空燃比を検出する。排気通路２１における触媒コンバータ２９よりも下流側であり且つフィルタ３６よりも上流側の部分には、下流側空燃比センサ１０６が配置されている。下流側空燃比センサ１０６は、触媒コンバータ２９を通過した排気の空燃比を検出する。そして、排気通路２１における触媒コンバータ２９とフィルタ３６との間の部分には、排気の圧力を検出する排気圧センサ１０４が配置されている。これらのセンサはいずれも制御装置１００に接続されている。制御装置１００には、これらのセンサの検出信号が入力されている。

上記のように構成された車両１０は、バッテリ５０に蓄えられている電力を利用して第２モータジェネレータ３２を駆動することにより、第２モータジェネレータ３２のみを利用して駆動輪４０を駆動するモータ走行を行うことができる。また、内燃機関１１と第２モータジェネレータ３２を利用して駆動輪４０を駆動するハイブリッド走行を行うこともできる。

＜電気加熱式触媒システム２００の構成＞
次に図２を参照して電気加熱式触媒システム２００の構成を説明する。
図２に示すように、触媒コンバータ２９には、電気加熱式触媒２１０を構成する第１排気浄化触媒２６に加えて、第２排気浄化触媒２７が搭載されている。第１排気浄化触媒２６及び第２排気浄化触媒２７は、いずれも排気の流れる方向に延びる複数の通路が区画されたハニカム構造の触媒担体Ｓ１、Ｓ２に、三元触媒を担持させたものである。

第１排気浄化触媒２６及び第２排気浄化触媒２７は、ケース２４に収容されている。ケース２４は、金属、例えばステンレス鋼によって形成された筒である。ケース２４は、排気通路２１の一部を構成する排気管である。ケース２４内において、第１排気浄化触媒２６及び第２排気浄化触媒２７と、ケース２４との間には、マット２８が介在している。マット２８は、絶縁体であり、例えば、アルミナを主成分とする無機繊維によって形成されている。

マット２８は、圧縮された状態で第１排気浄化触媒２６及び第２排気浄化触媒２７とケース２４との間に介在している。そのため、第１排気浄化触媒２６及び第２排気浄化触媒２７は、圧縮されたマット２８の復元力によってケース２４内に保持されている。

ケース２４の上流側の部分には、上流側ほど径が小さくなっている上流側接続管２３が外側から被せられて固定されている。また、ケース２４の下流側の部分には、下流側ほど径が小さくなっている下流側接続管２５が外側から被せられて固定されている。

図２に示すように、上流側接続管２３は、ケース２４よりも直径の小さな上流側排気管２２とケース２４とを接続する。同様に、下流側接続管２５は、ケース２４よりも直径の小さな下流側の排気管とケース２４とを接続する。このように、第１排気浄化触媒２６及び第２排気浄化触媒２７を収容したケース２４と上流側接続管２３と下流側接続管２５とは、排気通路２１の一部を構成する触媒コンバータ２９を構成している。

なお、ケース２４の上流側の端部は、上流側排気管２２に近づくにつれて径が小さくなっており、最も上流側排気管２２に近い部分の直径は、上流側排気管２２の直径とほぼ等しくなっている。

第１排気浄化触媒２６は、第２排気浄化触媒２７よりも上流側に位置している。第１排気浄化触媒２６の触媒担体Ｓ１は、通電されると電気抵抗となって発熱する素材によって形成されている。例えば、こうした素材として本実施形態では炭化ケイ素を用いている。なお、炭化ケイ素で形成される触媒担体Ｓ１は、温度が高いときには温度が低いときよりも電気抵抗が小さくなるＮＴＣ特性を有している。

第１排気浄化触媒２６には、第１電極２１１及び第２電極２１２が取り付けられている。第１電極２１１は正電極であり、第２電極２１２は負電極である。第１電極２１１と第２電極２１２の間に電圧をかけることによって第１排気浄化触媒２６に電流が流れる。第１排気浄化触媒２６に電流が流れると、触媒担体Ｓ１の電気抵抗によって触媒担体Ｓ１が発熱する。

触媒担体Ｓ１の全体に対して均一に電流を流すために、第１電極２１１及び第２電極２１２は、触媒担体Ｓ１の外周面に沿って周方向及び軸方向に延びている。また、第１電極２１１及び第２電極２１２は、それぞれケース２４を貫通している。

第１電極２１１及び第２電極２１２のそれぞれとケース２４との間には、アルミナなどの絶縁材料で構成された絶縁碍子２１３が嵌め込まれている。また、ケース２４の内周面には、絶縁材料を塗布して絶縁コートが施されている。すなわち、排気管であるケース２４において触媒担体Ｓ１が配置される部位には、絶縁コートが施されている。絶縁コートとしては、例えば、ガラスコートを用いることができる。これにより、第１排気浄化触媒２６は、ケース２４に対して電気的に絶縁されている。

上記のように、第１排気浄化触媒２６には、第１電極２１１及び第２電極２１２が取り付けられている。これにより、第１排気浄化触媒２６は、電力を供給することによって発熱する電気加熱式触媒２１０になっている。以下では、電気加熱式触媒２１０をＥＨＣ２１０と称する。通電によって触媒担体Ｓ１が発熱することで第１排気浄化触媒２６が加熱され、活性化が促進される。

また、内燃機関１１が稼働して排気が流れるようになると、ＥＨＣ２１０を通過して温められた排気によって、熱が第２排気浄化触媒２７にも移動する。これにより、第２排気浄化触媒２７の暖機も促進される。

第１電極２１１及び第２電極２１２は、パワーケーブルによって電源装置２２０にそれぞれ接続されている。こうしてＥＨＣ２１０は、電源装置２２０の電源回路２２１を介してバッテリ５０に接続されている。電源装置２２０は、絶縁トランジスタ及びパワースイッチング素子を含む電源回路２２１と、電源回路２２１を制御する電源用制御装置である電源用マイコン２２２を備えている。電源回路２２１には、電流センサ２２４と、電圧センサ２２５とが設けられている。電流センサ２２４及び電圧センサ２２５は電源用マイコン２２２に接続されている。電源用マイコン２２２は、電流センサ２２４が出力する信号に基づいてＥＨＣ２１０に供給されている電流を検出する。また、電源用マイコン２２２は、電圧センサ２２５が出力する信号に基づいてＥＨＣ２１０に印加している電圧を検出する。なお、電源装置２２０には、補機バッテリ５５が接続されている。

また、電源装置２２０の電源回路２２１には、ＥＨＣ２１０の絶縁抵抗Ｒｔを検出して漏電を検知するための漏電検知回路２２３が設けられている。例えば、漏電検知回路２２３は、基準抵抗を備えている。漏電を検知する際には、補機バッテリ５５から漏電検知回路２２３を含む電源回路２２１に電力を供給する。そして、電源用マイコン２２２は、このときに電流センサ２２４及び電圧センサ２２５によって検出される電流Ｉ及び電圧Ｅに基づいてＥＨＣ２１０の絶縁抵抗Ｒｔを算出する。なお、絶縁抵抗Ｒｔは絶縁コートの電気抵抗値である。絶縁抵抗Ｒｔが低いことに基づいて漏電を検知する。

電源装置２２０は、制御装置１００と相互に通信可能に接続されており、電源用マイコン２２２によって算出された絶縁抵抗Ｒｔは制御装置１００に出力される。また、制御装置１００は、電源装置２２０に指令を出力し、電源装置２２０を介してＥＨＣ２１０への通電を制御する。すなわち、制御装置１００は、電源装置２２０を介してバッテリ５０の電力をＥＨＣ２１０に供給する。

＜走行モードについて＞
プラグインハイブリッド車両である車両１０では、バッテリ５０の充電状態ＳＯＣに十分な余裕がある場合には、第２モータジェネレータ３２のみを走行用の動力源として用いるモータ走行モードで走行する。このときの制御装置１００は、内燃機関１１を停止した状態に維持している。そして、制御装置１００は、第２モータジェネレータ３２が要求駆動力分の駆動力が得られるトルクを発生するようにパワーコントロールユニット３５を制御する。

また、制御装置１００は、モータ走行モードでの走行中に、バッテリ５０の充電状態ＳＯＣが一定の値を下回ると、車両１０の走行モードをモータ走行モードからハイブリッド走行モードに切り替える。ハイブリッド走行モードは、内燃機関１１及び第２モータジェネレータ３２の双方を走行用の動力源として用いる走行モードである。

＜ＥＨＣの通電について＞
図３を参照しながらＥＨＣ２１０の通電にかかる処理の手順について説明する。この図３に示す処理は、制御装置１００によって繰り返し実行される。

本処理を開始すると、制御装置１００は、触媒床温Ｔｅｈｃを取得する（Ｓ１００）。触媒床温Ｔｅｈｃは触媒担体Ｓ１の温度であり、別の処理で制御装置１００が推定値を算出している。なお、こうした触媒床温Ｔｅｈｃの推定は適宜行うことができる。例えば、機関停止中に低下していく触媒床温Ｔｅｈｃは、機関停止時の触媒床温Ｔｅｈｃ、触媒床温Ｔｅｈｃの収束先となる外気温（吸気温で代用化）、機関停止してからの経過時間などに基づいて算出される。また、機関運転中の触媒床温Ｔｅｈｃは、機関始動を開始したときの触媒床温ＴｅｈｃやＥＨＣ２１０に投入された電力の積算値等に基づいて算出される。

次に、制御装置１００は、取得した触媒床温Ｔｅｈｃが既定の判定値Ｔｅｈｃｒｅｆ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。判定値Ｔｅｈｃｒｅｆ１としては、例えば第１排気浄化触媒２６の活性化温度などを挙げることができる。

触媒床温Ｔｅｈｃが判定値Ｔｅｈｃｒｅｆ１以下であると判定する場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、ＥＨＣ２１０への通電、すなわち触媒担体Ｓ１への通電を要求する通電要求フラグをＯＮに設定する（Ｓ１２０）。

次に、制御装置１００は、要求電力Ｐｄの算出を行う（Ｓ１３０）。要求電力Ｐｄは、例えば既定の固定値とすることができる。ただし、第２モータジェネレータ３２の駆動要求に応じて要求電力Ｐｄは制限される。

次に、制御装置１００は、現在、触媒担体Ｓ１への通電中であるか否かは判定する（Ｓ１４０）。
そして、通電中ではないと判定する場合、つまり通電要求はあるもののまだ通電が開始されていない場合には（Ｓ１４０：ＮＯ）、制御装置１００は、Ｓ１００で取得した触媒床温Ｔｅｈｃに基づいて触媒担体Ｓ１の電気抵抗Ｒを算出する（Ｓ１５０）。このＳ１５０の処理では以下のように電気抵抗Ｒが算出される。

まず、新品状態のＥＨＣ２１０における触媒床温Ｔｅｈｃと触媒担体Ｓ１の電気抵抗との関係が予め調べられており、その関係がマップデータである抵抗マップとして制御装置１００が有するメモリに記憶されている。制御装置１００は、その抵抗マップを参照することにより、Ｓ１００で取得した触媒床温Ｔｅｈｃに対応する電気抵抗である基準抵抗Ｒｂを算出する。なお、触媒担体Ｓ１は上述したＮＴＣ特性を有している。従って、抵抗マップとしてメモリに記憶されている基準抵抗Ｒｂの値は、触媒床温Ｔｅｈｃが高いほど小さい値になっている。

そして、この基準抵抗Ｒｂに補正係数ＨＫを乗算して当該基準抵抗Ｒｂを補正することにより、触媒床温Ｔｅｈｃに対応する電気抵抗Ｒを算出する。なお、補正係数ＨＫは、次の値である、すなわち、応力などによる経年劣化により触媒担体Ｓ１に亀裂が入ると、その亀裂の発生によって露出した炭化ケイ素の表面が酸化して酸化膜が形成される。こうした酸化膜の形成が進むと、触媒担体Ｓ１の電気抵抗は徐々に高くなっていく。補正係数ＨＫは、こうした経年劣化による触媒担体Ｓ１の電気抵抗変化に合わせて、触媒床温Ｔｅｈｃに応じた電気抵抗Ｒを補正するための補正係数であり、後述する図４の算出処理にて算出される。

一方、上記Ｓ１４０の処理にて、通電中であると判定する場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、センサで検出されている現在の上記電流Ｉ及び電圧Ｅを取得する（Ｓ１６０）。

次に、制御装置１００は、取得した電流Ｉ及び電圧Ｅに基づいて触媒担体Ｓ１の電気抵抗Ｒを算出する（Ｓ１７０）。Ｓ１７０の処理では、電圧Ｅを電流Ｉで除することにより電気抵抗Ｒが算出される。

Ｓ１５０またはＳ１７０の処理が終わると、制御装置１００は、要求電力Ｐｄを得るために必要な電圧である要求電圧Ｅｄを算出する（Ｓ１８０）。Ｓ１８０の処理では、Ｓ１５０またはＳ１７０の処理で算出された電気抵抗Ｒと要求電力Ｐｄとの乗算値の平方根が算出されてその算出された値が要求電圧Ｅｄに設定される。なお、Ｓ１５０及びＳ１８０の処理は、触媒担体への通電開始時に同触媒担体に供給する電力を通電開始時の触媒担体の温度に応じて制御する通電制御処理に相当する。

Ｓ１８０の処理にて要求電圧Ｅｄを算出すると、制御装置１００は、ＥＨＣ２１０に対する要求電圧Ｅｄの印加を電源用マイコン２２２に指示することにより、通電を実施する（Ｓ１９０）。

他方、上記Ｓ１１０の処理にて、触媒床温Ｔｅｈｃが判定値Ｔｅｈｃｒｅｆ１を超えていると判定する場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、制御装置１００は、通電要求フラグをＯＦＦに設定する（Ｓ２００）。通電要求フラグがＯＦＦに設定されると、ＥＨＣ２１０への通電が停止される。

そして、制御装置１００は、Ｓ１９０やＳ２００の処理を終了した場合、図３に示す一連の処理を一旦終了する。
＜補正係数の算出について＞
図４を参照しながら上記補正係数ＨＫの算出にかかる処理手順を説明する。この図４に示す処理も、制御装置１００によって繰り返し実行される。

本処理を開始すると、制御装置１００は、ＥＨＣ２１０への通電を開始したか否かを判定する（Ｓ３００）。
そして、通電を開始したと判定する場合（Ｓ３００：ＹＥＳ）、制御装置１００は、初期床温Ｔｅｈｃｓを取得する（Ｓ３１０）。初期床温Ｔｅｈｃｓは、通電を開始した時点の触媒床温Ｔｅｈｃである。

次に、制御装置１００は、初期床温Ｔｅｈｃｓが既定の判定値Ｔｅｈｃｒｅｆ２以下であるか否かを判定する（Ｓ３２０）。このＳ３２０の判定処理は、次の理由により実行される。すなわち、上述したように、触媒担体Ｓ１の電気抵抗は当該触媒担体Ｓ１の温度に応じて変化する。より詳細には、触媒担体Ｓ１の電気抵抗は、触媒担体Ｓ１の温度が低いときほど大きくなる。ここで、触媒担体Ｓ１の電気抵抗が大きいときほど、経年劣化による触媒担体Ｓ１の電気抵抗変化は顕著になる傾向がある。そこで、Ｓ３２０の処理では、初期床温Ｔｅｈｃｓが、経年劣化によって触媒担体Ｓ１の電気抵抗が大きくなる低温領域の温度であるか否かを判定している。

そして、初期床温Ｔｅｈｃｓが判定値Ｔｅｈｃｒｅｆ２以下であると判定する場合（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、初期抵抗Ｒｓを取得する（Ｓ３３０）。初期抵抗Ｒｓは、上記初期床温Ｔｅｈｃｓを取得したときの触媒担体Ｓ１の電気抵抗Ｒである。より詳細には、初期抵抗Ｒｓは、上記初期床温Ｔｅｈｃｓを取得したときにセンサで検出された上記電流Ｉ及び上記電圧Ｅに基づいて算出される値であり、その算出式は、図３のＳ１７０における算出式と同一である。

次に、制御装置１００は、Ｓ３１０で取得した初期床温Ｔｅｈｃｓに基づいて触媒担体Ｓ１の基準抵抗Ｒｂを取得する（Ｓ３４０）。このＳ３４０の処理では、上述した抵抗マップを参照することにより、初期床温Ｔｅｈｃｓに対応する電気抵抗である基準抵抗Ｒｂが算出される。

次に、制御装置１００は、補正係数ＨＫの算出処理として次の処理を実行する。すなわち、Ｓ３４０で算出した基準抵抗Ｒｂで上記初期抵抗Ｒｓを除した値を算出し、その算出した値を補正係数ＨＫに代入する処理を実行する（Ｓ３５０）。

次に、制御装置１００は、算出した補正係数ＨＫを制御装置１００が有するメモリに書き込むことにより、初期値を「１」として同メモリに記憶されていた補正係数ＨＫを更新する（Ｓ３６０）。

なお、制御装置１００は、Ｓ３６０の処理を終了した場合や、Ｓ３００、Ｓ３２０の各処理にて否定判定した場合には、図４に示す一連の処理を一旦終了する。
＜作用及び効果について＞
本実施形態の効果及び効果を説明する。

（１）触媒担体Ｓ１の温度に応じて当該触媒担体Ｓ１の電気抵抗Ｒは変化する。そこで、通電開始時には、触媒床温Ｔｅｈｃに基づいて触媒担体Ｓ１の電気抵抗Ｒを算出する処理（図３のＳ１５０の処理）を実行する。また、算出した電気抵抗Ｒ及び通電開始時の要求電力Ｐｄに基づいて触媒担体Ｓ１に印加する要求電圧Ｅｄを算出する処理（図３のＳ１８０の処理）を実行する。このように、本実施形態では、通電開始時に触媒担体Ｓ１に供給する電力を、電気抵抗Ｒに関与する触媒床温Ｔｅｈｃに応じて設定するようにしている。従って、通電開始時に適切な電力を触媒担体Ｓ１に供給することができるようになる。そのため、ＥＨＣ２１０の損傷を抑えつつ触媒担体Ｓ１の温度を早期に高めることが可能になる。

（２）触媒担体Ｓ１の電気抵抗Ｒは経年劣化によって変化する。この点、本実施形態では、触媒床温Ｔｅｈｃに応じて求められる電気抵抗が上述した補正係数ＨＫで補正される。そのため、触媒床温Ｔｅｈｃに応じた触媒担体Ｓ１の電気抵抗Ｒについてその算出精度を高めることができる。

（３）触媒担体Ｓ１の電気抵抗は当該触媒担体Ｓ１の温度に応じて変化する。ここで、触媒担体Ｓ１の電気抵抗が大きいときほど、経年劣化による触媒担体Ｓ１の電気抵抗変化は顕著になる傾向がある。そこで、本実施形態では、触媒担体Ｓ１の温度が、触媒担体Ｓ１の電気抵抗が大きくなる既定の温度領域にあるときに上記補正係数ＨＫを算出するようにしている。より具体的には、図４に示したＳ３２０の処理にて肯定判定される場合、つまり触媒担体Ｓ１の温度が、判定値Ｔｅｈｃｒｅｆ２以下の低温領域の温度である場合には、Ｓ３３０以降の処理を実行して補正係数ＨＫを算出するようにしている。従って、補正係数ＨＫの算出精度を高めることができる。

（４）触媒担体Ｓ１の温度をセンサで検出する場合には、当該センサを介した漏電を抑える対策が必要になる。この点、ＥＨＣ２１０に設けたセンサで触媒担体Ｓ１の温度を検出する場合には、当該センサを介したＥＨＣ２１０の漏電を抑えるための対策が必要になる。この点、本実施形態では、触媒担体Ｓ１の温度である触媒床温Ｔｅｈｃを推定しており、ＥＨＣ２１０には触媒床温Ｔｅｈｃを検出するためのセンサを設けていない。そのため、ＥＨＣ２１０の絶縁性を高めることができる。

＜変更例＞
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・補正係数ＨＫの算出が完了していない場合には、図５に示すＳ４００及びＳ４１０の処理を行うようにしてもよい。
図５に示すように、この変更例では、図３に示したＳ１４０の処理において否定判定される場合、制御装置１００は、Ｓ４００の処理として、補正係数ＨＫの算出が完了しているか否かを判定する処理を実行する。このＳ４００では、図４に示したＳ３６０の処理が完了している場合に、制御装置１００は肯定判定する。そして、補正係数ＨＫの算出が完了していると判定する場合（Ｓ４００：ＹＥＳ）、制御装置１００は、上述したＳ１５０以降の処理を実行する。

一方、補正係数ＨＫの算出が完了していないと判定する場合（Ｓ４００：ＮＯ）、制御装置１００は、Ｓ４１０の処理として、要求電圧Ｅｄを算出する処理を実行する。このＳ４１０の処理において、制御装置１００は、要求電圧Ｅｄに最小電圧Ｅｍｉｎを代入する処理を実行する。最小電圧Ｅｍｉｎとは、例えば以下のような電圧とすることができる。すなわち、触媒担体Ｓ１の電気抵抗として想定される最も低い抵抗値を最小抵抗Ｒｍｉｎとする。そして、制御装置１００は、上記要求電力Ｐｄと最小抵抗Ｒｍｉｎとの乗算値の平方根を算出する。そして、その算出された値を最小電圧Ｅｍｉｎとする。なお、最小電圧Ｅｍｉｎとして、過電流によるＥＨＣ２１０の損傷を抑える上で適切な低電圧を予め設定しておいてもよい。

そして、Ｓ４１０の処理を終えると、制御装置１００は、図３に示したＳ１９０の処理を実行する。つまり、制御装置１００は、ＥＨＣ２１０に対する上記最小電圧Ｅｍｉｎの印加を電源用マイコン２２２に指示することにより通電を実施する。

こうした変更例によれば、補正係数ＨＫの算出が完了していない場合でも、通電開始時におけるＥＨＣ２１０の損傷を抑えることができる。
・内燃機関１１が停止してある程度の時間が経過すると、触媒担体Ｓ１の内部温度が均一になるため、触媒担体Ｓ１の電気抵抗が安定するようになる。そこで、機関停止してから触媒担体Ｓ１の内部温度が均一になるまでに要する時間が経過した後に、ＥＨＣ２１０に対して一時的な通電を行う。そして、その通電を行った際に、図４に示した補正係数ＨＫの算出処理を行うようにしてもよい。この場合には、Ｓ３３０の処理で取得する初期抵抗Ｒｓが安定した値になっているため、補正係数ＨＫの算出精度をさらに高めることができる。

・触媒床温Ｔｅｈｃに対応する基準抵抗Ｒｂをマップデータから求めるようにしたが他の態様で求めてもよい。例えば、触媒床温Ｔｅｈｃを入力変数、基準抵抗Ｒｂを出力変数とする関数式から基準抵抗Ｒｂを求めてもよい。

・触媒床温Ｔｅｈｃを推定するようにしたが、ＥＨＣ２１０の温度センサを設けて当該温度センサで触媒床温Ｔｅｈｃを検出してもよい。この場合でも、上記（４）以外の作用効果が得られる。

・図４に示したＳ３２０の処理を省略する。そして、Ｓ３１０の処理を終えるとＳ３３０以降の処理を実行するようにしてもよい。この場合でも、上記（３）以外の作用効果が得られる。なお、この変更例の場合には、初期床温Ｔｅｈｃｓ及び初期抵抗Ｒｓを取得する処理の実行順序は適宜変更してもよい。

・図３に示したＳ１５０の処理では、基準抵抗Ｒｂを補正係数ＨＫで補正したが、そうした補正を省略して、基準抵抗Ｒｂを電気抵抗Ｒとしてもよい。この場合でも、上記（１）及び（４）の作用効果が得られる。

・触媒担体Ｓ１は、ＮＴＣ特性を有していた。この他、触媒担体Ｓ１は、温度が高いときほど電気抵抗が大きくなるＰＴＣ特性を有していてもよい。この場合には、上記抵抗マップとしてメモリに記憶されている基準抵抗Ｒｂの値は、触媒床温Ｔｅｈｃが低いほど小さい値になる。

そして、図４に示したＳ３２０の処理では、初期床温Ｔｅｈｃｓが既定の判定値Ｔｅｈｃｒｅｆ３以上であるか否かを判定する。この変更例におけるＳ３２０の判定処理は、次の理由により実行される。すなわち、ＰＴＣ特性を有する触媒担体Ｓ１の電気抵抗は、触媒担体Ｓ１の温度が高いときほど大きくなる。ここで、触媒担体Ｓ１の電気抵抗が大きいときほど、経年劣化による触媒担体Ｓ１の電気抵抗変化は顕著になる傾向がある。そこで、この変更例におけるＳ３２０の処理では、初期床温Ｔｅｈｃｓが、経年劣化によって触媒担体Ｓ１の電気抵抗が大きくなる高温領域の温度であるか否かを判定する。

こうした変更例によれば、触媒担体Ｓ１がＰＴＣ特性を有していても、上記実施形態に準じた作用効果を得ることができる。
・触媒コンバータ２９の構成は、適宜変更可能である。例えば、第２排気浄化触媒２７を備えていない構成であってもよい。

・排気浄化触媒の触媒担体に担持される触媒は、三元触媒に限らず、例えば、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒、又は選択還元型ＮＯｘ触媒であってもよい。
・電気加熱式触媒システム２００及び制御装置１００が搭載される車両１０は、プラグインハイブリッド車両だけでなく、プラグイン機能を有しないハイブリッド車両や、内燃機関１１のみを動力源とする車両であってもよい。

・制御装置１００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサ、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路として構成し得る。また、制御装置１００は、これらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）としても構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

１０…車両
１１…内燃機関
２１…排気通路
２４…ケース
２６…第１排気浄化触媒
２７…第２排気浄化触媒
２８…マット
２９…触媒コンバータ
３６…フィルタ
５０…バッテリ
５５…補機バッテリ
１００…制御装置
１０１…水温センサ
１０２…パワースイッチ
１０３…上流側排気温センサ
１０４…排気圧センサ
１０５…上流側空燃比センサ
１０６…下流側空燃比センサ
１０７…下流側排気温センサ
２００…電気加熱式触媒システム
２１０…電気加熱式触媒（ＥＨＣ）
２２０…電源装置
２２１…電源回路
２２２…電源用マイコン
２２４…電流センサ
２２５…電圧センサ

Claims (5)

1. 通電により発熱する触媒担体に触媒を担持した排気浄化触媒であり前記触媒担体に通電することにより前記触媒担体を発熱させる電気加熱式触媒の制御装置であって、
   前記触媒担体への通電開始時に同触媒担体に供給する電力を通電開始時の前記触媒担体の温度に応じて制御する通電制御処理を実行する
   電気加熱式触媒の制御装置。
2. 前記通電制御処理は、前記触媒担体の温度に基づいて前記触媒担体の電気抵抗を算出する処理と、前記電気抵抗及び通電開始時の要求電力に基づいて前記触媒担体に印加する電圧を算出する処理と、を含む
   請求項１に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
3. 経年劣化による前記触媒担体の電気抵抗変化に合わせて前記触媒担体の温度に応じた前記電気抵抗を補正するための補正係数を算出する算出処理を実行する
   請求項２に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
4. 前記算出処理は、前記触媒担体の温度が、当該触媒担体の電気抵抗が大きくなる既定の温度領域にあるときに実行される
   請求項３に記載の電気加熱式触媒の制御装置。
5. 前記触媒担体の温度を推定する処理を実行する
   請求項１～４のいずれか１項に記載の電気加熱式触媒の制御装置。

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